Мідний порошок: виробництво, призначення та застосування

Порошки з різного роду металів людина використовує з давніх часів. Наприклад, подрібнені золото і срібло колись застосовувалися для прикраси кераміки. Також такі матеріали використовувалися і в живописі. В даний час в промисловості знайшов широке застосування мідний порошок.

Що собою являє

Здебільшого такий порошок на 99.5% складається з міді. Також до його складу можуть входити в невеликій кількості різного роду домішки інших металів. Найчастіше-це свинець, олово і залізо. По-іншому такий матеріал називають також мідною пудрою.

Як виробляється

Займаються виготовленням цього продукту підприємства хімічної галузі кольорової металургії. Основних способів виробництва мідного порошку існує два:

• механічний;

• фізико-хімічний.

При використанні першої технології виходить порошок практично з незміненим хімічним складом. Другий спосіб вважається дещо складнішим. При його застосуванні вихідний матеріал істотно змінює початкові властивості.

Механічний спосіб отримання

Мідь в даному випадку для виготовлення порошку може використовуватися як тверда, так і розплавлена. Сам цей продукт отримують шляхом механічного впливу на неї. Для твердого матеріалу це може бути подрібнення, стирання, подрібнення, дроблення.

Розплавлену мідь перетворюють в порошок шляхом дроблення її струменя газом або вода. Цей спосіб дозволяє отримувати досить чистий однорідний продукт. Крім того, при використанні такої методики можна виготовляти порошок із заданою кількістю частинок певних розмірів і форми.

Фізико-хімічний метод

При використанні такої технології сировина піддається глибоким фізико-хімічним перетворенням. Найчастіше це процес розчинення з подальшим відновленням, який називається цементацією. Зазвичай при застосуванні такої методики мідний порошок осаджують з використанням менш цінних металів, наприклад, заліза.

При автоклавному способі виробництва Cu відновлюють з розчину його солі воднем. Протікає така реакція на підприємстві при цьому при підвищених температурах і тиску.

Часто для виробництва мідного порошку використовується і гідроелектрометалургійний метод. У цьому випадку продукт отримують шляхом електролізу сірчанокислих водних розчинів міді при використанні розчинних анодів (за певних умов). Виконують таку процедуру в ваннах бункерного типу з нижнім розвантаженням порошку. Поверхні таких ємностей футеровані кислотостійкими матеріалами.

Основні сфери застосування

Вироблений сучасною промисловістю порошок в більшості випадків не токсичний, не радіоактивний, не вибухонебезпечний і навіть не пожежонебезпечний. Тому сфера його застосування досить широка. Найчастіше цей продукт кольорової металургії використовують в порошковій металургії.

Також такий матеріал досить широко застосовується:

• в лакофарбової промисловості;

• у хімічній промисловості;

• у звичайній металургії;

• в електровугільної промисловості;

• в мікроелектроніці;

• в автомобільна промисловість;

• в авіаційній галузі;

• в нанотехнологіях;

• в приладобудуванні.

При виготовленні різного роду фарб мідний порошок використовується в якості пігменту. У металургійній промисловості його застосовують для напилювальних процесів. Також цей матеріал використовується при виробництві вугільних електродів.

В автомобільній промисловості металевий порошок застосовується, наприклад, при виготовленні покришок, а також протизносних деталей.

У порошковій металургії такий матеріал використовується в першу чергу для виробництва різного роду спечених виробів. Це можуть бути, наприклад, всілякі кільця, втулки та ін.

Класифікація порошків

Сучасною промисловістю виготовляється кілька марок мідного порошку. На даний момент у продажу можна зустріти продукти цього типу:

• МА і ПМ-нестабілізовані.

• ПМС-до-конопаточні стабілізовані.

• ПМС-а, ПМС-11, ПМС-1, ПМС-в-звичайні стабілізовані.

• ПМУ-мідний порошок ультрадисперсний.

• ПМР, ПМВД — продукт высокодиспресный.

При виготовленні порошку з міді, як і будь-якого іншого матеріалу, підприємства в Росії, звичайно ж, повинні дотримуватися певних стандартів і норм.

