粉末材料的制備成形與固結(jié)第一頁，共一百一十九頁，2022年，8月28日緒論第二頁，共一百一十九頁，2022年，8月28日顆粒粉體緒論第三頁，共一百一十九頁，2022年，8月28日一次顆粒（單個(gè)顆粒）：指內(nèi)部沒有空隙的致密材料。

一次顆粒的粉化過程是內(nèi)部原子的斷鍵過程，要求高能量輸入。二次顆粒（顆粒聚集體）：是單個(gè)顆粒以弱結(jié)合力構(gòu)成，包含一次顆粒與孔隙。

二次顆粒的粉化過程是界面的弱結(jié)合力斷開，由界面能轉(zhuǎn)變?yōu)楸砻婺?，能量輸入相?duì)較弱。

緒論第四頁，共一百一十九頁，2022年，8月28日粉體工程所涉及的行業(yè)緒論第五頁，共一百一十九頁，2022年，8月28日緒論第六頁，共一百一十九頁，2022年，8月28日顆粒的分類粗顆粒（100～150μm）中粉體（44～150μm）細(xì)粉體（10～44μm）極細(xì)粉體（0.5～10μm）納米顆粒（＜0.1μm）顆粒第七頁，共一百一十九頁，2022年，8月28日第一節(jié)粉末的表征與測(cè)量顆粒大小和形狀表征粉體特性的表征粉體的粒度與比表面測(cè)定第八頁，共一百一十九頁，2022年，8月28日粉體材料的組成單元——顆粒。顆粒的大小和形狀是粉體材料最重要的物性特性表征量。

