CH3G材料学课件
合集下载
《Ch高分子材料》课件
《Ch高分子材料》PPT课 件
这是一个关于《Ch高分子材料》的PPT课件，旨在介绍CH高分子材料的特点、 制备方法、物理化学性质、应用及未来发展趋势。
1. 介绍CH高分子材料
CH高分子材料定义和特点
CH高分子材料是一类以碳和氢元素为主要组成部分的聚合物，具有高分子量、可塑性强、 化学稳定性好等特点。
通过调控CH高分子 材料的形态和结构， 可以制备纳米级别 的颗粒，用于催化、 药物传递等领域。
吸附分离材料
CH高分子材料具有 较大的比表面积和 可调控的孔径结构， 可用于气体和液体 的吸附分离。
电化学材料
基于CH高分子材料 的电极材料具有优 异的电化学性能， 适用于锂电池、超 级电容器等领域。
5. CH高分子材料未来的发展趋势和应 用前景
2
溶液聚合法
将单体溶解在适合的溶剂中，通过控制反应条件实现高分子聚合。
3
界面聚合法ຫໍສະໝຸດ 在两种不相溶的溶液界面上进行高分子聚合，如亚甲基丙烯酸甲酯聚合法。
4
模板法
利用模板的特殊形状和化学亲和力来控制高分子材料形成，如分子印迹聚合法。
3. CH高分子材料的物理化学性质
结构特征
CH高分子材料具有多样化 的化学结构，包括线性、 支化、交联等。
成键特点
CH高分子材料中的碳-碳 键和碳-氢键是其稳定性和 性能的重要因素。
密度、分子量、分子 量分布
CH高分子材料的密度、分 子量以及分子量分布对其 性能和用途具有重要影响。
4. CH高分子材料的应用
薄膜材料
CH高分子材料可用 于制备透明、柔韧 的薄膜，广泛应用 于包装、显示器等 领域。
纳米颗粒
CH高分子材料在各个领域都扮演着重要角色，并具有广阔的应用前景。
这是一个关于《Ch高分子材料》的PPT课件，旨在介绍CH高分子材料的特点、 制备方法、物理化学性质、应用及未来发展趋势。
1. 介绍CH高分子材料
CH高分子材料定义和特点
CH高分子材料是一类以碳和氢元素为主要组成部分的聚合物，具有高分子量、可塑性强、 化学稳定性好等特点。
通过调控CH高分子 材料的形态和结构， 可以制备纳米级别 的颗粒，用于催化、 药物传递等领域。
吸附分离材料
CH高分子材料具有 较大的比表面积和 可调控的孔径结构， 可用于气体和液体 的吸附分离。
电化学材料
基于CH高分子材料 的电极材料具有优 异的电化学性能， 适用于锂电池、超 级电容器等领域。
5. CH高分子材料未来的发展趋势和应 用前景
2
溶液聚合法
将单体溶解在适合的溶剂中，通过控制反应条件实现高分子聚合。
3
界面聚合法ຫໍສະໝຸດ 在两种不相溶的溶液界面上进行高分子聚合，如亚甲基丙烯酸甲酯聚合法。
4
模板法
利用模板的特殊形状和化学亲和力来控制高分子材料形成，如分子印迹聚合法。
3. CH高分子材料的物理化学性质
结构特征
CH高分子材料具有多样化 的化学结构，包括线性、 支化、交联等。
成键特点
CH高分子材料中的碳-碳 键和碳-氢键是其稳定性和 性能的重要因素。
密度、分子量、分子 量分布
CH高分子材料的密度、分 子量以及分子量分布对其 性能和用途具有重要影响。
4. CH高分子材料的应用
薄膜材料
CH高分子材料可用 于制备透明、柔韧 的薄膜，广泛应用 于包装、显示器等 领域。
纳米颗粒
CH高分子材料在各个领域都扮演着重要角色，并具有广阔的应用前景。
高教出版社汪小兰《有机化学》(第五版)课件课程要点复习第三章_不饱和烃
第三章 不饱和烃Ｉ 烯烃● 定义: 含有碳-碳双键(C=C)的烃叫烯烃。
