材料工程基础复习资料(全)
材料科学与工程基础复习知识点
材料复习知识点第二章物质结构基础原子中电子的空间位置和能量1、电子的统计形态法描述四个量子数n, 第一量子数:决定体系的能量n = 1, 2, 3…(整数),n=1时为最低能级K, L, M…l, 第二量子数:决定体系角动量和电子几率分布的空间对称性l = 0, 1, 2, 3, 4 (n-1) n = 1,l = 0s p d f g 状态 n = 2,l = 0,1 (s, p) m l, 第三量子数:决定体系角动量在磁场方向的分量m l = 0,±1,±2,±3 有(2l+1)个m s, 第四量子数:决定电子自旋的方向 +l/2,-l/22、电子分布遵从的基本原理:(1)泡利不相容原理:在一个原子中不可能有运动状态完全相同的两个电子,即同一原子中,最多只能有两个电子处于同样能量状态的轨道上,且自旋方向必定相反。
n=1时最多容纳2个电子n=2时最多容纳8个电子主量子数为n的壳层中最多容纳2n2个电子。
(2)能量最低原理:原子核外的电子是按能级高低而分层分布,在同一电子层中电子的能级依s、p、d、f的次序增大。
(3)洪特规则:简并轨道(相同能量的轨道)上分布的电子尽可能分占不同的轨道,且自旋方向相同。
请写出Fe和Cu原子的外层电子排布Fe:(26)1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d6 4s2Cu:(29)1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s1结合方式基本结合:离子键、金属键、共价键------化学键合派生结合:分子间作用力、氢键-------物理键合基本结合:1. 离子键合离子键:原子核释放最外层电子变成的正离子与接收其放出电子而变成的负离子相互之间的吸引作用(库仑引力)所形成的一种结合。
典型的离子化合物有NaCl、MgCl2等。
特点:①电子束缚在离子中;②正负离子吸引,达到静电平衡,电场引力无方向性和饱和性----产生密堆积,取决于正负离子的电荷数和正负离子的相对大小。
材料工程基础复习资料
材料工程基础复习资料1.直接还原铁:将铁矿石在固态还原成海绵铁,即为直接还原,所得产品称为直接还原铁。
2.沉淀脱氧:是将脱氧剂直接加入到钢液中,直接与钢液的氧化亚铁反应进行脱氧。
3.炉外精炼(二次冶金):指对氧气转炉、电弧炉生产的钢也进行处理,使钢水稳定温度、进行成分微调(CAS)、降低其中的H、O、N和夹杂,或使夹杂物变性,提高刚质量的一种高新技术。
4.钢锭的液芯轧制:轧制过程在钢锭凝固尚未完全结束,芯部仍处于液态的条件下进行。
5.火法冶金:经造锍熔炼—转炉吹炼—火法精炼—电解精炼将铜提取出来。
6.变质处理:向熔融液中加入变质剂,细化组织。
7.熔模铸造:指用易熔性材料制作模样,在模样上包覆多层耐火材料,经酸化、干燥制成壳,然后熔失模样再将空心壳高温焙烧后,浇注合金液于其中而获得铸件的一种铸造方法。
8.半固态合金:熔体冷却到液相以下,对合金进行搅拌,在搅拌力的作用下,凝固的树枝晶被破坏,并在熔体的摩擦熔融下,晶粒和破碎的枝晶小块形成卵球状颗粒分布在整个液态金属中,具有一定的流动性,又在剪切力较小或为零时,它具有固体性质,可以搬运、贮藏。
冷却到双相区——搅拌——参有固态的悬液。
9.流变成形:利用半固态金属连续制备器批量制备、或连续制备糊状浆料,并直接加工成形(铸造、挤压、轧制、模锻)的方法。
10.快速凝固:冷却速度大于100K|S的凝固过程称为快速凝固。
11.轧制孔型(孔型轧制?):在二辊或三辊轧机上靠乳辊的轧槽组成的孔型对各类型材的纵轧方法,也叫普通轧制法或常规轧制法。
12.拉拔配模:根据坯料尺寸,成品形状,尺寸与质量要求,确定拉拔道次数及各道次所需模孔形状与尺寸。
13.孔型设计:14.冰铜:冰铜是铜与硫的化合物,有白冰铜(Cu2S含铜80%左右)、高冰铜(含铜60%左右)、低冰铜(含铜40%以下)之分。
15.水热合成:水热合成是指温度为100~1000 ℃、压力为1MPa~1GPa 条件下利用水溶液中物质化学反应所进行的合成。
