粉末冶金
第一章
1. 碳还原法制取铁粉的过程机理是什么？影响铁粉还原过程和铁粉质量的因素有哪些？
铁氧化物的还原过程是分段进行的，即从高价氧化物到低价氧化物最后转变成金属。铁氧化物的直接还原，从热力学观点看，可认为是间接还原反应与碳的气化反应的加和反应，这就是碳还原的实质。
因素：⑴原料：原料中杂质、原料粒度⑵固体碳还原剂：固体碳还原剂类型、用量⑶还原工艺条件：还原温度与时间、料层厚度、还原罐密封程度⑷添加剂：加入一定固体碳的影响、返回料、引入气体还原剂、碱金属盐、海绵铁的处理
2、制取铁粉主要还原方法有哪些？比较其优缺点。
碳还原：可以还原很多金属氧化物，但容易被碳污染
气体还原：可以制取合金粉，制取的到铁粉比碳还原法制取的纯，生产成本低。
金属热还原：可以制取生产无碳金属，用于西游金属。
3、发展复合型铁粉的意义。
高密度、高强度、高精度粉末冶金铁基零件需要复合型铁粉。
4、还原法制取钨粉的过程机理是什么？影响钨粉粒度的因素有哪些？
氢还原。总的反应式：WO3+3H2====W+3H2O。
钨具有4种比较稳定的氧化物
W03+0.1H2====W02.9+0.1H20
W02.9+0.18H2 ==== W02.72+0.18H20
W02.72+0.72H2 ====W02+0.72H2O
WO2+2H2 ====W+2H2O
影响因素：⑴原料：三氧化钨粒度、含水量、杂质⑵氢气：氢气的湿度、流量、通气方向⑶还原工艺条件：
还原温度、推舟速度、舟中料层厚度⑷添加剂
5 、作为还原钨粉的原料，蓝钨比三氧化钨有什么优越性，其主要工艺特点是什么？
6 、试举出还原 - 化合法的应用范围。
应用于硬质合金、金属陶瓷、各种难熔化合物涂层以及弥散强化材料
制取碳化钨粉，制取硼化物、硅化物、氮化物
7 、试举出气相沉积法的应用范围。
1）金属蒸汽冷凝，这种方法主要用于制取具有大蒸汽压的金属（如锌、镉等）粉末。2）羧基物离解。3）气相还原，包括气相氢还原和气相金属还原。4）化学气相沉积。
8 、试举出液相沉淀法的应用范围。
1）金属置换法；2）溶液气体还原法，主要是溶液氢还原；3）从熔盐中沉淀法；4）辅助金属浴法
9 、水溶液电解法的成粉条件是什么？与电解精炼有什么异同？
1）在阴极开始析出的是致密金属层，一直要到阴极附近的阳离子浓度由原来的C降低到一定值C0时才开始析出松散的粉末。在低电流密度电解时，C0值通常是达不到的，因为例子浓度减少会不断靠扩散而补充；只有采用高电流密度是，阴极附近的阳离子浓度才急剧下降，经过很短时间就达到C0值。这一点说明形成粉末，电流密度和金属离子浓度骑着关键作用。2）当通电时，只是在距阴极表面距离H以内阳离子于阴极析出。C代表溶液中阳离子的最初浓度；C0代表析出粉末的阳离子浓度。
10 、影响电解铜粉粒度的因素有哪些？
1）电解液的组成：金属离子浓度的影响、酸度（或H+浓度）的影响、添加剂的影响；
2）点解条件：电流密度的影响、电解液温度的影响、电解时搅拌的时间、刷粉周期的影响、关于放置不溶性阳极和采用水内冷阴极问题的影响。
11 、电解法可生产哪些金属粉末？为什么？
而值得水溶液电解法：可以生产铜、镍、铁、银、锡、铅、锰等金属粉末，在一定条件下可使几种元素同时沉积铁-镍、铁-铜等合金粉末
熔盐电解法：可以制取Ti、Zr、Ta、Nb、Th、U、Be等纯金属粉末，也可以制取如Ta-Nb 等合金粉末以及各种难融化合物（如碳化物、硼化物、硅化物）
12、金属液气体雾化过程的机理是什么？影响雾化粉末粒度、成分的因素有哪些？
