粉末冶金的优缺点范文

导语：如何才能写好一篇粉末冶金的优缺点，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

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关键词：VC铁基复合材料 粉末冶金法 原位内生相法

随着机械制造业的迅速发展，对于耐磨性材料提出了更高的要求：首先要求耐磨性材料具有一定的韧性和较大的强度；其次要求在常温情况下具有较强的抗磨性和在高温工作条件下仍能保持较高的抗磨性。使用一种材质已经无法满足要求，急需一种介于硬质合金和高速钢的新型材料出现，兼有硬质合金的硬度、耐磨性和钢的强度、韧性。硬质合金虽然技术上比较成熟，但其价格较贵，限制了它在大众民用工业中的应用。此外，由于W，Co的资源缺乏，价格不要影响TiC颗粒的尺寸大小；微量的Cu、Ni合金有利于TiC颗粒的形成；在合金熔体中，Ti和C原子合成TiC颗粒，形核并长大直到TiC与熔体达到平衡。

目前，在研究铁基复合材料方面，国内外专家研究的主要是WC/Fe、TiC/Fe复合材料，另外也有以氮化物、硼化物及金属间化合物增强体来增强铁基材料，并不常见。目前应用最成熟最广的铁基复合材料是碳化钨钢结硬质合金、TiC钢结硬质合金，这两种合金各有优缺点。TiC和VC均具有高硬度、高模量、高熔点、热力学稳定性高等特点，因而被广泛用作复合材料的增强相。此外，钒在钢中常被用来细化钢的组织，提高晶粒粗化温度，降低钢的过热敏感性，增强钢的韧性、强度。国内应用最早，最广泛的碳化钛合金是GT35，在光学显微镜下，TiC粒子多是圆形的并且边缘整齐，而在电子显微镜下TiC的粒子的边缘不整齐，有很多细小的凸起，每个小的凸起的形状均呈现针尖。WC是金属碳化物间隙相，是具有简单六方点阵的过渡族，大晶粒棱边在电子显微镜下呈现形状比较锋锐，而小晶粒棱形状角比较钝。WC的尖角形态从钢基硬质相的粒子形态上看容易降低合金的摩擦系数，但克服冷焊现象不如TiC有利。但WC与TiC相比有较强的塑性，因此对与钢结硬质合金来说，WC型的韧性要比TiC型的韧性要强。根据硬质相在合金中的分布图来看，在TiC钢结硬质合金中，经常发现使合金变脆的碳化钛环形结构，有时候会占据合金结构的大部分面积。该结构是由于碳化钛烧结温度高，使得小的碳化钛晶粒在钢基体中溶解，然后在较大的碳化钛上析出，长大，最后在钢的基体周围形成一个环行结构。与碳化钛钢结硬质合金相比，WC钢结硬质合金的组织中有着较严重的碳化钨晶粒“桥接”现象，即把碳化物晶粒桥接起来的非钢基体组织，它会导致合金机械性能、加工性能变差。上面两种组织的缺陷都可以通过对合金锻打使其增强。从碳化钨的润湿性来看能完全被铁族金属润湿，在铁中的溶解程度远比TiC高，故而WC钢结硬质合金可以在真空的条件下或在氢气条件下烧结，降低生产成本、提高成品率、提高产品质量稳定性、断口的致密性，而碳化钛合金烧结仅能在真空条件下烧结。铁基复合材料现阶段的制备工艺主要用的方法有两种：粉末冶金法和铸造原位合成法。铸造原位合成法局限性：熔体的流动性随着增强体量的增加会降低，从而使增强相所占的体积比例增加；由于熔体的密度和增强相差距较大使增强相在铸造原位合成的过程中，造成不均匀的增强相分布，易偏析；而碳化物颗粒容易长大在高温熔体中；碳化物的形态容易恶化在铸造过程中，如生成些碳化物共晶等。

采用粉末冶金和原位内生相结合的方法，优点是：使其增强体分布更加均匀；增加了增强相体积分数。而缺点是：在产生过程中存在着界面污染，从而使得铁基体与增强体的润湿性变差；烧结致密化较差，形成较差碳化物的形态，并且存在长大现象或者桥接现象。

相对于其他材料VC与铁的润湿性较好，烧结温度低，同时对于V、Ti资源十分丰富的攀西地区。因而以铁为基体、VC颗粒为增强相的复合材料的研制和开发有着广阔的的前景。由于属于同一周期的过渡金属V和Ti，且其原子序数相差1，它们能产生的碳化物都具有熔点高、硬度高和稳定的化学性，因此VC可作为铁基复合材料的理想增强体，目前国内外专家学者对VC铁基复合材料的研究相对较少。世界上共生于钒钛磁铁矿的钒资源占己探明钒资源储量的98%，钒钛磁铁矿资源储量最多的在我国攀西地区，探明储量大约100亿吨，占我国储量90.54%的攀钢公司自投产以来，已累积了高钛型炉渣大约5000多万吨，钒钛资源如何合理利用是攀钢公司面临的一个非常重要的课题，因而开展利用粉末冶金原位合成法制备Fe—VC复合材料研究对我国攀西地区钒钛资源的合理发展，促进地区经济的腾飞发展具有重大意义。

