目前,制备超细钼粉的方法主要有:蒸发态三氧化钼还原法、活化还原法和十二钼酸铵氢气还原法。纳米钼粉的制备方法主要有:微波等离子法、电脉冲放电等。
(1)蒸发态三氧化钼还原法
蒸发态三氧化钼还原法J,是将MoO,粉(纯度达99.9%)装在钼船上,置于1300~1500oC的预热炉中蒸发成气态,在流量为150mL/min的H一N:气体和流量为400mL/min的H:的混合气流的夹载下,MoO蒸气进进反应区,通过还原成为超细钼粉。该方法可获得粒径为0~670nm的均匀球形颗粒钼粉,但其工艺参数控制比较困难,其中,MoO一N和H:一N气流的混合温度以及MoO成分都对粉末粒度的影响很大。
(2)活化还原法
活化还原法以七钼酸铵(APM)为原料,在NHC1的催化作用下,通过还原过程制备超细钼粉,还原过程中NHC1完全挥发。其还原过程大致分为氯化铵加热分解、APM分解成氧化钼、MoO和HCI反应天生7MoOC1、MoOC1被氢气还原为超细钼粉等4个阶段。总反应式为:NHC1+(NH4)6Mo7024·4H20=HC1+7NH3+28H20+7Mo。该方法比传统方法的还原温度降低约200—300c,而且只使用一次还原过程,工艺较简单。此方法制备的钼粉均匀粒度为0.1m,且粉末具有良好的烧结性能。韩国岭南大学提出了相似方法,只是所用原料为高纯MoO。
(3)十二钼酸铵氢气还原法
十二钼酸铵氢气还原法是将十二钼酸铵在镍合金船中,并置于管式炉中,在530oC下用氢气还原,然后再在900oC下用氢气还原,可制出比表面积为3.0in/g以上的钼粉,这种钼粉的粒度为900nm左右。该方法仅有工艺过程描述,未见到过程机制的分析,其可行性尚未可知。
(4)羰基热分解法
羟基法是以羟基钼为原料,在常压和350—1000℃的温度及N:气氛下,对羟基钼料进行蒸气热分解处理。由于羟基化合物分解后,在气相中状态下完成形核、结晶、晶核长大,所以制备的钼粉颗粒较细,均匀粒度为1~2m。利用羟基法制得的钼粉具有很高的化学纯度和良好的烧结性。
(5)微波等离子法
微波等离子法利用羟基热解的原理制取钼粉。微波等离子装置利用高频电磁振荡微波击穿N:等反应气体,形成高温微波等离子体,进而使Mo(co)在N等离子体气氛下热解产生粒度均匀一致的纳米级钼粉,该装置可以将天生的CO立即排走,且使产生的Mo迅速冷凝进进收集装置,所以能制备出比羟基热解法粒度更小的纳米钼粉(均匀粒径在,1,50nm以下),单颗粒近似球形,常温下在空气中的稳定性好,因而此种纳米钼粉可广泛应用。
(6)等离子氢还原法
等离子还原法、?的原理是:采用混合等离子反应装置将高压直流电弧喷射在高频等离子气流上,从而形成一种混合等离子气流,利用等离子蒸气还原,初步得到超细钼粉。获得的初始超细钼粉注射在直流弧喷射器上,立即被冷却水冷却成超细粉粒。所得到粉末均匀粒径约为30~,1,5onm,适用于热喷涂用的球形粉末。该方法也可用于制备其他难熔金属的超细粉末,如w、Ta和Nb。微波等离子法和等离子氢还原法制备的纳米钼粉纯度较高,形貌较好,但其生产本钱大大进步。
(7)机械合金化法
日本的桑野寿采用碳素钢、SUS304不锈钢、硬质合金钢等材料的容器和磨球,球磨钼粉,可以制得粒径为6nm左右的钼粉。这种方法会引起Fe、Fe—cr—Ni和w在钼中固溶,其固溶量达到百分数级。
此外,电脉冲法和电子束辐照法、冷气流粉碎、金属丝电爆炸法、高强度超声波法、电脉冲放电、封闭循环氢还原法、电子束辐射法等大多只具有实验研究的价值,尚不具备产业化制备的条件。
(来源:中国钼业)