材料作业

合集下载

材料作业安全要求是什么

材料作业安全要求是什么

材料作业安全要求是什么在一些机械加工和制造工场中,材料作业是一个基础工序,对于确保生产安全和生产质量非常重要。

为此,必须要对材料作业进行规范和控制,以保证作业的安全性和可靠性。

本文将阐述材料作业过程中的安全要求及其重要性。

材料作业的安全要求1.穿着适当的工作服和安全装备在材料作业过程中,为了防止材料的破损、飞溅和其他意外情况的发生,操作人员需要穿着适当的工作服和安全装备。

工作服应该是紧身、不可纠缩,以便避免带入危险区域。

安全装备包括耳罩、口罩、防护眼镜、手套等,并应根据材料作业中的特定需求进行选择和佩戴。

这样可以最大限度地保障操作人员的生命安全和身体健康。

2.设置足够的警示标志和防护措施在材料作业现场,需要合理设置警示标志和警示标识,以告知人员注意安全。

同时,需要设置隔离区域、警示线和相关防护措施,避免非材料作业相关人员进入危险区域。

在进行危险材料作业时,需要注意使用防爆设备等防护性措施。

3.使用安全、高质量的材料为了保证材料的质量和可靠性,必须使用符合国际质量标准的认证材料,并通过认证的材料供应商进行采购。

这样可以减少材料的磨损、断裂和变形等情况的发生,从而保障材料作业的安全性和稳定性。

4.进行彻底的检查和维护在材料作业现场,需要注意定期进行机械设备的检查和维护。

特别是对于工作有间断性或不规律性的机械设备,更应该加强对其状态的监测。

这样可以有效防止机械设备故障对材料作业带来的损失和危害。

材料作业安全要求的重要性材料作业是机械加工和制造工场中的基础工序,是确保生产安全和生产质量的关键。

因此,严格执行材料作业的安全要求,可以保障操作人员的生命安全和身体健康。

此外,材料作业的不合理操作会导致材料的破损、变形和劣化等,从而影响生产质量和效率,甚至损坏机械设备。

总之,材料作业的安全要求必须得到严格执行,以保障生产安全和生产质量。

我们应该深刻认识到这一点,遵守各项安全规定,在材料作业过程中注重细节,做到全程监控和倾听设备的状态,从而确保安全生产,提高生产质量和效率。

建筑材料作业最详细答案

建筑材料作业最详细答案

建筑材料形成性考核册作业答案建筑材料作业1一.选择题C, A, A, A, D, B, C, C, C, CD, B, B, A, A, B, B, D, A, B二.判断题√ ×√ × √√× √××三、简答题1.建筑材料与建筑科学的发展有何关系?(1)考核知识点:本题考查建筑材料与建筑科学的关系。

(2)常见错误:本题考的比较灵活,同学们可根据教材中提供的几点内容展开回答。

(3)答案要点:(1)建筑材料是建筑工程的物质基础。

不论是高达420.5m的上海金贸大厦,还是普通的一幢临时建筑,都是由各种散体建筑材料经过缜密的设计和复杂的施工最终构建而成。

建筑材料的物质性还体现在其使用的巨量性,一幢单体建筑一般重达几百至数千t甚至可达数万、几十万t ,这形成了建筑材料的生产、运输、使用等方面与其他门类材料的不同。

(2)建筑材料的发展赋予了建筑物以时代的特性和风格。

西方古典建筑的石材廊柱、中国古代以木架构为代表的宫廷建筑、当代以钢筑混凝土和型钢为主体材料的超高层建筑,都呈现了鲜明的时代感。

(3)建筑设计理论不断进步和施工技术的革新不但受到建筑材料发展的制约,同时亦受到其发展的推动。

大跨度预应力结构、薄壳结构、悬索结构、空间网架结构、节能型特色环保建筑的出现无疑都是与新材料的产生而密切相关的。

(4)建筑材料的正确、节约、合理的运用直接影响到建筑工程的造价和投资。

在我国,一般建筑工程的材料费用要占到总投资的50~60%,特殊工程这一比例还要提高,对于中国这样一个发展中国家,对建筑材料特性的深入了解和认识,最大限度地发挥其效能,进而达到最大的经济效益,无疑具有非常重要的意义。