参考文献：

[1]尤显卿，钢结硬质合金硬质相种类与含量选择[J]，硬质合金

[2]石建国，粉末冶金反应合成碳化钒颗粒增强铁基复合材料制备工艺基础研究

[3]游兴河，WC在WC/钢基复合材料中的溶解行为[J]，复合材料学报

篇2

1铼的分布与储量

铼在地壳中丰度极低（约10－9），属稀有稀散金属，主要以类质同像形式存在于辉钼矿（铼质量分数（10～310）×10－6）、斑铜矿（质量分数（1．0～45）×10－6）中，也痕量存在于铱锇矿、硅铍铱矿、砷铂矿、铪锆矿、铌钽矿、铀矿物等矿物中，植物中也发现有痕量铼［5－7］。河水中铼平均质量浓度为2．2pg／mL，海水中平均质量浓度为7～8pg／mL［8］。铼与硫化物和有机质密切相关，在自然界中还具有亲铁、亲铂、亲锇、亲铜等地球化学性质，极少数也与硫、铜、钌 形 成 独 立 矿 物 共 生 于 辉 钼 矿、铜 矿、钨 矿中［9］。目前，世界已探明铼储量只有7　300～10　300t，铼产量仅为25～30t。我国铼保有储量约237t，集中分布在陕西金堆城钼矿、河南栾川钼矿、吉林大黑山钼矿、黑龙江多宝山铜（钼）矿等矿床中，合计占国内铼总储量的近90％。铀矿床中，铼主要分布在卷形铀矿体及其前峰部位的层间氧化带中［10－12］。铀、钼、硒、钒、铼等是砂岩型铀矿独特的指示元素，但铀矿地质勘探部门通过测铼寻找层间氧化带砂岩型铀矿成效甚微。世界三大可地浸砂岩型铀矿克兹库姆、楚萨雷苏、锡尔达林的层间氧化带中，铼平均质量分数最高为2．0×10－6，主要以氧化物和硫化物形式存在，与铀呈正消长关系，铀矿床中Re综合利用品位下限为0．2×10－6［13］。由于表生低温环境下的层间氧化作用，有时铼也出现超常富集且独立成矿现象，如新疆伊犁盆地扎吉斯坦砂岩型铀矿床（铼质量分数为（0．2～2．3）×10－6）。

2铼的分析方法研究进展

国内外对于铼在可地浸砂岩型铀矿床中的地球化学行为有长期的研究，但铼回收技术还不完善，且痕量铼测定方法不够成熟。

2．1含铼矿样的处理

铼的分析对含铼矿样的处理方式有相应的要求，不同矿样所采用的溶矿方法有所不同。近年来，含铼矿样分解方法主要有氧化镁烧结法、酸或碱溶法、逆王水法、干氯化法、硫－镍试金法（火试金法）等［14－16］，其优缺点见表1。

2．2铼的分离富集

目前，铼的分离富集有溶剂萃取法、离子交换法、氧化还原法、液膜分离法、电渗析法、沉淀法、泡塑吸附和活性炭吸附法等［17－19］，各方法都有其优势及局限性，见表2。工业生产中，主要是从钼精矿或铜精矿的烟尘和废液中回收铼，如从氧化焙烧辉钼矿的烟道灰中采用酸浸氧化或碱浸置换工艺［20］回收铼；铜矿冶工业中从硫酸浸出得到的含铼料液中回收铼［21－22］。含铼原料不同，回收工艺也不同，选择快速简便、选择性高、富集倍数大的分离富集方法一直是研究的重点。含铼废液或浸出液中铼的分离富集常采用溶剂萃取法或离子交换法。在酸性体系中，可采用胺类、酮类、醇类或磷类等萃取或协同萃取铼［23－28］，其中叔胺类应用较多，萃取机制主要是阴离子交换反应。碱性介质中，常用季铵盐萃取剂，起作用的官能团主要是羰基；或采用伯胺－中性磷类协同萃取［29－32］。离子交换法分离富集铼主要采用碱性阴离子交换树脂，如强碱性阴离子交换树脂D296、J－089、717、742、DowIRA　410、Dowex－1X8、201×7、201×4等［30－38］，弱碱性阴离子 交 换 树 脂AN－82－14G、AN－105－14G、D318、D301、D314等［39－44］；其他类型树脂如负载树脂、浸渍树脂、萃淋树脂等对铼吸附的研究也有报道［45－49］。大部分负载树脂可采用HClO4和NH4SCN等洗脱铼，因酸性和毒性大，在工业生产上难于应用。寻找洗脱铼效果好且适于工业生产的洗脱剂是一大难题。从铀矿石中浸出铼的条件较宽松，酸浸或碱浸都有较好 效 果，而 氧 化 剂 的 存 在 可 使 铼 浸 出 率 达70％以上［50］。树脂吸附铼的pH范围较宽，吸附容量大，铀和铼可同时被吸附在树脂上，这对可地浸铀矿中铼的回收相当有利。

