金屬粉末制備及金屬粉末輸送過程氣氛氧含量在線監(jiān)測的必要性

        金屬粉末是指尺寸小于1mm的金屬顆粒群。包括單一金屬粉末、合金粉末以及具有金屬性質(zhì)的某些難熔化合物粉末，是粉末冶金的主要原材        料。應(yīng)用于微細(xì)不銹鋼、鐵合金、鎳合金、銅合金、磁性材料、儲氫材料、3D打印等領(lǐng)域。

金屬粉末制備方法：

        粉末制備技術(shù)是現(xiàn)代粉末冶金學(xué)和產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)化的基礎(chǔ)，目前制備金屬粉末的主要方法有霧化法、氣流沖擊法、機(jī)械粉碎法、旋轉(zhuǎn)電極法、電化腐蝕法、還原法等。

        氣霧化法，其原理是利用高速惰性氣體沖擊金屬熔體，通過碰撞將氣體的動能轉(zhuǎn)化為金屬熔體的表面能，使熔融金屬流被擊碎成細(xì)小液滴，然后在氣流氛圍中快速冷卻凝固形成粉末。

        還有一種就是氣流沖擊法（惰性氣體保護(hù)氣流粉碎系統(tǒng)），其原理是通過高壓氣體（可達(dá)音速或超音速）與物料在設(shè)備內(nèi)部進(jìn)行高速撞擊、摩擦和剪切，從而實(shí)現(xiàn)物料的迅速破碎；一般采用的是N?、Ar、He、CO?等作為粉碎氣源。進(jìn)料、粉碎、分級、輸送、分離及包裝等整個過程中物料均在惰性氣體保護(hù)下完成，從而滿足了安全、防爆、環(huán)保、節(jié)能等生產(chǎn)要求。

為什么要測氧含量：

        目前，不管是霧化法還是氣流沖擊法，都是在真空或惰性氣體作為保護(hù)氣的環(huán)境下進(jìn)行的，以此來降低粉末中的氧(元素)含量及雜質(zhì)含量，提高粉末的純度。有研究表明，粉末中的氧(元素)基本上是熔煉過程中帶入的。所以，不管是在母合金制備還是霧化過程中都要保持真空或惰性氣體環(huán)境。

        氧作為一種化學(xué)性質(zhì)活潑的元素，極易和其他元素發(fā)生氧化反應(yīng)，從而影響粉末產(chǎn)品的物理性質(zhì)進(jìn)而影響產(chǎn)品質(zhì)量。如果是易燃易爆的鎂粉、鋁粉，氧氣含量超標(biāo)不僅會影響產(chǎn)品質(zhì)量還會存在爆燃的安全風(fēng)險(xiǎn)。

        除了制備過程，金屬粉末輸送過程也需要監(jiān)測氧氣含量，粉末輸送一般采用氣力輸送系統(tǒng)，即使用壓縮空氣或惰性氣體作為動力源，精確控制氣體的速度和壓力，使金屬粉末在管道內(nèi)處于懸浮狀態(tài)，向目標(biāo)位置輸送。輸送過程中如果管道存在泄漏點(diǎn)或密閉性有問題，導(dǎo)致空氣進(jìn)入輸送管道，也會導(dǎo)致氧含量上升，進(jìn)而影響粉末品質(zhì)或造成安全風(fēng)險(xiǎn)。

金屬粉末制備及輸送過程的氧氣含量測量主要有以下幾個原因：

1. 控制產(chǎn)品質(zhì)量：氧氣含量高可能會影響金屬粉末最終的機(jī)械性能和化學(xué)穩(wěn)定性。

2. 控制工藝過程：在金屬粉末的生產(chǎn)和處理過程中，過高的氧氣含量可能指示了原材料的質(zhì)量問題或加工過程中的缺陷，需要調(diào)整工藝條件來確保產(chǎn)品質(zhì)量。

3. 確保生產(chǎn)安全：易燃易爆金屬粉末制備及輸送過程，氧氣含量超標(biāo)會影響工藝安全。

        總體來說，測量金屬粉末中的氧氣含量是為了確保最終產(chǎn)品的質(zhì)量和性能，并優(yōu)化生產(chǎn)過程為了確保產(chǎn)品的質(zhì)量和工藝的穩(wěn)定性，以下是相關(guān)

工藝監(jiān)測點(diǎn)：

1. 保護(hù)氣置換后氧含量：在粉末制備開始前，檢測惰性氣體置換后微量氧氣含量，以確保其符合運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)。

2. 反應(yīng)過程的氧氣含量：在反應(yīng)過程實(shí)時(shí)監(jiān)測氧氣含量，實(shí)時(shí)監(jiān)測工藝過程。

3. 粉末輸送管道的氣氛監(jiān)測：在粉末輸送過程中，監(jiān)測輸送管道中的氣體成分，確保氣體環(huán)境適合粉末的穩(wěn)定性。

4. 密封系統(tǒng)的氧氣含量：確保存儲和輸送系統(tǒng)的密封性良好，防止外部氧氣滲入。