粉末冶金解答题50问
1 、粉末冶金技术有何重要优缺点，并举例说明。
答：重要优点：①能够制备部分其他方法难以制备的材料，如难熔金属，假合金、多孔材料、特殊功能材料（硬质合金）；②因为粉末冶金在成形过程采用与最终产品形状非常接近的模具，因此产品加工量少而节省材料； 5 ③对于一部分产品，尤其是形状特异的产品，采用模具生产易于，且工件加工量少，制作成本低,如齿轮产品。
重要缺点：①由于粉末冶金产品中的孔隙难以消除，因此粉末冶金产品力学性能较相同铸造加工产品偏低；②由于成形过程需要模具和相应压机，因此大型工件或产品难以制造；③规模效益比较小（优点：材料利用率高，加工成本较低，节省劳动率，可以获得具有特殊性能的材料或产品，缺点：由于产品中孔隙存在，与传统加工方法相比，材料性能较差例子：铜—钨假合金制造，这是用传统方法不能获得的材料）2 、分析粉末冶金过程中是哪一个阶段提高材料利用率，为什么？试举例说明。
（ 10 分）解：粉末冶金过程中是由模具压制成形过程提高材料利用率，因为模具设计接近最终产品的尺寸，因此压坯往往与使用产品的尺寸很接近，材料加工量少，利用率高；例如，生产汽车齿轮时，如用机械方法制造，工序长，材料加工量大，而粉末冶金成形过程可利用模具成形粉末获得接近最终产品的形状与尺寸，与机械加工方法比较，加工量很小，节省了大量材料。
3 、气体雾化制粉过程可分解为几个区域，每个区域的特点是什么？答：气体雾化制粉过程可分解为金属液流负压紊流区，原始液滴形成区，有效雾化区和冷却凝固区等四个区域。
其特点如下：金属液流紊流区：金属液流在雾化气体的回流作用下，金属流柱流动受到阻碍，破坏了层流状态，产生紊流；原始液滴形成区：由于下端雾化气体的冲刷，对紊流金属液流产生牵张作用，金属流柱被拉断，形成带状 - 管状原始液滴；有效雾化区：因高速运动雾化气体携带大量动能对形成带状 - 管状原始液滴的冲击，使之破碎，成为微小金属液滴；冷却区凝固区：此时，微小液滴离开有效雾化区，冷却，并由于表面张力作用逐渐球化。
4 、分析为什么要采用蓝钨作为还原制备钨粉的原料？（5 分）答：采用蓝钨作为原料制备钨粉的主要优点是①可以获得粒度细小的一次颗粒，尽管二次颗粒较采用 WO3 作为原料制备的钨粉二次颗粒要大。
②采用蓝钨作为原料，蓝钨二次颗粒大，（一次颗粒小），在 H2 中挥发少，通过气相迁移长大的机会降低，获得 WO2 颗粒小；在一段还原获得 WO2 后，在干氢中高温进一步还原，颗粒长大不明显，且产量高。
5、分析粉末粒度、粒度分布、粉末形貌与松装密度之间的关系。
答：松装密度是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，它是粉末的一个重要物理性能，也是粉末冶金过程中的重要工艺参数，粉末粒度、粉末形状及形貌对松装密度影响显著：6 ①粉末平均粒度越小，粉末形貌越复杂，粉末颗粒之间以及粉末表面留下空隙越大，松装密度越小；②粉末平均粒度越小，粉末形貌越复杂，粉末颗粒之间的运动摩擦阻力越大，流动性越差，松装密度越小。
③粉末质量（粉末颗粒中孔隙因素）越小、松装密度越小④在部分教大直径的粉末中加入少量较小粒径的粉末，构成一定粒度分布 , 有利于提高松装密度6 、熔体粘度，扩散速率，形核速率，以及固相长大速率都与过冷度相关，它们各自对雾化粉末显微结构的作用如何？提示： I = Io D 2 exp(-Q L /kT)exp{-W M /(T Δ T 2 )} 答： 1 ）形核率是过冷度的函数，在一定过冷度内（形核控制区内），过冷度越大第二个指数项越大，形核速率增加；形核速率 I 与过冷度Δ T 之间的关系如下，过冷度与形核速率为负指数关系，I = Io D 2 exp(-Q L /kT)exp{-W M /(T Δ T 2 )} 过冷度太大（扩散控制区内），原子排列时间不够，形核率降低 2 ）将上式变形 I/D 2 = Io exp(-Q L /kT)exp{-W M /(T Δ T 2 )} 晶粒直径与过冷度成正指数关系，增加过冷度，晶粒尺寸越小 3 ）通常地，过冷度越大，原子扩散速度越小，晶粒尺寸越小 4 ）通常地，温度越高，熔体黏度越小，过冷度大，溶体黏度变化梯度大，表面张力作用时间短，颗粒多呈不规则形状。
7 、气体雾化制粉过程中，有哪些因素控制粉末粒度？解 : 二流之间的夹角，夹角越大，雾化介质对金属流柱的冲击作用越强，得到的粉末越细；采用液体雾化介质时，由于质量大于气体雾化介质，携带的能量大，得到的粉末越细；金属流柱直径小，获得粉末粒度小；金属温度越高，金属熔体黏度小，易于破碎，所得粉末细小；介质压力大，冲击作用强，粉末越细8 、用比表面吸附方法测试粉末粒度的基本原理是什么？解 : 粉末由于总表面积大，表面原子力场不平衡，对气体具有吸附作用，在液氮温区，物质对气体的吸附主要为物理性质的吸附（无化学反应），经数学处理，若知道吸附的总的气体体积，换算成气体的分子数，在除以一个气体分子的体积，即获得粉末的表面积，通常采用一克粉末进行测量，因此我们将一克质量粉末所具有的表面积定义为比表面积，当我们知道了总表面积数值后，可以假设粉末为球形，然后根据球当量直径与表面积的关系（形状因子），获得粉末平均粒径。
