粉末冶金原理精彩试题

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18、分析烧结时形成连通孔隙和闭孔隙的条件。

开孔:Ps=Pv -γ/ρ

Ps仅是表面张应力(-γ/ρ)中的一部分,因为气体压力Pv与表面张应力的符号相反。当孔隙与颗粒表面连通即开孔时,Pv可取1atm,只有当烧结颈ρ长大,

表面张力减小到与Pv平衡时,烧结收缩停止

闭孔:Ps=Pv-2γ/r孔r孔:孔隙半径

-2γ/r孔表示作用在孔隙表面使孔隙缩小的张应力。当孔隙收缩时,气体若来

不及扩散出去,形成闭孔隙。如果张应力大于气体压力Pv,孔隙继续收缩。Pv

大到超出表面张力时,隔离孔隙停止收缩

21、在哪些情况下需要向粉末中添加成形剂?为什么?

(a)硬质粉末,由于粉末变形抗力很高,无法通过压制所产生的变形而赋予粉末坯体足够的强度,一般采用添加成形剂的方法以改善粉末成形性能,提高生坯强度,便于

成形。橡胶、石蜡、PEG、PVA等。

(b)流动性差的粉末、细粉或轻粉(填充性能不好,自动成形不好,影响压件密度的均匀性)。添加成形剂能适当增大粉末粒度,减小颗粒间的摩擦力。

22、在粉末刚性模压制过程中,通常存在哪两种摩擦力?哪种摩擦力会造成压坯密度分布?而在CIP中的情况又如何?

性模压制过程中,通常存在外摩擦力和内摩擦力,其中外摩擦力会造成压坯密度分布不均匀,CIP中不存在外摩擦力。

23、为什么作用在烧结颈表面的拉应力随着烧结过程的进行而降低?

σ=-γ/ρ

作用在颈部的张应力指向颈外,导致烧结颈长大,孔隙体积收缩。与此同时,随着烧结过程的进行,烧结颈扩大,∣ρ∣的数值增大,烧结驱动力逐步减小。

25、在制备超细晶粒YG硬质合金中,为什么通过添加铬和钒的碳化物能够控制合金中硬质相晶粒的长大?

铬和钒的碳化物在液态钴相中溶解度大,能降低体系的共晶温度,并且抑制剂组元偏聚WC/Co界面,抑制WC晶粒的溶解和干扰液态钴相中的W,C原子在WC晶粒上的析出,从而阻止WC晶粒在烧结过程中的粗化。

26、简述温压技术能较大幅度提高铁基粉末冶金零件密度的机理?

1)温压过程中,加工硬化的速度与程度降低,塑性变形充分进行,为颗粒重排提高协调性变形;

2)采用新型润滑剂,降低粉末与模壁间、粉末颗粒间的摩擦,提高有效压制力,便于颗粒相互填充,有利于颗粒重排;

总之,温压技术能改善主导致密化机理的塑性变形和颗粒重排,故而能较大幅度提高铁基粉末冶金零件密度。

27、一个具有下图中的形状的粉末坯体,若采用整体下模冲结构会带来什么后果?为什么?如何改正模冲结构的设计?备注:两台阶均为圆柱形。

答:

采用整体下模冲结构导致两台阶圆柱压坯的密度

分布不均匀。密度不同的连接处就会由于应力的重新

分布而产生断裂或分层。压坯密度的不均匀也将使烧

结后的制品因收缩不一急剧变形而出现开裂或歪扭。

故为了使具有复杂形状的横截面不同的压坯密度

均匀,必须设计出不同动作的组合模冲,并且应使它们的压缩比相等。

29、(粉末烧结钢的晶粒为什么比普通钢细小?)有一汽车制造商的质检部配合开发部拟用铁基粉末冶金零件取代原机加工45#钢件,对粉末冶金零件供应商按同材质提供的样件进行金相检验。质检人员发现粉末冶金件中的铁晶粒与原45#钢机加工件之间有无差异?为什么?

粉末冶金件中的铁晶粒比原45#钢机加工件的晶粒细小。

原因:

1)粉末冶金件在烧结过程中,孔隙、夹杂物对晶界迁移的阻碍;

a、孔隙的存在阻止晶界的迁移。粉末颗粒的原始边界随着烧结过程的进行一般发

展成晶界。而烧结坯中的大量孔隙大都与晶界相连接,会对晶界迁移施加了阻

碍作用

b、粉末中的夹杂物也对晶粒长大施加一定的阻碍作用。这些夹杂物包括硅酸盐和

金属的氧化物。其对晶界迁移的阻碍作用大于孔隙。因为孔隙随着烧结过程的

进行可减弱或消失。而夹杂物一般难以消除(若夹杂物在烧结过程中稳定时)2)烧结温度低于铸造温度;

因而,粉末烧结材料的晶粒一般较普通钢细小。

31、某公司采用还原铁粉作主要原料制造材质为Fe-2Cu-1C的一零件,粉末中添加了0.7%的硬脂酸锌做润滑剂,在吨位为100吨的压机上成形,在压制后发现零件的压坯密度偏低。在不改变装备的情况下,该公司的技术人员最终解决了压坯密度偏低的问题。请问其可能采取了什么技术措施?为什么?

1)压制前,将还原铁粉进行还原退火处理。刚生产的还原铁粉有加工硬化,且氧碳含量相对较高,影响粉末压缩性。故进行还原退火,消除粉末加工硬化,减少杂质含量,降低氧碳含量,提高粉末总铁量,有利于提高粉末压缩性,进而提高压坯密度。

2)改善粉末流动性,提高模具的光洁度和硬度。

34、液相烧结的三个基本条件是什么?它们对液相烧结致密化的贡献是如何体现的?

三个基本条件:液相必须润湿固相颗粒、固相在液相中具有有限的溶解度、液相数量1)液相必须润湿固相颗粒,这是液相烧结得以进行的前提。液相只有具备完全或部分润湿的条件,才能渗入颗粒的微孔和裂隙甚至晶粒间界,促进致密化2)有限的溶解可改善润湿性,增加了固相物质迁移通道,加速烧结;并且颗粒表面突出部位的化学位较高产生优先溶解,通过扩散和液相流动在颗粒凹陷处析出,改善

固相晶粒的形貌和减小颗粒重排的阻力,促进致密化

3)在一般情况下,液相数量的增加有利于液相均匀地包覆固相颗粒,为颗粒重排列提供足够的空间和致密化创造条件。

36、在金属粉末注射成形过程中,为什么必须采用细粉末作原料?(或用细粉末作原料具有哪些技术上的优越性?)通常采用哪两种基本的脱脂方法?

1)颗粒细小,比表面积大,表面能越高,能提高粉末烧结驱动力;

2)颗粒细化,颗粒间的联结力提高,提高脱脂后坯体的强度;

3)细颗粒阻力大,融体与粘结剂在流动中不易分离,便于混练与注射。

通常采用热脱脂和溶剂脱脂。先采用溶剂脱脂在注射坯体中形成开孔隙网络,为后续热脱脂的分解产物的排出提供物质传输通道,↓分解产物可能形成的内压和造成脱脂缺陷的机会,↑脱脂速度。

37、对于一多台阶的粉末冶金零件,设计压模是应注意哪两个问题?

1)组合模冲,2)恒压缩比。

在压制横截面不同的多台阶的压坯时,必须保证整个压坯内的密度相同,否则在脱模过程中,密度不同的连接处就会由于应力的重新分布而产生断裂或分层。压坯密度的不均匀也将使烧结后的制品因收缩不一急剧变形而出现开裂或歪扭。

故为了使具有复杂形状的横截面不同的压坯密度均匀,必须设计出不同动作的组合模冲,并且应使它们的压缩比相等。

38、表面迁移包括哪些烧结机构?当烧结进行到一定程度,孔隙产生封闭后,它们起何作用? 1)表面扩散:球表面层原子向颈部扩散。

2)蒸发-凝聚:表面层原子向空间蒸发,借蒸汽压差通过气相向颈部空间扩散,沉积在颈部。

孔隙产生封闭后,表面扩散只能促进孔隙表面光滑,导致孔隙球化。蒸发-凝聚也对孔隙的球化也起作用。

39、分析模压时产生压坯密度分布不均匀的原因。

刚模压制时,由于粉末颗粒与模具(阴模内壁、模冲、芯棒)之间的因相对运动而出现的摩擦力的作用,消耗有效外压,造成在压坯高度方向压力降和在压制面上的压力再分布,因此造成压坯的各处密度不均匀。

