多元系固相烧结..
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粉末冶金原理名词解释汇总(总6页)--本页仅作为文档封面,使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--粉末冶金原理名词解释汇总临界转速机械研磨时,使球磨筒内小球沿筒壁运动能够正好经过顶点位置而不发生抛落时,筒体的转动速度比表面积单位质量或单位体积粉末具有的表面积(一克质量或一定体积的粉末所具有的表面积与其质量或体积的比值称为比表面积)二次颗粒由多个一次颗粒在没有冶金键合而结合成粉末颗粒称为二次颗粒离解压每种金属氧化物都有离解的趋势,而且随温度提高,氧离解的趋势越大,离解后的氧形成氧分压越大,离解压即是此氧分压。
电化当量这是表述电解过程输入电量与粉末产出的定量关系,表达为每 96500库仑应该有一克当量的物质经电解析出气相迁移细小金属氧化物粉末颗粒由于较大的蒸气压,在高温经挥发进入气相,被还原后沉降在大颗粒上,导致颗粒长大的过程真密度颗粒质量用除去开孔和闭孔的颗粒体积除得的商值。
真密度实际上就是粉末的固体密度似密度又叫有效密度,颗粒质量用包括闭孔在内的颗粒体积去除得的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松装密度粉末在规定条件下自然填充容器时,单位体积内的粉末质量,单位为g/cm3比形状因子将粉末颗粒面积因子与体积因子之比称为比形状因子压坯密度压坯质量与压坯体积的比值相对体积粉末体的相对密度(d=ρ/ρ理)的倒数称为相对体积,用β=1/d表示粒度分布将粉末样品分成若干粒径,并以这些粒径的粉末质量(颗粒数量、粉末体积)占粉末样品总质量(总颗粒数量、总粉末体积)的百分数对粒径作图,即为粒度分布;(一定体积或一定重量(一定数量)粉末中各种粒径粉末体积(重量、数量)占粉末总量的百分数的表达称为粒度分布)粉末加工硬化金属粉末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,变形困难的现象称为加工硬化雾化法利用高速气流或高速液流将金属流(其它物质流)击碎制造粉末的方法二流雾化由雾化介质流体与金属液流构成的雾化体系称为二流雾化快速冷凝将金属或合金的熔液快速冷却(冷却速度>105℃/s),保持高温相、获得性能奇异性能的粉末和合金(如非晶、准晶、微晶)的技术,是传统雾化技术的重要发展假合金两种或两种以上金属元素因不是根据相图规律、不经形成固溶体或化合物而构成的合金体系,假合金实际是混合物保护气氛为防止粉末或压坯在高温处理过程发生氧化而向体系加入还原性气体或真空条件称为保护气氛压制性粉末压缩性与成形性的总称成形性粉末在经模压之后保持形状的能力,一般用压坯强度表示压缩性粉末在模具中被压缩的能力称为压缩性,一般用压坯密度表示粉末粒度一定质量(一定体积)或一定数量的粉末的平均颗粒尺寸成为粉末粒度粉末流动性 50 克粉末流经标准漏斗所需要的时间称为粉末流动性。
名词解释机械研磨时,使球磨筒内小球沿筒壁运动能够正好经过顶点位置而不发生抛落时,筒体的转动速度单位质量或单位体积粉末具有的表面积(一克质量或一定体积的粉末所具有的表面积与其质量或体积的比值称为比表面积)由多个一次颗粒在没有冶金键合而结合成粉末颗粒称为二次颗粒每种金属氧化物都有离解的趋势,而且随温度提高,氧离解的趋势越大,离解后的氧形成氧分压越大,离解压即是此氧分压。
这是表述电解过程输入电量与粉末产出的定量关系,表达为每 96500库仑应该有一克当量的物质经电解析出细小金属氧化物粉末颗粒由于较大的蒸气压,在高温经挥发进入气相,被还原后沉降在大颗粒上,导致颗粒长大的过程颗粒质量用除去开孔和闭孔的颗粒体积除得的商值。
