实验六服装材料变形性实验

实验六服装材料变形性实验
实验六服装材料变形性实验

实验六服装材料变形性实验

实验目的

在服装的穿着过程中,我们希望服装及服装材料不要产生不必要的变形,如产生折皱,长度方向变长或变短,宽度方向变宽或变窄等。本实验针对具体服装的用材而采用适当的方法进行测试,以便熟悉和掌握服装材料的变形知识,在选材时保证必要的变形与避免不必要的变形。

基本知识

与其它材料一样,服装及服装材料受外力后会产生变形,服装材料不是完全的弹性体也非完全的塑性体,在各种外来因素的作用下会产生一定的变形,依据变形保持时间的长短,有永久变形与暂时变形。材料受外力作用,当外力去除后,能回复到原来形状的部分叫弹性变形。另一部分不能回复到原形的称为塑性变形。与外力作用几乎同时产生或与外力去除几乎同时消失的变形称为急弹性变形,随外力作用时间增加而增加的变形和随外力去除一段时间而逐渐消失的变形称为缓弹性变形;随外力作用而产生,外力去除后仍不消失的变形为塑性变形。

导致服装及服装材料产生变形的因素较多,可以看到的材料外来作用力作用于材料而发生的变形,归纳起来有:拉伸变形、压缩变形、剪切变形、折皱变形、起拱变形、洗可穿性、热收缩、湿收缩等。我们主要进行收缩变形实验。

收缩变形服装材料的收缩变形是指材料在湿、热、洗涤等情况下,产生的尺寸缩小的性能。

⑴服装材料产生收缩的原因有:

①纤维的溶胀效应。亲水性较好的纤维(如棉、粘胶纤维等)制成的材料吸湿能力强,当织物润湿时,纤维横向溶胀,纱线直径增加,从而引起材料另一系统纱线弯曲程度增大,一般棉织物在润湿时,经向收缩率约为10轴左右,而粘胶纤维织物则会更大些。

②服装材料应变的回复。服装材料在整个加工过程中经常要受到一定的拉伸应力,从而产生拉伸应变,而服装及服装材料在松弛状态下进行洗涤时,这种应变就要回复。于是,服装或服装材料就产生了收缩现象。

③热收缩。涤纶、氯纶等合成纤维织物一般在高温加热时特产生收缩现象,称为热收缩,合成纤维在纺丝生产过程中,由于抽伸的作用,在纤维中残留有应力,因而使纤维有潜在的收缩能力。

④毡化(缩绒)收缩。羊毛纤维表面有鳞片,这些鳞片呈锯齿状突出在纤维表面,锯齿方向是朝向羊毛尖部的。所以,羊毛从尖部到根部方向比相反方向要粗糙得多。在一定的温湿度条件下,当羊毛纤维受到非方向性的外力作用时,由于这些鳞片而造成的定向摩擦效应使纤维发生相互纠缠,改变了织物的结构,使织物发生收缩,并使织物变成没有弹性和不透气的状态,此为织物的毡化(缩绒)现象。

⑵测试服装材料的收缩性目前有两种方法:一种是汽蒸收缩试验,另一种是缩水率试验。

①汽蒸收缩试验:由于羊毛的缩绒性,毛织物在热、湿条件下极易发生收缩使织物尺寸发生变化。针织物由于其编织特性,使得它在热、湿条件下也容易发生收缩。织物在加工或成衣在服用过程中,均要进行熨烫,目前服装加工厂大多采用蒸汽熨烫,织物由于加热和润湿作用,将会产生收缩,如果不掌握和控制织物的汽蒸收缩率,就会给服装加工造成困难,还会在服装上形成各种皱痕(例如;面料与衬料缩率不一致时),从而影响服装的外观。用汽蒸收缩试验能够量化测定毛织物、针织物在汽蒸条件下的尺寸变化。

②缩水率试验:缩水率是服装材料的重要物理性能之一,它表示材料浸水或洗涤干燥后,在长度和宽度方向的收缩情况。缩水率的大小对成衣或其它纺织用品的规格影响很大,特别是容易吸湿膨胀的纤维织物,在裁制服装材料时,尤其是裁制由两种以上的织物合缝而成的服装时,必须考虑缩水率的大小,以保证成衣的规格和穿着的要求。缩水率的测试方法按其处理条件和操作方法的不同可分为浸渍法和机械处理法。浸渍法常用的有温水浸渍法、沸水浸渍法、碱液浸渍法及浸透浸渍法;机械处理法一般采用家用洗衣机,选择一定条件进行试验。采用浸渍法,织物所受到的作用是静态的,可消除织造和染整加工中所产生的变形,使织物达到接近稳定的状态。而采用机械处理法,织物所受到的作用是动态的,它虽能达到消除加工中产生变形的目的,但由于机械处理作用比较强烈,多数场合会使织物产生新的变形,针织物就更明显。

