第4章材料的粉末工艺,思考题.
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②可由矿石或化合物直接制取难熔金属、稀有金属 ;
③能够制备各种复合材料;
④可制备非平衡组织材料。
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2、采用粉末冶金制备的材料，其性能较熔铸产品优 越： ①制取成分偏析小的合金; ②制取细晶粒、组织均匀和加工性能好的稀有金属坯 锭。 3 、粉末冶金制品表面光洁度高，尺寸精确，是一种 少切削、无切削的新工艺，可节约大量的人力和物 力。 4 、不足之处： 粉末本身的成本较高，制品的大Hale Waihona Puke Baidu和 形状受到一定的限制；零件的力学性能较锻件或铸 件要低。
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11、为什么要对粉末进行塑化和造粒处理？ 12、粉末的成形方法主要有哪些？如何获得 结构均匀致密的成形坯体？ 13、粉体为什么能烧结？烧结的推动力是什 么？ 14、烧结方法主要有哪些？如何促进致密化 烧结？ 15、陶瓷烧结与金属的烧结有何异同？
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粒径的主要表示方法有：
1）等体积球相当径：用等体积球的直径来描述不规则 形状颗粒的尺寸。 2）等表面积球相当径：用等表面积球的直径来描述不 规则形状颗粒的尺寸。
3） 等沉降速度相当径：利用颗粒在液体中的沉降速度 与粒径的关系来确定颗粒的粒径。
4） 投影径：利用显微镜观察颗粒的投影，可测量颗粒 的粒径。 5） 筛分径：当颗粒通过粗筛网并停留在细筛网上时， 粗细筛孔的孔径范围称为筛分径。
一次粒子是：又称初级粒子和原级粒子。利用各 种化学反应方法得到的最初粒子( 晶粒 ) 。一次 粒 子的大小约为 0.005 ～ 1 μ m ，比筛分的极限小得 多，在介质中有相当高的稳定性。二次粒子：由 若干一次粒子组成的聚集体，其大小一般为 1 ～ 200 μm。二次粒子的大小常与形成一次粒子时介 质中的可溶物质及为使一次粒子聚集和絮凝而加 入的添加剂等有关。
1、粉末冶金工艺有何特点？其主要的工艺过程包 括？ 答：粉末冶金 (Powder Metallurgy) 就是通过粉 末的制取、粉末的成形及烧结而制备金属和金属 基复合材料及其制品的一种工艺过程。
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工艺特点
1、粉末冶金能够制备普通熔铸法无法生产的具有 特殊性能的材料，如：
①可制备多孔材料;
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光学性质的变化：光泽度下降，透光率降低 稳定性降低：表面活性增加，表面吸附能力 提高，除物理吸附外还出现了化学吸附 电阻率上升：晶界、缺陷增加
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6、粉体物理制备方法主要有哪些？各 有何特点？
从制备方法的原理可以分为三大类：
机械制备
物理制备
化学制备
物理制备
5、超细粉体会使材料性能产生哪些性质的变化？
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6、粉体物理制备方法主要有哪些？各有何特 点？ 7、雾化制粉的方法有哪些？如何提高雾化制 粉的效率？ 8、粉末的化学制备方法有哪些？其工艺特点 如何？ 9、什么是均匀沉淀法和共沉淀法？ 10、粉末的成形工艺性能取决于粉末的哪些 特性？
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4 、何谓粉体的粒度分布？频度分布与累 积分布有什么不同？
常用的方法有频度分布和累积分布两种。
频度分布曲线
累计分布曲线
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4、何谓粉体的粒度分布？频度分 布与累积分布有什么不同？
粒度分布：用特定的仪器和方法反映出粉体 样品中不同粒径颗粒占颗粒总量的百分数。 有区间分布和累计分布两种形式。区间分布 又称为微分分布或频率分布，它表示一系列 粒径区间中颗粒的百分含量。累计分布也叫 积分分布，它表示小于或大于某粒径颗粒的 百分含量。
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一、粉末的机械制备方法
机械制粉方法的实质就是利用动能来破坏材料 的内部结合力，使材料分裂产生新的界面。 分为研磨、锤捣、辊轧等 机械研磨（球磨） 研磨 气流研磨 比较适用于脆性材料
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二、粉末的物理制备方法
雾化法 物理蒸发冷凝/物理气相沉积(PVD)法
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物理蒸发冷凝/物理气相沉积法 （PVD）