真密度实际上就是粉末的固体密度g/cm3 将粉末颗粒面积因子与体积因子之比称为比形状因子d=ρ/ρ理)的倒数称为相对体积,用β=1/d表示粉末样品总质量(总颗粒数量、总粉末体积)的百分数对粒径作图,即为粒度分布;(一定体积或一定重量(一定数量)粉末中各种粒径粉末体积(重量、数量)占粉末总量的百分数的表达称为粒度分布)变形困难的现象称为加工硬化(其它物质流)击碎制造粉末的方法由雾化介质流体与金属液流构成的雾化体系称为二流雾化将金属或合金的熔液快速冷却(冷却速度>105℃/s),保持高温相、获得性能奇异性能的粉末和合金(如非晶、准晶、微晶)的技术,是传统雾化技术的重要发展两种或两种以上金属元素因不是根据相图规律、不经形成固溶体或化合物而构成的合金体系,假合金实际是混合物为防止粉末或压坯在高温处理过程发生氧化而向体系加入还原性气体或真空条件称为保护气氛克粉末流经标准漏斗所需要的时间称为粉末流动性。
2 )制备的金属网筛密度的区域具有相同化学成分,不同批次生产过程得到的粉末的混合工序称为合批雾化制粉时,用来冲击破碎金属流柱的高压液体或高压气体称为雾化介质发生物理或化学反应时,形成中间络合物所需要的能量称为活化能在某一温度、某一压力下,反应达到平衡时,生成物气体分压与反应物气体分压之比称为平衡常数细小金属氧化物粉末颗粒由于较大的蒸气压,在高温经挥发进入气相,被还原后沉降在大颗粒上,导致颗粒长大的过程物质通过固溶性质,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在标准大气压下,气氛中水蒸汽开始凝结的温度,是其中水蒸汽与氢分压比的量度烧结是指粉末或压坯在低于主要组分熔点的温度下借助于原子迁移实现颗粒间联结的过程。
粉末冶金工艺基本知识粉末冶金成形粉末冶金工艺及材料粉末冶金是制取金属粉末并通过成形和烧结等工艺将金属粉末或与非金属粉末的混合物制成制品的加工方法,既可制取用普通熔炼方法难以制取的特殊材料,又可制造各种精密的机械零件,省工省料。
但其模具和金属粉末成本较高,批量小或制品尺寸过大时不宜采用。
粉末冶金材料和工艺与传统材料工艺相比,具有以下特点:1.粉末冶金工艺是在低于基体金属的熔点下进行的,因此可以获得熔点、密度相差悬殊的多种金属、金属与陶瓷、金属与塑料等多相不均质的特殊功能复合材料和制品。
2.提高材料性能。
用特殊方法制取的细小金属或合金粉末,凝固速度极快、晶粒细小均匀,保证了材料的组织均匀,性能稳定,以及良好的冷、热加工性能,且粉末颗粒不受合金元素和含量的限制,可提高强化相含量,从而发展新的材料体系。
3.利用各种成形工艺,可以将粉末原料直接成形为少余量、无余量的毛坯或净形零件,大量减少机加工量。
提高材料利用率,降低成本。
粉末冶金的品种繁多,主要有:钨等难熔金属及合金制品;用Co、Ni等作粘结剂的碳化钨(WC)、碳化钛(TiC)、碳化钽(TaC)等硬质合金,用于制造切削刀具和耐磨刀具中的钻头、车刀、铣刀,还可制造模具等;Cu合金、不锈钢及Ni等多孔材料,用于制造烧结含油轴承、烧结金属过滤器及纺织环等。
随着粉末冶金生产技术的发展,粉末冶金及其制品将在更加广泛的应用。
1 粉末冶金基础知识⒈1 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(μm)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。
图描绘了由若干一次颗粒聚集成二次颗粒的情形。
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。
粉末冶金中的烧结烧结是粉末冶金过程中最重要的工序。
在烧结过程中,由于温度的变化粉末坯块颗粒之间发生粘结等物理化学变化,从而增加了烧结制品的电阻率、强度、硬度和密度,减小了孔隙度并使晶粒结构致密化。
一.定义将粉末或粉末压坯经过加热而得到强化和致密化制品的方法和技术。