ГОСТ 4960 для електролітичних порошків: домішки

Основним виробником такої продукції у нас в країні на даний момент є АТ " Уралелектромедь». Зрозуміло, електролітичні мідні порошки на цьому заводі виробляються також з точним дотриманням нормативів, передбачених держстандартами. Регулює випуск такої продукції сьогодні в Росії ГОСТ 4960. Цей документ, крім усього іншого, регламентує кількість домішок в матеріалі тієї чи іншої марки.

Наприклад, в порошку мідному ПМС-в повинно міститися:

• заліза-не більше 0.018%;

• миш`яку-0.003%;

• свинцю-0.05%;

• кисню-0.10%;

• сполук сірчано-кислих металів — перерахунок на сульфат-іон) - 0.01%;

• прожареного залишку при використанні для обробки азотної кислоти-0.04%.

Точно такі ж вимоги дотримуються і при виробництві мідного порошку ПМС-1, 11, а (за винятком відсотка входить до складу кисню).

У продукті марок ПМС-Н І ПМС-до повинно міститися не більше:

• заліза-0.06%;

• свинцю-0.05%;

• сурми-0.005%;

• миш`яку-0.003%;

• складів сірчано-кислих-0.01%;

• кисню-0.5%;

• прожареного залишку-0.05%.

Масова частка міді, як уже згадувалося, згідно зі стандартами, у всіх марках електролітичного порошку повинна становити мінімум 99.5%.

Інші характеристики

Згідно ГОСТ 4960, підприємства, крім усього іншого, повинні дотримуватися і гранулометричний склад продукції, що випускається ними продукції, а також її насипну щільність. Обидва цих показника визначаються за спеціальними таблицями.

Насипна щільність у мідних порошків повинна бути такою:

• ПМС - В-2.4-2.7.

• ПМС-ДО-2.5-3.5.

• 1 — 1.25-2.0.

• А-1.3-1.5.

• ПМС-11 — 1.25-1.9.

Також ГОСТ регулює, звичайно ж, і інші параметри порошків:

• для марки ПМС-в міцність пресування сирої не повинна бути менше 60 кгс / см²;

• за плинності порошок ПМС-В повинен характеризуватися мінімум 36 з.

Крім цього, продукт марки ПМС-а:

• повинен відрізнятися питомою поверхнею частинок 1000 до 1700 см / г;

• не повинен мати питомий електроопір вище 20 * 10 Ом * м;

• повинен містити в своєму складі частинки діаметром не більше 10 мкм від 25 до 60%.

Наявності грудок або будь-яких сторонніх включень в мідному порошку ПМУ, ПМС та ін., за правилами ГОСТ, не допускається. Форма всіх частинок такого продукту при цьому повинна бути дендридною.

Які ще Нормативи регулюють

Основним документом, що регламентує випуск порошків з міді, є ГОСТ 4960. Однак в деяких випадках при виготовленні подібного матеріалу виробники можуть керуватися і іншими нормативними документами.

Наприклад, ультрадисперсний порошок ПМУ часто виготовляється відповідно до правил ТУ 1793-001-50316079-2004. Згідно з цим документом, такий продукт повинен мати хімічну чистоту не менше 99,999%. Чистота ізотопна його при цьому повинна становити Cu65-30,91 + Cu63-69,09.

Регламентує ТУ і форму частинок порошку ПМУ. Згідно з цим документом, вона у них повинна бути сферичною. При цьому сам порошок не повинен мати шарувату структуру. Зрозуміло, в ньому, крім усього іншого, не повинно бути присутнім сторонніх включень.

Упаковка

Поставляється на ринок мідний порошок для промислового використання найчастіше в спеціальних сталевих барабанах, прокладених поліетиленовим мішком. Обсяг таких ємностей зазвичай дорівнює 25.45 дм³. Для збереження продукту при його транспортуванні і зберіганні поліетиленові мішки скріплюють подвійний ув`язкою.

У деяких випадках порошок мідний ПМС-1, А, В та ін., може поставлятися на ринок і в поліпропіленових м`яких спеціальних контейнерах. У таких ємностях також передбачаються поліетиленові Вкладиші. Упаковка такого типу, однак, може використовуватися виробником тільки за попередньою домовленістю зі споживачем.

До класу небезпеки порошок з міді відноситься до четвертого. Коливання температур або підвищена вологість ніякого особливого негативного впливу на нього не чинять. Тому перевозити такий матеріал допускається будь-якими видами транспорту.