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
石墨、炭黑、粉煤灰、石膏等
施釉作用的是什么？① 釉能够降低瓷体的表面粗糙度，以为釉是一玻璃体，在高温下呈液相特性，在表面张力的作用下，具有非常平整的表面，可满足电子
薄膜电路对表面粗糙度的要求。②提高瓷件的力学性能和热学性能，玻璃状釉层
附着在瓷件的表面，可以弥补表面的空隙和微裂纹，提高材料的抗弯及抗热冲击
性，施深色釉也可以提高瓷件的散热能力。③ 提高瓷件的电性能，如压电，介
电和绝缘性能。④ 改善瓷件的化学性能，平整光滑的釉面不易粘附脏污，施釉
可以阻碍液体对瓷件的透过，提高其化学稳定性。⑤釉使瓷件具有一定的粘合能
力，在高温下，通过釉层使瓷件与瓷件之间，瓷件与金属之间形成牢固的结合。
⑥釉可以增加瓷器的美感，能增加瓷件的艺术附加值，提高其艺术欣赏价值。
结构陶瓷按化学组分分类:：①氧化物，如：Al2O3，Be2O，ZrO2；②氮化物，如：Si3N4轴承，轮机叶片，③碳化物，④硼化物。（2）氧化物陶瓷制备工艺有
哪些步骤：原料煅烧-磨细-配方-加粘接剂-成型-素烧-修胚-表面处理等工序。
造粒方法：造粒技术在应用过程中创造出多种不同的造粒方法：搅拌造粒法、沸腾造粒法、喷雾干燥造粒法、压力成型造粒法、喷雾和分散迷雾法、热熔融成型法。
4.薄膜生长几个阶段：【1】成核阶段：到达基片的原子通过物理吸附吸附在基片表面，
由于本身还具有一定能量，当发生化学反应或化学吸附时，或者与其它的蒸发原子或原子团
时，。再蒸发或者迁移的可能性极小，从而形成稳定的凝聚核。【2】小岛阶段：当凝聚的晶
核达到一定浓度后，新蒸发的吸附原子不再形成新的晶核，而是通过表面迁移聚集到已有的
晶核，晶核生长并形成小岛。【3】网络阶段：随着小岛的生长，相邻的小岛之间相互接触并
彼此结合，形成一些具有沟道的网络状薄膜。【4】成膜阶段：继续蒸发时，吸附的原子将填
充沟道，即形成微晶粒。
4.陶瓷材料的成型方法：【1】注浆成型；【2】可塑成型；【3】压制成型；【4】粉末成型。
注浆成型所用浆体必须具备如下性能：【1】浆料流动性好，稳定性好；【2】浆料应具有适
当的触变性，含水量少，滤过性好，坯体强度高；【3】形成的胚体易脱模，不含气泡；
注浆成型法：有空心注浆和实心注浆两种，为了提高注浆速度和坯体质量，又出现了压力注浆、离心注浆和真空脱气注浆等方法。注浆成型工艺简单，但劳动强度大，生产周期长，不易实现自动化，且坯体烧后密度小，机械强度差，收缩、变形大。适合机械强度、几何尺寸，电气性能要求高的新型陶瓷产品。
如何实现陶瓷的低温烧结：低温烧结：一种铁矿石烧结工艺。它以较低的烧结温度，产生一种强度高、还原性好的较理想的黏结相矿物——针状铁酸钙，并以此去粘结那些部分起反应或未起反应的残余矿石。低温烧结的措施：【1】原燃料粒度要细。【2】尽量提高优质赤铁富矿粉的配比。【3】烧结碱度以1.8~2.0较为适宜，SiO2含量不低于4%，m(Al2O3)/m(SiO2)为0.1~0.35。【4】在混合料充分均匀和强化造球的情况下，采用低碳厚料层操作工艺。【5】适当降低点火温度和垂直烧结温度。
结构陶瓷面临的主要问题:【1】自身问题：成本高，可靠性与重复性不高【2】产品的市场占有率低【3】缺乏结构陶瓷份料供应基地【4】规模化工艺技术装备落后【5】新产品的研究开发迟缓【6】企业缺乏自身良性循环的能力【7】财力不足【8】缺乏引进消化和转化工作
一、注浆成型：
注浆成型法有空心注浆和实心注浆两种，为了提高注浆速度和坯体质量，又出现了压力注浆、离心注浆和真空脱气注浆等方法。
注浆成型工艺简单，但劳动强度大，生产周期长，不易实现自动化，且坯体烧后密度小，机械强度差，收缩、变形大。适合机械强度、几何尺寸，电气性能要求高的新型陶瓷产
品。
二、热压铸成型
热压铸成型是利用含蜡料浆加坯熔化后具有流动性和塑性，冷却后能在金属模中凝固成一定形状的特点来完成的。
三、干压成型
干压成型是将经过造粒、流动性好，颗粒级配合适的粉料，装入模具内，通过压机的柱塞施以外加压力，使粉料压成制一定形状的坯体的方法。
