材料工程复习资料 12页

第一章绪论1、材科与材工异同答：材科研究材料的微观与宏观性能，性能与结构之间的关系，材料本质的发现、探索、分析筹。材工研究对象:企业的实际生产线及各类工业窑炉，解决从实验室里研究的样品变成现代工业生产线上的介格产品所要而临的各种技术问题，生产过程所出现的各种技术问题,企业生产的优质高产、节能降耗及客观评价企业的生产能力、生产水平等问题。2、材料是物质基础答：历史上，石器时代，青铜时代，铁器时代，都以材料为标志划分：当今，在以电子工程,空间技术，海洋工程，能源工程，牛物工程等为代表的新技术革命浪潮中，任何一项工程都离不开新材料。3、材料是科技进步先导答：结合2题，+超大规模集成电路离不开超纯半导体材料，先进的航天飞行器离不开耐高温，低温，腐蚀，烧蚀的轻质高强结构材料等等。4、材料制备技术方法答：从气态制备材料：物理气相沉积、化学气相沉积；从液态制备材料：铸造、注浆、注犁、熔融纺丝、凝胶注模、溶胶一凝胶、溶液沉淀、聚合……从固态制备材料：固相合成、粉末冶金、陶瓷烧结5、材料加工技术内容答：包括金属、陶瓷、高分子以及复合材料的加工技术。对比第8题，ps：复合材料的加工技术：切割、钻削、车削、铳削、高压水射流（包括磨料水射流）加工、激光加工、超声波加工、电子束加工、电火花加工等。6、材料设计考虑因素答：所需材料的力学性能需要，例如强度，刚度等；生产的可能性，牛产流程，造价；能否设计汕所需材料；以及使用寿命，环境适应性等等。7、材料选择和应用虑因素答：材料的使川性能，使川寿命及可靠性，环境适应性，价格。8、金属、陶瓷和高分子材料加工方法。答：金属：锻造、板料冲压、轧制和挤压，热处理，固溶与时效处理；陶瓷：力学加工（磨料加工、蜩性加工）、电加工、复合加工、化学加工、光学加工；高分子：犁料有挤出、注射、压延、吹蜩、模压或传递模犁等。橡胶制品有槊•炼、混炼、压延或挤出等。纤维有纺丝溶体制备、纤维成形和卷绕、后处理、初生纤维的拉伸和热定型等。9、材料设计层次？遵循原则答：最基础的是量子设计，其次，原子设计，三，微观设计，四，宏观设计。追求最优的方案，最优的牛产流程，环境友好，价格最低。10、区分传统与先进材料答：传材指那些已经成熟H在工业中已批量生产并大量应用的材料，如钢铁，水泥，塑料。新材指那些正在发展，且具有优异性能和应用前景的一类材料。11、钢铁材料分类？发展趋势答：铁、铁合金、非合金钢、低合金钢、合金钢、高合金钢等，还可按用途、冶炼方法、材型、碳含量分类。以合金化和结构/功能一体化设计、显微组织控制等为主要学术思想，通过成分优化、纯净化冶炼、组织细化、相变控制、强韧化匹配、生物供学功能化等途径,在新型钢铁材料的设计、制备及性能研究下，发展有市场应川前景的新型钢铁材料，如超级钢。特点高洁净度，超细晶，高均匀性。\n12、有色金属材料类别？各特点答：按密度，价格和地壳储存量，重有色金属：密度髙；轻有色金属：密度小；贵金属：地壳含量少，捉取困难，昂贵；稀有金属：口然界含量少，难以提取；半金属：物理化学性质介于金属非金属之间。13、化工材料答：分为金属材料和非金属材料两大类。化工用金属材料乂可分为黑色金属材料和有色金属材料。黑色金属材料主要指铁和钢，多数化工机械设备是用铸铁和碳钢制成的。高合金铁、高合金钢以及隸、铜、铝、钛、溶及其合金；非金属材料在化工中的使用日益广泛，主要有犁料、橡胶、玻璃、陶瓷、搪瓷、不透性石墨等类14、建筑材料特点答：1.作为结构材料，构成建筑物受力构件和结构。特点是强度高，耐久性好。2.作为围护材料，用于建筑物围护结构，特点是强度高，耐久性好，绝热、隔声、节能性能良好。3.作为功能材料，川于满足建筑功能要求的非承重川材料，特点：有广泛的环境适应性，耐久性及使川功能适应性好，对人体的毒副作川及污染小，视觉性能良好。15、电子信息材料，发展特点答：1•信息探测材料对电、磁、光、声、热辐射、压力变化或化学物质敏感的材料属于此类,可川来制成传感器，川于各种探测系统。2.信息传输材料主要是光导纤维。可以制成光缆以取代电缆，是一种很有发展前途的信息传输材料。3信息储材料包括：磁存储材料，川于计算机存；光存储材料，用丁•外存；铁电介质存储材料，用丁动态随机存取存储器；半导体动态存储材料，川于内存。4.信息传输材料是指用丁•各种通信器件的一些能够川來传递信息的材料，利用这些材料构建的综合通信网络，是国家信息基础设施的支柱。16、航空航天材料的性能特点答：高比强度，高比刚度，耐超高温，抗辐射，耐粒子云以及原子氧腐蚀。17、先进陶瓷材料分类？