粉末冶金原理课程试题 ( 答案 )
一、名词解释：
粉末加工硬化，二流雾化，假合金，二次颗粒，保护气氛 （ 10 分）
金属粉末在研磨过程中由于晶格畸变和位错密度增加，导致粉末硬度增加，变形困难的现象称为加工硬化； 由雾化介质流体与金属液流构成的雾化体系称为二流雾化；
不是根据相图规律构成的合金体系，假合金实际是混合物；
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；
为防止粉末或压坯在高温处理过程发生氧化而向体系因入还原性气体或真空条件称为保护气氛；
松装密度，成形性，粉末粒度，粉末流动性，粉末比表面积， （ 10 分）
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
粉末在经模压之后保持形状的能力
一定质量（一定体积）或一定数量的粉末的平均颗粒尺寸成为粉末粒度
一克质量或一定体积的粉末所具有的表面积与其质量或体积的比值称为比表面积
50 克粉末流经标准漏斗所需要的时间称为粉末比表面积。
二、分析讨论 ：
1 、与传统加工方法比较，粉末冶金技术有何重要优缺点，试举例说明。（ 20 分）
解 :
优点：材料利用率高，加工成本较低，节省劳动率，可以获得具有特殊性能的材料或产品，
缺点：由于产品中孔隙存在，与传统加工方法相比，材料性能较差
例子：铜 — 钨假合金制造，这是用传统方法不能获得的材料；
2 、气体雾化制粉过程中，有哪些因素控制粉末粒度？（ 10 分）
二流之间的夹角，夹角越大，雾化介质对金属流柱的冲击作用越强，得到的粉末越细；
采用液体雾化介质时，由于质量大于气体雾化介质，携带的能量大，得到的粉末越细；
金属流柱直径小，获得粉末粒度小；
金属温度越高，金属熔体黏度小，易于破碎，所得粉末细小；
3 、分析粉末粒度、粉末形貌与松装密度之间的关系。（ 10 分）
解 :
粉末平均粒度越小，粉末形貌越复杂，粉末颗粒之间以及粉末表面留下空隙越大，松装密度越小；
粉末平均粒度越小，粉末形貌越复杂，粉末颗粒之间的运动摩擦阻力越大，流动性越差，松装密度越小。
三、分析计算：
1 、 经氢气还原氧化铁制备还原铁粉：
FeO+H 2 =Fe+H 2 O
平衡常数： LgKp=-1000/T+0.5, Kp=P H2O /P H2
讨论还原温度分别为 500 o C ， 600 o C ， 700 o C 时，平衡常数变化趋势和温度对还原的影响。（ 15 分）
解 :
T= 773 LgKp=-1000/773+0.5=-0.8, Kp=PH 2 O/PH 2 =
T =873 LgKp=-1000/873+0.5=-0.65, Kp=PH 2 O/PH 2 =
T =973 LgKp=-1000/973+0.5=-0.53, Kp=PH 2 O/PH 2 =
计算表明 , 温度月高 , 平衡常数值越大 ( 正 ), 说明随还原温度提高 , 气氛中的 H2O 比例可越大 , 氢气中水蒸气含量提高 , 提高温度有利于还原进行。
2 、 若用镍离子浓度为 24 克 / 每升（ g/L ）的硝酸镍溶液作为电解液制取镍粉时，至少需要多大的电流密度才能够获得松散粉末？（ 15 分）假设 K=0.80
解 :
镍离子浓度为 24 克 / 每升（ g/L ）时等于 24/58.71=0.41mol/L, 既
c=0.41mol/L, 并已知 K=0.80
由 i=Kc, I=0.80 x 0.41=0.33 A/cm2至少需要电流密度等于 33A/dm2 才能够获得松散粉末 .
四、 讨论题：
1 、用比表面吸附方法测试粉末粒度的基本原理是什么？（ 10 分 ）
解 :
粉末由于总表面积大，表面原子力场不平衡，对气体具有吸附作用，在液氮温区，物质对气体的吸附主要为物理性质的吸附（无化学反应），经数学处理，若知道吸附的总的气体体积，换算成气体的分子数，在除以一个气体分子的体积，即获得粉末的表面积，通常采用一克粉末进行测量，因此我们将一克质量粉末所具有的表面积定义为比表面积，当我们知道了总表面积数值后，可以假设粉末为球形，然后根据球当量直径与表面积的关系（形状因子），获得粉末平均粒径。为了尽量获得准确的测量数据，被吸附的气体通常是惰性气体。这样一种由测量一定质量粉末总表面积，然后计算粉末平均粒度的方法，就是通过测试粉末比表面积，计算粉末粒度的基本原理。