《粉末冶金原理》复习题教案资料
粉末冶金复习资料
粉末冶金复习题
填空:
1.粉末冶金是用(金属粉末货金属粉末与非金属粉末的混合物)作为原料,经过(成形)和(烧结)制造金属材料、复合材料以及各种类型制品的工艺过程。
2.从制粉过程的实质来分,现有制粉方法可归纳为(物理化学法)和(机械法)。机械法是将原材料机械地粉碎,而(化学成分)基本上不发生变化的工艺过程;物理化学法是借助(化学的)或(物理)的作用,改变原材料的(化学成分)或(聚集状态)而获得粉末的工艺过程。
3.通常把固态物质按分散程度不同分成(致密体)、(粉末体)和(胶体)三类;〔1〕,即大小在1mm以上的称为(致密体),0.1μm 以下的称为(胶体),而介于二者的称为(粉末体)。
4.粉末冶金工艺过程包括(制粉)工序,(成形)工序和(烧结)工序。
5.粉末冶金成形前的预处理包括(粉末退火)、(筛分)、(混合)、(制粒)、和(加润滑剂)等。
6.粉末特殊成形方法有(等静压成形)、(连续成形)、(无压成形)、(注射成形)、(高能成形)等。
7.粉末的等温烧结过程,按时间大致可以划分为三个界限(1)(粘结阶
段)(2)(烧结颈长大阶段)(3)(闭孔隙球化和缩小阶段)。 8.通常按烧结过程有无明显的液相出现和烧结系统的组成进行分类分为(单元系烧结)、(多元系固相烧结)、(多元系液相烧结)。 9.常用的粉末冶金锻造方法有(粉末热锻)和(粉末冷锻);而粉末热锻又分为(粉末锻造)、(烧结锻造)和(锻造烧结)三种。 10.粉末冶金复合材料的强化手段包括(弥散强化)、(颗粒强化)和(纤维强化)。
11.粉末是颗粒与颗粒间的空隙所组成的分散体系,因此研究粉末体时,应分别研究属于(单颗粒)、(粉末体)及(粉末体的孔隙)等的性质。
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粉末制备习题
* 粉末冶金产品在汽车工业中有许多用途,请列举三种汽车用粉末冶金产品。
* 有什么方法可以取代粉末冶金技术制备钨灯丝,为什么电熔断器中不采用
钨灯丝材料。 * 粉末冶金一度称为金属陶瓷( Metal ceiamics) ,是什么工
序类似于陶瓷产品制备。 * 粉末冶金与陶瓷的主要差别是什么?这些差别是
如何影响过程的。 * 粉末冶金的定义是什么? * 粉末冶金的工程含义是什
么?
* 减少加工成本是粉末冶金产品过程的重要方面,要求减少模具结构误差,
以确保产品尺寸精度与性能,在什么步骤上有利于减少产品加工成本(净静成形
技术)
* 金属基复合材料,如 SiC 纤维强化铝合金,是粉末冶金应用的领域,你能
说明复合材料制备方法吗? * 在水雾化制粉时,怎样获得球形颗粒。 * 雾
化青铜粉末经气流研磨成碟状。①如何测试该碟状粉末的粒度。②改变
碟状粉末厚度的方法。
③哪些工艺参数有助于获得碟状粉末。
* 用气体雾化制备合金粉末,雾化融液金属温度略高于液相线,对于粒径为
100μm的颗粒,固化时间为0.04s,估算在同样条件下10μm粒径粉末颗粒的固
化时间。
* 采用水平雾化时,发现所得粉末颗粒太小,不适合后续的工序,建议改变
三个过程参数以增大粒径。 * 在气体雾化时,如果颗粒尺寸随融体粘度增加
而增大,粒度对颗粒形状会有何种作用?高的过热温度会有利于形成球形颗粒
吗?