2.亲水材料与憎水材料各指什么?(1)考核知识点:本题考查材料与水有关的性质。

(2)常见错误:材料与水有关的性质较多,回答时请注意区别和联系。

(3)答案要点:亲水材料表示材料与水的亲和能力。

建筑材料作业

建筑材料作业

建筑材料作业 2说明:本次作业对应教材第5、6章内容;一、单项选择题每小题2分,共40分1.素有“建筑工业的粮食”之称的建筑材料的是 C ;A.石灰 B.水泥C.石膏 D.水玻璃2.下列各类水泥,用量最大,应用最为广泛的是 A ;A.硅酸盐水泥 B.铝酸盐水泥C.硫铝酸盐水泥 D.铁铝酸盐水泥3.硅酸盐水泥的水化速度表现为 A ;A.早期快后期慢 B.早期慢后期快C.早期快,后期也快 D.早期慢,后期也慢4.一般情况下,水泥水化反应时的温度不低于 D ;A.30℃ B.20℃ C.10℃ D.0℃5.水泥石体积安定性不良的原因是 D ;A.游离氧化钙过多 B.游离氧化镁过多C.掺人的石膏过多 D.以上都是6.水泥的水化热指的是 B ;A.水泥净浆达到标准稠度时所需要的水量B.水泥在水化过程中放出的热量C.水泥凝结硬化过程中,体积变化是否均匀适当的性质D.水泥经高温灼烧处理后的质量损失率7.水泥石中引起腐蚀的组分主要是 A ;A.氢氧化钙和水化铝酸钙 B.碳酸钙和氧化钙C.石膏和氧化钙 D.碳酸钠和氯化钠8.硅酸盐水化热高的特点决定了硅酸盐水泥不宜用于 B ;A.预应力混凝土工程 B.大体积混凝土工程C.高强混凝土工程 D.路面与地面工程9.相比较来讲,对于抢修工程或早期强度要求高的工程宜优先选用 A ;A.铝酸盐水泥 B.硅酸盐水泥C.粉煤灰水泥 D.矿渣水泥10.普通硅酸水泥中掺入少量混合材料的主要作用是 A ;A.扩大其强度等级范围,以利于合理选用B.改变其初凝时间C.改变其体积安定性D.改变其储运方式11.混凝土和钢筋可以共同工作,是由于两者具有几乎相等的 B ;A.密度 B.线膨胀系数C.抗拉强度 D.导热系数12.配置混凝土时,水泥的选用主要考虑 B ;A.密度 B.品种和强度等级C.碱含量 D.水泥的初凝时间13.砂在干燥的环境中自然堆放达到干燥状态往往是 B ;A.全干状态 B.气干状态C.湿润状态 D.饱和面干状态14.混凝土拌合物在一定的施工条件和环境下,是否易于各种施工工序的操作.以获得均匀密实混凝土的性能称为 A ;A.耐久性 B.刚度 C.和易性 D.坚固性15.混凝土拌合物的流动性能够反映 B ;A.混凝土拌合物的稀稠程度及充满模板的能力B.混凝土拌合物的稳定性C.混凝土拌合物的均匀性D.混凝土拌合物的饱和状态16.下列关于坍落度说法有误的一项是 B ;A.坍落度试验法可以测定混凝土拌合物工作性B.坍落度是保水性的指标C.坍落度越大,流动性越大D.测定坍落度的同时,可以观察确定黏聚性17.砂率指的是 A ;A.每立方米混凝土中砂的质量和砂石的总质量之比B.每立方米混凝土中砂的质量和石子的质量之比C.每立方米混凝土中砂的质量与混凝土总质量之比D.每立方米混凝土中砂石的质量与混凝土总质量之比18.配合比正常的普通混凝土受压时,最可能发生的破坏形式是 C ;A.骨料先发生破坏B.水泥石先发生破坏C.水泥石与粗骨料的结合面先发生破坏D.骨料与水泥石同时发生破坏19.下列各种混凝土外加剂可用来调节混凝土凝结时间的是 A ;A.早强剂 B.减水剂C.膨胀剂 D.着色剂20.混凝土配合比设计中的三个基本参数分别是 A ;A.水灰比、砂率、单位用水量 B.水灰比、水化热、单位用水量C.水化热、砂率、单位用水量 D.水灰比、砂率、水化热二、判断题每小题2分,共20分1.生产硅酸盐水泥时,第一步先生产出水泥熟料; √2.水泥的水化硬化一般在28d内发展速度较慢,28d后发展速度较快; ×3.水泥放热量大小及速度与水泥熟料的矿物组成和细度没有任何关系; ×4.当侵蚀作用比较强烈时,应在水泥制品表面加做保护层; √5.高铝水泥早期的水化热非常小,因此,施工时环境温度越高越好; ×6.水、水泥、砂细骨料、石子粗骨料是普通混凝土的四种基本组成材料; √7.判断砂粗细程度的指标是细度模数,细度模数越小,砂越粗; √8.影响混凝土拌合物工作性的因素主要有组成材料和环境条件,而与时间无关; ×9.增大混凝土拌合物的水灰比,可降低硬化混凝土的孔隙率,增加水泥与骨料间的粘结力,强度得以提高; ×10.配合比设计的过程是一逐步满足混凝土的强度、工作性、耐久性、节约水泥等设计目标的过程; √三、简答题每小题6分,共30分1.水泥的细度指的是什么.水泥的细度对水泥的性质有什么影响细度是指水泥颗粒粗细的程度,它是影响水泥性能的重要指标;颗粒愈细,与水反应的表面积愈大,因而水化反应的速度愈快,水泥石的早期强度愈高,但硬化收缩也愈大,且水泥在储运过程中易受潮而降低活性;因此,水泥细度要适当;水泥细度可以采用筛析法GB/T1345-91和比表面积法GB/T8074-87测定;硅酸盐水泥比表面积大于300m2/kg,普通水泥80μm方孔筛筛余不得超过%;2.影响硅酸盐系水泥凝结硬化的主要因素有哪些1水泥的熟料矿物组成及细度2水灰比3石膏的掺量4环境温度和湿度5龄期6外加剂的影响3.硅酸盐水泥的凝结时间、初凝时间、终凝时间各指什么凝结时间是指水泥从加水开始,到水泥浆失去可塑性所需要的时间;水泥在凝结过程中经历了初凝和终凝两种状态,因此,水泥凝结时间又分为初凝时间和终凝时间;初凝时间是指水泥从加水搅拌到水泥浆开始失去塑性所经历的时间;终凝时间是指从水泥加水搅拌到水泥浆完全失去塑性所经历的时间;水泥凝结时间对工程施工有重要的意义;初凝时间过短,将影响水泥混凝土的拌和、运输和浇筑;终凝时间过长,则会影响施工工期;因此应该严格控制水泥的凝结时间;硅酸盐水泥初凝不得早于45min,终凝不得迟于;4.什么是石子的连续级配,采用连续级配的石子对混凝土性能有哪些影响连续级配是石子的粒径从大到小连续分级,每一级都占有适当的比例; 采用连续级配配置的混凝土拌和物工作性好,不易发生离析;但是,当最大粒径较大,天然形成的连续级配与理论最佳值有偏差,且在运输、堆放过程中容易离析;5.提高混凝土耐久性的措施有哪些混凝土的耐久性要求主要应根据工程特点、环境条件而定;工程上主要应从材料的质量、配合比设计、施工质量控制等多方面采取措施给以保证;具体的有以下几点;1选择合适品种的水泥2控制混凝土的最大水灰比和最小水泥用量;3选用质量良好的骨料,并注意颗粒级配的改善;4掺加外加剂5严格控制混凝土施工质量,保证混凝土的均匀、密实;四、计算题共计l0分混凝土试验室配合比为l:2.28:4.47水泥:砂子:石子,水灰比为0.64,每立方混凝土水泥用量为286kg;现场测得砂子的含水率为3%,石子的含水率为l%;试计算施工配合比及每立方混凝土各种材料的用量;由实验室配合比1::水泥:砂子:石子,算出干砂=286=因现场砂含水率为3%,现场砂=6521+3%=干石子=286=因石子含水率为1%,现场石子=1+1%=理论水=水泥水灰比=286=砂中含水重量=石子含水重量=施工每方用水量为:。

工程材料作业习题及答案全

工程材料作业习题及答案全

1、下列各种工件应该采用何种硬度实验方法来测定其硬度?锉刀、黄铜轴套、供应状态的各种非合金钢材、硬质合金刀片、耐磨工件的表面硬化层、调质态的机床主轴。

2、已知Cu(f.c.c)的原子直径为2.56A,求Cu的晶格常数a,并计算1mm3Cu中的原子数。

3、已知金属A(熔点600℃)与金属B(熔点500℃)在液态无限互溶;在固态300℃时A溶于B的最大溶解度为30%,室温时为10%,但B不溶于A;在300℃时,含40%B的液态合金发生共晶反应。

求:①作出A-B合金相图(请用尺子等工具,标出横纵座标系,相图各区域名称,规范作图)②写出共晶反应式。

③分析20%A,45%A,80%A等合金的结晶过程,用结晶表达式表达。

4.一个二元共晶反应如下:L(75%)←→α(15%B)+β(95%B)(1)计算含50%B的合金完全凝固时①初晶α与共晶(α+β)的重量百分数。

②α相和β相的重量百分数。

③共晶体中的α相和β相的重量百分数。

(2)若显微组织中,测出初晶β相与(α+β)共晶各占一半,求该合金的成分。

5.有形状,尺寸相同的两个Cu-Ni合金铸件,一个含Ni90%,另一个含Ni50%,铸件自然冷却,问哪个铸件的偏析严重,为什么?1.何谓铁素体,奥氏体,渗碳体,珠光体和莱氏体,它们的结构,组织形态,性能等各有何特点?2.分析含碳量为0.3%,1.3%,3.0%和5.0%的铁碳合金的结晶过程和室温组织。

3.指出下列名词的主要区别:一次渗碳体,二次渗碳体,三次渗碳体,共晶渗碳体和共析渗碳体。

4.写出铁碳合金的共晶反应式和共析反应式。

5.根据铁碳相图:①分析0.6%C的钢室温下的组织,并计算其相对量。

②分析1.2%C的钢室温下的相组成,并计算其相对量。

③计算铁碳合金中二次渗碳体和三次渗碳体的最大含量。

6.对某退火碳素钢进行金相分析,其组织为珠光体+网状渗碳体,其中珠光体占93%,问此钢的含碳量大约为多少?7.依据铁碳相图说明产生下列现象的原因:①含碳量为1.0%的钢比含碳量为0.4%的钢硬度高。

工程材料作业及答案汇总 (1)

工程材料作业及答案汇总 (1)

1.1 4.简答及综合分析题(1)金属结晶的基本规律是什么?条件是什么?简述晶粒的细化方法。

(2) 什么是同素异构转变?(1)金属结晶的基本规律:形核、长大;条件是具有一定的过冷度;液态金属晶粒的细化方法:增大过冷度、变质处理、附加振动;固态金属晶粒的细化方法:采用热处理、压力加工方法。

