ما هي ذرات مسحوق المعدن الفراغي؟

في مجال علوم وهندسة المواد الحديثة، تشهد تكنولوجيا تحضير مساحيق المعادن تطورًا وابتكارًا مستمرين. ومن بينها، تقنية تفتيت مسحوق المعادن بالتفريغ، باعتبارها طريقة تحضير مهمة، تتميز بمزايا فريدة وآفاق تطبيقية واسعة. ستتناول هذه المقالة مفهوم تفتيت مسحوق المعادن بالتفريغ، بما في ذلك مبادئه وطرقه وخصائصه وتطبيقاته واتجاهات تطويره المستقبلية.

1. نظرة عامة على تقنية ذرات مسحوق المعادن

ذرّ مسحوق المعادن هي عملية تحويل المعدن المنصهر إلى جزيئات مسحوق دقيقة. باستخدام معدات ذرّ خاصة، يُشتّت المعدن السائل إلى قطرات صغيرة، تتصلب بسرعة أثناء عملية التبريد لتكوين مسحوق معدني. تُمكّن تقنية ذرّ مسحوق المعادن من تحضير مساحيق معدنية متنوعة بأحجام وأشكال وتركيبات جسيمات مختلفة لتلبية احتياجات مختلف المجالات.

معدات ذرّ مسحوق المعادن

2. مبدأ ذرات مسحوق المعدن الفراغي

ذرّ مسحوق المعدن تحت التفريغ هي عملية ذرّ مسحوق معدني تُجرى في بيئة مفرغة. يعتمد مبدأها الرئيسي على استخدام تدفق هواء عالي السرعة، أو ماء عالي الضغط، أو قوة طرد مركزي لتشتيت المعدن المنصهر إلى قطرات صغيرة تحت ظروف مفرغة. بفضل وجود بيئة مفرغة، يُمكن تقليل تلامس قطرات المعدن مع الهواء بفعالية، مما يمنع الأكسدة والتلوث، وبالتالي يُحسّن جودة مسحوق المعدن.

في عملية ذرّ مسحوق المعدن تحت التفريغ، تُسخّن المادة الخام المعدنية أولًا حتى تصل إلى حالة منصهرة. ثم، عبر فوهة ذرّ خاصة، يُرشّ المعدن المنصهر بسرعة عالية، ويتفاعل مع وسط الذرّة (مثل الغاز الخامل، أو الماء عالي الضغط، إلخ) لتكوين قطرات صغيرة. تبرد هذه القطرات بسرعة وتتصلب في بيئة مفرغة، لتشكّل في النهاية مسحوقًا معدنيًا.

3. طريقة ذرّ مسحوق المعدن بالتفريغ

(1) طريقة ذرات الغاز الخامل الفراغي

المبدأ: يُرش المعدن المنصهر عبر فوهة في بيئة مفرغة، ويُستخدم غاز خامل (مثل الأرجون والنيتروجين، إلخ) لتأثير تدفق المعدن، وتشتيته إلى قطرات صغيرة. تلعب الغازات الخاملة دورًا في تبريد وحماية قطرات المعدن أثناء عملية التذرية، مما يمنع الأكسدة والتلوث.

الخصائص: يمكن تحضير مساحيق معدنية عالية النقاء وذات كروية جيدة، وهي مناسبة للمجالات التي تتطلب جودة مسحوق عالية، مثل الفضاء والإلكترونيات وما إلى ذلك.

(2) طريقة الذرات الفراغية

المبدأ: يُرش المعدن المنصهر عبر فوهة في بيئة مفرغة، ويؤثر تدفق الماء عالي السرعة على تدفق السائل المعدني، مما يُشتته إلى قطرات صغيرة. يلعب الماء دورًا في تبريد وكسر تدفق السائل المعدني أثناء عملية التذرية.

الخصائص: يمكنها تحضير مساحيق معدنية ذات حجم جزيئات أدق وتكلفة أقل، ولكن درجة أكسدة المسحوق عالية نسبيًا وتتطلب معالجة لاحقة.