* 离心雾化粉末通常有双峰形粒度分布曲线,讨论产生这种结果的原因。
* 分别用水雾化,气体雾化和还原方法制备Cμ粉(理论密度=8.9g/cm3),
粉末冶金期末复习
第二章
1.概念
●粉末〔粉末体〕:粒度小于1000 µm的颗粒的集合体〔包括固体颗粒与颗粒间的孔隙〕●粉末颗粒:组成粉末的固体微粒
●一次颗粒〔单颗粒〕:制粉过程中最先制成的能够独立存在并相互分开的颗粒
●二次颗粒:二个或二个以上的一次颗粒聚集而成的有一定结合强度的颗粒聚集体
●团粒:单颗粒或二次颗粒靠范德华引力粘结而成的聚合体。造粒的产物
2.比外表积:Sw 〔m2/g〕指单位质量粉末具有的外表积
体积比外表:Sv 〔m2/cm3〕指单位体积粉末具有的外表积
气体透过法测外比外表〔测二次颗粒〕BET吸附法测量比外表积〔测量一次颗粒〕
3.粉末颗粒密度
真密度: 粉末材料理论密度D1 D1= m/〔V-V孔〕= m/〔V-V开-V闭〕有效密度〔比重瓶密度〕:包含闭孔隙在内的密度D2 D2= m/〔V-V开〕
似密度〔表观密度〕: 包含开、闭孔隙在内的粉末密度D3 D3= m/ V
〔V—颗粒总体积;V孔—孔隙体积;V开、V闭—开、闭孔体积〕D3<D2<D1
4.工艺性能
(1)松装密度:粉末在自然充填容器时,单位体积内自由松装粉末体的质量〔g/cm3〕影响粉末松装密度的因素:
a.粒度:粒度小,松装密度小
b.颗粒形状:形状复杂,松装密度小,松装密度从大到小排列:
球形粉>类球形>不规则形>树枝形
c.外表粗糙度
d.粒度分布:细粉比例增加,松装密度减小; 粗粉中加入适量的细粉,松装密度增大; (2)振实密度:粉末装于容器内,在规定条件下,经过振动敲打后测得的粉末密度
(3)流动性〔俗称流速〕:一定量粉末(50g) 流经标准漏斗所需的时间
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粉末制备习题* 粉末冶金产品在汽车工业中有许多用途,请列举三种汽车用粉末冶金产品。* 有什么方法可以取代粉末冶金技术制备钨灯丝,为什么电熔断器中不采用钨灯丝材料。* 粉末冶金一度称为金属陶瓷( Metal ceiamics) ,是什么工序类似于陶瓷产品制备。* 粉末冶金与陶瓷的主要差别是什么?这些差别是如何影响过程的。* 粉末冶金的定义是什么?* 粉末冶金的工程含义是什么?* 减少加工成本是粉末冶金产品过程的重要方面,要求减少模具结构误差,以确保产品尺寸精度与性能,在什么步骤上有利于减少产品加工成本* 金属基复合材料,如SiC 纤维强化铝合金,是粉末冶金应用的领域,你能说明复合材料制备方法吗?* 在水雾化制粉时,怎样获得球形颗粒。*
雾化青铜粉末经气流研磨成碟状。
①如何测试该碟状粉末的粒度。②改变碟状粉末厚度的方法。③哪些工艺参数有助于获得碟状粉末。* 用气体雾化制备合金粉末,雾化融液金属温度略高于液相线,对于粒径为100μm的颗粒,固化时间为,估算在同样条件下10μm粒径粉末颗粒的固化时间。* 采用水平雾化时,发现所得粉末颗粒太小,不适合后续的工序,建议改变三个过程参数以增大粒径。* 在气体雾化时,如果颗粒尺寸随融体粘度增加而增大,粒度对颗粒形状会有何种作用?高的过热温度会有利于形成球形颗粒吗?* 离心雾化粉末通常有双峰形粒度分布曲线,讨论产生这种结果的原因。* 分别用水雾化,气体雾化和还原方法制备Cμ粉,测试指数如下:性能A B C平均粒度μm 482540松装密度g/cm3振实密度g/cm3流速s/50g32
粉末冶金复习资料
粉末冶金复习题?
填空:??
1.粉末冶金是用?(金属粉末货金属粉末与非金属粉末的混合物)作为原料,经过(成形)和(烧结)制造金属材料、复合材料以及各种类型制品的工艺过程。?
2.从制粉过程的实质来分,现有制粉方法可归纳为(物理化学法)和(机械法)。机械法是将原材料机械地粉碎,而?(化学成分)基本上不发生变化的工艺过程;物理化学法是借助(化学的)或(物理)的作用,改变原材料的(化学成分)或(聚集状态)而获得粉末的工艺过程。?
3.通常把固态物质按分散程度不同分成(致密体)、(粉末体)和(胶体)三类;〔1〕,即大小在1mm以上的称为(致密体),0.1μm以下的称为(胶体),而介于二者的称为(粉末体)。?
4.粉末冶金工艺过程包括(制粉)工序,(成形)工序和(烧结)工序。?
5.粉末冶金成形前的预处理包括(粉末退火)、(筛分)、(混合)、(制粒)、和(加润滑剂)等。?
6.粉末特殊成形方法有(等静压成形)、(连续成形)、(无压成形)、(注射成形)、(高能成形)等。?
7.粉末的等温烧结过程,按时间大致可以划分为三个界限(1)(粘结阶段)(2)(烧结颈长大阶段)(3)(闭孔隙球化和缩小阶段)。?8.通常按烧结过程有无明显的液相出现和烧结系统的组成进行分类分为(单元系烧结)、(多元系固相烧结)、(多元系液相烧结)。?9.常用的粉末冶金锻造方法有(粉末热锻)和(粉末冷锻);而粉末热锻又分为(粉末锻造)、(烧结锻造)和(锻造烧结)三种。?10.粉末冶金复合材料的强化手段包括(弥散强化)、(颗粒强化)和(纤维强化)。?
