【正文】 定條件下自然填充容器時，單位體積內的粉末質量，單位為 g/cm3 比形狀因子 將粉末顆粒面積因子與體積因子 之比稱為比形狀因子 壓坯密度 壓坯質量與壓坯體積的比值 相對體積 粉末體的相對密度（ d=ρ /ρ 理 ）的倒數(shù)稱為相對體積，用β＝ 1/d 表示 粒度分布 將粉末樣品分成若干粒徑，并以這些粒徑的粉末質量（顆粒數(shù)量、粉末體積）占粉末樣品總質量（總顆粒數(shù)量、總粉末體積）的百分數(shù)對粒徑作圖，即為粒度分布 ；（ 一定體積或一定重量（一定數(shù)量）粉末中各種粒徑粉末體積（重量、數(shù)量）占粉末總量的百分數(shù)的表達稱為粒度分布 ） 粉末加工硬化 金屬粉末在研磨過程中由于晶格畸變和位錯密度增加，導致粉末硬度增加，變形困難的現(xiàn)象稱為加工硬化 霧化法 利用高速氣流或高速液流將金屬流 (其它物質流 )擊碎制造粉末的方法 二流霧化 由霧化介質流體與金屬液流構成的霧化體系稱為二流霧化 快速冷凝 將金屬或合金的熔液快速冷卻（冷卻速度 105℃ /s） ，保持高溫相、 獲得性能奇異性能的粉末和合金（如非晶、準晶、微晶）的技術，是傳統(tǒng)霧化技術的重要發(fā)展 假合金 兩種或兩種以上金屬元素因 不是根據(jù)相圖規(guī)律 、 不經形成固溶體或化合物 而構成的合金體系， 假合金實際是混合物 保護氣氛 為防止粉末或壓坯在高溫處理過程發(fā)生氧化而向體系 加 入還原性氣體或真空條件稱為保護氣氛 壓 制性 粉末壓縮性與成形性的總稱 成形性 粉末在經模壓之后保持形狀的能力 ，一般用壓坯強度表示 壓縮性 粉末在模具中被壓縮的能力稱為壓縮性 ，一般用壓坯密度表示 粉末粒度 一定質量（一定體積）或一定數(shù)量的粉末的平均顆粒尺寸成為粉末粒度 粉末流動性 50 克粉末流經標準漏斗所需要的時間稱為粉末 流動性 。（采用化學或物理的措施，使燒結溫度降低、燒結過程加快，或使燒結體的密度和其它性能得到提高的方法稱為活化燒結） 強化燒結 是泛指能夠增加燒結速率，或能夠強化燒結體性能（合金化或抑制晶粒長大）的所有燒結過程 還原終點 浮斯體還原成海綿鐵和海綿鐵開始滲碳過程之間的轉折點 Ostwald熟化 由溶解 再析出過程造成的晶粒長大現(xiàn)象 揮發(fā) 沉積 氫中水分子與鎢氧化物反應生成揮發(fā)性的水合物， WOX+H2O→ (g)↑，氣相中的鎢氧化物被氫還原沉積在鎢顆粒上，導致 W顆粒長大 碳勢 某一含碳量的材料在某種氣氛中燒結時既不滲碳也不脫碳，以材料中的碳含量表示氣氛的碳勢 內摩擦 粉末顆粒之間的摩擦 外摩擦力 粉末顆粒與模具（陰模內壁、模沖、芯棒）之間的因相對運動而出現(xiàn)的摩擦 3 制粒 借助于聚合物的粘結作用將若干細小顆粒形成一團粒，減小團粒間的摩擦力，大幅度降低顆 粒運動時的摩擦面積，增大運動單元的動力的過程 拱橋效應 （搭橋）顆粒間由于摩擦力的作用而相互搭架形成拱橋孔洞的現(xiàn)象 脫模壓力 使壓坯從模中脫出所需的壓力，與坯件的彈性模量，殘留應變量即彈性后效及其與模壁之間的摩擦系數(shù)直接相關 溫壓 系指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 注射成形技術 一種從塑料注射成形行業(yè)中引伸出來的新型粉末冶金近凈成形技術 ，將粉末與熱塑性材料均勻混合使成為具有良好流動性能（在一定溫度下）的流態(tài)物質，而后把這種流態(tài)物在注射成形機上經過一定的溫度和壓力，注入模具 內成形 擠壓超前現(xiàn)象 在擠壓筒的徑向上，愈靠近模壁受阻力越大，愈接近中心受阻力愈小。 位錯管道擴散 位錯為非完整區(qū)域，原子易于沿此通道向頸部擴散，導致物質遷移。 超固相線液相燒結 液相在粉末顆粒內形成 ,是一種在微區(qū)范圍內較普通液相燒結更為均勻的燒結過程 馬欒哥尼效應 溶質濃 度的變化導致液體表面張力的不同，產生液相流動的現(xiàn)象 潤濕性 液相對固相顆粒的表面潤濕情況，由 固 、液相的表面張力（比表面能）γ s 、γ l以及兩相的界面張力（界面能）γ sl所決定 熱壓 又稱為加熱燒結，是把粉末裝在模腔內，在加壓的同時使粉末加熱到正常燒結溫度或更低一點，經過較短時間燒結成致密而均勻的制品 Orowan強化（位錯繞過質點機制） 彌散質點導致基體中位錯線產生一定程度的彎曲，阻礙位錯運動。 