DE112006000689T5

DE112006000689T5 - Metallische Pulver und Verfahren zum Herstellen derselben

Info

Publication number: DE112006000689T5
Application number: DE112006000689T
Authority: DE
Inventors: Steven C. Tucson Larink jun.
Original assignee: Climax Engineered Materials LLC
Current assignee: Climax Engineered Materials LLC
Priority date: 2005-03-29
Filing date: 2006-03-24
Publication date: 2008-02-07
Anticipated expiration: 2026-03-25
Also published as: US8206485B2; US20080264204A1; GB0718170D0; GB2473771B; US20060219056A1; US7470307B2; JP2008534783A; GB201021077D0; GB2438357A; GB2473771A; GB2473770A; US7824465B2; WO2006104925A2; DE112006000689B4; US20080271567A1; GB201021076D0; JP5284080B2; GB2438357B; WO2006104925A3

Abstract

Verfahren zum Erzeugen eines metallischen Pulverproduktes, das aufweist:
Bereitstellen eines Vorrats eines Vorläufers für metallisches Pulver;
Kombinieren des Vorläufers für metallisches Pulver mit einer Flüssigkeit, um einen Schlamm zu bilden;
Einspeisen des Schlammes in einen pulsierenden Strom heißen Gases; und
Gewinnen des metallischen Pulverproduktes.

Description

Technisches Gebiet
Diese Erfindung betrifft im allgemeinen metallische Pulver und genauer Verfahren zum Erzeugen metallischer Pulver.
Hintergrund
Mehrere unterschiedliche Prozesse zum Erzeugen pulverisierter metallischer Produkte sind entwickelt worden und werden gegenwärtig eingesetzt, um metallische Pulver mit bestimmten Eigenschaften zu erzeugen, so wie erhöhten Dichten und erhöhtem Fließvermögen, die bei anschließenden metallurgischen Prozessen wünschenswert sind, so wie zum Beispiel Sinter- und Plasmasprühprozessen.
Ein Prozeß, als plasmabasierende Verdichtung bekannt, umfaßt das In-Kontakt-Bringen eines metallischen Vorläufermaterials mit einem heißen Plasmastrahl. Der heiße Plasmastrahl verflüssigt und/oder atomisiert das Metall, um kleine, im allgemeinen kugelartig geformte Teilchen zu bilden. Diese Teilchen dürfen sich dann wieder verfestigen, bevor sie entnommen werden. Das sich ergebende pulverisierte metallische Produkt ist oftmals dadurch gekennzeichnet, daß es ein hohes Fließvermögen und eine hohe Dichte hat, was somit das pulverisierte metallische Produkt erwünscht zum Einsatz in nachfolgenden Prozessen (z. B. Sintern und Plasmasprühen) macht.
Unglücklicherweise jedoch sind plasmabasierte Verdichtungsprozesse nicht ohne ihre Nachteile. Zum Beispiel werden plasmabasierte Verdichtungsprozesse teuer zu implementieren sein, sind energieintensiv und leiden auch an vergleichsweise geringen Ausbeuten.
Ein weiterer Prozeßtyp, als Sprühtrocknen bekannt, umfaßt einen Prozeß, bei dem eine Lösung oder ein Schlamm, die/der das gewünschte Metall enthält, schnell in Teilchenform getrocknet wird, indem die Flüssigkeit in einer heißen Atmosphäre atomisiert wird. Ein Typ des Sprühtrockenprozesses zum Erzeugen eines pulverisierten metallischen Produktes verwendet eine sich drehende atomisierende Scheibe, die in einer erhitzten Prozeßkammer vorgesehen ist. Ein flüssiges Vorläufermaterial (z. B. ein Schlamm oder eine Lösung), die ein pulverisiertes metallisches Material enthält, wird auf die sich drehende Scheibe gerichtet. Das flüssige Vorläufermaterial wird durch die sich drehende Scheibe im allgemeinen nach außen beschleunigt. Die erhitzte Kammer beschleunigt die Verdampfung der flüssigen Komponente des flüssigen Vorläufermaterials, wenn dieses von der sich drehenden Scheibe nach außen beschleunigt wird. Das sich ergebende pulverisierte metallische Endprodukt wird dann von einer Umfangswand gesammelt, welche die sich drehende Scheibe umgibt.
Obwohl der voranstehende Sprühtrockenprozeß oftmals verwendet wird, um ein pulverisiertes metallisches Produkt zu bilden, ist er nicht ohne Nachteile. Zum Beispiel werden Sprühtrockenprozesse auch an vergleichsweise geringen Ausbeuten leiden und führen typischerweise zu einem metallischen Pulverprodukt mit einer geringeren Dichte, als sie mit plasmabasierten Verdichtungsprozessen möglich ist. Sprühtrockenprozesse bringen auch recht große Vorrichtungen mit sich (z. B. haben die atomisierenden Scheiben Durchmesser in der Größenordnung von 10 m) und sind energieintensiv. Der Sprühtrockenprozeß wird auch schwierig zu steuern sein, und es ist nicht unüblich, daß man einem gewissen Ausmaß an Variabilität in den Eigenschaften des pulverisierten metallischen Produktes gegenübersteht, obwohl die Prozeßparameter dieselben bleiben. Eine solche Variabilität erhöht weiter die Schwierigkeit, ein endgültiges pulverisiertes metallisches Produkt mit den gewünschten Eigenschaften zu erzeugen. Folglich verbleibt ein Bedürfnis nach einem System, das in der Lage ist, ein pulverisiertes metallisches Endprodukt mit Eigenschaften, so wie hoher Dichte und hohem Fließvermögen, zu erzeugen, das das pulverisierte metallische Endprodukt attraktiver zum Einsatz in anschließenden Anwendungen macht. Idealerweise sollte ein solches System in der Lage sein, erhöhte Ausbeuten an pulverisiertem metallischem Endprodukt zu erzeugen, wobei gleichzeitig weniger Komplexität, Energie und Kosten entwickelt werden, wenn mit herkömmlichen Prozessen verglichen wird.
Zusammenfassung der Erfindung
Ein Verfahren zum Erzeugen eines metallischen Pulverproduktes gemäß einer Ausführungsform der Erfindung kann aufweisen: Bereitstellen eines Vorrats eines Vorläufers für metallisches Pulver; Kombinieren des Vorläufers für metallisches Pulver mit einer Flüssigkeit, um einen Schlamm zu bilden; Einspeisen des Schlammes in einen pulsierenden Strom heißen Gases; und Gewinnen des metallischen Pulverproduktes.
Auch offenbart ist ein metallisches Pulverprodukt, das agglomerierte metallische Teilchen aufweist, mit einem Fließvermögen nach Hall von weniger als ungefähr 30 Sekunden für 50 Gramm.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
Veranschaulichende und gegenwärtig bevorzugte beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Zeichnungen gezeigt, wobei:
1 ein Ablaufdiagramm ist, das ein Verfahren gemäß der Erfindung(en) hierin veranschaulicht;
2 eine Schnittansicht eines Pulsverbrennungssystems ist, das bei und/oder mit der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann;
3 ein weiteres Ablaufdiagramm ist, das ein alternatives Verfahren gemäß der Erfindung veranschaulicht;
4 noch ein weiteres Ablaufdiagramm ist, das ein weiteres alternatives Verfahren gemäß der Erfindung veranschaulicht;
5 noch ein weiteres Ablaufdiagramm ist, das noch ein weiteres alternatives Verfahren gemäß der Erfindung veranschaulicht;
6 ein grafisches Schaubild ist, das die Ergebnisse des Umsetzens eines Verfahrens gemäß der Erfindung in die Praxis zeigt; und
7 ein grafisches Schaubild ist, das die Ergebnisse des Umsetzens eines Verfahrens gemäß dem Stand der Technik in die Praxis zeigt.
