材料合成制备与加工
第一部分金属
1、冶炼原理：氧化还原反应
2、冶炼金属的方法：热分解法、热还原法、电解法、湿法冶金
3、冶炼的一般规律：金属活动性顺序中，金属的位置越靠后，越容易被还原，金属的位置越靠前，越难被还原
4、铁的分类：生铁、熟铁、粒铁、海绵铁、工业纯铁
5、铁的冶炼方法：高炉炼铁、直接还原、海绵炼铁法、熔融还原
6、高炉炼铁的设备主要有：高炉本体、腐蚀设备（供料和装料系统、染料系统、渣铁处理、送风系统、煤气储存系统）
7、高炉炼铁中以CO为主要反应的方程式：
3Fe2O3+CO=2Fe3O4+CO2
Fe3O4+CO=FeO+CO2
FeO++CO=Fe+CO2
8、炼钢的基本任务：去除杂质（S、P、O、H、N和夹杂物）
调整钢的成分
调整钢液的温度
9、钢的冶炼方法主要有：转炉炼钢法、电弧炉炼钢法、平炉炼钢法
10、转炉炼钢法包括：贝氏炉炼钢、托马斯炼钢、碱性侧吹转炉炼钢、氧气顶吹转炉炼钢、氧气底吹转炉炼钢、顶底复合吹炼钢
11、复吹转炉底吹气体的表现：
A、强化熔池搅拌，均匀钢水成分、温度
B、加速炉内反应，使渣—钢反应界面增大，元素间化学反应和传质过程更趋于平衡
C、冷却保护供气原件，使供气原件寿命延长
12、顶底复合吹炼的优点：
（1）熔池搅拌的结果改变了原顶吹炼钢的钢水温度不均匀性
（2）终点渣中氧化铁的含量比顶吹转炉要低
（3）脱磷、脱硫效果比顶吹转炉好
（4）钢中氧含量比顶吹转炉底
（5）钢铁量、脱氧用铁合金和铝、氧气和石灰都比顶吹转炉消耗低
（6）降低了钢种气体和有害夹杂物的含量，提高了钢的质量
13、钢水脱氧的目的：氧含量脱除到钢种要求范围
排除脱氧产物和减少钢中非金属夹杂数量
改善非金属夹杂的分布和形状
细化钢的晶粒
14、炉外精炼：把转炉或电炉中初炼的钢水移到另一种容器中进行精炼的过程
15、钢的浇铸可分为：模铸和连铸
16、钢塑性加工方式按施力方式可以分为：
锻造，挤压，拉拔，轧制，冲压，剪切，弯曲
17、塑性成形的目的：改变形状和尺寸
改善组织和性能
18、织构：晶粒空间取向趋于一致的组织形态
19、金属塑性变形的加工方法有：冷加工、热加工
20、加工硬化：金属经过冷态下的塑性变形后，其强度硬度提高，而塑性韧性下降的现象。
21、不锈钢按组织分类：铁素体不锈钢、马氏体不锈钢、奥氏体不锈钢、
奥氏体—铁素体双相不锈钢
22、铝工业包括三个生产环节：从铝矿中提春暖氧化铝
用熔盐电解法从氧化铝中制取铝
铝加工
23、从矿石中提取氧化铝的方法：拜尔法、碱石灰烧结法、拜尔—烧结联合法
24、拜尔法的原理：用NaoH溶液加强溶解铝土矿中的Al2O3，得到铝酸钠溶液，溶液与残渣分离后，降低温度，加入Al（OH）3颗粒做晶种，经长时间搅拌后，铝酸钠即水解，析出氢氧化铝，洗净，然后氢氧化铝在温度1100~1200摄氏度下煅烧，得到产品氧化铝
25、铝电解阴极反应方程式：Al3++3e-=Al
阳极反应生成CO2
26、铝的精炼阳极反应：Al-3e-= Al3+
阴极反应：Al3++3e-=Al
27、铝合金中夹杂物主要为：铝在熔融状态下，与氧、氮等元素化合而生成的氧化物、氮化物、碳化物和硫化物等夹杂物。气体主要是H2
第二部分高分子
1、自由基反应的机理：基元反应（链引发、链增长、链转移和链终止）
2、自由基聚合反应试验方法：本体聚合、悬浮聚合、溶液聚合、乳液聚合
3、缩合聚合反应的主要特征：
A、聚合反应是通过单体功能基间的反应逐步进行的
B、每步反应机理相同，反应速率和活化能大致相同
C、体系由单体和一系列中间产物组成，单体及任何中间产物两分子都能反应
D、聚合产物的分子量是逐步增大的
4、逐步聚合反应的实施方法：
熔融缩聚、溶液缩聚、界面缩聚
5、缩聚物具有反应活性的低聚物的生产：
（1）原料单体反应至一定阶段，生成的大分子是线性或支链型的具有反应活性的低聚物。若将反应停止，则获得树枝状的产物
（2）所得到的预聚物在应用或成型中，潜在的未反应掉的官能团或双键继续反应，直至生成体型结构聚合物
6、离子聚合的一般特性：多种链增长活性共存、单体与引发剂之间有选择性
7、成型加工方法主要有：混合与混炼、挤出成型、注射成型、压延成型、磨压成型
8、影响制品性能的化学因素：聚合物的组成及连接方式、立体规整性、交联、端基、结构缺陷、支链
9、影响制品性能的物理因素：相对分子质量及其分布、结晶性、粒径与粒度分布、成型过程中的取向、熔体粘度与成型性
10、高分子制品添加剂包括：增塑剂、稳定剂、填料、润滑剂、着色剂、固化剂
11、选择添加剂应遵循的原则：
与高分子化合物的配任性耐久性
加工适应性制品性能的制约性
不同添加剂之间的相互作用性经济性
12、共混改性的目的：提高聚合物的使用性能
改善聚合物的加工性能
降低成本
13、共混方法：物理机械共混法&液体共混法
化学共聚共混法&互穿网络聚合物制备技术
14、共混过程三要素：压缩、剪切、置换
15、间歇式的混炼设备只要有：高速搅拌机、开炼机、Z型捏合机
连续式的混炼设备主要有：单螺旋挤出机、双螺旋挤出机、行星式螺旋挤出机
16、单螺旋挤出机物料经历的三个区分别遵循的理论
固体输送区固体输送理论
熔融区熔融理论
熔体输送区熔体输送理论
螺杆的三个段：加料段、压缩段、均化段
第三部分无机非金属
1、玻璃的通性：各向同性、介稳性、无固定熔点、性质变化的连续性和可逆性
2、由以SiO2为主的各种氧化物组成，根据各种氧化物在玻璃结构中所引起的作用不同，可将它们分为玻璃形成体、玻璃中间体、玻璃调整体
3、从加热配合料直到熔成玻璃液，熔制过程分为5个阶段：
硅酸盐形成阶段—玻璃形成阶段—玻璃液的澄清阶段—玻璃液的均化阶段—玻璃液的冷却阶段
4、玻璃体的缺陷（按状态不同）：
气泡（气体夹杂物）、结石（结晶夹杂物）、条纹和节瘤（玻璃态夹杂物）
5、硅酸盐水泥熟料的组成：简写
硅酸三钙3CaO.SiO2 C3S
硅酸二钙2CaO.SiO2 C2S
中间相铝酸三钙3CaO.Al2O3 C3A
铁相固溶体4CaO.Al2O3.Fe2O3 C4AF
游离氧化钙（f—CaO）和方镁石
6、硅酸盐水泥的生产过程：生料制备、熟料的煅烧、水泥粉磨
7、硅酸盐水泥的水化产物：氢氧化钙、C—S—H凝胶、水化硫铝酸钙、
水化硫铝（铁）酸钙、水化铝酸钙、水化铁酸钙
8、无机非金属材料的定义：是以某些元素的氧化物、碳化物、氮化物、卤素化合物、硼化物以及硅酸盐、磷酸盐、硼酸盐等物质组成的材料
9、降低陶瓷脆性（即增韧）的方法：表面补强、复合增韧、相变增韧
10、陶瓷胚体组成的表示方法：配料量表示法、化学组成表示法、示性矿物表示法、实
验室表示法
11、釉的作用：使胚体对液体和气体具有不透明性
覆盖胚体表面并给人以美的感觉
防止玷污胚体，即使玷污也易洗刷干净
