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羰基鐵粉

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羰基鐵粉

羰基鐵粉是通過CO與鐵在高溫高壓下反應，生成5羰基鐵油狀物，經低壓分離後得到的產品。

簡介

羰基鐵粉經退火防氧化處理即可出貨。當溫度為200℃，200bar的條件下羰基合成反應式如下

Fe+5CO =Fe(CO)5

羰基鐵在300℃，1bar的條件下分解為Fe和CO

Fe(CO)5= Fe+5CO

在分解過程中，因為Fe 有催化CO與CO2相互轉化的作用，通常採用通NH3 作為保護氣體來抑制該反應。這樣一來羰基鐵粉中就不可避免的會有N元素的存在。從旋風收集器中收集到的產品一般鐵含量約在97%左右，其中C和N的含量均小於1%。由於有Fe2O3，Fe3N 等雜質的存在，同時，鐵粉表面也會對CO和NH3氣體有一定的吸附，這些因素造成鐵粉硬度比較大，通常被稱之為硬粉。

將鐵粉用H2氣體還原1小時，鐵含量將提高到99.0%左右，同時其他元素的含量也將明顯降低。這種還原過的羰基鐵粉，硬度稍低，也被稱之為軟粉。

羰基鐵粉活性很大，正常情況放置一段時間後，因為熵的增加，會發生自動團聚。發生團聚的鐵粉顆粒度增加，顆粒粘粘，對於注射成型應用有比較大的影響。目前市場上質量最好的羰基鐵粉為德國BASF公司生產。

羰基鐵粉對工藝的要求非常高，5羰基鐵分解時溫度變化3度，氣體流量增加5%就能明顯改變羰基鐵粉粒度及碳含量。

特點和用途

1.傳統粉末冶金及注射成型：傳統粉末冶金中的高比重合金，需要採用活性較大的鐵粉作為燒結中的液相，形成較為連續的粘結相，抑制脆性相的產生，從而獲得高緻密度或全緻密的高性能產品。軍工項目中主要用於替代已經被禁止的貧鈾材料來生產穿甲彈彈芯。注射成型工藝中對最大粉末填裝量要求很高。因此衡量粉末的標準中的松裝密度要求很高。然而粉末粒度越小，越容易發生拱橋現象，松裝密度越小。這種情況下顆粒不粘連非常重要。直到德國BASF公司開發出了專有牌號，注射成型才真正得到工業應用。

2.鐵粉芯：因為具有粒度小（10um以下），活性大，形狀不規則（洋蔥頭層狀結構），羰基鐵粉具有在高頻和超高頻下的高磁通率，也被廣泛應用於製造磁性材料，在製作高頻鐵粉芯中有不可替代的作用。美國Micrometals公司是該領域內的標準制定者，該公司很多產品都是基於德國BASF公司提供的羰基鐵粉製造的。

3.金剛石工具：傳統高性能金剛石工具採用成本昂貴的鈷粉做基體。最近的研究和生產表明使用羰基鐵粉減少Co粉用量，也能達到相當高的性能。此外，對於傳統的鐵基金剛石工具，使用羰基鐵粉能提高基體對金剛石的把持力，提高基體的耐磨性能。

4.金剛石觸媒：合成金剛石的觸媒，在中國沒有市場。

5.營養補鐵：美國ISP公司的羰基鐵粉已經正式被美國藥品管理監督局認可，可直接添加到食品中作為鐵元素補給。目前的數據表明，羰基鐵粉被人體吸收率超過80%，遠遠超出目前使用的化合物鐵補給物。同時，羰基鐵粉的使用也不會造成鐵元素攝入過量的中毒。國內還沒有資料表明政府已經允許羰基鐵粉作為營養補鐵使用。

6.微波吸收材料：羰基鐵粉在國防領域的應用。根據資料表明，90年代以後的對羰基鐵粉吸波材料的研究非常迅速。

分級

1.JZDF系列氮氣保護氣流分級機：該氮氣保護氣流分級機是在普通氣源的立式渦輪高精分級機基礎上，通過改變氣源成份和改變設備的進風出風管路，提高設備的密封工藝等方式，專為易燃易爆、易氧化等物料設計研發的。國內高精分級領域的巨子分級機是羰基鐵粉分級機的工業機型，該類高精分級機其本身就具有密封性好，分級精度高等特點，因此在此分級機基礎上發展而來的氮氣保護氣流分級機就具有安全性高，分級精度高的特點，目前國內羰基鐵粉分級領域主要就是使用JZDF系列設備進行羰基鐵粉的高精分級。