【正文】 但較高的溶解度導致燒結(jié)體的變形和為晶粒異常長大提供條件，這是不希望的。？？為什么在模壓坯件中出現(xiàn)密度分布不均勻？產(chǎn)生壓坯密度分布有什么主要危害？（第一問出現(xiàn)三次）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。目前，采用藍鎢（藍色氧化鎢）作原料。
一定范圍內(nèi)提高還原溫度，盡可能縮短還原時間、正確判斷還原終點可控制粉末的粒度和純度。因此，用微機采集和分析散射光的強度角度掃描數(shù)據(jù)就可以提供粉末粒度組成的信息。 25Mpa 在壓坯底部壓制壓力 P=210 。（與2006年第6題類似）松裝密度取決于粉末的制備方法[粉末顆粒的形狀（導致機械嚙合和產(chǎn)生拱橋效應的機會）、顆粒的密度（自然填充的動力，固體的理論密度和內(nèi)孔隙存在與否）及表面狀態(tài)（粗糙程度，決定了顆粒之間的摩擦力）、粉末的粒度及其組成（→ 拱橋效應←粉末顆粒間的摩擦力+顆粒重力）]及粉末的干濕程度（液膜導致顆粒間粘附力）。還原鐵粉：多孔海綿狀，還原鐵氧化物中具有氣體的反應，氣體的運動產(chǎn)生多孔海綿狀。一般用壓坯強度表示。對于一多臺階的粉末冶金零件，設計壓膜時應注意哪些問題？（同2001年第9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力的重新分布而產(chǎn)生斷裂或分層。？？選擇成形方法時需要考慮的基本問題有哪些？（第4次）幾何尺寸、形狀復雜程度性能要求（材質(zhì)體系）：力學、物理性能及幾何精度制造成本（結(jié)合批量、效率）：最低液相燒結(jié)的三個基本條件是什么？它們對液相燒結(jié)致密化的貢獻是如何體現(xiàn)的?（5次）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）。粉末體的孔隙度θ=孔隙體積/粉末表觀體積=1ρ/ρ理ρ理=M/(+)=θ=1ρ/？？“粉末燒結(jié)鋼的晶粒尺寸通常比相同材質(zhì)的鑄鋼細小。表面擴散：球表面層原子向頸部擴散。一般用壓坯密度（或相對密度表示）表示。但較高的溶解度導致燒結(jié)體的變形和為晶粒異常長大提供條件，這是不希望的。請簡述造成這一技術(shù)問題的原因和提出相應的改正措施。壓坯密度分布不均勻的后果：.不能正常實現(xiàn)成形，如出現(xiàn)分層，斷裂，掉邊角等；.燒結(jié)收縮不均勻，導致變形；.限制拱壓產(chǎn)品的形狀和高度。（第三次）細粉末提高粉末燒結(jié)驅(qū)動力和脫脂后坯體的強度，便于混練和注射，制造形狀復雜、薄壁、小尺寸件。？？從粉末壓縮性和成形性的影響因素入手，如何獲得壓縮性和成形性都較好的金屬粉末？壓縮性：表示粉末在指定的壓制條件下，粉末被壓緊的能力。
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。？？粉末壓坯強度的影響因素有哪些？分別以硬質(zhì)合金和鐵基粉末冶金零件為例，可采用哪些技術(shù)措施如何提高坯件的強度？壓坯強度的影響因素本征因素：顆粒間的結(jié)合強度（機械嚙合）和接觸面積顆粒間的結(jié)合強度： 粉末顆粒形狀越復雜，表面越粗糙，則粉末顆粒之間彼此嚙合的越緊密，壓坯強度越高。（1）燒結(jié)熱力學
具有巨大的表面能，為燒結(jié)過程提供很高的燒結(jié)驅(qū)動力，使燒結(jié)過程加快
（2）燒結(jié)動力學
由燒結(jié)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(jié)溫度降低。同時，也可減小固相顆粒間的接觸機會。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。 （4）各個粉末顆粒僅能承受它固有的屈服極限的能力。2000四、問答壓制一直徑為38mm的圓柱體Fe基零件壓坯，%，%，試計算陰模內(nèi)徑尺寸為多少？ D（1+%）（%）=38 D=簡述燒結(jié)機械零件與材料的分類，說明其中各類材料的基體類型及適用場合有哪些？燒結(jié)機械零件與材料的分類：燒結(jié)結(jié)構(gòu)材料、燒結(jié)減摩材料、燒結(jié)摩擦材料燒結(jié)結(jié)構(gòu)零件:燒結(jié)鐵基材料:燒結(jié)鐵,碳鋼,合金鋼,不銹鋼燒結(jié)銅基材料:燒結(jié)青銅,黃銅,CuNi合金,彌散強化燒結(jié)鋁基材料:燒結(jié)鋁合金,彌散強化鋁燒結(jié)鎳基材料:燒結(jié)鈦基材料:燒結(jié)減摩零件:多孔軸承:鐵基,銅基,鋁基,不銹鋼基固體自潤滑材料:鐵基,銅基,銀基,雙金屬燒結(jié)摩擦零件:銅基摩擦零件:鐵基摩擦零件:碳碳復合材料:陶瓷基復合摩擦材料。 （5）粉末壓縮時的各個顆粒位移的幾率和它鄰接的孔隙大小成比例。③ 成形性能的改善：A 利用霧化過程中鐵中的碳與氧的反應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。但過大的液相數(shù)量造成燒結(jié)體的形狀保持性下降。
