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1、为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划粉体材料制备技术考试粉体制备技术课程标准一、课程基本信息课程名称：粉体制备技术开课系部：冶金与建筑工程系适用专业：金属材料与热处理专业课程总学时：72先修课程：粉末冶金实用工艺学、金属学与热处理二、课程性质和任务1、课程性质粉体制备技术是金属材料与热处理专业的一门重要的技术基础课程，它涉及机械、化学化工、冶金、材料、环境等许多学科，主要讲述粉体制备工艺原理和相关设备的工作原理，对今后学习后续课程奠定理论基础。该课程是学生工学结合和教师顶岗实习过程中，通过利用企业、学校和社会资源，由企
2、业专家和学校教师共同开发的一门校企合作课程。2、课程任务通过学习这门课程，使学生了解近些年来迅速发展起来的多种粉体制备技术，掌握各种粉体制备技术的基本原理、操作工艺、工艺装备及质量控制和检测等内容，以便在以后的工作实际中能够根据实际情况来选择合适的粉体制备技术。三、课程目标通过认真研讨本专业教学培养计划，参照国家相关职业标准，走访了莱钢粉末冶金公司、莱芜呈瑞粉末冶金有限公司、莱芜金石集团等企业，与企业相关专业技术人员交流研究制定本课程的课程目标。1、知识目标掌握粉体的性能及表征、粉末粉碎、分级、分离、混合及造粒的工艺特点和工艺装备，掌握水雾化制备合金粉末的工艺原理及操作规程，掌握粉体表面性能测
3、试和检验1的操作规程和实验方法。2、能力目标能够理解粉体制备的基本流程及工艺原理，能熟练使用基本的仪器设备，并能根据工件的特点设计出制粉方案，能独立的完成工作任务。3、素质目标能独立学习、工作，具有团队合作精神，具备相应的职业道德，具有良好的工作责任心、坚强的意志力和严谨的工作作风，能创造性的完成各项任务，了解相关的法律法规，掌握文明生产、安全生产与环境保护的相关规定及内容。四、教学内容的安排23五、考核方式采用教师评价为辅，个人自评、学生互评相结合为主的综合测评模式，理论与实践评价一体化的考核模式。将任务内容计划、学生作业、平时任务考核、技能考核、任务小组任务报告和小组协调合作完成任务的表现
4、作为考试成绩，占总成绩的65%，理论考试成绩占35%。注重学生创新能力的培养，提高其解决实际问题的能力，对在实践过程中有突出表现的学生积极引导，鼓励其发挥创造力，促进学生综合素质的发展。4粉体材料的制备方法有几种？各有什么优缺点？答：粉末的制备方法:气相合成、湿化学合成、机械粉碎.1.物理方法(1)真空冷凝法用真空蒸发、加热、高频感应等方法使原料气化或形成等离子体，然后骤冷。其特点纯度高、结晶组织好、粒度可控，但技术设备要求高。(2)物理粉碎法通过机械粉碎、电火花爆炸等方法得到纳米粒子。其特点操作简单、成本低，但产品纯度低，颗粒分布不均匀。(3)机械球磨法采用球磨方法，控制适当的条件得到纯元素
5、纳米粒子、合金纳米粒子或复合材料的纳米粒子。其特点操作简单、成本低，但产品纯度低，颗粒分布不均匀。2.化学方法(1)气相沉积法利用金属化合物蒸气的化学反应合成纳米材料。其特点产品纯度高，粒度分布窄。(2)沉淀法把沉淀剂加入到盐溶液中反应后，将沉淀热处理得到纳米材料。其特点简单易行，但纯度低，颗粒半径大，适合制备氧化物。(3)水热合成法高温高压下在水溶液或蒸汽等流体中合成，再经分离和热处理得纳米粒子。其特点纯度高，分散性好、粒度易控制。(4)溶胶凝胶法金属化合物经溶液、溶胶、凝胶而固化，再经低温热处理而生成纳米粒子。其特点反应物种多，产物颗粒均一，过程易控制，适于氧化物和族化合物的制备。(5)微