二.烧结分类根据致密化机理或烧结工艺条件的不同,烧结可分为液相烧结、固相烧结、活化烧结、反应烧结、瞬时液相烧结、超固相烧结、松装烧结、电阻烧结、电火花烧结、微波烧结和熔浸等。
1.固相烧结:按其组元的多少可分为单元系固相烧结和多元系固相烧结两类。
单元系固相烧结纯金属、固定成分的化合物或均匀固溶体的松装粉末或压坯在熔点以下温度(一般为绝对熔点温度的2/3一4/5)进行的粉末烧结。
单元系固相烧结过程大致分3个阶段:(1)低温阶段(T烧毛0.25T熔)。
主要发生金属的回复、吸附气体和水分的挥发、压坯内成形剂的分解和排除。
由于回复时消除了压制时的弹性应力,粉末颗粒间接触面积反而相对减少,加上挥发物的排除,烧结体收缩不明显,甚至略有膨胀。
此阶段内烧结体密度基本保持不变。
(2)中温阶段(T烧(0.4~。
.55T动。
开始发生再结晶、粉末颗粒表面氧化物被完全还原,颗粒接触界面形成烧结颈,烧结体强度明显提高,而密度增加较慢。
(3)高温阶段(T烧二0.5一。
.85T熔)。
这是单元系固相烧结的主要阶段。
扩散和流动充分进行并接近完成,烧结体内的大量闭孔逐渐缩小,孔隙数量减少,烧结体密度明显增加。
保温一定时间后,所有性能均达到稳定不变。
(2)多元固相烧结:组成多元系固相烧结两种组元以上的粉末体系在其中低熔组元的熔点以下温度进行的粉末烧结。
多元系固相烧结除发生单元系固相烧结所发生的现象外,还由于组元之间的相互影响和作用,发生一些其他现象。
对于组元不相互固溶的多元系,其烧结行为主要由混合粉末中含量较多的粉末所决定。
如铜一石墨混合粉末的烧结主要是铜粉之间的烧结,石墨粉阻碍铜粉间的接触而影响收缩,对烧结体的强度、韧性等都有一定影响。
烧结这章思考题1.烧结理论研究的两个基本问题是什么?为什么说粉体表面自由能降低是烧结 体系自由能降低的主要来源或部分?答:研究的两个基本问题:①烧结为什么会发生?也就是烧结驱动力或热力学的 问题。
②烧结是怎样进行的?烧结的机构和动力学问题。
原因:首先体系自由能的降低包含表面自由能的降低和晶格畸变能的降低。
因为理论上,烧结后的低能位状态至多是对应单晶体的平衡缺陷浓 度,而实际上烧结体总是具有更多热平衡缺陷的多晶体,因此烧结过 程中晶格畸变能减少的绝对值,相对于表面能的降低仍然是次要的。
2.粉末等温烧结的三个阶段是怎样划分的?实际烧结过程还包括哪些现象? 答:①粘结阶段:颗粒间接触再通过成核,结晶长大等形成烧结颈。
特点:颗粒内晶粒不发生变化,颗粒外形也基本未变,烧结体 不收缩,密度增加极微,强度和导电性有明显增加(因 颗粒结合面增大)②烧结颈长大阶段:烧结颈长大,颗粒间形成连续空隙网络。
晶粒长大使晶 界扫过的地方空隙大量消失。
特点:烧结体收缩,密度和强度增加。
③闭孔隙球化和缩小阶段:闭孔量大增,孔隙球化并缩小。
特点:烧结体缓慢收缩(但主要靠小孔消失和孔隙数量的减少 来实现),持续时间可以很长,仍会残留少量隔离小孔 隙。
还有可能出现的现象:①粉末表面气体或水分的蒸发。
②氧化物的还原的离解。
③颗粒内应力的消除。
④金属的回复和再结晶以及聚晶长大等。
3.用机械力表示烧结驱动力的表达式是怎样?式中的负号代表什么含义?简述 空位扩散驱动力公式推导的基本思路和原理。
答:①机械力表示的烧结驱动力表达式:γσρ=-。
(参考书上模型) σ :作用在烧结颈上的应力。
γ:表面张力。
ρ:曲率半径。
式中负号表示作用在曲颈面上的应力σ是张力,方向朝颈外。
②空位扩散驱动力公式推导思路:2o v v c c kT γρρ∆Ω=∙热力学本质:在烧结颈上产生的张应力减小了烧结球内空位生成能。
(意味空位在张力作用下更容易生成。
)具体推导公式见书。
粉末冶金工艺的基本工序粉末冶金是一种利用粉末作为原料,通过压制、成型、烧结等工艺制备制品的工艺方法。
它具有高效率、高精度和可靠性好等特点,广泛应用于各个领域,包括汽车、航空航天、电子等。
粉末冶金工艺的基本工序包括粉末选料、混合、成型、烧结等。
