冶金新技術的應用領域及展望

王穎慧

摘要:文章主要介紹了粉末冶金技術、等離子表面冶金技術及生物冶金技術的類型、特點及基本原理,闡述了其應用領域,并展望了冶金新技術應用前景。

關鍵詞:粉末冶金;等離子冶金;生物冶金

中圖分類號:TF1文獻標識碼:A文章編號:1006-8937(2009)10-0073-01

材料是人類用以制成用于生活和生產的物品、器件、構件、機器及其它產品的物質,是人類賴以生存和發展的物質基礎。然而隨著高科技領域的不斷發展,對所用材料性能的要求越來越高。如在高溫結構材料中,要求材料具有比重低、較高的使用溫度、高溫強度等。在進入21世紀后,機械工程結構向巨型化、高參量方向發展,這就要求鋼鐵材料,如超大型船舶與海洋平臺、大跨度橋梁、長距離石油和天然氣輸送管線等具有高的強度與良好的低溫沖擊韌性。因而,為了提高材料的性能,降低生產成本,冶金技術的發展無疑具有重要的科學意義和實用價值。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,闡述了冶金技術的應用領域。

1幾種冶金新技術

1.1粉末冶金

粉末冶金是一項集材料制備與零件成形于一體,節能、節材、高效、最終成形、少污染的先進制造技術,在材料和零件制造業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、低成本方向發展。主要包括以下幾種技術:

①溫壓技術。溫壓技術是粉末冶金領域近幾年發展起來的一項新技術,具有非常廣泛的應用前景。溫壓技術就是采用特制的粉末加溫、粉末輸送和模具加熱系統,將加有特殊潤滑劑的預合金粉末和模具等加熱至130～150℃,并將溫度波動控制在±2.5℃以內,然后進行壓制、燒結而制得粉末冶金零件的技術。

②流動溫壓技術。流動溫壓技術是在粉末壓制、溫壓成形工藝的基礎上,結合了金屬粉末注射成形工藝的優點而提出來的一種新型粉末冶金零部件成形技術。其關鍵是提高混合粉末的流動性,進而提高填充能力和成形性,從而可在80～130℃下,在傳統壓機上精密成形具有復雜幾何外形的零件,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基礎上發展起來的一種新的表面涂層技術。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生的。其作用機制可以歸結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)發生非彈性碰撞,將能量轉換成基態分子(原子)的內能,發生激發、離解和電離等一系列過程,使氣體處于活化狀態。

②雙輝等離子表面冶金。雙層輝光離子滲金屬技術是在離子氮化技術基礎上發展起來的等離子表面冶金新技術。其原理是利用雙層輝光放電現象,在離子氮化裝置中增加一個滲合金元素構成的源極。該源極和陽極之間設有直流電源并使其間產生輝光放電。利用輝光放電所形成的氬離子,轟擊源極材料,從而使臺金元素被濺射出來,經沉積和擴散而使工件表面形成具有特殊物理化學性能的合金層。

1.3生物冶金

又稱生物浸出技術,通常指礦石的細菌氧化或生物氧化,由自然界存在的微生物進行,即指在相關微生物存在時,由于微生物的催化氧化作用,將礦物中有價金屬以離子形式溶解到浸出液中加以回收,或將礦物中有害元素溶解并除去的方法。21世紀是生物技術的世紀,生物技術的發展與進步必將影響人類活動的各個領域,對冶金自然會有進一步的滲透和影響。生物冶金技術為人類解決當今世界所面臨的礦產資源和環境保護等諸多重大問題提供了有力的手段,顯示出難以估計的巨大潛力。

2結 語

信息、能源、材料是21世紀的三大產業支柱,從中我們可以清楚的認識到材料在人類社會發展中占有舉足輕重的地位。高科技領域的發展與材料各方面性能密切相關,這就極大的促進了冶金技術的發展。冶金技術的成熟與發展正在發揮著巨大的作用,顯示出巨大的潛力和廣闊的前景,將對人類的進步將產生深遠的影響。

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