【正文】 鎳粉末沉淀分析，沉降桶高度100mm。=nRT氣氛壓力Pv=6nRT/(πD3)若氣氛初始壓力為Po，孔隙尺寸為Do，收縮至D時(shí)所對應(yīng)的氣氛壓力Pv為Pv=(Do/D)此時(shí)，燒結(jié)驅(qū)動(dòng)力σ=4γ/D令Ps=0，即封閉在孔隙中的氣氛壓力與燒結(jié)應(yīng)力達(dá)到平衡，孔隙收縮停止。 μ*ζ=當(dāng)考慮消耗在彈性變形上的壓力時(shí) P1=Pe8Hμ*ζ/D故壓坯1/2處高度的壓力 P1=3297MPa壓坯底部單位壓力 P2= 2000/e=當(dāng)保護(hù)氣體壓力為一個(gè)大氣壓時(shí)，求燒結(jié)體中尺寸不再發(fā)生變化時(shí)的空隙變化。鐵的氧化物被碳分步還原，遵循下述反應(yīng)， C+CO2=2CO FeOx+CO→FeOy+CO2 其中XY，X=,4/3,1；Y=4/3,1,0。
在T1溫度之下，只有Fe3O4穩(wěn)定存在。孔隙對晶界遷移施加的阻力隨其中孔隙尺寸的減小和孔隙的數(shù)量的下降而降低。這時(shí)，晶內(nèi)孔隙形成。（5）添加劑：少量的添加劑如Cr、V、Ta、Nb等的鹽可抑制鎢粉顆粒的粗化。（第4次）粉末燒結(jié)初、中期，晶粒長大的趨勢較小，在燒結(jié)后期才會發(fā)生可觀察到的晶粒長大現(xiàn)象，但與普通材料相比較，燒結(jié)材料的這種長大現(xiàn)象幾乎可以忽略，原因有二：孔隙、夾雜物對晶界遷移的阻礙；燒結(jié)溫度低于鑄造溫度。該粉末混合物在一定壓制壓力下成形。這樣，燒結(jié)合金中的低熔組分將大部分損失掉，使燒結(jié)致密化過程不能順利完成。兩種粉末在500MPa下于Φ15的模具中采用相同壓制方式分別成形。但過大的液相數(shù)量造成燒結(jié)體的形狀保持性下降。當(dāng)0θ900，這是普通的液相燒結(jié)情況，燒結(jié)效果一般。、粉末原料在哪些情況下需作制粒處理？為什么？.細(xì)小顆粒的粉末或硬質(zhì)粉末(為便于成形需添加成形劑\改善流動(dòng)性添加粘結(jié)劑）.進(jìn)行自動(dòng)壓制或壓制形狀較復(fù)雜的大型P/M制品五、分析、計(jì)算題一個(gè)以A、B兩種粉末為原料構(gòu)成成分為80%A20%B的混合粉，然后再上述混合粉中添加一定量的成形劑。（3）忽略膜壁摩擦，簡化受力分析，運(yùn)用虎克定律。. K、Na等促使鎢粉顆粒粗化；. Ca、Mg、Si等元素?zé)o明顯影響：. 少量Mo、P等雜質(zhì)元素可阻礙W粉顆粒長大（2）還原方式：二階段還原（3）氫氣：降低氫的露點(diǎn)，流量不宜過高，順流通氫。但燒結(jié)溫度過高或燒結(jié)時(shí)間過長，則又為聚集再結(jié)晶提供高的能量條件。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。T＞T2溫度，為C的氣化反應(yīng)所形成 CO%高于平衡下所需CO％，F(xiàn)e穩(wěn)定存在。如何控制粉末的粒度和純度？熱力學(xué)條件：金屬氧化物的離解壓(PO2)XO大于還原劑的氧化產(chǎn)物的離解壓(PO2)MeO。A=擴(kuò)散斷面積 Ω=一個(gè)空位的體積由Fick第一定律Jv=Dvˊ.▽Cv= Dvˊ.△Cv/ρDv‘=空位擴(kuò)散系數(shù)（個(gè)數(shù)）若用體積表示原子擴(kuò)散系數(shù)，即Dv=Dv‘Cvo=(Q/RT)dv/dt=A Dv‘.Ω.△Cv/ρ其中A=(2πX).(2ρ)；V=；ρ=X2/2a→x5/a2=20DvγΩ/KingeryBerge方程：ρ=X2/4ax5/a2=80DvγΩ/三、計(jì)算題？？氫氣還原金屬氧化物制備金屬粉末（WO2還原），已知平衡常數(shù)，LgKp=3225/T+，分別計(jì)算700oC、850oC氣氛中水的含量T= 973 LgKp=3225/973+=, Kp=PH 2 O/PH 2 = T =1573 LgKp=3225/1573+=, Kp=PH 2 O/PH 2 = ？？