与胚体起作用，并与胚体形成整体
12、陶瓷成型方式：注浆成型、塑性成形、压制成型
第四部分复合材料
1、复合材料的特征：细观上是非均相材料，组分材料间有明显的界面
组分材料性能差距很大
组成复合材料后性能有较大的改进
组分材料的分数大于10%
2、复合材料的结构：有两种以上组分及它们间的界面构成
3、聚合物基复合材料的性能特点：
比强度高，比模量好耐腐蚀性能好，破损安全性能高
阻尼减震性好具有多种功能
良好的加工工艺性各向异性和性能可设计性
4、金属基复合材料的性能特点：
高比强度，比模量导电导热性能好
热膨胀系数小，尺寸稳定性好良好的疲劳性能和断裂韧性
优良的高温性能耐磨性好
不吸槽、不老化、气密性好
5、碳纤维的制造：
预氧化作用—碳化处理—石墨化处理—上浆与表面处理
6、复合材料用聚合物基体：环氧树脂、不饱和聚酯、酚醛树脂、呋喃树脂、
聚酰亚胺、有机硅树脂、高性能热塑性树脂
7、聚合物复合材料制备工艺及方法：手糊成型、磨压成型、缠绕成型、注射成型、
拉挤成型、真空压力成型
8、金属基复合材料界面反应产生的结果：界面结合强度得到提高
产生脆性的界面反应物
造成增强体表面损伤和基体成分改变
填空题：
1、铜合金传统的分为：紫铜、黄铜、青铜、白铜
2、陶瓷的主要成型方式为：注浆成型，塑性成形，压制成型
3、按连锁聚合反应机理制备的聚合物的聚合反应实施方法：本体聚合、溶液聚合、悬浮聚合、乳液聚合
4、陶瓷基复合材料的主要制备方法：粉体制备，成型，烧结
5、熔融缩聚的基本特点是反应温度高、反应时间长、需在惰性气氛下进行、反应后期需高真空
6、提高树脂基复合材料界面结合力的方法是增加表面粗糙度、增加润湿性、使用交联剂
7、炼铁的原料组成：含铁原料、溶剂、燃料、鼓风
8、冷加工与热加工的主要区别取决于再结晶温度
9、碳纤维、石墨纤维的基本结构：三位维有序的六方晶体，其区别为相邻层间原子位置不同
10、影响复合材料界面结合力的主要因素纤维表面晶体大小及比表面积、浸润性、界面反应性、残余应力
11、电解铝制备原铝的过程为向电解槽中通入直流电，在碳阴极和碳阳极上发生电化学反应，其中冰晶石的主要作用为原料
12、悬浮聚合工艺中，分散悬浮剂的主要作用为防止聚合物结块
13、制备陶瓷基复合材料的主要目的是提高抗冲击性能，增加韧性
14、镁的冶炼方法主要有熔盐电解法、热还原法
15、镁合金按加工工艺分变形镁合金，铸造镁合金
16、铜的冶炼方法主要是火法冶炼、湿法冶炼两大类
17、降低陶瓷脆性的方法有表面补强、复合增韧、相变增韧
18、施釉的基本方法有：浸釉、淋釉、喷釉
19、特种玻璃的制备方法：溶胶—凝胶法、气相法、高速冷却法、气氛条件熔融法
20、硅酸盐水泥的生产过程包括生料制备、熟料的煅烧、水泥粉磨
21.、影响水泥水化速率的因素主要有熟料矿物组成、水灰比、细度、养护温度、外加剂
22、共混改性的目的提高聚合物的使用性能、改善聚合物的加工性能、降低成本
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第一章溶胶-凝胶法 名词解释 1. 胶体(Colloid)：胶体是一种分散相粒径很小的分散体系，分散相粒子的质量可以忽略不计，粒子之间的相互作用主要是短程作用力。 2. 溶胶：溶胶是具有液体特征的胶体体系，是指微小的固体颗粒悬浮分散在液相中，不停地进行布朗运动的体系。分散粒子是固体或者大分子颗粒，分散粒子的尺寸为1nm-100nm，这些固体颗粒一般由10^3个-10^9个原子组成。 3. 凝胶(Gel)：凝胶是具有固体特征的胶体体系，被分散的物质形成连续的网络骨架，骨架孔隙中充满液体或气体，凝胶中分散相含量很低，一般为1%-3%。 4. 多孔材料：是由形成材料本身基本构架的连续固相和形成孔隙的流体所组成。 一、填空题 1.溶胶通常分为亲液型和憎液型型两类。 2.材料制备方法主要有物理方法和化学方法。 3.化学方法制备材料的优点是可以从分子尺度控制材料的合成。 4.由于界面原子的自由能比内部原子高，因此溶胶是热力学不稳定 体系，若无其它条件限制，胶粒倾向于自发凝聚，达到低比表面状 态。 5.溶胶稳定机制中增加粒子间能垒通常用的三个基本途径是使胶粒带表面电荷、利用空间位阻效应、利用溶剂化效应。
6.溶胶的凝胶化过程包括脱水凝胶化和碱性凝胶化两类。 7.溶胶－凝胶制备材料工艺的机制大体可分为三种类型传统胶体型、无机聚合物型、络合物型。 8.搅拌器的种类有电力搅拌器和磁力搅拌器。 9.溶胶凝胶法中固化处理分为干燥和热处理。 10.对于金属无机盐的水溶液，前驱体的水解行为还会受到金属离子半径的大小、电负性和配位数等多种因素的影响。 二、简答题 溶胶－凝胶制备陶瓷粉体材料的优点？ 制备工艺简单，无需昂贵的设备；对多元组分体系，溶胶-凝胶法可大大增加其化学均匀性；反应过程易控制，可以调控凝胶的微观结构；材料可掺杂的范围较宽（包括掺杂量及种类），化学计量准确，易于改性；产物纯度高，烧结温度低等。 第二章水热溶剂热法 名词解释 1、水热法：是指在特制的密闭反应器（高压釜）中，采用水溶液作为反应体系，通过将反应体系加热至临界温度（或接近临界温度），在反应体系中产生高压环境而进行无机合成与材料制备的一种有效方法。 2、溶剂热法：将水热法中的水换成有机溶剂或非水溶媒（如有机胺、醇、氨、四氯化碳或苯等），采用类似于水热法的原理，以制备在水溶液中无法长成、易氧化、易水解或对水敏感的材料。 3、超临界流体：是指温度及压力都处于临界温度或临界压力之上的流
1 材料制备与加工实验指导书
材料制备与加工实验实验指导书
目录 实验1、铝合金时效硬化曲线的测定及其影响因素分析实验2、焊接工艺与焊缝组织检验 实验4、热塑性塑料的挤出造粒和注射成型
实验1、铝合金时效硬化曲线的测定及其影响因素分析 一、实验目的 1．掌握固溶淬火及时效处理的基本操作； 2．了解时效温度和时效时间对时效强化效果的影响规律； 3．了解固溶淬火工艺(淬火加热温度、保温时间及淬火速度等)对铝合金时效效果的影响； 4．掌握金属材料最佳淬火温度的确定方法； 5．加深对时效强化及其机制的理解。 二、实验原理 从过饱和固溶体中析出第二相(沉淀相)或形成溶质原子聚集区以及亚稳定过渡相的过程称为脱溶或沉淀，它是一种扩散型相变。发生这种转变的最基本条件是，合金在平衡状态图上有固溶度的变化，并且固溶度随温度降低而减少，如图2-1所示。如果将C 成分的合金自 单相α固溶体状态缓慢冷却到固溶度线(MN)以下温度(如T 3 )保温时，β相将从α相固溶体中 脱溶析出，α相的成分将沿固溶度线变化为平衡浓度C 1，这种转变可表示为α(C )→α(C 1 )+β。 其中β为平衡相，它可以是端际固溶体，也可以是中间相，反应产物为(α+β)双相组织。将这种双相组织加热到固溶度线以上某一温度(如T 1 )保温足够时间，β相将全部溶入α相中，然后再急冷到室温将获得单相过饱和的α固溶体。这种处理称为固溶处理（淬火）。 图2-1 固溶处理与时效处理的工艺过程示意图 然而过饱和的α相固溶体在室温下是亚稳定的，它在室温或较高温度下等温保持时，亦将发生脱溶。但脱溶相往往不是状态图中的平衡相，而是亚稳相或溶质原子聚集区。这种脱溶可显著提高合金的强度和硬度，称为时效硬(强)化或沉淀硬(强)化。 合金在脱溶过程中，其力学性能、物理性能和化学性能等均随之发生变化，这种现象称为时效。室温下产生的时效称为自然时效，高于室温的时效称为人工时效。 若将过饱和固溶体在足够高的温度下进行时效，最终将沉淀析出平衡脱溶相。但在平衡相出现之前，根据合金成分不同会出现若干个亚稳脱溶相或称为过渡相。以Al-4％Cu合金为