碳-碳双键(C=C)是烯烃的官能团。
●开链单烯烃的通式:C n H 2n 。
例如:H 2CCH 2H 2CC CH 3CH 3H 2CCH CH 3I 烯烃一、乙烯的结构乙烯分子的构型双键：DH mθC=C=610KJ/mol;ó单键：DH mθC-C=350KJ/mol1、碳原子的sp 2杂化2s2p激发态2s2p激发基 态sp 2p杂化1200sp 2杂化轨道sp 2杂化与未杂化的轨道乙烯分子的结构乙烯分子中的σ键乙烯分子中的π键2、乙烯分子中π键的形成及π电子云的分布π键小结π键为轴平行的p轨道侧面交盖成键;π键不能单独存在,分散于sp2轨道所在平面的上下两层,不能绕键轴自由旋转;π键电子云流动性大，受核束缚小，易极化。
∴π键易断裂、起化学反应;π键键能小，不如σ键牢固碳碳双键键能为611KJ/mol,碳碳单键键能为347JK/mol,∴π键键能为611-347=264K/mol7二、命名和异构系统命名法(1) 选择主链:含双键的最长碳链含双键的取代基多的最长碳链为主链(2) 给主链碳原子编号:从最靠近双键的一端起CH 3CCCH 2CH 2CH 2CH 2CH 2CH 2CH 3CH 2CH 2CH 2CH 31 2 3 4 5 6 7 86-甲基-3-戊基-2-辛烯(3) 标明双键的位次: 将双键两个碳原子中位次较小的一个编号，放在烯烃名称的前面。
1-烯烃中的“1”可省去。
4-甲基-2-乙基己烯5- 十一碳烯碳原子数在10以上的烯烃，命名时在烯之前还需加个“碳”字，例如十一碳烯环烯烃加字头“环”于有相同碳原子数的开链烃之前命名烯基的命名CH2=CH-乙烯基CH3-CH= CH- 丙烯基CH2=CH-CH2- 烯丙基注意这二者的区别异构现象（注意相关概念)C以上的烯有碳链异构、官能团位置异构、顺反异构4烯烃的构造异构13① 烯烃的顺反异构现象(立体异构现象)•由于双键不能自由旋转,当双键的两个碳原子各连接不同的原子或基团时,可能产生不同的异构体.条件:—构成双键的任何一个碳原子上所连接的两个原子或基团须不同.•能够用常规方法将顺反异构体分离出来。
材力讲稿ch23r共40页PPT资料
320M Pa，试校核铆接头的强度。（假定每个铆钉受力相等。）
P
P 解：受力分析如图
t
b
t
P Fs Fb 4
P
P
123
P
d
P/4
123
18
2.7 连接部分的强度计算
剪应力和挤压应力的强度条件
F A s sP d23 .1 1 4 1 1 .6 2 0 170 1.3 8 M 6 P a
综上
L m L 1 a ,L 2 x 5 .3 m 3 m
m
P
h AQ
L
b
d
17
2.7 连接部分的强度计算 例4 一铆接头如图所示，受力P=110kN，已知钢板厚度为 t=1cm
，宽度 b=8.5cm ，许用应力为[ ]= 160M Pa ；铆钉的直径 d=1.6cm，许用剪应力为[]= 140M Pa ，许用挤压应力为[bs]=
④剪切面上的内力：
内力 — 剪力Q ，其作用线与 剪切面 剪切面平行。
n P
5
2.7 连接部分的强度计算
（合力） P
n
Q n
3、连接处破坏三种形式：
①剪切破坏
n
沿铆钉的剪切面剪断，如
P （合力）
沿n– n面剪断 。 ②挤压破坏
剪切面
n P
铆钉与钢板在相互接触面 上因挤压而使溃压连接松动， 发生破坏。
1、连接件
在构件连接处起连接作用的部件，称为连接件。例如： 螺栓、铆钉、键等。连接件虽小，起着传递载荷的作用。
螺栓
特点：可传递一般 力，
P
P
可拆卸。
2
