粉末冶金复习资料

粉末冶金复习题填空:1.粉末冶金是用(金属粉末货金属粉末与非金属粉末的混合物)作为原料,经过(成形)和(烧结)制造金属材料、复合材料以及各种类型制品的工艺过程。

2.从制粉过程的实质来分,现有制粉方法可归纳为(物理化学法)和(机械法)。

机械法是将原材料机械地粉碎,而(化学成分)基本上不发生变化的工艺过程;物理化学法是借助(化学的)或(物理)的作用,改变原材料的(化学成分)或(聚集状态)而获得粉末的工艺过程。

3.通常把固态物质按分散程度不同分成(致密体)、(粉末体)和(胶体)三类;〔1〕,即大小在1mm以上的称为(致密体),0.1μm 以下的称为(胶体),而介于二者的称为(粉末体)。

4.粉末冶金工艺过程包括(制粉)工序,(成形)工序和(烧结)工序。

5.粉末冶金成形前的预处理包括(粉末退火)、(筛分)、(混合)、(制粒)、和(加润滑剂)等。

6.粉末特殊成形方法有(等静压成形)、(连续成形)、(无压成形)、(注射成形)、(高能成形)等。

7.粉末的等温烧结过程,按时间大致可以划分为三个界限(1)(粘结阶段)(2)(烧结颈长大阶段)(3)(闭孔隙球化和缩小阶段)。

8.通常按烧结过程有无明显的液相出现和烧结系统的组成进行分类分为(单元系烧结)、(多元系固相烧结)、(多元系液相烧结)。

9.常用的粉末冶金锻造方法有(粉末热锻)和(粉末冷锻);而粉末热锻又分为(粉末锻造)、(烧结锻造)和(锻造烧结)三种。

10.粉末冶金复合材料的强化手段包括(弥散强化)、(颗粒强化)和(纤维强化)。

11.粉末是颗粒与颗粒间的空隙所组成的分散体系,因此研究粉末体时,应分别研究属于(单颗粒)、(粉末体)及(粉末体的孔隙)等的性质。

12.粉末在压制过程中,粉末的变形包括(弹性变形)、(塑性变形)和(脆性变形)。

13.通常等静压按其特性分成(冷等静压)和(热等静压)。

14. 烧结过程有自动发生的趋势。

从热力学的观点看,粉末烧结是(系统自由能减小)的过程,即烧结体相对于粉末体在一定条件下处于(能量较低)状态。

绪论1、粉末冶金的概念制取金属（或金属粉末与无机非金属粉末的混合物）粉末和利用这些粉末通过成形——烧结——生产材料和一定形状零件的方法（工艺技术）2、粉末冶金的基本工艺原理：制粉→成形→烧结3、粉末冶金的特点采用粉末冶金技术制备材料、产品的优点：（1）成形体的致密度可控，可制备多孔材料；（2）晶粒细小、显微组织均匀、无成分偏析；（3）近型成形，原材料利用率高>95%，能够大量节约材料，少切削甚至无切削，粉末冶金产品的切削量能小于5%；（4）材料组元可控，利于制备复合材料；（5）制备难熔金属、陶瓷材料与核材料；（6）能够大量节省能源和大量节省劳动；（7）能够制备其他方法不能制备的材料，能够制备其他方法难以生产的零部件，能生产用普通熔炼方法无法生产的具有特殊性能的材料。

缺点：（1）原料粉末价格较贵；（2）成形模具成本高；靠产量规模降低费用；（3）烧结制品残余孔隙影响性能；（4）氧和杂质含量较高；制备高纯活性金属困难。

第一章粉末的制取1、还原法的基本原理氧化还原制粉方法的定义：用还原气体(固体)或活泼金属将氧化物还原制备粉末的过程。

（1）还原过程的热力学条件（讨论反应能否进行，进行的趋势大小和进行的限度）：每种氧化物都有各自的离解压，离解压越低，氧化物越稳定。

如果还原反应的化学式为MeO+X=Me+XO，当MeO的离解压大于XO的离解压, MeO才能被X还原，也就是说，O对X的亲和力大于对Me的亲和力，该还原反应才能正向进行，推广之，对氧的亲和力大于被还原的金属的，都可以作为该金属氧化物的还原剂。

（2）还原过程的动力学条件（讨论反应进行的速度以及各种因素对反应速度的影响）：1）一般规律a：浓度的影响，；b：温度的影响，，温度的升高有利于反应的进行；c：活化能：活化能(化学反应)不是温度函数，是本征性质，温度升高, 活化分子（原子）增加，（具有E值的分子增加），根据碰撞原理, 发生碰撞的概率增加，反应速度增加。

粉末冶金复习重点1.粉末冶金的定义：粉末冶金是制取金属粉末，以及采用成形和烧结工艺将金属粉末(或金属粉末与非金属粉末的混合物)制成制品的工艺技术。

也称金属陶瓷法。

P12.金属粉末的制备方法分为机械法和物理化学法；雾化法为另一类制取粉末的方法。

P63.雾化法的定义：是将液体金属或合金直接破碎成为细小的液滴，其大小一般小于150um，而成为粉末。

P164.二流雾化的定义：借助高压水流或气流的冲击来破碎液流，也称水雾化或气雾化。

P165.影响二流雾化法性能的因素：雾化介质，金属液流的特性，雾化装置的结构特征等。

P246.还原法：20分计算题，P33页。

7.气相沉积法的方式：（1）金属蒸气冷凝：主要用于制取具有大的蒸气压的金属（如锌、镉等）粉末。

由于这些金属的特点是具有较低的熔点和较高的挥发性。

如果将这些金属蒸气在冷却面上冷凝下来，便可形成很细的球形粉末；（2）羰基物热离解；（3）气相还原，包括气相氢还原和气相金属热还原；（4）化学气相沉积。

P45、468.液相沉淀法制取复合粉末的方案：（1）使基体金属和弥散金属盐或氢氧化物的某种溶液中同时析出达到均与分布，然后经过干燥、分解、还原过程以得到基体金属和弥散相的复合粉末；（2）将弥散相制成最终粒度，然后悬浮在含基体金属的水溶液中作为沉淀结晶。

