【成都理工】】材料工程基础-重点
材料工程基础(化工原理)复习大纲.doc
材料工程基础复习大纲题型:填空题(6小题,12分)选择题(10小题,10分)判断题(5小题,5分)简答题(3小题,12分)计算题(4题,61分)流体流动及机械流体静力学方程的表达式,应用和适用范围由两个管了组成一个套管,求环隙的流通截面积,湿润周边,当量直径调节离心泵流量的方法,具体措施流体在圆管内作稳定层流流动的流速分布曲线(方程和曲线形状)、摩擦系数2的公式解释离心泵的汽蚀现象圆管内连续性方稈的的应用离心泵的扬程和升扬高度区别与联系,以及与吸液高度的区别层流内层随流速的变化规律伯努利方稈的适用范围伯努利方程的定性分析% T, p/I员I直管内层流,湍流,过渡流的判断及流动形态的区别边界层理论的主要观点边界层分离现彖的物理意义,形成条件湍流的特点及与层流的区别转子流量计为什么要进行密度校正?怎么校正?离心泵的组成部件及工作原理离心泵的功率和效率,在大计算题屮有应用离心泵的流量,压头,扬程,效率,功率的概念离心泵特性Illi线的概念,工作点的概念传热对流传热系数的影响因素导热系数的概念列管式换热器设计成多管稈的意义在売稈设置折流扌当流板的意义强化传热的具体途径热量传递的三种方式及物理意义傅里叶定律的基木表达式及物理意义通过多层平舉,多层圆筒壁的导热速率的计算式及物理意义牛顿冷却定律的表达式及其物理意义自然对流传热和强制对流传热在机理的区别热量衡算方程式(5-4)在计算题有应用Ln (17)儿一叫y a- mX a S=mG/L儿=几(1 一〃)77为冋收率总传热系数K的计算式和相对应的传热曲积的确定逆流和并流时对数平均温羌的计算及比较强化传热的具体途径有哪些?间壁传热过程的定性分析对数平均半径、算术平均半径的区别质量传递质量传递的两种方式及物理意义费克定律的数学表达式,物理意义,各个物理项的意义和量纲描述对流传热的膜模型的基木思路,示意图传热设备的两大类型填料和塔板的主要作用气体的扩散系数随温度、压力的大小变化关系,温度升高,压力升高,气体的扩散系数如何变化第八章气体吸收吸收气体的分离对象、分离依据C亨利定律的三种表达式,p A = E X A y* = mx p A每项的物理意义及量纲H影响吸收的因素:温度、压力,如何影响吸收计算屮双脱模型的主要思想及示意图N A =々(y-x)N A =k y(y-y*)这两个传质通量表达式的物理意义,每项的物理意义y -兀y~)「的物理意义如何进行传质阻力分析(气体溶解度很大,气体溶解度很小,阻力分别集屮在哪里?)报小液气比的物理意义,如何确定(△)斷传质单元数Ng的计算蒸憎分离的对彖及依据理想体系的定义,两个数学表达式挥发度,相对挥发度(纯物质,混合物、理想体系)两者结合起来计算相对挥发度理想溶液乞个组分的挥发度如何表示,公式二元物系的相图,几个区,几条线相对挥发度的物理意义,如何表达蒸憎分离的难易擀度非理想传系不考蒸他计算屮的理论板假定、恒摩尔流假定的主要思想,此假定的好处何在? 板效率(单板气相效率、单板液相效率)、总板效率、等板高度R对理论板数的彩响,RJ,Nt0G精他塔的构造精线、提线、q线、相平衡Illi线的求取、特征及其相互关系(重点)最小冋流比的物理意义、如何求取,捷算法不考蒸懈精馆段操作线方程求取最小冋流比的物理意义,如何求取简答题边界层理论的主要观点边界层分离现象的物理意义,形成条件膜模型的基木思想双膜模型的基木思想强化传热的途径理论板假定等摩尔流假定填料的作用塔板的作用影响对流传热系数的因数费克定律的主要内容计算题1.