【正文】 16 粉末顆粒形狀越復(fù)雜，表面越粗糙，則粉末顆粒之間彼此嚙合的越緊密，壓坯強(qiáng)度越高。 答： 氧化鋁彌散強(qiáng)化銅復(fù)合材料 顯微結(jié)構(gòu)穩(wěn)定（亞結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，再結(jié)晶溫度高）： 在高溫下， 晶內(nèi)彌散質(zhì)點(diǎn)阻礙位錯亞結(jié)構(gòu)中位錯逃逸 ，并且 晶界上的彌散質(zhì)點(diǎn)阻礙晶界遷移 ，因此在 高溫下材料硬度高 4 為什么在模壓坯件中出現(xiàn)密度分布？產(chǎn)生密度分布有什么主要危害？ 答： 原因： 剛模壓制時，由于粉末顆粒與模具（陰模內(nèi)壁、模沖、芯棒）之間的因相對運(yùn)動而出現(xiàn)的摩擦力的作用，消耗有效外壓，造成在壓坯高度方向壓力降和在壓制面上的壓力再分布，因此造成壓坯的各處密度不 均勻。 所以，獲得納米晶材料十分困難 4 從燒結(jié)驅(qū)動力的角度，分析納米粉末燒結(jié)活性極好的原因。 4 簡述在目前材料技術(shù)中獲得納米晶材料十分困難的原因。而過高的碳則會導(dǎo)致鐵液的表面張力增加，難以得到細(xì)粉。 答： 剛模壓制時，由于粉末顆粒與模具（陰模內(nèi)壁、模沖、芯棒）之間的因相對運(yùn)動而出現(xiàn)的摩擦力的作用， 消耗有效外壓，造成在壓坯高度方向壓力降和在壓制面上的壓力再分布，因此造成壓坯的各處密度不均勻。 2） 蒸發(fā) 凝聚：表面層原子向空間蒸發(fā)，借蒸汽壓差通過氣相向頸部空間擴(kuò)散，沉積在頸部。 在壓制橫截面不同的多臺階的壓坯時，必須保證整個壓坯內(nèi)的密度相同，否則在脫模過程中，密度不同 的連接處就會由于應(yīng)力的重新分布而產(chǎn)生斷裂或分層。如球形不銹鋼粉 e、粉末經(jīng)過適當(dāng)球磨和氧化之后，松裝密度提高 f、粉末潮濕，松裝密度提高 g．顆粒密度：顆粒密度大，自動填充能力強(qiáng)，松裝密度大 3 在金屬粉末注射成形過程中，為什么必須采用細(xì)粉末作原料？ （或用細(xì)粉末作原料具有哪些技術(shù)上的優(yōu)越性？） 通常采用哪兩種基本的脫脂方法？ 答： 1） 顆粒細(xì)小，比表面積大，表面能越高 ，能提高粉末燒結(jié)驅(qū)動力； 2） 顆粒細(xì)化，顆粒間的聯(lián)結(jié)力提高，提高脫脂后坯體的強(qiáng)度； 3） 細(xì)顆粒阻力大，融體與粘結(jié)劑在流動中不易分離，便于 混練與注射。 液相只有具備完全或部分潤濕的條件，才能滲入顆粒的微孔和裂隙甚至晶粒間界， 促進(jìn)致密化 13 2） 有限 的溶解可改善潤濕性，增加了固相物質(zhì)遷移通道，加速燒結(jié) ；并且 顆粒表面突出部位的化學(xué)位較高產(chǎn)生優(yōu)先溶解，通過擴(kuò)散和液相流動在顆粒凹陷處析出，改善固相晶粒的形貌和減小顆粒重排的阻力 ，促進(jìn)致密化 3） 在一般情況下，液相數(shù)量的增加有利于液相均勻地包覆固相顆粒，為顆粒重排列提供足夠的空間和致密化創(chuàng)造條件。 