概述

羰基鐵粉是深灰色粉末狀物質，其通過CO與鐵在高溫高壓下反應，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。當溫度為200℃，200bar的條件下羰基合成反應式如下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

在分解過程中，因為Fe 有催化CO與CO₂ 反應的作用，通常采用通NH₃ 作為保護氣體來抑制該反應。這樣一來羰基鐵粉中就不可避免的會有N元素的存在。從旋風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 等雜質的存在，同時，鐵粉表明也會對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，鐵含量將提高到99.0%左右，同時其他元素的含量也將明顯降低。這種還原過的羰基鐵粉，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間后，因為熵的增加，會發(fā)生自動團聚。發(fā)生團聚的鐵粉顆粒度增加，顆粒粘粘，對于注射成型應用有比較大的影響。目前市場上質量的羰基鐵粉為德國BASF公司生產(chǎn)。

羰基鐵粉對工藝的要求非常高，5羰基鐵分解時溫度變化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中的液相，形成較為連續(xù)的粘結相，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。軍工項目中主要用于替代已經(jīng)被禁止的貧鈾材料來生產(chǎn)穿甲彈彈芯。注射成型工藝中對粉末填裝量要求很高。因此衡量粉末的標準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BASF公司開發(fā)出了專有牌號，注射成型才真正得到工業(yè)應用。

2.鐵粉芯：

因為具有粒度?。?0um以下），活性大，形狀不規(guī)則（洋蔥頭層狀結構），羰基鐵粉具有在高頻和超高頻下的高磁通率，也被廣泛應用于制造磁性材料，在制作高頻鐵粉芯中有不可替代的作用。美國Micrometals公司是該領域內的標準制定者，該公司很多產(chǎn)品都是基于德國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，也能達到相當高的性能。此外，對于傳統(tǒng)的鐵基金剛石工具，使用羰基鐵粉能提高基體對金剛石的把持力，提高基體的耐磨性能。

4.金剛石觸媒：

合成金剛石的觸媒，在中國沒有市場。

5.營養(yǎng)補鐵：

美國ISP公司的羰基鐵粉已經(jīng)正式被美國藥品管理監(jiān)督局認可，可直接添加到食品中作為鐵元素補給。目前的數(shù)據(jù)表明，羰基鐵粉被人體吸收率超過80%，遠遠超出目前使用的化合物鐵補給物。同時，羰基鐵粉的使用也不會造成鐵元素攝入過量的中毒。國內還沒有資料表明政府已經(jīng)允許羰基鐵粉作為營養(yǎng)補鐵使用。

6.微波吸收材料：

羰基鐵粉在國防領域的應用。根據(jù)資料表明，90年代以后的對羰基鐵粉吸波材料的研究非常迅速。