材料製備新技術複習題

2021-03-04 09:35:59 字數 4814 閱讀 4871

第一章1.實現快速凝固的途徑有哪些?

答:a.動力學急冷法 b.熱力學深過冷法 c.快速定向凝固法

2.用單輥法製備金屬帶材的快速凝固工藝特點是什麼?

答:答:①單輥需要以2000~10000r∕min的高速度旋轉,同時要保證單輥的轉速均勻性很高,徑向跳動非常小,以控制薄膜的均勻性②為了防止合金溶液的氧化,整個快速凝固過程要在真空或保護性氣氛下進行③為了獲得較寬並且均勻的非晶合金帶材,液流必須在單上均勻成膜,液流出口的設計及流速的控制精度要求很高。

3.常用金屬線材的快速凝固方法有哪些?它們的工藝特點是什麼?

答:a.玻璃包覆熔融的線法。特點:容易成型、連續等徑、表面***的線材。但生產效率低,不適合生產大批量工業用線材。

b.合金熔液注入快冷法。特點:裝置簡單,但液流穩定性差,流速較低、難控制速率,不能連續生產。

c.旋轉水紡線法。特點:原理和裝置簡單、操作方便、可實現連續生產。

d.傳送帶法。特點:綜合了b、c法,可實現連續生產,但裝置較複雜,工藝引數調控較難,傳送速率不快。

第二章1噴射成形的基本原理是什麼?其基本特點有哪些?

答:原理:在高速惰性氣體的作用下,將熔融金屬或合金液流霧化成瀰散的液態顆粒,並將其噴射到水冷的金屬沉積器上,迅速形成高度緻密的預成形毛坯。

特點:高度緻密,低含氧量,快速凝固的顯微組織特徵,合金效能高,工藝流程短,成本低,高沉積效率,靈活的柔性製造系統,近終形成形,可製備高效能金屬基複合材料。

2.噴射成形關鍵裝置指的是什麼?霧化噴嘴系統

3.用噴射成形技術製備複合材料時有什麼優勢?是否任何複合材料都能用該方法來製備?說明理由。

答:主要優勢:在於快速凝固的特性、高溫暴露時間短、簡化工藝過程。

否;因為有的複合材料容易發生介面反應,且高含氧量、氣體含量和夾雜含量,工藝複雜和成本偏高等問題。

4.氣體霧化法是利用氣體的衝擊力作用於熔融液流,使氣體的動能轉化為熔體的表面,從而形成細小的液滴並凝固成粉末顆粒。

5.噴射成形又稱噴射霧化沉積或噴射鑄造等是用快速凝固方法製備大塊,緻密材料的高新技術,它把液態金屬的霧化(快速凝固)和霧化熔滴的沉積(熔滴動態緻密化)自然結合起來。

6.噴射成型的四個階段:霧化階段,噴射階段,沉積階段,沉積提凝固階段。

7.霧化噴射成形工藝一般採用惰性氣體。

8.噴射成形裝置的技術關鍵主要包括裝置總體布局,霧化噴嘴,沉積器結構,和運動方式。9.裝置結構布局:傾斜布局,垂直布局,水平布局。

10.噴射成形裝置應包括:含熔煉部分,金屬導流系統,霧化噴嘴,霧化氣體控制系統,沉積器及其傳動系統,收粉及排氣系統。

第三章1.機械合金化的定義及球磨機理是什麼?

答:(ma)是指金屬或合金粉末在高能球磨機中通過粉末顆粒與球磨之間長時間激烈地衝擊、碰撞,使粉末顆粒反覆產生冷焊、斷裂,導致粉末顆粒中原子擴散,從而獲得合金化粉末的一種粉末製備方法。

