最新中南大学粉末冶金原理课本重点

课程名称：粉末冶金学Powder Metallurgy Science

第一早导论

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6.5T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）

粉末冶金材料或粉末冶金零部件—后续处理

Fig.1-1 Typical Process ing flowchart for Powder Metallurgy Tech nique 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。

.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-Ag 、WC-Co Cu-石墨、金 属陶瓷（TiC-NiCr,AI 2Q-Ni 或 Cu,TiB 2-Cu 等）、弥散强化材料（AI 2Q-CU AI2Q-AI ，

Y 2Q -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。

正被新型成形技术（如无模成形技术，温压成形，注射成形）逐步克服。

4粉末冶金材料及其零部件的应用

由于粉末冶金材料及其零部件较其它加工方法制造的零部件的成本低， 以及

其性能能满足特种要求，因而粉末冶金零部件和材料在国民经济各部门的应用十 分广泛。如：

.汽车制造业的各种粉末冶金零部件；

.机加工工业中的切削用硬质合金和粉末高速钢刀具；

.电子工业用粉末冶金磁性材料和电触头；

.计算机的原器件用电子封装材料；

.机械制造业的减磨零件和结构部零件；

.航天航空业中的耐热材料及结构零部件；

.家用电器中的微型轴承；

.原子能材料；

.武器系统和作战平台（高效、低成本）；

.建材工业用金刚石工具材料等。

.环保与化工用催化剂及过滤器件。

总之，粉末冶金材料与人们的生活密不可分， 在国民经济和国防建设中发挥重大 作用。而且，随着粉末冶金新技术和新工艺的开发与应用，粉末冶金的技术上的 优越性也更加显著，应用领域不断扩大。如温压成形技术的出现使粉末冶金零部 件在轿车上的应用水平由原来的 13.2Kg/辆增加到22Kg/辆，大大扩大了粉末冶 金零部件的应用范围。

5粉末冶金的未来发展

.大量高性能铁基粉末冶金结构零部件的开发与应用。

.组织均匀的全致密、高性能难加工材料的开发与应用。

.非平衡材料（amorphous,microcrystalline,metastable alloyS .

.特种新型材料的开发与应用（纳米复合材料，梯度复合材料）

.新型成型与烧结技术的开发

T

工艺流程短和加工温度低

T 加工工序少 T 少切削、无切削

.计算机仿真技术的应用

6粉末冶金技术与其他材料加工技术间的关系

粉末冶金作为一种加工方法，主要从成本和性能上弥补其他加工技术上的不足。与其它加工技术一样同属材料科学与工程的范畴，为人类社会的文明和进步不断提供物质基础。特别是，在新材料的研制和开发过程中，粉末冶金技术因其独特的工艺优势将继续发挥先导作用。

第二章粉末的性能与测试方法简介

§粉末及粉末性能

1粉末颗粒与粉末体的概念

习惯上，人们按分散程度将自然界的固体分为三类，即致密体（＞1mm、粉末体（0.1卩m— 1mr、i和胶粒（＜0.1卩m、。然而随着纳米技术的发展，现在看来，这一分类方法存在严重不足之处。也就是说，超细颗粒与纳米颗粒均同属于粉末体的范筹。

粉末颗粒指组成粉末体的最小单位或个体，简称颗粒。粉末体则是由尺寸小于1mm的颗粒及颗粒间孔隙所组成的集合体。

可流动性：由于粉末颗粒之间的相互作用力远低于通常固体内原子间作用力压缩性：由于颗粒间存在相当数量的孔隙，也具有可压缩的特性。

单个粉末颗粒可能是单一晶粒，也可能是多晶粒。主要取决于粉末制备方法和制取工艺条件、颗粒大小和颗粒的晶体学特性。

2粉末颗粒的性质2.1颗粒的聚集状态由于粉末颗粒细小，具有发达的表面积，颗粒表面附近的原子活性很高，导致粉末颗粒发生某些聚集现象。

单颗粒：单个独立存在的颗粒被称为单颗粒（粉末中能分开并独立存在的最小实体称为单颗粒）。粗粉末通常以单颗粒形式存在。

一次颗粒（primary particle）: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（secondary particle :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被称为二次颗粒。若能被分离，就成为单颗粒。细粉末由于表面发达而结合，通常以二次颗粒的形式存在。

一次颗粒往往不能单独存在而聚集在一起，聚集力主要是物理作用力，而非强化学健结合

一次颗粒粒度测定：惰性气体表面吸附方法BET 二次颗粒粒度测定：x-ray, optical microscope, TEM, SEM,light scatteri ng 团粒（agglomelate :由单颗粒或二次颗粒依靠范德华力粘结而成的聚集颗粒。絮凝体（flocculate :在液体介质中由单颗粒或二次颗粒结合的更松软的聚集颗粒。