Genaue Beschreibung
Ein Verfahren 10 zum Erzeugen eines metallischen Pulverproduktes ist in 1 veranschaulicht und umfaßt das Bereitstellen eines Vorrats eines Vorläufers für metallisches Pulver und das Mischen des Vorläufers für metallisches Pulver mit einer Flüssigkeit, um im Schritt 12 einen Schlamm zu bilden. Der Schlamm wird dann in einen pulsierenden Strom heißen Gases 14 gespeist. Bei einer Ausführungsform wird der pulsierende Strom heißen Gases durch ein Pulsverbrennungssystem 100 (2) erzeugt. Das metallische Pulverprodukt wird dann im Schritt 16 gewonnen. Wie es in weiteren Einzelheiten hiernach beschrieben werden wird, weist das gewonnene metallische Pulverprodukt Agglomerationen kleinerer Teilchen mit höheren Dichten und höherem Fließvermögen im Vergleich zu metallischen Pulverprodukten, die durch herkömmliche Sprühtrockenprozesse erzeugt worden sind, auf.
Genauer umfaßt ein grundlegender Prozeß hierin zunächst das Bilden eines Schlammes im Schritt 12, der den Vorläufer für metallisches Pulver enthält. Bei einem typischen Beispiel wird der Vorläufer für metallisches Pulver mit einer Flüssigkeit (z. B. Wasser) gemischt, um den Schlamm zu bilden, obwohl andere Flüssigkeiten, so wie Alkohole, flüchtige Flüssigkeiten und organische Flüssigkeiten, verwendet werden können. Bei einer Ausführungsform weist die flüssige Komponente des Schlammes eine Mischung aus Wasser und einem Bindemittel auf, die anfangs erzeugt werden kann, indem ein Bindemittel, so wie zum Beispiel Polyvinylalkohol (PVA), und Wasser gemischt werden. Der Vorläufer für metallisches Pulver, so wie zum Beispiel Molybdänpulver (siehe die hiernach aufgeführten Beispiele), wird dann der Mischung Wasser/Bindemittel hinzugefügt, um den Schlamm zu bilden.
Es sollte jedoch angemerkt werden, daß es notwendig oder wünschenswert sein kann, die flüssige Mischung vorzuerhitzen, bevor der Vorläufer für metallisches Pulver hinzugefügt wird, um sicherzustellen, daß das Bindemittel vollständig in dem flüssigen Träger gelöst ist. Die bestimmten Temperaturen, die beteiligt sind, können zu einem gewissen Grade von dem bestimmten flüssigen Träger (z. B. Wasser) und dem ausgewählten Bindemittel (z. B. PVA) abhängig sein. Daher sollte die vorliegende Erfindung nicht als auf irgendeine bestimmte Temperatur oder einen Temperaturbereich zum Vorerhitzen der flüssigen Mischung beschränkt angesehen werden. Jedoch kann als Beispiel bei einer Ausführungsform die flüssige Mischung auf eine Temperatur in einem Bereich von ungefähr 35°C bis ungefähr 100°C vorerhitzt werden.
Der Schlamm kann zwischen ungefähr 60 bis ungefähr 99 Gew.% Feststoffe aufweisen, so wie ungefähr 60 % bis ungefähr 90 Gew.% Feststoffe und weiter bevorzugt ungefähr 80 Gew.% Feststoffe. Der Schlamm kann zwischen ungefähr 1 bis ungefähr 40 Gew.% Flüssigkeit aufweisen, so wie ungefähr 10 bis ungefähr 40 Gew.% Flüssigkeit und weiter bevorzugt ungefähr 20 Gew.% Flüssigkeit. Die flüssige Komponente kann ungefähr 0.01 bis ungefähr 5 Gew.% Bindemittel aufweisen, so wie ungefähr 0.4 bis ungefähr 0.9 Gew.% Bindemittel und weiter bevorzugt ungefähr 0.7 Gew.% Bindemittel. Bei einer Ausführungsform weist der Schlamm ungefähr 80 Gew.% Feststoffe und ungefähr 20 Gew.% Flüssigkeit auf, wovon ungefähr 0.7 Gew.% Bindemittel sind. Der Vorläufer für metallisches Pulver kann Größen in einem Bereich von ungefähr Submikrometergrößen haben, z. B. von ungefähr 0.25 μm bis ungefähr 100 μm, so wie ungefähr 1 μm bis ungefähr 20 μm und weiter bevorzugt in einem Größenbereich von ungefähr 5 μm bis ungefähr 6 μm.
Der Schlamm wird dann in ein Pulsverbrennungssystem 100 (2) gespeist, woraufhin der Schlamm auf einen Strom heißen Gases (oder heißer Gase) auftrifft, die bei oder nahe Schallgeschwindigkeit pulsiert sind. Die Schallpulse heißen Gases kommen in Kontakt mit dem Schlamm und treiben im wesentlichen das gesamte Wasser aus und bilden das metallische Pulverprodukt. Die Temperatur des pulsierenden Stromes heißen Gases kann in einem Bereich von ungefähr 300°C bis ungefähr 800°C, so wie ungefähr 427°C bis ungefähr 677°C und weiter bevorzugt ungefähr 600°C sein, obwohl andere Temperaturen abhängig von dem bestimmten Vorläufer für metallisches Pulver, der verarbeitet wird, verwendet werden können. Allgemein gesprochen liegt die Temperatur des pulsierenden Stromes heißen Gases unterhalb des Schmelzpunktes der Vorläufer für metallisches Pulver, der verarbeitet wird. Zusätzlich ist der Vorläufer für metallisches Pulver in dem Schlamm üblicherweise nicht lange genug im Kontakt mit den heißen Gasen, um eine wesentliche Menge der Wärme auf das me tallische Pulver zu übertragen. Zum Beispiel wird für eine typische Ausführungsform geschätzt, daß die Schlammischung im allgemeinen während des Kontaktes mit dem pulsierenden Strom heißen Gases auf eine Temperatur in dem Bereich von ungefähr 93°C bis ungefähr 121°C erhitzt wird.
Wie hierin in weiteren Einzelheiten beschrieben wird, weist das sich ergebende metallische Pulverprodukt Agglomerationen kleinerer Teilchen auf, die im wesentlichen massiv (d. h. nicht hohl) und im allgemeinen kugelartig in der Form sind. Demgemäß können die Agglomerationen im allgemeinen als "Fußbälle" gekennzeichnet werden, "die aus 'Schrotkügelchen' (BBs = ballistic balls) gebildet sind". Zusätzlich weist das metallische Pulverprodukt eine hohe Dichte auf und ist hochgradig fließfähig, wenn mit herkömmlichen metallischen Pulvern verglichen wird, die durch herkömmliche Prozesse erzeugt werden. Zum Beispiel können metallische Molybdänpulver, die gemäß der Lehren hierin erzeugt worden sind, Scott-Dichten im Bereich von ungefähr 1 g/cm³ bis ungefähr 4 g/cm³ haben, so wie ungefähr 2.6 g/cm³ bis ungefähr 2.9 g/cm³. Fließfähigkeiten nach Hall liegen im Bereich von weniger als ungefähr 30 s/50g bis so niedrig bis 20-23 s/50g für metallisches Molybdän.