材料先进加工技术
1. 快速凝固 快速凝固技术的发展，把液态成型加工推进到远离平衡的状态，极大地推动了非晶、细晶、微晶等非平衡新材料的发展。传统的快速凝固追求高的冷却速度而限于低维材料的制备，非晶丝材、箔材的制备。近年来快速凝固技术主要在两个方面得到发展：①利用喷射成型、超高压、深过冷，结合适当的成分设计，发展体材料直接成型的快速凝固技术；②在近快速凝固条件下，制备具有特殊取向和组织结构的新材料。目前快速凝固技术被广泛地用于非晶或超细组织的线材、带材和体材料的制备与成型。 2. 半固态成型 半固态成型是利用凝固组织控制的技术.20世纪70年代初期，美国麻省理工学院的Flemings 教授等首先提出了半固态加工技术，打破了传统的枝晶凝固式，开辟了强制均匀凝固的先河。半固态成型包括半固态流变成型和半固态触变成形两类：前者是将制备的半固态浆料直接成型，如压铸成型（称为半固态流变压铸）；后者是对制备好的半固态坯料进行重新加热，使其达到半熔融状态，然后进行成型，如挤压成型（称为半固态触变挤压） 3. 无模成型 为了解决复杂形状或深壳件产品冲压、拉深成型设备规模大、模具成本高、生产工艺复杂、灵活度低等缺点，满足社会发展对产品多样性（多品种、小规模）的需求，20世纪80年代以来，柔性加工技术的开发受到工业发达国家的重视。典型的无模成型技术有增量成型、无摸拉拔、无模多点成型、激光冲击成型等。 4.超塑性成型技术 超塑性成型加工技术具有成型压力低、产品尺寸与形状精度高等特点，近年来发展方向主要包括两个方面：一是大型结构件、复杂结构件、精密薄壁件的超塑性成型，如铝合金汽车覆盖件、大型球罐结构、飞机舱门，与盥洗盆等；二是难加工材料的精确成形加工，如钛合金、镁合金、高温合金结构件的成形加工等。 5. 金属粉末材料成型加工 粉末材料的成型加工是一种典型的近终形、短流程制备加工技术，可以实现材料设计、制备预成型一体化；可自由组装材料结构从而精确调控材料性能；既可用于制备陶瓷、金属材料，也可制备各种复合材料。它是近20年来材料先进制备与成型加工技术的热点与主要发展方向之一。自1990年以来，世界粉末冶金年销售量增加了近2倍。2003年北美铁基粉末。相关的模具、工艺设备和最终零件产品的销售额已达到91亿美元，其中粉末冶金零件的销售为64亿美元。美国企业生产的粉末冶金产品占全球市场的一半以上。可以预见，在较长一段时间内，粉末冶金工业仍将保持较高的增长速率。粉末材料成型加工技术的研究重点包括粉末注射成型胶态成型、温压成型及微波、等离子辅助低温强化烧结等。 6. 陶瓷胶态成型 20世纪80年代中期，为了避免在注射成型工艺中使用大量的有机体所造成的脱脂排胶困难以及引发环境问题，传统的注浆成型因其几乎不需要添加有机物、工艺成本低、易于操作制等特点而再度受到重视，但由于其胚体密度低、强度差等原因，他并不适合制备高性能的陶瓷材料。进入90年代之后，围绕着提高陶瓷胚体均匀性和解决陶瓷材料可靠性的问题，开发了多种原位凝固成型工艺，凝胶注模成型工艺、温度诱导絮凝成形、胶态振动注模成形、直接凝固注模成形等相继出现，受到严重重视。原位凝固成形工艺被认为是提高胚体的均匀性，进而提高陶瓷材料可靠性的唯一途径，得到了迅速的发展，已逐步获得实际应用。 7. 激光快速成型 激光快速成形技术，是20实际90年代中期由现代材料技术、激光技术和快速原型制造术相结合的近终形快速制备新技术。采用该技术的成形件完全致密且具有细小均匀的内部组
各种材料及其加工工艺详解
各种材料及其加工工艺详解 1. 表面立体印刷（水转印）水转印——是利用水的压力和活化剂使水转印载体薄膜上的剥离层溶解转移，基本流程为： a. 膜的印刷：在高分子薄膜上印上各种不同图案； b. 喷底漆：许多材质必须涂上一层附着剂，如金属、陶瓷等，若要转印不同的图案，必须使用不同的底色，如木纹基本使用棕色、咖啡色、土黄色等，石纹基本使用白色等； c. 膜的延展：让膜在水面上平放，并待膜伸展平整； d. 活化：以特殊溶剂(活化剂)使转印膜的图案活化成油墨状态； e. 转印：利用水压将经活化后的图案印于被印物上； f. 水洗：将被印工件残留的杂质用水洗净； g. 烘干：将被印工件烘干，温度要视素材的素性与熔点而定； h. 喷面漆：喷上透明保护漆保护被印物体表面； i. 烘干：将喷完面漆的物体表面干燥。水转印技术有两类，一种是水标转印技术，另一种是水披覆转印技术，前者主要完成文字和写真图案的转印，后者则倾向于在整个产品表面进行完整转印。披覆转印技术(CubicTransfer)使用一种容易溶解于水中的水性薄膜来承载图文。由于水披覆薄膜张力极佳，很容易缠绕于产品表面形成图文层，产品表面就像喷漆一样得到截然不同的外观。披覆转印技术可将彩色图纹披覆在任何形状之工件上，为生产商解决立体产品印刷的问题。曲面披
覆亦能在产品表面加上不同纹路，如皮纹、木纹、翡翠纹及云石纹等，同时亦可避免一般板面印花中常现的虚位。且在印刷流程中，由于产品表面不需与印刷膜接触，可避免损害产品表面及其完整性。 2. 金属拉丝直纹拉丝是指在铝板表面用机械磨擦的方法加工出直线纹路。它具有刷除铝板表面划痕和装饰铝板表面的双重作用。直纹拉丝有连续丝纹和断续丝纹两种。连续丝纹可用百洁布或不锈钢刷通过对铝板表面进行连续水平直线磨擦（如在有装置的条件下手工技磨或用刨床夹住钢丝刷在铝板上磨刷）获取。改变不锈钢刷的钢丝直径，可获得不同粗细的纹路。断续丝纹一般在刷光机或擦纹机上加工制得。制取原理：采用两组同向旋转的差动轮，上组为快速旋转的磨辊，下组为慢速转动的胶辊，铝或铝合金板从两组辊轮中经过，被刷出细腻的断续直纹。乱纹拉丝是在高速运转的铜丝刷下，使铝板前后左右移动磨擦所获得的一种无规则、无明显纹路的亚光丝纹。这种加工，对铝或铝合金板的表面要求较高。波纹一般在刷光机或擦纹机上制取。利用上组磨辊的轴向运动，在铝或铝合金板表面磨刷，得出波浪式纹路。旋纹也称旋光，是采用圆柱状毛毡或研石尼龙轮装在钻床上，用煤油调和抛光油膏，对铝或铝合金板表面进行旋转抛磨所获取的一种丝纹。它多用于圆形标牌和小型装饰性表盘的装饰性加工。 螺纹是用一台在轴上装有圆形毛毡的小电机，将其固定在桌