納米粉末燒結(jié)活性很高
？？選擇具體的成形技術(shù)應考慮哪些主要技術(shù)經(jīng)濟問題？ （與2001年第4題類似）幾何尺寸、形狀復雜程度性能要求（材質(zhì)體系）：力學、物理性能及幾何精度制造成本（結(jié)合批量、效率）：最低？？影響粉末流動性的因素有哪些？如果一種粉末的流動性較差，對粉末冶金零部件的后續(xù)加工帶來什么危害？影響因素：顆粒間的摩擦 形狀復雜，表面粗糙，流動性差理論密度增加，比重大，流動性增加
粒度組成，細粉增加，流動性下降流動性差的粉末，填充性能不好，自動成形不好，影響壓件密度的均勻性。：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：復雜，結(jié)合強度提高，但壓坯強度降低外在因素：殘留應力大小.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.模具設計的合理性硬質(zhì)合金：由于難以通過壓制所產(chǎn)生的變形而賦予粉末坯件足夠的強度，故可添加成形劑以提高生坯強度鐵基粉末冶金零件：可采用霧化法制取鐵基粉末，顆粒形狀不規(guī)則，顆粒間機械嚙合，壓坯強度增大。（2）固相在液相中具有有限的溶解度：有限的溶解可改善潤濕性；增加液相的數(shù)量即體積分數(shù)，促進致密化；馬欒哥尼效應（溶質(zhì)濃度的變化導致液體表面張力的不同，產(chǎn)生液相流動）有利于液相遷移；增加了固相物質(zhì)遷移通道，加速燒結(jié)；顆粒表面突出部位的化學位較高產(chǎn)生優(yōu)先溶解，通過擴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。一般用壓坯密度（或相對密度表示）表示。四、分析題從燒結(jié)驅(qū)動力的角度，分析納米粉末燒結(jié)活性極好的原因。分析液相燒結(jié)的三個基本條件在致密化過程中的作用。因為鋁粉的粒度滿足要求而粉末的松裝密度偏低，則可能是由于顆粒表面粗糙造成，表面粗糙增大顆粒之間的摩擦力，降低粉末的松裝密度，可采用適當?shù)那蚰ズ脱趸瘉硖岣咚裳b密度。（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。主要取決于粉末顆粒的塑性，顆粒的表面粗糙程度和粒度組成。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?！保垎栐撜摂嗍欠裾_？為什么？（第3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。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θ90O，固相顆粒將液相推出燒結(jié)體，發(fā)生反燒結(jié)現(xiàn)象。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。即顆粒間的結(jié)合強度和有效接觸面積大小反映了粉末顆粒的成形性能。水霧化鐵粉：不規(guī)則形，因為水的比熱性大，對金屬液滴的冷卻能力強氣霧化鐵粉：近球形，因為氣體的熱容小，對金屬液滴的冷卻能力小，導致晶核有形成球形的條件。a、粒度：粒度小，流動性差，松裝密度小b、顆粒形狀：形狀復雜 松裝密度小
粉末形狀影響松裝密度，從大到小排列：球形粉＞類球形＞不規(guī)則形＞樹枝形c、表面粗糙，摩擦阻力大，松裝密度小d、粒度分布：細分比率增加，松裝密度減小。 94MPa 五、問答試推導燒結(jié)頸處燒結(jié)驅(qū)動力燒結(jié)初期：根據(jù)YoungLaplace 方程，作用在頸部彎曲面上的應力σ為 σ=γ(1/x1/ρ) ≌γ/ρ （xρ）作用在頸部的張應力指向頸外，導致燒結(jié)頸長大，孔隙體積收縮。該法具有方便、迅速、結(jié)果重現(xiàn)性好的特點，適合測量1200μm范圍的粒度及粒度組成。？？為什么要采用熱等靜壓，使用熱等靜壓的基本條件是什么？因為熱等靜壓幾乎能消除粉末坯體中的所有孔隙，；在壓力作用下，加熱溫度低于通常的燒結(jié)溫度；無成份偏析；核廢料HIP處理，避免環(huán)保問題和對操作人員的損害；鑄件等的后處理，消除孔洞或裂紋等；熱等靜壓適合用于生產(chǎn)全致密、高性能、難燒結(jié)粉末冶金制品。