Luy?n kim b?t là m?t quá trình s?n xu?t b?t kim lo?i và s? d?ng b?t kim lo?i (ho?c h?n h?p kim lo?i và phi kim lo?i) làm nguyên li?u th? ?? thu ???c các b? ph?n và s?n ph?m th?ng qua quá trình ?úc và nung k?t. Là nguyên li?u chính c?a ngành c?ng nghi?p, b?t kim lo?i ???c s? d?ng r?ng r?i trong các l?nh v?c máy móc, luy?n kim, c?ng nghi?p hóa(chǎn) ch?t và v?t li?u hàng kh?ng v? tr?. B?t kim lo?i là nguyên li?u c? b?n c?a ngành luy?n kim b?t. S?n l??ng và ch?t l??ng c?a nó quy?t ??nh s? phát tri?n c?a ngành luy?n kim b?t.

B?t kim lo?i th??ng là t?p h?p các h?t kim lo?i nh? h?n 1mm. Kh?ng có quy ??nh th?ng nh?t cho vi?c phan chia kho?ng ?? chi ti?t. Ph??ng pháp phan lo?i ph? bi?n nh? sau: các h?t có kích th??c h?t 1000 ~ 50 μ m là b?t th?ng th??ng; 50 ~ 10 μ m b?t m?n; 10 ~ 0,5 μ m ???c g?i là b?t r?t m?n <0,5 μ m ???c g?i là b?t siêu m?n; 0,1 ~ 100nm ???c g?i là b?t nano. M?i h?t b?t có th? là m?t tinh th? ho?c bao g?m nhi?u tinh th?, tùy thu?c vào kích th??c h?t và ph??ng pháp ?i?u ch?.

2. Ph??ng pháp ?i?u ch? b?t kim lo?i

Hi?n nay, có hàng ch?c ph??ng pháp s?n xu?t b?t trong c?ng nghi?p, nh?ng theo phan tích th?c ch?t c?a quá trình s?n xu?t thì ch? y?u ???c chia thành hai lo?i: ph??ng pháp c? h?c và ph??ng pháp hóa(chǎn) ly. Nó có th? thu ???c kh?ng ch? t? quá trình tinh ch? tr?c ti?p các kim lo?i r?n, l?ng và khí, mà còn t? quá trình kh?, nhi?t phan và bi?n ??i ?i?n phan c?a các h?p ch?t kim lo?i ? các tr?ng thái khác nhau. Cacbua, nitrua, borit và silicua c?a kim lo?i ch?u l?a nói chung có th? ???c ?i?u ch? tr?c ti?p b?ng s? k?t h?p hóa(chǎn) h?c ho?c s? k?t h?p hóa(chǎn) h?c kh?. Do các ph??ng pháp ?i?u ch? khác nhau, hình d?ng, c?u trúc và kích th??c h?t c?a cùng m?t lo?i b?t th??ng r?t khác nhau.

Vi?c l?a ch?n ph??ng pháp s?n xu?t b?t kim lo?i ph? thu?c vào nguyên li?u, lo?i b?t, yêu c?u tính n?ng c?a nguyên li?u b?t và hi?u qu? s?n xu?t b?t. V?i ?ng d?ng ngày càng r?ng r?i c?a các s?n ph?m luy?n kim b?t, các yêu c?u v? kích th??c, hình d?ng và tính ch?t c?a h?t b?t ngày càng cao. Do ?ó, c?ng ngh? bào ch? b?t c?ng ngày càng phát tri?n và ??i m?i ?? ?áp ?ng các yêu c?u v? kích th??c và tính ch?t c?a h?t.

