材料制备新技术复习题

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材料制备技术考试及答案

材料制备技术考试及答案

1.简述鲍林离子晶体结构的规则。

①围绕每一阳离子,形成一个阴离子配位多面体,阴、阳离子的间距决定于它们的半径之和,而阳离子的配位数取决于它们的半径之比。

②静电价规则。

在一个稳定的晶体结构中,从所有相邻接的阳离子到达一个阴离子的静电键的总强度,等于阴离于的电价数。

对于一个规则的配位多面体面言,中心阳离子到达每一配位阴离子的静电键强度S,等于该阳离子的电荷数Z除以它的配位数n,即S=Z/n。

③在配位结构中,两个阴离子多面体以共棱,特别是共面方式存在时,结构的稳定性便降低。

对于电价高而配位数小的阳离子此效应更显著;当阴、阳离子的半径比接近于该配位多面体稳定的下限值时,此效应更为显著。

④在一个含有不同阳离子的晶体中,电价高而配位数小的那些阳离子,不趋向于相互共有配位多面体的要素。

⑤在一个晶体中,本质不同的结构组元的种类,倾向于为数最少。

这一规则也称为节省规则。

2.解释类质同像并指出发生类质同像的必备条件。

类质同像是指在晶体结构中部分质点为其他质点所代换,晶格常数变化不大,晶体结构保持不变的现象。

如果相互代换的质点可以成任意的比例,称为完全的类质同像。

如果相互代换只局限于一个有限的范围内,则称为不完全类质同像。

当相互代换的质点电价相同时称为等价类质同像,如果相互代换的质点电价不同,则称为异价类质同像,此时,必须有电价补偿,以维持电价的平衡。

类质同像的形成,必须具备下列条件:①质点大小相近。

相互代替的原子(离子)有近似的半径如以r1和r2表示相互代换的原于(离子)半径。

根据经验数据:(r1-r2 )/r2<15%,完全类质同像;(r1-r2 )/r2 =15%~25%,一般为有限的代换,在高温的条件下完全类质同像;(r1-r2 )/r2=25%~40%,在高温条件下形成有限的代换,低温条件下不能形成类质同像。

②电价总和平衡。

在离子化合物中,类质同像代换前后,离子电价总和应保持平衡。

③相似的化学键性。

类质同像的置换受到化学键性的限制,离子类型不同,惰性气体型离子易形成离子键,而铜型离子趋向于共价结合,这两种不同类型的离子之间,不易形成类质同像代换。

硅材料制备新技术及其发展动态考核试卷

硅材料制备新技术及其发展动态考核试卷
A. 晶格缺陷
B. 杂质类型和浓度
C. 晶体取向
D. 表面态密度
10. 下列哪些技术可以用于制备微米/纳米硅材料?()
A. 溶液相法
B. 气相法
C. 熔融盐法
D. 球磨法
11. 下列哪些是制备多晶硅的常见方法?()
A. 碱性熔融电解法
B. 氯化法
C. 硅烷法
D. 镁热还原法
12. 下列哪些因素会影响硅材料的热导率?()
A. 表面纹理化
B. 金属栅线技术
C. 陷光层技术
D. 所有以上选项
20. 下列哪种方法不属于化学气相沉积法?()
A. 热化学气相沉积
B. 等离子体增强化学气相沉积
C. 激光诱导化学气相沉积
D. 物理气相沉积
二、多选题(本题共20小题,每小题1.5分,共30分,在每小题给出的四个选项中,至少有一项是符合题目要求的)
A. 游离态
B. 化合态
C. 气态
D. 离子态
2. 下列哪种方法不属于硅材料制备的常见方法?()
A. 化学气相沉积
B. 熔融盐电解法
C. 碱性熔融电解法
D. 磁控溅射法
3. 在Czochralski(CZ)法生长单晶硅中,影响单晶硅质量的因素不包括以下哪一项?()
A. 生长速率
B. 温度梯度
C. 溶液浓度
2. 简述多晶硅太阳能电池的工作原理,并列举提高其转换效率的几种常见技术。
3. 详细说明化学气相沉积(CVD)在硅材料制备中的应用,并讨论其优缺点。
4. 分析硅材料在光伏领域的发展趋势,以及可能出现的新技术和挑战。
标准答案
一、单项选择题
1. B
2. D
3. C

