粉末冶金原理重点

装球量：球磨筒内磨球的数量。

球料比：磨球与磨料的质量比电流效率：一定电量电解出的产物的实际质量与通过同样电量理论上应电解出的产物质量之比，用公式表示为n i=M/ （qlt）x 100%

粒度分布：指不同粒径的的颗粒在粉末总质量中所占的百分数，可以用某种统计分布曲线或统计分布函数描述。

松装密度：粉末在规定条件下自然填充容器时，单位体积内粉末的质量，单位为

g/cm3。

振实密度：在规定条件下，粉末受敲打或振动填充规定容器时单位体积的粉末质量。单颗粒：晶粒或多晶粒聚集，粉末中能分开并独立存在的最小实体。

一次颗粒：最先形成的不可以独立存在的颗粒，它只有聚集成二次颗粒时才能独立存在。

二次颗粒：由两个以上的一次颗粒结合而又不易分离的能独立存在的聚集颗粒称为二次颗粒。

压缩性: 粉末被压紧的能力

成形性: 粉末压制后，压坯保持既定形状的能力

净压力：

单元系烧结：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。

多元系固相烧结：由两种以上组元（元素、化合物、合金、固溶体）在固相线以下烧结的过程。

气氛的碳势：某一含碳量的材料在某种气氛烧结时既不渗碳也不脱碳，以材料中碳含量表示气氛中的碳势。

活化烧结：系指能降低烧结活化能，是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。

氢损值：金属粉末的试样在纯氢气中煅烧足够长时间，粉末中的氧被还原成了水蒸气，某些元素与氢气生成挥发性的化合物，与挥发性金属一同排除，测的试样粉末的相对质量损失，称为氢损。

液相烧结：烧结温度高于烧结体系低熔组分的熔点或共晶温度的多元系烧结过程，即烧结过程中出现液相的粉末烧结过程统称为液相烧结。

机械合金化是指金属或合金粉末在高能球磨机中通过粉末颗粒与磨球之间长时间激烈地冲击、碰撞，使粉末颗粒反复产生冷焊、断裂，导致粉末颗粒中原子扩散，从而获得合金化粉末的一种粉末制备技术。

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

1 、粉末制备的方法有哪些，各自的特点是什么？

1 物理化学法

1 还原法：碳还原法（铁粉）气体（氢和一氧化碳）还原法（W,Mo,Fe,Ni,Cu,Co 及其合金粉末）

金属热还原法(Ta,Nb,Ti,Zr,Th,U)-SHS自蔓延高温合成。

1.2还原-化合法：适合于金属碳化物、硼化物、硅化物、氮化物粉末

1.3化学气相沉积CVD

1.4物理气相沉积PVD或PCVD (复合粉)

1.5电解法：水溶液电解(Cu,Fe,Ni,Ag粉)；熔盐电解(Ta,Nb,Ti,Zr,Th等活泼金属粉末)

1.6 羰基物热离解法：Fe,Ni,Co 粉末

2 机械法

2.1机械研磨：铬粉，铁铝合金，硅铁合金，钼铁合金，铬铁合金等脆性金属或合金粉末。

2.2雾化法：包括气体雾化(空气和惰性气体)和水、油雾化以及旋转电极雾化等。.气体雾化：铁、铜、铝、锡、铅及其合金粉末(如青铜粉末、不锈钢粉末)；.水雾化：铁、铜及合金钢粉末；

.旋转电极雾化：难熔金属，铝合金、钛合金、超合金粉末，工具钢粉末。.其它形式的雾化；

2、氧化还原法的过程原理？了解PH2/PH2O 和PCO/PCO 2 线的图解？定义:用还原气体(固体)或活泼金属将金属氧化物还原制备粉末的过程。

还原剂分类

a、气体还原剂：H2, CO

b、固体还原剂：C

c、金属还原剂：碱土金属

用作还原剂的必要条件：1•离解压(P o2)XO V(P O2)MeO,还原剂对氧的亲和力大于对被还原

物质的亲和力，24 G MeO>△ G XO，必须满足热力学必要条件，反应才能进行，3•还原剂的氧化产物和还原剂本身的组份不污染被还原金属或易被分离

还原反应：MeO+X=Me+XO ，可看成下述两个基本反应组成，即：

Me+0.5O2=MeO (1)