雾化法属机械制粉法，是直接击碎液体金属或合金而制得粉末的方法。二流雾化法是用高速气流或高压水击碎金属液流的，雾化法只要克服液体金属原子间的键合力就能使之分散成粉末，因而雾化过程所消耗的外力比机械粉碎法小得多。雾化过程是一复杂过程，按雾化介质与金属液流的相互作用的实质，既有物理机械作用，又有物理化学变化。四个区：负压紊流区、原始液滴形成区、有效雾化区、冷却凝固区。
影响因素：⑴雾化介质：雾化介质类别、气体或谁的压力⑵金属液流:金属液的表面张力和粘度、金属液过热温度、金属液股流直径⑶其他工艺：喷射参数、聚粉装置参数
13 、离心雾化法有什么特点？
利用机械旋转的离心力将金属液流击碎成细的液滴，然后冷却凝结成粉末。综合了气体雾化和旋转盘雾化的特点。雾化法是一种简便的经济粉末生产方法，旋转电极雾化不仅可以雾化低熔点的金属，而且可以制取难容金属粉末机械粉碎法（球磨的基本规律及其影响因素）机械粉碎法是靠压碎、击碎、磨削等作用，将块状金属或合金机械的粉碎成粉末的。球磨的基本规律：1)球磨机转速慢时，球和物体沿筒体上升至自然坡度角，然后滚下，称为泻落。这时的粉碎主要是靠球的摩擦作用。2）球磨机转速较高时，球在离心力作用下，随着筒体上升至比第一种情况更高的高度，然后在重力作用下掉下来，称为抛落。这时物料不仅靠球体与球体之间的摩擦作用，主要是靠球体落下时的冲击作用而被粉碎，其效果最好。3）继续增加球磨机的转速，当离心力超过球体的重力式，紧靠衬板的球不脱落筒壁而与筒体一起回转，此时无聊的粉碎作用将停止。
影响因素：1）球磨筒的转速2）装球量3）球料比4）球的大小5）研磨介质6）被研磨料的性质
14 、快速冷凝技术的特点是什么？快速冷凝技术的主要方法有哪些？
特点：1）急冷可大幅度的减小合金成分的偏析；2）急冷课增加合金的固溶能力；3）急冷可消除相偏聚合形成非平衡相；4）某些有害相可能由于急冷受到抑制或消除；5）由于晶粒细化达微晶程度，在适当应变速度下可能出现超塑形等。
方法：1）传导传热机制：熔体喷纺法、熔体沾出法
2）对流传热机制：超声气体雾化法、离心雾化发、气体雾化与旋转盘雾化相结合的雾化发
15 、雾化法可生产哪些金属粉末？为什么？
可以制取铅、锡、铝、铜、锌、镍、铁等金属粉末，也可以制取黄铜、青铜、合金钢、高速钢、不锈钢等预合金粉末
16 、有哪些方法可生产铁粉？比较各方法的优缺点。
17 、从技术上、经济上比较生产金属粉末的三大类方法：还原法，雾化法和电解法。
18 、试论述超细粉末的前景及应用。
广泛应用于电子、原子能、航天、化学以及生物工程等领域用作波能吸收材料、信息储存材料，磁流体、薄膜集成电路的导电材料、催化剂和助燃剂、微孔过滤器及敏感元件等。
第二章
1、粉末颗粒有哪几种聚集形式？它们之间的区别在哪里？
1）一次颗粒，二次颗粒（聚合体或聚集颗粒），团粒，絮凝体
2）通过聚集方式得到的二次颗粒被称为聚合体或聚集颗粒；团粒是由单.颗粒或二次颗粒靠范德华引力粘结而成的，其结合强度不大，用磨研、擦碎等方法或在液体介质中就容易被分散成更小的团粒或单颗粒；絮凝体是在粉末悬浮液中，由单颗粒或二次颗粒结合成的更松软的聚集颗粒
2、氢损法测定金属粉末的氧含量的原理是什么？该方法适用于怎样的金
属？为什么说它测定的一般不是全部氧含量？
金属粉末在规定条件下于氢气流中加热时的质量损失。粉末中含有可被氢还原的氧化物，在氢气流中加热时被氢还原，失去氧使其质量减少。氢损值是作为金属粉末氧含量的近似值而被工业生产实践所采用。金属粉末中氧含量的高低直接影响到粉末质量和粉末冶金工艺稳定性。
适用于工业铁、铜、钨、钼、镍、钴等粉末