2.1 ph??ng pháp v?t ly c? h?c

Ph??ng pháp c? h?c là m?t ph??ng pháp gia c?ng phá v? kim lo?i thành b?t có kích th??c h?t c?n thi?t v?i s? h? tr? c?a l?c c? h?c bên ngoài. Thành ph?n hóa(chǎn) h?c c?a nguyên li?u v? c? b?n kh?ng thay ??i trong quá trình ?i?u ch?. Hi?n nay, ph??ng pháp th??ng ???c s? d?ng là nghi?n bi, nghi?n bi, có ?u ?i?m là quy trình ??n gi?n và s?n l??ng l?n. Nó có th? ?i?u ch? m?t s? lo?i b?t siêu m?n c?a kim lo?i và h?p kim có nhi?t ?? nóng ch?y cao mà các ph??ng pháp th?ng th??ng khó có ???c.

2.1.1 ph??ng pháp phay bi

C? ch?: ph??ng pháp phay bi ch? y?u ???c chia thành ph??ng pháp bi l?n và ph??ng pháp phay bi rung. Ph??ng pháp này s? d?ng c? ch? các h?t kim lo?i b? phá v? và tinh ch? do bi?n d?ng ? các t?c ?? bi?n d?ng khác nhau.

?ng d?ng: ph??ng pháp này ch? y?u áp d?ng ?? ?i?u ch? h?p kim sb, Cr, Mn, Fe Cr và các lo?i b?t khác.

?u nh??c ?i?m: nó có ?u ?i?m là ho?t ??ng liên t?c và hi?u qu? s?n xu?t cao. Nó thích h?p cho nghi?n kh? và nghi?n ??t. Nó có th? chu?n b? b?t c?a nhi?u lo?i kim lo?i và h?p kim. Nh??c ?i?m là tính ch?n l?c nguyên li?u kh?ng m?nh, khó phan lo?i trong quá trình bào ch? b?t.

Hình 1 ?nh TEM c?a các m?u b?t antimon thu ???c b?ng cách nghi?n bi trong 12h (a), 18h (b) và 24h (c) ? 150r / min

2.1.2 ph??ng pháp nghi?n

C? ch?: ph??ng pháp nghi?n là phun khí nén vào khu v?c nghi?n sau khi ?i qua m?t vòi phun ??c bi?t, ?? d?n ??ng các nguyên li?u trong khu v?c mài va ch?m vào nhau và xát thành b?t; Sau khi lu?ng kh?ng khí m? r?ng, nó ?i vào khu v?c phan lo?i cùng v?i s? gia t?ng c?a v?t li?u, và v?t li?u ??t ??n kích th??c h?t s? ???c phan lo?i b?ng máy phan lo?i xoáy. Ph?n b?t th? còn l?i quay tr? l?i khu v?c nghi?n ?? nghi?n cho ??n khi tách ???c c? h?t c?n thi?t.

?ng d?ng: nó ???c s? d?ng r?ng r?i trong vi?c nghi?n siêu m?n phi kim lo?i, nguyên li?u hóa(chǎn) h?c, ch?t màu, ch?t mài mòn, thu?c y t? và các ngành c?ng nghi?p khác.

?u ?i?m và nh??c ?i?m: do ph??ng pháp nghi?n áp d?ng s?n xu?t kh? nên b? qua quá trình kh? n??c và làm kh? nguyên li?u; S?n ph?m có ?? tinh khi?t cao, ho?t tính cao, phan tán t?t, kích th??c h?t m?n và phan b? h?p, b? m?t h?t m?n. Tuy nhiên, ph??ng pháp nghi?n c?ng có m?t s? nh??c ?i?m nh? chi phí ch? t?o thi?t b? cao, ph?i s? d?ng khí tr? liên t?c ho?c nit? làm ngu?n khí nén trong quá trình s?n xu?t b?t kim lo?i, tiêu hao khí l?n nên ch? thích h?p cho vi?c nghi?n và nghi?n b?t giòn. kim lo?i và h?p kim.

