2009中南大学粉末冶金原理期末试题
粉末冶金试题
粉末冶金试题一、名词解释1、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2、比表面积：单位质量或单位体积粉末具有的表面积3、二次颗粒：4、假合金：两种或两种以上金属元素因不经形成固溶体或化合物构成合金体系通称为假合金，是一种混合物。
5、成形性：粉末在经模压之后保持形状的能力。
6、压缩性：粉末在模具中被压缩的能力称为压缩性。
7、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。
8、孔隙度：粉体或压坯中孔隙体积与粉体体积或压坯体积之比；9、松装密度：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10、弹性后效：11、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12、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 ）金属网筛。
13、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因入还原性气体或真空条件称为保护气氛。
14、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；15、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；16、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17、等静压制：是借助高压泵的作用把液体介质（气体或液体）压入耐高压的钢体密封容器内，高压流体的静压力直接作用在弹性模套内粉末上，使粉末体在同一时间内各个方法均匀受压而获得密度分布均匀和强度较高的压坯。
18、液相烧结：在具有两种或者多种组分的金属粉末或粉末压坯在液相和固相同时存在状态下进行的粉末烧结。
P13319、固相烧结：烧结过程中组元不发生融化的烧结；按其组元的多少它可分为单元系烧结和多元系烧结两类。
熔浸烧结：20、粉末粒度：21、热压烧结：22、活化烧结：23、机械法：24、物理化学法：25、烧结：二、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。
粉末冶金考卷及问题详解
专业课原理概述部分一、选择题（每题1分，共5分）1. 下列哪种方法不属于粉末冶金的基本工序？A. 制粉B. 成型C. 焊接D. 烧结A. 物理法B. 化学法C. 机械法D. 生物法A. 粉末颗粒间的粘结B. 孔隙度的降低C. 材料体积的膨胀D. 密度的提高4. 下列哪种粉末冶金产品不适合采用注射成型技术？A. 微型齿轮B. 复杂形状零件C. 大型结构件D. 精密仪器零件A. 蜡B. 纤维素C. 硼酸D. 铝合金二、判断题（每题1分，共5分）1. 粉末冶金工艺可以生产出任意复杂形状的零件。
（）2. 粉末冶金过程中，烧结是唯一使材料致密化的步骤。
（）3. 粉末冶金制品的力学性能一定低于相同成分的铸件。
（）4. 粉末冶金技术在航空航天领域有广泛应用。
（）5. 粉末冶金工艺中，制粉是一个步骤。
（）三、填空题（每题1分，共5分）1. 粉末冶金的基本工序包括____、____、____。
2. 常用的金属粉末制备方法有____、____、____。
3. 粉末冶金烧结过程中，会发生____、____、____等现象。
4. 粉末冶金成型方法主要有____、____、____等。
5. 粉末冶金制品具有____、____、____等优点。
四、简答题（每题2分，共10分）1. 简述粉末冶金的基本原理。
2. 什么是粉末冶金注射成型？它有哪些优点？3. 粉末冶金烧结过程中，影响材料性能的主要因素有哪些？4. 简述粉末冶金在航空航天领域的应用。
五、应用题（每题2分，共10分）1. 某一粉末冶金制品的原料为铁粉和铜粉，试分析其烧结过程中可能发生的化学反应。
2. 请设计一种粉末冶金工艺流程，用于生产微型齿轮。
3. 某粉末冶金制品在烧结过程中出现开裂现象，请分析可能的原因并给出解决措施。
4. 如何通过粉末冶金工艺提高制品的致密度？5. 论述粉末冶金在新能源汽车领域的应用前景。
六、分析题（每题5分，共10分）1. 分析粉末冶金制品在制备过程中可能出现的缺陷及其产生原因，并提出相应的解决措施。
粉末冶金考试题型题例
粉末冶金考试题型题例一、判断题1.粉末冶金技术已经有3000年的历史了。
2.粉末冶金工艺只能生产多孔材料。
3.粉末冶金工艺只能生产金属结构材料和制品。
4.古代的海绵铁是采用还原法生产的。
5.近代粉末冶金工业发展的第二阶段出现了含油轴承制品。
6.压制成形、挤压成形、注浆成形、热压注成形都适合制备金属制品。
7.国内目前应用最广泛的制Fe粉方法是双流雾化法。
8.气雾化粉末形状一般不规则，氧含量都较高。
9.水雾化粉末形状一般近于球形，但氧含量较高。
10.水雾化法比气雾化法制备金属粉末不容易氧化。
11.Taylor筛制的分度以400目筛孔尺寸0.074mm为基准。
12.粉末粒度的累计分布曲线是一条单调下降的曲线。
13.将单位质量粉末的总表面积称为体积比表面积。
14.金属粉末的杂质含量可用酸不溶法测量。