42、简述在目前材料技术中获得纳米晶材料十分困难的原因。

制备纳米晶材料关键是在保持块体材料呈现纳米晶结构,而又能获得全致密化。

1)从烧结热力学角度,纳米粉体具有极大的表面能,既为烧结过程中的全致密化提供驱动力,也为晶粒长大提供驱动力;

2)从烧结动力学角度,烧结动力学方程(X/a)m=F(T).t/a m-n,由于纳米粉末颗粒的a值很小,达到相同的x/a值所需时间很短,烧结温度降低。纳米粉末具有本征的偏离平衡态的亚稳结构,热激活过程导致纳米结构不稳定。

所以,获得纳米晶材料十分困难

43、从烧结驱动力的角度,分析纳米粉末烧结活性极好的原因。

1)烧结热力学:具有巨大的表面能,为烧结过程提供很高的烧结驱动力,使烧结过程加快2)烧结动力学:由烧结动力学方程(X/a)m=F(T).t/a m-n,纳米粉末颗粒的a值很小,达到相同的x/a值所需时间很短,烧结温度降低。故纳米粉末烧结活性很高

44、分析氧化铝弥散强化铜复合材料在高温(如850°C)具有高硬度的原因。

氧化铝弥散强化铜复合材料显微结构稳定(亚结构稳定,再结晶温度高):在高温下,晶内弥散质点阻碍位错亚结构中位错逃逸,并且晶界上的弥散质点阻碍晶界迁移,因此在高温下材料硬度高

45、为什么在模压坯件中出现密度分布?产生密度分布有什么主要危害?

原因:刚模压制时,由于粉末颗粒与模具(阴模内壁、模冲、芯棒)之间的因相对运动而出现的摩擦力的作用,消耗有效外压,造成在压坯高度方向压力降和在压制面上的压力再分布,因此造成压坯的各处密度不均匀。

危害:a、不能正常实现成形,如出现分层,断裂,掉边角等;b、烧结收缩不均匀,导致变形;c、限制拱压产品的形状和高度。

46、影响粉末流动性的因素有哪些?如果一种粉末的流动性较差,对粉末冶金零部件的后续加工带来什么危害?

影响因素: a、形状复杂,表面粗糙,颗粒间的相互摩擦和咬合阻碍它们相互移动,流动性差;b、理论密度增加,比重大,流动性增加;c、粒度组成,细粉增加,流动性下降。危害:流动性差的粉末,压制时粉末填充模腔的均匀性差,造成压坯的各处密度不均匀,

使零件不能正常实现成形,如出现分层,断裂,掉边角等;并且烧结收缩不均匀,导致变形;

48、粉末压坯强度的影响因素有哪些?分别以硬质合金和铁基粉末冶金零件为例,可采取哪些技术措施如何提高坯件强度?1)影响因素:颗粒间的结合强度(机械啮合)和接触面积颗粒间的结合强度:a.颗粒表面的粗糙度 b.颗粒形状粉末颗粒形状越复杂,表面越粗糙,则粉末颗粒之间彼此啮合的越紧密,压坯强度越高。c.颗粒表面洁净程度d.压制压力:压力提高,结合强度提高(与变形度有关e.颗粒的塑性(与结合面积有关)f.硬脂酸锌及成形剂添加与否g.高模量组份的含量:含量高,结合强度大颗粒间接触面积:即颗粒间的邻接度颗粒的显微硬度、粒度组成、压制时颗粒间的相互填充程度,进而提高接触面积;压制压力:压力大,塑性变形大,S提高;颗粒形状:复杂,结合强度提高,但S降低

49、为什么说温压技术是传统模压技术的发展与延伸?

温压:系指粉末与模具被加热到较低温度(一般为150℃)下的刚模压制方法。

a、除粉末与模具需加热以外,与常规模压几乎相同;

b、温压与粉末热压完全不同,温压的加热温度远低于热压(高于主要组分的再结晶温

度);

c、温压保持了传统模压的高效、高精度优势,而且被压制的粉末冶金零部件的尺寸精

度很高,表面光洁;

d、提高了铁基零部件的性能和服役可靠性,拓宽了部件的应用范围;

故说温压技术是是传统模压技术的发展与延伸。

50、分析在YG硬质合金生产过程中,允许合金中碳含量可在WC的化学计量附近波动原因(金中碳含量可在一定范围内偏离WC的化学计量而不致引起合金强度的大幅度降低的原因)WC的理论碳含量为6.12%。若化合碳的含量低于这一数值,则在硬质合金中形成脆性相-η相;若高于这一数值则会生成游离石墨。这二者都是硬质合金的结构缺陷,导致硬质合金强度的大幅度下降。但当合金中碳含量在6.05-6.2%范围内波动时,合金强度变化不大。

1)添加了晶粒长大抑制剂TaC、VC、Cr2C3等,以其化合物(或相应氧化物)粉末形式添加到W粉、碳黑混合物中

2)杂质元素(Ca、Mg、Si等)的氧化物与碳反应

51、分析温度液相烧结三个条件的必要性。

1)液相必须润湿固相颗粒,这是液相烧结得以进行的前提(否则产生反烧结现象)。即烧

结体系需满足方程γS=γSL+γLCOSθ(θ为润湿角),并且需满足的润湿条件是θ<90; 2)固相在液相中具有有限的溶解度。有限的溶解,可改善润湿性、增加液相的数量,并且发生马栾哥尼效应有利于液相迁移,同时增加了固相物质迁移通道,改善固相晶粒的形貌和减小颗粒重排的阻力;

3)液相数量:在一般情况下,液相数量的增加有利于液相均匀地包覆固相颗粒,为颗粒重排列提供足够的空间和致密化创造条件。同时,也可减小固相颗粒间的接触机会。

53、有一铁基粉末冶金齿轮在成形后一端出现了掉边、掉角现象,请提出相应的解决这一技术问题的方法。成形后一端出现了掉边、掉角现象,主要是由于压坯的密度分布不均匀,导致不能正常实现成形。采用温压技术:低的脱模压力,高的压坯强度,弹性后效小,密度分布均匀。

54、什么是弹性后效?其主要影响因素有哪些?

当压力去除之后和将压坯脱拱之后,由于内应力作用,压坯产生的膨胀现象称为弹性后效。弹性后效的大小取决于残留应力的高低,主要影响因素:

a.压制压力:压制压力高,弹性内应力高

b.粉末颗粒的弹性模量:弹性模量越高,弹性后效越大

c.粉末粒度组成:越合理,产生的弹性应力越小;粒度小,弹性后效大

d.颗粒形状:形状复杂,弹性应力大,弹性后效大

e.颗粒表面氧化

f.粉末混合物的成份(如石墨

含量)

A.Fe-2Cu B、Fe-2Cu-0.8C B的弹性后效明显,因为C的模量很高

55、比较活化烧结与强化烧结的异同。

活化烧结:系指能降低烧结活化能,使体系的烧结在较低的温度下以较快的速度进行、烧结体性能得以提高的烧结方法。(采用化学或物理的措施,使烧结温度降低、烧结过

程加快,或使烧结体的密度和其它性能得到提高的方法称为活化烧结)

强化烧结:是泛指能够增加烧结速率,或能够强化烧结体性能(合金化或抑制晶粒长大)的所有烧结过程

同:目的相同异:途径(定义)

57、表面迁移包括哪两种?请利用双球模型图示说明。

表面迁移包括:

表面扩散:球表面层原子向颈部扩散。

蒸发-凝聚:表面层原子向空间蒸发,借蒸汽压差通过气相向颈部空间扩散,沉积在颈部。

59、液相烧结包括哪几种形式?

瞬时液相烧结:在烧结中、初期存在液相,后期液相消失。烧结中初期为液相烧结,后期为固相烧结。

稳定液相烧结:烧结过程始终存在液相。

熔浸:多孔骨架的固相烧结和低熔点金属渗入骨架后的液相烧结过程。前期为固相烧结,后期为液相烧结。全致密假合金如W-Cu等。

超固相线液相烧结:液相在粉末颗粒内形成,是一种在微区范围内较普通液相烧结更为

均匀的烧结过程。

60、对于刚性模压制,粉末混合物中通常要添加哪两类辅助物质?为什么?