該原料具有粒度細、表面活性大，W粉一次顆粒細和便于粒度控制的特點。因此造成壓坯的各處密度不均勻。（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。（2）固相在液相中具有有限的溶解度：有限的溶解可改善潤濕性；增加液相的數(shù)量即體積分數(shù)，促進致密化；馬欒哥尼效應（溶質(zhì)濃度的變化導致液體表面張力的不同，產(chǎn)生液相流動）有利于液相遷移；增加了固相物質(zhì)遷移通道，加速燒結(jié)；顆粒表面突出部位的化學位較高產(chǎn)生優(yōu)先溶解，通過擴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。（第2次）表面遷移包括表面擴散和蒸發(fā)凝聚。（第3次）(1)原料： A 粒度：當采用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。
在900～1000℃，CO穩(wěn)定存在，因此升高溫度有利于還原過程。聯(lián)立方程得 D=四、討論題為什么利用X射線衍射也可以分析粉末粒徑，基本原理是什么？由于粉末顆粒的尺寸大于光波長，當粉末的懸浮液流被一束單色光（如激光）直射時，相干光的散射角大小將隨顆粒直徑成反比變化，而散射光的強度則與顆粒直徑的方根值有關(guān)。ρ（Ni）=，介質(zhì)粘度η=103kg/m3解：v=h/t=gd 2 ( ρ 1 ρ 2 )/(18 η ) h/t=gd 2 ( ρ 1 ρ 2 )/(18 η ) t=h/gd 2 ( ρ 1 ρ 2 )/(18 η ) 求得 t1 （實心） =31 秒， t2=23 秒 ？？一壓坯高度是直徑的三倍，壓力自上而下單向壓制，在壓坯三分之二高度處壓力只有壓坯頂部壓力的四分之三，求壓制壓力為 500Mpa 時，壓坯三分之一高度和壓坯底部的壓制壓力？（ 10 分） 解： 根據(jù)已知條件，在 h=2/3H 時， P2=3/4P1 ，計算得 EXP （ Q1 ） =3/4 h=1/3H 時， P3=P1EXP （ Q2 ） =281 。2008三、分析討論分析粉末粒度、粉末形貌與松裝密度之間的關(guān)系。羥基鐵粉：球形，因為羰基鐵發(fā)生分解時，所分解的鐵晶核很小，作布朗運動，晶核所走的路程很長，這為晶核結(jié)晶為球形創(chuàng)造了條件。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，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。如球形不銹鋼粉e、粉末經(jīng)過適當球磨和氧化之后，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，松裝密度大在金屬粉末注射成形過程中，為什么必須采用細粉末做原料？通常采用哪兩種基本的脫脂方法？（第5次）細粉末提高粉末燒結(jié)驅(qū)動力和脫脂后坯體的強度，便于混練和注射，制造形狀復雜、薄壁、小尺寸件；注射成形的兩種基本脫脂方式：溶劑脫脂和熱脫脂。B 氧化—還原機理：當氫中水含量較高時，已還原的細鎢顆粒優(yōu)先被氫中水氧化生成鎢氧化物，再按照揮發(fā)—沉積機理導致W顆粒的長大。
納米粉末燒結(jié)活性很高
四、計算與分析題，AB50（數(shù)字表示材料的質(zhì)量百分數(shù)）的粉末壓坯，請計算坯件中的孔隙度。表面遷移包括表面擴散和蒸發(fā)凝聚。（同2003年第2題）壓縮性：表示粉末在指定的壓制條件下，粉末被壓緊的能力。（2）固相在液相中具有有限的溶解度：有限的溶解可改善潤濕性；增加液相的數(shù)量即體積分數(shù)，促進致密化；馬欒哥尼效應（溶質(zhì)濃度的變化導致液體表面張力的不同，產(chǎn)生液相流動）有利于液相遷移；增加了固相物質(zhì)遷移通道，加速燒結(jié)；顆粒表面突出部位的化學位較高產(chǎn)生優(yōu)先溶解，通過擴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。？？某粉末公司在利用氮氣霧化法生產(chǎn)鋁粉時，發(fā)現(xiàn)所得的鋁粉的粒度滿足用戶提出的要求，而粉末的松裝密度偏低。因此造成壓坯的各處密度不均勻。 工程應用也受到制約.在粉末注射成形時采用微細粉末作原料具有哪些技術(shù)上的優(yōu)越性。三都有利于降低霧化鐵粉的松比，改善粉末的成形性能。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