羰基鐵粉在市場上的情況,制備方法如何?
來源:http://m.zailu.com.cn/news/14.html 發布時間:2022-09-15 點擊:1142
目前,只有少數幾個國家能夠生產羰基鐵粉,只有德國、俄羅斯、美國和中國,基鐵的合成采用高壓法(18).0-25.0Mpa)。生產壓力過高對設備生產提出了嚴格的要求,也阻礙了大規模生產。此外,高壓法還存在反應時間長、轉化率低等缺點。中壓羰基鐵粉生產技術,是應對高反應壓力造成的諸多弊端。
全球羰基鐵粉產量約為1.5萬噸/年,其中80%由德國巴斯夫公司生產,商場需求量約為1.8萬噸/年。由于粉末注射成型技術的復雜性和工業應用,自20世紀90年代以來,硬合金行業對超細鐵粉的需求以30%的年增長率發展,東南亞國家的需求年增長約40%。從20世紀末的幾十噸到現在的1000多噸,我國對羰基鐵粉的需求已經達到了1000噸,而我國的年產量還不到300噸。隨著科學技術的進步和材料科學的快速發展,對材料質量的要求越來越高。與其他鐵粉產品相比,堿基鐵粉具有明顯的優勢,特別是在硬合金、耐磨材料、表面清潔材料的生產中基鐵粉具有潛在的使用購物中心。
與高壓法相比,中壓羰基鐵粉生產技術的合成壓力為8.0MPa,只有1/3的高壓法;合成速度為60小時/釜,而高壓法需要120小時/釜;鐵的轉化率大于75%,而高壓法只有65%左右。此外,輔助材料是中壓法堿羰基鐵粉生產技術CO節能循環模式可以回收,還可以選擇。因此,中壓羰基鐵粉生產技術可以降低設備生產成本,提高生產能力,有利于規模,生產過程能耗低,材料可以充分利用,生產成本遠低于高壓法。甘肅省科技廳安排專家對中壓法羰基鐵粉生產技術(實驗室小型試驗和模型試驗)進行成果判斷,確定成果高。
羰基鐵粉因其溫度穩定性好、磁導率高、生產成本低,在吸波材料中具有廣闊的應用前景。是研究深入、應用廣泛、吸波性能優異的電磁波吸收劑,廣泛應用于現役武器裝備。例如,美國的F/A-18C/D“大黃蜂”為了減少其雷達反射截面積,飛機(RCS),以羰基鐵粉為主的雷達吸波材料用于機身表面和機翼,F-15SE“靜默鷹”是F-15重型戰斗機的改進,為了確保其面對第三代和第三代半戰斗機的空中優勢,提高了其隱身性能。在表面間隙連接處,機翼和機身的許多部分使用了大量以羰基鐵粉為主的雷達吸收材料,從而將其正面的雷達反射截面積減少到F-35的水平。
羰基鐵粉是由羰基鐵直接分解得到的鐵粉,五羰基鐵化合物Fe(CO)5倍加熱到70~80℃時開始分解成Fe和CO,在155℃時大量分解,形成蔥頭狀結構的羰基鐵粉,所生成的羰基鐵粉主要為鐵。常見的鐵粉有兩種形狀:球形和片狀。圖1顯示了掃描電鏡下兩種鐵粉顆粒的照片。球狀羰基鐵粉的高頻磁性受限于Snoek,難以滿足“薄、輕、寬、強”對吸波性能的要求,而片狀羰基鐵粉則能突破,獲得優異的高頻電磁性能。
具有良好吸波性能的材料,一是在吸波材料內盡可能大地損失入射雷達波;二是雷達吸波材料的阻抗與入射雷達波的阻抗相匹配,達到無反射條件。介電常數和磁導率是影響電磁波與介質相互作用的重要參數。其中介電常數:ε=ε'-iε"。磁導率為μ=μ'-iμ",ε"及μ"分別表示介電損耗和磁損耗。對于介質材料來說,有著對電磁波耗散和吸收的能力。要達到條件二,在自由空間中,阻抗為Z0時,雷達波投射到阻抗為Z0的介電層表面,可以發生部分反射,反射系數R=(1–Z/Z0)/(1+Z/Z0)。
對吸波材料的研究本質上是對其電磁參數的研究,材料的電磁參數取決于其成分、結構和外觀。因此,通過探索材料的組織結構和外觀與材料電磁參數的關系,調整其結構特性,從而獲得優異的吸波性能。因此,探索材料吸波性能的關鍵是實現微波電磁參數的自由調節。由于其飽和度高、磁化強度低、價格低,是吸波劑領域重要的研究對象之一。