粉末冶金实验技术实验课讲义

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1、《粉末冶金实验技术》实验课程授课讲义课程编号：课程名称：粉末冶金实验技术实验名称：电解法制取铜粉、粉末流动性测定、空气透过法测定粉末粒度、显微镜观察粉末的形状、粉末压缩性的测定、金属粉末压制过程研究适用专业：金属材料工程一、实验课程教材及主要参考资料1、教材：廖寄乔主编.《粉末冶金实验技术》.中南大学出版社,2003.2、参考书：黄培云主编.《粉末冶金原理》.冶金工业出版社,2004.二、实验课时分配（小四号黑体）序号实验项目内容提要学时1电解法制取铜粉22粉末流动性测定23空气透过法测定粉末粒度24显微镜观察粉末的形状25粉末压缩性的测定26金属粉末压制过程研究2三、实验成绩考核方

2、式与成绩核定办法（小四号黑体）1.考核方式：实际操作和实验报告撰写2.成绩核定办法：现场动手能力占50%，实验报告占50%实验1电解法制取铜粉一、实验目的1.掌握水溶液电解法制取金属粉末的一般操作；2.熟悉电解制铜粉应控制的电解条件。二、基本原理电解液使用酸性的硫酸铜水溶液，阳极用电解铜板或杂铜板，阴极用不锈钢或光滑紫铜板。电解发生时，电极发生下列主要反应：1）在阳极，铜失去电子变成离子进入溶液Cu–2e=Cu2+2）在阴极，铜离子得到电子而析出铜Cu2++2e=Cu电解过程中，由于Cu+的氧化和少量H+在阴极上放电析出H2使得硫酸浓度降低；同时，由于电极的化学溶液及二次反应等原因而

3、使硫酸铜浓度提高。所以，电解液的浓度要按时调整，即定期加入适量的硫酸和放置不溶性铅阳极进行脱铜处理。三、实验内容与步骤1.接好线路本实验所用的直流电源是最大输出直流为10A的硒整流器，整个线路采用四个电解槽串联的方式，为了满足槽电压的要求，整流器前加了一个调压器，槽电压可用万用电表测量。通过线路的电流强度控制在2.6-3安培，可在整流器上的电流表读出。2.配制电解液本实验所用的电解槽是用塑料板制成，容积1450ml，实验时每槽装电解液约1200ml。电解液成分采用65g/LCuSO4×5H2O以及71ml/LH2SO4来配制。先按成分要求把硫酸铜晶体溶于水中，再加入硫酸，用PH值试纸

4、测定电解液的PH值。3.安放电极阴极采用光滑紫铜板，总面积为80mm×50mm，浸入面大约为60mm×50mm，以控制电流密度为0.08-0.1安培/厘米2（相当于8-10安培/分米2）。阳极是面积与阴极较近的电解精铜板，把电解液倒入电解槽中后，即可把电极放入槽内，极间距离约20-20厘米。4.电解经老师检查无误后，就可通电电解，电解时间20分钟，电解温度不控制。实验时，学生应严格控制电解条件，并注意观察电解中所发生各种现象。电解完毕后，把阴极上生成的铜粉用刀刮入杯里。5.阴极产物的洗涤和稳定处理把刮在杯里的铜粉用清水洗涤数次，一直洗到用2%的BaCO3或BaCl2的水溶液滴定无白色

5、沉淀为止，然后用含0.02-0.1%的钠肥皂水（或苏打稀释液）洗一次，使其相对稳定，中和残余酸，最后用清水再洗两次，在每次水洗后要进行过滤，防止粉末损失。6.粉末干燥把装在烧杯中的铜粉放入真空干燥炉中，在110-130℃的温度下，干燥30-45分钟，经干燥后的粉末用研制碎后就可使用了。四、实验报告要求1.简述本实验的操作过程，画出工艺流程图。2.按表1的格式填写实验记录。计算获得铜粉的起始电流密度，计算电解的电流效率。3.实验结果的分析与讨论。实验2粉末流动性的测定一、实验目的1.掌握测定粉末流动性的方法；2.了解影响粉末流动性的各种因素。二、基本原理粉末的流动性，即粉末填充一定形状

6、容积的能力，粉末的流动性直接影响到压型时，粉末料能否均匀地填充模腔和压坯密度分布的均匀性。粉末流动性是一种复杂的综合性能，它与许多因素有关(松装密度、粒度、粒度组成、颗粒形状等)，颗粒间的摩擦和咬合阻碍它们的相对移动，是最主要的影响因素，凡是能够减小或增大这种机械摩擦和联结的性质的因素将影响到流动性。一般说，流动性随着颗粒变小而变坏，因为细粉末具有大的比表面，颗粒的粗糙度和形状复杂同样减小流动性，粉末氧化通常提高流动性，因为这时摩擦系数降低，颗粒表面凹凸不平，粉末潮湿大大地降低其流动性，自然坡度较可以近似的表征粉末的流动性，测定自然坡度角的方法是：将通过100-150目的筛网的粉末注

7、入无底的玻璃或金属圆筒中，圆筒放在一张纸上，因此，当提取它时，粉末就倾泻出来，形成锥形的堆，颗粒之间的摩擦力和咬合力越陡斜，锥形堆与水平面间所构成的交角就称为自然坡度角，用卡尺量出锥形的底部直径R和它的高度H就可以计算这个角度tanφ：tanφ=HR根据一机部颁布的《农机铁机·粉末冶金技术标准》规定，铁粉的流动性常用铁粉通过标准的流速漏斗的流速来表示，铁粉流动性越好，流速越快，本实验就是用该标准规定的流速仪（见图7）来测定铁粉的流动性。三、实验步骤1.称取