粉末冶金原理习题库文档格式.docx

1、振实密度g/cm3 3.3 2.4 4.7 流速 s/50g 32 50 21 BET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40m、直径5.3m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10m减少到粒径1m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

2、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，100m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？ =（2Er/D）1/2 r 缺陷尺寸 D 粒径，E 弹性模量， 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40m（重量法）， Ray分析中

3、25%为非晶粉末；该粉末经400目过筛， 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120m，估算在这一粉体样品中大约有多少颗粉末（Ni（）=8.9g/cm3）。 用筛分析测量粉体粒度，粉末颗粒为椭球形，长径120m ，短径60m，问那个粉末的尺寸与筛网尺寸相符合。 对于边长为3m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

4、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=1.810-4 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

5、粉表面的氧化物可用来形成弥散强化质点，对于直径为10m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13m，用沉降天平分析平均粒

6、度为28m，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54m，第二组为75m，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10m直径的Pb粉，维持在一定高度，（与重力平衡），空气粘度=1.810-4 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

7、，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： （Pa s）=510-5e（3000/T） 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40m，枝晶间距（arm space）为1.9m，如果该颗粒直径减少到20m，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

8、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25m直径滴（1300）的固化时间（温度从130075）。 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20m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

9、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100m的粉末，固化时间为0.04s，枝晶间距为3m，计算直径为10m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10m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

10、化如下：晶粒m 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 40 m ，球磨 5 小时后，平均粒度为 22 m ，问进一号研磨到粒径为 10 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 3 0.0 2.78 6.59

11、 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

12、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 m 不锈钢粉混合物的结合

13、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。 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 2.6 g/cm 3 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 20 m 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（ 20 m ）球形颗粒

14、随机排列，孔隙尺寸（孔隙度）可能有多少？ 直径为 100 m 的球形颗粒随机排列，在 1 m 3 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 2.4 g/cm 3 （理论密度为 8.9 g/cm 3 ）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 2.7 g/cm 3 ，压坯密度为 6.5 g/cm 3 ，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

15、 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 0.95 g/cm 3 . 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

16、，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 5 m 的 Mo 粉，与模具壁之间的摩擦系数等于

17、 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

18、 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

19、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 Superficial velocot

20、y ， P 0 降为一个大气（降到环境压力） P 2 -P 1 =1 ，该材料的透过系数等于 7*10 -13 m 2 ，惰性系数等于 2*10 -7 m ，空温条件下空气粘度等于 1.8*10 -5 kg/ms ，密度为 1.2kg/m 3 。 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 19 0.40 15 0.15 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

21、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，

22、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

23、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 L 2 ，假定 sr 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

24、）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 sr ，导出能够继续孔隙收缩养活能量的 sr/ sr 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 40 m 或晶粒尺寸为 113 m 的 tetsakxidecahealron 晶

25、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 sr 通常会减少，假设其它界面能维持不变，二面角和接触角（ dihedral angle ail cknfacf aagle ）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）

26、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 82 -8Mo-8Ni-2Fe 合金体系时所获：时间（分钟） 晶粒尺寸（ m ） 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 50 m 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