(3) طريقة الطرد المركزي الفراغي

المبدأ: يُحقن المعدن المنصهر في قرص طرد مركزي دوار عالي السرعة أو بوتقة، وتحت تأثير قوة الطرد المركزي، يُقذف المعدن المنصهر وينتشر على شكل قطرات صغيرة. تبرد القطرات وتتصلب في بيئة مفرغة، مكونةً مسحوقًا معدنيًا.

المميزات: يمكنه تحضير مساحيق معدنية ذات كروية عالية وتوزيع موحد لحجم الجسيمات، وهو مناسب لتحضير مواد مسحوق معدنية عالية الأداء.

4. خصائص ذرات مسحوق المعدن الفراغية

①نقاء عالي

يمكن لبيئة الفراغ أن تقلل بشكل فعال من الاتصال بين مسحوق المعدن والهواء، وتجنب الأكسدة والتلوث، وبالتالي تحسين نقاء المسحوق.

بالنسبة لبعض المواد المعدنية ذات متطلبات النقاء العالي، مثل سبائك التيتانيوم، وسبائك درجات الحرارة العالية، وما إلى ذلك، فإن تقنية ذرات مسحوق المعدن المفرغ هي طريقة تحضير مثالية.

②كروية جيدة

أثناء عملية ذرّ مسحوق المعدن تحت التفريغ، تميل القطرات إلى تكوين أشكال كروية تحت تأثير التوتر السطحي، مما يؤدي إلى كروية جيدة لمسحوق المعدن المُحضّر.

تتمتع المساحيق الكروية بقدرة جيدة على السيولة والقدرة على التعبئة وقابلية الضغط، مما يساعد على تحسين جودة وأداء منتجات مسحوق المعادن.

③توزيع موحد لحجم الجسيمات

من خلال ضبط معلمات الذرة، يمكن التحكم في توزيع حجم جزيئات مسحوق المعدن لجعله أكثر تجانسًا.

يمكن أن يؤدي توزيع حجم الجسيمات الموحد إلى تحسين خصائص التلبيد والميكانيكية للمساحيق، وتقليل معدل خردة المنتجات.

④تركيب كيميائي موحد

يتم تفتيت المعدن المنصهر في بيئة مفرغة من الهواء، مما يؤدي إلى تبريد سريع للقطرات وتوحيد التركيب الكيميائي الجيد.

وهذا أمر ذو أهمية كبيرة بالنسبة لبعض المواد المعدنية ذات متطلبات التركيب الكيميائي الصارمة، مثل السبائك عالية الأداء، والصلب الخاص، وما إلى ذلك.

5. تطبيق ذرات مسحوق المعدن الفراغية

①مجال الفضاء الجوي

يمكن لتكنولوجيا ذرات مسحوق المعادن الفراغية تحضير مساحيق معدنية عالية النقاء وعالية الأداء مثل سبائك التيتانيوم وسبائك درجات الحرارة العالية، والتي تستخدم في تصنيع المكونات الرئيسية مثل شفرات محركات الطائرات وأقراص التوربينات.

تتطلب هذه المكونات مواد ذات قوة عالية وصلابة ومقاومة لدرجات الحرارة العالية، ويمكن لمنتجات مسحوق المعادن المحضرة عن طريق ذر مسحوق المعادن تحت الفراغ تلبية هذه المتطلبات.

② المجال الإلكتروني

يتم استخدامه لإعداد مواد التغليف الإلكترونية ومواد الحماية الكهرومغناطيسية وما إلى ذلك. يمكن لمسحوق المعدن عالي النقاء تحسين أداء وموثوقية المواد الإلكترونية.

على سبيل المثال، يمكن استخدام مسحوق النحاس المفرغ من الهواء، ومسحوق الفضة، وما إلى ذلك، لإعداد المواد الموصلة لتلبية الطلب على المواد الموصلة عالية الأداء في صناعة الإلكترونيات.