2.1.3 ph??ng pháp nguyên t? hóa(chǎn)

C? ch?: ph??ng pháp nguyên t? hóa(chǎn) th??ng s? d?ng khí áp su?t cao, ch?t l?ng áp su?t cao ho?c các cánh quay t?c ?? cao ?? phá v? kim lo?i ho?c h?p kim nóng ch?y ? nhi?t ?? cao và áp su?t cao thành các gi?t m?n, sau ?ó ng?ng t? trong b? thu ?? thu ???c kim lo?i siêu m?n b?t. Kh?ng có s? thay ??i hóa(chǎn) h?c trong quá trình này. Nguyên t? hóa(chǎn) là m?t trong nh?ng ph??ng pháp chính ?? s?n xu?t kim lo?i và b?t h?p kim. Có nhi?u ph??ng pháp nguyên t? hóa(chǎn), ch?ng h?n nh? nguyên t? hóa(chǎn) dòng kép, nguyên t? hóa(chǎn) ly tam, nguyên t? hóa(chǎn) nhi?u t?ng, c?ng ngh? nguyên t? hóa(chǎn) siêu am, c?ng ngh? nguyên t? hóa(chǎn) kh?p n?i ch?t, nguyên t? hóa(chǎn) khí áp su?t cao, nguyên t? hóa(chǎn) dòng ch?y t?ng, nguyên t? hóa(chǎn) kh?p n?i ch?t siêu am và nguyên t? hóa(chǎn) khí nóng.

?ng d?ng: ph??ng pháp nguyên t? hóa(chǎn) th??ng ???c s? d?ng trong s?n xu?t b?t kim lo?i nh? Fe, Sn, Zn, Pb và Cu, c?ng nh? s?n xu?t b?t h?p kim nh? ??ng, thau, thép cacbon và thép h?p kim. Ph??ng pháp nguyên t? hóa(chǎn) ?áp ?ng các yêu c?u ??c bi?t c?a b?t kim lo?i cho v?t t? tiêu hao in 3D. Hình 3 cho th?y c?u trúc vi m? c?a b?t thép kh?ng g? t? m?t nhà s?n xu?t ??c.

?u ?i?m và nh??c ?i?m: b?t nguyên t? có ?u ?i?m là ?? c?u cao, kích th??c h?t b?t có th? ki?m soát ???c, hàm l??ng oxy th?p, chi phí s?n xu?t th?p và kh? n?ng thích ?ng ?? s?n xu?t các lo?i b?t kim lo?i khác nhau. Nó ?? tr? thành h??ng phát tri?n chính c?a c?ng ngh? ?i?u ch? b?t h?p kim ??c bi?t và hi?u su?t cao. Tuy nhiên, ph??ng pháp nguyên t? hóa(chǎn) có nh??c ?i?m là hi?u su?t s?n xu?t th?p, n?ng su?t b?t siêu m?n th?p và tiêu hao n?ng l??ng t??ng ??i l?n.

Hình 2 c?u trúc vi m? c?a b?t thép kh?ng g? in 3D t? m?t nhà s?n xu?t ??c

2.2 ph??ng pháp hóa(chǎn) ly

Ph??ng pháp hóa(chǎn) ly là ph??ng pháp s?n xu?t b?t siêu m?n b?ng cách thay ??i thành ph?n hóa(chǎn) h?c ho?c tr?ng thái k?t t? c?a nguyên li?u trong quá trình chu?n b? b?t. Theo các nguyên ly hóa(chǎn) h?c khác nhau, có th? chia thành ph??ng pháp kh?, ph??ng pháp ?i?n phan và ph??ng pháp thay th? hóa(chǎn) h?c.

