粉体材料成型性能综合实验大纲

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粉体成型工艺实验

粉体成型工艺实验

粉体成型工艺实验学时安排(6学时)1.实验的目的及意义粉体成型就是将分体聚结成具有一定几何尺寸和显微结构的坯体.实际上,许多粉体要通过“粉体-成型-烧结”的工艺路线最终制备成实用的块体材料.由于陶瓷脆性大,难以二次加工,因此成型过程基本决定了陶瓷的几何尺寸.粉体成型有多种方法,各种方法有各有特点,应根据实际情况选用.本实验选择了有代表性的粉体成型技术供大家实践,这些成型方法在工业界及实验室广泛采用,做起实验来成本较低.本实验,学生可以感性的获得有关粉体成型的知识和经验.本文仅介绍有代表性的几种技术:干压成型、热压注成型、丝网印刷、流延成型.(学生可任选三项)2..背景知识2.1 干压成型是将经过造粒、流动性好,颗粒级配合适的粉料,装入模具内,通过压机的柱塞施以外加压力,使粉料压成制一定形状的坯体的方法.其特点是粘结剂含量较低,不经过干燥可以直接烧结,坯体收缩小,可以自动话生产.干压成型的压制方式有仅用一个冲头对粉体进行压缩的所谓“单向压”和用两个冲头对粉体进行相向压缩的所谓“双向压”两种.本试验采用“单向压”干压成型的主要工艺参数有造粒、压制方式、最高压力和保压时间等.2.2 热压注成型热压铸成型即低压注射成型(LPIM: low pressure injection molding),在陶瓷生产中是一种重要的成型方法,这种方法成型的产品尺寸精确,表面光洁度高,更主要的是这种成型方法可以生产形状复杂的产品,因此在工业陶瓷领域较为广泛,如氧化铝,氧化镁,氮化硅陶瓷的生产中。

热压铸成型具有设备简单,模具磨损小,操作方便,生产效率高的优点。

其成型的坯体尺寸较准确,光洁度较高,结构紧密[38]。

这种方法能够成型形状复杂的中小型瓷件。

热压铸成型是在热压铸机上进行的。

它的基本原理是:在压力下将具有较好流动性的热浆料压入金属模内,并在压力的持续作用下充满整个金属模具同时凝固,然后除去压力,拆开模具,形成含蜡的半成品,再经过脱脂(除去粘结剂)和烧成即得到制品。