为了尽量获得准确的测量数据，被吸附的气体通常是惰性气体。
这样一种由测量一定质量粉末总表面积，然后计算粉末平均粒度的方法，就是通过测试粉末比表面积，计算粉末粒度的基本原理。
9、分别分析单轴压制和等静压制的差别及应力特点，并比较热压与热等静压的差别。
7 解：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，等静压制则在软模中进行；在单轴压制时，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，σ 1 》σ 2= σ 3 导致压坯中各处密度分布不均匀；等静压制时由于应力均匀来自各个方向，且通过水静压力进行，各方向压力大小相等，粉体中各处应力分布均匀，σ 1= σ 2= σ 3 因此压坯中各处的密度基本一致。
10 、分析还原制备钨粉的原理和钨粉颗粒长大的因素。
解：钨粉由氢气还原氧化钨粉的过程制得，还原过程中氧化物自高价向低价转变，最后还原成钨粉， WO3—WO2 — W ；其中还有 WO2 。
90—WO2 。
72 等氧化物形式。
由于当温度高于 550 度时，氢气即可还原 WO3 ，由于当温度高于 700 度时，氢气即可还原 WO2 。
因为在这种条件下水分子的氧离解压小于 WO3 ， WO2 离解压，水分子相对稳定， WO3 ， WO2 被还原，同时由于温度的作用，疏松粉末中还原产物容易经扩散排走，还原动力学条件满足，导致氧化钨被氢气还原；由于 WO3 ，和 WO2 在含有水分子的氢气中具有较大的挥发压，而且还原温度越高，挥发压越大，进入气相中的氧化钨被还原后，沉降在以还原的钨粉颗粒上导致钨粉颗粒长大。
粉末在高温区停留的时间长也会因原子迁移致使钨粉颗粒长大。
氢气湿度大，导致 WO3 和 WO2 细颗粒进入气相，也是导致钨粉颗粒长大的重要因素。
13 、什么是假合金，怎样才能获得假合金？解：两种或两种以上金属元素因不经形成固溶体或化合物构成合金体系通称为假合金，是一种混合物；假合金形成的条件是形成混合物之后两种物质之间的界面能，小于他们单独存在时的表面能之和，即γ AB < γ A+ γ B 14 、为什么采用环缝形喷嘴容易引起露嘴堵塞 , 采用什么办法可以解决这一问题？解：当采用环缝形喷嘴时 , 由于锥型的气流形成密闭的空间 , 导致金属流柱下流受阻 , 而堵塞喷嘴 . 采用 v 型喷嘴可以解决这一问题。
15、化学反应活化能的意义是什么，并用图形表达？对于一级化学反应，如何计算活化能？答：化学反应活化能指由反应物经化学反应成为生成物时，反应过程应经由中间络合物形成，再成为生成物。
反应过程能位变化是：中间络合物能位高于生成物能位（内能），如果生成物能位高于反应物能位，则为吸热反应；如果生成物能位低于反应物能位，则为放热反应。
对于吸热反应，提高温度有利于反应正向进行，反应平衡曲线下行；对于放热反应，提高温度不利于反应正向进行，反应平衡曲线上行。
一级化学反应的活化能可根据阿鲁尼乌斯方程计算。
a 吸热反应 b 放热反应16、Fsss 和BET 方法都能测量粉末比表面积，为什么Fsss 只能测得二次颗粒直径，而BET 能测一次颗粒直径？答： BET 方法是根据气体分子表面吸附总量，即气体吸附前后压力变化，来计算和测量粉末总表面积，然后根据表面积与颗粒（等效球形）换算后得到； Fsss 测试原理是粉末体中空隙构成毛细管对气体分子阻力（压力降）来测得，毛细管孔壁可视为粉末外表面积，体中空隙构成毛细管为气体分子有效流经管道，一次颗粒间的间隙通常为开孔孔道，一端可能封闭，气体不能流通，因此该部分难以测试和计算在内。
17、雾化过程为何可以有效控制金属粉末显微结构，怎样才能获得球形度很好的金属粉末？答： 1）雾化过程粉末冷却速度快，粉末成分来不及偏析，冷却的粉末可以保留均匀的成分结构。
2）雾化过程粉末粒度可以控制，冷却过程结晶时枝晶生长尺寸非常有限，因此粉末结构比较均匀，同时调节雾化参数，可以控制颗粒大小、形状、冷却速率，金属粉末的显微结构也可以控制； 3）雾化过程影响粉末球形度的主要因素有过冷度、冷却时间、金属溶液表面张力。
过冷度大，冷却时间长，表面张力大，表面张力作用时间长，有利于获得球形度很好的粉末。
18、分析烧结时形成连通孔隙和闭孔隙的条件。
