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metal powders
简介
尺寸小于1mm的金属颗粒集合体，包括单一金属粉末、合金粉末以及具有金属性质的某些金属难熔化合物粉末。古代曾用粉末状的金、银、铜和青铜等作装饰性涂料。近代金属粉末的生产始于20世纪初。先是以氢还原氧化钨生产钨粉，用于生产白炽灯用的钨丝。随后用化学还原法等制取了铜、钴、镍、铁、碳化钨粉末等，以生产早期粉末冶金制品如含油轴承、过滤元件和硬质合金等。30年代曾用涡流研磨法生产铁粉，后改用成本低的固体炭还原法生产。同期还出现了熔融金属雾化法，起初用于生产低熔点金属粉末如锡、铅、锌、铝粉末等，40～70年代陆续发展了空气、水和惰性气体为介质的雾化法，成为铁粉和多种金属与合金粉末的主要工业生产方法。70年代以来出现了多种气、液相物理化学方法，以制取包覆粉末和超细粉末。并着重研究开发了非晶、微晶粉末及材料和纳米级粉末及材料。
分类 金属粉末通常按金属及其合金类别分类，即按铁系与非铁系或按黑色金属与有色金属分类。有时根据需要也可按其粉末相关特征作进一步区分。按粒度分有粗粉(>150μm)、中等粒度粉(44～150μm)、细粉(10～44μm)、微细粉(0.5～10μm)和超细粉(≤0.5μm);按颗粒形貌分有球形粉、不规则形粉、海绵状粉、树枝状粉、片状粉、纤维状粉等;按生产方法分有还原粉、雾化粉、电解粉、羰基粉、机械合金化粉等;按合金化状态分有元素粉、混合粉、部分预合金化粉、合金粉等;按金属组织结构态分有晶态粉和非晶粉等。
性能 主要包括几何性能、物理性能、力学性能、化学性能和表面性能。金属粉末的性状随其物质细化和表面能增大的程度，而与块状金属本身的性状有愈加明显的差异。基于这种特点，开发了诸如微孔材料、电磁波屏蔽材料、特异磁性材料等功能材料，并正在开发纳米材料。对于通用的和对工业生产控制有意义的金属粉末的性能与其检测方法，国际标准组织(ISO)均制定有相应的标准。各国也制定有与之相一致的国家标准并可生产相应的标准检测仪器。对于各种金属粉末的品种与性能，更多地是由各生产企业制定其企业标准。
制取方法 金属粉末的制取方法有多种，按转变成粉末状态的过程原理可分为机械法和物理化学法两大类。同一种粉末的颗粒形状与结构、粒度、纯净度、表面活性乃至相关的粉末工艺性能甚至最终的材料性能，常因粉末制取方法的不同而差异较大。粉末冶金材料和制品的设计者和制造者除对原料粉末的性能提出要求外，对其生产方法也加以选择。应用最广的粉末制取方法是雾化法、还原法和电解法。已形成较大工业规模的有：雾化法和固体碳还原法生产铁粉，空气雾化法生产铝粉和低熔点金属粉，还原法、电解法和水冶金法生产铜、镍粉，氧化物氢还原法生产钨、钼、钴、镍粉，羰基金属化合物热分解法生产镍、铁粉，金属热还原法生产钛、铌粉，熔融复式盐化学法生产钽粉，化学法、电解法生产银粉，水雾化和氮气雾化法生产不锈钢粉、高速钢粉、硬面合金粉等铁基、镍基、钴基、铜基、铝基合金粉，氩气雾化法生产高温合金粉、钛合金粉等。
应用 金属粉末的应用很广，用作生产粉末冶金制品的原料粉末约占金属粉末总产量的2/3以上。其中主要是铁基和铜基粉末冶金材料与制品使用的主原料铁粉、铜粉及其添加元素粉和合金粉，还有生产硬质合金的主原料钨、钴、镍、钼粉等。金属粉末的直接应用泛指除用作粉末冶金材料和制品的原料外的各种应用，其中主要有：(1)焊条和火焰切割用铁粉。(2)硬面技术用粉，如热喷涂、焊用的自熔合金粉，耐磨、耐热、耐蚀用各种合金粉，各种复合用包复粉。(3)火箭固体燃料用铝粉。(4)炸药、烟火、照明等用的各种金属粉末。(5)脱氧剂、化学试剂金属热还原剂、化学置换剂等用的铝、镁粉等。(6)化工反应及高压合成金刚石用的触媒合金粉。(7)油漆、颜料等表面装饰用铝和铜箔粉。(8)表面喷射加工用钢丸和铜合金丸。(9)离合器、复印机、录音带用的各种磁性金属粉等。