P49、509.粉末体：简称粉末，室友大量颗粒之间的空隙所构成的集合体。

P57 10.粉末中能分开并独立存在的最小实体称为单颗粒；单颗粒以某种形式集聚就构成二次颗粒；其中的原始颗粒就称为一次颗粒。

P5711.氢损测定：是将金属粉末的试样在纯氢气流中煅烧足够长的时间，粉末中的氧被还原生成水蒸气，某些元素与氢生成挥发性化合物，与挥发性金属一同排除，测得试样粉末的质量损失称为氢损。

P62%100⨯--=CA B A 氢损值 式中 A ——粉末试样加烧舟的质量B ——氢中煅烧后残留物加烧舟的质量C ——烧舟质量12.酸不溶物法：粉末试样用某种无机酸溶解，将不溶物沉淀并过滤出来，煅烧后称重，再按下式计算酸不溶物含量。

第二章1.概念●粉末（粉末体）：粒度小于1000 µm的颗粒的集合体（包括固体颗粒与颗粒间的孔隙）●粉末颗粒：组成粉末的固体微粒●一次颗粒（单颗粒）：制粉过程中最先制成的能够独立存在并相互分开的颗粒●二次颗粒：二个或二个以上的一次颗粒聚集而成的有一定结合强度的颗粒聚集体●团粒：单颗粒或二次颗粒靠范德华引力粘结而成的聚合体。

造粒的产物2.比表面积：Sw （m2/g）指单位质量粉末具有的表面积体积比表面：Sv （m2/cm3）指单位体积粉末具有的表面积气体透过法测外比表面（测二次颗粒）BET吸附法测量比表面积（测量一次颗粒）3.粉末颗粒密度真密度: 粉末材料理论密度D1 D1= m/（V-V孔）= m/（V-V开-V闭）有效密度（比重瓶密度）：包含闭孔隙在内的密度D2 D2= m/（V-V开）似密度（表观密度）: 包含开、闭孔隙在内的粉末密度D3 D3= m/ V（V—颗粒总体积；V孔—孔隙体积；V开、V闭—开、闭孔体积）D3<D2<D14.工艺性能（1）松装密度：粉末在自然充填容器时，单位体积内自由松装粉末体的质量（g/cm3）影响粉末松装密度的因素：a.粒度：粒度小，松装密度小b.颗粒形状：形状复杂，松装密度小，松装密度从大到小排列：球形粉＞类球形＞不规则形＞树枝形c.表面粗糙度d.粒度分布：细粉比例增加，松装密度减小; 粗粉中加入适量的细粉，松装密度增大; （2）振实密度：粉末装于容器内，在规定条件下，经过振动敲打后测得的粉末密度（3）流动性（俗称流速）：一定量粉末(50g) 流经标准漏斗所需的时间影响因素：粉末体和颗粒的性质，粉末密度，颗粒间粘附作用。

（4）压缩性：粉末被压紧的能力影响因素：颗粒塑性，显微硬度，粉末密度，杂质含量。

（5）成形性：压制后，粉末压坯保持形状的能力。

用压坯强度表示影响因素：颗粒之间的啮合与间隙一般来说，成形性好的粉末压缩性差，压缩性好的粉末成形性差，必须综合考虑压缩性和成形性5.粒度粒径（粒度）：以mm或μm的表示的颗粒的大小称颗粒直径粒度分布：由于组成粉末的无数颗粒一般粒径不同。

“粉末冶金材料学”复习内容一、粉末冶金材料学概述1. 简介粉末冶金的特点粉末冶金技术：是以金属粉末或非金属粉末或其混合物为原料，经过成形和烧结，制造金属材料、复合材料以及各种类型制品的工艺技术。

粉末冶金材料：是用粉末冶金技术制得的近全致密或多孔材料（包括制品）特点:1)技术多样性；粉末制备技术,成形技术,烧结技术2)工艺复杂性；制粉,制备金属粉末、合金粉末、金属化合物粉末以及包覆粉末;成形,分加压成形和无压成形两类, 其他加压成形方法有等静压成形、粉末轧制、粉末挤压等;烧结,单元系烧结和多元系烧结，其烧结温度都比所含金属与合金的熔点要低。

烧结后处理,有精整、熔浸、机加工、热处理（淬火、回火和化学处理）和电镀等.3)性能优越性；材料具有特殊结构和性能,能制造性能更优的材料（与熔炼法比）粉末高速钢、粉末超合金可避免成分的偏析，保证合金具有均匀组织和稳定性能，同时，这种合金具有细晶粒组织使热加工性大为改善4)零件复杂性；零件的孔隙度可控,零件的形状、结构复杂5)手段先进性；6)规模扩大性；7)成本低廉性。