Mit Bezug nun hauptsächlich auf die 1 kann das Verfahren oder der Prozeß 10 zum Erzeugen eines metallischen Pulverproduktes das Herstellen oder Bilden eines Schlammes im Schritt 12 aufweisen. Dann wird dieser Schlamm im Schritt 14 einem pulsierenden Strom heißer Gase ausgesetzt, was das erwünschte metallische Pulverprodukt bei 16 liefert. Der grundlegende Prozeß wird durch die Verbindungspfeile 11 und 15 in durchgezogener Linie angegeben, im Gegensatz zu den optionalen alternativen Prozeßströmen, die durch die Pfeile und Kästchen in strichlierten Linien angegeben sind, im allgemeinen durch Bezugsziffern 33 bis 39 identifiziert, die hiernach beschrieben werden.
Mit Bezug nun auf 2 kann der pulsierende Strom heißer Gase durch ein Pulsverbrennungssystem 100 des Typs erzeugt werden, der in der Technik gut bekannt ist und leicht kommerziell erhältlich ist. Beispielsweise kann bei einer Ausführungsform das Pulsverbrennungssystem 100 ein Pulsverbrennungssystem aufweisen, das bei Pulse Combustion Sy stems, San Rafael, CA, 94901 erhältlich ist. Anfangs kann Luft durch einen Einlaß 21 in die äußere Hülle 20 des Pulsverbrennungssystems 100 bei niedrigem Druck zugeführt (z. B. gepumpt) werden, woraufhin es durch ein Einweg-Luftventil 22 strömt. Die Luft tritt dann in eine abgestimmte Verbrennungskammer 23 ein, wo Brennstoff über Brennstoffventile oder – ports 24 hinzugefügt wird. Die Brennstoff-Luft-Mischung wird dann durch eine Zündflamme 25 gezündet, was einen pulsierenden Strom heißer Gase erzeugt, der auf eine Vielfalt von Drücken gebracht werden kann, z. B. ungefähr 2000 Pa (3 Psi) oberhalb des Verbrennungsgebläsedrucks. Der pulsierende Strom heißer Gase eilt das Endrohr 26 hinunter in Richtung auf den Atomisierer 27. Unmittelbar oberhalb des Atomisierers kann Abschreckluft durch einen Einlaß 28 eingespeist werden und kann mit den heißen Verbrennungsgasen gemischt werden, um einen pulsierenden Strom heißer Gase mit der gewünschten Temperatur zu erlangen. Der Schlamm wird über den Atomisierer 27 in den pulsierenden Strom heißer Gase eingeführt. Der atomisierte Schlamm kann sich dann in dem konischen Auslaß 30 in einer allgemein (jedoch nicht notwendig) konischen Form 31 ausbreiten und dann in eine herkömmliche großformige Trockenkammer (nicht gezeigt) eintreten. Weiter stromabwärts kann das metallische Pulverprodukt gewonnen werden, indem standardmäßige Sammelausrüstung verwendet wird, so wie Zyklonen und/oder Gasreiniger (auch nicht gezeigt).
Im gepulsten Betrieb wird das Luftventil 22 zyklisch geöffnet und geschlossen, um abwechselnd Luft in die Verbrennungskammer 23 einzulassen und diese für die Verbrennung abzuschließen. Bei einem solchen Zyklus kann das Luftventil 22 für einen anschließenden Puls unmittelbar nach der vorangegangenen Brennzeit wieder geöffnet werden. Das Wiederöffnen erlaubt dann, daß eine anschließende Luftladung eintritt. Das Brennstoffventil 24 läßt dann wieder Brennstoff zu, und die Mischung entzündet sich in der Verbrennungskammer 23 selbst, wie oben beschrieben. Dieser Zyklus des Öffnens und Schließens des Luftventils 22 und des Verbrennens des Brennstoffes in der Kammer 23 in einer pulsierenden Weise kann bei verschiedenen Frequenzen steuerbar sein, z. B. von ungefähr 80 Hz bis ungefähr 110 Hz, obwohl auch andere Frequenzen verwendet werden können.
Das Pulsverbrennungssystem 100 stellt somit einen pulsierenden Strom heißer Gase zur Verfügung, in den der Schlamm mit dem Vorläufer für metallisches Pulver eingespeist wird. Die Kontaktzone und die Kontaktzeit sind sehr kurz, wobei die Kontaktzeit oftmals in der Größenordnung eines Bruchteils einer Mikrosekunde ist. Somit erzeugt die physikalische Wechselwirkung von Gas, Schallwellen und Schlamm das metallische Pulverprodukt. Genauer wird die flüssige Komponente des Schlamms von den Schall- (oder nahe Schall-) pulswellen des heißen Gases beseitigt oder weggetrieben. Die kurze Kontaktzeit stellt auch sicher, daß die Schlammkomponenten minimal erhitzt werden, z. B. auf Werte in der Größenordnung von ungefähr 93°C bis ungefähr 121°C am Ende der Kontaktzeit, Temperaturen, die ausreichend sind, die flüssige Komponente zu verdampfen, jedoch nicht dem Schmelzpunkt des Metalls, das in dem Schlamm enthalten ist, nahe sind.
Bei diesem Prozeß bleibt eine Menge der flüssigen Komponente (z. B. Bindemittel) in den sich ergebenden Agglomeraten des metallischen Pulverprodukts. Bei den sich ergebenden Pulvern kann dieses verbleibende Bindemittel durch einen anschließenden Heizschritt 34 (z. B. teilweise oder vollständig) weggetrieben werden. Allgemein gesprochen wird ein Heizschritt 34 bei einer Temperatur durchgeführt, der unterhalb des Schmelzpunktes des metallischen Pulverprodukts liegt, so daß sich ein im wesentlichen reines (d. h. bindemittelfreies) metallisches Pulverprodukt ergibt. Es kann auch angemerkt werden, daß die Agglomeraten des metallischen Pulverproduktes bevorzugt ihre Formen halten (in vielen Fällen, obwohl nicht notwendig, im wesentlichen sphärisch), selbst nachdem das Bindemittel im Heizschritt 34 beseitigt worden ist. Daten für das Fließvermögen (Hall-Daten) in erhitzter und/oder roher Form sind verfügbar (wobei erhitzt nach dem Beseitigen des Bindemittels ist, roh vor dem Beseitigen), wie es in bezug auf die Beispiele hiernach beschrieben wird.