四、等静压成型
等静压成型又称静水压成型，它是利用液体介质不可压缩性和均匀传递压力的一种成型方法，等静压成型方法有冷等静压成型和热等静压成型两种。冷等静压成型又分湿式等静压成型和干式等静压成型两种，等静压成型的特点是：①适于压制形状复杂，大件且细长的新型陶瓷制品。②湿式等静压容器内可同时放入几个模具，还可压制不同形状的坯体。
③可以任意调节成型压力。④压制的产品质量高，烧成收缩小，坯体致密不易变
五、挤压成型
挤压成型是将经真空炼制的泥料，置于挤制机内，只需更换挤制机的机嘴，就能挤压出各种形状的坯体。
六、注射成型
注射成型是将瓷粉和有机粘合剂混合后，经注射成型机，在130~300℃温度下将瓷料注射到金属模腔内，待冷却后，粘结剂固化，便可取出毛坯而成型。
七、轧膜成型
轧膜成型是将准备好的陶瓷粉料，拌以一定量的有机粘合剂和溶剂，通过粗孔和精轧成膜片后再进行非片成型。轧膜成型对粉料粘度的要求越细越圆润，含粘合剂量越多，轧辊的精度要求也越高。
转膜成型的特点：转膜成型具有工艺简单，生产效率高，膜片厚度均匀，生产设备简单，粉尘污染小，能成型厚度很薄的膜片等优点，但用该法成型的产品干燥收缩和烧成收缩较干压制品的大。该法适于生产批量较大的1mm以下的薄片状产品，在新型陶瓷生产中应用较为普遍。
八、流延成型
流延成型又称带式浇注法，乱刀法，是一种目前比较成熟的能够获得高质量、超薄型瓷片的成型方法。已广泛应用于独石电容器瓷，多层布线瓷、厚膜和薄膜电路基片，氧化锌低压压敏电阻及铁氧体磁记忆片等新型陶瓷的生产。
流延成型的特点：流延成型法主要用以制取超薄型陶瓷独石电容器，氧化铝陶瓷基片等新型陶瓷制品。
还有：可塑成型，造粒成型。
计算题：配方计算
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
高分子加工助剂
1．什么是助剂？为什么要在高分子加工过程中添加助剂（助剂的作用）? 答：1*广义：某种材料和产品在生产、加工过程或使用过程中所需添加的各种辅助物质，用以改善生产工艺和提高产品性能。 狭义：指为改善某些材料的加工性能和最终性能而分散在材料中，对材料结构无明显影响的少量化学物质。 2*在合成材料加工的过程中，助剂是不可缺少的物质条件，它不仅在加工过程中改善工艺性能、影响加工条件、加速反应过程、提高加工效率，还可以改进产品性能、扩大应用范围，延长使用寿命，降低成本，提高产品价值。 2．为什么助剂时与聚合物之间要有良好的相容性？ 答：助剂必须长期稳定均匀地存在于聚合物中才能发挥应有的作用，因此要求助剂与聚合物间有良好的相容性。如果相容性不好，助剂就容易析出（固体助剂析出称为“喷霜”，液体助剂析出称为“渗出”或“出汗”），析出后不仅失去作用，而且影响到制品的外观和手感。 3．助剂的损失主要通过哪三个途径？ 答：助剂的损失主要是通过挥发、抽出和迁移三条途径。 （挥发性大小取决于助剂本身的结构； 抽出性与助剂在不同介质中的溶解度直接相关； 迁移性大小与助剂在不同聚合物中的溶解度有关。 因此选择助剂应结合产品来进行选择。） 4．解释什么是助剂的协同效应、相抗作用。 答：一种合成材料中常常要同时使用多种助剂，这些助剂间会产生一定的影响。如果相互增效，则起协同作用；如果彼此削弱原有的效能，则起相抗作用。 助剂配方研究的目的之一就是充分发挥助剂之间的协同作用，得到最佳的效果。 5．说明增塑剂的增塑机理。 答：在加热的情况下，分子链的热运动就变得激烈，削弱了分子链的作用力，分子链间的间隔也有增加，增塑剂分子就有可能钻到聚合物分子链间隔中，形成“聚
粉末冶金粉体常见的制备方法及综述1