粉末冶金原理复习总结
临界转速:机械研磨时,使球磨筒内小球沿筒壁运动能够正好经过顶点位置而不发
生抛落时,筒体的转动速度。离解压:每种金属氧化物都有离解的趋势,而且随温
度提高,氧离解的趋势越大,离解后的氧形成氧分压越大,离解压即是此氧分压。
电化当量:这是表述电解过程输入电量与粉末产出的定量关系,表达为每96500库仑应该有一克当量的物质经电解析出。气相迁移:细小金属氧化物粉末颗粒由于
较大的蒸气压,在高温经挥发进入气相,被还原后沉降在大颗粒上,导致颗粒长大
的过程。相对密度:粉末或压坯密度与对应材料理论密度的比值百分数。压坯密度:压坯质量与压坯体积的比值。相对体积:粉末体的相对密度(d=ρ/ρ理)的倒数
称为相对体积,用β=1/d表示。粉末加工硬化:金属粉末在研磨过程中由于晶格
畸变和位错密度增加,导致粉末硬度增加,变形困难的现象称为加工硬化。快速冷凝:将金属或合金的熔液快速冷却(冷却速度>105℃/s),保持高温相、获得性能奇异性能的粉末和合金(如非晶、准晶、微晶)的技术,是传统雾化技术的重要发展。
假合金:两种或两种以上金属元素因不是根据相图规律、不经形成固溶体或化合物
而构成的合金体系,假合金实际是混合物。保护气氛:为防止粉末或压坯在高温处
理过程发生氧化而向体系加入还原性气体或真空条件称为保护气氛。粉末粒度:一定质量(一定体积)或一定数量的粉末的平均颗粒尺寸成为粉末粒度。粉末流动性:50克粉末流经标准漏斗所需要的时间称为粉末流性。孔隙度:粉体或压坯中孔隙体
积与粉体表观体积或压坯体积之比。标准筛:用筛分析法测量粉末粒度时采用的一
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粉末制备习题
* 粉末冶金产品在汽车工业中有许多用途,请列举三种汽车用粉末冶金产品。
* 有什么方法可以取代粉末冶金技术制备钨灯丝,为什么电熔断器中不采用钨灯丝材料。
* 粉末冶金一度称为金属陶瓷( Metal ceiamics) ,是什么工序类似于陶瓷产品制备。
* 粉末冶金与陶瓷的主要差别是什么?这些差别是如何影响过程的。
* 粉末冶金的定义是什么?
* 粉末冶金的工程含义是什么?
* 减少加工成本是粉末冶金产品过程的重要方面,要求减少模具结构误差,以确保产品尺寸精度与性能,在什么步骤上有利于减少产品加工成本(净静成形技术)
* 金属基复合材料,如 SiC 纤维强化铝合金,是粉末冶金应用的领域,你能说明复合材料制备方法吗?
* 在水雾化制粉时,怎样获得球形颗粒。
* 雾化青铜粉末经气流研磨成碟状。
①如何测试该碟状粉末的粒度。
②改变碟状粉末厚度的方法。
③哪些工艺参数有助于获得碟状粉末。
* 用气体雾化制备合金粉末,雾化融液金属温度略高于液相线,对于粒径为100μm的颗粒,固化时间为0.04s,估算在同样条件下10μm粒径粉末颗粒的固化时间。
* 采用水平雾化时,发现所得粉末颗粒太小,不适合后续的工序,建议改变三个过程参数以增大粒径。
* 在气体雾化时,如果颗粒尺寸随融体粘度增加而增大,粒度对颗粒形状会有何种作用?高的过热温度会有利于形成球形颗粒吗?
* 离心雾化粉末通常有双峰形粒度分布曲线,讨论产生这种结果的原因。
* 分别用水雾化,气体雾化和还原方法制备Cμ粉(理论密度=8.9g/cm3),测试指数如下:
性能 A B C
粉末冶金原理课后答案
粉末冶金原理课后答案
1、碳还原法制取铁粉的过程机理是什么?影响铁粉还原过程和铁粉质量的因素有哪些?
铁氧化物的还原过程是分段进行的,即从高价氧化物到低价氧化物最后转变成金属。铁氧化物的直接还原,从热力学观点看,可认为是间接还原反应与碳的气化反应的加和反应,这就是碳还原的实质。
因素:(1)原料:原料中杂质、原料粒度
(2)固体碳还原剂:固体碳还原剂类型、用量
(3)还原工艺条件:还原温度与时间、料层厚度、还原罐密封程度(4)添加剂:加入一定固体碳的影响、返回料、引入气体还原剂、碱金属盐、海绵铁的处理
2、还原法制取钨粉的过程机理是什么?影响钨粉粒度的因素有哪些?氢还原。总的反应式:W03+3H2====W+3H20。
钨具有4种比较稳定的氧化物
W03+0.1H2====W02.9+0.1H20W02.9+0.18H2====W02.72+0.18H20
W02.72+0.72H2====W02+0.72H20WO2+2H2====W+2H2O
影响因素:(1)原料:三氧化钨粒度、含水量、杂质
(2)氢气:氢气的湿度、流量、通气方向
(3)还原工艺条件:还原温度、推舟速度、舟中料层厚度
(4)添加剂
3、金属液气体雾化过程的机理是什么?影响雾化粉末粒度、成分的因素有哪些?