流体输送机械与流体力学基础(15分)伯努利方程的应用2 2g^+^- + — + We =gz2+^- + — + Wf2 P 2 pW/采用于当最长度法进行计算W—(J/Kg)f d 2求解叱,(在已知召,z2 Pi,p2“],u2 W/.的情况下),叱即为泵的有效功率,J/Kg恬换》Nc =叱,叫伙W),叫为质量流率=扌沪而泵的轴功率N = “舟,"为泵的效率。
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。
材料工程基础的主要内容
平衡组织
铸态组织 非平衡态组织
单晶硅
尺寸 > 300mm 缺陷数 100-1000 个/cm2
近终型技术
先进的成型技术
定向凝固共晶材料
制成涡轮机叶片
非晶带材:制做变压器 细晶:高强材料 微晶:人们正在研究这
一新结构的意义和实用
准晶:正在研究
共晶组织
与其它材料要素的关系
与其它材料要素的关系
定向凝固共晶组织的生长----材料设计 生长界面
由此说明:材料科 学研究无论是在内 容上还是在空间上 都是无止尽的。
与其它材料要素的关系
在材料使用性能(产品)设计的同时, 力求改变传统的研究及设计路线,将材料性 质同时考虑进去,采取并行设计的方法。
与其它材料要素的关系
B-777上用的先进材料
与其它材料要素的关系
传统方式: 结构与功能 确定材料的性质 (选择材料)
材料工程的发展趋势
加
专
工
家
系
系
统 传感器 统
材料工程的发展趋势
我国在合成与加工方面同先进 国家的差距还很大,许多关键技 术落后的根源都归到这里。因此 提高材料合成与加工的技术水平
是我们的最重要的课题。
三束表面改性
材料工程基础的主要内容
三.材料表面工程 表面改性
合 金
金 激光束 --- 组织变化
属 元
素 电子束 ---组织变化
非均细 晶匀晶 化化化
化
离子束 --- 成分、组织变化
材料工程基础的主要内容
三.材料表面工程
离子束改性对表面应力状况的影响 表面改性
强度极限
疲劳极限
A A --- 原始受力状态
汽车喷油嘴的设计--方案二
材料科学与工程基础知识重点
第一章弹性比功:弹性比功又称弹性比能、应变比能,表示金属材料吸收弹性变形功的能力。
一般用金属开始塑性变形前单位体积吸收的最大弹性变形功表示。
金属拉伸时的弹性比应力- 应变曲线上弹性变形阶段下的面积表示,等于最大弹性应力和最大弹性应变乘积之半。
滞弹性:在弹性范围内快速加载或卸载后,随时间延长产生附加弹性应变的现象。
循环韧性(内耗):金属材料在交空载荷(振动)下吸收不可逆变形功的能力,称为金属的循环韧性,也叫金属的内耗。
应力状态软性系数:冲击韧性:指材料在冲击载荷作用下吸收塑性变形功和断裂功的能力,常用标准试样的冲击吸收能量K 表示(原标准为冲击吸收功A k)。
疲劳:金属机件或构件在变动应力和应变长期作用下,由于累积损伤而引起的断裂现象称为疲劳。
疲劳极限:当循环应力水平降低到某一临界值时,低应力段变为水平线段,表明试样可以经无限次应力循环也不发生疲劳断裂,故将对应的应力称为疲劳极限磨损:机件表面相接触并作相对运动时,表面逐渐有微小颗粒分离出来形成磨屑,使表面材料逐渐流失、造成表面损伤的现象即为磨损。
热震断裂:由热震引起的瞬时断裂热震损伤:在热冲击循环作用下,材料先出现开裂,随之裂纹扩展,导致材料强度降低、最终整体破坏,称为热震损伤。