粉末冶金粉体常见的制备方法及综述Powder metallurgy powder and preparation method of common 摘要：粉末冶金方法起源于公元前三千多年。制造铁的第一个方法实质上采用的就是粉末冶金方法。粉末冶金制品的应用范围十分广泛，从普通机械制造到精密仪器；从五金工具到大型机械；从电子工业到电机制造；从民用工业到军事工业；从一般技术到尖端高技术，均能见到粉末冶金工艺的身影。目前，我国粉末冶金行业整体技术水平低下、工艺装备落后，与国外先进技术水平相比存在较大差距。本文介绍了粉末冶金粉体的制备方法，包括物理方法和化学方法，物理法包括机械粉碎法，化学法包括气相沉积法、雾化法和电解法，气相沉积法、雾化法和电解法目前在工业上已经得到了广泛的应用。 关键词：粉末冶金；粉体；气相沉积法，雾化法，电解法Abstract: the method of powder metallurgy originated in three thousand years . Manufacture of iron for the first method is essentially by powder metallurgy method. Powder metallurgy products, a wide range of applications, from the ordinary machinery manufacturing of precision instrument; from the hardware to the large machinery; from electronics to motor manufacturing; from the civilian industry to the military industry; from the general technology to sophisticated high technology, can see the figure of powder metallurgy
无机材料合成与制备复习纲要
材料合成与制备复习纲要 我们不是抄答案，我们只做知识的搬运工。 ——无机复习提纲编辑协会宣言试卷构成：填空：15 分 选择：7*2=14 分（共7 题，一题2 分） 名词解释：5*3=15 分（共5 题，一题3分） 问答题：8+12*4=56（第一题8 分，其余四道题每题12 分）注：划线知识点为李老师审阅后所加，疑为重点，望各位复习时多加注意第1 章：经典合成方法 1实验室常用的加热炉为：高温电阻炉 2电炉分为：电阻炉，感应炉，电弧炉，电子束炉 3电阻发热材料的最高工作温度：硅碳棒1400C、硅化钼棒1700C、钨丝1700C 真空、 5氧化物发热体：在氧化气氛中，氧化物发热体是最为理想的加热材料。 6影响固相反应的因素: （1）反应物化学组成与结构，反应物结构状态（2）反应物颗粒尺寸及分布影响。 7化学转移反应：把所需要的沉积物质作为反应源物质，用适当的气体介质与之反应，形成一种气态化合物，这种气态化合物通过载气输运到与源区温度不同的沉积区，再发生逆反应，使反应源物质重新沉积出来，这样的反应过程称为化学转移反应。 8化学转移反应条件源区温度为T2,沉积区温度为T1:如果反应是吸热反应，则 r H m为正，当T2>T1时，温度越高，平衡常数越大，即从左往右反应的平衡常数增大，反应容易进行，物质由热端向冷端转移，即源区温度应大于沉积区温度，物质由源区转移至沉积区。如果反应为放热反应，r H m为负，则应控制源区温度T2 小于沉积区温度T1,这样才能实现物质由源区向沉积区得转移。如果r H m近似为0, 则不能用改变温度的方法来进行化学转移。 9低温合成中，低温的控制主要有两种方法：①恒温冷浴②低温恒温器 10高压合成：就是利用外加的高压力，使物质产生多型相转变或发生不同物质间的化合，从而得到新相，新化合物或新材料。 种类：①静态高温高压合成方法②动态高温高压合成方法 第2 章：软化学合成方法 1软化学合成方法: 通过化学反应克服固相反应过程中的反应势垒，在温和的反应条件下和缓慢的反应进程中，以可控制的步骤逐步地进行化学反应，实现制备新材料的方法。2软化学法分类：溶胶——凝胶法，前驱物法，水热/ 非水溶剂热合成法，沉淀法，支撑接枝工艺法，微乳液法，微波辐射法，超声波法，淬火法，自组装技术，电化 3绿色化学：主要特点是“原子经济性” ，即在获取新物质的转换过程中充分利用原料中的每个原子，实现化学反应中废物的“零排放” 。因此，既可充分利用资源又不污染环境。 4软化学与绿色化学的关系：两者关系密切，但又有区别。软化学强调的是反应条件的温
