粉末冶金考卷

一、名詞講解：（20分，每題2分）臨界轉速比表面積一次顆粒離解壓電化當量氣相遷移顆粒密度比形狀因子二、解析談論：（25分）1粉末冶金技術有何重要優(yōu)缺點，并舉例說明。（10分）2解析粉末粒度、粉末面貌與松裝密度之間的關系。（10分）3、解析為什么要采用藍鎢作為還原制備鎢粉的原料（5分）三、解析計算：（30分，每題10分）1機械研磨制備鐵粉時，將初始粒度為200微米的粉末研磨至100微米需要5個小時，問進一步將粉末粒度減少至50微米，需要多少小時提示W=g（Dfa-Dia），a=-2在低壓氣體霧化制材時，直徑1mm的顆粒，需要行走10米和花去4秒鐘進行固化，那么在同樣條件下，100μm粒度顆粒需要多長時間固化：計算時需要作何種假設。、同樣外徑球型鎳粉末沉降解析，沉降桶高度100mm，設一種為直徑100微米實心顆粒，一種為有內徑為60的空心粉末，求他們的在水中的沉降時間。d理=8.9g/cm3，介質黏度η=1x10-2Pa·S四、問答：（25分）1氣體霧化制粉過程可分解為幾個地域，每個地域的特點是什么（10分）熔體粘度，擴散速率，形核速率，以及固相長大速率都與過冷度相關，它們各自對霧化粉末顯微結構的作用怎樣（15分）一、名詞講解：粉末加工硬化，二流霧化，假合金，二次顆粒，保護氣氛（10分）松裝密度，成形性，粉末粒度，粉末流動性，粉末比表面積，（10分）二、解析談論：11、與傳統加工方法比較，粉末冶金技術有何重要優(yōu)缺點，試舉例說明。（20分）2、氣體霧化制粉過程中，有哪些因素控制粉末粒度（10分）3、解析粉末粒度、粉末面貌與松裝密度之間的關系。（10分）三、解析計算：1、經氫氣還原氧化鐵制備還原鐵粉：FeO+H2=Fe+H2O平衡常數：LgKp=-1000/T+,Kp=PH2O/PH2談論還原溫度分別為500oC，600oC，700oC時，平衡常數變化趨勢和溫度對還原的影響。15分）2、若用鎳離子濃度為24克/每升（g/L）的硝酸鎳溶液作為電解液制取鎳粉時，最少需要多大的電流密度才可以獲得松弛粉末（15分）假設K=四、談論題：1、用比表面吸附方法測試粉末粒度的基根源理是什么（10分）一、名詞講解：臨界轉速，孔隙度，比表面積，松裝密度，標準篩（10分）彈性后效，單軸壓制，密度等高線，壓縮性，合批：（10分）二、解析談論：1、解析粉末冶金過程中是哪一個階段提高資料利用率，為什么試舉例說明。（10分）2、氣體霧化制粉過程可分解為幾個地域，每個地域的特點是什么（10分）3、分別解析單軸壓制和等靜壓制的差別及應力特點，并比較熱壓與熱等靜壓的差別。（10分）4、解析還原制備鎢粉的原理和鎢粉顆粒長大的因素。（10分）三、解析計算：、一壓坯高度是直徑的三倍，壓力自上而下單向壓制，在壓坯三分之二高度處壓力只有壓坯頂部壓力的四分之三，求壓制壓力為500Mpa時，壓坯三分之一高度和壓坯低部的壓制壓力（10分）22、若用鎳離子濃度為12克/每摩爾（g/mol）的硝酸鎳做電解液制取鎳粉時，最少需要多大的電流密度才可以獲得松弛粉末（10分）四、問答：1、什么是假合金，怎樣才能獲得假合金（10分）2、氧化鐵氫還原方法制備還原鐵粉：FeO+H2=Fe+H2O平衡常數：LgKp=-1000/T+,Kp=PH2O/PH2談論還原溫度分別為500oC，600oC，700oC時，平衡常數變化趨勢和溫度對還原的影響。10分）一、名詞講解：臨界轉速，霧化介質，活化能，平衡常數，電化當量，篩（10分）孔隙度，比表面積，松裝密度，標準，粒度分布二、解析談論：1、氣體霧化制粉過程可分解為幾個地域，每個地域的特點是什么（10分）、碳直接還原氧化鐵制備鐵粉時熱力學條件以下列圖，說明圖中各條曲線的含義，表示各相牢固存在地域并談論氧化亞鐵還原成鐵粉的條件。（10分）3、解析還原制備鎢粉的原理和鎢粉顆粒長大的因素。