粉末冶金考卷

一、名词讲解：（20分，每题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、解析谈论：（25分）1粉末冶金技术有何重要优缺点，并举例说明。（10分）2解析粉末粒度、粉末面貌与松装密度之间的关系。（10分）3、解析为什么要采用蓝钨作为还原制备钨粉的原料（5分）三、解析计算：（30分，每题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（Dfa-Dia），a=-2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，100μm粒度颗粒需要多长时间固化：计算时需要作何种假设。、同样外径球型镍粉末沉降解析，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/cm3，介质黏度η=1x10-2Pa·S四、问答：（25分）1气体雾化制粉过程可分解为几个地域，每个地域的特点是什么（10分）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怎样（15分）一、名词讲解：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、解析谈论：11、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、解析粉末粒度、粉末面貌与松装密度之间的关系。（10分）三、解析计算：1、经氢气还原氧化铁制备还原铁粉：FeO+H2=Fe+H2O平衡常数：LgKp=-1000/T+,Kp=PH2O/PH2谈论还原温度分别为500oC，600oC，700oC时，平衡常数变化趋势和温度对还原的影响。15分）2、若用镍离子浓度为24克/每升（g/L）的硝酸镍溶液作为电解液制取镍粉时，最少需要多大的电流密度才可以获得松弛粉末（15分）假设K=四、谈论题：1、用比表面吸附方法测试粉末粒度的基根源理是什么（10分）一、名词讲解：临界转速，孔隙度，比表面积，松装密度，标准筛（10分）弹性后效，单轴压制，密度等高线，压缩性，合批：（10分）二、解析谈论：1、解析粉末冶金过程中是哪一个阶段提高资料利用率，为什么试举例说明。（10分）2、气体雾化制粉过程可分解为几个地域，每个地域的特点是什么（10分）3、分别解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。（10分）4、解析还原制备钨粉的原理和钨粉颗粒长大的因素。（10分）三、解析计算：、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（10分）22、若用镍离子浓度为12克/每摩尔（g/mol）的硝酸镍做电解液制取镍粉时，最少需要多大的电流密度才可以获得松弛粉末（10分）四、问答：1、什么是假合金，怎样才能获得假合金（10分）2、氧化铁氢还原方法制备还原铁粉：FeO+H2=Fe+H2O平衡常数：LgKp=-1000/T+,Kp=PH2O/PH2谈论还原温度分别为500oC，600oC，700oC时，平衡常数变化趋势和温度对还原的影响。10分）一、名词讲解：临界转速，雾化介质，活化能，平衡常数，电化当量，筛（10分）孔隙度，比表面积，松装密度，标准，粒度分布二、解析谈论：1、气体雾化制粉过程可分解为几个地域，每个地域的特点是什么（10分）、碳直接还原氧化铁制备铁粉时热力学条件以下列图，说明图中各条曲线的含义，表示各相牢固存在地域并谈论氧化亚铁还原成铁粉的条件。（10分）3、解析还原制备钨粉的原理和钨粉颗粒长大的因素。（20分）三、解析计算：1机械研磨制备铁粉时，将初始粒度为300微米的粉末研磨至110微米需要8个小时，问进一步将粉末粒度减少至75微米，需要多少小时（10分）提示W=g（Dfa-Dia），a=-22、若用镍离子浓度为12克/每摩尔（g/mol）的硝酸镍做电解液制取镍粉时，最少需要多大的电流密度才可以获得松弛粉末假设a=1（10分）四、问答：1、为什么采用环缝形喷嘴简单引起露嘴拥堵,采用什么方法可以解决这一问题（10分）2、氧化钨氢还原方法制备还原铁粉：3WO2+2H2=W+2H2O平衡常数：LgKp=-3225/T+,Kp=PH2O/PH2谈论还原温度分别为700oC，800oC，900oC时，平衡常数变化趋势和温度对还原的影响。（10分）粉末冶金原理课程综合试题答案一、名词讲解：临界转速，雾化介质，活化能，平衡常数，电化当量，筛（10分）临界转速：机械研磨时，使球磨筒内小球沿筒壁运动可以正好经过极点地址而不发生抛落时，筒体的转动速度；雾化介质：雾化制粉时，用来冲吉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平衡常数：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；电化当量：克当量与法拉第常数之比称为电化当量孔隙度，比表面积，松装密度，标准，粒度分布孔隙度：粉体或压坯中孔隙体积与粉体体积或压坯体积之比；比表面积：单位质量或单位体积粉末拥有的表面积松装密度：粉末自由充满规定的容积内所拥有的粉末重量成为松装密度标准筛：用筛解析法测量粉末粒度时采用的一套按必然模数（根号2）金属网筛粒度分布：必然体积或必然重量（必然数量）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。二、解析谈论：1、气体雾化制粉过程可分解为几个地域，每个地域的特点是什么（10分）解：4气体雾化制粉过程可分解为金属液流紊流区，原始液滴形成区，有效雾化区和冷却区等四个地域。