③مجال الأجهزة الطبية

تحضير مواد الزرع الطبية، مثل غرسات سبائك التيتانيوم، وغرسات الفولاذ المقاوم للصدأ، وما إلى ذلك. يمكن لمساحيق المعادن عالية النقاء والمتوافقة حيوياً تحسين سلامة وموثوقية الغرسات.

يمكن لتكنولوجيا ذرات مسحوق المعدن الفراغي التحكم في حجم الجسيمات وشكل المسحوق، مما يجعلها أكثر ملاءمة لتصنيع الأجهزة الطبية.

④مجال السيارات

تُستخدم في تصنيع مكونات السيارات عالية الأداء مثل أسطوانات المحرك والمكابس وما إلى ذلك. تتميز منتجات مسحوق المعادن بمزايا خفة الوزن والقوة العالية ومقاومة التآكل الجيدة، مما يمكن أن يحسن أداء السيارات واقتصادها في استهلاك الوقود.

يمكن لمسحوق المعدن المحضر عن طريق ذرات مسحوق المعدن المفرغة من الهواء أن يلبي المتطلبات الصارمة لصناعة السيارات لخصائص المواد.

6. اتجاه تطوير تكنولوجيا ذرات مسحوق المعادن الفراغية

①المعدات واسعة النطاق والأتمتة

مع النمو المستمر لطلب السوق، سوف تتطور معدات ذرات مسحوق المعدن الفراغي نحو اتجاه واسع النطاق وآلي، مما يحسن كفاءة الإنتاج وجودة المنتج.

يمكن لنظام التحكم الآلي تحقيق التحكم الدقيق في عملية الذرة، مما يحسن استقرار وموثوقية الإنتاج.

②تطوير وسائط ذرية جديدة

البحث والتطوير لأنواع جديدة من وسائط الذرة، مثل السوائل فوق الحرجة، والبلازما، وما إلى ذلك، لتحسين جودة وأداء مساحيق المعادن.

يمكن لوسط الذرة الجديد تحقيق عملية ذرة أكثر كفاءة وخفض تكاليف الإنتاج.

③تطوير تكنولوجيا المعالجة اللاحقة للمسحوق

يتطلب مسحوق المعدن المحضر عن طريق ذرات مسحوق المعدن المفرغ من الهواء عادةً معالجة لاحقة، مثل الغربلة والخلط ومعالجة السطح وما إلى ذلك، لتلبية متطلبات مجالات التطبيق المختلفة.

تطوير تقنيات متقدمة لمعالجة المساحيق لتحسين الأداء والقيمة المضافة للمساحيق.

④إعداد مسحوق مركب متعدد الوظائف

من خلال الجمع بين طرق وتقنيات التحضير المختلفة، يمكن تحضير مساحيق معدنية مركبة ذات وظائف متعددة، مثل مساحيق النانو المركبة، والمساحيق المصنفة وظيفيًا، وما إلى ذلك.

يمكن للمساحيق المركبة متعددة الوظائف تلبية متطلبات خصائص المواد في ظل ظروف العمل المعقدة وتوسيع مجالات تطبيق مساحيق المعادن.

8. الخاتمة

تقنية ذرّ مسحوق المعادن بالتفريغ هي طريقة متطورة لتحضير مساحيق المعادن، تتميز بنقاء عالٍ، وكروية جيدة، وتوزيع موحد لحجم الجسيمات، وتركيب كيميائي موحد. لهذه التقنية آفاق تطبيقية واسعة في مجالات مثل الفضاء، والإلكترونيات، والأجهزة الطبية، والسيارات. مع التطور والابتكار المستمر للتكنولوجيا، ستواصل تقنية ذرّ مسحوق المعادن بالتفريغ تطورها وتقدمها، مما يُسهم بشكل أكبر في تطوير علوم وهندسة المواد.

يمكنك التواصل معنا عبر الطرق التالية:

واتساب: 008617898439424

بريد إلكتروني:sales@hasungmachinery.com

الموقع الإلكتروني: www.hasungmachinery.com www.hasungcasting.com