2. 粉末冶金发展趋势与学科前沿发展趋势①辐射领域越来越广(研制新材料、开发新应用)；②新技术层出不穷（如喷射成形、注射成形等)；③多学科交叉（材料、化学、化工、冶金、物理、机械等）；④高致密化、高性能化、集成化和低成本化；⑤非平衡及超细材料和制品的制备，如非晶、微晶、纳米晶、准晶等；⑥具有独特组分的复合材料设计与制备。

学科前沿①粉末制取新技术、新工艺及其过程理论。

向超细、超纯、粉末特性可控方向发展。

②建立以“近净成形”技术为中心的各种新型固结技术及其过程模拟理论，如粉末注射成形、挤压成形、喷射成形、温压成形、粉末锻造等。

③建立以“全致密化”为主要目标的新型固结技术及其过程模拟技术。

如热等静压、微波烧结、高能成形等。

粉末冶金材料设计、表征和评价新技术。

粉末冶金材料的孔隙特性、界面问题及强韧化机理的研究。

第一章粉末的制取一．粉末制取的方法：机械粉碎法、雾化法、还原法、气相沉积法、液相沉积法、电解法、水热法、纳米及超细粉末的制备技术二．机械粉碎法●固态金属的机械粉碎既可以是一种独立的制粉方法，又可以是其他方法的补充。

●机械粉碎是靠压碎、击碎和磨削等作用，将块状金属、合金或化合物机械地粉碎为粉末的。

●物料最终的粉碎程度：粗碎、细碎✓压碎：碾碎、辊轧、鄂式破碎✓击碎：锤磨✓击碎和磨削多方面作用：球磨、棒磨等机械研磨比较适用于脆性材料，涡旋研磨、冷气流粉碎多用于制取塑性金属或合金的粉末。

1.机械研磨法●研磨的任务(作用)包括：减小或增大粉末粒度；合金化；固态混料；改善、转变或改变材料的性能等。

●研磨后的金属粉末会有加工硬化、形状不规则以及出现流动性变坏和团块等特征。

（1）研磨规律●研磨是粉末冶金工艺中耗时最长、生产效率最低的一个工序。

研磨过程中作用在颗粒材料上的力：冲击、磨耗、剪切以及压缩✓冲击：是一个颗粒体被另一个颗粒体瞬时撞击，这时，两个颗粒体可能都在运动，或者一个颗粒体是静止的。

✓磨耗：由于两物体间的摩擦作用产生磨损碎屑或颗粒。

（较脆弱材料和耐磨性极低的材料）✓剪切：用切断法将颗粒断裂成单个颗粒，而同时产生很少的细屑。

压缩：缓慢施加压力于颗粒体上，压碎或挤压颗粒材料。

(2)影响球磨的因素●决定因素：装料比、球磨筒尺寸、球磨机转速、研磨时间、球磨体与被研磨物料的比例、研磨介质、球体直径等。

●球磨筒尺寸的影响：球筒直径D与长度L之比D/L：D/L>3 硬而脆的材料D/L<3 塑性材料2.介质的影响：物料除可以在空气介质中干磨外，还可以在液体介质中进行湿磨。

✓液体介质：水、酒精、汽油、丙酮等。

✓湿磨的特点：①可减少金属的氧化；②防止金属颗粒的再聚集长大；③减少物料的成分偏析；④防止粉末飞扬，改善劳动环境；⑤湿磨会增加辅助工序，如过滤、干燥等。

3.球体大小对物料的粉碎有很大的影响。

一般是把大小不同的球配合使用。

第三章粉末成形技术§3.1 成形前的粉末冶金§3.2 模压成形技术§3.3 等静压成形§3.4 粉末连续成形§3.5 粉浆浇注§3.6 粉末注射成形第一节成形前的粉末冶金（成形料准备）目的：准备具有一定组成和物理工艺性能的成形混合料一、对成形料的要求（以铁基粉末冶金为例）（一）成分要求1. 主要元素：Fe -符合一定标准2. 合金元素：种类很多•作用：提高力学、物理性能、控制尺寸稳定性•加入方式：元素混合、预合金状态比较（下页图）！•注意：石墨-特殊的合金元素、多功能性！3. 成形剂和润滑剂•Fe基常用：硬脂酸、硬脂酸锌（锂）、石墨、硫磺、机油等•比较：S在粉末烧结钢与铸钢中的不同作用！•机油的作用： 1）防止比重偏析2）减少粉尘 3）严重降低粉末流动性：用量严格控制！（二）成形料粒度和松装比重的调整1. 成形料粒度和粒度组成的调整（1）原料粒度影响制品性能（2）根据制品性能要求来确定粒度和粒度组成•高强度结构件：细粉，范围宽•含油轴承：稍粗、范围窄（一般 -80~100目2. 成形料松装密度的调整松装密度是最重要的工艺性能之一！如何调整：（1）粉末筛粉分级后根据要求合批；（2）粉末中加入机油，显著降低松装密度；（3）粉末退火后球磨，松装密度随球磨时间变化二、原料金属粉末的还原、退火（Reduction or annealing）✓作用:1.降低氧碳含量，提高纯度2.消除加工硬化，改善粉末压制性能（前者亦然）3.消除长期放置所吸附气体等✓注意：此项工作绝大多数由粉末生产厂家完成三、分级•分级：将粉末按粒度大小分成若干等级。