，裂紋尺寸等于2微米，求粉末粒徑為10微米時(shí)的彈性模量與破碎應(yīng)力。.中期：孔隙網(wǎng)絡(luò)形成，燒結(jié)頸長大。根據(jù)公式 LgKp=3225/T+T= 973 LgKp=3225/973+=, Kp=PH 2 O/PH 2 = T =1073 LgKp=3225/1073+=, Kp=PH 2 O/PH 2 = T =1173 LgKp=3225/1173+=, Kp=PH 2 O/PH 2 =　 　計(jì)算表明 , 溫度越高 , 平衡常數(shù)值越大 ( 正 ), 說明隨還原溫度提高，氣氛中的 H2O 比例可越大 , 氫氣中水蒸氣含量提高 , 提高溫度有利于還原進(jìn)行。如球形不銹鋼粉？？分析燒結(jié)時(shí)形成連接通孔隙和閉孔隙的條件。2)80目還原Fe粉，80目水霧化鐵粉，80目水霧化鐵粉+%石墨粉末，成形壓力500MPa80目還原Fe粉80目水霧化鐵粉80目水霧化鐵粉+%石墨粉末因?yàn)?0目的還原鐵粉為多孔海綿狀，而水霧化鐵粉形狀不規(guī)則，因此還原鐵粉的壓坯強(qiáng)度更高。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。密度分布均勻，同一密度所需壓力較模壓降低。顆粒松軟、形狀不規(guī)則的粉末，壓緊后顆粒的聯(lián)結(jié)增強(qiáng)，成形性好。根據(jù)粉末成形性與壓縮性的影響因素，提出獲得成型性能優(yōu)異而壓縮性高的金屬粉末的技術(shù)措施。表面遷移包括哪些機(jī)構(gòu)？當(dāng)燒結(jié)進(jìn)行到一定程度，孔隙產(chǎn)生封閉后，它們起何作用？表面遷移包括表面擴(kuò)散和蒸發(fā)凝聚。什么是松裝密度？其高低主要取決于哪些因素？松裝密度是指粉末在規(guī)定條件下自然填充容器時(shí)，單位體積內(nèi)粉末質(zhì)量。如果θ90，燒結(jié)開始時(shí)液相即使生成，液會很快跑出燒結(jié)體外，稱為滲出。在不改變裝備的情況下，該公司的技術(shù)人員最終解決了壓坯密度偏低的問題。平均密度： ρ雙ρ單密度分布：(dρ/dX)單 (dρ/dX)雙 剛模壓制時(shí)，由于摩擦力的作用，在壓坯高度方向存在壓力降低。 潤滑劑：為了降低壓形時(shí)粉末顆粒與膜壁和模沖間的摩擦、改善壓坯的密度分布、減少壓膜磨損和有利于脫模。：壓力提高，結(jié)合強(qiáng)度提高（與變形度有關(guān)）（與結(jié)合面積有關(guān)）：含量高，結(jié)合強(qiáng)度大顆粒間接觸面積：即顆粒間的鄰接度.顆粒的顯微硬度.粒度組成.壓制時(shí)顆粒間的相互填充程度，進(jìn)而提高接觸面積.壓制壓力：壓力大，塑性變形大，壓坯強(qiáng)度提高 顆粒形狀：復(fù)雜，結(jié)合強(qiáng)度提高，但壓坯強(qiáng)度降低外在因素：殘留應(yīng)力大小.壓坯密度分布的均勻性（粉末的填充性）.粉末壓坯的彈性后效.模具設(shè)計(jì)的合理性？？粉末冶金用銅粉可采取哪些方法制備？比較這些銅粉在性能上的差異？液相燒結(jié)包括哪幾種形式？（1）瞬時(shí)液相燒結(jié)：在燒結(jié)中、初期存在液相，后期液相消失。霧化鐵粉：包括水霧化鐵粉和氣霧化鐵粉。一般用壓坯強(qiáng)度表示。但是由于納米（金屬或非氧化物陶瓷）粉末，表面能和活性極高，導(dǎo)致氧的大量吸附，氧含量很高。但過大的液相數(shù)量造成燒結(jié)體的形狀保持性下降。當(dāng)0θ900，這是普通的液相燒結(jié)情況，燒結(jié)效果一般。這很可能是由于壓坯密度分布不均勻而造成的后果；降低壓坯密度的方法有以下幾種：（1）降低壓坯的高徑比。同時(shí)，也可減小固相顆粒間的接觸機(jī)會。即燒結(jié)體系需滿足方程 γS=γSL+γLCOSθ (θ為潤濕角)液相燒結(jié)需滿足的潤濕條件是θ90；當(dāng)θ=0，液相充分潤濕固相顆粒，這是最理想的液相燒結(jié)條件；當(dāng)θ90O，固相顆粒將液相推出燒結(jié)體，發(fā)生反燒結(jié)現(xiàn)象。強(qiáng)化效果σs=(* b/C)1/2fP1/6rP1/2強(qiáng)化效果與彌散質(zhì)點(diǎn)的體積分?jǐn)?shù)、粒子尺寸基體和質(zhì)點(diǎn)的特性有關(guān)。
