王琛琛

粉末冶金是一项具有悠久历史的材料冶炼技术。在古代，人们就已经掌握了冶炼生铁的技术，这就是现代粉末冶金最原始的表现；18世纪的欧洲，在制造铂金过程中的冶炼技术就是粉末冶金，这标志着近代粉末冶金技术开始得到了发展；进入20世纪之后，粉末冶金技术得到了高速的发展，新型材料不断涌现，应用范围逐步扩大。目前，粉末冶金已经成为材料领域不可或缺的技术。

粉末冶金是利用金属粉末作为生产的原料，经过一系列的生产工艺后，可以制造材料以及材料制品的技术。粉末冶金技术的发展促进了社会的变革。例如，1909年科学家用粉末冶金技术制造的钨丝制成白炽灯，极大地改变了人们的生活。随着经济的迅速发展，粉末冶金技术不断发展，粉末冶金技术应用范围也不断扩大。

一、粉末冶金技术的特点

粉末冶金制成品具有传统铸造技术不具有的化学性能，这些特性只能由粉末冶金技术实现。利用粉末冶金技术可以制造一些结构复杂或者精密的零件，如汽车上的小型零件。

粉末冶金技术可以对多种材料进行复合加工，对材料的特性扬长避短，最大限度发挥各种材料具有的优良特性，生产出具备高性能的金属或者陶瓷材料，生产成本却可以大幅度降低。不仅如此，利用粉末冶金技术可以制造出具有特殊結构和特殊性能的产品（多孔分离膜材料以及功能性陶瓷材料），这是普通的铸造冶炼技术无法实现的。

利用废矿石、回收废旧金属以及冶炼残渣作为制造的原料，是一种对材料综合利用的新型冶炼技术，可以有效节约资源。如家庭用的磨刀石等，就是用粉末冶金技术制成。

二、粉末冶金材料的分类

1.传统的粉末冶金材料

（1）铁基粉末冶金材料

在诸多粉末冶金材料中，铁基粉末冶金材料是最传统的一种，同时也是最重要的一种冶金材料，这种材料广泛应用于汽车制造行业。随着现代经济技术的快速发展，汽车生产的规模不断扩大，汽车生产者对其需求不断增加，铁基粉末冶金材料的应用领域也越来越多。在一些传统的机械加工行业对其需求也较多。

（2）铜基粉末冶金材料

铜基粉末冶金材料种类比较多，用铜及铜合金生产的零件具有较好的耐腐蚀性，青铜材料、黄铜材料以及铜合金等因其具有的优良特性，在机械、电器制造行业中铜基粉末冶金材料被大规模的应用。

（3）难熔金属材料

难熔金属材料一般是指熔点高于1 650℃并有一定储量金属的材料，这类材料的熔点比较高，因此具有较高的硬度和强度。这一类材料主要用于一些高端技术领域，主要应用在武器装备、航空航天、核能等领域。

（4）硬质合金材料

硬质合金材料是由熔点较高的金属经过氧化后形成的一种材料。这种材料的制作过程主要有2个环节，首先利用冶炼技术对硬质材料进行粘结和融合，之后通过粉末冶金环节进行相应的加工制作。硬质合金材料具有特殊的性能，如较高的熔点、较强的硬度和强度等，此种材料大量应用在工业切削领域中。

（5）粉末冶金电工材料

这类材料通常应用在电子领域，其中以电器元件居多。另外，一些公司在电极的制造过程中使用粉末冶金电工材料。进入21世纪之后，我国的通讯技术得到了迅速发展，这就意味着对电阻器件的需求量增多，进而增加了对粉末冶金电工材料的需求。另外，电子管在一些涉及到真空技术的领域中应用较多，因此，粉末冶金电工材料在真空领域也具有极其重要的作用。

（6）摩擦材料

摩擦材料顾名思义，本身具有极强的耐摩擦性，这类材料主要应用在一些易于产生摩擦的机械零部件中，例如汽车的摩擦离合器和摩擦制动器等。这些零件的制造利用了其耐摩擦、耐磨损的特点，能够使运动的物体减速甚至停止等。

2.现代先进粉末冶金材料

（1）信息领域的粉末冶金材料

信息领域的粉末冶金材料主要是指粉末冶金软磁材料，软磁材料具体可以分为金属类材料和铁氧体材料2 种。其中，出现时间比较早的是铁氧体磁性材料，这种材料的制造技术极为有限，现阶段只能通过粉末冶金技术进行制造。在金属中，铁以及铁的合金是制作金属软磁材料的主要来源，例如硅钢、磷铁和铁钴合金等。

在20世纪初，人们已经开始用磁性材料记录信息。1941年，人们开始用磁粉用作记录的媒介材料。20世纪80 年代以来，人们不断对磁性记录材料进行研究，扩充了新型磁记录材料的种类，也大大促进了磁记录技术的发展，滋生了磁性材料市场，市场对磁带以及计算机的磁性记录信息存储器的需求不断增加。这些磁性材料与传统的磁性材料有很大的不同，其主要的存在形式是：以粒子的形式存在于有机介质中；将磁粉沉积成为磁膜的状态后使用。另外，磁粉还大量用于生产磁头，磁头的主要功能是对现有的信息进行加工处理，具体表现为：第一，记录音频、视频、文字资料；第二，对信息进行重读，根据需要进行回放；第三，可以抹除原有的信息，尤其是没有利用价值的信息。目前，铝硅铁合金和铝铁合金是制作磁头材料的主要磁性合金；另外，铁的氧化物也可以用作磁头材料。

目前，在制造高性能稀土永磁材料过程中，粉末冶金技术占据着重要的地位，利用这种技术可以制造出高性能钕铁硼，这种化合物在市场上大受欢迎，不管是军用还是民用市场都有极大的需求量。

（2）能源领域的粉末冶金材料

能源材料是在能源领域具有重大作用的材料，可以对能源的发展有促进作用，对建立新能源体系有关键作用，能够满足节能新技术所需的一系列材料。这些材料按照一定的标准，可以分为储能材料、新能源材料2大类。氢能的应用基础就是氢能的贮存

和运输。在 20世纪 90年代，很多国家积极对储氢材料进行研制。如美国储氢技术的研发经费占全部氢能研究经费一半以上，日本一次性的投资了50 亿美元用于“新阳光计划”中氢能发电技术的研发。现阶段，储氢合金材料的种类较多，主要有稀土类、镁镍类以及钛铁类等。

随着化石燃料开采量的不断增加，地球能源日益枯竭，这就迫切需要新型的替代能源。其中，核能是比较理想的清洁能源，其发展潜力巨大，各国在核能领域都不甘落后，纷纷加大研发力度，都想在世界能源市场上占据一席之地。据有关部门统计：截至目前，核能的发电量已经占世界总发电量的 20%左右。现在，世界核能技术日益成熟，用于发电的核电堆是热中子堆，这类反应堆在运转过程中不会产生二次辐射污染，并且随着使用量的增加，生产成本大幅度降低，价格也就较为低廉，成为不少具备核能开发技术的国家竞相追捧的清洁能源技术之一。

（作者单位：辽宁科技学院）