材料工程考试复习

材料工程考试复习材料工程考试复习 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 分析等 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合格产品所要面临的各种技术 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 4 材料的制备技术和方法冶金 金属 机械粉碎 沉淀法 醇盐水 解法 化学气相沉积 陶瓷 乳液聚合 本体聚合悬浮聚合 溶液 聚合 加聚型聚合物 熔融缩聚 溶液缩聚 界面缩聚 缩聚型 5 材料加工方法铸造 压力加工 热处理 焊接 金属 烧结 陶 瓷 注射 挤出 吹塑 真空成型 塑料 模压法 传递模压法 注射法 橡胶 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 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 7 材料选择和应用虑因素答材料的使用性能 使用寿命及可靠性 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 塑性加工 电加工 复合加工 化学 加工 光学加工 高分子塑料有挤出 注射 压延 吹塑 模压或 传递模塑等 橡胶制品有塑炼 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 10 区分传统与先进材料答传材指那些已经成熟且在工业中已批量 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 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 22生物医用材料 应具备特性答指的是一类具有特殊性能 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 有医用硅橡胶 人工骨 高分子人造器官 生物陶瓷 纳米医用材 料等 生物功能性 生物相容性 化学稳定性 可加工性 无毒害作用 23 生态环境材料 生命周期评价答同时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 炼钢基本过程元素的氧化 造渣脱硫和脱磷 脱氧及合金化 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 熔炼 冰铜 粗铜 火法精炼 电解精 炼 纯铜 电解过程 粗铜作阳极 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来 3 影响液态金属充型能力因素 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 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 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 共晶合金倾向于逐层凝固 影响铸件凝固方式的主因有合金凝固温度 区间和铸件断面的温度梯度 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 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 孔形成条件 金属在恒温或第三章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 且得不到补偿 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 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 在铸件上方或侧面的补充部分 一般设置在铸件最后凝固部位上方或 侧面 作用 利用冒口中液体金属补偿铸件凝固过程中产生的体积收 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 在铸型局部区域设置激 冷能力强的材料 如铸铁 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 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 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 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 15 聚合物的液态成形方法 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第三章金属1 为什么容易塑性变形 塑形变形 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 2 金属常见的塑性变形 答轧制 锻造 挤压 拉丝 薄板冲压 3 金属的冷热变形如何特征 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 冷变形晶粒沿变形最大的方向伸长 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 金属可锻性影响因素 答I 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 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 影响金属冷成形主要力学性能参量 答屈服强度 应变硬化指数 塑性应变比 均匀变形量和断裂总应变量 6 轧制的方法 答I 冷轧 热轧 纵轧 横轧 斜轧 楔横轧 7 锻造方法 锻造轧制对材料影响 答I 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 尺寸精度低 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 产品尺寸精度高 8 板料成形方法特点 答板料冲压成形 包括冲裁 弯曲 拉深 翻边 胀形 施压成形 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塑形 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 挤压成形分类 特点 答I 冷挤压 温挤压 热挤压 正挤压 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 生产灵活性大 可挤压各种形状复杂 深孔 薄壁 异形断面的零件 零件精度高 表面粗糙度低 挤压件内部的纤 维组织提高了力学性能 制品在断面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 表面质量都较好 不同点挤压可以提高材料塑形 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 而挤压则没有这种顾虑 挤压根据 各种条件要求可以分很多种 拉拔则没有 11 聚合物的塑性成形方法 特 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 吹塑成形 注射是将挤出的聚合物被注入模具内硬化 挤压是将挤出的熔融聚 合物通过模嘴后在空气中硬化 真空成形是将热塑性聚合物板材置 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 使板材在大气压作用下紧贴模腔内壁冷却后硬化成形 12 陶瓷的塑形成形方法 与金聚相比特点 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 如何改善玻璃的可加工性 答压制 吹制 拉制 拉拔成丝 第四章材料的粉末工艺1 粉末冶金特点 工艺过程 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 可制备多孔材料 如多孔含油轴承 过滤器等 可由矿石或化合物直接制取难熔金属 稀有金属 如钨 钼等 能够制备各种复合材料 例如 硬质合金 弥散强化复合材料 纤维强化复合材料 可制备非平衡组织材料 例如 钨 铜假合全型的电触头材料 铜 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 制取成分 偏折小的合金 如高速钢 高温合金等 制取细晶粒 组织均匀和加工性能的稀有金属坯锭 3 粉末冶金制品表面光洁度高 尺寸精确 是一种少切削 无切削 的新工艺 可节约大量的人力和物力 不足之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粉末按 粒径可分为哪四类 其粒径范围分别是 颗粒 100um 粉体 1 100u m 超细粉体 0 1 1um 纳米粉体 0 1m 2 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干一次粒子组成的聚集体球形 颗粒的直径就是粒径 particle diameter 非球形颗粒的粒径则用球体 立方体或长方体的尺寸表示 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几十nm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 外还出现了化学吸附 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 雾化法通过高压雾 化介质强烈冲击液流 或通过离心力使之破碎 