材料工程基础复习要点及知识点整理全Word文件下载.docx

1、几乎可制备所有金属粉末、合金粉末，纯度高3. 化学合成法指由离子、原子、分子通过化学反应成核和长大、聚集来获得微细颗粒的方法1 固相法：以固态物质为原始原料（热分解反应法、化合反应法、水热法等）2 液相沉淀法：最常见的方法沉淀法（直接沉淀法、均匀沉淀法、共沉淀法）、溶胶-凝胶法影响颗粒粉碎的因素：易碎性、碰撞速度（碎料例子碰撞速度、粉碎介质碰撞速度）粉体的分级：把粉体材料按某种粒度大小或不同种类颗粒进行分选的操作。（筛分分级、流体分级）1. 影响筛分的因素物料（堆积密度、粒度分布、含水量）、筛分机械（孔隙率、筛孔大小、筛孔形状、振动的幅度和频率、加料的均匀性、料速及料层厚度）。2. 流体分级的

2、种类及其优缺点利用不同粒径颗粒在流体中的沉降速度差，针对超微细粉体分级1 干式分级2 湿式分离优点（精度高、范围窄、操作简单），缺点（过程中易固结、单位面积产量低、对可溶于分散介质和易变质的物质不能使用）造粒：“增大粒径”的过程常用的造粒方法：凝聚造粒法、挤压造粒法、压缩造粒法、破碎造粒法、熔融造粒法、喷雾造粒法。粉体成形：将粉末状态的材料制成具有一定形状、尺寸、孔隙率以及强度的预成形坯体的加工过程。模压成形：单向压制、双向压制、浮动凹模压制等静压成形：借助高压泵的作用把流体介质压入耐高压的刚体密闭容器内，高压流体的静压力直接作用在弹性膜套内的粉末上，使粉末体在同一时间内各个方向均衡受压而获得

3、密度分布均匀和强度较高的压坯。第三章 有机高分子材料成形加工基础牛顿流变学：也称经典流变学，是把研究对象处理成简单的流体，再用数学描述简单流体中抽象质点的切应力与且应变的定量关。*聚合物的成形性能：流动性、收缩性、结晶性、吸湿性和粘水性、热敏性和水敏性。影响流动性的因素：（温度、压力、模具和聚合物的品质）1. 温度的影响聚合物的温度越高流动性越好2. 压力的影响压力增加流动性增大3. 模具的影响浇注系统形式、尺寸与布置、冷却系统设置、流速阻力设置直接影响4. 聚合物品质影响热固性塑料粒度均匀、湿度大、含水分等利于改善流动性影响聚合物成形性能的因素：聚合物粘度的影响、聚合物的聚集态及物理特性的影

4、响。第四章 聚合物成形加工技术及原理（又称压制成形或压缩成形）是先将粉状,粒状或纤维状的塑料放入成型温度下的模具型腔中,然后闭模加压而使其成型并固化的作业。包括模压成形前的准备和模压过程两个阶段。模压成形阶段中应注意的问题：加料、合模、排气、交联固化、聚合物制品脱模、清理模具。模压成形过程参数：成形温度、成形压力和成形时间。挤出成形加工过程的工艺阶段：加料、输送、压缩、熔融、混合、排气。注射成形：（注塑成形）将聚合物的颗粒注入注射机内，并经外热式加热熔融至流动状态，再以很高的压力和较快的速度注入温度较低的闭合模具内，凝固成形。注射过程：加料、推进、熔融、注射注射成形的主要工艺参数是机筒温度（包

5、括喷嘴温度）、注射压力和成形周期（注射、高压、冷却等时间）；其次是加料量、剩料及模具温度等。（机筒温度、喷嘴温度、模具温度、注射压力、成形时间）。气辅注射成形的影响因素与控制：熔体温度、熔体预注射量、气体注入延迟时间、气体注射压力和保压压力、气体注射时间。吹塑成形的基本过程：型坯制备、吹胀赋形、定型、脱模。吹塑成形的主要方法：中空聚合物制品吹塑、薄膜吹塑。第五章 硅酸盐类材料的生产及工艺原理硅酸盐类材料：玻璃、陶瓷、水泥、耐火材料等玻璃的主要成分原 材 料SiO2硅砂、砂岩Na2O纯碱、芒硝MgO白云石CaO石灰石、方解石Al2O3长石、高岭土玻璃配合料制备的要求：1. 配比正确、稳定，保持水

