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第1章 发展中的粉末冶金理论 1

1.1 巴尔申的粉末金属学 1

1.2连续介质力学对粉末成形理论的描述 2

1.3粉体力学与工程 3

1.4金属粉末烧结理论的扩散和流动学派 3

1.5先进材料的制备技术 4

1.6粉末冶金缺陷 5

1.7结束语 5

参考文献 5

第2章金属粉末的制备技术和理论 6

2.1金属粉末生产的概述 6

2.2物理化学法 6

2.2.1 还原法 6

2.2.2金属热还原法和还原化合法 36

2.2.3电解法 45

2.2.4气相法和液相法制备超微粒子的原理和技术 56

2.3机械法 76

2.3.1 雾化法 76

2.3.2机械粉碎法 91

参考文献 109

第3章 粉末的特性及表征 116

3.1 颗粒的几何形态特性 116

3.1.1颗粒大小 116

3.1.2颗粒群的粒径分布 118

3.1.3颗粒的形状 120

3.2颗粒的堆积特性 125

3.2.1等径球形颗粒群的规则堆积 125

3.2.2等径球形颗粒的任意充填 126

3.2.3不同粒径球形颗粒的密实堆积 127

3.2.4实际颗粒的堆积 128

3.2.5影响颗粒堆积的因素 129

3.2.6粉末的堆积密度 130

3.3粉末体的摩擦特性 132

3.3.1安息角 132

3.3.2库仑定律 133

3.3.3内摩擦角 134

3.4颗粒间的作用力 135

3.4.1颗粒间的范德华力 135

3.4.2颗粒间的静电力 136

3.4.3颗粒间的毛细管力 136

3.4.4颗粒间的团聚和分散 137

3.5粉末体的流动性 138

3.5.1粉体流动 138

3.5.2开放屈服强度 140

3.5.3 Jenike流动函数 140

3.6粉末的表面性能 140

3.6.1粉末的表面张力效果 140

3.6.2表面基 141

3.6.3表面润湿性 142

3.6.4表面吸附性 144

3.7颗粒的声、光、电、磁特性 149

3.7.1 颗粒的声学特性 149

3.7.2颗粒的光学特性 153

3.7.3颗粒的电学性能 158

3.7.4颗粒的磁学性能 162

3.7.5颗粒的结晶构造 164

3.8粉末的表征 164

3.8.1 粉末的取样 164

3.8.2粒径测量 166

3.8.3粉末的比面测定 176

3.8.4化学成分分析 180

3.8.5颗粒的密度和硬度 182

参考文献 182

第4章 粉末成形理论 185

4.1 粉末成形理论概述 185

4.2以非线性弹性理论为基础的粉末成形理论 188

4.2.1压力下粉末的位移与变形 188

4.2.2粉末压制时压坯密度变化的规律 189

4.2.3以非线性弹性理论为基础的压制理论 190

4.2.4模型评价 190

4.3以塑性理论为基础的粉末成形理论 193

4.3.1粉末体的变形特征 193

4.3.2粉末材料的致密化 195

4.3.3粉末体的屈服准则和本构关系 196

4.3.4塑性成形理论在粉末成形中的验证和应用 205

4.4以流变学理论为基础的粉末成形理论 209

4.4.1粉末体流变学概论 209

4.4.2粉末压制的流变学模型 213

4.4.3粉末压制的流变学理论应用 220

4.5粉末成形理论的数值模拟 224

4.5.1金属塑性力学和土塑性力学的有限元数值模拟 224

4.5.2有限元法在粉末成形中的应用 226

4.5.3粉末压制过程的离散元法研究 229

参考文献 235

第5章 粉末体的烧结理论 238

5.1粉末体烧结的概念与分类 238

5.2烧结理论的发展 238

5.3烧结的基本过程 239

5.4烧结的驱动力 240

5.4.1本征过剩表面能驱动力 241

5.4.2本征拉普拉斯应力 241

5.4.3化学位梯度的驱动力 242