粉体材料成型性能综合实验大纲

粉体材料成型性能综合实验大纲

粉体资料成型本能概括真验大目之阳早格格创做真止从粉体资料的制备、本能尝试、烧结成形及成型的本能尝试完备的体现教科接叉的真验名目.让教死自己动脚,用新要领治备新资料,并采与进步的资料尝试战分解脚法对付粉体资料战块体资料举止分解.深刻体验粉体资料的制备及本能的真量,体验资料无论正在宏瞅仍旧微瞅圆里的变幻无穷,激励教死对付资料钻研的关切.该概括真验同包罗7身材真验,分别为:1. 粉机制备真验(球磨机);2. 粉体形貌分解真验(扫描电镜);3. 粉体粒度分解真验(激光粒度仪);4. 纳米粉体三维形貌分解真验(本子力隐微镜);5. 粉体推曼光谱分解真验(推曼光谱仪);6. 粉体热压烧结真验(热压烧结炉);7. 粉终烧结本能尝试真验.结构如下1. 粉机制备真验:采与滚压振荡研磨法治备陶瓷粉体,认识振荡研磨制粉法的本理战支配.球磨是粉机制备的一种要领,是将粉体与球磨介量(也称为磨球)拆进博用的球磨筒(罐)中,正在球磨机上使球磨筒以一定转速(矮于临界转速)转化,依赖磨球的冲打、磨剥效率,对付粉体颗粒爆收粉碎效率.转速、球磨时间、粉-球比率、磨球尺寸、机配、形状战种类皆市效率球磨效验.球磨后资料的形貌不妨举止下一步的分解,并用于热压、烧结等考查.2. 粉体本能分解真验:采与激光粒度分解仪、扫描电镜、本子力隐微镜战推曼光谱丈量研磨制备的粉体资料的粒度、粒度分集、形貌及光谱本能,掌握分歧丈量粉体本能的要领、本理及所使用仪器的支配.2.1粉体形貌分解真验(扫描电镜)粉体资料的形貌是粉体资料分解的要害组成部分,资料的很多要害物理化教本能是由其形貌特性所决断的.比圆,颗粒状纳米资料与纳米线战纳米管的物理化教本能有很大的好别.形貌分解的主要真量是分解资料的几许形貌,资料的颗粒度,及颗粒度的分集以及形貌微区的成份战物相结构等圆里.扫描电镜(SEM)是一种罕睹的广大使用的表面形貌分解仪器,资料的表面微瞅形貌的下倍数照片是通过能量下度集结的电子扫描光束扫描资料表面而爆收的.对付通过研磨制备的粉体样品不妨间接举止形貌瞅察及投影粒度分解,0.02-2000微米的粉体资料,可继承使用粒度分解仪举止粒度丈量,得到粒度分集直线;而对付于小于20nm的粉体资料则不妨正在本子力隐微镜上举止三维形貌的分解.2.2粉体粒度分解真验(激光粒度仪)粉体资料的粒度是粉体的要害本能之一,对付资料的制备工艺、结构、本能均爆收要害的效率,凡是采与粉体本料去制备资料者,必须对付粉体粒度举止测定.通过扫描电镜举止形貌分解,对付于0.02-2000微米的粉体资料举止粒度分解.本概括真验采与激光粒度尝试法,利用颗粒对付激光爆收衍射战集射的局里去丈量颗粒的粒度及粒度分集.2.3纳米粉体三维形貌分解真验(本子力隐微镜)通过扫描电镜举止形貌表征的粉体资料,如果其微瞅尺寸正在纳米介瞅尺度范畴内,则不妨通过本子力隐微镜举止三维的形貌分解,并通过粒度分解硬件对付其正在微区范畴内举止粒度分解,得到纳米粉体资料的形貌及微区粒度分集.2.4粉体推曼光谱分解真验(推曼光谱仪)推曼光谱是一种不妨举止物量分子结构测定的光谱,也是一门很有趣味的真验课程,不妨培植教死对付推曼光谱处事本理的认识战粉体推曼光谱真验要领的掌握.通过推曼位移不妨鉴别所包罗的粉体本征结构疑息,通过本真验还不妨达到删进教死明白光与物量相互效率的效验.3. 粉体热压烧结真验:粉终烧结是利用粉终颗粒表面能的驱能源,借帮下温激活粉终中本子、离子等的疏通战迁移,进而使粉终颗粒间减少粘结里,落矮表面能,产死宁静的,所需强度的块体资料(制品与坯锭)的历程.热压烧结真验是对付试样举止加压加热举止烧结,是粉体资料烧结中比较时常使用的一种烧结要领.本概括真验旨正在让教死相识粉体资料热压烧结的步调,认识粉体资料制成具备一定本能的块体资料的道路.4. 粉终烧结本能尝试真验:陶瓷资料与玻璃分歧,它是由包罗气孔正在内的多相系统组成,陶瓷资料的成型办法决断了普遍陶瓷资料存留很多气孔等缺陷,反应到资料本能上便是以稀度指标去间接表白出去,果此但是道陶瓷资料的本能与陶瓷资料的稀度稀切相闭,稀度丈量是陶瓷本能的要害组成.本真验的主要脚法是丈量陶瓷稀度战睦孔率,相识稀度、吸火率战睦孔率的物理意思及估计要领,掌握稀度、吸火率战睦孔率的测定本理战要领,分解效率尝试截止的主要果素.陶瓷的吸火率战睦孔率的测定皆是鉴于稀度的测定,而稀度的测定是鉴于阿基米德本理.所以陶瓷资料的稀度可分为体积稀度、真稀度战假稀度,常常以体积稀度(隐稀度)表示.通过本真验不妨分别丈量出上述三种稀度,分离力教本能真验可相识分解稀度与力教本能的闭系.通过粉体资料成形的概括真验的启垦,不妨产死一套从粉体资料的制备、本能尝试、烧结成形战烧结本能尝试完备的一套体现教科接叉的真验名目.正在该概括真验名目还不妨进一步扩展,减少新的真验子名目,并根据科研战教教需要使用分歧典型的粉体资料,能使教死的创制性及分解问题办理问题的本领得到锻炼战普及,普及动脚战革新本领,产死具备上海理工大教资料教院的工程化培养特性.。

陶瓷粉体的制备及性能测定实验

陶瓷粉体的制备及性能测定实验

陶瓷粉体的制备及性能测定实验一、实验目的1、掌握陶瓷粉体制备的原理和常用方法及设备;2、了解影响陶瓷粉体制备的各种因素;3、掌握粉料颗粒分成的表示方法和测定方法;二、实验原理粉体的制备方法分两种。

一是粉碎法;二是合成法。

粉碎法是由粗颗粒来获得细粉的方法,通常采用机械粉碎。

现在发展到采用气流粉碎技术。

一方面,在粉碎的过程中难免混入杂质;另一方面,无论哪种粉碎方式都不易制得粒径在1μm以下的微细颗粒。

合成法是由离子、原子、分子通过反应、成核和长大、收集、后处理来得到微细颗粒的方法。

这种方法的特点是可获得纯度、粒度可控均匀性好且颗粒微细的粉体。

并且可以实现颗粒在分子级水平上的复合、均化。

通常合成法包括固相法、液相法和气相法。

陶瓷干压成形所用的粉料要有一定的粒度、颗粒分布范围的要求,粒度过小,则不易排气、压实,易出现分层现象;同时还要求颗粒分布范围要窄,否则也不易压实,同时还会影响产品的强度。