6、乳液法两种互不相溶的溶剂在表面活性剂的作用下形成乳液，在微泡中经成核、聚结、团聚、热处理后得纳米粒子。其特点粒子的单分散和界面性好，族半导体纳米粒子多用此法制备2.为什么要对粉体材料的表面进行改性？什么是物理吸附？什么是化学吸附？试举例说明。答:材料表面改性的目的力学性能：表面硬化、防氧化、耐磨等电学性能：表面导电、透明电极光学性能：表面波导、镀膜玻璃生物性能：生物活性、抗菌性化学性能：催化性装饰性能：塑料表面金属化材料表面改性的意义通过较为简单的方法使一个部件部件或产品产品具有更为综合的性能第一节材料表面结构的变化粉体表面改性是指用物理、化学、机械等方法对粉体材料表面进行处理，根据应用的需要
7、有目的改变粉体材料表面的物理化学性质，如表面组成、结构和官能团、表面能、表面润湿性、电性能、光、吸附特性等等，以满足现代新材料、新工艺和新技术发展的需要。在使用无机填料的时候，由于无机粉体填料与有机高聚物的表面或界面性质不同，相容性较差，因而难以在基质中均匀分散。故而必须对无机粉体填料表面进行改性，以改善其表面的物理化学特性，增强其与有机高聚物或树脂等的相容性和在有机基质中的分散性，以提高材料的机械强度及综合性能。基本目的是增加与基体的相容性和润湿性，提高它在基体中的分散性，增强与基体的界面结合力。在此基础上还可赋予材料新功能，扩大其应用范围和应用领域，如用氧化铝、二氧化硅包覆钛白粉可改善其耐
8、候性。物理吸附也称范德华吸附，它是由吸附质和吸附剂分子间作用力所引起，此力也称作范德华力。吸附剂表面的分子由于作用力没有平衡而保留有自由的力场来吸引吸附质，由于它是分子间的吸力所引起的吸附，所以结合力较弱，吸附热较小，吸附和解吸速度也都较快。被吸附物质也较容易解吸出来，所以物理吸附是可逆的。如：活性炭对许多气体的吸附，被吸附的气体很容易解脱出来而不发生性质上的变化。吸附质分子与固体表面原子(或分子)发生电子的转移、交换或共有，形成吸附化学键的吸附。由于固体表面存在不均匀力场，表面上的原子往往还有剩余的成键能力，当气体分子碰撞到固体表面上时便与表面原子间发生电子的交换、转移或共有，形成吸附化学键
9、的吸附作用。3.利用热力学、动力学知识试分析FeC或WC生产过程的条件。答：在WC生产过程中，其原理是W+C=WC，从热力学角度看，因为W和C都是比较稳定的物质，所以通常条件下不会发生反应，G大于0，所以要在高温条件下，当在这个温度下，C比较活跃，就是W碳化，从而形成WC。4.什么是均匀沉淀法、直接沉淀法、共沉淀法、各有什么优缺点？答：均匀沉淀法是利用某一化学反应使溶液中的构晶离子由溶液中缓慢均匀地释放出来，通过控制溶液中沉淀剂浓度，保证溶液中的沉淀处于一种平衡状态，从而均匀的析出。通常加入的沉液剂,不立刻与被沉淀组分发生反应,而是通过化学反应使沉淀剂在整个溶液中缓慢生成，克服了由外部向溶液中
10、直接加入沉淀剂而造成沉淀剂的局部不均匀性。直接沉淀法是制备超细微粒广泛采用的一种方法，其原理是在金属盐溶液中加入沉淀剂，在一定条件下生成沉淀析出，沉淀经洗涤、热分解等处理工艺后得到超细产物。不同的沉淀剂可以得到不同的沉淀产物，常见的沉淀剂为：NH3?H2O、NaOH、(NH4)2CO3、Na2CO3、(NH4)2C2O4等。直接沉淀法操作简单易行，对设备技术要求不高，不易引入杂质，产品纯度很高，有良好的化学计量性，成本较低。缺点是洗涤原溶液中的阴离子较难，得到的粒子粒经分布较宽，分散性较差。共沉淀法是指在溶液中含有两种或多种阳离子，它们以均相存在于溶液中，加入沉淀剂，经沉淀反应后，可得到各种成