通常要添加成形剂和润滑剂。

原因:)对于硬质粉末,由于粉末变形抗力很高,无法通过压制所产生的变形而赋予粉末坯体足够的强度,一般采用添加成形剂的方法以改善粉末成形性能,提高生坯强度,便于成形;2)流动性差的粉末、细粉或轻粉(填充性能不好,自动成形不好,影响压件密度的均匀性)。添加成形剂能适当增大粉末粒度,减小颗粒间的摩擦力;3)粉末颗粒与模壁间的摩擦导致压坯密度分布不均匀和影响被压制工件的表面质量,降低模具的使用寿命,故要添加润滑剂减小粉末与模壁间和粉末颗粒间的摩擦。

62、现有两个分别经单向压制和双向压制的圆柱形(直径为20mm,高度为25mm)WC-10Co 粉末坯件,请用图示比较两者之间在外形方面的差异,并分析其原因。

单向压制:一端外表光滑明亮,另一端则比较暗淡;双向压制:两端都光滑明亮,中间则比较暗淡。原因:单向压制,由于外摩擦压力损失致使压坯密度分布不均匀,上端有效压制压力大、密度大,下端有效压制压力小、密度小;双向压制时,两端有效压制压力大、密度高,中间有效压制压力相对小、密度较两端低。并且压坯密度分布较单向压制的均匀。

63、热等静压用模套材料包括哪三大类?金属、陶瓷、玻璃

64、采用钢模单向压制一根尺寸为φ50*100mmYG10合金的粉末压坯,并在合适的工艺条件下烧结。请画出其最终轮廓的大致外形(标出加压方向,但不必标注其具体尺寸)。为什么?若要得到尺寸较均一的烧结棒材,可采用什么成形技术实现?

答:

第一种情况:第二种情况:

密度分布均匀,烧结尺寸变化均匀有压制压力损失,上下端密度分布不均匀。

烧结时,上层密度高收缩小,下层密度低

收缩大,故上宽下窄

可采用冷等静压(CIP)技术:消除了粉末与模套之间的外摩擦,密度分布均匀,压制压力降低。

65、根据您已掌握的烧结机构,哪些对粉末压坯致密化有贡献?哪些有利于孔隙球化?

致密化:粘性流动、体积扩散、晶界扩散、塑性流动、表面扩散(烧结早期)

球化:表面扩散(后期)、蒸发-凝聚

66、互不溶二元系(A-B)粉末烧结时必须满足什么热力学条件?

1)互不溶系的烧结服从不等式:γAB<γ A +γB,即A-B的比界面能必须小于A、B 单独存在的比表面能之和;

2)在满足上式的前提下,如果γAB>|γ A -γB|,在两组元的颗粒间形成烧结颈的同时,它们可互相靠拢至某一临界值;如果γAB<|γ A -γB|,则开始时通过表面扩散,比表面能低的组元覆盖在另一组元的颗粒表面,然后同单元系烧结一样,在类似复合粉末的颗粒间形成烧结颈。不论是上述中的哪种情况,只有γAB越小,烧结的动力就越大。

67、烧结气氛的两个作用是什么?

1)保护功能:控制烧结体与环境之间的化学反应,如氧化和脱碳,

2)净化功能:及时带走烧结坯体中润滑剂和成形剂的分解产物。

68、有一个经单向压制的铁基(Fe-0.5C)圆柱形粉末压坯,在氮基气氛中于1120°C烧结40分钟,请画出烧结后坯件的大致外形,简述其原因。

答:原因:单向压制,由于外摩擦压力损失致使压坯密度分布不均匀,上端密度大、弹性后效大,下端密度小、弹性后效小。在烧结过程中,由于密度大的收缩小,密度小的收缩大。故出现上端宽、下端窄的形状。

69、W-7Ni-3Fe,WC-Co和Fe-20Cu经液相烧结后,其中高熔点相晶粒的大致形状是什么?试分析其原因。

W-7Ni-3Fe重合金:W晶体以金属键和离子结合,具有一定的方向性,高能晶面优先沉积机率↑,→卵形。WC-Co合金:WC晶体以共价键和离子键结合,具有极强的方向性,析出在特定的晶面进行,→多边形。Fe-20Cu:Fe为金属晶体,晶面能接近各向同性,各个方向上的析出时机率几乎相同,→近球形。

71、在模具设计合理下,如何制造形状复杂的零部件?

1)采用合适粒度组成和表面较粗糙的近球形粉末——高的压坯强度

2)采用温压技术:a、低的脱模压力

b、高压坯密度和强度

c、弹性后效小

d、密度分布均匀

72、HIP与HP性能比较。(HIP优越)

a、HIP比HP密度高。HIP(0.5Tm)比HP(0.7Tm)温度低。晶粒更细小(粉末高速钢)。

有利于制备Tm相差悬殊的层叠复合材料。压制压力更高

73、巴尔申压制方程的三个基本假设是什么?

1)将粉末体视为弹性体:运用虎克定律于压制方程2)不考虑粉末的加工硬化3)忽略模壁摩擦。

74、分别分析单轴压制和等静压制的差别及应力特点。

单轴压制和等静压制的差别在于粉体的受力状态不同,一般单轴压制在刚模中完成,等静压制则在软膜中进行;在单轴压制,由于只是在单轴方向施加外力,模壁侧压力小于压制方向受力,因此应力状态各向异性,σ1》σ2=σ3导致压坯中各处密度分布不均匀;等静压制时由于应力来自各个方向,且通过水等静压力进行,各方向压力大小相等,粉体中各处应力分布均匀,σ1=σ2=σ3,因此压坯中各处的密度基本一致

77、讨论固相烧结后期,孔隙为什么会球化,小孔隙为什么会消失?

答:

固相烧结后期,形成大量的隔离的闭孔隙。通过表面扩散和蒸发凝聚,孔隙中凸部位的物质迁移到凹部位,促进孔隙表面光滑,从而使孔隙球化

由于体积扩散,空位的内孔隙向颗粒表面扩散以及空位由小孔隙向大孔隙扩散,烧结体发生收缩,小孔隙不断消失

9 、一压坯高度是直径的三倍,压力自上而下单向压制,在压坯三分之二高度处压力只有压

坯顶部压力的四分之三,求压制压力为 500Mpa 时,压坯三分之一高度和压坯低部的压制压力?

解:

根据已知条件,在 h=2/3H 时, P2=3/4P1 ,计算得 EXP ( -Q1 ) =3/4

h=1/3H 时, P3=P1EXP ( -Q2 ) =281 。 25Mpa

在压坯底部压制压力 P=210 。 94MPa

11、一个密度为9.3g/cm3、A-B50(数字表示材料的质量百分数)的粉末压坯,请计算该压坯中的孔隙度。

注:1)精确到小数点后一位;2)物质A的理论密度=10g/cm3,物质B的理论密度=20g/cm3 解:

理论密度ρm =1/ΣMi/(ρm)i

i=1—n(组分数)或代表i组分

Mi为质量分数

ρm=1/(50%/10+50%/20)=13.3 g/cm3

孔隙度:θ=1—ρ/ρm=1-9.3/13.3=0.301=30.1%

12、当保护气体压力为一个大气压时,表面张力为0.25N,求烧结体中尺寸不再发生变化时

的孔隙直径。

解:

P =P v-2γ/r

=2γ/r

当P=0时,烧结体中尺寸不再发生变化 P

v

r=2γ/ P

=2*0.25/105=5*10-6m=5μm

v

d=2r=10μm

闭孔隙粉末颗粒中由质体包围、且不同外界连通的孔隙

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

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

露点在标准大气压下,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。

烧结驱动力烧结过程中驱使原子定向迁移的因素

热等静压把粉末压坯或把装入特制容器内的粉末体在等静高压容器内同时施以高温和高压,使粉末体被压制和烧结成致密的零件或材料的过程

冷等静压室温下,利用高压流体静压力直接作用在弹性模套内的粉末体的压制方法

团粒由单颗粒或二次颗粒依靠范德华力粘结而成的聚集颗粒

活化烧结系指能降低烧结活化能,使体系的烧结在较低的温度下以较快的速度进行、烧结体性能得以提高的烧结方法。(采用化学或物理的措施,使烧结温度降低、烧

结过程加快,或使烧结体的密度和其它性能得到提高的方法称为活化烧结)