球磨機理:取決於粉末組分的力學效能,它們之間的相平衡和在球磨過程中的應力狀態。

2.球磨機的本體結構有哪幾類?各有何特點? p49

答:a.攪拌球磨機。

特點:由乙個靜止的球磨筒體和乙個裝在筒體中心的攪拌器組成,筒體內裝有磨球,磨球由裝在中心的攪拌器帶動,攪拌器的支臂固定在攪拌器上。(是一種最有發展前途而且能量利用率最高的超細粉破碎裝置)

b.滾動球磨機。特點:球磨筒體繞其橫軸轉動。

c.行星式磨機。特點:筒體固定在工作台上,工作台可以旋轉,並且離心加速度值可以達到30-50倍的重力加速度值。筒體本身能旋轉,旋轉時可順時也可逆時。

d.振動球磨機,可分為一維振動式球磨機和三維振動式球磨機。特點:利用球磨在作高頻振動的筒體內對物料進行衝擊、摩擦、剪下等作用,從而使物料粉碎的球磨裝置。

3.球磨裝置主要有:攪拌球磨機,滾動球磨機,行星球磨機和震動球磨機。

4.一般來說金屬粉末在球磨時,有四種形式的力作用在顆粒材料上:衝擊,摩擦,剪下,壓縮。

5.可以把球磨粉末分為:延性∕延性球磨體系,延性∕脆性粉末球磨體系,脆性∕脆性粉末球磨體系。

6.瀰散強化合金按其瀰散相的種類大體可分為:氧化物瀰散強化合金(ods合金)和碳化物瀰散強化合金(cds合金)

第四章1.流變成形和觸變成形有何區別?各有何特點?具體的實施方法是什麼?

答:區別在於工藝流程的不同。

實施方法:流變成形是將從液相到固相冷卻過程中的金屬液進行強烈攪拌,在一定的固相分數下將半固態金屬漿料直接送往成形裝置進行成形,稱「一步法」。而觸變成形是先由連鑄等方法制得具有半固態組織的錠坯,然後切成所需長度,再加熱到半固態狀,然後將該半固態坯料送往成形裝置進行成形,稱「二步法」。

特點:流變成形:工藝流程短、生產成本低,但可控性差。

觸變成形:可控性高,易於實現工業化規模生產並明顯提高成形合金的綜合性能、

2如何製備半固態合金漿料?如何保證半固態漿料的效能?p81

答:方法:機械攪拌式半固態漿料製備裝置和電磁攪拌式半固態漿料製備裝置

保證效能:

3鎂合金材料適合於用什麼半固態成形方法進行加工?

答:觸變注射成形

4.什麼是半固態成形?

答:就是對處於半固-半液的金屬進行加工成形,是一種介於金屬的液態成形(如鑄造。鑄軋)和金屬的固態成形(如擠壓,軋制等)之間的新的加工成形辦法。

5.與固態和液態的區別?

答:該技術採用了非枝晶半固態漿料,打破了傳統的枝晶凝固模式,所以半固態金屬與過熱的液態金屬相比,含有一定體積比率的球初生固相,與固態金屬相比,又含有一定比率的液相金屬相比。

6半固態金屬成形基本原理?

答:半固態金屬成形基本原理是金屬凝固過程中對其施加強烈攪拌,以抑制和充分破碎樹枝狀初生相的形成和長大,在一定溫度和時間條件下,獲得一種液態金屬中均勻地懸浮著的一定球狀初生相的固-液相共存的混合漿料(固相組分一般在50%左右)。

7半固態金屬流變成形的關鍵技術包括:半固態漿料製備,流變成形。半固態金屬觸變成形的關鍵技術是:半固態漿料製備,半固態坯料製備,二次加熱,觸變成形。

8半固態金屬漿料製備:機械攪拌,電磁攪拌。

第五章1.何謂非晶態合金?非晶態合金的結構特點如何?它與晶態合金相比具有什麼特點?

答:非晶態合金是指固態合金中原子的三維空間呈拓撲無序排列,並在一定溫度範圍內保持這種狀態相對穩定的合金。

結構特點:在微觀結構上,它具有液體的無序原子結構;在巨集觀結構上,它具有固體的剛性,是一種亞穩態材料。結構的長程無序性和短程有序性。

與晶態材料相比:非晶態合金原子排列不具有週期性,且屬於熱力學的亞穩相。在效能上具有很高的強度、硬度、韌性、耐磨性、耐蝕性及優良的軟磁性、超導性、低磁損耗等特點。

非晶態合金的效能:優異的力學效能,特殊的物理效能,優良的耐腐蝕性。

2.簡述非晶態合金的製備方法及其特點。

答:a.溶劑包覆法:

b.金屬膜冷卻法:

c.水淬法:裝置簡單、工藝容易控制;冷卻速率較低,適合玻璃形成能力特別大的合時體系。

d.電弧加熱法:分為金屬(銅)模吸鑄法和模壓鑄造法。

e.電弧熔煉吸鑄法:無汙染、均勻性好、充型好,銅模冷卻快;是一種短流程製備方法。

f.定向凝固法:是一種可以連續獲得大體積玻璃的方法。

第六章1.準晶是:同時具有長程準週期性平移序和非晶體學旋轉對稱性的固態有序相。

2.試述準晶結構的特點,它與晶體和非晶體材料有何不同?

答:①其原子分布不具有晶體的平移對稱性,但有一定的規則,並且呈長程的取向性有序分布,故可認為是一種準週期排列。由於它不能通過平移操作實現週期性,故不能同晶體那樣取乙個晶體來代替其結構,它是由兩種三維拼砌單元,按一定規則使之配合的拼砌成具有週期性和5次對稱性,可認為他們是準晶的準點陣。

②與晶體相比準晶體具有較低的密度和熔點,這是由於其原子排列的規則性不及晶態嚴密,但其密度高於非晶態,說明其準週期性排列是較密集的。準晶體具有高的比熱容和異常高的電阻率,低的熱導率,和電阻溫度係數。

3.準晶材料用於不粘鍋塗層和熱障膜的原因是什麼?

答:原因:主要來自準晶的低表面能性和表面的拓撲形態,高硬度、耐磨損性也有助於不粘性的提高和壽命的延長。另外,準晶所具固有的疏鬆結構有利於降低熱導率。

第七章1.奈米晶體材料分為幾類?它們分別用於何種材料?

答:奈米材料是指在三維空間中至少有一維處於奈米尺度範圍或它們作為基本單元構成的材料。分為四類:

①零維是指其三維空間尺度均在奈米尺度,用於高密度磁記錄材料、吸波隱身材料、磁流體材料和防輻射材料。②一維是指在空間有兩維處於奈米尺度,如奈米絲,奈米棒,奈米管等。用於微導線、微光纖材料、新型雷射或發光二極體材料等。

③二維是指在三維空間中有一維在奈米尺度,如超薄膜,多層膜,超晶格等。用於氣體催化劑材料、過濾器材料、高密度磁記錄材料、光敏材料、平面顯示器材料、超導材料。④三維奈米相(奈米塊體材料)。

用於超高強材料和智慧型金屬材料等。

2.奈米材料在軍事中有何應用?

答:利用奈米技術建成了麻雀衛星,蚊子飛彈,蒼蠅飛機,螞蟻士兵,還有被人稱為「間諜草」「沙粒坐探」的形形色色的微型戰場感測器等奈米**裝備。奈米**的出現將大大改變人們對戰爭力量對比的看法。

奈米材料還具有很高的電磁波吸收係數,將奈米材料加入飛機,坦克中,用以吸收雷達波,於是**飛機,**坦克問世了。****在戰爭上滲出鬼沒,出現於戰場的不同角落。

3.奈米材料製備新技術有哪些?

答:①微波化學合成法②脈衝雷射沉積薄膜③分子自組裝法④原位生成法

第八章1.shs鑄造技術的特點是什麼?

答:①產物幾乎能達到理論密度。②燃燒合成所獲得的高溫液相經過鑄造之後,可以製備各種形狀型別的零部件,從而可以真正實現近無餘量材料製品或最終產品的自蔓延高溫合成。

③shs加壓緻密化技術中對於作用壓力的大小以及施壓時間通常要求很嚴格,生產中往往較難控制,而shs鑄造技術的工藝相對較為簡單,過程容易控制④shs鑄造技術不需要採用shs加壓緻密化技術中所使用的許多龐大的裝置,因而投資少,經濟效益好。⑤可進行陶瓷類材料的鑄造。⑥可用於複合材料的製備。

2.shs焊接技術的特點是什麼?

答:①焊接時可利用反應原料直接合成梯度材料來焊接異種材料;②焊接中可以加入增強相;

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