退火低碳钢在拉伸力作用下的变形过程有哪几个阶段?弹性变形、不均匀屈服塑性变形、均匀塑性变形、不均匀集中塑性变形和断裂弹性模量主要取决于什么因素,为什么它是对组织不敏感的力学性能指标?弹性模量主要取决于原子本性和晶格类型;因为合金化、热处理(纤维组织)、冷塑性变形等对金属材料的弹性模量的影响较小。
屈服现象及产生屈服现象的原因?屈服现象:外力不增加(保持恒定),试样仍能继续伸长;或外力增加到一定数值时突然下降,随后,在外力不增加或上下波动情况下,试样继续伸长变形。
产生原因:位错增殖和运动的结果金属在发生变形前可动位错很少,为了满足一定的塑性变形应变速率,需提高位错的运动速率,则需提高应力的大小,这就是上屈服强度;随着塑性变形的发生,可动位错密度增大,则位错的运动速率下降,相应的应力就会降低,从而产生屈服现象。
材料工程基础全
材料工程基础复习资料熔炼部分1、简述液态金属的结构。
答:液态金属的短程有序、长程无序结构(1)原子团(由十几到几百个原子组成)内,原子间仍然保持较强的结合力和原子排列的规律性,既短程有序;(2)原子团间的距离增大(产生空穴),结合力减小,原子团具有流动性质;(3)存在能量起伏和结构起伏;(4)随温度的提高,原子团尺寸减小、流动速度提高。
2、液态金属的有哪些重要的性质。
答:1.液态金属的结构,短程有序、长程无序2.液态金属的粘度:表征液态金属和合金的流动性,充型、除气、除渣的能力有关。
3.液态金属的表面张力:表面层原子处于力不平衡状态,产生了垂直于液体表面、指向液体内部的力,该力总是力图使表面减小。
第二项与基体润湿4.金属凝固时的体积变化:液态金属凝固时会收缩,有缩孔和缩松现象,造成金属的性能下降,应设法控制。
(①液态金属具有短程有序、长程无序结构。
②温度、化学成分及固态颗粒物含量对液体金属的粘度有很大的影响。
③液态金属和气体组成的体系中,由于表面层原子处于力不平衡状态,产生了垂直于液体表面、指向液体内部的力,即表面张力,该力总是力图使表面减小。
④金属的密度随温度的提高而降低;工程上,液态金属凝固时会收缩,有缩孔和缩松现象,造成金属的性能下降。
)3、影响金属熔体粘度的因素有哪些?答:(1)温度,粘度随温度的提高而降低。
(2)化学成分,共晶成分的液态合金的粘度最低。
(3)固态颗粒含量,粘度随颗粒体积百分含量的提高而提高。
4、金属氧化的热力学判据是什么?答:①在标准状态下,金属的氧化趋势、氧化顺序和可能的氧化烧损程度,一般可用氧化物的标准生成自由焓变量△G0,分解压Po2或氧化物的生成热△H0作判据。
通常△G0、Po2或△H0越小,元素氧化趋势越大,可能的氧化程度越高。
②在实际熔炼条件下,元素的氧化反应不仅与△G0有关,反应物的活度和分压也起很大作用。
气相氧的分压PO2实高,组元含量[i%]多及活度系数大,则氧化反应趋势大。
材料工程基础复习提纲
第一篇第二章炼钢的实质、基本反应、不同炼钢方法冶金质量特点、连铸钢质量特点、钢冶金质量及控制2.1 炼钢过程基本反应氧化剂:[O],O2,Fe2O3四、脱磷反应和回磷现象(重点)1.脱磷反应(脱磷的基本条件:较低的炉温、较高的碱性渣度、形成较高的氧化铁浓度的氧化性炉渣、氧化性炉内气氛、降低炉渣中磷的含量)1)反应:2[P]+5[FeO]+4(CaO)=(4CaO.P2O5)+5[Fe]+Q 放热反应2)影响因素T↓,P↓、R↑,P↓FeO↑,P↓(FeO):P的氧化剂;与P2O5形成磷酸铁随炉渣排掉FeO过高,则不利降低(CaO)的浓度(C,Si,Mn) ↑,P↓及时排渣,P↓3)脱磷措施造碱性渣、加氧化剂、提高渣流动性2.回磷现象1)概念:炼钢过程中已脱去的磷又从渣中进入钢液中的现象。
