1.2.Випаровування – конденсація.

Методом випаровування-конденсації отримують дисперсні порошки

з розміром частинок 0,03…0,05 мкм. Процес отримання оксиду металу , як і у випадку виробництва порошку молібдену відновленням його оксидів, поєднують з процесом рафінування. Зазвичай процес починають з переробки рудної сировини обпалюванням сіркових руд .

Метод можна застосовувати безпосередньо для отримання дисперсних

порошків металів з високою пружністю пару , яка збільшується зі збільшенням температури за експоненційним законом. За певних умов у парогазовій суміші виникають зародки частинок. При цьому величина вільної енергії змінюється.

Чим більше пересичення (тиск пару в системі більший за рівноважний),

тим більша ймовірність виникнення зародка в газопаровій суміші і тим менший його радіус.

Під час випаровування металів у вакуумі на ймовірність виникнення таких зародків також впливає співвідношення розмірів довжини вільного пробігу молекули (атома) і розмірів камери випаровування. Якщо довжина вільного пробігу більша за розміри камери, то зародки в об’ємі камери не виникають, а метал конденсується у вигляді суцільних шарів на твердій поверхні (стінці камери, оснастці тощо).

Форма частинок порошків залежить від швидкості охолодження зародків на поверхні їх конденсації. У разі швидкого охолодження отри мують частинки малого розміру сферичної форми. У загальному випадку форма частинок порошків залежить від механізму конденсації. Якщов основі процесу лежить механізм пара – рідина – кристал , отримують частинки сферичної форми. Унаслідок дії механізму пара – кристал утворюються частинки неправильної форми з огранюванням, яке відповідає мінімальним значенням поверхневої енергії (принцип Кюрі – Вульфа).

Таким чином, методи отримання порошків випаровуванням – конденсацією базуються на формуванні частинок у процесі синтезу на молекулярному рівні, які вміщують процеси газофазного осаджування шляхом фізичного перетворення пари в тверду дисперсну фазу чи завдяки хімічній реакції у газовій фазі. Швидке охолоджування парогазової суміші

завдяки подачі холодного струменя чи газу реагенту сприяє утворенню аерозольних дисперсних та ультра дисперсних порошків

2. Форма частинок порошків. Вплив форми частинок порошків від методу їх отримання. Вплив форми частинок порошків на їх інші властивості

Форма частинок порошків – одна з важливих характеристик порошків. Вона може бути сферичною, краплеподібною, неправильною, осколковою, дендритною, тарілчастою, лускоподібною (рис.1.1).

Залежність форми порошків обумовлюється методом отримання порошку

• сферичну і краплеподібну форму мають порошки, отримані розпиленням розплавів газами, грану-ляцією у воду, деякими газофазними методами.

• неправильна, губчаста форма характерна для порошків, що отримані відновленням і являють собою конгломерат дрібніших частинок.

• форма у вигляді осколка, що притаманна крихким матеріалам, зумовлена механічним подрібненням.

• дендритну форму мають порошки, отримані за певних режимів електролізом водних розчинів солей металів. Для цієї форми частинок характерна висока активність, спричинена розвинутою поверхнею.

• тарілчасту форму зазвичай отримують застосуванням методів, основаних на самоподрібненні, наприклад, вихровому розмолі.

• лускоподібну, пласку форму мають частинки порошків, отримані методами, що ґрунтуються на механізмі стирання. Ця форма частинок найбільш характерна для пластичнихматеріалів.

Форму частинок порошків визначають за допомогою оптичних чи електронних мікроскопів на спеціально приготованих препаратах із суміші порошків і дисперсійних середовищ (гліцерину, скипидару). Вплив Форми частинок на технологічні властивості порошків, а отже, режими їх пресування, спікання, властивості пресовок і, певною мірою, властивості готових виробів.

• питома поверхня- поверхня одиниці маси (об’єму) порошку (одиниця виміру – м2/г(м2/см3)). Визначальний вплив на питому поверхню справляють розмір і форма частинок порошку. Чим більше неправильна форма частинок порошку і менший їх розмір, тим більша питома поверхня.

• Пікнометрична густина характеризує пористу і зернисту структури частинок порошків . За фізико-хімічних методів отримання порошків пористість спричиняється конгломеруванням більш дрібних частинок, дефектами. Так, низька щільність, зумовлена пористістю, знижує деформацію частинок під час їх пресування, а наявність мікропор активізує процес спікання. Пікнометричну щільність визначають за формулою:

• Насипна щільність. Під насипною щільністю розуміють масу вільно насипаного порошку в одиниці об’єму. Насипна щільність визначає початковий об’єм, який засипають у матрицю металевої чи еластичної оболонки для пресування. Насипна щільність для одного й того ж матеріалу залежить від його фізичних властивостей і передусім від розміру частинок та їх форми. Зазвичай збільшення питомої поверхні порошків приводить до зменшення їх насипної щільності і навпаки. Збільшенню насипної щільності сприяє макроскопічність порошків і спрощення їх форми. Відношення маси до об’єму порошку.

• Текучість. Під текучістю розуміють час спливу певної наважки порошку (50 г) з вирви через калібрований отвір діаметром 2,5 мм. Текучість порошку, у першу чергу, залежить від його фізичних властивостей: щільності, розміру і форми частинок, стану їх поверхні (окиснення та наявності адсорбованої вологи), текучість знижується зі зменшенням розміру частинок, підвищенням шорсткості їх поверхні, тобто зі збільшенням питомої поверхні та за наявності

• Щільність і об’єм утруски. Під щільністю утруски розуміють щільність певного об’єму порошку після його ущільнення вібрацією. У разіущільнення вібрацією відбувається тільки структурна деформація.. При цьому підвищення щільності порівняно з насипною становить 20…50%. При цьому особливого значення набуває фракційний склад. Наявність великих і дрібних частинок у порошку сприяє підвищенню щільності утруски, пресування і спікання.

• Кут природного укосу. Під кутом природного укосу розуміють кут між горизонтальною поверхнею і конуса, утвореного з порошку під час його насипання на поверхню. Кут природного укосу може служити не-

прямою характеристикою текучості порошку і залежить від тих самих

властивостей порошків, що й текучість. Так, зменшення кута природного укосу відповідає збільшенню текучості і навпаки.

• Ущільнюваність порошків характеризує здатність порошків до ущі льнення під впливом тиску, прикладеного зовні. На ущільнюваність порошків впливає весь комплекс властивостей по рошків, а також умови пресування.

• Формованість порошку характеризує його здатність зберігати форму виробу, який з нього спресований. Зазвичай вищу формованість мають порошки з пластичних матеріалів з розвиненою поверхнею.