2.2.1 ph??ng pháp gi?m thi?u

C? ch?: ph??ng pháp kh? là ph??ng pháp ?i?u ch? b?t kim lo?i ho?c h?p kim b?ng cách kh? oxit kim lo?i ho?c mu?i kim lo?i b?ng ch?t kh? trong nh?ng ?i?u ki?n nh?t ??nh. Nó là m?t trong nh?ng ph??ng pháp t?o b?t ???c s? d?ng r?ng r?i trong s?n xu?t. Các ch?t kh? th?ng th??ng bao g?m ch?t kh? khí (nh? hydro, amoniac phan h?y, khí thiên nhiên chuy?n hóa(chǎn), v.v.), ch?t kh? cacbon r?n (nh? than c?i, than c?c, antraxit, v.v.) và ch?t kh? kim lo?i (nh? canxi, magiê, natri, v.v.). Ph??ng pháp kh? hydro b?ng hydro v?i hydro làm m?i tr??ng ph?n ?ng là ph??ng pháp ?i?u ch? tiêu bi?u nh?t. Nó s? d?ng các ??c ?i?m d? dàng hi?ro hóa(chǎn) kim lo?i th? ?? hi?ro hóa(chǎn) kim lo?i b?ng hi?ro ? m?t nhi?t ?? nh?t ??nh ?? t?o ra hi?rua kim lo?i, sau ?ó phá v? hi?rua kim lo?i thu ???c thành b?t v?i kích th??c h?t mong mu?n b?ng ph??ng pháp c? h?c, sau ?ó, hi?ro trong kim lo?i ???c nghi?n nh? lo?i b? b?t hi?rua trong chan kh?ng ?? thu ???c b?t kim lo?i.

?ng d?ng: ???c s? d?ng ch? y?u trong ?i?u ch? b?t kim lo?i (h?p kim) nh? Ti, Fe, W, Mo, Nb và W-Re. Ví d?, titan (b?t) b?t ??u ph?n ?ng d? d?i v?i hydro ? m?t nhi?t ?? nh?t ??nh. Khi hàm l??ng hi?ro l?n h?n 2,3%, hi?rua ? tr?ng thái l?ng và d? b? nghi?n thành b?t titan hi?rua m?n. B?t titan có th? thu ???c b?ng cách phan h?y nó ? nhi?t ?? kho?ng 700 ℃ và lo?i b? h?u h?t hydro hòa tan trong b?t titan.

?u nh??c ?i?m: ?u ?i?m là v?n hành ??n gi?n, d? dàng ki?m soát các th?ng s? c?a quá trình, hi?u qu? s?n xu?t cao và giá thành r?, phù h?p v?i s?n xu?t c?ng nghi?p; Nh??c ?i?m là ch? áp d?ng cho các v?t li?u kim lo?i d? ph?n ?ng v?i hydro và tr? nên giòn, d? v? sau khi h?p th? hydro.

2.2.2 ph??ng pháp ?i?n phan

C? ch?: ?i?n phan là ph??ng pháp làm l?ng và k?t t?a b?t kim lo?i ? c?c am b?ng cách ?i?n phan mu?i nóng ch?y ho?c dung d?ch n??c mu?i.

?ng d?ng: ?i?n phan dung d?ch n??c có th? t?o ra b?t kim lo?i (h?p kim) nh? Cu, Ni, Fe, Ag, Sn và Fe Ni, mu?i ?i?n phan nóng ch?y có th? t?o ra b?t kim lo?i nh? Zr, Ta, Ti và Nb.

?u ?i?m và nh??c ?i?m: ?u ?i?m là ?? tinh khi?t c?a b?t kim lo?i chu?n b? cao, và ?? tinh khi?t c?a b?t nguyên t? chung có th? ??t h?n 99,7%; Ngoài ra, ph??ng pháp ?i?n phan có th? ki?m soát t?t kích th??c h?t c?a b?t và t?o ra b?t siêu m?n. Tuy nhiên, ?i?n n?ng tiêu th? c?a quá trình nghi?n b?t ?i?n phan l?n và chi phí nghi?n b?t cao.
Hình 4 thi?t b? ?i?u ch? b?t s?t b?ng ph??ng pháp ?i?n phan siêu am

2.2.3 ph??ng pháp hydroxyl

C? ch?: m?t s? kim lo?i (s?t, niken, v.v.) và cacbon monoxit ???c t?ng h?p thành h?p ch?t cacbonyl kim lo?i, chúng ???c ?un nóng l?i và phan h?y thành b?t kim lo?i và cacbon monoxit.