被测金属粉末中如存在难还原氧化物时，其氢损值将低于粉末的真实氧含量；(2)粉末中如存在在氢气流中加热产生物质挥发而造成质量减少的物质时(如吸附水、碳氢化合物，铅、锌、镉、碳、硫与氧的化合物等)，氢损值将高于可还原的氧含量。
3、什么叫当量球直径？今假定一边长为1μm的立方体颗粒，试计算其当量
球体积直径和当量球表面直径各是多少？
当量球直径：利用沉积法、离心法或水力学发（风筛法、氺簸法）测得的粉末粒度
4、假定某一不规则形状颗粒的投影面积为 A ，表面积为 S ，体积为 V ，请分别导出与该颗粒具有相等 A 、 S 和 V 的当量球投影面直径 D A ，当量球表面直径 D s 和当量球体积直径 D V 的具体表达式。
5、请解释为什么粉末的振实密度对松装密度的比值愈大时，粉末的流动性愈好？
粉末流动性在粉末冶金成形工艺过程中是影响自动装粉和压件密度均匀性的一个重要参数。
(1).同松装密度一样，与粉末体和颗粒的性质有关，等轴状粉末、粗颗粒粉末的流动性好；
(2). 粒度组成中，极细粉末占的比例愈大，流动性愈差; (3).流动性还与颗粒密度和粉末松装密度有关，如粉末的相对密度不变，颗粒密度愈高，则流动性愈好；颗粒密度不变，相对密度的增大会使流动性提高。
6、将铁粉过筛分成— 100+200 目和— 325 目两种粒度级别，测得粗粉末的松装密度为2.6g/cm 3 。再将 20% 的细粉与粗粉合批后测得松装密度为 2.8g/cm 3 ，这是什么原因？请说明。
7、沉降分析的计算粒度公式（ 2-5 ）中的密度ρ应该用什么颗粒密度表示？为什么说悬浊液中粉末分散不好是造成分析误差的最大原因？
用理想球形颗粒密度表示；因为根据球形颗粒导出的沉降公式，对于沉降阻力大的不规则粉末来说，误差很大，因沉降速度受颗粒形状的显著影响。
8、单点吸附法是怎样将 BET 吸附二常数式简化成通过坐标原点的直线方程？吸附法测定的粉末粒度是用一种什么当量球直径表示？为什么它比透过法测定的粒度偏小？原则上它应该反映聚集颗粒的什么颗粒的大小？
一般情况下，气体不是单分子层吸附，而是多分子层吸附，这时应该用多分子层吸附BET 公式式中：p------吸附平衡时的气体压力；p0------吸附气
体的饱和蒸气压；V------被吸附气体的体积；Vm-------固体表面被单分子层气体覆盖所需气体的体积；C------常数。即在一定的值范围内，用实验测得不同
值下的V, 并换算成标准状态下的体积。以作图得到的应为一条直线。
9、气体通过粉末床的阻力同粉末粒度有什么关系？为什么费氏仪（常压空气透法）测定粉末比表面值不是全比表面值？
用粉末床几何尺寸表示孔隙度：
该方法是一种相对的测量方法，不能精确地测定出粉末的真实粒度，仅用来控制工艺过程和产品的质量。该方法只能精确地测量空气通过粉末堆积体时的透过率，其值的大小取决于它的孔结构。粉末堆积体的孔隙度、颗粒形状、粒度、粒度组成、粒度分布和压制方法等均影响孔的结构。因此，该方法仅适用于化学成分相同和粒度组成相似的粉末。对于化学成分相同而粒度组成不同的粉末，则会产生较大的测量误差。有时化学成分相同而粒度组成不同的两种粉末会得到相同的费氏值，因为它们有相同的透过率。因此，该方法所测量的粒度值不能和其它粒度测量结果进行比较。所以测定的不是全比表面积。
10、用沉降分析方法测得铝粉（密度为 2.7g/cm 3 ）的粒度组成如下：
粒度范围， um 质量， g
0 ～ 1 0.0
1 ～
2 0.4
2 ～ 4 5.5
4 ～ 8 23.4
8 ～ 12 19.0
12 ～ 20 17.6
20 ～ 32 5.9
32 ～ 44 1.1
44 ～ 88 0.3
＞ 88 0.0