材料工程基础部分复习参考
材料工程基础部分复习参考 1、矿石准备采掘的矿石含有大量无用的脉石,经过选矿以后的含有较多金属元素的精矿,经过选矿后,还需要对矿石进行焙烧,球化,烧结。
2、 火法冶金:利用高温从矿石中提取金属或其化合物的方法湿法冶金:利用一些溶剂的化学作用,在水溶液或非水溶液中进行包括氧化,还愿,中和,水解和络合等反应,对原料,中间产物或者二次再生资源中的金属进行提取和分离的冶金过程。
电冶金:利用电能从矿石或者其他原料中提取,回收,精炼金属的冶金过程3、炼铁:⑴燃料的燃烧22C O CO +→温度达到1800℃(放热);2CO C CO +→ 1000℃(吸热),热源和还原剂 ⑵ Fe 的还原2FeO+CO Fe+CO →,FeO+C Fe+CO → ⑶熔剂反应32CaCO 700~1000CaO+CO (g)(Slag :CaO40%,Al2O3,15%,SiO2,3.5%,FeO, MnO.)FeS (in iron)+CaO CaS(in slag)+FeO → 3、炼钢:⑴元素的氧化 22F e +O 2F e O→,FeO+C Fe+CO →,FeO+Mn Fe+MnO → 22FeO+Si 2Fe+SiO →,255FeO+2P P O →⑵造渣脱磷,脱硫; ⑶脱氧合金化4、炼铝:氧化铝的制备(湿碱法)(1)铝土矿的浸出(digestion )用NaOH 溶液:2322232·32?4Al O H O NaOH Na O Al O H O +→+;2232SiO ,Fe O ,TiO 不溶解,沉淀,形成红泥(2)过滤(Fitration )(3)铝酸钠溶液分解(Precipitation )22323·4()Na O Al O H O Al OH NaOH +→+(4)3Al(OH)煅烧(Calsination )950-1000 ℃下煅烧,生成23-Al O α,获得99.5%的23-Al O α熔盐电解法制备铝:23Al O 熔点2050℃,采用冰晶石36Na AlF 作为电解质,熔点1010℃2336Al O +Na AlF →共晶物,熔点938℃,密度32.1g/cmAl: 32.3g/cm ,阴极33Al e Al ++→;阳极2-224O C e CO +-→阳极不断消耗;2323432Al O C Al CO +→+99.5~99.7% 5、熔化焊:手工电弧焊,可在室内、室外、高空和各种位置实施焊接,所用设备简单,易于维护,焊钳小,使用灵活。
材料工程基础复习资料
材料工程基础复习资料一、 题型介绍1.填空题(15/15)2.名词解释(4/16)3.简答题(3/21)4.计算题(4/48)二、复习内容1.名词解释(Chapters 2-4)热传导:两个相互接触的物体或同一物体的各部分之间,由于温差而引起的热量传递现象,称为热传导。
(依靠物体微观粒子的热运动而传递热量)热对流:指流体不同部分之间发生相对位移,把热量从一处传递到另一处的现象。
(依靠流体质点的宏观位移而传热)热辐射:物体通过电磁波向外传递能量并能明显引起热效应的辐射现象称为热辐射。
(不借助于媒介物,热量以热射线的形式从高温物体传向低温物体) 温度场:某瞬时物体内部各点温度的集合,称为该物体的温度场。
稳态温度场:温度不随时间变化的温度场。
等温面:温度场中同一瞬间同温度各点连成的面。
导热系数:在一定温度梯度下,单位时间内通过单位垂直面积的热量。
热射线:能被物体吸收并转变成热能的部分电磁波。
光谱辐射强度(E λ):单位时间内物体单位辐射面积表面向半球空间辐射从d λλλ+到波长间隔内的能量。
辐射力(E ):单位时间内物体单位辐射面积向半球空间辐射的全波段的辐射能,称为辐射力。
立体角:以球面中心为顶点的圆锥体所张的球面角。
角系数:任意两表面所组成的体系,其中一个表面(如F 1)所辐射到另一表面上的能量占其总辐射能量的百分数,称为第一表面对第二表面的角度系数,简称角系数,记为12ϕ。
有效辐射:本身辐射和反射辐射之和称为物体的有效辐射。
照度:到达表面单位面积的热辐射通量。