15.圆形度是指颗粒的实际周长与颗粒相同投影面积的圆的周长之比。
16.流变极限应力与出现裂纹前的最大变形量的乘积是粉末坯料的塑性指标。
17.粉末成形制坯时都需要施加压力。
18.陶瓷粉末压制成形的压力往往高于金属粉末成形的压力。
19.粉末轧制成形带坯厚度方向上的密度通常是不均匀的。
20.注浆成形适于制造几何形状复杂的大型零件。
21.粉末挤压成形也可以将粉末包套挤压。
22.粉末挤压成形产品壁厚可以很薄。
23.烧结是粉末冶金不可缺少的一道工序。
24.表面能大于晶界能是烧结的驱动力。
25.烧结系统自由能升高是粉末烧结过程的驱动力。
26.粉末挤压成形温度高于室温时称为热挤压法。
27.有些粉末冶金工艺中没有烧结工序。
28.烧结温度比烧结时间对烧结体性能的影响大。
二、填空题1.粉末冶金工艺中粉末准备工作的主要内容有、、等。
2.粉末颗粒最大投影面积为f，则其正方形名义径可表示为。
3.粉末的工艺性能包括、、等。
4. 圆柱体压坯高径比大，采用单向压制产品密度不均匀时，改善的方法有、、等。
5. 粉末颗粒有、和等几种聚集形式。
6. 粉末压制性是和的总称。
2009中南大学粉末冶金原理期末试题
2009年粉末冶金原理（二）期末试卷一术语解释：（每个5分，共20分）1.露点：在标准大气压下，气氛中的水汽开始凝结时的温度2.CIP：冷等静压3.弹性后效：指粉末压坯从模腔中脱出后所出现的尺寸胀大的现象4.烧结：粉末或粉末压坯在低于主要组分熔点的温度下，借助与原子迁移实现颗粒间连接的过程。
二．填空题：（每空1分，共20分）1.对于存在溶解—析出的液相烧结体系，化学位较高的部位是颗粒尖角处与细颗粒，而大颗粒表面和颗粒凹陷处是化学位较低的部分。
2.在粉末压制过程中，通过颗粒的滑动和转动实现粉末颗粒的位移。
3.在瞬时液相烧结过程中，前期发生液相烧结，而后期发生固相烧结。
4.粉末压坯的强度受控于颗粒之间的结合强度、颗粒之间的接触面积与残余应力大小。
5.烧结动力学主要考察烧结过程中物质的迁移方式和过程的进行速度。
6.对金属粉末而言烧结开始的标志是烧结体强度增加、导电性提高和表面积的减少，而不是烧结体发生收缩。
7.在粉末压制的过程中，通常存在着外摩擦力和内摩擦力，前者会导致压坯密度分布不均匀。
在CIP中，则无外摩擦力。
三．判断题：（10分）1.在烧结后期，表面扩散可导致闭孔隙球化与大孔隙长大。
（Y）2.在烧结后期，晶界扩散有利于孔隙球化，而表面扩散有利于孔隙消除。
（N）3.固相烧结时孔隙始终与晶界连接。
（N）4.为了提高铁基粉末压坯的强度，通常要掺加成形剂。
（N）5.YG10 粉末可采用粉末热挤压来成形相应的棒材。
（N）6.化学活化烧结的烧结机理与晶界扩散类似。
（Y）7.在单元系粉末烧结过程中作用在烧结颈表面的拉应力大小与烧结过程无光。
（N）8.金属粉末颗粒间的烧结颈长大是颈部的过剩空位向颗粒内部扩散的结果。
（Y）9.根据双球烧结模型，粉末颗粒之间的烧结颈向颈部表面长大是因为颈部受到了拉应力的作用。
（Y）10.烧结气氛仅起保护作用。
（N）四．问答题：（40分）1.理想液相烧结的三个基本条件是什么？它们在液相致密化过程中有何作用？（8分）答：1）液相与固相之间的润湿性良好（2分）；这是液相烧结能进行的前提。
粉末冶金期末复习题-155
P/M 题库填空题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。
20.100目的粉末的粒度为：150微米。
21.粉末体中的孔隙包括一次孔隙、二次孔隙、拱桥效应孔隙。
22.影响压制过程中粉末位移的因素有：颗粒的显微硬度、润滑条件、粉末颗粒之间的摩擦、粉末形状、粉末体间可填充的体积、颗粒表面粗糙度23.颗粒变形的三种主要形式为：塑性变形、脆性断裂、弹性变形24.实际粉末位移变形的复杂性体现在：不同粉末的位移，变形规律不同、位移与变形总是同时发生、模压成形不能得到完全致密压坯25.压制时的总压力可以分为：净压力和压力损失26.减小模具的压力损失可以：添加润滑剂、提高模具硬度和光洁度、改善工艺技术采用双面压制。
粉末冶金材料试题和答案
粉末冶金材料工程硕士考试题一、简述提高粉末冶金结构材料密度的可能途径及其特点。
答：1、在粉末中加入适量成形剂和润滑剂。
原料粉末中的成形剂和润滑剂能有效减少压制过程中粉末之间的摩擦力，从而降低压力损失，2、润滑模壁、芯杆。
对模壁和芯杆进行润滑可以有效降低模具与粉末之间的摩擦力，降低压力损失，从而提高压坯密度和最终产品的密度。
3、提高压制压力。
在一定的范围内，压坯的密度随压制压力的提高而提高，因此提高压制压力能提高压坯密度。
但是压制压力过高会使模具损害加剧，降低模具的使用寿命，并对压机有一定的损害。
4、采用多向压制、流动温压、高温温压、热冷等静压、高速压制等成形方式，可以在一定程度内提高产品的密度，并且可以提高产品密度分布的均匀性。
5、提高烧结温度。
在一定范围内提高烧结温度可以提高烧结产品的密度，但过高的烧结温度会使烧结炉寿命减少，并且还有可能造成产品的过烧和/或晶粒粗大，从而使产品性能降低或报废。
6、采用压力烧结，在烧结过程中提高气氛压力，可提高产品密度。
7、采用强化活化烧结，增加烧结液相，减少产品孔隙度，提高产品密度。
8、采用熔渗、复压复烧等方式。
熔渗和复压复烧等方式也能在一定程度范围内提高烧结产品的密度，但熔渗产品的尺寸精度不易控制，复压复烧工序较多，增加了成本。
二、试分析常规液相烧结与超固相线液相烧结的异同。