表面張力 大，得球形粉；粘度小得球形粉，表面張力克服粘度作用使粉末球化。請分析其原因。剛生產(chǎn)的還原鐵粉有加工硬化，且氧碳含量相對較高，影響粉末壓縮性。 還原鐵粉顆粒的顯微硬度可采用適當(dāng)?shù)耐嘶鸸に噥硐庸び不⒔档推渲醒?、碳含量，達(dá)到降低顆粒顯微硬度的目的。因?yàn)榭紫峨S著燒結(jié)過程的進(jìn)行可減弱或消失。粉末顆粒的原始邊界隨著燒結(jié)過程的進(jìn)行一般發(fā)展成晶界。 答： 1）后者的壓坯強(qiáng)度較前者大。壓坯密度的不均勻也將使燒結(jié)后的制品因收縮不一急劇變形而出現(xiàn)開裂或歪扭。 2 簡述溫壓技術(shù)能較大幅度提高鐵基粉末冶 金零件密度的機(jī)理？ 11 答： 1） 溫壓過程中，加工硬化的速度與程度降低，塑性變形充分進(jìn)行，為顆粒重排提高協(xié)調(diào)性變形； 2） 采用新型潤滑劑，降低粉末與模壁間、粉末顆粒間的摩擦，提高有效壓制力，便于顆粒相互填充，有利于顆粒重排； 總之，溫壓技術(shù)能改善主導(dǎo)致密化機(jī)理的塑性變形和顆粒重排，故而能較大幅度提高鐵基粉末冶金零件密度 。球形度的倒數(shù)稱粗糙度 。與此同時， 隨著燒結(jié)過程的進(jìn)行，燒結(jié)頸擴(kuò)大， ∣ρ∣的數(shù)值增大，燒結(jié)驅(qū)動力逐步減小。 （ b）流動性差的粉末、細(xì)粉或輕粉（填充性能不好，自動成形不好，影響壓件密度的均勻性）。如果張應(yīng)力大于氣體壓力 Pv，孔隙繼續(xù)收縮。 1 分析燒結(jié)時形成連通孔隙和閉孔隙的條件。 a 吸熱反應(yīng) b 放熱反應(yīng) 1 Fsss和 BET方法都能測量粉末比表面積，為什么 Fsss只能測得二次顆粒直徑，而 BET能測一次顆粒直徑？ 答： BET方法是根據(jù)氣體分子表面吸附總量，即氣體吸附前后壓力變化，來計(jì)算和測量 粉末總表面積，然后根據(jù)表面積與顆粒（等效球形）換算后得到； Fsss測試原理是粉末體中空隙構(gòu)成毛細(xì)管對氣體分子阻力（壓力降）來測得，毛細(xì)管孔壁可視為粉末外表面積，體中空隙構(gòu)成毛細(xì)管為氣體分子有效流經(jīng)管道，一次顆粒間的間隙通常為開孔孔道，一端可能封閉，氣體不能流通，因此該部分難以測試和計(jì)算在內(nèi)。 1化學(xué)反應(yīng)活化能的意義是什么，并用圖形表達(dá)？對于一級化學(xué)反應(yīng)，如何計(jì)算活化能？ 答： 化學(xué)反應(yīng)活化能指由反應(yīng)物經(jīng)化學(xué)反應(yīng)成為生成物時，反應(yīng)過程應(yīng)經(jīng)由中間絡(luò)合物形成，再成為生成物。 固體碳?xì)饣磻?yīng)在表示固體碳氧化形成 CO和 CO2的氣相組成隨溫度變化的情況，氧化鐵還原 氧化平衡反應(yīng)指各種溫度下反應(yīng)平衡條件、對氣氛組成的要求。 解： b 曲線： Fe3O4 被還原成 FeO 的反應(yīng)平衡曲線； c 曲線： FeO 被還原成 Fe 的反應(yīng)平衡曲線； d 曲線： Fe3O4 被還原成 Fe 的反應(yīng)平衡曲線。