(2)金属同素异构性(转变):液态金属结晶后获得具有一定晶格结构的晶体,高温状态下的晶体,在冷却过程中晶格发生改变的现象。

1.2 4.简答及综合分析题(4)简述屈服强度的工程意义。

(5)简述弹性变形与塑性变形的主要区别。

(4)答:屈服强度是工程上最重要的力学性能指标之—。

其工程意义在于:①屈服强度是防止材料因过最塑性变形而导致机件失效的设计和选材依据;②根据屈服强度与抗拉强度之比(屈强比)的大小,衡量材料进一步产生塑性变形的倾向,作为金属材料冷塑性变形加工和确定机件缓解应力集中防止脆性断裂的参考依据。

(5) 答:随外力消除而消失的变形称为弹性变形。

当外力去除时,不能恢复的变形称为塑性变形。

1.3 4.简答题(6)在铁碳相图中存在三种重要的固相,请说明它们的本质和晶体结构(如,δ相是碳在δ-Fe中的固溶体,具有体心立方结构)。

α相是;γ相是;Fe3C相是。

(7)简述Fe—Fe3C相图中共晶反应及共析反应,写出反应式,标出反应温度。

(9)在图3—2 所示的铁碳合金相图中,试解答下列问题:图3—2 铁碳合金相图(1)标上各点的符号;(2)填上各区域的组成相(写在方括号内);(3)填上各区域的组织组成物(写在圆括号内);(4)指出下列各点的含碳量:E( )、C( )、P( )、S( )、K( );(5)在表3-1中填出水平线的温度、反应式、反应产物的名称。

表3-1(6)答:碳在α-Fe中的固溶体,具有体心立方结构;碳在γ—Fe中的固溶体,具有面心立方结构;Fe和C形成的金属化合物,具有复杂结构。

(7)答:共析反应:冷却到727℃时具有S点成分的奥氏体中同时析出具有P点成分的铁素体和渗碳体的两相混合物。

材料工程作业设计方案模板

材料工程作业设计方案模板

材料工程作业设计方案模板一、设计背景随着科技进步和工业化的不断发展,材料工程在各个领域都扮演着重要的角色。

材料的选择和设计对产品的质量和性能有着深远的影响。

因此,合理设计和选择材料对于产品的研发和生产至关重要。

本次作业设计的背景是一家汽车零部件制造公司,该公司生产的零部件需经过各种特殊材料的加工处理,然后方可投入汽车的生产。

由于市场竞争激烈,公司急需提高产品的质量和性能,以获得更大的市场份额。

因此,需要对材料的选择和加工进行深入研究和设计,以提高产品的质量和性能。

二、设计目的1. 了解不同材料的特性和适用范围,为零部件材料的选择提供依据。

2. 掌握各种材料的加工工艺和处理方法,为产品的生产提供技术支持。

3. 提高零部件的质量和性能,提升公司的竞争力。

三、设计内容1. 研究不同材料的特性和适用范围(1)对铝合金、钢材、塑料等常见材料的力学性能进行测试和分析。

(2)了解不同材料的耐腐蚀性能、耐磨性能、耐高温性能等特性。

(3)比较不同材料的优缺点,为零部件的材料选择提供依据。

2. 确定零部件的材料和工艺(1)结合零部件的功能和使用环境,选择适合的材料。

(2)设计零部件的结构和工艺,优化零部件的生产工艺流程。

(3)确定零部件的加工工艺和处理方法,保证零部件的质量和性能。

3. 测试验证(1)对经过设计选取的材料进行样品制作,进行力学性能、耐腐蚀性能等方面的测试验证。

(2)对零部件进行装配和使用测试,验证产品的质量和性能。

(3)对测试结果进行分析和总结,为产品的改进提供依据。

4. 成果展示(1)制作成果展示报告,对该次作业设计的整个过程和成果进行汇总和展示。

(2)对优秀成果进行推广和宣传,提升公司在行业内的地位和声誉。

四、设计方案的实施步骤1. 确定项目组成员和分工(1)确定项目组长和各个成员的分工和责任。

(2)明确项目的时间节点和进度计划。

2. 确定研究方向和目标(1)明确本次作业设计的研究方向和目标。

(2)确定研究方法和方案。

原材料作业策略及配置

原材料作业策略及配置

原材料作业策略及配置
原材料作业策略及配置是指针对原材料的采购、储存和管理等方面的策略和配置。

1. 采购策略:确定采购的方式和供应商选择标准,例如直接从生产厂家采购、通过经销商采购等。

还要确定采购的时间和数量,避免过多或过少的采购。

2. 储存策略:确定原材料的储存方式和储存量。

储存方式可以选择仓库存储、密封储存等,根据原材料的特性和需求来决定。

储存量要根据需求和生产计划合理安排,避免原材料的过期浪费或供应不足的问题。

3. 管理策略:建立原材料的管理体系,包括对原材料的分类、标识、定量管理等。

确保原材料的质量和安全,避免因质量问题导致的生产事故和质量问题。

4. 库存控制策略:确保库存的合理控制,避免过高或过低的库存。

通过定期盘点和库存周转率等指标来控制库存水平,减少库存成本和风险。

5. 风险管理策略:建立风险管理机制,及时应对原材料市场价格波动、供应链中断等风险。

可以通过多元化供应商、固定价格合同等手段来规避风险。

6. 技术支持策略:与供应商建立良好的技术支持和沟通机制,确保原材料的质量和性能能够满足生产需求。

与供应商建立长
期合作关系,共同解决问题,提升供应链效率。

总之,原材料作业策略及配置需要综合考虑供应商选择、采购方式、储存管理、库存控制、风险管理和技术支持等因素,最终目的是满足生产需求,降低成本,提高生产效率和质量。

工程材料1,2章作业

工程材料1,2章作业

工程材料作业第一章1.常见的金属晶体结构有哪些?答:常见金属晶体结构:体心立方晶格、面心立方晶格、密排六方晶格2.配位数和致密度可以用来说明哪些问题?答:用来说明晶体中原子排列的紧密程度。

晶体中配位数和致密度越大,则晶体中原子排列越紧密。

3.晶面指数和晶向指数有什么不同?答:晶向是指晶格中各种原子列的位向,用晶向指数来表示,确定晶向指数的方法和步骤如下:①选定任一结点作为空间坐标原点,通过坐标原点引一条平行所求晶向的直线;②求出该直线上任一点的三个坐标值α、β、γ;③把这三个坐标值α、β、γ按比例化为最小整数u、v、w,再将u、v、w不加标点写入[ ]内,就得到晶向指数的一般形式[uvw]。

;晶面是指通过晶体中原子中心的平面,用晶面指数来表示,就是用晶面(或者平面点阵)在三个晶轴上的截数的倒数的互质整数比来标记。

确定晶面指数的方法和步骤如下:①选定不在所求晶面上的晶格中的任一个结点为空间坐标原点,以晶格的三条棱边为坐标轴,以晶格常数a、b、c分别作为相应坐标轴上的度量单位;②计算出所求晶面在各坐标轴上的截距,并取截距的倒数;③将这三个截距的倒数按比例化为最小整数h、k、l,再将h、k、l不加标点写入( )内,就得到晶面指数的一般形式(hkl)。

如(100)、(010)、(111)、等。

4.实际晶体中的点缺陷,线缺陷和面缺陷对金属性能有何影响?答:如果金属中无晶体缺陷时,通过理论计算具有极高的强度,随着晶体中缺陷的增加,金属的强度迅速下降,当缺陷增加到一定值后,金属的强度又随晶体缺陷的增加而增加。