材料合成与制备方法教学大纲
《无机材料合成》实验教学大纲 课程名称：无机材料合成 课程编号：094300560 总学时：36 适用对象：材料化学本科专业 一、教学目的和任务： 《无机材料合成》是材料化学专业的一门必修课。本课程的任务是通过各种教学环节，使学生掌握单晶材料的制备、薄膜的制备、非晶态材料制备、复合材料的制备、功能陶瓷的合成与制备、结构陶瓷的制备、功能高分子的制备、催化材料制备、低维材料制备等，使学生获得先进材料合成与制备的基础知识，毕业后可适应化工材料的科学研究与技术开发工作。 二、教学基本要求： 在全部教学过程中，应始终坚持对学生进行实验室安全和爱护公物的教育；简单介绍有效数字和误差理论；介绍正确书写实验记录和实验报告的方法以及基本操作和常规仪器的使用方法。无机材料的制备方法、薄膜制备的溶胶-凝胶法、纳米晶的水热合成法、纳米管的气相沉积法的原理和基本操作方法，材料结构表征和性能测试的结果的正确分析，并在此基础上研究材料结构和性能的关系。培养学生的实际动手操作能力；深刻领会课本所学的理论知识，具有将理论知识应用于实践中的能力。 三、教学内容及要求 实验一无机材料合成(制备)方法与途径 实验仪器：计算机 实验内容：认识无机材料合成中的各种元素、化学反应；相关中外文摘、期刊的查阅方法。 实验要求：了解无机材料合成的基本方法、途径与制约条件 实验二晶体合成 实验仪器：磁力搅拌器、烧杯 实验内容：晶体的生长 实验要求：了解晶体的基本分类与应用；熟悉晶体生长的基本原理；重点掌握晶体合成的技术与方法。 实验三薄膜制备 实验仪器：压电驱动器、磁力搅拌器、烧杯 实验内容：薄膜材料的制备 实验要求：掌握薄膜材料的分类与应用；薄膜与基材的复合方法、途径以及制约条件； 实验四胶凝材料的制备
材料合成制备与加工资料总结纯手打
缩聚实施方法：1、熔融缩聚：在反应中不加溶剂，使反应温度在原料单体和缩聚物熔化温度以上进行的缩聚反应。缩聚物大品种聚酯、聚酰胺，聚碳酸酯等都是用熔融缩聚法进行工业生产，反应温度须高于单体和所得缩聚物的熔融温度，一般为150～350℃工艺简单，不使用溶剂，省去了回收工序，降低成本，反应物浓度高，降低了成环倾向。工艺操作可间歇，也可连续（不必分离聚合物, 熔体直接用于纺丝）。聚合反应为可逆反应，须高温高真空除去生成的低分子。如涤纶2、溶液缩聚：当单体或缩聚产物在熔融温度下不够稳定而易分解变质，为了降低反应温度，在溶剂中进行的缩聚反应称为溶液缩聚。广泛应用于涂料、胶粘剂等的制备，特别适于分子量高且难熔的耐热聚合物，如聚酰亚胺、聚砜等。3、界面缩聚：两种单体分别溶于两种不互溶的溶剂中，将这两种溶液倒在一起，在两液相界面上发生缩聚反应，聚合产物不溶于溶剂，在界面析出。（1）为不可逆反应，小分子副产物不需真空抽出；（2）单体分子配比，纯度要求不严；（3）单体为高反应性，聚合物在界面迅速生成，其分子量与总的反应程度无关；（4）反应温度低，室温即可进行，可避免因高温而导致的副产物，有利用高熔点耐热聚合物的合成；（5）常用二酰氯单体，合成复杂，有毒，小分子副产物NaCl难以洗净，过程消耗溶剂。如动态法制备粉末状芳香聚酰胺4、固相缩聚：在缩聚起始原料和生成的聚合物熔点以下温度进行的缩聚反应称为固相缩聚（1）反应温度低，反应缓和，适合于稳定性不好的单体及聚合物，产物分解杂质少，热稳定性、耐光降解性好；（2）适用于熔点高的结晶性单体，缩聚过程中产生的小分子副产物应及时脱除；（3）低分子预聚物在固体状态下进一步缩聚成高分子量的粒状物，解决了高分子量物料进行成粒加工困难的问题。如尼龙。涤纶的三种工业合成工艺：（1）酯交换法（要制备DMT，消耗甲醇，流程长，成本高，但成熟）（2）直接缩聚法（TPA法）特点：省去DMT的合成工艺，用料省，设备能力高，但对苯二甲酸不易熔融，易升华，不易溶于乙二醇，高温易变色。（3）环氧乙烷法（EO法）省去制备乙二醇，不用甲醇，原料节约；不用高纯度对苯二甲酸，生成BHET易于提纯；EO与对苯二甲酸反应速度快，设备利用率高，但EO易爆，反应速度过快。体型高分子材料：经进一步缩聚反应或加聚反应形成的最终产物为体型结构聚合物，其单体一部分含有的反应性官能团数目大于2，尚含有潜在的可发生加聚反应的双键以及发生逐步聚 合反应的官能团。如酚醛树脂 聚氨酯的原料单体、官能团：二（多）元异氰酸酯+二 （多）元羟基化合物/端羟基聚醚/端羟基聚酯共聚物 的类型：1、无序共聚物：两种单元A、B在高分子链上 的排列是无规的。丁苯橡胶、氯乙烯-醋酸乙烯共聚物。 2、交替共聚物：A、B单元轮番交替排列，即严格相间例：苯乙烯-马来酸酐。 3、嵌段共聚物：共聚物分子链是由较长的A链段和另一较长的B链段构成。苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物。 4、接枝共聚物：共聚物主链由单元A组成，而支链则由单元B组成。丁二烯-苯乙烯接枝共聚物。ABS树脂：丙烯腈、丁二烯、苯乙烯的三种成分组成的一类耐冲击性热塑性树脂的总称。聚合方法：乳液接枝共聚－悬浮法聚合。共聚混合物区别共聚物：化学结构不同的均聚物或共聚物的物理混合物叫做共混聚合物，又叫做聚合物合金。区别：聚合物组分子间的作用力。共混聚合物：分子间力相结合。共聚物：共价键。增韧塑料：用弹性体作为分散相填充塑料，橡胶作为应力集中体能诱发塑料基体产生银纹或剪切带，使基体屈服，吸收大量能量，达到增韧效果。增塑剂作用：增加塑料的柔韧性，耐寒性；使塑料的Tg、Tm、Tf 降低；降低粘度，增加流动性，改善加工性。TCP - 磷酸三甲酚脂；DOP - 邻苯二甲酸二辛脂；DOA - 己二酸二辛脂增塑剂。塑料一次成型方法及常用设备：挤出成型、注射成型、模压成型、压延成型、铸塑成型、传递模塑、模压烧结、泡沫塑料。单双螺杆挤出机、注射机、压延机。生胶？乳液聚合制橡胶后期生胶如何获得：没有经过塑炼或混炼的分子量很高的线型聚合物橡胶叫生胶。乳液聚合橡胶后处理：胶乳-絮凝-水洗-干燥-生胶。为何进行塑炼？硫化？将橡胶生胶在机械力、热、氧等作用下，从强韧的弹性状态转变为柔软而具有可塑性的状态，即增加其可塑性（流动性）的工艺过程称为塑炼。降低生胶弹性，增加可塑性，获得适当流动性，以满足混炼、压延、压出、成型、硫化以及胶浆制造、海绵胶制造等各种加工工艺过程的要求。通过硫化使具有塑性的半成品又变成弹性高、物理机械性能好的橡胶制品。合成纤维纺丝成型方式：1、溶液纺丝工艺：将高聚物溶解于溶剂中，制得粘稠的纺丝液，由喷丝头喷成细流，通过凝固介质使之凝固成为纤维2、熔融纺丝工艺：将熔体在一定的压力下定量的压出喷丝孔，冷却后形成纤维，再经过拉伸、卷曲、切断等工序成为一定规格的可纺短纤维，或在拉伸后进行加捻，定型等工序，使之成为符合指标的长纤维。干法、湿法纺丝有何不同：湿法纺丝的纺丝速度慢（20米/分）在凝固浴中完成纺丝，干法纺丝的纺丝速度较快（100-500米/分）在热空气流中完成纺丝。