? 绘制粒度分布图，以表示累积质量百分数与粒度的 1og 值的变化关系；
? 以质量基准表示的平均粒度值是多少？
? 估计以个数基准表示的平均粒度值是多少？
? 说明哪几种粒度测定方法适合于这种粉末？
第三章
1、压制前粉末料需进行哪些预处理？其作用如何？
退火：可使氧化物还原，降低碳和其他杂质含量，提高粉末的纯度；还能消除粉末的加工硬化、稳定粉末的晶体结构。混合：将两种或两种以上不同成分的粉末混合均匀。筛分：把颗粒大小不同的原始粉末进行分级。制粒：将小颗粒的粉末制成大颗粒或团粒的工序，常用来改善粉末的流动性。加成型剂、润滑剂：为了降低压形时粉末颗粒与模壁和模冲间和摩擦、改善压坯的密度分布、减少压模磨损和有利于脱模，加润滑剂。成形剂是为了提高压坯强度或为了防止粉末混合料离析。
2、选择成形剂的原则是什么？成形剂的加入方式有几种？
（1）有较好的粘结性和润滑性能，在混合粉末中容易均匀分布，且不发生化学变化。(2)软化点较高，混合时不易因温度升高而熔化。(3)混合粉末中不致于因添加这些物质而使其松装密度和流动性明显变差，对烧结体特性也不能产生不利影响。(4)加热时，从压坯中容易呈液态排出，并且这种气体不影响发热元件、耐火材料的寿命。(5)对产品外观和性能无不良影响。方式：通常在混料过程中以干粉的形式加入，与主要成分的金属粉末一起混合，在某些场合也以溶液状态加入，此时，先将石蜡或合成橡胶溶于汽油或酒精中，再将它掺入料浆或干的混合料中。压制前，须将其中的汽油或酒精挥发。
3、喷雾干燥制粒的工艺过程如何？有何优缺点？
4、粉末压制过程的特点怎样？以示意图表示。
压力经上模冲传向粉末时，粉末在某种程度上表现有与液体相似的性质，于是引起了侧压力。粉末在压模内所受力的分布是不均匀的，因为粉末颗粒之间彼此摩擦、相互杆楔住，使得压力沿横向的传递比垂直方向难得多。压制过程中也产生摩擦力。中心部与边缘存在压力差。压坯内存在很大内应力。压坯出现膨胀现象-----弹性后效。
5、压制压力、净压力、摩擦压力、侧压力之间的关系怎样？
总压力=净压力+压力损失侧压力小于压制力
6、压制时压力的分布状况怎样？产生压力降的原因是什么？压坯中产生压力分布不均匀的原因有哪些？
由于存在压力损失，上部应力比底部应力大；在接近模冲的上部同一断面，边缘的应力比中心部位大；在远离模冲的底部，中心部位的应力比边缘应力大。由于粉末颗粒之间的摩擦和颗粒与模壁间的外摩擦等，压力不能均匀的全部传递。外摩擦力引起的压力降是导致压力沿高度分布不均匀的根本原因。取决于压坯、原料与压模材料之间的摩擦系数，压坯与压模材料间粘结的倾向，模壁加工的质量，润滑剂，粉末压坯高度，压膜的直径等。而压力在横向的分布不均是由颗粒与颗粒间的内摩擦力造成的。
7、压坯中密度分布不均匀的状况及其产生原因是什么？
压坯的密度分布，在高度方向和横断面上，是不均匀的。在与模冲相接触的压坯上层，密度和硬度都是从中心向边缘逐步增大的，顶部的边缘部分最大；在压坯纵向层中，沿着压坯高度从上而下降低。但是在靠近模壁的层中，由于外摩擦的作用，轴向压力的降低比压坯中心大得多，以致在压坯底部的边缘密度比中心的密度低，因此下层分布与上层相反。压力损失是主要原因。
8、试述巴尔申压制理论的简况。
巴尔申压制方程。方程假设粉末体在压制时发生弹性压缩变形，服从虎克定律，不考虑粉末压制时加工硬化的影响，并假设粉末与模壁间无摩擦。由此得出压制方程：lgpmax-lgp=L(ß-1)(1)式中p为单位压制压力，MPa；pmax为压至全致密(ß一1)时的单位压制压力，MPa；ß为压坯相对体积；L为压制因素。