11、分的均一的沉淀，它是制备含有两种或两种以上金属元素的复合氧化物超细粉体的重要方法。5.试述溶胶凝胶法制备粉体材料的基本原理。答：溶胶凝胶法的基本原理溶胶凝胶(简称SolGel)法是以金属醇盐的水解和聚合反应为基础的。其反应过程通常用下列方程式表示：水解反应：M(OR)4+H2O=M(OR)4-OH+ROH缩合-聚合反应：失水缩合M-OH+OH-MM-O-MH2O失醇缩合M-OR+OH-MM-O-MROH缩合产物不断发生水解、缩聚反应，溶液的粘度不断增加。最终形成凝胶含金属氧金属键网络结构的无机聚合物。正是由于金属氧金属键的形成，使SolGel法能在低温下合成材料。SolGel技术关键就在控制条
12、件发生水解、缩聚反应形成溶胶、凝胶凝胶溶胶技术是指金属有机或无机化合物经过溶液、溶胶、凝胶而固化、在经过热处理而成氧化物或其它化合物固体的方法。6.利用粉体材料的制备方法，设计一个粉体材料的制备，并说明原因。答：制备工艺对铁基粉末冶金航空刹车材料组织与性能的影响摘要该论文针对某种牌号铁基粉末冶金航空刹车材料的制备工艺进行研究，系统研究了制备工艺对其组织与性能的影响，系统分析了压制压力、烧结温度、烧结压力、冷却水流量等重要的工艺参数变化对材料显微组织、致密化、力学性能的影响规律以及由此引起的材料摩擦磨损性能和行为的改变。结果表明：(1)压制压力增大，促使铁粉重排，移动加速，塑性好的粉末发生局部的
13、塑性变形，塑性较差的硬质颗粒产生碎化，使得各组元的接触面积增大，这些因素的综合作用，有效地减少了孔隙的数量及尺寸，使得材料密度和硬度逐渐升高，进而，材料的耐磨性能得到有效改善。(2)烧结温度由900升高到930时，铜粉和铁粉的塑性得以进一步提高，更容易产生塑性变形，促进致密化过程的进行，同时，异晶转变的存在，使铁的自扩散系数略有增加，然而，碳在铁中的扩散系数降低，这些因素的综合作用使得密度缓慢增加，组织以软韧相的铁素体为主，材料的耐磨性较差；烧结温度由930增加至1020，铁粉和铜粉的变形程度更大，原子扩散系数显著提高，材料致密化程度迅速增加，组织中珠光体数量增多且分布比较均匀，同时，颗粒间的
14、结合由机械啮合转变为冶金结合，提高了材料的强度，材料磨损性能显著提高。(3)烧结压力由16MPa增加到28MPa时，材料变形程度增大，有效地消除了材料内部及晶界处的孔隙，材料密度和硬度显著提高，磨损性能得到改善；烧结压力由28MPa提高到32MPa时，材料密度和硬度变化不显著，摩擦磨损性能变化不大，说明继续提高烧结压力对材料的致密化程度以及摩擦磨损性能影响不大。(4)冷却水流量由0增至004m3s，冷却速度出现先增大后减小的趋势，这与烧结炉的结构有关，水流量越大，内罩与冷却水的接触面上的水花喷溅越剧烈，使材料的冷却效果降低，当冷却水流量为0027n13s时，冷却速度最快，其组织以片状珠光体和粒
15、状珠光体为主，此时片状珠光体的片间距最小，材料的硬度和摩擦磨损性能随冷却速度的增加而提高。关键词：粉末冶金，摩擦材料，铁基，摩擦磨损，制备工艺粉体制备方法摘要：本文列举了几种粉体制备合成方法，包括物理方法和化学方法。物理方法有粉碎法，蒸发冷凝法等，化学方法有气相合成法，液相反应法，固相合成法。同时比较了三种化学方法的优缺点，浅诉了近年来的几种物理新技术。关键词：粉体制备合成方法物理方法化学方法优缺点新技术Abstract：Thispaperlistsseveralpowderpreparationsynthesismethods,includingphysicalmethodandchemicalmethods.Thephysicalmethodshavecomminutingmethod,evaporati