特点答：按特性和用途分为两大类结构陶瓷和功能陶瓷；结构陶瓷优界的特性：高强度、高硬度、高的弹性模量、耐高温、耐磨损、耐腐蚀、抗氧化、抗热震等；功能陶瓷是具有电、磁、光、声、超导、化学、生物等特性,H-具右相互转化功能的一类陶瓷，已经具有极高的产业化程度。18、复合材料？设计和制备复合材料答：由两种以上在物理和化学上不同的物质组合起来而得到的一种多相固体。根据组元的性能，形状，分布与取向，组成比等对复合材料性能的影响规律，设计出所需性能；充分考虑制备的难易程度以及后续加工的可能性，在此基础上进行制备与加工工艺的选择与设计。19、新能源材料？各特点答：生物质能材料、风电材料、太阳能电池材料、储氢材料、核能材料等。加工制造性能优异、附加值高；形式多样，固化方便，粘附力强，低收缩性，力学性能优良，耐需菌，绝缘，化学性质稳定；能将光能转化为电能；能可逆地吸收和释放氢气；体积小而能量大。20、超导材料临界参数？区分低高温超导答：临界温度，磁场以及临界电流和临界电流密度。低温超导指低临界转变温度(TcV30K),在液氨温度条件下工作，高温超导指在高临界转变温度下工作。21、纳米材料与技术的异同？对科技发展的作用？答：纳米材料指在三维空间中至少有一维处于纳米尺度范围(MOOnm)或市它们作为基本单元构成的材料。技术指能操作细小到l~100nm物件的一类新发展的高技术。对于高端的技术来讲，纳米技术尤为为重要。纳米技术在超导的应川方面，集成电路的发展方面都具有重要的地位，例如，CPU的发展需要依靠纳米技术来改进和提高。22、生物医用材料？应具备特性\n答：指的是一啖具有特殊性能、特种功能，用于人工器官、外科修复、理疗康复、诊断、治疗疾患，而对人体组织不会产生不良影响的材料。有医川硅橡胶，人工骨，高分子人造器官,牛物陶瓷，纳米医用材料等。牛物功能性，牛物相容性，化学稳定性，可加工性，无毒害作用。23、生态环境材料？生命周期评价答：同吋具有•良好使用性能和环境协调性的材料。对一个产品系统的生命周期输入、输出及其潜在环境影响的汇编和评价。研究中有四个阶段：1）目标和范围的确定；2）清单分析;3）影响评价；4）解释。第二章材料的液态成形技术1、炼钢基木过程：元索的氧化，造渣脱硫和脱磷,脱氧及合金化•常见炼钢方法:碱性平炉炼钢、电弧炉炼钢、氧气顶吹转炉炼钢2、炼铝步骤:氧化铝的制备和氧化铝的电解:氧化铝的制备，主要有湿碱法和干碱法.3、炼铜：1、火法冶金流程:精铜矿一熔炼一冰铜一粗铜一火法精炼〜电解精炼一纯铜.电解过程:将粗铜作阳极,以纯铜作阴极，置两极于电解槽中，通低压大电流直流电，阳极发生溶解，纯铜在阴极上沉积,稀贵金属及部分杂质进入阳极泥中，大部分杂质以离子形态留在电解液中，实现铜与杂质及稀贵金属的分离2、湿法冶金：一是在溶剂的作用下使铜溶解进入溶液中，二是用置换,电沉积或氢还原等方法将溶液中的铜分离出來.3、影响液态金属充型能力的因素？如何提高充型能力？金属流动性（纯金属和共晶合金在恒温下结品，液固和界血光滑，对液态金属阻力小，流动性好.其他成分合金在一定温度范围逐步凝固,初牛树枝状晶体使固液界血粗糙，流动性小）、铸型性质（铸型的激冷能力越强充型能力下降;预热铸型能减小金属与铸型的温差，提高充型能力;铸型具有一定的发气能力吋，能在金属液与铸型之间形成气膜，可减小流动的摩擦阻力,利于充熨.）、浇注条件（温度越高，液态金属粘度越小，过热度高，充熨能力越强;充型压力越大充熨能力越好;浇注系统的结构越复杂充型能力越低）、铸件结构（结构复杂充型困难）。措施：正确选择合金的成分和采川合理的熔炼工艺;调整铸型的性质;改善浇注条件.4、铸件的凝固方式有哪些？其主要的影响因素？有逐层凝固、糊状凝固、中间凝固.因素:合金的凝固温度范围和铸件凝固期I'可固、液相界面前沿的温度梯度.通常，合金凝固温度范围越小，铸件凝固期间固、液界面前沿的温度梯度越人,铸件越趋于逐层凝固;合金凝固温度范用越人，铸件凝固期间固、液相界而前沿的温度梯度越小，铸件越趋于糊状凝固.5、什么金属倾向于逐层凝固？如何改变铸件的凝固形式？纯金属或共晶合金倾向丁逐层凝固.影响铸件凝固方式的主因有合金凝固温度区间和铸件断血的温度梯度，可通过改变合金凝固温度区间和铸件断血的温度梯度來改变铸件的凝固形式6、什么是缩松和缩孔？其形成的基本条件和原因是什么？液态金属在凝固过程屮，由于液态收缩和凝固收缩，往往在铸件最后凝固的部位出现人而集中的孔洞，称为缩孔;细小而分散的孔洞称为缩松•缩孔形成条件:金属在恒温或很窄的温度范围内结晶，铸件逐层凝固•缩松形成基本条件:金属的结晶温度范围较宽，呈体积凝固方式（糊状凝固）.原因均为:金属的液态收缩和凝固收缩值大于固态收缩值，口得不到补偿.8、铸造应力是怎么产生的？