粉末制备习题* 粉末冶金产品在汽车工业中有许多用途，请列举三种汽车用粉末冶金产品。

* 有什么方法可以取代粉末冶金技术制备钨灯丝，为什么电熔断器中不采用钨灯丝材料。

* 粉末冶金一度称为金属陶瓷( Metal ceiamics) ，是什么工序类似于陶瓷产品制备。

* 粉末冶金与陶瓷的主要差别是什么？这些差别是如何影响过程的。

* 粉末冶金的定义是什么？* 粉末冶金的工程含义是什么？* 减少加工成本是粉末冶金产品过程的重要方面，要求减少模具结构误差，以确保产品尺寸精度与性能，在什么步骤上有利于减少产品加工成本（净静成形技术）* 金属基复合材料，如 SiC 纤维强化铝合金，是粉末冶金应用的领域，你能说明复合材料制备方法吗？* 在水雾化制粉时，怎样获得球形颗粒。

* 雾化青铜粉末经气流研磨成碟状。

①如何测试该碟状粉末的粒度。

②改变碟状粉末厚度的方法。

③哪些工艺参数有助于获得碟状粉末。

* 用气体雾化制备合金粉末，雾化融液金属温度略高于液相线，对于粒径为100μm的颗粒，固化时间为0.04s，估算在同样条件下10μm粒径粉末颗粒的固化时间。

* 采用水平雾化时，发现所得粉末颗粒太小，不适合后续的工序，建议改变三个过程参数以增大粒径。

* 在气体雾化时，如果颗粒尺寸随融体粘度增加而增大，粒度对颗粒形状会有何种作用？高的过热温度会有利于形成球形颗粒吗？* 离心雾化粉末通常有双峰形粒度分布曲线，讨论产生这种结果的原因。

* 分别用水雾化，气体雾化和还原方法制备Cμ粉（理论密度=8.9g/cm3），测试指数如下：性能 A B C平均粒度μm 48 25 40松装密度g/cm3 2.8 1.7 4.4振实密度g/cm3 3.3 2.4 4.7流速 s/50g 32 50 21BET表面积m2/g 0.014 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）1/2 r 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2.6 g/cm3，用 20%的细粉混合之后，松装密度达到了2.8 g/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4.5 g/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--4 g/cm/s， Mo理论密度：10.2 g/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=2.7 g/cm3，水的1.0 g/cm3，水的粘度=10-2 g/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7.86 g/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=1.8×10-4 g/s/cm。

空气密度=10-3 g/cm3，Pb理论密度=11.4 g/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1013 Pa · 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（arm space）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：24 J/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0.5 m3，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）。

* 在什么样的条件球化时间小于固化时间。

* 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MPa4 905.9 1183.6 1602.8 186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 40 μm ，球磨 5 小时后，平均粒度为 22 μm ，问进一号研磨到粒径为 10 μ m ，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/cm 3 压坯密度 g/cm 30.0 2.78 6.590.5 2.75 6.681.02.73 6.482.0 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/cm 3 ，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， D Fe /D Ni 的颗粒粒径比为多少？* 计算含 0.11wt% 水分的 20 μ m 不锈钢粉混合物的结合温度，该粉末的振实密度为 5g/cm 3 ，Pynomefer 密度为 8g/cm 3 ，水的密度为 1g/cm 3 ，水的表面能为 0.073J/cm 2 ，请推出一个不会因手工搬动损坏的压坯尺寸。