2)形成条件:炼钢末期:温度上升,脱氧剂加入;盛钢桶中:SiO2进入,碱度下降3) 改善措施:温度不要过高、加石灰提高碱度、采用碱性盛钢桶五、脱硫反应炉渣脱硫气化脱硫1.炉渣脱硫钢液中[FeS]+(CaO)+C=[Fe]+(CaS)+CO-Q渣中(FeS)+(CaO)+C=[Fe]+(CaS)+CO-Q影响因素见炼铁一章2.气化脱硫[S]+2[O] →SO2↑、高温有利3.脱硫措施造新渣、提高渣流动性、采用碱性盛钢桶、造碱性渣、炉外脱硫六.脱氧反应1.脱氧目的得到正常的钢锭表面和结构、提高合金元素的收得率、减少氧化物夹杂数量、得到细晶粒结构的钢2.脱氧剂●锰铁,硅铁,铝,碳粉,复合脱氧剂(硅钙,铝钙,硅锰,硅锰钙)●脱氧能力:Al> Ca >Si> Mn3.脱氧方法1)扩散脱氧:依靠氧向炉渣中扩散而被脱去的方法,亦称间接脱氧优点是脱氧反应不在钢液内部进行而是在熔渣内,不形成非金属夹杂物;缺点是脱氧速度慢、时间长2)沉淀脱氧:脱氧剂进入钢液内部进行脱氧反应而脱氧的方法,亦称直接脱氧。
优点是脱氧反应在钢液内部进行,速度快;缺点是脱氧产物排除需要一定时间,且可能留存在钢液中形成非金属夹杂物,使钢的性能受到损害3)特点及应用污条件应用种类速度染扩散脱氧慢小还原性气氛电弧炉沉淀脱氧快大无限制各类炼钢方法2.2 一般炼钢法(转炉、电弧炉)(重点冶金质量特点)一、氧气顶吹转炉炼钢法1.原理:铁水热+反应热→炼钢2.原料:铁水、(废钢)+熔剂3.冶炼过程:装料、吹炼、测温、脱氧及出钢4.冶炼特点不需外加热源、反应剧烈、生产率高 1.1~1.5万吨/吨.年、烟尘大,是装入量的0.8~1.3%产品品种多5.产品质量特点1)钢中含气量小N,H含量低→时效敏感性及脆性低,钢塑韧性及焊接性能好2)P,S含量与电弧炉相当脱磷率:90~95%脱硫率:70~80%3)夹杂物及外来元素少冷变形、抗应变时效和焊接性能好用途:薄板,焊接钢管和无缝钢管等。
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。
《工程材料基础》知识点汇总
1.工程材料按属性分为:金属材料、陶瓷材料、碳材料、高分子材料、复合材料、半导体材料、生物材料。
2.零维材料:是指亚微米级和纳米级(1—100nm)的金属或陶瓷粉末材料,如原子团簇和纳米微粒材料;一维材料:线性纤维材料,如光导纤维;二维材料:就是二维薄膜状材料,如金刚石薄膜、高分子分离膜;三维材料:常见材料绝大多数都是三位材料,如一般的金属材料、陶瓷材料等;3.工程材料的使用性能就是在服役条件下表现出的性能,包括:强度、塑性、韧性、耐磨性、耐疲劳性等力学性能,耐蚀性、耐热性等化学性能,及声、光、电、磁等功能性能;工程材料按使用性能分为:结构材料和功能材料。
4.金属材料中原子之间主要是金属键,其特点是无方向性、无饱和性;陶瓷材料中的结合键主要是离子键和共价键,大多数是离子键,离子键赋予陶瓷材料相当高的稳定性;高分子材料的结合键是共价键、氢键和分子键,其中,组成分子的结合键是共价键和氢键,而分子间的结合键是范德瓦尔斯键。
