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振实密度g/cm3 3.3 2.4 4.7
流速s/50g 32 50 21
BET表面积m2/g0.014 0.063 0.017
区分数据全所对应的制备方法,且分析求证你的答案。
当用电解法制备合金粉末时(如黄铜“铜—锌合金”),会遇到什么困难?
在旋转圆盘雾化时,首先形成了长40μm、直径5.3μm圆筒体,能形成几个等尺寸的球形颗粒。
如果该薄片圆筒体分开时,能形成几个等直径的球形颗粒(设表面能维持不变)
为什么不能采用H2还原氧化Al制备Al粉?
球磨脆性粉末时,输入的总功与粉末粒径的1/2方成正比,当粉末由10μm减少到粒径1μm时,能量变化有多大?
提供一种原因释气体雾化时,如果平均粉末粒度减少,粒度分布区域将会变窄。
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。
金属学化合物比其对应的金属易于粉碎,关键原因是什么?
σ=(2Er/D)1/2r缺陷尺寸
D粒径,E弹性模量,σ集冲出应力
W-Cu复合粉末在搅拌球磨机中120rpm条件下研磨4小时,如果要在1小时条件下也获得相同的粒径,那么速度应该是多少?
在气体雾化时,选择雾化条件,哪一个参数对颗粒尺寸最大,为什么?
为什么非晶粉末难于成形(与多晶粉末比较)。
一气体雾化粉末,平均粒径为40μm(重量法),χ—Ray分析中25%为非晶粉末;
该粉末经400目过筛,χ—Ray复检时发现-400目的粉末中有40%的非晶粉末。
a.在+400目部分材料中非晶粉是多少?
b.为什么会有大的非晶颗粒和结晶颗粒?
粉末表征习题
使用200g粉末测量粒度(Ni粉),测得平均粒度为120μm,估算在这一粉体样品中大约有多少颗粉末(Ni(ρ)=8.9g/cm3)。
用筛分析测量粉体粒度,粉末颗粒为椭球形,长径120μm,短径60μm,问那个粉末的尺寸与筛网尺寸相符合。
对于边长为3μm的立方形颗粒:
a.它的当量球形表面直径是多少?
b.它的当量球形体积直径是多少?
筛分析铁粉成-325目和-100/+200目一个部分,粗粉部分的松装密度是2.6g/cm3,用20%的细粉混合之后,松装密度达到了2.8g/cm3,为什么?
空气透过长1cm,横截面为1cm2的Mo粉样品(松装密度为4.5g/cm3),压降为1气压(2个大气压降为1个大气压),流速为0.15cm/s,问当量球体直径是多少?
(空均粘度=1.8×
10--4g/cm/s,Mo理论密度:
10.2g/cm3,)
粉末的何种性质造成透过法测量表面积和吸附法测量表面积的差异。
解释:
当振实密度(Tapdensilg)对松装密度的比值增加时,为什么会增加在Hall流速仪中测定的流经时间?
(松装密度小,粉末形状,振实密度相对于松装密度之比增加,所需流经的时间增加)。
Al粉表面的氧化物可用来形成弥散强化质点,对于直径为10μm氧化层厚度为25nm,氧化物弥散质量的体积百分数大约为多少?
用Stokesian定律测量粉末粒度时,为什么要求雷诺数略低于1.0,对于球形Al粉分析,能分析的最大粒径为多少?
(Al=2.7g/cm3,水的1.0g/cm3,水的粘度=10-2g/s/cm)。
振实密度与松装密度之比,暗含有形状因素,讨论粉末形状和粒度对该比值的影响。
建立一个测检进厂粉末的质量控制流程图,流程图中的步骤应包括最少的但是有效的部分,以确保粉末的重复性和可靠性,设粉末为-100目。
一分散性良好的粉末用光学显微镜观察,平均粒度为13μm,用沉降天平分析平均粒度为28μm,讨论造成如此差别的原因。
2实验小组采用同一样品进行筛分析,第一组是平均颗粒粒径为54μm,第二组为75μm,为什么会存在这种误差,假设其原因。
10克+325-270目铁粉,大约有多少个粉末颗粒,表面积有多大,铁理论密度为7.86g/cm3。
计算一空气向上流动的速度可使10μm直径的Pb粉,维持在一定高度,(与重力平衡),空气粘度=1.8×
10-4g/s/cm。
空气密度=10-3g/cm3,Pb理论密度=11.4g/cm3。
如何将一钢粉与锡粉混合之后再行分离?