9、试述艾西 - 柯罗皮斯基压制理论的简况。
艾西研究了关于沉积岩和粘土的孔隙率和压力的关系，得出了如下的规律：
θ=θ0e^(-BP) 式中：θ0----------无压时的孔隙率θ------压力P时的孔隙率10、试述川北公夫压制理论的简况。
川北在五个假设的基础上考察了压制过程。设无压时和受外部单位压力P时的粉末体的体积为V0和V，粉末固有的内部单位压力为P0，则粉末体各部分所受的力是P+P0，如粉末体的
断面积为S0，则各层所受的全部负荷是（P+P0）S0。各层的粉末颗粒数为n,各个颗粒的平均断面积是s0,颗粒固有的屈服极限是π，粉末体完全充填时的颗粒数为n∞： n∞=S0/s0 11、试述黄培云压制理论的简况及其新发展。
对于一个理想弹性体，根据虎克定律应有如下关系：δ=M€式中：δ为应力€为应变 M为弹性模量最后得δ=δ0^（-t/т1) 式中：δ0为t=0的应力т1为应力弛豫时间
12、试述各种压制理论的比较。
在多数情况下，黄培云的双对数方程式不论对软粉末或硬粉
末适用效果都比较好。巴尔申方程用于硬粉末比软粉末效果好。艾西柯诺皮斯基方沙皮罗程适用于一般粉末。川北公夫方程在压制压力不太大时优越性显著。
13、影响压制过程的因素数有哪些？
⑴粉末性能对压制过程的影响：物理性能（粉末的硬度和可塑性、摩擦性能），粉末纯度，粉末粒度及粒度组成，粉末形状，粉末松装密度⑵润滑剂及成型剂：种类及选择原则、用量及效果⑶压制方式：加压方式、加压保持时间、震动压制的影响、磁场压制的影响。
14、压坯废品的种类及其产生原因有哪些？
种类：分层、裂纹、掉边掉角、压坯密度严重不均匀、毛刺过大、表面划伤、同轴度超差。原因：①分层：弹性后效②裂纹：弹性后效③掉边掉角：强度不够、密度不够、操作不慎。
④压坯密度严重不均和其它废品：操作不慎、装料不均。
第四章
1、粉末冶金技术中的特殊成形包括哪些内容？与一般钢模压制法相比较有什么特点？
特殊成形包括：等静压成形、连续成形、无压成形、注射成形、高能成形等。等静压制法比一般的钢模压制法有下列优点：（1）能够压制具有凹形、空心等复杂形状的压件。（2）压制时，粉末体与弹性模具的相对移动很小，所以摩擦损耗也很小。单位压制压力较钢模压制法低。(3)能够压制各种金属粉末及非金属粉末。压制坯件密度分布均匀，对难熔金属粉末及其化合物尤为有效。（4）压坯强度较高，便于加工和运输。（5）模具材料是橡胶和塑料，成本较低廉。（6）能在较低的温度下制得接近完全致密的材料。
2、假设某企业需要一批直径40 × 1000mm 、直径60 × 1000mm 的 YG 类硬质合金轧辊，要求材质的孔隙度接近 0% ，请你提出一套成形工艺。
3、与一般的冷压烧结后再进行热等静压制法比较，烧结 - 热等静压制工艺有什么特色？
4、热等静压制技术最适宜于加工什么样的材料？同热压法比较，它的特点是什么？它适用于大批生产小型粉末冶金零件吗？为什么？
适于加工材料：(1)硬质合金与金属陶瓷(2)金属粉末制品(3)放射性有毒物料的加工及其废料的处理
5、喷射成形的特点是什么？它有哪几种方法？
喷射成形的工艺特点：（1）能够制成各种板、带、管、筒等异形半成品或成品，能很容易使沉积层的冷却速度达到10^4K/s以上，再进行热轧或温轧可使制品具有细晶粒、结构均匀、致密、无偏析、氧量低和无原始颗粒边界等特性；（2）调节喷射成形工艺参数可以制成准晶
或非晶态物质制品；（3）能够制造多层单元金属或合金的复合材料及制品，如层状铝-铜-铝复合材料；还能制造层状金属或合金与颗粒复合材料；（4）能够制备出一般方法难于制造的合金钢和高温合金钢锻件。喷射沉积成形技术根据不同的加工方式可分为喷射轧制、喷射锻造、离心喷射沉积及喷射涂层四种。