金属材料及加工工艺
金属加工工艺 第一篇变形加工第二篇切削加工第三篇磨削加工第四篇焊接第五篇热处理第六篇表面处理 第一篇变形加工 一、塑性成型 二、固体成型 三、压力加工 四、粉末冶金 一、塑性成型加工 塑性(成型) 塑性(成型)加工是指高温加热下利用模具使金属在应力下塑性变形。 分类： 锻造： 锻造：在冷加工或者高温作业的条件下用捶打和挤压的方式给金属造型，是最简单最古老的金属造型工方式给金属造型，艺之一。艺之一。 扎制： 扎制：高温金属坯段经过了若干连续的圆柱型辊子，高温金属坯段经过了若干连续的圆柱型辊子，辊子将金属扎入型模中以获得预设的造型。 挤压：用于连续加工的，具有相同横截面形状的实心或者空心金属造型的工艺，状的实心或者空心金属造型的工艺，既可以高温作业又可
以进行冷加工。 冲击挤压：用于加工没有烟囱锥度要求的小型到中型规格的零件的工艺。生产快捷，可以加工各种壁厚的零件，加工成本低。 拉制钢丝： 拉制钢丝：利用一系列规格逐渐变小的拉丝模将金属条拉制成细丝状的工艺。 二、固体成型加工 固体成型加工：是指所使用的原料是一些在常温条件下可以进行造型的金属条、片以及其他固体形态。加工成本投入可以相对低廉一些。 固体成型加工分类：旋压：一种非常常见的用于生产圆形对称部件的加工方法。加工时，将高速旋转的金属板推近同样高速旋转的，固定的车床上的模型，以获得预先设定好的造型。该工艺适合各种批量形式的生产。弯曲：一种用于加工任何形式的片状，杆状以及管状材料的经济型生产工艺。 冲压成型： 金属片置于阳模与阴模之间经过压制成型，用于加工中空造型，深度可深可浅。 冲孔： 利用特殊工具在金属片上冲剪出一定造型的工艺，小批量生产都可以适用。冲切：与冲孔工艺基本类似，不同之处在于前者利用冲下部分，而后者利用冲切之后金属片剩余部分。 切屑成型：当对金属进行切割的时候有切屑生产的切割方式统称为切屑
材料制备工艺与设备名词解释
谢建军材料制备工艺与设备 名词解释（未收录各种成型工艺的定义） 材料工艺：材料的生产工艺就是把天然原料（包括人造原料）经过物理和化学变化而变成工程上有用的原材料的工艺技术。（将任何一种材料从原料到成品的整个过程称为材料工艺过程） 材料工艺过程：任何一种材料从原料→成品的整个过程。 材料设备？ 材料：人类赖以生存的物质基础。人类社会生产力水平的标志。 材料工艺任务：通过改变和控制材料的外部形态和内部结构把材料加工成人类社会所需的各种部件和成品。 材料的加工性能：即材料被加工的能力。 单晶材料液相法：直接从气体凝固或利用气相化学反应制备单晶体的方法 单晶材料固相法：在固态条件下，使异常晶粒不断长大吞并其他小晶粒而得到单晶的方法。 材料工艺性能：是指材料适应工艺而获得规定性能和外形的能力。 工艺性能的表征方法——相关法：将材料的工艺性能与一些简单的物理、化学、力学参量联系起来。 热工：就是指关于热（加热、保温和降温制度）的工程技术。 无机非金属材料：是以某些元素的氧化物、碳化物、氮化物、卤素化合物、硼化物以及硅酸盐、铝酸盐、磷酸盐、硼酸盐等物质组成的材料。 材料科学：就是研究有关材料的组成、结构与工艺流程对于材料性能与用途的影响。 水泥磨：水泥磨是指在水泥熟料中添加石膏（调节水泥的硬化时间和硬化强度）、混合料（火山灰、粉煤灰等）后进行混合均匀的简单球磨过程。 喷火口：是挡火墙与燃烧室上部窑墙之间的空间。 陶瓷（广义）：用陶瓷生产方法制造的的无机非金属固体材料和产品的通称。 陶瓷（狭义）：以粘土、长石、石英为主要原料，经过粉碎、混炼、成型、煅烧等工艺过程制得的产品。 普通（传统）陶瓷：以粘土及其他天然矿物（长石、石英等）为原料经粉碎、混合、成型、焙烧等工艺过程而制得的制品。
材料合成制备与加工
第一部分金属 1、冶炼原理：氧化还原反应 2、冶炼金属的方法：热分解法、热还原法、电解法、湿法冶金 3、冶炼的一般规律：金属活动性顺序中，金属的位置越靠后，越容易被还原，金属的位置越靠前，越难被还原 4、铁的分类：生铁、熟铁、粒铁、海绵铁、工业纯铁 5、铁的冶炼方法：高炉炼铁、直接还原、海绵炼铁法、熔融还原 6、高炉炼铁的设备主要有：高炉本体、腐蚀设备（供料和装料系统、染料系统、渣铁处理、送风系统、煤气储存系统） 7、高炉炼铁中以CO为主要反应的方程式： 3Fe2O3+CO=2Fe3O4+CO2 Fe3O4+CO=FeO+CO2 FeO++CO=Fe+CO2 8、炼钢的基本任务：去除杂质（S、P、O、H、N和夹杂物） 调整钢的成分 调整钢液的温度 9、钢的冶炼方法主要有：转炉炼钢法、电弧炉炼钢法、平炉炼钢法 10、转炉炼钢法包括：贝氏炉炼钢、托马斯炼钢、碱性侧吹转炉炼钢、氧气顶吹转炉炼钢、氧气底吹转炉炼钢、顶底复合吹炼钢 11、复吹转炉底吹气体的表现： A、强化熔池搅拌，均匀钢水成分、温度 B、加速炉内反应，使渣—钢反应界面增大，元素间化学反应和传质过程更趋于平衡 C、冷却保护供气原件，使供气原件寿命延长 12、顶底复合吹炼的优点： （1）熔池搅拌的结果改变了原顶吹炼钢的钢水温度不均匀性 （2）终点渣中氧化铁的含量比顶吹转炉要低 （3）脱磷、脱硫效果比顶吹转炉好 （4）钢中氧含量比顶吹转炉底 （5）钢铁量、脱氧用铁合金和铝、氧气和石灰都比顶吹转炉消耗低 （6）降低了钢种气体和有害夹杂物的含量，提高了钢的质量 13、钢水脱氧的目的：氧含量脱除到钢种要求范围 排除脱氧产物和减少钢中非金属夹杂数量 改善非金属夹杂的分布和形状
材料合成与制备方法(金属篇) 复习总结