尽管范德瓦尔斯键较弱,但由于高分子材料的分子很大,所以分子间的作用力也相应较大,这使得高分子材料具有很好的力学性能;半导体材料中主要是共价键和离子键,其中,离子键是无方向性的,而共价键则具有高度的方向性。
5.晶胞:是指从晶格中取出的具有整个晶体全部几何特征的最小几何单元;在三维空间中,用晶胞的三条棱边长a、b、c(晶格常数)和三条棱边的夹角α、β、γ这六个参数来描述晶胞的几何形状和大小。
6.晶体结构主要分为7个晶系、14种晶格;7.晶向是指晶格中各种原子列的位向,用晶向指数来表示,形式为[uvw];晶面是指晶格中不同方位上的原子面,用晶面指数来表示,形式为(hkl)。
8.实际晶体的缺陷包括点缺陷、线缺陷、面缺陷、体缺陷,其中体缺陷有气孔、裂纹、杂质和其他相。
9.实际金属结晶温度Tn总要偏低理论结晶温度T0一定的温度,结晶方可进行,该温差ΔT=T0—Tn即称为过冷度;过冷度越大,形核速度越快,形成的晶粒就越细。
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知识点
第一章材料的熔炼熔炼:将原材料加热到熔点以上,使其熔化为液态,再冷凝为固体的制取过程。
1.1钢铁冶金:炼铁主要是还原过程,炼钢主要是氧化过程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)、高炉炼铁原料:铁矿石、燃料和熔剂焦炭:它是把炼焦的煤粉或是几种煤粉的混合物装在炼焦炉内,隔绝空气加热到1000~1100度,干馏后留下的多孔块状产物。
作用是提供热量和还原剂。
3)、直接还原炼铁方法:用煤或天然气等还原剂直接将铁矿石在固态还原成海绵铁煤基回转窑直接还原气基竖炉直接还原熔融还原炼铁方法:用铁矿石和普通烟煤作原料,在汽化炉的流化床中,将直接、还原得到海绵铁进一步加热熔化,在熔融汽化炉的炉底形成铁水与炉渣的熔池。
4)、炼钢过程中的理化过程:①: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。
Me +FeO-->MeO +Fe5)、炼钢炉:转炉炼钢:最早使用。
利用空气或氧气进行氧化,可采用低吹、侧吹、顶吹。
材料科学与工程基础-复习提纲-终极版
材料科学与工程基础》课程考试要求1、名词解释(1)各向异性(各向同性):在不同的方向上测量其性能时,表现或大或小的差异;非晶体在不同方向上的性能则是一样的,不因方向而异,称之为各项同性。
P4(2)马氏体:碳在α -Fe 中过饱和的间隙固溶体,是奥氏体通过无扩散型相变转变成的亚稳定相。
P249(3)淬透性:钢的淬透性是指奥氏体化后的钢在淬火时获得马氏体的能力, 其大小以钢在一定条件下淬火获得的淬透层深度和硬度分布来表示。
P289(4)加工硬化:随着塑性变形程度的增加,金属的强度,硬度增加,而塑性,韧性下降,这一现象为加工硬化或形变增强。
P183(5)回复:回复是指冷塑性变形的金属在加热时,在光学显微组织发生改变前(即在再结晶晶粒形成前)所产生的某些亚结构和性能的变化过程。
P196(6)再结晶:冷变形后的金属加热到一定的温度或保温足够时间后,在原来的变形组织中产生了无畸变的新晶粒,位错密度显著降低,性能也发生显著变化,并恢复到冷变形前的水平。
P199(7)过冷现象:金属的实际结晶温度要小于理论结晶温度。