答：粉末液相烧结具有两种或多种组分的金属粉末或粉末压坯在液相和固相同时存在状态下进行的粉末烧结。
此时烧结温度高于烧结体中低熔成分或低熔共晶的熔点。
由于物质通过液相迁移比固相扩散要快得多，烧结体的致密化速度和最终密度均大大提高。
液相烧结工艺已广泛用来制造各种烧结合金零件、电接触材料、硬质合金和金属陶瓷等。
根据烧结过程中固相在液相中的溶解度不同，常规液相烧结可分为3种类型。
(l)固相不溶于液相或溶解度很小，称为互不溶系液相烧结。
如W一Cu、W一Ag 等假合金以及A12O3一Cr、A12O3一Cr一Co一Ni、A12O3一Cr- W、BeO一Ni等氧化物一金属陶瓷材料的烧结。
2009年度上学期(09.12)
中南大学考试试卷物理化学 课程48学时3学分考试形式：闭卷专业年级： 化工、应化、制药、粉体、材化、矿物 08级总分100分，占总评成绩70 %、单选题(每题2分，共24 分)1. 1 mol 理想气体，从始态 (p , V , T )出发，分别进行⑴恒温可逆膨胀和⑵绝热可逆膨胀过 程，若两过程所达到的末态体积相同，则两过程体积功的关系是2. 在T 和p ©下，C (石墨)+ O 2(g) === CO 2(g)的反应热为△ r H m °(T)。
下列说法中 不正确的是©(A )△ r H m (T)是CO 2(g)在温度T 下的标准生成焓(C )△ r H m ®(T)是C (石墨)在温度T 下的标准燃烧焓该反应的反应热6.下列针对偏摩尔量的描述， 不正确的是偏摩尔量是体系某种容量性质的一种偏微分体系中某组分的偏摩尔G ibbs 自由能就是该组分的化学势 7•恒温恒压下由纯组分形成理想溶液，下列各量中为零的是8. 关于溶液中某组分的活度及活度系数， 不正确的是2009 -- 2010 学年上学期时间110分钟(A )| W ⑴ | = | W ⑵ |(C ) | W ⑴ | < | W ⑵ | (D )无法确定0 0(B )A r H m (T) = △ r U m (T)(3(3(D )△ r H m (T) > △ r U m (T)3.在确定的T 、p 下，无论用什么手段进行一个 A + B === C 的反应, 若反应的厶r H m > 0 ,则(A )大于零(B )小于零 (C )视反应手段而定 (D )等于零4.某单组分体系的 V m (l) > V m (S ), 当体系的压力升高时，其熔点将 (A ) 升高(B )降低(C )不变(D )不确定5.使用热力学判据厶G T ,P ,W '0 < 0 判别某过程方向时，下标 P 所表示的是 (A )体系中每一组分的分压(B )体系的总压(C )外压(D )标压p © (B) 偏摩尔量是体系的强度性质，状态函数(C ) 体系的偏摩尔量可正、可负、亦可为零(D) (A ) A mix G(B) A mix S (C ) A mix H(D) A mix A（A ）活度相当于是校正浓度，但无量纲（B ）活度及活度系数的大小与参考态的选择有关（C）理想溶液中各组分的活度系数皆为1（D ）活度及活度系数的大小与标准态的选择有关9. 化学反应等温式厶r G m = △ r G m® + RT InJ a ,当选取不同标准态时，反应的厶「G m®将改变，该反应的厶r G m和J a将（）（A ）都随之改变（B）都不改变（C）J a变，△ r G m不变（D）J a不变，△ r G m变10. 在等温等压下，当反应的△r G m®= 5kJ mol-1时，该反应能否（）（A ）能正向自发进行（B）能逆向自发进行（C）不能判断（D）不能进行11. 通常条件下的二组分体系中，最多共存的相有（）（A ）3相（B）4相（C）5相（D）6相12. CuSO4与水可生成CUSO4H2O, CuSO4 3H2O和CUSO4 5H2O三种水合物，在一定压力下与CuSO4水溶液和冰共存的含水盐有（）（A）3种（B）2种（C） 1 种（D）0种二、填空题（每空1分，共16分）1. 某理想气体一从始态出发，分别进行绝热可逆膨胀和绝热不可逆膨胀，若两过程所达到的末态压力相同，则末态温度T可逆__________________ T不可逆，而体系的焓变△ H可逆_________________ △ H不可逆。
粉末冶金原理习题库
粉末冶金原理习题库粉末制备习题* 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/50g325021BET表面积m2/g 区分数据全所对应的制备方法，且分析求证你的答案。
* 当用电解法制备合金粉末时，会遇到什么困难？* 在旋转圆盘雾化时，首先形成了长40μm、直径μm圆筒体，能形成几个等尺寸的球形颗粒。
如果该薄片圆筒体分开时，能形成几个等直径的球形颗粒* 为什么不能采用H2还原氧化Al制备Al 粉？* 球磨脆性粉末时，输入的总功与粉末粒径的1/2方成正比，当粉末10μm减少到粒径1μm时，能量变化有多大？* 提供一种原因释气体雾化时，如果平均粉末粒度减少，粒度分布区域将会变窄。
中南大学钢铁冶金期末考试试卷
填空：年世界粗钢产量是 亿吨烧结矿还原性能的表示方法：☞♏含量球团烧结的固结机理：晶桥联结，固相烧结固结，液相烧结固结铁矿粉造球的加水原则：滴水成球，雾水长大，无水压紧烧结抽风过程分为五层：烧结矿层，燃烧层，预热层，干燥层，过湿层。
高炉的产品，副产品及其大概产量：产品：生铁；副产品：炉渣和高炉煤气；产量：单位生铁渣量在 ♦之间，单位生铁煤气量在 ❍ 。