机械合金化是如何制备非晶粉末的?
需要何种相图条件和过程条件。
硼被用来产生非晶金属,为什么B具有这种性质?
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?
合金冷却时,晶体形核速率与粘度成反比,粘度与过冷度的为:
η(Pa·
s)=5×
10-5e(3000/σT)粘度为1013Pa·
s,如果熔体刚化,那么过冷度为多大时,能够冷却成玻璃相(非晶)
一粉末为40μm,枝晶间距(armspace)为1.9μm,如果该颗粒直径减少到20μm,计算枝晶间距是多少?
对于共晶合金,枝晶间距大致上与过冷度成反比,固液表面变化速度与过冷度的平方成正比,在大过冷度的条件下,哪种因素起决定作用,接下来会发生什么现象(或过程)
物理性质为:
密度=8g/cm3,原子量50/mol,热容:
24J/mol/℃,固化温度:
1150℃,熔解热:
16KJ/mol,用750℃气体,导热系数等于104J/(m2sC)从气体进行雾化时,计算一个25μm直径滴(1300℃)的固化时间(温度从1300℃→75℃)。
在上述雾化条件下,假设喷嘴处的液滴具有初速度为0.5Km/s,那么在固化前,它能飞行多远?
假设气氛不产生粘性张力。
在什么样的条件球化时间小于固化时间。
一筒压力为14MPa(压力不变)氩气雾化1公斤表面能为1.2J/m2粉末,直径20μm的金属液滴,需气体体积为0.5m3,问因气体减压转化成粉末新表面的能量转化率有多大?
设为理想气体状态,金属度为8g/cm3,adiabafic气体膨胀功率于Rtln(P2/P1)。
在略高于液相温度条件下熔化一合金粉末,对于直径为100μm的粉末,固化时间为0.04s,枝晶间距为3μm,计算直径为10μm颗粒的固化时间和枝晶间距。
解释为什么非晶结构的防腐性能优于多晶体结构(同样组成)。
对于粒径为1mm的液滴,固化时间为4s且飞行10米,在同样条件下,如果制备10μm粒径的雾化粉末,冷却室的尺寸应设计为多大?
计算应作何假设。
一粒径为100nm铜粉表面形成CuO,即表面层为氧覆盖,问氧从体积%是多少?
设计一铁基多晶材料,晶界尺寸为1.2nm,如果该材料有20%从原子处于晶处,计算晶粒尺寸(及晶粒为还应高到)
一弥散强化复合材料屈服强度随第二相尺寸变化如下:
晶粒μm 屈服强度MPa
4 90
5.9 118
3.6 160
2.8 186
如果用第二相为200nm粉末制备复合材料,固体屈服强度是多少?
在超真空条件下发现金粉颗粒有团聚现象,为什么?
一黄铜粉末,初始粒径为40μm,球磨5小时后,平均粒度为22μm,问进一号研磨到粒径为10μm,需要多少时间?
粉末成形技术习题
区分成形剂和润滑剂的作用。
添加润滑剂的有害作用是什么?
-100目+325目电铜粉是松装密度,以及随硝酸含量没变的压坯密度(350MPa成形压力)的数据。
重量wo% 松装密度g/cm3
压坯密度g/cm3
0.0 2.78 6.59
0.5 2.75 6.68
1.0 2.73 6.48
2.0 2.63 6.37
解释为什么松装密度会随着润滑剂百分含量增加而增加?
解释为什么压坯密度随润滑剂改变是非线性变化?
