材料加工技术作业
材料加工技术——作业5 (孙秀丽，21526082)
1:比较滚筒球磨制粉与气流磨制粉的优缺点？
气流研磨法是通过气体传输粉料，并通过粉料自身之间的相互摩擦、撞击或颗粒与制粉装置间的撞击使粗大颗粒细化的一种研磨方法。优点是其由于不使用研磨球及研磨介质，所以气流研磨粉的化学纯度一般比机械研磨法的要高。
滚筒球磨法是传统机械研磨法，其优点是：机械方法制备的粉体粒径分布较宽。缺点是： 机械制粉方法获得的粉体粒径一般在微米级，进一步细化效率很低且比较困难、 粉碎过程中易于引入杂质，难以满足特种陶瓷对原料粒度和纯度的要求。
2：分析拉瓦尔管喷嘴设计在气流磨金属制粉上的应用原理？
夹带有粉料的高压气流通过拉瓦尔管型硬质合金喷嘴 喷出，在管颈部，气体加速，速度达到临界流速，在开口部，气体 压力急剧下降，形成绝热膨胀过程。通过拉瓦尔管的喷出，会产生两个效应（1）加速效应，（2）冷却效应。冷流冲击是利用金属的冷脆性而开发的一种粉末制取技术。是将高速运动的粉末颗粒喷射到一个固定的硬质靶上，通过强烈碰撞而使粉末颗粒破碎。 冷流冲击法制粉的粉末粒度与气流压力有关，气压越大，则粉末越细。
3：雾化制粉在存在哪三个过程？由这三个过程分析提高雾化制粉，应该采取哪些措施？ 过程一：较大的金属的液珠在受到外力冲击的瞬间，破碎成数个小液滴。雾化时液体吸收的能量与雾化液滴的粒径存在一个对应关系， 吸收的能量越高则粒径越小；反之亦然。 过程二：液体颗粒破碎的同时，还可能发生颗粒间相互接触，再次成为一个较大的液体颗粒，并且液体颗粒形状向球形转化，这个过程中，体系的总表面能降低，属于自发过程。 过程三：液体颗粒冷却形成小的固体颗粒。
为了提高雾化制粉效率，应该遵循的两个原则如下：
能量交换准则：提高单位时间内单位质量液体从系统中吸收能量的效率， 以克服表面自由能的增加。
快速凝固准则： 提高雾化液滴的冷却速度， 防止液体微粒的再次聚集。
在实际雾化制粉时，依据以上两条准则，通过改变工艺方法、调整工艺参数、改变液体性质等措施，可以达到调整粉末粒度，实现高效制粉的目的。
4：如何提高干压成型粉体成形性能？
模压成形又称为干压成形，是将粉料填充到模具内部后，通过单向或双向加压，将粉料压制成所需形状。采用双向加压可以改善单项加压时坯体沿高度方向的密度不均匀性。
5：分析干压成形弹性后效产生的原因，易于引起单向或者双向干压成形坯体的何种缺陷？在等静压中成形有何应用？
在等静在压制过程中，当卸掉压制压力并把压坯从压模中压出后， 由于弹性内应力的作用，压坯将发生弹性膨胀，这种现象称为弹性后效。出现弹性后效的原因是：粉体在压制过程中受到压力作用后，粉末颗粒发生弹塑性变形，在压坯内部聚集很大的内应力。当压制压力消除后，弹性内应力便要松弛，改变颗粒的外形和颗粒的接触状态，从而使压坯发生膨胀。压坯和压模的弹性后效是产生压坯裂纹以及压坯分层的主要原因。
6：如何提高塑性成形泥料的成形性能？
一是增加坯料中可塑性原料的含量；二是球磨，获得颗粒较细的坯料，不仅增加坯料的塑性，还可以提高坯料的烧结活性；三是坯料组织均匀而不含有空气有利于提高坯料的可塑性；四
是在坯料中增加有机物粘结剂。
7：陶瓷烧结一般经历哪三个阶段？梭式窑烧结是如何实现的？
固相烧结一般可分为三个阶段：初始阶段，主要表现为颗粒形状改变；中间阶段，主要表现为气孔形状改变；最终阶段，主要表现为气孔尺寸减小。
梭式窑结构示意图
1-窑室；2-窑墙；3-窑顶；4-烧嘴；5-升降窑门；6-支烟道；7-窑车；8-轨道
8：热压烧结相比于无压烧结在烧成工艺控制上有何不同？
热压烧结（hot pressing ）是在烧结过程中同时对坯料施加压力，加速了致密化的过程。所以热压烧结的温度更低，烧结时间更短。
与无压烧结相比，热压烧结能降低烧结和缩短烧结反应时间，可以获得细晶粒的陶瓷材料。无压烧结设备简单, 易于工业化生产, 是目前最基本的烧结方法。这种方法也被广泛地应用于纳米陶瓷的烧结。纳米陶瓷的烧结主要是通过对烧结制度的选择在晶粒生长最少的前提下使坯体致密化。但是由于温度制度是唯一可控制的因素, 故对材料烧结的控制相对比较困难, 致密化过程受粉体性质、素坯密度等因素的影响十分严重。因此为了在无压烧结条件下得到纳米陶瓷, 人们一般引入添加剂或使用易于烧结的粉料等方法。
热压烧结是在加热粉体的同时施加一定的压力, 使样品致密化主要依靠外加压力作用下物质的迁移来完成。热压烧结又分为真空热压烧结、气氛热烧结及连续热压烧结等。对很多微米亚微米材料的研究表明, 热压烧结与常压烧结相比, 烧结温度低得多, 而且烧结体中气孔率也低。另外, 由于在较低温度下烧结, 抑制了晶粒的生长, 所得的烧结体晶粒较细, 且有较高的强度。热压烧结广泛地用于在普通无压条件下难致密化的材料的制备, 近年来也在纳米陶瓷的制备中得到应用。