粉料的颗粒分布的测定方法有很多,本实验选用筛析法,即:将一定量的陶瓷粉料用振动筛筛析,用各规格筛的筛余来表示其颗粒的分布。

三、实验仪器设备1、陶瓷粉体制备设备:颚式破碎机、双罐快速球磨机、振动球磨机、湿法球磨机、行星球磨机、气流粉碎机。

2、陶瓷粉体性能检测仪器:振动筛、激光粒度分布测定仪。

四、粉碎设备的使用陶瓷工业广泛使用的粉碎设备有:(1) 颚式破碎机:用于大块原料的粗加工。

粒度粗、进料和出料的粉碎比较小(约为4)而且细度调节范围也不大;(2) 轮碾机:属中碎设备。

物料在固定碾盘和滚动的碾轮之间相对滑动,在碾轮的重力作用下被研磨和压碎。

粉碎比较大(约10以上)。

不适合碾磨含水量大于15%的物料;(3) 球磨机:为陶瓷工业使用最广泛的细碎设备。

湿球磨粉碎效率更高。

物料在旋转的筒内与比重较大的介质(球、棒)相互撞击和研磨而被磨细。

影响球磨效率的主要因素如下:①球磨机转速:球磨介质在离心力的作用下上升到滚筒的上部,自由落下砸在磨料上时,球磨的效率最高。

粉体制备实验报告

粉体制备实验报告
实验报告
姓名
学号
专业
上海理工大学 材料科学与工程学院
组号 实验日期 成 绩
课程名称: 粉体材料成形性能综合实验 实验名称: 实验 1. 粉体制备实验 一、实验内容(用自己的语言简述本次实验的目的,原理,字数不要超过 300 字)
二、球磨和筛分实验步骤(用自己的语言简述本次实验的操作步骤)
实验报告
上海理工大学 材料科学与工程学院
三、思考题
1、 在球磨过程中,大球个小球各起什么样的作用?
2、 球磨罐的材质主要有哪些?如何选择球磨罐的材质?
实验报告
上海理工大学 材料科学与工程学院
3、 影响球磨和筛意的事项?

《粉体工程》实验大纲 - 合肥工业大学精品课程

《粉体工程》实验大纲 - 合肥工业大学精品课程

《粉体工程》实验大纲
课程名称:粉体工程
英文名称:Powder Engineering
一、学时学分
总学时56 学分:3.5 实验时数:12
二、实验目的
粉体工程实验包括两个综合性实验,一是粉体粒度测试综合实验,目的是让学生了解和掌握各种粒度的测量技术,学生根据所学理论知识,设计选择不同种类粉体的粒度测量方法,分析不同测试结果与各种粒度测量原理的关系。

二是超细粉末加工及粉末特性综合实验,目的是为了让学生掌握两种以上的超细粉末加工技术与原理,分析超细粉末的加工特性,以及加工前后的粉体物性变化。

通过实验提高学生的动手能力,实验设计能力,以及综合应用理论知识分析问题,解决问题的能力。

三、实验基本原理
1、有关粉末粒度测试:激光散射原理,悬浮体系颗粒沉降原理,空气透过法的原理。

2、超细粉末加工部分:颗粒粉碎机理,气流运动原理,单分子层表面吸附理论
四、实验基本要求
1、每次实验前学生要进行预习,提出实验设计方案与步骤,由教师讲授有关实验原理。

2、按教师修改同意后的方案,学生分组实验,每组学生相互配合,完成所有实验过程。

3、按学生人数分组轮流。

五、考核与报告
实验结束后,学生要独立处理相关数据,独立完成实验报告,原始数据须经教师签字确认。

按学生出勤,实验过程表现,实验报告综合评分。

六、主要仪器设备
振筛机,离心沉降粒度仪,费氏粒度仪,激光粒度分析仪。

气流粉碎机,,粉体综合物性测定仪,比表现测定仪。

七、实验项目与内容提要
八、适合专业
无机非金属材材料工程
九、实验地点
材料科学与工程实验中心。

粉体工程综合实验指导书

粉体工程综合实验指导书

粉体工程综合实验指导书沈阳理工大学无机非金属材料研究所姜玉芝、刘凤国2010年10月1筛分法检测粉体粒度实验1.1 实验目的1) 掌握粉体粒度检测方法及粉体粒度分布的表示方法;2) 了解标准筛的结构、筛目数选择和筛组数确定;3) 掌握筛分法检测粉体粒度的原理、操作方法及平均粒径的计算;4) 掌握粉体粒度分布的频率分布和累积分布直方图及分布曲线的绘制方法。