納米粉末燒結(jié)活性很高
？？(但學(xué)長有解)分析氧化鋁彌散強(qiáng)化復(fù)合材料在高溫下（如8500c）具有高硬度的原因。？？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。粉末加工硬化，壓縮性能差；退火后，塑性改善，顯微硬度下降，壓縮性提高；當(dāng)壓坯密度較高時(shí)，塑性金屬粉末內(nèi)含有合金元素或非金屬夾雜時(shí)，會降低粉末的壓縮性；碳、氧和酸不溶物含量的增加使壓縮性變差；粉末顆粒越細(xì)，壓縮性越差，成形性越好；由于壓制性由壓坯密度表示,因此凡是影響粉末密度的因素都對壓縮性有影響成形性：粉末經(jīng)壓制后，壓坯保持既定形狀的能力。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。（3）液相數(shù)量：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。（同2001年第5題）液相燒結(jié)的三個(gè)基本條件：潤濕性、溶解度和液相數(shù)量（1）液相必須潤濕固相顆粒：這是液相燒結(jié)得以進(jìn)行的前提（否則產(chǎn)生反燒結(jié)現(xiàn)象）。（同2001年第8題）細(xì)粉末提高粉末燒結(jié)驅(qū)動(dòng)力和脫脂后坯體的強(qiáng)度，便于混練和注射，制造形狀復(fù)雜、薄壁、小尺寸件。該原料具有粒度細(xì)、表面活性大，W粉一次顆粒細(xì)和便于粒度控制的特點(diǎn)。（與2001年第二題相同）工藝設(shè)計(jì)思路：解決純鐵高熔點(diǎn)所帶來的工藝?yán)щy：工業(yè)純鐵的熔點(diǎn)在1500℃以上，熔煉溫度達(dá)1650―1700℃，采用低硅高碳（%）合金，使熔體溫度保持在13001350℃。（但學(xué)長）上述所得的三種粉末冶金合金，由液相燒結(jié)而成，F(xiàn)e12Cu，YG10，WCuNi中低熔點(diǎn)金屬或合金（Cu、Co、CuN）對更高熔點(diǎn)金屬的潤濕性好（潤濕角趨于00），液相在更高熔點(diǎn)金屬不溶解；而相反的，高熔點(diǎn)金屬能夠在低熔點(diǎn)金屬溶解或部分溶解，液相始終存在，而當(dāng)液相完全潤濕固相情況下，晶粒不會長大，而只有當(dāng)潤濕不良的情況下，靠顆粒彼此接觸，聚合長大。對于一多臺階的粉末冶金零件，設(shè)計(jì)壓膜時(shí)應(yīng)注意哪些問題？必須保證整個(gè)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。這樣，燒結(jié)合金中的低熔組分將大部分損失掉，使燒結(jié)致密化過程不能順利完成。三都有利于降低霧化鐵粉的松比，改善粉末的成形性能。氣體霧化：鐵、銅、鋁、錫、鉛及其合金粉末（如青銅粉末、不銹鋼粉末）；水霧化：鐵、銅及合金鋼粉末；水霧化鐵粉顆粒表面粗糙，易得氧含量較低、壓縮性較好的不規(guī)則粉末， RZ法可以直接處理廢鋼。黃培云方程基本假設(shè)：視粉末為非線性彈一塑體適用性：不論對軟粉末或硬粉末適用效果都比較好用能量的觀點(diǎn)闡述互不相溶系固相燒結(jié)的熱力學(xué)條件互不溶系的燒結(jié)服從不等式：γABγA ＋γB，即AB的比界面能必須小于A、B單獨(dú)存在的比表面能之和；若γABγA ＋γB，雖然在AA或BB之間可以燒結(jié)，但在AB之間卻不能。（4）還原工藝條件： .還原溫度T：降低T，高的溫度會提高鎢氧化物的水合物在氣相中的濃度，顆粒粗化； .推舟速度V：降低V，推舟速度打?qū)е卵鯕庠黾樱哐踔笖?shù)的氧化物具有更大的揮發(fā)性，提高濃度，顆粒粗化； .