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。
高分子加工助剂名词解释
1助剂是某些材料和产品在生产或加工过程中所需要添加的各种辅助化学品用以改善生产工艺和提高产品性能,树脂和生胶加工成塑料和橡胶制品这一过程中所需要的各种辅助化学品。 2喷聚:固体助剂的析出；发汗:液体助剂的析出。 3焦烧现象：是指橡胶胶料在加工过程中产生的早期硫化的现象。 4促进剂的后效应：在硫化温度以下,不会引起早期硫化达到硫化温度时则硫化活性大的这种性质。 5色母粒:是一种把超常量的颜料或染料均匀载附于树脂之中而制得的聚集体。 6增塑剂：是加进塑料体系中增加塑性同时又不影响聚合物本质特性的物质。 外增塑剂：一般为外加到聚合体系中的高沸点的较难挥发的液体或低熔点固体物质。 内增塑剂：在聚合物的聚合过程中引入能降低了聚合物分子链的结晶度增加了塑料的塑性第二单体物质。主增塑剂：分子既能插入聚合物的无定形区域同时又能插入结晶区域的增塑剂。 辅助增塑剂：分子仅能插入部分结晶的聚合物的无定形区域的增塑剂,此增塑剂又叫非溶剂型增塑剂。 7相容性：增塑剂与树脂相互混合时的溶解能力,是增塑剂最基本要求之一。 8聚能密度(CED)：单位体积溶剂的蒸发能。9溶解度参数：单位体积溶剂的蒸发能的平方根所得值。1浊点(Tc)：聚合物与增塑剂的稀均相溶液,在冷却下变成浑浊时的温度。 2塑化效率：使树脂达到某一柔软程度的增塑剂用量称为该增塑剂的塑化效率。 3聚合物的氧化是指随着时间的增加聚合物的性能降低,又称为自动氧化。分为诱导期、强烈氧化期。 4抗氧剂：是指对高聚物受氧化并出现老化现象能起到延缓作用的一类化学物质。 主抗氧剂：主抗氧剂被认为是一种自由基的清洗剂,它通过偶合反应(即终止反应)或给出一个氢原子来阻止聚合物中的自由基的破坏作用。辅助抗氧剂：助抗氧剂的作用是可分解聚合物氧化所产生的过氧化物。 5金属离子钝化剂：具有防止重金属离子对聚合物产生引发氧化作用的物质。 6稳定剂：是防止或延缓聚合物在加工、贮藏和使用过程中老化变质的化学药品。 热稳定剂：主要用于PVC和其他含氯的聚合物,既不影响其加工与应用,又能在一定程度上起到延缓其热分解的作用的一类助剂。光稳定剂：凡能抑制或减缓光氧老化进行的的物质称为光稳定剂或紫外光稳定剂。7自由基捕获剂：是一类具有空间位阻效应的哌啶衍生物类光稳定剂,简称为受阻胺类光稳定剂(HALS)。 8光氧老化或光老化：分子材料长期暴露在日光或短期置于强荧光下,由于吸收了紫外线能量,引起了自动氧化反应,导致了聚合物的降解,使得制品变色、发脆、性能下降,以致无法再用。 9阻燃剂：能够增加材料耐燃性的物质叫阻燃剂。0燃烧速度：指试样单位时间内燃烧的长度。1协同效应：指两种或两种以上的助剂配合使用时,其总效应大于单独使用时各个效应的总和。 协同作用体系：阻燃剂的复配是利用阻燃剂之间的相互作用,从而提高阻燃效能,称为协同作用体系。 2燃烧速度：是指试样单位时间内燃烧的长度。燃烧速度是用水平燃烧法和垂直燃烧法等来测得。 3氧指数：是指试样像蜡烛状持续燃烧时,在氮-氧混合气流中所必须的最低氧含量。 4外摩擦：高分子材料在成型加工时,聚合物熔体与加工设备表面间的摩擦。内摩擦：高分子材料在成型加工时,熔融聚合物分子间存在的摩擦。5润滑剂：为减少高分子内摩擦和外摩擦,改进塑料熔体的流动性,防止高分子材料在加工过程中对设备的粘附现象,保证制品表面光洁度而加入的物质称为润滑剂。6脱模剂：对加工模具和被加工材料完全保持化学惰性的物质称为脱模剂。 7发泡剂：是一类能使处于一定粘度范围内的液态或塑性状态的橡胶、塑料形成微孔结构的物质。 发泡助剂：发泡过程中,能与发泡剂并用并能调节发泡剂分解温度和分解速度的物质,或能改进发泡工艺,稳定泡沫结构和提高发泡体质量的物质。