冶金新技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域及展望

王穎慧

摘要:文章主要介紹了粉末冶金技術(shù)、等離子表面冶金技術(shù)及生物冶金技術(shù)的類型、特點(diǎn)及基本原理,闡述了其應(yīng)用領(lǐng)域,并展望了冶金新技術(shù)應(yīng)用前景。

關(guān)鍵詞:粉末冶金;等離子冶金;生物冶金

中圖分類號(hào):TF1文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1006-8937(2009)10-0073-01

材料是人類用以制成用于生活和生產(chǎn)的物品、器件、構(gòu)件、機(jī)器及其它產(chǎn)品的物質(zhì),是人類賴以生存和發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)。然而隨著高科技領(lǐng)域的不斷發(fā)展,對(duì)所用材料性能的要求越來(lái)越高。如在高溫結(jié)構(gòu)材料中,要求材料具有比重低、較高的使用溫度、高溫強(qiáng)度等。在進(jìn)入21世紀(jì)后,機(jī)械工程結(jié)構(gòu)向巨型化、高參量方向發(fā)展,這就要求鋼鐵材料,如超大型船舶與海洋平臺(tái)、大跨度橋梁、長(zhǎng)距離石油和天然氣輸送管線等具有高的強(qiáng)度與良好的低溫沖擊韌性。因而,為了提高材料的性能,降低生產(chǎn)成本,冶金技術(shù)的發(fā)展無(wú)疑具有重要的科學(xué)意義和實(shí)用價(jià)值。文章主要介紹了粉末冶金、等離子表面冶金及生物冶金技術(shù),闡述了冶金技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域。

1幾種冶金新技術(shù)

1.1粉末冶金

粉末冶金是一項(xiàng)集材料制備與零件成形于一體,節(jié)能、節(jié)材、高效、最終成形、少污染的先進(jìn)制造技術(shù),在材料和零件制造業(yè)中具有不可替代的地位和作用。粉末冶金正向著高致密化、高性能化、低成本方向發(fā)展。主要包括以下幾種技術(shù):

①溫壓技術(shù)。溫壓技術(shù)是粉末冶金領(lǐng)域近幾年發(fā)展起來(lái)的一項(xiàng)新技術(shù),具有非常廣泛的應(yīng)用前景。溫壓技術(shù)就是采用特制的粉末加溫、粉末輸送和模具加熱系統(tǒng),將加有特殊潤(rùn)滑劑的預(yù)合金粉末和模具等加熱至130～150℃,并將溫度波動(dòng)控制在±2.5℃以內(nèi),然后進(jìn)行壓制、燒結(jié)而制得粉末冶金零件的技術(shù)。

②流動(dòng)溫壓技術(shù)。流動(dòng)溫壓技術(shù)是在粉末壓制、溫壓成形工藝的基礎(chǔ)上,結(jié)合了金屬粉末注射成形工藝的優(yōu)點(diǎn)而提出來(lái)的一種新型粉末冶金零部件成形技術(shù)。其關(guān)鍵是提高混合粉末的流動(dòng)性,進(jìn)而提高填充能力和成形性,從而可在80～130℃下,在傳統(tǒng)壓機(jī)上精密成形具有復(fù)雜幾何外形的零件,如帶有與壓制方向垂直的凹槽、孔和螺紋孔等零件,而不需要二次機(jī)加工。

1.2等離子表面冶金

等離子表面冶金是在熱噴涂、堆焊、激光熔覆等表面技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一種新的表面涂層技術(shù)。主要包括以下兩種類型。

①低溫等離子表面冶金。低溫等離子體通常是由氣體放電產(chǎn)生的。其作用機(jī)制可以歸結(jié)為粒子的非彈性碰撞。等離子體中載能電子與氣體分子(原子)發(fā)生非彈性碰撞,將能量轉(zhuǎn)換成基態(tài)分子(原子)的內(nèi)能,發(fā)生激發(fā)、離解和電離等一系列過(guò)程,使氣體處于活化狀態(tài)。

②雙輝等離子表面冶金。雙層輝光離子滲金屬技術(shù)是在離子氮化技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的等離子表面冶金新技術(shù)。其原理是利用雙層輝光放電現(xiàn)象,在離子氮化裝置中增加一個(gè)滲合金元素構(gòu)成的源極。該源極和陽(yáng)極之間設(shè)有直流電源并使其間產(chǎn)生輝光放電。利用輝光放電所形成的氬離子,轟擊源極材料,從而使臺(tái)金元素被濺射出來(lái),經(jīng)沉積和擴(kuò)散而使工件表面形成具有特殊物理化學(xué)性能的合金層。

1.3生物冶金

又稱生物浸出技術(shù),通常指礦石的細(xì)菌氧化或生物氧化,由自然界存在的微生物進(jìn)行,即指在相關(guān)微生物存在時(shí),由于微生物的催化氧化作用,將礦物中有價(jià)金屬以離子形式溶解到浸出液中加以回收,或?qū)⒌V物中有害元素溶解并除去的方法。21世紀(jì)是生物技術(shù)的世紀(jì),生物技術(shù)的發(fā)展與進(jìn)步必將影響人類活動(dòng)的各個(gè)領(lǐng)域,對(duì)冶金自然會(huì)有進(jìn)一步的滲透和影響。生物冶金技術(shù)為人類解決當(dāng)今世界所面臨的礦產(chǎn)資源和環(huán)境保護(hù)等諸多重大問(wèn)題提供了有力的手段,顯示出難以估計(jì)的巨大潛力。

2結(jié) 語(yǔ)

信息、能源、材料是21世紀(jì)的三大產(chǎn)業(yè)支柱,從中我們可以清楚的認(rèn)識(shí)到材料在人類社會(huì)發(fā)展中占有舉足輕重的地位。高科技領(lǐng)域的發(fā)展與材料各方面性能密切相關(guān),這就極大的促進(jìn)了冶金技術(shù)的發(fā)展。冶金技術(shù)的成熟與發(fā)展正在發(fā)揮著巨大的作用,顯示出巨大的潛力和廣闊的前景,將對(duì)人類的進(jìn)步將產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。

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