【图文】第4章 材料的粉末工艺,思考题_百度文库
两大类热门资源免费畅读
续费一年阅读会员，立省24元！
评价文档：
第4章 材料的粉末工艺,思考题
上传于||暂无简介
大小：1009.00KB
登录百度文库，专享文档复制特权，财富值每天免费拿！
你可能喜欢 上传我的文档
 下载
 收藏
该文档贡献者很忙，什么也没留下。
 下载此文档
正在努力加载中...
山东大学材料成型技术复习题
下载积分：3000
内容提示：山东大学材料成型技术复习题
文档格式：PDF|
浏览次数：94|
上传日期： 19:27:41|
文档星级：
该用户还上传了这些文档
山东大学材料成型技术复习题
官方公共微信材料科学与工程复习思考题
第一章 绪论材料科学与材料工程研究的对象有何异同？答：材科侧重于发现和揭示组成与结构，性能，使用效能，合成与加工等四要素之间的关系，提出新概念，新理论。而材工指研究材料在制备过程中的工艺和工程技术问题，侧重于寻求新手段实现新材料的设计思想并使之投入使用，两者相辅相成材料的制备技术或方法主要有哪些？答：从气态制备材料：物理气相沉积（PVD）化学气相沉积（CVD）；从液态制备材料：铸造、注浆、注塑、熔融纺丝、凝胶注模、溶胶―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6、进行材料设计时应考虑哪些因素？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，生产流程，造价；能否设计出所需材料；以及使用寿命，环境适应性等等在材料选择和应用时，应考虑哪些因素？答：一，材料的规格要符合使用的需求：选择材料最基本的考虑，就在满足产品的特性及要求，例如：抗拉强度、切削性、耐蚀性等；二，材料的价格要合理；三，材料的品质要一致简述金属、陶瓷和高分子材料的主要加工方法。答：金属：铸造（砂型铸造、特种铸造、熔模铸造、金属型铸造、压力铸造、低压铸造、离心铸造、连续铸造、消失模铸造）、塑性加工（锻造、板料冲压、轧制和挤压、拉拨）、热处理、焊接（熔化焊、压力焊、钎焊）；陶瓷：力学加工（磨料加工、塑性加工）、电加工、复合加工、化学加工、光学加工；高分子：挤制成型、干压成型、热压铸成型、注浆成型、轧膜成型、等静压成型、热压成型和流延成型如何区分传统材料与先进材料？答：传统材料指已经成熟且已经在工业批量生产的材料，如水泥、钢铁，这些材料量大、产值高、涉及面广，是很多支柱产业的基础。先进材料是正在发展，具有优异性能和应用前景的一类材料。二者没有明显界限，传统材料采用新技术，提高技术含量、性能，大幅增加附加值成为先进材料；先进材料长期生产应用后成为传统材料，传统材料是发展先进材料和高技术基础，先进材料推到传统材料进一步发展什么是复合材料？如何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生物医用材料有哪些？应具备什么特性？答：生物医用材料有1，医用金属和合金2，医用高分子3，生物陶瓷4，生物衍生材料生物5，医用复合材料。生物功能性，生物相容性，化学稳定性，可加工性，无毒害作用什么是生态环境材料？如何对其生命周期进行评价？答：生物环境材料应是同时具有满意的使用性能和优良的环境协调或者能够改善环境的材料。所谓环境协调性是指资源和能源消耗少，环境污染小和 循环再利用率高。通过确定和量化与评估对象相关的能源消耗，物质消耗和废物排放，来评估一产品，过程和事件的环境载荷；定量评价由于这些能 源物质消耗和废弃物排放所造成的环境影响；辨别和评价改善环境的机会。评估过程应包括该产品、过程和事件的寿命全过程，包括原材料的提取与 加工、制造、运输和销售、使用、再使用、维持、循环回收，直到最终的废弃。LCA应包括目的与范围的确定，清单分析，影响评估和生命周期解释第二章 材料的液态成形技术影响液态金属充型能力的因素有哪些？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晶,液固相界面光滑,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,初生树枝状晶体使固液界面粗糙,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时,能在金属液与铸型之间形成气膜,可减小流动的摩擦阻力,利于充型.)、浇注条件（温度越高,液态金属粘度越小,过热度高,充型能力越强;充型压力越大充型能力越好;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用合理的熔炼工艺;调整铸型的性质;改善浇注条件铸件的凝固方式有哪些？其主要的影响因素？答: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间固、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大,铸件越趋于逐层凝固;合金凝固温度范围越大,铸件凝固期间固、液相界面前沿的温度梯度越小，铸件越趋于糊状凝固什么金属倾向于逐层凝固？如何改变铸件的凝固形式？答：纯金属和共晶合金倾向于逐层凝固。合金凝固的主要影响因素是合金凝固温度范围和铸件凝固期间固、液相界面前沿的温度梯度。合金凝固温度范围越小，铸件凝固期间固、液相界面前沿的温度梯度越大，则铸件凝固时越趋于逐层凝固；反之，则趋向糊状凝固。可通过改变合金凝固温度区间和铸件断面的温度梯度来改变铸件的凝固形式什么是缩松和缩孔？其形成的基本条件和原因是什么？ 答：液态金属在凝固过程中，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大而集中的孔洞，称为缩孔；细小而分散的孔洞称为缩松。缩孔：形成的基本条件是金属在恒温或很窄的温度范围内结晶，铸件由表及里逐层凝固。缩孔产生的基本原因是金属的液态收缩和凝固收缩值大于固态收缩值，且得不到补偿。缩孔产生的部位在铸件最后凝固区域。缩松：形成的基本原因也是金属的液态收缩和凝固收缩大于固态收缩。但形成缩松的基本条件是金属的结晶温度范围较宽，呈体积凝固方式(糊状凝固)试述铸件产生热裂和冷裂的原因及其防止措施。答：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.根据产生温度的不同,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塑性很低状态下，因铸件固态收缩受阻而引起的裂纹。冷裂纹是铸件凝固后冷却到弹性状态时，因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(减小应力集中);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常见的特种铸造方法有哪些？各有何特点？