顆粒大小和形狀表征第九頁，共一百一十九頁，2022年，8月28日

顆粒大小和形狀表征直徑D直徑D、高度H？顆粒的大小

顆粒大小粒徑第十頁，共一百一十九頁，2022年，8月28日

機(jī)械制粉物理制粉化學(xué)制粉第二節(jié)粉末的制備第十一頁，共一百一十九頁，2022年，8月28日第十二頁，共一百一十九頁，2022年，8月28日§7.2.1機(jī)械制粉法機(jī)械研磨氣流研磨第十三頁，共一百一十九頁，2022年，8月28日機(jī)械制粉方法的實(shí)質(zhì)就是利用動(dòng)能來破壞材料的內(nèi)結(jié)合力，使材料分裂產(chǎn)生新的界面。一、機(jī)械研磨法能夠提供動(dòng)能的方法可以設(shè)計(jì)出許多種，例如有錘搗、研磨、輥軋等，其中除研磨外，其他幾種粉碎方法主要是用于物料破碎及粗粉制備的。第十四頁，共一百一十九頁，2022年，8月28日球磨制粉包括四個(gè)基本要素： 球磨筒 磨球 研磨物料 研磨介質(zhì)1、球磨制粉第十五頁，共一百一十九頁，2022年，8月28日在球磨過程中，球磨筒將機(jī)械能傳遞到筒內(nèi)的球磨物料及介質(zhì)上，相互間產(chǎn)生正向沖擊力、側(cè)向擠壓力、摩擦力等。當(dāng)?shù)耐饬ψ饔玫酱嘈苑勰╊w粒上時(shí)，細(xì)化過程實(shí)質(zhì)上就是大顆粒的不斷解理過程。如果粉末的塑性較強(qiáng)，則顆粒的細(xì)化過程較為復(fù)雜，存在著磨削、變形、加工硬化、斷裂和冷焊等行為。不論何種性質(zhì)的研磨物料，提高球磨效率的基本原則是一致的。第十六頁，共一百一十九頁，2022年，8月28日1.動(dòng)能準(zhǔn)則： 提高磨球的動(dòng)能2.碰撞幾率準(zhǔn)則： 提高磨球的有效碰撞幾率球磨制粉的基本原則第十七頁，共一百一十九頁，2022年，8月28日滾筒式振動(dòng)式攪動(dòng)式球磨制粉的基本方式第十八頁，共一百一十九頁，2022年，8月28日滾筒式球磨第十九頁，共一百一十九頁，2022年，8月28日轉(zhuǎn)速較低時(shí)，球料混合體與筒壁做相對(duì)滑動(dòng)運(yùn)動(dòng)并保持一定的斜度。隨轉(zhuǎn)速的增加，球料混合體斜度增加，抬升高度加大，這時(shí)磨球并不脫離筒壁；轉(zhuǎn)速達(dá)一臨界值V臨1時(shí)，磨球開始拋落下來，形成了球與筒及球與球間的碰撞；轉(zhuǎn)速增加到臨界轉(zhuǎn)速V臨2時(shí)，磨球的離心力大于其重力，這時(shí)磨球、粉料與磨筒處于相對(duì)靜止?fàn)顟B(tài)，此時(shí)研磨作用停止。第二十頁，共一百一十九頁，2022年，8月28日D是磨筒的直徑滾筒球磨的轉(zhuǎn)速應(yīng)有一個(gè)限定條件V臨1<V實(shí)際<V臨2第二十一頁，共一百一十九頁，2022年，8月28日限定條件實(shí)際上與這一動(dòng)能準(zhǔn)則相悖，因此滾筒球磨的球磨效率是很有限的。為了克服這個(gè)不足，人們又進(jìn)一步開發(fā)了新的球磨方法。第二十二頁，共一百一十九頁，2022年，8月28日振動(dòng)球磨第二十三頁，共一百一十九頁，2022年，8月28日第二十四頁，共一百一十九頁，2022年，8月28日攪動(dòng)球磨橫臂均勻分布在不同高度上，并互成一定角度。球磨過程中，磨球與粉料一起呈螺旋方式上升，到了上端后在中心攪拌棒周圍產(chǎn)生旋渦，然后沿軸線下降，如此循環(huán)往復(fù)。第二十五頁，共一百一十九頁，2022年，8月28日研磨時(shí)不存在象滾筒球磨那樣有臨界轉(zhuǎn)速的限制，因此，磨球的動(dòng)能大大增加?？梢圆捎锰岣邤噭?dòng)轉(zhuǎn)速、減小磨球直徑的辦法來提高磨球的總撞擊幾率而不減小研磨球的總動(dòng)能，符合了提高機(jī)械球磨效率的兩個(gè)基本準(zhǔn)則。第二十六頁，共一百一十九頁，2022年，8月28日二、氣流研磨法

通過氣體傳輸粉料的一種研磨方法。與機(jī)械研磨法不同，氣流研磨不需要磨球及其它輔助研磨介質(zhì)。研磨腔內(nèi)是粉末與氣體的兩相混合物。陶瓷粉：空氣；

金屬粉末：惰性氣體或還原性氣體。由于不使用研磨球及研磨介質(zhì)，所以氣流研磨粉的化學(xué)純度一般比機(jī)械研磨法的要高。第二十七頁，共一百一十九頁，2022年，8月28日1.動(dòng)能準(zhǔn)則： 提高粉末顆粒的動(dòng)能2.碰撞幾率準(zhǔn)則： 提高粉末顆粒的碰撞幾率氣流研磨制粉的基本原則第二十八頁，共一百一十九頁，2022年，8月28日由于粉末顆粒的運(yùn)動(dòng)是從流態(tài)氣體中獲得的，因此，提高顆粒的動(dòng)能必須要提高載流氣體的速度。兩種辦法來實(shí)現(xiàn)

提高氣體的入口壓力

氣體噴嘴的氣體動(dòng)力學(xué)設(shè)計(jì)通過這兩種辦法使噴嘴出口端的氣體流速達(dá)超音速第二十九頁，共一百一十九頁，2022年，8月28日氣流研磨三種類型： 旋渦研磨