富氧鼓风要和喷吹燃料相结合才能获得良好的效果。
铁的直接还原度与作为发热剂消耗的碳量的关系是发热剂消耗的碳量随直接还原度的增加而增加。
高炉精料内容可以归纳为高、稳、熟、小、匀、净。
根据物料形态高炉分为块状带、软熔带、滴落带、燃烧带、渣铁盛聚带五个区域 高炉五大辅助系统是原料供应系统、送风系统、煤气净化除尘系统、渣铁处理系统、高 炉喷吹系统焦炭在高炉中的作用是燃料、还原剂、料柱骨架、生铁渗碳的碳源。
通常可用铁的 ☯♓ 含量表示炉温。
表征高炉冶炼产量与消耗的三个重要指标之间的关系：高炉有效容积利用系数 冶炼强度 焦比☐❒♏⌧工艺熔炼造气炉的作用 制造还原气、熔化、终还原 。
☟✡☹Ⅲ工艺还原气体以什么作为裂化剂制取的：水蒸汽炼钢的基本任务：脱硫、脱碳、脱磷、脱氧，去除有害气体和非金属夹杂物，提高温度和调整成分钢种气体指的是什么：溶解在钢中的氢和氮炼钢的氧化剂有：氧气、铁矿石、氧化铁皮转炉烟气的回收方法为燃烧法和未燃法，回收效果。
☎未知✆一般来说，转炉里每氧化 的碳可使钢水升温？？？☎未知✆电炉炼钢使用 ✋的主要问题是 渣量大 能耗高电炉内炉料的熔化过程可分为 起弧期 穿井期 主熔化期 熔末升温期电炉的功率级别划分为 普通功率（小于 ✞✌♦） 高功率和超高功率（大于 ✞✌♦）转炉常用造渣方法：单渣法，双渣法，双渣留渣法铁水物理热占总热量的 传统电炉氧化法包括 补炉、装料、熔化、氧化、还原、出钢 六个阶段主要的废钢预热方法：料篮式，双炉壳式，竖炉型，多级竖炉式，连续加料式主要的不锈钢冶炼方法有 真空吹氧脱碳法（✞法） 、氩氧脱碳法（✌法） 、其他冶炼方法 炉外精炼主要手段有渣洗、真空（或气体稀释）、搅拌、喷吹和加热（调温）等五种。
中南大学粉末冶金新技术考试题
1 以Ti-6Al-4V(TC4)合金为例，请列举2-3种从粉末合金到致密零部件成形的粉末冶金工艺，并简介各工艺的优缺点和适用性。
2 如果制备高致密的Al-30%(vol.)SiC复合材料，请选择2种工艺，如何保证力学性能优于铸锻材料。
方法一：对SiC颗粒进行表面预处理的方法。
最常用的表面处理方法有高温氧化、酸洗、表面涂层等方法，这里主要介绍高温氧化后再酸洗的方法对SiC颗粒进行表面处理。
SiC颗粒在高温氧化时，尖角处的活性高于平滑处的活性，氧化时尖角处的氧化程度比平面处的氧化程度严重，使原先的尖角被钝化。
SiC颗粒经高温氧化后再酸洗，其形状比原始态SiC颗粒的形状光滑，在复合材料中表现为界面光滑、平直及无界面反应产物的干净界面，这种界面减少了裂纹生成的概率，大大减小了棱角处的热残余应力和应变的集中现象，提高了裂纹生成能，延缓了裂纹的生成。
氧化态样品中的SiC颗粒表面元素偏聚最严重；在所有表面处理的样品中，酸洗态样品中SiC颗粒表面覆盖的基体合金层厚度最大，这可能是由于洁净的SiC/ Al 界面的结合强度比较高，结合较为牢固；稀疏处的SiC颗粒表面覆盖的基体合金层厚度比密集处的SiC颗粒表面覆盖的基体合金层厚度小。
由上可知，复合材料的断裂主要表现为增强相从基体中被拔出，且外面覆盖一层基体合金的基体延性断裂，而颗粒的断裂和基体的热应力断裂方式较少。
方法二：当Al-30%(vol.)SiC复合材料中混入一定量大粒豆状延性金属铝后，总体材料的断裂韧性可通过延性金属变形对断裂能的吸收及对裂纹尖端的屏蔽作用而得到有效改善。
因此，在复合材料中使SiC颗粒适当聚集分布，促进大颗粒铝合金基体的形成，则在铝合金颗粒的增韧作用下，可使材料韧性得以提高。
工艺过程如下：实际制作复合材料时应把颗粒经钝化处理，消除过小的尖角，同时保留一定角度也是材料增强的因素。
随颗粒角度的减小及体积分数的增加，复合材料的弹性模量有增大的趋势。
粉末冶金原理期末复习题库
粉末冶金原理期末复习题库一、选择题1. 粉末冶金是一种通过粉末压制和烧结来制造材料或零件的技术，以下哪项不是粉末冶金的特点？A. 高密度B. 可制造复杂形状C. 无需锻造D. 材料浪费少2. 粉末冶金中，粉末的粒度对材料的哪些性质有影响？A. 烧结温度B. 机械性能C. 粉末流动性D. 所有以上3. 在粉末冶金中，烧结温度的高低会影响以下哪些因素？A. 材料的孔隙率B. 材料的强度C. 材料的硬度D. 所有以上4. 粉末冶金中的粉末制备方法包括哪些？A. 机械粉碎B. 化学气相沉积C. 电解D. 所有以上5. 粉末冶金中，哪种烧结方式可以制造出接近全密度的材料？A. 常压烧结B. 热压烧结C. 冷压烧结D. 真空烧结二、填空题6. 粉末冶金中，________是指粉末颗粒之间的结合力。
7. 粉末冶金材料的孔隙率可以通过________来降低。
8. 粉末冶金中，________是指粉末颗粒在压制过程中的重新排列和变形。
9. 粉末冶金制品的机械性能可以通过________来提高。
10. 粉末冶金中，________是指在粉末颗粒之间形成金属键的过程。
三、简答题11. 简述粉末冶金在工业应用中的优势。
12. 解释粉末冶金中的“粉末流动性”及其重要性。
13. 描述粉末冶金中烧结过程的基本原理。
14. 粉末冶金中如何通过控制烧结条件来获得所需的材料性能？15. 粉末冶金制品在哪些领域有广泛的应用？四、计算题16. 假设有一批粉末冶金材料，其原始密度为ρ0，烧结后密度为ρ1，烧结温度为T，试计算烧结后材料的孔隙率。
17. 如果粉末冶金材料的原始粉末粒度为d0，经过压制后粒度变为d1，试计算压制过程中粉末颗粒的变形率。