答：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20、致密材料或高密度低孔隙材料的应力集中因子、断裂强度与裂纹尺寸之间是何种关系？答： 1）应力集中因子与裂纹尺寸之间的关系：σ max=σ表观(1+2a/b) a：裂纹长半轴 b：裂纹短半轴应力集中因子：I=（1+2a/b）=σ max/σ表观 2) 断裂强度与裂纹尺寸之间的关系：σ f=（2γ E/π a） 1/2 γ：比表面能 E：弹性模量 a：裂纹尺寸21、在哪些情况下需要向粉末中添加成形剂？为什么？答：（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。
粉末冶金技术思考题答案
粉末冶金技术思考题绪论1、试述粉末冶金的基本工序。
答：制粉: 加工、退火、分级、混合、干燥成形：制得一定形状和尺寸的压坯，并使其具有一定的密度和强度烧结：得到所要求的物理机械性能后处理：如精整、浸油、机加工、热处理2、近代粉末冶金技术发展的三个重要标志是哪三个？答：第一是克服了难熔金属（如钨、钼等）熔铸过程中产生的困难。
钨丝。
硬质合金第二是本世纪30年代用粉末冶金方法制取多孔含油轴承取得成功。
生产铁基机械零件，发挥了粉末冶金无切屑、少切屑工艺的特点。
第三是向更高级的新材料新工艺发展。
3、那些是粉末冶金常用的材料？(1)铁粉。
(2)低合金钢粉。
(3)不锈钢粉。
(4)工具钢粉。
(5)铜粉。
(6)铜合金粉。
(7)银粉。
(8)镍粉。
(9)镍合金粉。
(10)钴粉。
(11)锌粉。
(12)铝和铝合金粉。
(13)锰合金粉。
(14)钨粉。
(15)钼粉。
(16)钽粉。
(17)钛、锆及其他合金粉。
(18)碳化钨（WC）、碳化钛（TiC）和碳化钽（TaC）粉。
(19)铍粉。
(20)其他特殊雾化球形粉末（如用于太空梭、核燃料及过滤器等）。
3、述粉末冶金的优缺点。
答：优点：（1）可以根据零件的使用要求材质性重新设计材料成分和配方，获得独特组强结构和优异性能。
如：易实现多种类型的复合，充分发挥各组元材料各自的特性，低成本生产高性能产品；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；活性金属、高熔点金属等采用其它工艺困以制造（2）可加直接制成多孔、半致密或全致密的材料和复杂难加工的精密零件，是一种少无切削工艺。
可提高生产率，节约原材料，节约能源缺点：（1）模具制作较困难，经济效果在大规模时才能表现出来，适用于大批量生产精密零件（2）粉末成本较高，制品的大小和形状受到一定的限制（3）烧结件韧性较差总之，粉末冶金方法是一种既能生产具有特殊性能材料的技术，又是一种大批量制造廉价优质精密零件的工艺。
开辟了研制新材料和零件的新途径。
粉末冶金试题
粉末冶金试题一、名词解释1、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2、比表面积：单位质量或单位体积粉末具有的表面积3、二次颗粒：4、假合金：两种或两种以上金属元素因不经形成固溶体或化合物构成合金体系通称为假合金，是一种混合物。
5、成形性：粉末在经模压之后保持形状的能力。
6、压缩性：粉末在模具中被压缩的能力称为压缩性。
7、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。
8、孔隙度：粉体或压坯中孔隙体积与粉体体积或压坯体积之比；9、松装密度：粉末自由充满规定的容积内所具有的粉末重量成为松装密度10、弹性后效：11、合批：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12、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 ）金属网筛。
13、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因入还原性气体或真空条件称为保护气氛。
14、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；15、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；16、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17、等静压制：是借助高压泵的作用把液体介质（气体或液体）压入耐高压的钢体密封容器内，高压流体的静压力直接作用在弹性模套内粉末上，使粉末体在同一时间内各个方法均匀受压而获得密度分布均匀和强度较高的压坯。