P32(8)间隙(置换)固溶体:间隙固溶体指溶质原子不是占据溶剂晶格的正常节点,而是填入溶剂原子间的一些间隙中;置换固溶体指溶质原子位于溶剂晶格的某些节点位置所形成的固溶体,犹如这些结点上的溶剂原子被溶质原子所置换一样。
P63(9)偏析:固溶体的在结晶时,沿一定方向结晶过程中,在一个较大区域范围内也会出现成分差异,这称为宏观偏析。
先结晶的部分含高熔点组员较多,后结晶的部分含低熔点组员较多,在晶粒内部存在着浓度差别,这种在一个晶粒内部化学成分不均匀的现象,称为晶内偏析。
(10)奥氏体:碳溶于γ -Fe 中的间隙固溶体,为面心立方结构。
P109(11)形变织构:由于金属塑性变形使晶粒具有择优取向的组织叫做形变织构。
P181(12)TTT图(CCT图):TTT:共析钢过冷奥氏体等温转变图。
P240CCT:过冷奥氏体连续冷却转变图。
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炼铁:还原过程,使铁在铁的的氧化物中还原,并使还原出的铁与脉石分离。
炼钢:氧化过程,以生铁为原料,通过冶炼降低生铁中的碳及其他杂质元素的含量。
炼铁原料(1)铁矿石的要求a:含铁量愈高愈好b:还原性要好c:粒度大小合适d:脉石成分SiO2,Al2O3、CaO、MgO e:杂质含量要少。
(2)溶剂的作用:a降低脉石熔点b去硫(3)燃料:焦炭作用:作为发热剂提供热量;还原剂;高炉料柱的骨架。
要求:含碳量要高,确保它有高的发热量和燃烧温度;有害杂事硫、磷及水分、灰分、挥发分的含量要低;在常温及高温下有足够的机械强度;气孔率要大,粒度要均匀,以保证高炉的有良好的透气性。
高炉冶炼的理化过程1燃料的燃烧2氧化铁的还原3铁的增碳4非铁元素的还原5去硫6造渣
减少生铁中硫的措施:采取优质炉料,基本措施;提高炉温和炉渣的碱度。
生铁铸造生铁:含硅量高(2.75~3.25%)碳以石墨形式存在灰口生铁;炼钢生铁:含碳量高(4~4.4%)含硅量较低碳以fe3c形式存在白口生铁炼钢过程的物理化学原理:1脱碳2硅、锰的氧化3脱磷和回磷过程4脱硫5脱氧
脱磷的基本条件:低温;适量增加渣中CaO的含量;渣中必须含有足够数
1
量的FeO。
回磷现象:在炼钢过程中的某一时期,当脱磷的基本条件得不到满足时,则已氧化进入渣中的的磷会重新被还原,并返回到钢液中,称此为回磷过程。
经常发生在炼钢炉内假如铁合金或出钢的过程中。
防止措施:控制炼钢后期的钢液的温度;减少钢液在盛钢桶内的停留时间,向盛钢桶中炉渣加石灰提高碱度,采用碱性衬层的盛钢桶。
脱硫:[FeS]+(CaO)=(CaS)+(FeO)(吸热)必须在碱性炉内冶炼脱硫剂:石灰或石灰石生产中采取的措施:1在渣内加入碱;2增加石灰或石灰石的量;3扒掉含硫量高的初期渣,造成无硫的新渣;4加入CaP2、MnO 等能降低炉渣粘度的造渣材料,提高炉渣的流动性;5搅拌钢液,以增加钢液与炉渣的接触面积。
当钢中杂质元素被除去到规定要求后,应采取一定方法来降低钢液中的氧含量。
称为脱氧,脱氧是炼钢过程的量后过程,在很大程度上影响着钢的质量。
脱氧剂:硅铁、锰铁、铝
脱氧方式:扩散脱氧(硅铁和炭粉)、沉淀脱氧(锰铁、硅铁、铝),加在渣面
沉淀脱氧与扩散脱氧相结合:用锰铁进行沉淀预脱氧;用碳粉和硅铁进行扩散脱氧;用硅进行沉淀脱氧。
镇静钢:经过充分脱氧处理的钢;沸腾钢:未经完全脱氧处理的钢;半镇静
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