材料制备科学与技术朱世富知识点总结
材料制备技术备复习总结
1、高温合成：在大容积里长时间保持数千度的高温，或通过脉冲技术产生极短时间的高温。
高温获得：最常用高温电阻炉。
2、低温：-150℃以下的温度。
低温的获得：常用气体绝热膨胀和相变制冷。
低温分离方法：①低温下的分级冷凝；②低温下的分级减压蒸发；③低温吸附分离；④低温分馏；⑤低温化学分离。
冷冻干燥法：属于低温合成，是合成金属氧化物、复合氧化物等精细陶瓷粉末的有效方法。
通常，把原料--可溶性盐，调制成所需浓度的水溶液，该水溶液经喷雾冷冻成微小液滴，经过加热使冰升华，得松散无水盐，煅烧，得到化合物陶瓷粉体。
3、高压合成：利用外加的高压力，是物质产生多型相转变或不同物质发生化合，从何得到新相、新化合物或新材料。
高压作为极端物理条件，能改变物质原子间距和原子壳层状态，常被用来作为原子间距调制、信息探针和替他特殊的应用手段。
4、化学转移反应进行方向：对于吸热反应，源区温度应大于沉积区温度，物质由源区向沉积区转移；放热反应，源区温度应小于沉积区温度，物质由源区向沉积区转移。
第二章1、先驱物法目的：解决高温固相反应法中产物的组成均匀性和反应物的传质扩散。
原理：通过准确的分子设计，合成出具体预期组分、结构和化学性质的先驱物，再在软环境下对先驱物进行处理，进而得到预期的材料。
关键：先驱物的分子设计与制备。
2、溶胶凝胶法定义:一种由金属有机化合物，金属无机化合物或他们的混合物经水解缩聚过程，逐渐胶化并进行相应的后处理，最终获得氧化物或其他化合物。
创新之处：能同时控制粉体的尺寸、形貌和表面结构，可用来制备单分散、无缺陷的粉体。
核心：溶胶凝胶法制备纳米材料是无粉加工路线。
特点：作为前驱体的纳米单元以连续的方式相互连接成很大的网状结构，从而可以不经过粉体阶段，直径形成纳米结构的氧化物骨架。
溶胶凝胶法过程：用所需的各液体化学品为原料，在液相下均匀混合，经水解、缩聚的化学反应，形成稳定的透明溶胶液体系。
溶胶经过陈化，胶粒间逐渐聚合，形成凝胶。
材料制备科学与技术
长结束时晶体与母液的分离。
⑨在熔融态时，助溶剂的比重应于结晶材料相近，否则上下浓度不易均一。
生长结束后去除熔剂的方法：有可以缓慢降温挥发除去，也可以用适当溶液溶解掉
习题：
1.单晶生长的方法如何分类？它们各自的特点及适用范围如何？ ①气相生长法：包含有大量变量使生长过程较难控制。通常仅适用于那些难以从液
简答题：（具体点）
1.气相生长法的分类 ①升华法：是将固体在高温区升华，蒸汽在温度梯度的作用下向低温区输运结晶的 一种生长晶体的方法。 ②蒸汽输运法：是在一定的环境（如真空）下，利用运载气体生长晶体的方法，通 常用卤族元素来帮助源的挥发和原料的输运，可以促进晶体的生长。 ③气相反应法：即利用气体之间的直接混合反应生成晶体的方法。 2.在气相系统中，通过可逆反应生长时，输运可以分为哪三个阶段？ ①在原料固体上的复相反应。 ②气体中挥发物的输运。 ③在晶体形成处的复相逆向反应。 3.气体输运过程因其内部压力不同而主要有哪三种可能的方式？
不断生长。
④凝胶法基本原理利用复分解反应、氧化还原反应来生长金属单晶。
5.对高压釜的要求应满足哪些条件？生长结束后去除熔剂的方法有哪些？ ①制作材料，要求在高温高压下有很高的强度，在温度为 200--1100℃范围内，能 耐压（2--100）*107Pa，耐腐蚀，化学稳定性好。
Kd Dw ②釜壁的厚度按理论公式计算： Dn
④熔盐生长法：优点在于可以借助高温溶剂，是溶质相在远低于其熔点的温度下进
行生长。适用范围பைடு நூலகம்广泛，因为对于任何材料原则上说都等找到一种溶剂，但在实
际生长中要找到适合的溶剂却是熔盐法生长的一个既困难又很关键的问题。
⑤熔体生长法：具有生长快、晶体的纯度高、完整性好等优点。生长的高质量单晶
材料工程制备整理(第二部分)
1材料制备工程复习纲领第二部分1.1玻璃及加工工艺○玻璃的基本特性：（1）强度：玻璃的强度取决于其化学组成、杂质含量及分布、制品的形状、表面状态和性质、加工方法等。
玻璃是一种脆性材料，其强度一般用抗压，抗张强度等来表示。
玻璃的抗张强度较低，由于玻璃的脆性和玻璃表面的瑚裂纹所引起的。
玻璃的抗压强度约为抗张强度的14—15倍。
（2）硬度：玻璃的硬度较大，硬度仅次子金刚石、炭化硅等材料，它比一般金属硬，不能用普通刀和锯进行切割；玻璃的硬度值在莫氏硬度5—7之间，可根据玻璃的硬度选择磨料、磨具和加工方法，如雕刻、抛光、研磨和切割等。
（3）光学性质：玻璃是一种高度透明的物质，具有一定的光学常数、光谱特性，具有吸收或透过紫外线和红外线、感光、光变色、光储存和显示等重要光学性能。
通常光线透过愈多，玻璃质雪越好。
由干玻璃品种较多，各种玻璃的性能也有很大的差别，如有的铅玻璃具有防辐射的特性。
