1、熔體粘度,擴(kuò)散速率,形核速率,以及固相長(zhǎng)大速率都與過冷度相關(guān),它們各自對(duì)霧化粉末顯微結(jié)構(gòu)的作用如何?
(1)形核率是過冷度的函數(shù),在一定過冷度內(nèi)(形核控制區(qū)內(nèi)),過冷度越大第二個(gè)指數(shù)項(xiàng)越大,形核速率增加;形核速率 I 與過冷度 Δ T 之間的關(guān)系如下,過冷度與形核速率為負(fù)指數(shù)關(guān)系,I =Io D 2 exp(-Q L /kT)exp{-W M /(T Δ T 2 )}過冷度太大(擴(kuò)散控制區(qū)內(nèi)),原子排列時(shí)間不夠,形核率降低
(2)將上式變形I/D2 = Io exp(-Q L /kT)exp{-W M /(T Δ T 2 )}晶粒直徑與過冷度成正指數(shù)關(guān)系,增加過冷度,晶粒尺寸越小
(3)通常地,過冷度越大,原子擴(kuò)散速度越小,晶粒尺寸越小
(4)通常地,溫度越高,熔體黏度越小,過冷度大,溶體黏度變化梯度大,表面張力作用時(shí)間短,顆粒多呈不規(guī)則形狀。
2、氣體霧化制粉過程中,有哪些因素控制粉末粒度?
二流之間的夾角,夾角越大,霧化介質(zhì)對(duì)金屬流柱的沖擊作用越強(qiáng),得到的粉末越細(xì);采用液體霧化介質(zhì)時(shí),由于質(zhì)量大于氣體霧化介質(zhì),攜帶的能量大,得到的粉末越細(xì);金屬流柱直徑小,獲得粉末粒度??;金屬溫度越高,金屬熔體黏度小,易于破碎,所得粉末細(xì)?。唤橘|(zhì)壓力大,沖擊作用強(qiáng),粉末越細(xì)。
3、用比表面吸附方法測(cè)試粉末粒度的基本原理是什么?
粉末由于總表面積大,表面原子力場(chǎng)不平衡,對(duì)氣體具有吸附作用,在液氮溫區(qū),物質(zhì)對(duì)氣體的吸附主要為物理性質(zhì)的吸附(無化學(xué)反應(yīng)),經(jīng)數(shù)學(xué)處理,若知道吸附的總的氣體體積,換算成氣體的分子數(shù),在除以一個(gè)氣體分子的體積,即獲得粉末的表面積,通常采用一克粉末進(jìn)行測(cè)量,因此我們將一克質(zhì)量粉末所具有的表面積定義為比表面積,當(dāng)我們知道了總表面積數(shù)值后,可以假設(shè)粉末為球形,然后根據(jù)球當(dāng)量直徑與表面積的關(guān)系(形狀因子),獲得粉末平均粒徑。為了盡量獲得準(zhǔn)確的測(cè)量數(shù)據(jù),被吸附的氣體通常是惰性氣體。這樣一種由測(cè)量一定質(zhì)量粉末總表面積,然后計(jì)算粉末平均粒度的方法,就是通過測(cè)試粉末比表面積,計(jì)算粉末粒度的基本原理。
4、分別分析單軸壓制和等靜壓制的差別及應(yīng)力特點(diǎn),并比較熱壓與熱等靜壓的差別。
單軸壓制和等靜壓制的差別在于粉體的受力狀態(tài)不同,一般單軸壓制在剛模中完成,等靜壓制則在軟模中進(jìn)行;在單軸壓制時(shí),由于只是在單軸方向施加外力,模壁側(cè)壓力小于壓制方向受力,因此應(yīng)力狀態(tài)各向異性,σ 1 》σ 2= σ 3 導(dǎo)致壓坯中各處密度分布不均勻;等靜壓制時(shí)由于應(yīng)力均勻來自各個(gè)方向,且通過水靜壓力進(jìn)行,各方向壓力大小相等,粉體中各處應(yīng)力分布均勻,σ 1= σ 2= σ 3 因此壓坯中各處的密度基本一致。
5、分析還原制備鎢粉的原理和鎢粉顆粒長(zhǎng)大的因素。
鎢粉由氫氣還原氧化鎢粉的過程制得,還原過程中氧化物自高價(jià)向低價(jià)轉(zhuǎn)變,最后還原成鎢粉, WO3—WO2 — W ;其中還有 WO2 。90—WO2 。72 等氧化物形式。由于當(dāng)溫度高于 550 度時(shí),氫氣即可還原 WO3 ,由于當(dāng)溫度高于 700 度時(shí),氫氣即可還原 WO2 。因?yàn)樵谶@種條件下水分子的氧離解壓小于 WO3 , WO2 離解壓,水分子相對(duì)穩(wěn)定, WO3 , WO2 被還原,同時(shí)由于溫度的作用,疏松粉末中還原產(chǎn)物容易經(jīng)擴(kuò)散排走,還原動(dòng)力學(xué)條件滿足,導(dǎo)致氧化鎢被氫氣還原。由于 WO3 ,和 WO2在含有水分子的氫氣中具有較大的揮發(fā)壓,而且還原溫度越高,揮發(fā)壓越大,進(jìn)入氣相中的氧化鎢被還原后,沉降在以還原的鎢粉顆粒上導(dǎo)致鎢粉顆粒長(zhǎng)大。粉末在高溫區(qū)停留的時(shí)間長(zhǎng)也會(huì)因原子遷移致使鎢粉顆粒長(zhǎng)大。氫氣濕度大,導(dǎo)致 WO3 和 WO2 細(xì)顆粒進(jìn)入氣相,也是導(dǎo)致鎢粉顆粒長(zhǎng)大的重要因素。
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