致密体：晶粒之间没有宏观的孔隙，靠原子间的键力联结粉末体：颗粒之间有许多小孔隙，而且联结面很小，面上的原子不可能形成强的键力

2.2 颗粒表面形貌（surface morphology）

粉末颗粒的表面形貌一般来说凹凸不平的，即使是采用机械破碎法制得的陶

瓷粉末。从理论上讲，粗大的颗粒在冲击载荷的作用下会发生沿一定晶面的解理断裂，形成平整的断裂面。但由于受力状态的复杂性，解理面并非沿同一晶面进行，而发生惯穿多个晶面的断裂，从而导致颗粒表面的凹凸不平。而对于通常的金属粉末的制备方法制取的

粉末颗粒，由于出现优先成核与生长的客观条件，易形成凹凸不平的欠发育完整的表面。

2.3内部结构

大部分的粉末颗粒系多晶结构，粉末颗粒内部存在许多缺陷，如空位、位错、晶格弯曲等，还存在孔隙、裂纹等。另外还有夹杂（还原法制粉中更为突出）。

3粉末性能

粉末性能包括物理性能（颗粒的密度、熔点和显微硬度等）、几何性能（颗粒形状，颗粒尺寸及其组成）、化学性质和工艺性能（松装密度，流动性，压缩性，成形性和烧结性能）。特别是粉末的工艺性能受控于前三种粉末性能。

3. 1粉末的物理性能

3. 1. 1颗粒密度材料的理论密度即无孔隙密度，一般不能代表颗粒密度。这主要是因为大多数制粉方法所制备的粉末颗粒内含有孔隙（开孔或闭孔）和裂隙。通常采用两种方法来表示颗粒的密度。

真密度（pore free density 即固体材料的理论密度。除一些具有不同晶

形的物质（碳、氧化锆、氧化铝、碳化硅等）以外，其它物质的粉末颗粒的真密度与其理论密度相同。（颗粒质量用除去开孔和闭孔的颗粒体积除得的商值）

有效密度（ffective particle density）系单位体积内粉末颗粒的质量。颗粒中存在的闭孔体积计算在内。很明显，它小于颗粒的真密度。要精确测定粉末颗粒的有效密度几乎是不可能的。一般采用比重瓶法测定其近似值，因而也称为比重瓶密度。（即似密度D2）

D2=（F2-F1）/[V-｛（F3-F2）/D 液｝]

F1:比重瓶重量F2:含粉末后的比重瓶重量

F3:比重瓶加粉末和充满液体之后的总重量

V=（F3-F2）/D液粉末体积

F3-F2 液体重量,F3-F2/D液液体体积

D 液（水）=1

形状因子：是表示实际粉末偏离球形的程度的；

表面形状因子、体积形状因子，及两者的比值一比形状因子；

S=fD2 V=kD3

f:表面形状因子k:体积形状因子，

二者之比m=f/k 比形状因子,

如规则的球形体：S= n D2, V=（1/6）n D3

表面形状因子为n ,体积形状因子等于n /6,比形状因子等于6. m=6; 边长为a的规则正方体，表面积等于6a2，体积等于a3，f=6，k=1，m=6;

形状愈复杂，表面愈发达，表面积愈大，则比形状因子数值也愈大，树枝状粉末的比形状因子m=12-18,薄片状=80,角状m=10

其他任何形状的颗粒，F/K均大于6;而且形状越是规则，颗粒的表面积越发达，则比形状因子就越大。

3. 1. 2显微硬度粉末颗粒的显微硬度主要取决于构成固体物质的原子间的结合力、加工硬化程度和纯度，左右着粉末的压缩性。后二者主要受控于粉末制取方法。如还原铁粉颗粒的显微硬度可采用适当的退火工艺来消除加工硬化、降低其中氧、碳含量，达到降低颗粒显微硬度的目的。

一般地，粉末强度愈高，硬度愈高，混合粉末的强度比合金粉末的硬度低，合金

化可以使得金属强化，硬度随之提高；不同方法生产同一种金属的粉末，显微硬度是不同。粉末纯度越高，则硬度越低，粉末退火降低加工硬化、减少氧、碳等杂质含量后，硬度降低。

颗粒的显微硬度值，在很大程度上取决于粉末中各种杂质与合金组元的含量以及晶格缺陷的多少，因此代表了粉末的塑性。

3. 3. 3粉末颗粒的熔点对于普通粉末冶金用金属粉末，粉末颗粒的熔点与固体的熔点几乎相同。但当粉末颗粒的尺寸很小时，颗粒的熔点大幅度降低。女口尺寸为10nm的纳米银粉，其熔点仅为97 C。