一般通过改变玻璃的成分及工艺条件，可使玻璃的性能有很大的变化。
（4）电学性能：常温下玻璃是电的不良导体。
温度升高时，玻璃的导电性迅速提高，熔融状态时则变为良导体。
（5）热性质：玻璃的导热性很差，一般经受不了温度的急剧变化。
制品越厚，承受温度急剧变化的能力越差。
（6）化学稳定性：玻璃的化学性质较稳定。
大多数工业用玻璃都能抵抗除氢氟酸以外酸的展蚀．玻璃耐碱腐蚀性较差。
玻璃长期在大气和雨水的侵蚀下，表面光泽会失去，变得陶暗．尤其是一些光学玻璃仪器易受周围介质（如潮湿空气）等作用，表面形成白色斑点或雾膜，破坏玻璃的透光性，所以在使用和保存中应加以注意。
○玻璃的工艺特性：玻璃的成型工艺视制品的种类而异，但其过程基本上可分为配料、熔化和成型三个阶段，一般采用连续性的工艺过程：○玻璃的主要原料：（1）SiO 2：石英砂（硅砂）、砂岩、石英岩等。
（2）B 2O 3：硼砂、硼酸和含硼的矿物。
（3）Al 2O 3：长石、高岭土（粘土）、瓷土、蜡石、氧化铝、氢氧化铝和含铝的矿渣和含长石的尾矿。
材料科学基本知识点
材料科学基础第零章材料概论该课程以金属材料、陶瓷材料、高分子材料及复合材料为对象，从材料的电子、原子尺度入手，介绍了材料科学理论及纳观、微观尺度组织、细观尺度断裂机制及宏观性能。
核心是介绍材料的成分、微观结构、制备工艺及性能之间的关系。
主要内容包括：材料的原子排列、晶体结构与缺陷、相结构和相图、晶体及非晶体的凝固、扩散与固态相变、塑性变形及强韧化、材料概论、复合材料及界面，并简要介绍材料科学理论新发展及高性能材料研究新成果。
材料是指：能够满足指定工作条件下使用要求的，就有一定形态和物理化学性状的物质。
按基本组成分为：金属、陶瓷、高分子、复合材料金属材料是由金属元素或以金属元素为主，通过冶炼方法制成的一类晶体材料，如Fe、Cu、Ni等。
原子之间的键合方式是金属键。
陶瓷材料是由非金属元素或金属元素与非金属元素组成的、经烧结或合成而制成的一类无机非金属材料。
它可以是晶体、非晶体或混合晶体。
原子之间的键合方式是离子键，共价键。
聚合物是用聚合工艺合成的、原子之间以共价键连接的、由长分子链组成的髙分子材料。
它主要是非晶体或晶体与非晶体的混合物。
原子的键合方式通常是共价键。
复合材料是由二种或二种以上不同的材料组成的、通过特殊加工工艺制成的一类面向应用的新材料。
其原子间的键合方式是混合键。
材料选择：密度弹性模量:材料抵抗变形的能力强度:是指零件承受载荷后抵抗发生破坏的能力。
韧性：表征材料阻止裂纹扩展的能力功能成本结构(Structure)性质(Properties)加工(Processing)使用性能(Performance)在四要素中，基本的是结构和性能的关系，而“材料科学”这门课的主要任务就是研究材料的结构、性能及二者之间的关系。
宏观结构←显微镜下的结构←晶体结构←原子、电子结构重点讨论材料中原子的排列方式（晶体结构）和显微镜下的微观结构（显微组织）的关系。
以及有哪些主要因素能够影响和改变结构，实现控制结构和性能的目的。
材料工程基础复习要点及知识点整理（全）
材料⼯程基础复习要点及知识点整理（全）材料⼯程基础复习要点第⼀章粉体⼯程基础粉体：粉末质粒与质粒之间的间隙所构成的集合。
*粉末：最⼤线尺⼨介于0.1～500µm的质粒。
*粒度与粒径：表征粉体质粒空间尺度的物理量。
粉体颗粒的粒度及粒径的表征⽅法：1.⽹⽬值表⽰——（⽬数越⼤粒径越⼩）直接表征，如果粉末颗粒系统的粒径相等时可⽤单⼀粒度表⽰。
2.投影径——⽤显微镜测试，对于⾮球形颗粒测量其投影图的投影径。
①法莱特（Feret）径D F：与颗粒投影相切的两条平⾏线之间的距离②马丁（Martin）径D M：在⼀定⽅向上将颗粒投影⾯积分为两等份的直径③克伦贝恩（Krumbein）径D K：在⼀定⽅向上颗粒投影的最⼤尺度④投影⾯积相当径D H：与颗粒投影⾯积相等的圆的直径⑤投影周长相当径D C：与颗粒投影周长相等的圆的直径3.轴径——被测颗粒外接⽴⽅体的长L、宽B、⾼T。
①⼆轴径长L与宽B②三轴径长L与宽B及⾼T4.球当量径——把颗粒看做相当的球，并以其直径代表颗粒的有效径的表⽰⽅法。
（容易处理）*粉体的⼯艺特性：流动性、填充性、压缩性和成形性。
*粉体的基本物理特性：1.粉体的能量——具备较同质的块状固体材料⾼得多的能量。
2.分体颗粒间的作⽤⼒——⾼表⾯能，固相颗粒之间容易聚集（分⼦间引⼒、颗粒间异性静电引⼒、固相侨联⼒、附着⽔分的⽑细管⼒、磁性⼒、颗粒表⾯不平滑引起的机械咬合⼒）。
3.粉体颗粒的团聚。
第⼆章粉体加⼯与处理粉体制备⽅法：1.机械法——捣磨法、切磨法、涡旋磨法、球磨法、⽓流喷射粉碎法、⾼能球磨法。