冷流沖擊

流態(tài)化床氣流磨第三十頁，共一百一十九頁，2022年，8月28日旋渦研磨粉末顆粒大多具有表面凹型特征，故稱為蝶狀粉末第三十一頁，共一百一十九頁，2022年，8月28日冷流沖擊加速效應(yīng)→加速后的氣體可超過音速，顆粒撞擊動(dòng)能增大

冷卻效應(yīng)→氣粉混合物的溫度能降到零度以下，金屬顆粒冷脆性提高

氣壓越大，粉末越細(xì)。第三十二頁，共一百一十九頁，2022年，8月28日流態(tài)化床氣流磨第三十三頁，共一百一十九頁，2022年，8月28日可獲得超細(xì)粉體，并且粉末粒度均勻；由于氣體絕熱膨脹造成溫度下降，所以可研磨低熔點(diǎn)物料；粉末不與研磨系統(tǒng)部件發(fā)生過度的磨損，因此粉末雜質(zhì)含量少；針對(duì)不同的性質(zhì)的粉末，可使用空氣、N2、Ar等惰性氣體。流態(tài)化床氣流磨的特點(diǎn)：第三十四頁，共一百一十九頁，2022年，8月28日§7.2.2物理制粉法霧化法蒸發(fā)凝聚法第三十五頁，共一百一十九頁，2022年，8月28日霧化法是一種典型的物理制粉方法，是通過高壓霧化介質(zhì)，如氣體或水強(qiáng)烈沖擊液流，或通過離心力使之破碎、冷卻凝固來實(shí)現(xiàn)的。一、霧化制粉法第三十六頁，共一百一十九頁，2022年，8月28日霧化機(jī)理霧化聚并凝固第三十七頁，共一百一十九頁，2022年，8月28日過程一：大的液珠當(dāng)受到外力沖擊的瞬間，破碎成數(shù)個(gè)小液滴，假設(shè)在破碎瞬間液體溫度不變，則液體的能量變化可近似為液體的表面能增加。顯然，霧化時(shí)液體吸收的能量與霧化液滴的粒徑存在一個(gè)對(duì)應(yīng)關(guān)系，即：吸收的能量越高則粒徑越小。第三十八頁，共一百一十九頁，2022年，8月28日過程二：液體顆粒破碎的同時(shí)，還可能發(fā)生顆粒間相互接觸，再次成為一個(gè)較大的液體顆粒，并且液體顆粒形狀向球形轉(zhuǎn)化，這個(gè)過程中，體系的總表面能降低，屬于自發(fā)過程。過程三：液體顆粒冷卻形成小的固體顆粒。第三十九頁，共一百一十九頁，2022年，8月28日1、能量交換準(zhǔn)則提高單位時(shí)間、單位質(zhì)量液體從系統(tǒng)中吸收能量的效率，以克服表面自由能的增加。2、快速凝固準(zhǔn)則提高霧化液滴的冷卻速度，防止液體微粒的再次聚集。提高霧化制粉效率基本準(zhǔn)則第四十頁，共一百一十九頁，2022年，8月28日霧化制粉分類雙流霧化

指被霧化的液體流和噴射的介質(zhì)流；單流霧化

直接通過離心力、壓力差或機(jī)械沖擊力實(shí)現(xiàn)霧化第四十一頁，共一百一十九頁，2022年，8月28日

雙流霧化法氣霧化水霧化注：適合于金屬粉末制備第四十二頁，共一百一十九頁，2022年，8月28日金屬液由上方孔流出時(shí)與沿一定角度高速射擊的氣體或水相遇，然后被擊碎成小液滴，隨著液滴與氣體或水流的混合流動(dòng)，液滴的熱量被霧化介質(zhì)迅速帶走，使液滴在很短的時(shí)間內(nèi)凝固成為粉末顆粒。第四十三頁，共一百一十九頁，2022年，8月28日霧化過程的四種情況動(dòng)能交換：霧化介質(zhì)的動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)榻饘僖旱蔚谋砻婺?；熱量交換：霧化介質(zhì)帶走大量的液固相變潛熱；流變特性變化：液態(tài)金屬的粘度及表面張力隨溫度的降低而不斷發(fā)生變化；化學(xué)反應(yīng)：高比表面積顆粒（液滴或粉粒）的化學(xué)活性很強(qiáng)，會(huì)發(fā)生一定程度的化學(xué)反應(yīng)。第四十四頁，共一百一十九頁，2022年，8月28日