雾化法属机械制粉法,是直接击碎液体金属或合金而制得粉末的方法。二流雾化法是用高速气流或高压水击碎金属液流的,雾化法只要克服液体金属原子间的键合力就能使之分散成粉末,因而雾化过程所消耗的外力比机械粉碎法小得多。
雾化过程是一复杂过程,按雾化介质与金属液流的相互作用的实质,既有物理机械作用,又有物理化学变化。
粉末冶金期末复习题-155
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填空题
1.工业上三大制粉方法分别是:雾化法、还原法、电解法。
2.粉末制备的唯一性提现在:用特殊方法才能制备获得特定性能的粉末。
3.金属氧化物还原法是应用最广的制取金属粉末的方法。
4.氧化物的ΔG-T图是以含1mol 氧的金属氧化物的生成反应的ΔG作直线而绘制成的。
5.ΔG-T关系线在相变温度处发生明显的转折。
6.金属氧化物还原,最常见的还原反应类型是:气-固多相反应。
7.低温时反应过程由化学反应环节控制,高温时由扩散环节控制。
8.化学反应动力学一般分为均相反应动力学和多相反应动力学。
9.1atm的气压下,大于685°C Fe稳定存在;位于650°C-685°C FeO 稳定存在;小于
650°C Fe3O4稳定存在。
10.氧化钨存在的四种稳定形式:WO3、WO2.92、WO2.72、WO2。
11.H2还原氧化钨中W粉的长大机制为挥发—沉积。
12.电解法制粉的两种基本方法为:熔盐电解和水溶液电解。
13.电解法制备粉末,粉末的最大的特点为:结晶粉末的形状一般为树枝状。
14.影响二流雾化法的因素有:金属液体、雾化介质、装置设计。
15.粉末的化学成分主要指主要金属的含量、杂质的种类和含量。
16.粉末的物理性能包括:颗粒的形状与结构、颗粒的粒度与分布、颗粒的硬度、密度、电
热光学性能、熔点、比表面积。
17.以下制粉方法分别对应何种形状粉末,雾化法:球形粉末还原法:多孔粉末电解法:
树枝状粉末研磨法:片状粉末。
18.粉末体中的孔隙包括颗粒内孔隙和颗粒间孔隙。
19.以下粒径基准分布对应何种测量方法,几何学粒径:显微镜法、当量径:重力沉降光透
粉末冶金原理考试题
第一章
1. 什么是粉末冶金?与传统方法相比的优点是什么?
答:粉末冶金:制取金属粉末或用金属粉末(或金属粉末与非金属粉末的混合物)作为原料,经过成形和烧结制造金属材料、复合材料以及各种类型制品的工艺过程。
粉末冶金的优越性:
A. 少切削、无切削,能够大量节约材料,节省能源,节省劳动;普通铸造合金切削量在30-50%,粉末冶金产品可少于5%。
B. 能够大量能够制备其他方法不能制备的材料。
C. 能够制备其他方法难以生产的零部件。
2. 制粉的方法有哪些?
答:A. 机械法:通过机械破碎、研磨或气流研磨方法将大块材料或粗大颗粒细化的方法。
B. 物理法:采用蒸发凝聚成粉或液体雾化的方法使材料的聚集状态发生改变,获得粉末。
C. 化学法:依靠化学反应或电化学反应过程,生成新的粉态物质。
3. 机械制粉的方法分为机械研磨、漩涡研磨和冷气流研磨。
4. 球磨法制粉时球和物料的运动情况:
A.球磨机转速较慢时,球和物料沿筒体上升至自然坡度角,然后滚下,称为泻落。
B.球磨机转速较高时,球在离心力的作用下,随着筒体上升至比第一种情况更高的高度,然后在重力的作用下掉下来,称为抛落。
C.继续增加球磨机的转速,当离心力超过球体的重力时,紧靠衬板的球不脱离筒壁而与筒体一起回转,此时物料的粉碎作用将停止,这种转速称为临界转速。
第二章
1.什么是粉末?粉末与胶体的区别?粉体的分类?
答:粉末是由大量的颗粒及颗粒之间的空隙所构成的集合体。粉末与胶体的区别在于分散程度不同,通常把大小在1mm以上的固态物质称为致密体,把大小在0.1μm以下的固态物质称为胶体颗粒,而介于两者之间的称为粉末体。
粉末冶金原理总复习题2011
粉末冶金总复习题
(一)粉末性能和表征
1.什么是粒度 ?粒度分布 ?平均粒度 ?