润滑剂对于离心雾化的粉末会产生何种影响?
采用10个随机样品分析混合均匀性,分别经10分钟和30分钟混合后。
对于长45cm,中心直径为35cm的双锥形混料器,最高旋转速度是多少为好?
软金属(锡)建议用作改进压坯密度的粉结剂,如使用这种粉结剂,会产生什么问题(不易去除)。
铁粉理论密度为7.86g/cm2,松装密度为3.04g/cm3,与1wt%酸锌均匀混合,问混合物的理论密度是多少?
并估算松装密度。
由混合方法准备Fe-2%Cu合金,铁粉与水雾化方法制得,5%为+100目,20%为-325目,25%为-100+325。
钼粉由还原方法制备,-100目100%,-325%目44%;
计算每g铜粉所具有非颗粒数,如果该混合料比重为6.8g/cm3,问每个铜粉之间的平均间距有多大?
在Fe-8%Ni合中,如果每个Fe颗粒都至少与一个Ni粒相邻(接触)的可性为50%,假设颗粒接触相当数为8,那么,DFe/DNi的颗粒粒径比为多少?
计算含0.11wt%水分的20μm不锈钢粉混合物的结合温度,该粉末的振实密度为5g/cm3,Pynomefer密度为8g/cm3,水的密度为1g/cm3,水的表面能为0.073J/cm2,请推出一个不会因手工搬动损坏的压坯尺寸。
有一种干燥粉末,产生流动剪切应力只有表现应力的1/2,请问该粉末的自然堆集角是多少?
添加硬脂酸作润滑剂后,理论密度等于2.6g/cm3的银粉末被压制到85%的理论密度如果孔隙饱和度小于75%,润滑剂加入和最大量是多少?
如果以直径为20μm的球型颗粒,排列成立方结构(每角一个球体),那么,在留下的间隙中,能塞下,最大直径为多少的球形颗粒。
如果该(20μm)球形颗粒随机排列,孔隙尺寸(孔隙度)可能有多少?
直径为100μm的球形颗粒随机排列,在1m3的立方体中达到64%的真
填充密度,问需要多少这种球形颗粒,以及颗粒的接触是多少?
一松装密度为2.4g/cm3(理论密度为8.9g/cm3)的铜粉成形后,压坯孔隙度为20%,润滑剂最多量为20Vol%,问若用该脂酸作润滑剂,在本例中能加入的最大量为多少?
不锈钢粉松装密度为2.7g/cm3,压坯密度为6.5g/cm3,问压缩是多少?
当压坯为4cm高时,粉末装填高度是多少?
简述一种维持压坯密度不变,压坯强度得以提高的方法。
一长方体压坯,尺寸分别为20cm,1cm,和0.2cm,为得到最佳压制性能,请画出模具简图和决定压制方向。
球形粉末往往表现出较低压坯强度,解释其原因,并建议改进压坯强度的粉末处理方法。
一粉末与粘剂的混合体,粘度为50Pa.s,在150℃,模压成形为长32mm,宽12mm,厚6mm的状压坯,如果最大填充时间为0.2秒,问最大脱模压力为多少?
在分别由合金钢粉和铁含量混合粉末成形时,哪种粉末易于成形(其它条件相同)。
98%Fe粉与2%Ni(经由添加密度为0.95g/cm3.混合后)相对密度为65%,Fe,Ni和粘结剂的量各为多少?
采用亚微米粉末模压成形,脱模后发现有分层裂纹:
改变何种粉末性质可以防止分层性裂纹。
何种润滑剂最合适。
采用冷等静压是否可以消除分层裂纹。
一压坯外径为D,内径为d,单面压制,以此压坯为条件,演算(推)一个与6.11相似的议程。
对于一给定的粉末,为何等静压的密度会高于模压密度。
当压坯密度大于75%后,压坯中的气体压力与压制压力成线性影像,该压坯中心气体压力在脱模过程中会产生裂纹吗?
