粉末冶金原理-黄培云 制粉这章思考题.doc
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制粉这章思考题1.碳还原法制取铁粉的过程机理是什么？影响铁粉还原过程和铁粉质量的因素 有哪些？答：过程机理：还原过程 (热力学) 可认为是CO的间接还原反应与C的气化反应的加和反应当只 考虑间接还原反应时，根据Fe-O-C系平衡气相组成与温度关系 图： ①当温度>570℃时，分三阶段还原： 浮斯体（固溶体） ②当温度<570℃时，氧化亚铁不能稳定存在，因此，直接还 原成金属铁 ③对于还原：很容易还原，即不易使氧化 由于是放热反应，温度升高，减小，平衡气相中二氧化碳 含量升高 ④对于还原：T>570℃，升高温度，还原成所需一 氧化碳越少，对还原成有利 T<570℃，被直接还原成Fe ⑤对于还原：温度越高，还原所需CO%越大，对还原反应越 不利。
当同时考虑间接还原反应和碳气化反应时： ①T<650℃，被氧化成 ②650℃
②返回料（废铁粉）的影响：加入一定量的废铁粉于原料中，可在一 定程度上消除与产生金属相有关的能量 上的困难，缩短还原过程的诱导期，从 而加速还原过程 ③引入气体还原剂的影响：可加速还原过程 ④碱金属盐的影响：可加速还原过程 ⑤海绵铁的处理：还原退火起到如下作用： 1.退火软化作用，提高铁粉的塑性，改善铁粉的压 缩性 2.补充还原作用增加铁的百分含量 3.脱碳作用，降低碳含量2. 制取铁粉的主要还原方法有哪些？比较其优缺点答：还原方法：碳还原法，气体（氢气，分解氨，转化天然气，各种煤气等）还 原法，气体还原法优缺点：①与固体碳还原氧化铁相比，达到同样的还原程度，所 需温度可低一些，所需还原时间可短一些。
②用氢还原氧化铁时，提高压力对还原是有利的，相当 于提高温度来提高还原速度，或者说，当采用高压还 原时，还原温度可以大大降低还原温度低，所得铁 粉不会粘结成块 ③但氢气还原难度大，成本高，效率低碳还原法优缺点：①成本低，效率高 ②但碳在还原铁粉时容易发生渗碳3. 发展复合型铁粉的意义何在？答：复合型粉可制造出高密度，高强度，高精度的粉末冶金铁基零部件4. 还原法制取钨粉的过程机理是什么？影响钨粉粒度的因素有哪些？答：还原机理：钨的氧化物中比较稳定的有四种：黄色氧化钨（α相）-, 蓝色氧化钨（β相）- 紫色氧化钨（γ相）- 褐色氧化钨（相）- 总反应： 分步反应都是吸热反应，温度升高，平衡常数增加，有利还原。
影响钨粉粒度的因素： 原料：①三氧化钨粒度的影响：由钨酸制得的三氧化钨呈不规则 的聚集体，颗粒较细；由仲钨酸铵制得的三氧化钨 颗粒呈针状或棒状，较粗而均匀二氧化钨对钨粉 最终粒度是有影响的就钨粉二次颗粒比较，粗颗 粒三氧化钨还原所得钨粉比细颗粒三氧化钨还原所 得钨粉粗；但粗颗粒三氧化钨还原所得钨粉的一次 颗粒反而细些 ②三氧化钨中含水量的影响： 水分过多，钨粉粒度增大，粒度分布不均匀 ③三氧化钨中杂质的影响： 1.不论含量多少均产生不利影响,如Na,Mg,Ca,Si,氧 化铝。
2.当含量较低时，对还原，碳化以及硬质合金性能 影响不太大，但含量增高到一定程度会使钨粉，碳 化钨粉颗粒长大，如氧化铁，As,S; 3.可以抑制钨粉颗粒长大，如Mo,P等 氢气：①氢气湿度的影响： 湿度增大，还原不充分，结果钨粉颗粒变粗，钨粉 含氧量也增高另一方面湿度也会导致细钨粉氧化 成气态物质，在沉积到粗粒钨粉上，使细粉减少， 粗钨粉长大 ②氢气流量的影响：增大氢气流量有利于反应向还原方向 进行，有利于排出还原产物水蒸气，使三氧化钨充 分还原，从而得到细粉。
但氢气流量过大会带出物 料，降低金属实收率，并易堵塞管道 ③氢气方向的影响：顺流通氢，干燥的氢气首先进入低温 还原区，不使挥发性的大量产生以减少 气相迁移，可得细二氧化钨粉，细二氧化钨粉在高 温区可得更细钨粉 还原工艺条件： ①还原温度的影响：温度太低，还原不充分；温度过高使 钨粉克里长大变粗 ②推舟速度的影响：推舟速度过快，三氧化钨在低温区来 不及还原便进入高温区，使钨粉长大或含氧量增高 ③舟中料层厚度的影响：料层太厚，使舟中深处粉末容易 氧化和长大，还原速度减慢 添加剂：可阻碍钨粉颗粒长大。
5. 作为还原钨粉的原料，蓝钨比三氧化钨有什么优越性，其主要工艺特点是什 么？答：①不掺杂蓝钨还原时，首先形成，而掺杂蓝钨，依温度不同直接还原 成或②掺杂蓝钨还原时，在较高温度下生成对于不掺杂蓝钨则较低温度 下产生中间的③对掺杂蓝钨，在750℃以上形成中间的β-W相，即二次β-W对于不掺 杂蓝钨，β-W出现早一些6. 试举出还原-化合法的应用范围答：生产各种难熔金属的化合物（碳化物，硼化物，硅化物，氮化物等）如用于硬质合金，金属陶瓷，各种难熔化合物涂层以及弥散强化材料7. 试举出气相沉积法的应用范围答：①金属蒸汽冷凝：主要用于制取较大蒸汽压的金属（如Zn,镉等）粉末②羰基物热离解法：可制过渡金属粉末，如铁，钴，镍粉，也可以制得合金 粉（铁-镍，铁-钴，镍-钴），包覆粉（镍/铝，镍/碳化 硅）③气相还原：气相氢还原，气相金属还原，可制很细，超细粉末④化学气相沉积：可制取难熔化合物粉末和各种涂层（碳化物，硅化物，硼 化物，氮化物等）8. 试举出液相沉淀法的应用范围答：①金属置换法：可制得铜，铅，锡，银，和金粉等②溶液气体还原法：可制铜，镍，钴粉，合金粉，包覆粉等。
③从熔盐中沉淀法④辅助金属浴法⑤共沉淀法制取复合粉9. 水溶液电解法的成粉条件是什么？与电解精炼有什么异同？答：成粉条件：只有采用高电流密度时，阴极附近阳离子浓度急剧下降，经过 很短时间就达到析出粉末处的阳离子浓度，才析出粉末，否则 会析出致密金属层与电解精炼的区别：电解制粉时电流密度较高，金属离子浓度比电解精炼金 属时低得多其次电解精炼更能得到致密金属与电解精炼的相同之处：电化学原理是一样的，都是通过在电解液中阳极 的金属失电子变成粒子，进入溶液再像阴极移动得 电子变成金属的过程10. 影响电解铜粉的粒度的因素有哪些？答：电解液组成：①金属离子浓度低，扩散速度慢，过程为扩散控制，成核速 度大于晶体长大速度粉末细； ②浓。