①脆性⼤的材料：捣磨法、涡旋磨法、球磨法、⽓流喷射粉碎法、⾼能球磨法②塑性较⾼材料：切磨法、涡旋磨法、⽓流喷射粉碎法③超细粉与纳⽶粉：⽓流喷射粉碎法、⾼能球磨法2.物理化学法①物理法（雾化法、⽓化或蒸发-冷凝法）：只发⽣物理变化，不发⽣化学成分的变化，适于各类材料粉末的制备②物理-化学法：⽤于制备的⾦属粉末纯度⾼，粉末的粒度较细③还原法：可直接利⽤矿物或利⽤冶⾦⽣产的废料及其他廉价物料作原料，制的粉末的成本低④电解法：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。
材料制备知识点总结
材料制备知识点总结一，名词解释1，材料合成：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。
2，材料制备：制备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。
3，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).4，材料的分类：（1）用途：结构材料，功能材料。
（2）物理结构：晶体材料、非晶态材料和纳米材料。
（3）几何形态：三维二维一维零维材料。
（4）发展：传统材料，新材料。
（5）化学键：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，将上述材料复合，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。
5，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。
6，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。
7，单晶体的基本性质：（1）均匀性（2）各向异性（3）自限性（4）对称性（5）最小内能和最大稳定性。
7，晶体生长类型：晶体生长有固相-固相平衡，液相-固相平衡，气相-固相平衡。
晶体生长分为成核和长大两阶段。
成核主要考虑热力学条件。
长大主要考虑动力学条件。
新相核的发生和长大称为成核过程。
成核过程分为均匀成核和非均匀成核。
8，过冷度：每种物质都有平衡结晶温度或称为理论结晶温度。
在实际结晶中，实际结晶温度总低于理论结晶温度，称为过冷现象。
两者温度差值被称为过冷度，它是晶体生长的驱动力。
冷却速度↑，过冷度↑，晶体生长速度↑冷却速度↓，过冷度↓，晶体生长速度↓。
9，定向凝固：凝固过程中采用强制手段，在凝固金属和凝固熔体中建立特定方向的温度梯度，使熔体沿与热流相反的方向凝固，获得具有特定取向柱状晶的技术。
材料制备方法考点总结
材料制备方法考点总结材料制备方法重点整理第1章单晶材料的制备1.单晶材料的四种制备方法①气相法生长单晶vapor phase ②溶液法生长单晶aqueous phase③熔体法生长单晶melt ④熔盐法生长单晶molten flux2. 气相法生长单晶①升华Sublimation- Condensation：将固体沿着温度梯度通过，晶体在管子的冷端从气相中生长的方法。
【常压升华（约1atm)：As、P、CdS 减压升华（<1atm): ZnS、CdI2、HgI2】②蒸气运输法Vapor transport growth：在一定的环境相下，利用载气来帮助源的挥发和输运，从而促进晶体生长的方法。
（常用载气：卤素W+3Cl2→WCl6）③气相反应法Vapor reaction growth：各反应物直接进行气相反应从而生成晶体的方法。
例：GaCl3+AsCl3+H2→3GaAs + 6HCl3. 溶液法生长单晶①溶液蒸发法：通过溶剂挥发的手段促进晶体析出②溶液降温法：在较高温度下制备出饱和溶液，利用溶解度随着温度下降而降低的原理，促进晶体析出③水热法：在高温高压下的过饱和水溶液中生长单晶的方法。
主要装置为：高压釜。
例子：水晶，刚玉，方解石，氧化锌以及一系列的硅酸盐，钨酸盐和石榴石等。
④温差水热法：高压釜内部因上下部分的温差产生对流，将高温的饱和溶液带至籽晶区形成过饱和溶液而结晶。
冷却析出部分溶质的溶液又流向高温区，溶解原料。
循环往复至单晶生长完成。
（图见右）4. 熔体法生长单晶①提拉法Czochralski method（会画示意图）提拉法是将构成晶体的原料放在坩埚中加热熔化，在熔体表面接籽晶提拉熔体，在受控条件下，使籽晶和熔体在交界面上不断进行原子或分子的重新排列，随降温逐渐凝固而生长出单晶体。
提拉法的生长工艺首先将待生长的晶体的原料放在耐高温的坩埚中加热熔化，调整炉内温度场，使熔体上部处于过冷状态；然后在籽晶杆上安放一粒籽晶，让籽晶接触熔体表面，待籽晶表面稍熔后，提拉并转动籽晶杆，使熔体处于过冷状态而结晶于籽晶上，在不断提拉和旋转过程中，生长出圆柱状晶体。
材料专业考研知识点总结