对铸件质量有何影响？答：铸件在凝固后的冷却过程中继续发生固态收缩，有些合金在固态下还要发生相变而伴有收缩或膨胀，从而引起铸件的体枳和尺寸的变化。此时，如果这种变化受到阻碍，铸件内将产生内应力，称为铸造应力。当铸件中存在应力时，会使其处于不稳定状态，如铸造应力超过合金的屈服强度时，则会产生塑性变形，使铸件发生弯曲或扭曲。当铸造应\n力进i步增大、超过合金的塑性变形极限（抗拉强度）吋，铸件便会开裂。9、试述铸件产生热裂和冷裂的原因及其防止措施。原因:当铸造应力进一步增大、超过合金的塑性变形极限（抗拉强度）时，铸件便会开裂.根据产牛温度的不同，分为热裂和冷裂。热裂纹是铸件在凝固末期或凝固后不久尚处于强度和犁性很低状态F,因铸件固态收缩受阻而引起的裂纹。冷裂纹是铸件凝固厉冷却到弹性状态时,I大I局部铸造应力大于合金极限强度而引起的开裂。防治措施:合理选择合金成分（结晶温度范围窄、弹性模量和收缩系数小）;合理设计铸件结构（减小应力集屮）;调整铸型的性质（改善铸型和型芯退让性）;改善浇注条件（同时凝固）;通过自然时效、人工时效以及共振法等消除铸件内残余应力12、什么是冒口？其作用和设计原则？为避免铸件出现缺陷而附加在铸件上方或侧曲的补充部分，一般设置在铸件故后凝固部位上方或侧面•作用:利川冒口屮液体金属补偿铸件凝固过程小产生的体积收缩，避免铸件最后凝固区域产生缩孔和缩松缺隔，以获得致密的铸件；集渣和排气.设计原则:冒口的凝固时间必须大于或等于铸件被补缩部分的凝固时间;冒口应具有足够大的体积，以保证有足够的金属液补充铸件内部的体收缩;在铸件凝固时，冒口与被补缩部位之间应有通畅的补缩通道;为增加铸件局部冷却速度，在铸型局部区域设冒激冷能力强的材料（如铸恢、石墨或铸钢等）作为冷铁.13、常见的特种铸造方法有哪些？各有何特点？有金属型铸造、熔模铸造、压力铸造、低压铸造、离心铸造、连续铸造和消失模铸造等.金属型铸造可重复使用，生产效率高，劳动条件好，但成本高;铸件精度高，衣血粗糙度较低；金屈散热性能好，晶粒细化,力学性能好;不透气口无退让性,易造成浇不足或开裂.适于生产大批量有色金属铸件.熔模铸造:铸件尺寸精度高，表而光洁;可铸造形状复杂零件;工艺过程复杂，生产周期长，成木高;适于铸造小尺寸的各类合金铸件,特别是少切削或无切削精密铸件.压力铸造:浇注时间短,易于机械化、口动化作业;铸型散热快，晶粒细化,耐磨、耐蚀性好;铸件尺寸精度高，表而光洁;凝固速度快，排气困难,易形成疏松和缩孔;模具成木高，铸件尺寸受限；适于有色金属（锌合金、铝合金、镁合金、黄铜）薄壁复杂铸件的大批量生产.低压铸造:充型压力和速度易于控制,气孔、夹渣较少;铸型散热快，组织致密,机械性能好;无需冒口设置，金属利川率高;铸件尺寸秸度高，表面光洁;适于生产质量要求高的铝镂等有色金属铸件.离心铸造:离心力改善了补缩条件，缩孔等缺陷减少;改善金属的流动性，提高了充型能力;简化了屮空恻柱形铸件的生产过程;成分偏析严重，尺寸难以控制;特别适于横截面呈恻柱的铸件生产.连续铸造:冷却速度快，组织致密,机械性能好；工艺简单,牛产效率高;适于横截面一定的钢材、铝材和铸铁管等铸件的牛产.消失模铸造:不分型，不起模，简化工艺，提高精度;能制造形状复杂的铸件和工艺品;冒口设置可白由设置，不易产生缩孔、疏松等;易产生有害气体，铸件易渗碳，降低其表而质量;适于生产起模困难，形状复杂的铸件.14、陶瓷的液态成形方法有哪些？各有何特点？1、流延成形特点:设备简单，工艺稳定，可连续操作，生产效率高，可实现高度自动化2、粉浆浇注以水为溶剂、粘土为粘结剂的成形方法•为得到高质量的注浆坯体,要求浆料：1）流动性好2）稳定性好，不易沉淀和分层3）含水量尽可能少，减少成形和干燥时的收缩，减少坯体的变形和开裂•以及渗透性好、脱模性好、不含气泡等.适用于形状复杂、人型薄壁、精度要求不高的日用和建筑陶瓷制品.\n3.压模成形和注射成形（见15题）15、聚合物的液态成形方法有哪些？各有何特点？压模成形、传递模成形、注射成形、吹塑成形等1）压模成形将粉状、片状或颗粒状原料，放在一定温度的模具屮闭模加压，使之在模具屮熔化，充满整个型腔而成形锁化.缺点:成形周期长，生产效率低，模具成本较高.2）传递模成形优点:原料在转移过程中接收到相当一部分能量，从而可缩短成形吋间;能确保制品中的金属嵌件位置正确•大部分工程橡胶都是用该法制成的.3）注射成形主要用于热莖性璃料.能生产形状复杂、薄壁、嵌有金属或非金属的莖料制品。4）吹塑成形吹塑成形可以高速自动化进行，主要川于制备氧化物玻璃或聚合物中空容器灯泡、圣诞树装饰物、饮料瓶。第三章1•金属为什么容易塑性变形？