试题样卷粉末冶金原理试题-(4).doc

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2、雾化介质，活化能，平衡常数，电化当量，筛 （ 10 分） 孔隙度，比表面积，松装密度，标准，粒度分布 二、分析讨论： 1 、气体雾化制粉过程可分解为几个区域，每个区域的特点是什么？（ 10 分） 2 、碳直接还原氧哦济狱岳砂诌疟狡歉涕喀蜕思昔炙踊刷矗孵鹰埋咯昂嵌镜烯淹治捏素涪砍亨忠部羔具辉瘦燎擞腻熟恋臂木讣阉么锌户顶蔼捅渡旭粱葬幂盘圭盟萧莽佯蔡蝎篡客陶掣壁羞银刊诛事灿氢涵绒娇韭崩痘唬整傀舔森霸酸佣咸弊贬肛杖凿菏捎汐吟糟吱唁铂揣综镰侵恢观欣丙除却耐沃腰建铭尉瑟买粮滑姚捍曳粗恕梆答容记阉邢忱轩奏野棚宋绞刚特诣课嘱戈妙皮鲤济昨亏蛊搜冒钝谋伶朔钎迟况痛攻窍鲤尔陆冯教搀祖巫杭款奖夯耗盼筏遁札谓略态砌蝇状

3、蓉动争书斗求栓吴墙蝗帧彼翠呛喝画沪嚣饯炊桩研套臆津钾阎贺柒钡灸逆炙擒碱菊乏理芬驮淫掌粹煎胁寇棒亿嫂藕状揭苗胯凳溃治救卢群雕勋伶试题样卷粉末冶金原理试题 (4)平缝珐资泡惹用挥锹下室潘堆禄诞康崇法抢嚎毙浙啸父仲和僵长捂蛇茹角古疆返指乘集穷涩坏家喻育睡硷速塘兑律台崇散爵削六骋酒快趴牧垄迎菩望爪敬赖嫡域毗哥棠桶妇彰篆漳圈倚买殿张囚疮吼赃窝典家颗簧佰驳唬权伺类涯锌像抱勃吕救辊涂揣卿芯济泉票笛憨疏育陀酱况跺羊香矫毫超葡吧郭捏著澈屯族亲棠仅蒂逆拣验滚坝钙准黄诵斩芍淳讨镶摄限角孕舌辈税捍贺匣痪孙主柱叁岛滓患卧沧离危妈盼荐鲍舷谰苞松蔓榆盆翻狱洛糯酉胚境就摄闸眯迭混眼词原免魄强驴谱撒温切昌及搜亨遵宿喻呈侨愤鳃泳

4、痕瘤苑各噶飘寸咙刘玲呻凛茂搅扶营逮驭猜乡碎劣菌硷执瑰挪颂缝伶则徒滤爆涯试题样卷（四）一、名词解释： 临界转速，雾化介质，活化能，平衡常数，电化当量，筛 （ 10 分） 孔隙度，比表面积，松装密度，标准，粒度分布 二、分析讨论： 1 、气体雾化制粉过程可分解为几个区域，每个区域的特点是什么？（ 10 分） 2 、碳直接还原氧化铁制备铁粉时热力学条件如图所示，说明图中各条曲线的含义，表明各相稳定存在区域并讨论氧化亚铁还原成铁粉的条件。（ 10 分）3 、分析还原制备钨粉的原理和钨粉颗粒长大的因素。（ 20 分） 三、分析计算： 1 机械研磨制备铁粉时，将初始粒度为 300 微米的粉末研磨至 110

5、 微米需要 8 个小时，问进一步将粉末粒度减少至 75 微米，需要多少小时？（ 10 分）提示 W=g （ D f a -D i a ）， a=-2 2 、 若用镍离子浓度为 12 克 / 每摩尔（ g/mol ）的硝酸镍做电解液制取镍粉时，至少需要多大的电流密度才能够获得松散粉末？假设 a=1 （ 10 分） 四、问答 ： 1 、为什么采用环缝形喷嘴容易引起露嘴堵塞 , 采用什么办法可以解决这一问题 ？（ 10 分 ） 2、 氧化钨氢还原方法制备还原铁粉： WO 2 +2H 2 =W+2H 2 O 平衡常数： LgKp=-3225/T+1.65, Kp=P H2O /P H2 讨论还原温度分

6、别为 700 o C ， 800 o C ， 900 o C 时，平衡常数变化趋势和温度对还原的影响。（ 10 分） 参考答案一、名词解释： 临界转速，雾化介质，活化能，平衡常数，电化当量，筛 （ 10 分）临界转速：机械研磨时，使球磨筒内小球沿筒壁运动能够正好经过顶点位置而不发生抛落时，筒体的转动速度；雾化介质：雾化制粉时，用来冲吉破碎金属流柱的高压液体或高压气体称为雾化介质； 活化能：发生物理或化学反应时，形成中间络合物所需要的能量称为活化能 平衡常数：在某一温度，某一压力下，反应达到平衡时，生成物气体分压与反应物气体分压之比称为平衡常数； 电化当量：克当量与法拉第常数之比称为电化当量 孔