因?yàn)樵谶@種條件下水分子的氧離解壓小于 WO3 ， WO2 離解壓，水分子相對穩(wěn)定， WO3 ， WO2 被還原，同時由于溫度的作用，疏松粉末中還原產(chǎn)物容易經(jīng)擴(kuò)散排走，還原動力學(xué)條件滿足，導(dǎo)致氧化鎢被氫氣還原； 由于 WO3 ，和 WO2 在含有水分子的氫氣中具有較大的揮發(fā)壓，而且還原溫度越高，揮發(fā)壓越大，進(jìn)入氣相中的氧化鎢被還 原后，沉降在以還原的鎢粉顆粒上導(dǎo)致鎢粉顆粒長大。 解： 鎢粉由氫氣還原氧化鎢粉的過程制得，還原過程中氧化物自高價(jià)向低價(jià)轉(zhuǎn)變，最后還原成鎢粉， WO3— WO2 — W ；其中還有 WO2 。這樣一種由測量一定質(zhì)量粉末總表面積，然后計(jì)算粉末平均粒度的方法，就是通過測試粉末比表面積，計(jì)算粉末粒度的基本原理。 答： 松裝密度是 粉末在規(guī)定條件下自然填充容 器時，單位體積內(nèi)的粉末質(zhì)量，它是 粉末的一個重要物理性能，也是粉末冶金過程中的重要工藝參數(shù)，粉末粒度 、 粉末形狀 及形貌 對松裝密度影響顯著： ① 粉末平均粒度越小，粉末形貌越復(fù)雜，粉末顆粒之間以及粉末表面留下空隙越大，松裝密度越?。? ② 粉末平均粒度越小，粉末形貌越復(fù)雜，粉末顆粒之間的運(yùn)動摩擦阻力越大，流動性越差，松裝密度越小。其特點(diǎn)如下： 金屬液流紊流區(qū)：金屬液流在霧化氣體的回流作用下，金屬流柱流動受到阻礙，破壞了層流 狀態(tài)，產(chǎn)生紊流； 原始液滴形成區(qū)：由于下端霧化氣體的沖刷，對紊流金屬液流產(chǎn)生牽張作用，金屬流柱被拉斷，形成帶狀 管狀原始液滴； 有效霧化區(qū)： 因 高速運(yùn)動霧化氣體攜帶大量動能對形成帶狀 管狀原始液滴的沖 擊 ， 使之破碎，成為微小金屬液滴； 冷卻區(qū) 凝固區(qū)： 此時，微小液滴離開有效霧化區(qū)，冷卻，并由于表面張力作用逐漸球化。 答： 重要優(yōu)點(diǎn)： ① 能夠制備部分其他方法難以制備的材料，如難熔金屬，假合金、多孔材料、特殊功能材料（硬質(zhì)合金）； ② 因?yàn)榉勰┮苯鹪诔尚芜^程采用與最終產(chǎn)品形狀非常接近的模具，因此產(chǎn)品加工量少而節(jié)省材 料； ③ 對于一部分產(chǎn)品，尤其是形狀特異的產(chǎn)品，采用模具生產(chǎn)易于，且工件加工量少，制作成本低 ,如齒輪產(chǎn)品。全致密假合金如 WCu等。燒結(jié)中初期為液相燒結(jié)，后期為固相燒結(jié)。原子沿晶界向頸部遷移。 體積擴(kuò)散 借助于空位運(yùn)動，原子等向頸部遷移。 燒結(jié)驅(qū)動力 燒結(jié)過程中驅(qū)使原子定向遷移的因素 熱等靜壓 把粉末壓坯或把裝入特制容器內(nèi)的粉末體在等靜高壓容器內(nèi)同時施以高溫和高壓，使粉末體被壓制和燒結(jié)成致密的零件或材料的過程 冷等靜壓 室溫 下，利用高壓流體靜壓力直接作用在彈性模套內(nèi)的粉末體的壓制方法 團(tuán)粒 由單顆?