材料专业考研知识点总结一、材料科学基础知识1. 材料的结构与性能材料的结构与性能是材料科学基础知识中的重要内容，包括晶体结构、非晶体结构、晶体缺陷、晶体生长、固溶体、晶体取向和晶体生长等。
材料的结构与性能直接影响着材料的力学性能、热学性能、电学性能、磁学性能和光学性能等。
2. 材料的工艺与制备材料的工艺与制备是材料科学基础知识中的另一个重要内容。
包括材料加工技术、材料成形工艺、材料表面处理工艺、材料热处理工艺、材料连接工艺等。
材料的工艺与制备直接决定了材料的结构和性能，对材料的性能起着至关重要的作用。
3. 材料性能测试与分析材料性能测试与分析是材料科学基础知识中的另一个重要内容。
包括材料性能测试方法、材料性能测试仪器、材料性能测试标准、材料性能测试结果分析以及材料性能测试结果的评价等。
材料性能测试与分析对材料的选择、设计和应用起着重要的指导作用。
4. 材料科学基础理论材料科学基础理论是材料科学基础知识中的核心内容，包括材料的微观结构与宏观性能的关系、材料的相变规律、材料的热力学、材料的动力学以及材料的物理学、化学学和力学学等。
材料科学基础理论对材料的研究、开发和应用起着重要的理论支撑与指导作用。
二、材料工程专业知识点1. 材料结构与性能材料结构与性能包括晶体结构、非晶体结构、晶体缺陷、晶体生长、固溶体、晶体取向、晶体生长以及材料性能的测试、分析和评价等。
材料结构与性能是材料工程专业知识点中的核心内容，对材料的应用性能起着至关重要的作用。
2. 材料工艺与制备材料工艺与制备包括材料加工技术、材料成形工艺、材料表面处理工艺、材料热处理工艺、材料连接工艺等。
材料工艺与制备是材料工程专业知识点中的另一个重要内容，对材料的结构和性能具有重要的影响。
3. 材料应用与设计材料应用与设计包括材料选择、材料设计、材料应用技术、材料选择原则、材料的优化设计以及材料的工程应用等。
材料应用与设计是材料工程专业知识点中的另一个重要内容，对材料的工程应用具有重要的指导作用。
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第一部分无机合成的基础知识知识点：溶剂的作用与分类例如：根据溶剂分子中所含的化学基团，溶剂可以分为水系溶剂和氨系溶剂根据溶剂亲质子性能的不同，可将溶剂分为碱性溶剂、酸性溶剂、两性溶剂和质子惰性溶剂。
例如：丙酮属于（）溶剂：A 氨系溶剂 B 水系溶剂 C 酸性溶剂 D 无机溶剂进行无机合成，选择溶剂应遵循的原则：（1）使反应物在溶剂中充分溶解，形成均相溶液。
（2）反应产物不能同溶剂作用（3）使副反应最少（4）溶剂与产物易于分离（5）溶剂的纯度要高、粘度要小、挥发要低、易于回收、价廉、安全等试剂的等级及危险品的管理方法例如酒精属于（）A 一级易燃液体试剂 B二级易燃液体试剂 C三级易燃液体试剂 D四级易燃液体试剂真空的基本概念和获得真空的方法低温的获得及测量高温的获得及测量第二部分溶胶-凝胶合成溶胶－凝胶法：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/醇解、缩聚化学反应，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。
金属醇盐是介于无机化合物和有机化合物之间的金属有机化合物的一部分，可用通式M(OR)n来表示。
M是价态为n的金属，R代表烷基。
*金属醇盐可看作是醇ROH中羟基的H被金属M置换而形成的一种诱导体*金属氢氧化物M（OH）n中羟基的H被烷基R置换而成的一种诱导体。
*金属醇盐具有很强的反应活性，能与众多试剂发生化学反应，尤其是含有羟基的试剂。
例如：关于溶胶-凝胶合成法中常用的金属醇盐，以下说法错误的是A金属醇盐可看作是醇ROH中羟基的H被金属M置换而形成的一种诱导体B金属醇盐可看作是金属氢氧化物M(OH)n中羟基的H被烷基R置换而成的一种诱导体。
C金属醇盐具有很强的反应活性，能与众多试剂发生化学反应，尤其是含有羟基的试剂。
D 异丙醇铝不属于金属醇盐溶胶-凝胶合成法的应用溶胶一凝胶法作为低温或温和条件下合成无机化合物或无机材料的重要方法，在软化学合成中占有重要地位。
材料成型技术基础总复习知识点归纳
材料成型技术基础总复习知识点归纳二、铸造1．零件结构分析：筒壁过厚；圆角过渡，易产生应力集中。
2．铸造方法：砂型铸造（手工造型）及两箱造型。
3．选择浇注位置和分型面4．确定工艺参数(1) 铸件尺寸公差：因精度要求不高，故取CT15(2) 要求的机械加工余量（RMA ）：余量等级取H 级。