5) 通过实验提高学生的动手能力、实验设计能力以及综合应用理论知识分析问题,解决问题的能力。

1.2 实验原理筛分法是借助筛网孔径大小将物料进行分离的方法。

筛分过程中,筛分物料置于具有一定筛孔大小的单个筛子或一系列筛子上,每个筛子的筛孔尺寸从上至下依次减小,使尺寸大于筛孔的颗粒截留在筛子上面,称为筛上料,而比较小的颗粒通过筛孔至下一个筛子上,直到不能通过筛子为止,这部分称为筛下料。

筛分法就是将粉体分成n+1(n 为筛子数)个较均匀的粒子群,精确称量每个粒子群的质量,绘出粉体的粒径分布的频率分布和累积分布直方图和分布曲线,直观表示粉体粒度的分布情况;依据上下筛子的筛孔尺寸,计算不同粒子群的算术平均筛分径和几何平均筛分径,计算公式如下:算术平均筛分径 = (a 1+a 2) / 2 (1)几何平均筛分径 =21a a (2)1.3 实验内容根据筛分法检测粉体粒度的基本原理,精确称量粉体原料,置于从上至下筛孔尺寸依次减小的一套筛子上,底部放置底盘,上部放置端盖,紧固于振筛机上。

规定振筛机为偏心式振动式,在振动过程中能使实验筛按照圆周摇动和上下振动,摇动次数为270~300次/min ,振动次数为140~160次/min 。

筛分实验量依据粉末松装密度不同称取50~100g ,筛分时间为15min ,或筛分进行到每min 通过最大组分筛面上的筛分量小于样品量的0.1%时,作为筛分终点。

每次筛分时,实际收得各粒级粉末总量应不小于试样量的98%,否则须重新筛分。

粉体综合性能实验讲义

粉体综合性能实验讲义

3、实验步骤 、
1)将制好的试样在天平上称取50g放入研磨碗内,用板刷将 落在钢球上和研磨碗凸起部分的煤样清扫到钢球周围,然 后将研磨环放在研磨碗内。 2)将研磨碗端起,使研磨环的十字槽对准主轴下端的十字头, 同时将研磨碗挂在机座两侧的螺栓上(要两边同时挂)拧 紧固定,以确保总垂直力均匀施加在8个钢球上。 3)将计数器调到零位,启动电机。仪器运转60±0.25转后自 动停止,卸下研磨碗。
测量着火点对高炉喷煤的作用,可提供制备煤粉设备选型、干燥 介质温度确定及工艺参数控制等作出设计,例如可作为确定高炉喷吹 煤粉的粉煤制备中磨煤机出入口温度和个系统温度报警参数的参考。 同时高炉喷煤中,希望煤粉能快速着火、迅速燃烧。因此,煤粉的着 火点低一点好,但低着火点的煤粉仓贮时又易着火爆炸,所以设计煤 粉喷吹系统时,应充分考虑两方面因素。 着火点的测定是规范性很强的试验,但是实验室测得的着火点是 相对的,并不能绝对的反映日常生活中和工业燃烧条件下煤开始燃烧 的温度和煤堆放过程中因氧化发热而自燃的温度,但他们之间有相应 的关系,总得趋势是一致的。着火点越低的煤就越容易自燃,煤的自 燃是造成煤粉制备、输送、喷吹过程中煤粉爆炸等事故的主要根源之 一,煤在堆放过程中也易发生自燃,除发生事故外还会造成大量煤白 白烧掉。 由经验公式得:无烟煤的着火点一般都在400℃左右,而烟煤的 着火点一般都在300℃左右。
测定煤的着 火点设备如图 所示,将煤粉 试样置于微型 电炉的铂片上, 通电逐渐升温, 用光电管和微 机系统测定煤 粉开始燃烧的 温度。
1、实验目的 、
煤的着火点与煤的变质程度有很明显的关系,变质程 度低的煤粉着火点低,反之着火点就高。因此,煤的着火 点与挥发分有着重要的关系,即煤的挥发分高的,着火点 就低,反之着火点就高。但挥发分相同的褐煤和烟煤,其 着火点则是褐煤比烟煤低的多。 煤的着火点的另一种特点就是煤氧化以后,煤的着 火点就明显降低。因此,人们利用测定原煤着火点和氧化 煤着火点降低的数值来推测煤的着火点降低的数值来推测 煤的自燃倾向,以便在储存煤和输送系统中采取必要的安 全措施。 目前,我们采用的是光电控制法,即一种直接加热煤 样使其发生爆燃。它的优点是操作简便,测量时间短(每 测一次只需3~5分钟)。误差小,而且重现性好,并有光 电系统自动显示计数。

