金属粉末制备及金属粉末输送过程气氛氧含量在线监测的必要性

        金属粉末是指尺寸小于1mm的金属颗粒群。包括单一金属粉末、合金粉末以及具有金属性质的某些难熔化合物粉末，是粉末冶金的主要原材        料。应用于微细不锈钢、铁合金、镍合金、铜合金、磁性材料、储氢材料、3D打印等领域。

金属粉末制备方法：

        粉末制备技术是现代粉末冶金学和产品产业化的基础，目前制备金属粉末的主要方法有雾化法、气流冲击法、机械粉碎法、旋转电极法、电化腐蚀法、还原法等。

        气雾化法，其原理是利用高速惰性气体冲击金属熔体，通过碰撞将气体的动能转化为金属熔体的表面能，使熔融金属流被击碎成细小液滴，然后在气流氛围中快速冷却凝固形成粉末。

        还有一种就是气流冲击法（惰性气体保护气流粉碎系统），其原理是通过高压气体（可达音速或超音速）与物料在设备内部进行高速撞击、摩擦和剪切，从而实现物料的迅速破碎；一般采用的是N₂、Ar、He、CO₂等作为粉碎气源。进料、粉碎、分级、输送、分离及包装等整个过程中物料均在惰性气体保护下完成，从而满足了安全、防爆、环保、节能等生产要求。

为什么要测氧含量：

        目前，不管是雾化法还是气流冲击法，都是在真空或惰性气体作为保护气的环境下进行的，以此来降低粉末中的氧(元素)含量及杂质含量，提高粉末的纯度。有研究表明，粉末中的氧(元素)基本上是熔炼过程中带入的。所以，不管是在母合金制备还是雾化过程中都要保持真空或惰性气体环境。

        氧作为一种化学性质活泼的元素，极易和其他元素发生氧化反应，从而影响粉末产品的物理性质进而影响产品质量。如果是易燃易爆的镁粉、铝粉，氧气含量超标不仅会影响产品质量还会存在爆燃的安全风险。

        除了制备过程，金属粉末输送过程也需要监测氧气含量，粉末输送一般采用气力输送系统，即使用压缩空气或惰性气体作为动力源，精确控制气体的速度和压力，使金属粉末在管道内处于悬浮状态，向目标位置输送。输送过程中如果管道存在泄漏点或密闭性有问题，导致空气进入输送管道，也会导致氧含量上升，进而影响粉末品质或造成安全风险。

金属粉末制备及输送过程的氧气含量测量主要有以下几个原因：

1. 控制产品质量：氧气含量高可能会影响金属粉末最终的机械性能和化学稳定性。

2. 控制工艺过程：在金属粉末的生产和处理过程中，过高的氧气含量可能指示了原材料的质量问题或加工过程中的缺陷，需要调整工艺条件来确保产品质量。

3. 确保生产安全：易燃易爆金属粉末制备及输送过程，氧气含量超标会影响工艺安全。

        总体来说，测量金属粉末中的氧气含量是为了确保最终产品的质量和性能，并优化生产过程为了确保产品的质量和工艺的稳定性，以下是相关

工艺监测点：

1. 保护气置换后氧含量：在粉末制备开始前，检测惰性气体置换后微量氧气含量，以确保其符合运行标准。

2. 反应过程的氧气含量：在反应过程实时监测氧气含量，实时监测工艺过程。

3. 粉末输送管道的气氛监测：在粉末输送过程中，监测输送管道中的气体成分，确保气体环境适合粉末的稳定性。

4. 密封系统的氧气含量：确保存储和输送系统的密封性良好，防止外部氧气渗入。