概述
羰基鐵粉是深灰色粉末狀物質(zhì)，其通過(guò)CO與鐵在高溫高壓下反應(yīng)，生成5羰基鐵油狀物，經(jīng)低壓分離后得到產(chǎn)品。經(jīng)退火防氧化處理即可出貨。當(dāng)溫度為200℃，200bar的條件下羰基合成反應(yīng)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(guò)程中，因?yàn)镕e 有催化CO與CO2 反應(yīng)的作用，通常采用通NH3 作為保護(hù)氣體來(lái)抑制該反應(yīng)。這樣一來(lái)羰基鐵粉中就不可避免的會(huì)有N元素的存在。從旋風(fēng)收集器中收集到的產(chǎn)品一般鐵含量約在97%左右，其中C和N的含量均小于1%。由于有Fe2O3，F(xiàn)e3N 等雜質(zhì)的存在，同時(shí)，鐵粉表明也會(huì)對(duì)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(shí)，鐵含量將提高到99.0%左右，同時(shí)其他元素的含量也將明顯降低。這種還原過(guò)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(shí)間后，因?yàn)殪氐脑黾?，?huì)發(fā)生自動(dòng)團(tuán)聚。發(fā)生團(tuán)聚的鐵粉顆粒度增加，顆粒粘粘，對(duì)于注射成型應(yīng)用有比較大的影響。目前市場(chǎng)上質(zhì)量的羰基鐵粉為德國(guó)BASF公司生產(chǎn)。
羰基鐵粉對(duì)工藝的要求非常高，5羰基鐵分解時(shí)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(diǎn)和用途
1.傳統(tǒng)粉末冶金及注射成型：
傳統(tǒng)粉末冶金中的高比重合金，需要采用活性較大的鐵粉作為燒結(jié)中的液相，形成較為連續(xù)的粘結(jié)相，抑制脆性相的產(chǎn)生，從而獲得高致密度或全致密的高性能產(chǎn)品。軍工項(xiàng)目中主要用于替代已經(jīng)被禁止的貧鈾材料來(lái)生產(chǎn)穿甲彈彈芯。注射成型工藝中對(duì)粉末填裝量要求很高。因此衡量粉末的標(biāo)準(zhǔn)中的松裝密度要求很高。然而粉末粒度越小，越容易發(fā)生拱橋現(xiàn)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(guó)BASF公司開(kāi)發(fā)出了專有牌號(hào)，注射成型才真正得到工業(yè)應(yīng)用。
2.鐵粉芯：
因?yàn)榫哂辛６刃。?0um以下），活性大，形狀不規(guī)則（洋蔥頭層狀結(jié)構(gòu)），羰基鐵粉具有在高頻和超高頻下的高磁通率，也被廣泛應(yīng)用于制造磁性材料，在制作高頻鐵粉芯中有不可替代的作用。美國(guó)Micrometals公司是該領(lǐng)域內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)制定者，該公司很多產(chǎn)品都是基于德國(guó)BASF公司提供的羰基鐵粉制造的。
3.金剛石工具：
傳統(tǒng)高性能金剛石工具采用成本昂貴的鈷粉做基體。最近的研究和生產(chǎn)表明使用羰基鐵粉減少Co粉用量，也能達(dá)到相當(dāng)高的性能。此外，對(duì)于傳統(tǒng)的鐵基金剛石工具，使用羰基鐵粉能提高基體對(duì)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(guó)沒(méi)有市場(chǎng)。
5.營(yíng)養(yǎng)補(bǔ)鐵：
美國(guó)ISP公司的羰基鐵粉已經(jīng)正式被美國(guó)藥品管理監(jiān)督局認(rèn)可，可直接添加到食品中作為鐵元素補(bǔ)給。目前的數(shù)據(jù)表明，羰基鐵粉被人體吸收率超過(guò)80%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出目前使用的化合物鐵補(bǔ)給物。同時(shí)，羰基鐵粉的使用也不會(huì)造成鐵元素?cái)z入過(guò)量的中毒。國(guó)內(nèi)還沒(méi)有資料表明政府已經(jīng)允許羰基鐵粉作為營(yíng)養(yǎng)補(bǔ)鐵使用。
6.微波吸收材料：
羰基鐵粉在國(guó)防領(lǐng)域的應(yīng)用。根據(jù)資料表明，90年代以后的對(duì)羰基鐵粉吸波材料的研究非常迅速。