- •Введение
- •1. Получение порошков
- •1.1 Механические методы
- •1.2 Физико-химические методы получения металлических порошков
- •2. Свойства порошков
- •2.1. Химические свойства порошков (состав)
- •2. 2. Физические свойства порошков
- •2. 3. Технологические свойства порошков
- •3. Технология формования деталей из порошков.
- •4. Спекание изделий из порошковых материалов
- •Конструкционные материалы.
- •5.1. Классификация конструкционных материалов
- •Антифрикционные материалы и изделия
- •7. Современные композиционные материалы
- •7.1 Классификация композиционных материалов
- •7.2 Принципы выбора материалов матриц и волокон
- •7.3 Принципы выбора структуры композита и способа его изготовления
- •7.4 Прогноз свойств упорядоченных композитов
- •8. Композиционные материалы, получаемые методом порошковой металлургии
- •8.1 Диспесноупрочненные материалы.
- •8.2 Волокнистые композиционные материалы
2. Свойства порошков
Основными характеристиками порошков металлов и неорганических соединений являются: химический состав, физические и технологические свойства.
Химический состав отражает содержание основных компонентов, примесей и газов в объеме каждой отдельной частицы. Физические свойства порошков включают: форму частиц, их размер и гранулометрический состав, т. е. распределение по размерам в данной партии порошка, а также удельную поверхность, микротвердость и ряд других свойств. К технологическим свойствам относятся: насыпная плотность, текучесть, прессуемость и формуемость.
2.1. Химические свойства порошков (состав)
Химический состав порошка зависит как от состава исходных материалов, так и от метода производства порошка. Как правило, содержание основного компонента в порошке составляет 98–99%. В ряде случаев для получения изделий со специальными свойствами требуются порошки повышенной чистоты. Содержание примесей в порошках определяется их допустимым содержанием в готовой продукции, за исключением окислов, которые при спекании в восстановительной атмосфере восстанавливаются.
Химический анализ металлических порошков проводят по методикам, аналогичным общему анализу металлов. Кроме того, широкое распространение в последнее время получили рентгеноспектральные, рентгеноструктурные и ядерно-физические методы анализа порошков.
В металлических порошках содержится большое количество газов (кислорода, водорода, азота и др.), как адсорбированных на поверхности частиц, так и попавших внутрь частиц в процессе их получения. Газообразные примеси появляются в порошке вследствие растворения или адсорбции газообразных продуктов восстановления, разложения при нагреве добавляемых в порошок смазок, пластификаторов, а также загрязнения атмосферы получения. Наличие адсорбированных и поглощенных газов увеличивает хрупкость порошков, затрудняет процесс прессования; интенсивное выделение газов в процессе спекания может привести к короблению изделий и даже разрушению. Чем меньше частицы порошка, тем больше их поверхность и тем большее количество адсорбированных газов содержится в порошке. Поэтому с целью удаления адсорбированных газов порошки могут подвергаться предварительному вакуумному отжигу. Электролитические порошки, например, содержат водород, выделяющийся на катоде совместно с осажденным металлом. В карбонильных порошках присутствуют растворенные кислород, СО и СО2, в распыленных порошках - газы - энергоносители, механически захваченные внутрь частиц распыляемого материала.
Для некоторых порошков характерной особенностью является их пирофорность, которая зависит от химической природы материала, степени дисперсности, формы частиц порошка и состояния поверхности (окисные пленки уменьшают пирофорность). Большинство порошков не являются пирофорными и в условиях изготовления не представляют опасности самовозгорания. Однако тонкие порошки алюминия, циркония, железа, кобальта и ряда др. металлов весьма опасны, т. к. при контакте с воздухом легко загораются.
Другая химическая особенность порошков - их токсичность. Практически все порошковые металлы в той или иной степени токсичны, хотя в компактном состоянии многие из них совершенно безвредны. Поэтому при работе с порошками необходимо принимать специальные меры, обеспечивающие безопасность работающих.