五、论述题18. 论述粉末冶金技术在航空航天领域的应用及其重要性。
19. 分析粉末冶金技术在环保和可持续发展方面的优势。
20. 讨论粉末冶金技术在新材料开发中的潜力和挑战。
六、案例分析题21. 某粉末冶金工厂在生产过程中遇到了材料强度不足的问题，请分析可能的原因并提出解决方案。
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2.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.3. 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.4. 机械制粉的方法分为机械研磨、漩涡研磨和冷气流研磨.5. 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μm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.粉体分类：A. 粉末中能分开并独立存在的最小实体称为单颗粒.B. 单颗粒如果以某种方式聚集,就构成二次颗粒.2. 聚集体、絮凝体、团聚体的划分答：A. 聚集体：通过单颗粒聚集得到的二次颗粒被称为聚集体；B. 絮凝体：用溶胶凝胶方法制备的粉末,是一种由单颗粒或二次颗粒结合成的更松软的聚集颗粒；C. 团聚体：由单颗粒或二次颗粒依靠范德华引力的作用下结合而成的粉末颗粒,易于分散.3.粉末的物理性能包括：颗粒形状与结构、颗粒大小与粒度组成、比表面积、颗粒的密度、显微硬度、光学和电学性质、熔点、比热容、蒸汽压等热学性质,由颗粒内部结构决定的X射线、电子射线的反射和衍射性质,磁学与半导体性质.4.粉末的工艺性能包括松装密度、振实密度、流动性、压缩性与成形性.A.松装密度：粉末在规定条件下自然充填容器时,单位体积内自由松装粉末体的质量（g/cm3）.B.振实密度：粉末装于振动容器内,在规定条件下,经过振动敲打后测得的粉末密度.C.流动性：一定量粉末(50g) 流经标准漏斗所需的时间,单位为（s/50g）.D.压缩性：粉末在压制过程中被压紧的能力.在规定的模具和润滑条件下加以测定,用在一定的单位压制压力（500MPa）下粉末所达到的压坯密度表示.E.成形性：压制后,粉末压坯保持形状的能力.用压坯强度表示.5. 粉末粒度：以mm或μm的表示的颗粒的大小称颗粒直径,简称粒径或粒度.粒度组成：具有不同粒径的颗粒占全部粉末的百分含量称粉末的粒度组成,又称粒度分布 .6.粉末比表面积的测定方法：A. 气体吸附法 B. 透过法（气体透过法、液体透过法)7.粉体粒度大小、形状对粉体性能的影响答: 颗粒的形状直接影响粉末的流动性、松装密度、气体透过性、另外对压制性与烧结性及烧结体强有显着影响；细粉末易“搭桥”和粘附妨碍颗粒相互移动,故松装密度减小；粒度范围窄的粗细粉末松装密度都很低,当粗细粉末按一定比例混合后,可获得大的松装密度.第三章1.原料的各种预处理及其作用答：（1）退火：可使氧化物还原,降低碳和其他杂质的含量,提高粉末的纯度；同时还能消除粉末的加工硬化、稳定粉末的晶体结构.（2）混合：将两种或两种以上不同成分的粉末混合均匀,有利于烧结的均匀化.（3）筛分：目的在于把大小不同的原始粉末进行分级.（4）制粒：目的是将小颗粒的粉末制成大颗粒或团粒的工序,常用来改善粉末的流动性.（5）加成形剂、润滑剂：成形剂是为了提高压坯强度或为了防止粉末混合料离析而添加的物质；润滑剂是为了降低压形时粉末颗粒与模壁和模冲间摩擦、改善压坯的密度分布、减少压模磨损和有利于脱模.2.粉末变形形式：（1）弹性变形（2）塑性变形（3）脆性断裂3.影响压坯密度分布不均匀的因素及其改进方法答：压力损失是造成压坯密度分布不均的主要因素.改进方法：（1）降低压坯的高径比.（2）采用模壁光洁度很高的压模并在模壁上涂润滑油,能减少外摩擦系数,改善密度分布.（3）可采用双面压制法来改善密度分布的不均.（5）还可采用利用摩擦力的压制方法.4.弹性后效：在压制过程中,当除去压制力并把压坯压出亚模后,由于内应力的作用,压坯发生弹性膨胀,这种现象称为弹性后效.产生弹性膨胀的原因：粉末体在压制过程中受到压力作用后,粉末颗粒发生弹塑性变形,从而在压坯内部聚集很大的内应力—弹性内应力,其方向与颗粒所受的外力方向相反,力图阻止颗粒变形.当压制压力消除后,弹性内应力便要松弛,改变颗粒的外形和颗粒间的接触状态,这就使粉末压坯产生了膨胀.5.压制过程中力的分析：（1）应力和应力分布净压力（P1）：使粉末产生位移、变形、克服粉末的内摩擦；压力损失（P2）：克服粉末颗粒与模壁之间外摩擦的力.（2）A.侧压力:压制过程中由垂直压力所引起的模壁施加于压坯的侧面压力.B.模壁摩擦力.（3）脱模压力：使压坯由模中脱出所需的压力.（4）弹性后效6. 影响压制过程的因素答：(1)粉末性能对压制过程的影响.（粉末本身的硬度和可塑性、粉末的摩擦性能、粉末纯度、粒度及粒度组成、形状、松装密度等）(2)润滑剂和成形剂的影响.(3)压制方式的影响（加压方式、加压保持时间、振动压制、磁场压制等）.7. 压坯密度的分布：压坯中密度分布的不均匀性.第四章1.特殊成形的种类及各自的原理答：（1）等静压成形：在高温高压密封容器中,以高压氩气为介质,对其中的粉末或待压实的烧结坯料(或零件)施加各向均等静压力,形成高致密度坯料(或零件)的方法. 