18、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。
P13319、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：20、粉末粒度：21、热压烧结：22、活化烧结：23、机械法：24、物理化学法：25、烧结：二、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。
粉末冶金考卷及问题详解
专业课原理概述部分一、选择题（每题1分，共5分）1. 下列哪种方法不属于粉末冶金的基本工序？A. 制粉B. 成型C. 焊接D. 烧结A. 物理法B. 化学法C. 机械法D. 生物法A. 粉末颗粒间的粘结B. 孔隙度的降低C. 材料体积的膨胀D. 密度的提高4. 下列哪种粉末冶金产品不适合采用注射成型技术？A. 微型齿轮B. 复杂形状零件C. 大型结构件D. 精密仪器零件A. 蜡B. 纤维素C. 硼酸D. 铝合金二、判断题（每题1分，共5分）1. 粉末冶金工艺可以生产出任意复杂形状的零件。
（）2. 粉末冶金过程中，烧结是唯一使材料致密化的步骤。
（）3. 粉末冶金制品的力学性能一定低于相同成分的铸件。
（）4. 粉末冶金技术在航空航天领域有广泛应用。
（）5. 粉末冶金工艺中，制粉是一个步骤。
（）三、填空题（每题1分，共5分）1. 粉末冶金的基本工序包括____、____、____。
2. 常用的金属粉末制备方法有____、____、____。
3. 粉末冶金烧结过程中，会发生____、____、____等现象。
4. 粉末冶金成型方法主要有____、____、____等。
5. 粉末冶金制品具有____、____、____等优点。
四、简答题（每题2分，共10分）1. 简述粉末冶金的基本原理。
2. 什么是粉末冶金注射成型？它有哪些优点？3. 粉末冶金烧结过程中，影响材料性能的主要因素有哪些？4. 简述粉末冶金在航空航天领域的应用。
五、应用题（每题2分，共10分）1. 某一粉末冶金制品的原料为铁粉和铜粉，试分析其烧结过程中可能发生的化学反应。
2. 请设计一种粉末冶金工艺流程，用于生产微型齿轮。
3. 某粉末冶金制品在烧结过程中出现开裂现象，请分析可能的原因并给出解决措施。
4. 如何通过粉末冶金工艺提高制品的致密度？5. 论述粉末冶金在新能源汽车领域的应用前景。
六、分析题（每题5分，共10分）1. 分析粉末冶金制品在制备过程中可能出现的缺陷及其产生原因，并提出相应的解决措施。
粉末冶金考试题型题例
粉末冶金考试题型题例一、判断题1.粉末冶金技术已经有3000年的历史了。
2.粉末冶金工艺只能生产多孔材料。
3.粉末冶金工艺只能生产金属结构材料和制品。
4.古代的海绵铁是采用还原法生产的。
5.近代粉末冶金工业发展的第二阶段出现了含油轴承制品。
6.压制成形、挤压成形、注浆成形、热压注成形都适合制备金属制品。
7.国内目前应用最广泛的制Fe粉方法是双流雾化法。
8.气雾化粉末形状一般不规则，氧含量都较高。
9.水雾化粉末形状一般近于球形，但氧含量较高。
10.水雾化法比气雾化法制备金属粉末不容易氧化。
11.Taylor筛制的分度以400目筛孔尺寸0.074mm为基准。
12.粉末粒度的累计分布曲线是一条单调下降的曲线。
13.将单位质量粉末的总表面积称为体积比表面积。
14.金属粉末的杂质含量可用酸不溶法测量。
15.圆形度是指颗粒的实际周长与颗粒相同投影面积的圆的周长之比。
16.流变极限应力与出现裂纹前的最大变形量的乘积是粉末坯料的塑性指标。
17.粉末成形制坯时都需要施加压力。
18.陶瓷粉末压制成形的压力往往高于金属粉末成形的压力。
19.粉末轧制成形带坯厚度方向上的密度通常是不均匀的。
20.注浆成形适于制造几何形状复杂的大型零件。
21.粉末挤压成形也可以将粉末包套挤压。
22.粉末挤压成形产品壁厚可以很薄。
23.烧结是粉末冶金不可缺少的一道工序。
24.表面能大于晶界能是烧结的驱动力。
25.烧结系统自由能升高是粉末烧结过程的驱动力。
26.粉末挤压成形温度高于室温时称为热挤压法。
27.有些粉末冶金工艺中没有烧结工序。
28.烧结温度比烧结时间对烧结体性能的影响大。
二、填空题1.粉末冶金工艺中粉末准备工作的主要内容有、、等。
2.粉末颗粒最大投影面积为f，则其正方形名义径可表示为。
3.粉末的工艺性能包括、、等。
4. 圆柱体压坯高径比大，采用单向压制产品密度不均匀时，改善的方法有、、等。
5. 粉末颗粒有、和等几种聚集形式。
6. 粉末压制性是和的总称。
粉末冶金成形工艺技术试题答案
粉末冶金成形工艺技术试题
姓名：得分：
