1、熔體粘度,擴散速率,形核速率,以及固相長大速率都與過冷度相關,它們各自對霧化粉末顯微結構的作用如何?
(1)形核率是過冷度的函數,在一定過冷度內(形核控制區內),過冷度越大第二個指數項越大,形核速率增加;形核速率 I 與過冷度 Δ T 之間的關系如下,過冷度與形核速率為負指數關系,I =Io D 2 exp(-Q L /kT)exp{-W M /(T Δ T 2 )}過冷度太大(擴散控制區內),原子排列時間不夠,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關系,增加過冷度,晶粒尺寸越小
(3)通常地,過冷度越大,原子擴散速度越小,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,表面張力作用時間短,顆粒多呈不規則形狀。
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,霧化介質對金屬流柱的沖擊作用越強,得到的粉末越細;采用液體霧化介質時,由于質量大于氣體霧化介質,攜帶的能量大,得到的粉末越細;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?。唤橘|壓力大,沖擊作用強,粉末越細。
3、用比表面吸附方法測試粉末粒度的基本原理是什么?
粉末由于總表面積大,表面原子力場不平衡,對氣體具有吸附作用,在液氮溫區,物質對氣體的吸附主要為物理性質的吸附(無化學反應),經數學處理,若知道吸附的總的氣體體積,換算成氣體的分子數,在除以一個氣體分子的體積,即獲得粉末的表面積,通常采用一克粉末進行測量,因此我們將一克質量粉末所具有的表面積定義為比表面積,當我們知道了總表面積數值后,可以假設粉末為球形,然后根據球當量直徑與表面積的關系(形狀因子),獲得粉末平均粒徑。為了盡量獲得準確的測量數據,被吸附的氣體通常是惰性氣體。這樣一種由測量一定質量粉末總表面積,然后計算粉末平均粒度的方法,就是通過測試粉末比表面積,計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力特點,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不同,一般單軸壓制在剛模中完成,等靜壓制則在軟模中進行;在單軸壓制時,由于只是在單軸方向施加外力,模壁側壓力小于壓制方向受力,因此應力狀態各向異性,σ 1 》σ 2= σ 3 導致壓坯中各處密度分布不均勻;等靜壓制時由于應力均勻來自各個方向,且通過水靜壓力進行,各方向壓力大小相等,粉體中各處應力分布均勻,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向低價轉變,最后還原成鎢粉, WO3—WO2 — W ;其中還有 WO2 。90—WO2 。72 等氧化物形式。由于當溫度高于 550 度時,氫氣即可還原 WO3 ,由于當溫度高于 700 度時,氫氣即可還原 WO2 。因為在這種條件下水分子的氧離解壓小于 WO3 , WO2 離解壓,水分子相對穩定, WO3 , WO2 被還原,同時由于溫度的作用,疏松粉末中還原產物容易經擴散排走,還原動力學條件滿足,導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壓,而且還原溫度越高,揮發壓越大,進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致鎢粉顆粒長大。粉末在高溫區停留的時間長也會因原子遷移致使鎢粉顆粒長大。氫氣濕度大,導致 WO3 和 WO2 細顆粒進入氣相,也是導致鎢粉顆粒長大的重要因素。
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