首先是粉末选料。
粉末冶金工艺中所用的粉末要求颗粒细小、纯度高、形状均匀。
常见的粉末材料包括金属、陶瓷和合金等。
粉末选料的过程中需要考虑到材料的物理化学性质,并进行相应的测试和分析。
接下来是粉末的混合。
混合是将不同种类的粉末按一定比例混合在一起,以获得所需的材料性能。
混合可以通过机械混合、化学方法和物理方法等进行。
在混合过程中,需要控制混合时间和混合速度,以保证混合的均匀性。
然后是成型。
成型是将混合好的粉末放入模具中进行压制或注塑成型。
常用的成型方法包括冷压成型、热压成型、注射成型等。
在成型过程中,需要控制成型压力、温度和时间等参数,以确保产品的形状和尺寸符合要求。
最后是烧结。
烧结是将成型后的产品在高温下进行加热,使粉末颗粒之间发生结合,形成致密的块体材料。
烧结过程中,粉末颗粒与粉末颗粒之间发生扩散、熔化和再结晶等过程,从而提高材料的密度和强度。
烧结温度和时间是影响烧结效果的重要参数,需要根据材料的烧结特性进行控制。
除了上述基本工序外,粉末冶金工艺还包括后处理和表面处理等工艺。
后处理是指对产品进行进一步的加工和处理,以提高产品的性能和品质。
常见的后处理方法包括压力处理、热处理、表面处理等。
表面处理是对产品的表面进行涂层、镀层或改性等处理,以改善产品的耐腐蚀性、摩擦性和外观等。
总的来说,粉末冶金工艺的基本工序包括粉末选料、混合、成型、烧结等。
这些工序相互依赖、相互制约,需要进行科学的控制和优化,以确保产品的性能和质量。
随着工艺和技术的不断发展,粉末冶金在各种领域的应用前景将更加广阔。
粉末冶金工艺的基本工序(二)粉末冶金工艺是一种通过将金属或非金属材料粉末进行加工和烧结来制造零件和组件的制造工艺。
临界转速:机械研磨时,使球磨筒内小球沿筒壁运动能够正好经过顶点位置而不发生抛落时,筒体的转动速度。
离解压:每种金属氧化物都有离解的趋势,而且随温度提高,氧离解的趋势越大,离解后的氧形成氧分压越大,离解压即是此氧分压。
电化当量:这是表述电解过程输入电量与粉末产出的定量关系,表达为每96500库仑应该有一克当量的物质经电解析出。
气相迁移:细小金属氧化物粉末颗粒由于较大的蒸气压,在高温经挥发进入气相,被还原后沉降在大颗粒上,导致颗粒长大的过程。
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。
压坯密度:压坯质量与压坯体积的比值。
相对体积:粉末体的相对密度(d=ρ/ρ理)的倒数称为相对体积,用β=1/d表示。
粉末加工硬化:金属粉末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,变形困难的现象称为加工硬化。
快速冷凝:将金属或合金的熔液快速冷却(冷却速度>105℃/s),保持高温相、获得性能奇异性能的粉末和合金(如非晶、准晶、微晶)的技术,是传统雾化技术的重要发展。
假合金:两种或两种以上金属元素因不是根据相图规律、不经形成固溶体或化合物而构成的合金体系,假合金实际是混合物。
保护气氛:为防止粉末或压坯在高温处理过程发生氧化而向体系加入还原性气体或真空条件称为保护气氛。
粉末粒度:一定质量(一定体积)或一定数量的粉末的平均颗粒尺寸成为粉末粒度。
粉末流动性:50克粉末流经标准漏斗所需要的时间称为粉末流性。
孔隙度:粉体或压坯中孔隙体积与粉体表观体积或压坯体积之比。
标准筛:用筛分析法测量粉末粒度时采用的一套按一定模数(根号2)制备的金属网筛。
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。
密度等高线:粉末压坯中具有相同密度的空间连线称为等高线,等高线将压坯分成具有不同密度的区域。
雾化介质:雾化制粉时,用来冲击破碎金属流柱的高压液体或高压气体称为雾化介质。
活化能:发生物理或化学反应时,形成中间络合物所需要的能量称为活化能。