冷却来实现的一种 典型物理制粉方法 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 良好结晶和清洁表面d 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 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 便于推广和工业化生产 主要包括直接沉淀法 共沉淀法和均匀沉淀法 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 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 均匀依靠溶液内部缓慢均匀地生 成沉淀剂而进行沉淀反应地方法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 成形工艺性能取决于那些特性 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表示 成形性粉末压制后 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 或者用压坯的强度来衡量为什么要对粉 末进行塑化和造粒处理 塑化利用塑化剂 使原料坯料具有可塑性 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12 粉末的成形方法如何 获得之谜胚体压力成型 增塑 料浆 适当加压可获得结构均匀致 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 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 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大陶 瓷只能液相烧结烧结时粘接剂会发留下孔洞一般采用加压烧结金属 可以固相液相或固液烧结 烧结气氛金属要求更多 多需要真空或氢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1 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单的焊接工艺就 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 如果只有采用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 目的目的在于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 缝布置4焊接条件二2 简述焊接接 头的组织和其性能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 高温溶化 完成一系列焊 接冶金 冷却一次结晶凝固 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 3 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 5 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 点低 钎料渗入接头间隙能力较强 第六章1 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 对基体的形状和尺寸通常也不受限制 但小孔不能喷 涂 涂层材料广泛 可使表面具有各种性能 涂层的多孔性组 织有储油润滑和减摩性能 含有硬质相的喷涂层宏观硬度高 火焰 喷涂对基体影响小 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 2 喷涂效率高 3 能量利用率高 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 乙炔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 超高温特性 便于进行高熔点材料的喷涂 喷射粒子的速度高 涂层致密 粘结强度高 由于使用惰性气体作为工作气体 所以喷涂材料不易氧化 2 简述电镀与化学镀的异同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 3 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 淬火方法单液淬火法工件加热后在一种介质中连续冷却至室温双液 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 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 4 对金属表面渗碳和渗氮的作用渗碳表层为高碳回火马氏体 具有 高硬度和高耐磨性 心部为低碳回火马氏体或索氏体 强度高韧性 好渗氮提高工件表面硬度 耐磨性 疲劳强度 耐蚀性 热硬性 5 什么是离子注入 其作用和适应材料 离子注入真空中 离子束 射到固体材料表面后 受到材料抵抗速度慢慢降低并最终停留在固 体材料中 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 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 常见的掺杂方法和元素 答目的将掺杂原子掺入SI晶片 改变基片电学性能 方法离子注入 置换 Al CaB PIn AsSh 间隙 Li CuFe Au 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 层状 梯度 3 基体材料类型金属基 聚合物基 陶瓷基 碳 碳 C C 4 增强材料形态颗粒增强 晶须增强 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 体育用品石油化工 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 生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 产生屏蔽效果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大 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与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 高温熔体渗透 室温浆料浸渍 反应烧结等 8 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 热压罐 真空袋 树脂传递模塑 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 金属材料的主要强化方式有哪些 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 什么是钢的淬硬性和淬透性 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面至半马氏体层 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 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 要使中碳 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铁铬二元合金 铬含量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 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 铌 钽 强化 包括固溶强化 加工硬化 时效硬化和马氏体相变 有较高强度 5 热处理方法总结方法工艺特点组织性能适用范围退火正火淬火 回 火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 韧性低于钢 硬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大 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 可塑加工工艺性差应用 与飞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 锌溶于铜中形成 固溶体 当Zn大于39 会出现硬脆的 第二相 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 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 2 先进陶瓷的分类结构陶瓷 功能陶瓷3 陶瓷分体化学制备方法有 哪些 沉淀法 醇盐水解法 化学气相沉积法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自由能降低 基本过程 1 粘结阶段烧结初期 颗粒间的原始点 面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化很小 但 强度和导电性增加 2 烧结颈长大阶段烧结中期 由于烧结颈长大 晶粒长大 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 力作用小孔也不会消失 8金属有塑性 陶瓷脆性 金属塑性是指金属材料在外力作用下发生 永久变形而其完整性不受破