離心霧化法離心霧化法是借助離心力的作用將液態(tài)金屬破碎為小液滴，然后凝固為固態(tài)粉末顆粒的方法。1974年，首先由美國提出旋轉(zhuǎn)電極霧化制粉法，后來又發(fā)展了旋轉(zhuǎn)錠模、旋轉(zhuǎn)園盤等離心霧化方法。第四十五頁，共一百一十九頁，2022年，8月28日旋轉(zhuǎn)電極法第四十六頁，共一百一十九頁，2022年，8月28日第四十七頁，共一百一十九頁，2022年，8月28日旋轉(zhuǎn)錠模法（又稱旋轉(zhuǎn)坩堝法）：第四十八頁，共一百一十九頁，2022年，8月28日旋轉(zhuǎn)盤法第四十九頁，共一百一十九頁，2022年，8月28日旋轉(zhuǎn)輪法第五十頁，共一百一十九頁，2022年，8月28日旋轉(zhuǎn)杯第五十一頁，共一百一十九頁，2022年，8月28日旋轉(zhuǎn)網(wǎng)第五十二頁，共一百一十九頁，2022年，8月28日霧化制粉的一些特性1、霧化制粉主要用于金屬或合金，對(duì)于一些可熔的氧化物陶瓷材料，也可采用這種方法進(jìn)行加工。但由于氧化物陶瓷熔體的粘度、表面張力很大，所以一般不能獲得細(xì)微陶瓷粉體，但可獲得短纖維、小珠或空心球，例如，硅酸鋁纖維、氧化鋯磨球、氧化鋁空心球等。2、霧化制粉是一種快速凝固技術(shù)，能夠增加金屬元素的固溶度。第五十三頁，共一百一十九頁，2022年，8月28日3.極大地降低了成分偏析，粉末成分均勻，某些有害相，如高溫合金中的相，可能因激冷而受到抑制，甚至消除。4.冷速提高，枝晶間距減小，晶粒細(xì)化，材料的晶體結(jié)構(gòu)向非穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)變，可獲得細(xì)晶、微晶、準(zhǔn)晶直至非晶粉末。第五十四頁，共一百一十九頁，2022年，8月28日二、物理蒸發(fā)冷凝法

物理蒸發(fā)冷凝制粉是一種制備超微金屬粉末的重要方法，采用不同的能量輸入方式，使金屬氣化，然后再在冷凝壁上沉積從而獲得金屬粉末。由于粉末的粒度很小，比表面積很大，因而化學(xué)活性很強(qiáng)。為防止金屬粉末氧化，在冷凝室內(nèi)一般都要通入惰性氣體。這樣在金屬蒸氣脫離熔體的很短時(shí)間內(nèi)，會(huì)被周圍氣體迅速冷卻，金屬原子很快聚集成超微顆粒。同其他金屬粉末制備方法相比，物理蒸發(fā)冷凝法生產(chǎn)效率是較低的，但這種方法可獲得最小粒徑達(dá)2nm的納米顆粒。第五十五頁，共一百一十九頁，2022年，8月28日電阻加熱方式等離子體加熱方式激光加熱方式電子束加熱方式高頻感應(yīng)加熱方式按能量輸入方式來劃分，物理蒸發(fā)冷凝法可分為以下幾種第五十六頁，共一百一十九頁，2022年，8月28日第五十七頁，共一百一十九頁，2022年，8月28日第五十八頁，共一百一十九頁，2022年，8月28日第五十九頁，共一百一十九頁，2022年，8月28日第六十頁，共一百一十九頁，2022年，8月28日§7.2.3化學(xué)制粉法化學(xué)氣相沉積法化學(xué)還原法電化學(xué)制粉法第六十一頁，共一百一十九頁，2022年，8月28日