6、分、温度适宜2. 配合料混合均匀性良好3. 具有一定的颗粒级别4. 具有一定的气体率玻璃的熔制：将配合料经过高温加热成为均匀的、无可见气泡并符合成形要求的玻璃液的过程。硅酸盐玻璃熔制过程大体可分为：硅酸盐的形成、玻璃液的形成与澄清、均化与冷却。玻璃制品的成形过程：成形（赋予制品以一定的几何形状）、定形（把制品的形状固定下来，在温度降低下想、进行）。*日用玻璃器件成形方法：人工成形、机械成形。玻璃中的应力三类：热应力、结构应力、机械应力。玻璃为什么要退火：玻璃及玻璃制品在成形后的冷却过程中，经受激烈的、不均匀的温度变化，产生的热应力会导致大多数制品在存放、加工及使用中自行破裂，所以一般在成形后均

7、要经过退火，以减少或消除应力。*玻璃退火的原理：玻璃的永久热应力产生于从转变温度附近到退火温度区的结构调整（应力松弛），因此，为了消除永久应力，也必须将制品加热到质点可移动、调整的温度。玻璃在转变温度以下的相当温度范围内，玻璃中的质点仍能进行调整，而玻璃的粘度值也相当大，不至于造成可测出的变形，因此可以在该温度区内进行退火。*玻璃的退火工艺：（按温度和时间变化）一次退火、二次退火及精密退火；（按退火设备）间歇退火、连续退火。陶 瓷 原 料主 要 成 分粘土类SiO2、AL2O3，少量碱金属氧化物、碱土金属氧化物、着色氧化物、灼烧减量长石类碱金属或碱土金属的铝硅酸盐石英类滑石类含水硅酸矿物硅灰石

8、类偏硅酸钙类矿物陶瓷生产工艺过程：1. 坯料制备：第一阶段原料处理，第二阶段混合制备2. 坯体成形：将泥坯料加工成所要求的形状和尺寸的均质坯体3. 坯体干燥4. 烧成：热工设备是窑炉。1 燃料不同分为：固体燃料炉（煤烧窑）、液体燃料炉（重油烧窑、轻柴油烧窑）气体燃料炉（煤气、天然气、液化气烧窑）2 以电为能源：电炉、微波炉、高频感应炉、等离子炉3 制品是否与火焰接触：明焰窑、隔焰窑、半隔窑4 烧成过程连续与否：间歇式窑、连续式窑5 制品输送方式不同：隧道窑、辊道窑5. 釉料及制备：釉是附着在陶瓷坯体表面上的一层很薄的玻璃体。釉有铅釉（PbO为助熔剂的易熔釉）、石灰釉（CaO）、长石釉（长石为主

9、要熔剂）等。釉的组成：玻璃形成剂、助熔剂、乳浊剂、着色剂、其他辅助剂。基本施釉的方法有浸釉、浇釉、喷釉。从原料配方到釉层形成需要经历四个阶段：原料的分解、化合、熔化、凝固。耐火材料：一般是指耐火度不低于1580的无机非金属材料。烧结制品的基本生产工艺过程：原料加工配料成形干燥烧结拣选成品。耐火材料烧成用窑炉：隧道窑、倒焰窑、梭式窑。水泥的主要原料主要成分石灰质原料氧化钙粘土质原料氧化硅和氧化铝，部分氧化铁铁质校正原料硅酸盐水泥的生产过程：生料制备、熟料煅烧、水泥制成硅酸盐水泥的生产方式：（按生产制备的方法）干法生产、湿法生产。1. 干法生产采用烘干生料粉，或是原料的粉磨与烘干同时进行，或是先烘