空气雾化铅在较低压力下就得高密度,280Mpa,90%相对密度,如果当铅粉表面所成氯化物,且具有较大体积含量,其结果会怎样呢?
对于强度值较高的粉末,如直径5μm的Mo粉,与模具壁之间的摩擦系数等于0.3,压缩比为0.5,(轴的径度相同),当压坯直径为1cm,高度为2cm,松装密度为2.8g/cm3,(理论密度为10.2g/cm3)压力为500Mpa,作图表示:
单向压制时压力分布随密度变化(压坯密度)。
双向压制时压力分布随高度变化。
图示,压坯强度在双向压制时,随压坯高度变化。
一不规则铜粉成形时(-200目),压坯性能随压制压力改变,所得数据如下:
压力Mpa
压坯密度相对密度
压坯强度Mpa
1.0
63.3
4.4
220
74.7
18.4
330
81.4
23.1
440
85.6
35.6
550
89.0
45.3
660
91.1
49.8
以压坯密度对压制压力作用,建立一个模型使该模型计算的数据与上述数据相接近。
建立压坯密度与压坯强度间的关系。
统计粉末特性,控制了这一压制试验后果。
三种粉末运行模后,压力为440Mpa;
Ti粉-325目,不锈钢-325目,铜粉-100目,哪种粉末会具有最高压坯强度,为什么?
一具有2个台阶的压坯投影尺寸为25mm×
25mm,厚度分别为1.2和12mm,如果使用模具压制成形,粉末相对密度为52%,压制密度要达到94%,理论密度,问填粉高度应为多少?
提相对运动是多大才能确保密度均一,该产品可成形方法制备吗?
如果要获得均一的密度分布,在压制多平台的产品时,可能会出现什么问题,该如何解决。
就成形简单形状的产品来说,粉末连续盛开具有明显优势,连续成形或致密化过程的方法及过程有何特点:
在致密化之前粉末有何特性要求,工艺参数主要是什么,基本过程是什么?
对于一种热膨胀参数为400PPm/℃的粘结剂,在20℃时,起始固化负荷为62vol%?
如果压制一薄壁杯形产品,将会有哪些限制,将如何解决这些问题,采用何种方法制备。
由于表面曲率,Ni粉在1300℃具有比平衡连更高的挥发压,计算如果粒径为1mm时,这种挥发压之间的差别。
采用空气计算一壁厚为10mm多孔金属材料的表面层速度[Superficialvelocoty],P0降为一个大气(降到环境压力)P2-P1=1,该材料的透过系数等于7*10-13m2,惰性系数等于2*10-7m,空温条件下空气粘度等于1.8*10-5kg/ms,密度为1.2kg/m3。
当相对密度从70%增加到100%,作图分析对应热导率、延伸率、热膨胀系数与相对密度的关系,表征何种物理性能对空隙度变化最为敏感。
测量多孔不锈钢的腐蚀性能,结果表明:
在相同的烧结条件下,密度对电化学腐蚀速率数据如下:
空隙度% 电流uA
190. 40
150. 15
1.提出非线性空隙度对腐蚀速度的影响速率。
2.当空隙度不改变,提高烧结温度有否可能减少腐蚀速率。
3.采用真空烧结,对材料可能产生什么影响。
金属陶瓷复合材料,含10%陶瓷相,由热等静压方法制造(混合法),密度HSP压完到100%,该金属和陶瓷从热导率分别等于350和30w/km,计算该复合材料热导率。
如何测量一具有不规则形状空隙的多孔材料的空隙度,假设该材料不能浸渍于水中。
根据表10.1中的数据,建立空隙度与密度、空隙度与延伸率的关系。
表观密度与空隙度之间又是何种数学关系呢?
就简单测试而言,透过率是如何测定的?
根据表1013中的数据,建立粉末冶金铜制品电学和热导率相对应关系。
测定冷煅和热熔铝合金力学性能,在每种煅次,热煅性能都优于冷煅性能,热煅后,屈服强度255对214MPA(冷煅),延伸率16%对8%(冷煅),根据这种结果,二者的显微结构会有何种差别呢?