强化烧结是泛指能够增加烧结速率,或能够强化烧结体性能(合金化或抑制晶粒长大)的所有烧结过程

Ostwald熟化由溶解-再析出过程造成的晶粒长大现象

碳势某一含碳量的材料在某种气氛中烧结时既不渗碳也不脱碳,以材料中的碳含量表示气氛的碳势

内摩擦粉末颗粒之间的摩擦

外摩擦力粉末颗粒与模具(阴模内壁、模冲、芯棒)之间的因相对运动而出现的摩擦

制粒借助于聚合物的粘结作用将若干细小颗粒形成一团粒,减小团粒间的摩擦力,大幅度降低颗粒运动时的摩擦面积,增大运动单元的动力的过程

拱桥效应(搭桥)颗粒间由于摩擦力的作用而相互搭架形成拱桥孔洞的现象

脱模压力使压坯从模中脱出所需的压力,与坯件的弹性模量,残留应变量即弹性后效及其与模壁之间的摩擦系数直接相关

温压系指粉末与模具被加热到较低温度(一般为150℃)下的刚模压制方法

注射成形技术一种从塑料注射成形行业中引伸出来的新型粉末冶金近净成形技术,将粉末与热塑性材料均匀混合使成为具有良好流动性能(在一定温度下)的流

态物质,而后把这种流态物在注射成形机上经过一定的温度和压力,注入

模具内成形

挤压超前现象在挤压筒的径向上,愈靠近模壁受阻力越大,愈接近中心受阻力愈小。结果中心部位的挤压物料的流动速度比外层挤压物料的流动速度快,这种现象

称为超前现象

表面扩散球表面层原子向颈部扩散。

蒸发-凝聚表面层原子向空间蒸发,借蒸汽压差通过气相向颈部空间扩散,沉积在颈部。体积扩散借助于空位运动,原子等向颈部迁移。

粘性流动非晶材料,在剪切应力作用下,产生粘性流动,物质向颈部迁移。

塑性流动烧结温度接近物质熔点,当颈部的拉伸应力大于物质的屈服强度时,发生塑性变形,导致物质向颈部迁移。

晶界扩散晶界为快速扩散通道。原子沿晶界向颈部迁移。

位错管道扩散位错为非完整区域,原子易于沿此通道向颈部扩散,导致物质迁移。

单元系粉末烧结纯金属、固定化学成分的化合物和均匀固溶体的粉末烧结体系,是一种简单形式的固相烧结。(单元系烧结是指纯金属或有固定化学成分的化合

物或均匀固熔体在固态下的烧结,过程不出现新的组成物或新相,也不发

生凝聚状态的改变(不出现液相),故也称为单相烧结)

多元系固相烧结由两种以上的组元(元素、化合物、合金、固溶体)在固相线以下烧结的过程

液相烧结烧结温度高于烧结体系低熔组分的熔点或共晶温度的多元系烧结过程,即烧结过程中出现液相的粉末烧结过程统称为液相烧结

瞬时液相烧结在烧结中、初期存在液相,后期液相消失。烧结中初期为液相烧结,后期为固相烧结。

稳定液相烧结烧结过程始终存在液相。

熔浸多孔骨架的固相烧结和低熔点金属渗入骨架后的液相烧结过程。前期为固相烧结,后期为液相烧结。全致密假合金如W-Cu等。

超固相线液相烧结液相在粉末颗粒内形成,是一种在微区范围内较普通液相烧结更为均匀的烧结过程

马栾哥尼效应溶质浓度的变化导致液体表面张力的不同,产生液相流动的现象

润湿性液相对固相颗粒的表面润湿情况,由固、液相的表面张力(比表面能)γs 、γl以及两相的界面张力(界面能)γsl所决定

热压又称为加热烧结,是把粉末装在模腔内,在加压的同时使粉末加热到正常烧结温度或更低一点,经过较短时间烧结成致密而均匀的制品

Orowan强化(位错绕过质点机制)弥散质点导致基体中位错线产生一定程度的弯曲,阻碍

位错运动。当位错线通过弥散质点以后,合金发生屈服弥散强化由于弥散质点的存在而导致材料强化的现象,实质是弥散质点阻碍基体中位错运动

纤维增强将高强度和高模量的纤维加入到基体中,复合材料强度大幅度提高的现象

水静压力等静压制中的水作用在粉末体中,粉末体受到的各个方向上相等的压力

环境工程原理考试重点

环境工程原理考试要点(待完善版) 类型: 一:填空(15分) 二:名词解释(15分) 5个 三:简答题(20分) 4个 四:计算题(50分) 4个 一:填空(15分)因为老师没给,只说了简单所以不好说(下面的仅供参考)

二:名词解释(15分) 5个 16选5 1、球形度:它是表征球形颗粒的形状与球形颗粒的差异程度, 又称为形状系数。 2、干扰沉降:在流体中,如果流体的分率较高,颗粒之间有显 著的相互作用,容器壁面对颗粒沉降的影响也不 可忽,此种沉降称为干扰沉降。

3、分离因数:将同一颗粒在同一种流体中的离心沉降速度与重 力沉降速度的比称为分离因数。 4、分割颗径:粒级效率正好为50%的颗粒直径,称为分割粒径。 5、深层过滤:是指流体中的固体颗粒被过滤介质内部的空隙拦 截在介质的微孔流道内,固体颗粒不形成滤饼。 6、固体流态化:是指将大量固体颗粒悬浮于流动的流体之中, 并在流体作用下使颗粒作翻滚运动,类似于液 体的沸腾状态。 7、傅里叶定律:内涵为通过等温面的导热速率与温度梯度和传 热面积成正比,即(P136)。 8、热导率:单位时间内单位面积上通过的热量与温度梯度的比 例系数 9、对流传热系数:在对流传热过程中由牛顿冷却定律定义热流 密度q与ΔT成正比。 10、菲克定律:在单位时间内通过垂直于扩散方向的单位截面 积的扩散物质流量与该截面处的浓度梯度成正 比,即。 11、漂流因子:总体流动对传质速率的影响程度,表达式为 P/PBMm。(P212) 12、双膜理论:双模理论基于双模模型,他复杂的的对流传质 过程描述为吸收质以分子扩散形式通过两个串

工程热力学期末考试试题

一、1.若已知工质的绝对压力P=,环境压力Pa=,则测得的压差为(B)A.真空pv= B.表压力pg=.真空pv= D.表压力p g= 2.简单可压缩热力系的准平衡过程中工质压力降低,则(A) A.技术功为正 B.技术功为负 C.体积功为正 D.体积功为负 3.理想气体可逆定温过程的特点是(B)=0 =>W s>s′>s″>s′s>s″ 16.可逆绝热稳定流动过程中,气流焓的变化与压力变化的关系为(B) ====pdv 17、饱和湿空气的相对湿度(B)A.>1B.=1C.<<<1 18.湿空气的焓h为(D)湿空气的焓湿空气的焓干空气与1kg水蒸汽焓之和干空气的焓与1kg干空气中所含水蒸汽的焓之和 二、多项选择题 1.单位物量的理想气体的热容与_____有关。(ACDE)A.温度B.压力C.气体种类D.物量单位E.过程性质 2.卡诺循环是__AD___的循环。 A.理想化 B.两个定压、两个绝热过程组成 C.效率最高 D.可逆 3.水蒸汽h-s图上的定压线(AD)A.在湿蒸汽区为直线B.在过热蒸汽区为直线C.在湿蒸汽区为曲线 D.在过热蒸汽区为曲线 E.在湿蒸汽区和过热蒸汽区是斜率不同的直线 4.理想气体经绝热节流后,前后稳定截面上的__BD___相等。 5.A.压力B.温度C.比体积D.焓E.熵

粉末冶金原理_考研复习纲要

课程名称:粉末冶金学 Powder Metallurgy Science 第一章导论 1粉末冶金技术的发展史History of powder metallurgy 粉末冶金是采用金属粉末(或非金属粉末混合物)为原料,经成形和烧结操作制造金属材料、复合材料及其零部件的加工方法。 粉末冶金既是一项新型材料加工技术,又是一项古老的技术。 .早在五千年前就出现了粉末冶金技术雏形,古埃及人用此法制造铁器件; .1700年前,印度人采用类似方法制造了重达的“DELI 柱”(含硅Fe合金,耐蚀性好)。 .19世纪初,由于化学实验用铂(如坩埚)的需要,俄罗斯人、英国人采用粉末压制、烧结和热锻的方法制造致密铂,成为现代粉末冶金技术的基础。 .20世纪初,现代粉末冶金的发展起因于爱迪生的长寿命白炽灯丝的需要。钨灯丝的生产标志着粉末冶金技术的迅速发展。 .1923年硬质合金的出现导致机加工的革命。 .20世纪30年代铜基含油轴承的制造成功,并在汽车、纺织、航空、食品等工业部门的广泛应用。随后,铁基粉末冶金零部件的生产,发挥了粉末冶金以低的制造成本生产高性能零部件的技术优点。 .20世纪40年代,二战期间,促使人们开发研制高级的新材料(高温材料),如金属陶瓷、弥散强化合金作为飞机发动机的关键零部件。 .战后,迫使人们开发研制更高性能的新材料,如粉末高速钢、粉末超合金、高强度铁基粉末冶金零部件(热锻)。大大扩大了粉末冶金零部件及其材料的应用领域。 .粉末冶金在新材料的研制开发过程中发挥其独特的技术优势。 2粉末冶金工艺 粉末冶金技术的大致工艺过程如下:

↓ 成形(模压、CIP、粉浆浇注、轧制、挤压、温压、注射成形等) ↓ 烧结(加压烧结、热压、HIP等) ↓ —后续处理 Typical Processing flowchart for Powder Metallurgy Technique 3粉末冶金技术的特点 .低的生产成本: 能耗小,生产率高,材料利用率高,设备投资少。 ↑↑↑ 工艺流程短和加工温度低加工工序少少切削、无切削 .材料成分设计灵活、微观结构可控(由工艺特征决定): 能制造普通熔练法不可能生产的材料,如W-Cu、SnO 2 -Ag、WC-Co、Cu-石墨、金 属陶瓷(TiC-NiCr,Al 2O 3 -Ni或Cu,TiB 2 -Cu等)、弥散强化材料(Al 2 O 3 -Cu Al 2 O 3 -Al, Y 2O 3 -Fe基合金)、粉末超合金(非相图成分)、难熔金属及其合金如钨钼、含油 轴承、过滤材料等。 .高的性能: 粉末高速钢、粉末超合金因无成分偏析和稳定的组织(细的晶粒)而性能优于熔炼法制备的合金;纳米材料,金属-陶瓷梯度复合材料(梯度硬质合金)。 主要不足之处: .由于受设备容量的限制,传统粉末冶金工艺制造的粉末冶金零部件的尺寸较其它加工方法(铸造,机加工等)小; .材料韧性不高; .零部件的形状复杂程度和综合力学性能有限等。

最新环工原理思考题!答案

十一章 第一节 (1) 快速去除污染物的关键是什么? (2) 反应器的一般特性主要指哪几个方面? 指反应器内物料的流动状态、混合状态以及质量和能量传递性能等,它们取决于反应器的结构形式、操作方式等。 (3) 反应器研究开发的主要任务是什么? (4) 什么是间歇操作、连续操作和半连续操作?它们一般各有哪些主要特点? 1.间歇操作:将反应原料一次加入反应器,反应一段时间或达到一定的反应程度后一 次取出全部的反应物料,然后进入下一轮操作。 间歇操作的主要特点: (1)操作特点:反应过程中既没有物料的输入,也没有物料的输出,不存在 物料的进与出。 (2)基本特征:间歇反应过程是一个非稳态的过程,反应器内组成随时间变化而变化。 (3)主要优点:操作灵活,设备费低,适用于小批量生产或小规模废水的处理。 (4)主要缺点:设备利用率低,劳动强度大,每批的操作条件不易相同,不便自动控制。 2.连续操作:连续地将原料输入反应器,反应产物也连续地流出反应器。 特点: (1)操作特点∶物料连续输入,产物连续输出,时刻伴随着物料的流动。 (2)基本特征∶连续反应过程是一个稳态过程,反应器内各处的组成不随时间变化。(反应组分、浓度可能随位置变化而变化。) (3)主要优点∶便于自动化,劳动生产率高,反应程度与产品质量较稳定。 规模大或要求严格控制反应条件的场合,多采用连续操作。 (4)主要缺点∶灵活性小,设备投资高。 3.半连续操作:原料与产物中的一种或一种以上为连续输入或输出,而其它成分分批 加入或取出的操作。 特点:半间歇操作具有间歇操作和连续操作的某些特点。反应器内的组成随时间变化而变化。 (5)什么是空间时间和空间速度?它们所表达的物理意义分别是什么? 空间时间:反应器有效体积(V)与物料体积流量(q v)之比值. 空间速度:单位反应器有效体积所能处理的物料的体积流量. (6) 一般情况下,反应器内的流体流动状态会对反应结果产生影响,为什么? (7) 根据反应物料的流动与混合状态,反应器可分为哪些类型。 理想流反应器和非理想流反应器;完全混合流(全混流)反应器和推流反应器。 (8) 反应器设计的基本内容包括哪几个方面?它通常用到哪几类基本方程? 基本内容: 选择合适的反应器型式;确定最佳的操作条件;计算达到规定的目标所需要

《热工基础》试卷A

2011-2012硅酸盐专业《热工基础》期末试题A卷 一、名词解释:(30分) 1、流体的密度—— 2、静压强—— 3、体积流量—— 4、发热量—— 5、相对湿度—— 6、黑体—— 7、干燥—— 8、完全燃烧—— 9、高温系数—— 10、干球温度—— 二、填空:(25分) 1.煤的工业分析法组成主要由__________、__________、__________、__________四种。 2.空气过剩系数是指_________________与__________________之比。 3.表示固体和液体燃料组成的基准有__________、__________、__________、__________四种。 4.传热的基本方式有__________ 、__________和__________。 5、在燃烧学中空气分为__________和________,而在干燥学中空气分为_________和________。 6、不完全燃烧分为______________和______________。 7、表示湿度的方法有三种:________、_____________、_________其中_____是为了测定方便; ______表示空气的相对干燥能力;________便于干燥计算。 三、简答题:(25分) 1、燃烧计算的内容有哪些? 2、如何对煤进行工业分析? 3、如何根据雷诺准数的大小来判断流体的流态? 4、冬天用手接触相同温度的铁块和木块时感到铁块比木块凉,这是为什么?

5、流态有几种?表现形式有何不同?如何判定? 五、计算题(20分) 1、水从三段串联管路流过,管路直径分别为:d1=100mm, d2=50mm, d3=25mm, ω3=10m/s,求ω1和ω2. 2、已知标态下CO2的密度为1.96kg/m3, O2的密度为1.43kg/m3,CO 的密度为1.25kg/m3, N2的密度为1.25kg/m3。今测得某水泥回转窑窑尾废气的体积百分比:CO2 =28.8% ,O2=1.0% ,CO =0.2%,N2=70%,求此废气标态时的密度。 3、一炉壁由耐火砖砌成,厚度δ=250mm,耐火砖内表面温度t1=1000℃, 外表面温度t2=100℃, 耐火砖平均导热系数为λ=1.28W/(m.℃)。求通过炉壁的热流量。

粉末冶金原理

1.粉末冶金:制取金属或用金属粉末(或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。 2.二次颗粒:单颗粒以某种方式聚集就构成二次颗粒 3.松装密度:粉末在规定条件下自然充填容器时,单位体积内自由松装粉末体的质量 g/cm3。 4.孔隙率:孔隙体积与粉末体的表观体积之比的百分数称为孔隙度(θ)。 5.中位径:将各种粒级粉末个数或百分数逐一相加累积并做图,可以得到累积分布曲线, 分布曲线对应50%处称为中位径 弹性后效:在压制过程中,粉末由于受力而发生弹性变形和塑性变形,压坯内存在着很大的内应力,当外力停止作用后,压坯便出现膨胀现象 6.合批:将成分相同而粒度不同的粉末进行混合,称为合批 7.烧结机构:研究烧结过程中各种可能的物质迁移方式及速率。 8.热压:热压又称为加压烧结,是把粉末装在模腔内,在加压的同时使粉末加热到正常 烧结温度或更低一些的温度,经过较短时间烧结成致密而均匀的制品。 9.活化烧结:是指采用化学或物理的措施,使烧结温度降低、烧结过程加快,或使烧结 体的密度和其它性能得到提高的方法。 10.单颗粒:粉末中能分开并独立存在的最小实体称为单颗粒。 11.振实密度:粉末装于振动容器,规定条件下,经振动敲打后测得的粉末密度。 12.粒度:以mm或μm的表示的颗粒的大小称颗粒直径,简称粒径或粒度。 13.混合:将两种或两种以上不同成分的粉末混合均匀。分为机械法和化学法。 14.搭桥:粉末在松装堆集时,由于表面不规则,彼此之间有摩擦,颗粒相互搭架而形成 拱桥孔洞的现象。 15.快速冷凝技术的特点:(1)急冷可大幅度地减小合金成分的偏析;(2)急冷可增加合 金的固溶能力;(3)急冷可消除相偏聚和形成非平衡相;(4)某些有害相可能由于急冷而受到抑制甚至消除;(5)由于晶粒细化达微晶程度,在适当应变速度下可能出现超塑性等。 16.粉末颗粒的聚集形式:聚合体、团粒、絮凝体;区别:通过聚集方式得到的二次颗 粒被称为聚合体或聚集颗粒;团粒是由单颗粒或二次颗粒靠范德华力粘接而成的,其结合强度不大,用研磨。擦碎等方法在液体介质中容易分散成更小的团粒或二次颗粒或单颗粒;絮凝体则是在粉磨悬浊液中,由单颗粒或二次颗粒结合成的更松软的聚集颗粒。 17.减少因摩擦出现的压力损失的措施:1)添加润滑剂、2)提高模具光洁度和硬度、3) 改进成形方式,如采用双面压制等。 18.粉末冶金技术的优点:1. 能生产用普通熔炼方法无法生产的具有特殊性能的材料:① 能控制制品的孔隙度(多孔材料、多孔含油轴承等);②能利用金属和金属、金属和非金属的组合效果,生产各种特殊性能的材料(钨-铜假合金型的电触头材料、金属和非金属组成的摩擦材料等);③能生产各种复合材料。 2.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:①高合金粉末冶金材料的性能比熔铸法生产的好(粉末高速钢可避免成分的偏析);②生产难熔金属材料或制品,一般要依靠粉末冶金法(钨、钼、铌等难熔金属)。缺点:1、粉末成本高;2、制品的大小和形状受到一定限制;3、烧结零件的韧性较差。 19.粉末料预处理的方式及作用:1、退火:还原氧化物,消除杂质,提高纯度;消除加工 硬化,稳定粉末的晶体结构;钝化金属,防止自燃。2、混合:使不同成分的粉末混合均匀,便于压制成形和后续处理。3、筛分:筛分的目的在于把颗粒大小不匀的原始粉