•常用分级方法：✓筛分分级：Screening by screens of various mesh sizes.✓旋风分级、离心分级、沉降分级等。

✓粉末的粒度及粒度组成不同，影响压制和烧结工艺，且对产品的最终性能也有重要影响！采用细颗粒粉末制成的产品，其强度较粗颗粒的高韧性也好四、合批与混合（blending，mixing）合批：同质、不同粒度粉末混和均匀过程；混合：将不同成分（材质）的粉末混和均匀过程（一）合批和混合的目的1. 不同成分混合均匀；2. 消除运输过程中产生的偏析或生产过程中不同批号粉末之间的性能差异3. 混入合金元素4. 调整松装密度和流动性5. 混入润滑剂、成形剂等（二）影响混合的因素1.粉末特性: 比重、粒度及组成、相对含量等2.装料量、球料比、研磨体的尺寸及其搭配 3.混合机的结构与转速 4. 混合方式（1）机械法混合：多种原料粉末在混料机中混合均匀得到混合料。

粉末冶金复习题?填空：??1.粉末冶金是用?(金属粉末货金属粉末与非金属粉末的混合物)作为原料，经过（成形）和（烧结）制造金属材料、复合材料以及各种类型制品的工艺过程。

?2.从制粉过程的实质来分，现有制粉方法可归纳为（物理化学法）和（机械法）。

机械法是将原材料机械地粉碎，而?（化学成分）基本上不发生变化的工艺过程；物理化学法是借助（化学的）或（物理）的作用，改变原材料的（化学成分）或（聚集状态）而获得粉末的工艺过程。

?3.通常把固态物质按分散程度不同分成（致密体）、（粉末体）和（胶体）三类；〔1〕，即大小在1mm以上的称为（致密体），0.1μm以下的称为（胶体），而介于二者的称为（粉末体）。

?4.粉末冶金工艺过程包括（制粉）工序，（成形）工序和（烧结）工序。

?5.粉末冶金成形前的预处理包括（粉末退火）、（筛分）、（混合）、（制粒）、和（加润滑剂）等。

?6.粉末特殊成形方法有（等静压成形）、（连续成形）、（无压成形）、（注射成形）、（高能成形）等。

?7.粉末的等温烧结过程，按时间大致可以划分为三个界限(1)(粘结阶段)(2)（烧结颈长大阶段）(3)（闭孔隙球化和缩小阶段）。

?8.通常按烧结过程有无明显的液相出现和烧结系统的组成进行分类分为（单元系烧结）、（多元系固相烧结）、（多元系液相烧结）。

?9.常用的粉末冶金锻造方法有（粉末热锻）和（粉末冷锻）；而粉末热锻又分为（粉末锻造）、（烧结锻造）和（锻造烧结）三种。

?10.粉末冶金复合材料的强化手段包括（弥散强化）、（颗粒强化）和（纤维强化）。

?11.粉末是颗粒与颗粒间的空隙所组成的分散体系，因此研究粉末体时，应分别研究属于（单颗粒）、（粉末体）及（粉末体的孔隙）等的性质。

?12.粉末在压制过程中，粉末的变形包括（弹性变形）、（塑性变形）和（脆性变形）。

?13.通常等静压按其特性分成（冷等静压）和（热等静压）。

?14.?烧结过程有自动发生的趋势。

从热力学的观点看，粉末烧结是（系统自由能减小）的过程，即烧结体相对于粉末体在一定条件下处于（能量较低）状态。

粉末冶金复习题填空：1.粉末冶金是用 ( )作为原料，经过（）和（）制造金属材料、复合材料以及各种类型制品的工艺过程。

2.从制粉过程的实质来分，现有制粉方法可归纳为（）和（）。

机械法是将原材料机械地粉碎，而（）基本上不发生变化的工艺过程；物理化学法是借助（）或（）的作用，改变原材料的（）或（）而获得粉末的工艺过程。

3.通常把固态物质按分散程度不同分成（）、（）和（）三类；〔1〕，即大小在1mm以上的称为（），0.1μm以下的称为（），而介于二者的称为（）。

4.粉末冶金工艺过程包括（）工序，（）工序和（）工序。

5.粉末冶金成形前的预处理包括（）、（）、（）、（）、和（）等。

6.粉末特殊成形方法有（）、（）、（）、（）、（）等。

7.粉末的等温烧结过程，按时间大致可以划分为三个界限(1)( )(2)（）(3)（）。

8.通常按烧结过程有无明显的液相出现和烧结系统的组成进行分类分为（）、（）、（）。

9.常用的粉末冶金锻造方法有（）和（）；而粉末热锻又分为（）、（）和（）三种。

10.粉末冶金复合材料的强化手段包括（）、（）和（）。

11.粉末是颗粒与颗粒间的空隙所组成的分散体系，因此研究粉末体时，应分别研究属于（）、（）及（）等的性质。

12.粉末在压制过程中，粉末的变形包括（）、（）和（）。

13.通常等静压按其特性分成（）和（）。

14.烧结过程有自动发生的趋势。

从热力学的观点看，粉末烧结是（）的过程，即烧结体相对于粉末体在一定条件下处于（）状态。

15.典型的烧结机构包括（）、（）、（）、（）、（）、（）和（）等。

16.多孔预成形坏的变形特性是研究粉末冶金锻造过程塑性理论的基础。

锻造时，与致密金属坯的塑性变形相比，多孔预成形坯具有以下（）、（）、（）、（）变形特性。

17. 一般粉末治金材料是金属和孔隙的复合体，其孔隙度范围很广，有低于l～2％残留孔隙度的（），有10%左右孔限度的（），有＞15%孔隙度的（），也有高达98%孔隙度的（）。