生产塑形变形的本质？答：金属零件在外力作用下产生不可恢复的永久变形为金属塑性变形。单晶体产生塑性变形的原因是原子的滑移错位。多晶体（实际使用的金属大多是多晶体）的塑性变形中，除了各晶粒内部的变形（晶内变形）夕卜，各晶粒之间也存着变形（品间变形）。多晶体的燃性变形是晶内变形和晶间变形的总和。金属須性变形的实质是晶体内部产生位错滑移的结果。2.金属常见的塑性变形方法有哪些？答：轧制、锻造、挤压、拉丝、薄板冲压。3•金属的冷变形和热变形是如何区分的？各有何特征？答：I.根据变形温度是否高于再结晶温度，若塑性变形温度低于金属的再结晶温度为冷变形，否则为热变形。II.冷变形：晶粒沿变形故大的方向仲长，产生纤维组织，晶粒间产生碎晶；热变形:经过再结晶组织均匀化，塑性好，消除内部缺陷，形成流线组织。4.什么是金属的可锻性？其影响因素有哪些？答：1.表示金屈在热状态下经受压力加工时犁性变形的难易程度。II.金属的成分，金属的组织，加工条件（包括变形温度、变形速度、应力状态）。5.影响金属冷成形的主要力学性能参量有哪些？答：屈服强度，应变破化指数，塑性应变比，均匀变形量和断裂总应变量。6.轧制的方法有哪些？答：I.冷轧、热轧、纵轧、横轧、斜轧、楔横轧。7.锻造的方法有哪些？比较锻造和轧制对材料结构和性能的影响？答：L自由锻、模锻、胚胎锻造、特种锻造（精密模断和超塑性模锻）。II.锻造改善内部组织和性能，对零件有跟高的强度和韧性，锻件金属损耗大，尺寸楮度低，形状不太复杂，质量范围宽；轧件增加位错密度，改变产品形状，增加强度，减少延展性，产品尺寸精度咼。&板料成形的方法及其工艺特点？答：板料冲压成形，包括冲裁、弯曲、拉深、翻边、胀形、沌压成形、爆炸成形、电磁成形。板料冲压是通过材料的局部变形改变坯料或零件的形状，冲压成形所用的原材料必须具有足够的犁形，主要是板料、条料及带料，板料冲压可以分为分离工序和变形工序。9.挤压成形方法的分类及其工艺特点？答：I.冷挤压，温挤压，热挤压，止挤压，反挤压,复合挤压，径向挤压。II•挤压时金属坯料在三向受压状态下变形，因此可提高金属坯料的塑性变形能力；生产灵活性人，可挤压各种形状复杂、深孔、薄壁、异形断1何的零件；零件粘度高，表面粗糙度\n低；挤压件内部的纤维组织提高了力学性能；制品在断而上和长度上组织性能不够均一；工具消耗较大。10・拉拔与挤压的异同？答：形同点：都是使金属坯料变形的加工方法；都适用于有色金属及其合金；形成的产品精度高，表血质量都较好。不同点：挤压对以提高材料塑形，提高材料的机械性能，而拉拔由于加工硬化可以提高材料强度；挤压可以节约原材料；拉拔的变形量不能过大否则会出现拔断现象，而挤床则没有这种顾虑；挤床根据各种条件要求口J以分很多种，拉拔则没有。11•聚合物的塑性成形方法有哪些？各有何特点？答：热固性聚合物：压模、浇注、注射；热塑性聚合物：挤压、真空成形、吹犁成形。注射是将挤出的聚合物被注入模具内硬化，挤床是将挤岀的熔融聚合物通过模嘴后在空气中硬化，真空成形是将热須性聚合物板材置于模具上，四周夹紧并加热，待坯料进入高弹态后，对模腔抽空，使板材在人气压作川下紧贴模腔内壁冷却后硬化成形。12•陶瓷的塑形成形方法有哪些？与金属盒聚合物相比的特点？答：挤压成形。陶瓷材料硬而脆，不适合塑性成形，而金属和聚合物可以。13•玻璃常用的成形方法有哪些？如何改善玻璃的可加工性能？答：压制、吹制、拉制、拉拔成丝。第四章材料的粉末工艺1、粉末冶金工艺有何特点？其主要的工艺过程包括？特点：1、粉末冶金能够制备普通熔铸法无法生产的具有特殊性能的材料，如：①可制备多孔材料，如多孔含汕轴承、过滤器等。②可由矿石或化合物直接制取难熔金属、稀有金属,如餌、钳等。③能够制备各种复合材料，例如，便质合金、弥散强化复合材料、纤维强化复合材料。④对制备非平衡组织材料，例如，磚一铜假合全型的电触头材料，铜一石墨滑块材料等。2、有些材料采用粉末冶金制备，其性能较熔铸产品优越：①制取成分偏折小的合金，如高速钢、高温合金等。②制取细晶粒、组织均匀和加工性能好的稀有金属坯锭。3、粉末冶金制品表面光洁度高，尺寸秸确，是一种少切削、无切削的新工艺，可节约大量的人力和物力。不足Z处：粉末本身的成本较高，制品的大小和尺寸受到一定的限制；烧结零件的韧性较差，延展性低，疲劳性能值得怀疑。工艺过程：粉末的制备、粉末的成形、烧结以及烧结后的处理2、粉末按粒径可分为哪四类？其粒径范围分别是？颗粒(>1OOum)粉体(1~1OOum)超细粉体(0.1~1um)纳米粉体(vO.1m)3、什么是粉体的一次粒子和二次粒子？粒径的表示方法主要有哪些？