三、收缩变形试验

1.机织物缩水率测定

⑴仪器与设备YG701L型全自动织物缩水率试验机或用家用洗衣机代替,还有剪刀、量尺、缝线、笔等。

⑵试样准备机织物取样尺寸为:经向550mm、纬向为全幅,每批取3块试样。

机织物试样标记如图6—2所示,标记后精确测量3个标记号之间的经、纬向距离(精确到0.1cm)。

500 550

全幅

图6—2 机织物测量标记

2.针织物缩水率的测试

⑴ 仪器与设备 YG701L 型全自动织物缩水率试验机,还有剪刀、量尺、缝线、笔等。

⑵ 试样准备 针织物取样尺寸为700mm ×1/2幅宽,每个品种不得少于2块。

针织物试样标记如图6—3所示。并测量纵横标记号间的距离(精确到0.1cm )。

(a )涤纶织物测量标记

图6—3 各种针织物的测量标记

(b )涤纶织物测量标记 (c )涤纶织物测量标

图6—3 各种针织物的测量标记

机织物缩水率

= 试验前实测距离—试验后实测距离 × 100%

试验前实测距离 针织物缩水率 = 试验前实测距离—试验后实测距离 × 100% 试验前实测距离 120 500 80

100

100

材料表面的硅烷化改性

实验64 材料表面的硅烷化改性 一.实验目的 1.利用硅烷偶联剂改性有机或无机材料。 2.制备无机-有机杂化粉体或薄膜材料。 二.实验原理 很多纳米材料都是重要的无机化工产品,是橡胶.塑料.油漆.油墨.造纸.农药及牙膏等行业不可缺少的优良原料。以SiO2纳米颗粒为例,纯粹制备的SiO2颗粒表面上存在着大量的羟基基团,呈极性.亲水性强,众多的颗粒相互联结成链状,链状结构彼此又以氢键相互作用,形成由聚集体组成的立体网状结构,在这种立体网状结构中分子间作用力很强,应用过程中很难均匀分散在有机聚合物中,颗粒的纳米效应很难发挥出来。如何将纳米SiO2均匀分散在高分子材料中,以提高聚合物材料的各项性能是一个重要的研究方向。 硅烷偶联剂发展至今已有一百多种产品,按Y有机官能团的不同,可分为链系基类硅烷偶联剂.氨基硅烷偶联剂.环氧基类硅烷偶联剂.烷基丙烯酰氧基类硅烷偶联剂及双官能基型硅烷偶联剂等。 硅烷偶联剂处理技术原理简单.操作方便,其与材料表面的作用机理一直是研究的重点,目前关于硅烷在材料表面行为的理论有很多假设,主要有化学键理论.物理吸附理论.表面浸润理论.可逆水解平衡理论和酸碱相互作用理论等。 硅烷偶联剂分子含有两种反应性基团,化学结构可以用X3SiRY来表示,其中,X是可进行水解反应并生成硅烃基(Si-OH)的基团,如卤素.氨基.烷氧基和乙酰氧基等,硅醇基团可和无机物(如无机盐类.硅酸盐.金属及金属氧化物等)发生化学反应,生成稳定的化学键,将硅烷与无机材料连接起来。Y是非水解基团,可与有机基团如乙烯基.氨基.巯基.环氧基等起反应,从而提高硅烷与聚合物的粘连性。R是具有饱和键或不饱和键的碳链,将官能团Y 和Si原子连接起来。因此硅烷偶联剂分子被认为是连接无机材料和有机材料的“分子桥”,能将两种性质悬殊的材料牢固地连接在一起,形成无机相/硅烷偶联剂/有机相的结合形态,从而增加了后续有机涂层与基地材料的结合力。 一般来说,硅烷分子中的两个端基团既能分别参与各自的反应,也能同时起反应。通过适当的控制反应条件,可在不改变Y官能团的前提下取代X官能团,或者在保留X官能团的情况下,使Y官能团改性。若在水性介质中对Y官能团改性,那么X基团同时水解。则硅烷的作用过程依照四步反应模型来解释: ①与硅相连的3个Si-X基团水解成Si-OH; ②Si-OH之间缩合反应,脱水生成Si-OH的低聚硅烷; ③低聚物中的Si-OH与基体表面的-OH形成氢键; ④加热固化过程中发生脱水反应,与基材以共价键连接。 界面上硅烷偶联剂只有一个硅与基材表面键合,剩下两个Si-OH可与其他硅烷中的Si-OH 缩合形成Si-O-Si结构。 常用的硅烷偶联剂主要有; (十二烷基三甲氧基硅烷) (乙烯基三乙氧基硅烷)

金属材料表面改性涂层的新进展(专业课)试题及答案

1、工艺参数对合金元素吸收率的影响重要程度由大到小排列正确的是()。 A、工件电压>气压>源极电压>极间距 B、工件电压>极间距>源极电压>气压 C、气压>源极电压>极间距>工件电压 D、气压>极间距>工件电压>源极电压 2、激光熔覆陶瓷涂层不包括()。 A、激光热源 B、陶瓷高硬度、高耐磨 C、金属韧性 D、金属耐磨性 3、在1995年,()生产的Hastelloy C-2000镍基耐蚀合金为苑极,进行Ni-Cr-Mo-Cu多元共渗工艺研究。 A、美国 B、日本 C、中国 D、英国 4、下列对良好熔覆层的客观要求描述不正确的是()。 A、熔覆层材料和基体材料的熔点相近,以保证二者间稀释最小 B、熔覆层材料和基体材料的熔点相近,以保证二者间稀释最大 C、熔覆层与基体间要避免形成脆性相,以保证界面结合强度高 D、两种材料都要有一定塑性,以补偿热应力,保证界面不形成裂纹 5、下列哪项不是熔覆技术的应用()。 A、耐磨涂层 B、抗老化涂层 C、抗氧化涂层 D、耐蚀涂层 6、下列是结合力的定量测试方法的是 A、喷砂法 B、弯折法 C、锉刀法 D、张力法 7、工艺参数对合金元素的影响重要程度由小到大排列正确的是()。 A、工件电压>气压>源极电压>极间距

B、工件电压>气压>极间距>源极电压 C、气压>源极电压>极间距>工件电压 D、气压>极间距>工件电压>源极电压 1、激光熔覆尚待研究和解决的问题是()。 A、大功率激光器及适于自动化工业生产的光路转换系统 B、快速凝固理论的建立与复合涂层界面精细结构的深入研究 C、工艺过程的稳定性与反馈控制 D、涂层质量的监测与缺陷控制 2、下列哪项是熔覆技术的应用()。 A、耐磨涂层 B、耐蚀涂层 C、抗氧化涂层 D、抗老化涂层 3、下列对冲刷腐蚀描述正确的是()。 A、简称冲蚀,是材料在应力和化学介质协同作用下材料的过早失效现象 B、在石油、化工。水电等过程中广泛存在 C、暴露在运动流体中的多有类型的设备如料浆泵的过流部件、弯头、三通和换热器管,都会遭受到冲蚀的破坏 D、在含固相颗粒的双相流中,破坏更为严重,它大大缩短设备的寿命 4、激光熔覆陶瓷涂层包括()。 A、激光热源 B、陶瓷高硬度、高耐磨 C、金属韧性 D、金属耐磨性 5、下列为结合力的测试方法的是()。 A、喷砂法 B、弯折法 C、锉刀法 D、划格法 6、下列对良好熔覆层的客观要求描述正确的是()。 A、熔覆层材料和基体材料的熔点相近,以保证二者间稀释最小 B、熔覆层材料和基体材料的熔点相近,以保证二者间稀释最大 C、熔覆层与基体间要避免形成脆性相,以保证界面结合强度高 D、两种材料都要有一定塑性,以补偿热应力,保证界面不形成裂纹