2．3铼的测定

铼的测定方法最常用的是分光光度法，其中硫脲光度法和硫氰酸盐光度法应用最为普遍。催化光度法和萃取光度法可测定样品中的痕量铼，但重现性较差，且不易操作。目前，痕量铼的测定主要依赖于极谱法、电感耦合等离子体－质谱法（ICP－MS）、电感耦合等离子体－原子发射光谱法（ICP－AES）、中子活化分析法（NAA）等［51－55］。伏安法、电迁移法、X射线荧光光谱法、高效液相色谱法等也有应用［56－58］，但实际应用过程中限制条件较多。NAA可测复杂基体中超痕量铼，结合样品分离和预富集方法，可取得更理想的结果；但由于其仪器设备昂贵，应用也受到限制［59］。ICP－MS法具有灵敏度高、线性范围宽、分析速度快、检测限低等优点，常结合流动注射（FI）、同位素稀释（ID）、激光剥蚀（LA）等技术提高测定精确性［60－62］，是目前痕量铼测定最有效的方法。

3铼产品制备

铼及其合金的制造主要有电化学沉淀法（EPM）、粉末冶金法（PM）、真空等离子喷涂法（VPS）、电子束－物理气相沉积法（EB－PVD）、化学气相沉积法（CVD）等（表3），其中EB－PVD法常用于制备薄壁、小直径或复杂形状的铼构件［63］；CVD法是目前制备性能优异金属铼材料最有潜力的一种方法［64］。

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论文摘 要 分析机械制造技术基础课程的教学现状，针对教学中存在的问题和该课程的教学特点，探讨机械制造技术基础的教学改革方法，以期促进机械制造技术基础课程教学质量的提高。  

机械制造技术基础是高等本科教育中机械类及近机类专业的一门重要专业基础课程，是一门讲述有关机械产品制造过程的综合性技术课程。在本校的相关专业教学大纲中规定该课程的教学内容由工程材料及成形技术和机械制造技术两大部分构成：工程材料及成形技术部分讲述现代工业常用材料（金属、高聚物、陶瓷、复合材料等）和热加工工艺基础（铸造、锻造、焊接、粉末冶金、热处理等）的相关知识；机械制造技术部分讲述机械加工工艺基础的相关知识。课程的教学目的是通过本课程的学习，要求学生能总体地了解和把握机械制造活动，掌握金属切削过程基本规律和机械加工的基本知识，能合理选择材料、毛坯制备、机械加工方法，具有产品质量、公差与配合的基本知识，初步具有解决生产现场工艺问题，决策制造模式方面的能力。 

1 机械制造技术基础的教学现状 

机械制造技术基础是一门传统的课程，多年来人们积累了许多宝贵的教学经验和教学方法，教学质量也得到一定的提高和改善，但由于其教学内容比较抽象、复杂且涉及实际生产经验等特点，还存在一些问题。 

1.1 教学手段的不正确使用 

随着科学技术的发展，许多先进的教学手段进入课堂教学，如幻灯片、投影仪、语音设备、多媒体等。最初将这些手段引入教学的目的是使教学内容化繁为简，化难为易，由抽象变为直观，便于观察和认识，有利于学习和掌握教材，提高教学速度和质量。目前，教学过程中存在两种极端情况：一种是有些教师，特别是经验较少的青年教师，在教学过程中把这些设备当做减轻备课任务的一种工具，如把所有内容都打进ppt，上课过分依赖ppt，以此减少备课时间；另一种是有些教师对这些教学手段过于排斥，认为他们的应用会分散学生的注意力，仍然采用传统的教学方式，即讲授+板书，这样一来教学过程显得过分呆板，课堂气氛不活跃，很多抽象的东西如机床的结构、加工过程等使学生难以理解，渐渐失去学习的热情。 

1.2 实验与金工实习时间安排不合理，不足以理论联系实践 

机械制造技术基础这门课是一门与实践密切相关的专业基础课，材料在不同工作环境中的各种特性、设备的各种结构、工艺的各种优缺点及在生产中可能会造成的后果等，学生必须结合大量实践经验才能更好地理解，很多操作步骤和原理听起来很费解，但只要到车间或现场看一眼就不难明白。已有的教学模式将理论和实践在时空上分离，先将理论全部学完再实践，或先实践完再进行理论学习。缺少工程实践的理论教学，由于学生缺少感性认识而变得十分难解，处于云里雾里的迷糊状态；没有理论支撑的工程实践必然只能停滞在获得一些感性知识和操作技能的较低的层次上[1]。 