名词解释粉末冶金：粉末冶金是一门研究制造各种金属粉末并以该粉末为原料，通过压制成形、烧结和必要的后续处理来制取金属材料的制品的科学技术。

P1粉末体：粉末体简称粉末，是由大量的颗粒及颗粒之间的间隙所构成的集合体,其中的颗粒可以彼此分离而且连接面很小，面上的分子间不能形成强的键力。

（粉末体包括粉末颗粒和间隙）。

P4单颗粒（一次颗粒）：粉末中能分开并独立存在的最小实体。

P4二次颗粒：单颗粒与相邻的颗粒黏附，单颗粒以某种方式聚集而成。

P4成形：将松散的粉末加工成具有一定形状、尺寸以及具有一定密度和强度的坯块。

P70（决定粉末可以成形的两个特性：多孔性和发达的比表面积。

）液相烧结：在具有两种或者多种组分的金属粉末或粉末压坯在液相和固相同时存在状态下进行的粉末烧结。

P133固相烧结：烧结过程中组元不发生融化的烧结；按其组元的多少它可分为单元系烧结和多元系烧结两类。

熔浸烧结：填空1、通常把固态物质按分散程度不同分为致密体、粉末体及胶体三类，1mm以上的称为致密体，0.1um以下的称为胶体颗粒，介于两者之间的称为粉末体。

2、对于粉末体颗粒的研究主要是从其聚集状态、结晶结构、表面状态三个方面进行的，颗粒的聚集状态有单颗粒、二次颗粒。

3、粉末中的杂质含量，主要是指氧含量和酸中不溶物。

其测定除常规的库伦法全氧分析法外，常用氢损法和酸不溶法。

4、压制性是压缩性和成形性的总称。

P185、粉末的制取可以分为两大类：除了机械粉碎和雾化是机械粉碎法其他差不多都是物理化学法。

P256、研磨时颗粒材料上的作用力包括冲击、摩擦、剪切、压缩。

P507、自动装料又包括落入法装料、吸入法装料、多余装料法、零腔装料法、超满装料法、不满装料法等。

P828、一般压模有四个基本原件，即阴模、芯棒、上冲模和下冲模。

P999、在设计不等高制品的模具时应该满足以下几条原则：（1）粉末填装系数相同或相近（2）压缩比相同或相近（3）压制速率相同P10410、烧结过程的驱动力：孔隙表面自由能的降低、表面张力、空位浓度梯度。

粉末冶金复习题1.粉末冶金概念：是用金属粉末作为原料，经过成型和烧结制造金属材料、复合材料以及各种类型制品的工艺过程。

2.粉末冶金基本过程：第一步是制取金属粉末、合金粉末、金属化合物粉末以及包裹粉末，第二步是将原料粉末通过成型、烧结以及烧结后的处理制得成品。

3.在固态下制备粉末的方法包括：1.从固态金属与合金制取金属与合金粉末的机械粉碎法和电化腐蚀法 2.从固态金属氧化物及盐类制取金属与合金粉末的有还原法，从金属和非金属粉末、金属氧化物和非金属粉末制取金属化合物的有还原–化合法。

4.在液态下制备粉末的方法包括：（1）从液态金属与合金制金属与合金粉末的雾化法；（2）从金属盐溶液置换和还原金属、合金以及包裹粉末的置换法、溶液氢还原法；（3）从金属盐溶液电解制金属与合金粉末的水溶液电解法；（4）从金属熔盐电解制金属和金属化合物粉末的熔盐电解法。

5.在气态下制备粉末的方法包括：（1）从金属蒸汽冷凝制取金属粉末的蒸汽冷凝法；（2）从气态金属羟基物离解制取金属、合金以及包裹粉末的羟基物热离解法6.碳还原法实质是加成反应碳还原法的还原次序：铁氧化物还原过程是分阶段进行的，即从高价氧化铁到低价氧化铁，最后转变成金属：Fe2O3→Fe3O4→FeO→Fe7.氢还原钨氧化物的基本原理WO3+0.1H2=WO2.90+0.1H2OWO2.90+0.18H2=WO2.72+0.18H2O WO2.72+0.72H2=WO2+0.72H2O WO+2H2=W+2H2O8.还原-化合法制取碳化钨粉：钨与碳形成三种碳化钨：W2C，α-WC，β-WC。

β-WC在2525~2785温度范围内存在，低于2450℃时，钨碳系只存在两种碳化物：W 2C和α-WC9（6.12％）钨粉碳化过程的总反应为W+C→WC 钨粉碳化过程只要通过与含碳气相发生反应。

9.气相沉积法用在粉末冶金中的有以下几种：1.金属蒸汽冷凝，这种方法主要用于制取具有大蒸汽压的金属粉末。

粉末冶金复习1.粉末冶金：粉末冶金是一种制取金属粉末，以及采用成形和烧结工艺将金属粉末（或金属粉末与非金属粉末的混合物）制成制品的工艺技术。

2.粉末冶金技术发展的标志1）克服了难熔金属熔铸过程中产生的困难2）多孔含油轴承的研制成功3）向新材料新工艺发展3.粉末冶金的优点：（1）粉末冶金方法生产的某些材料，与普通熔炼法相比，性能优越。