答：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,表面粗糙度较低;金属散热性能好,晶粒细化,力学性能好;不透气且无退让性,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,表面光洁;可铸造形状复杂零件;工艺过程复杂,生产周期长,成本高;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、自动化作业;铸型散热快,晶粒细化,耐磨、耐蚀性好;铸件尺寸精度高,表面光洁;凝固速度快,排气困难,易形成疏松和缩孔;模具成本高,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,金属利用率高;铸件尺寸精度高,表面光洁;适于生产质量要求高的铝镁等有色金属铸件.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;简化了中空圆柱形铸件的生产过程;成分偏析严重,尺寸难以控制;特别适于横截面呈圆柱的铸件生产.连续铸造:冷却速度快,组织致密,机械性能好;工艺简单,生产效率高;适于横截面一定的钢材、铝材和铸铁管等铸件的生产.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;冒口设置可自由设置,不易产生缩孔、疏松等;易产生有害气体,铸件易渗碳,降低其表面质量;适于生产起模困难,形状复杂的铸件.陶瓷的液态成形方法有哪些？各有何特点？答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、大型薄壁、精度要求不高的日用和建筑陶瓷制品.3、压模成形和注射成形(见15题)聚合物的液态成形方法有哪些？各有何特点？答：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中闭模加压,使之在模具中熔化，充满整个型腔而成形硬化.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,从而可缩短成形时间;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 主要用于热塑性塑料.能生产形状复杂、薄壁、嵌有金属或非金属的塑料制品。4）吹塑成形 吹塑成形可以高速自动化进行,主要用于制备氧化物玻璃或聚合物中空容器 炼钢：。基本过程：（1）铁元素的氧化：2〔Fe〕＋｛O2｝＝2（FeO）（2）铁元素的再还原（3）造渣除P、S：由于P、S元素的存在严重影响钢的性能，所以必须脱除。2P + 5FeO + 4CaO = 5Fe + 4CaO?P2O5；FeS + CaO = FeO + CaS（4）脱氧：消除钢中的氧化杂质，提高钢的质量。（5）合金化：按照不同钢种对合金元素成分的要求，进行合金化处理。炼铜：硫化铜矿采用火法冶炼；氧化铜矿采用湿法冶炼。铜精矿的火法冶金：主要由以下几步：（1）冰洞的形成 在高温下铜精矿的高价硫化物将分解成简单硫化物。（2）冰铜的吹炼 向度的熔融冰铜中吹入压缩空气，加入合适中的石英溶剂，获得含铜98%以上并含有少量稀贵金属的粗铜。（3）粗铜的火法精炼 用气体或液体燃料加热使粗铜温度维持在再通入压缩空气，使金属杂志氧化成金属氧化物进入炉渣。（4）铜的电解 将精炼得到的铜板作为阳极，以电解产出的薄铜片为阴极，至于充满电解液的电解槽中，进行电解。铜的湿法冶炼：两个基本过程：一是在溶剂作用下使矿石中的铜溶解进入溶液中，而是用置换，电沉积或氢还原等方法将溶液中的铜分离出来。第三章 材料的塑性成形技术金属为什么容易塑性变形？生产塑性变形的本质？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）外，各晶粒之间也存着变形（晶间变形）。多晶体的塑性变形是晶内变形和晶间变形的总和。金属塑性变形的实质是晶体内部产生位错滑移的结果金属常见的塑性成形方法有哪些？答：一类是轧制、挤压和拉拔，它主要用于生产建筑结构、切削加工和塑性加工用的等截面型材、管材和板材等，在一些情况下也可用于生产毛坯、半成品和成品零件。另一类是自由锻、模锻和冲压，它们主要用于生产各种毛坯、半成品或成品零件金属的冷变形和热变形是如何区分的？各有何特征？答：冷变形：塑性变形温度低于该金属的再结晶温度（室温）。特征：金属变形后产生加工硬化。热变形：塑性变形温度高于该金属的再结晶温度。特征：金属变形后会再结晶，塑性好，消除内部缺陷，产生纤维组织。什么是金属的可煅性？其影响因素有哪些？答：金属的可锻性是表示金属在热状态下经受压力加工时塑性变形的难易程度。影响因素： (1)金属的成分：纯金属好于合金，低碳钢优于高碳钢，低碳低合金钢优于高碳高合金钢；有害杂质元素一般使可锻性变坏 (2)金属的组织：单相组织好于多相组织；铸态下的柱状组织、粗晶粒组织、晶界上存在偏析、或有共晶莱氏体组织使可锻性变差(3) 加工条件 变形温度：一般随变形温度的升高，可提高金属的可锻性；当温度接近熔点时，会引起过烧，使可锻性急剧降低挤压成形方法的分类及其工艺特点？答：挤压成形方法的分类:根据温度,冷挤压，温挤压，热挤压。 根据金属的流动方向和凸模运动方向，挤压分为正挤压、反挤压、复合挤压和径向挤压。挤压的工艺特点 ：1、挤压时金属坯料在三向受压状态变形，因此可提高金属坯料的塑性变形能力；2、生产灵活性大，可挤各种形状复杂、深孔、薄壁、异型断面的零件；3、零件精度高、表面粗糙度低；4、挤压件内部的纤维组织提高了力学性能；5、制品在断面上和长度上组织性能不够均一；6、工具消耗较大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、注射等；热塑性聚合物：挤压、真空成形、吹塑成形等 挤压特点 ：挤出成形的生产效率高，可自动化连续生产，一般使用热塑性聚合物作原料。挤压与注射的比较
注射：挤出的熔融聚合物被注入模具内硬化 挤压：挤出的熔融聚合物通过模嘴后在空气中硬化 两者都是将聚合物的颗粒（或小球）提供到挤压机的低温一侧，必须保持这一侧的冷却，以避免颗粒熔化、桥接以及由于重力而引起的流动。
真空成形 ：将热塑性聚合物板（片）材置于模具上，四周夹紧并加热；待坯料进入高弹态后，对模腔抽真空，使板材在大气压作用下紧贴模腔内壁，冷却后硬化成形。主要用来制造盘、罩、盖、壳体等敞口制品。