2.7 连接部分的强度计算 P
P
铆钉
无间隙
P
P 解：受力分析如图
t
b
t
P Fs Fb 4
P
P
123
P
d
P/4
123
18
2.7 连接部分的强度计算
剪应力和挤压应力的强度条件
F A s sP d23 .1 1 4 1 1 .6 2 0 170 1.3 8 M 6 P a
综上
L m L 1 a ,L 2 x 5 .3 m 3 m
m
P
h AQ
L
b
d
17
2.7 连接部分的强度计算 例4 一铆接头如图所示，受力P=110kN，已知钢板厚度为 t=1cm
，宽度 b=8.5cm ，许用应力为[ ]= 160M Pa ；铆钉的直径 d=1.6cm，许用剪应力为[]= 140M Pa ，许用挤压应力为[bs]=
④剪切面上的内力：
内力 — 剪力Q ，其作用线与 剪切面 剪切面平行。
n P
5
2.7 连接部分的强度计算
（合力） P
n
Q n
3、连接处破坏三种形式：
①剪切破坏
n
沿铆钉的剪切面剪断，如
P （合力）
沿n– n面剪断 。 ②挤压破坏
剪切面
n P
铆钉与钢板在相互接触面 上因挤压而使溃压连接松动， 发生破坏。
1、连接件
在构件连接处起连接作用的部件，称为连接件。例如： 螺栓、铆钉、键等。连接件虽小，起着传递载荷的作用。
螺栓
特点：可传递一般 力，
P
P
可拆卸。
2
2.7 连接部分的强度计算 P
P
铆钉
无间隙
ch1-3,4,5,6-基础知识
聚合度 DP = n
构造单元、单体单 元、重复单元
主链
H2C CH2
n
Cl
侧基 〔或侧链〕
聚合度
如果高分子是由两种或两种以上单体缩聚而成的，其 重复单元由不同的单体单元组成。例如尼龙：
重复单元：－NH(CH2)6NH－CO(CH2)4CO－。
构造单元: －NH(CH2)6NH－和－CO(CH2)4CO －
如:聚苯乙烯
CH2
CH
n
聚乙烯醇(假想单体)
CH2
CH
n
OH
(2)单独或两种不同单体聚合常取单体名或简称，后缀 为“树脂〞或“橡胶〞。如：酚醛树脂、丁苯橡胶、乙 丙橡胶 等。
(3)以高分子的特征构造命名：
如：聚酰胺 聚碳酸酯
C( C H 2 ) 4
CN H( C H 2 ) 6
N H
n
O
O
酰胺基团
Polymer： 聚合物〔高聚物〕、高分子
Macromolecule： 大分子、高分子
1.3.2 根本概念
n CH2＝CH2
单体
－(CH2－CH2)n－
聚合物
要特别注意单体单元、构造单元和重复单元的异同。 如果高分子是由一种单体聚合而成的，其重复单元就是 单体单元或构造单元。例如聚氯乙烯的重复单元、单体 单元和构造单元都是 -CH2-CHCl-。
O O CO
CH3
C n
CH3
碳酸根
(4)译名、商品名或俗称 合成纤维在我国称之为“纶〞(来自-lon的译音):
涤纶(聚对苯二甲酸乙二醇酯)、腈纶(聚丙烯腈) 等; 聚酰胺常用其商品名的译名尼龙(Nylon)。 其他商品名还有特氟隆(聚四氟乙烯)、赛璐珞(硝酸纤 维素)等。而俗名有机玻璃(聚甲基丙烯酸甲酯)、电木 (酚醛树脂)、电玉(脲醛塑料)等也已被广泛采用。
构造单元、单体单 元、重复单元
主链
H2C CH2
n
Cl
侧基 〔或侧链〕
聚合度
如果高分子是由两种或两种以上单体缩聚而成的，其 重复单元由不同的单体单元组成。例如尼龙：
重复单元：－NH(CH2)6NH－CO(CH2)4CO－。
构造单元: －NH(CH2)6NH－和－CO(CH2)4CO －
如:聚苯乙烯
CH2
CH
n
聚乙烯醇(假想单体)
CH2