一次粒子：利用各种化学反应方法得到的最初粒子二次粒子：由若T—次粒子组成的聚集体球形颗粒的XL径就是粒径(particlediameter)。非球形颗粒的粒径则用球体、立方体或长方体的尺寸表示。4、超细粉体会使材料性能产生哪些性质的变化？(1)熔点降低(2)蒸汽压上升(3)光学性质的变化减小到儿十rnn以下时，其反射率迅速降低，粉体颜色变黑，是极好的吸光材料(4)稳定性降低，表面活性增加，表面吸附能力提高，除物理吸附外还岀现了化学吸附(5)电阻率上升6、粉体物理制备方法主要有哪些？各有何特点？（1）雾化法通过高压雾化介质强烈冲击液流，或通过离心力使Z破碎、冷却来实现的\n一种典型物理制粉方法。（2）物理蒸发冷凝法/物理气相沉积（PVD）法a.高纯度b.粒径分布窄c.良好结晶和淸洁表血d.粒度易于控制等，在原则上适用于任何被水热合成锐酸钠蒸发的元素以及化合物（3）非晶晶化法通过晶化过程的控制，将非晶材料转变为纳米材料7、雾化制粉的方法有哪些？如何提高雾化制粉的效率？（1）双流雾化法（2）离心雾化法（3）真空雾化法（4）机械作川力雾化法（5）特殊雾化法：多级雾化、固体雾化能量交换准则：提高单位时间内单位质量液体从系统中吸收能量的效率，以克服表面口山能的增加；快速凝固准则：提高雾化液滴的冷却速度，防止液体微粒的再次聚集。8、粉末的化学制备方法有哪些？其工艺特点如何？A液相沉淀法反应过程简单，成本低，便于推广和工业化牛产。主要包括直接沉淀法、共沉淀法利均匀沉淀法。B化学气相沉积法1）可以在常压或者真空条件下（负压“进行沉积、通常真空沉积膜层质量较好）。2）涂层的化学成分可以随气相组成的改变而变化，从而获得梯度沉积物或者得到混合镀层。3）可以控制涂层的密度和涂层纯度。C还原一化合法利用还原剂夺取金属氧化物中的氧自身氧化而达到金属氧化物被还原成金属的目的。D电化学法9、什么是均匀沉淀法和共沉淀法？（1）均匀：依靠溶液内部缓慢均匀地主成沉淀剂而进行沉淀反应地方法（2）共沉淀：在溶液中同时沉淀两种或两种以上金属离子得到均匀性好的复合氧化物的方法。10、粉末的成形工艺性能取决于粉末的哪些特性？松装密度粉末试样自然地充填规定的容器时单位容积内粉末的质量。流动性50克粉末从标准的流速漏斗流出所需的时间压制性压缩性代表粉末在压制过程中被压紧的能力，在标准的模具中在规定的润滑条件下加以测定，用规定的压力下粉末所达到的压坯密度农示。成形性是指粉末压制后，压坯保持既定形状的能力，用粉末得以成形的最小的单-位压制压力表示，或者用压坯的强度來衡量11、为什么要对粉末进行塑化和造粒处理？議化：利用塑化剂，使原料坯料具有可須性，即外力的作用下发生无裂纹变形。造粒：改善粉体流动性，在较细的原料小加入觀化剂，制成粒度较粗、具有一定假颗粒度级配、流动性好的粒子12、粉末的成形方法如何获得之谜胚体压力成型、增犁〜、料浆〜适当加压对获得结构均匀致密的成形坯体13、粉体为什么能烧结？粉体的表面能降低和系统自由能降低。14、烧结方法主要有哪些？如何促进致密化烧结？固相烧结（物质的蒸汽压较低，烧结以固相扩散为主）液相烧结（出现液相）气相烧结（物质的蒸汽压较高，以气相传质为主）\n烧结密度与粉末的烧结特性有关。相同的粉末同等压制条件下，烧结温度越高，密度越高；保温时间越氏，密度越高；较低温度下的长时间保温可以得到与较高温度下短时保温相同的致密化结果，但是长时保温易出现晶粒长人现象。采用更小颗粒的粉末；对粉末进行改性，提高其活化能等15、陶瓷烧结与金属的烧结有何异同？首先原材料不同一个是无机材料一个是金属压制区别：金属粉末压制得到的坏块的密度普遍比无机密度人陶瓷只能液相烧结烧结时粘接剂会发留下孔洞一般采川加压烧结金属可以固相液相或固液烧结。烧结气範：金屈要求更多，多需耍真空或氮气气氛陶瓷不需要金属烧结后需要抛光陶瓷烧结后需要施釉第五章一简述金属的可焊性及其影响因素(1)定义金属是否能适应焊接加工而形成完整的、具备一定使用性能的焊接接头的特性评价标准：如果某种金属采用简氓的焊接工艺就可获得优质焊接接头并且具有良好的使用性能或满足技术条件的要求，就称其焊接性好;如果只有采川特殊的焊接工艺才能不出缺陷,或者焊接热过程会使接头热影响区性能显著变坏以至不能满足使用要求，则称其焊接性差。目的：廿的在丁查明一定的材料在指定的焊接工艺条件下可能出现的问题，以确定焊接工艺的合理性或材料的改进方向。焊接性的分类1工艺焊接性：在一定焊接工艺条件下，能否获得优质致密、无缺陷的焊接接头的能力。2使用焊接性：焊接接头或整体结构满足某种使用性能的程度(2)影响因素1材料因素(1)母材或基本金属(2)焊接材料：焊条、焊丝、焊剂、保护气体2工艺因素焊接工艺措施焊前预热，焊后缓冷，焊后热处理合理装配焊接顺序焊接方法。