黑度:实际物体的辐射力和同温度下黑体的辐射力之比。
空间热阻:由于物体的尺寸形状和相对位置的不同,以致一物体发射的辐射能不可能全部到达另一物体的表面上,相对于全部接受辐射能来说,有热阻的存在,称为空间热阻。
表面热阻:由于物体表面不是黑体,所以它不可能全部吸收投射到它表面上的辐射能,相对于黑体来说,可以看成是热阻,称为表面热阻。
光带:把具有辐射能力的波长范围称为光带。
材料工程基础考试复习内容提纲
考试复习内容提纲本课程考试由3个班一起进行,由其他老师出题,几个班共同考试。
内容涵盖了本学期所讲的各部分内容。
知识点相对比较广,所以应认真复习,熟悉和巩固所学知识,不要只想考前突击!题型包括:填空、单项选择题、判断题和简答题。
1. 固态相变与热处理亚共析钢、过共析钢,共析钢的正火、淬火温度范围,回火的分类及一般各得到什么组织;等温冷却转变曲线上,以不同冷却方式冷却时(即冷却速度不同),所处理工艺的名称,以及过冷奥氏体转变后得到的组织是什么?!淬透性、淬硬性的概念和区别;钢铁渗碳和渗氮的基本工艺和区别2. 金属材料(包括钢铁和有色金属)一、钢铁材料钢铁材料方面种类较多,要掌握常见的钢铁牌号所表示哪一类钢,主要成分大致是多少,一般何种热处理工艺后,主要做什么用!①结构钢,如Q235,Q345等知道这是什么钢,主要成分大概范围,一般在何种热处理状态下,有何用途②调质钢,如40Cr,40MnVB等知道这是什么钢,主要成分大概范围,一般在何种热处理状态下,有何用途③弹簧钢,如65Mn,60Si2Mn等...........(同上)④轴承钢,如GCr15,GCr9等……. (同上)⑤工具钢,如W18Cr4V,3Cr2W8V等……(同上)⑥高锰钢性能特点和热处理的组织⑦不锈钢,奥氏体1Cr18Ni9Ti,马氏体9Cr18,以及铁素体1Cr17等,这些不同组织的不锈钢有防腐上给有什么特点,适合做什么设备或器件。
二、有色金属有色金属主要为Al、Cu、Ti。
相对于钢铁,它们的主要性能特点。
它们的分类,以及在有色金属中,如Al,常用到的热处理和强化方法。
有色金属如Cu合金牌号的表示方法和含义三、铸铁C在铸铁中的存在形式,石墨在铸铁中的形态?以铸铁断口颜色来分,铸铁有哪几类?铸铁相对于钢铁来说有哪些性能优点,常可以用于做什么零件铸铁常见的牌号表示的含义,如HT200,QT400-15等3. 高分子、陶瓷及复合材料高分子相关的部分内容另外两个班这学期才上,我们这个班在上学期已经讲了大部分内容,所以讲课时要求大家回顾和自己再复习。
材料工程基础复习资料
总复习
1
结晶 塑性变形 热处理
工业用钢 铸铁 有色金属及其合金
纯金属
使用性能 工艺性能
2
合金
第一、二章
材料的性能
㈠ 使用性能
1、力学性能(熟悉)
(1 )强度:材料抵抗变形和破坏的能力。指标:
抗拉强度 b—材料断裂前承受的最大应力。
屈服强度 s—材料产生微量塑性变形时的应力。
稳态扩散与非稳态扩散的定义及特点,扩散能量的定义
(熟悉)
两大扩散定律的适用条件(熟悉)
半无限长棒的误差函数解(掌握):熟记公式及推论
(见课件),要求会查误差函数表,会利用内插法处理
数据
13
第七章 扩散
(二)扩散机制(熟悉)
间隙机制、空位机制:柯肯达尔效应(熟悉)、 换位机制
扩散驱动力:化学位梯度,而不是浓度梯度 扩散激活能与扩散系数之间的关系式,即阿累尼乌斯 公式(熟记),并能与半无限长棒的误差函数解结合 起来(掌握)
晶胞:晶格中代表原子排列规律的最小几何单元。
6
⑵ 三种常见纯金属的晶体结构
7
(二) 合金的相结构
合金中的相分为:固溶体和中间相
(1)固溶体
分类(三种分类方法)(熟悉)
影响固溶度的因素(四种)(熟悉)
固溶体的性能:固溶强化(掌握)
⑵ 中间相或化合物(分类与特性,掌握分类)
8
(三) 实际金属 的结构
柯氏气团,用来解释固溶强化现象(熟悉)
10
材料工程基础全复习资料
材料⼯程基础全复习资料材料⼯程基础复习资料⼀、绪论1、概念:科学:对于现象的观察、描述、确认、实验研究及理论解释。
技术:泛指根据⽣产实践经验和⾃然科学原理⽽发展成的各种⼯艺操作⽅法与技能。