一、选择题（不定项10’×3＝30’）
1、下列关于装粉高度的数量关系正确的是（ABCD ）
A、装粉高度／产品高度＝压制密度／装粉密度
B、装粉高度－产品高度＝上冲进入量
C、装粉高度＝产品长度×压缩比
D、装粉高度＝下压量＋押出量
2、压制摩擦力存在于哪些地方（ABCD ）
A、粉末颗粒之间
B、模冲与模壁之间
C、粉末颗粒与模冲之间
D、粉末颗粒与模壁之间
3、双向压制过程中可能出现的情形是（ABCD ）
A、阴模浮动
B、阴模固定
C、阴模下拉
D、下冲固定
二、判断题（5’×3＝15’）
4、上一下二模架不可以用于组装上一下一模具。
（×）
5、双向压制密度分割线位于产品中部。
（×）
6、在可行的压制压力下铁粉可能达到全密度（7.86g/cm³）。
（×）
三、填空题（5’×5＝25’）
7、成形工艺的基本步骤为：装粉、粉末移送、压制、脱出。
8、海绵铁粉和雾化铁粉因颗粒结构不同，压制行为各异。
四、简答题（15’×2＝30’）
9、常见的装粉方式有哪些？
答：振动、单边过盈、欠充填、过充填、吸入充填、重力充填。
10、脱模裂纹的形成原因有哪些？解决措施？
答：原因①：从阴模脱出时的弹性后效会形成波状水平裂纹；
解决措施：施加补偿压力、模具边缘倒角、阴模出口锥角。
原因②：模冲的不同弹性回复会导致裂纹的形成
解决措施：施加补偿压力，直到压坯脱出。
粉末冶金材料试题和答案
粉末冶金材料工程硕士考试题一、简述提高粉末冶金结构材料密度的可能途径及其特点。
答：1、在粉末中加入适量成形剂和润滑剂。
原料粉末中的成形剂和润滑剂能有效减少压制过程中粉末之间的摩擦力，从而降低压力损失，2、润滑模壁、芯杆。
对模壁和芯杆进行润滑可以有效降低模具与粉末之间的摩擦力，降低压力损失，从而提高压坯密度和最终产品的密度。
3、提高压制压力。
在一定的范围内，压坯的密度随压制压力的提高而提高，因此提高压制压力能提高压坯密度。
但是压制压力过高会使模具损害加剧，降低模具的使用寿命，并对压机有一定的损害。
4、采用多向压制、流动温压、高温温压、热冷等静压、高速压制等成形方式，可以在一定程度内提高产品的密度，并且可以提高产品密度分布的均匀性。
5、提高烧结温度。
在一定范围内提高烧结温度可以提高烧结产品的密度，但过高的烧结温度会使烧结炉寿命减少，并且还有可能造成产品的过烧和/或晶粒粗大，从而使产品性能降低或报废。
6、采用压力烧结，在烧结过程中提高气氛压力，可提高产品密度。
7、采用强化活化烧结，增加烧结液相，减少产品孔隙度，提高产品密度。
8、采用熔渗、复压复烧等方式。
熔渗和复压复烧等方式也能在一定程度范围内提高烧结产品的密度，但熔渗产品的尺寸精度不易控制，复压复烧工序较多，增加了成本。
二、试分析常规液相烧结与超固相线液相烧结的异同。
答：粉末液相烧结具有两种或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。
此时烧结温度高于烧结体中低熔成分或低熔共晶的熔点。
由于物质通过液相迁移比固相扩散要快得多，烧结体的致密化速度和最终密度均大大提高。
液相烧结工艺已广泛用来制造各种烧结合金零件、电接触材料、硬质合金和金属陶瓷等。
根据烧结过程中固相在液相中的溶解度不同，常规液相烧结可分为3种类型。
(l)固相不溶于液相或溶解度很小，称为互不溶系液相烧结。
如W一Cu、W一Ag 等假合金以及A12O3一Cr、A12O3一Cr一Co一Ni、A12O3一Cr- W、BeO一Ni等氧化物一金属陶瓷材料的烧结。
粉末冶金原理 答案
1.为什么要控制松装密度：2.如何提高粉末的p松和流动性：松装密度高的粉末流动性也好，方法：粒度粗、形状规则、粒度组成用粗+细适当比例、表面状态光滑、无孔或少孔隙3.粉末颗粒有哪几种聚集形式，他们之间的区别在哪里：1、一次颗粒，二次颗粒（聚合体或聚集颗粒），团粒，絮凝体 2,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引力粘结而成的，其结合强度不大，用磨研、擦碎等方法或在液体介质中就容易被分散成更小的团粒或单颗粒；絮凝体是在粉末悬浮液中，由单颗粒或二次颗粒结合成的更松软的聚集颗粒4.雾化法可生产哪些金属粉末：常用于：铁、钢(低合金、高合金、不锈钢等), Cu、Al及其合金, Pb、Sn, Superalloy, Ti合金等.5.雾化法制取金属粉末有哪些优点，简述雾化法和气体雾化法的基本原理：优点：①易合金化—可制得预合金粉末(因需熔化), 但完全预合金化后, 又易使压缩性下降. 一般采用部分预合金.②在一定程度上, 粒度、形状易控制. ③化学成分均匀、偏析小, 且化学成分较还原粉为纯. ④生产规模大（2）都属于二流雾化法，即利用高速气流或高压水击碎金属液流，破坏金属原子间的键合力，从而制取粉末6.影响电解铜粉粒度的因素有哪些：（1）电解液的组成1)金属离子浓度的影响。
