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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PPB480

8.2.2其他粉末合金的PPB485

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