理论根据：帕斯卡原理关于液体传递压强的规律.（2）粉末连续成形：粉末在压力作用下由松散状态经过连续变化而成为具有一定密度、强度以及所需尺寸形状压坯或制品的过程.（3）粉浆浇注成形：将粉末预先制成悬浮液或糊状物,然后注入石膏模具中的粉末成形方法.（4）粉末注射成形：将粉末与热塑性材料（如聚苯乙烯）均匀混合使成为具有良好流动性能的流态物质,而后把这种流态物质在注射成形机上经一定的温度和压力,注入温度较低的模具内成形.（5）爆炸成形：板料在炸药爆炸瞬间产生的冲击波作用下高速成形的方法.第五章1. 烧结：指粉末或压坯,在适当的温度和气氛条件下加热所发生的现象或过程.烧结系统的分类：（1）单元系烧结：纯金属或化合物在其熔点以下的温度进行的固相烧结.（2）多元系烧结：A. 多元系固相烧结：由两种及以上的组分构成,在低熔组分的熔点以下进行的烧结过程.B. 多元系液相烧结：以超过系统中低熔组分熔点的温度进行的烧结过程.2.烧结机构的内涵及分类：（1）内涵：研究烧结过程中各种可能的物质迁移方式及速率.（2）分类：A. 表面迁移：S—S B. 宏观迁移：V—V C. 粘性流动 D. 塑性流动 E. 晶界扩散 F. 位错管道扩散3.影响烧结的因素:(1) 结晶构造与异晶转变 (2) 粉末活性 (3) 外来物质 (4) 压制压力.4.液相烧结所需满足的条件：（1）满足润湿条件,即润湿角θ<90. （2）固相在液相中有一定的溶解度.5.影响液相烧结过程的因素：（1）粒度（2）颗粒形状（3）粉末颗粒内开孔隙（4）粉末的化学计量（5）低熔点组元的分布均匀性（6）低熔组元的含量（7）压坯密度（8）加热与冷却速度（9）温度与时间（10）气氛6.烧结气氛的作用：（1）防止或减少周围环境对烧结产品的有害反应,从而保证烧结顺利进行和产品质量稳定. （2）排除有害杂质,如吸附气体、表面氧化物或内部夹杂,提高烧结动力,加快烧结速度,而且能改善烧结制品的性能. （3）维持或改变烧结材料中的有用成分,这些成分常常能与烧结金属生成合金或活化烧结过程.7.烧结气氛的分类：氧化性气氛、还原性气氛、惰性或中性气氛、渗碳气氛、氮化气氛.8.活化烧结：指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.9.热压烧结：把粉末装在模腔内,在加压的同时使粉末加热到正常烧结温度或更低一些的温度,经过较短时间烧结成致密而均匀的制品.。
中南大学粉末冶金研究院 硕士研究生入学考试 粉末冶金原理 历年真题大题
2000四、问答1、压制一直径为38mm的圆柱体Fe基零件压坯，已知Fe粉的径向弹性后效为0.2%，烧结径向收缩率为0.3%，试计算阴模内径尺寸为多少？D（1+0.2%）（1-0.3%）=38D=38.04mm2、简述烧结机械零件与材料的分类，说明其中各类材料的基体类型及适用场合有哪些？烧结机械零件与材料的分类：烧结结构材料、烧结减摩材料、烧结摩擦材料烧结结构零件:烧结铁基材料:烧结铁,碳钢,合金钢,不锈钢烧结铜基材料:烧结青铜,黄铜,Cu-Ni合金,弥散强化烧结铝基材料:烧结铝合金,弥散强化铝烧结镍基材料:烧结钛基材料:烧结减摩零件:多孔轴承:铁基,铜基,铝基,不锈钢基固体自润滑材料:铁基,铜基,银基,双金属烧结摩擦零件:铜基摩擦零件:铁基摩擦零件:碳-碳复合材料:陶瓷基复合摩擦材料;用于干摩擦式离合器和制动器的关键材料.？？3、欲制造Cu基结构零件、Cu基电工触头和Cu基过滤器三种粉末冶金零件，其原料Cu粉应分别采用哪种制粉方法？为什么？Cu基结构零件：雾化法（水雾化）；颗粒形状不规则，颗粒间机械啮合，压坯强度也大。
Cu基电工触头：电解法；纯度高，导电性能好。
Cu基过滤器：雾化法（气雾化）；颗粒近球形，粒子尺寸均匀，高输出体积4、说明粉末注射成形的工艺流程，它对原料粉末有何要求？流程中的关键工序及注意事项是什么？工艺流程：粉末（金属或陶瓷） + 粘结剂及添加剂↓↓原料↓↓↓粉末零件粉末注射成形常用的粉末颗粒一般在2-8um，一般小于30um，粉末形状多为球形，颗粒外形比最好在1-1.5之间，具有相当宽或窄的粒度分布，填充密度较高。
注射成型是整个工艺流程的关键工序，注射成形时，对可能产生缺陷的控制应从两个方面进行考虑：（1）注射温度、压力、时间等工艺参数的设定；（2）填充是喂料在模腔中的流动控制。
？？5、运用挥发-沉淀长大机理，说明H2还原WO3制取细W粉时应如何控制工艺条件？（1）原料：A 粒度：当采用WO3时，其粒度与还原钨粉粒度间的依赖性不太明显，而主要取决于WO2的粒度。
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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平均粒度μm 48 25 40松装密度g/cm3 2.8 1.7 4.4振实密度g/cm3 3.3 2.4 4.7流速 s/50g 32 50 21BET表面积m2/g 0.014 0.063 0.017区分数据全所对应的制备方法，且分析求证你的答案。
* 当用电解法制备合金粉末时（如黄铜“铜—锌合金”），会遇到什么困难？* 在旋转圆盘雾化时，首先形成了长40μm、直径5.3μm圆筒体，能形成几个等尺寸的球形颗粒。