1多位点氨基改性功能材料的制备及其重金属吸附性能

.128. .化T新型材料第41卷 ==。 成及其重金属吸附性能口].无机化学学报,2011,27(70):1271一图3氨基介孔凝胶材料图4不同氨基改性凝胶材料1276. N-0.2的TEM照片对金属离子的去除率[8]ZhaiShaDgnl,ZhaiBin,AnQingda.[J].JournalofSol-GelSei? 1仕臻’enceandTechnology,2011,59:48叫87? J当日F匕[9]薛晓明,张晶,李风亭.[J].山西能源与节能,2010,6:83—86.采用PMHS、AEPS和TEOS作为反应组分,通过溶胶-凝收lleiJl:2012—02—12(上接第119页)31'2—317. 没有被破坏,所含表面活性剂成分仅占总质量的6%,且易于[8]rangD,GuoGQ,HuJH,WangCc,JiangDLHydrothermal分散于水中。SDBS处理的MWNTs在分散液中主要以2~5 ‘‘ea仃n∞‘‘opreparehydroxylgroupmodifiedmul‘卜waIledca。一 根组合团簇形式存在,经过长时间静置后分散液的浓度保持,,bon mno‘ubes[J].JM8‘erch咖,2008,18(3):350一354? 主竺:麦矍支竺竺芝要竺兰竺翌竺羔竺i茔量.竺篓竺兰,且操p3dSta∞rA。y脚;St,oWdda。rptpJ甜F。,啦Ste。¨ue树rma。甜nD瞰.Pbr∞epanr锄。atio。n曲a。n。d口p,r.oApe埏rt品ies作方法简单实用,有利于碳纳米管在工业中的广泛应用。:磊。三二,;磊i二磊j‘:1荔i::荔:.…………一“’~一” 参考文献[10]O’ConnellMJ’Bo.ulP,EricsonLM,etal-Reversiblewater- [1]niima&Helicalmicrotubuhs。fgraphiticcarbon[J].Nature, wrapping[J].ChemPhysLeft,2001,342:265—271.1991,354:56—58?[11]IslamMF,Roias E,BergeyD MHighweightfractionsurfac.[2]GaoLian’LiuYangqiao.Dispersionandsurfacemodificationof tantsolubilizationofsillgle-wallcarbonnanotubesin、阳ter[J].carbonnanotubes[J].JChinCeramSoc,2005,24(5):114—119.NanoLett,2003,3(2):269—273. [3]LiuJ,RinzlerAG,GaiHJ,etaLFullerenepipes[J].Science,[12]Jim,gLQ,GaoL,S∞J.Produetimaofaqu鲫lscolloidal dispersions 1998,280:1253—1256.ofcarbonnanotubes[J-].JColloidInterfaceSci,2003,260:89-94. [4]ChertJ,HamonMA,HuH'etaLSolutionpropertiesofsingle-[13]WangD,JiWX,LizC,ChenLAbiomimeticpolysoapforsin. walledcarbonnanotubes[J].Science,1998,282:95—98. gle-walled carbon触nOtubesdispersion[J].JAmChemSoc,[5]MickelsonET?HuffmanCB,rimlerAG,eta1.Fluorinationof2006,128:6556—6557. single-walledcarbonnanotubes[J].ChemPhysLett,1998,296:[14]ZhangC,RenLL,WangXY,LiuTXGrapheneoxide-assisted188-194.dispersionofpristinemultiwalledcarbonnanotubesinaqueous[6]GeorgakilasV,KordatosK,PratoM,eta1.Organicfunetionalizationmedial-J].JPhysChemC,2010,114:11435-11440.ofcarbonnaI吼ubes[J].JAmChemSoc,2002,124:760-761.[15]GaoYun,Lil.anm,un,TanPingheng,LiuLuqi,丑如g2hon吕Appli-[7]ChenS,ShenW,WuG,ChenD,JiangMAnewapproachtOcationofm咖spectroscopyincarbonnanotube-basedpolym盯thefunctionalizationofsingle-walledcarbonnanotubeswithc【Ⅱnposites[J].ChineseSdBull,2010,55(22):2165—2176. bothalkylandCarboxylgroupsD].ChemPhysLett,2005,402:收稿日期:2012-03—25

材料改性与表面工程

材料改性与表面工程 镁合金被誉为“21世纪最具发展潜力和前途的绿色工程材料”。他是金属结构材料中最轻的一种,镁合金从早期被应用于航空航天工业到目前在汽车材料、光学仪器、电子电信、军工工业等方面的应用有了很大发展。但是镁合金的耐蚀性耐磨性硬度及耐高温性能较差,在某种程度上又制约了镁合金材料的广泛应用。采用冷喷涂技术在镁合金表面喷涂覆盖上一层致密的保护膜,是解决镁合金腐蚀和磨损问题,提高镁合金铸件使用寿命,拓宽镁合金应用范围的关键之一。 1.冷喷涂原理和特点 超音速冷喷涂(简称冷喷涂)是近年发展起来的一种新型涂层制备工艺,常以金属材料(如钛、镍、钨、钴、铜、合金等)[1-5]为喷涂材料进行金属表面改性和功能涂层的制备。 冷喷涂技术[6]就是将经过一定低温预热的高压(1.5~3.5MPa)气体(N2、He 或压缩气体)分两路,一路通过送粉器,携带经预热(100~600℃)的粉末粒子(1~50 m)从轴向送入高速气流中;另一路通过加热器使气体膨胀,提高气流速度(300~1200 m/s),最后两路气流进入喷枪,在其中形成气─固双相流,在完全固态下撞击基体,通过较大的塑性变形而沉积于基体表面形成涂层。在喷涂过程中,喷枪距离为5~30 mm。 冷喷涂实现低温状态下的金属涂层沉积,具有如下主要优点:其一,喷涂粉末在加工过程中工作温度低,几乎无氧化现象,涂层表面组织均匀;其二,涂层密度大、结合强度高;其三,涂层材料适用广泛,可制备硬度大、耐磨性高、强度高的涂层;其四,可以加工具有特殊物理化学性质的涂层;其五,组织稳定;其六,涂层表面具有残余的压应力,使耐疲劳性增加;其七,喷涂粉末可以回收再利用。 2.国内外用冷喷涂技术在镁合金基体上喷涂铝合金涂层的研究现状 Yongshan Tao[7]等人用冷喷涂的方法在AZ91D镁合金表面沉积一层纯铝涂层,发现涂层中存在微米尺寸的裂纹和孔洞,涂层颗粒边界处中形成了新的界面和亚晶相;在质量分数为3.5%的中性NaCl溶液中浸渍后发现涂层的抗点蚀性能比具有相似纯度的铝块好。在浸渍过程中,由于在涂层中存在着相互独立的微米级或纳米级的孔洞而发生了传质现象。在浸渍十天之后,由于涂层致密细颗粒的结构,它仍然可以为AZ91D 镁合金基体提供良好的耐蚀性保护。 他们还在铝粉中加入α-Al2O3作为增强颗粒,发现涂层和纯铝涂层相比有较小的气孔率,由于α-Al2O3在基体上的渗透和侵蚀,涂层和基体之间的结合力也增强;α-Al2O3在铝基体上的捣固和增强作用涂层具

离子注入对金属材料改性

离子注入材料表面改性的研究方法 【摘要】本文论述了离子注入材料表面改性的特点和发展应用,阐述了离子注入材料表面改性的机理。大量研究表明,离子注入通过改变材料表面和界面的物理化学特性及微观结构,能够显著提高材料的抗磨损,抗疲劳,抗腐蚀,抗氧化特性。离子注入不仅可以提高材料表面性能,延长材料使用寿命,还可以节约贵金属资源,具有很好的经济效益和应用前景。 【关键词】离子注入技术;材料表面改性;研究方法 1.前言 20世纪70年代,离子注入应用于材料表面改性并逐渐发展成一种新颖有效的材料表面改性方法。它是把工作(金属,合金,陶瓷等)放在离子注入机的真空靶室中,通过加高电压,把所需元素的离子注入到工件表层的一种工艺。材料经离子注入后,在其零点几微米的表层中增加注入元素和辐照损伤,从而使材料的物理化学性能发生显著变化。 大量实验证实,离子注入能使金属和合金的摩擦因素,耐磨性,抗氧化性,抗腐蚀性,耐疲劳性以及某些材料的超导性能,催化性能,光学性能等发生显著变化,能够大大提高材料的性能和使用寿命。离子注入在工业中应用能取得很好的效益,除延长工件的使用寿命外,还由于离子注入仅用较少量的合金元素,就可以得到较高的表面合金浓度,因而可以节约贵重金属[1]。 2.离子注入特点 与通常的冶金方法不同,离子注入是用高能量的离子注入来获得表面合金层的,因而有其特点: (1)离子注入是一个非热平衡过程,注入离子的能量很高,可以高出热平衡能量的2-3个数量级。因此,原则上周期表中的任何元素都可以注入任何基体材料。 (2)注入元素的种类,能量,剂量均可选择,用这种方法形成的表面合金,不受扩散和溶解度的经典热力学参数的限制,即可得到用其他方法难以获得的新合金相。 (3)离子注入层相对基体材料没有明显的界面,因此表面不存在粘附破裂或