3. 2 颗粒的形状（Particle shape

颗粒形状一般分为两大类，即规则形状与不规则形状颗粒。主要取决于粉末的制造方法。具体关系如下：

球形颗粒一气相沉积，液相沉淀；近球形一气体雾化，溶液置换；片状一机械研磨；多角形一机械粉碎；树枝状一电解法；多孔海绵状一还原法；不规则形状一水雾化、机械粉碎、化学沉积

严格来说，所谓规则状颗粒系指能用现有数学工具加以准确描述的颗粒。而通常指的颗粒形状是粉末颗粒的外形轮廓投影的形状。而颗粒的形状的表征到目

前为止仍然是一件十分困难的工作。因而，造成表征粉末颗粒尺寸时也只能给出很粗糙的表达。一些典型的粉末颗粒如图所示。（此处附图）

目前，对于颗粒形状的描述仅局限于定性分析，即以人们已知的自然界中的物体形状作参考来加以表示。颗粒的形状的观察通常采用光学显微镜、扫描电镜和透射作为分析手段。

§2 粉末粒度及其分布(Particle size and its distribution)

1粒度（particle size）以mm或卩m的表示的颗粒的大小称为颗粒直径，简称粒径或粒度。习惯上，粉末颗粒的大小（即粉末粒度）采用一维（one dimension）尺寸来衡量，粗略地表示粉末颗粒的粗细程度，以卩m或mm为单位。通常所说的粒度指的是粒径。粉末粒径反映颗粒外形的某一尺寸。粒径的具体数值与粉末颗粒的形状及粉末粒度的分析方法有关。因为，对于具体的测试方法是建立在一定的有关粉末颗粒形状的假设的基础之上的。如筛分析法指网孔的尺寸；光学显

微镜法或扫描电镜法则代表颗粒投影的某一尺寸，即定向径；沉降分析、比表面

法的当量粒径或等效球径。

投影径：D A=（4A/ n ）1/2（令颗粒的投影面积A与直径为D A的球形颗粒面积相等）等体积球径：D=（6V/ n ）1/3（令颗粒体积V与直径为的球形颗粒的体积相等）表面径：D p=（S/ n ）1/2（令颗粒的表面积S与球形颗粒的表面积相等）

体比表面径：D v=6/S v=6V/S

前三种表示方法都基于了不同的对颗粒形状的假设，相互之间无法进行换算，且几何意义不明显。第四种方法不需对粉末颗粒的形状作任何形式的假设，而且其几何意义很明显，即为颗粒中心（centroid）到各表面元（微表面元ds）按其表面积加权距离的两倍。其有效性在于：（1）便于比较不同形状粉末颗粒的尺寸大小；（2）能有效地说明粉末颗粒尺寸对粉末的工艺性能（如粉末的压制与烧结性能）的影响。

最新中南大学粉末冶金原理课本重点

课程名称：粉末冶金学Powder Metallurgy Science 第一早导论 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6.5T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） 粉末冶金材料或粉末冶金零部件—后续处理 Fig.1-1 Typical Process ing flowchart for Powder Metallurgy Tech nique 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。

中南大学学位论文答辩程序

中南大学学位论文答辩程序 本程序摘自《中南大学研究生学位论文答辩管理办法》（中大研字〔2019〕4号） 一、学院学位评定分委员会委员或学科方向带头人宣读答辩委员会主席及委员名单； 二、答辩委员会主席主持会议，宣布答辩会开始； 三、导师介绍答辩人的基本情况，包括简历、政治思想表现、学习成绩和学位论文工作等； 四、答辩人报告学位论文主要内容（硕士论文一般不少于20分钟，博士论文一般不少于30分钟）； 五、答辩委员会委员及列席人员提问，答辩人当场回答问题。答辩委员会秘书对答辩委员会提出的主要问题和答辩人回答问题情况进行认真地详细记录。 六、答辩人回答论文评阅人在学术评语中提出的问题以及论文修改情况； 七、答辩会休会，答辩委员会召开内部会议，校学位评定委员会委员、学位评定分委员会委员、校学位与研究生教育督导专家、研究生院工作人员等可列席会议。主要议程为： ①秘书宣读论文评阅人结果； ②秘书宣读指导教师意见、系（所）审查结果； ③答辩委员会审议学位论文及答辩情况； ④答辩委员会以不记名投票方式进行表决，就是否授予答辩人博士或硕士学位作出决议，经全体委员三分之二以上同意，方为通过； ⑤答辩委员会讨论并通过答辩决议，决议经答辩委员会主席签字后，报送学位评定分委员会审议。 八、答辩会复会，主席或主席委托秘书宣布答辩委员会表决结果和决议； 九、主席宣布答辩会结束。 说明： 学位论文答辩未通过者，且答辩委员会未作出修改论文的书面决议，本次申请无效。学位论文答辩未通过者，但答辩委员会认为可以进一步修改论文时，应采取无记名投票方式，经答辩委员会全体委员三分之二以上同意，可作出在1 年内（硕士研究生）或2 年内（博士研究生）修改论文、重新答辩一次的决议。答辩仍未通过或逾期未答辩者，本次申请无效。 若博士学位论文答辩委员会认为申请人的论文虽未达到博士学位的学术水平，但已达到硕士学位的学术水平，且申请人又尚未获得过该学科硕士学位的，可作出授予硕士学位的决议，报送学位评定分委员会审定和校学位评定委员会审批。 附：冶金与环境学院学位评定分委员会组成人员名单