10、干后再粉磨，而后煅烧成熟料，再用其生产水泥的方法。2. 湿法生产将原料加水粉磨成生料浆后直接煅烧成孰料，再以其生产水泥的方法。第六章 特种陶瓷的生产制备特种陶瓷的成形方法：冷等静压成形、注射成形、轧膜成形、流延成形、热压铸成形。特种陶瓷的是烧结方法：热压烧结与热等静压烧结、液相烧结、反应烧结。影响烧结的因素：烧结程度与烧结时间、颗粒半径等密切相关（粉粒越细小，烧结时间越长，烧结越充分），其他因素也会产生影响，如气泡和晶界、杂质及添加剂、烧结气氛等。第七章 冶金工程基础金属冶金按其原理可以划分为火法冶金、湿法冶金、电冶金及粉末冶金火法冶金的基本过程：炉料准备、熔炼和精炼。金属粉末冶金的基本过程：

11、（又分为制粉、成形、烧结、后处理等四个基本过程）1. 金属粉末的制取和准备2. 将金属粉末制成所需形状3. 将坯块在物料主要组员熔点以下的温度进行烧结，使之成为满足最终的物理、化学和力学性能要求的合格材料或制品第十三章 钢的相变*钢中典型的相变可归类为：加热过程中的奥氏体转变；冷却过程中的珠光体、贝氏体及马氏体转变；马氏体转变后的再加热（回火）转变。奥氏体：碳溶解在-Fe中的间隙固溶体，具有面心立方点阵结构。具有较高塑性、较低屈服强度，相变过程易发生塑性变形产生大量位错或出现孪晶。奥氏体转变：钢在由室温加热至高温的过程中，当温度超过临界温度A1时会发生由、Fe3C两相组织向单相-固溶体的转变。

12、这种转变会随温度升高直至亚共析钢的A3、过共析钢的Acm以上方可转变完全。转变生成的-固溶体称为奥氏体。影响奥氏体晶粒长大的因素:1. 加热温度和保温时间2. 加热速度3. 第二相质点4. 钢的化学成分5. 钢的原始组织贝氏体：是一种铁素体与碳化物的两相机械混合物。（上贝氏体、下贝氏体、粒状贝氏体、无碳贝氏体）贝氏体转变：当奥氏体被过冷至珠光体转变以下的较低温度时，过冷奥氏体发生的另一种分解转变。马氏体转变：以高于过冷奥氏体分解转变的临界温度冷却速度冷却通过高温区与中温区，珠光体与贝氏体的分解转变将会被抑制，而在低温区发生的一种新型的相变。马氏体高强度、硬度的原因：主要取决于其中的过饱和碳含量

13、，合金元素的影响较小。退火：目的是要消除材料内部的非平衡状态，恢复到正常的平衡状态。是指将材料加热到某一特定温度，并保持适当时间，而后再以较缓慢的速度冷却至室温，或冷至某一较低的特定温度再等温保持足够时间，而后继续冷却至室温的工艺过程。淬火：通常将钢加热到奥氏体化状态，保温一定时间，而后以高于奥氏体分解转变的临界温度冷却速度冷却，使过冷奥氏体转变为马氏体组织的工艺过程。正火：将钢加热到上临界点Ac3或Accm以上3050或更高温度，保温足够长的时间使奥氏体达到完全均匀化状态，而后在静止空气中冷却至室温的处理过程。回火：工件淬硬后加热到Ac1以下的某一温度，保温一定时间，然后冷却到室温的热处理工

14、艺。钢的淬透性与淬硬性淬硬层：钢进行淬火处理后所获得的马氏体组织层淬透性：将经相同条件下淬火，钢所获得淬硬层厚薄的能力淬透性所表征的是钢在淬火过程中获得马氏体组织的能力（表征方法：临界淬透直径法、末端淬火法）影响淬透性的因素，主要是钢中的合金元素及其含量淬硬性：淬硬层的实际硬度的高低，它主要取决于钢及马氏体中的碳含量，合金元素其辅助作用其它时效：从经过固溶处理后的饱和固溶体中析出细小弥散的沉淀相的过程。*时效强化：在时效过程中析出的沉淀相，通常使合金的强度和硬度明显提高，可达到强化效果。共格畸变的存在，是造成合金时效强化的重要因素。*时效析出沉淀的过程：较低温度下的溶质原子偏聚及形成的偏聚区（