材料表面改性方法

材料表面改性方法 材料表面改性是指不改变材料整体(基体)特性,仅改变材料近表面层的物理、化学特性的表面处理手段,材料表面改性也可以称为材料表面强化处理。 现代材料表面改性目的:是把材料表面与基体看作为一个统一的系统进行设计与改性,以最经济、最有效的方法改变材料近表面层的形态、化学成份和组织结构,赋予新的复合性能,以新型的功能,实现新的工程应用。现代材料表面改性技术就是应用物理、化学、电子学、机械学、材料学的知识,对产品或材料进行处理,赋予材料表面减磨、耐磨、耐蚀、耐热、隔热、抗氧化、防辐射以及声光电磁热等特殊功能的技术。 分类: 1、传统的表面改性技术: 表面热处理:通过对钢件表面的加热、冷却而改变表层力学性能的金属热处理工艺。表面淬火是表面热处理的主要内容,其目的是获得高硬度的表面层和有利的内应力分布,以提高工件的耐磨性能和抗疲劳性能。 表面渗碳:面渗碳处理:将含碳(0.1~0.25)的钢放到碳势高的环境介质中,通过让活性高的碳原子扩散到钢的内部,形成一定厚度的碳含量较高的渗碳层,再经过淬火\回火,使工件的表面层得到碳含量高的M,而心部因碳含量保持原始浓度而得到碳含量低的M,M的硬度主要与其碳含量有关,故经渗碳处理和后续热处理可使工件获得外硬内韧的性能. 2、60年代以来:传统的淬火已由火焰加热发展为高频加热 高频加热设备是采用磁场感应涡流加热原理,利用电流通过线圈产生磁场,当磁场内磁力线通过金属材质时,使锅炉体本身自行高速发热,然后再加热物质,并且能在短时间内达到令人满意的温度。 3、70年代以来: 化学镀:是指在不用外加电流的情况下,在同一溶液中使用还原剂使金属离子在具有催化活性的表面上沉积出金属镀层的方法。 4、近30年来: 热喷涂:热喷涂是指一系列过程,在这些过程中,细微而分散的金属或非金属的涂层材料,以一种熔化或半熔化状态,沉积到一种经过制备

表面改性技术在陶瓷材料中的应用

表面改性技术在陶瓷材料中的应用 引言: 材料表面处理是材料表面改性和新材料制备的重要手段,材料表面改性是目前材料科学最活跃的领域之一。传统的表面改性技术,方法有渗氮、阳极氧化、化学气相沉积、物理气相沉积、离子束溅射沉积等。随着人们对材料表面重要性认识的提高,在传统的表面改性技术和方法的基础上,研究了许多用于改善材料表面性能的技术,主要包括两个方面:利用激光束或离子束的高能量在短时间内加热和熔化表面区域,从而形成一些异常的亚稳表面;离子注入或离子束混合技术把原子直接引进表面层中。陶瓷材料多具有离子键和共价键结构,键能高,原子间结合力强,表面自由能低,原子间距小,堆积致密,无自由电子运动。这些特性赋予了陶瓷材料高熔点、高硬度、高刚度、高化学稳定性、高绝缘绝热性能、热导率低、热膨胀系数小、摩擦系数小、无延展性等鲜明的特性。但陶瓷材料同样具有一些致命的弱点,如:塑性变形差,抗热震和抗疲劳性能差,对应力集中和裂纹敏感、质脆以及在高温环境中其强度、抗氧化性能等明显降低等。 正文: 一、陶瓷材料表面改性技术的应用 1.不同添加剂对陶瓷材料性能的影响。 由于陶瓷材料的耐高温特性经常被应用到高温环境中,特别是高温结构 陶瓷,其高温抗氧化性受到人们的关注。Si 3N 4 是一种强共价结合陶瓷,具有高 硬度、高强度、耐磨和耐腐蚀性好的性能。但是没有添加剂的Si 3N 4 几乎不 能烧结,陶瓷材料的高温强度强烈地受材料组成和显微结构的影响,而材料的显微结构特别是晶界相组成是受添加剂影响的,晶界相的组成对高温力学性能的影响极其敏感。对致密氮化硅而言,坯体中的物质传递对材料的氧化起着决定性作用,一般认为,在测试条件下,具有抛物线规律的氮化硅材料,其决定氧化的主要因素取决于晶界的添加剂离子和杂质离子的扩散速率,不同的添加剂对氮化硅陶瓷的氧化行为影响有所不同[1,2,3]。 2.离子注入技术。 离子注入就是用离子化粒子,经过加速和分离的高能量离子束作用于材料表面,使之产生一定厚度的注入层而改变其表面特性。可根据需要选择要注入的元素,并根据工艺条件控制注入元素的浓度分布和注入深度,形成所需要的过饱和固溶体、亚稳相和各种平衡相,以及一般冶金方法无法得到的合金相或金属间化合物,可直接获得马氏体硬化表面,得到所需要的表面结构和性能由于形成的改性表面不受热力学条件的限制(相平衡、固溶度),所以具有独特的优点。离子注入表面处理技术有:金属蒸汽真空弧离子源离子注入,等离子源注入等。在相同的条件下,重离子比轻离子有更强烈的辐射硬化,因此其对抗弯强度的增加更显著;由于单晶的表面缺陷少所以增加效果 更好]7,6[。