环工原理思考题

4热量传递 1)什么是热传导? (2)什么是对流传热?分别举出一个强制对流传热和自然对流传热的实例。 (3)简述辐射传热的过程及其特点。 (4)试分析在居室内人体所发生的传热过程,设室内空气处于流动状态。 (5)若冬季和夏季的室温均为18℃,人对冷暖的感觉是否相同?在哪种情况下觉得更暖和?为什么? (1)简述影响对流传热的因素。 (2)简述对流传热的机理、传热阻力的分布及强化传热的措施。 (3)为什么流体层流流动时其传热过程较静止时增强? (4) 传热边界层的范围如何确定?试分析传热边界层与流动边界层的关系。 (5)试分析影响对流传热系数的因素。 (6) 分析圆直管内湍流流动的对流传热系数与流量和管径的关系,若要提高对流传热系数,采取哪种措施最有效? (7)流体由直管流入短管和弯管,其对流传热系数将如何变化?为什么? (8)什么情况下保温层厚度增加反而会使热损失加大?保温层的临界直径由什么决定? (9)间壁传热热阻包括哪几部分?若冷热流体分别为气体和液体,要强化换热过程,需在哪一侧采取措施? (10)什么是传热效率和传热单元数? 1)分析热辐射对固体、液体和气体的作用特点。 (2)比较黑体和灰体的特性及其辐射能力的差异。 (3) 温度对热辐射和辐射传热的影响。 (4)分析物体辐射能力和吸收能力的关系。 (5)简述气体发射和吸收辐射能的特征,分析温室效应产生的机理。 1)简述换热器的类型。 (2)什么是间壁式换热器,主要包括哪几种类型? (3)列管式换热器式最常用的换热器,说明什么是管程、壳程,并分析当气体和液体换热时,气体宜通入哪一侧? (4)简述增加传热面积的方法。 (5)试分析提高间壁式换热器传热系数的途径。 5质量传递 (1)什么是分子扩散和涡流扩散? (2)简述费克定律的物理意义和适用条件。 (3)简述温度、压力对气体和液体分子扩散系数的影响。 (4)对于双组分气体物系,当总压和温度提高1倍时,分子扩散系数将如何变化? (5)分析湍流流动中组分的传质机理。 (1)什么是总体流动?分析总体流动和分子扩散的关系。 (2)在双组分混合气体的单向分子扩散中,组分A的宏观运动速度和扩散速度的关系? (3)单向扩散中扩散组分总扩散通量的构成及表达式。

粉末冶金原理考试试题

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

热工基础考试题库(带答案)

热工基础题库 一、选择题 基本概念 1.与外界只发生能量交换而无物质交换的热力系统称为。B A、开口系统 B、闭口系统 C、绝热系统 D、孤立系统 2.与外界既无能量交换又无物质交换的热力系统称为。D A、开口系统 B、闭口系统 C、绝热系统 D、孤立系统 3.开口系统与外界可以有。D A、质量交换 B、热量交换 C、功量交换 D、A+B+C 4.与外界有质量交换的热力学系统是:A A、开口系统 B、闭口系统 C、绝热系统 D、孤立系统 5.下列与外界肯定没有质量交换但可能有热量交换。B A、绝热系统 B、闭口系统 C、开口系统 D、孤立系统 6.实现热功转换的媒介物质称为。C A、系统 B、气体 C、工质 D、蒸气 7.工质应具有良好的和。A A、流动性/膨胀性 B、耐高温性/导热性 C、耐高压性/纯净 D、耐腐蚀性/不易变形 8.若闭系处于热力学平衡状态,则内部工质的处处一致。A A、压力和温度 B、压力和比容 C、比容和温度 D、压力、温度和比容 9.稳定状态是平衡状态,而平衡状态是稳定状态。B A、一定/一定 B、不一定/一定 C、一定/不一定 D、不一定/不一定 10.均匀状态是平衡状态,而平衡状态是均匀状态。C A、一定/一定 B、不一定/一定 C、一定/不一定 D、不一定/不一定 11.下列组参数都不是状态参数。C A、压力;温度;比容 B、内能;焓;熵 C、质量;流量;热量 D、膨胀功;技 术功;推动功 12.下列组参数都是状态参数。A A、焓;熵;比容 B、膨胀功;内能;压力 C、热量;比热;温度 D、技术功;动能;位能 13.下列答案是正确的。B A、10℃=43.8℉=285.15K B、10℃=50℉=283.15K C、10℃=40.2℉=285.15K D、10℃=42℉=283.15K 14.摄氏温度变化1℃与热力学绝对温度变化1K相比,有。B A、前者大于后者 B、两者相等 C、后者大于前者 D、不一定 15.摄氏温度变化1℃与华氏温度变化1℉相比,有。B A、前者大于后者 B、两者相等 C、后者大于前者 D、不一定 16.若大气压力为100KPa,真空度为60KPa,则绝对压力为。D A、160KPa B、100KPa C、60KPa D、40KPa 17.若大气压力为100KPa,表压力为60KPa,则绝对压力为。A A、160KPa B、100KPa C、60KPa D、40Kpa 18.在工程热力学计算中使用的压力是。A A、绝对压力 B、表压力 C、真空压力 D、大气压力 19.若大气压力为0.1Mpa,容器内的压力比大气压力低0.004Mpa,则容器的B。 A、表压力为0.096Mpa B、绝对压力为0.096Mpa C、真空度为0.104Mpa D、表压力为0.104Mpa

环境工程原理试题(卷)与答案解析

XXXXXX 2016至2017学年第 1 学期 环境工程原理 考查试卷 考试方式: 开卷 本试卷考试分数占学生总评成绩的70% 教研室主任复核 本试卷可能用到的计算值: ln2=0.693, ln3=1.099, ln5=1.609,g=10 m/s 2 ,= 1.4 π=3.14, =1.44 一、填空题:(每空0.5分 .共20分) 1. _______________和________________是目前人类面临的两大类环境问题,它们已经成为影响社会可持续发展、人类可持续生存的重大问题。 2. 水污染根据污染物的不同可分为___________________、___________________和________________三大类。 3. 空气净化与大气污染控制技术可分为_________________和_______________两大类。 4. 压强用国际单位制单位导出的表示结果为_________________。 5. 李白诗中有“白发三千丈,缘愁似个长”句,用国际单位制表示李白描述的白发长度为________________。释印肃诗中有“黄金万两非堪比,东西南北至分明”,用国际单位制表示诗中描述的黄金质量是_____________________。 6. 百分比浓度的量纲为_______________。 7. 在流动糸统中,若截面上流体的流速、压强、密度等仅随__________而变,不随__________而变,称为稳定流动。质量衡算依据的基本定律是________________,能量衡算依据的基本定律是____________________。 8. 考古学家发掘出长、宽、高分别为160 cm 、40 cm 、30 cm 的古代排水砖管,壁厚为3 cm ,则流过其中的流体的当量直径为____________。 9. 流体在圆形直管内滞流流动时,其速度分布是_____________ 型曲线,其管中心的最大流速为平均流速的___________ ,縻擦糸数λ与Re 的关系为______________。 10. 用二种厚度相同的材料保温时,往往把_____________ 的材料包在内 层,以达到好的保温效果。 11. 能量衡算方程中涉及的能量中机械能包括_______________、_______________和____________,不能直接转变为机械能的能量包括_______________和____________。 12. 流体流动有两种典型的形态,即_________和_________,判别方法是用___________的值来判断,判断临界值分别为____________和_______________。 13. 测流量的装置主要有_______________、________________和______________。 14. 热量传递主要三种方式分别为________________、______________和______________,其中____________不能发生在固体中,________________可以发生在真空中。 15. 费克定律的表达式为_______________。 16. 重力沉降和离心沉降是利用待分离的颗粒与流体之间的____________,在重力或离心力的作用下使颗粒和流体之间发生相对运动。 二、判断题:(每小题1分,共10分) 1. 对于土壤的污染只能产生局部污染。 ( ) 2. 对于两种气体组成的混合体系来说,两种组分的质量比等于摩尔比。 ( ) 系部名称: 专业班级: 姓名 学号: 密 封 线 内 不 得 答 :题 -----------------------------密 封 线----------------------------------------密 封 线-----------------------------------------密 封 线--------------