其特点以下：金属液流紊流区：金属液流在雾化气体的回流作用下，金属流柱流动碰到阻拦，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：音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，成为渺小金属液滴；冷却区。此时，渺小液滴走开有效雾化区，冷却，并由于表面张力作用逐渐球化。、碳直接还原氧化铁制备铁粉时热力学条件以下列图，说明图中各条曲线的含义，表示各相牢固存在地域并谈论氧化亚铁还原成铁粉的条件。（10分）解：b曲线：Fe3O4被还原成FeO的反应平衡曲线；c曲线：FeO被还原成Fe的反应平衡曲线；d曲线：Fe3O4被还原成Fe的反应平衡曲线。与b、c订交的曲线为碳氧化反应的平衡曲线在do，oc线以上Fe牢固存在；do，ob线以下部分Fe3O4牢固存在，在ob、oc线之间FeO牢固存在；只有当温度高于碳的氧化反应平衡曲线与FeO被还原成Fe的反应平衡曲线的焦点温度时，气相中的CO百分含量（浓度）才能使FeO被还原成Fe；即温度高于680oC，CO的百分含量高出61%。3、解析还原制备钨粉的原理和钨粉颗粒长大的因素。（20分）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。由于在这种条件下水分子的氧离解压小于WO3，WO2离解压，水分子相对牢固，WO3，WO2被还原，同时由于温度的作用，松弛粉末中还原产物简单经扩散排走，还原动力学条件满足，致使氧化钨被氢气还原；由于WO3，和WO2在含有水分子的氢气中拥有较大的挥发压，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致使钨粉颗粒长大。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，致使WO3和WO2细颗粒进入气相，也是致使钨粉颗粒长大的重要因素。5三、解析计算：1、机械研磨制备铁粉时，将初始粒度为300微米的粉末研磨至110微米需要8个小时，问进一步将粉末粒度减少至75微米，需要多少小时（10分）提示W=g（Dfa-Dia），a=-2解：依照已知条件W1=g（Dfa-Dia）=（）,初始研磨所做的功W2=g（Dfa-Dia）=（75-2-110-2）进一步研磨所做的功W1/W2=t1/t2,t2=t1(W2/W1)=11小时2、若用镍离子浓度为12克/每摩尔（g/mol）的硝酸镍做电解液制取镍粉时，最少需要多大的电流密度才可以获得松弛粉末假设a=1（10分）解：镍离子浓度为12克/每升（g/L）时等于12/=L,既c=L,并已知a=1由i=1/aC,I=1x=A/cm2=20。51A/dm2最少需要电流密度等于16。4A/dm2才可以获得松弛粉末.四、问答：1、为什么采用环缝形喷嘴简单引起露嘴拥堵,采用什么方法可以解决这一问题（10分）解：当采用环缝形喷嘴时,由于锥型的气流形成密闭的空间,致使金属流柱下流受阻,而拥堵喷嘴.采用v型喷嘴可以解决这一问题。2、氧化钨氢还原方法制备还原铁粉：WO2+2H2=W+2H2O平衡常数：LgKp=-3225/T+,Kp=PH2O/PH2谈论还原温度分别为700oC，800oC，900oC时，平衡常数变化趋势和温度对还原的影响。（10分）6解：T=973LgKp=--3225/973+=,Kp=PH2O/PH2=T=1073LgKp=--3225/1073+=,Kp=PH2O/PH2=T=1173LgKp=--3225/1173+=,Kp=PH2O/PH2=计算表示,温度月高,平衡常数值越大(正),说明随还原温度提高,气氛中的H2O比率可越大,氢气中水蒸气含量提高,提高温度有利于还原进行。7一、名词讲解：临界转速，孔隙度，比表面积，松装密度，标准筛（10分）弹性后效，单轴压制，密度等高线，压缩性，合批（10分）二、解析谈论：1、解析粉末冶金过程中是哪一个阶段提高资料利用率，为什么试举例说明。（10分）2、气体雾化制粉过程可分解为几个地域，每个地域的特点是什么（10分）3、分别解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。（10分）4、解析还原制备钨粉的原理和钨粉颗粒长大的因素。（10分）三、解析计算：、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（10分）2、若用镍离子浓度为12克/每摩尔（g/mol）的硝酸镍做电解液制取镍粉时，最少需要多大的电流密度才可以获得松弛粉末（10分）四、问答：1什么是假合金，怎样才能获得假合金（10分）用氧化铁氢还原方法制备还原铁粉：FeO+H2=Fe+H2O平衡常数：LgKp=-1000/T+,Kp=PH2O/PH2谈论还原温度分别为500oC，600oC，700oC时，平衡常数变化趋势和温度对还原的影响。（10分）8一、名词讲解：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，成型性，粉末粒度，粉末流动性，比表面积，（10分）二、解析谈论：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。（10分）2、气体雾化制粉过程中，有哪些因素控制粉末粒度（10分）、解析单轴压制和冷等静压制时摩擦压力的不同样，并比较单轴压制模具与冷等静压制模具的根本差别。（10分）4、解析还原制备铁粉的原理和铁粉颗粒长大的因素。（10分）三、解析计算：1、一压力自上而下单向压制，压坯直径等于2厘米，要求单位压力达到2吨/平方厘