因此,无论点缺陷,线缺陷和面缺陷都会造成晶格崎变,从而使晶体强度增加,晶体缺陷破坏了晶体的完整性,使晶格畸变、能量增高、金属的晶体性质发生偏差,对金属性能有较大的影响。

同时晶体缺陷的存在还会增加金属的电阻,降低金属的抗腐蚀性能。

5.产生加工硬化的原因是什么?加工硬化在金属加工中有什么利弊?答:加工硬化的产生原因是,金属在塑性变形时,晶粒发生滑移,出现位错的缠结,使晶粒拉长、破碎和纤维化,产生许多细碎的亚晶粒。

大学金属材料作业答案

大学金属材料作业答案

钢的合金化概论1、钢中常存的杂质有哪些?硫、磷对钢的性能有哪些影响?钢中常存的杂质有:Mn、Si、S、P、N、H、O等。

S易产生热脆;P易产生冷脆。

2、合金元素对纯铁γ相区的影响可分为几种,请举例说明。

合金元素对纯铁γ相区的影响可分为四种:(1)开启γ相区(无限扩大γ相区),如Mn、Ni、Co(2)扩展γ相区(有限扩大γ相区),如C、N、Cu、Zn、Au(3)封闭γ相区(无限扩大α相区),如Cr、V,W、Mo、Ti、Si、Al、P、Be(4)缩小γ相区(但不能使γ相区封闭),如B、Nb、Zr3、在铁碳相图中,含有0.77%C的钢称为共析钢,如果在此钢中添加Mn或Cr元素,含碳量不变,那么这种Fe-C-Mn或Fe-C-Cr钢分别是亚共析钢还是过共析钢?为什么?含有0.77%C的Fe-C-Mn或Fe-C-Cr钢为过共析钢。

因为几乎所有合金元素都使Fe-C 相图中S点左移,S点左移意味着共析碳含量降低。

4、合金元素V、Cr、W、Mo、Mn、Co、Ni、Cu、Ti、Al中哪些是铁素体形成元素?哪些是奥氏体形成元素?哪些能在α-Fe中形成无限固溶体?哪些能在γ-Fe中形成无限固溶体?铁素体形成元素: V、Cr、W、Mo、Ti;奥氏体形成元素:Mn、Co、Ni、Cu;能在α-Fe中形成无限固溶体的元素:Cr、V;能在γ-Fe中形成无限固溶体的元素:Mn、Co、Ni。

5、合金元素对钢的共析温度有哪些影响?合金元素对钢的共析体含碳量有何影响?扩大γ相区的元素使铁碳合金相图的共析转变温度下降;缩小γ相区的元素使铁碳合金相图的共析转变温度上升。

几乎所有合金元素都使S点碳含量降低;尤其以强碳化物形成元素的作用最为强烈。

6、常见的碳化物形成元素有哪些?哪些是强碳化物形成元素、中强碳化物形成元素、弱碳化物形成元素?常见的碳化物形成元素有:Ti、Zr、V、Nb、Cr、W、Mo、Mn、Fe;强碳化物形成元素:Ti、Zr、Nb、V;中强碳化物形成元素:Mo、W、Cr;弱碳化物形成元素:Mn、Fe。

材料力学作业

材料力学作业
二、试利用内力方程作出图示各梁的剪力图与弯矩图,并指出 与 。
三、桥式起重机大梁上的小车的每个轮子对大梁的压力均为 ,试问小车在什么位置时梁内的弯矩为最大?其最大弯矩等于多少?最大弯矩的作用截面在何处?设小车的轮距为 ,大梁的跨度为 。
四、试利用微分关系作出图示各杆的剪力图和弯矩图。
五、已知简支梁的弯矩图如图所示,试作该梁的剪力图和载荷图。
材料力学作业
———————————————————————————————— 作者:
———————————————————————————————— 日期:

一、试作出图示各杆的轴力图。
二、图示结构中,1、2两杆的横截面直径分别为 和 ,试求两杆的应力。设两根横梁皆为刚体。
三、桁架的尺寸及受力如图所示,若 , 杆的横截面面积 ,试求 杆的应力。
四、在图示简易吊车中, 为钢杆, 为木杆。木杆 的横截面面积 ,许用应力 ;钢杆 的横截面面积 ,许用应力 。试求许可吊重 。
五、在低碳钢拉伸实验用的力与变形曲线及应力应变曲线中分别标出 、 、 和 、 、 ,并回答在 曲线中的 、 、 是否是构件中的真实应力,如果不是请另绘出强化阶段与颈缩阶段真实应力曲线的大致形状。
八、重量为 的直梁放置在水平刚性平面上,若受力后未提起的部分保持与平面密合,试求提起部分的长度。
一、在图示应力状态中,试用解析法和图解法求出指定截面上的应力及其主应力并画主单元体(应力单位为 )。
二、受力某点两平面上的应力如图示,求其主应力。应力单位为 。
六、简支梁的剪力图如图所示,已知梁上没有集中力偶作用,试作该梁的弯矩图和载荷图。
七、试作出图示平面刚架的内力图( 、 、 )。
一、把直径 的钢丝绕在直径 的轮缘上,已知材料的弹性模量 ,试求钢丝内的最大弯曲正应力。

建筑材料作业(1-6答案

建筑材料作业(1-6答案

建筑材料作业答案作业练习一一、填空题1。

建筑工程上使用的绝热材料一般要求其热导率不大于 0.23 W/(m ·K ),吸声材料一般要求其平均吸声系数大于 0.2 。

2。

砼拌合物的和易性包括流动性、 粘聚性 和 保水性 三方面含义。

3.与牌号为30甲的石油沥青相比,牌号为100甲的石油沥青延度较 大 ,软化点较 低 。

4.建筑石膏凝结硬化的速度较 快 ,凝固后体积将发生 膨胀(扩大) 。

5.砌筑烧结多孔砖砌体时所用砂浆的强度主要取决于 水泥强度 和 水泥用量 .6。

矿渣水泥抗硫酸盐侵蚀性比硅酸盐水泥 强 ,其原因是矿渣水泥水化产物中 氢氧化钙含量少.7。

根据国家标准规定,硅酸盐水泥的细度要求为 300m 2/kg (比表面积),普通水泥的细度要求为 80µm 方孔筛筛余不得超过10.0% 。

8。

花岗岩的主要组成包括 长石 、 石英 和少量云母。

9。

某工程采购一批烧结普通砖,露天放置一段时间后,发现大量砖块开始自动碎裂,这种现象称为 石灰爆裂 ,其原因是由于原材料中存在 石灰质物质 成分所引起的.10。

水乳型建筑涂料所采用的溶剂是 水 ,其涂膜的耐擦洗性较 好 。

二、选择题(在每小题的四个备选答案中,选出一个正确答案,并将正确答案的序号填在题干的括号内)1。

材质相同的两种材料,已知表观密度ρOA>ρOB ,则A 材料的保温效果比B 材料( B )。

A. 好 B 。

差 C 。

差不多 D. 相同2.高强石膏的强度较高,这是因其调制浆体时的需水量( A )。

A. 大 B 。

小 C. 中等 D 。

可大可小3.砂的细度模数越大,表示( A )。

A. 砂越细B. 砂越粗C. 级配越好 D 。

级配越差4.测定混凝土强度用的标准试件尺寸是( C )mm.A. 70.7×70。

7×70。

7 B 。

100×100×100 C. 150×150×150 D 。

土木工程材料作业

土木工程材料作业

专业班级姓名学号成绩(第一次作业)1建筑装饰材料的基本性质1.现将碎石磨细后烘干,称取50.0g,用比重瓶测定其体积为18.9cm3。

另外将碎石直接烘干后称取1000g,再用1000ml的量筒,盛水500ml,然后将碎石装入静置24h,水面升高至884ml。

试问该碎石的近似密度和密度各为多少(精确至0.02g/ cm3)?密度2.65g/m3近似密度2.60 g/m32.现有一容器重6.20kg,其体积为10.10×10-3m3,内装满卵石后,称得总重为21.32 kg,若再往该容器内注水至满,称得重量为25.92 kg。