5.5物质迁移机理 243

5.5.1 流动机理 243

5.5.2扩散机理 246

5.5.3主导机制和综合作用 248

5.6致密化机理 251

5.6.1烧结时间和烧结温度的影响 251

5.6.2致密化机理 253

5.6.3再结晶和晶粒长大 254

5.7多元系固相烧结 256

5.7.1无限互溶系 256

5.7.2有限互溶系统 257

5.7.3互不溶解系统 258

5.8强化烧结理论 258

5.8.1 液相烧结 258

5.8.2超固相线液相烧结 264

5.8.3活化烧结 268

5.8.4放电等离子烧结 274

5.8.5微波烧结 278

5.8.6选择性激光烧结 284

5.8.7反应烧结 288

参考文献 292

第6章 多孔体的热致密化理论 298

6.1热压致密化理论 298

6.1.1热压的基本规律 298

6.1.2塑性流动理论 300

6.1.3黏性流动理论 302

6.1.4幂指数蠕变理论 303

6.1.5经验方程式 305

6.1.6热压致密化理论的评价 306

6.2热等静压的致密化理论 307

6.2.1 塑性屈服 307

6.2.2颗粒晶界的扩散和体扩散 307

6.2.3幂指数蠕变 308

6.2.4 Nabarro-Herring和Coble蠕变 308

6.2.5热等静压图的构建 309

6.2.6热等静压图的应用 310

6.2.7热等静压的有限元分析 313

6.3粉末热锻致密化理论 319

6.3.1粉末热锻过程的致密化理论 320

6.3.2粉末锻造过程的断裂理论 330

6.3.3预成形坯的设计 335

6.3.4粉末热锻过程的变形机制 336

6.4温压成形的致密化机理 338

6.4.1温压成形概论 338

6.4.2温度对粉末体温压的影响 339

6.4.3湿润剂对温压的影响 339

6.4.4温压的致密化机理 340

6.5粉末的热挤压理论 341

6.5.1粉末的热挤压概述 341

6.5.2粉末热挤压理论 343

6.6粉末的热轧理论 349

6.6.1多孔材料轧制变形与断裂的基本规律 349

6.6.2多孔材料轧制成形的塑性泊松比 354

6.6.3多孔材料热轧成形的致密化理论 358

6.6.4包套轧制 360

参考文献 364

第7章 粉末冶金材料的强韧化理论 367

7.1 细晶强化理论 367

7.1.1细晶位错塞积理论 367

7.1.2晶界位错无塞积理论 368

7.1.3纳米微晶的强化理论 369

7.1.4典型的细晶粉末材料——快速凝固粉末铝合金 370

7.2颗粒强化理论 391

7.2.1 位错和颗粒间的基本交互作用 391

7.2.2两相合金的屈服强度理论 395

7.2.3两相合金的高温屈服问题 400

7.2.4典型的颗粒强化粉末材料——粉末高温合金 403

7.3陶瓷增韧理论 417

7.3.1 增韧机理 417

7.3.2典型的陶瓷增韧材料——硬质合金 425

7.4复合强化理论 442

7.4.1颗粒增强复合材料的细观力学模型 442

7.4.2强韧化材料的细观力学设计 448

参考文献 454

第8章 粉末冶金缺陷 461

8.1孔隙对粉末冶金材料力学性能的影响 461

8.1.1脆性断裂与韧性断裂的理论基础 461

8.1.2粉末冶金材料的力学性能与孔隙度关系 467

8.1.3孔隙特征对粉末冶金材料力学性能影响 478

8.1.4高性能粉末冶金材料的孔隙消除 480

8.2原始颗粒边界对粉末冶金材料力学性能的影响 480

8.2.1高温合金PPB 480

8.2.2其他粉末合金的PPB 485

8.3夹杂物对粉末冶金材料力学性能的影响 489

8.3.1粉末高温合金中的夹杂物 489

8.3.2夹杂物的理论研究 492

8.3.3其他粉末冶金材料的夹杂物 495

参考文献 501