压延成形特点：是将加热塑化的热塑性塑料通过一组以上两个相向旋转的辊筒间隙，而使其成为规定尺寸的连续片材的成形方法。压延也是橡胶加工中重要的基本过程之一陶瓷的塑性成形方法有哪些？与金属和聚合物比的特点？答：挤制成形、轧膜成形。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。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、拉丝成纤第四章 材料的粉末工艺粉末冶金工艺有何特点？其主要的工艺过程包括？答：特点：（1）粉末冶金技术可以最大限度地减少合金成分偏聚，消除粗大、不均匀的铸造组织。（2）可以制备非晶、微晶、准晶、纳米晶和超饱和固溶体等一系列高性能非平衡材料，这些材料具有优异的电学、磁学、光学和力学性能。（3）可以容易地实现多种类型的复合，充分发挥各组元材料各自的特性，是一种低成本生产高性能金属基和陶瓷复合材料的工艺技术。（4）可以生产普通熔炼法无法生产的具有特殊结构和性能的材料和制品，（5）可以实现近净形成形和自动化批量生产，从而，可以有效地降低生产的资源和能源消耗。（6）可以充分利用矿石、尾矿、炼钢污泥、轧钢铁鳞、回收废旧金属作原料，是一种可有效进行材料再生和综合利用的新技术。过程：生产粉末、压制成型、烧结、后处理什么是粉体的一次粒子和二次粒子？答：一次粒子是：又称初级粒子和原级粒子。利用各种化学反应方法得到的最初粒子(晶粒)。一次粒子的大小约为0.005～1μm，比筛分的极限小得多，在介质中有相当高的稳定性。二次粒子：由若干一次粒子组成的聚集体，其大小一般为1～200μm。二次粒子的大小常与形成一次粒子时介质中的可溶物质及为使一次粒子聚集和絮凝而加入的添加剂等有关粉体物理制备方法主要有哪些？各有何特点？答：1.蒸发冷凝法 具有如下特征：(1)高纯度(2)粒径分布窄(3)良好结晶和清洁表面(4)粒度易于控制等，在原则上适用于任何被水热合成铌酸钠蒸发的元素以及化合物 2.激光聚集原子沉积法 形成指定形状如线形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4.机械球磨法，该法工艺简单，制备效率高，能制备出常规方法难以获得的高5.离子注入法，用同位素分离器使具有一定能量的离子硬嵌在某一与它固态不相溶的衬底中，然后加热退火，让它偏析出来它形成的纳米微晶在衬底中深度分布和颗粒大小可通过改变注入离子的能量和剂量，以及退火温度来控制6.原子法 人们首次用STM进行了原子、分子水平的操作雾化制粉的方法有哪些？如何提高雾化制粉的效率？答：（1）双流雾化法（2）离心雾化法（3）真空雾化法（4）机械作用力雾化法（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，以克服表面自由能的增加；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粉末的化学制备方法有哪些？其工艺特点如何？答：液相沉淀法、化学气相沉积法（CVD）、还原反应法、电化学法粉末的成形方法主要有哪些？如何获得结构均匀致密的成形坯体？答：压力成形、增塑成形、料浆成形；适当增压可获得结构均匀致密的成形坯体。粉体为什么能烧结？烧结的推动力是什么？答：粉体有较高的表面活性，粉体越细，表面能越高，越易烧结 推动力：粉体的过剩表面能14、烧结方法主要有哪些？如何促进致密化烧结？答：按传质分类：固相烧结（只有固相传质）液相烧结（出现液相）气相烧结（蒸汽压较高）；按压力分类：常压烧结、压力烧结；按气氛分类：普通烧结、氢气烧结、真空烧结；按反应分类：固相烧结、液相烧结、气相烧结、活化烧结。反应烧结如何促进致密烧结：烧结密度与粉末的烧结特性有关。一般来讲，相同的粉末同等压制条件下，烧结温度越高，密度越高；保温时间越长，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大现象。除了改进成形与烧结制度的几个建议外，还有一条重要的途径就是活化烧结，具体措施好多，比如，W的烧结中添加Ni、Fe等活化元素；采用更小颗粒的粉末；对粉末进行改性，提高其活化能等陶瓷烧结与金属的烧结有何异同？答：首先，原材料不同：一个是金属粉末，一个是无机材料；压制区别：金属粉末压制得到的坯块的密度普遍比无机材料粉末压制得到的坯块的密度大。陶瓷烧结 ：陶瓷只能液相烧结，陶瓷，由于压制得到的坯块密度不大，一般都会加很多的粘接剂，而这些粘接剂在烧结后会挥发，挥发后就会留下许多的孔洞，所以一般陶瓷的烧结都会采用加压烧结。金属粉末烧结：可以固相烧结，液相烧结或固液烧结。可由多种粉末按一定比例混合均匀后烧结得到有特殊性质的材料。烧结气氛：金属要求更多，多需要真空或者氢气的气氛防止氧化。陶瓷氧化物烧结则不需要防止氧化。后处理：金属烧结后一般会对其
1金属材料的可焊性是指金属材料在一定的工艺条件下,通过焊接形成优质接头的性能.分为工艺可焊性和使用可焊表面进行抛光，对尺寸精整等。陶瓷烧结后要对其表面施釉第五章 材料的连接工艺简述金属的可焊性及其影响因素答：○
性两类:1工艺可焊性:主要指在一定的焊接工艺条件下,获得优质焊接接头的难易程度,即金属材料对形成焊接缺陷的敏感性.2:使用可焊性:主要指金属的焊接接头对使用要求的”适应性”和”安全性”,包括焊接接头的机械性能,耐腐蚀性能等.2○影响因素：一是材料因素:它即包括钢材本身的化学成分,又包括所选用的焊接材料的化学成分(包括焊条、焊丝、焊剂、保护气体等) 。钢材焊接性能的好坏主要取决于它的化学组成。而其中影响最大的是碳元素，也就是说金属含碳量的多少决定了它的可焊性。二是工艺因素:它包括从选择焊接方法和制定合理的工艺措施两方面来影响焊接性。三是构件类型因素:它包括焊接结构和焊接接头的形式,刚度及应力状态等,其将直接影响接头的力学性能及产生缺陷的倾向。四是使用要求因素:就是焊接结构的使用条件对焊接性的限制。它包括结构在高温、低温下,在腐蚀介质中,在动、静载荷交变载荷等条件下工作时,对焊接性的限制简述焊接接头的组织和性能。答：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。这三个区域中只有焊缝经过了加热DD高温溶化DD完成一系列焊接冶金DD冷却一次结晶凝固DD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，它是一个最薄弱的环节，是焊接结构最容易发生破坏事故的区域，熔合区和过热区是焊接接头中组织和力学性能最差的部分，也是发生破坏的危险区，因此在焊接过程中应尽可能减少其范围焊接缺陷主要有哪些？其形成的原因？答：1、焊瘤；焊条融化太快，电弧过长，电流过大，焊速太慢，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，分层焊时各层渣未去除。3、裂纹；焊件中碳、硫、磷高，焊接结构设计不合理，焊接程序不当，焊缝冷却太快，应力过载，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，焊速太快，电流过大，焊件含碳量高。5、咬边；电流过大，焊条角度不对，运条不当，电弧过长。6；未焊透；装配间隙过小，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。简述钎焊的工艺特点及常用的钎焊材料。答：特点：1、弓箭加热温度低，组织性能受焊接过程影响较小，变形小。2、连接方便，不同材质、不同厚度、不同大小的工件都可连接。3、钎焊表面质量好，多数钎焊件焊后就可达到组合键的技术要求，无需加工。4、钎焊设备简单，生产投资费用小。 常用材料：应用最广泛的软钎料是含少量锑的铅锡合金，这类材料熔