CH
n
OH
(2)单独或两种不同单体聚合常取单体名或简称，后缀 为“树脂〞或“橡胶〞。如：酚醛树脂、丁苯橡胶、乙 丙橡胶 等。
(3)以高分子的特征构造命名：
如：聚酰胺 聚碳酸酯
C( C H 2 ) 4
CN H( C H 2 ) 6
N H
n
O
O
酰胺基团
Polymer： 聚合物〔高聚物〕、高分子
Macromolecule： 大分子、高分子
1.3.2 根本概念
n CH2＝CH2
单体
－(CH2－CH2)n－
聚合物
要特别注意单体单元、构造单元和重复单元的异同。 如果高分子是由一种单体聚合而成的，其重复单元就是 单体单元或构造单元。例如聚氯乙烯的重复单元、单体 单元和构造单元都是 -CH2-CHCl-。
O O CO
CH3
C n
CH3
碳酸根
(4)译名、商品名或俗称 合成纤维在我国称之为“纶〞(来自-lon的译音):
涤纶(聚对苯二甲酸乙二醇酯)、腈纶(聚丙烯腈) 等; 聚酰胺常用其商品名的译名尼龙(Nylon)。 其他商品名还有特氟隆(聚四氟乙烯)、赛璐珞(硝酸纤 维素)等。而俗名有机玻璃(聚甲基丙烯酸甲酯)、电木 (酚醛树脂)、电玉(脲醛塑料)等也已被广泛采用。
化学CH固体结构PPT课件
１.原子规则排列：晶体中原子（分子或离子） 在三维空间呈周期性重复规则排列，存在长程有序， 而非晶体的原子无规则排列的。
2021/6/15
晶态与非晶态
6
第6页/共187页
2021/6/15
２.是否有固定熔点：晶体具有固定的熔点，非晶体 无固定的熔点，液固转变是在一定温度范围内进行。
3.各向异(同)性：晶体具有各向异性（anisotropy）， 非晶体为各向同性。
因此，实际存在的晶体结构是无限的。
2021/6/15
24
第24页/共187页
晶向指数和晶面指数
晶面(crystal plane)：晶体中由一系列原子所构成的平面。
晶向(crystal directions)：通过晶体中任意两个原子中心 连线来所指的方向表示晶体结构的空间的各个方向。
晶向指数(indices of directions)和晶面指数(indices of crystal－plane)是分别表示晶向和晶面的符号，国际上 用Ｍiller指数（Ｍiller indices ）来统一标定。
15
第15页/共187页
问：上表中为什么没有底心四方点阵 十四种布拉菲点阵的结构图
2021/6/15 和面心四方点阵？
16
第16页/共187页
1.三斜晶系
简单三斜点阵
2021/6/15
a≠b≠c α≠β≠γ≠90°
17
第17页/共187页
2.单斜晶系
简单单斜点阵
底心单斜点阵
• a≠b ≠c α=γ=90°≠β
(1) 设定坐标系：将原点设在待标定晶向上。
((32) )化走整步数：将从沿原三点个出坐发标，轴分行别走沿的以各坐标轴方向行走 ，作
2021/6/15
晶态与非晶态
6
第6页/共187页
2021/6/15
２.是否有固定熔点：晶体具有固定的熔点，非晶体 无固定的熔点，液固转变是在一定温度范围内进行。
3.各向异(同)性：晶体具有各向异性（anisotropy）， 非晶体为各向同性。
因此，实际存在的晶体结构是无限的。
2021/6/15
24
第24页/共187页
晶向指数和晶面指数
晶面(crystal plane)：晶体中由一系列原子所构成的平面。
晶向(crystal directions)：通过晶体中任意两个原子中心 连线来所指的方向表示晶体结构的空间的各个方向。