（20分）三、解析計算：1機械研磨制備鐵粉時，將初始粒度為300微米的粉末研磨至110微米需要8個小時，問進一步將粉末粒度減少至75微米，需要多少小時（10分）提示W=g（Dfa-Dia），a=-22、若用鎳離子濃度為12克/每摩爾（g/mol）的硝酸鎳做電解液制取鎳粉時，最少需要多大的電流密度才可以獲得松弛粉末假設a=1（10分）四、問答：1、為什么采用環(huán)縫形噴嘴簡單引起露嘴擁堵,采用什么方法可以解決這一問題（10分）2、氧化鎢氫還原方法制備還原鐵粉：3WO2+2H2=W+2H2O平衡常數：LgKp=-3225/T+,Kp=PH2O/PH2談論還原溫度分別為700oC，800oC，900oC時，平衡常數變化趨勢和溫度對還原的影響。（10分）粉末冶金原理課程綜合試題答案一、名詞講解：臨界轉速，霧化介質，活化能，平衡常數，電化當量，篩（10分）臨界轉速：機械研磨時，使球磨筒內小球沿筒壁運動可以正好經過極點地址而不發(fā)生拋落時，筒體的轉動速度；霧化介質：霧化制粉時，用來沖吉破碎金屬流柱的高壓液體或高壓氣體稱為霧化介質；活化能：發(fā)生物理或化學反應時，形成中間絡合物所需要的能量稱為活化能平衡常數：在某一溫度，某一壓力下，反應達到平衡時，生成物氣體分壓與反應物氣體分壓之比稱為平衡常數；電化當量：克當量與法拉第常數之比稱為電化當量孔隙度，比表面積，松裝密度，標準，粒度分布孔隙度：粉體或壓坯中孔隙體積與粉體體積或壓坯體積之比；比表面積：單位質量或單位體積粉末擁有的表面積松裝密度：粉末自由充滿規(guī)定的容積內所擁有的粉末重量成為松裝密度標準篩：用篩解析法測量粉末粒度時采用的一套按必然模數（根號2）金屬網篩粒度分布：必然體積或必然重量（必然數量）粉末中各種粒徑粉末體積（重量、數量）占粉末總量的百分數的表達稱為粒度分布。二、解析談論：1、氣體霧化制粉過程可分解為幾個地域，每個地域的特點是什么（10分）解：4氣體霧化制粉過程可分解為金屬液流紊流區(qū)，原始液滴形成區(qū)，有效霧化區(qū)和冷卻區(qū)等四個地域。其特點以下：金屬液流紊流區(qū)：金屬液流在霧化氣體的回流作用下，金屬流柱流動碰到阻攔，破壞了層流狀態(tài)，產生紊流；原始液滴形成區(qū)：由于下端霧化氣體的沖刷，對紊流金屬液流產生牽張作用，金屬流柱被拉斷，形成帶狀-管狀原始液滴；有效霧化區(qū)：音高速運動霧化氣體攜帶大量動能對形成帶狀-管狀原始液滴的沖擊，使之破碎，成為渺小金屬液滴；冷卻區(qū)。此時，渺小液滴走開有效霧化區(qū)，冷卻，并由于表面張力作用逐漸球化。、碳直接還原氧化鐵制備鐵粉時熱力學條件以下列圖，說明圖中各條曲線的含義，表示各相牢固存在地域并談論氧化亞鐵還原成鐵粉的條件。（10分）解：b曲線：Fe3O4被還原成FeO的反應平衡曲線；c曲線：FeO被還原成Fe的反應平衡曲線；d曲線：Fe3O4被還原成Fe的反應平衡曲線。與b、c訂交的曲線為碳氧化反應的平衡曲線在do，oc線以上Fe牢固存在；do，ob線以下部分Fe3O4牢固存在，在ob、oc線之間FeO牢固存在；只有當溫度高于碳的氧化反應平衡曲線與FeO被還原成Fe的反應平衡曲線的焦點溫度時，氣相中的CO百分含量（濃度）才能使FeO被還原成Fe；即溫度高于680oC，CO的百分含量高出61%。3、解析還原制備鎢粉的原理和鎢粉顆粒長大的因素。（20分）解：鎢粉由氫氣還原氧化鎢粉的過程制得，還原過程中氧化物自高價向低價轉變，最后還原成鎢粉，WO3—WO2—W；其中還有WO2。90—WO2。72等氧化物形式。由于當溫度高于550度時，氫氣即可還原WO3，由于當溫度高于700度時，氫氣即可還原WO2。由于在這種條件下水分子的氧離解壓小于WO3，WO2離解壓，水分子相對牢固，WO3，WO2被還原，同時由于溫度的作用，松弛粉末中還原產物簡單經擴散排走，還原動力學條件滿足，致使氧化鎢被氫氣還原；由于WO3，和WO2在含有水分子的氫氣中擁有較大的揮發(fā)壓，而且還原溫度越高，揮發(fā)壓越大，進入氣相中的氧化鎢被還原后，沉降在以還原的鎢粉顆粒上致使鎢粉顆粒長大。