聚丙烯材料改性研究

聚丙烯材料改性研究 摘要:利用共混的方法,针对聚丙烯制品在实际应用中出现韧性差,易燃烧的缺点,重点研究了增塑剂POE 不同的量对聚丙烯抗冲击强度的影响,以及氢氧化镁对聚丙烯燃烧性能的影响。本次试验采用了高混机对所用原料进行共混,再将共混的原料放入双螺杆挤出机中挤出造粒,然后将制成的粒料利用注射机制作我们所需的的标准样条,最后对标准样条测试抗冲击强度和氧指数。结果显示,POE 增塑剂的量越多,则对聚丙烯的韧性改善更好,氢氧化镁由于加的量比较少,对聚丙烯的阻燃作用不明显。 关键词:聚丙烯;改性;造粒;增塑;阻燃 1前言 聚丙烯,是由丙烯聚合而制得的一种热塑性树脂。按甲基排列位置分为等规聚丙烯(isotactic polypropylene)、无规聚丙烯(atactic polypropylene)和间规聚丙烯(syndiotactic polypropylene)三种。甲基排列在分子主链的同一侧称等规聚丙烯,若甲基无秩序的排列在分子主链的两侧称无规聚丙烯,当甲基交替排列在分子主链的两侧称间规聚丙烯。一般工业生产的聚丙烯树脂中,等规结构含量约为95%,其余为无规或间规聚丙烯。工业产品以等规物为主要成分。聚丙烯也包括丙烯与少量乙烯的共聚物在内。通常为半透明无色固体,无臭无毒。由于结构规整而高度结晶化,故熔点可高达167℃。耐热、耐腐蚀,制品可用蒸汽消毒是其突出优点。密度小,是最轻的通用塑料。缺点是耐低温冲击性差,较易老化,但可分别通过改性予以克服。 采用相容剂技术和反应性共混技术对PP 进行共混改性是当前PP 共混改性发展的主要特点。它能在保证共混材料具有一定的拉伸强度和弯曲强度的前提下大幅度提高PP 耐冲击性。相容剂在共混体系中可以改善两相界面黏结状况,有利于实现微观多相体系的稳定,而宏观上是均匀的结构状态。反应型相容剂除具有一般相容剂的功效外,在共混过程中还能在两相之间产生分子链接,显著提高共混材料性能。 PP/弹性体二元共混体系虽有很好的韧性效果,但往往降低了材料的强度和刚度,耐热性能也有所降低。在二元共混体系中加入有增容作用或协同效应的物质,形成多元共混体系,则其综合性能可得到进一步提高。为了提高增韧PP 的硬度、热变形温度及尺寸稳定性,可使用经偶联剂活化处理的填料或增强材料进行补强。例如采用弹性体/无机刚性粒子/PP 三元复合增韧体系实现PP 的增韧增强,提高材料的综合性能,并且具有较低的成本。 溴系阻燃剂效率高、用量少,对材料的性能影响小,并且溴系阻燃剂价格适中。与其它类型的阻燃剂相比,溴系阻燃剂效能/价格比更具有优越性,我国供出口电子电气类产品中70%~80%都用此类阻燃剂。但是,近年来欧盟一些国家认为溴系阻燃剂燃烧时会产生有毒致癌的多溴代苯并恶瑛(PBDD)和多溴代二苯并呋喃(PBDF)。欧盟出台了禁令,在欧盟国家销售的所有电子电气设备,不能含有多溴联苯及多溴二苯醚。阻燃剂的种类众多,其用量和性能都各自不同,需要在不同的情况下选用不同的阻燃剂。现如今,聚丙烯的阻燃剂正向着高效、低烟、绿色、环保和低成本的方向发展。所以本次实验采用比较绿色的阻燃剂氢氧化镁。 本次实验采用POE 对聚丙烯增韧;氢氧化镁对聚丙烯进行阻燃改性,由于加入氢氧化镁的量太多,挤出机挤出较困难,所以同时加入少量三氧化二锑(Sb 2O 3)来减少氢氧化镁用量, 降低加工难度。 2.实验 2.1配方设计

东华大学纤维材料改性国家重点实验室

东华大学纤维材料改性国家重点实验室 访问学者基金申请指南及管理办法 (2020年修订版) 为促进国内外学术交流,以多种形式引进高层次人才,提高重点实验室的学术研究水平和教学水平,推动高水平学科建设和高层次创新人才培养的作用,根据教育部《关于在高等学校国家重点实验室和教育部重点实验室实行访问学者制度的意见》、《高等学校国家重点实验室和教育部重点实验室访问学者专项基金管理办法》的有关规定和《国家重点实验室建设管理办法》、国家教委《高等学校开放实验室管理办法》,结合本实验室具体情况,制定本条例。 一、实验室简介 纤维材料改性国家重点实验室于1992年建立以来,在历任实验室班子的领导下,坚持“开放、流动、联合、竞争”八字方针,在凝聚学科人才、促进科研发展、构筑研究平台、扩大学术交流等方面取得了显著成绩,2003、2008、2013年三次通过国家评估,2018年在第四次国家评估中获评“优秀类国家重点实验室”。 实验室目前主要研究方向为:1)高性能纤维与复合材料;2)功能纤维与低维材料;3)环境友好与生物纤维材料。 二、访问学者基金资助对象 访问学者基金用于支持重点实验室聘请国内外知名专家学者来实验室开展科研教学工作所需费用,择优支持交叉学科、新兴学科、在国内外有较大影响的知名学者和专家,特别鼓励青年科研人员来实验室工作。优先资助与本实验室联合培养学生的研究人员。 重点实验室访问学者分为两种类型:来自境外的学者;境内而非本校的学者。境外访问学者在重点实验室的工作时间原则上不得低于2个月,境内而非本校访问学者在重点实验室的工作时间原则上不得低于4个月。 三、基金申请指南 1.申报受理时间 依据申请指南发布时间。 2.基金申请

材料表面的硅烷化改性

材料表面的硅烷化改性 Company Document number:WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998

实验64 材料表面的硅烷化改性 一.实验目的 1.利用硅烷偶联剂改性有机或无机材料。 2.制备无机-有机杂化粉体或薄膜材料。 二.实验原理 很多纳米材料都是重要的无机化工产品,是橡胶.塑料.油漆.油墨.造纸.农药及牙膏等行业不可缺少的优良原料。以SiO2纳米颗粒为例,纯粹制备的SiO2颗粒表面上存在着大量的羟基基团,呈极性.亲水性强,众多的颗粒相互联结成链状,链状结构彼此又以氢键相互作用,形成由聚集体组成的立体网状结构,在这种立体网状结构中分子间作用力很强,应用过程中很难均匀分散在有机聚合物中,颗粒的纳米效应很难发挥出来。如何将纳米SiO2均匀分散在高分子材料中,以提高聚合物材料的各项性能是一个重要的研究方向。 硅烷偶联剂发展至今已有一百多种产品,按Y有机官能团的不同,可分为链系基类硅烷偶联剂.氨基硅烷偶联剂.环氧基类硅烷偶联剂.烷基丙烯酰氧基类硅烷偶联剂及双官能基型硅烷偶联剂等。 硅烷偶联剂处理技术原理简单.操作方便,其与材料表面的作用机理一直是研究的重点,目前关于硅烷在材料表面行为的理论有很多假设,主要有化学键理论.物理吸附理论.表面浸润理论.可逆水解平衡理论和酸碱相互作用理论等。 硅烷偶联剂分子含有两种反应性基团,化学结构可以用X3SiRY来表示,其中,X是可进行水解反应并生成硅烃基(Si-OH)的基团,如卤素.氨基.烷氧基和乙酰氧基等,硅醇基团可和无机物(如无机盐类.硅酸盐.金属及金属氧化物等)发生化学反应,生成稳定的化学键,将硅烷与无机材料连接起来。Y是非水解