物理发泡剂:依靠在发泡过程中本身物理状态变化来达到发泡目地的一类化合物；化学发泡剂:在一定温度下会热分解而产生一种或多种气体,使聚合物发泡。 8抗静电剂：添加在树脂、燃料中或涂附在塑料制品、合成纤维表面的用以防止高分子材料和液体燃料静电危害的一类化学添加剂统称为抗静电剂。外用抗静电剂：采用涂布、喷雾、浸渍等方法使它附在塑料、纤维表面,耐久性较差,所以又叫做暂时性抗静电剂。内用型抗静电剂(或混炼型抗静电剂)：在树脂加工过程中(或在单体聚合过程中)添加到树脂组成中的抗静电剂,因其有较好的耐久性,又称为永久性抗静电剂。9偶联剂：是能改善填料与高分子材料之间界面特性的一类物质。 0着色剂：在聚合物中加入的改变制品颜色,提高制品美观性的助剂。 着色力：指颜料影响整个混合物料颜色的能力,着色力大,使用着色剂量就小,成本也低。 1遮盖力：指着色剂阻止光线穿透着色制品的能力。2增透剂：能改善结晶聚合物透明性的助剂。3迁移性：指着色剂向介质渗色或向接触的物质迁移的现象。一般地说,有机酸的无机盐(色淀性颜料)迁移性比较小；分子量较高者比较低者迁移性小。4防霉剂:(生物抑制剂)有抑制霉菌生长和杀灭霉菌的功能。5荧光增白剂：能增加塑料制品的白度、亮度使色彩更加鲜艳夺目的物质。 6防雾剂：又称流滴剂,是防止透明材料雾害的一类添加剂。 7老化：高分子材料在成型、贮存、使用过程中发生结构变化,逐渐地失去使用价值的现象。
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
材料合成与加工名词解释
粉碎法：是借用各种外力，如机械力、流能力、化学能、声能、热能等使现有的块状物料粉碎成超细粉体。 共沉淀法：使混溶于某溶液中的所有离子完全沉淀的方法 溶胶：是具有液体特征的胶体体系，分散的粒子是固体或者大分子，分散的粒子大小在1～100nm之间。 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状骨架，骨架空隙中充有液体或气体，凝胶中分散相的含量很低，一般在1％～3％之间。 溶胶－凝胶法：就是用含高化学活性组分的化合物作前驱体，在液相下将这些原料均匀混合，并进行水解、缩合化学反应，在溶液中形成稳定的透明溶胶体系，溶胶经陈化胶粒间缓慢聚合，形成三维空间网络结构的凝胶，凝胶网络间充满了失去流动性的溶剂，形成凝胶。凝胶经过干燥、烧结固化制备出分子乃至纳米亚结构的材料。 粒度累积分布：表示小于或大于某一粒径的粒子占全部颗粒的百分含量，累积分布是频率分布的积分形式。 CVD：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。 烧结：是减少成形体中气孔，增强颗粒间结合，提高材料物理化学性能的工艺过程挤压成型：是指粉末体或者可塑性泥团在压力作用下，通过成型模嘴挤成预期的制品。 注射成型：它是将粉末与成形剂均匀混合使之在一定温度下具有良好的可塑性，然后将这种可塑性粉末注射模具中，冷却后可得到所需的零件生坯。 热压烧结：是指在对置于限定形状的石墨模具中的松散粉末或对粉末压坯加热的同时对其施加单袖压力的烧结过程。 热等静压：压力通过传力介质均匀地作用于待压粉末上，可形成结构均匀、性能优良的制品。 热喷涂法：利用氧乙炔（丙烷）火焰、电弧或等离子等高温热源将欲涂覆的各种涂层材料熔化或软化，并用高速射流使之雾化成微细颗粒液滴或高温颗粒，喷射到经过预处理的基体表面工件表面，从而与基体形成一层牢固的涂层的技术，达到高度耐磨、减摩、耐蚀、耐高温以及修补恢复尺寸等目的
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。 第一章溶胶-凝胶法 1.溶胶(Sol)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。 2.凝胶(Gel)是具有固体特征的胶体体系，被分散的物质形成连续的网状骨架，骨架空隙中充有液体或气体。 3.溶胶,凝胶法:就是用含高化学活性组分的化合物作前驱体，在液相下将这些原料均匀混合，并进行水解、缩合化学反应，通过抑制各种化学反应条件，在溶液中形成稳定的透明溶胶体系，溶胶经陈化，胶粒间缓慢聚合，形成三维空间网络结构的凝胶，凝胶网络间充满了失去流动性的溶剂，形成凝胶。凝胶经过干燥、烧结固化制备出分子乃至纳米亚结构的材料。 4.粒子间的两个力:(1)颗粒间的范德华力;(2)双电层静电排斥能 5.增加粒子间能垒通常有三个基本途径:(1)使胶粒带表面电荷;(2) 利用空间位阻效应;(3)利用溶剂化效应。 6.由溶胶制备凝胶的具体方法:
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。
金属粉末制备方法分类及其基本原理
金属粉末制备方法分类及其基本原理 摘要简要介绍了金属粉末的制备方法。由机械法和物理化学法两大类方向具体介绍。同时简述了各种金属粉末制备方法的基本原理。 关键词金属粉末；制备；分类；原理 1 引言： 金属及其化合物的粉末制备目前已发展了很多方法，对于这些方法的分类也有若干种。根据原料的状态可分为固体法、液体法和气体法；根据反应物的状态可分为湿法和干法；根据生产原理可分为物理化学法和机械法。一般来说在物理化学方法中最重要的方法为还原法、还原-化合法和电解法；在机械法中最主要的方法则是雾化法和机械粉碎法。金属粉末的生产方法的选择取决于原材料、粉末类型、粉末材料的性能要求和粉末的生产效率等。随着粉末冶金产品的应用越来越广泛，对粉末颗粒的尺寸形状和性能的要求越来越高，因此粉末制备技术也在不断地发展和创新，以适应颗粒尺寸和性能的要求。 2 金属粉末的制备方法： 2.1 物理化学法： 2.1.1 还原法： 金属氧化物及盐类的还原法是一种应用最广泛的粉末制备方法。可以采用固体碳还原铁粉和钨粉，用氢或分解氨制取钨、钼、铁、铜、钴、镍等粉末；用转化天然气和煤气可以制取铁粉等，用纳、钙、镁等金属作还原剂可以制取钽、铌、钛、锆、钍、铀等稀有金属粉末。金属氧化物及盐类的还原法基本原理为，所使用的还原剂对氧的亲和力比氧化物和所用盐类中相应金属对氧的亲和力大，因而能够夺取金属氧化物或盐类中的氧而使金属被还原出来。由于不同的金属元素对氧的作用情况不同，因此生成氧化物的稳定性也不大一样。可以用氧化反应过程中的△G的大小来表征氧化物的稳定程度。如反应过程中的△G值越小，则表示其氧化物的稳定性就越高，即其对氧的亲和力越大。 其优点是操作简单，工艺参数易于控制，生产效率高，成本较低，适合工业化生产；缺点是只适用于易与氢气反应、吸氢后变脆易破碎的金属材料。 2.1.2 金属热还原和还原化合法： 金属热还原是，被还原的原料可以是固态的、气态的，也可以是熔盐。后二者相应的又具有气相还原和液相沉淀的特点。金属热还原剂法在工业上比较常用的有：用钙还原TiO2、ThO2、UO2等；用镁还原TiCl4、ZrCl4、TaCl5等；用钠还原TiCl4、ZrCl4、K2ZrF6、K2TaF7等；用氢化钙（CaH2）共还原氧化铬和氧化镍制取镍铬不锈钢粉。 还原化合法是指用碳、碳化硼、硅、氮与难熔金属氧化物的作用而得到碳化物、硼化物。
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。 第一章溶胶-凝胶法 1.溶胶（Sol）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。 2.凝胶（Gel）是具有固体特征的胶体体系，被分散的物质形成连续的网状骨架，骨架空隙中充有液体或气体。 3.溶胶－凝胶法：就是用含高化学活性组分的化合物作前驱体，在液相下将这些原料均匀混合，并进行水解、缩合化学反应，通过抑制各种化学反应条件，在溶液中形成稳定的透明溶胶体系，溶胶经陈化，胶粒间缓慢聚合，形成三维空间网络结构的凝胶，凝胶网络间充满了失去流动性的溶剂，形成凝胶。凝胶经过干燥、烧结固化制备出分子乃至纳米亚结构的材料。 4.粒子间的两个力：（1）颗粒间的范德华力；（2）双电层静电排斥能 5.增加粒子间能垒通常有三个基本途径：(1)使胶粒带表面电荷；(2) 利用空间位阻效应；(3)利用溶剂化效应。 6.由溶胶制备凝胶的具体方法：