材料制备新技术复习题

第一章

1.实现快速凝固的途径有哪些？

答：a.动力学急冷法 b.热力学深过冷法 c.快速定向凝固法

2.用单辊法制备金属带材的快速凝固工艺特点是什么？

答：答：①单辊需要以2000~10000r∕min的高速度旋转，同时要保证单辊的转速均匀性很高，径向跳动非常小，以控制薄膜的均匀性②为了防止合金溶液的氧化，整个快速凝固过程要在真空或保护性气氛下进行③为了获得较宽并且均匀的非晶合金带材，液流必须在单上均匀成膜，液流出口的设计及流速的控制精度要求很高。

3.常用金属线材的快速凝固方法有哪些？它们的工艺特点是什么？

答：a.玻璃包覆熔融的线法。特点：容易成型、连续等径、表面质量好的线材。但生产效率低，不适合生产大批量工业用线材。

b.合金熔液注入快冷法。特点：装置简单，但液流稳定性差，流速较低、难控制速率，不能连续生产。

c.旋转水纺线法。特点：原理和装置简单、操作方便、可实现连续生产。

d.传送带法。特点：综合了b、c法，可实现连续生产，但装置较复杂，工艺参数调控较难，传送速率不快。

第二章

1喷射成形的基本原理是什么？其基本特点有哪些？

答：原理：在高速惰性气体的作用下，将熔融金属或合金液流雾化成弥散的液态颗粒，并将其喷射到水冷的金属沉积器上，迅速形成高度致密的预成形毛坯。

特点：高度致密，低含氧量，快速凝固的显微组织特征，合金性能高，工艺流程短，成本低，高沉积效率，灵活的柔性制造系统，近终形成形，可制备高性能金属基复合材料。

2.喷射成形关键装置指的是什么？雾化喷嘴系统

3.用喷射成形技术制备复合材料时有什么优势？是否任何复合材料都能用该方法来制备？说明理由。

答：主要优势：在于快速凝固的特性、高温暴露时间短、简化工艺过程。

否；因为有的复合材料容易发生界面反应，且高含氧量、气体含量和夹杂含量，工艺复杂和成本偏高等问题。

4.气体雾化法是利用气体的冲击力作用于熔融液流，使气体的动能转化为熔体的表面，从而形成细小的液滴并凝固成粉末颗粒。

5.喷射成形又称喷射雾化沉积或喷射铸造等是用快速凝固方法制备大块，致密材料的高新技术，它把液态金属的雾化（快速凝固）和雾化熔滴的沉积（熔滴动态致密化）自然结合起来。

6.喷射成型的四个阶段：雾化阶段，喷射阶段，沉积阶段，沉积提凝固阶段。

7.雾化喷射成形工艺一般采用惰性气体。

8.喷射成形装置的技术关键主要包括装置总体布局，雾化喷嘴，沉积器结构，和运动方式。

9.装置结构布局：倾斜布局，垂直布局，水平布局。

10.喷射成形装置应包括：含熔炼部分，金属导流系统，雾化喷嘴，雾化气体控制系统，沉积器及其传动系统，收粉及排气系统。

第三章

1.机械合金化的定义及球磨机理是什么？

答：（MA）是指金属或合金粉末在高能球磨机中通过粉末颗粒与球磨之间长时间激烈地冲击、碰撞，使粉末颗粒反复产生冷焊、断裂，导致粉末颗粒中原子扩散，从而获得合金化粉末的一种粉末制备方法。

球磨机理：取决于粉末组分的力学性能，它们之间的相平衡和在球磨过程中的应力状态。

2.球磨机的本体结构有哪几类？各有何特点？P49

答：a.搅拌球磨机。特点：由一个静止的球磨筒体和一个装在筒体中心的搅拌器组成，筒体内装有磨球，磨球由装在中心的搅拌器带动，搅拌器的支臂固定在搅拌器上。（是一种最有发展前途而且能量利用率最高的超细粉破碎设备）

b.滚动球磨机。特点：球磨筒体绕其横轴转动。

c.行星式磨机。特点：筒体固定在工作台上，工作台可以旋转，并且离心加速度值可以达到30-50倍的重力加速度值。筒体本身能旋转，旋转时可顺时也可逆时。

d.振动球磨机，可分为一维振动式球磨机和三维振动式球磨机。特点：利用球磨在作高频振动的筒体内对物料进行冲击、摩擦、剪切等作用，从而使物料粉碎的球磨设备。

3.球磨装置主要有：搅拌球磨机，滚动球磨机，行星球磨机和震动球磨机。

4.一般来说金属粉末在球磨时，有四种形式的力作用在颗粒材料上：冲击，摩擦，剪切，压缩。

5.可以把球磨粉末分为：延性∕延性球磨体系，延性∕脆性粉末球磨体系，脆性∕脆性粉末球磨体系。

6.弥散强化合金按其弥散相的种类大体可分为：氧化物弥散强化合金（ODS合金）和碳化物弥散强化合金（CDS合金）

第四章

1.流变成形和触变成形有何区别？各有何特点？具体的实施方法是什么？

答：区别在于工艺流程的不同。

实施方法：流变成形是将从液相到固相冷却过程中的金属液进行强烈搅拌，在一定的固相分数下将半固态金属浆料直接送往成形设备进行成形，称“一步法”。而触变成形是先由连铸等方法制得具有半固态组织的锭坯，然后切成所需长度，再加热到半固态状，然后将该半固态坯料送往成形设备进行成形，称“二步法”。

特点：流变成形：工艺流程短、生产成本低，但可控性差。

触变成形：可控性高，易于实现工业化规模生产并明显提高成形合金的综合性能、

2如何制备半固态合金浆料？如何保证半固态浆料的性能？P81

答：方法：机械搅拌式半固态浆料制备装置和电磁搅拌式半固态浆料制备装置保证性能：

3镁合金材料适合于用什么半固态成形方法进行加工？

答：触变注射成形

4.什么是半固态成形？

答:就是对处于半固-半液的金属进行加工成形，是一种介于金属的液态成形（如铸造。铸轧）和金属的固态成形（如挤压，轧制等）之间的新的加工成形办法。

5.与固态和液态的区别？

答：该技术采用了非枝晶半固态浆料，打破了传统的枝晶凝固模式，所以半固态金属与过热的液态金属相比，含有一定体积比率的球初生固相，与固态金属相比，又含有一定比率的液相金属相比。

6半固态金属成形基本原理？

答：半固态金属成形基本原理是金属凝固过程中对其施加强烈搅拌，以抑制和充分破碎树枝状初生相的形成和长大，在一定温度和时间条件下，获得一种液态金属中均匀地悬浮着的一