具体描述
本书以颗粒学和粉体学的基本知识为基础，分别介绍了粉体的几何性质、粉体的堆积和填充、粉体的流变学性质及粉碎、分级、分离、混合、造粒、输送、储存等相关的单元操作，并较详细地介绍了相应设备的构造、工作原理、性能和应用特点等。本书综合了近年来粉体工程学科的最新理论和技术成果，并力求理论的系统性和完整性，在工程应用方面强调通俗和实用。因此，本书既可作为本科专业教材，也可作为相关工程技术人员和研究人员的参考书。
钢铁洪流中的细腻艺术：粉末冶金与金属制品 本书将带领读者深入探索一个在现代工业中扮演着举足轻重角色的领域——粉末冶金。从庞大的钢铁生产线，到精密制造的车间，再到日常生活中的各种金属制品，粉末冶金以其独特的工艺和卓越的性能，悄然改变着我们周围的世界。 第一章：粉末冶金的诞生与发展 我们将追溯粉末冶金的起源，了解这项古老技艺如何在工业革命的浪潮中焕发新生。从早期手工制造的金属粉末，到如今高度自动化的生产线，粉末冶金技术的发展历程是一部不断创新与突破的历史。我们将探讨不同历史时期推动其发展的关键人物、技术革新以及其在不同工业领域应用的拓展。 第二章：金属粉末的制造与特性 本书的核心在于对金属粉末的深入剖析。我们将详细介绍各种主要的金属粉末制备方法，包括机械法（如球磨、雾化法）、物理化学法（如还原法、电解法）以及气相沉积法等。每种方法都有其独特的优势和适用范围，我们将对其工艺流程、设备要求、能耗以及粉末的粒度、形状、纯度等关键特性进行详细阐述。 雾化法： 深入剖析水雾化、气雾化（惰性气体、空气）、等离子雾化等技术的原理，重点讨论其对粉末形态（球形度、细度）的控制机制，以及在不锈钢、工具钢、高温合金等领域中的广泛应用。 还原法： 介绍以氧化物为原料，通过还原反应制备金属粉末的工艺，重点关注铁粉、铜粉的生产，以及其在磁性材料、催化剂等领域的应用。 电解法： 探讨通过电化学沉积方法制备金属粉末的工艺，重点分析铜粉、镍粉、银粉等制备过程中的电解液成分、电流密度、温度等工艺参数对粉末性能的影响。 机械法： 详细介绍球磨、剪切、锻打等机械粉碎方法，分析其对粉末粒度分布、表面活性的影响，以及在陶瓷粉末、硬质合金粉末制备中的应用。 此外，我们还将深入研究金属粉末的物理和化学特性，如粒度分布、形貌、比表面积、松装密度、流动性、氧化性、还原性等，并探讨这些特性如何影响后续的压制、烧结过程以及最终制品的性能。 第三章：粉末压制成形技术 获得合格的金属粉末只是第一步，如何将其转化为具有一定形状和密度的“绿色坯件”至关重要。本章将重点介绍各种粉末压制成形技术，包括： 单向压制： 最常用的压制方法，我们将分析模具设计、压力分布、粉末填充以及压制机的类型（冲压机、液压机）对坯件密度均匀性、强度和形状精度的影响。 等静压（冷等静压和热等静压）： 重点介绍等静压技术在复杂形状零件、高密度坯件制备中的优势，分析其工作原理、设备构成以及在航空航天、模具制造等高端领域的应用。 挤压成形： 探讨连续挤压、管材挤压等工艺，分析其在制备长条状、管状金属构件中的应用。 其他成形方法： 简要介绍注塑成形（PIM）、流延成形等新兴粉末成形技术，展望其在微细化、复杂化零件制造方面的潜力。 第四章：粉末烧结工艺与组织控制 烧结是粉末冶金的核心工序，通过加热使金属粉末颗粒相互扩散、结合，形成致密的金属材料。本章将详细阐述烧结的基本原理、影响因素以及各种烧结技术： 烧结基本原理： 深入解析表面能降低、扩散、固相烧结、液相烧结的微观机制，以及孔隙的演变过程。 烧结气氛： 详细介绍真空烧结、还原性气氛烧结（氢气、氮气、氨气）、惰性气氛烧结（氩气）以及氧化性气氛烧结的应用和控制要点，分析不同气氛对氧化、脱碳、脱氮等过程的影响。 烧结温度与时间： 探讨烧结温度、保温时间对材料显微组织、致密度、力学性能的影响规律，以及如何通过优化参数获得最佳性能。 特殊烧结技术： 介绍放电等离子烧结（SPS）、放电烧结（EDS）等快速烧结技术，分析其在提高烧结效率、细化晶粒、制备难烧结材料方面的优势。 后烧结处理： 简要介绍烧结后的退火、热处理等工艺，用于消除内应力、改善组织、提高性能。 第五章：粉末冶金制品的性能表征与应用 经过压制和烧结，我们得到了具有特定性能的粉末冶金制品。本章将聚焦于这些制品的性能表征方法以及在各个领域的广泛应用。 性能表征： 详细介绍检测粉末冶金制品各项性能的常用方法，包括密度、硬度、抗拉强度、屈服强度、延伸率、冲击韧性、疲劳寿命、耐磨性、耐腐蚀性等。我们将探讨这些性能与材料成分、显微组织、加工工艺之间的内在联系。 汽车工业： 深入分析粉末冶金在发动机零件（齿轮、凸轮轴、连杆）、传动系统零件（同步环、轴承）等方面的应用，重点突出其轻量化、高精度、高效率的优势。 航空航天工业： 介绍粉末冶金在航空发动机涡轮叶片、结构件、燃料喷嘴等关键部件中的应用，强调其高温强度、抗氧化性和抗蠕变性。 工具与模具： 探讨硬质合金、高速钢等粉末冶金工具在切削加工、模具制造中的优异表现，分析其高硬度、高耐磨性。 家用电器与消费品： 展示粉末冶金在各种家电零件、电动工具、自行车零件等领域的应用，突出其成本效益和性能优势。 生物医学领域： 介绍生物相容性好的金属粉末（如钛合金、钴铬合金）在人工关节、牙科植入物等方面的应用，以及其仿生学设计。 第六章：粉末冶金的新发展与未来趋势 粉末冶金领域从未停止创新的脚步。本章将展望粉末冶金技术未来的发展方向，包括： 增材制造（3D打印）： 深入探讨金属3D打印技术，如选择性激光熔化（SLM）、电子束熔化（EBM）等，以及其在复杂零件制造、个性化定制方面的颠覆性潜力。 功能性粉末材料： 介绍新型功能性粉末材料的开发，如磁性粉末、催化剂粉末、传感器粉末等。 纳米粉末与超细晶材料： 探讨纳米粉末在提高材料性能方面的潜力，以及超细晶材料的制备与应用。 智能化与自动化生产： 展望粉末冶金生产过程的智能化与自动化水平提升，以及数字化制造的应用。 本书旨在为读者提供一个系统、全面的粉末冶金知识框架，无论是材料科学的研究者、工业生产的工程师，还是对先进制造技术感兴趣的爱好者，都能从中获得宝贵的 insights。我们将通过严谨的理论阐述、翔实的案例分析，带领您领略钢铁洪流中那份精妙绝伦的细腻艺术。
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