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)

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？ 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。 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0.1μm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

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 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。 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；

中南大学研究生答辩未通过跳楼自杀五千字遗书

中南大学研究生答辩未通过跳楼自杀，死前向副院长导师写下五千言 姜东身遗言 无数不眠夜，一跳轻松解决。你要我陪着你，那就永远陪着你吧。你要留我，我就长留，我会经常去机电院和图书馆逛逛的。 （一）小论文 你说没有同学的帮助，我连小论文都发不了。这就是我发的小论文，3月10号投，3月27号录，18天录用，改都不用改。95%自己写，同学帮看看格式而已。他妈的改了六七遍，改到想死，发篇cscd你妈要改这么多遍，遍遍玩出新花样!你就是个虐待狂!听说过别的同学也有挨老板批的，说的不过是被批成狗，这感觉我不懂。上午被你批，下午去面日产，脑袋都炸着响了好几天!你也说过同门的论文看不懂，可是你随便就让改了发了！我的你看不懂，就死逼着不让发，把学生论文拖到3月初的，机电院有你，很难再找第二个!这还有我的另外一篇小论文，其中的前半部分建模你看过，忙了大半年被否了！学生的心血在你眼里可以是狗屎，但是，这也要看人的，势利的人看到家里有点儿底的，那他的心血可能就是盘不完善的菜!又想起了每次开会的场景，讲ppt的时候，我讲的时间往往都是最短的，往往之外，是因为同门没准备ppt。我也想讲，讲讲我的思路，讲讲我的建模，参数，结论，我也很想得到您的认可或者可以改进的意见，可是，只有一棒子打死，要我换方向!相当多ei,cscd的建模过程，参数，结论，实验......我也只能呵呵了！本来不想讲，可是你是什么人，把别人坑死了，还要在别人坟头上拉屎的人! （二）大论文 你说我的大论文都是抄的，没有自己的东西，我也希望你睁大狗眼，给我翔实地指出来，关键部分哪儿抄了？这还有我的论文每个版种，还有你的批改意见，合适改的改了，不适合改的也改了，我忙几个月，不敌老板一个意见！也不敌老板的势利眼，毕竟两个同门中南本校的，不时去给你修电脑，也不及同门的家底殷实！论高大上，我的论文忽悠不起来，即使曾经有那个苗头，也早已被你给毙了！论文好看的，很多都是各种改理论参数，有你看到的高大上的建模和参数，也有没法找的仿真用的简单的模型，理论，参数......你不会不懂，还怀疑我伪造可靠度数据！我不敢说论文好，很多只不过是水与更水的区别，我的论文能排在机电院良好水平！又想起了你带学生和毕业论文的奇葩事儿，13年5月，你做环卫车项目，很忙，没时间看大师兄的论文，这也罢了，居然在答辩前一个星期要大师兄换方向，你真行！要挂就挂自己娃，哪怕那届就一个！我相信，机电院90％的学生还是努力的，过不了毕业关的，不是老师太水，就是极例外的学生不当回事儿！你在极例外之外，不挺学生！大家论文差不多，你不会不懂！别的老师放过的往届的论文，知网上已有很多，对于别人的成果，你是相当跪舔的，要我查，要我看别人怎么做！呵呵。 （三）带学生 在带学生方面，每个老师都有不足，有能力也有精力方面的不足，但是有的老师愿意承认这一点，并创造出合理的组织和开会方式来应对它。你不同，你不愿意承认，也不愿意采用合

粉末冶金原理考试试卷

中南大学考试试卷 2005 – 2006 学年 2 学期时间 120 分钟 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=-2 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，100 μ 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η =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） 2006 粉末冶金原理课程（ I ）考试题标准答案 一、名词解释：（ 20 分，每小题 2 分） 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

