【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時所對應(yīng)的氣氛壓力Pv為Pv=(Do/D)此時，燒結(jié)驅(qū)動力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 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)保護氣體壓力為一個大氣壓時，求燒結(jié)體中尺寸不再發(fā)生變化時的空隙變化。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?？紫秾Ы邕w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，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\改善流動性添加粘結(jié)劑）.進行自動壓制或壓制形狀較復(fù)雜的大型P/M制品五、分析、計算題一個以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，流量不宜過高，順流通氫。但燒結(jié)溫度過高或燒結(jié)時間過長，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=擴散斷面積 Ω=一個空位的體積由Fick第一定律Jv=Dvˊ.▽Cv= Dvˊ.△Cv/ρDv‘=空位擴散系數(shù)（個數(shù)）若用體積表示原子擴散系數(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行。如球形不銹鋼粉？？分析燒結(jié)時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+%石墨粉末因為80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，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構(gòu)？當(dāng)燒結(jié)進行到一定程度，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，單位體積內(nèi)粉末質(zhì)量。如果θ90，燒結(jié)開始時液相即使生成，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，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.壓制時顆粒間的相互填充程度，進而提高接觸面積.壓制壓力：壓力大，塑性變形大，壓坯強度提高 顆粒形狀：復(fù)雜，結(jié)合強度提高，但壓坯強度降低外在因素：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，也可減小固相顆粒間的接觸機會。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。強化效果σs=(* b/C)1/2fP1/6rP1/2強化效果與彌散質(zhì)點的體積分?jǐn)?shù)、粒子尺寸基體和質(zhì)點的特性有關(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，塑性金屬粉末內(nèi)含有合金元素或非金屬夾雜時，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)動力和脫脂后坯體的強度，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。（與2001年第二題相同）工藝設(shè)計思路：解決純鐵高熔點所帶來的工藝?yán)щy：工業(yè)純鐵的熔點在1500℃以上，熔煉溫度達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中低熔點金屬或合金（Cu、Co、CuN）對更高熔點金屬的潤濕性好（潤濕角趨于00），液相在更高熔點金屬不溶解；而相反的，高熔點金屬能夠在低熔點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)計壓膜時應(yīng)注意哪些問題？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。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?，高氧指?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。？？運用揮發(fā)沉淀長大機理，說明H2還原WO3制取細(xì)W粉時應(yīng)如何控制工藝條件？（1） 原料： A 粒度：當(dāng)采用WO3時，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)計思路：① 解決純鐵高熔點所帶來的工藝?yán)щy：工業(yè)純鐵的熔點在1500℃以上，熔煉溫度達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)計量附近波動的原因。B 破碎時顆粒表面形成凹凸；C 高溫還原時使顆粒間產(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；同時由于活性高，燒結(jié)驅(qū)動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)位錯線通過彌散質(zhì)點以后，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，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因為合金的硬度一般比其組分中任一金屬的硬度大,故Cu2%Al