材料改性教学总结

材料改性

浅谈表面改性 摘要:本文主要总结了各种材料的改性及改性剂对其的影响,其中还涉及到各种改性方法及对材料改性的展望。 关键字:表面改性纳米金属 1 引言 表面改性是指在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。表面改性的方法有很多报道,大体上可以归结为:表面化学反应法、表面接枝法、表面复合化法等。 表面改性技术(surface modified technique) 则是采用化学的、物理的方法改变材料或工件表面的化学成分或组织结构以提高机器零件或材料性能的一类热处理技术。它包括化学热处理(渗氮、渗碳、渗金属等);表面涂层(低压等离子喷涂、低压电弧喷涂、激光重熔复合等门薄膜镀层(物理气相沉积、化学气相沉积等)和非金属涂层技术等。这些用以强化零件或材料表面的技术,赋予零件耐高温、防腐蚀、耐磨损、抗疲劳、防辐射、导电、导磁等各种新的特性。使原来在高速、高温、高压、重载、腐蚀介质环境下工作的零件,提高了可靠性、延长了使用寿命,具有很大的经济意义和推广价值。 2表面改性对不同材料性能的影响 2.1 对SF/PP复合材料性能的影响 剑麻纤维(SF)因具有较高的比强度和比模量而成为树脂基体较好的天然纤维增强材料,适用于制备成本低、比模量高和耐冲击的纤维/树脂复合材料。国内常用马来酸酐接枝聚丙烯或有机硅烷为界面相容剂,来提高SF/PP复合材料的力学性能,表面改性可以提高纤维与PP基体的黏合性。使SF/PP复合材料的力学性能和流动性能提高,吸水率下降【1】。 2.2对羟基磷灰石蛋白吸附的影响 羟基磷灰石因为与人体骨组织中的无机组分相近而被广泛应用于有机/ 无机复合物中。但是, HAP 表面具有亲水性, 大多数应用于骨修复的有机材料具有疏水性, 两者的极性差异导致了界面相容性下降, 进而降低复合物的力学性能。克服这一困难最常用的方法

表面改性技术综述

表面改性技术综述 表面改性是指采用某种工艺和手段使材料获得与其基体材料的组织结构性能不同的一种技术。材料经过改性处理之后,既能发挥材料基体的力学性能,又能使材料表面获得各种特殊性能,如耐磨,耐腐蚀,耐高温,合适的射线吸收等。 金属表面改性技术在冶金、机械、电子、建筑、轻工、仪表等各个工业部门乃至农业和人们日常生活中都有着广泛的用途, 其种类繁多。除常用的喷丸强化、表面热处理等传统技术外, 近些年还快速发展了激光、电子和离子等高能束表面处理技术。今后, 随着物理学、材料学等相关学科的迅速发展, 还将不断涌现出新的表面改性技术。尤其是复合表面技术的发展, 有可能获得意想不到的效果。金属表面改性技术的飞速发展和不断创新, 将进一步推动其在工农业生产中的应用, 带来显著的经济效益。 传统的表面改性技术有:表面形变强化、表面热处理、表面化学热处理、离子束表面扩渗处理、高能束表面处理、离子注入表面改性等。 1、喷丸强化 喷丸处理是在受喷材料再结晶温度以下进行的一种冷加工方法, 是将弹丸在很高速度下撞击受喷工件表面而完成的。喷丸可应用于表面清理、光整加工、喷丸成型、喷丸校正、喷丸强化等方面。喷丸强化又称受控喷丸, 不同于一般的喷丸工艺, 要求喷丸过程中严格控制工艺参数, 使工件在受喷后具有预期的表面形貌、表层组织结构和残余应力场, 从而大幅度提高疲劳强度和抗应力腐蚀能力。实施喷丸时, 弹丸由专用的喷丸机籍助压缩空气、高压水流或叶轮, 高速射向零件受喷部位。常用弹丸有球形铸铁丸、铸钢丸和其它非金属材料制成的弹丸。喷丸强化的效果用喷丸强度来表示, 与弹丸种类和形状、碰撞速度和密度、喷射方位和距离、喷丸时间等因素有关。表面喷丸提高金属材料疲劳强度的机理比较复杂, 涉及到塑性变形层(通常为011~018mm 厚) 的组织结构变化(如位错密度、亚晶粒尺寸) 和残余应力的变化。因此, 只有合理控制表面变形层内的变化, 才可能获得预期的喷丸强化效果。 早在20 世纪20 年代, 喷丸强化就应用于汽车工业。目前已成为机械制造等工业部门的一种重要的表面技术, 应用广泛。涉及的材料除普通钢外,还有高强度钢和各种有色金属; 涉及的零件类型有弹簧、轴、齿轮、连杆、叶片、涡轮盘和飞机起落架组成件等。 2、传统表面热处理改性 传统的表面热处理技术可分为表面淬火和化学热处理两大类。它主要用来提高钢件的强度、硬度、耐磨性和疲劳极限。在机械设备中, 许多零件(如齿轮轴、活塞销、曲轴等) 是在冲击载荷及表面磨损条件下工作的。这类零件表面应具有高的硬度和耐磨性, 而心部应具有足够的塑性和韧性。因此, 为满足其使用性能要求, 应进行表面热处理。 ○1表面淬火 表面淬火是把零件的表层迅速加热到淬火温度后快冷, 使零件表面层获得淬火马氏体而心部仍保持未淬火状态的一种淬火方法。表面淬火的目的是使零件获得高硬度的表层, 以提高工件的耐磨性和疲劳性能, 而心部仍具有较好的韧性。其设备简单、方法简便, 广泛用于钢铁零件。根据加热方法的不同, 可分之为火焰加热表面淬火和感应加热表面淬火。火焰加热表面淬火的淬透层一般为2 -6mm。其特点是设备简单, 但加热温度高及淬硬层不易控制, 淬火质量不稳定, 使用上有局限性。感应加热表面淬火的特点是: 加热速度快, 零件变形小, 生产效率高, 淬火后表面能获得优良的机械性能; 淬透层易控制, 淬火操作易实现机械化。但设备较贵, 形状复杂零件的感应器不易制造, 不宜单件生产。 ○2化学热处理 化学热处理是将金属零件放在某种介质中加热、保温、冷却, 使介质中的某些元素渗入

湖北科技学院辐射化学与功能材料试验室简介-湖北科技学院非动力

湖北科技学院“辐射化学与功能材料实验室”简介 概述 辐射化学属于核科学与技术学科和核技术及应用领域,涉及核科学与技术、材料、化学、生物学、能源等多个学科,已成为研制各种性能优异的新材料或对原有材料进行改性的有效手段之一。它的快速发展已成为推进国民经济新技术、新材料、新工艺、新方法不断取得创新发展的动力之一。建好“辐射化学与功能材料湖北省重点实验室”将填补我省目前尚无核技术及应用专门研发机构的空白;有利于核技术及应用产业的新技术研发,为产业发展提供技术支持;有利于核技术及应用产业所急需的高层次人才的培养,为产业发展提供智力支撑;有利 材料辐射改性技术,研制出系列具有广泛应用价值的新型功能材料,培养一批高

