粉末與粘結(jié)劑

關(guān)于粉末與粘結(jié)劑一、作用機(jī)理思考為什么要進(jìn)行預(yù)混合以及粘結(jié)劑在預(yù)混合過(guò)程中的作用？第2頁(yè),共28頁(yè)，2024年2月25日，星期天一、作用機(jī)理預(yù)混合中粘結(jié)劑的主要作用：1、防止產(chǎn)生成分偏析在實(shí)際生產(chǎn)、運(yùn)輸、存儲(chǔ)過(guò)程中，由于重力作用，使得比重大粒徑小的顆粒下沉（如Fe-Mn顆粒，粒徑<20μm，比重大；石墨顆粒比重輕，上?。?。2、提高壓坯密度大小顆粒之間的搭配，有效填充孔隙，提高壓坯密度。3、提高壓坯強(qiáng)度

可直接機(jī)加工成所需形狀4、減少揚(yáng)塵綠色環(huán)保第3頁(yè),共28頁(yè)，2024年2月25日，星期天一、作用機(jī)理

預(yù)混合：在粘結(jié)劑的作用下，使不同成分、不同顆粒大小的粉末粘結(jié)在一起的過(guò)程。圖1第4頁(yè),共28頁(yè)，2024年2月25日，星期天一、作用機(jī)理圖2粘結(jié)模型第5頁(yè),共28頁(yè)，2024年2月25日，星期天一、作用機(jī)理粘結(jié)劑粘附效果的影響因素有哪些？1、粉末表面結(jié)構(gòu)形貌表面原子排列突然中斷，如果在該處原子仍按照內(nèi)部方式排列，則勢(shì)必增大系統(tǒng)的自由能(主要是彈性能).為此，表面附近原子排列必須進(jìn)行調(diào)整.調(diào)整方式有兩種：(1)自行調(diào)整，表面處原子排列與內(nèi)部有明顯不同；(2)靠外來(lái)因素調(diào)整，如吸附雜質(zhì)，生成新相等第6頁(yè),共28頁(yè)，2024年2月25日，星期天幾種清潔表面結(jié)構(gòu)一、作用機(jī)理圖3幾種清潔表面結(jié)構(gòu)第7頁(yè),共28頁(yè)，2024年2月25日，星期天馳豫(relaxation)、重構(gòu)(reconstruction)、吸附(chemisorption)等是常見(jiàn)表面結(jié)構(gòu)與現(xiàn)象.馳豫、重構(gòu)、偏析(segregation)、臺(tái)階(ledge)屬粉表面自行調(diào)整且通常是馳豫的.表面原子(或離子)間距偏離體內(nèi)的晶體晶格常數(shù)，而晶胞結(jié)構(gòu)基本不變，這種情況稱馳豫一、作用機(jī)理第8頁(yè),共28頁(yè)，2024年2月25日，星期天雙電層結(jié)構(gòu)圖4NaCl理想結(jié)構(gòu)與馳豫結(jié)構(gòu)一、作用機(jī)理第9頁(yè),共28頁(yè)，2024年2月25日，星期天一、作用機(jī)理圖5理想納米金屬粉末表面原子排列第10頁(yè),共28頁(yè)，2024年2月25日，星期天一、作用機(jī)理大氣中的粉末表面結(jié)構(gòu)金屬、氧化物、碳化物、氮化物等物質(zhì)的表面在大氣環(huán)境下都有一層羥基,這是表面的懸鍵與空氣中的O2和水等反應(yīng)形成的。由于在羥基層(R—O—H)中氧的兩端,一端是高價(jià)金屬離子Rn+(n=2,3,4,5等),另一端是電荷小的氫離子,結(jié)構(gòu)不平衡,表面過(guò)剩能仍較大,從而使羥基繼續(xù)以物理吸附的形式吸附水等極性物質(zhì)。第11頁(yè),共28頁(yè)，2024年2月25日，星期天一、作用機(jī)理2、粘結(jié)劑與粉末的相互作用例：石蠟粘結(jié)劑與粉末的作用機(jī)理石蠟是直鏈烷烴的混合物，可用分子式CnH2n+2來(lái)表示，飽和烷烴中只存在C-C鍵和C-H鍵，每個(gè)C原子周?chē)?個(gè)σ鍵以SP3軌道雜化，成鍵電子云沿鍵軸對(duì)稱分布。圖6第12頁(yè),共28頁(yè)，2024年2月25日，星期天一、作用機(jī)理Heating圖7粘結(jié)過(guò)程示意圖第13頁(yè),共28頁(yè)，2024年2月25日，星期天一、作用機(jī)理在圖7中，粘結(jié)劑優(yōu)先作用于粉末表面的凹陷處，因?yàn)樵撎幥拾霃叫?，由圖5可知曲率半徑越小的地方原子活性越大，表面能越高，因此粘結(jié)劑在這些地方填充有利于表面能的降低。第14頁(yè),共28頁(yè)，2024年2月25日，星期天二、測(cè)試方法粘結(jié)劑與金屬粉末顆粒之間作用力的測(cè)試方法：1）潤(rùn)濕性：粘結(jié)劑熔融態(tài)對(duì)塊狀金屬的潤(rùn)濕性---潤(rùn)濕角第15頁(yè),共28頁(yè)，2024年2月25日，星期天二、測(cè)試方法(1)高分子固體的潤(rùn)濕性質(zhì)與其分子的元素組成有關(guān)。在其引入氟原子時(shí)會(huì)變小，而引入其他雜質(zhì)原子時(shí)升高，雜原子使其潤(rùn)濕能力增加的順序如下：