晶向指数(indices of directions)和晶面指数(indices of crystal－plane)是分别表示晶向和晶面的符号，国际上 用Ｍiller指数（Ｍiller indices ）来统一标定。
15
第15页/共187页
问：上表中为什么没有底心四方点阵 十四种布拉菲点阵的结构图
2021/6/15 和面心四方点阵？
16
第16页/共187页
1.三斜晶系
简单三斜点阵
2021/6/15
a≠b≠c α≠β≠γ≠90°
17
第17页/共187页
2.单斜晶系
简单单斜点阵
底心单斜点阵
• a≠b ≠c α=γ=90°≠β
(1) 设定坐标系：将原点设在待标定晶向上。
((32) )化走整步数：将从沿原三点个出坐发标，轴分行别走沿的以各坐标轴方向行走 ，作
《Ch高分子材料》PPT课件
?Ch高分子材料?PPT课件
本课件PPT仅供大家学习使用 学习完请自行删除，谢谢！ 本课件PPT仅供大家学习使用 学习完请自行删除，谢谢！ 本课件PPT仅供大家学习使用 学习完请自行删除，谢谢！ 本课件PPT仅供大家学习使用 学习完请自行删除，谢谢！
§9.1 高分子材料概述
高分子材料是以高分子化合物为主要成分，与各 种添加剂配合而形成的材料。
一、高分子化合物的力学性能
§9 .2 高分子材料的性能
粘弹性：应变滞后于应力作用。
一〔、三〕高强分度子和化断合裂物的力学性能
§9 .2 高分子材料的性能
1. 强度很低，但有时比强度高于一些金属。
2. 裂纹易扩展，某些高聚物有环境应力断裂现象。
3. 冲击韧度相差很大。
4. 硬度虽低，但耐磨性高，如塑料摩擦系数小，还有 自润滑性。
│
│
C l
C l
还有无规共聚、交替共聚、嵌段共聚及接 枝共聚等。
§9.1 高分子材料概述
三、高分子化合物的构造
〔2〕空间构型
§9.1 高分子材料概述
三、高分子化合物的构造
3. 大分子链的形状
〔1〕线型分子链 〔2〕支化型分子链 〔3〕体型分子链
〔1〕〔2〕称线型 聚合物，可反复使用； 〔3〕称体型聚合物， 不可反复使用。
一、高分子化合物的组成 二、高分子化合物的合成方法 三、高分子化合物的构造 四、高分子化合物的分类
一、高分子化合物的组成
§9.1 高分子材料概述
高分子化合物是由大量的大分子构成的，而大分子是由一种或 多种低分子化合物通过聚合连接起来的低分子或网状的分子。因此高 分子化合物又称高聚物或聚合物。
组成高分子化合物的低分子化合物称为单体。
本课件PPT仅供大家学习使用 学习完请自行删除，谢谢！ 本课件PPT仅供大家学习使用 学习完请自行删除，谢谢！ 本课件PPT仅供大家学习使用 学习完请自行删除，谢谢！ 本课件PPT仅供大家学习使用 学习完请自行删除，谢谢！
§9.1 高分子材料概述
高分子材料是以高分子化合物为主要成分，与各 种添加剂配合而形成的材料。
一、高分子化合物的力学性能
§9 .2 高分子材料的性能
粘弹性：应变滞后于应力作用。
一〔、三〕高强分度子和化断合裂物的力学性能
§9 .2 高分子材料的性能
1. 强度很低，但有时比强度高于一些金属。
2. 裂纹易扩展，某些高聚物有环境应力断裂现象。
3. 冲击韧度相差很大。
4. 硬度虽低，但耐磨性高，如塑料摩擦系数小，还有 自润滑性。
│
│
C l
C l
还有无规共聚、交替共聚、嵌段共聚及接 枝共聚等。
§9.1 高分子材料概述
三、高分子化合物的构造
〔2〕空间构型
§9.1 高分子材料概述
三、高分子化合物的构造
3. 大分子链的形状
〔1〕线型分子链 〔2〕支化型分子链 〔3〕体型分子链