材料合成与制备期末复习题

材料合成与制备期末复习题

材料合成与制备期末复习题第零章绪论1.材料合成:材料合成是指促使原子或分子构成材料的化学或物理过程;2.材料制备:材料制备是指研究如何控制原子与分子使其构成有用的材料,但材料制备还包括在更为宏观的尺度上控制材料的结构,使其具备所需的性能和使用效能。

3.材料合成与制备的最终目标是:制造高性能、高质量的新材料以满足各种构件、物品或仪器等物件的日益发展的需求。

4.材料合成与制备的发展方向:材料的高性能化、复合化、功能化、低维化、低成本化、绿色化;5.影响热力学过程自发进行方向的因素:(1)能量因素;(2)系统的混乱度因素; 6.隔离系统总是自发的向着熵值增加的方向进行。

7.论述反应速率的影响因素:(1)浓度对反应速率的影响:对于可逆反应,增加反应物浓度可以使平衡向产物方向移动,因此,提高反应物浓度是提高产率的一个办法,但如果反应物成本很高,将反应物之一在生成后立即分离出去或转移到另一相中去,也是提高反应产率的一个很好的办法。

对于有气相的反应,如果反应前后气体物质的反应计量数不等,则增加压力会有利于反应向气体计量数小的方向进行。

另外,对于多个反应同时进行的反应,则应按主反应的情况来控制反应物的配比;(2)温度对反应速率的影响:对于一个可逆反应,正反应吸热,则逆反应就放热;如果正反应放热,则逆反应就吸热,升高温度有利于反应向吸热方向进行,不利于放热反应;对于放热反应,用冷水浴或冰浴使其降温的办法有利于反应的进行,但影响反应速率。

实际生产中,要综合考虑单位实际内的产量和转化率同时进行;(3)溶剂等对反应速率的影响:溶剂在反应中的作用:一是提供反应的场所,二是发生溶剂化效应。

溶剂最重要的物理效应即溶剂化作用,化学效应主要有溶剂分子的催化作用和容积分子作为反应物或产物参与了化学反应。

若溶剂分子与反应物生成不稳定的溶剂化物,可使反应的活化能降低,加快反应速率;若生成稳定的溶剂化物,则使反应活化能升高,降低反应速率;若生成物与溶剂分子生成溶剂化物,不论它是否稳定,都会使反应速率加快。

材料合成制备考试复习资料终极版

材料合成制备考试复习资料终极版

材料合成制备考试复习资料终极版work Information Technology Company.2020YEAR材料合成:指把各种原子、分子结合起来制成材料所采用的各种化学方法和物理方法,一般不含工程方面的问题。

材料制备:制备一词不仅包含了合成的基本内涵,而且包含了把比原子、分子更高一级聚集状态结合起来制成材料所采用的化学方法和物理方法。

(一是新的制备方法以及新的制备方法中的科学问题,二是各种制备方法中遇到的工程技术问题)材料加工:是指对原子、分子以及更高一级聚集状态进行控制而获得所需要的性能和形状尺寸(以性能为主)所采用的方法(以物理方法为主).材料的分类:用途:结构材料,功能材料。

物理结构:晶体材料、非晶态材料和纳米材料。

几何形态:三维二维一维零维材料。

发展:传统材料,新材料。

按属性分:以金属健结合的金属材料,以离子键和共价键为主要键合的无机非金属材料,以共价健为主要键合的高分子材料,将上述三种材料进行复合,以界面特征为主的复合材料,钢铁、陶瓷、塑料和玻璃钢分别为这四种材料的典型代表。