X+0.5O2=XO ( 2)

将( 2) -( 1)得到上述总反应。

由热力学可知，还原反应的标准等压位变化为

△G° =-RT InKp

△G° 2=-RTInKp1=0.5RTIn(P O2)XO

△G° 1=-RTInKp2=0.5RTIn(P O2)MeO

△G° = △ G° ?-△ G° i=0.5RT(In(P O2)XO-I n(P O2)MeO)

=0.5RTIn((P O2)XO/(P O2)MeO)<0

即金属氧化物的离解压(PO2)Meo大于还原物的离解压(PO2)XO。换句话说，氧与还原剂X 的亲和力与金属元素的亲和力。

3、还原法制取钨粉过程中钨粉颗粒长大的机理是什么？影响钨粉的粒度的因素有哪些？

A 挥发—沉积机理：氢中水分子与钨氧化物反应生成挥发性的水合物，

WOX+H2O —WOX. nH 2O(g) T

气相中的钨氧化物被氢还原沉积在钨颗粒上，导致W颗粒长大。

钨氧化物的水合物的挥发性随钨氧化物中的含氧量、 气氛中含水量的增加和还原

温度的升高而增大

钨粉颗粒长大的趋势又随还原气氛中水合物浓度的提高而加强

B 氧化一还原机理：

当氢中水含量较高时

已还原的细钨颗粒优先被氢中水氧化生成钨氧化物

再按照挥发一沉积机理导致W 颗粒的长大 利用这一现象可制备粗颗粒钨粉

原料：

A 粒度：当采用W03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W02的粒度。目前，采用蓝钨（蓝色氧化钨）作原料。该原料具有粒 度细、表面活性大，W 粉一次颗粒细和便于粒度控制的特点。

B 杂质元素：影响透气性或生成难还原化合物。

K 、Na 等促使钨粉颗粒粗化；

Ca 、Mg 、Si 等元素无明显影响：

少量Mo 、P 等杂质元素可阻碍W 粉颗粒长大

（2） 还原方式：二阶段还原/分段还原

（3） 氢气：降低氢的露点，流量不宜过高，顺流通氢。

（4） 还原工艺条件：

•还原温度T :降低T ，高的温度会提高钨氧化物的水合物在气相中的浓度，颗 粒粗

化；

.推舟速度V :降低V ，推舟速度打导致氧气增加，高氧指数的氧化物具有更大 的

挥发性，提高浓度，颗粒粗化；

.料层厚度t :降低t ，料层厚度过高不利于氢向底层物料的扩散，钨氧化物的含 氧

量咼，颗粒粗化。

（5） 添加剂：少量的添加剂如 Cr 、V 、Ta 、Nb 等的盐可抑制钨粉颗粒的粗化。 4、（ 1） Fe — O — C 系图与温度的关系，CO 对氧化铁还原的过程怎样？ 碳直接

还原氧化铁制备铁粉时热力学条件如图所示，

说明图中各条曲线的含义， 表明各相稳

定存在区域并讨论氧化亚铁还原成铁粉的条件。 3Fe 2O 3 CO 2Fe 3O 4

Fe 3O 4 CO 3 FeO CO 2

FeO CO Fe CO^

Fe

3Q ：4 B ：Fe344C O 。D ：F ?Fe 4CO 2

b 曲线：Fe3O4被还原成FeO 的反应平衡曲线；

c 曲线：FeO 被还原成Fe 的反应平衡曲线；

d 曲线：

Fe3O4被还原成Fe 的反应平衡曲线。

与b 、c 相交的曲线为碳氧化反应的平衡曲线