Man bemerke weiter, daß in manchen Fällen eine Vielfalt von Größen agglomerierter Produkte während dieses Prozesses erzeugt werden kann, und es kann wünschenswert sein, das metallische Pulverprodukt weiter in ein metallisches Pulverprodukt mit einem Größenbereich innerhalb eines gewünschten Produktgrößenbereiches zu trennen oder zu klassifizieren. Zum Beispiel sorgen für Molybdänpulver Siebgrößen von –200 bis +325 U.S. Tyler mesh für ein metallisches Pulverprodukt innerhalb eines gewünschten Produktgrößenbereichs von ungefähr 44 μm bis 76 μm. Ein hierin beschriebener Prozeß kann einen wesentlichen Prozentanteil des Produktes in diesem gewünschten Produktgrößenbereich liefern; jedoch kann es Restprodukte geben, insbesondere die kleineren Produkte, außerhalb des gewünschten Produktgrößenbereichs, die in das System rückgeführt werden können, siehe Schritt 36, obwohl Flüssigkeit (z. B. Wasser und Bindemittel) wieder hinzugefügt werden müssen, um eine geeignete Schlammzusammensetzung zu erzeugen. Ein solches Rückführen ist als ein optionaler alternativer (oder zusätzlicher) Schritt oder Schritte in 1 gezeigt. Diese Schritte sind insbesondere als der Trenn- oder Sichtschritt 33 mit oder ohne das zusätzliche Erhitzen und/oder die Sichtschritte 34, 35 gezeigt, die dann irgendwelche Produkte mit außerhalb des Bereichs liegenden Größen (z. B. Produkte, die entweder kleiner oder größer sind als der gewünschte Produktgrößenbereich) zurück zu dem Rückführschritt 36 geben, der wiederum zu dem Schritt 12 zum Bilden eines Schlammes zurückführt, wie es durch die Pfeillinie 37 gezeigt ist. Als Alternative können die Ergebnisse des Rückführschrittes 36 die Erzeugung von oder die Zufuhr in alternative Prozesse für die Erzeugung weiterer Endprodukte sein, siehe Schritt 38, eingespeist in diesen durch den Pfeil 39 nach unten. Diese Schritte sind auch in den 3, 4 und 5 (in Form durchgezogener Linien) gezeigt und können dabei Alternativen (wie in 1) sein oder können Hauptschritte in einem oder mehreren Prozessen sein. Es sei angemerkt, obwohl dies nicht gezeigt ist, daß der Rückführprozeß 36 als Alternative das Zuführen einer oder mehrerer geeigneter Anteile des metallischen Pulverproduktes des Brennformprozesses zurück an den Startmaterialschritt 40 umfassen kann, siehe dessen Beschreibung hiernach, da bei einem Beispiel Größenreduktion durch Zerkleinern oder Zerstrahlen vorgenommen wird.
Die Produkte hierin sind auch unterscheidbar, da die Pulverteilchen in der Nachbearbeitungsstufe (d. h. nach dem Schritt 14 des Kontaktes mit Heißgas) größer (d. h. plus oder minus zehn Mal (+/– 10 X) größer) als die Startmaterialien sind (z. B. 5-6 μm für den Vorläufer des metallischen Produktes gegenüber 44-76 μm für das metallische Pulverprodukt), jedoch in einer Weise kombiniert sind, die das Schmelzen des Vorläufers des metallischen Pulvers nicht umfaßt. Somit weist das metallische Pulverprodukt Kombinationen oder Agglomerationen größerer Anzahlen kleinerer Teilchen auf, wobei jede Agglomeration als ein „Fußball, gebildet aus 'BBs'" kennzeichenbar ist.
Noch weiter kann angemerkt werden, daß in manchen Fällen zusätzliche Vor- und/oder Nachbearbeitungsschritte hinzugefügt werden können. Zum Beispiel kann das Vorläuferpulver, das in das System gespeist wird, irgendeine Art der Vorverarbeitung erfordern, um eine bestimmte gewünschte Vorverarbeitungsgröße zu erreichen. Einige solcher zusätzlicher alternativer Schritte sind in den 3, 4 und 5 gezeigt, wobei die jeweiligen alternativen Prozesse 10a, 10b und 10c das anfängliche Erlangen eines Startmaterials im Schritt 40 und von da entweder das direkte Liefern in den Schritt zum Herstellen des Schlammes, siehe Pfeil 41, oder das Sieben oder Zerstrahlen des Startmaterials über die Schritte 42 und/oder 44 über alternative Wege 43 und/oder 45 zeigen. Wie weiter in den Beispielen hiernach beschrieben, kann ein bekanntes, leicht verfügbares Vorläufer-Molybdänpulver mit einer Größe von ungefähr 14-15 μm verwendet werden, obwohl dieses zuvor auf die Größe von 5-6 μm zerstrahlt werden kann, siehe Schritt 44, wie hierin beschrieben ist.
Die 4 und 5 stellen einige zusätzliche alternative Verfahrensschritte dar, die zusätzlichen Nutzen und/oder größere Praktikabilität liefern. Zunächst, wie in 4 gezeigt, sind drei alternative zusätzliche Schritte für den Transport, d. h. die Schritte 46, 47 und 48, gezeigt. Deren Zweck kann auf dem Gesichtspunkt der Verfügbarkeit des Pulsverbrennungssystems basieren. Genauer kann es notwendig oder wünschenswert sein, die „rohen" Startmaterialien über den Schritt 46 an den Ort des Pulsverbrennungssystems 100 zu transportieren, vor dem Bewerkstelligen der anderen Schritte der Prozedur. Man bemerke, daß es auch sein könnte, daß der Schlamm an einem Ort entfernt von dem Ort des Pulsverbrennungssystems 100 hergestellt werden könnte, so daß der Schritt 46 statt dessen zwischen dem Schritt 12 „Herstellen eines Schlammes" und dem Schritt 14 „Einführen des Schlammes in den pulsierenden Strom" angeordnet werden würde. Ein Transportschritt 47 kann dann auch durchgeführt werden, nachdem der Sprühschritt 14 beendet ist, wie es auch mit dem Schritt 47 in 4 gezeigt ist. Dann könnte irgendein Sieben und/oder Erhitzen, z. B. die Schritte 33, 34, 35, durchgeführt werden, wenn gewünscht, bevor im Schritt 16 ein metallisches Pulverprodukt erhalten wird; obwohl es möglich ist, daß solche Nachbearbeitungsschritte als Alternative vor Ort durchgeführt werden und somit der Transportschritt 47 danach ausgeführt wird. Wenn Rückführung gewünscht wird, kann ein Transportschritt 48 verwendet werden, um rückführbare Pulverteilchen zurück an den Ort des Pulsverbrennungssystems 100 zu bewegen, damit sie in einen Schlamm umgebildet und wieder in den pulsierenden Strom heißen Gases eingeführt werden. 5 fügt zwei zusätzliche alternative Schritte 50 und 51 hinzu, die über die Rückführung, Schritt 50, und/oder das Sieben, Schritt 51, vor Ort an dem Ort des Pulsverbrennungssystems 100 sorgen.