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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lnun以上的称为（致密体）,0.1 urn 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，因此研究粉末体吋，应分别研究屈于（单颗粒）、（粉末体）及（粉末体的孔隙）等的性质。
12.粉末在压制过程中，粉末的变形包括（弹性变形）、（塑性变形）和（脆性变形）。
13.通常等静压按其特性分成（冷等静压）和（热等静压）。
14.烧结过程有自动发生的趋势。
从热力学的观点看，粉末烧结是（系统自由能减小）的过程，即烧结体相对于粉末体在一定条件下处于（能量较低）状态。
试题样卷粉末冶金原理试题（3）
试题样卷粉末冶金原理试题（3）试题样卷（三）一、名词解释：临界转速，孔隙度，比表面积，松装密度，标准筛（ 10 分）弹性后效，单轴压制，密度等高线，压缩性，合批：（ 10 分）二、分析讨论：1 、分析粉末冶金过程中是哪一个阶段提高材料利用率，为什么？试举例说明。
（ 10 分）2 、气体雾化制粉过程可分解为几个区域，每个区域的特点是什么？（ 10 分）3 、分别分析单轴压制和等静压制的差别及应力特点，并比较热压与热等静压的差别。
（ 10 分）4 、分析还原制备钨粉的原理和钨粉颗粒长大的因素。
（ 10 分）三、分析计算：1 、一压坯高度是直径的三倍，压力自上而下单向压制，在压坯三分之二高度处压力只有压坯顶部压力的四分之三，求压制压力为500Mpa 时，压坯三分之一高度和压坯低部的压制压力？（ 10 分）2 、若用镍离子浓度为 12 克 / 每摩尔（ g/mol ）的硝酸镍做电解液制取镍粉时，至少需要多大的电流密度才能够获得松散粉末？（ 10 分）四、问答：1 、什么是假合金，怎样才能获得假合金？（ 10 分）2、氧化铁氢还原方法制备还原铁粉：FeO+H 2 =Fe+H 2 O平衡常数： LgKp=-1000/T+0.5, Kp=P H2O /P H2讨论还原温度分别为 500 o C ， 600 o C ， 700 o C 时，平衡常数变化趋势和温度对还原的影响。
（ 10 分）参考答案一、名词解释：临界转速，孔隙度，比表面积，松装密度，标准筛（ 10 分）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；孔隙度：粉体或压坯中孔隙体积与粉体体积或压坯体积之比；比表面积：单位质量或单位体积粉末具有的表面积松装密度：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 ）金属网筛弹性后效，单轴压制，密度等高线，压缩性，合批：（ 10 分）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压缩性：粉末在模具中被压缩的能力称为压缩性合批：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二、分析讨论：1 、分析粉末冶金过程中是哪一个阶段提高材料利用率，为什么？试举例说明。
中南大学冶金原理题库
中南大学冶金原理题库第一篇冶金熔体第一章概述1(什么是冶金熔体,它分为几种类型,2(何为熔渣,简述冶炼渣和精炼渣的主要作用。
3(什么是富集渣,它与冶炼渣的根本区别在哪里,4(试说明熔盐在冶金中的主要应用。
5(熔锍的主要成分是什么,6(为什么熔盐电解是铝、镁、钠、锂等金属的惟一的或占主导地位的生产方法, 第二章冶金熔体的相平衡1(在三元系的浓度三角形中画出下列熔体的组成点，并说明其变化规律。
X:A 10%，B 70%，C 20%;Y:A 10%，B 20%，C 70%;Z:A 70%，B 20%，C 10%;若将3kg X熔体与2kg Y熔体和5kg Z熔体混合，试依据杠杆规则用作图法和计算法求出混合后熔体的组成点。
2(试找出图2-44所示的三元系相图中的错误，说明原因并更正。
3(图2-45是生成了一个二元不一致熔融化合物的三元系相图(1)写出各界线上的平衡反应;(2)写出P、E两个无变点的平衡反应;(3)分析熔体1、2、3、4、5、6的冷却结晶路线。
4(某三元系相图如图2-46中所示，AmBn为二元不一致熔融化合物。
试分析熔体1、2、3的冷却结晶过程。
5(图2-47为生成一个三元化合物的三元相图，(1)判断三元化合物N的性质;(2)标出边界线的温度降低方向;(3)指出无变点K、L、M的性质，写出它们的平衡反应;(4)分析熔体1、2的冷却过程。
6(试分析图2-23熔体3、4、5、6的冷却过程。
7(试根据CaO-SiO2-A12O3系相图说明组成为(wB / %)CaO 40.53，SiO232.94，A12O3 17.23，MgO 2.55的熔渣冷却过程中液相及固相成分的变化。
8(试根据图2-30绘制CaO- A12O3- SiO2三元系1500?C时的等温截面图。
9(给出CaO-SiO2-FeO系相图中1500?C的等温截面图，标出各相区内的相平衡关系。
组成为(wB / %)CaO 45、SiO2 25、FeO 20的熔渣在此温度下析出什么晶相,怎样才能使此熔渣中的固相减少或消除?10(假定炉渣碱度为= 2。
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致粉末填充能力降低，造成粉末压坯的密度分布不均匀而难以成形
（1.5分）。
5． 分析题：（10分）
1.