粉末冶金原理

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6.5T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： 原料粉末+添加剂（合金元素粉末、润滑剂、成形剂） ↓ 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） ↓ 粉末冶金材料或粉末冶金零部件—后续处理 Fig.1-1 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

2018年中南大学粉末冶金学院959材料科学基础考纲

发布时间：2017/9/28 17:55 浏览次数：113 次本考试大纲由粉末冶金研究院教授委员会于2017年9 月27日通过。 粉末冶金研究院2017年硕士研究生入学考试《材料科学基础》试题形式分为3个专业特色模块，分别为：金属材料、无机非金属材料、高分子材料与工程，考生根据自身优势选择其中1个模块答题即可，每个模块均为150分。 I．考试性质 《材料科学基础》是材料科学与工程及相关学科专业硕士研究生的入学专业基础考试课程。材料科学是研究材料内在结构、性能和制备工艺之间相互作用关系的科学学科。《材料科学基础》考试成绩是评价考生是否具备从事材料科学与工程研究能力的基本标准。 II．考查目标 材料科学与工程学科主要探讨材料组成-制备工艺-组织结构（电子、原子和微观结构等）-性能-外界环境之间的相互作用关系。其中，材料结构在很大程度上决定了材料的性能。本课程考试通过重点考察学生对材料科学的基本概念和定律的理解基础上，旨在评估考生运用材料科学的基本原理和方法解决实际材料工程问题的能力。 III．考试形式和试卷结构 1、试卷满分及考试时间 本试卷满分为150分，考试时间180分钟。 2、答题方式 答题方式为闭卷，笔试。 3、试卷内容结构 本试卷分为3个模块，分别为金属材料、无机非金属材料、高分子材料与工程专业特色模块，每个模块均为150分。考生可根据自身的优势选择3个专业特色模块中的任何1个模块答题即可。 IV．试卷题型结构及比例 包括名词解释、简答题、计算和综合分析论述等不同形式的题目。 名词解释约20% 简答题约40%

计算和综合分析论述题等约40% V．考查内容 （1）金属材料模块考点： 一、晶体结构 金属材料中的原子键合方式、特点及其对材料性能的影响； 晶体学基础：空间点阵与晶体结构的基本概念、晶向指数与晶面指数；常见典型金属的晶体结构及其特征、晶体材料的多晶型性； 合金相结构：固溶体、金属间化合物的概念及分类、影响固溶体溶解度的因素、合金相与材料性能的关系。 二、晶体缺陷 晶体缺陷的概念及分类； 点缺陷：点缺陷的类型、平衡浓度、产生及其运动、点缺陷与材料行为； 位错：位错的基本类型和特征、柏氏矢量、位错的运动、位错的应力场及其与其他缺陷的相互作用、位错的增值、位错反应、实际晶体中的位错、位错理论的应用； 表面与界面：表面与表面吸附、晶界与相界的概念和分类、界面特性、晶体缺陷在材料组织控制（如扩散、相变）和性能控制（如材料强化）中的作用。 三、凝固 金属结晶与凝固的概念、金属结晶的基本规律、金属结晶的热力学条件、均匀形核、非均匀形核、晶核的长大、凝固理论的应用。 四、相图 相图的表示及相图的热力学基础； 二元合金相图：匀晶、共晶、包晶相图中合金的平衡、非平衡结晶过程及其组织、杠杆定律及应用、二元合金相图分析方法、相图与性能的关系；

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？ 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。 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；

中南大学粉末冶金原理课本重点

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 oｆｐowder 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６.5T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 Ｆig.１-1 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。 ↑↑↑

【大学课件】粉末冶金原理---中南大学考试试卷3答案

【大学课件】粉末冶金原理---中南大学考试试卷3答案粉末冶金原理课程综合试题( 04 年) 一、名词解释: 临界转速，孔隙度，比表面积，松装密度，标准筛 ( 10 分) 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; 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具有的表面积 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 )金属网筛弹性后效，单轴压制，密度等高线，压缩性，合批: ( 10 分) 弹性后效:粉末经模压推出模腔后，由于压坯内应力驰豫，压坯尺寸增大的现象称作单轴压制: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 压缩性:粉末在模具中被压缩的能力称为压缩性 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 二、分析讨论: 1 、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。 2 、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) 解: 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: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，成为微小金属液滴; 冷却区。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。 3 、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。( 10 分) 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

中南大学考试试卷1答案

2006 粉末冶金原理课程（ I ）考试题标准答案 一、名词解释：（ 20 分，每小题 2 分） 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 颗粒密度：真密度、似密度、相对密度 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 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 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） 重要优点：