《粉末冶金原理》复习题教案资料

《粉末冶金原理》复 习题

名词解释 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。

工程热力学期末试题及答案

工程热力学期末试卷 建筑环境与设备工程专业适用 (闭卷,150分钟) 班级 姓名 学号 成绩 一、简答题(每小题5分,共40分) 1. 什么是热力过程?可逆过程的主要特征是什么? 答:热力系统从一个平衡态到另一个平衡态,称为热力过程。可逆过程的主要特征是驱动过程进行的势差无限小,即准静过程,且无耗散。 2. 温度为500°C 的热源向热机工质放出500 kJ 的热量,设环境温度为30°C ,试问这部分热量的火用(yong )值(最大可用能)为多少? 答: =??? ? ?++- ?=15.27350015.273301500,q x E 303.95kJ 3. 两个不同温度(T 1,T 2)的恒温热源间工作的可逆热机,从高温热源T 1吸收热量Q 1向低温热源T 2放出热量Q 2,证明:由高温热源、低温热源、热机和功源四个子系统构成的孤立系统熵增 。假设功源的熵变△S W =0。 证明:四个子系统构成的孤立系统熵增为 (1分) 对热机循环子系统: 1分 1分 根据卡诺定理及推论: 1分 4. 刚性绝热容器中间用隔板分为两部分,A 中存有高压空气,B 中保持真空,如右图所示。若将隔板抽去,试分析容器中空气的状态参数(T 、P 、u 、s 、v )如变化,并简述为什么。 答:u 、T 不变,P 减小,v 增大,s 增大。 自由膨胀 12iso T T R S S S S S ?=?+?+?+?W 1212 00ISO Q Q S T T -?= +++R 0S ?= iso S ?=

5. 试由开口系能量程一般表达式出发,证明绝热节流过程中,节流前后工质的焓值不变。(绝热节流过程可看作稳态稳流过程,宏观动能和重力位能的变化可忽略不计) 答:开口系一般能量程表达式为 绝热节流过程是稳态稳流过程,因此有如下简化条件 , 则上式可以简化为: 根据质量守恒,有 代入能量程,有 6. 什么是理想混合气体中某组元的分压力?试按分压力给出第i 组元的状态程。 答:在混合气体的温度之下,当i 组元单独占有整个混合气体的容积(中容积)时对容器壁面所形成的压力,称为该组元的分压力;若表为P i ,则该组元的状态程可写成:P i V = m i R i T 。 7. 高、低温热源的温差愈大,卡诺制冷机的制冷系数是否就愈大,愈有利?试证明你的结论。 答:否,温差愈大,卡诺制冷机的制冷系数愈小,耗功越大。(2分) 证明:T T w q T T T R ?==-= 2 2212ε,当 2q 不变,T ?↑时,↑w 、↓R ε。即在同样2q 下(说明 得到的收益相同),温差愈大,需耗费更多的外界有用功量,制冷系数下降。(3分) 8. 一个控制质量由初始状态A 分别经可逆与不可逆等温吸热过程到达状态B ,若两过程中热源温度均为 r T 。试证明系统在可逆过程中吸收的热量多,对外做出的膨胀功也大。

环工原理复习题

环境工程原理复习题 1、连续介质假说把流体视为没有间隙地充满它所占据的整个空间的一种连续介质,假设流体是由连续分布的流体质点组成的介质,按连续介质的概念,流体质点是指: A 、流体的分子; B 、流体内的固体颗粒; C 、几何的点; D 、几何尺寸同流动空间相比是极小量,又含有大量分子的微元体。 2、苯和甲苯的混合溶液,苯的质量分数为0.4,试求混合液在293K 时的密度( ) (已知293K 下,苯的密度为879kg/m 3,甲苯的密度为867 kg/m 3) 3、计算标准状况下空气的密度( )(气体常数R=8.314KJ/kmol ·K ) 4、某混合气体压力为0.2MPa ,温度为30°C ,混合气体含CO 体积分数为0.3, CO 2体积分数0.2, N 2体积 分数为0.4, 氧气0.1, 则混合气体的密度为( )。 5、水泵进口管处真空表的读数为100mmHg ,出口处压力表读数为250kPa ,水泵前后的压力差为( )。 6、某密闭罐内装有水,离罐顶10米处压力表上的读数为400kPa ,当地大气压力为101.3kPa, 则罐顶的绝 对压力为( ). 7、下面关于流体粘性的说法中,不正确的是 A 、粘性是流体的固有属性; B 、粘性是运动状态下,流体有抵抗剪切变形速率能力的量度 C 、流体的粘性具有传递运动和阻滞运动的双重性; D 、流体的粘度随温度的升高而增大 8、与牛顿内摩擦定律直接有关的因素是 A 、切应力和压强; B 、切应力和剪切变形速率; C 、切应力和流速; D 、切应力和剪切变形。 9、一底面积为40 ×45cm 2,厚为1cm 的木块,质量为5kg ,沿着涂有润滑油的斜面向下作等速运动,已 知木块运动速度u =1m/s ,油层厚度d =1mm ,由木块所带动的油层的运动速度呈直线分布,求油的粘度。 (9题图) (10题图) (11题图) 10、在如上图所示的密闭容器上装有U 形水银测压计,其中1、2、3点位于同一水平面上,其压强关系为: A p 1=p 2=p 3; B p 1>p 2>p 3; C p 1

粉末冶金原理考试题

1.什么是粉末冶金?与传统方法相比的优点是什么? 答:粉末冶金:制取金属粉末或用金属粉末(或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。 粉末冶金的优越性: A.少切削、无切削,能够大量节约材料,节省能源,节省劳动;普通铸造合金切削量在30-50%,粉末冶金产品可少于5% B.能够大量能够制备其他方法不能制备的材料。 C.能够制备其他方法难以生产的零部件。 2.制粉的方法有哪些? 答:A.机械法:通过机械破碎、研磨或气流研磨方法将大块材料或粗大颗粒细化 的方法。 B.物理法:采用蒸发凝聚成粉或液体雾化的方法使材料的聚集状态发生改变,获得粉末。 C.化学法:依靠化学反应或电化学反应过程,生成新的粉态物质。 3.机械制粉的方法分为机械研磨、漩涡研磨和冷气流研磨。 4.球磨法制粉时球和物料的运动情况: A.球磨机转速较慢时,球和物料沿筒体上升至自然坡度角,然后滚下,称为泻落。 B.球磨机转速较高时,球在离心力的作用下,随着筒体上升至比第一种情况更高的高度,然后在重力的作用下掉下来,称为抛落。 C.继续增加球磨机的转速,当离心力超过球体的重力时,紧靠衬板的球不脱离筒壁而与筒体一起回转,此时物料的粉碎作用将停止,这种转速称为临界转速