3结构设计因素结构和接头形式、焊缝布置4焊接条件二简述焊接接头的组织和其性能(这个可能不准)我们通常把焊接接头分为三个区域。即焊缝、热影响区和熔合区。这三个区域屮只有焊缝经过了加热一一高温溶化一一完成一系列焊接冶金一一冷却一次结晶凝固一一二次结晶固态下相变这一焊接热循环。这个过程决定了焊缝金属的化学成分，组织性能，是否有焊接缺陷。热影响区是邻近焊缝的母材在熔化焊所特有的快速加热、快速冷却这一动态热过程中，在极短的时间内进行着除了熔化以外的一•些金属学行为的区域，其特点是热场分布极不均匀，温度梯度非常大，与扩散有关的过程极不充分，组织和性能极不均匀，因此，它是一个最薄弱的坏节，是焊接结构最容易发牛破坏事故的区域，熔合区和过热区是焊接接头中组织利力学性能最差的部分，也是发牛破坏的危险区，因此在焊接过程中应尽可能减少其范围。三简述一下焊接缺陷1焊瘤焊条熔化太快；电弧过长；电流过大；焊速过慢；运条不当2夹渣施焊中焊条未搅拌熔池；焊件不洁；电流过小；分层焊时，各层渣未除去3裂纹焊件中含氮硫磷高，焊接结构设计不合理；焊接程序不当；焊缝冷却太快，应力过在；存在咬边气泡夹渣；未焊透4气孔焊件不洁，焊条潮湿电弧过长；电流过大；焊速过快，焊件含碳高5咬边电流过大，焊接角度不对，运条不当，电弧过长6未焊透装配间隙过大，坡口开的太小，钝边太大，电流过大，焊速过快，焊条为对准焊缝；焊件不洁。四热喷涂的方法主要有哪些？火焰喷涂：一般金属、非金属基体均可喷涂，对棊体的形状和尺寸通常也不受限制，但小孔不能喷涂；②涂层材料广泛，可使表血具有各种性能；③涂层的多孔性组织有储油润滑和减摩性\n能，含有硕质相的喷涂层宏观硕度高④火焰喷涂对基体彩响小，基体变形小，材料组织不发生变化。缺点：颗粒速度小、火焰温度低、涂层结合强度低、气孔率高、涂层氧含量高。电弧喷涂：1获得的涂层与基材的结合强度较高⑵喷涂效率高⑶能暈利川率高（4）经济效益好（5）容易实现自动化（6）安全。使用电和压缩空气不用氧气、乙烘等易燃气体其安全性大大提高。缺点：不导电的陶瓷材料就难于进行电弧喷涂。喷涂材料是导电的金属丝、氧化烧损严重等离子喷涂：①超高温特性，便于进行高熔点材料的喷涂。②喷射粒子的速度高，涂层致密，粘结强度高。③由于使川惰性气体作为工作气体，所以喷涂材料不易氧化。四简述电镀与化学镀的区别电镀是以被镀基体金属为阴极，通过电解作用，使溶液中欲镀金属的阳离子在基体金属表而沉积出來，形成镀层的表而加工方法。而化学镀是在没有外电流通过的情况下，利用还原剂，在镀层物质溶液中进行化学还原反应，在镀件上沉积得到镀层的加工方法。电镀液的基木成分与化学镀液的基本成分也不相同。电镀液成分为（1）主盐、（2）导电盐、（3）络合剂、（4）阳极活化剂、（5）缓冲剂、（6）添加剂。化学镀液成分为（1）主盐（2）还原剂（3）络合剂（4）缓冲剂；。电镀无法对一些形状复杂的工件进行全表面施镀，但化学镀过以对任何形状工件施镀。电镀因为有外加的电流，所以镀速要比化学镀快，同等厚度的镀层电镀要比化学镀提前完成。化学镀层的结合力要普遍高于电镀层。化学镀山于大部分使用食品级的添加剂，不使用诸如氤化物等有害物质，所以化学镀比电镀要环保一些。五为什么要对金属进行淬火？淬火的方法主要有哪些？淬火目的：使过冷奥氏体进行马氏体或贝氏体转变，得到马氏体或贝氏体组织。然后配合以不同温度的回火，以大幅度提高刚的强度，硬度，耐磨性。疲劳强度以及韧性等，从而满足机零件械和工具不同使用要求。淬火方法:1单液淬火法：工件加热后在一种介质中连续冷却至室温2双液淬火法：工件加热后在先后在两种介质屮连续冷却至室温3分级淬火法：将加热好的钢件先放入温度稍高于Ms温度的液体介质中冷却并保温一段时间，待工件表面与心部温度一致后。再取出置于空气中冷却至室温得到马氏体组织。4等温淬火发：等温淬火时为了得到下贝氏体组织。操作与分级淬火类似，只是工件保温时间较长，使过冷奥氏体转变成下贝氏体，然后冷却。第七章2简述熔体法生长单晶的特点以及主要方法答：方法：提拉法，堆圳下降法，水平区熔法，浮区法，尖端形核法4.为什么要对单晶硅表而进行掺杂？常见的掺杂方法和元素。答：目的：将掺朵原子掺入SI晶片，改变皋片电学性能。方法：离子注入，置换（AlCaBPInAsSh）间隙（LiCuFeAu）第八章1.为什么纤维通常具有高强度、高模量且韧性好的特点？答：物体越小、表而和内部包含一个能导致其脆性断裂的裂纹的可能性越小，对高染物材料，在成纤过程中高分子链沿纤维轴向高度取向而强度大大减小。第九章复合材料制备工艺1、什么是复合材料？