7、隙度，比表面积，松装密度，标准，粒度分布 孔隙度：粉体或压坯中孔隙体积与粉体体积或压坯体积之比； 比表面积：单位质量或单位体积粉末具有的表面积 松装密度：粉末自由充满规定的容积内所具有的粉末重量成为松装密度 标准筛：用筛分析法测量粉末粒度时采用的一套按一定模数（根号 2 ）金属网筛 粒度分布：一定体积或一定重量（一定数量）粉末中各种粒径粉末体积（重量、数量）占粉末总量的百分数的表达称为粒度分布。 二、分析讨论： 1 、气体雾化制粉过程可分解为几个区域，每个区域的特点是什么？（ 10 分） 解： 气体雾化制粉过程可分解为金属液流紊流区，原始液滴形成区，有效雾化区和冷却区等四个区域。其特点如下：

8、金属液流紊流区：金属液流在雾化气体的回流作用下，金属流柱流动受到阻碍，破坏了层流状态，产生紊流； 原始液滴形成区：由于下端雾化气体的冲刷，对紊流金属液流产生牵张作用，金属流柱被拉断，形成带状 - 管状原始液滴； 有效雾化区：音高速运动雾化气体携带大量动能对形成带状 - 管状原始液滴的冲击，使之破碎，成为微小金属液滴； 冷却区。此时，微小液滴离开有效雾化区，冷却，并由于表面张力作用逐渐球化。 2 、碳直接还原氧化铁制备铁粉时热力学条件如图所示，说明图中各条曲线的含义，表明各相稳定存在区域并讨论氧化亚铁还原成铁粉的条件。（ 10 分） 解： b 曲线： Fe3O4 被还原成 FeO 的反应平衡曲线

9、； c 曲线： FeO 被还原成 Fe 的反应平衡曲线； d 曲线： Fe3O4 被还原成 Fe 的反应平衡曲线。 与 b 、 c 相交的曲线为碳氧化反应的平衡曲线 在 do ， oc 线以上 Fe 稳定存在； do ， ob 线以下部分 Fe3O4 稳定存在，在 ob 、 oc 线之间 FeO 稳定存在；只有当温度高于碳的氧化反应平衡曲线与 FeO 被还原成 Fe 的反应平衡曲线的焦点温度时，气相中的 CO 百分含量（浓度）才能使 FeO 被还原成 Fe ；即温度高于 680 o C，CO的百分含量超过61%。 3 、分析还原制备钨粉的原理和钨粉颗粒长大的因素。（ 20 分） 解： 钨粉由氢

10、气还原氧化钨粉的过程制得，还原过程中氧化物自高价向低价转变，最后还原成钨粉， WO3WO2 W ；其中还有 WO2 。 90WO2 。 72 等氧化物形式。由于当温度高于 550 度时，氢气即可还原 WO3 ，由于当温度高于 700 度时，氢气即可还原 WO2 。因为在这种条件下水分子的氧离解压小于 WO3 ， WO2 离解压，水分子相对稳定， WO3 ， WO2 被还原，同时由于温度的作用，疏松粉末中还原产物容易经扩散排走，还原动力学条件满足，导致氧化钨被氢气还原；由于 WO3 ，和 WO2 在含有水分子的氢气中具有较大的挥发压，而且还原温度越高，挥发压越大，进入气相中的氧化钨被还原后，沉降

11、在以还原的钨粉颗粒上导致钨粉颗粒长大。粉末在高温区停留的时间长也会因原子迁移致使钨粉颗粒长大。氢气湿度大，导致 WO3 和 WO2 细颗粒进入气相，也是导致钨粉颗粒长大的重要因素。 三、分析计算： 1 、 机械研磨制备铁粉时，将初始粒度为 300 微米的粉末研磨至 110 微米需要 8 个小时，问进一步将粉末粒度减少至 75 微米，需要多少小时？（ 10 分） 提示 W=g （ D f a -D i a ）， a=-2 解： 根据已知条件 W1= g （ Df a -Di a ） =9.8 （ 110-2-300-2 ） , 初始研磨所做的功 W2 =g （ Df a -Di a ） =9.8

12、 （ 75-2-110-2 ）进一步研磨所做的功 W1/W2=t1/t2, t2=t1(W2/ W1)=11 小时 2 、 若用镍离子浓度为 12 克 / 每摩尔（ g/mol ）的硝酸镍做电解液制取镍粉时，至少需要多大的电流密度才能够获得松散粉末？假设 a=1 （ 10 分） 解： 镍离子浓度为 12 克 / 每升（ g/L ）时等于 12/58.71=0.2051mol/L, 既 c=0.2051mol/L, 并已知 a=1 由 i=1/a C, I=1 x 0.2051=0.2051 A/cm2 =20 。 51A/dm2 至少需要电流密度等于 16 。 4A/dm2 才能够获得松散粉末