2）酸度（或H+浓度）的影响；3）添加剂的影响（2）电解条件1)电流密度的影响；2）电解液温度的影响；3）电解时搅拌的影响；4）刷粉周期的影响；5）关于放置不溶性阳极和采用水内冷阴极问题7.电解法可生产哪些金属粉末，为什么：、1)水溶液电解法：可生产铜、镍、铁、银、锡、铅，铬、锰等金属粉末，在一定条件下可使几种元素同时沉积而制得Fe-Ni、Fe-Cu等合金粉末。
（2）熔盐电解法：可以制取Ti、Zr、Ta、Nb、Th、U、Be等纯金属粉末，也可以制取如Ta-Nb等合金粉末以及各种难熔化合物（5如碳化物、硼化物和硅化物等）8.欲得细W粉，应如何控制各种因素：(1) 采用两阶段还原法，并控制WO2的粒度细；（2）减少WO3的含水量和杂质含量；（3）H2入炉前应充分干燥脱水以减少炉内水蒸气的浓度；（4）还原，从而可得细W粉）；（5）采用顺流通H2法；（6）减小炉子加热带的温度梯度；（7）减小推舟速度和舟中料层的厚度；（8）WO3中混入添加剂（如重铬酸氨的水溶液）9.简述侧压力及其侧压系数：10.压制压力分配：压制压力分配：①使粉末产生位移、变形和克服粉末的内摩擦(粉末颗粒间的) —净压力P1;②用来克服粉末颗粒与模壁之间外摩擦的力—压力损失P2 .总压力为净压力与压力损失之和:压力降原因：粉末与模壁之间的摩擦力随压制压力而增减，在压坯高度上产生压力降压力分布不均匀的原因：由于粉末颗粒之间的内摩擦、粉末颗粒与模壁之间的外摩擦等因素影响, 压力不能均匀地全部传递, 传到模壁的压力始终小于压制压力.11.压坯中密度分布不均匀的状况及其产生的原因是什么？如何改善密度分布?密度分布不均匀的状况：一般，高度方向和横断面上都不均匀. ①平均密度从高而低降低.②靠近上模冲的边缘部分压坯密度最大; 靠近模底的边缘部分压坯密度最小.③当H/D(高径比)较大时,则上端中心的密度反而可能小于下端中心的密度. 产生的原因：压力损失改善压坯密度不均匀的措施：①在不影响压坯性能前提下, 充分润滑; ②采用双向压制; ③采用带摩擦芯杆的压模; ④采用浮动模; ⑤对于复杂形状采用组合模冲, 并且使各个模冲的压缩比相等; ⑥改善粉末压制性(压缩性、成形性)—还原退火;⑦改进模具构造或适当变更压坯形状 . ⑧提高模具型腔表面硬度和光洁度. HRC58～63,粗糙度9级以上.12.压坯可分为哪几类?压坯形状设计一般原则是什么?压坯形状分类①Ⅰ型柱状、筒状、板状等最简单形状压坯,如,汽车气泵转子.模具由阴模、一个上模冲、一个下模冲及芯棒等组成.②Ⅱ型端部有外凸缘或内凸缘的一类压坯; 如汽车转向离合器导承.模具由阴模、一个上模冲、两个下模冲及芯棒等组成.③Ⅲ型上、下端面都有两个台阶面的一类压坯,如汽车变速器毂.模具由阴模、两个上模冲、两个下模冲及芯棒等组成.④Ⅳ型下端面有三个台阶面的一类压坯,如汽车发动机的带轮毂.模具由阴模、一个上模冲、三个下模冲及芯棒等组成.⑤Ⅴ型上端面有两个台阶面、下端面有三个台阶面的一类压坯,如汽车的变速器齿毂.模具由阴模、两个上模冲、三个下模冲及芯棒等组成. 当压坯外凸缘的径向尺寸小时, 可用带台阴模成形的话, 则可压制成形下部有四个台阶面的压坯.13.什么是弹性后效?它对压坯有何影响?弹性后效：在去除P压后，压坯所产生的胀大现象。
粉末冶金原理考试题
第一章1. 什么是粉末冶金与传统方法相比的优点是什么2.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.3. 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.4. 机械制粉的方法分为机械研磨、漩涡研磨和冷气流研磨.5. 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.第二章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μm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. 粉末中能分开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,用在一定的单位压制压力（500MPa）下粉末所达到的压坯密度表示.E.成形性：压制后,粉末压坯保持形状的能力.用压坯强度表示.5. 粉末粒度：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.粒度组成：具有不同粒径的颗粒占全部粉末的百分含量称粉末的粒度组成,又称粒度分布 .6.