Es sollte angemerkt werden, daß die hierin beschriebenen Verfahren und Vorrichtungen verwendet werden könnten, um einen weiten Bereich an metallischen Pulverprodukten aus irgendeinem eines weiten Bereichs von Vorläufern für metallische Pulver zu bilden, einschließlich zum Beispiel im wesentlichen „reiner" Metalle (z. B. jedweder eines weiten Bereiches eutektischer Metalle, nicht eutektischer Metalle und Feuerfestmetalle), ebenso wie Mischungen aus diesen (z. B. metallische Legierungen), mit dem Verständnis, daß bei allen alternativen Fällen bestimmte Modifikationen notwendig sein können (z. B. bei den Temperaturen, Bindemitteln, Verhältnissen usw.). Dies kann insbesondere sowohl für die Materialien mit niedrigerem Schmelzpunkt als auch für die Feuerfestmetalle (mit hohen Schmelzpunkten) zutreffen. Somit können unterschiedliche Mischmengen (Feststoffe zu Wasser zu Bindemittel) und/oder unterschiedliche Temperaturen und/oder Zufuhrgeschwindigkeiten wünschenswert und/oder notwendigerweise eingerichtet werden. Ansonsten können die Prozesse und/oder Produkte im wesentlichen ähnlich den hier beschriebenen sein. Darüber hinaus, obwohl manche Metalle oder andere dichte Materialien relativ niedrige Schmelzpunkte haben können, kann es auch sein, daß die Prozesse damit weiter produktiv sind, weil die extrem kurzen Kontaktzeiten ausreichend sein können, um Endprodukte ohne Schmelzen oder wenigstens ohne einen unerwünschten Grad an Schmelzen zu erzeugen (z. B. kann das Schmelzen erlaubt sein, wenn ein gewisser Grad an Schmelzen durch ausreichend schnelles Abkühlen und/oder Wiederverfestigung vor entweder extremer Agglomeration oder Anhaften innerhalb der Maschine folgt). Unterschiedliche Bindemittel und/oder Suspensionsmittel (d. h. Alternativen zu Wasser) können auch in den Gesamtprozessen hier gefunden werden, obwohl wie derum dies weitere Änderungen in Parametern (Verhältnisse, Temperaturen, Geschwindigkeiten zum Beispiel) anzeigen kann.
BEISPIELE
Mehrere Beispiele sind gefahren worden, wobei Molybdänpulver als ein Vorläufer für metallisches Pulver mit einer Größe in einem Bereich von 5-6 um verwendet wurde. Wie hierin beschrieben umfaßt der erste Schritt die Bildung eines Schlammes im Schritt 12, siehe 1 und 3-5. In diesem Fall wurde zuerst eine Mischung aus Wasser und Bindemittel erzeugt. Die sich ergebende Mischung wurde dann auf eine Temperatur von ungefähr 71°C (ungefähr 160°F) erhitzt, um eine erwünschte Dispersion des Bindemittels im Wasser zu liefern, wobei das Bindemittel bei diesem ersten Beispiel Polyvinylalkohol (PVA) war. Die Mischung wurde erhitzt, bis die Mischung klar war. Der Vorläufer für das metallische Pulver, Molybdän, wies Teilchen in einem Größenbereich von ungefähr 5-6 um auf, wurde dann zu der erhitzten Mischung Wasser/Bindemittel hinzugefügt (die vor oder während des Hinzufügens von Metall abgekühlt werden kann) und gerührt, um einen Schlamm zu bilden, der ungefähr 80 Gew.% Feststoffe zu ungefähr 20 Gew.% Wasser und Bindemittelflüssigkeiten aufwies, wobei ungefähr 0.1 bis ungefähr 1.0 Gew.% des Gesamten Bindemittel war (d. h. ungefähr 19 Gew.% bis ungefähr 19.9 Gew.% Wasser); wobei ungefähr 0.4 Gew.% bis ungefähr 0.8 Gew.% Bindemittel bevorzugt ist, wie es hiernach weiter beschrieben wird.
Dieser Schlamm wurde dann in ein Pulsverbrennungssystem 100 gegeben, das von Pulse Combustion Systems, San Rafael, CA 94901, hergestellt wird. Das besondere Pulsverbrennungssystem 100, wie es verwendet wurde, hatte eine thermische Kapazität von ungefähr 30 kW (ungefähr 100000 BTU/h) bei einer Verdampfungsrate von ungefähr 18 kg/Stunde (ungefähr 40 Pfund/Stunde), woraufhin der Schlamm mit Verbrennungsgasen zusammengebracht wurde, die im Schritt 14 durch das Pulsverbrennungssystem erzeugt wurden. Die Temperatur des pulsierenden Stroms heißer Gase bei diesem Beispiel war in dem Bereich von ungefähr 427°C bis ungefähr 677°C (ungefähr 1050°F bis ungefähr 1250°F). Der pulsierende Strom heißer Gase, der von dem Pulsverbrennungssystem 100 erzeugt wurde, trieb das Wasser im wesentlichen aus dem metallischen Pulverprodukt. Die Kontaktzone und die Kontaktzeit waren sehr kurz, die Kontaktzone war bei diesem Beispiel in der Größenordnung von ungefähr 5.1 cm (ungefähr 2 Zoll) und die Kontaktzeit in der Größenordnung von 0.2 Mikrosekunden.
Das sich ergebende metallische Pulverprodukt wies Agglomerationen kleinerer Teilchen auf, die im wesentlichen massiv (d. h. nicht hohl) waren und im allgemeinen kugelartige Formen hatten. Das metallische Pulverprodukt hatte auch eine vergleichsweise hohe Dichte und ein hohes Fließvermögen, wenn mit herkömmlichen Pulvern, die durch herkömmliche Prozesse gebildet wurden, verglichen wurde.
Bei diesem Beispiel war, bei Molybdänpulver, der gewünschte Produktgrößenbereich ungefähr 44 μm bis ungefähr 76 μm, entsprechend Siebgrößen von –200 bis +325 U.S. Tyler mesh. Der Prozeß lieferte ungefähr 30 Gew.% in diesem gewünschten Produktgrößenbereich. Metallisches Pulverprodukt außerhalb dieses Größenbereiches wurde dann durch das System rückgeführt, wobei zusätzlich Wasser und Bindemittel hinzugefügt wurden, um die geeignete Schlammzusammensetzung zu erzeugen. Siehe 1 und 3-5. Wenn der gewünschte Produktgrößenbereich etwas ausgedehnt wurde, erzeugte dieses Beispiel ungefähr 50 Gew.% Teilchen in Siebgrößen von –100 bis +325 U.S. Tyler mesh.
Es sei angemerkt, daß bei diesen Beispielen auch Vor- und/oder Nachprozeduren durchgeführt wurden. Zunächst wurde ein bekanntes, leicht verfügbares Vorläufer-Molybdänpulver mit Teilchengrößen von ungefähr 14-15 μm verwendet, daher wurde es zunächst vorab, im Schritt 44, auf die Größe von 5-6 μm zerstrahlt, wie oben beschrieben. Auch mußte bei dem sich ergebenden metallischen Pulverprodukt restliches Bindemittel ausgetrieben werden (teilweise oder vollständig), durch anschließendes Erhitzen, siehe Schritt 34, auf ungefähr 1300°C für Molybdän, was noch unterhalb des Schmelzpunktes von Molybdän liegt. Ein Nachbearbeitungssieben wurde auch durchgeführt, um die bevorzugten Maschen/Siebgrößen zu erhalten. Kleinere Restprodukte wurden, wie angesprochen, rückgeführt.