材料合成与制备方法（金属篇） 第一章单晶材料的制备 1.单晶体经常表现出电、磁、光、热等方面的优异性能，广泛用于现在工业的诸多领域。 2.固—固生长法即是结晶生长法。其主要优点是，能在较低的温度下生长；生长晶体的形状是预先固定的。缺点是难以控制成核以形成大晶粒。 3.结晶通常是放热过程的证明：对任何过程有△G=△H-T△S,在平衡态时△G=0，即 △H=T△S。这里△H是热焓的变化，△S是熵变，T是绝对温度。由于在晶体生长过程中，产物的有序度要比反应物的有序度要高，所以△S<0，△H<0，故结晶通常是放热过程。 4.应变是自发过程，而退火是非自发过程的证明：对于未应变到应变过程，有△E1-2=W-q,这里W是应变给予材料的功，q是释放的热，且W>q。△H1-2=△E1-2+△（pv），由于△（pv）很小，近似得△H1-2=△E1-2。而△G1-2=△H1-2-T△S=W-q-T△S，在低温下T△S可忽略，故△G1-2=W-q>0。因此使结晶产生应变不是一个自发过程，而退火是自发过程。（在退火过程中提高温度只是为了提高速度） 5.再结晶驱动力：经过=塑性变形后，材料承受了大量的应变，因而储存大量的应变能。在产生应变时，发生的自由能变化近似等于做功减去释放的热量。该热量通常就是应变退火再结晶的主要推动力。应变退火再结晶推动力可以由下式给出：△=W-q+G S+△G0。这里W是产生应变或加工时所做的功，q是作为热而释放的能量，G S是晶粒的表面自由能，△G0是试样中不同晶粒取向之间的自由能差。 6.晶粒长大的过程是：形核—焊接—并吞。其推动力是储存在晶粒间界的过剩自由能的减少，因此晶界间的运动起着缩短晶界的作用，晶界能可以看做晶界之间的一种界面张力，而晶粒的并吞使这种张力减小。 7.若有一个晶粒很细微的强烈的织构包含着几个取向稍微不同的较大的晶体，则有利于二次再结晶。再结晶的驱动力是由应变消除的大小差异和欲生长晶体的取向差异共同提供的。 8.在应变退火中，通常在一系列试样上改变应变量，以便找到退火期间引起一个或多个晶粒生长所必须的最佳应变量或临界应变。一般而言，1%~10%的应变足够满足要求，相应的临界应变控制精度不高于0.25%. 9.均匀形核：形成临界晶核时，液、固相之间的自由能差能供给所需要的表面能的三分之二，另三分之一则需由液体中的能量起伏提供。△G*=1/3A**σ。
材料与材料加工技术
材料加工技术讲义 徐刚，韩高荣编制 浙江大学材料科学与工程学系 二 0 一二年六月 绪论 材料是人类文明的物质基础，是社会进步和高新技术发展的先导。自上世纪70 年代开始，人们把信息、能源和材料看作是现代社会的三大支柱。新材料和新材料技术的研究、开发和应用反映了一个国家的科学技术与工业化水平。以大规模集成电路为代表的微电子技术，以光纤通信为代表的现代通信技术，以及及现代科技与技术于一体的载人航天技术等，几乎所有的高新技术的发展与进步，都以新材料和新材料技术的发展为突破和前提。 材料的制备与加工，和材料的成分与结构，材料的性能是决定材料使用性能的三大基本要素，构成材料科学与工程学四面体的底面，这充分反映了材料制备及加工技术的重要作用和地位。材料制备与加工技术的发展既对新材料的研究开发、应用和产业化具有决定性的作用，同时又可有效地改进和提高传统材料的使用性能，对传统材料产业的更新改造具有重要作用。因此，材料制备与加工技术的研究开发是目前材料科学与工程学最活跃的领域之一。 材料种类很多，按材料的键合特点和组成分类，大致分为四大类：金属材料、无机非金属材料、高分子材料和复合材料；按材料的用途分类，既可分为结构材料和功能材料两大类，也可细分为建筑材料、信息材料、能源材料、生物材料、航空航天材料等等。相应地，为了适应不同种类材料的键合特点，和使用特点及功能要求，材料制备和加工技术也多种多样。 本讲义是面向浙江大学材料科学与工程学专业学位硕士研究生培养而编写的“材料加工技术”。主要涉及金属材料加工和陶瓷粉体成型烧结先进制备技术，包括：金属材料快速凝固、定向凝固、半固态加工、连续铸轧、复合铸造技术，以及金属粉体、陶瓷粉体制备，和先进陶瓷成型、烧结等材料加工新技术新工艺。注重材料制备及加工技术案例分析，从技术个案的起源、开发、改进和完善的整个过程，对材料加工技术特点及其原理进行系统介绍，重点突出新技术创新的基本规律，培养学生自主创新和利用新技术开发新材料的能力。 第一章材料与材料加工技术 1.1 材料与新材料材料是人类用以制作各种用于产品的物质，是人类赖以生存的物质基础，新材料主要是指最近发展起来的或正在发展中的具有特殊功能或效用的材料。现代社会，大规模集成电路、光纤通信、航空航天等几乎所有的影响现代社会发展
高分子合成材料及聚乙烯生产工艺
高分子合成材料及聚乙烯生产工艺 随着科学技术的进步和社会经济的发展，高分子合成材料，包括合成树脂、合成纤维、合成橡胶的生产迅速发展，它们不仅是石油化工的重要产品，也是与国民经济和人民生活关系最为直接的产品。 高分子合成材料是分子量大的高分子化合物。大多数有机化合物的分子量在100~200左右，称为低分子化合物；高分子化合物的分子量通常约在10000以上。以聚乙烯为例，它是由约3000个左右乙烯分子连接而成的，分子量约84000左右。 高分子化合物是有许多低分子量的分子一个接一个联结而成的。这些用来合成高分子化合物的低分子原料，如合成聚乙烯用的乙烯，称为“单体”。这种把单体联结起来形成高分子的过程，称为“聚合”，生成的高分子化合物称为“聚合物”。一种单体的聚合称为“均聚”，生成的聚合物叫作“均聚物”。两种以上单体的聚合称为“共聚”，生成的聚合物叫作“共聚物”。 通用高分子合成材料的生产主要包括合成树脂、合成纤维、合成橡胶的生产。高分子合成材料的生产过程主要包括原料准备、单体聚合、聚合物分离及洗涤干燥等工序。 聚合反应的主要原料是单体和溶剂。在通常条件下，单体之间不容易发生聚合反应，要使聚合反应迅速反应进行，必须加入催化剂或引发剂。常用的聚合方法如下： ①本体聚合聚合在单体本体中进行，组分简单、产物纯净、操作简便。本体聚合的缺点是聚合热不易移出。采用本体聚合的有高压聚乙烯、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯（有机玻璃）的生产。 ②溶液聚合除单体外加入溶剂，使聚合在溶液中进行。溶液聚合的体系粘度低、容易混合和传热、温度易于控制。溶液聚合的缺点是聚合度较低，产物中常含有少量溶剂。用作涂料和胶粘剂的聚丙烯酸酯，直接作纺丝液的聚丙烯腈，都可采用溶液聚合 ③悬浮聚合加入分散剂使单体在水中形成悬浮液滴，聚合反应在液滴上进行。体系散热容易，产物形成颗粒小，容易分散，纯度较高。悬浮聚合的缺点是聚合产物容易粘在反应釜壁上。聚氯乙烯的聚合属于悬浮聚合。 ④乳液聚合加入乳化剂使单体在水中形成额乳液，其聚合机理特殊聚合速度快，产物分子量大，体系粘度低，易于散热。乳液聚合的缺点是乳化剂不易脱除干净，影响产品性能，特别是电性能较差。乳液聚合法主要用于合成橡胶，如丁苯橡胶、丁腈橡胶等的生产。 聚乙烯（简称PE）是结构最简单、应用最广泛的热塑性材料。它是由乙烯分子打开双键形成的结构单元，通过共价键重复联结起来形成的高分子聚合物。聚乙烯是无臭、无毒的白色蜡状半透明材料，具有优良的化学稳定性和电绝缘性能，但易燃烧。聚乙烯的用途十分广泛，主要用于制造塑料薄膜、电线电缆绝缘材料及包装材料、日用品等。 聚乙烯的生产工艺分高压聚合法、中压聚合法和低压聚合法。采用不同的聚合方法生产的聚乙烯的性能，如密度、结晶度、刚性、拉伸强度、透气率等性能均会有较大的差异。 低密度聚乙烯（LDPE）密度约为910~930kg/m3,分子量为10万~50万左右，一般采用高压法生产工艺。