15、GP区）；随温度升高在GP区内析出亚稳定的过度沉淀相；更高温度下过度相转变成平衡相。*固溶时效强化的效果一般取决于以下三个因素：合金的最大固溶度、合金的最大固溶度与室温下的固溶度差、时效析出的沉淀相性质什么是形变热处理？形变热处理的强化机制是什么？相图（phase diagram）：也称相态图、相平衡状态图，是用来表示相平衡系统的组成与一些参数（如温度、压力）之间关系的一种图。枝晶的判断、成分、类型：材科基56页胞状树枝晶、柱状树枝晶、自由树枝晶由图判断是否为枝晶，为何枝晶解释粉体、粉末、粒度的物理含义及粉末粒度的表征方法与不同方法的优缺点？粉体的制备方法有哪些？试例举两种超细粉的制备方法材料

16、工程基础一到九章知识点整理第一章1、位置低的元素还原位置高的氧化物时，相距越远反应越彻底。Mg、Al、Si能还原FeO。Al还原FeO最彻底。Si次之。2、熔剂的作用：降低脉石熔点，去硫3、熔剂种类：根据熔剂的性质可分为碱性熔剂和酸性熔剂，根据矿石中脉石和燃料中灰分的性质来决定选择。4、燃料（1）作用：依靠燃料的燃烧而获得热量，起着还原剂的作用。（2）常用燃料焦炭。优点：强度大、发热量高、价廉； 缺点：灰分较多，杂质硫、磷的含量较多。（3）高炉燃料的要求：v 含碳量要高，以保证它有高的发热量和燃烧温度。v 有害杂质硫、磷及水分、灰分、挥发分的含量要低，以保证生铁的质量，减少不必要的燃料消耗。v

17、 在常温及高温下有足够的机械强度。v 气孔率要大，粒度要均匀，以保证高炉有良好的透气性。5、炉渣的主要作用：v 通过熔化各种氧化物控制金属的成分。v 保护金属防止金属过分氧化。v 防止热量损失，起到绝热作用，保证金属不致过热。6、高炉由上到下：预热带，还原带，增碳带，风口轴心，熔化带7、理化过程：燃料的燃烧，铁的还原，铁的增碳，其他元素的还原（Mn，Si，P），去S，造渣Mn，Si 部分被还原，被还原后进入铁水中；Al不被还原 ，只能和熔剂形成渣 铁水中C饱和，溶有部分的Mn，Si，S以及全部的P8、高炉产品：生铁（铸造生铁，炼钢生铁，特种生铁）、高炉煤气、炉渣9、钢中各元素的作用C： 控制钢

18、材强度、硬度的重要元素，每1C可增加抗拉强度约980MPa。Si：也是增大强度、硬度的元素，每1Si可增加抗拉强度约98MPa。Mn：增加淬透性，提高韧性，降低S的危害等。Al：细化钢材组织，控制冷轧钢板退火织构。Nb：细化钢材组织，增加强度、韧性等。V： 细化钢材组织，增加强度、韧性等。Cr：增加强度、硬度、耐腐蚀性能。10、完成炼钢任务的手段v 供 氧顶底复吹转炉脱碳脱磷、RH顶枪真空脱碳v 造 渣LF钢包精炼炉、顶底复吹转炉v 搅 拌提供动力学条件，伴随炼钢的整个过程：脱硫（氮气）、转炉顶底复吹、钢包底吹、RH真空提升搅拌等v 加合金转炉出钢脱氧合金化、LF/RH精调v 升 温转炉供氧升

19、温、LF电极升温、RH加铝吹氧升温11、脱磷过程：放热反应，低温有利脱磷，高碱度、强氧化性有利脱磷1、炼钢主要原材料钢 铁 料：铁水、废钢、生铁辅助原料：石灰、萤石、返矿、轻烧等合 金：硅铁、锰铁、增碳剂、脱氧剂等与铁水或钢水接触，具有耐高温的镁质、铝质、锆质、铬质材料。2、铁水预处理“三脱”是指 ：脱硅、脱磷、脱硫3、转炉的主要作用v 脱碳（铁与钢的主要区别，转炉可脱碳至0.03%）v 脱磷 （危害：冷脆）v 脱硫（我厂主要在铁水预处理和LF精炼完成）v 升温v 炉后出钢脱氧合金化4、转炉冶炼的五大制度：装料制度，供氧制度，造渣制度，温度制度，脱氧及合金化制度5、电弧炉炼钢：依靠电极把电流引