* 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）； * 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； * 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： * 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； * 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； * 规模效益比较小 2 、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） 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：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，成为微小金属液滴； 冷却区。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。

粉末冶金原理试题及答案

2006 粉末冶金原理课程I考试题标准答案 一、名词解释：（ 20 分，每小题 2 分） 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 颗粒密度：真密度、似密度、相对密度 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 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 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） 重要优点： * 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）；* 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； * 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： * 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； * 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； * 规模效益比较小 2 、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） 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：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，成为微小金属液滴冷却区。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。 3 、分析为什么要采用蓝钨作为还原制备钨粉的原料？（ 5 分） 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。 * 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。 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（ Dfa-Dia ）， a=-2 解：根据已知条件 W1= g （ Df a -Di a ） =9.8 （ 100-2-200-2 ） , 初始研磨所做的功 W2 =g （ Df a -Di a ） =9.8 （ 50-2-100-2 ）进一步研磨所做的功 W1/W2=t1/t2, t2=t1(W2/ W1)= 20 小时 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， 100 μ m 粒度颗粒需要多长时间固化：计算时需要作何种假设。

高性能钢铁粉末冶金材料关键技术与应用

高性能钢铁粉末冶金材料关键技术与应用项目推荐公示内容 、项目名称: 高性能钢铁粉末冶金材料关键技术与应用二、推荐单位意见: 粉末冶金技术不仅可提高材料性能，而且可实现零部件的近终形制造，是国际上公认的“绿色制造技术”，是近些年来工业发达国家优先发展的高技术领域。该项目选择应用面最广、产量最大的钢铁粉末冶金材料为研究重点，开展了高压缩性铁粉工业化生产及应用技术研发，任务来源于国家科技支撑计划和国家973 计划。 该项目的创新性主要体现在：攻克了高纯冶炼、高效水雾化和精还原等产业化关键技术，创立了压缩性在cm3以上的高压缩性铁粉工业化高效生产新工艺；基于粉体塑性特性和改性原理，开发出了粘结化混合粉末，其压坯密度可达cm ；在探明Ni、Mo Cu等合金元素的强化作用机理和规律的基础上，发明了具有“烧结硬化”特性的预合金粉和燃油发动机气门阀座专用粉及其工业化生产工艺；发明了雾化铁粉的表面绝缘双层包覆新方法和关键装备，创立了铁基软磁复合材料（零件）的致密成形和热处理工艺。项目关键技术和产品性能达到了国际先进水平。本项目共取得发明专利11项，实用新型专利15项，发表学术论文20篇，出版着作1部，主持和参与修订国家标准3项。4项科技成果先后通过了山东省科技厅的鉴定，均“达到国际先进水平”，“产品密度居国际同类产品的领先水平”。 该项目形成了具有完全自主知识产权的钢铁粉末冶金材料生产成套技术，先 后建设了8条工业化生产线，打破了国外公司的技术和市场垄断。近三年新增销售额亿元，新增利润亿元。 项目成果丰富了粉末冶金过程理论和材料理论，提升了我国粉末冶金技术和产业的水平，对扩大粉末冶金的应用领域、推动我国粉末冶金行业品种结构的优化具有重要意义，并为我国汽车工业和高端装备制造业提供了有力的技术支撑。 经审查，提交的材料真实有效。 推荐该项目为国家科学技术进步奖_贰—等奖 三、项目简介：

中南大学粉冶院表面工程复习题

表面工程作业 第一章作业 1，何谓表面工程，简述它在国民经济中重要性。 从广义上讲，表面技术是直接与各种表面现象或过程有关的，能为人类造福或被人们利用的技术表面技术主要包括：表面覆盖（在材料的表面施加各种覆盖层）、表面改性、表面加工以及表面湿润、表面催化、膜技术等。 表面工程技术既可对材料表面改性，制备多功能（防腐、耐磨、耐热、耐高温、耐疲劳、耐辐射、抗氧化以及光、热、磁、电等特殊功能）的涂、镀、渗、覆层，成倍延长机件的寿命；又可对产品进行装饰；还可对废旧机件进行修复。采用表面工程措施的费用，一般虽然占产品价格的5％～10％，却可以大幅度地提高产品的性能及附加值，从而获得更高的利润，采用表面工程措施的平均效益高达5～20倍以上。 2，表面工程技术的发展趋势及其原因是什么？ 一、研究复合表面技术二、完善表面工程技术设计体系三、开发多种功能涂层四、研究开发新型涂层材料五、深化表面工程基础理论和测试方法的研究六、扩展表面工程的应用领域七、积极为国家重大工程建设服务八、向自动化、智能化的方向迈进九、降低对环保的负面效应 第二章作业 1，洁净的表面结构有哪几种？各有什么特点？