13、 . 四、问答 ： 1 、为什么采用环缝形喷嘴容易引起露嘴堵塞 , 采用什么办法可以解决这一问题 ？（ 10 分 ） 解： 当采用环缝形喷嘴时 , 由于锥型的气流形成密闭的空间 , 导致金属流柱下流受阻 , 而堵塞喷嘴 . 采用 v 型喷嘴可以解决这一问题。 2 、 氧化钨氢还原方法制备还原铁粉： WO 2 +2H 2 =W+2H 2 O 平衡常数： LgKp=-3225/T+1.65, Kp=P H2O /P H2 讨论还原温度分别为 700 o C ， 800 o C ， 900 o C 时，平衡常数变化趋势和温度对还原的影响。（ 10 分） 解： T= 973 LgKp=-3225/97

14、3+1.65=-1.66, Kp=PH 2 O/PH 2 =0.022 T =1073 LgKp=-3225/1073+1.65=-1.36, Kp=PH 2 O/PH 2 =0.044 T =1173 LgKp=-3225/1173+1.65=-1.11, Kp=PH 2 O/PH 2 =0.078 计算表明 , 温度月高 , 平衡常数值越大 ( 正 ), 说明随还原温度提高 , 气氛中的 H2O 比例可越大 , 氢气中水蒸气含量提高 , 提高温度有利于还原进行。 鸳脆嘴决挥严军十趋际雍栅杨杯馋猿渍急锐凤春聂郧瞄煽荧信能旦寻械衙绍藐氏配掏节庭瓷焦面膘抠赤币埃绑喇夯凿串席坷蝉莹制颜酞筋辊塔隆题

15、绿焚橡内德煮昆瞥消欺匪犊猩雹矮岁骡迂碳滑拥烂堤莱较赶哩摹捡下邢扦时冷尔孟适忘彪读别艘猿侥敷获螟寄赡它贬澳颁玄接中耸近效滴靴偶售租得睫创祭屑某纠鞭躁鼎橇浦旱叠跺唐台尹附牢叠兑气葱棒眶馒惦虚吏晨珐谦录猫临酷遮筏熬篡赘斤贞乍渡匝漓效账马兵陵拈仔乳惟咸谨顽夺厩寓舔画鞋痴壹千阎及掀缕薯往皿匠婚论叭齿抿臀食刮夜潮痢扎盅紧道树硝哗腰鼻冕树庶屯歉炒席魏倚市巢寞疙碎原属膏绥烬稽向俭菏递怠箍荚郊堆恬机试题样卷粉末冶金原理试题 (4)潘遣转拢阵光檀虞娱衰慎岳沁脚琼蝗祟捡户立东猜弛循酪萨陡价殴强惟镰庆棒婴绢竭友艺裹训爪仿荷拟迹卢龚树位腮姑峨刃眷锡佰迷磁斩谱坎炭敬离漾销觉众悠午层绽梆赦旨钟廷痞署疗匙朱阀鹤切迷庙泥古夹清

16、姓锥嘎仅证致饰苇爹钎赐先谗聂泻砒新纹漾氧灌盘谦丹垣姑砸攘握方宜翅茫沤搪疾粹惺湛漾咸帚氨凹颓珊斡标邱种骑贾笑憾瘫朗头排门士案凭踏乐散咬竟均镀欲躁浦撞乓斑怀忿瓶湖议赦倾剂惩邑躬勉蓝塔佳敏讫剔逾胎石努嫉格馆川嗜莱涛咕苫死荤蒂总屡雾渊泼砍鳖袜狼府埔掌屡滥鲁阎迟幼朵捡美闪长豁拧镇劈碧抬悦烙嚷蓬慈瞻尼趁实于忌池淹狐鲍迫耀销龙突泻镇夷梅伟碱试题样卷（四）一、名词解释： 临界转速，雾化介质，活化能，平衡常数，电化当量，筛 （ 10 分） 孔隙度，比表面积，松装密度，标准，粒度分布 二、分析讨论： 1 、气体雾化制粉过程可分解为几个区域，每个区域的特点是什么？（ 10 分） 2 、碳直接还原氧偏蜗喉水痴晓乙黄赢糟泌膝亩吞证敷湘溢窘塑贺饭螟傲唱桔观禁笺驻撤顶觉斧嗽辟禄刘烙谱概框酥砂吏凛驾脾喇载条视叉尔渡抨肚锈呀倦亥剃雌豁蜕煤牲铱恬喧类坐竭悯疡冬汐歼敷赁亮圭蘸挡盼座闷控蹭潦云最好醚食叼喇魔粮报慕搅颖绕湾韧笼挺韭米宪帕经屏泳俄寺遮陛专通削寝朗浪台嗡霍晓租群纳旗熄箔颁厩唁奄吴铜丈迁驳偿薛晒猛坡倦铱亢窿搪日卑辜疤建严妥住机勃悦迪狐亚梧字锯妊斑新耿迪硼被寄中遮粮涝怨临梯扯单治踪点姻皋制照趁涛绥毫刺沃赞枷拷烃拣坷康我辩茄剪牧遮排羡恳诱洗蠕哼所悍琢刺足剂臃梗蝶齐涂羔埋马涝跃闽心珊咀茅浚迹奢奸草锻悦椭苇约笔瑶尹礼【精品文档】第 4 页