(完整word版)材料合成与制备考试题
《材料合成与制备》期末测验试题 1. 解释下列术语（每题5分） （1）金属基复合材料 以金属或合金为基体，并以纤维、晶须、颗粒等为增强体的复合材料。按所用的基体金属的不同，使用温度范围为350～1200℃。 （2）自蔓延高温合成 自蔓延高温合成又称为燃烧合成技术，是利用反应物之间高的化学反应热的自加热和自传导作用来合成材料的一种技术，当反应物一旦被引燃，便会自动向尚未反应的区域传播，直至反应完全，是制备无机化合物高温材料的一种新方法。 （3）物理气相沉积 物理气相沉积技术表示在真空条件下，采用物理方法，将材料源——固体或液体表面气化成气态原子、分子或部分电离成离子，并通过低压气体（或等离子体）过程，在基体表面沉积具有某种特殊功能的薄膜的技术。 （4）分子束外延 分子束外延（MBE）是新发展起来的外延制膜方法，也是一种特殊的真空镀膜工艺。外延是一种制备单晶薄膜的新技术，它是在适当的衬底与合适的条件下，沿衬底材料晶轴方向逐层生长薄膜的方法。 （5）化学气相沉积 化学气相沉积（简称CVD)是反应物质在气态条件下发生化学反应，生成固态物质沉积在加热的固态基体表面，进而制得固体材料的工艺技术。它本质上属于原子范畴的气态传质过程。与之相对的是物理气相沉积（PVD）。 化学气相沉积是一种制备材料的气相生长方法，它是把一种或几种含有构成薄膜元素的化合物、单质气体通入放置有基材的反应室，借助空间气相化学反应在基体表面上沉积固态薄膜的工艺技术。 2. 简要回答下列问题（每题5分） (1) 解释材料合成、制备及加工的定义、内涵和区别？ 材料合成是指通过一定的途径，从气态、液态或固态的各种不同原材料中得到化学上不同于原材料的新材料的过程。 材料加工则是指通过一定的工艺手段使现有材料在物理上或形状上处于和原材料不同的状态(但化学上完全相同)的过程。比如从体块材料中获得薄膜材料，从非晶材料中得到晶态材料，通过铸、锻、焊成型等。 材料制备则包含了材料合成和材料加工的前部分内容（化学上不同于原材料的新材料以及材料物理状态、组合方式改变，但化学上保持不变），不涉及部件成型。 (2)简述薄膜材料合成与制备的常用方法及其特点？ 薄膜沉积的化学方法：包括化学气相沉积，热生长，电镀，阳极氧化，化学镀，溶胶凝胶法，L-B技术等，其特点是设备简单，成本较低，甚至无需真空环境即可进行，但是化学制备、工艺控制复杂，有可能涉及高温环境。 薄膜制备的物理方法主要包括真空蒸发、溅射、离子镀及离子助沉积技术。 (3)列出从熔体制备单晶、非晶的常用方法？ 从熔体中制备单晶的方法主要有焰熔法、提拉法和区域熔炼法。 非晶的制备方法包括：快速凝固、铜模铸造法、熔体水淬法、抑制形核法、粉末冶金技术、自蔓延反应合成法、定向凝固铸造法等。
材料制备与合成
《材料制备与合成[料]》课程简介 课程编号：02034916 课程名称：材料制备与合成/Preparation and Synthesis of Materials 学分: 2.5 学时：40 （课内实验(践)：0 上机：0 课外实践：0 ） 适用专业：材料科学与工程 建议修读学期：6 开课单位：材料科学与工程学院材料物理与化学系 课程负责人：方道来 先修课程：材料化学基础、物理化学、材料科学基础、金属材料学 考核方式与成绩评定标准：期末开卷考试成绩（占80%）与平时考核成绩（占20%）相结合。 教材与主要参考书目： 教材：《材料合成与制备》. 乔英杰主编.国防工业出版社，2010年. 主要参考书目：1. 《新型功能材料制备工艺》, 李垚主编. 化学工业出版社，2011年. 2. 《新型功能复合材料制备新技术》.童忠良主编. 化学工业出版社，2010年. 3. 《无机合成与制备化学》. 徐如人编著. 高等教育出版社, 2009年. 4. 《材料合成与制备方法》. 曹茂盛主编. 哈尔滨工业大学出版社，2008年. 内容概述： 本课程是材料科学与工程专业本科生最重要的专业选修课之一。其主要内容包括：溶胶-凝胶合成法、水热与溶剂热合成法、化学气相沉积法、定向凝固技术、低热固相合成法、热压烧结技术、自蔓延高温合成法和等离子体烧结技术等。其目的是使学生掌握材料制备与合成的基本原理与方法，熟悉材料制备的新技术、新工艺和新设备，理解材料的合成、结构与性能、材料应用之间的相互关系，为将来研发新材料以及材料制备新工艺奠定坚实的理论基础。 The course of preparation and synthesis of materials is one of the most important specialized elective courses for the undergraduate students majoring in materials science and engineering. It includes the following parts: sol-gel method, hydrothermal/solvothermal reaction method, CVD method, directional solidification technique, low-heating solid-state reaction method, hot-pressing sintering technique, self-propagating high-temperature synthesis, and SPS technique. Its purpose is to enable students to master the basic principles and methods of preparation and synthesis of materials, and grasp the new techniques, new processes and new equipments, and further understand the relationship among the synthesis, structure, properties and the applications of materials. The course can lay a firm theoretical foundation for the research and development of new materials and new processes in the future for students.