新材料特点:品种多式样多,更新换代快,性能要求越来越功能化、极限化复合化、精细化。

新材料主要发展趋势:1结构材料的复合化2信息材料的多功能集成化3低维材料迅速发展4非平衡态(非稳定)材料日益受到重视。

单晶体的基本性质:均匀性;各向异性;自限性;对称性;最小内能和最大稳定性。

晶体生长类型:固相-固相平衡的晶体生长,液相-固相平衡的晶体生长,气相-固相平衡的晶体生长。

晶体生长可以分为成核和长大两个阶段。

成核过程主要考虑热力学条件。

长大过程则主要考虑动力学条件。

在晶体生长过程中,新相核的发生和长大称为成核过程。

成核过程可分为均匀成核和非均匀成核。

过冷度——每一种物质都有自己的平衡结晶温度或者称为理论结晶温度,但是,在实际结晶过程中,实际结晶温度总是低于理论结晶温度的,这种现象称为过冷现象,两者的温度差值被称为过冷度,它是晶体生长的驱动力。

现代材料制备技术-考试复习资料

现代材料制备技术-考试复习资料

注浆成形:将陶瓷原料制备出具有一定流动性的称之为泥浆的浆料。

经陈腐、调节添加剂等方法使浆料性能稳定在利于注浆成型的范围。

将泥浆注人石膏质多孔模型中,由于石膏的毛细孔吸水作用,将泥浆中部分水分吸人模型壁中,致使泥浆从靠近石膏模型面的部分开始逐渐固化而形成具有一定保型性能的陶瓷坯层。

最后将余浆排出,经离型脱模后干燥便得到陶瓷坯体。

作为一种主要的成型方法,传统的注浆成型仍在日用瓷和卫生瓷等生产中发挥着重要作用。

反应烧结:反应烧结法是通过多孔坯件同气相或液相发生化学反应,使坯件质量增加、孔隙减小,并烧结成具有一定强度和尺寸精度的成品的一种烧结工艺。

溶胶一凝胶法:溶胶一凝胶法是指将一种或多种固相以微小的胶体颗粒形式均匀地分散在液相介质中,形成稳定的胶体溶液,使不同的颗粒在溶胶中达到分子水平的混合,然后通过适当的加热或调整PH等方法改变胶体溶液的稳定性,使之发生胶凝作用转变成凝胶,凝胶经适当的温度煅烧,在煅烧过程中各物相相互反应生成所需制备的粉体。