氣相沉積制粉是通過某種形式的能量輸入，使氣相物質(zhì)發(fā)生氣—固相變或氣相化學(xué)反應(yīng)，生成金屬或陶瓷粉體。

物理氣相沉積法

化學(xué)氣相沉積法第六十二頁，共一百一十九頁，2022年，8月28日一、化學(xué)氣相沉積的反應(yīng)類型分解反應(yīng)化學(xué)氣相沉積法化合反應(yīng)第六十三頁，共一百一十九頁，2022年，8月28日二、化學(xué)氣相沉積制粉原理1.化學(xué)反應(yīng)2.均相形核3.晶粒生長4.團(tuán)聚制粉過程包括四個(gè)步驟：第六十四頁，共一百一十九頁，2022年，8月28日化合反應(yīng)由上式可知，化學(xué)氣相沉積反應(yīng)的控制因素包括：1）反應(yīng)溫度、2）氣相反應(yīng)物濃度、3）氣相生成物濃度1.化學(xué)反應(yīng)對(duì)一個(gè)確定的化學(xué)反應(yīng)，判斷其能否進(jìn)行的熱力學(xué)判據(jù)為：分解反應(yīng)第六十五頁，共一百一十九頁，2022年，8月28日

氣相反應(yīng)發(fā)生后的瞬間，在反應(yīng)區(qū)內(nèi)形成了產(chǎn)物蒸氣，當(dāng)反應(yīng)進(jìn)行到一定程度時(shí)，產(chǎn)物蒸氣濃度達(dá)到過飽和狀態(tài)，這時(shí)產(chǎn)物晶核就會(huì)形成。由于體系中無晶種或晶核生成基底，因此反應(yīng)產(chǎn)物晶核的形成是個(gè)均勻形核過程。2.均勻形核第六十六頁，共一百一十九頁，2022年，8月28日

均相晶核形成之后，穩(wěn)定存在的晶核便開始晶粒生長過程。小晶粒通過對(duì)氣相產(chǎn)物分子的吸附或重構(gòu)，使自身不斷長大。理論和實(shí)踐都表明：晶粒生長過程主要受產(chǎn)物分子從反應(yīng)體系中向晶粒表面的擴(kuò)散遷移速率所控制。3.晶粒生長

第六十七頁，共一百一十九頁，2022年，8月28日

顆粒之間由于存在著較弱的吸附力作用，主要包括范德華力、靜電引力等，顆粒之間會(huì)發(fā)生聚集，顆粒越小，則聚集效果越明顯，這一現(xiàn)象被稱為團(tuán)聚。4.團(tuán)聚

第六十八頁，共一百一十九頁，2022年，8月28日三、化學(xué)氣相沉積類型熱分解法熱分解法中最為典型的就是羰基物熱分解，它是一種由金屬羰基化合物加熱分解制取粉末的方法，整個(gè)過程的關(guān)鍵環(huán)節(jié)就是制備金屬羰基化合物第六十九頁，共一百一十九頁，2022年，8月28日第一步：合成羰基鎳第二步：羰基鎳熱分解第七十頁，共一百一十九頁，2022年，8月28日氣相氫還原還原劑----氫氣氣相金屬熱還原還原劑----低熔點(diǎn)、低沸點(diǎn)的金屬（Mg、Ca、Na…）兩類反應(yīng)的反應(yīng)物均選用低沸點(diǎn)的金屬鹵化物且以氯化物為主氣相還原法第七十一頁，共一百一十九頁，2022年，8月28日