6、综述挤压成形法的特点，它适用于什么材料？
粉末挤压法的特点如下：能挤压出壁很薄直径很小的微形小管；能挤压形状复杂、物理机械性能优良的致密粉末材料（如烧结铝合金及高温合金）；在挤压过程中压坯横断面不变，因此在一定的挤压速度下制品纵向密度均匀，在合理的控制挤压比时制品的横向密度也是较均匀的；挤压制品的长度几乎不受挤压设备的限制，生产过程具有高度的连续性；挤压不同形状的异形制品有较大的灵活性，在挤压比不变的情况下可以更换挤压嘴；增塑粉末混合料的挤压返料可以继续使用。压挤工艺是金属压力加工业中采用已久的一项加工技术。
7、市场上十分需要一种铝 - 铜 - 铝的复合板材，其尺寸要求为厚 3.0mm ，宽200mm ，长为 500mm ，请问能用粉末治金方法成形生产吗？请选择一种最优的制造方法。
8、某机床厂生产一种专用机床，需要一批1000 × 300 × 50mm 的导板，要求为含油率在 13% ～ 16% 的粉末铁基制品。请问用什么办法制造？请设计一套制造成形工艺。
9、注射成形技术适用于生产什么形状的产品？在经济上技术上该方法有什么优缺点？
细粉末能制造出几何形状复杂、薄壁、尖棱和表面光滑的零件，除金属粉末外，陶瓷粉末（如氧化铝、氧化锆、碳化物、硅化物、硼化物等）都可以用注射成形方法制造耐高温、耐腐蚀、耐磨性好的零件和工具。粉末冶金注射成形零件截面尺寸为25-50mm,长度可达150mm,单重在0.1g-150g之间，实际上最经济的是在1-25g,对于外形尺寸0.4X2.5X1.3mm的小产品，在经济上是合算的。所以，粉末冶金注射成形适宜于生产批量大、外形复杂、尺寸小的零件。
10、爆炸成形法有什么特点？同等静压制法比较，它们有什么差异？
爆炸成形的特点是爆炸时产生的压力极高，施于粉末体上的压力速度极快。压制能量低于50MJ/m3时（低速范围压制），等静压制的能量与密度变化曲线在爆炸成形之上，即在同一压制能量的条件下，等静压制制品的密度高于爆炸成形的制品密度。但当压制能量超过50MJ/m3时（高速范围压制），爆炸成形的能量与密度变化曲线在等静压法之上，即在同一压制能量的情况下，爆炸成制品密度高于等静压制制品的密度。
第五章
1、烧结理论研究的两个基本问题是什么？为什么说粉末体表面自由能降低时烧结体系自由能降低的主要来源或部分？
两个基本问题：一是烧结为什么会发生，也就是所谓烧结的驱动力或烧结力学问题；二是烧结是怎样进行的，及烧结的机构和动力学问题。因为从理论上讲，烧结后的低能位状态之多是对应单晶体的平衡缺陷浓度，而实际上烧结体总是具有更多热平衡缺陷多的多晶体，因此，烧结过程中晶格畸变能减少的绝对值，相对于表面能的降低仍然是次要的，烧结体内总保留一定数量的热平衡空位、空位团和位错网。
2、粉末等温烧结的三阶段是怎样划分的？实际烧结过程包括哪些现象？
答：粉末的等温烧结过程，按时间大致可划分为三个界限不十分明显的阶段：（1）粘结阶段-烧结初期，颗粒间的原始接触点或面转变成晶体结合，即通过成核、结晶长大等原子过程形成烧结颈。（2）烧结颈长大阶段-原子向颗粒结合面的大量迁移使烧结颈扩大，颗粒间距离缩小，形成连续的孔隙网络。（3）闭孔隙球化和缩小阶段-当烧结体密度达到90%以后，多数孔隙被完全分隔，闭孔隙数量大为增加，孔隙形状趋近球形并不断缩小。实际烧结过程可能出现的现象例如粉末表面气体或水分的挥发、氧化物的还原和离解、颗粒内应力的消除、金属的回复和再结晶以及聚晶长大等。
3、
4、应用空位体积扩散的学说解释烧结后期孔隙尺寸和形状的变化规律。