20、入熔炼室，在电极和金属炉料之间产生电弧使炉料熔化。熔化期：渣液界面反应，放热升温氧化期：重要任务脱磷：控制渣的氧化亚铁和氧化钙浓度，氧化的磷形成4CaO.P2O5渣还原期：任务是脱氧、脱硫与调整温度和成分6、炼钢方法有：转炉炼钢法，平炉炼钢法，电炉炼钢法7、连续铸造：将合格钢水铸成适合于轧制或锻压加工所需要的一定形状、尺寸和重量的铸坯1、铝物理性质：银白色，具有良好延展性，导电导热性好，密度小。2、铝土矿是最主要的矿物资源，主要为三水铝石、一水软铝石和一水硬铝石。主要化学成分为三氧化二铝。还有明矾石、霞石、高岭土3、铝冶金包括纯氧化铝的制取和电解氧化铝。4、拜尔法生产氧化铝（1）铝土矿的浸出

21、，氧化铁溶出过程中不与氢氧化钠反应，固相进入残渣，呈粉红色，所以溶出的残渣称赤泥。铝土矿高压溶出结果使三氧化铝进入溶液，而二氧化硅、氧化铁、氧化钛等杂质残留在赤泥之中，借助于机械的方法即可使残渣与溶液分开（2）铝酸钠溶液的晶种分解生产中，晶种分解率一般为50-53%溶液的苛性比值：在任何温度下，提高都使溶液的稳定性提高。溶液的稳定性随温度的降低而下降。机械搅拌，都会加速铝酸钠溶液的分解。（3）氢氧化铝的煅烧：煅烧的任务是使氢氧化铝完全脱水，并制得实际上不吸水的氧化铝。（4）母液的蒸发与苛化母液的蒸发：在生产过程中，由于赤泥洗涤和氢氧化铝洗涤以及蒸气直接加热产生的冷凝水，使大量水分进入生产流程中

22、，从而导致循环母液浓度降低，不符合生产上的要求。苛化： 通常是用石灰乳与碳酸钠溶液反应，使之转化为氢氧化钠溶液，称为苛化反应。5、铝硅比在4以下的铝土矿，碱石灰烧结法是唯一得到实际应用的方法。碱石灰烧结法生产氧化铝：过程：生料烧结；熟料溶出；铝酸钠溶液的脱硅；碳酸化分解烧结法生产氧化铝的实际是将铝土矿与一定量的苏打、石灰配成炉料，在1200的高温下进行烧结，使氧化硅与石灰化合生成不溶于水的原硅酸钙，而氧化铝与苏打化合生成可溶于水的铝酸钠。 6、工业炼铝方法是通过熔盐电解氧化铝。用氧化铝、冰晶石及其他氟化盐等作为电解质，把其放入有碳素阳极和阴极所组成的电解槽中，然后通入直流电，结果在阴极得到液体

23、铝；在阳极得到氧，它使碳阳极氧化而析出气体CO2和CO。7、阳极效应。外观特征：在阳极周围发生弧光放电的小火花，产生劈啪声，槽电压由正常4.5V突然升高到30-40V。危害：造成电流不稳，增加电耗。应用：判断槽子的工作状态，可调节电解槽的温度。8、 铝合金的熔炼特性：熔化时间长；易氧化；易吸气；容易吸收金属杂质要求：1）成分合格：靠配料计算，注意烧损元素；2） 温度合适：适中，720750；3） 含氢量H少；夹杂少（固相Al2O3）；4） 进行变质（AlSi合金Si量大于6%时）。 前二条是熔炼所有合金的共性，3，4条是铝合金的特性，也就是重点。9、铝熔炼要掌握一个“静” 字；具体内容是“防，