参考表2-6，余量值取5mm ，标注为GB/T 6414－CT15－RMA5(H)(3) 铸件线收缩率：因是灰铸铁件及受阻收缩，取0.8%(4) 起模斜度：因铸件凸缘端为机加工面，增加壁厚式，斜度值1°(5) 不铸出的孔：该铸件6个φ18孔均不铸出(6) 芯头形式：参考图2-39，采用水平芯头零件结构的铸造工艺性：1、基本原则：1) 铸件的结构形状应便于造型、制芯和清理2) 铸件的结构形状应利于减少铸造缺陷3) 对铸造性能差的合金其铸件结构应从严要求2、铸造性能要求：1) 铸件壁厚应均匀、合理（外壁＞内壁＞肋（筋））2) 铸件壁的连接（圆角过渡、避免交叉和锐角、避免壁厚突变）3) 防止铸件变形（结构尽量对称）4) 避免较大而薄的水平面5) 减少轮形铸件的内应力（避免受阻收缩）3、铸造工艺要求：1）外形铸件外形分型面应尽量少而平；避免局部凸起或凹下侧凹和凸台不应妨碍起模；垂直于分型面的非加工面应具有结构斜度2）内腔尽量采用开放式、半开放式结构；应利于型芯的固定、排气和清理3）大件和形状复杂件可采用组合结构三、塑性成形金属塑性成形的方法：锻造、冲压、挤压、轧制、拉拔自由锻1、零件结构分析2、绘制锻件图（余块、余量、公差）3、确定变形工序（镦粗、冲孔、芯轴、拔长、弯曲、切肩、锻台阶）4、计算坯料质量（mo= (md+mc+mq) (1+δ)）和尺寸（首工序镦粗：D0≥0.8 拔长：D0≥ 零件结构的自由锻工艺性1）应避免锥形或楔形，尽量采用圆柱面和平行面，以利于锻造2）各表面交接处应避免弧线和曲线，尽量采用直线或圆，以利于锻制3）应避免肋板或凸台，以利于减少余块和简化锻造工艺4）大件和形状复杂的锻件，可采用锻—焊，锻—螺纹联接等组合结构模锻1、零件结构分析（分模面、结构斜度、圆角过渡、腹板厚度）2、绘制锻件图（余块、机械加工余量、锻件公差、模锻斜度、模锻圆角）3、确定变形工步（镦粗、拔长、滚压、弯曲、预锻、终锻）4、修整工序选择（切边、冲连皮、校正、热处理（正火或退火）、清理） 30V max Dy零件结构的模锻工艺性1）应有合理的分模面，以保证锻件从模膛中取出又利于金属填充、减少余块和易于制模2）与分模面垂直的非加工面应有结构斜度，以利于从模膛中取出锻件（圆角过渡，利金属流动，防应力集中）3）应避免肋的设置过密或高宽比过大，利于金属充填模膛4）应避免腹板过薄，以减小变形抗力以及利于金属填充模膛5）应尽量避免深孔或多孔结构，以利于制模和减少余块6）形状复杂性件宜采用锻—焊、锻—螺纹联接等组合结构，以利于模具和减少余块冲压（冲裁、弯曲、拉深、缩口、起伏和翻孔）冲裁：落料模：D凹≈（Dmin）D凸≈（D凹-Zmin）冲孔模：d凸≈（dmax）d凹≈（d凸+Zmin）弯曲：工件内侧圆角半径≥凸模圆角半径、弯曲件毛坯长度拉伸：拉深间隙、拉伸模尺寸、毛坯直径、拉深次数冲压工序：1）带孔平板件：单工序：先落料后冲孔，连续模：先冲孔后落料2）带孔的弯曲件或拉深件：热处理、拉深/弯曲、冲孔3）形状复杂的弯曲件：先弯两端、两侧，后弯中间模具：单工序模、复合模、连续模1、零件结构分析：孔边距过小,宜加大2、冲裁间隙：取大间隙Z/2=(10%～12.5%)δ故Z=0.30～0.38mm模具刃口尺寸：落料模：D凹≈（Dmin）=33.2 D凸≈（D凹-Zmin）=32.9冲孔模：d凸≈（dmax）=26.7 d凹≈（d凸+Zmin）=273、冲压工序选择工序类型：平板件，冲孔和落料工序工序顺序：大批量，先冲孔后落料4、模具类型：精度要求不高且为大批量生产，采用连续模零件结构的冲压工艺性1）材料：尽量选用价格较低的材料2）精度和表面质量：3）冲压件的形状和尺寸1）冲裁件：①形状尽可能简单、对称②圆弧过渡、避免锐角③注意孔形、孔径、孔位2）弯曲件：①形状②h、a、c≥2δ、l≥r+(1~2)δ、R/r≥0.5δ③冲孔槽防止孔变形④位置3）拉深件：①形状②转角l≥R/r+0.5δ、R≥2~4δ、r≥2δ③位置④组合工艺、切口工艺四、连接成形焊接头力学性能：相变重结晶区、焊缝金属区、母材、不完全重结晶区、熔合区、过热区焊接残余应力：调节1）设：减少焊缝的数量和尺寸并避免焊缝密集和交叉；采用刚性较小的接头2）工：合理的焊接顺序（先内后外、先短后长、交叉处不起头收尾）、降低焊接接头的刚性、加热减应区、锤击焊缝、预热和后热2、消除：1）去应力退火2)机械拉伸法3)温差拉伸法4)振动法3、焊接残余变形控制和矫正：（收缩变形、角变形、弯曲变形、扭曲变形、失稳变形）1）设：尽量减少焊缝的数量和尺寸，合理选用焊缝的截面形状2、合理安排焊缝位置2）工：反变形法、刚性固定法、合理选用焊接方法和焊接规范、选用合理的装配焊接顺序材料的焊接性：（材料的化学成分、焊接方法、焊接材料、焊件结构类型、服役要求）焊接性评价:碳当量、冷裂纹敏感系数公式金属材料的焊接：1、碳钢：（①淬硬组织、裂纹；②预热和后热；③低氢型焊条、碱度较高的焊剂；④去应力退火或高温回火）1）低碳钢、强度低的低合金结构钢：各种方法，无需采用任何工艺措施方便施焊2）中碳钢：①易②③④小电流、低焊速和多层焊。
材料制备科学与技术考试重点.