反应烧结:反应烧结法是通过多孔坯件同气相或液相发生化学反应,使坯件质量增加、孔隙减小,并烧结成具有一定强度和尺寸精度的成品的一种烧结工艺。

凝胶注浆:陶瓷浆料原位凝固成型是20世纪90年代迅速发展起来的新的胶态成型技术。

其成型原理不同于依赖多孔模吸浆的传统注浆成型,而是通过浆料内部的化学反应形成大分子网络结构或陶瓷颗粒网络结构,从而使注模后的陶瓷浆料快速凝固为陶瓷坯体。

简述粉体液相合成过程中防止团聚的办法。

一是在体系中加人有机大分子,使其吸附在颗粒表面,形成空间阻挡层,阻止颗粒之间互相碰撞团聚。

常用的有机大分子是聚丙烯酰胺、聚乙二醇等。

二是用表面张力小的液体如乙醇、丙酮等有机液体做溶剂,可减轻团聚。

另外,可采用冷冻干燥办法,使液相凝固成固体,通过减压,使溶剂升华排除,也可防止团聚。

机械化学法的基本原理及其特点。

机械化学法的基本原理是通过对反应体系施加机械能诱导其发生扩散及化学反应等一系列化学和物理化学过程,从而达到合成新品种粉体的目的。

材料制备新技术考试复习重点

材料制备新技术考试复习重点

⑴实现快速凝固的途径有哪些?答:动力学急冷法,热力学深过冷法,快速定向凝固法。

⑵简述金属粉末的快速凝固方法及工艺特点?答:方法:利用雾化制粉方法实现金属粉体的快速凝固,工艺特点:①水雾化法:水雾化法粉末的形状不太规则②气雾化法:粉末细小,均匀,形状相对规整,近视球形,粉末收得率高③喷雾沉积法:除具有快速凝固的一般特征外,还具有把雾化制粉过程和金属成形结合起来,简化生产工艺,降低生产成本,解决了RS∕PM法中粉末表面氧化的问题,消除了原始颗粒界面对合金能的不利影响。

⑶用单辊法制备金属带材的快速凝固工艺特点是什么?答:①单辊需要以2000~10000r∕min的高速度旋转,同时要保证单辊的转速均匀性很高,径向跳动非常小,以控制薄膜的均匀性②为了防止合金溶液的氧化,整个快速凝固过程要在真空或保护性气氛吓死进行③为了获得较宽并且均匀的非晶合金带材,液流必须在单上均匀成膜,液流出口的设计及流速的控制精度要求很高。

⑷常用金属线材的快速凝固方法有哪些?他们的工艺特点是什么?答:玻璃包覆熔融纺线法:容易成型连续等径,表面质量改的线材。

合金溶液注入快冷法:装置简单。

旋转水纺线法:原理和装置简单,操作方便,可实现连续生产。

传送带法:综合了合金注入液体冷却法和旋转液体法,可实现连续生产。

⑸喷射成型的基本原理是什么?其基本特点是什么?基本原理:在高速惰性气体(氩气和氦气)的作用下,将熔融的金属盒合金液流雾化成弥散的液态颗粒,并将其喷射到水冷的金属沉积器上,迅速形成高度致密的预成形毛坯。

特点:高度致密,低含氧量,快速凝固的显微组织特征,合金性能搞,工艺流程短,高沉积效率,灵活的柔性制造系统,近终形成形,可制备高性能金属基复合材料。

⑹气体雾化法是利用气体的冲击力作用于熔融液流,使气体的动能转化为熔体的表面,从而形成细小的液滴并凝固成粉末颗粒。

⑻⑺喷射成形又称喷射雾化沉积或喷射铸造等是用快速凝固方法制备大块,致密材料的高新技术,它把液态金属的雾化(快速凝固)和雾化熔滴的沉积(熔滴动态致密化)自然结合起来。

材料合成与制备试题

材料合成与制备试题

一.填空题:1.聚合物基复合材料的制备大致可以分为4个步骤答:增强物的铺放—确定材料形状—基体注入—基体固化。

2.均匀相成核和非均匀相成核答:在晶体生长过程中,新相核的发生和长大称为成核过程。

成核过程可分为均匀成核和非均匀成核。

所谓的均匀成核,是指在一个热力学体系内,各处的成核几率相等。

由于热力学体系的涨落现象,在某个瞬间,体系中某个局部区域偏离平衡态,出现密度涨落,这时,这个小局部区域中的原子或分子可能一时聚集起来成为新相的原子集团(称为胚芽)。