F＜H＜Cl＜Br＜I＜O＜N。同一原子取代越多則效果愈明顯。(2)有機(jī)物質(zhì)中含有極性基團(tuán)時(shí)升高。(3)附有表面活性物質(zhì)的單分子層的玻璃或金屬顯示了低能表面的性質(zhì)，這說(shuō)明決定固體潤(rùn)濕性質(zhì)的是表面層原子或原子團(tuán)的性質(zhì)及排列情況，與內(nèi)部結(jié)構(gòu)無(wú)關(guān)。第16頁(yè),共28頁(yè)，2024年2月25日，星期天液體(mN/mθ不銹鋼鉑石英α－Al2O3辛醇－127.835424243辛醇－226.7142930262－乙基己醇－126.7《5202619正辛酸29.2344232432－乙基己烷27.8《511712磷酸三鄰甲酚酯40.9－71418磷酸三鄰氯苯酯45.8－71921一些高分子有機(jī)物在固體表面上的接觸角（20℃）第17頁(yè),共28頁(yè)，2024年2月25日，星期天二、測(cè)試方法2）測(cè)定粘結(jié)劑與金屬粉末的結(jié)合力---膠沾法日本人的方法：第18頁(yè),共28頁(yè)，2024年2月25日，星期天二、測(cè)試方法第19頁(yè),共28頁(yè)，2024年2月25日，星期天二、測(cè)試方法第20頁(yè),共28頁(yè)，2024年2月25日，星期天二、測(cè)試方法第21頁(yè),共28頁(yè)，2024年2月25日，星期天二、測(cè)試方法第22頁(yè),共28頁(yè)，2024年2月25日，星期天二、測(cè)試方法第23頁(yè),共28頁(yè)，2024年2月25日，星期天二、測(cè)試方法我們的方法：第24頁(yè),共28頁(yè)，2024年2月25日，星期天二、測(cè)試方法3）Zeta電位

又叫電動(dòng)電位或電動(dòng)電勢(shì)

Zeta電位是對(duì)顆粒之間相互排斥或吸引力的強(qiáng)度的度量。分子或分散粒子越小，Zeta電位（正或負(fù)）越高，體系越穩(wěn)定，即溶解或分散可以抵抗聚集。反之，Zeta電位（正或負(fù)）越低，越傾向于凝結(jié)或凝聚，即吸引力超過(guò)了排斥力，分散被破壞而發(fā)生凝結(jié)或凝聚。第25頁(yè),共28頁(yè)，2024年2月25日，星期天二、測(cè)試方法{Sternlayer剪切面擴(kuò)散層--1000mV到顆粒表面的距離表面電位Stern電位Zeta電位第26頁(yè),共28頁(yè)，2024年2月25日，星期天二、測(cè)試方法Zeta電位與體系穩(wěn)定性之間的大致關(guān)系如下表所示：Zeta電位[mV]膠體穩(wěn)定性0到±5,快速凝