粒度: 颗粒在空间范围所占大小的线性尺度. 粒度组成(粒度分布): 不同粒径的颗粒占全部粉末的百分含量. 平均粒度: 粉末颗粒粒径的统计平均值.
2.常用粒度基准有哪些 ?粒度分布基准呢 ?
粒度基准有:a)几何学粒径b)当量粒径c)比表面粒径d)衍射粒径粒度分布基准:1)个数基准分布2)长度分布基准3)面积分布基准4)质量基准分布
3.什么是中位径 ?什么是比表面 ?
积分曲线上对应50%的粒径称为中位径
克比表面(S w): 1g 质量的粉末所具有的总表面积(m2/g);
体积比表面(S v): (m2/cm3);
4.什么是松装密度和振实密度 ?松装密度的控制有何重要意义 ?
松装密度:自然充填容器时,单位体积的质量
振实密度:粉末在振动容器中, 在规定条件下经过振动后测得的粉末密度意义:压制过程中, 采用容量装粉法, 即用充满形腔的粉末体积来控制压坯的密度和单重. 用松装密度和振实密度来描述粉体的这种容积性质.
5.如何提高粉末的ρ松和流动性?松装密度高的粉末流动性也
好,方法:粒度粗、形状规则、粒度组成用粗+细适当比例、表面状态光滑、无孔或少孔隙
教材习题 : 2.1, 2.5 , 2.8, 2.9, 2.10
(二)粉末的制取
1. 简述△ Z0-T 图对还原制粉的指导作用。
3.欲得细 W粉,应如何控制各种因素?
(1)采用两阶段还原法,并控制WO2 的粒度细;(2)减少WO3的含水量和杂质含量;(3)H2 入炉前应充分干燥脱水以减少炉内水蒸气的浓度;(4)增大H2流量(有利于反应向还原方向进行,有利于排除水蒸气使WO3 在
粉末冶金原理试题及答案
粉末冶金原理试题及答案
粉末冶金原理试题及答案
一、名词解释:
粉末加工硬化,二流雾化,假合金,二次颗粒,保护气氛
金属粉末在研磨过程中由于晶格畸变和位错密度增加,导致粉末硬度增加,变形困难的现象称为加工硬化;
由雾化介质流体与金属液流构成的雾化体系称为二流雾化;
不是根据相图规律构成的合金体系,假合金实际是混合物;
由多个一次颗粒在没有冶金键合而结合成粉末颗粒称为二次颗粒;
为防止粉末或压坯在高温处理过程发生氧化而向体系因入还原性气体或真空条件称为保护气氛;
松装密度,成形性,粉末粒度,粉末流动性,粉末比表面积,
粉末自由充满规定的容积内所具有的粉末重量成为松装密度
粉末在经模压之后保持形状的能力
一定质量(一定体积)或一定数量的粉末的平均颗粒尺寸成为粉末粒度
一克质量或一定体积的粉末所具有的表面积与其质量或体积的比值称为比表面积
50 克粉末流经标准漏斗所需要的时间称为粉末比表面积。
二、分析讨论:
1 、与传统加工方法比较,粉末冶金技术有何重要优缺点,试举例说明。
解 :
优点:材料利用率高,加工成本较低,节省劳动率,可以获得具有特殊性能的材料或产品,
缺点:由于产品中孔隙存在,与传统加工方法相比,材料性能较差
例子:铜—钨假合金制造,这是用传统方法不能获得的材料;
2 、气体雾化制粉过程中,有哪些因素控制粉末粒度?解 :
二流之间的夹角,夹角越大,雾化介质对金属流柱的冲击作用越强,得到的粉末越细;
采用液体雾化介质时,由于质量大于气体雾化介质,携带的能量大,得到的粉末越细;
金属流柱直径小,获得粉末粒度小;
金属温度越高,金属熔体黏度小,易于破碎,所得粉末细小;
粉末冶金原理(I)知识整理
粉末冶金原理(Ⅰ)
第一章导论
1粉末冶金技术的发展史History of powder metallurgy
粉末冶金是采用金属粉末(或非金属粉末混合物)为原料,经成形和烧结操作制造金属材料、复合材料及其零部件的加工方法。
粉末冶金既是一项新型材料加工技术,又是一项古老的技术。
.早在五千年前就出现了粉末冶金技术雏形,古埃及人用此法制造铁器件;
.1700年前,印度人采用类似方法制造了重达6.5T的“DELI柱”(含硅Fe合金,耐蚀性好)。
.19世纪初,由于化学实验用铂(如坩埚)的需要,俄罗斯人、英国人采用粉末压制、烧结和热锻的方法制造致密铂,成为现代粉末冶金技术的基础。
.20世纪初,现代粉末冶金的发展起因于爱迪生的长寿命白炽灯丝的需要。钨灯丝的生产标志着粉末冶金技术的迅速发展。