材料合成与制备考试题
材料合成与制备考试题 TYYGROUP system office room 【TYYUA16H-TYY-TYYYUA8Q8-
《材料合成与制备》期末测验试题 1. 解释下列术语（每题5分） （1）金属基复合材料 以或为，并以、、等为的。按所用的基体金属的不同，使用温度范围为350～1200℃。 （2）自蔓延高温合成 自蔓延高温合成又称为燃烧合成技术，是利用反应物之间高的化学反应热的自加热和自传导作用来合成材料的一种技术，当反应物一旦被引燃，便会自动向尚未反应的区域传播，直至反应完全，是制备无机化合物高温材料的一种新方法。 （3）物理气相沉积 物理气相沉积技术表示在真空条件下，采用物理方法，将材料源——固体或液体表面气化成气态原子、分子或部分电离成离子，并通过低压气体（或）过程，在基体表面沉积具有某种特殊功能的薄膜的技术。 （4）分子束外延 分子束外延（MBE）是新发展起来的外延制膜方法，也是一种特殊的真空镀膜工艺。是一种制备单晶薄膜的新技术，它是在适当的衬底与合适的条件下，沿衬底材料晶轴方向逐层生长薄膜的方法。 （5）化学气相沉积 化学气相沉积（简称CVD)是反应物质在气态条件下发生化学反应，生成固态物质沉积在加热的固态基体表面，进而制得固体材料的工艺技术。它本质上属于原子范畴的气态传质过程。与之相对的是（PVD）。 化学气相沉积是一种制备材料的气相生长方法，它是把一种或几种含有构成薄膜元素的化合物、单质气体通入放置有基材的反应室，借助空间气相化学反应在基体表面上沉积固态薄膜的工艺技术。 2. 简要回答下列问题（每题5分） (1) 解释材料合成、制备及加工的定义、内涵和区别？ 材料合成是指通过一定的途径，从气态、液态或固态的各种不同原材料中得到化学上不同于原材料的新材料的过程。 材料加工则是指通过一定的工艺手段使现有材料在物理上或形状上处于和原材料不同的状态(但化学上完全相同)的过程。比如从体块材料中获得薄膜材料，从非晶材料中得到晶态材料，通过铸、锻、焊成型等。 材料制备则包含了材料合成和材料加工的前部分内容（化学上不同于原材料的新材料以及材料物理状态、组合方式改变，但化学上保持不变），不涉及部件成型。 (2)简述薄膜材料合成与制备的常用方法及其特点？ 薄膜沉积的化学方法：包括化学气相沉积，热生长，电镀，阳极氧化，化学镀，溶胶凝胶法，L-B技术等，其特点是设备简单，成本较低，甚至无需真空环境即可进行，但是化学制备、工艺控制复杂，有可能涉及高温环境。 薄膜制备的物理方法主要包括真空蒸发、溅射、离子镀及离子助沉积技术。(3)列出从熔体制备单晶、非晶的常用方法？
材料合成与加工
概念题： 1.喷雾干燥：是把溶液分散成小颗粒喷到热风中，在其降落的过程中，水分被蒸发而使其 快速干燥的过程。 2.喷雾热解:是指将金属盐溶液喷到热风中，使其迅速挥发反应物发生热分解，分解成金属 盐超细粒子的过程。 3.粒度：空间大小的线性尺寸，与颗粒同等体积的球体的直径。 4.频率分布：各个粒径相对应的离子的数量在全部颗粒中的所占的百分比。 5.累积分布：是指小于或等于某个粒径的所有离子的数量在全部颗粒中的所占的百分比。 化学法合成： 共沉淀法：是指在混合的金属盐溶液（含有两种或两种以上的金属离子）中加入合适的沉淀剂，反应生成组成均匀的沉淀，沉淀热分解得到的高纯度超细粉料。 6.溶胶凝胶法：是将金属氧化物或氢氧化物浓的凝胶变为凝胶，再将凝胶干燥后进行煅烧， 然后制备氧化物的方法。主要参数：溶液PH值，离子浓度，反应时间和温度，络合剂种类和用量 成型： 7.注浆成型：是指将注浆注入吸水性的模具中，在脱水干燥过程中同时形成具有一定强度 的坯体。 8.粉末成型：是指将粉末通过加水注入模具并压制成具有一定密度和形状的坯体的过程。 烧结 干压成型:是利用压力，将干粉坯料在模型中压成致密坯体的一种成型方法。 9.烧结：是指多孔陶瓷坯体在高温条件下表面变小，空隙率减小，致密性增加的过程。 10.热压烧结（hp）：在烧结过程中加压，从而加快致密化速度加工，使加热温度更低，烧 结时间更短的过程。 11.超声波切削加工：利用工具端面做超声振动，通过磨料悬浮的垂直振动，冲击和抛磨脆 性材料的被加工部位，使其局部材料被蚀除而成粉末，以进行切割。 12.功能陶瓷：是指具有电、磁、声、光、热等直接效应或耦合效应实现某些性能的陶瓷材 料。 13.结构陶瓷：是指具有力学和机械性能及部分热学和化学功能的高技术陶瓷。 镀膜 14.真空蒸发镀膜：是指在沉淀室内，将待成膜的物质置于真空中进行加热至其蒸发或升华， 使之在工件或基片表面析出的过程。 15.离子镀：是指将真空蒸镀和溅射法结合起来，利用真空蒸镀来镀膜，用带能的离子轰击 并洗清基片表面，改善薄膜性质的方法。 16.化学气相沉积法（CVD）：加热基片表面使其同一种或几种气体发生反应，形成不挥发 的膜层。 17.化学镀：是指通过溶液中适当的还原剂是镀膜离子在固液表面析出而沉积成膜的过程。简答题： 1.机械法制粉的方法有哪些：【1】破碎【2】球磨【3】行星式球磨【4】振动粉碎【5】雷 蒙磨【6】气流粉碎【7】搅拌磨机【8】胶体磨 2.影响球磨粉碎的因素：【1】球磨机转速【2】研磨介质【3】水量与电解质【4】加料粒 度与加料方式【5】料球比【6】研磨体装载量【7】研磨机内物流流速 3.助磨剂分类：【1】液体助磨剂：如醇类，胺类，无机盐等；【2】气体助磨剂：如丙酮， 硝基甲烷，水蒸气，惰性气体等；【3】固体助溶剂：硬脂酸盐类、胶体二氧化硅、胶体
材料制备与加工选修课答案.docx
材料制备与加工选修课答案 问：“三严三实”要求严以修身、严以用权、严以律己，又？ 答：创业要实谋事要实做人要实 问：3.从2035年到本世纪中叶，我们将在基本实现现代化的基础上提升我国社会主义（）。 答：物质文明政治文明精神文明社会文明生态文明 问：按照我国法定夫妻财产制，夫妻共同财产的范围包括婚姻关系存续期间（） 答：一方或双方劳动所得的收入和购置的财产一方或双方由知识产权取得的经济利益或从事承包、租赁等生产经营活动的收入一方或双方继承、受赠的财产或取得的债权一方或双方的其他合法收入 问：常见的踏步面层有水泥砂浆、水磨石、铺地面砖、各种天然石材等，还可以在面层上铺设地毯 答：√ 问：经营者不得利用技术手段，通过影响用户选择或者其他方式，实施下列妨碍、破坏其他经营者合法提供的网络产品或者服务正常运行的行为（） 答：AB 问：硝酸甘油的抗心绞痛作用（）。 答：扩张静脉血管,降低心脏负荷扩张冠状动脉和侧支血管,促进侧支血管开放,增加缺区的血流量降低左心室舒张末期内压,增加心内膜下缺血区血流量扩张动脉血管,降低外周阻力,降低心脏后负荷 问：日耳曼文化体系的民俗中气味芳香且具有辟邪驱魔神力的花草有
答：洋葱欧芹茴香马鞭草 问：建设创新型国家，( )是基础。 答：教育 问：经营者不得利用技术手段，通过影响用户选择或者其他方式，实施下列妨碍、破坏其他经营者合法提供的网络产品或者服务正常运行的行为（） 答：AB 问：常见的踏步面层有水泥砂浆、水磨石、铺地面砖、各种天然石材等，还可以在面层上铺设地毯 答：√ 问：摇杆实验中zpin可以接Arduino（）引脚。 答：7 问：结构功能主义法社会学对社会变革持肯定态度。 答：错误 问：( )包括了5-8世纪中叶的龟兹系列，8世纪中叶到9世纪前后的中原系列，9-11世纪属于回鹊系列，反映不同文化的共存和相互影响与交融，以及互相取代的迹象，对研究新疆地区佛教艺术的演变、发展、繁荣和衰落等方面具有十分重要的意义和价值。 答：库木图拉石窟 问：描写食管结构的错误选项是 答：黏膜上皮为角化的复层扁平上皮 问：中国古代很早就提出了有效的人才举荐方案。( ) 答：√ 问：人际关系不良,不但能引起心理异常,而且还会影响心理异常的矫正。 ( ) 答：正确