復(fù)合反應(yīng)法是一種重要的制取無機(jī)化合物，包括碳化物、氮化物、硼化物和硅化物等方法，這種方法既可制備各種陶瓷粉體也可進(jìn)行陶瓷薄膜的沉積。所用的原料是金屬鹵化物(以氯化物為主)，在一定溫度下，以氣態(tài)參與化學(xué)反應(yīng)。復(fù)合反應(yīng)法第七十二頁，共一百一十九頁，2022年，8月28日1.碳化物反應(yīng)通式第七十三頁，共一百一十九頁，2022年，8月28日2.氮化物反應(yīng)通式第七十四頁，共一百一十九頁，2022年，8月28日3.硼化物反應(yīng)通式第七十五頁，共一百一十九頁，2022年，8月28日4.硅化物反應(yīng)通式第七十六頁，共一百一十九頁，2022年，8月28日一些碳化物、氮化物、硅化物、硼化物的沉積條件第七十七頁，共一百一十九頁，2022年，8月28日化學(xué)還原法一、還原制粉的基本原理依據(jù)熱力學(xué)原理確定反應(yīng)能否發(fā)生——氧位圖第七十八頁，共一百一十九頁，2022年，8月28日二、典型還原制粉類型氫還原法碳還原法第七十九頁，共一百一十九頁，2022年，8月28日還原化合法第八十頁，共一百一十九頁，2022年，8月28日電化學(xué)制粉法一、電化學(xué)制粉分類水溶液電解有機(jī)電解質(zhì)電解熔鹽電解液體金屬陰極電解第八十一頁，共一百一十九頁，2022年，8月28日二、電化學(xué)制粉原理電化學(xué)以銅電解制粉為例第八十二頁，共一百一十九頁，2022年，8月28日電化學(xué)體系陽極：Cu（純）陰極：Cu粉電解液：CuSO4、H2SO4、H2O第八十三頁，共一百一十九頁，2022年，8月28日電化學(xué)反應(yīng)陰極反應(yīng)：陽極反應(yīng)：第八十四頁，共一百一十九頁，2022年，8月28日三、電化學(xué)制粉的影響因素電流密度金屬離子濃度電解液溫度氫離子濃度第八十五頁，共一百一十九頁，2022年，8月28日

成型是將松散的粉體加工成具有一定尺寸、形狀以及一定密度和強(qiáng)度的坯塊。

傳統(tǒng)的成型方法有模壓成型、等靜壓成型、擠壓成型、扎制成型、注漿成型和熱壓鑄成型等。近年來，出現(xiàn)了許多新的成型方法，如壓濾成型、注射成型、流延成型、凝膠鑄模成型和直接凝固成型等。第三節(jié)粉末的成形第八十六頁，共一百一十九頁，2022年，8月28日

按粉料成型時(shí)的狀態(tài)：壓力成型（模壓成型、等靜壓成型）增塑成型（擠出成型、注射成型）料漿成型（注漿成型，熱壓鑄成型）第八十七頁，共一百一十九頁，2022年，8月28日壓制過程第一階段：首先粉末顆粒發(fā)生重排，顆粒間的架橋現(xiàn)象被部分消除且顆粒間的接觸程度增加；第二階段：顆粒發(fā)生彈塑性變形，塑性變形的大小取決于粉末材料的延性。但是，同樣的延性材料在一樣的壓力下，并不一定得到相同的坯體密度，還與粉末的壓縮性能有關(guān)；第三階段：顆粒斷裂。不論是原本脆性的粉體如陶瓷粉末、還是在壓制過程中產(chǎn)生加工硬化的脆化粉體，都將隨著施加壓力的增加發(fā)生脆性斷裂形成較小的碎塊。第八十八頁，共一百一十九頁，2022年，8月28日