粉末在高溫區(qū)停留的時間長也會因原子遷移致使鎢粉顆粒長大。氫氣濕度大，致使WO3和WO2細顆粒進入氣相，也是致使鎢粉顆粒長大的重要因素。5三、解析計算：1、機械研磨制備鐵粉時，將初始粒度為300微米的粉末研磨至110微米需要8個小時，問進一步將粉末粒度減少至75微米，需要多少小時（10分）提示W=g（Dfa-Dia），a=-2解：依照已知條件W1=g（Dfa-Dia）=（）,初始研磨所做的功W2=g（Dfa-Dia）=（75-2-110-2）進一步研磨所做的功W1/W2=t1/t2,t2=t1(W2/W1)=11小時2、若用鎳離子濃度為12克/每摩爾（g/mol）的硝酸鎳做電解液制取鎳粉時，最少需要多大的電流密度才可以獲得松弛粉末假設a=1（10分）解：鎳離子濃度為12克/每升（g/L）時等于12/=L,既c=L,并已知a=1由i=1/aC,I=1x=A/cm2=20。51A/dm2最少需要電流密度等于16。4A/dm2才可以獲得松弛粉末.四、問答：1、為什么采用環(huán)縫形噴嘴簡單引起露嘴擁堵,采用什么方法可以解決這一問題（10分）解：當采用環(huán)縫形噴嘴時,由于錐型的氣流形成密閉的空間,致使金屬流柱下流受阻,而擁堵噴嘴.采用v型噴嘴可以解決這一問題。2、氧化鎢氫還原方法制備還原鐵粉：WO2+2H2=W+2H2O平衡常數：LgKp=-3225/T+,Kp=PH2O/PH2談論還原溫度分別為700oC，800oC，900oC時，平衡常數變化趨勢和溫度對還原的影響。（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=計算表示,溫度月高,平衡常數值越大(正),說明隨還原溫度提高,氣氛中的H2O比率可越大,氫氣中水蒸氣含量提高,提高溫度有利于還原進行。7一、名詞講解：臨界轉速，孔隙度，比表面積，松裝密度，標準篩（10分）彈性后效，單軸壓制，密度等高線，壓縮性，合批（10分）二、解析談論：1、解析粉末冶金過程中是哪一個階段提高資料利用率，為什么試舉例說明。（10分）2、氣體霧化制粉過程可分解為幾個地域，每個地域的特點是什么（10分）3、分別解析單軸壓制和等靜壓制的差別及應力特點，并比較熱壓與熱等靜壓的差別。（10分）4、解析還原制備鎢粉的原理和鎢粉顆粒長大的因素。（10分）三、解析計算：、一壓坯高度是直徑的三倍，壓力自上而下單向壓制，在壓坯三分之二高度處壓力只有壓坯頂部壓力的四分之三，求壓制壓力為500Mpa時，壓坯三分之一高度和壓坯低部的壓制壓力（10分）2、若用鎳離子濃度為12克/每摩爾（g/mol）的硝酸鎳做電解液制取鎳粉時，最少需要多大的電流密度才可以獲得松弛粉末（10分）四、問答：1什么是假合金，怎樣才能獲得假合金（10分）用氧化鐵氫還原方法制備還原鐵粉：FeO+H2=Fe+H2O平衡常數：LgKp=-1000/T+,Kp=PH2O/PH2談論還原溫度分別為500oC，600oC，700oC時，平衡常數變化趨勢和溫度對還原的影響。（10分）8一、名詞講解：加工硬化，二流霧化，假合金，二次顆粒，保護氣氛（10分）松裝密度，成型性，粉末粒度，粉末流動性，比表面積，（10分）二、解析談論：1、與傳統加工方法比較，粉末冶金技術有何重要優(yōu)缺點，試舉例說明。（10分）2、氣體霧化制粉過程中，有哪些因素控制粉末粒度（10分）、解析單軸壓制和冷等靜壓制時摩擦壓力的不同樣，并比較單軸壓制模具與冷等靜壓制模具的根本差別。（10分）4、解析還原制備鐵粉的原理和鐵粉顆粒長大的因素。（10分）三、解析計算：1、一壓力自上而下單向壓制，壓坯直徑等于2厘米，要求單位壓力達到2噸/平方厘