粉末的制备液相沉淀法课件

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1、2.5液相沉淀法2.溶液气体还原法：主要是溶液氢还原法液相沉淀法在粉末冶金中的应用有以下四种：1.金属置换法4.辅助金属浴法3.从熔盐中沉淀法从熔盐中沉淀即是从熔盐中的金属热还原。ZrCl4+KClMg750oCZr+Mg(少量）H2OHCl可以制取优质的难熔化合物。用作熔体金属的有Fe、Cu、Ag、Co、Ni、Al、Pb、Sn等1.从辅助金属浴中可析出碳化物、硼化物、硅化物、氮化物和碳氮化物。2.难熔化合物的固溶体，如TiC-WC固溶体等。用一种金属从水溶液中取代出另一种金属的过程叫做置换。从热力学上讲，只能用负电位较大的金属去置换溶

2、液中正电位较大的金属。1.金属置换法金属置换法可用来制取铜粉、铅粉、锡粉、银粉和金粉等。Me12++Me2=Me1Me22++反应的通式为25oC时在水中的标准电极电位Zn2++Cu=ZnCu2++Δε=εCu2+/Cu+(-εZn2+/Zn)=+0.0591nlgCu2+/Cu-Zn2+/ZnaCu2+aZn2+正电位较大的金属离子浓度的变化速度取决于下列方程式-dcdt=kAVc正电性金属离子浓度金属与溶液的接触面；速度常数反应溶液的体积k=-VAt1lnc2c1正电性金属反应之前的浓度；正电性金属经反应t时间后的浓度c1c2·Me

3、12++Me2=Me1Me22++置换反应速度=k·A·[Me12+]i当反应状态稳定时，扩散速度等于分界面上的化学反应速度，那末，可得DδA{[Me12+]-[Me12+]i}k·A·[Me12+]i=Dδ[Me12+]=[Me12+]i（k+Dδ)[Me12+]i=D/δk+δD/[Me12+]置换过程示意图置换反应速度=k·A·D/δk+δD/[Me12+]=k·A·D/δk+δD/[Me12+]当k«δ时D/速度=k·A·[Me12+]即过程为化学反应所控制当k»δ时D/速度=A·δ[Me12+]D/即过程为扩散所控制影响置换过

4、程和粉末质量的因素有：1.金属沉淀剂的影响从氯化铅溶液中用铁或锌置换铅2.被沉淀金属的影响（1）被沉淀金属的性质是控制置换动力学的重要因素。（2）被沉淀金属离子浓度影响粉末的粒度3.置换时溶液酸度要控制适当金属置换法可应用于：1.从溶液中净化杂质或分离两种可溶性的金属。2.置换出金属粉末，特别是以实验规模可制取多种粉末。2.溶液氢还原法溶液氢还原法制取两类粉末：（1）铜粉、镍粉、钴粉等（2）合金粉（如镍钴合金粉）和各种包覆粉溶液氢还原法制取粉末的用途高温涂层：镍包铝、镍包氧化铝硬质合金刀具表面：钴包碳化钨、镍包金刚石硬质合金：钴包碳化钨

5、弥散强化材料：镍包氧化铝、镍包氧化钍1.溶液氢还原的基本原理Men++=MenH++nH212(1)(2)εMen+/Me与Men+浓度的关系和εH+/H2与pH的关系显然，只有当金属线高于氢线时，还原过程在热力学上才是可能的。增大溶液氢还原总反应的还原程度有两个途径：1.增加氢的分压和提高溶液的pH值来降低氢电位2.增加溶液中金属离子浓度来提高金属电位随着还原反应的进行，金属离子浓度降低，同时，金属电位下降，而氢离子浓度则增高，氢电位升高。当达到平衡时=25°C及pH2=1atm条件下氢还原金属的可能程度Men+=10-2时的平衡pH

6、值增加氨浓度有两个相反的效应，一方面由于中和了析出的酸而有利于沉淀；另一方面由于形成络合物，降低了浓度又会使还原过程减慢。恰当的[NH3]:[Me2+]的体积比为2.0～2.5。从动力学因素考虑，溶液氢还原涉及到析出金属的新相生成问题。高压氢从溶液中还原金属有两个途径进行：1.均相沉淀，即不存在固体表面。均相沉淀时，沉淀速度取决于开始的金属离子浓度2.多相沉淀，即在固体表面上沉淀，这种固体表面起催化剂作用以诱导还原反应开始。2.影响还原过程和粉末性能的因素(1)氨浓度的影响氨不仅是为了调整溶液的pH值，也影响沉淀度。[NH3]:[Co2

7、+]的体积摩尔比对钴沉淀速度的影响[NH3]:[Co2+]的体积摩尔比对钴沉淀速度的影响(2）硫酸铵的影响添加硫酸铵对不同溶液有不同的效果。（NH4）2SO4对镍沉淀速度的影响（NH4）2SO4：NiSO4（3）氢气压力的影响从动力学因素考虑，增加氢气压力，沉淀速度是增加的。在不同氢气压力下从NiSO4溶液中沉淀镍的速度(4)温度的影响随着温度升高，沉淀速度也是增大的。在不同温度下从NiSO4溶液中沉淀镍的速度（5）催化剂的影响多相沉淀的速度取决于固体催化剂表面的大小。镍催化剂量对镍沉淀速度的影响（6）添加剂的影响向溶液中添加某种物质将

8、大大影响沉出金属粉末的物理性能，常用的添加剂有聚丙烯酸铵、胶（树胶和动物胶）、脂肪酸（如甘油三油脂酸）、葡萄糖等。添加剂有两个作用：a.可防止结团，调整粉末的粒度；b.使沉淀均匀蒽醌对镍沉淀速度的影响3.溶