这些胚芽在另一个瞬间可能又解体成为原始态的原子或分子。

但某些满足一定条件的胚芽可能成为晶体生长的核心。

如果这时有相变驱动力的作用,这些胚芽可以发展成为新的相核,进而生长成为晶体。

晶核的形成存在一个临界半径,当晶核半径小于此半径时,晶核趋于消失,只有当其半径大于此半径时,晶核才稳定地长大。

所谓非均匀成核,是指体系在外来质点,容器壁或原有晶体表面上形成的核。

在此类体系中,成核几率在空间各点不同。

自然界中的雨雪冰雹等的形成都属于非均匀成核。

际上,在所有物质体系中都会发生非均匀成核。

有目的地利用体系的非均匀成核,可以达到特殊的效果和作用。

二.名词解释:非均匀成核:非均匀成核,是指体系在外来质点,容器壁或原有晶体表面上形成的核。

分子束外延法:实际上是改进型的三温度法。

当制备三元混晶半导体化合物薄膜时,在加一蒸发源,就形成了四温度法。

模压成型法:将复合材料片材或模塑料放入金属对模中,在温度和压力作用下,材料充满模腔,固化成型,脱模制得产品的方法。

闪蒸法:把合金做成粉末或微细颗粒,在高温加热器或坩锅蒸发源中,使一个一个的颗粒瞬间完全蒸发。

真空蒸镀:将待成膜的物质置于真空中进行蒸发或升华,使之在工件或基片表面析出的过程。

物理气相沉积:在真空条件下,用物理的方法,将材料汽化成原子、分子或使其电离成离子,并通过气相过程,在材料或工件表面沉积一层具有某些特殊性能的薄膜。

化学镀:通常称为无电源电镀,是利用还原剂从所镀物质的溶液中以化学还原作用,在镀件的固液两相界面上析出和沉积得到镀层的技术。

新材料实验方法与技巧考核试卷

新材料实验方法与技巧考核试卷
B.表面硬化
C.离子注入
D.增塑剂添加
11.新材料实验中,下列哪项不是实验室安全规则?()
A.实验室内禁止吸烟和进食
B.实验室里必须穿戴适当的个人防护装备
C.可以将化学药品直接倒入水池
D.了解并遵守所有化学品的安全技术说明书
12.下列哪种技术常用于材料表面改性?()
A.等离子体处理
B.激光雕刻
C.机械抛光
D. X射线光电子能谱(XPS)
15.以下哪种方法通常用于提高材料的耐磨性?()
A.增加材料硬度
B.降低材料硬度
C.减少材料韧性
D.增加材料塑性
16.新材料实验技巧中,下列哪项不是好的实验习惯?()
A.定期清洁和维护实验设备
B.实验中严格遵循实验步骤
C.记录实验结果时随意涂改
D.实验后及时归档实验数据和记录
C.热分解
D.所有以上
15.以下哪些因素影响材料的热导率?()
A.材料的化学组成
B.晶体结构
C.材料的密度
D.所有以上
16.以下哪些材料被认为是智能材料?()
A.形状记忆合金
B.压电材料
C.磁致伸缩材料
D.所有以上
17.以下哪些技术可以用于材料的快速成型?()
A. 3D打印
B.紫外光固化
C.激光切割
3.微观结构的调控方法包括合金化和热处理。合金化通过引入不同元素改变晶体结构,热处理通过控制温度和时间改变材料组织。
4.实验中可能遇到的安全问题包括化学品的腐蚀性和毒性,预防措施包括穿戴防护装备、通风良好的环境和使用安全操作规程。
D.溶胶-凝胶过程
13.关于新材料实验方法,以下哪个说法是错误的?()
A.实验前应仔细阅读实验指导书
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材料制备新技术复习题Company Document number : WUUT-WUUY-WBBGB-BWYTT-1982GT第一章1.实现快速凝固的途径有哪些答:a.动力学急冷法b.热力学深过冷法c.快速定向凝固法2.用单辗法制备金属带材的快速凝固工艺特点是什么答:答:①单辐需要以2000~10000r/min的高速度旋转,同时要保证单辐的转速均匀性很高,径向跳动非常小,以控制薄膜的均匀性②为了防止合金溶液的氧化,整个快速凝固过程要在真空或保护性气氛下进行③为了获得较宽并且均匀的非晶合金带材,液流必须在单上均匀成膜,液流出口的设计及流速的控制精度要求很高。