（2）粉末冶金法制造机械零件是一种少切削、无切削的新工艺，可以大量减少机加工量而节省机床，节约金属材料，提高劳动生产率。

（3）粉末冶金能生产用普通熔炼法无法生产的具有特殊性能的材料。

（4）粉末冶金法能保证材料成分配比的正确性和均匀性。

（5）有可能制取高纯度的材料。

缺点：（1）粉末成本高。

（2）模具费用大，制作加工比较困难。

（3）结构复杂的零件和零件的薄壁、锐角等成型困难。

烧结零件的韧性较差。

（4）粉末冶金制品的大小和形状受到一定的限制。

（5）某些较细的金属粉末有爆炸和起火的危险，贮存有困难。

4.应用最广泛的是还原法、雾化法、电解法、球磨法等等。

原始粉末制取方法的选择主要取决于因素：粉末的性能（该材料的特殊性能）与最低的成本。

5.机械粉碎法：机械粉碎是靠压碎、击碎和磨削等作用，将块状金属、合金或化合物机械地粉碎成粉末的6.机械研磨法：研磨任务：减少或增大粉末粒度；合金化；固态混料；改善、转变材料的性能等。

适于：（1）粉碎脆性金属和合金；（2）研磨经特殊处理后具有脆性的金属和合金。

7.球体的运动有四种基本情况：滑动、滚动、自由下落、在临界转速时球体的运动求临界转速：临界转速与圆筒直径有关，为：式中 D——球磨筒的直径，m。

球体发生滚动的临界条件为：tgβ<tgβ临界，球体产生滑动tgβ>tgβ临界，球体产生滚动β临界称为自然坡度角8.影响球磨的因素（1）球磨筒A、球磨筒的转速：n=（0.7~0.75） n临界，球体发生抛落；适于较粗、性脆，需要冲击作用的物料；n=0.6 n临界时，球体滚动；用来研磨较细物料；n<0.6 n临界时，球以滑动为主；研磨作用很小。

2024年粉末冶金基础知识（一）粉末的化学成分及性能尺寸小于1mm的离散颗粒的集合体通常称为粉末，其计量单位一般是以微米（m）或纳米（nm）。

1.粉末的化学成分常用的金属粉末有铁、铜、铝等及其合金的粉末，要求其杂质和气体含量不超过1%～2%，否则会影响制品的质量。

2.粉末的物理性能⑴粒度及粒度分布粉料中能分开并独立存在的最小实体为单颗粒。

实际的粉末往往是团聚了的颗粒，即二次颗粒。

实际的粉末颗粒体中不同尺寸所占的百分比即为粒度分布。

⑵颗粒形状即粉末颗粒的外观几何形状。

常见的有球状、柱状、针状、板状和片状等，可以通过显微镜的观察确定。

⑶比表面积即单位质量粉末的总表面积，可通过实际测定。

比表面积大小影响着粉末的表面能、表面吸附及凝聚等表面特性。

3.粉末的工艺性能粉末的工艺性能包括流动性、填充特性、压缩性及成形性等。

⑴填充特性指在没有外界条件下，粉末自由堆积时的松紧程度。

常以松装密度或堆积密度表示。

粉末的填充特性与颗粒的大小、形状及表面性质有关。

⑵流动性指粉末的流动能力，常用50克粉末从标准漏斗流出所需的时间表示。

流动性受颗粒粘附作用的影响。

⑶压缩性表示粉末在压制过程中被压紧的能力，用规定的单位压力下所达到的压坯密度表示，在标准模具中,规定的润滑条件下测定。

影响粉末压缩性的因素有颗粒的塑性或显微硬度，塑性金属粉末比硬、脆材料的压缩性好；颗粒的形状和结构也影响粉末的压缩性。

⑷成形性指粉末压制后，压坯保持既定形状的能力，用粉末能够成形的最小单位压制压力表示，或用压坯的强度来衡量。

成形性受颗粒形状和结构的影响。

（二）粉末冶金的机理1.压制的机理压制就是在外力作用下，将模具或其它容器中的粉末紧密压实成预定形状和尺寸压坯的工艺过程。

钢模冷压成形过程如图7.1.2所示。

粉末装入阴模,通过上下模冲对其施压。

在压缩过程中，随着粉末的移动和变形，较大的空隙被填充，颗粒表面的氧化膜破碎，颗粒间接触面积增大，使原子间产生吸引力且颗粒间的机械楔合作用增强，从而形成具有一定密度和强度的压坯。