〔1〕〔2〕称线型 聚合物，可反复使用； 〔3〕称体型聚合物， 不可反复使用。
一、高分子化合物的组成 二、高分子化合物的合成方法 三、高分子化合物的构造 四、高分子化合物的分类
一、高分子化合物的组成
§9.1 高分子材料概述
高分子化合物是由大量的大分子构成的，而大分子是由一种或 多种低分子化合物通过聚合连接起来的低分子或网状的分子。因此高 分子化合物又称高聚物或聚合物。
组成高分子化合物的低分子化合物称为单体。
CH3G材料学课件
P29
奥氏体化后，当采用不同的冷却速度冷却时，将会转变 出不同的组织，具备不同的性能。所以，冷却过程是热处理 的最关键环节。 下表列出了45钢在同样奥氏体化条件下，采用不同冷却 速度冷却时的力学性能数据。
45钢经过840ºC奥氏体化后，不同条件冷却的力学性能 冷却方法
σb/ MPa
519
δ( %)
32.5
一、钢的退火
将组织偏离平衡状态的钢,加热至 适当温度保温，然后缓慢冷却,以达到
课堂提问 1.什么是钢的平衡状态组织? 2.共析钢的室温平衡状态组织是 什么?
接近平衡组织的热处理工艺叫做退火。
缓冷是退火的主要特点，一般是将 工件随炉缓冷到小于550℃时出炉空冷。 1、退火目的
物为贝氏体型组织（B）。 根据其组织形态不同，贝氏
体分为上贝氏体(B上)和下贝氏体
（B下）。 上贝氏体形成温度为550～350℃。 下贝氏体形成温度为350℃～ 230℃ (Ms)。
上贝氏体呈羽毛状，下贝氏体呈黑色针状。
B上脆性大，很少采用
B上
B下综合力学性能好
B下
B上 B下
c)
上贝氏体强度与塑性都较低，无实用价值。下贝氏体除了强度、 硬度较高外，塑性、韧性也较好，即具有良好的综合力学性能，是 生产上常用的强化组织之一。
ψ ( %)
49
HRC
随炉冷却
15~18
空气冷却
油中冷却 水中冷却
657~706
882 1078
15~18
18~2 7~8
45~50
21 4
18~24
40~50 52~60
当以极其缓慢的速度冷却时，奥氏体在A1线发生转变；但冷 却速度较快时，奥氏体常需过冷到A1线以下Ar1时 ，才能发生转 变，在共析温度以下存在的奥氏体称为过冷奥氏体。
ch单晶硅特性解析实用PPT课件
第13页/共48页
1.1.3硅单晶的晶向、晶面
• 硅单晶由两套面心立方结构套构而成，有双层密排 面。
• 双层密排面：原子距离最近，结合最为牢固，晶面 能最低，腐蚀困难，容易暴露在表面，在晶体生长 中有表面成为{111}晶面的趋势。
• 两层双层密排面之间：原子距离最远，结合脆弱， 晶格缺陷容易在这里形成和扩展，在外力作用下， 很容易沿着{111}晶面劈裂，这种易劈裂的晶面称 为晶体的解理面。
9.0×106 108
1.1硅晶体结构的特点
硅、锗、砷化镓电学特性比较
• 锗应用的最早，一些分立器件采用； GaAs是目前应用最多的化合物半导体，主要是中等集成度的高速IC，及超过 GHz的模拟IC使用，以及光电器件
• 从电学特性看硅并无多少优势，硅在其它方面有许多优势 。
第6页/共48页
硅、锗、砷化镓电学特性比较
• 如（100）晶面。等价晶面表示为{100}。 • [100]晶向和(100)晶面是垂直的。
立方晶系的几种主要晶面
第12页/共48页
1.1.3硅单晶的晶向、晶面
硅晶面
Si面密度:(100) 2/a2
(110) 4/√2a2=2.83/a2
(111) 4/√3a2=2.3/a2
硅常用晶面上原子分布