N?p ??nm?ttion: trong c?ng nghi?p, nó ch? y?u ???c s? d?ng ?? s?n xu?t b?t m?n và siêu m?n c?a niken và s?t, c?ng nh? b?t h?p kim nh? Fe Ni, Fe Co và Ni Co

?u nh??c ?i?m: b?t ???c ?i?u ch? theo cách này r?t m?n và có ?? tinh khi?t cao, tuy nhiên giá thành cao.

2.2.4 ph??ng pháp thay th? hóa(chǎn) ch?t

C? ch?: ph??ng pháp thay th? hóa(chǎn) h?c là thay kim lo?i kém ho?t ??ng h?n t? dung d?ch mu?i kim lo?i b?ng kim lo?i có ho?t tính cao theo ?? ho?t ??ng c?a kim lo?i, ??ng th?i x? ly và tinh ch? thêm kim lo?i (b?t kim lo?i) thu ???c b?ng cách thay th? b?ng các ph??ng pháp khác.

?ng d?ng: ph??ng pháp này ???c áp d?ng ch? y?u ?? ?i?u ch? các lo?i b?t kim lo?i kh?ng ho?t ??ng nh? Cu, Ag và Au.

B?ng 1 tóm t?t các ph??ng pháp ?i?u ch? b?t kim lo?i.

3. Tóm t?t

V?i s? ti?n b? c?a c?ng ngh?, b?t kim lo?i ?? ???c phát tri?n và ?ng d?ng trong luy?n kim, c?ng nghi?p hóa(chǎn) ch?t, ?i?n t?, v?t li?u t? tính, g?m s? m?n, c?m bi?n, v.v., cho th?y tri?n v?ng ?ng d?ng t?t, và b?t kim lo?i cho th?y xu h??ng phát tri?n theo h??ng có ?? tinh khi?t cao và siêu -fine (nano). M?c dù các ph??ng pháp ?i?u ch? b?t kim lo?i siêu m?n r?t ?a d?ng và có th? l?a ch?n các ph??ng pháp khác nhau tùy theo ?ng d?ng và yêu c?u kinh t? k? thu?t, nh?ng m?i ph??ng pháp ??u có nh?ng h?n ch? nh?t ??nh và còn nhi?u v?n ?? c?n gi?i quy?t và c?i ti?n. Hi?n nay, các ph??ng pháp ?i?u ch? b?t kim lo?i ???c s? d?ng r?ng r?i nh?t là ph??ng pháp kh?, ph??ng pháp ?i?n phan và ph??ng pháp nguyên t? hóa(chǎn); Ngoài ra, trên c? s? c?i ti?n quy trình s?n xu?t truy?n th?ng, nhi?u quy trình và ph??ng pháp s?n xu?t m?i ?? ra ??i nh? ph??ng pháp c? ??c bay h?i chan kh?ng, ph??ng pháp nguyên t? hóa(chǎn) siêu am, ph??ng pháp nguyên t? hóa(chǎn) ??a quay, ph??ng pháp nguyên t? hóa(chǎn) cu?n ??i và cu?n ba, ph??ng pháp nguyên t? hóa(chǎn) nhi?u t?ng , ph??ng pháp ?i?n c?c quay plasma, ph??ng pháp h? quang,… Trong các ph??ng pháp ?i?u ch? b?t kim lo?i, m?c dù ?? áp d?ng nhi?u ph??ng pháp vào th?c t? nh?ng v?n t?n t?i hai v?n ?? chính là quy m? nh? và giá thành s?n xu?t cao. ?? thúc ??y s? phát tri?n và ?ng d?ng c?a v?t li?u b?t kim lo?i, c?n s? d?ng toàn di?n các ph??ng pháp khác nhau, h?c h?i l?n nhau và phát tri?n các ph??ng pháp quy trình v?i s?n l??ng l?n h?n và chi phí th?p h?n.