2，材料的实际表面结构通常具有什么特点？ 3，贝尔比层是怎样形成的？具有什么特点？

固体材料经过切削加工后，在几个微米或者十几个微米的表层中可能发生组织结构的剧烈变化，既造成一定程度的晶格畸变。这种晶格的畸变随深度变化，而在最外的，约5nm-10nm厚度可能会形成一种非晶态层。这层非晶态称为贝尔比层。其成分为金属和它的氧化物，而性质与体内明显不同。 4，大气环境下，金属和陶瓷粉体的表面通常是什么结构？含有什么成分？ ：结构：形成贝尔比层 成分：一般为金属/过渡层/空气。金属/空气极为少见。过渡层中常由氧化物、氮化物、硫化物、尘埃、油脂、吸附气体（氧、氮、二氧化碳和水汽等）所组 成。过渡层为氧化物最常见，由于一些金属元素的氧化态可变，因此在氧化 层中也包含不同氧化态的氧化物。 陶瓷粉体：纳米粉能够从空气中吸附大量的水,在表面形成羟基层和多层物理吸附水。5，大气环境下，纳米陶瓷粉团聚原因是什么？ (1)粉体变细,其比表面积增加,表面能增大,表面效应(如弛豫、偏析、吸附) 、量子尺 寸效应(如能隙变宽等) 增强,熔点降低,使纳米粉的表面性质变得更加活跃,许多在加热条件下或高温下才发生的化学反应,在常温下已经很剧烈了 (2)大气环境下都有一层羟基,这是表面的悬键与空气中的O2 和水等反应形成的 （lgd）。 (3)表面羟基层的形成,一方面使表面结构发生变化,减少了表面因弛豫现象而出现的 静电排斥作用;另一方面,导致羟基间的范德华力、氢键的产生,使粉体间的排斥力变为吸引力,导致团聚（lgd） 6，磨损失效有哪些类型？提高耐磨性对材料的表面各有哪些性能要求？ 7，影响固体材料粘着磨损性能有哪些因素？ ?1）润滑条件或环境：在真空条件下大多数金属材料的磨损十分严重。 ?（2）硬度：对摩擦副材料的硬度而言，材料越硬，耐磨性越好。 ?（3）晶体结构和晶体的互溶性：密排六方的材料摩擦系数最低，体心立方材料最高。冶金上互溶性好的一对金属摩擦副摩擦系数和磨损率都高。 ?（4）温度：温度升高，磨损加剧。 8.什么是zeta电位。

2009中南大学粉末冶金原理期末试题

2009年粉末冶金原理（二）期末试卷 一术语解释：（每个5分，共20分） 1.露点：在标准大气压下，气氛中的水汽开始凝结时的温度 2.CIP：冷等静压 3.弹性后效：指粉末压坯从模腔中脱出后所出现的尺寸胀大的现象 4.烧结：粉末或粉末压坯在低于主要组分熔点的温度下，借助与原子迁移实现颗粒间连接的过程。 二．填空题：（每空1分，共20分） 1.对于存在溶解—析出的液相烧结体系，化学位较高的部位是颗粒尖角处与细颗粒，而大颗粒表面和颗粒凹陷处是化学位较低的部分。 2.在粉末压制过程中，通过颗粒的滑动和转动实现粉末颗粒的位移。 3.在瞬时液相烧结过程中，前期发生液相烧结，而后期发生固相烧结。 4.粉末压坯的强度受控于颗粒之间的结合强度、颗粒之间的接触面积与残余应力大小。 5.烧结动力学主要考察烧结过程中物质的迁移方式和过程的进行速度。 6.对金属粉末而言烧结开始的标志是烧结体强度增加、导电性提高和表面积的减少，而不是烧结体发生收缩。 7.在粉末压制的过程中，通常存在着外摩擦力和内摩擦力，前者会导致压坯密度分布不均匀。在CIP中，则无外摩擦力。 三．判断题：（10分） 1.在烧结后期，表面扩散可导致闭孔隙球化与大孔隙长大。（Y） 2.在烧结后期，晶界扩散有利于孔隙球化，而表面扩散有利于孔隙消除。（N） 3.固相烧结时孔隙始终与晶界连接。（N） 4.为了提高铁基粉末压坯的强度，通常要掺加成形剂。（N） 5.YG10 粉末可采用粉末热挤压来成形相应的棒材。（N） 6.化学活化烧结的烧结机理与晶界扩散类似。（Y） 7.在单元系粉末烧结过程中作用在烧结颈表面的拉应力大小与烧结过程无光。（N） 8.金属粉末颗粒间的烧结颈长大是颈部的过剩空位向颗粒内部扩散的结果。（Y） 9.根据双球烧结模型，粉末颗粒之间的烧结颈向颈部表面长大是因为颈部受到了拉应力的作用。（Y）10.烧结气氛仅起保护作用。（N）四．问答题：（40分） 1.理想液相烧结的三个基本条件是什么？它们在液相致密化过程中有何作用？（8分） 答：1）液相与固相之间的润湿性良好（2分）；这是液相烧结能进行的前提。液相能沿固相颗粒表面铺展、充分包覆固相颗粒，由固/液界面取代固/汽界面和液/液界面，前者有利于致密化而后者颗粒重排阻力（1分） 2）固相在液相中能有限地溶解于液相中或存在一定的溶解度（2分）可以增加液相数量和改善润湿性，降低颗粒重排阻力，便于致密化；固相颗粒表面光滑化和球化，降低颗粒重排阻力（1分） 3）足够的液相体积分数或数量（1分）；减少固/液相接触机会，降低颗粒重排阻力（1分） 2.巴尔申压制方程的三个基本假设是什么？（5分） 答：1）将粉末体看成虎克体（2分）； 2）忽略粉末颗粒加工硬化（1.5分）；