有两种铁基粉末与，其中硬脂酸锌添加量相同，在
600MPa下于Ø20的模具中采用相同压制方式分别成形。
请您判断：脱模后，两种粉末对应的压坯强度与压坯密
度有无差异？为什么？
注：1) ：Fe-1Cu-0.8C；：Fe-1Cu-0.3C；2)两者的铁粉、铜
粉与石墨粉性质完全相同
答：有差异（3分），因为：
1）压坯密度：粉末的压坯密度低于粉末（1分），因粉末中石墨含
量为0.8%，高于粉末中的0.3%（1分），而石墨是一种低密度固体，且
其弹性模量高（1分），不能通过塑性变形实现压坯致密化，且弹性后
效也大（1分），故其对应的压坯密度较低；
2）压坯强度：粉末的压坯强度低于粉末（1分），因粉末中石墨含
3）忽略粉末与模壁之间的摩擦（1.5分）。
3. 为什么温压能较大幅度提高铁基粉末压坯的密度？（7
分）
答：1）在温压温度下铁粉颗粒加工硬化程度和速度降低，颗粒的塑性
变形能力改善（1分），铁基粉末的塑性变形阻力降低（1分）。
2）温压用润滑剂在温压时能有效降低粉末与模壁之间的摩擦力（1
分）和颗粒间摩擦力（1分），前者有利于提高作用在粉末体上的有效
量为0.8%，高于粉末中的0.3%，而石墨的弹性模量高（1分），分布在
金属颗粒间的石墨颗粒阻碍金属颗粒之间的结合，导致金属颗粒之间的
有效结合强度的降低（1分），故粉末得压坯强度较高。
2． 填空题：（每空1分，共20分）
1. 对于存在溶解—析出的液相烧结体系，化学位较高的部位是颗粒尖
角处与细颗粒，而大颗粒表面和颗粒凹陷处是化学位较低的部分。
2. 在粉末压制过程中，通过颗粒的滑动和转动实现粉末颗粒的位移。
3. 在瞬时液相烧结过程中，前期发生液相烧结，而后期发生固相烧
结。
4. 粉末压坯的强度受控于颗粒之间的结合强度、颗粒之间的接触面
相连接（1分），晶界迁移时受到孔隙的阻碍作用（1分）。
3） 分布在颗粒表面上的硅酸盐等夹杂物（1分），在随后*（1分）也
阻碍晶界迁移（1分）。
5. 表面迁移方式有哪些？基于双球几何模型，简述其物质的
具体迁移方式（图示说明也可）。（5分）
答：表面迁移包括：1）表面扩散（1分），原子迁移在颗粒表面进行
压力（1分），后者有利于颗粒重排（1分），便于提高粉末颗粒的堆积
密度（1分），故温压能大幅度提高铁基粉末压坯密度。
4. 简述经固相烧结的粉末烧结钢的晶粒较同成分的铸钢细
小的原因。（8分）
答：1）烧结温度远低于熔炼温度（特别是凝固温度），晶粒长大所需
Байду номын сангаас
的动力学条件之一的温度条件得以大幅度削弱（2分）
2） 孔隙与夹杂物阻碍了烧结过程中的晶界迁移（1分），孔隙与晶界
1. 理想液相烧结的三个基本条件是什么？它们在液相致密
化过程中有何作用？（8分）
答：1）液相与固相之间的润湿性良好（2分）；这是液相烧结能进行的
前提。液相能沿固相颗粒表面铺展、充分包覆固相颗粒，由固/液界面
取代固/汽界面和液/液界面，前者有利于致密化而后者颗粒重排阻力（1
分）
2）固相在液相中能有限地溶解于液相中或存在一定的溶解度（2
1. 在烧结后期，表面扩散可导致闭孔隙球化与大孔隙长大。
（Y）
2. 在烧结后期，晶界扩散有利于孔隙球化，而表面扩散有利于孔隙消
除。 （N）
3. 固相烧结时孔隙始终与晶界连接。
（N）
4. 为了提高铁基粉末压坯的强度，通常要掺加成形剂。
（N）
5. YG10
粉末可采用粉末热挤压来成形相应的棒材。
（N）
6. 化学活化烧结的烧结机理与晶界扩散类似。
分）可以增加液相数量和改善润湿性，降低颗粒重排阻力，便于致密
化；固相颗粒表面光滑化和球化，降低颗粒重排阻力（1分）
3）足够的液相体积分数或数量（1分）；减少固/液相接触机会，
降低颗粒重排阻力（1分）
2. 巴尔申压制方程的三个基本假设是什么？（5分）
答：1）将粉末体看成虎克体（2分）；
2）忽略粉末颗粒加工硬化（1.5分）；
积与残余应力大小。
5. 烧结动力学主要考察烧结过程中物质的迁移方式和过程的进行速
度。
6. 对金属粉末而言烧结开始的标志是烧结体强度增加、导电性提高和
表面积的减少，而不是烧结体发生收缩。
7. 在粉末压制的过程中，通常存在着外摩擦力和内摩擦力，前者会导
致压坯密度分布不均匀。在CIP中，则无外摩擦力。
3． 判断题：（10分）
2009年粉末冶金原理（二）期末试卷
一 术语解释：（每个5分，共20分）
1. 露点： 在标准大气压下，气氛中的水汽开始凝结时的温度
2. CIP： 冷等静压
3. 弹性后效： 指粉末压坯从模腔中脱出后所出现的尺寸胀大的现象
4. 烧结： 粉末或粉末压坯在低于主要组分熔点的温度下，借助与原
子迁移实现颗粒间连接的过程。
（Y）
7. 在单元系粉末烧结过程中作用在烧结颈表面的拉应力大小与烧结过
程无光。 （N）
8. 金属粉末颗粒间的烧结颈长大是颈部的过剩空位向颗粒内部扩散的
结果。 （Y）
9. 根据双球烧结模型，粉末颗粒之间的烧结颈向颈部表面长大是因为
颈部受到了拉应力的作用。
（Y）
10. 烧结气氛仅起保护作用。
（N）
4． 问答题：（40分）
（1.5分）
2）蒸发—凝聚（1分），颗粒表面的原子等通过蒸发向空间
迁移，通过蒸汽压差在烧结颈部的凹陷处凝聚（1.5分）。
6. 粉末为什么需要作制粒处理？为什么？（7分）
答：1）硬质粉末（2分）：难以通过粉末颗粒变形提供足够的压坯强
度，导致粉末难以成形，而必须添加成形剂以提高压坯密度（1.5
分）。
2）微细粉末（2分）：细小粉末颗粒间内摩擦高，粉末流动性差。导