1?什么是粉末?粉末与胶体的区别?粉体的分类? 答:粉末是由大量的颗粒及颗粒之间的空隙所构成的集合体。粉末与胶体的区别在 于分散程度不同,通常把大小在1mm以上的固态物质称为致密体,把大小在0.1卩m 以下的固态物质称为胶体颗粒,而介于两者之间的称为粉末体。 粉体分类:A.粉末中能分幵并独立存在的最小实体称为单颗粒。 B.单颗粒如果以某种方式聚集,就构成二次颗粒。 2.聚集体、絮凝体、团聚体的划分? 答:A.聚集体:通过单颗粒聚集得到的二次颗粒被称为聚集体; B.絮凝体:用溶胶凝胶方法制备的粉末,是一种由单颗粒或二次颗粒结合成的更松软的聚集颗粒; C.团聚体:由单颗粒或二次颗粒依靠范德华引力的作用下结合而成的粉末颗粒,易于分散。 3.粉末的物理性能包括:颗粒形状与结构、颗粒大小与粒度组成、比表面积、颗粒 的密度、显微硬度、光学和电学性质、熔点、比热容、蒸汽压等热学性质,由颗粒 内部结构决定的X射线、电子射线的反射和衍射性质,磁学与半导体性质。 4.粉末的工艺性能包括松装密度、振实密度、流动性、压缩性与成形性。 A.松装密度:粉末在规定条件下自然充填容器时,单位体积内自由松装粉末体的质 量(g/cm3)。 B.振实密度:粉末装于振动容器内,在规定条件下,经过振动敲打后测得的粉末密 度。 C.流动性:一定量粉末(50g)流经标准漏斗所需的时间,单位为(s/50g )。 D.压缩性:粉末在压制过程中被压紧的能力。在规定的模具和润滑条件下加以测定, 用在

工程热力学期末复习题1答案

一、判断题: 1. 平衡状态一定稳定状态。 2. 热力学第一定律的实质是能量守恒定律; 3.公式d u = c v d t 适用理想气体的任何过程。 4.容器中气体的压力不变则压力表的读数也绝对不会改变。 5.在T —S 图上,任意二条可逆绝热过程线不能相交。 6.膨胀功与流动功都是过程的函数。 7.当把一定量的从相同的初始状态压缩到相同的终状态时,以可逆定温压缩过程最为省功。 8.可逆过程是指工质有可能沿原过程逆向进行,并能恢复到初始状态的过程。 9. 根据比热容的定义式 T q d d c ,可知理想气体的p c 为一过程量; 10. 自发过程为不可逆过程,非自发过程必为可逆过程; 11.在管道作定熵流动时,各点的滞止参数都相同。 12.孤立系统的熵与能量都是守恒的。 13.闭口绝热系的熵不可能减少。 14.闭口系统进行了一个过程,如果熵增加了,则一定是从外界吸收了热量。 15.理想气体的比焓、比熵和比定压热容都仅仅取决与温度。 16.实际气体绝热节流后温度一定下降。 17.任何不可逆过程工质的熵总是增加的,而任何可逆过程工质的熵总是不变的。 18. 不可逆循环的热效率一定小于可逆循环的热效率; 19.混合气体中质量成分较大的组分,其摩尔成分也一定大。 20.热力学恒等式du=Tds-pdv 与过程可逆与否无关。 21.当热源和冷源温度一定,热机工质能够做出的最大功就是在两热源间可逆热机对外输出的功。 22.从饱和液体状态汽化成饱和蒸汽状态,因为气化过程温度未变,所以焓的变化量Δh=c p ΔT=0。 23.定压过程的换热量q p =∫c p dT 仅适用于理想气体,不能用于实际气体。 24.在p -v 图上,通过同一状态点的定熵过程的斜率大于定温过程的斜率。

粉末冶金原理重点

装球量:球磨筒内磨球的数量。 球料比:磨球与磨料的质量比电流效率:一定电量电解出的产物的实际质量与通过同样电量理论上应电解出的产物质量之比,用公式表示为n i=M/ (qlt)x 100% 粒度分布:指不同粒径的的颗粒在粉末总质量中所占的百分数,可以用某种统计分布曲线或统计分布函数描述。 松装密度:粉末在规定条件下自然填充容器时,单位体积内粉末的质量,单位为 g/cm3。 振实密度:在规定条件下,粉末受敲打或振动填充规定容器时单位体积的粉末质量。单颗粒:晶粒或多晶粒聚集,粉末中能分开并独立存在的最小实体。 一次颗粒:最先形成的不可以独立存在的颗粒,它只有聚集成二次颗粒时才能独立存在。 二次颗粒:由两个以上的一次颗粒结合而又不易分离的能独立存在的聚集颗粒称为二次颗粒。 压缩性: 粉末被压紧的能力 成形性: 粉末压制后,压坯保持既定形状的能力 净压力: 单元系烧结:纯金属、固定化学成分的化合物和均匀固溶体的粉末烧结体系,是一种简单形式的固相烧结。 多元系固相烧结:由两种以上组元(元素、化合物、合金、固溶体)在固相线以下烧结的过程。 气氛的碳势:某一含碳量的材料在某种气氛烧结时既不渗碳也不脱碳,以材料中碳含量表示气氛中的碳势。 活化烧结:系指能降低烧结活化能,是体系的烧结在较低的温度下以较快的速度进行,烧结体性能得以提高的烧结方法。 氢损值:金属粉末的试样在纯氢气中煅烧足够长时间,粉末中的氧被还原成了水蒸气,某些元素与氢气生成挥发性的化合物,与挥发性金属一同排除,测的试样粉末的相对质量损失,称为氢损。 液相烧结:烧结温度高于烧结体系低熔组分的熔点或共晶温度的多元系烧结过程,即烧结过程中出现液相的粉末烧结过程统称为液相烧结。 机械合金化是指金属或合金粉末在高能球磨机中通过粉末颗粒与磨球之间长时间激烈地冲击、碰撞,使粉末颗粒反复产生冷焊、断裂,导致粉末颗粒中原子扩散,从而获得合金化粉末的一种粉末制备技术。 热等静压:把粉末压坯或把装入特制容器内的粉末体在等静高压容器内同时施以高温和高压,使粉末体被压制和烧结成致密的零件或材料的过程 冷等静压:室温下,利用高压流体静压力直接作用在弹性模套内的粉末体的压制方法 1 、粉末制备的方法有哪些,各自的特点是什么? 1 物理化学法 1 还原法:碳还原法(铁粉)气体(氢和一氧化碳)还原法(W,Mo,Fe,Ni,Cu,Co 及其合金粉末) 金属热还原法(Ta,Nb,Ti,Zr,Th,U)-SHS自蔓延高温合成。 1.2还原-化合法:适合于金属碳化物、硼化物、硅化物、氮化物粉末 1.3化学气相沉积CVD 1.4物理气相沉积PVD或PCVD (复合粉)

环境工程原理复习题.doc

59. 一球形石英颗粒,在空气中按斯托克斯定律沉降,若空气温度由20℃升至50℃,则其沉降速度将___________ 。 60. 降尘室的生产能力只与降尘室的__________和__________有关,而与__________无关。 61.03007过滤介质阻力忽略不计,滤饼不可压缩,则恒速过滤过程中滤液体积由V1 增多至V2 =2V1 时则操作压差由ΔP1 增大至ΔP2 =_______。 62. 0308已知q为单位过滤面积所得滤液体积V/S,qe为Ve /S,Ve 为过滤介质的当量滤液体积(滤液体积为Ve 时所形成的滤饼层的阻力等于过滤介质的阻力),在恒压过滤时,测得Δτ/Δq=3740q+200 则过滤常数K=_______,qe =_______。 63.03013 一个过滤操作周期中,“过滤时间越长生产能力越大”的看法是_____,“过滤时间越短,生产能力越大”的看法是_____。过滤时间有一个_____值,此时过滤机生产能力为______。 64.03014 过滤机操作循环中,如辅助时间τD越长则最宜的过滤时间将______。 65. 03015 对不可压缩性滤饼dV/dτ正比于ΔP的____方,对可压缩滤饼dV/dτ正比于ΔP的____方。1;1-S

66.03016 对恒压过滤,介质阻力可以忽略时,过滤量增大一倍,则过滤速率为原来的________。 67. 03017对恒压过滤,当过滤面积S增大一倍时,如滤饼不可压缩,则过滤速率增大为原来的____倍,如滤饼可压缩,过滤速率增大为原来的____倍。 69.03025按φs =Ap /A定义的球形度(此处下标p代表球形粒子),最大值为___φs 越小则颗粒形状与球形相差越___。1;大 70.03028在过滤的大部分时间中,______起到了主要过滤介质的作用。 72.03056计算颗粒沉降速度U t的斯托克斯式________________________________ ,此式适用于_______________________________的情况。 Ut =d2(ρs -ρ)g/(18μ);层流区(或10- 4 <Ret <173.03038恒压过滤时,滤浆温度降低,则滤液粘度_______ ,过滤速率_______ 。 增加;减小 74.03081. 以下说法是正确的() (A)过滤速率与S(过滤面积)成正比(B)过滤速率与S2成正比 (C)过滤速率与滤液体积成正比(D)过滤速率与滤布阻力成反比

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