粉末比表面积的测定方法：A. 气体吸附法 B. 透过法（气体透过法、液体透过法)7.粉体粒度大小、形状对粉体性能的影响答: 颗粒的形状直接影响粉末的流动性、松装密度、气体透过性、另外对压制性与烧结性及烧结体强有显着影响；细粉末易“搭桥”和粘附妨碍颗粒相互移动,故松装密度减小；粒度范围窄的粗细粉末松装密度都很低,当粗细粉末按一定比例混合后,可获得大的松装密度.第三章1.原料的各种预处理及其作用答：（1）退火：可使氧化物还原,降低碳和其他杂质的含量,提高粉末的纯度；同时还能消除粉末的加工硬化、稳定粉末的晶体结构.（2）混合：将两种或两种以上不同成分的粉末混合均匀,有利于烧结的均匀化.（3）筛分：目的在于把大小不同的原始粉末进行分级.（4）制粒：目的是将小颗粒的粉末制成大颗粒或团粒的工序,常用来改善粉末的流动性.（5）加成形剂、润滑剂：成形剂是为了提高压坯强度或为了防止粉末混合料离析而添加的物质；润滑剂是为了降低压形时粉末颗粒与模壁和模冲间摩擦、改善压坯的密度分布、减少压模磨损和有利于脱模.2.粉末变形形式：（1）弹性变形（2）塑性变形（3）脆性断裂3.影响压坯密度分布不均匀的因素及其改进方法答：压力损失是造成压坯密度分布不均的主要因素.改进方法：（1）降低压坯的高径比.（2）采用模壁光洁度很高的压模并在模壁上涂润滑油,能减少外摩擦系数,改善密度分布.（3）可采用双面压制法来改善密度分布的不均.（5）还可采用利用摩擦力的压制方法.4.弹性后效：在压制过程中,当除去压制力并把压坯压出亚模后,由于内应力的作用,压坯发生弹性膨胀,这种现象称为弹性后效.产生弹性膨胀的原因：粉末体在压制过程中受到压力作用后,粉末颗粒发生弹塑性变形,从而在压坯内部聚集很大的内应力—弹性内应力,其方向与颗粒所受的外力方向相反,力图阻止颗粒变形.当压制压力消除后,弹性内应力便要松弛,改变颗粒的外形和颗粒间的接触状态,这就使粉末压坯产生了膨胀.5.压制过程中力的分析：（1）应力和应力分布净压力（P1）：使粉末产生位移、变形、克服粉末的内摩擦；压力损失（P2）：克服粉末颗粒与模壁之间外摩擦的力.（2）A.侧压力:压制过程中由垂直压力所引起的模壁施加于压坯的侧面压力.B.模壁摩擦力.（3）脱模压力：使压坯由模中脱出所需的压力.（4）弹性后效6. 影响压制过程的因素答：(1)粉末性能对压制过程的影响.（粉末本身的硬度和可塑性、粉末的摩擦性能、粉末纯度、粒度及粒度组成、形状、松装密度等）(2)润滑剂和成形剂的影响.(3)压制方式的影响（加压方式、加压保持时间、振动压制、磁场压制等）.7. 压坯密度的分布：压坯中密度分布的不均匀性.第四章1.特殊成形的种类及各自的原理答：（1）等静压成形：在高温高压密封容器中,以高压氩气为介质,对其中的粉末或待压实的烧结坯料(或零件)施加各向均等静压力,形成高致密度坯料(或零件)的方法. 理论根据：帕斯卡原理关于液体传递压强的规律.（2）粉末连续成形：粉末在压力作用下由松散状态经过连续变化而成为具有一定密度、强度以及所需尺寸形状压坯或制品的过程.（3）粉浆浇注成形：将粉末预先制成悬浮液或糊状物,然后注入石膏模具中的粉末成形方法.（4）粉末注射成形：将粉末与热塑性材料（如聚苯乙烯）均匀混合使成为具有良好流动性能的流态物质,而后把这种流态物质在注射成形机上经一定的温度和压力,注入温度较低的模具内成形.（5）爆炸成形：板料在炸药爆炸瞬间产生的冲击波作用下高速成形的方法.第五章1. 烧结：指粉末或压坯,在适当的温度和气氛条件下加热所发生的现象或过程.烧结系统的分类：（1）单元系烧结：纯金属或化合物在其熔点以下的温度进行的固相烧结.（2）多元系烧结：A. 多元系固相烧结：由两种及以上的组分构成,在低熔组分的熔点以下进行的烧结过程.B. 多元系液相烧结：以超过系统中低熔组分熔点的温度进行的烧结过程.2.烧结机构的内涵及分类：（1）内涵：研究烧结过程中各种可能的物质迁移方式及速率.（2）分类：A. 表面迁移：S—S B. 宏观迁移：V—V C. 粘性流动 D. 塑性流动 E. 晶界扩散 F. 位错管道扩散3.影响烧结的因素:(1) 结晶构造与异晶转变 (2) 粉末活性 (3) 外来物质 (4) 压制压力.4.液相烧结所需满足的条件：（1）满足润湿条件,即润湿角θ<90. （2）固相在液相中有一定的溶解度.5.影响液相烧结过程的因素：（1）粒度（2）颗粒形状（3）粉末颗粒内开孔隙（4）粉末的化学计量（5）低熔点组元的分布均匀性（6）低熔组元的含量（7）压坯密度（8）加热与冷却速度（9）温度与时间（10）气氛6.烧结气氛的作用：（1）防止或减少周围环境对烧结产品的有害反应,从而保证烧结顺利进行和产品质量稳定. （2）排除有害杂质,如吸附气体、表面氧化物或内部夹杂,提高烧结动力,加快烧结速度,而且能改善烧结制品的性能. （3）维持或改变烧结材料中的有用成分,这些成分常常能与烧结金属生成合金或活化烧结过程.7.烧结气氛的分类：氧化性气氛、还原性气氛、惰性或中性气氛、渗碳气氛、氮化气氛.8.活化烧结：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.9.热压烧结：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.。