采用不同的能量输入方式使金属汽化，然后再 在冷凝壁上沉积，从而获得金属粉末。
类型 ①电阻加热方式 ②等离子加热方式 ③激光加热方式 ④电子束加热方式 ⑤高频感应加热方式
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2、粉末按粒径可分为哪四类？其粒径 范围分别是？
粉末的分类
颗 粉 粒（＞100m） 体 （1~100 m , 微粉1~28 m ）
超细粉体 （0.1~1 m ）
纳米粉体 （＜ 0.1 m ）
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3、什么是粉体的一次粒子和二次粒子？粒径的表 示方法主要有哪些？
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5 、超细粉体会使材料性能产生哪些 性质的变化？
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材料的熔点降低
式中： T为块状物质的熔点 (T∞) 与超细粒子的熔 点之差； 为固液界面的表面张力； 为密度； L∞为块状物质的熔化潜热；D为粒子直径。
蒸汽压上升
式中： p 和 p∞ 分别表示超细粒子和块状物质的蒸 汽压；M为摩尔质量；R为摩尔气体常量；Tc为 热力学温度。
7 、雾化制粉的方法有哪些？如何提高雾化 制粉的效率？ 定义
通过高压雾化介质强烈冲击液流，或通 过离心力使之破碎、冷却来实现的一种 典型物理制粉方法。
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雾化方法
双流雾化法
离心雾化法
真空雾化法
机械作用力雾化法
特殊雾化法：多级雾化、固体雾化
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提高雾化制粉效率的两条基本准则 能量交换准则：提高单位时间内单位质量液体 从系统中吸收能量的效率，以克服表面自由 能的增加； 快速凝固准则：提高雾化液滴的冷却速度，防 止液体微粒的再次聚集。
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第4章 材料的粉末工艺
§4.1 粉末冶金 §4.2 陶瓷的粉末工艺
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思考题
1、粉末冶金工艺有何特点？其主要的工艺过程包括？
2、粉末按粒径可分为哪四类？其粒径范围分别是？ 3、什么是粉体的一次粒子和二次粒子？粒径的表示方法主 要有哪些？ 4、何谓粉体的粒度分布？频度分布与累积分布有什么不同？
③能够制备各种复合材料;
④可制备非平衡组织材料。
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2、采用粉末冶金制备的材料，其性能较熔铸产品优 越： ①制取成分偏析小的合金; ②制取细晶粒、组织均匀和加工性能好的稀有金属坯 锭。 3 、粉末冶金制品表面光洁度高，尺寸精确，是一种 少切削、无切削的新工艺，可节约大量的人力和物 力。 4 、不足之处： 粉末本身的成本较高，制品的大Hale Waihona Puke Baidu和 形状受到一定的限制；零件的力学性能较锻件或铸 件要低。
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11、为什么要对粉末进行塑化和造粒处理？ 12、粉末的成形方法主要有哪些？如何获得 结构均匀致密的成形坯体？ 13、粉体为什么能烧结？烧结的推动力是什 么？ 14、烧结方法主要有哪些？如何促进致密化 烧结？ 15、陶瓷烧结与金属的烧结有何异同？
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粒径的主要表示方法有：
1）等体积球相当径：用等体积球的直径来描述不规则 形状颗粒的尺寸。 2）等表面积球相当径：用等表面积球的直径来描述不 规则形状颗粒的尺寸。
3） 等沉降速度相当径：利用颗粒在液体中的沉降速度 与粒径的关系来确定颗粒的粒径。
4） 投影径：利用显微镜观察颗粒的投影，可测量颗粒 的粒径。 5） 筛分径：当颗粒通过粗筛网并停留在细筛网上时， 粗细筛孔的孔径范围称为筛分径。
一次粒子是：又称初级粒子和原级粒子。利用各 种化学反应方法得到的最初粒子( 晶粒 ) 。一次 粒 子的大小约为 0.005 ～ 1 μ m ，比筛分的极限小得 多，在介质中有相当高的稳定性。二次粒子：由 若干一次粒子组成的聚集体，其大小一般为 1 ～ 200 μm。二次粒子的大小常与形成一次粒子时介 质中的可溶物质及为使一次粒子聚集和絮凝而加 入的添加剂等有关。
1、粉末冶金工艺有何特点？其主要的工艺过程包 括？ 答：粉末冶金 (Powder Metallurgy) 就是通过粉 末的制取、粉末的成形及烧结而制备金属和金属 基复合材料及其制品的一种工艺过程。
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工艺特点
