Aperçu des poudres métalliques

Définition

La poudre métallique désigne le groupe de particules métalliques d'une taille inférieure à 1 mm, y compris la poudre métallique simple, la poudre d'alliage et certaines poudres de composés réfractaires ayant des propriétés métalliques. Il s'agit de la principale matière première de la métallurgie des poudres.

Historique du développement

La préparation et l'application de la poudre métallique ont une longue histoire. Dans l'Antiquité, l'or, l'argent, le cuivre, le bronze et certaines poudres d'oxyde étaient utilisés comme revêtements pour colorer et décorer les poteries, les bijoux et d'autres ustensiles. Au début du XXe siècle, l'Américain W.D. Coolidge a utilisé la méthode de réduction par l'hydrogène de l'oxyde de tungstène pour produire de la poudre de tungstèneafin de fabriquer des fils de tungstène, ce qui a marquéle début de la production moderne de poudres métalliques. Par la suite, le cuivre, le cobalt, le nickel, le fer, le carbure de tungstène et d'autres poudres ont été préparés par la méthode de réduction chimique, ce qui a favorisé le développement des premiers produits de la métallurgie des poudres (roulements poreux supportant l'huile, filtres poreux, carbure cémenté, etc.

Au début des années 1930, l'atomisation du métal en fusion est apparue. Cette méthode était à l'origine utilisée pour fabriquer des poudres de métaux à bas point de fusion tels que l'étain, le plomb et l'aluminium. Au début des années 1940, elle s'est transformée en une méthode d'atomisation à l'air sous haute pression pour fabriquer des poudres de fer. Dans les années 1950, l'atomisation à l'eau sous haute pression a été utilisée pour produire de l'acier allié et diverses poudres d'alliage. Dans les années 1960, diverses méthodes d'atomisation ont été mises au point pour produire des poudres fortement alliées, ce qui a favorisé le développement de produits de métallurgie des poudres à haute performance. Depuis les années 1970, diverses méthodes de réaction physique et chimique des phases gazeuse et liquide sont apparues pour préparer des poudres de revêtement et des poudres ultrafines ayant d'importantes applications.

Classification des produits

Poudre de fer, poudre de zinc, poudre d'argent, poudre de cuivre, poudre de nickel, poudre de sélénium, poudre d'aluminium, pâte d'aluminium-argent, poudre d'alliage, poudre de tungstène, poudre de molybdène, poudre de cobalt, poudre de dioxyde de titane, poudre de tantale, poudre d'étain, poudre de plomb, autres poudres métalliques.

Principales performances

La poudre métallique est une sorte de matériau en vrac dont les propriétés reflètent les propriétés du métal lui-même, les propriétés des particules individuelles et les propriétés des groupes de particules.

En général, les propriétés de la poudre métallique sont divisées en propriétés chimiques, propriétés physiques et propriétés technologiques. Les propriétés chimiques font référence à la teneur en métal et en impuretés, tandis que les propriétés physiques comprennent la taille moyenne des particules et la distribution granulométrique de la poudre, la surface spécifique et la densité réelle de la poudre, la forme des particules, la morphologie de la surface et la microstructure interne. La performance technologique est une performance globale, comprenant la fluidité de la poudre, la densité apparente, la densité de vibration, la compressibilité, la formabilité et les changements de taille de frittage.

Les propriétés des poudres métalliques sont largement déterminées par la méthode de production des poudres et le processus de préparation. Les propriétés de base des poudres peuvent être déterminées par des méthodes d'essai standard spécifiques. Il existe de nombreuses méthodes pour déterminer la taille et la distribution des particules des poudres, telles que la méthode d'analyse par tamisage (>44μm), la méthode d'analyse par sédimentation (0,5～100μm), la méthode de transmission des gaz, la microscopie, etc. Les poudres ultrafines (<0,5μm) ont été déterminées par microscopie électronique et diffusion des rayons X aux petits angles. La poudre métallique est habituellement divisée en cinq catégories : poudre grossière, poudre moyenne, poudre fine, poudre fine et poudre ultrafine.

Méthodes de préparation

D'une manière générale, on peut distinguer la méthode mécanique et la méthode physico-chimique selon le principe de la transformation, qui peut être directement affinée à partir de métaux solides, liquides et gazeux, et peut être réalisée à partir de composés métalliques dans différents états par réduction, pyrolyse et électrolyse. Les carbures, nitrures, borures et siliciures de métaux réfractaires peuvent être préparés directement par synthèse chimique ou par synthèse chimique réductrice. En raison des différentes méthodes de préparation, la forme, la structure et la taille des particules d'une même poudre varient souvent considérablement.

Les méthodes de préparation des poudres métalliques comprennent la réduction, l'électrolyse, la pulvérisation mécanique, le carbonyle, la méthode chimique directe, etc.

Principales applications

* Poudre de fer pour les baguettes de soudage et les procédés d'oxycoupage ;

* Poudre d'aluminium superfin utilisée pour le combustible solide des fusées ;

* Poudre de nickel, de fer et de cobalt utilisée comme catalyseur ;

* Poudres magnétiques telles que les poudres d'alliage à base de fer utilisées dans les embrayages, les bandes et les photocopieurs ;

* Poudre d'aluminium, de magnésium et de fer utilisée comme désoxydant, réactif chimique, réducteur thermique de métaux, agent de remplacement, etc;

* Poudre de fer et de cuivre pour le dépôt électrochimique de métaux.