⼯艺:使各种原材料、半成品加⼯成为产品的⽅法和过程。
⼯程:将科学原理应⽤到实际⽬标,如设计、组装、运转经济⽽有效的结构、设备或系统。
材料⼯程:是⼯程的⼀个领域,其⽬的在于经济地,⽽⼜为社会所能接受地控制材料的结构、性能和形状。
2、材料科学与⼯程的任务?材料科学与⼯程是关于材料成分、结构、⼯艺和它们的性能与⽤途之间有关的知识和应⽤的科学。
3、传统材料加⼯包括哪⼏个⽅⾯?①传统的⾦属铸造②塑性加⼯③粉末材料压制、烧结或胶凝固结为制品④材料的焊接与粘接材料的切除,材料的成型,材料的改性,材料的连接⼆、材料的熔炼1、钢铁冶⾦1)、⾼炉炼铁⽣产过程:①还原:矿⽯中的铁被还原;②造渣:⾼温下⽯灰⽯分解形成的氧化钙与酸性脉⽯形成炉渣;③传热和渣底反应:被还原的矿⽯降落使温度升⾼加速反应将全部氧化铁还原成氧化亚铁,风⼝区残余的氧化亚铁还原成铁,与炉渣⼀起进⼊炉缸。
2)、炼钢过程中的理化过程:①脱碳:碳被氧⽓直接氧化:在温度⾼于1100℃条件下2C+O2→2CO间接氧化:在温度低于1100℃条件下2Fe+O2→2FeOC+FeO→Fe+CO②硅、锰的氧化:a.直接氧化反应:Si+O2 →Si022Mn+O2 →2MnOb.间接氧化,但主要是间接反应:Si+2FeO →Si02+2FeMn+FeO →MnO+Fe③脱磷:磷是以磷化铁(Fe2P)形态存在,炼钢利⽤炉渣中FeO及CaO与其化合⽣成磷酸钙渣去除Fe2P+5FeO+4CaO→(CaO)4·P2O5+9Fe④脱硫:硫是以FeS形式存在,利⽤渣中⾜够的CaO,把其中FeS去除。
反应式为FeS + CaO-->FeO + CaS⑤脱氧(再还原):通常采⽤的脱氧剂有:锰铁、硅铁和铝等。
材料工程基础知识点总结
材料工程基础知识点总结
第一章、材料的性能及应用
1、常用的力学性能,如:σS,σb,σe,σP 等所表示的含义,弹性模量E及其主要影响因素、塑性指标的意义。
不同材料所适用的硬度(HB、HR、HV)测量方法。
第二章、原子结构和结合键
1、结合键的类型(主要为金属键、离子键、共价键)及其主要特点,它们对材料性能的主要影响
第三章、晶体结构
1、晶面与晶向的标注和识别
2、BCC、FCC、HCP三种常见金属晶体结构中所含的原子数、它们的致密度。
3、相、固溶体、中间相、固溶强化的概念、固溶体的分类、中间相的分类以及固溶体和中间相的主要区别。
第四章、晶体缺陷
1、晶体缺陷的分类、位错的含义和分类及特点。
位错(及点缺陷)密度的变化对材料性能(主要是力学性能)的影响。
2、晶界原子排列?的特点及其分类,晶界的特性;相界的分类、润湿
第五章、固体材料中原子的扩散
1、Fick第一定律的含义、非稳态扩散的误差函数解的应用计算
2、扩散的机制及影响扩散的主要因素以及在工业上的应用(如:工业渗碳为何在奥氏体状态下进行)
第六章、相平衡与相图原理
1、Gibbs相律含义,二元匀晶、共晶相图分析,杠杆定律的应用计算;相图与合金使用性(强度、硬度)和工艺性(铸造)的关系
2、铁碳相图(简化版)及其标注上面主要的成分点和温度及相;不同含碳量的合金从高温到室温下组织的变化,利用杠杆定律计算组织或相组成物的含量(主要针对C%<2.11%的合金,即钢)第七章、材料的凝固
1、液态合金结构的特点,过冷度及其与冷却速率的关系?。
材料工程基础总复习题(含答案)资料
材料工程基础总复习题一、解释名词1、炉渣碱度: 一种表示炉渣特性的指数, 通常多用碱性氧化物与酸性氧化物的质量百分浓度的比值表示。
2、偏析: 合金中各组成元素在结晶时分布不均匀的现象称为偏析3、疏松: 铸件凝固缓慢的区域因微观补缩通道堵塞而在枝晶间及枝晶的晶臂之间形成的细小空洞4、白点: 在钢的纵断面上呈光滑的银白色斑点,在侵蚀后的横断面上则呈较多的发丝状裂纹5、镇静钢:脱氧完全的钢, 组织致密,偏析小,质量均匀.6、沸腾钢: 脱氧不完全的钢, 浇注时钢水在钢锭模内呈沸腾现象7、缩孔: 液态合金冷凝过程中, 由于液态收缩和凝固收缩的体积减小得不到补充, 则会在铸件最后凝固的部位形成孔洞, 容积大而集中的称为缩孔8、缝焊: 实际上是连续点焊,缝焊是将工件装配成搭接接头, 置于两个盘状电极之间,盘状电极在焊件上连续滚动, 同时连续或断续放电, 形成一个个熔核相互叠加的连续焊缝9、氢脆: 溶于钢中的氢,聚合为氢分子,造成应力集中,超过钢的强度极限, 使钢的塑性特别是断面收缩率明显降低,而对其他力学性能影响不大.10、软钎焊:钎料的熔点在450 C以下,接头强度低,一般为60〜190MPa工作温度低于100 C,具较好的焊接工艺性,用于电子线路的焊接。