求该卵石的近似密度(化成10kg/m3)。

2750kg/m33.现有砂子1500 kg,测得含水率为3.4%,问此砂烘干后重多少(精确至1 kg)?1451 kg4.一块岩石的体积为5⨯5⨯5cm3,干燥状态时重325g,已知其密度为2.63 g/cm3,求其孔隙率(精确至0.1%)。

若吸水饱和后重327g,求其质量吸水率(精确至0.1%)。

0.6%; 1.1%5.普通粘土砖进行抗压实验,浸水饱和后的破坏荷载为183kN,干燥状态的破坏荷载为207kN(受压面积为115mm⨯120mm),问此砖是否宜用于建筑物中常与水接触的部位?K=0.88,可用于与水接触的部位6.当某一建筑材料的孔隙率增大时,下表内其他性质将如何变化(用符号填写:↑增大,↓减小,―不变,?不定)?专业班级姓名学号成绩7.解释名词术语(思考题):材料的亲水性:材料表面分子与水分子简则引力,大于水分子之间的引力时,材料对水可产生亲和作用。

称之为材料的亲水性。

材料的韧性:材料在受力达到极限状态时,不产生变形而呈突然破坏的性质。

材料的近似密度:包含材料闭口孔体积在内的单位提及的质量。

空隙率:材料堆积体积中孔隙体积所占的百分率。

孔隙率:材料体积中孔隙体积所占的百分率。

3气硬性胶凝材料1.从石灰的水化硬化原理说明石灰为什么属于气硬性胶凝材料?2.工地上使用石灰为什么要提前进行“陈伏”?3.建筑石膏、高强度石膏、和无水石膏的主要化学成分是什么?它们的性质有何不同(思考题)?4.为什么建筑石膏的耐水性和抗冻性差?(第二次作业)3水泥1.解释下列问题:(1)制造硅酸盐水泥为什么必须掺入一定量的石膏?(2)水泥细度为什么有一定要求?(3)水泥体积安定性不合格的原因是什么?(4)测定水泥标准稠度需水量的目的何在?2.简述水泥的化学成分、水泥熟料的矿物组成。

土木工程材料作业(完整)

土木工程材料作业(完整)

土木工程材料作业一、客观题1、对于同一材料,各种密度参数的大小排列为(B)A.密度>堆积密度>表观密度B.密度>表观密度>堆积密度C.堆积密度>密度>表观密度D.表观密度>堆积密度>密度2、下列概念中,(D)表明材料的耐水性。

A、质量吸水率B、体积吸水率C、孔隙水饱和系数D、软化系数3、普通碳钢按屈服点、质量等级及脱氧方法划分若干个牌号,随牌号提高,钢材的( C )。

A、强度提高,伸长率提高B、强度提高,伸长率降低C、强度降低,伸长率降低D、强度降低,伸长率提高4、衡量钢材在常温下承受弯曲变形的力学试验是(C)A、抗拉试验B、疲劳试验C、冷弯试验D、布式试验5、下列哪种元素掺入到钢材中,使钢材在加工过程中造成晶粒的分离,引起钢材断裂,形成热脆现象,并大大降低钢的热加工性和可焊性?(B )A、硅B、硫C、锰D、磷6、钢材随时间延长而表现出强度提高,塑性和冲击韧性下降,这种现象称为(B )A、钢的强化B、时效强化C、硬化D、钢的冷脆7、下列(D )不属于热轧的钢筋。

A、HRB335B、HRB400C、HPB235D、Q2158、采用金属覆盖可以有效减少钢材的哪种腐蚀? ( BA、化学腐蚀B、电化学腐蚀C、物理腐蚀D、生物腐蚀9、由于石灰硬化时( C ),以及硬化强度低等缺点,所以不宜单使用A、吸水性大B、需水量大C、体积收缩大D、体积膨胀大10、( A )在空气中凝结硬化是受到结晶和碳化两种作用。

A、石灰浆体B、石膏浆体C、水玻璃溶液D、水泥浆体11、水泥四种矿物中水化最快的是(C )A、C3S、B、C2SC、C3AD、C4AF12、用煮沸法检验水泥安定性,只能检查出由(A)所引起的安定性不良。

A、游离CaOB、游离MgOC、(A+B)D、SO313、高铝水泥适用于( B )。

A、大体积混凝土工程B、配制耐火混凝土C、长期承受荷载的混凝土工程D、处在湿热条件下的混凝土工程14、以下哪些不属于混凝土的耐久性?( C)A 抗冻性B 抗渗性C 和易性D 抗腐蚀性15、细骨料级配与颗粒粗细是根据(C)来评定的。

材料性能学作业及答案

材料性能学作业及答案

本学期材料性能学作业及答案第一次作业P36-37第一章1名词解释4、决定金属屈服强度的因素有哪些?答:内在因素:金属本性及晶格类型、晶粒大小和亚结构、溶质元素、第二相。

外在因素:温度、应变速率和应力状态。

10、将某材料制成长50mm,直径5mm的圆柱形拉伸试样,当进行拉伸试验时塑性变形阶段的外力F与长度增量ΔL的关系为:F/N 6000 8000 10000 12000 14000ΔL 1 2.5 4.5 7.5 11.5求该材料的硬化系数K及应变硬化指数n。

解:已知:L0=50mm,r=2.5mm,F与ΔL如上表所示,由公式(工程应力)σ=F/A0,(工程应变)ε=ΔL/L0,A0=πr2,可计算得:A0=19.6350mm2σ1= 305.5768,ε1=0.0200,σ2=407.4357 ,ε2=0.0500,σ3= 509.2946,ε3=0.0900,σ4= 611.1536,ε4=0.1500,σ5= 713.0125,ε5=0.2300,又由公式(真应变)e=ln(L/L0)=ln(1+ε),(真应力)S=σ(1+ε),计算得:e1=0.0199,S1=311.6883,e2=0.0489,S2=427.8075,e3=0.0864,S3=555.1311,e4=0.1402,S4=702.8266,e5=0.2076,S5=877.0053,又由公式S=Ke n,即lgS=lgK+nlge,可计算出K=1.2379×103,n=0.3521。

11、试述韧性断裂与脆性断裂的区别。

为什么脆性断裂最危险?答:韧性断裂是金属材料断裂前产生明显的宏观塑性变形的断裂,这种断裂有一个缓慢的撕裂过程,在裂纹扩展过程中不断地消耗能量;而脆性断裂是突然发生的断裂,断裂前基本上不发生塑性变形,没有明显征兆,因而危害性很大。