粉体工程综合实验指导书(DOC)

粉体工程综合实验指导书(DOC)

粉体工程综合实验指导书沈阳理工大学无机非金属材料研究所姜玉芝、刘凤国2010年10月1筛分法检测粉体粒度实验1.1 实验目的1) 掌握粉体粒度检测方法及粉体粒度分布的表示方法;2) 了解标准筛的结构、筛目数选择和筛组数确定;3) 掌握筛分法检测粉体粒度的原理、操作方法及平均粒径的计算;4) 掌握粉体粒度分布的频率分布和累积分布直方图及分布曲线的绘制方法。

5) 通过实验提高学生的动手能力、实验设计能力以及综合应用理论知识分析问题,解决问题的能力。

1.2 实验原理筛分法是借助筛网孔径大小将物料进行分离的方法。

筛分过程中,筛分物料置于具有一定筛孔大小的单个筛子或一系列筛子上,每个筛子的筛孔尺寸从上至下依次减小,使尺寸大于筛孔的颗粒截留在筛子上面,称为筛上料,而比较小的颗粒通过筛孔至下一个筛子上,直到不能通过筛子为止,这部分称为筛下料。

筛分法就是将粉体分成n+1(n 为筛子数)个较均匀的粒子群,精确称量每个粒子群的质量,绘出粉体的粒径分布的频率分布和累积分布直方图和分布曲线,直观表示粉体粒度的分布情况;依据上下筛子的筛孔尺寸,计算不同粒子群的算术平均筛分径和几何平均筛分径,计算公式如下:算术平均筛分径 = (a 1+a 2) / 2 (1)几何平均筛分径 =21a a (2)1.3 实验内容根据筛分法检测粉体粒度的基本原理,精确称量粉体原料,置于从上至下筛孔尺寸依次减小的一套筛子上,底部放置底盘,上部放置端盖,紧固于振筛机上。

规定振筛机为偏心式振动式,在振动过程中能使实验筛按照圆周摇动和上下振动,摇动次数为270~300次/min ,振动次数为140~160次/min 。

筛分实验量依据粉末松装密度不同称取50~100g ,筛分时间为15min ,或筛分进行到每min 通过最大组分筛面上的筛分量小于样品量的0.1%时,作为筛分终点。

每次筛分时,实际收得各粒级粉末总量应不小于试样量的98%,否则须重新筛分。

材料学-粉体综合特性测试

材料学-粉体综合特性测试

粉体-综合特性测试一、实验目的1、了解粉体基本特性。

2、掌握BT-1000粉体综合特性测试仪的使用方法。

二、实验仪器设备BT-1000型离心沉降式粒度分布仪三、实验原理1)振实密度:振实密度是指粉体装填在特定容器后,对容器进行振动,从而破坏粉体中的空隙,使粉体处于紧密填充状态后的密度。

通过测量振实密度可以知道粉体的流动性和空隙率等数据。

(注:金属粉等特殊粉体的振实密度按相应的标准执行)。

2)松装密度:松装密度是指粉体在特定容器中处于自然充满状态后的密度。

该指标对存储容器和包装袋的设计很重要。

(注:金属粉等特殊粉体的松装密度按相应的标准执行)。

3)休止角:粉体堆积层的自由表面在静平衡状态下,与水平面形成的最大角度叫做休止角。

它是通过特定方式使粉体自然下落到特定平台上形成的。

休止角对分体的流动性影响最大,休止角越小,粉体的流动性越好。

休止角也称休止角、自然坡度角等。

4)崩溃角:给测量休止角的堆积粉体以一定的冲击,使其表面崩溃后圆锥体的底角称为崩溃角。

5)平板角:将埋在粉体中的平板向上垂直提起,粉体在平板上的自由表面(斜面)和平板之间的夹角与受到震动后的夹角的平均值称为平板角。

在实际测量过程中,平板角是以平板提起后的角度和平板受到冲击后除掉不稳定粉体的角度的平均值来表示的。

平板角越小,粉体的流动性越强。

一般地,平板角大于休止角。

6)分散度:粉体在空气中分散的难易程度称为分散度。

测量方法是将10克试样从一定高度落下后,测量接料盘外试样占试样总量的百分数。

分散度与试样的分散性、漂浮性和飞溅性有关。

如果分散度超过50%,说明该样品具有很强的飞溅倾向。

BT-1000型粉体特性测试仪测试项目包括粉体的振实密度、松装密度、休止角、平板角、崩溃角、差角、分散度、凝集度、流动度等项目。

它的特点是一机多用、操作简便、重复性好、测定条件容易改变、配套完整等。

1、振实密度测试过程示意图2、松装密度测试过程示意图3、休止角测试过程示意图四、实验步骤1、测定内容1、1休止角、崩溃角的测定打开仪器门,放好减振器及专用盘,再将休止角、崩溃角式样台放到专用接料盘中,装好出料口套筒,然后将1mm的筛子固定再振动架上,打开筛盖。