在壓制過程中，隨著壓力的增加，粉體的密度增加、氣孔率降低。人們對(duì)壓力與密度或氣孔率的關(guān)系進(jìn)行了大量的研究，試圖在壓力與相對(duì)密度之間推導(dǎo)出定量的數(shù)學(xué)公式。目前已經(jīng)提出的壓制壓力與壓坯密度的定量公式（包括理論公式和經(jīng)驗(yàn)公式）有幾十種之多，表中所示為其中一部分。壓坯密度與壓制壓力的關(guān)系第八十九頁，共一百一十九頁，2022年，8月28日表粉末壓制理論的一些理論公式和經(jīng)驗(yàn)公式第九十頁，共一百一十九頁，2022年，8月28日總壓力P凈壓力P靜壓力損失P損失側(cè)壓力P側(cè)模壁摩擦力P摩內(nèi)摩擦力P內(nèi)摩彈性力P彈壓制過程中力的分析第九十一頁，共一百一十九頁，2022年，8月28日結(jié)論在沒有潤滑劑的情況下，模壁摩擦力的壓力損失很大，可達(dá)60~90%。由于壓力沿壓模軸向分布不均，造成壓坯的密度不均勻現(xiàn)象。加入潤滑劑能夠改善這一現(xiàn)象。第九十二頁，共一百一十九頁，2022年，8月28日添加成形劑：

改善成形過程的物質(zhì)類型：潤滑劑：主要用來減小粉末顆粒與模腔及模沖之間的摩擦力。粘合劑（塑化劑）：主要用來提高坯料成形時(shí)的流動(dòng)性、增加顆粒間的結(jié)合力并提高坯體的機(jī)械強(qiáng)度、減小粉末飛揚(yáng)。造孔劑：主要是在制備多孔材料時(shí)用于在燒結(jié)體中產(chǎn)生一定的孔隙。第九十三頁，共一百一十九頁，2022年，8月28日常見粘合劑：合成橡膠、石蠟、聚乙烯，酵、乙二脂、松香淀粉、甘油、凡土林、樟腦、油酸等常見潤滑劑：硬脂酸、硬脂酸鋅、硬脂酸鋇、硬脂酸鋰、硬脂酸鈣、硬脂酸鋁、硫磺、二硫化鉬、石墨粉和機(jī)油第九十四頁，共一百一十九頁，2022年，8月28日模壓成型等靜壓成型擠壓成型楔形壓制注漿成型熱壓鑄成型注射成型流延法成型壓力滲濾工藝離心成型凝膠鑄模成型直接凝固成型高能成型

成形方法第九十五頁，共一百一十九頁，2022年，8月28日模壓成形模壓成形是將混合料加入到模具中，在壓力機(jī)上壓成一定形狀的坯體的方法。第九十六頁，共一百一十九頁，2022年，8月28日

圖5-29干壓成形的密度梯度a)單向加壓b)雙向加壓單向加壓時(shí)，壓力的不均勻分布更明顯，而且坯體高度與直徑之比愈大，壓力分布愈不均勻。雙向加壓方式是上下壓頭（柱塞）從兩個(gè)方向向模套內(nèi)加壓，壓力分布的不均勻程度減輕，故壓坯密度相對(duì)較均勻。

為保證坯體質(zhì)量，干壓成形時(shí)需根據(jù)坯體形狀、大小、壁厚及粉料流動(dòng)性、含水量等情況，控制好成形壓力（一般為40～100MPa）、加壓速度與保壓時(shí)間等工藝參數(shù)。

第九十七頁，共一百一十九頁，2022年，8月28日第九十八頁，共一百一十九頁，2022年，8月28日模壓成形步驟及影響因素

A.原料準(zhǔn)備

a.粉末退火處理：

i)目的：使氧化物還原、降低碳和其他雜質(zhì)的含量、提高粉末的純度；消除粉末的加工硬化、穩(wěn)定粉末的晶體結(jié)構(gòu)；表面鈍化防止某些超細(xì)金屬的自燃。

ii)一般用還原法、機(jī)械研磨法、電解法、霧化法以及羰基離解法制得的金屬粉末，都要進(jìn)行退火處理。此外，為了防止某些超細(xì)金屬的自燃，也要做退火處理，使其表面鈍化。