韧性断裂:是断裂前产生明显宏观塑性变形的断裂特征:断裂面一般平行于最大切应力与主应力成45度角。

建筑材料作业题及答案

建筑材料作业题及答案

建筑材料作业题及答案 The following text is amended on 12 November 2020.建筑材料作业题(一)(课程代码:02389)一、单项选择题1、以下属于活性混合材料的是【 A 】A、粒化高炉矿渣B、石灰石C、石英砂D、自然冷却的矿渣2、石灰硬化的理想环境是【 A 】A、干燥空气中B、水中C、高温蒸汽D、潮湿环境中3、钢材中,可明显增加其热脆性的元素是【 C 】A、锰和硅B、硅和硫C、硫和氧D、氮和磷4、目前建筑中用量最大的泡沫塑料是【 B 】A、聚氨酯泡沫B、聚苯乙烯泡沫C、聚氯乙烯泡沫D、脲醛泡沫5、抗碳化性要求高的混凝土工程,应优先选用【 B 】A、矿渣水泥B、硅酸盐水泥C、火山灰水泥D、粉煤灰水泥6、目前建筑中用量最大的泡沫塑料是【 B 】A、聚氨酯泡沫B、聚苯乙烯泡沫C、聚氯乙烯泡沫D、脲醛泡沫7、强度等级的普通水泥,若其体积安定性不合格,则应【 D 】A、按强度等级应用B、用于次要工程C、按强度等级应用D、按废品处理8、测定混凝土抗压强度用的标准试件的尺寸为【 C 】A、××B、100mm×100mm×100mmC、150mm×150mm×150mmD、200mm×200mm×200mm9、大体积混凝土施工常用的外加剂是【 A 】A、缓凝剂B、减水剂C、引气剂D、早强剂10、塑料中的增塑剂可使塑料的【 B 】A、可塑性、强度、硬度提高B、可塑性提高、硬度下降C、韧性和塑性、耐热性提高D、强度和耐热性提高二、填空题11、砌筑砂浆的流动性用__沉入度___表示,其越大说明流动性越__大___。

12、黏稠沥青分为_道路石油沥青_、__建筑石油沥青和普通石油沥青三大类。

13、材料在外力作用下,产生变形,当去掉外力后,仍然保持变形后的形状和尺寸,并不产生裂缝,此性质称为__塑性__,由此产生的变形称为_塑性变形___。

材料作业——精选推荐

材料作业——精选推荐

1.在立方晶系的晶胞内画出具有下列密勒指数的晶面和晶向:]123[)321(],111[)011(]211[)111(与与,与2.在立方晶系的一个晶胞中画出(111)和(112)晶面,并写出两晶面交线的晶向指数。

3.立方晶系的(111),(110),(123)晶面族各包含多少晶面,写出它们的密勒指数。

4.求下列晶面的晶面间距:(1)室温下体心立方的α-Fe 的点阵常数位0.286nm ,分别求出(110),(111),(112)的晶面间距及铁原子的半径。

(2)已知916℃时面心立方的γ-Fe 的点阵常数位0.365nm ,分别求出(110),(111),(112)的晶面间距及铁原子的半径。

5.求(211)和(110)晶面的晶带轴,并列出三个属于该晶带的晶面的密勒指数。

1 什么叫肖特基缺陷和弗兰克耳缺陷?用Kroger-Vink 记号分别描述AgBr 中的弗兰克耳缺陷和MgO 中的肖特基缺陷形成的缺陷化学方程,写出ZnO 中掺杂Al 2O 3空位补偿和电子补偿的缺陷化学方程。

2 纯铁的空位形成能为1.5X10-19J/atom ,将纯铁加热至850℃后激冷至室温20℃,若高温下的空位全部保留,试求过饱和空位浓度与室温平衡空位浓度的比值。

3 已知铜的晶体结构为fcc,点阵常数a=0.225nm ,切变模量210104-⋅⨯=m N G ,试分别计算柏氏矢量为]121[6]111[2]111[3]110[2a a a a 的位错应变能。

4在图示的晶体中,ABCD 滑移面上有一个位错环,其柏氏矢量b 平行于AC 。

(1)指出位错环各部分的位错类型;(2)在图中画出一对能使位错环能在滑移面上发生滑移运动的切应力;(3)画出该位错环运动移出晶体后,晶体外形的变化。

5在图示的Cu 晶界上有一双球冠形第二相,已知Cu 的大角度晶界能为25.0m J ∙,(1)分别计算当o o 90,60==θθ时Cu 与第二相之间的相界面能;(2)讨论它们若处在三个Cu 晶粒的交线上将是什么形状。

装饰材料作业5篇范文

装饰材料作业5篇范文

装饰材料作业5篇范文第一篇:装饰材料作业序号材料图样设计原则(1)石膏板石膏板天花具有质轻、绝热、吸声、阻燃和可锯等性能,美观实用、吸声很适合会议室这种需要安静的场合。

(2)棉质窗帘(3)涤纶纤维纱帘(4)棉麻沙发(5)木质扶手(6)玻璃茶几(木质框架)窗帘吸湿透气性好,手感柔软,作为窗帘布的面料,还有一定的吸附空气中的尘埃的作用;易于洗涤和更换;外观朴实富有自然的美感,光泽柔和,染色性能好。

为室内提供和谐的采光效果,同时使强烈的太阳光变的柔和、舒服、视线条理化好。

保暖性好,吸湿力强,透气性良好,防敏感,容易清洗。

手感好,易打理。

用绿色碎纹玻璃作茶几的桌面,用木质花纹作茶几的框架。

(7)壁灯会议主墙两侧安放两个壁灯,朴实、典雅,增加亮度。

(8)玻璃吊顶(9)布艺软包(10)地毯(11)铜字(12)布基PVC壁纸天花板上加玻璃吊顶,光线透过玻璃射向会议室,可以弱化光源,使光线柔和。

材料质地柔软,色彩柔和,能够柔化整体空间氛围具有吸音,隔音,防潮,防霉,抗菌,防水,防尘,防污等功能。

地毯可以吸收及隔绝声波,有良好的隔音效果。

吸附漂浮在空气中的尘埃颗粒,防滑等功能会议厅中央大字用铜装饰,华丽端庄。

这种壁纸非常结实耐用,具有防火、耐磨、可用皂水洗刷等特点。

而且施工简便、粘贴方便,易于更换。

设计说明会议室的设计本着环保、吸音的设计原则,采用环保、防火、阻燃、吸音、气密性好、不起尘、易清洁,并在温、湿变化作用下变形小的材料,保证场地技术指标,装修风格为室内环境能够表达亲和性与现在高效的办公环境理念,用清洁的造型语言,表达丰富的文化内涵,并且利用各种造型元素和细腻的光线营造一个美观、大方及功能性、实用性兼备的工作场所。

马玉卿 10071108 一零级环艺八班第二篇:装饰涂料(作业)一:建筑涂料的发展趋势(1)低VOC(有机挥发物)(2)功能化、复合化(3)高性能、高档次(4)水性化(5)通过在内墙涂料中加入某种特殊材料,从而达到吸收室内有毒有害气体、消除室内异味、净化空气的目的。

《材料的分类作业设计方案》

《材料的分类作业设计方案》

《材料的分类》作业设计方案一、设计目标:通过本次作业设计,学生将能够了解材料的分类方法和原理,掌握不同材料的特点及应用领域,培养学生的分类思维和实际运用能力。

二、设计内容:1. 材料的分类方法:金属材料、非金属材料、合成材料等。

2. 不同材料的特点及应用领域:金属材料的导电性、强度等特点;非金属材料的绝缘性、轻便性等特点;合成材料的耐腐蚀性、可塑性等特点。

3. 材料的分类在平时生活和工业生产中的应用。

三、设计步骤:1. 学生自主进修材料的分类方法和原理,了解不同材料的特点及应用领域。

2. 学生根据所学知识,选择一个平时生活或工业生产中常见的产品,分析该产品所应用的材料种类及原因。

3. 学生撰写一篇关于所选产品材料分类及应用的报告,包括材料的特点、优缺点以及在产品中的作用等内容。

4. 学生进行口头报告,展示自己的钻研效果并接受同砚和老师的评判和提问。

四、评判标准:1. 报告内容全面,结构清晰,逻辑性强。

2. 报告语言准确、简洁,表达清晰。

3. 口头报告流畅,表达自大,回答问题得当。

4. 学生之间互相评判,老师进行总结评判,给予建设性意见。

五、作业要求:1. 作业报告字数不少于800字。

2. 作业报告需包括图片或图表,以便更好地展示材料分类及应用情况。

3. 作业提交截止时间为下周五,逾期不予接收。

4. 作业评分占总成绩的30%。

六、总结:通过本次作业设计,学生将能够深入了解材料的分类方法和原理,掌握不同材料的特点及应用领域,培养学生的分类思维和实际运用能力,提高学生的综合素质和能力水平。