Die Ergebnisse für vier beispielhafte Läufe nach diesem Prozeß sind in 6 gezeigt, hier beliebig als Rezepturen A, B, C und D bezeichnet. Alle vier dieser beispielhaften Rezepturen wurden aus ungefähr 80 Gew.% Feststoffen (metallischen Pulvern) und ungefähr 20 Gew.% Flüssigkeiten hergestellt, wobei die Änderungen in der Menge des Bindemittels lagen; Rezeptur A hatte 0.5 Gew.% PVA-Bindemittel; Rezeptur B – 0.6 Gew.% PVA; Rezeptur C – 0.7 Gew.% PVA und Rezeptur D hatte 0.8 Gew.% PVA, wobei der Rest des flüssigen Anteils Wasser war. Was dann für alle Läufe mit den vier Rezepturen gezeigt wird, wenn die hierin beschriebenen Verfahren verwendet werden, sind zunächst sehr kleine Mengen an großen Agglomerationen, siehe die drei linken Spalten, welche die Größen +140; –140/+170 und –170/+200 nach U. S. Tyler mesh darstellen. Die aufaddierten Mengen dieser großen Agglomerationen betragen zwischen ungefähr 2 und 10 % des gesamten Pulvers, das für jede Charge hergestellt wurde. Als nächstes, in den drei mittleren Spalten, welche die Maschengrößen –200/+230; –230/+270 und –270/+325 darstellen, sind die Summen der Agglomerationen in den Größen, die für die Molybdänpulver als Endprodukt gewünscht werden, angegeben. Die Mengen der gewünschten Summen, die bei diesen vier Beispielen gezeigt sind, liegen in dem Bereich von ungefähr 15 Gew.% zu ungefähr 30 Gew.%. Rezeptur A liefert die kleinere Menge, was weiter mit ungefähr 20 Gew.% für Rezeptur B fortschreitet, ungefähr 25 Gew.% für die Rezeptur C und ungefähr 30 Gew.% für die Rezeptur D. Man bemerke, daß diese Summen im wesentlichen direkt basierend auf den unterschiedlichen Mengen an Bindemittel variierten, das zu den Anfangsschlämmen hinzugefügt wurde. Die letzten beiden Spalten spiegeln die Mengen der kleineren Teilchen, Agglomerationen und/oder unreagierten oder im wesentlichen unreagierten metallischen Pulverelemente wider, die durch den Prozeß gelaufen sind (bei diesen Beispielen zwischen ungefähr 62 Gew.% und ungefähr 82 Gew.%). Der höchste Gehalt an Bindemitteln bei diesen vier Probeläufen, Rezeptur D, sorgte für den größen realisierten Prozentanteil erwünschter Agglomerationen. Die Rezeptur D lieferte auch die höchste Menge an zu großen Agglomerationen ebenso wie die kleinste Menge an unreagierten Teilchen. Der niedrigste Gehalt an Bindemittel (Rezeptur A) lieferte die am wenigsten gewünschten Produktgrößen, jedoch auch die wenigsten zu großen Agglomerationen ebenso wie die meisten nicht reagierten oder im wesentlichen nicht reagierten Teilchen. Basierend auf den Daten für die Rezepturen A, B, C und D scheint es, daß eine Menge an Bindemittel von ungefähr zwischen etwa 0.7–0.8 Gew.% (z. B. ungefähr 0.75 Gew.%) eine erwünschte Optimierung zwischen erwünschter Ausbeute mit begünstigter Rückführbarkeit und zufriedenstellenden Ansammlungen der zu großen Agglomerationen darstellen kann.
Wie angesprochen liefert die größere Menge an Bindemittel die größeren Menge übergroßer Agglomerationen, für die Rezeptur D fast 10 Gew.%. Die kleineren nicht reagierten oder nicht ganz ausreichend großen Agglomerationen können einfach über den Schritt 36 in den 1 und 3-5 zurückgeführt werden.
Im Gegensatz dazu erzeugte ein typischer herkömmlicher Sprühtrockenprozeß ein pulverisiertes metallisches Molybdänprodukt mit den Eigenschaften, die in 7 veranschaulicht sind. Kurz gesagt umfaßte das herkömmliche Sprühtrockenverfahren eine sich drehende Atomisierscheibe, die in einer erhitzten Atmosphäre bei einer Temperatur von etwa 315°C enthalten war. Ein Schlamm, welcher pulverisiertes Molybdänmetall enthielt, wurde dann auf die sich drehende Scheibe gerichtet, woraufhin er durch die sich drehende Scheibe im allgemeinen nach außen beschleunigt wurde, wobei die erhitzte Atmosphäre dazu diente, das Molybdänpulver zu trocknen, bevor es eingesammelt wurde. Wie in 7 veranschaulicht, sind zwei Chargen metallischen Molybdänpulvers dargestellt, die zwischen etwa 52 % und 57 % der Agglomerationen in den ersten vier Säulen liefern; wobei diese vier Säulen übergroße Agglomerationen außerhalb des gewünschten Größenbereiches des Produktes lieferten. Diese stellen auch eine wesentliche Anzahl der hohlen Kugeln dar, welche oben als ein Problem beschrieben worden sind. Darüber hinaus zeigen die größeren Größen auch große Verluste an Bindemittel an. Weiter zeigt dieser Prozeß des Standes der Technik einen bimodalen Betrieb beim Abfall auf geringere Produktionsmengen der gewünschten Größen, siehe die Spalten –200/+250 und –250/+325 (obwohl diese beiden Spalten noch das Produkt in dem Bereich von ungefähr 30 % der Gesamtmenge berücksichtigen), wobei kleine Mengen an viel kleineren Teilchen vorliegen, siehe die Spalten für die Größen –325/+400 und –400.
Darüber hinaus sind bei den Pulvern der vorliegenden Erfindung auch die Dichte- und Strömungsdaten günstig. Die jeweiligen Chargen 1 und 2 des Prozesses des Standes der Technik zum Bilden von Molybdänpulvern (deren Siebgrößenergebnisse in 7 gezeigt sind) hatten jeweilige gemessene Dichten von etwa 1.8 und 1.9 g/cm³ auf der Scott-Skala (wobei die +325-Pulver für die Dichtebestimmungen verwendet wurden). Zusätzlich war das Fließvermögen nach Hall in der Größenordnung von ungefähr 50 s/50 g (50 Sekunden für die Bewegung und 50 g durch eine Öffnung von 0.1 Zoll); Charge 2 zeigte etwa 53 Sekunden/50g (wieder wurden die +325-Pulver für die Fließbestimmungen verwendet).
Im Vergleich zeigen andererseits die Ergebnisse der vier beispielhaften Rezepturen der vorliegenden Erfindung höhere Dichten zwischen etwa 2.75 und 2.9 g/cm³ auf der Scott-Skala, wobei Rezeptur D 2.75 g/cm³ hatte; Rezeptur C – 2.76 g/cm³; Rezeptur – B 2.83 g/cm³ und Rezeptur A – 2.87 g/cm³; und zwischen etwa 2.67 und 2.78 g/cm³ auf der Scott-Skala; wobei Rezeptur D 2.67 g/cm³ hatte; Rezeptur C – 2.71 g/cm³; Rezeptur B – 2.77 g/cm³ und Rezeptur A – 2.78 g/cm³. Diese größeren Dichten der vorliegenden Erfindung können hauptsächlich auf das Fehlen der hohlen Kugeln zurückzuführen sein, die bei den Sprühtrockenprozessen des Standes der Technik gefunden wurden. Darüber sind solche Dichten begünstigt, weil dies bedeutet, daß mehr Metall in einem gegebenen Volumen an Pulver verfügbar ist, da Metall, das in irgendwelchen nachfolgenden Prozessen, die das Pulver als Endprodukt nutzen (wie bei Beschichtungsprozessen zum Beispiel) effizienter eingesetzt werden kann.