粉末冶金重点整理名词解释：溶解析出：物质通过固溶性质，固相物质经由固溶进入液相，形成饱和固溶体后继而析出，进行物质迁移的过程。

气相迁移：由于细颗粒表面蒸汽压比较大，在高温下挥发形成气相，然后在大颗粒上沉积下来，导致大颗粒长大，小颗粒消失的现象。

弥散强化：弥散质点存在导致材料强化的现象，实质上是弥散质点阻碍位错运动。

密度等高线：压坯中相同密度区域的空间连线，将压坯分成具有不同密度的区域。

比表面：单位质量单位体积的粉末所具有的表面积。

雾化法：用高速的气流或液流把金属粉碎制造粉末的方法。

二流雾化：由雾化介质流（气/液）和金属流构成的雾化体系。

快速冷凝：将金属和合金的熔液快速冷却，保持高温相，获得性能特别的粉末和合金（如亚稳态，非晶，准晶）的技术，是传统雾化方法的重要发展。

临界转速: 机械研磨时，使球磨筒内小球沿筒壁运动正好。

松装密度: 松装密度是粉末试样自然地充满规定的容器时，单位容积的粉末质量。

标准筛: 用筛装法测量粉末粒度时采用的一套按一定模数（根号2）的金属网筛。

单轴压制：在模压时，包括单向压制和双向压制，压力存在压制各向异性，单轴压制就是单向压制。

粒度分布：一定体积或一定重量粉末中各种粒径的粉末体积占粉末总量的百分数的表达。

二次颗粒: 由多个一次颗粒结合而成的粉末颗粒称为二次颗粒，粉末与粉末之间并不是冶金结合的。

真密度:质量与除去开孔和闭孔体积的粉末体积的比值，是粉末固体的密度。

相对密度: 粉末或压坯密度与对应材料理论密度的比值百分数。

比形状因子：将粉末颗粒面积因子与体积因子之比。

压坯密度: 压坯质量与压坯体积的比值。

压坯强度:压坯强度是指压坯反抗外力作用，保持其几何形状尺寸不变的能力。

粉末加工硬化：在研磨过程中由于晶格畸变和位错密度增加，导致粉末硬度增加，变形困难的现象。

团粒: 由单颗粒或二次颗粒依靠范德华的作用下结合而成的粉末颗粒。

粉末压制性: 压制性是压缩性和成形性的总称。

压缩性就是金属粉末在磨具中被压紧的能力，一般用压坯密度表示。

一、 绪论1、 粉末冶金的特点1）经济性 2）性能优越性 3）独特性2、粉末冶金与铸造相比：减少合金成分偏聚，消除粗大、不均匀的铸造组织（含碳量及合金元素含量高，熔铸形成大量骨骼状碳化物偏析），硬度更高，韧性和耐磨性好，热处理变形小，使用寿命长二、粉末冶金的粉末制备球形粉：气雾化法，压坯密度高，压坯强度低树枝状： 电解法， 压坯密度低，压坯强度高生产过滤器的青铜粉偏向于粗颗粒，原因是颗粒越大，空隙越大；硬质合金需要粉末非常细，空隙度越小。

1、机械研磨法1）加工原料要求：适于加工脆性粉末 ：陶瓷粉末 、碳钢 、硬质合金塑性材料的研磨方法：✓ 经特殊处理使其具有脆性(氢脆/氧脆)→脱氢/氧✓ 气流研磨(旋涡研磨、冷气流粉碎等)2）粉末形状不规则状(多角状、片状)研磨过程的四种作用力：压缩，剪切，冲击（破碎脆性粉末主要依赖冲击），磨耗3）气流研磨法：优势：颗粒自动分级，粒度较均匀；纯度高（无研磨球及研磨介质污染）；充入惰性气体或还原气体可防氧化；更分散，团聚更少，没有大颗粒存在✓ 分类：旋涡研磨、冷流冲击、流态化床气流磨✓ 特点：颗粒极细，粒径可达到0.1μm 以下，粒度分布窄、粒子表面光滑、形状规则、纯度高、活性大、分散性好4★潜在计算题： 半径越小，所需冲击应力越大5★潜在计算题： :,D:.Partide Sizeδ⎧⎪⎪⎨⎪⎪⎩冲击应力E:材料弹模.Elastic Modalus r:缺陷尺寸.Defect.裂纹尖端曲率半径裂纹扩展粉末尺寸n A < n 工作 < n 临界工作经验表示：✓ n =0.75n 临界：球体发生抛落，冲击力大→只能制取较粗、性脆的粉末✓ n =0.6n 临界：球以滚动为主，Colliding + Slipping action →可制取细粉✓ n<<0.6n 临界时，球以滑动为主6）物料粉碎遵循的规律★潜在计算题：Sm 粉末极限研磨后的比表面积S0 粉末研磨前的比表面积S 粉末研磨后的表面积t 研磨时间, k 常数◆潜在简答题：3．为什么会有极限研磨的颗粒大小存在“逆粉碎现象”物料在超细粉碎过程中，随着粉碎时间的延长，颗粒粒度的减小，比表面积的增加，颗粒的表面能增大，颗粒之间的相互作用增强，团聚现象增加，达到一定时间后，颗粒的粉碎与团聚达到平衡。