希望学生能够认真完成作业,取得优异成绩。

土木工程材料作业题

土木工程材料作业题

的根本原因是什么?有哪些措施防止腐蚀?
类型:软水、酸类、盐类等。
原因:水泥石不密实,存在易腐蚀成分,存在介质。 措施:提高密实度,合理选择胶凝材料,做保护层
水泥
孔隙(毛细孔、凝胶孔)等组成的非匀质体。 ①熟料矿物组成的影响 水泥中硅酸三钙、铝酸三钙含量高时,水化反应速度就快,水泥石的 早期强度也高。 ②水泥细度的影响 水泥颗粒越细,水化反应速度越快,早期强度较高,但干缩增大,反 而会影响后期强度。 ③龄期(养护时间)的影响 随着龄期的增加,毛细孔隙减少,密实度和强度增加。 ④养护温度和湿度 通常水泥的养护温度在5~20℃,有利于水泥强度的增长。太高影响 后期强度,太低早期强度低,过低,最终强度很低。 保湿养护时间越长,对后期强度越有利。 ⑤水灰比(W/C) 水灰比越大,水泥浆就越稀,且凝结硬化后水泥石中的毛细孔越多, 有效受力面积降低,水泥石的强度下降。
1、某石灰石的密度为2.70g/cm3,孔隙率为1.2%,将该石灰石破碎成石
子,石子的堆积密度为1680kg/m3,求此石子的表观密度和空隙率。
0 P 1 100%
0 P 1 100% 0
0 2.67g/cm
P' 37%

×

气硬性胶凝材料
三、填空题
1、石灰在熟化时释放出大量的 热 ,体积显著 增大 ;石灰在硬
化时释放出大量的 水 ,体积显著 收缩 。
2、欠火生石灰的主要化学成分是 CaO 和 CaCO3 ;正火石灰的主要
化学成分是 CaO ;过火石灰的主要化学成分是 CaO 。
3、半水石膏的晶体有 β 和 α 型,β型为建筑石膏, α 型为高强石
低 ,保温性 变差 ,体积增加。 2、在水中或长期处于潮湿状态下使用的材料,应考虑材料 的 耐水性 。 3、材料的吸水性大小用 吸水率 表示,吸湿性大小用含水 率表示。 4、脆性材料的抗压强度 大于 抗拉强度。 5、材料的组成包括 化学组成 、矿物组成 和 相 ;材料的结 构包括 宏观 、 微观 和 细观 等三个层次。 6、材料的微观结构包括 晶体 、非晶体 和 胶体 等三种形式。
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

聚合物基/无机纳米复合材料概述摘要:聚合物和无机物在纳米及水平上的复合,将使各自的优势得到最充分的体现,因此,聚合物基/无机物纳米复合材料的研究已成为当今材料研究的前沿领域,显示出重要的科学意义和良好的应用前景。

文中简要概述了聚合物基/无机物纳米复合材料的定义、性质、制备方法及研究情况。

关键词:聚合物基纳米复合材料近年来,随着科学技术的迅速发展,特别是尖端科学技术的突飞猛进,对材料性能提出越来越高的要求,在许多方面,传统的单一材料已不能满足实际需要。

这些都促进了人们对材料的研究逐步摆脱过去单纯靠经验的摸索方法,雨向着按预定性能设计新材料的研究方向发展,而复合材料因其性能的优异性而广泛受到人们关注,聚合物基/无机纳米复合材料正是其中一种备受关注的材料。

20世纪80年代以来,纳米复合材料的研究已在世界范围内掀起了新的浪潮,并取得了许多可观的成果。

本文将就聚合物基/无机纳米复合材料的做一简要概述。

1. 聚合物基/无机纳米复合材料概念复合材料,根据国际标准化组织(International Organization for Standardization)给复合材料所下的定义,就是由两种或两种以上物理和化学性质不同的物质组合而成的一种多相固体材料。

在复合材料中,通常有意向为连续相,称为基体;另一相为分散相,成为增强材料。

复合材料中各个组分虽然保持其相对独立性,但复合材料的性质却不是各个组分性能的简单加和,而是在保持各个组分材料的某些特点的基础上,具有组分间协同作用所产生的综合性能。

由于复合材料各组分间“取长补短”,充分弥补了单一材料的缺点,产生了单一材料所不具备的新性能,开创了材料设计方面的新局面。

“纳米材料”作为一种材料类别,是20世纪80年代早期提出的[1];而“纳米复合材料”的说法则始于20世纪80年代晚期,一经出现即为世界各国科研工作者所关注。

纳米复合材料是由两种或两种以上固相至少在一维以纳米级大小(1-100 nm)复合而成的复合材料[2]。

纳米复合材料也可以是指分散相尺寸有一维小于100 nm 的复合材料[3],分散相的组成可以是无机化合物,也可以是有机化合物。

当纳米材料为分散相,有机聚合物为连续相时,就是聚合物基纳米复合材料。

将纳米粒子(如SiO2、CaCO3和TiO2等)均匀分散于聚合物基体中,便可制得聚合物/无机纳米粒子复合材料。

此类材料国内外研究较多,德国、美国、日本等对纳米SiO2、A12O3、TiO2、Fe3O4以及纳米炭黑分别进行了接枝研究。

美国马里兰大学成功研制出纳米A1203与橡胶复合材料。

与普通橡胶相比,该复合材料的耐磨性大为提高,介电常数提高近l倍。

日本松下电器公司已经研制成功树脂基纳米氧化物复合材料。

其静电屏蔽性能优于常规树脂/炭黑复合材料[4]。

2.聚合物基/无机纳米复合材料的性能及制备方法聚合物基/无机纳米复合材料具有无机材料、无机纳米材料、有机聚合物材料等所不具备的一些优异性能。

在力学性能方面,利用纳米粒子的表面与界面效应特性,可同时提高聚合物基有机无机纳米复合材料的刚性与韧性。

陈艳等[5]对PI/SiO2纳米复合材料的研究结果表明,材料拉伸模量随SiO2含量的增而增大,拉伸强度在SiO2含量为10%达到最大值。

在热学性能方面,采用纳米粒子与聚合物复合,所得的纳米复合材料的热稳定性通常高于聚合物本体,且在高温时更为明显。

Pl纳米复合材料的耐热性通常高于纯PI,尤其在高温时更为明显,并且通过纳米粒子填充可以降低Pl的热膨胀系数,这是由于无机物的热膨胀系数较低,形成硬质纳米网络造成聚合物自由体积降低的缘故[6]。

在电性能方面,若选择V205,Fe2O3等作无机组分,还可制得超导、光致变色和电致变色等材料。

如通过溶胶一凝胶法制备的可用作发光二极管的纳米复合材料[7],其在13 V时便开始发光,且最高发光度达50 cd/m2。

在光学性能方面,由于纳米复合材料中聚合物和无机相达到了分子水平的相容,相的尺寸小于可见光波长,因而某些聚合物/粘土纳米复合材料反而比纯聚合物更透明[8]。

聚合物基有机无机纳米复合材料的制备方法主要有插层复合法、溶彩-凝胶法、共混法、在位分散聚合法、共混技术、纳米微粒生成法、吸附组装法等。

插层技术是一种将单体或聚合物插入经插层剂处理后的层状硅酸盐层(如硅酸盐类粘土,磷酸盐类,石墨.金属氧化物,二硫化物,三硫化磷络合物等)之间,进而破坏硅酸盐的片层结构,制备有机/无机纳米复合材料的技术。