Weiter zeigten die Ergebnisse für die Fließvermögen nach Hall bei den Pulvern der vorliegenden Erfindung auch ein hoch fließfähiges metallisches Pulverprodukt an, im Bereich von ungefähr 20 s/50 g bis ungefähr 22 s/50 g; genauer Rezeptur A – 20.00 s/50 g; Rezeptur B – 20.33 s/50 g; Rezeptur C – 21.95 s/50 g und Rezeptur D – 22.28 s/50 g. Diese viel schnelleren Fließgeschwindigkeiten bedeuten auch größere Effizienz bei jedweder Verwendung des metallischen Pulverproduktes der vorliegenden Erfindung.
Es kann auch angemerkt werden, daß diese Daten aus den Läufen der Rezepturen A-D und den Chargen 1 und 2 gemäß Stand der Technik (siehe 6 und 7 ebenso wie die Dichte- und Fließdaten oben) aus den Endprodukt-Pulvern abgeleitet wurden, die aus der Pulsverbrennungsmaschine als Grünling ausgegeben wurden (z. B. vor dem Durchführen des op tionalen Schritts 34 des Erhitzens). Nichtsdestotrotz beeinflußt anschließendes Erhitzen (z. B. am optionalen Schritt 34) diese Ergebnisse nicht in irgendeiner wesentlichen Weise. Der Sprühtrockenprozeß des Standes der Technik führt weiter zu bimodalen Ausgaben mit im wesentlichen unbedeutenden Änderungen in Dichte oder Fließvermögen, während der vorliegende Prozeß weiter Gauß'sche Verteilungen für die Ausbeute zeigt, ohne bedeutsame Änderungen in Dichte oder Fließvermögen.
In der Summe zeigen die Darstellungen der 6 und 7 und diese Dichte- und Fließfähigkeitsdaten einige der Vorteile der vorliegenden Erfindung. Zunächst gibt es eine bimodale Verteilung beim herkömmlichen Sprühtrocknen, siehe 7 und die obige Beschreibung. Obwohl diese bimodale Verteilung teilweise innerhalb des gewünschten Materialbereiches liegt, liefert die vorliegende Erfindung Material, das in dem gewünschten Bereich Gauß'sch und nicht bimodal ist, siehe 6. Die Verteilung der vorliegenden Erfindung kann auch so betrachtet werden, daß sie eine zweite Kurve außerhalb der gewünschten Maschengröße für die kleineren Teilchen hat (obwohl sie weiter als Gauß'sch betrachtet werden könnte, wie hier gezeigt); jedoch besteht diese zweite oder Erweiterung der Kurve, die die weniger als wünschenswerten Endprodukte darstellt, aus im wesentlichen unreagiertem Material. Dies ist anders als beim nicht Gauß'schen/bimodalen herkömmlichen Sprühtrockenprozeß, der statt dessen die Ausbeute des Materials zeigt, das vollständig reagiert und zu groß für die Rückführung ist. Darüber hinaus zeigen die Daten aus den Rezepturen A-D, daß die Gauß'sche Kurve in dem gewünschten Produktbereich leicht bewegt werden kann, indem unterschiedliche Mengen an Bindemittel verwendet werden. Die Darstellung der 6 zeigt, daß das Verwenden höherer Werte an Bindemittel mehr reagiertes Produkt und ein Verschieben des reagierten Produktes in Richtung auf größere Teilchen liefert, siehe insbesondere Rezeptur D. Die vorliegende Erfindung führt auch zu einer strafferen Verteilung der Ausbeute. Dies ist eine straffere Verteilungskurve in dem nutzbaren Bereich im Vergleich zu der bimodalen Kurve aus dem herkömmlichen Sprühtrocknen von Molybdän.
Zusätzlich gibt es mehrere Vorteile bei der üblichen bevorzugten Verringerung des Anteils an Bindemittel in der vorliegenden Erfindung im Vergleich zu herkömmlichen Sprühtrockenpro zessen. Das herkömmliche Sprühtrocknen verwendet im allgemeinen ungefähr 1 Gew.% Bindemittel im Vergleich zu einigen der bevorzugten Mengen zwischen etwa 0.1 Gew.% bis etwa 0.9 Gew.%, einschließlich der gezeigten Bereiche von 0.5 Gew.% bis 0.8 Gew.% für Molybdänpulver gemäß –200/+325 U.S. Tyler mesh. Tatsächlich können oftmals die höheren Mengen an Bindemittel in dem Bereich von 1 Gew.% weniger erwünschtes Haften beim vorliegenden Prozeß liefern, was neben anderen Effekten das Fließvermögen beeinflußt. Noch weiter liefert dieser niedrigere Gehalt an Bindemittel bei den Prozessen der vorliegenden Erfindung höher reine Produkte in den fertiggestellten Produktpulvern aufgrund der geringeren Verunreinigungen, die zu Beginn eingeführt wurden. Somit sind die hier erzeugten Endproduktmaterialien von höherer Qualität/Reinheit und haben verbesserte Eigenschaften im Vergleich zu denjenigen, die unter Verwendung herkömmlichen Sprühtrocknens erzeugt wurden. Die Daten zeigen, daß im Vergleich zu herkömmlichem sprühgetrockneten Material die Fließzeit abnimmt (d. h. schnellere Fließgeschwindigkeiten gleich abnehmenden Fließzeiten) und die Dichte zunimmt (keine oder wenigstens wesentlich weniger hohle Agglomerationen).
Nachdem die bevorzugten Agglomerationen der vorliegenden Erfindung hier aufgeführt sind, wird vorausgesetzt, daß geeignete Modifikationen an diesen vorgenommen werden können, die nichtsdestotrotz im Umfang der Erfindung verbleiben werden. Die Erfindung soll daher nur in Übereinstimmung mit den folgenden Ansprüchen betrachtet werden.
Die in der vorstehenden Beschreibung, in der Zeichnung sowie in den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Verwirklichtung der Erfindung wesentlich sein.
ZUSAMMENFASSUNG
Ein Verfahren zum Erzeugen eines metallischen Pulverproduktes umfaßt: Bereitstellen eines Vorrats an einem Vorläufer für metallisches Pulver; Kombinieren des Vorläufers für metallisches Pulver mit einer Flüssigkeit, um einen Schlamm zu bilden; Zuführen des Schlammes in einen pulsierenden Strom heißen Gases; und Einholen des metallischen Pulverprodukts.

