学习情境六粉末冶金及新材料

1、金属材料与热处理学习情境六 粉末冶金及新材料 单元一：粉末冶金单元二：新材料 学习导航粉末冶金材料的制备过程及性能特点；常见的粉末冶金种类；各种新材料的性能特点及应用。 单元一：粉末冶金知识目标：熟悉粉末冶金的基本原理和过程，掌握粉末冶金的特点，熟悉常用的粉末冶金材料。技能目标：能根据硬质合金的牌号判断其种类。 一、粉末冶金的基本原理和过程1 粉末的制取2物料的混合3成型4烧结5烧结后处理 二、粉末冶金法的特点和应用 粉末冶金既是一种能生产普通熔炼法不能生产的具有特殊功能的金属材料的方法，同时也是一种制造价廉、优质机械零件的近净成型或净成型的加工艺。粉末冶金可使制品达到或极接近于制品要求的尺寸

2、、形状精度和表面粗糙度，提高了材料利用率，并可减少后续的加工费用。 三、硬质合金硬质合金简介硬质合金是以碳化钨、碳化钛等高熔点高硬度的碳化物为基体，加入钴、镍等作为粘合剂，用来制造刃具、刀具等工具的粉末冶金材料。此外，硬质合金还广泛用于钻探岩石、切削石头，做金属成形工具、结构零件、耐磨零件和磨料。硬质合金特点硬质合金具有很高的硬度（常温下可达HRA90左右）、耐磨性（是高速钢高的10倍）和红硬性（高达1000左右）。采用硬质合金做刀具，可以明显提高生产效率。 硬质合金的分类根据化学成分不同，我国的硬质合金分为以下几类：YG、YT和YW三类 四、其他常用粉末冶金材料1粉末冶金减摩材料2粉末冶金铁

3、基结构材料3粉末冶金摩擦材料 单元二：新材料知识目标： 了解纳米材料、超导材料、非晶态合金等新材料的特点及应用。技能目标： 能够根据纳米材料、超导材料等新材料的应用场合判断其性能上的特点。 一、纳米材料纳米是一种长度单位，1 纳米（nm）等于 10-9 m，即百万分之一毫米、十亿分之一米。1nm相当于头发丝直径的十万分之一。纳米材料（Nano Materials）是指，由尺寸为1100nm的纳米粒子凝聚成的纤维、薄膜、块体及与其他纳米粒子或常规材料（薄膜、块体）组成的复合材料 1纳米材料的效应纳米材料的颗粒尺寸为纳米量级，存在三个方面的效应：（1）小尺寸效应：当超微粒子的尺寸与光波波长相当或更

4、小时，材料的声、光、电磁、热力学等特性均呈现新的尺寸效应；（2）表面与界面效应：随着粒子直径减小，表面积急剧增大，表面原子数急剧增加，大大增加了纳米粒子的活性；（3）量子尺寸效应：该效应将导致纳米微粒的声、光、热、磁、电及超导特性与宏观物体显著不同。 2纳米材料的特点纳米材料的诱人价值在于它具有传统材料所不具备的新特性，而这些新特性又都与其纳米级的小尺寸有着必然联系。3纳米材料的分类纳米材料的分类方法很多，最常见的是根据三维尺寸可分为纳米粉末、纳米纤维、纳米膜、纳米块体等四类。其中纳米粉末开发时间最长、技术最为成熟，是生产其他三类产品的基础。 4纳米材料的制备5纳米材料的应用 二、超导材料某些

5、金属、合金和化合物，在温度降到绝对零度附近某一特定温度时，它们的电阻率突然减小到无法测量的现象叫做超导现象，能够发生超导现象的物质叫做超导体。 1常见的超导材料（1）超导合金（2）金属间化合物超导体（3）超导陶瓷2超导材料的应用（1）在电力系统中的应用 （2）在运输方面的应用 （3）在计算机方面的应用（4）在其它方面的应用 三、非晶态合金当合金以大于每秒一百万度的冷却速度快速凝固时，其原子在凝固过程中来不及按周期排列，故形成了长程无序的非结晶状态，因而称之为非晶合金，又称为“金属玻璃”。 四、形状记忆合金一般金属材料受到外力作用后，首先发生弹性变形，达到屈服点就产生塑性变形，应力消除后留下永久变形。但有些材料在发生变形后，经过合适的热过程，能够恢复到变形前的形状，这种现象叫做形状记忆效应（Shape Memory Effect，SME）。具有形状记忆效应的金属一般是由两种以上的金属元素组成的合金，称为形状记忆合金（Shape Memory Alloy ，SMA）。 五、储氢合金利用金属吸收氢气，使之成为金属氢化物，需要时加热该氢化物，再将氢气放