.1923年硬质合金的出现导致机加工的革命。
.20世纪30年代铜基含油轴承的制造成功,并在汽车、纺织、航空、食品等工业部门的广泛应用。随后,铁基粉末冶金零部件的生产,发挥了粉末冶金以低的制造成本生产高性能零部件的技术优点。
.20世纪40年代,二战期间,促使人们开发研制高级的新材料(高温材料),如金属陶瓷、弥散强化合金作为飞机发动机的关键零部件。
.战后,迫使人们开发研制更高性能的新材料,如粉末高速钢、粉末超合金、高强度铁基粉末冶金零部件(热锻)。大大扩大了粉末冶金零部件及其材料的应用领域。
.粉末冶金在新材料的研制开发过程中发挥其独特的技术优势。
2粉末冶金工艺
粉末冶金技术的大致工艺过程如下:
原料粉末+添加剂(合金元素粉末、润滑剂、成形剂)
粉末冶金期末复习题-155
粉末冶⾦期末复习题-155
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填空题
1.⼯业上三⼤制粉⽅法分别是:雾化法、还原法、电解法。
2.粉末制备的唯⼀性提现在:⽤特殊⽅法才能制备获得特定性能的粉末。
3.⾦属氧化物还原法是应⽤最⼴的制取⾦属粉末的⽅法。
4.氧化物的ΔG-T图是以含1mol 氧的⾦属氧化物的⽣成反应的ΔG作直线⽽绘制成的。
5.ΔG-T关系线在相变温度处发⽣明显的转折。
6.⾦属氧化物还原,最常见的还原反应类型是:⽓-固多相反应。
7.低温时反应过程由化学反应环节控制,⾼温时由扩散环节控制。
8.化学反应动⼒学⼀般分为均相反应动⼒学和多相反应动⼒学。
9.1atm的⽓压下,⼤于685°C Fe稳定存在;位于650°C-685°C FeO 稳定存在;⼩于650°C Fe3O4稳定存在。
10.氧化钨存在的四种稳定形式:WO3、WO2.92、WO2.72、WO2。
11.H2还原氧化钨中W粉的长⼤机制为挥发—沉积。
12.电解法制粉的两种基本⽅法为:熔盐电解和⽔溶液电解。
13.电解法制备粉末,粉末的最⼤的特点为:结晶粉末的形状⼀般为树枝状。
14.影响⼆流雾化法的因素有:⾦属液体、雾化介质、装置设计。
15.粉末的化学成分主要指主要⾦属的含量、杂质的种类和含量。
16.粉末的物理性能包括:颗粒的形状与结构、颗粒的粒度与分布、颗粒的硬度、密度、电热光学性能、熔点、⽐表⾯积。
17.以下制粉⽅法分别对应何种形状粉末,雾化法:球形粉末还原法:多孔粉末电解法:
树枝状粉末研磨法:⽚状粉末。
18.粉末体中的孔隙包括颗粒内孔隙和颗粒间孔隙。
19.以下粒径基准分布对应何种测量⽅法,⼏何学粒径:显微镜法、当量径:重⼒沉降光透法、⽐表⾯积径:⽓体透过法、光透径:激光衍射法。
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粉末制备习题
* 粉末冶金产品在汽车工业中有许多用途,请列举三种汽车用粉末冶金产品。
* 有什么方法可以取代粉末冶金技术制备钨灯丝,为什么电熔断器中不采用钨灯丝材料。
* 粉末冶金一度称为金属陶瓷( Metal ceiamics) ,是什么工序类似于陶瓷产品制备。
* 粉末冶金与陶瓷的主要差别是什么?这些差别是如何影响过程的。
* 粉末冶金的定义是什么?
* 粉末冶金的工程含义是什么?
* 减少加工成本是粉末冶金产品过程的重要方面,要求减少模具结构误差,以确保产品尺寸精度与性能,在什么步骤上有利于减少产品加工成本(净静成形技术)
* 金属基复合材料,如 SiC 纤维强化铝合金,是粉末冶金应用的领域,你能说明复合材料制备方法吗?
* 在水雾化制粉时,怎样获得球形颗粒。
* 雾化青铜粉末经气流研磨成碟状。
①如何测试该碟状粉末的粒度。
②改变碟状粉末厚度的方法。
③哪些工艺参数有助于获得碟状粉末。
* 用气体雾化制备合金粉末,雾化融液金属温度略高于液相线,对于粒径为100μm的颗粒,固化时间为0.04s,估算在同样条件下10μm粒径粉末颗粒的固化时间。
* 采用水平雾化时,发现所得粉末颗粒太小,不适合后续的工序,建议改变三个过程参数以增大粒径。
* 在气体雾化时,如果颗粒尺寸随融体粘度增加而增大,粒度对颗粒形状会有何种作用?高的过热温度会有利于形成球形颗粒吗?