Claims

Verfahren zum Erzeugen eines metallischen Pulverproduktes, das aufweist: Bereitstellen eines Vorrats eines Vorläufers für metallisches Pulver; Kombinieren des Vorläufers für metallisches Pulver mit einer Flüssigkeit, um einen Schlamm zu bilden; Einspeisen des Schlammes in einen pulsierenden Strom heißen Gases; und Gewinnen des metallischen Pulverproduktes.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Flüssigkeit Wasser aufweist.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das Kombinieren des Vorläufers für metallisches Pulver mit einer Flüssigkeit, um einen Schlamm zu bilden, weiter das Kombinieren des Vorläufers für metallisches Pulver mit einer Flüssigkeit und einem Bindemittel, um einen Schlamm zu bilden, aufweist.
Verfahren nach Anspruch 3, bei dem das Kombinieren des Vorläufers für metallisches Pulver mit einer Flüssigkeit und einem Bindemittel, um einen Schlamm zu bilden, das Erhitzen der Flüssigkeit und des Bindemittels, bevor der Vorläufer für metallisches Pulver mit der Flüssigkeit und dem Bindemittel kombiniert wird, aufweist.
Verfahren nach Anspruch 4, bei dem das Erhitzen der Flüssigkeit und des Bindemittels das Erhitzen der Flüssigkeit und des Bindemittels auf eine Temperatur von ungefähr 71°C aufweist.
Verfahren nach Anspruch 3, bei dem die Flüssigkeit Wasser aufweist und bei dem das Bindemittel Polyvinylalkohol aufweist.
Verfahren nach Anspruch 3, bei dem der Schlamm zwischen etwa 60 % bis etwa 99 Gew.% metallisches Pulvermaterial aufweist.
Verfahren nach Anspruch 3, bei dem der Schlamm zwischen etwa 0.01 Gew.% bis etwa 5 Gew.% Bindemittel aufweist.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das Bereitstellen eines Vorrats an Vorläufer für metallisches Pulver das Bereitstellen eines Vorrats an Vorläufer für metallisches Pulver auf weist, das aus der Gruppe bestehend aus einem metallischen Pulver, einem metallischen Legierungspulver und Mischungen aus diesen ausgewählt ist.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das Bereitstellen eines Vorrats an Vorläufer für metallisches Pulver das Bereitstellen eines Vorrats an Vorläufer für metallisches Pulver aufweist, das aus der Gruppe bestehend aus einem eutektischen metallischen Pulver, einem nicht eutektischen metallischen Pulver, einem feuerfesten metallischen Pulver und Mischungen aus diesen ausgewählt ist.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das Bereitstellen eines Vorrats an Vorläufer für metallisches Pulver das Bereitstellen eines Vorrats an Vorläufer für metallisches Pulver mit Größen in einem Bereich von etwa 0.25 μm bis etwa 100 μm aufweist.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das Bereitstellen eines Vorrats an Vorläufer für metallisches Pulver das Bereitstellen eines Vorrats an Vorläufer für metallisches Pulver mit Größen in einem Bereich von etwa 1 μm bis etwa 20 μm ufweist.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das Bereitstellen eines Vorrats an Vorläufer für metallisches Pulver das Bereitstellen eines Vorrats an metallischem Molybdänpulver aufweist.
Verfahren nach Anspruch 1, weiter mit dem Trennen des metallischen Pulverproduktes in ein erstes Pulver des metallischen Produkts mit einem Größenbereich innerhalb eines gewünschten Produktgrößenbereichs.
Verfahren nach Anspruch 14, weiter mit dem Rückführen des metallischen Pulverprodukts, das Größen außerhalb des gewünschten Produktgrößenbereiches hat.
Verfahren nach Anspruch 14, bei dem der gewünschte Produktgrößenbereich einen Bereich von etwa 10 μm bis etwa 100 μm aufweist.
Verfahren nach Anspruch 14, bei dem der gewünschte Produktgrößenbereich einen Bereich von etwa 44 μm bis etwa 76 μm aufweist.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das Zuführen des Schlammes das Zuführen des Schlammes in einen pulsierenden Strom heißen Gases mit einer Temperatur in einem Bereich von etwa 300°C bis etwa 800°C aufweist.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das Zuführen des Schlammes das Zuführen des Schlammes in einen pulsierenden Strom heißen Gases mit einer Temperatur in einem Bereich von etwa 427°C bis etwa 677°C aufweist.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das Zuführen des Schlammes das Zuführen des Schlammes in einen pulsierenden Strom heißen Gases aufweist, wobei das heiße Gas um eine Schallgeschwindigkeit pulsiert wird.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das Zuführen des Schlammes in einen pulsierenden Strom heißen Gases das teilweise Schmelzen wenigstens etwas des Vorläufers für metallisches Pulverprodukt umfaßt und weiter mit dem Ermöglichen, daß das teilweise geschmolzene Vorläufer-Metallprodukt sich wieder verfestigt, bevor das metallische Pulverprodukt gewonnen wird.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das Zuführen des Schlammes in einen pulsierenden Strom heißen Gases das vollständige Schmelzen wenigstens etwas des Vorläufers für metallisches Pulverprodukt umfaßt und weiter mit dem Ermöglichen, daß das vollständig geschmolzene Vorläufer-Metallprodukt sich wieder verfestigt, bevor das metallische Pulverprodukt gewonnen wird.
Metallisches Pulverprodukt erzeugt gemäß dem Verfahren nach Anspruch 1.
Metallisches Pulverprodukt mit einem Fließvermögen nach Hall von weniger als etwa 30 Sekunden für 50 Gramm.
Metallisches Pulverprodukt nach Anspruch 24, bei dem das metallische Pulverprodukt ein Metall ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einem reinen Metall, einer metallischen Legierung und Mischungen aus diesen aufweist.
Metallisches Pulverprodukt nach Anspruch 24, bei dem das metallische Pulverprodukt ein Feuerfestmetall aufweist.
Metallisches Pulverprodukt nach Anspruch 24, bei dem das metallische Pulverprodukt Molybdän aufweist.
Metallisches Pulverprodukt nach Anspruch 24, bei dem das metallische Pulverprodukt Molybdän mit einem Fließvermögen nach Hall in einem Bereich von etwa 20 Sekunden bis etwa 23 Sekunden für 50 Gramm aufweist.
Metallisches Pulverprodukt nach Anspruch 24, bei dem das metallische Pulverprodukt Molybdän in einer Scott-Dichte mit einem Bereich von etwa 1 g/cm³ bis etwa 4 g/cm³ aufweist.
Metallisches Pulverprodukt nach Anspruch 24, bei dem das metallische Pulverprodukt Molybdän in einer Scott-Dichte mit einem Bereich von etwa 2.6 g/cm³ bis etwa 2.9 g/cm³ aufweist.
System für die Erzeugung eines metallischen Pulverproduktes mit: einer Einrichtung zum Bilden eines Schlamms mit metallischem Pulver; einem Pulsverbrennungssystem, wobei das Pulsverbrennungssystem einen pulsierenden Strom heißer Gase erzeugt; einem Zufuhrsystem, das betrieblich mit dem Pulsverbrennungssystem und der Einrichtung zum Bilden eines Schlammes mit metallischem Pulver verbunden ist, wobei das Zufuhrsystem den Schlamm mit metallischem Pulver erhält und den Schlamm mit metallisch Pulver in den pulsierenden Strom heißer Gase einspritzt; und einem Einholsystem, das betrieblich mit dem Pulsverbrennungssystem verbunden ist, wobei das Einholsystem ein metallisches Pulverprodukt empfängt.