2火焰喷涂技术的特点是：1、不受基体的类别、形状和尺寸的限制。2、涂层点低，钎料渗入接头间隙能力较强。第六章 材料的表面处理热喷涂的方法主要有哪些？各有何特点？答：1○方法主要有火焰喷涂、电弧喷涂、等离子喷涂。○
材料广泛。3、对基体影响小。电弧喷涂技术的特点是：1、防腐寿命长。2、涂层本身可被修复。3、生产效率高，工艺稳定，施工方便。4、涂层时工件不易变形。等离子喷涂技术的特点是：1可进行超高熔点材料喷涂。2、喷射粒子速度高，涂层致密，粘接强度高。3、喷涂材料使用惰性气体不易氧化。简述电镀和化学镀的异同。答：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面沉积出来，形成镀层的表面加工方法。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。 电镀液的基本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。化学镀由于大部分使用食品级的添加剂，不使用诸如氰化物等有害物质，所以化学镀比电镀要环保一些为什么要对金属进行淬火？淬火的主要方法？答：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中连续冷却至室温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，然后冷却什么是离子注入？它的作用和适应的材料？答：在电场中把硼、氮等元素加速，使其撞击工件表面，从而透入工件表面数微米的深度，增加工件的表面硬度第七章 单晶与半导体工艺 第八章 纤维的制备简述芯片的主要制备工艺步骤。答：氧化、光刻、浸蚀、扩散、离子注入、互连、封装以及装配简述熔体法生长单晶的特点及主要方法。答：方法：提拉法、坩埚下降法、水平区熔法、浮区法、尖端形核法4、为什么要对单晶硅表面进行掺杂？常用的掺杂方法和掺杂元素？答：目的：将掺杂原子掺入Si晶片，改变基片电学性能；离子注入；置换（Al、Ca、B、P、In、As、Sb）、间隙（Li、Cu、Fe、Au）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，表面和内部包含一个能导致其脆性断裂的裂纹的可能性越小，对高聚物材料，在成纤过程高分子链沿纤维轴向高度取向而强度大大提高简述纤维的主要制备方法。答：抽丝、牵伸、热定型抽丝是使高聚物熔体或是高聚物溶液通过一个多孔的喷丝头并使之冷却或通过凝固浴凝固形成细丝，牵伸是将丝轴向拉伸形成纤维，热定型是使合成纤维在某一温度下作极短时间的处理，使纤维具有良好的柔软性和弹性第九章 复合材料制备工艺什么是复合材料？它是如何分类的？答：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~、层状~、梯度~ （3）基体材料类型：金属基~、聚合物基~、陶瓷基~、碳基~（4）增强材料形态：颗粒增强~、晶须~、纤维~（5）增强机理：弥散增强~、颗粒增强~、纤维增强~2、常用的增强材料有哪些类型？选择增强材料的原则？答：弥散增强复合材料，颗粒增强复合材料和纤维增强复合材料。原则：（1) 增强材料的强度、模量和密度；（2) 增强材料与基体材料的相容性；（3) 性能/价格比简述复合材料的强韧化机理。答：使韧性和强度同时增加的则称为强韧化。韧性是强度和塑性的综合表现。韧化机理包括屏蔽机理和非屏蔽机理。屏蔽机理是在裂纹尖端施加应力，产生与原材料不同特性的区域，使应力集中缓和的机理，有两种类型：强化相直接承受力，产生屏蔽效果和强化相不直接承受力，但影响断裂过程中的相互作用，分为接触屏蔽和区域屏蔽。非屏蔽机理主要是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小，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。可能发生主裂纹以外的断裂方式，所以与单体机体相比所需能量增大制备复合材料的工艺有何特点？答：（1）材料制造与制品成型同时完成： 一般情况下 ，复合材料的生产过程，也就是制品的成型过程。材料的性能必须根据制品的使用要求进行设计，因此在制造材料、设计配比、确定纤维铺层和成型方法时，都必须满足制品的物化性能、结构形状和外观质量要求等。（2）制品成型比较简便 :一般热固性复合材料的树脂基体，成型前是流动液体，增强材料是柔软纤维或织物，因此，用这些材料生产复合材料制品，所需工序及设备要比其它材料简单的多，对于某些制品仅需一套模具便能生产制备金属基复合材料的方法有哪些？答：粉末冶金法、铸造、热挤热轧、熔融金属浸透、等离子喷涂法等制备陶瓷基复合材料的方法有哪些？答：颗粒增强陶瓷基复合材料 制备方法：一般与典型陶瓷材料的相同。 晶须增强陶瓷基复合材料，晶须的尺寸基本与基体粉体在同一个数量级，制备工艺基本与陶瓷材料相近。 纤维增强陶瓷基复合材料
制备方法：化学气相沉积、化学气相渗透、高温熔体渗透、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：聚合物基复
1TS的加工方法：手工铺设法、模压法、缠绕法、垃圾法、热压罐法、真空袋法、树脂传递模塑法RTM 和增强式反应注射成型法合材料包括热固性聚合物（TS）（树脂）基复合材料和热塑性聚合物（TP）（树脂）基复合材料两大类。○
RRIM。2○TP的加工方法：树脂基体和增强体制成预浸料，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、造粒法等。第十章 金属材料金属材料的主要强化方式有哪些？答（1)固溶强化：融入固溶体中的溶质原子造成晶格畸变，晶格畸变增大了位错运动的阻力，使滑移难以进行，从而使合金固溶体的强度与硬度增加。这种通过融入某种溶质元素来形成固溶体而使金属强化的现象称为固溶强化。在溶质原子浓度适当时，可提高材料的强度和硬度，而其韧性和塑性却有所下降。(2)细晶强化：细晶强化的强化规律，晶界越多，晶粒越细，根据Hall-Petch关系式，晶粒的平均值d越小，材料的屈服强度就越高。（3）加工硬化:金属在塑性变形时，晶粒发生滑移，出现位错的缠结，使晶粒拉长、破碎和纤维化，增大了位错滑移阻力。（4）时效强化：时效强化是指在固溶了合金元素以后，在常温或加温的条件下，使在高温固溶的合金元素以某种形式析出（金属间化合物之类），形成弥散分布的硬质质点，对位错切过造成阻力，使强度增加，韧性降低。（5）第二相强化：当第二相以细小弥散的微粒均匀分布于基体相中时，将会产生显著的强化作用，第二相强化的主要原因是它们与位错间的交互作用，阻碍了位错运动，提高了合金的变形抗力。（6）复合强化：上述强化方式的组合应用。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，还与强化相的结构与特性有关。1、固溶处理；2）淬火；3）时效
时效温度：固溶温度