它是如何分类的？答：两种或两种以上在物理和化学上不同的物质组合起来而得到的一种多相固体。分类:1）用途：结构~功能~2）各成分在材料中的集散情况：分散强化型二层状、、梯度~3）基体材料类型：金属基二聚合物基二陶瓷基二碳/碳~（C/C）4）增强材料形态：颗粒增强〜、\n晶须增强二纤维增强~2、常川的增强材料有哪些类型？选择增强材料的原则？答：颗粒增强材料、纤维增强材料、晶须增强材料；原则：增强体材料的强度、模量和密度、增强材料与基体材料的相容性、性能价格比3、什么是玻璃钢？它的特点和主要应用？答：玻璃纤维增强塑料；特点：密度低、比强度比刚度高、具有良好的耐腐蚀性、透光、隔热、隔音；应用：航空航天工业、能源领域（风力发电机叶片）、体育用需石油化工、建筑材料4、简述复合材料的强韧化机理。答：使韧性和强度同时增加，韧化机理包括屏蔽机理和非屏蔽机理；屏蔽:在裂纹尖端施加应力，产牛与原材料不同特性的区域，使应力集中缓和的机理;两种类型:1）强化相直接承受力,产牛屏蔽效果2）强化相不直接承受力，但影响断裂过程的相互作用，分为接触屏蔽和区域屏蔽。非屏蔽：利用裂纹与材料间的相互作用而消耗额外的能量因此对应力强度因子的贡献很少，主要是使断裂能量提高。这种相互作用可以使裂纹发生弯曲或偏转，与直进模式相比路径变得复杂。可能发生裂纹以外的断裂方式，所以与单机体相比所需能量增人。6、制备金属基复合材料的方法有哪些？答：粉末冶金法、铸造、热压扩散、热挤热轧、熔融金属渗透、等离子喷涂法7、制备陶瓷基复合材料的方法有哪些？答：1）颗粒增强陶瓷基：与典型陶瓷材料的相同。2）晶须增强陶瓷基：晶须的尺寸必须为基体粉体在同一个数量级，工艺与陶瓷材料相近。3）纤维增强陶瓷基：化学气相沉积、化学气相渗透、髙温熔体渗透、室温浆料浸渍、反应烧结等。制备聚合物基复合材料的方法有哪些？答：热固：手工铺设，模压，缠绕，拉挤，热床罐，真空袋，树脂传递模犁，增强式反应注射成型法等；热塑：树脂基体与增强体制成预浸料，才能进行加工，预浸方法有：薄膜法，溶液法，熔融法，粉末法，纤维法，造粒法。第十章金属材料1、金属材料的主耍强化方式有哪些？答：固溶强化、细晶强化、加工硬化、时效强化、第二相强化、复合强化2、对钢进行退火的方法有哪些？完全退火、不完全退火（球化退火）、扩散退火、再结晶退火、去应力退火3、什么是钢的淬破性和淬透性？答：淬硬性：表示钢能够淬硬的程度，用钢在正常'淬火条件下能达到的最高硬度表示。淬硬性主要取决于碳含量。淬透性：指钢在淬火时获得马氏体层深度的能力。淬透层的深度是从表血至半马氏体层（50%马氏体+50%屈氏体）的深度。钢的淬透性取决于其化学成分和临界冷却速度Vk。4、合金产生时效强化的条件是什么？如何进行时效强化？答：固溶体的固溶度随温度降低而减少，还为强化相的结构为特性有关。1、固溶处理；2）淬火；3）吋效吋效温度：固溶温度的15%-25%\n6、碳钢在哪些方面具有局限性？答：1）在具有一定的塑性和韧性时，强度有限（＜690MPa）；2）厚截面工件淬火时难以淬透，即无法全部得到马氏体组织；3）抗腐蚀性和抗氧化性能较差；4）耍使中碳钢零件得到马氏体组织，淬火时需快冷，工件易变形开裂；5）碳钢在低温时的抗冲击能力较差，即较脆。7、为什么不锈钢必须含12%以上Cr?比较各类不锈钢的特点。答：加入合金元素来改善性能铁素体不锈钢：诙侪二元合金，倂含量12~30%,含碳铁素体不锈钢因碳化物的存在会降低其耐腐蚀性。马氏体不锈钢：含12〜17%Cr、0.15〜1.0%C,从奥氏体淬火得马氏体组织，强度和硬度高，耐腐蚀性较差。奥氏体不锈钢：含16〜25%Cr、7〜20%Ni,成形性好，I耐蚀性好，使用中出现晶间腐蚀。沉淀硬化不锈钢：成分与奥氏体钢相近，因增加了铝、锭、钥，强化包括固溶强化、加工硬化、吋效换化和马氏体相变，有较高强度8、铸铁与钢相比，在组织和性能上有何不同？答：铸铁的性能特点：抗拉强度、塑性、切性低于钢，映度和抗压强度与钢相近，不能进行压力加工，焊接性能也较差。有良好的铸造性、切削加工性、优良的耐磨与减震性。9、铝合金、镁合金和钛合金各有何特点？简述其应用范围。答：铝合金：Cu,Mg,Si,Mn,Zn等可与铝形成合金，强度大幅提高镁合金其特点是：密度小（1.8g/cm3）.比强度高、弹性模量大、散热好、消震性好，承受冲击载荷能力比铝合金人，耐有机物和碱的腐蚀性能好，具有优良的切削加工性和可抛光性，钛合金:比强度高;热强度高;低温韧好；耐蚀性好缺点：切削性能差，可蜩加工工艺性差应用与E机等航空航天工业中10、比较黄铜和青铜在组成和性能上的差异。