给定方程10.10中的C值,使之最适合于表10.3中铜延伸数据。
压坯尺寸如下:
宽12mm,厚6mm,长32mm,测量跨距L=25mm,测三点弯曲强度,最大值为80N,计算该压坯弯强度。
粉末烧结技术习题
一铁粉压坯在890℃烧结小时后,性能高于930℃时同种压坯烧结性能(其它条件相同),解释在较低烧结时为什么会有较高的性能?
成分相同的两批粉末,在相同压力,相同烧结条件下却获得了不同的烧结性能,简述造成这种判别的三个因素。
给定烧结颈比值X/D,表面扩散对体积扩散都会促使烧结进行和减少颗粒尺寸。
一相对密度为68%的压坯,烧结后相对密度提高到89%,问什么是致辞密化参数,并计算线收缩。
在烧结初期,位错被认为是有利于烧结,请设计一实验证明这种推测。
一半径为r的球形孔洞位于晶界的中央,面积为L2,假定γsr是孔隙表面能/每单位积,比较这种状态下的能量值(无孔存在和有孔存在)
在铁基结构件粉末冶金中,希望产品烧结后没有变形,采取什么步骤可以养活收缩和变形。
在半径为γ的残余孔隙中充有惰性气体,残余孔隙分散分布在组织中,孔隙度约为1%,延长烧结时间后孔隙尺寸(直径)增加了一倍,假设孔隙中惰性气体的质量没有设定,并且压力处于平衡状态,此时烧结密度为多少?
在W-Ag电触头材料烧结时,W并不能在液体Ag中溶解,为形成液相烧结需加入何种溶加物质,为什么?
半径r,长度为l的圆柱形孔隙分布于(非连续地)在晶界上,孔之间的间距为2h,晶界能为γsr,导出能够继续孔隙收缩养活能量的γsr/γsr最大值,假设处于烧结中间,无晶粒长大。
一离氧化性钢粉在1000℃纯氢中烧结,烧结后公演分析发现,有脱碳发生,应用精确化学反应方程解释为什么会发生脱碳。
边长为40μm或晶粒尺寸为113μm的tetsakxidecahealron晶粒的体积和面积各是多少?
假定各边长度都相同(l)
随着烧结温度上升,固液表面能γsr通常会减少,假设其它界面能维持不变,二面角和接触角(dihedralangleailcknfacfaagle)将如何改变。
一烧结产品直径为10mm,相对密度为85%,那么,压坯相对密度为83%时模具尺寸应是多大?
因导电性能需要采用双向压制,一直径为1cm,长度6cm的铜棒压坯,烧结后什么位置的直径最小,为什么?
烧结球形粉末,用接触电阻变化表示烧结初始过程,以球形颗粒的点接触导电率变化模型表现烧结过程,假设导电率是由颗粒间的接触面积所控制。
采用一膨胀仪在恒定热(升沉)速率条件下进行烧结实验,作一图表示该试验中收缩和收缩率随温度改变的行为。
下述数据为导热液相烧结82ω-8Mo-8Ni-2Fe合金体系时所获:
时间(分钟)
晶粒尺寸(μm)
30
6.0
120
13.4
480
21.3
960
31.6
建立晶粒尺寸-烧结时间关系,晶粒粒化的机理是什么(不管其原始晶粒)。
粉末烧结时,对应于表面积减少的收缩参数是什么?
从这一关系曲线(收缩参数-面积)中,能得到何种烧结机理的信息?
一平均粒径为50μm的不锈钢粉压坯在纯氢中烧结,(压坯密度为58%)收缩率数据如下示,表面扩散,晶界扩散,体扩散活化能分别为225、200和290KJ/mol,从下述数据,给出烧结机理分析:
温度(℃)
时间(h)
收缩%
1050
2.0
0.62
1100
0.91
1150
1.31
1200
6.5
1.05
1.38
1.5
1.63
1.82
1250
2.4
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