b.混合：使兩種或兩種以上不同成分的粉末混合均勻

混合方法：機(jī)械法和化學(xué)法。

c.篩分

d.制粒：將小顆粒粉末制成大顆粒。

i）目的：為了改善粉末的流動(dòng)性，以使粉末能順利地充填模腔。

ii）制粒方法：普通制粒、加壓造粒和噴霧干燥法三類。第九十九頁，共一百一十九頁，2022年，8月28日

e.添加成形劑：

B.裝模

C.加壓：

i）加壓方式：有單向加壓和雙向加壓兩種。

ii）對(duì)成形質(zhì)量的影響：壓力大小直接影響壓坯燒結(jié)密度與收縮率，加壓速度應(yīng)以靜壓為宜，不宜過快。

D.保壓：保壓可以使壓力傳遞更加充分，有利于壓坯中各部分的密度均勻；有利于粉末中的空氣逸出。

E.脫模：脫模壓力受壓制壓力、壓坯密度、粉末特性、壓坯尺寸、模壁狀況以及潤滑條件等一系列因素的影響。第一百頁，共一百一十九頁，2022年，8月28日

利用液態(tài)、氣體或橡膠等作為傳壓介質(zhì)，在三維方向?qū)ε黧w進(jìn)行壓制的工藝。冷等靜壓可分為干式和濕式兩種形式。冷等靜壓成形濕式冷等靜壓（液體為傳壓介質(zhì)）干式冷等靜壓（氣體或彈性體為傳壓介質(zhì)）冷等靜壓第一百零一頁，共一百一十九頁，2022年，8月28日第一百零二頁，共一百一十九頁，2022年，8月28日以水為溶劑、粘土為粘結(jié)劑和粉體混合，配制成的具有較好流動(dòng)性的料漿，再將料漿注入到具有產(chǎn)品形狀的石膏模中成形的方法。注漿法成形第一百零三頁，共一百一十九頁，2022年，8月28日這種成形方法借鑒了金屬壓鑄成形的工藝思路，利用石蠟的高溫流變特性，對(duì)粉體和石蠟混合流體進(jìn)行壓力下的鑄造成形。熱壓鑄成形

1）料漿的制備：將經(jīng)過粉體與6～12％石蠟和0.1～1％硬脂酸或油酸表面活性劑加熱到60～80℃再與熔化的石蠟混合即可。2）壓鑄：在壓縮空氣作用下充型，保壓冷卻，脫模。第一百零四頁，共一百一十九頁，2022年，8月28日第一百零五頁，共一百一十九頁，2022年，8月28日一般用于制備厚度＜80μm的坯片。

帶式成形（流延成形）第一百零六頁，共一百一十九頁，2022年，8月28日借鑒金屬的擠壓成形和軋制成形工藝。增塑成形將具有可塑性的泥料，利用壓力通過模具擠出來成形。

擠制成形第一百零七頁，共一百一十九頁，2022年，8月28日將陶瓷粉體和粘結(jié)劑、溶劑等置于置于軋輥上混煉，使之混合均勻，形成一層厚膜；調(diào)整軋輥間距，反復(fù)軋制，可制得薄片瓷坯。粉末冶金中，稱為粉末軋制。

軋膜成形（滾壓成形、輥壓成形）第一百零八頁，共一百一十九頁，2022年，8月28日概述

定義：燒結(jié)是指高溫條件下，坯體表面積減小，孔隙率降低、機(jī)械性能提高的致密化過程。

燒結(jié)驅(qū)動(dòng)力：粉體的表面能降低和缺陷能的降低。第四節(jié)粉末的燒結(jié)第一百零九頁，共一百一十九頁，2022年，8月28日

燒結(jié)的主要階段：1）燒結(jié)前期階段（坯體入爐——90％致密化）①粘結(jié)劑等的脫除：如石蠟在250～400℃全部汽化揮發(fā)。

②隨著燒結(jié)溫度升高，原子擴(kuò)散加劇，孔隙縮小，