1.3 考核方式欠合理 

目前机械制造技术基础这门课程的学习效果评价方式绝大多数仍然以书面答卷的方式进行，如此一来，学生在学习过程中单纯地追求卷面分数，与考试相关的内容就重视，与考试无关的内容就不重视。有的甚至平时根本不听课，连书本都不翻，凭考前“临时抱佛脚”来死记硬背书中的一些概念、术语和简单理论来达到修完这门课程的目的。这样一来，学生考完这门课后，什么也没学到，什么也没得到。 

1.4 教学内容相对陈旧 

机械制造技术基础的教学内容主要涉及传统知识的介绍，缺乏先进性和时代感，导致一些学生主观上认为该课程无用而对它产生排斥思想[2]。尽管有些负责任的教师在教学中采用各种不同挂图、实物模型、动画等方法以适应不同章节的教学需要，仍难以取得较好的教学效果。 

2 机械制造技术基础的教学改革方案 

针对机械制造技术基础课程教学中存在的问题，为了激发学生对本课程的学习兴趣，提高教学质量，提出教改措施。 

2.1 有效地选用灵活多变的教学方法 

为了保证课程教学质量，宜采用灵活多变的教学方法和手段。例如，讲解一些机床结构、刀具夹具结构等知识时，仅靠教师的理论讲述无法使学生完全理解，通过采用直观教学、现场教学和电化教学等手段，利用实验室的机械装备，可在短时间解决黑板上难讲透的问题[3]。此外，还可以通过交互式、讨论式、研究式和启发式教学方法，营造师生互动的教学环境，增强学生的学习积极性和学习热情[4]。 

2.2 充分发挥实践在教学过程中的作用 

机械制造技术基础不同于纯粹的理论课，它具有很强的实践性和应用性。实践效果对教学质量的好坏起到重要的作用。根据学校已有或周边生产工厂的条件，将理论教学和生产实践结合起来，通过实践与学习相互穿插的方式，或者理论教学与现场教学并行的方式，使学生的参与意识和工程能力大为增强，不仅能很好地消化所学的理论知识，而且能提高解决工程实际问题的能力。 

2.3 采用合理考核方式 

高等教育应为国家培养对社会有用的人才。卷面考试成绩的好坏很难全面说明一个人能力的高低。宜采用合理的考核方式，使学生在学习过程中不再单纯为了通过考试而功利地受迫学习，而是自觉、勤奋、紧张地学习，真正在知识、能力和素质等多方面得到全面的提高。为此可以对学生在实践环节、设计环节、课堂环节、答辩环节、操作环节等分别进行考核，从而较全面地考核学生对该门课程的学习情况。 

2.4 强化教学内容和专业发展的动态结合 

科学技术日新月异，新的机械制造方法不断涌现。要提高学生的学习兴趣，在备课时教师宜结合具体教学内容，及时收集学科最新的发展态势，介绍一些与之相关的最新的材料、成形、制造等方面的相关知识，使学生在感受到现代先进制造技术的同时理解学习传统知识的重要性，增加对这门课的学习兴趣。此外，还可以让学生在课后自己收集感兴趣的前沿科技，培养自学能力。 

2.5 加强师资队伍建设 

要实现良好的教学目标，过硬的师资队伍是关键。机械制造技术基础的课程性决定了该课程的教师不仅要具有扎实的专业理论功底，也要具有较熟练的实践技能，更要具有理论与生产结合的综合能力。许多教师，虽然理论知识丰富，但实际生产经验不足，动手操作能力有所欠缺，呈现出“纸上谈兵”的局面。因此，在建设师资队伍过程中，通过合理安排培训内容和时间、参加项目开发等方式，加强他们综合能力的提高[5]。 

3 结束语 

提高机械制造技术基础的教学质量是现代社会和经济发展的要求，是培养合格人才不可缺少的一部分。机械制造技术基础教学应围绕教学目的，针对教学特点，从教学内容、教学模式、教学手段及考核方式等多方面努力实施改革，才能增强教学效果，使学生满足社会对他们的要求。 

参考文献 

[1]周建中,汤宁荷.面向学生职业生涯的《机械制造技术》教学改革探讨[j].黑龙江科技信息,2009(34):197. 

[2]罗小林,包家福.《机械设计基础》课程教学内容改革的探讨[j].广西大学学报:自然科学版,2002(6):93-97. 

[3]王书元,王克明.《机械制造工艺学》教学改革的思考[j].黑龙江科技信息,2009(18):171.