《粉末材料的成型》 课程教学大纲-r

《粉末材料的成型》 课程教学大纲-r

《粉末材料的成型》课程教学大纲一、课程名称(中英文)中文名称:粉末材料的成型英文名称:The Forming Technology of the Powder Materials二、课程代码及性质课程代码:0809772课程性质:专业选修课,选修课三、学时与学分总学时:24(理论学时:24学时;实践学时:0学时)学分:1.5四、先修课程材料科学基础、热处理原理与工艺、工程材料学、金属材料学,陶瓷材料学、陶瓷工艺学五、授课对象本课程面向材料科学与工程专业学生开设六、课程教学目的(对学生知识、能力、素质培养的贡献和作用)本课程的教学目的:1. 系统掌握粉末材料成型相关理论与技术方面的专业知识,并具备应用这些知识分析、解决粉末材料成型与制备中的理论与实际问题的能力;2. 掌握各种不同典型粉末材料的成型方法及其基本理论,具备独立进行粉末材料成型工艺的制定及其分析能力;3. 了解粉末材料成型技术与理论的发展前沿,掌握其发展特点与动向。

七、教学重点与难点:教学重点:粉末材料成型中的基本理论与成型方法以及现代粉末成型新进展。

教学难点:不同粉末材料成型方法的应用范围以及它们之间的异同点。

八、教学方法与手段:教学方法:(1)以课堂讲授为主,阐述粉末材料的主要成型理论知识以及不同的成型方法与相关设备,保证主要教学内容的完成;(2)安排适量的课堂讨论环节,使学生通过课下的资料查阅而掌握基本的专业资料获取方法、途径、整理归纳和讲演能力。

教学手段:(1)运用现代教学工具,在课堂上通过利用PPT将与粉末成型技术相关的装备及过程展示给学生,同时结合黑板板书讲授相关的粉末材料成型理论推演过程,实现图文并茂,形象直观;(2)收集典型的粉末材料成型实物,在课堂上进行针对性讲授。

九、教学内容与学时安排(1)总体安排教学内容与学时的总体安排,如表2所示。

(2)具体内容各章节的具体内容如下:第一章概论 (4学时)1.1粉末烧结材料1.2粉末的基本性能1.3粉末成型技术及其应用第二章粉末的压制成型及其理论 (4学时)2.1 粉末的压制过程2.2 粉末压制过程的力学分析2.3 粉末的压制理论2.4 粉末的压制成型工艺及其参数的制定2.5 粉料性能对压制成型的影响2.6 粉末的磁场压制成型2.7 粉末的等静压压制成型第三章轧制成型及其理论 (4学时)3.1 轧制成型原理3.2 轧制成型工艺与设计3.3 粉末的热轧工艺3.4粉料性能对轧制工艺及制品的影响3.5 粉末的轧膜成型方法与工艺3.6 粉末的楔型压制方法与工艺第四章粉末的挤压成型技术 (4学时)4.1 粉末的挤压成型原理4.2 挤压成型工艺与设计4.2.1 挤压成型模头的设计4.2.2 挤压连续方程4.2.3 挤压成型工艺4.2.4 挤压装备的简介4.2.5 粉末挤压成型方法的应用4.3 其它可塑法成型方法4.3.1 手动挤压成型方法4.3.2 模印成型方法4.3.3 雕塑(泥塑)成型方法4.3.4 挤压装备的简介4.3.5 粉末挤压成型方法的应用第五章粉末的流法成型技术及其应用 (4学时)5.1什么是粉末的流法成型5.2 注浆成型方法5.3 常见注浆成型方法5.4 注浆成型用模具材料5.5 粉末材料的流延成型方法第六章粉末的注射成型 (4学时)6.1 粉末成型原理6.2 喂料的制备技术及其影响因数6.3 粉末注射成型模具的设计6.4 粉末注射成型工艺参数6.5 粉末的热压(低压)注成型工艺6.6 粉末成型坯的脱脂方法及其工艺6.7 粉末注射成型的应用第七章粉末成型技术的新进展7.1 粉末材料的3D成型技术7.2 典型3D成型技术介绍7.2.1分层实体制造(laminated object manufacturing,简称LOM)7.2.2液态光敏树脂选择性固化(Stereo lithography apparatus ,SLA)7.2.3粉末材料选择性烧结(Selected laser sintering ,简称SLS)7.2.4三维打印成型(three-dimensional printing,简称TDP)7.2.5熔化沉积成型(fused deposition modeling,简称FDM)7.3 其他成型方法7.3.1电泳沉积成型( electrophoretic deposition,简称EPD或ED )7.3.2自蔓延技术(self-propagating high-temperature synthesis,简称SHS)(3)各章节的课后思考题(作业)及讨论要求思考题(课后作业):第1章思考题:1.模具材料的分类有哪些?2.模具失效分析的步骤有哪些?3.影响模具寿命的因素有哪些?第2章思考题:1.根据不同类型(塑性或脆性)粉料的压缩曲线(压力与压坯密度曲线),叙述粉末压制过程三个阶段,粉末的压制过程。