答：普通黄铜：Cu-Zn二元系，锌溶丁铜中形成a固溶体，当Zn大T39%,会出现硬脆的第二相旷相，低锌黄铜压力加工性能好，高锌黄铜铸造性能好；普通青铜：Cu-Sn系，Sn含量3-14%，具有良好的减磨、抗磁、低温韧性，在大气、海水、高压蒸汽中耐蚀性优于黄铜，但耐酸性差。第十一章十二章1、传统陶瓷与先进陶瓷区别？（1）在原料上，突破了传统陶瓷以硅酸盐为主要原料的界限，特种陶瓷一般以氧化物、氮化物、硅化物、碳化物筹为主要原料（2）在成分上，传统陶瓷的组成由粘土的成分决定的，所以不同产地和炉窑的陶瓷有不同的质地，由于特种陶瓷的原料是纯化A物，因此成分由人工配比决定，其性质的优劣由原料的纯度和工艺，而不是由产地决定的。（3）在制备工艺上，突破了传统陶瓷以炉窑为主要生产手段的界限，广泛采用真空烧结、保护气氛烧结、热压、等静压等手段。（4）在性能上，特种陶瓷具有不同的特殊性质和功能，如高强度、高硬度、耐腐蚀、导电、绝缘、以及在磁、电、光、声、牛物工程各方面具佇的特殊功能，从而使其在高温、机械、电子、宇航、医学工程各方面得到广泛的应川。5,陶瓷烧结推动力基本过程。推动力粉体的表面能降低和系统口由能降低。基本过程：（1）粘结阶段烧结初期，颗粒间的原始点、血接触转变成晶体结合，通过成核、结晶长大等原子扩散过程形成烧结颈。这一阶段的标志是形成烧结颈，颗粒形状和坯块密度变\n化很小，但强度和导电性增加。（2）烧结颈t大阶段烧结中期，由于烧结颈长大、晶粒长人、晶界越过孔隙移动，被晶界扫过的地方孔隙消失。外观特征是烧结体收缩，密度和强度明显提高。（3）闭孔隙球化和缩小阶段烧结末期，当烧结体的密度达90%以后，多数孔隙被隔开，形成闭孔，孔隙球化、收缩，大孔消失。这一阶段的特点是孔球化旱小孔弥散.但因为热力学的关系，无外力作川小孔也不会消失。8金属有塑性，陶瓷脆性？金属塑性是指金属材料在外力作川卞发生永久变形而其完整性不受破坏的能力。这是因为金属原子间主要以金屈键结合。处于聚集态的金属原子把它们的价电子贡献出来形成电子云，贡献后的止离子沉浸在电子云中。由于金属键没有方向性和饱和性，所以当金属的两部分发牛相对位移时,金属的正离子始终被包围在电子云中，从而保持着金属键结合，这样金属就能经受变形而不断裂，具有良好的延展性。陶瓷脆性指陶瓷受到冲击时，滑移较难进行，材料以断裂來做出响应。陶瓷材料中主要的结合键是离子键及共价键，由于离子键、共价键强度高，能量大,具有方向性。要断键是很难的，要移动丿京子必须破坏键，所以陶瓷内部能形成稳定的晶格结构，位错的滑移也很困难。物体的断裂过程是：弹性形变，塑性形变，最后产牛断裂。在陶瓷受到较人的冲击力吋，位错很难滑移，弹性形变和塑性形变很难发生，所以就瞬间断裂。10陶瓷与玻璃差异。结构差异：陶瓷是多晶材料，玻璃属于非晶的。玻璃是一种非晶态固体，热力学上是一种亚稳态；动力学上，玻璃熔体冷却吋黏度迅速增加，抑制晶核成长和长大，使其难以转变成晶态。玻璃是加热到高温后快速冷却，因此液态下无序的原子排列被保存了下来。而陶瓷是止常冷却下得到的结晶体，原子排列是有序的。性能差异：玻璃：一种较为透明的固体物质，结构上近程有序，远程无序。1•各向同性：均质玻璃在各个方向的性质如折射率、4更度、弹性模量、热膨胀系数等性能相同。2.介稳性：当熔体冷却成玻璃体时，它能在较低温度下保留高温时的结构而不变化。3.可逆渐变性：熔融态向玻璃态转化是可逆和渐变的。4.连续性：熔融态向玻璃态转变时物理化学性质随温度变化是连续的。陶瓷：不透明，具有不可燃烧性、高耐热性、高化学稳定性、不老化性、高的硬度和良好的抗压能力，但脆性很高，温度急变抗力很低，抗拉、抗弯性能差，不易加工。热膨胀系数小,导电率低。3合成高分子的化学反应？答：按化学反应类型分类：加聚反应（单体加成而聚合起來的反应）缩聚反应（单体的官能团间通过缩合反应多次重复形成聚合物）按聚合机理分类：连锁聚合（链式聚合，单体活性中心一旦形成，很快传递下去，瞬间形成高分子）逐步聚合（单体官能团间相互反应而逐步增长）按聚合反应方法和条件分类：本体聚合（聚合过稈中不加其他介质，单体本身在引发剂等作用下进行聚合反应）溶液聚合（单体和引发剂冗余适当溶剂中进行的聚合反应）悬浮聚合（单体以小液滴状悬浮在水中进行的聚合）5非晶态高聚物的三态及其成形加工方法。玻璃态，高弹态，粘流态。玻璃态，常'用作塑料，成形加工方法：注塑成形，挤出成形、压制成形、压延成形、吹塑成形。高弹态，常用作橡胶，成形加工方法：压延成形、注射成形、模压成形和挤出成形；粘流态，当温度高于粘流化温度Tf并继续升高时，高聚物得到的能量足够使整个分子链都对以自由运动，从而成为能流动的粘液。