3.常用金属线材的快速凝固方法有哪些它们的工艺特点是什么答:a.玻璃包覆熔融的线法。

特点:容易成型、连续等径、表面质量好的线材。

但生产效率低,不适合生产大批量工业用线材。

b.合金熔液注入快冷法。

特点:装置简单,但液流稳定性差,流速较低、难控制速率,不能连续生产。

c・旋转水纺线法。

特点:原理和装置简单、操作方便、可实现连续生产。

d.传送带法。

特点:综合了b、c法,可实现连续生产,但装置较复杂,工艺参数调控较难,传送速率不快。

第二章1喷射成形的基本原理是什么其基本特点有哪些答:原理:在高速惰性气体的作用下,将熔融金属或合金液流雾化成弥散的液态颗粒,并将其喷射到水冷的金属沉积器上,迅速形成高度致密的预成形毛坯。

特点:高度致密,低含氧量,快速凝固的显微组织特征,合金性能高,工艺流程短,成本低,高沉积效率,灵活的柔性制造系统,近终形成形,可制备高性能金属基复合材料。

2•喷射成形关键装置指的是什么雾化喷嘴系统3•用喷射成形技术制备复合材料时有什么优势是否任何复合材料都能用该方法来制备说明理由。

答:主要优势:在于快速凝固的特性、高温暴露时间短、简化工艺过程。

否;因为有的复合材料容易发生界面反应,且高含氧量、气体含量和夹杂含量,工艺复杂和成本偏高等问题。

4•气体雾化法是利用气体的冲击力作用于熔融液流,使气体的动能转化为熔体的表面,从而形成细小的液滴并凝固成粉末颗粒。

5•喷射成形又称喷射雾化沉积或喷射铸造等是用快速凝固方法制备大块,致密材料的高新技术,它把液态金属的雾化(快速凝固)和雾化熔滴的沉积(熔滴动态致密化)自然结合起来。

6•喷射成型的四个阶段:雾化阶段,喷射阶段,沉积阶段,沉积提凝固阶段。

7•雾化喷射成形工艺一般采用惰性气体。

8•喷射成形装置的技术关键主要包括装置总体布局,雾化喷嘴.沉积器结构,和运动方式。

9.装置结构布局:倾斜布局,垂直布局,水平布局。

10.喷射成形装置应包括:含熔炼部分,金属导流系统,雾化喷嘴,雾化气体控制系统,沉积器及其传动系统,收粉及排气系统。

第三章1 •机械合金化的定义及球磨机理是什么答:(MA)是指金属或合金粉末在高能球磨机中通过粉末颗粒与球磨之间长时间激烈地冲击、碰撞,使粉末颗粒反复产生冷焊、断裂,导致粉末颗粒中原子扩散,从而获得合金化粉末的一种粉末制备方法。

球磨机理:取决于粉末组分的力学性能,它们之间的相平衡和在球磨过程中的应力状态。

2•球磨机的本体结构有哪几类各有何特点P49答:a.搅拌球磨机。

特点:由一个静止的球磨筒体和一个装在筒体中心的搅拌器组成,筒体内装有磨球,磨球由装在中心的搅拌器带动,搅拌器的支臂固定在搅拌器上。

(是—种最有发展前途而且能量利用率最高的超细粉破碎设备)b.滚动球磨机。

特点:球磨筒体绕其横轴转动。

c・行星式磨机。

特点:筒体固定在工作台上,工作台可以旋转,并且离心加速度值可以达到30-50倍的重力加速度值。

筒体本身能旋转,旋转时可顺时也可逆时。

d.振动球磨机,可分为一维振动式球磨机和三维振动式球磨机。

特点:利用球磨在作高频振动的筒体内对物料进行冲击、摩擦、剪切等作用,从而使物料粉碎的球磨设备。

3•球磨装置主要有:搅拌球磨机,滚动球磨机,行星球磨机和震动球磨机n4.—般来说金属粉末在球磨时,有四种形式的力作用在颗粒材料上:冲击,摩擦,剪切,压缩。

5•可以把球磨粉末分为:延性/延性球磨体系,延性/脆性粉末球磨体系,脆性/脆性粉末球磨体系。

6.弥散强化合金按其弥散相的种类大体可分为:氧化物弥散强化合金(ODS合金)和碳化物弥散强化合金(CDS合金)第四章1 •流变成形和触变成形有何区别各有何特点具体的实施方法是什么答:区别在于工艺流程的不同。