粉末冶金原理知识要点

1粉末冶金的特点： 粉末冶金在技术上和经济上具有一系列的特点。 从制取材料方面来看，粉末冶金方法能生产具有特殊性能的结构材料、功能材料和复合材料。(1)粉末冶金方法能生产普通熔炼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； 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； 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； 2)生产难熔金属材料和制品，一般要依靠粉末冶金法； 从制造机械零件方面来看，粉末冶金法制造的机械零件时一种少切削、无切削的新工艺，可以大量减少机加工量，节约金属材料，提高劳动生产率。 总之，粉末冶金法既是一种能生产具有特殊性能材料的技术，又是一种制造廉价优质机械零件的工艺。 2粉末冶金的工艺过程 （1）生产粉末。粉末的生产过程包括粉末的制取、粉料的混合等步骤。为改善粉末的成型性和可塑性通常加入汽油、橡胶或石蜡等增塑剂。 （2）压制成型。粉末在500~600MPa压力下，压成所需形状。 （3）烧结。在保护气氛的高温炉或真空炉中进行。烧结不同于金属熔化，烧结时至少有一种元素仍处于固态。烧结过程中粉末颗粒间通过扩散、再结晶、熔焊、化合、溶解等一系列的物理化学过程，成为具有一定孔隙度的冶金产品。 （4）后处理。一般情况下，烧结好的制件可直接使用。但对于某些尺寸要求精度高并且有高的硬度、耐磨性的制件还要进行烧结后处理。后处理包括精压、滚压、挤压、淬火、表面淬火、浸油、及熔渗等。 现代粉末冶金的主要工艺过程 生产粉末 制坯 烧结 3、粉末冶金发展中的三个重要标志： 第一是克服了难熔金属（如钨、钼等）熔铸过程中产生的困难 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 第三是向更高级的新材料新工艺发展。 4、怎样理解“粉末冶金技术既古老又年轻”？ 粉末冶金是一项新兴技术，但也是一项古老技术。根据考古学资料，远在纪元前3000年左右，埃及人就在一种风箱中用碳还原氧化铁得到海绵铁，经高温锻造制成致密块，再锤打成铁的器件。3世纪时，印度的铁匠用此种方法制造了“德里柱”，重达6.5t。 19世纪初，相继在俄罗斯和英国出现将铂粉经冷压、烧结，再进行热锻得致密铂，并加工成铂制品的工艺〃19世纪50年代出现了铂的熔炼法后，这种粉末冶金工艺便停止应用，但它对现代粉末冶金工艺打下了良好的基础。 直到1909年库利奇(W. D. Coolidge)的电灯钨丝问世后，粉末冶金才得到了迅速的发展。 5、粉末冶金在现代工业中的应用情况 高性能结构材料、金属陶瓷、超导材料、非晶态材料、纳米材料、复合材料、多孔材料 粉末冶金在解决材料领域问题的范围是很广泛的。就材料成分而言，有铁基粉末冶金、有色金属粉末冶金、稀有金属粉末冶金等。就材料性能而言，既有多孔材料，又有致密材料；既有硬质材料，又有很软的材料，既有重合金，也有很轻的泡沫材料；既有磁性材料，也有其他性能材料。就材料类型而言，既有金属材料，又有复合材料。复合