11、硬钎焊:钎料的熔点在450 C以上,接头强度高,在200MP以上,工作温度较高。
用于机械零部件的焊接。
12、镇静钢:13、回磷现象:炼钢过程中某一时期 (特列是炉内预脱氧到出钢期间,甚至在盛钢桶中),当脱磷的基本条件得不到满足时,被脱除的磷重新返回到钢液中的现象.14、反挤压:金属流动方向与凸模运动方向相反的挤压方式。
15、正挤压:金属流动方向与凸模运动方向相同的挤压方式。
16、复合挤压:一部分金属流动方向与凸模运动方向相同,另一部分金属流向相反的挤压方式。
17、气焊:是利用可燃性气体与助燃性气体混合燃烧所释放初的热量作为热源进行金属材料的焊接。
18、胎膜锻:是在自由锻设备上使用名为胎膜的单膛模具生产锻件的工艺方法。
材料工程基础复习要点及知识点整理
材料工程基础复习要点及知识点整理材料工程是一门研究材料的性能与结构、制备与应用的学科。
在进行材料工程的复习时,可以从以下几个方面进行重点整理:1.材料的分类与性质:了解材料的基本分类,包括金属材料、无机非金属材料、有机材料和复合材料等。
每种材料都有其独特的性质和特点,例如金属具有高强度、导电性和塑性等特点;无机非金属材料具有高温性能和耐腐蚀性能等;有机材料具有低密度和良好的绝缘性能等。
2.材料的结构:掌握材料的晶体结构和非晶结构。
晶体结构可分为立方晶系、六方晶系、正交晶系等,不同结构对材料的性能有着重要影响。
非晶结构指材料的原子排列无规则,常见的非晶结构包括玻璃和塑料等。
3.材料的制备与工艺:了解常见的材料制备方法,包括熔融法、溶液法、气相法和固相法等。
掌握不同制备方法对材料性能的影响,以及材料的烧结、热处理、涂覆等工艺方法。
4.材料的物理性能:熟悉材料的物理性能,包括力学性能、热学性能、电学性能和磁学性能等。
了解不同材料的硬度、强度、韧性、导热性、导电性和磁性等方面的性能。
5.材料的化学性能:了解材料与环境的相互作用,包括腐蚀、腐蚀疲劳、氧化、烧蚀等现象。
熟悉不同材料的耐蚀性,以及如何通过表面涂层和防护措施来改善材料的化学性能。
6.材料的性能测试与评价:了解材料性能的测试方法和评价标准,例如拉伸试验、硬度测试、电阻测试等。
熟悉不同测试方法的原理和应用,并能够分析测试结果。
7.材料的应用:掌握材料在各个领域的应用,例如航空航天、汽车工业、电子技术和生物医药等。
了解材料的选择原则和设计原则,以及如何根据具体应用要求选择合适的材料。
除了上述基本要点和知识点,还可以参考相关教材和课堂笔记,结合习题和案例进行练习和思考,加深对材料工程的理解和应用。
同时,关注国内外的最新研究进展和材料工程的新技术,及时了解和学习材料工程领域的前沿知识。
不断提升自己的综合素质,掌握科学研究和工程实践中的材料选择、设计和改性等技术能力。
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是工科的一个重要领域,它研究材料的特性、性能和结构,以及材料的制备、改性和应用。
在材料工程的学习和研究中,掌握基础的知识和复习要点是非常重要的。
本文将从材料的分类、性能和结构、制备方法以及常见材料的特点等方面进行全面的整理,帮助读者回顾和巩固材料工程的基础知识。
一、材料的分类材料可以根据其组成和性质的不同进行分类。
常见的材料分类有金属材料、非金属材料和复合材料。
1. 金属材料金属材料具有良好的导电性、导热性和可塑性。
常见的金属材料有铁、铜、铝等。
金属材料常用于制造机械、汽车等工业产品。
2. 非金属材料非金属材料分为有机材料和无机材料。
