Химические свойства порошков (состав)

Химический состав порошка зависит как от состава исходных материалов, так и от метода производства порошка. Как правило, содержание основного компонента в порошке составляет 98–99%. В ряде случаев для получения изделий со специальными свойствами требуются порошки повышенной чис­тоты. Содержание примесей в порошках определяется их до­пустимым содержанием в готовой продукции, за исключением окислов, которые при спекании в восстановительной атмосфере восстанавливаются.

Химический анализ металлических порошков проводят по методикам, аналогичным общему анализу металлов. Кроме того, широкое распространение в последнее время получили рентгеноспектральные, рентгеноструктурные и ядерно-физические методы анализа порошков.

В металлических порошках содержится большое количество газов (кислорода, водорода, азота и др.), как адсорбированных на поверхности частиц, так и попавших внутрь частиц в процессе их получения. Газообразные примеси появляются в порошке вследствие растворения или адсорбции газообразных продуктов восстановления, разложения при нагреве добавляемых в порошок смазок, пластификаторов, а также загрязнения атмосферы получения. Наличие адсорбированных и поглощенных газов увеличивает хрупкость порошков, затрудняет процесс прессования; интенсивное выделение газов в процессе спекания может привести к короблению изделий и даже разрушению. Чем меньше частицы порошка, тем больше их поверхность и тем большее количество адсорбированных газов содержится в порошке. Поэтому с целью удаления адсорбиро­ванных газов порошки могут подвергаться предварительному вакуумному отжигу. Электролитические порошки, например, содержат водород, выделяющийся на катоде совместно с осажденным металлом. В карбонильных порошках присутствуют растворенные кислород, СО и СО₂, в распыленных порошках - газы - энергоносители, механически захваченные внутрь частиц распыляемого материала.

Для некоторых порошков характерной особенностью является их пирофорность, которая зависит от химической приро­ды материала, степени дисперсности, формы частиц порошка и состояния поверхности (окисные пленки уменьшают пирофорность). Большинство порошков не являются пирофорными и в условиях изготовления не представляют опасности самовоз­горания. Однако тонкие порошки алюминия, циркония, железа, кобальта и ряда др. металлов весьма опасны, т. к. при кон­такте с воздухом легко загораются.

Другая химическая особенность порошков - их токсич­ность. Практически все порошковые металлы в той или иной степени токсичны, хотя в компактном состоянии многие из них совершенно безвредны. Поэтому при работе с порошками необходимо принимать специальные меры, обеспечивающие безопасность работающих.