层次辐射化学与功能材料开发领域的研究人才,形成一支高水平的核技术应用研究队伍,建设一流的核科学与技术学科,为湖北省经济和社会的发展作出贡献。 中心(实验室)大楼奠基典礼副省长郭生练来实验室指导工作咸宁市委书记李建明来实验室调研省委组织部副部长李建红来实验室考察 一、研究方向 本实验室瞄准学科发展前沿,以辐射技术在新材料、新产品、新工艺的辐射机制和技术开发为研究重点,长期开展功能材料的辐射效应、机制等基础研究,产品的应用研发,辐射技术在环保领域的处理工艺等研究,凝练并形成了以下有特色的三个相对稳定的研究方向:辐射化学反应过程和辐射效应基础研究、辐射技术在功能材料中的应用、辐射技术在线开发与辐射监测。 辐射化学专家来加速器车间参观研究人员介绍辐射接枝放大工艺 二、研究基础 获各级各类资助经费近6000万元,其中,湖北省“2011计划”4000万元、中央财政支持地方高校专项资金1000万元、国家自然科学基金约300万元;申请省市级科研30余项, 国家专利14项,已转化3项,发表SCI 论文100多篇(其中影响因子5.0以上29篇),获得湖北省自然科学奖3项。 三、研究团队 本实验室拥有高水平研究团队,总人数52人,固定研究人员42人,其中固定人员80.7 %,高级职称65.3 %;具有博士学位的科研人员27人、硕士学位的科研人员22人,具有硕士以上学历科研人员94.2 %。享受国务院特殊津贴专家

材料改性工艺实践

材料改性工艺实践 题目:60Si2Mn端淬实验报告 学生: 学号: 专业: 班级:

指导老师: 摘要:通过对60Si2Mn的端淬实验,将淬火后的试样进行打磨后在洛氏硬度计上测硬度值,并将热处理后的试样进行切割,磨制,抛光,腐蚀,在蔡司显微镜上拍下其不同位置的组织图片,分析淬火加热温度对钢淬火后性能的影响,实验表明:末端的冷却速度最大,其组织为马氏体,随后为屈氏体,再逐渐过渡到原始组织,其硬度也相应逐渐降低。 关键字:端淬;硬度;组织;性能 前言:金属材料通过不同加热、保温和冷却方式使其部的组织结构发生变化以达到改善加工工艺性能和强化力学性能的目的。本实验对60si2mn进行端淬实验,分析组织和性能关系,揭示现象本质为更深入分析材料所具有的潜在的综合机械性能,充分发挥材料使用性能。 一、实验目的: 1、熟悉钢的淬透性及测定方法 2、研究钢的含碳量、奥氏体化温度对淬透性的影响 3、研究不同冷却速度对碳钢、合金钢组织的影响 二、实验原理: 试样运用末端淬火法进行淬火,其原理为:将 钢的标准试样(Φ25×100mm)在自动控温箱式热 处理炉加热到860 ℃后,迅速放入末端淬火试验 机的冷却孔中,对试样的末端喷水冷却。规定喷 水管径为12.5mm,喷水口距式样端部为 12.5mm,其示意图如图1所示。由于试样仅末端 淬火,所以整个圆柱沿长度方向由下而上冷却速 度逐渐减小,故试样经末端淬火的组织马氏体→ 贝氏体→屈氏体→原始组织,其硬度也相应逐渐 降低。

三、试验方法: 3.1实验材料与设备 试样为Φ25×100mm 的60Si2Mn 钢件,离试样3~ 5mm 处是直径为28~30mm ,以供淬火悬挂使用。 实验设备为:箱式电阻炉,端淬机,金相试样切割机,台式砂轮机,砂纸,R (D )150A1洛氏硬度计,金相试样抛光机,Axovert25蔡司显微镜。 3.2加热 将60Si2Mn 试样放入箱式电阻炉中,加热温度为860℃,加热1小时,保温180分钟后,用长柄钳子取出,进行端部淬火。 3.3制样与磨样 淬火完成后,将试样距淬火端部50mm 处用切割机进行切割,切割完成后将带有淬火端部的50mm 试样用砂轮机沿圆柱表面纵向相对的两边各磨去0.2~0.5mm 的深度,然后经砂纸研磨,以获得相互平行的两个平面,以获得平面,便于测定硬度。试样在切割与磨制过程中要进行冷却,以免试样产生回火而影响硬度的测量。 图1 末端淬火法示意图

QPQ金属材料表面改性处理技术简介

QPQ金属材料表面改性处理技术简介 QPQ处理技术是一种可以同时大幅度提高金属表面的耐磨性、抗蚀性,而工件几乎不变形的新的金属表面强化改性技术。该技术由德国迪高沙公司开发。由于该工艺可以使金属表面的耐磨、耐蚀性及耐疲劳性能大幅度提高,已被广泛用于汽车、摩托车、机车、工程、纺织、轻工机械、仪表,工模具、办公设备等各种行业。该技术具有以下优点: 一、性能优良 1.良好的耐磨性、耐疲劳性能: 经QPQ处理的45钢,40Cr钢(退火状态)的耐磨性达到淬火及高频淬火的16倍以上,达到20钢渗碳淬火的9倍以上,为镀硬铬和离子氧化的2倍多(见附表一)。在大量生产条件下提高工模具寿命1-4倍。 2.极好的抗蚀性: 普通炭钢经QPQ处理后具有极高的抗蚀性,例如45钢经QPQ处理后在大气中和盐雾中的抗蚀性比1Cr18Ni 9Ti不锈钢高5倍;比镀硬铬高70倍以上;比发黑高280倍以上(见附表二)。 3.极小的变形: QPQ处理可以认为是变形最小的硬化方法,处理后工件的尺寸和形状变化极小,可以用来解决很多常规处理方法无法解决的热处理变形问题。 4.可以替代多道工序: 该工艺一次处理可以替代淬火——回火——发黑三道工序或渗碳——淬火——回火——镀硬铬四道工序,可以大大降低生产成本,并且大幅度节能。 二、应用范围广: 1.使用材料: 适用于各种工具钢、冷热模具钢、结构钢、不锈耐热钢、纯铁、铸铁及粉末冶金件。 2.可替代工艺: 可以大量替代渗碳淬火、高频淬火、易变形的淬火;替代离子氮化;替代发黑、磷化、硫化、镀硬铬、镀装饰铬。普通结构钢经QPQ处理,在很多情况下可以大量替代不锈钢。 3.已经成熟应用的产品: 工具:高速钢钻头、铣刀、铰刀、丝锥、滚刀、插齿刀、拉刀等,加工不锈钢、耐热钢效果尤为显著。 模具:各种冷拉模、挤压模、冲模、压铸模。对大量通用的橡胶模、塑料模、玻璃模等各种模具,由于模具承受压力不大,可以选用退火态调质的中炭钢作QPQ处理替代T12或9SiCr类钢制淬火模具。 机床件:机床摩擦片、导轨、电器铁芯等。 汽车摩托车件:曲轴、凸轮轴、气门、气簧、扭转盘、刹车控制系统、座位滑动器、保险杠、齿轮、连杆、链轮、缸套、门锁、挡风玻璃摇臂风扇电机、离和器摩擦片等…… 纺织机:络筒机件、弹力丝机热轨、罗拉、钢令圈等。 齿轮:多种大小规格齿轮。 办公设备及家用电器件:各种耐磨性、轴类件。 电力设施件:露天放置的电力设施中的耐磨蚀件。 中山市小榄镇生产力促进中心为了提高小榄镇五金产业的生产技术水平,现定于在本月23日与中山成工材料科技有限公司联合举行一次QPQ金属材料表面改性处理技术展示会,届时欢迎各五金企业参加,详情请与本中心联系。 表一:滑动磨损试验