* 离心雾化粉末通常有双峰形粒度分布曲线,讨论产生这种结果的原因。
* 分别用水雾化,气体雾化和还原方法制备Cμ粉(理论密度=8.9g/cm3),测试指数如下:
性能 A B C
粉末冶金原理试题及答案
粉末冶金原理试题及答案
粉末冶金原理试题及答案
一、名词解释:
粉末加工硬化,二流雾化,假合金,二次颗粒,保护气氛
金属粉末在研磨过程中由于晶格畸变和位错密度增加,导致粉末硬度增加,变形困难的现象称为加工硬化;
由雾化介质流体与金属液流构成的雾化体系称为二流雾化;
不是根据相图规律构成的合金体系,假合金实际是混合物;
由多个一次颗粒在没有冶金键合而结合成粉末颗粒称为二次颗粒;
为防止粉末或压坯在高温处理过程发生氧化而向体系因入还原性气体或真空条件称为保护气氛;
松装密度,成形性,粉末粒度,粉末流动性,粉末比表面积,
粉末自由充满规定的容积内所具有的粉末重量成为松装密度
粉末在经模压之后保持形状的能力
一定质量(一定体积)或一定数量的粉末的平均颗粒尺寸成为粉末粒度
一克质量或一定体积的粉末所具有的表面积与其质量或体积的比值称为比表面积
50 克粉末流经标准漏斗所需要的时间称为粉末比表面积。
二、分析讨论:
1 、与传统加工方法比较,粉末冶金技术有何重要优缺点,试举例说明。
解:
优点:材料利用率高,加工成本较低,节省劳动率,可以获得具有特殊性能的材料或产品,缺点:由于产品中孔隙存在,与传统加工方法相比,材料性能较差
例子:铜—钨假合金制造,这是用传统方法不能获得的材料;
2 、气体雾化制粉过程中,有哪些因素控制粉末粒度?
解:
二流之间的夹角,夹角越大,雾化介质对金属流柱的冲击作用越强,得到的粉末越细;
采用液体雾化介质时,由于质量大于气体雾化介质,携带的能量大,得到的粉末越细;
金属流柱直径小,获得粉末粒度小;
金属温度越高,金属熔体黏度小,易于破碎,所得粉末细小;
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《粉末冶金原理》复
习题
名词解释
临界转速机械研磨时,使球磨筒内小球沿筒壁运动能够正好经过顶点位置而不发生抛落
时,筒体的转动速度
比表面积单位质量或单位体积粉末具有的表面积(一克质量或一定体积的粉末所具有的表面积与其质量或体积的比值称为比表面积)
二次颗粒由多个一次颗粒在没有冶金键合而结合成粉末颗粒称为二次颗粒
离解压每种金属氧化物都有离解的趋势,而且随温度提高,氧离解的趋势越大,离解后的氧形成氧分压越大,离解压即是此氧分压。
电化当量这是表述电解过程输入电量与粉末产出的定量关系,表达为每 96500库仑应该有一克当量的物质经电解析出
气相迁移细小金属氧化物粉末颗粒由于较大的蒸气压,在高温经挥发进入气相,被还原后沉降在大颗粒上,导致颗粒长大的过程
真密度颗粒质量用除去开孔和闭孔的颗粒体积除得的商值。真密度实际上就是粉末的固体密度
似密度又叫有效密度,颗粒质量用包括闭孔在内的颗粒体积去除得的相对密度粉末或压坯密度与对应材料理论密度的比值百分数
松装密度粉末在规定条件下自然填充容器时,单位体积内的粉末质量,单位为g/cm3
比形状因子将粉末颗粒面积因子与体积因子之比称为比形状因子
压坯密度压坯质量与压坯体积的比值
相对体积粉末体的相对密度(d=ρ/ρ理)的倒数称为相对体积,用β=1/d表示
粒度分布将粉末样品分成若干粒径,并以这些粒径的粉末质量(颗粒数量、粉末体积)占粉末样品总质量(总颗粒数量、总粉末体积)的百分数对
粒径作图,即为粒度分布;(一定体积或一定重量(一定数量)粉末
中各种粒径粉末体积(重量、数量)占粉末总量的百分数的表达称为
粒度分布)
粉末加工硬化金属粉末在研磨过程中由于晶格畸变和位错密度增加,导致粉末硬度增加,变形困难的现象称为加工硬化
雾化法利用高速气流或高速液流将金属流(其它物质流)击碎制造粉末的方法.二流雾化由雾化介质流体与金属液流构成的雾化体系称为二流雾化
快速冷凝将金属或合金的熔液快速冷却(冷却速度>105℃/s),保持高温相、获得性能奇异性能的粉末和合金(如非晶、准晶、微晶)的技术,
是传统雾化技术的重要发展
假合金两种或两种以上金属元素因不是根据相图规律、不经形成固溶体或化合物而构成的合金体系,假合金实际是混合物
