Порошковые материалы. Получение. Свойства и применения порошковых материалов в промышленности. Композиционные материалы

ВВЕДЕНИЕ

Метод порошковой металлургии в последние годы прочно вошел во все
сферы техники. С его помощью производят различные материалы, имеющие
уникальные функциональные характеристики. Сегодня из них изготавливаются
конструкционные элементы машин и механизмов, металлорежущий и
породоразрушающий инструмент, подшипники и прочие компоненты узлов
трения, детали электротехнического оборудования и оснащения атомных
реакторов, магниты, охладители испарительного типа, множество других
незаменимых изделий промышленного назначения. Повсеместное
распространение получил в последнее время также способ нанесения на
металлические поверхности защитных покрытий путем напыления и
наплавления.
Технологическими достижениями в сфере ПМ обусловлено создание
порошковой продукции исключительных функциональных качеств, при
наиболее выгодных экономических характеристиках, способствующих ресурсо-
и энергосбережению. В последние годы ПМ развивается особенно бурно в
плане разработки как инновационных технологий, так и новейших порошковых
материалов.
Современные порошковые материалы по видам применения условно
подразделяют на следующие функциональные категории:
 конструкционные (включая группы металлов и их сплавов,
металлокерамических твердых сплавов и минералокерамики);
 пористые (включая группы фильтрующих, триботехнических,
«потеющих» и пеноматериалов);
 электротехнического назначения;
 специальные материалы для ядерной энергетики и др.
Все они по-своему востребованы, а потому нуждаются в более подробном
рассмотрении.

1 ОСНОВЫ ПОРОШКОВОЙ МЕТАЛЛУРГИИ
1.1 Способы получения и технологические свойства порошков
Металлокерамика, или порошковая металлургия – отрасль технологии,
занимающаяся производством металлических порошков и деталей из них.
Сущность порошковой металлургии заключается в том, что из металлического
порошка или смеси порошков прессуют заготовки, которые затем подвергают
термической обработке – спеканию.
Порошковой металлургией можно получать детали из особо тугоплавких
металлов, из нерастворимых друг в друге металлов (вольфрам и медь, железо и
свинец и т. д.), пористые материалы и детали из них, детали, состоящие из двух
(биметаллы) или нескольких слоев различных металлов и сплавов.
Металлические порошки состоят из очень мелких частиц (0,5–500 мкм)
различных металлов и их окислов. Порошки получают механическим и физико-
химическим путем.
Для механического измельчения твердых и хрупких материалов
применяют шаровые, вибрационные мельницы и бегуны. Порошки из
пластичных и легкоплавких металлов и сплавов получают различными
способами, основанными на раздуве жидкого материала струей воды или газа.
Механическим путем, как правило, получают порошки из отходов основного
производства.
К физико-химическим способам получения порошков относят
восстановление окислов металлов, электролиз и др.
Окислы металлов можно восстанавливать газообразными или твердыми
восстановителями. Наибольшее практическое применение нашли газообразные
углеродистые и углеводородистые соединения (природный газ, доменный,
углекислый газ) и водород. Электролизом водных растворов солей получают
тонкие и чистые порошки различных металлов и сплавов.