4 、分析為什么要采用藍鎢作為還原制備鎢粉的原料？（ 5 分） 6 答： 采用藍鎢作為原料制備鎢粉的主要優(yōu)點是 ① 可以獲得粒度細小的一次顆粒，盡管二次顆粒較采用 WO3 作為原料制備的鎢粉二次顆粒要大。 分別分析單軸壓制和等靜壓制的差別及應力特點，并比較熱壓與熱等靜壓的差別。粉末在高溫區(qū)停留的時間長也會因原子遷移致使鎢粉顆粒長大。圖中的曲線對應的平衡狀態(tài)，改變氣體組成，或保持氣體組成。 1霧化過程為何可以有效控制金屬粉末顯微結構，怎樣才能獲得球形度很好的金屬粉末？ 9 答： 1） 霧化過程粉末冷卻速度快，粉末成分來不及偏析，冷卻的粉末可以保留均勻的成分結構。 Pv大到超出表面張力時，隔離孔隙停止收縮 1 試推導燒結頸部處燒結驅動力。 2 比較羥基鐵粉、還原鐵粉、水霧化鐵粉與氣霧化鐵粉的顆粒形狀的球形度差異，簡述其原因？ 答： 球形度：與顆粒相同體積的相當球體的表面積對顆粒的實際表面積之比稱為球形度。 2 一個具有下圖中的形狀的粉末坯體，若采用整體下模沖結構會帶來什么后果？為什么？如何改正模沖結構的設計？備注：兩臺階均為圓柱形。因為石墨碳粉的彈性模量比銅高，加入 高模量組份的 石墨碳粉后，壓制時粉末 結合強度大 ，故壓坯強度高 2） 還原鐵粉為 多孔海綿狀 ，水霧化鐵粉為 不規(guī)則形狀 3） 2 （粉末燒結鋼的晶粒為什么比普通鋼細?。浚?有一汽車制造商的質檢部配合開發(fā)部擬用鐵基粉末冶金零件取代原機加工 45鋼件，對粉末冶金零件供應商按同材質提供的樣件進行金相檢驗。而夾雜物一般難以消除（若夾雜物在燒結過程中穩(wěn)定時） 2） 燒結溫度低于鑄造溫度； 因而，粉末燒結材料 的晶粒一般較 普通鋼 細小 。故進行還原退火，消除粉末加工硬化，減少雜質含量，降低氧碳含量，提高粉末總鐵量，有利于提高粉末壓縮性，進而提高壓坯密度。 b、 增加 過熱度 及 表面張力作用時間 。 通常采用 熱脫脂和溶劑脫脂 。 14 孔隙產生封閉后， 表面擴散 只能促進孔隙表面光滑， 導致孔隙球化 。 2） 高碳鐵水可減輕空氣與鐵反應形成鐵氧化物所造成鐵水粘度增加的趨勢；同時，碳與氧在后續(xù)高溫還原時具有脫氧作用，為燜火處理創(chuàng)造條件。 答： 1）燒結熱力學 ： 具有巨大的表面能，為燒結過程提供很高的燒結驅動力，使燒結過程加快 2）燒結動力學 ： 由燒結動力學方程 (X/a)m=F(T).t/amn，納米粉末顆粒的 a值很小 ， 達到相同的 x/a值所需時間很短，燒結溫度降低。 ：壓力提高，結合強度提高（與變形度有關） （與結合面積有關） ：含量高，結合強度大 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， S提高 ； 顆粒形狀 ：復雜，結合強度提高，但 S降低 4 為什么說溫壓技術是傳統(tǒng)模壓技術的發(fā)展與延伸？ 答： 溫壓：系指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。 答： 1)液相必須潤濕固相顆粒，這是液相燒結得以進行的前提（否則產生反燒結現(xiàn)象）。 采用溫壓技術： 低的脫模壓力，高的壓坯強度，彈性后效小，密度分布均勻 。 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散，沉積在頸部。全致密假合金如 WCu等。 原因： 單向壓制，由于外摩擦壓力損失致使壓坯密度分布不均勻，上端有效壓制壓力大、密度大，下端有效壓制壓力小、密度??； 雙向壓制時， 兩端有效壓制壓力大、密度高，中間有效壓制壓力相對小、密度較兩端低。 6 燒結氣氛的兩個作用是什么？ 答： 1） 保護功能：控制燒結體與環(huán)境之間的化學反應，如氧化和脫碳 ， 2）凈化功能：及時帶走燒結坯體中潤滑劑和成形劑的分解產物。 WCCo合金： WC 晶體以共價鍵和離子鍵結合，具有極強的方向性，析出在特定的晶面進行，→多邊形。 答： 單軸壓制和等靜壓制的差別在于粉體的受力狀態(tài)不同，一般單軸壓制在剛模中完成，等靜壓制則在軟膜中進行；在單軸壓制，由于只是在單軸方向施加外力，模壁側壓力小于壓制方向受力，因此應力狀態(tài)各向異性，? 