保护气氛为防止粉末或压坯在高温处理过程发生氧化而向体系加入还原性气体或真空条件称为保护气氛
压制性粉末压缩性与成形性的总称
成形性粉末在经模压之后保持形状的能力,一般用压坯强度表示
压缩性粉末在模具中被压缩的能力称为压缩性,一般用压坯密度表示
粉末粒度一定质量(一定体积)或一定数量的粉末的平均颗粒尺寸成为粉末粒度
粉末流动性 50 克粉末流经标准漏斗所需要的时间称为粉末流动性。
孔隙度粉体或压坯中孔隙体积与粉体表观体积或压坯体积之比;
标准筛用筛分析法测量粉末粒度时采用的一套按一定模数(根号 2 )制备的金属网筛
弹性后效粉末经模压推出模腔后,由于压坯内应力驰豫,压坯尺寸增大的现象称作
单轴压制在模压时,包括单向压制和双向压制,压力存在压制各向异性密度等高线粉末压坯中具有相同密度的空间连线称为等高线,等高线将
压坯分成具有不同密度的区域
混合混合系指将不同成分的粉末混合均匀的过程
合批具有相同化学成分,不同批次生产过程得到的粉末的混合工序称为合批雾化介质雾化制粉时,用来冲击破碎金属流柱的高压液体或高压气体称为雾化介质
活化能发生物理或化学反应时,形成中间络合物所需要的能量称为活化能
平衡常数在某一温度、某一压力下,反应达到平衡时,生成物气体分压与反应物气体分压之比称为平衡常数
闭孔隙粉末颗粒中由质体包围、且不同外界连通的孔隙
比形状因子粉末颗粒面积形状因子与体积形状因子之比称为比形状因子
气相迁移细小金属氧化物粉末颗粒由于较大的蒸气压,在高温经挥发进入气相,被还原后沉降在大颗粒上,导致颗粒长大的过程
溶解析出物质通过固溶性质,固相物质经由固溶进入液相,形成饱和固溶体后继而析出,进行物质迁移的过程
露点在标准大气压下,气氛中水蒸汽开始凝结的温度,是其中水蒸汽与氢分压比的量度
烧结烧结是指粉末或压坯在低于主要组分熔点的温度下借助于原子迁移实现颗粒间联结的过程。
烧结驱动力烧结过程中驱使原子定向迁移的因素
热等静压把粉末压坯或把装入特制容器内的粉末体在等静高压容器内同时施以高温和高压,使粉末体被压制和烧结成致密的零件或材料的过程
冷等静压室温下,利用高压流体静压力直接作用在弹性模套内的粉末体的压制方法
团粒由单颗粒或二次颗粒依靠范德华力粘结而成的聚集颗粒
活化烧结系指能降低烧结活化能,使体系的烧结在较低的温度下以较快的速度进行、烧结体性能得以提高的烧结方法。(采用化学或物理的措
施,使烧结温度降低、烧结过程加快,或使烧结体的密度和其它性
能得到提高的方法称为活化烧结)
强化烧结是泛指能够增加烧结速率,或能够强化烧结体性能(合金化或抑制晶粒长大)的所有烧结过程
碳势某一含碳量的材料在某种气氛中烧结时既不渗碳也不脱碳,以材料中的碳含量表示气氛的碳势
内摩擦粉末颗粒之间的摩擦
外摩擦力粉末颗粒与模具(阴模内壁、模冲、芯棒)之间的因相对运动而出现的摩擦
制粒借助于聚合物的粘结作用将若干细小颗粒形成一团粒,减小团粒间的摩擦力,大幅度降低颗粒运动时的摩擦面积,增大运动单元的动力的过
程
拱桥效应(搭桥)颗粒间由于摩擦力的作用而相互搭架形成拱桥孔洞的现象
脱模压力使压坯从模中脱出所需的压力,与坯件的弹性模量,残留应变量即弹性后效及其与模壁之间的摩擦系数直接相关
温压系指粉末与模具被加热到较低温度(一般为150℃)下的刚模压制方法注射成形技术一种从塑料注射成形行业中引伸出来的新型粉末冶金近净成形技术,将粉末与热塑性材料均匀混合使成为具有良好流动性能(在一
定温度下)的流态物质,而后把这种流态物在注射成形机上经过一定
的温度和压力,注入模具内成形
表面扩散球表面层原子向颈部扩散。
蒸发-凝聚表面层原子向空间蒸发,借蒸汽压差通过气相向颈部空间扩散,沉积在颈部。
体积扩散借助于空位运动,原子等向颈部迁移。
粘性流动非晶材料,在剪切应力作用下,产生粘性流动,物质向颈部迁移。塑性流动烧结温度接近物质熔点,当颈部的拉伸应力大于物质的屈服强度时,发生塑性变形,导致物质向颈部迁移。
晶界扩散晶界为快速扩散通道。原子沿晶界向颈部迁移。
单元系粉末烧结纯金属、固定化学成分的化合物和均匀固溶体的粉末烧结体系,是一种简单形式的固相烧结。(单元系烧结是指纯金属或有固
定化学成分的化合物或均匀固熔体在固态下的烧结,过程不出现新