的15%-25%对钢进行退火的方法有哪些？答：1.完全退火. 2.不完全退火. 3.扩散退火. 4.再结晶退火. 5.去应力退火.什么是钢的淬硬性和淬透性？答：钢的淬硬性表示刚能够淬硬的程度。由钢的正常淬火条件下能够达到的最高硬度表示。其主要取决于钢的含碳量，含碳量越高，淬火后得到的马氏体中碳的饱和程度越大，马氏体的晶格畸变越严重，钢的淬硬性越大。钢的淬透性表示钢在淬火时获得马氏体层深度的能力。工程上规定淬透层的深度是从表面至半马氏体层的深度。由表面至半马氏体层的深度越大，则钢的淬透性越高。淬透性是合理选用钢材及制定热处理工艺的重要依据之一铸铁与钢相比，在组织和性能上有何不同？ 答：成分：理论上，铸钢是含碳小于2.11%的铁-碳合金；（实际中小于0.7%）铸铁是含碳大于2.11%小于6.69%的铁-碳合金。组织：铸钢在常温下由不同比例的铁素体、渗碳体组成。铸铁在常温下由不同比例的莱氏体及石墨组成。性能：钢是塑性材料，抗拉强度大，分为弹性阶段、屈服阶段 、强化阶段 、局部变形阶段 。而铸铁是脆性材料 ，抗拉强度小 ，没有屈服和缩颈现象 ，拉断前的应变很小。第十一章 陶瓷材料简述传统陶瓷与先进陶瓷的区别？答：（1）在原料上，突破了传统陶瓷以粘土为主要原料的界限，特种陶瓷一般以氧化物、氮化物、硅化物、碳化物等为主要原料(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合物，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、生物工程各方面具有的特殊功能，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用先进陶瓷是如何分类的？答：按特性分为结构陶瓷、功能陶瓷、陶瓷基复合材料；按材质分为氧化物陶、瓷非氧化物陶瓷；按用途分为电子陶瓷、热陶瓷、耐磨陶瓷、光陶瓷、敏感陶瓷、核陶瓷、化学陶瓷陶瓷烧结的推动力？简述陶瓷烧结的基本过程。答：陶瓷烧结的推动力是粉体的表面能降低和系统自由能降低的过程。陶瓷烧结的基本过程：随着温度升高，陶瓷坯体中具有比表面大，表面能较高的粉粒，力图向降低表面能的方向变化，不断进行物质迁移，晶界随之移动，气孔逐步排除，产生气孔，使坯体成为具有一定强度的致密的瓷体为什么金属通常具有良好的塑性，而陶瓷却是脆性的？答：由于金属键没有方向性和饱和性，所以当金属的两部分发生相对位移时，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，具有良好的塑性。陶瓷主要是硅酸盐，即二氧化硅，原子晶体，结合键是共价键，极性强健，要移动原子必须破坏共价键，陶瓷以断裂回应，显示脆性简述陶瓷与玻璃在结构和性能上的差异。 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，玻璃熔体冷却时黏度迅速增加，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。而陶瓷是正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、硬度、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。第十二章 高分子材料合成高分子的化学反应有哪些？答：按化学反应类型分类：加聚反应（单体加成而聚合起来的反应）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（聚合过程中不加其他介质，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）谈谈非晶态高聚物的三态及其与之相适应的成形加工方法。答：非晶态高聚物三态：玻璃态，高弹态（橡胶态），粘流态。玻璃态，常用作塑料，成型加工方法：模压成形，注射成形，挤出成形，吹塑成形，真空成形（吸塑成形），浇注成形；注塑。成形、挤出成形、压制成形、压延成形、吹塑成形。橡胶态，常用作橡胶，成型加工方法：模压法，传递模压法，注射法；压延成形，挤出成形，模压成形。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可以自由运动，从而成为能流动的粘液。名词解释冶金：金就是从矿石中提取金属或金属化合物，用各种加工方法将金属制成具有一定性能的金属材料的过程和工艺火法冶金：在高温下，从矿石中提取和精炼金属或其化合物的过程湿法冶金：利用一些溶剂的化学作用，在水溶液或非水溶液中进行包括氧化、还原、中和水解和络合反应、对原料、中间产物或二次再生资源的金属进行提取和福利的冶金过程电冶金：利用电能从矿石或其他原料中提取、回收和精炼金属的冶金过程。逐层凝固；合金在凝固过程中其断面上固相和液相由一条界线清楚地分开，这种凝固方式称为逐层凝固糊状凝固：铸件自外向内的凝固过程中液相与固相的混合区从外向内逐渐移动贯穿整个铸件的凝固现象中间凝固:大多数合金的凝固介于逐层凝固和糊状凝固之间缩孔与疏松：金属液在铸型中冷却和凝固时，若液态收缩和凝固收缩的容积得不到补充，则在铸件的厚大部位及最后凝固部位形成一些孔洞。集中分布且尺寸较大的孔洞为缩孔，分布散且尺寸较小的孔洞为疏松熔模铸造：指用易熔性材料制作模样，在模样上包覆多层耐火材料，经 酸化、干燥制成壳，然后熔失模样再将空心壳高温焙烧后，浇注合金液于其中而获得铸件的方法压力铸造：在高压作用下，使液态或半液态金属以较高的速度充填压铸型（压铸模具）型腔，并在压力下成型和凝固而获得铸件的方法离心铸造：将液态金属浇入旋转的铸型里，在离心力作用下充型并凝固成铸件的铸造方法连续铸造：将熔融的金属，不断浇入一种叫做结晶器的特殊金属型中，凝固（结壳）了的铸件，连续不断地从结晶器的另一端拉出，它可获得任意长或特定的长度的铸件锻造：是将固态金属加热到再结晶温度以上，在在压力作用下产生塑性变形，把坯料的某一部分体积转移到另一部分，从而获得一定几何尺寸、形状和质量的锻件的加工方法自由锻造：是借助锻压设备上下砧的压力使坯料成形的压力加工方法模型锻造：是把金属坯料放在锻模的模膛内，在模锻锤或压力机上利用冲击力或压力使坯料在模膛内产生塑形变形，从而获得形状与模膛形状相适应的模锻件的压力加工方法板料冲压：金属板料在冲模之间受压产生分离或成形电磁成形：电磁成形是一种利用电磁力使金属成形的压力加工方法轧制：使金属坯料在一回转的空隙或孔型中，依靠摩擦力连续进入轧辊而产生塑形变形的压力加工方法轧制拉拔：将金属坯料被拉过拉拔模的模孔而变形的加工方法挤压：金属坯料在挤压模内受压被挤出模孔而变形加工方法压力加工：利用金属在外力作用下所产生的塑性变形，来获得具有一定形状、尺寸和力学性能的原材料、毛坯或零件的生产方法，称为金属压力加工，又称金属塑形加工机加工：包括车、铣、钻、刨、磨、剪等, 指通过加工机械精确去除材料的加工工艺弹性后效：材料在弹性范围内受某一不变载荷作用，其弹性变形随时间缓缓增长的现象。在去除载荷后，不能立即恢复而需要经过一段足够时间之后才能逐渐恢复原状。材料越均匀，弹性后效越小。