常用的插层剂有烷基铵盐,季铵盐,必定类衍生物和其它阳离子型表面活性剂。

插层复合技术根据插层的形式分为原位摘层聚合,溶液插层复合和熔融插层复合技术。

溶胶-凝胶法自20世纪80年代便开始应用于制备有机/无机纳米复合材料。

溶胶.凝胶法一般用金属烷氧化物M(OR)z(M=Si、Ti、Zr、AI、Sn、Ce、V等)作为先驱体,经过缩水或缩醇反应形成溶胶。

它可以直接注入模具中成型,也可以采用浸涂法或旋涂法成膜。

随着水解缩聚反应的进行,溶胶的粘度进一步增加,最后成为凝胶。

凝胶经过陈化、干燥成为干凝胶。

在溶胶-凝胶过程中,金属烷氧化物的活性、水解比率R(H20:M)、溶剂、络合剂、催化剂、亲核试剂和反应温度等都将影响产物的结构和形态。

在位分散聚合法是先使纳米粒子在聚合物单体中均匀分散,再引发单体聚合的方法。

由于此法中,使用的纳米粒子很容易发生团聚,因此,在杂化前需对纳米粒子进行表面处理,即先将原生粒子或较小的团聚体稳定。

阻止其再发生团聚。

表面改性后的纳米粒子在有机物(聚合物的单体)中能均匀分散且保持其纳米尺度及特性。

该法可一次聚合成型,适于各类单体及聚合方法,并保持杂化物良好的性能。

共混法首先合成出各种形态的纳米粒子,再通过各种方式与有机聚合物混合,是制备纳米复合材料最简单的方法,适合各种形态的纳米粒子,为了防止粒子团聚。

共混前要对纳米粒子表面进行处理。

纳米微粒原位生成法又叫离子交换法。

它克服了直接分散法制备聚合物/无机纳米复合材料过程中不易解决的纳米粒子在聚合物中分散不均容易团聚的难题。

这一方法最首先由Krishan等[9]提出。

其过程是使混合物与可溶性无机分子前体与适当的溶剂中相结合,通过某种反应在聚合物中原位生成无机纳米微粒,聚合物基质既可以是复合过程中形成的,也可以是预先制备的。

聚合物具有控制纳米微粒直径和稳定纳米微粒,防止其发生团聚的作用。

近年来出现了许多合成聚合物/无机纳米复合膜的特殊方法,例如,①LB膜法:是利用具有疏水端和亲水端的两亲性分子在气-液(一般为水溶液)界面的定向性质,制备纳米微粒与超薄聚合物膜形成的聚合物-无机层交替的复合材料[10]。

②MD膜法:是以阴阳离子的静电相互作用为驱动力,制备单层或多层有序膜。

先将硅,金属或塑料模板经APS处理使之带正电荷,然后将模板浸入带负电荷的PSS的溶液中,模板上吸附一层PSS分子,经水洗,氮气吹干,再浸入带正电荷的TiO2的溶液中,多次重复该过程就会得到一种多层结构纳米复合材料。

上述方法可在一定程度上控制微区的形态,结构,因而引起了人们的关注。

3.聚合物基/无机纳米复合材料的研究现状聚合物和无机物在纳米及分子水平上的复合,将使各自的优势得到最充分的体现。

聚合物基/无机纳米复合材料的研究已成为当今高分子化学与物理、无机化学和材料化学等许多交叉学科的前沿领域,人们对此做了大量的研究[11,12]。

这种材料有别于通常的聚合物/无机填料体系,并不是无机相与有机相的简单加合,而是由无机相和有机相在纳米至亚微米范围内结合形成,两相界面间存在着较强或较弱化学键(范德华力、氢键)。

采用溶胶-凝胶法、插层法、共混法以及LB膜法、在位分散法等一些特殊的方法制备了多种该材料,并通过XRD、TEM、SEM、STM、AFM、FT-IR、DSC等手段对/其结构和性能进行了分析。

目前,文献报道聚合物基/无机纳米复合材料的聚合物有:PA6、PP、PE、PMMA、PS、PAN、PVC、PI、EVA、PLC、PET、PBT、PEO、PVA、PVAc、PMA、PC、PAA、NBR、SBR、环氧树脂、硅橡胶、聚乙烯基吡啶、聚呋喃、聚醚、聚噻吩、聚恶唑啉、聚丁二烯、酚醛树脂、聚乙烯吡咯烷酮、聚二甲基丙烯酰胺、聚脲、纤维素衍生物、聚磷腈、聚二甲基二烯丙基氯化胺等。

用于制备聚合物基/无机纳米复合材料的无机物包括粘土类如滑石粉、蒙脱土、云母、水辉石等,陶瓷如SiO2、TiO2、Al2O3、AlN、ZrO2、SiC、Si3N4等,聚硅氧烷,CaCO3,分子筛,金属氧化物,层状过渡金属二硫化物或硫代亚磷酸盐,层状金属盐类化合物,双氢氧化物,以及炭黑、炭纤维等。

同时由于纳米粒子的尺度效应、大的比表面积以及强的界面相互作用和独特的物理化学性质,使聚合物/纳米复合材料的性能优于相同组分常规复合材料的物理化学性能,并可制得各种功能复合材料,如磁性、内压、光吸收、热阻、化学活性等复合材料。

因此将纳米粒子用于制备功能材料的前景十分光明[13,14]。

三大材料(金属、陶瓷、聚合物)都可自身或相互形成一系列性能优异的纳米材料。

对金属及陶瓷纳米材料的研究与开发已有20年的历史,并取得了长足的进展,相比之下聚合物基纳米复合材料的研究则起步较晚,但近几年发展则相当迅速[15]。

一般地,对于性能优异的材料而言,常常是性质差剐最大的材科之间的复合,聚合物/无机杂化材料的出现,正是这一原理的具体体现。

聚合物/无机复合材料,作为两种性能迥异的组分之间的复合产物,不仅可望综合无机材料和有机聚合物的性能,两且是制备,开发新型材料的有效途径。

有机/无机纳米复合材料的性能不仅与纳米粒子的结构性能有关,还与纳米粒子的聚集结构和其协同性能、聚合物基体的结构性能、粒子与基体的界面结构性能及加工复合工艺方式等有关。

通过调控有机/无机纳米复合材料的复合度、均匀性等,利用其协同效应可以使材料在化学性能、机械性能以及物理特性等方面获得最佳的整体性能。

在化学性能方面,主要表现出优良的催化性能,纳米粒子负载在聚合物衬底上,既发挥了纳米粒子的特异催化性,又保证了其催化稳定性(聚合物基体阻止纳米粒子团聚)。

在机械性能方面,纳米粒子的加入能极大地改善材料的力学性能。

在物理特性方面,一方面由于纳米粒子自身的量子尺寸效应和界面效应,另一方面由于纳米粒子之间的相互作用及粒子与聚合物基体的相互作用,造成有机/无机纳米复合材料在声、光、电、热、磁、介电等功能领域与常规复合材料有所不同。

当聚合物基体本身具有功能效应时,纳米粒子与之耦合又能产生新的性能[16]。

4.结论聚合物/无机纳米复合材料自问世以来,以其独特的结构和性能引起了人们越来越多的重视,但聚合物/无机纳米复合材料作为一个崭新的研究领域,对其研究可以说仍处于起步阶段,理论上还不成熟,对材料的复合机理、材料的结构及结构与性能的关系等方面还有待进一步探索,聚合物/无机纳米复合材料的制备方法还存在很多的可能性。

相关文档
最新文档