粉体综合特性测试(1)

粉体综合特性测试(1)

粉体综合特性测试(1)粉体综合特性测试⼀、实验⽬的1、了解粉体基本特性。

2、掌握BT-1000粉体综合特性测试仪的使⽤⽅法。

⼆、实验仪器设备BT-1000型离⼼沉降式粒度分布仪三、实验原理1)振实密度:振实密度是指粉体装填在特定容器后,对容器进⾏振动,从⽽破坏粉体中的空隙,使粉体处于紧密填充状态后的密度。

通过测量振实密度可以知道粉体的流动性和空隙率等数据。

(注:⾦属粉等特殊粉体的振实密度按相应的标准执⾏)。

2)松装密度:松装密度是指粉体在特定容器中处于⾃然充满状态后的密度。

该指标对存储容器和包装袋的设计很重要。

(注:⾦属粉等特殊粉体的松装密度按相应的标准执⾏)。

3)休⽌⾓:粉体堆积层的⾃由表⾯在静平衡状态下,与⽔平⾯形成的最⼤⾓度叫做休⽌⾓。

它是通过特定⽅式使粉体⾃然下落到特定平台上形成的。

休⽌⾓对分体的流动性影响最⼤,休⽌⾓越⼩,粉体的流动性越好。

休⽌⾓也称休⽌⾓、⾃然坡度⾓等。

4)崩溃⾓:给测量休⽌⾓的堆积粉体以⼀定的冲击,使其表⾯崩溃后圆锥体的底⾓称为崩溃⾓。

5)平板⾓:将埋在粉体中的平板向上垂直提起,粉体在平板上的⾃由表⾯(斜⾯)和平板之间的夹⾓与受到震动后的夹⾓的平均值称为平板⾓。

在实际测量过程中,平板⾓是以平板提起后的⾓度和平板受到冲击后除掉不稳定粉体的⾓度的平均值来表⽰的。

平板⾓越⼩,粉体的流动性越强。

⼀般地,平板⾓⼤于休⽌⾓。

6)分散度:粉体在空⽓中分散的难易程度称为分散度。

测量⽅法是将10克试样从⼀定⾼度落下后,测量接料盘外试样占试样总量的百分数。

分散度与试样的分散性、漂浮性和飞溅性有关。

如果分散度超过50%,说明该样品具有很强的飞溅倾向。

BT-1000型粉体特性测试仪测试项⽬包括粉体的振实密度、松装密度、休⽌⾓、平板⾓、崩溃⾓、差⾓、分散度、凝集度、流动度等项⽬。

它的特点是⼀机多⽤、操作简便、重复性好、测定条件容易改变、配套完整等。

1、振实密度测试过程⽰意图2、松装密度测试过程⽰意图3、休⽌⾓测试过程⽰意图四、实验步骤1、测定内容1、1休⽌⾓、崩溃⾓的测定打开仪器门,放好减振器及专⽤盘,再将休⽌⾓、崩溃⾓式样台放到专⽤接料盘中,装好出料⼝套筒,然后将1mm的筛⼦固定再振动架上,打开筛盖。