粉末冶金考卷及答案
一、名词解释：（20分，每小题2分）临界转速比表面积一次颗粒离解压电化当量气相迁移颗粒密度比形状因子二、分析讨论：（25分）1 粉末冶金技术有何重要优缺点，并举例说明。
（10分）2 分析粉末粒度、粉末形貌与松装密度之间的关系。
（10分）3、分析为什么要采用蓝钨作为还原制备钨粉的原料（5分）三、分析计算：（30分，每小题10 分）1机械研磨制备铁粉时, 将初始粒度为200微米的粉末研磨至100微米需要5个小时，问进一步将粉末粒度减少至50微米，需要多少小时提示W=g （D f a -D i a ），a=-22 在低压气体雾化制材时，直径1mm的颗粒，需要行走10米和花去4秒钟进行固化，那么在同样条件下，100卩m粒度颗粒需要多长时间固化：计算时需要作何种假设。
3、相同外径球型镍粉末沉降分析，沉降桶高度100mm，设一种为直径100微米实心颗粒，一种为有内径为60的空心粉末，求他们的在水中的沉降时间。
d 理=8.9g /cm 3 ，介质黏度n =1x10 -2 Pa • S四、问答：（25分）1 气体雾化制粉过程可分解为几个区域，每个区域的特点是什么（10分）2 熔体粘度，扩散速率，形核速率，以及固相长大速率都与过冷度相关，它们各自对雾化粉末显微结构的作用如何（15分）一、名词解释：粉末加工硬化，二流雾化，假合金，二次颗粒，保护气氛（10分）松装密度，成形性，粉末粒度，粉末流动性，粉末比表面积，（10分）二、分析讨论：1、与传统加工方法比较，粉末冶金技术有何重要优缺点，试举例说明。
（20分）2、气体雾化制粉过程中，有哪些因素控制粉末粒度（10分）3、分析粉末粒度、粉末形貌与松装密度之间的关系。
（10分）三、分析计算：1、经氢气还原氧化铁制备还原铁粉：FeO+H 2 =Fe+H 2 O平衡常数：LgKp=-1000/T+, Kp=P H2O /P H215 讨论还原温度分别为500 o C，600 o C，700 o C时，平衡常数变化趋势和温度对还原的影响。
粉末冶金课后习题.
第一章1.碳还原法制取铁粉的过程机理是什么？影响铁粉还原过程和铁粉质量的因素有哪些？答：铁氧化物的还原过程是分段进行的，即从高价氧化铁到低价氧化铁，最后转变成金属：Fe2O3→Fe3O4→Fe。
固体碳还原金属氧化物的过程通常称为直接还原。
当温度高于570°时，分三阶段还原：Fe2O3→Fe3O4→浮斯体（FeO·Fe3O4固溶体）→Fe3Fe2O3+CO=2Fe3O4+CO2 Fe3O4+CO=3FeO+CO2 FeO+CO=Fe+CO2 当温度低于570°时，由于氧化亚铁不能稳定存在，因此，Fe3O4直接还原成金属铁 Fe3O4+4CO=3Fe+4CO2影响因素：（1）原料①原料中杂质的影响②原料粒度的影响（2）固体碳还原剂①固体碳还原剂类型的影响②固体还原剂用量的影响（3）还原工艺条件①还原温度和还原事件的影响②料层厚度的影响③还原罐密封程度的影响（4）添加剂①加入一定的固体碳的影响②返回料的影响③引入气体还原剂的影响④碱金属盐的影响⑤海绵铁的处理制取铁粉的主要还原方法有哪些？比较其优缺点。
2、发展复合型铁粉的意义何在？答：高密度、高强度、高精度粉末冶金铁基零件需要复合型铁粉。
所谓复合型粉末是指用气体或液体雾化法制成的完全预合金粉末、部分扩散预合金粉末以及粘附型复合粉末。
还原法制取钨粉的过程机理是什么？影响钨粉粒度的因素有哪些？氢还原。
总的反应式：WO3+3H2====W+3H2O。
钨具有4种比较稳定的氧化物W03+0.1H2====W02.9+0.1H20 W02.9+0.18H2 ==== W02.72+0.18H20W02.72+0.72H2 ====W02+0.72H2O WO2+2H2 ====W+2H2O影响因素：⑴原料：三氧化钨粒度、含水量、杂质⑵氢气：氢气的湿度、流量、通气方向⑶还原工艺条件：还原温度、推舟速度、舟中料层厚度⑷添加剂3、作为还原钨粉的原料，蓝钨比三氧化钨有什么优越性，其主要工艺特点是什么？答：采用蓝钨作为原料制备钨粉的主要优点是可以获得粒度细小的一次颗粒，尽管二次颗粒较采用 WO3 作为原料制备的钨粉二次颗粒要大。