材料制备科学与技术晶格：空间点阵可以看成在三个坐标方向上无数平行坐标轴的平面彼此相交所形成的格点的集合体，这些集合体是一些网络，称为晶格。
晶胞：空间点阵可分成无数等同的平行六面体，每个平行六面体称为晶胞。
熔盐生长方法（助熔剂法或高温溶液法,简称熔盐法）:是在高温下从熔融盐溶剂中生长晶体的方法。
蒸发沉积（蒸镀）: 对镀膜材料加热使其气化沉积在基体或工件表面并形成薄膜或涂层的工艺过程。
溅射沉积（溅射）:用高能粒子轰击靶材，使靶材中的原子溅射出来，沉积在基底表面形成薄膜的方法。
离子镀：在镀膜的同时，采用带能离子轰击基片表面和膜层的镀膜技术,改善膜层性能。
外延：在单晶衬底上生长同类单晶体（同质外延），或者生长具有共格或半共格异类单晶体抑制外延的技术。
同质外延: 外延层与衬底具有相同或近似的化学组成，但两者中掺杂剂或掺杂浓度不同的外延。
异质外延: 外延层和衬底不是同种材料的外延.溅射镀膜：用动能为几十电子伏的粒子束照射沉积材料表面，使表面原子获得入射粒子所带的一部分能量并脱离靶体后，在一定条件下沉积在基片上，这种镀膜方法称为溅射镀膜。
化学气相沉积（CVD）：在一个加热的基片或物体表面上，通过一个或几种气态元素或化合物产生的化学反应，而形成不挥发的固态膜层或材料过程称为化学气相沉积。
化学溶液镀膜法：指在溶液中利用化学反应或电化学原理在基体材料表面上沉积成膜的一种技术。
化学镀：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。
阳极氧化法：铝、钽、钛、铌、钒等阀型金属，在相应的电解液中作阳极，用石墨或金属本身作阴极，加上合适的直流电压时，会在这些金属的表面上形成硬而稳定的氧化膜，这个过程称为阳极氧化，此法制膜称为阳极氧化法。
液相外延(LPE):指含溶质的溶液（或熔体）借助过冷而使溶质在衬底上以薄膜形式进行外延生长的方法。
分子束外延（MBE）：以蒸镀为基础发展起来的超薄层材料生长新技术，是是超高真空条件下的精控蒸发技术。
材料工程制备整理(第一部分)
乳化剂在乳液聚合中副作用： 乳化剂一般为亲水性小分子化合物，残留在乳液中
使胶膜出现孔隙而不完整，因而造成耐水性、耐污性和 光泽差。乳化剂易迁移和吸附在界面而影响涂膜的附着 力和光泽，乳化剂有起泡性，因而制成的产品易产生泡 沫。 无皂乳液聚合：指不加乳化剂或加入微量乳化剂的乳液 聚合过程。 ○ 引发剂： 根据生成自由基的机理可将用于乳液聚合的引发剂分 为二大类： （1）热分解引发剂：
当机械作用能量超过聚集活化能时，乳胶粒就彼此 产生凝聚。
非离子型乳化剂形成的乳状液其机械稳定性差； （3）冰冻：
由于冰晶的继续增长而被覆盖在下面的乳状液一 方面受到机械压力，一方面水的析出时乳状液体系内电
解质浓度升高，直至最后造成破乳。 （4）长期存放。
当乳化剂浓度达到 CMC 值以后，再增加乳化剂的浓度 只能增加胶束的数量而不能改变乳液中界面的性质。
操作方式：间歇操作；反应器：釜式。 →有机玻璃聚合：
单体灌模法（优点）： （1）在预聚釜内进行单体的部分聚合，可以减轻模具 的热负荷；缩短单体在模具内的聚合时间，提高生产效 率，保证产品质量； （2）使一部分单体在模具外先行聚合，减少了其在模 具内聚合时的收缩率； （3）增加粘度，从而减少在模具内的泄漏现象； （4）克服溶解于单体中氧分子的阻聚作用。
单体灌模法（缺点）： 在制造不同厚度的板材时要求预聚浆的聚合程度 也有所不同；预聚浆粘度大，难以除去机械杂质和气泡。 →高压聚乙烯聚合： 乙烯气相本体聚合具有以下特点： （1）聚合热大；（2）聚合转化率低；（3）反应器内压 力高；（4）易发生链转移；（5）存在一个压力和氧浓度 地临界关系。 反应器：釜式（分子量分布窄）/管式（分子量分布宽）。
现代材料制备科学与技术 教学大纲
一、课程性质、教学目的和要求《现代材料制备技术》是介绍现代材料制备原理与技术的课程，是理科材料科学各专业的一门重要专业基础课。
通过本课程的学习，使学生掌握单晶、薄膜、特种陶瓷及复合材料的制备基础理论、方法以及相关技术，为后续各类材料专业课程学习提供必要的理论和技术支撑。
先行课程：《热力学统计物理》、《X射线衍射学》、《固体物理学》本课程72学时，由两部分构成，其中理论讲授64学时，课带实验和科研基地参观8学时。
二、教材和主要参考书目教材：《材料制备科学与技术》, 朱世富，赵北君编著, 高教出版社，2006年，国家十一五规划教材。
参考书目：《晶体生长的物理基础》，闵乃本著，上海科学技术出版社。
《Crystal Growth》, B.R. Pamplin, Pergamon Press, Oxford, New York, Toronto, Sydney.三、考试方式期末闭卷考试，占总成绩的70％，半期考试和平时作业占30％。
四、各章的基本要求、各节的主要内容和学时分配第一章绪论1学时●介绍材料科学、材料科学与工程学科的基本特点。
●掌握材料科学和材料制备技术的主要研究领域及研究内容，以及新材料的研究发展趋势。
●了解国内外人工晶体研究发展概况及主要进展，明确中国人工晶体研究在国际研究中的所处的先进地位和研究水平。
注：原书中第1章晶体结构和第2章晶体缺陷，已在先行课程《X射线衍射学》和《固体物理学》中学习过，所以本门课程不再讲授，但要求学生自行复习。