；蚨晤w粒依靠范德華力粘結(jié)而成的聚集顆粒 活化燒結(jié) 系指能降低燒結(jié)活化能，使體系的燒結(jié)在較低的溫度下以較快的速度進(jìn)行、燒結(jié)體性能得以提高的燒結(jié)方法。 1 粉末冶金原理考研試題庫 名詞解釋 臨界轉(zhuǎn)速 機(jī)械研磨時，使球磨筒內(nèi)小球沿筒壁運(yùn)動能夠正好經(jīng)過頂點(diǎn)位置而不發(fā)生拋落 時，筒體的轉(zhuǎn)動速度 比表面積 單位質(zhì)量或單位體積粉末具有的表面積 （ 一克質(zhì)量或一定體積的粉末所具有的表面積與其質(zhì)量或體積的比值稱為比表面積 ） 二 次顆粒 由多個一次顆粒在沒有冶金鍵合而結(jié)合成粉末顆粒稱為二次顆粒 離解壓 每種金屬氧化物都有離解的趨勢，而且隨溫度提高，氧離解的趨勢越大 ， 離解后的氧形成氧分壓越大，離解壓即是此氧分壓。 2 臨界轉(zhuǎn)速 機(jī)械研磨時，使球磨筒內(nèi)小球沿筒壁運(yùn)動能夠正好經(jīng)過頂點(diǎn)位置而不發(fā)生拋落時，筒體的轉(zhuǎn)動速度； 孔隙度 粉體或壓坯中孔隙體積與粉體 表觀 體積或壓坯體積之比； 標(biāo)準(zhǔn)篩 用篩分析法測量粉末粒 度時采用的一套按一定模數(shù)（根號 2 ） 制備的 金屬網(wǎng)篩 彈性后效 粉末經(jīng)模壓推出模腔后，由于壓坯內(nèi)應(yīng)力馳豫，壓坯尺寸增大的現(xiàn)象稱作 單軸壓制 在模壓時，包括單向壓制和雙向壓制，壓力存在壓制各向異性 密度等高線 粉末壓坯中具有相同密度的空間連線稱為等高線，等高線將壓坯分成具有不同密度的區(qū)域 混合 混合系指將不同成分的粉末混合均勻的過程 合批 具有相同化學(xué)成分，不同批次生產(chǎn)過程得到的粉末的混合工序稱為合批 霧化介質(zhì) 霧化制粉時，用來沖 擊 破碎金屬流柱的高壓液體或高壓氣體稱為霧化介質(zhì) 活化能 發(fā)生物理或化學(xué)反應(yīng)時，形成中間絡(luò)合物所需要的能量稱為活化能 平衡常數(shù) 在某一溫度、某一壓力下，反應(yīng)達(dá)到平衡時，生成物氣體分壓與反應(yīng)物氣體分 壓之比稱為平衡常數(shù) 電化當(dāng)量 克當(dāng)量與法拉第常數(shù)之比稱為電化當(dāng)量 （這是表述點(diǎn)解過程輸入電量與粉末產(chǎn)出的定量關(guān)系，表達(dá)為每 96500庫侖應(yīng)該有一克當(dāng)量的物質(zhì)經(jīng)電解析出） 閉孔隙 粉末顆粒中由質(zhì)體包圍、且不同外界連通的孔隙 比形狀因子 粉末顆粒面積形狀因子與體積形狀因子之比稱為比形狀因子 氣相遷移 細(xì)小金屬氧化物粉末顆粒由于較大的蒸氣壓，在高溫經(jīng)揮發(fā)進(jìn)入氣相 ，被還原后沉降在大顆粒上，導(dǎo)致顆粒長大的過程 溶解析出 物質(zhì)通過固溶性質(zhì)，固相物質(zhì)經(jīng)由固溶進(jìn)入液相，形成飽和固溶體后繼而析出，進(jìn)行物質(zhì)遷移的過程 露點(diǎn) 在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，氣氛中水蒸汽開始凝結(jié)的溫度，是其中水蒸汽與氫分壓比的量度 燒結(jié) 燒結(jié)是指粉末或壓坯在低于主要組分熔點(diǎn)的溫度下借助于原子遷移實(shí)現(xiàn)顆粒間聯(lián)結(jié)的過程。 