弗伦克尔把粘性流动的宏观过程最终归结为原子在应力作用下的自扩散。基本观点是，晶体内存在着超过该温度下平衡浓度的过剩空位，空位浓度梯度就是导致空位或原子定向移动的动力。皮涅斯认为，在颗粒接触面上空位浓度高，原子与空位交换位置，不断地向接触面迁移，使烧结颈长大；而且烧结后期，在闭孔周围的物质内，表面应力使空位的浓度增高，不断向烧结体外扩散，引起孔隙收缩。实际上，空位源远不止是烧结颈表面，还有小孔隙表面、凹面及位错；相应的，可成为空位阱的还有晶界、平面、凸面、大孔隙表面、位错等。因此，当空位由孔隙向颗粒表面扩散以及空位由小孔隙向大孔隙扩散时，烧结体就发生收缩，小孔隙不断消失和平均孔隙尺寸增大。
5、从晶界扩散的烧结机构出发，说明烧结金属的晶粒长大（再结晶）与孔隙借空位向或沿晶界扩散的关系。
靠近晶界的孔隙总是优先消失或减少，而隔离闭孔却长大并可能超过原始粉末的大小。弯曲晶界移动并在扫过的面上消除微孔，但是当晶界移到新位置时，微孔将聚集成大孔隙，对晶界的继续移动起阻碍作用，直至空位通过晶界很快向外扩散，孔隙减小后，晶界又能克服阻力而继续移动。孔隙周围的空位向晶界扩散并被其吸收（或沿晶界向两端扩散，消失在烧结体之外），使孔隙缩小、烧结体收缩。
6、
7、简要叙述粉末粒度和压制压力如何影响单元系固相烧结体系的收缩值？
粉末粒度影响聚晶长大。因为孔隙尺寸随粉末粒度增大而增大，对境界移动的阻力也增加，故聚晶长大趋势小。压制力很高，烧结时由于内应力急剧消除使密度反而降低。缓慢升温，使压坯内气体容易在孔隙封闭前排除，可减少压坯的膨胀。
8、
9、分析影响互溶多元系固相烧结的因素。
烧结温度：原子互扩散系数随温度升高而显著增大。烧结时间：在相同温度下，烧结时间越长，扩散越充分，合金程度就越高。粉末粒度：合金化的速度随粒度减小而增加。压坯密度：增大压制力，将使粉末颗粒间接触面增大，扩散界面增大，加快合金化过程。粉末原料：采用一定数量的欲合金粉或复合粉同完全使用混合粉比较，达到相同的均匀化时间短。杂质：存在在粉末表面或烧结过程形成杂质阻碍颗粒间扩散
10、互不溶系固相烧结的热力学条件是什么？为获得理想的烧结组织，还就满足怎样的充分条件？
A-B的比界面能必须小于A、B单独存在的比表面能之和（即rAB
11、简明阐述液相烧结的溶解- 再析出机构及对烧结后合金组织的影响。
因颗粒大小不同、表面形状不规整，各部位的曲率不相同造成饱和溶解度不相等，引起颗粒之间或颗粒不同部位之间通过液相迁移时，小颗粒或颗粒表面曲率大的部位溶解较多，相反的，溶解物质又在大颗粒表面或具有负曲率的表面析出。在这一阶段，致密化过程已明显减慢，因为这时气孔已基本上消失，而颗粒间距离更缩小。使液相流进孔隙变得更加困难。对组织的影响：溶解和再析出过程使得颗粒外形逐渐趋于球形，固相颗粒发生重结晶长大，冷企鹅后的颗粒多呈卵形，紧密的排列在粘结相内。
13、当采用 H 2 和 CO 作还原性烧结气氛时，为什么说随温度升高 H 2 的还原性比 CO 强？
当气氛中同时有氢和一氧化碳存在时，在一定温度下，都有一很宽的还原区。对于CO来说，CO2/CO的值随温度的降低而增大，就是说，低温气氛中CO2含量很高仍是还原性的，但在高温下，这种气氛将变为氧化性。CO2在有H2存在时，将发生下述反应：CO2+H2→CO+H2 从而使pco2/pco比值降低，使之具有更强的还原性，因为在干燥的气氛中生成水蒸气，不致使pH2O/pH2值变得太高；在800℃以上，氢气的还原区比一氧化碳的宽得多；氢气的还原能力与气氛中的水蒸气含量直接有关，由于还原反应不断生成水蒸气，提高氢气的还原能力。