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制粉这章思考题
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
答：过程机理：还原过程
(热力学) 可认为是CO的间接还原反应与C的气化反应的加和反应。当只
考虑间接还原反应时，根据Fe-O-C系平衡气相组成与温度关系
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图：
①当温度>570℃时，分三阶段还原：
浮斯体（固溶体）
②当温度<570℃时，氧化亚铁不能稳定存在，因此，直接还
原成金属铁。
③对于还原：很容易还原，即不易使氧化。
由于是放热反应，温度升高，减小，平衡气相中二氧化碳
含量升高。
?
④对于还原：T>570℃，升高温度，还原成所需一
氧化碳越少，对还原成有利。
T<570℃，被直接还原成Fe。
⑤对于还原：温度越高，还原所需CO%越大，对还原反应越
不利。
当同时考虑间接还原反应和碳气化反应时：
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①T<650℃，被氧化成。
②650℃<T<685℃时，固体碳直接还原成。
③T>685℃时，固体碳直接还原FeO为Fe。
影响铁粉还原过程和铁粉质量的因素：
原料的影响：
①杂质的影响：如二氧化硅超过一定量，使还原事件延长，并且还原
》
不完全，铁粉中铁含量降低。
②原料粒度的影响：粒度越细，界面面积越大，促进反应。
固体碳还原剂的影响：
①还原剂类型的影响：还原能力：木炭>焦炭>无烟煤。
②还原剂用量影响：主要根据氧化铁含氧量而定。
还原工艺条件：
①还原温度和还原时间的影响：随着还原温度的提高，还原时间可以
缩短。
）
②料层厚度的影响：随着料层厚度的增加，还原时间也随之增长。
③还原罐密封程度的影响：密封可使还原充分。
添加剂：
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①加入一定固体碳的影响：起疏松剂和辅助还原剂的作用。
②返回料（废铁粉）的影响：加入一定量的废铁粉于原料中，可在一
定程度上消除与产生金属相有关的能量
张旭东 上的困难，缩短还原过程的诱导期，从
而加速还原过程。
/
③引入气体还原剂的影响：可加速还原过程。
④碱金属盐的影响：可加速还原过程。
⑤海绵铁的处理：还原退火起到如下作用：
1.退火软化作用，提高铁粉的塑性，改善铁粉的压
缩性。
2.补充还原作用。增加铁的百分含量。
3.脱碳作用，降低碳含量。
2.%
3.制取铁粉的主要还原方法有哪些比较其优缺点。
答：还原方法：碳还原法，气体（氢气，分解氨，转化天然气，各种煤气等）还
原法，
金瓶梅读本气体还原法优缺点：①与固体碳还原氧化铁相比，达到同样的还原程度，所
需温度可低一些，所需还原时间可短一些。
②用氢还原氧化铁时，提高压力对还原是有利的，相当
于提高温度来提高还原速度，或者说，当采用高压还
原时，还原温度可以大大降低。还原温度低，所得铁
】
粉不会粘结成块。
③但氢气还原难度大，成本高，效率低。
碳还原法优缺点：①成本低，效率高。
②但碳在还原铁粉时容易发生渗碳。
4.发展复合型铁粉的意义何在
答：复合型粉可制造出高密度，高强度，高精度的粉末冶金铁基零部件。
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5.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 答：还原机理：钨的氧化物中比较稳定的有四种：黄氧化钨（α相）-,
蓝氧化钨（β相）-
紫氧化钨（γ相）-
褐氧化钨（相）-
总反应：
分步反应都是吸热反应，温度升高，平衡常数增加，有利还原。
"
影响钨粉粒度的因素：
原料：①三氧化钨粒度的影响：由钨酸制得的三氧化钨呈不规则
的聚集体，颗粒较细；由仲钨酸铵制得的三氧化钨
颗粒呈针状或棒状，较粗而均匀。二氧化钨对钨粉
最终粒度是有影响的。就钨粉二次颗粒比较，粗颗
粒三氧化钨还原所得钨粉比细颗粒三氧化钨还原所
得钨粉粗；但粗颗粒三氧化钨还原所得钨粉的一次
颗粒反而细些。
》
②三氧化钨中含水量的影响：
水分过多，钨粉粒度增大，粒度分布不均匀。
③三氧化钨中杂质的影响：
1.不论含量多少均产生不利影响,如Na,Mg,Ca,Si,氧
化铝。
2.当含量较低时，对还原，碳化以及硬质合金性能
上海市公安局局长张学兵 影响不太大，但含量增高到一定程度会使钨粉，碳
化钨粉颗粒长大，如氧化铁，As,S;
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3.可以抑制钨粉颗粒长大，如Mo,P等。
氢气：①氢气湿度的影响：
l-薄荷醇 湿度增大，还原不充分，结果钨粉颗粒变粗，钨粉
含氧量也增高。另一方面湿度也会导致细钨粉氧化
成气态物质，在沉积到粗粒钨粉上，使细粉减少，
粗钨粉长大。
②氢气流量的影响：增大氢气流量有利于反应向还原方向
进行，有利于排出还原产物水蒸气，使三氧化钨充
<
分还原，从而得到细粉。但氢气流量过大会带出物
料，降低金属实收率，并易堵塞管道。
③氢气方向的影响：顺流通氢，干燥的氢气首先进入低温
还原区，不使挥发性的大量产生以减少
气相迁移，可得细二氧化钨粉，细二氧化钨粉在高
温区可得更细钨粉。
还原工艺条件：
①还原温度的影响：温度太低，还原不充分；温度过高使
]
钨粉克里长大变粗。
②推舟速度的影响：推舟速度过快，三氧化钨在低温区来
不及还原便进入高温区，使钨粉长大或含氧量增高。
③舟中料层厚度的影响：料层太厚，使舟中深处粉末容易
氧化和长大，还原速度减慢。
RFI 添加剂：可阻碍钨粉颗粒长大。
6.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
答：①不掺杂蓝钨还原时，首先形成，而掺杂蓝钨，依温度不同直接还原
成或。
②掺杂蓝钨还原时，在较高温度下生成。对于不掺杂蓝钨则较低温度
下产生中间的。
③对掺杂蓝钨，在750℃以上形成中间的β-W相，即二次β-W。对于不掺
杂蓝钨，β-W出现早一些。
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8.试举出还原-化合法的应用范围。
答：生产各种难熔金属的化合物（碳化物，硼化物，硅化物，氮化物等）。如用
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。
9.试举出气相沉积法的应用范围。
答：①金属蒸汽冷凝：主要用于制取较大蒸汽压的金属（如Zn,镉等）粉末。
②羰基物热离解法：可制过渡金属粉末，如铁，钴，镍粉，也可以制得合金
粉（铁-镍，铁-钴，镍-钴），包覆粉（镍/铝，镍/碳化
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硅）。
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