1学时第二章课程网站注册、使用说明●掌握使用课程网站的各种功能，并能够在网站上熟练查看课程公告和教学日历●掌握在网上熟练完成作业并提交作业的技巧，能够应用网上互动平台进行课程讨论和熟练使用答疑平台。
第三章成核理论10学时●掌握相变驱动力的概念及其在各种生长系统中的表达式。
●了解界面压力的概念并能够推导任意弯曲界面的界面压力表达式（Laplaceequation）表达式，掌握Kelven关系的推导，能够用于解释生长过程中的物理现象。
福建工程学院材料制备技术知识点考试 要点。
《材料制备技术》要点1.什么是非晶合金？非晶合金的结构特征？非晶合金的性能特点？答：2.粉体制备的物理法中的粉碎法和构筑法的特点及区别？答：粉碎法：固体物料粒子尺寸由大变小过程的总称，它包括“破碎”和“粉磨”。
一般的粉碎作用力都是几种力的组合。
机械粉碎法主要有：球磨、振动球磨、搅拌磨、胶体磨、纳米气流粉碎气流磨。
构筑法定义：由小极限原子或分子的集合体人工合成超微粒子。
蒸发凝聚法加热方式有：等离子体蒸发、激光束加热蒸发、电子束加热蒸发、电弧放电加热蒸发、高频感应电流加热蒸发。
3.什么是功能陶瓷？什么是结构陶瓷？答：结构陶瓷，是指能作为工程结构材料使用的陶瓷。
它具有高强度、高硬度、高弹性模量、耐高温、耐磨损、耐腐蚀、抗氧化、抗热震等特性。
4.什么是压电陶瓷？什么是铁氧体材料？什么是敏感陶瓷？什么是超导陶瓷?答：某些陶瓷的电阻率、电动势等物理量对热、湿、声、光、磁、电压及气体、离子的变化特别敏感，这类陶瓷称为敏感陶瓷。
5.什么是溶胶？什么是凝胶？什么是溶胶凝胶法？溶胶凝胶法的制备工艺流程是？答：溶胶（Sol）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（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，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。
将金属醇盐或无机盐经水解直接形成溶胶或经解凝形成溶胶，然后使溶胶聚合凝胶化，再将凝胶干燥、焙烧去除有机成分，最后得到无机材料。
将前驱体进行水解、溶胶、凝胶、老化和干燥，最终通过热处理工艺获得材料。
新型材料制备原理与技术 教学大纲
新型材料制备原理与技术一、课程说明课程编号：060415Z10课程名称：新型材料制备原理与技术/Fabrication Techniques for Advanced Materials课程类别：学科专业基础课程学时/学分：32/2先修课程：无机化学、有机化学、物理化学、材料物理性能、高分子材料、材料化学基础、高等数学、晶体学、材料科学基础适用专业：材料科学与工程教材、教学参考书：1.曹茂盛等编著. 材料合成与制备方法，哈尔滨工业大学出版社，2001年2.朱世富主编. 材料制备工艺学，四川大学出版，2003年3.朱世富主编. 赵北君，材料制备科学与技术，高等教育出版社, 2006年4.张玉龙主编. 高技术复合材料制备手册，国防工业出版社，2003年5.李垚等主编. 新型功能材料制备工艺，化学工业出版社，2011年6.高积强等编著. 无机非金属材料制备方法，西安交通大学出版社，2009年7.席慧智等编著. 材料化学导论，哈尔滨工业大学出版社，1999年二、课程设置的目的意义新型材料制备原理与技术课程是为材料科学与工程专业四年制本科生设立的拓展知识体系的专业选修课，课程设置的目的是让学生通过学习新型材料制备原理与技术这门课程，了解各种新型材料的类型、结构与性能特点及应用、制备原理、制备技术及相关设备，将材料的结构与性能特点和制备原理、制备技术联系起来，构建制备具有各种结构与性能特点的新型材料的知识体系，建立根据材料的结构与性能特性选择、设计相应制备方法和设备的意识，结合本专业“材料化学”方向的要求，关注材料化学的原理、方法在制备具有制定结构与性能特性的新型材料中的应用，有利于创新性的开发新的材料制备技术，为从事材料及相关行业的研究开发工作奠定基础。
三、课程的基本要求知识：掌握单晶、薄膜、纳米粉体、陶瓷以及复合材料的结构与性能特点，材料制备的原理与技术方面的的知识，学会从材料的结构与性能特性出发选择制备方法，建立材料设计的基本思维方式，从而形成材料的结构与性能特性-材料设计-新材料开发的基本知识结构。
现代材料制备科学与技术
是关于材料成分、结构、制造工艺以及它们性 能与用途之间有关知识和应用的科学。
主要研究内容：四方面
1. 探索新工艺、新技术和新的合成方法； 2. 研究组成、结构与性能之间的关系，探索接近使
用条件下的性能； 3. 发展精密仪器设备； 4. 运用计算机开展材料研究。
二、材料的分类
➢ B均G已O进，入KT国P际，市K场N，; BaTiO3和各类宝石晶体 ➢ BBO，LBO，LAP等晶体也己达到了国际先
进水平;
➢ 我国每三年召开一次全国人工晶体生长 学术交流会，就晶体生长理论与技术， 新材料晶体的研制，进行广泛的学术交 流。
➢ 总之，我国人工晶体材料的研究，无论 是在学术界还是在国际市场上都为国家 争得了荣誉，对于推动我国科技的发展 作出了贡献。
可见，材料的品种与数量是随着科学 技术和生产力的发展而发展的，这是衡 量一个国家科学技术和经济发展的重要 标志。