蒸發(fā) 凝聚 表面層原子向空間蒸發(fā)，借蒸汽壓差通過氣相向頸部空間擴(kuò)散，沉積在頸部。 晶界擴(kuò)散 晶界為快速擴(kuò)散通道。（單元系燒結(jié)是指純金屬或有固定化學(xué)成分的化合物或均勻固熔體在固態(tài)下的燒結(jié)，過程不出現(xiàn)新的組成物或新相，也不發(fā)生凝聚狀態(tài)的改變（不出現(xiàn)液相），故也稱為單相燒結(jié)） 多元系固相燒結(jié) 由兩種以上的組元（元素、化合物、合金、固溶體）在固相線以下燒結(jié)的過程 液相燒結(jié) 燒結(jié)溫度高于燒結(jié)體系低熔組分的熔點(diǎn)或共晶溫度的多元系燒結(jié)過程，即燒結(jié)過程中出現(xiàn)液相的粉末燒結(jié)過程統(tǒng)稱為液相燒結(jié) 瞬時液相燒結(jié) 在燒結(jié)中、初期存在液相，后期液相消失。前期為固相燒結(jié)，后期為液相燒結(jié)。其值可用下式表示：（ A— B） /（ A— C） *100%，其中 A粉末試樣（ 5g）加燒舟質(zhì)量， B氫中煅燒后殘余物加燒舟質(zhì)量， C燒舟質(zhì)量 藍(lán)鎢 藍(lán)鎢是不摻 雜鎢粉和摻雜鎢粉生產(chǎn)的原料，經(jīng)煅燒仲鎢酸銨而制得，是一種無確定成分的化合物，可描述為（ NH4） xHyWO3 水靜壓力 等靜壓制中的水作用在粉末體中，粉末體受到的各個方向上相等的壓力 5 分析題 1 、粉末冶金技術(shù)有何重要優(yōu)缺點(diǎn)，并舉例說明。 3 、氣體霧化制粉過程可分解為幾個區(qū)域，每個區(qū) 域的特點(diǎn)是什么？ 答： 氣體霧化制粉過程可分解為 金屬液流 負(fù)壓 紊流區(qū)，原始液滴形成區(qū)，有效霧化區(qū)和冷卻 凝固 區(qū)等四個區(qū)域。 分析粉末粒度、粒度分布、粉末形貌與松裝密度之間的關(guān)系。為了盡量獲得準(zhǔn)確的測量數(shù)據(jù)，被吸附的氣體通常是惰性氣體。 10 、分析還原制備鎢粉的原理和鎢粉顆粒長大的因素。由于當(dāng)溫度高于 550 度時，氫氣即可還原 WO3 ，由于當(dāng)溫度高于 700 度時，氫氣即可還原 WO2 。 1碳直接還原氧化鐵制備鐵粉時熱力學(xué)條件如圖所示，說明圖中各條曲線的含義，表明各相穩(wěn)定存在區(qū)域并討論氧化亞鐵還原成鐵粉的條件。 答：固體碳還原平衡氣相圖有兩部分疊加而成： 固體碳?xì)饣? 應(yīng) 和氧化鐵還原 氧化平衡反應(yīng)。 ……… 13 、什么是假合金，怎樣才能獲得假合金？ 解： 兩種或兩種以上金屬元素因不經(jīng)形成固溶體或化合物構(gòu)成合金體系通稱為假合金