1、粉末冶金能够制备普通熔铸法无法生产的具有 特殊性能的材料，如：
①可制备多孔材料;
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光学性质的变化：光泽度下降，透光率降低 稳定性降低：表面活性增加，表面吸附能力 提高，除物理吸附外还出现了化学吸附 电阻率上升：晶界、缺陷增加
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6、粉体物理制备方法主要有哪些？各 有何特点？
从制备方法的原理可以分为三大类：
机械制备
物理制备
化学制备
物理制备
5、超细粉体会使材料性能产生哪些性质的变化？
材料科学与工程学院
6、粉体物理制备方法主要有哪些？各有何特 点？ 7、雾化制粉的方法有哪些？如何提高雾化制 粉的效率？ 8、粉末的化学制备方法有哪些？其工艺特点 如何？ 9、什么是均匀沉淀法和共沉淀法？ 10、粉末的成形工艺性能取决于粉末的哪些 特性？
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4 、何谓粉体的粒度分布？频度分布与累 积分布有什么不同？
常用的方法有频度分布和累积分布两种。
频度分布曲线
累计分布曲线
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4、何谓粉体的粒度分布？频度分 布与累积分布有什么不同？
粒度分布：用特定的仪器和方法反映出粉体 样品中不同粒径颗粒占颗粒总量的百分数。 有区间分布和累计分布两种形式。区间分布 又称为微分分布或频率分布，它表示一系列 粒径区间中颗粒的百分含量。累计分布也叫 积分分布，它表示小于或大于某粒径颗粒的 百分含量。
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一、粉末的机械制备方法
机械制粉方法的实质就是利用动能来破坏材料 的内部结合力，使材料分裂产生新的界面。 分为研磨、锤捣、辊轧等 机械研磨（球磨） 研磨 气流研磨 比较适用于脆性材料
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二、粉末的物理制备方法
雾化法 物理蒸发冷凝/物理气相沉积(PVD)法
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物理蒸发冷凝/物理气相沉积法 （PVD）
采用不同的能量输入方式使金属汽化，然后再 在冷凝壁上沉积，从而获得金属粉末。
类型 ①电阻加热方式 ②等离子加热方式 ③激光加热方式 ④电子束加热方式 ⑤高频感应加热方式
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2、粉末按粒径可分为哪四类？其粒径 范围分别是？
粉末的分类
颗 粉 粒（＞100m） 体 （1~100 m , 微粉1~28 m ）
超细粉体 （0.1~1 m ）
纳米粉体 （＜ 0.1 m ）
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3、什么是粉体的一次粒子和二次粒子？粒径的表 示方法主要有哪些？
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5 、超细粉体会使材料性能产生哪些 性质的变化？
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材料的熔点降低
式中： T为块状物质的熔点 (T∞) 与超细粒子的熔 点之差； 为固液界面的表面张力； 为密度； L∞为块状物质的熔化潜热；D为粒子直径。
蒸汽压上升
式中： p 和 p∞ 分别表示超细粒子和块状物质的蒸 汽压；M为摩尔质量；R为摩尔气体常量；Tc为 热力学温度。
7 、雾化制粉的方法有哪些？如何提高雾化 制粉的效率？ 定义
通过高压雾化介质强烈冲击液流，或通 过离心力使之破碎、冷却来实现的一种 典型物理制粉方法。
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雾化方法
双流雾化法
离心雾化法
真空雾化法
机械作用力雾化法
特殊雾化法：多级雾化、固体雾化
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提高雾化制粉效率的两条基本准则 能量交换准则：提高单位时间内单位质量液体 从系统中吸收能量的效率，以克服表面自由 能的增加； 快速凝固准则：提高雾化液滴的冷却速度，防 止液体微粒的再次聚集。
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第4章 材料的粉末工艺
§4.1 粉末冶金 §4.2 陶瓷的粉末工艺
材料科学与工程学院
思考题
1、粉末冶金工艺有何特点？其主要的工艺过程包括？
2、粉末按粒径可分为哪四类？其粒径范围分别是？ 3、什么是粉体的一次粒子和二次粒子？粒径的表示方法主 要有哪些？ 4、何谓粉体的粒度分布？频度分布与累积分布有什么不同？