《粉末冶金学》复习题绪论1、什么是粉末冶金？为什么粉末冶金法又称金属陶瓷法？2、粉末冶金包括哪些工序？粉末冶金制品的性能主要取决于哪个工序？3、粉末冶金工艺的特点？第一章粉末的制取1、机械粉碎法制取粉末的粉碎原理是什么？球磨（研磨）原理是什么？如何选取圆筒的转速？2、什么是装填系数？如何选取装填系数和装料量？3、什么是干磨、湿磨？湿磨有何优缺点？4、机械合金化原理是什么？对金属基体粉末有何要求？5、预合金粉末、混合粉末、机械合金化粉末有何不同（从成分或组分的微观分布来分析）？6、二流雾化制粉的原理是什么？为什么气雾化易得到球形粉末？雾化粉末的粒度与哪些因素有关？7、二次枝晶间距对粉末颗粒大小有何影响？冷却速度对二次枝晶间距有何影响？8、从热力学分析用还原剂还原金属氧化物制取金属粉末的原理？最常用的二种非金属还原剂是什么？9、羰基法制取金属粉末的原理？羰基粉末有何特点？10、化学气相沉积制取陶瓷粉末与制取陶瓷涂层（薄膜）的方法有何不同？11、金属置换法的置换原理和元素排序是什么？12、如何用化学共沉淀法制备金属—氧化物、氧化物—氧化物混合粉末以及包覆粉末？13、电解法制粉对电流密度和电解液浓度有何要求？粉末有何特点？第二章粉末的性能1、粉末颗粒是如何构成的？内部有哪些缺陷？哪些缺陷构成粉末的内表面？2、氢损法如何测量粉末的氧含量？3、金属粉末中通常有哪些酸不溶物？4、粉末颗粒形状有哪些？与制粉方法有何关系？颗粒尺寸、粉末体粒度分布及其平均粒度的表示方法？5、筛分法如何测量粉末的粒度？“-150目+200目”表示什么含义？筛分后的粒度（组成）分布如何表示（表2-9）？6、正确理解用定量金相法测量颗粒粒度的统计意义？7、如何测量粉末的松装密度、振实密度和流动性？它们的影响因素有哪些？8、粉末的压制性能用哪二个性能表征？什么是压缩性和成型性？如何比较同种粉末具有不同的塑性、硬度、形状时，压缩性和成型性的不同？9、金属粉末的氧化对松装密度、流动性、压制性能（压缩性、成型性）和烧结性能有何影响？10、影响压坯弹性后效的因素？烧结对制品尺寸有何影响？11、推导由两种粉末（理论密度已知）得到的粉末体的（1）理论密度；（2）已知质量百分比求体积百分比；（3）已知体积百分比求质量百分比？12、什么是粉末（压坯、烧结体）的开孔孔隙和闭孔孔隙？如何测量压坯或烧结体的表观密度？13、如何计算压坯或烧结体的相对密度、孔隙率？如何测量或计算开孔隙率？第三章成型1、什么是粉末冶金成型？成型前通常进行哪些准备工作？2、粉末退火目的？温度如何选取？对气氛有何要求？3、混料的目的？什么是干混、湿混？什么情况下需要制粒？4、压坯密度与成型压力有何关系？三个阶段的形成机理是什么？5、压坯强度的来源是什么？6、什么是侧压系数？侧压力沿制品高度方向如何分布？如何选取侧压系数？7、外摩擦力与哪些因素有关？摩擦压力损失后的“净压力”与哪些因素有关？8、当压制压力小于400Mpa时如何选取脱模压力？9、弹性后效的影响因素？弹性后效对压坯质量有何影响？10、单向压制时密度在压坯内部的分布规律？提高密度的均匀性（减小密度差）可采取哪些措施？11、成型剂的作用及其选取原则是什么？常用成型剂有哪些？加入量为多少？12、压坯通常会产生哪些缺陷？产生的原因是什么？影响压坯质量的因素有哪些？保压时间对压坯质量有何影响？13、什么是（冷）等静压成型和热等静压烧结？什么是热压成型？了解复压复烧、粉末锻造和粉末轧制。

粉末冶⾦期末复习.第⼆章1概念粉末（粉末体）：粒度⼩于1000 m的颗粒的集合体（包括固体颗粒与颗粒间的孔隙）粉末颗粒：组成粉末的固体微粒⼀次颗粒（单颗粒）：制粉过程中最先制成的能够独⽴存在并相互分开的颗粒⼆次颗粒：⼆个或⼆个以上的⼀次颗粒聚集⽽成的有⼀定结合强度的颗粒聚集体团粒：单颗粒或⼆次颗粒靠范德华引⼒粘结⽽成的聚合体。

造粒的产物2?⽐表⾯积: Sw （m2/g）指单位质量粉末具有的表⾯积体积⽐表⾯：Sv （m2/cm3）指单位体积粉末具有的表⾯积⽓体透过法测外⽐表⾯（测⼆次颗粒）BET吸附法测量⽐表⾯积（测量⼀次颗粒）3?粉末颗粒密度真密度：粉末材料理论密度D1 D仁m/（V-V孔）=m/（V-V开-V闭）有效密度（⽐重瓶密度）：包含闭孔隙在内的密度D2 D2= m/（V-V开）似密度（表观密度）：包含开、闭孔隙在内的粉末密度D3 D3= m/ V（V —颗粒总体积；V孔⼀孔隙体积；V开、V闭⼀开、闭孔体积）D34?⼯艺性能（1）松装密度：粉末在⾃然充填容器时，单位体积内⾃由松装粉末体的质量（g/cm3）影响粉末松装密度的因素:a. 粒度：粒度⼩，松装密度⼩b. 颗粒形状：形状复杂，松装密度⼩，松装密度从⼤到⼩排列：球形粉>类球形〉不规则形〉树枝形c. 表⾯粗糙度d. 粒度分布：细粉⽐例增加，松装密度减⼩；粗粉中加⼊适量的细粉，松装密度增⼤（2）振实密度：粉末装于容器内，在规定条件下，经过振动敲打后测得的粉末密度（3）流动性（俗称流速）：⼀定量粉末（50g）流经标准漏⽃所需的时间影响因素：粉末体和颗粒的性质，粉末密度，颗粒间粘附作⽤。

（4）压缩性：粉末被压紧的能⼒影响因素：颗粒塑性，显微硬度，粉末密度，杂质含量。

（5）成形性：压制后，粉末压坯保持形状的能⼒。

⽤压坯强度表⽰影响因素：颗粒之间的啮合与间隙⼀般来说，成形性好的粉末压缩性差，压缩性好的粉末成形性差，必须综合考虑压缩性和成形性5.粒度粒径（粒度）：以mm或⼙m的表⽰的颗粒的⼤⼩称颗粒直径粒度分布：由于组成粉末的⽆数颗粒⼀般粒径不同。