高熔点的材料，弹性后效极小热处理：将金属材料放在一定的介质内加热、保温、冷却，通过改变材料表面或内部的金相组织结构,来控制其性能的一种金属热加工工艺渗碳；是对金属表面处理的一种，采用渗碳的多为低碳钢或低合金钢，具体方法是将工件置入具有活性渗碳介质中，加热到900--950摄氏度的单相奥氏体区，保温足够时间后，使渗碳介质中分解出的活性碳原子渗入钢件表层，从而获得表层高碳，心部仍保持原有成分。渗氮；是在一定温度下一定介质中使氮原子渗入工件表层的化学热处理工艺。常见有液体渗氮、气体渗氮、离子渗氮钢的形变热处理；是将塑性变形同热处理有机结合在一起，获得形变强化和相变强化综合效果的工艺方法。过饱和固溶体；确定温度下溶质的含量大于饱和固溶度(极限溶解度)因而处于亚稳定状态的固溶体。脱溶；脱溶是指在过饱和固溶体中，呈溶质原子发生偏聚，并沉淀析出新相的现象焊接：是指通过加热，加压等方法，依靠金属原子间的结合力或扩散作用，使相互分离的金属工件永久性牢固连接的工艺方法金属的可焊性：金属材料的可焊性是指被焊金属材料在采用一定的工艺手法，工艺材料，工艺参数及一定结构形式的条件下，获得优质焊接接头的难易程度。热影响区：是指焊缝两侧因焊接热的传导作用而发生的组织性能变化的区域。由于焊缝附近各点受热程度不同，组织性能变化也不同，热影响区分为熔合区，过热区，正火区和部分相变区氩弧焊：是以氩气为保护气体的电弧焊等离子弧焊；等离子弧焊是利用等离子弧作为热源的焊接方法激光焊：利用原子受激辐射原理，使物质受激而产生波长单一，方向一致和能量很高的光束称为激光电阻焊：是利用电流通过被焊工件及其接触部分产生电阻热，使接触部位达到塑性或局部熔化状态，加压焊合而使工件焊接在一起的焊接方法。摩擦焊：是利用工件之间的相互摩擦产生的热量同时加压而使工件连接到一起的焊接方法三束改性：利用电子束、离子束、激光束保持材料或制品原性能的前提下，赋予其表面新的性能，如亲水性、生物相容性、抗静电性能、染色性能等结构陶瓷：使用中以力学性能为主的陶瓷材料通常称为结构陶瓷功能陶瓷：具有热、电、光、磁、化学、生物等功能的陶瓷叫做功能陶瓷生物陶瓷：应用于生物材料的陶瓷。主要包括生物惰性陶瓷、生物活性陶瓷、生物可吸收陶瓷等玻璃：一种熔化后不经结晶而冷却成坚硬状态的无机材料有机玻璃：由一种高分子透明材料聚甲基丙烯酸甲酯聚合而成的钢化玻璃：经强化处理，在玻璃表面上形成一个压应力层，从而具有良好的机械性能和耐热震性能的玻璃的统称玻璃钢：即纤维强化塑料，一般指用玻璃纤维增强不饱和聚脂、环氧树脂与酚醛树脂基体。以玻璃纤维或其制品作增强材料的增强塑料，称谓为玻璃纤维增强塑料，或称谓玻璃钢等静压成形；借助高压泵的作用把流体截止（气体或液体）压入耐高压的刚体密封容器内，高压流体的等静压力直接作用于弹性模套内的粉末上，使粉体各个方向同时均衡受压，而获得密度分布均匀以及强度较高的压胚。注浆法成形；是利用多孔模型的吸水性，将泥浆注入其中而成形的方法。这种成形方法适应性强。凡是形状复杂，不规则的薄壁、厚胎、体积较大且尺寸要求不严的制品都可用注浆法成形注射成形：将金属粉末与有机黏结剂混合，在加热状态下用注射成形机将其注入模腔内成形，再用化学溶剂或加热分解的方法去掉黏结剂，最终烧结成致密的产品的过程陶瓷的烧结；坯体在高温下致密化过程和现象的总称。随着温度升高，陶瓷坯体中具有比表面大，表面能较高的粉粒，力图向降低表面能的方向变化，不断进行物质迁移，晶界随之移动，气孔逐步排除，产生收缩，使坯体成为具有一定强度的致密的瓷体。液相烧结；至少具有两种组分的粉末或压坯在形成一种液相的状态下烧结气相烧结：固相烧结：除发生粉末颗粒间粘结、致密化和纯金属的组织变化外，不存在组织间的溶解一次粒子：二次粒子;陶瓷表面的施釉；在成型的陶瓷坯体表面施以釉浆。其方法有蘸釉、荡釉、浇釉、刷釉、吹釉、喷釉、轮釉等多种聚合物：是指具有非常大的分子量的化合物，分子间由结构单位或单体经由共价键连接在一起。聚合反应：由单体合成聚合物的反应过程。有聚合能力的低分子原料称单体，分子量较大的聚合原料称大分子单体熔融缩聚：熔融缩聚是将严格当量比的单体（原料）与定量的催化剂、相对分子质量调节剂等投入反应器内，在比聚合物熔点高10-20摄氏度的温度下(即熔融状态下)进行缩聚（反应）界面缩聚；利用高反应活性的单体在互不相溶的两种液体界面处迅速进行的非均相缩聚溶液缩聚：单体在惰性溶剂中进行缩聚反应的方法。它可以使不熔的或易分解的单体进行缩聚，得到耐热的芳杂环高分子，如聚酰亚胺、聚砜、聚芳酰胺、聚芳酯等橡胶：玻璃化温度低于室温，在环境温度下能显示高弹性的高分子物质纤维通常人们将长度比直径大千倍以上且具有一定柔韧性和强力的纤细物质统称为纤维塑料:以高分子量的合成树脂为主要组分，加入适当添加剂，如增塑剂、稳定剂、阻燃剂、润滑剂、着色剂等，经加工成型的塑性（柔韧性）材料，或固化交联形成的刚性材料热固性塑料；许多线性或支链形大分子由化学键连接而成的交联体形聚合物，许多大分子键合在一起，已无单个大分子可言。这类聚合物受热不软化，也不易被溶剂所溶胀热塑性塑料：聚合物大分子之间以物理力聚而成，加热时可熔融，并能溶于适当溶剂中。热塑性聚合物受热时可塑化，冷却时则固化成型，并且可以如此反复进行模压成型：将预混料或预浸料坯件装入封闭模具内，在一定温度、压力下固模压成型中空吹塑成形：塑料的中空吹塑成形是将挤出或注射成形所得的半熔融态管坯置于各种形状的模具中，在管坯中通入压缩空气将其吹胀，使之紧贴于模腔壁上，再经冷却脱模得到中空制品的成形方法挤出成形：是借助与螺杆或柱塞的挤压作用，使受热融化的塑料在压力的推动下连续通过模口，而成为具有恒定截面的连续型材的成形方法橡胶；玻璃化温度低于室温，在环境温度下能显示高弹性的高分子物质。分为天然橡胶与合成橡胶。100页生物陶瓷材料：用作特定的生物或生理功能的一类陶瓷材料，即直接用于人体或与人体相关的生物、医用、生物化学等的陶瓷材料。广义讲，凡属生物工程的陶瓷材料统称为生物陶瓷。生态环境材料：同时具有良好使用性能和环境协调性的材料。环境协调性是指资源和能源消耗少、环境污染小和循环再利用率高。蠕变：固体材料在保持应力不变的条件下，应变随时间延长而增加的现象。它与塑性变形不同，塑变形通常在应力超过弹性极限之后才出现，而蠕变只要应力的作用时间相当长，它在应力小于弹性极限时也能出现。银纹：聚合物材料在张应力作用下表面或内部出现的垂直于应力方向的裂隙。当光线照射到裂隙面的入射角超过临界角时，裂隙因全反射而呈银色低温脆断：材料的冲击吸收功随温度降低而降低，当试验温度低于Tk(韧脆临界转变温度)时，冲击吸收功明显下降，材料由韧性状态变为脆性状态，这种现象称为低温脆性。高温疲劳：材料、零件、构件在高温环境下产生的蠕变与应变循环叠加的疲劳。书本冶金一、冶金工艺：1.火法：用高温从矿石中提取金属或其化合物的方法（矿石准备、冶炼、精炼三过程），主要方法：提炼（最广）、氯化（轻、稀金属）、喷射、真空冶金。2.湿法：浸取、固液分离、溶液富集、提取金属或化合物四过程。3.电冶金：用电能从矿石或其他原料中提取、回收、精炼金属的冶金过程。包括电热熔炼（等离子、电磁冶金）、水溶液电解（电解精炼、电解提取）、熔盐电解三方面内容。 二、钢铁冶炼：从开采铁矿石到使之变成共制造零件所使用的钢材和铸造生铁为止的全过程（铁矿石、炼铁（铸造生铁）、炼钢、铸锭、轧制、钢材）。1、生铁冶炼：a、原料：铁矿石、熔剂、耐火材料、燃料。b、装置：高炉。c、高炉冶炼目的：将铁矿石炼成生铁。过程就是对矿石进行铁的还原过程和除去脉石的造渣过程。d、主副产品：生铁、炉渣、煤气。2、钢的冶炼：炼钢的目的是去除生铁中多余的碳和大量杂质元素。元素的氧化、造渣脱磷和脱硫、脱氧及合金化三过程。碱性平炉、电弧炉、氧气顶吹炼钢三方法。 三、1、铜的冶炼：火法、湿法冶金两方法。火法炼铜：精铜矿、熔炼、冰铜、粗铜、火法精炼、电解精炼、纯铜。2、铝的冶炼：氧化铝的制备（湿碱法、干碱法）、氧化炉的电解两步骤。
