作业帮什么是羰基铁粉?有什么用途?
来源：学生作业帮助网 编辑：作业帮 时间：2024/05/05 06:04:53
什么是羰基铁粉?有什么用途?
什么是羰基铁粉?有什么用途?
什么是羰基铁粉?有什么用途?
◆中文名称：羰基铁粉 简称CIP
◆英文名称：Carbonyl Iron Powder
◆CAS编码：7439-89-6,UN 3089
◆分子式：Fe
◆分子量：55.845
羰基铁粉最早由德国人发明,二战时德国的工厂被美国征收,从此美国也开始生产羰基铁粉.目前德国BASF公司拥有世界上最大,最先进的羰基铁粉生产线.
羰基铁粉是通过CO与铁在高温高压下反应,生成5羰基铁油状物,经低压分离后得到产品.经退火防氧化处理即可出货.当温度为200℃,200bar的条件下羰基合成反应式如下
Fe+5CO Fe(CO)5
羰基铁在300℃,1bar的条件下分解为Fe和CO
Fe(CO)5 Fe+5CO
在分解过程中,因为Fe 有催化CO与CO2 反应的作用,通常采用通NH3 作为保护气体来抑制该反应.这样一来羰基铁粉中就不可避免的会有N元素的存在.从旋风收集器中收集到的产品一般铁含量约在97%左右,其中C和N的含量均小于1%.由于有Fe2O3,Fe3N 等杂质的存在,同时,铁粉表明也会对CO和NH3气体有一定的吸附,这些因素造成铁粉硬度比较大,通常被称之为硬粉.
将铁粉用H2气体还原1小时,铁含量将提高到99.0%左右,同时其他元素的含量也将明显降低.这种还原过的羰基铁粉,硬度稍低,也被称之为软粉.
羰基铁粉活性很大,正常情况放置一段时间后,因为熵的增加,会发生自动团聚.发生团聚的铁粉颗粒度增加,颗粒粘粘,对于注射成型应用有比较大的影响.目前市场上质量最好的羰基铁粉为德国BASF公司生产.
羰基铁粉对工艺的要求非常高,5羰基铁分解时温度变化3度,气体流量增加5%就能明显改变羰基铁粉粒度及碳含量.
外 观：深灰色粉末.
◆基本用途：
1.传统粉末冶金及注射成型：传统粉末冶金中的高比重合金,需要采用活性较大的铁粉作为烧结中的液相,形成较为连续的粘结相,抑制脆性相的产生,从而获得高致密度或全致密的高性能产品.军工项目中主要用于替代已经被禁止的贫铀材料来生产穿甲弹弹芯.注射成型工艺中对最大粉末填装量要求很高.因此衡量粉末的标准中的松装密度要求很高.然而粉末粒度越小,越容易发生拱桥现象,松装密度越小.这种情况下颗粒不粘连非常重要.直到德国BASF公司开发出了专有牌号,注射成型才真正得到工业应用.
2.铁粉芯：因为具有粒度小（10um以下）,活性大,形状不规则（洋葱头层状结构）,羰基铁粉具有在高频和超高频下的高磁通率,也被广泛应用于制造磁性材料,在制作高频铁粉芯中有不可替代的作用.美国Micrometals公司是该领域内的标准制定者,该公司很多产品都是基于德国BASF公司提供的羰基铁粉制造的.
3.金刚石工具：传统高性能金刚石工具采用成本昂贵的钴粉做基体.最近的研究和生产表明使用羰基铁粉减少Co粉用量,也能达到相当高的性能.此外,对于传统的铁基金刚石工具,使用羰基铁粉能提高基体对金刚石的把持力,提高基体的耐磨性能.
4.金刚石触媒：合成金刚石的触媒,在中国没有市场.
5.营养补铁：美国ISP公司的羰基铁粉已经正式被美国药品管理监督局认可,可直接添加到食品中作为铁元素补给.目前的数据表明,羰基铁粉被人体吸收率超过80％,远远超出目前使用的化合物铁补给物.同时,羰基铁粉的使用也不会造成铁元素摄入过量的中毒.国内还没有资料表明政府已经允许羰基铁粉作为营养补铁使用.
6.微波吸收材料：羰基铁粉在国防领域的应用.根据资料表明,90年代以后的对羰基铁粉吸波材料的研究非常迅速.