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粉体材料成型性能综合实验大纲
实现从粉体材料的制备、性能测试、烧结成形及成型的性能测试完整的体现学科交叉的实验项目.让学生自己动手,用新方法制备新材料,并采用先进的材料测试和分析手段对粉体材料和块体材料进行分析.深刻体会粉体材料的制备及性能的实质,感受材料无论在宏观还是微观方面的千变万化,激发学生对材料研究的热情.
该综合实验共包括7个子实验,分别为:1. 粉体制备实验球磨机;2. 粉体形貌分析实验扫描电镜;3. 粉体粒度分析实验激光粒度仪;4. 纳米粉体三维形貌分析实验原子力显微镜;5. 粉体拉曼光谱分析实验拉曼光谱仪;6. 粉体热压烧结实验热压烧结炉;7. 粉末烧结性能测试实验.结构如下
1. 粉体制备实验:
采用滚压振动研磨法制备陶瓷粉体,熟悉振动研磨制粉法的原理和操作.球磨是粉体制备的一种方法,是将粉体与球磨介质也称为磨球装入专用的球磨筒罐中,在球磨机上使球磨筒以一定转速低于临界转速转动,依靠磨球的冲击、磨剥作用,对粉体颗粒产生粉碎作用.转速、球磨时间、粉-球比例、磨球尺寸、机配、形状和种类都会影响球磨效果.球磨后材料的形貌可以进行下一步的分析,并用于热压、烧结等试验.
2. 粉体性能分析实验:
采用激光粒度分析仪、扫描电镜、原子力显微镜和拉曼光谱测量研磨制备的粉体材料的粒度、粒度分布、形貌及光谱性能,掌握不同测量粉体性能的方法、原理及所使用仪器的操作.
粉体形貌分析实验扫描电镜
粉体材料的形貌是粉体材料分析的重要组成部分,材料的很多重要物理化学性能是由其形貌特征所决定的.例如,颗粒状纳米材料与纳米线和纳米管的物理化学性能有很大的差异.形貌分析的主要内容是分析材料的几何形貌,材料的颗粒度,及颗粒度的分布以及形貌微区的成份和物相结构等方面.扫描电镜SEM是一种常见的广泛使用的表面形貌分析仪器,材料的表面微观形貌的高倍数照片是通过能量高度集中的电子扫描光束扫描材料表面而产生的.对通过研磨制备的粉体样品可以直接进行形貌观察及投影粒度分析,微米的粉体材料,可继续使用粒度分析仪进行粒度测量,得到粒度分布曲线;而对于小于20nm的粉体材料则可以在原子力显微镜上进行三维形貌的分析.
粉体粒度分析实验激光粒度仪
粉体材料的粒度是粉体的重要性能之一,对材料的制备工艺、结构、性能均产生重要的影响,凡采用粉体原料来制备材料者,必须对粉体粒度进行测定.通过扫描电镜进行形貌分析,对于微米的粉体材料进行粒度分析.本综合实验采用激光粒度测试法,利用颗粒对激光产生衍射和散射的现象来测量颗粒的粒度及粒度分布.
纳米粉体三维形貌分析实验原子力显微镜
通过扫描电镜进行形貌表征的粉体材料,如果其微观尺寸在纳米介观尺度范围内,则可以通过原子力显微镜进行三维的形貌分析,并通过粒度分析软件对其在微区范围内进行粒度分析,得到纳米粉体材料的形貌及微区粒度分布.
粉体拉曼光谱分析实验拉曼光谱仪
拉曼光谱是一种可以进行物质分子结构测定的光谱,也是一门很有趣味的实验课程,可以培养学生对拉曼光谱工作原理的认识和粉体拉曼光谱实验方法的掌握.通过拉曼位移可以鉴别所包含的粉体本征结构信息,通过本实验还可以达到增进学生理解光与物质相互作用的效果.
3. 粉体热压烧结实验:
粉末烧结是利用粉末颗粒表面能的驱动力,借助高温激活粉末中原子、离子等的运动和迁移,从而使粉末颗粒间增加粘结面,降低表面能,形成稳定的,所需强度的块体材料制品与坯锭的过程.热压烧结实验是对试样进行加压加热进行烧结,是粉体材料烧结中比较常用的一种烧结方法.本综合实验旨在让学生了解粉体材料热压烧结的步骤,熟悉粉体材料制成具有一定性能的块体材料的途径.
4. 粉末烧结性能测试实验:
陶瓷材料与玻璃不同,它是由包括气孔在内的多相系统组成,陶瓷材料的成型方式决定了多数陶瓷材料存在很多气孔等缺陷,反应到材料性能上就是以密度指标来间接表达出来,因此可是说陶瓷材料的性能与陶瓷材料的密度密切相关,密度测量是陶瓷性能的重要组成.本实验的主要目的是测量陶瓷密度和气孔率,了解密度、吸水率和气孔率的物理意义及计算方法,掌握密度、吸水率和气孔率的测定原理和方法,分析影响测试结果的主要因素.陶瓷的吸水率和气孔率的测定都是基于密度的测定,而密度的测定是基于阿基米德原理.所以陶瓷材料的密度可分为体积密度、真密度和假密度,通常以体积密度显密度表示.通过本实验可以分别测量出上述三种密度,结合力学性能实验可了解分析密度与力学性能的关系.
通过粉体材料成形的综合实验的开发,可以形成一套从粉体材料的制备、性能测试、烧结成形和烧结性能测试完整的一套体现学科交叉的实验项目.在该综合实验项目还可以进一步扩展,增加新的实验子项目,并根据科研和教学需要使用不同类型的粉体材料,能使学生的创造性及分析问题解决问题的能力得到锻炼和提高,提高动手和创新能力,形成具有上海理工大学材料学院的工程化教育特色.。

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