材料科学与工程四要素：组成与结构、性能、使用效能、合成与加工。铸造：液态金属充填铸型型腔并在其中凝固和冷却的过程。一、金属充型能力：受金属流动性（主要与化学成分有关）、浇注条件（浇注温度、充型压力）、铸件结构影响。二、铸件的凝固与收缩：1、凝固方式（受合金的凝固温度范围和铸件凝固期间固、液相界面前沿的温度梯度）：逐层、糊状、中间凝固。2、铸件的收缩：经历液态收缩、凝固收缩、固态收缩。3、收缩对铸件质量的影响：a、缩孔和疏松、b、铸造应力、裂纹和变形。四、砂型铸造：用型砂来制备铸型来生产铸件的铸造方法。生产过程包括技术准备、生产准备、工艺过程（造型、合箱、浇注、落砂和清理）三环节。特点：适应性强、生产准备简单，劳动强度大、条件差，铸件尺寸精度低、表面和内在质量差。五、特种铸造：有别于砂型铸造的其他铸造方法的统称。有金属型、熔模（又称精密铸造，主要工序有蜡模制造、制壳、脱蜡、焙烧、浇注。特点：a、可得尺寸精确、表面光洁的铸件b、可造形状复杂的铸件c、不受铸造合金种类限制d、工艺过程复杂、工序繁多、生产周期长）、压力、低压、离心、消失模铸造。六、压力铸造 七、低压铸造 八、离心铸造：将液态金属浇入高速旋转的铸型中，使金属在离心力的作用下填充铸型并凝固成型九、连续铸造 十、消失模铸造（会产生大量气体污染环境）。金属压力加工（在不破坏金属自身完整性的条件下利用外力作用使金属产生塑性变形，且获得具有一定形状、尺寸和机械性能的毛坯或零件的加工方法） 一、锻造：1、自由锻造：借助锻压设备上下砧块的压力使坯料成型的压力加工方法。A、工艺过程：设计锻件图、下料、加热、锻造、冷却及热处理、b、工序：基本、辅助、修整工序三类c、特点：设备通用性、操作工具简单、生产率低、金属损耗大、质量范围大。2、模型锻造：a工艺过程：确定变形工步、设计锻模及模膛、锻后工序（切边冲孔、校正、精压、热处理、清理）。b、特点：生产率高，锻件形状更接近零件形状且尺寸精确，可锻造出较复杂的锻件。3、胎模铸造：在自由锻造设备上生产模锻件的压力加工方法。二、板料冲压：1、基本工艺：分离工序（剪切、落料、冲孔、修整），变形工序（弯曲、拉深、成形、翻边）：一部分相对另一部分产生位移而不破裂的工序两类。2、其他冲压成形方法：旋压成形、爆炸成形、电磁成形（一种利用电磁力使金属成型的压力加工方法）。 三、轧制和挤压：1、轧制：使金属坯料在一回转的孔隙或孔型中依靠摩擦力作用连续进入轧辊产生塑性变形的压力加工方法。分为纵轧（辊锻轧制、碾环轧制）、横轧、斜轧、楔横轧。2、挤压：将金属坯料放入挤压筒内在压力作用下使坯料从摸孔中挤出而变形的加工方法。a、提高金属坯料塑性、可挤压各种形状的零件、零件精度高粗糙度低、节约材料。b、可分为正、反、复合、径向挤压四种。3、拉拔。金属热处理一、热处理理论基础：时效（获得过饱和固溶体之后，在一定温度下保温析出过渡相、第二相或形成细小等轴晶粒而实现对材料强化的方法）2、固态相变。二、钢的热处理：1、原理：a、钢在加热和冷却时的相变温度b、钢在加热过程中的组织转变c、钢在冷却过程中的组织转变：过冷奥氏体等温转变的组织形态和性能有明显差别，分三类：高温、中温、低温转变。2钢的普通热处理：a、退火：将钢加热到一定温度进行保温、缓慢冷却到600度以下再空冷至室温的热处理工艺。可分为完全退火（目的是细化晶粒、降低硬度、提高塑性、消除铸造偏析）、不完全退火（球化退火，用于共析钢和过共析钢）、扩散退火（消除钢锭化学成分偏析、使其化学成分均匀化）、再结晶退火（用于锻件和冲压件，消除加工硬化、提高塑性）、去应力退火b、正火：将钢加热到Ac3以上温度并保温，出炉空冷至室温的热处理工艺c、淬火：将钢件加热到临界点以上，经保温后快速冷却使奥氏体转变成马氏体的热处理工艺。淬火质量取决于淬火三要素：加热温度、保温时间、冷却速率。淬火冷却方法：单液、双液、分级、等温淬火法。d、回火（低温、中文、高温回火）：把淬火冷却后的钢件重新加热到A1以下某一温度经保温后空冷至室温的热处理工艺。随回火温度升高，强度硬度降低、塑性韧性提高。3、钢的表面淬火和化学热处理 a、钢的表面淬火：感应加热、火焰加热表面淬火。b、钢的化学热处理：渗碳、渗氮（氮化）、碳氮共渗（氰化）。
三、固溶与时效处理：通过热处理过程在一个塑性较好的金属固溶体基体中形成弥散分布的细小沉淀颗粒。1、步骤：固溶处理、淬火、时效（使过饱和固溶体中析出细小弥散沉淀相的过程）2、典型合金固溶时效处理：铝合金、钛合金的固溶时效处理。金属的焊接 一、焊接的分类及金属的可焊性：2、金属可焊性指被焊金属材料在采用一定的工艺方法、工艺材料、工艺参数及一定结构形式的条件下，获得优质焊接接头的难易程度。二、熔化焊（气焊、电弧焊、电渣焊、等离子焊、电子束焊、激光焊）1、熔化焊基本原理：a、熔焊的焊缝形成：熔化焊焊缝金属的结晶是在运动状态中形成的，在其生长过程中结晶为一个接一个的层状组织。b、焊接接头的组织性能：焊缝区、热影响区（熔合、过热、正火、部分相变区）。氩弧焊是以氩气为保护气的电弧焊。 三、压力焊：在压力（或同时加热）作用下，在被焊的分离金属结合面处产生塑性变形而使金属连接成为整体的焊接工艺。分电阻焊和摩擦焊两类，1、电阻焊：a、点焊和滚焊b、对焊（电阻、闪光对焊）2、摩擦焊：利用工件之间的相互摩擦产生的热量同时加压而使工件接到一起的焊接方法。四、钎焊：利用熔点比被焊接金属熔点低的金属作钎料，将钎料与工件一起加热到钎料熔化状态，借助毛细管作用将其吸入到固态间隙内，使钎料与固态工件表面发生原子间的相互扩散，溶解和化合而连成整体的焊接方法。可分为软钎焊和硬钎焊两种。 五、焊接缺陷(主要表现在焊缝上)：焊瘤、夹渣、裂纹、气孔、咬边、未焊透。陶瓷原料的制备 一、概述：1、陶瓷特点：硬而脆的高熔点材料、低导电性和导热性、良好的化学稳定性和热稳定性、较高的压缩强度。2、陶瓷材料分普通陶瓷（日用、建筑、美术瓷）和特种陶瓷（结构陶瓷：强调材料的力学性能和机械性能、功能陶瓷：具电、磁、声、光、热、化学及生物体特性，且具有相互转化功能的陶瓷）两类。二、陶瓷原料（粉体）物理性能的表征与陶瓷粉体的制备方法：1、颗粒（粒径大于100微米）、粉体（粒径小于100的颗粒集合体）、超细粉体（小于1微米）、纳米粉体（小于0.1微米）2、粉体粒子学特性：粉体粒径（物质熔点下降的程度与粒子直径成反比）、粒径分布、粒子形状、密度、微孔分布、流动性、堆积密度。3、粉体由众多小颗粒组成，颗粒的特性是粉体最重要的特性，粉体颗粒是指在物质的本质结构不变情况下，分散或细化而得到的固态基本粒子（钙离子一般是没有堆积、絮联或团聚的最小单元，即一次粒子），团聚了的颗粒是二次粒子。4、陶瓷粉体的制备方法：物理制备（机械粉碎法、气流粉碎法、气相沉积法）、化学制备（沉淀及共沉淀法、水解法、氧化还原法、冷冻干燥、激光合成、火花放电法）。陶瓷的成型原理及工艺(由原料进一步加工成坯体的工艺为成形)