实施方法:流变成形是将从液相到固相冷却过程中的金属液进行强烈搅拌,在一定的固相分数下将半固态金属浆料直接送往成形设备进行成形,称“一步法”。

而触变成形是先由连铸等方法制得具有半固态组织的锭坯,然后切成所需长度,再加热到半固态状,然后将该半固态坯料送往成形设备进行成形,称“二步法蔦特点:流变成形:工艺流程短、生产成本低,但可控性差。

触变成形:可控性高,易于实现工业化规模生产并明显提高成形合金的综合性能、2如何制备半固态合金浆料如何保证半固态浆料的性能P81答:方法:机械搅拌式半固态浆料制备装置和电磁搅拌式半固态浆料制备装置保证性能:3镁合金材料适合于用什么半固态成形方法进行加工答:触变注射成形4.什么是半固态成形答:就是对处于半固-半液的金属进行加工成形,是一种介于金属的液态成形(如铸造。

铸轧)和金属的固态成形(如挤压,轧制等)之间的新的加工成形办法。

5•与固态和液态的区别答:该技术采用了非枝晶半固态浆料,打破了传统的枝晶凝固模式,所以半固态金属与过热的液态金属相比,含有一定体积比率的球初生固相,与固态金属相比,又含有一定比率的液相金属相比。

6半固态金属成形基本原理答:半固态金属成形基本原理是金属凝固过程中对其施加强烈搅拌,以抑制和充分破碎树枝状初生相的形成和长大,在一定温度和时间条件下,获得一种液态金属中均匀地悬浮着的一定球状初生相的固-液相共存的混合浆料(固相组分一般在50%左右)。

7半固态金属流变成形的关键技术包括:半固态浆料制备,流变成形。

半固态金属触变成形的关键技术是:半固态浆料制备,半固态坯料制备,二次加热,触变成形。

8半固态金属浆料制备:机械搅拌,电磁搅拌。

第五章1.何谓非晶态合金非晶态合金的结构特点如何它与晶态合金相比具有什么特点答:非晶态合金是指固态合金中原子的三维空间呈拓扑无序排列,并在一定温度范围内保持这种状态相对稳定的合金。

结构特点:在微观结构上,它具有液体的无序原子结构;在宏观结构上,它具有固体的刚性,是一种亚稳态材料。

结构的长程无序性和短程有序性。

与晶态材料相比:非晶态合金原子排列不具有周期性,且属于热力学的亚稳相。

在性能上具有很高的强度、硬度、韧性、耐磨性、耐蚀性及优良的软磁性、超导性、低磁损耗等特点。

非晶态合金的性能:优异的力学性能,特殊的物理性能,优良的耐腐蚀性。

2.简述非晶态合金的制备方法及其特点。

答:a.溶剂包覆法:b.金属膜冷却法:c.水淬法:设备简单、工艺容易控制;冷却速率较低,适合玻璃形成能力特别大的合时体系。

d.电弧加热法:分为金属(铜)模吸铸法和模压铸造法。

•电弧熔炼吸铸法:无污染、均匀性好、充型好,铜模冷却快;是一种短流程制备方法。

f.定向凝固法:是一种可以连续获得大体积玻璃的方法。

第六章1.准晶是:同时具有长程准周期性平移序和非晶体学旋转对称性的固态有序相。

2.试述准晶结构的特点,它与晶体和非晶体材料有何不同答:(3〕其原子分布不具有晶体的平移对称性,但有一定的规则,并且呈长程的取向性有序分布,故可认为是一种准周期排列。

