粉末冶金原理-黄培云 制粉这章思考题

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1、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F

2、e。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℃685℃时，固体碳直接还原FeO为Fe。影响铁粉还原过程和铁粉质量的因素：原料的影响：①杂质的影响：如二氧化硅超过一定量，使还原事件延长，并且还原不完全，铁粉中铁含量降低。②原料粒度的影响：粒度越细，界面面积越大，促进反应。固体碳还原剂的影响：①还原剂类型的影响：还原能力：木炭>焦炭>无烟煤。②还原剂用量影响：主要根据氧化铁含氧量而定。还原工艺条件：①还原温度和还原时间的影响：随着

3、还原温度的提高，还原时间可以缩短。②料层厚度的影响：随着料层厚度的增加，还原时间也随之增长。③还原罐密封程度的影响：密封可使还原充分。添加剂：①加入一定固体碳的影响：起疏松剂和辅助还原剂的作用。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。

4、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

5、冶金铁基零部件。2.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

6、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

7、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。2.作为还原钨粉的原料，蓝

8、钨比三氧化钨有什么优越性，其主要工艺特点是什么？答：