一、配料及混料：1、塑化：利用塑化剂使原料坯料具有可塑性。2、造粒：在较细的原料中加入塑化剂，制成粒度较粗、具有一定假颗粒度级配、流动性好的粒子（团粒）。作用是改善粉体流动性能。方法：一般造粒法、加压造粒法、喷雾造粒法、冷冻干燥法。二、陶瓷成型方法：模压、等静压、注浆、热压铸、塑性、带式成形。陶瓷的烧结原理及工艺（烧结指在高温作用下坯体表面积减少、气孔率降低、致密度提高、颗粒间接触面积加大及机械强度提高的过程。烧结热力学驱动力：粉体的表面能降低和系统自由能降低的过程） 一、陶瓷的烧结理论：主要发生晶粒和气孔的尺寸与形状以及气孔含量的变化。陶瓷的烧结可分为气相、液相、固相烧结（传质）。1、烧结过程中的物质传递（传质）：a、过程：蒸发和凝聚、扩散、粘性流动、塑性流变、溶解和沉淀。2、液相烧结（传质）：与气、固相烧结不同，烧结速度较快，因为物质在液相中的扩散速度比固相中快得多，固体颗粒在液相中相互滑移更容易，且液相将固体颗粒润湿而在固体颗粒之间形成弯曲的液面，在毛细管力作用下克里相互吸引彼此拉近，因此液相烧结速度大。 液相烧结三阶段：重排过程、溶解与沉淀过程、凝结过程。3、影响烧结因素：烧结时间、颗粒半径、气泡和晶界、杂质和添加剂、烧结气氛。二、陶瓷烧结方法：按外界加压：常压、压力烧结;按是否有气氛：普通、气氛烧结；按烧结时坯体内部状态：气相、固相、液相、活化、反应烧结（通过多孔坯件同气相或液相发生反应，使坯体的质量增加、气孔率减少，并烧结成具有一定强度和尺寸精度的成品的烧结工艺）；特殊地还有电火花、溅射、化学气相沉积法。三、陶瓷烧结后的处理：1、施釉：通过高温方式在瓷件表面烧附一层玻璃状物质使其表面具有光亮、美观、致密、绝缘、不吸水、不透水及化学稳定性好等优良性能的工艺方法。包括釉浆制备、蛴浴⑸沼匀獭５湫偷奶沾刹牧 一、结构陶瓷：氧化铝、氧化锆、碳化硅、氮化硅陶瓷。二、功能陶瓷（电、磁、光、生化功能陶瓷）：铁电、压电、氧化锆固体电解质陶瓷。三、玻璃：1、定义：一种熔化后不经结晶而冷却呈坚硬状态的无机材料。2、石英、钠钙、硅酸硼、铅玻璃。3玻璃的成形：压制、吹制、拉制、拉丝成纤四方法。4、大多数无机玻璃可通过适当的热处理使其从非晶态变为晶态，反玻璃化。聚合物的制备 高分子材料是以高聚物为主并加入多种添加剂形成的材料。按用途：塑料、合成橡胶、合成纤维、胶粘剂；按热行为：热塑性、热固性两类。一、概述：1原料（合成）单体（聚合）聚合物（配合）高分子材料（成形加工）高分子材料制品。二、加聚型聚合物的制备：1、主要方法有乳液（单体借助于乳化剂和机械搅拌作用分散在水中形成乳状液而进行的聚合）、本体、悬浮、溶液聚合（将单体溶解于溶剂中进行聚合的方法）三、缩聚型聚合物的制备：1、主要方法有熔融、溶液、界面缩聚。高分子材料 一、塑料：1定义：以高聚物为主并加入了各种添加剂，能在一定温度和压力下成形加工的各种材料的总称。2、按热行为：热固性（酚醛塑料、氨基塑料、环氧塑料、不饱和聚酯）、热塑性（聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯聚苯乙烯等）塑料；按产量：通用、工程、功能塑料。3、塑料制品的成型工艺：模压、注射、挤出、吹塑、真空、浇注。二、橡胶（一类在宽阔温度范围内表现良好高弹性行为的高分子材料总称）：1按来源：天然橡胶、合成橡胶（丁苯、顺丁、乙丙橡胶等）；按热行为：热塑弹体、硫化橡胶（热固性）2、橡胶制品成型工艺：模压、传递模压、注射法。
三、合成纤维（由一类能被高度拉伸成纤的高聚物制成）：制备工艺有：抽丝、牵伸、热定型三阶段。四、胶粘剂：三条件：a粘合过程的某个阶段一定是流体，有良好的浸滑性，容易涂刷在被胶物表面。b一定条件下能凝固成坚硬的固体。c能把被胶物牢固连接成一整体，有一定胶接强度。复合材料
一、复合材料的概念：1、定义是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。2、两个基本相：连续相，称为基体；分散相，称为增强剂。3、分类：按增强剂几何尺寸：微观（弥散增强、颗粒增强、纤维增强复合材料）、宏观复合材料。 二、弥散增强复合材料：在金属或合金中加入一定量的惰性硬质粉末，并使之均匀分散，则金属或合金的强度或硬度将得到提高。三、颗粒增强复合材料：颗粒增强的机理是限制颗粒邻近基体的运动。四、纤维增强复合材料：1、增强纤维的种类有晶须、纤维两类。 2、基体：a、作用：一是把纤维粘结起来，并将复合材料上所受的载荷传递和分布到纤维上，二是保护纤维免受环境因素的化学作用和物理损伤，以免诱发造成复合材料破坏的裂纹（基体和纤维的协同作用，赋予纤维增强材料良好的强度、刚度和韧性）。b、基体类型：纤维增强复合材料中基体：聚合物、金属、陶瓷三类。3、纤维的增强效果：主要取决于增强纤维的本身力学性能、纤维的排布（所有纤维朝一个方向顺排，单向增强;所有纤维无规则乱排，无序增强）和含量。4、混杂复合材料：两种或两种以上的纤维增强一种基体获得的复合材料。 五、纤维增强复合材料的成形工艺：手糊、喷射法、真空袋热压罐工艺、纤维缠绕工艺、模压和注射成形、片材模塑料工艺、拉挤工艺。六、复合材料特点：1、与传统金属材料比：a密度低b、比强度、比模量高c疲劳强度高d热膨胀系数小。2、从设计和制造强度看：a可设计性强b成形工艺简单、特别是可以整体成形。100页 一、新型材料条件：1.新出现或正在发展中的具有传统材料所不具备的优异性能的材料。2、高技术发展需要，具有特殊性能的材料。3、由于采用新技术明显提高了性能或出现新的功能的材料。二、钢铁材料：包括铁、钛合金、非合金钢、低合金钢、合金钢、高合金钢。三、生物陶瓷：用作生物医学材料的陶瓷材料（单晶、多晶；致密、多孔；单相、多相），主要用于人体骨骼、肌肉系统的修复和替换，也用于心血管系统的修复以及药物的运达和缓释载体。
五、快速成型技术（广义上分两类：材料累积和材料去除）：借助计算机、激光、精密传动和数控等现代手段，将计算机辅助设计和计算机辅助制造集成于一体，据计算机上构造的三维模型，能在很短时间内直接制造产品样品而无需传统的机械加工机床和模具的先进制造技术。 六、材料低温脆断：影响因素：晶体结构、化学成分、显微组织（晶粒大小、金相组织）、温度、加载速率、试样形状和尺寸的影响。七、应力腐蚀开裂：在腐蚀和静拉应力联合作用下出现的脆性断裂。八、聚合度：聚合物的相对分子质量除以链节的相对分子质量，即分子中所含链节的数目。九、聚合物的银纹和断裂：银纹，原意是陶瓷表面的细微裂纹；在高分子材料中，它描述的是一种与裂纹相似且与之有密切联系但又不是裂纹的结构。（高分子特有，可在表面和内部形成） 十、陶瓷材料的强度及其影响因素：对强度的影响因素：气孔率、晶粒尺寸、晶界相的性质与厚度以及晶粒形状、温度。
联系客服：cand57</}