料層厚度t：降低t，料層厚度過高不利于氫向底層物料的擴(kuò)散，鎢氧化物的含氧量高，顆粒粗化。Cu基電工觸頭：電解法；純度高，導(dǎo)電性能好。？？運(yùn)用揮發(fā)沉淀長大機(jī)理，說明H2還原WO3制取細(xì)W粉時(shí)應(yīng)如何控制工藝條件？（1） 原料： A 粒度：當(dāng)采用WO3時(shí)，其粒度與還原鎢粉粒度間的依賴性不太明顯，而主要取決于WO2的粒度。巴爾申方程基本假設(shè):（1）將粉末體視為彈性體（2）不考慮粉末的加工硬化（3）忽略模壁摩擦適用性：硬質(zhì)粉末或中等硬度粉末在中壓范圍內(nèi)壓坯密度的定量描述。即使燒結(jié)不出現(xiàn)液相，但兩種固相的界面能也能決定燒結(jié)過程？？什么是燒結(jié)氣氛的碳勢？能進(jìn)行碳勢控制的燒結(jié)氣氛有哪些？某一含碳量的材料在某種氣氛中燒結(jié)時(shí)既不滲碳也不脫碳，以材料中的碳含量表示氣氛的碳勢。工藝設(shè)計(jì)思路：① 解決純鐵高熔點(diǎn)所帶來的工藝?yán)щy：工業(yè)純鐵的熔點(diǎn)在1500℃以上，熔煉溫度達(dá)1650―1700℃，采用低硅高碳（%）合金，使熔體溫度保持在13001350℃。但長的刷粉周期卻使電流密度下降，粉末粗化。但較高的溶解度導(dǎo)致燒結(jié)體的變形和為晶粒異常長大提供條件，這是不希望的。五、分析題為什么說穩(wěn)壓技術(shù)是傳統(tǒng)模壓技術(shù)的發(fā)展與延伸？溫壓技術(shù)是粉末與模具被加熱到較低溫度（一般為150℃）下的剛模壓制方法。因此造成壓坯的各處密度不均勻。 成形性能的改善：A 利用霧化過程中鐵中的碳與氧的反應(yīng)使顆粒表面形成凹凸而粗粗糙化： Fe(C)(l)+O2=Fe(l)+CO2CO2微氣泡在逸至鐵液滴表面時(shí)造成表面凹凸。（4）還原工藝條件： .還原溫度T：降低T，高的溫度會提高鎢氧化物的水合物在氣相中的濃度，顆粒粗化； .推舟速度V：降低V，推舟速度打?qū)е卵鯕庠黾樱哐踔笖?shù)的氧化物具有更大的揮發(fā)性，提高濃度，顆粒粗化； .料層厚度t：降低t，料層厚度過高不利于氫向底層物料的擴(kuò)散，鎢氧化物的含氧量高，顆粒粗化。并且溫壓與粉末熱壓完全不同，溫壓的加熱溫度遠(yuǎn)低于熱壓（高于主要組分的再結(jié)晶溫度），而且被壓制的粉末冶金零部件的尺寸精度很高，表面光潔。如果θ90，燒結(jié)開始時(shí)液相即使生成，液會很快跑出燒結(jié)體外，稱為滲出。？？分析在YG硬質(zhì)合金生產(chǎn)過程中，允許合金中碳含量可在WC的化學(xué)計(jì)量附近波動(dòng)的原因。B 破碎時(shí)顆粒表面形成凹凸；C 高溫還原時(shí)使顆粒間產(chǎn)生輕度燒結(jié)，即細(xì)小顆粒粘結(jié)在大顆粒上。成形性受顆粒的形狀和結(jié)構(gòu)的影響最為明顯。這些氧對后續(xù)加工帶來困難；同時(shí)由于活性高，燒結(jié)驅(qū)動(dòng)力用于致密化和晶粒長大，燒結(jié)后產(chǎn)生晶粒粗化，變成非納米晶結(jié)構(gòu)；試樣細(xì)寸細(xì)小，特別是難以得到出現(xiàn)性能突變的可供測試的樣品，無法判斷對應(yīng)晶粒尺寸。當(dāng)位錯(cuò)線通過彌散質(zhì)點(diǎn)以后，合金發(fā)生屈服。低應(yīng)力：蠕變速度dε/dt=2πb3σDv/（kTrP2）？？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？（第一問同2001年分析題第3題）剛模壓制時(shí)，由于摩擦力的作用，在壓坯高度方向存在壓力降低。這樣，燒結(jié)合金中的低熔組分將大部分損失掉，使燒結(jié)致密化過程不能順利完成。（1）在室溫下硬度：Cu（）—2% Al2O3 Cu2%Al2O3Cu因?yàn)楹辖鸬挠捕纫话惚绕浣M分中任一金屬的硬度大,故Cu2%Al