∴材料是人类进步的里程碑，是人类文 明的标志； 材料、信息、能源是现代科学技术的 三大支柱。
2.材料工程学
材料的使用——也与生产力和科学技术发展密切 相关；
起初，主要使用材料的固有宏观性质——强度、 硬度、耐热、透光、耐腐蚀等；
后来，一方面，由于天然产物不足以满足日益增 长的需要——人工制取；
另一方面，物理、化学的发展，各种分析方法和 精密测试技术的发明，使人们对材料各种特性本 质的认识逐步深入；
所有这些，为人工合成、合理应用材料指明了途 径——材料工程学（简称材料学）
3.材料科学
是上个世纪发展起来的一门新兴学科领域； 由于量子化学、结晶化学、固体物理的发展，使
目前，正在进行着更广泛更深入的探索：
➢空间微重力条件下的晶体生长研究已经 起步；
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材料制备科学与技术朱世富知识点总结
1、晶格：空间点阵可以看成在三个坐标方向上无数平行坐标轴的平面彼此相交所形成的格点的集合体，这些集合体是一些网络，称为品格。
2、晶胞：空间点阵可分成无数等同的平行六面体，每个平行六面。
体称为晶胞。
3、熔盐生长方法（助熔剂法或高温溶液法，简称熔盐法）：是在高温下从熔融盐溶剂中生长晶体的方法。
4、蒸发沉积（蒸镀）：对镀膜材料加热使其气化沉积在基体或工件表面并形成薄膜或涂层的工艺过程。
5、溅射沉积（溅射）：用高能粒子轰击靶材，使靶材中的原子溅射出来，沉积在基底表面形成薄膜的方法。
6、离子镀：在镀膜的同时，采用带能离子轰击基片表面和膜层的镀膜技术。
7、外延：在单晶衬底上生长同类单晶体（同质外延），或者生长具有共格或半共格异类单晶体抑制外延的技术。
8、同质外延：外延层与衬底具有相同或近似的化学组成，但两者中摻杂剂或糁杂浓度不同的外延。
9、异质外延：外延层和衬底不是同种材料的外延，
10、溅射镀膜：用动能为几十电子伏的粒子束照射沉积材料表面，使表面原子获得入射粒子所带的一部分能量并脱离靶体后，在一定条件下沉积在基片上，这种镀膜方法称为溅射镀膜。
11、化学气相沉积(CVD):在一个加热的基片或物体表面上，通过一个或几种气态元素或化合物产生的化学反应，而形成不挥发的固态膜层或材料过程称为化学气相沉积。
12、化学溶液镀膜法：指在溶液中利用化学反应或电化学原理在基体材料表面上沉积成膜的一种技术。
13、化学镀：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。
14、阳极氧化法：铝、钽、钛、铌、钒等阀型金属，在相应的电解液中作阳极，用石墨或金属本身作阴极，加上合适的直流电压时，会在这些金属的表面上形成硬而稳定的氧化膜，这个过程称为阳极氧化，此法制膜称为阳极氧化法。
15、液相外延(LP):指含溶质的溶液（或熔体）借助过冷而使溶质在衬底上以薄膜形式进行外延生长的方法。
作业题如下：
晶体缺陷：实际晶体中原子规则排列遭到破坏而偏离理想结构的区域。
可分为点缺陷、线缺陷和面缺陷三类。
点缺陷：是最简单的晶体缺陷，它是在结点上或邻近的微观区域内偏离晶体结构的正常排列的一种缺陷。
缺陷形成能：它的数值可以直接反应特定缺陷形成的难易程度，材料合成环境对于缺陷形成的影响，以及复合缺陷体系的稳定性等等。
位错能（或位错的应变能）：晶体中位错的存在会引起点阵畸变，导致能量增高，这种增加的能量称为位错的应变能，包括位错的核心能量和弹性应变能量。
柯氏气团：金属内部存在的大量位错线，在刃型位错线附近经常会吸附大量的异类溶质原子（大小不同吸附的位置有差别），形成所谓的“柯氏气团”。
位错反应：就是位错的合并与分解，即晶体中不同柏氏矢量的位错线合并为一条位错或一条位错线分解成两条或多条柏氏矢量不同的位错线。
过冷度：通常的熔体生长系统中，其中温度T略低于熔点Tm,亦即具有一定的过冷度。
界面能位垒：在表面能作用下，界面面积有缩小的趋势，便产生了附加压力，称界面能位垒均匀成核：
在亚稳相系统中空间各点出现稳定相的几率都是相同的，称为均匀成核
非均匀成核：在亚稳相系统中稳定相优先出现在系统中的某些局部，称为非均匀成核自发形核：靠液态金属自身形成晶核核心的形核方式非自发形核：靠液相中某些外来难熔质点或固体表面作为晶核核心的形
核方式成核率：单位时间，单位体积内能够发展成为晶体的晶核数，并以I表示平衡分配系数：指在固液两相体系达平衡状态时，溶质在两相
中的浓度的比值。
平衡凝固：在接近平衡凝固温度的低过冷度下进行的凝固过程。
成分过冷：凝固时由于溶质再分配造成固液界面前沿溶质浓度变化，引起理论凝固温度的改变而在液固界面前液相内形成的过冷。
成分偏析：是由于凝固或固态相变而导致的合金中化学成分的不均匀分布宏观偏析：指金属铸锭（铸件）中各宏观区域化学成分不均匀的现象。
胞状偏析：在小的成分过冷度条件下晶体以胞状生长时胞壁富含了较多的杂质。
树枝状偏析：合金以树枝状凝固时，枝晶干中心部位与枝晶间的溶质浓度明显不同的成分不均匀现象
居里乌尔夫定律：有热力学可知，在恒温恒压下，一定体积的晶体与溶液或熔体处于平衡态时，它所具有的形态应使其总的表面能降至最小奇异面：表面能级图上能量曲面上出现极小值的点所对应的晶面称为奇异面邻位面：取向在奇异面附近的晶面非奇异面：其他取向的品面界面相变熵。