24、排，溶”三字。1、铜 物理性质：玫瑰红，重金属、优良的导电导热性、良好的延展性、与其它金属较好的互溶性。化学性质：两种化合价:一价的化合物在高温下稳定，二价化合物在高温下不稳定；温度大于185可被氧化；温度小于350生成红色氧化亚铜，大于350生成黑色氧化铜；在潮湿空气中被氧化生成“铜绿”CuCO3Cu（OH）2；铜和硫反应可生成硫化铜和硫化亚铜；铜不溶于稀酸和盐酸，但溶于硝酸、王水和加热的浓硫酸中。2、铜与硫亲和力大于铁与硫亲和力是造锍熔炼的重要依据。3、CuO，含铜78.9%，天然呈黑铜矿产出。Cu2O，含铜88.9%，天然呈赤铜矿产出 4、炼铜方法主要有火法冶金和湿法冶金，以火法冶金为主

25、5、火法炼铜：主要用于处理硫化铜矿，造锍熔炼吹炼火法精炼电解精炼。1）造锍熔炼（1）锍是金属硫化物的共熔体，铜锍就是铜的硫化物和铁的硫化物的共熔体（习惯性称为冰铜）。（2）造锍熔炼的目的在于首先使炉料中的铜尽可能全部进入冰铜，部分铁以硫化亚铁形式也进入冰铜，使大部分铁氧化成氧化亚铁与脉石矿物造渣，使冰铜与炉渣分离。造锍熔炼必须遵循两个原则：使炉料中有足够的硫来形成冰铜；使炉渣中含二氧化硅接近饱和，以便使冰铜炉渣不致混熔。（3）激烈反应产生低价硫化物构成初期冰铜的基础（4）铜的传统造锍熔炼方法有鼓风炉熔炼、反射炉熔炼和电炉熔炼，目前闪速炉和熔池熔炼2）冰铜吹炼：在一定压力下将空气送到液体冰铜中，

26、使冰铜中的硫化亚铁氧化变成氧化亚铁与加入的石英熔剂造渣，而硫化亚铜则经过氧化后又与硫化亚铜相互反应变成粗铜。温度12001250v 第一周期的造渣反应v 第二周期的造铜反应3）粗铜火法精炼 目的是进一步除去铜中少量的杂质，并将精炼后的铜铸成符合电解要求的阳极板，为电解精炼做准备。由鼓风氧化（除杂）和重油还原组成（还原Cu2O）。铜雨：由于熔体中二氧化硫气体的逸出，使铜水出现沸腾现象有小铜液滴喷溅射出。铜雨的出现预示着氧化除杂阶段结束，可以进行还原操作。4）电解精炼将火法精炼铜作为阳极，相间地装入电解槽中，用硫酸铜和硫酸的水溶液作电解质，引入直流电后，阳极铜进行电化学溶解，纯铜在阴极上析出，铜中

27、的杂质和有价元素根据其电化学性质不同，或者进入阳极泥，或者保留在电解液中，从而实现铜和杂质的分离。物理成膜概念：指在薄膜沉积过程中，不涉及到化学反应，薄膜的生长基本是一物理过程以物理气象沉积（PVD）为代表基本方法：真空蒸发镀膜，溅射镀膜，脉冲激光沉积，离子成膜化学气相沉积（CVD）：利用流经衬底表面的气态物料的化学反应，生成固态物质，在衬底表面形成薄膜的方法表面淬火：通过快速加热与立即淬火冷却相结合的方法来实现的，即利用快速加热使钢件表面很快地达到淬火的温度，而不等热量传到中心，即迅速予以冷却 。得到的组织： 表层被淬硬为马氏，中心仍为未淬火组织含碳量以=0.40%-0.50%为宜感应加热表

28、面淬火：工件表面产生一定频率的感应电流，将零件表面迅速加热，然后迅速淬火冷却的一种热处理操作方法。频率越高，电流透入浓度越浅，即淬硬层越薄。第二章v 单个颗粒是指内部没有孔隙的致密材料，称一次颗粒。v 颗粒聚集体是指由单个颗粒以弱结合力构成的二次颗粒，包含了一次颗粒与孔隙。v 一次颗粒细化是内部原子的断键过程，要求有高的能量输入。v 二次颗粒界面的弱结合力断开，界面能转变为表面能。颗粒的细化过程实际上是总表面增加的过程利用动能来破坏材料的内结合力，使材料分裂 产生新的界面。球磨制粉包括四个基本要素： 球磨筒，磨球，研磨物料，研磨介质细化过程实质上就是大颗粒的不断解理过程提高球磨制粉效率的基本原则：1.动能准则：提高磨球的动