有机材料具有较高的灵活性和可塑性,如塑料、橡胶等;无机材料具有较高的硬度和稳定性,如陶瓷、玻璃等。
非金属材料广泛应用于建筑、电子等领域。
3. 复合材料复合材料是由两种或两种以上的材料组成,具有优异的综合性能。
常见的复合材料有纤维增强复合材料、层状复合材料等。
复合材料在航空航天、汽车等领域得到了广泛应用。
二、材料的性能和结构材料的性能包括力学性能、物理性能、化学性能和热性能等。
1. 力学性能力学性能是材料的力学特征。
常见的力学性能有强度、韧性、硬度等。
强度表示材料抗拉、抗压、抗弯等载荷作用下的能力;韧性表示材料的抗断裂性能;硬度表示材料抵抗表面形变和划伤的能力。
2. 物理性能物理性能描述材料在物理方面的特性。
常见的物理性能有导电性、导热性、磁性等。
导电性表示材料传导电流的能力;导热性表示材料传导热量的能力;磁性表示材料受磁场作用的特性。
3. 化学性能化学性能是材料对外界化学物质的反应特性。
常见的化学性能有耐腐蚀性、稳定性等。
耐腐蚀性表示材料抵抗酸碱等侵蚀的能力;稳定性表示材料在不同条件下的性能变化情况。
4. 热性能热性能描述材料在温度变化下的特性。
常见的热性能有热导率、热膨胀系数等。
热导率表示材料传导热量的能力;热膨胀系数表示材料在温度变化下的膨胀程度。
材料工程基础 复习材料
材料工程基础第一章材料的制备与合成1.制备材料的3种途径:⑴第一个途径:通过原材料熔化精炼提纯,冷凝成固体(多晶、单晶或非晶的结构)的途径。
⑵第二个途径:用多种方法制成备用的高纯粉末(单相或合金、化合物)原料,使其进一步加工固结成材的粉末冶金技术。
⑶第三个途径:从石油、天然气裂解产物中或煤炭等物质中获得化合物单体,将低分子的单体经过聚合反应合成为高分子聚合物,以块状或粉体等形式存在。
2.化工生产流程:攻头、保尾、控中间。
3.高炉炼铁原料:⑴铁矿石;⑵熔剂(作用:降低脉石熔点和去硫);⑶燃料:常用的燃料主要是焦炭。
4.高炉炉渣:⑴主要由SiO2、Al2O3和CaO组成,并含有少量的MnO、FeO和CaS等。
⑵作用:①通过熔化各种氧化物控制金属的成分;②浮在金属液表面的炉渣能保护金属,防止金属被过分氧化,防止热量损失,起到隔热作用,保证金属不致过热。
5.造渣除P、S:P的含量高会引起钢的冷脆。
2Fe2P + 5FeO + 4CaO = 9Fe + (CaO) 4·P2O5钢中硫含量高,造成钢的热脆性。
FeS+CaO→CaS+FeO6.铝的生产流程电解法制备金属铝必须包括两个环节:一是从含铝的矿石中制取纯净的氧化铝;二是采用熔盐电解氧化铝得到纯铝。
7.炼铝过程中为什么要加入冰晶石(Na3AlF6)?①氧化铝的熔点(2050℃)太高,对电解设备的耐高温性能要求过高。
②当用冰晶石(熔点1010℃)作熔剂时,氧化铝溶解于其中(溶解度约10%),将与氧化= 938℃),这时可在1000℃以下进行电解。
通常的电解温度是铝形成低熔点共晶(T共950-970℃。
8. 单晶制备方法⑴熔体法:①提拉法;②坩埚下降法;③泡生法;④水平区熔法;⑤浮区法。
⑵常温溶液法:①降温法;②流动法;③蒸发法;④电解溶剂法;⑤凝胶法。
⑶高温溶液法①缓冷法;②助熔剂挥发法;③籽晶降温法;④溶液提拉法;⑤移动溶剂熔区法。
⑷其他相关方法:①水热法;②高温高压法;③焰熔法。
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是化学、物理的交叉学科,它涉及到材料的物理、化学以及其结构等方面知识。
在学习材料工程基础时,我们需要掌握一些重要的复习要点和知识点,本文将对其进行系统的整理。
一、晶体结构与晶体缺陷晶体结构是材料工程基础的核心内容之一,其对材料的性质和应用有着非常重要的影响。
晶体结构的种类包括金属晶体、离子晶体、共价晶体、分子晶体等,每种结构都有其独特的特点和性质。
晶体缺陷是晶体中存在的缺陷或异质物,它对材料的性质和应用也有着重要的影响。
晶体缺陷包括点缺陷(空位、间隙、杂质)、线缺陷(位错、蚀刻通道)和面缺陷(晶界、界面)等。
二、材料的物理性质材料的物理性质包括密度、比热、热导率、电导率、热膨胀系数、磁性、光学性能等。
