粉末冶金原理-黃培云燒結(jié)這章思考題及答案

1、燒結(jié)這章思考題燒結(jié)這章思考題1.燒結(jié)理論研究的兩個基本問題是什么？為什么說粉體表面自由能降低是燒結(jié)燒結(jié)理論研究的兩個基本問題是什么？為什么說粉體表面自由能降低是燒結(jié)體系自由能降低的主要來源或部分？體系自由能降低的主要來源或部分？答：研究的兩個基本問題：①燒結(jié)為什么會發(fā)生？也就是燒結(jié)驅(qū)動力燒結(jié)驅(qū)動力或熱力學(xué)熱力學(xué)的問題。②燒結(jié)是怎樣進(jìn)行的？燒結(jié)的機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu)和動力學(xué)動力學(xué)問題。原因：首先體系自由能的降低包含表面自由能表面自由能的降低和晶格畸變

2、能晶格畸變能的降低。因為理論上，燒結(jié)后的低能位狀態(tài)至多是對應(yīng)單晶體的平衡缺陷濃度，而實際上燒結(jié)體總是具有更多熱平衡缺陷的多晶體，因此燒結(jié)過程中晶格畸變能減少的絕對值，相對于表面能的降低仍然是次要的。2.粉末等溫?zé)Y(jié)的三個階段是怎樣劃分的？實際燒結(jié)過程還包括哪些現(xiàn)象？粉末等溫?zé)Y(jié)的三個階段是怎樣劃分的？實際燒結(jié)過程還包括哪些現(xiàn)象？答：①粘結(jié)階段：顆粒間接觸再通過成核，結(jié)晶長大等形成燒結(jié)頸。形成燒結(jié)頸。特點：特點：顆粒內(nèi)晶粒不晶粒不發(fā)生變化

3、變化，顆粒外形外形也基本未變未變，燒結(jié)體不收縮不收縮，密度增加極微增加極微，強(qiáng)度和導(dǎo)電性有明顯增加有明顯增加（因顆粒結(jié)合面增大）②燒結(jié)頸長大階段：燒結(jié)頸長大，顆粒間形成連續(xù)空隙網(wǎng)絡(luò)。晶粒長大使晶界掃過的地方空隙大量消失。特點：特點：燒結(jié)體收縮收縮，密度和強(qiáng)度增加。增加。③閉孔隙球化和縮小階段：閉孔量大增，孔隙球化并縮小。特點：特點：燒結(jié)體緩慢收縮緩慢收縮（但主要靠小孔消失和孔隙數(shù)量的減少來實現(xiàn)），持續(xù)時間可以很長很長，仍會殘留少量殘留少

4、量隔離小孔隙。還有可能出現(xiàn)的現(xiàn)象：①粉末表面氣體或水分的蒸發(fā)。②氧化物的還原的離解。③顆粒內(nèi)應(yīng)力的消除。④金屬的回復(fù)和再結(jié)晶以及聚晶長大等。3.用機(jī)械力表示燒結(jié)驅(qū)動力的表達(dá)式是怎樣？式中的負(fù)號代表什么含義？簡述用機(jī)械力表示燒結(jié)驅(qū)動力的表達(dá)式是怎樣？式中的負(fù)號代表什么含義？簡述空位擴(kuò)散驅(qū)動力公式推導(dǎo)的基本思路和原理?？瘴粩U(kuò)散驅(qū)動力公式推導(dǎo)的基本思路和原理。答：①機(jī)械力表示的燒結(jié)驅(qū)動力表達(dá)式：。（參考書上模型）?????①孔隙周圍的空位向晶

5、界（空位肼空位肼）擴(kuò)散被其吸收，使孔隙縮小，燒結(jié)體收縮。②晶界上孔隙周圍的空位沿晶界（擴(kuò)散通道擴(kuò)散通道）向兩端擴(kuò)散，消失在燒結(jié)體之外，也使孔隙縮小，燒結(jié)體收縮，晶粒長大。6.如何用燒結(jié)模型的研究方法判斷某種燒結(jié)過程的機(jī)構(gòu)？燒結(jié)溫度，時間，粉如何用燒結(jié)模型的研究方法判斷某種燒結(jié)過程的機(jī)構(gòu)？燒結(jié)溫度，時間，粉末粒度是如何決定具體的燒結(jié)機(jī)構(gòu)的？某一燒結(jié)機(jī)構(gòu)占優(yōu)勢是什么含義？粒度是如何決定具體的燒結(jié)機(jī)構(gòu)的？某一燒結(jié)機(jī)構(gòu)占優(yōu)勢是什么含義？答：①蒸

6、汽壓高的粉末的燒結(jié)以及通過氣氛活化的燒結(jié)中，蒸發(fā)與凝聚蒸發(fā)與凝聚不失為重要的機(jī)構(gòu)；在較低溫度或極細(xì)粉末的燒結(jié)中，表面擴(kuò)散表面擴(kuò)散和晶界擴(kuò)散晶界擴(kuò)散可能是主要的；對于等溫?zé)Y(jié)過程，表面擴(kuò)散表面擴(kuò)散只在早期階段對燒結(jié)頸的形成與長大以及后期對孔隙的球化才有明顯的作用。但僅靠表面擴(kuò)散不能引起燒結(jié)體收縮。晶界擴(kuò)散一般不作為孤立機(jī)構(gòu)影響燒結(jié)過程，常伴有體積擴(kuò)散體積擴(kuò)散出現(xiàn)。等溫?zé)Y(jié)后期，體積擴(kuò)散體積擴(kuò)散總是占優(yōu)勢。粘性流動粘性流動只適用于非晶體物質(zhì)

7、，塑性流動塑性流動是對粘性流動理論的補(bǔ)充，建立在金屬微蠕變理論基礎(chǔ)上。②溫度:溫度低時機(jī)構(gòu)一般有表面擴(kuò)散，晶界擴(kuò)散。溫度升高，體積擴(kuò)散逐漸變明顯。對于蒸發(fā)與凝聚也需要較高的溫度。時間：早期表面擴(kuò)散和晶界擴(kuò)散為主，后期體積擴(kuò)散占優(yōu)勢。粉末粒度：粉末越細(xì)，表面擴(kuò)散越明顯，粉末越粗，表面擴(kuò)散越難進(jìn)行，因為表面能降低了，此時體積擴(kuò)散占優(yōu)。③某一燒結(jié)機(jī)構(gòu)占優(yōu)：上述各種機(jī)構(gòu)可能同時或交替地出現(xiàn)在某一燒結(jié)過程中，如果在特定條件下一種機(jī)構(gòu)占優(yōu)，限制著整

8、個燒結(jié)過程的速度，那么它的動力學(xué)方程就可作為實際燒結(jié)過程的近似描述。7.簡要敘述粉末粒度和壓制壓力如何影響單元系固相燒結(jié)體系的收縮值？簡要敘述粉末粒度和壓制壓力如何影響單元系固相燒結(jié)體系的收縮值？答：①壓制壓力越大，壓坯密度就越高，徑向和軸向的收縮值都會降低。但當(dāng)壓力過高時，燒結(jié)體會膨脹。②粉末越細(xì)，形狀越接近球形，壓坯燒結(jié)時收縮率會降低，反之會升高。8.由燒結(jié)線收縮率由燒結(jié)線收縮率和壓坯密度和壓坯密度計算燒結(jié)坯密度的公式為計算燒結(jié)坯密