基本概念
在羰基鐵粉的生產中,除了需要能製取純度較高的一氧化碳的裝置外,還需要耐較高壓力和較高溫度的高壓熱分解設備,使五羰基鐵[Fe(CO)]液體轉化為霧氣的無泄漏熱分解設備;由於五羰基鐵易燃易爆、有毒性,還需要一系列安全防護設施等。因此該工藝流程較複雜,技術上難度較高,一次性投資較大,阻礙了羰基法的發展,世界上只有德國、美國、前蘇聯等少數幾個國家掌握了該工藝。
我國對該工藝技術的研究較晚,1958年化工部北京化工研究院開始研究並進行小批量生產。20世紀80年代末核工業部原八五七廠利用軍工技術和20多年生產羰基鎳粉的技術和經驗,研究開發了羰基鐵粉,並形成了一定規模的生產能力。此外國內羰基鐵粉主要生產企業有陝西興化化學股份有限公司羰基鐵粉廠、江蘇盱眙天一超細金屬粉末有限公司等。
羰基鐵粉生產工藝
羰基鐵粉製取包括鐵和一氧化碳合成羰基鐵的高壓合成和羰基鐵的熱分解制粉兩個主要工序。兩個反應可表示為:
撥基粉末該反應可逆,正向反應在20~30MPa下,150~200℃發生。逆反應在190~300℃發生。
羰基粉末性質與套用
羰基粉末較細,一般粒度為3μm左右,純度高,如羰基鐵粉一般不含S、P、Si等雜質,這些雜質不生成羰基物,如不考慮碳和氧氣,碳基鐵粉在化學成分上是各種鐵粉中純度最高的。經退火處理後,碳和氧的總含量可降到0.03%以下,但羰基粉的成本很高,此外金屬羰基化合物揮發時都有不同程度上的毒性,特別是羰基鎳有劇烈的毒性,生產中要採取防毒措施。這使得其在金剛石工具中的套用受到一定限制。
在金剛石工具中廣泛套用的主要有:加拿大INCO公司的羰基鎳粉和德國BASF公司的羰基鐵粉,間或也使用羰基鈷粉。基於良好的燒結性能和機械性能,主要用於胎體材料,也有相當部分用於雷射焊接過渡層。
報導的其他製備方法還有很多,如脈衝電子沉積法、超聲化學法、非晶晶化法、微乳液法、雷射合成法等。另外,隨著研究的深入,不斷的有新的製備方法出現。許多方法作為研究超細粉末的性質是可行的,但作為以套用目的工業化製備尚不成熟。