这些性质对于材料的性能和应用起着决定性的作用,因此学习和掌握这些物理性质是非常重要的。
三、材料的力学性质材料的力学性质包括弹性模量、屈服强度、断裂韧性、硬度等。
这些性质是衡量材料强度和耐久性的重要指标,对于材料的设计和应用也具有非常重要的作用。
四、材料的组织结构和相变材料的组织结构指的是材料内部的微观结构和相互之间的关系,包括晶体结构、晶粒大小、晶体缺陷、晶格畸变、相分布等。
了解和掌握材料的组织结构对于材料的性能和应用具有重要的意义。
材料的相变指的是材料在不同条件下发生的状态变化现象,包括固态相变、液态相变和气态相变等。
了解和掌握材料的相变规律可以为材料的制备和性能提高提供重要的理论依据和工程指导。
五、材料加工和处理材料加工和处理是将材料转变成所需的形态、结构和性能的过程。
常见的加工和处理方式包括热处理、冷加工、焊接、表面处理、涂层等。
了解和掌握这些加工和处理过程对于材料的制备和性能提高非常重要。
六、材料的应用材料的应用是材料工程学科的最终目的。
掌握材料的应用知识可以为实际工程和生产提供重要的理论基础和实践指导。
总之,材料工程基础涉及到的知识点非常丰富和复杂,需要我们通过多种途径进行学习和掌握。
材料工程基础复习资料(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。
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。
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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。
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。
(筛分分级、流体分级)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响。
第四章聚合物成形加工技术及原理模压成形:(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玻璃配合料制备的要求:1.配比正确、稳定,保持水分、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)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。
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)以电为能源:电炉、微波炉、高频感应炉、等离子炉制品是否与火焰接触:明焰窑、隔焰窑、半隔窑烧成过程连续与否:间歇式窑、连续式窑制品输送方式不同:隧道窑、辊道窑釉料及制备: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。
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。
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:(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γ-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α、Fe3C 两相组织向单相γ-固溶体的转变。
这种转变会随温度升高直至亚共析钢的A3、过共析钢的A cm以上方可转变完全。
转变生成的γ-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,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Ac cm以上30~50℃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。