Metal tozları, endüstriyel uygulamalarda kritik rol oynar. Üretim yöntemleri, maliyet, tane boyutu, saflık ve fizikokimyasal özellikleri belirler. İşte detaylı bir analiz:
Yöntem:
Gaz Atomizasyon: Erimiş metal, yüksek basınçlı gaz (Ar, N²) ile püskürtülerek küresel taneler oluşturulur.
Su Atomizasyon: Su kullanılır; düşük maliyetli ancak düzensiz şekilli tozlar üretir.
Santrifüj Atomizasyon: Metal, dönen disk ile merkezkaç kuvvetiyle dağıtılır.
Özellikler:
Tane Boyutu: Gazda 10–150 µm, suda 50–300 µm.
Saflık: Gazda yüksek (O² < 0.1%), suda düşük (oksitlenme artar).
Maliyet: Gaz atomizasyon pahalı (enerji ve gaz maliyeti), su ekonomik.
Uygulama: Gaz atomizasyon; titanyum, süper alaşımlar (3D baskı). Su atomizasyon; demir tozu (sinterleme).
Yöntem:
Metal tuzlu çözeltiden elektrik akımı ile metal katotta biriktirilir.
Özellikler:
Tane Boyutu: 1–50 µm (ince dendritik yapı).
Saflık: Çok yüksek (%99.9+).
Maliyet: Yüksek (enerji ve elektrolit masrafı).
Uygulama: Bakır, gümüş (elektronik devreler).
Yöntem:
Katı metal parçaları bilyalarla dövülerek toz haline getirilir.
Özellikler:
Tane Boyutu: Mikron-altı (0.1–50 µm), düzensiz şekilli.
Saflık: Düşük (bilya malzemesi kontaminasyonu).
Maliyet: Orta (enerji ve ekipman aşınması).
Uygulama: Alaşım tozları (mekanik alaşımlama), nano tozlar.
Yöntem:
Metal oksitler H² veya CO ile indirgenerek toz elde edilir.
Özellikler:
Tane Boyutu: 1–100 µm (gözenekli yapı).
Saflık: Orta (başlangıç malzemesine bağlı).
Maliyet: Düşük (ham madde ekonomik).
Uygulama: Tungsten, molibden (yüksek sıcaklık alaşımları).
Yöntem:
Metal (Fe, Ni) CO ile reaksiyona girerek karbonil bileşiği oluşturur, sonra termal ayrışma ile toz üretilir.
Özellikler:
Tane Boyutu: 1–10 µm (küresel).
Saflık: Çok yüksek (%99.95+).
Maliyet: Yüksek (kimyasal işlem karmaşıklığı).
Uygulama: Nikel tozu (batarya elektrotları).
Plasma Sferoidizasyon: Düzensiz tozlar plazma ile ergitilip küreselleştirilir (100–500 µm, yüksek maliyet).
Rotating Elektrot: Metal çubuk eritilip santrifüjle dağıtılır (50–200 µm, titanyum için ideal).
| Yöntem | Tane Boyutu (µm) | Saflık | Maliyet | Fiziksel/Kimyasal Etki |
|---|---|---|---|---|
| Gaz Atomizasyon | 10–150 | Yüksek | Yüksek | Küresel taneler, iyi akışkanlık |
| Su Atomizasyon | 50–300 | Orta | Düşük | Düzensiz şekil, oksitlenme |
| Elektroliz | 1–50 | Çok Yüksek | Yüksek | Dendritik yapı, yüksek iletkenlik |
| Mekanik Öğütme | 0.1–50 | Düşük | Orta | İnce ancak kontamine, düşük yoğunluk |
| Kimyasal İndirgeme | 1–100 | Orta | Düşük | Gözenekli, yüksek yüzey alanı |
| Karbonil Prosesi | 1–10 | Çok Yüksek | Yüksek | Ultra ince, homojen dağılım |
İnce Tozlar (1–50 µm): Gaz atomizasyon, karbonil prosesi (3D baskı, elektronik).
Ekonomik Üretim: Su atomizasyon, kimyasal indirgeme (seramik, sinterleme).
Yüksek Saflık: Elektroliz, karbonil (tıbbi implantlar, katalizörler).
Her yöntem, metalin uygulama gereksinimlerine (tane boyutu, şekil, saflık) ve maliyet sınırlamalarına göre seçilir.