由于它不能通过平移操作实现周期性,故不能同晶体那样取一个晶体来代替其结构,它是由两种三维拼砌单元,按一定规则使之配合的拼砌成具有周期性和5次对称性,可认为他们是准晶的准点阵。

②:与晶体相比准晶体具有较低的密度和熔点,这是由于其原子排列的规则性不及晶态严密,但其密度高于非晶态,说明其准周期性排列是较密集的。

准晶体具有高的比热容和异常高的电阻率,低的热导率,和电阻温度系数。

3.准晶材料用于不粘锅涂层和热障膜的原因是什么答:原因:主要来自准晶的低表面能性和表面的拓扑形态,高硬度、耐磨损性也有肋于不粘性的提高和寿命的延长。

另外,准晶所具固有的疏松结构有利于降低热导率。

第七章1-纳米晶体材料分为几类它们分别用于何种材料答:纳米材料是指在三维空间中至少有一维处于纳米尺度范围或它们作为基本单元构成的材料。

分为四类:零维是指其三维空间尺度均在纳米尺度,用于高密度磁记录材料、吸波隐身材料、磁流体材料和防辐射材料。

②一维是指在空间有两维处于纳米尺度,如纳米丝,纳米棒,纳米管等。

用于微导线、微光纤材料、新型激光或发光二极管材料等。

③二维是指在三维空间中有一维在纳米尺度,如超薄膜’多层膜’超晶格等。

用于气体催化剂材料、过滤器材料、高密度磁记录材料、光敏材料、平面显示器材料、超导材料。

④:三维纳米相(纳米块体材料)。

用于超高强材料和智能金属材料等。

2•纳米材料在军事中有何应用答:利用纳米技术建成了麻雀卫星,蚊子导弹,苍蝇飞机,蚂蚁士兵,还有被人称为“间谍草”“沙粒坐探”的形形色色的微型战场传感器等纳米武器装备。

纳米武器的出现将大大改变人们对战争力量对比的看法。

纳米材料还具有很高的电磁波吸收系数,将纳米材料加入飞机,坦克中,用以吸收雷达波,于是隐形飞机,隐形坦克问世了。

隐形武器在战争上渗出鬼没,出现于战场的不同角落。

3.纳米材料制备新技术有哪些答:①微波化学合成法2脉冲激光沉积薄膜③分子自组装法④原位生成法第八章铸造技术的特点是什么答:①;产物几乎能达到理论密度。

②燃烧合成所获得的高温液相经过铸造之后,可以制备各种形状类型的零部件,从而可以真正实现近无余量材料制品或最终产品的自蔓延高温合成。

③SHS加压致密化技术中对于作用压力的大小以及施压时间通常要求很严格. 生产中往往较难控制,而SHS铸造技术的工艺相对较为简单,过程容易控制,④SHS铸造技术不需要采用SHS加压致密化技术中所使用的许多庞大的设备,因而投资少,经济效益好。

⑤可进行陶瓷类材料的铸造。

⑥可用于复合材料的制备。

焊接技术的特点是什么答:①:焊接时可利用反应原料直接合成梯度材料来焊接异种材料;②焊接中可以加入增强相;③在反应中产生用于焊接的能量;④对于某些受焊母材的焊接,可采用与制备母材工艺相似的焊接工艺;⑤SHS焊接过程中的局部快速放热可减少母材的热影响区,避免热敏感材料微观组织的破坏,利于保持母材的性能。

具有工艺简单,节省能源,产品质量好,成本低廉等优点。

燃烧体系均为非均匀燃烧体系,该体系分为固体火焰,准固体火焰,渗透燃烧。

5.点火方法:燃烧点火,辐射点火,激光点火,电火花点火,热爆点火,微波点火,电热爆点火,化学点火,机械点火6•激光快速成形方式的分类:去除成形,添加成形,受迫成形,生长成形。

7•激光快速成形的特点:制造过程快速,制造过程高度柔性,技术高度集成,可用材料丰富,经济效益显着,应用领域广泛。

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