材料改性论文2

分析杯形冲压件再结晶退火后杯底圆弧侧晶粒异常粗大的原因,并选择合适的工艺方法消除这种现象 摘要:冷变形金属经回复后使内应力得到很大程度的消除,同时又能保持冷变 形的硬化效果,因此,回复退火又称为去应力退火。在实际生产中,经常利用冷变形的工件进行去应力退火降低其内应力,如冲压件,冷拉钢丝,弹簧及锻件等。因此,一些铸件,焊接件及切削件,也须进行去应力退火。工件中的内应力的降低,可避免工件的变形或开裂,并提高其耐蚀性。 关键词:冲压件再结晶退火去应力退火工艺 一.分析杯底圆弧侧再结晶退火后晶粒异常粗大的原因。 1.再结晶退火机理 再结晶是指经冷变形的金属在足够高的温度下加热时,通过晶粒的形核及长大,以无畸变的等轴晶粒取代变形晶粒的过程。和回复不同,再结晶是一个显微组织彻底改组,变形储存能充分释放、性能显著变化的过程。 下图是再结晶过程新晶核的形核与长大的过程。可见随保温的时间的延长,新的等轴晶粒逐渐增多并长大,直到完全取代了变形的晶粒。再结晶完成后组织形态及晶粒大小直接关系到金属的性能。 2.影响再结晶因素 (1)退火温度。温度越高,再结晶速度越大 (2)变形程度:变形程度越大,其储存的变形能也越高,再结晶驱动力越大,所以,不但开始再结晶的温度越低,同时等温退火时的再结晶速度也越快。但在变形量增大到一定程度时,再结晶温度趋于一个稳定的值。 (3)原始晶粒尺寸。在其他条件相同的情况下,金属的原始尺寸越小,则变形抗力越大,冷变形后储存的畸变能也越高,再结晶的驱动力也越大,再结晶的温度也越低。此外,金属的原始晶粒越细小,晶界越多,变形后

提供的再结晶形核点越多,有利于结晶。 (4)微量溶质原子:一方面,微量溶质原子灰产生一定的固溶强化作用,所以微量原子可增加变形储存能,有利于结晶。另一方面,微量原子汇 聚在晶界,阻碍了位错的运动,从而不利于再结晶。但实验表明,微量溶 质原子的存在,会阻碍金属的再结晶,从而提高其再结晶的温度。 (5)分散相粒子:分散相粒子既能促进再结晶,也能阻碍再结晶。 3.再结晶晶粒大小的控制 (1)预变形程度:当变形程度很小时不发生再结晶,故晶粒度不变。当变形程度在2%-8%的时候,再结晶晶粒特别粗大,此时的变形度即所谓 的临界变形度。当变形大于临界变形度的时候,晶粒逐渐细化。这是由于变形度增加。储存能也增加,N和G同时增大,但N增大的速度大于G 增大的速度,是G/N逐渐减小的缘故。 (2)原始晶粒尺寸:原始晶粒越细,再结晶后的晶粒也越细。因为原始晶粒细,变形储存能增高,形核驱动力大,且形核点增多,最终使G/N 减小。 (3)微量溶质元素和杂质。一方面增加储存能是驱动力增大,另一方面阻碍了晶界的移动,使G/N减小,从而使晶粒细化。 (4)退火温度。提高退火温度,不仅使再结晶后的晶粒粗大,而且还影响临界变形度的大小。退火温度越高,临界变形度越小,再结晶后的晶粒也越大。 加工率与退火温度——晶粒尺寸关系如下图 由上图可知杯形冲压件经过再结晶退火后,由于在杯底圆弧侧处加工时变形量大,从而导致再结晶退火后此处的晶粒比其他变形比较小的地方粗大。 而由于加工后,杯形冲压零件经过很大的塑性变形,留有残余应力使组织处于亚稳态,从而降低零件的性能与使用寿命,所以得对零件退火,让其组织稳定下来,再由于当退火温度高于再结晶温度时,就会存在某些地方塑性变形量大而使晶粒异常粗大,对零件的使用性能很大影响,所以退火应在其再结晶温度下进行——去应力退火。

材料改性题库

1物理改性和化学改性的分类依据是什么? 是否发生化学反应 2物理改性有哪些?有何特点。 Adsorption,complex,hydrogen bonding,sharp transition by forces Additive modification ,polymer blending ,polymer composition, physical crosslinking btw polymers Simple, economic and easily processing,normally used modification method 吸附、混合、氢键、sharp transition by forces(力作用的急剧转变)、添加剂改性、聚合物共混、聚合物合成、聚合物间的物理交联。 特点:简单、经济、过程简单、通常采用改性方法 3 化学改性有哪些?有何特点? Copolymerization, grafting polymerization, chemical crosslinking Functional groups reaction in polymer 共聚,接枝聚合,化学交联,聚合物的官能团反应。 特点:长期的影响,成本高,难以形成规模,交联改性可以在加工过程中加入交联剂。 4 表面改性有哪些特点? Medification only at surface of the materials Homogeneous heterogeneous Low cost in comparison with bulk modification Chemical oxidation treatment ,surface corona treatment,surface flame treatment ,surface thermal treatment and surface graft polymerization. Internal property no change surface property enhanced (luster ,hardness,wear resistance ,antistatic ,flame retardant ,adhesion ,printability, and heat resistance)表面光泽、硬度、耐磨、防静电、阻燃、粘合性、印刷性、热合性 只在材料的表面上改造(均匀的和不均匀的),与本体改性相比成本低,具体有:化学氧化处理,表面电晕处理,表面火焰处理,表面热处理和表面接枝聚合,特点:内部属性: 没有变化; 表面性质:增强(表面光泽、硬度、耐磨、防静电、阻燃、黏合性、印刷性及热合性等 5 list the methods of polymer modification Polymer blends 共混改性 Chemical modification 化学改性 Additive and polymer fiber reinforce 填充与纤维增强改性 Surface modification 表面改性 Polymer composites 复合改性 6 tell the difference between compatibility and miscibility Compatibility 相容性 Miscibility: 混溶性,thermodynamic ability to be mixed at the molecular level . compatibility 相容性; Miscibility 混溶性;thermodynamic ability to be mixed at the molecular level(在分子水平上共混的热力学能力) 7 高分子体系能够混合的热力学条件是? ?G<0 和

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