1》? 2=? 3導致壓坯中各處密度分布不均勻；等靜壓制時由于 應力來自各個方向，且通過水等靜壓力進行，各方向壓力大小相等，粉體中各處應力分布均勻，? 1=? 2=? 3，因此壓坯中各處的密度基本一致 7作圖并推動巴爾申壓制方程。 解 : T= 773 LgKp=1000/773+=, Kp=PH 2 O/PH 2 = T =873 LgKp=1000/873+=, Kp=PH 2 O/PH 2 = T =973 LgKp=1000/973+=, Kp=PH 2 O/PH 2 = 計算表明 , 溫度月高 , 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。 94MPa 在氣體霧化制材時，若制備粒徑為 100um 的銅粉，計算需要多大霧化介質速度。 ， 適當?shù)娜芙舛?， 適當?shù)囊合鄶?shù)量 。 eμξ 二．概念題 1． 碳勢： 某一含碳量的材料在某種氣氛中燒結時既不滲碳也不脫碳，以材料中的碳含量表示氣氛的碳勢 2． 藍鎢： 藍鎢是不摻雜鎢粉和摻雜鎢粉生產的原料，經煅燒 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 3． 霧化 ： 利用高速氣流或高速液流將金屬流 (其它物質流 )擊碎制造粉末的方法 4． 氫損值 ： 金屬粉末的試樣在純氫氣中煅燒足夠長時間，粉末中的氧被還原成水蒸氣，某些元素與氫生成揮發(fā)性的化合物，與揮發(fā)性金屬一同排除，測得試樣粉末的相對質量損失，稱為氫損。 解： P =Pv2γ /r 當 P=0 時， 燒結體中尺寸不再發(fā)生變化 Pv=2γ /r r=2γ / Pv=2**106m=5μ m d=2r=10μ m 1已知粉末 材料彈性模量等于 ，裂紋尺寸等于 2微米，求粉末粒徑為 10微米時的破碎應力δ 。μ *ξ = 解： 由 P’ =P頸長大的連續(xù)方程 ： dv/dt= Jv=單位時間內通過頸的單位面積空位個數(shù)，即空位流速率。如在 AlFe合金中，針狀的化合物 轉變?yōu)閺浬⑾?，大幅度改善合金的力學和耐熱性能。在燒結過程中，由于密度大的收縮小， 密度小的收縮大。為什么？若要得到尺寸較均一的燒結棒材，可采用什么成形技術實現(xiàn)？ 答： 第一種情況： 第二種情況： 密度分布均勻，燒結尺寸變化均勻 有壓制壓力損失，上下端密度分布不均勻。添加成形劑能適當增大粉末粒度，減小顆粒間的摩擦力； 3） 粉末顆粒與模壁間的摩擦導致壓坯密度分布不均勻和影響被壓制工件的表面質量，降低模具的使用壽命 ，故要 添加 潤滑劑減小粉末與模壁間和粉末顆粒間的摩擦 。燒結中初期為液相燒結，后期為固相燒結。（采用化學或物理的措施，使燒結溫度降低、燒結過程加快，或使燒結體的密度和其它性能得到提高的方法稱為活化燒結） 強化燒結 ： 是泛指能夠增加燒結速率，或能夠強化燒結體性能（合金化或抑制晶粒長大）的所有燒結過程 同：目的相同 異：途徑（定義） 5 工業(yè)上 用于大批量制造鐵基粉末冶金零部件的鐵粉包括哪兩類？它們在制造零部件時各有什么優(yōu)缺點？ 答： 還原鐵粉和霧化鐵粉 。 5 比較經粉末熱壓制造的 Cu、 Cu2%Al2O3（體積）、 Cu（ ） 2%Al2O3（體積）三種棒 17 材在室溫、 800176。若化合碳的含量低于這一數(shù)值，則在硬質合金中形成脆性相 η相；若高于這一數(shù)值則會生成游離石墨。 危害： a、不能正常實現(xiàn)成形，如出現(xiàn)分層，斷裂，掉邊角等； b、燒結收縮不均勻，導致變形； c、限制拱壓產品的形狀和高度。 答： 制備納米晶材料 關鍵是在保持塊體材料呈現(xiàn)納米晶結構，而又能獲得全致密化 。 根據(jù)粉末成形性與壓縮性的影響因素，提出獲得成形性能優(yōu)異而壓縮性高的金屬粉末的技術措施？ 答： 為了制取高壓縮性與良好成形性的金屬粉末，除設法提高其純度和適當?shù)牧６冉M成以外，表面適度粗糙的近球形粉末是一重要技術途徑。壓坯密度的不均勻也將使燒結后的制品因收縮不一急劇變形而出現(xiàn)開裂或 歪扭。 3 什么是松裝密度？其高低主要取決于哪些因素？ 答： 松裝密度是指 粉末在規(guī)定條件