• 替位杂质通常是在微电子工艺中有意掺入的杂质。例如，硅晶体中掺入Ⅲ、Ⅴ族 替位杂质，目的是调节硅晶体的电导率；掺入贵金属Au等，目的是在硅晶体中
添加载流子复合中心，缩短载流子寿命。
第20页/共48页
1.2硅晶体缺陷——线缺陷
• 线缺陷最常见的就是位错。位错附近，原子排列偏离了严格的周期性，相对位 置发生了错乱。
元硅晶体结构的特点
• 硅是微电子工业中应用 最广泛的半导体材料， 占整个电子材料的95％ 左右，人们对它的研究 最为深入，工艺也最成 熟，在集成电路中基本 上都是使用硅材料。
Ch13材料表面技术
§13.2 电镀和化学镀
（1）镀Mo显著提高发动机QT缸体的耐磨性。 （2）汽油机铸铝活塞裙部外表面镀Sn。 （3）活塞环用合金ZT，第一道环镀Cr，第二道环镀Sn或P化。 （4）拉伸钢质零件，毛坯表面需镀Cu或P化，使毛坯表面形成 一层隔离层，能储存润滑剂，具有自润性能。 （5）电镀黄铜（仿金电镀），如Cu-Zn、Sn-Cu-Zn，可能到 18K～24K黄颜色仿金电镀层，可用于：灯饰、日用五金制品； 汽车轮胎子午线钢丝的电镀，提高橡胶与钢丝的结合强度；节约 Au，在镀Au前先镀黄铜。 （6）减摩镀—轴承电镀，电镀软金属如Sn、Pb、In等，在摩擦 表面上改善磨合性能。
四、铬酸盐处理
§13.3 化学转化膜技术
将金属或金属镀层放入含有某些添加剂的铬酸或铬酸盐溶液中， 通 过化学或电化学的方法在金属表面生成以铬酸盐（三价铬或六价铬）为主 的膜的方法，有时也称钝化。
铬酸盐膜的主要特性：
（1）对基体金属的保护作用 （2）表面装饰性
§13.4 表面涂敷技术
一、涂料与涂装 二、粘涂 三、热喷涂 四、热浸镀
粘涂的一般工艺过程：表面预处理（清洗、粗化、活化） 配胶
涂敷（刮涂法、刷涂法、模压法等） 固化（室温或加热固化） 后处理（如清理、修整或表层机械切削、磨削加工）。
二、粘涂
§13.4 表面涂敷技术
表面粘涂技术的应用
1. 零件的减磨润滑
粘涂技术获得的涂层通常称为粘结固体滑膜。在空间技术方面应用 广泛。例如，人造卫星的天线驱动系统、太阳电池帆板机构、光学仪器的 驱动机构和温控机构、星箭分离机构及卫星搭载机械等都使用了粘接固体 润滑膜润滑。
喷丸
§13.1 材料表面技术概述
§13.2 电镀和化学镀
一、电镀 将零件作为阴极放在含有欲镀金属的盐类电解质溶液中，通 过电解作用而在阴极上（即零件）发生电沉积现象形成电镀层。 （一）单金属电镀 （二）合金电镀 （三）复合电镀 （四）非金属材料的电镀
- 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、"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、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)。
FCC
铁原子
碳原子
马氏体 的形成
BCC
ADD
（1）马氏体转变的基本特点 马氏体的转变也是一个形核和长大的过程，但与一般的 转变相比,又有着许多独特之处。 1）马氏体转变是在一定温度范围内进行的(MS~Mf之间) 2）马氏体转变是一个非扩散型的转变 3）马氏体的转变速度极快 4）马氏体转变具有不完全性 马氏体转变不能完全进行到底，即使过冷到Mf点以下，马 氏体转变停止后，仍有少量奥氏体存在，这些残存的奥氏体称 为残余奥氏体。 在通常情况下,过冷奥氏体向马氏体转变开始后,必须在不 断降温条件下转变才能继续进行,冷却过程中断,转变立即停止。
ψ ( %)
49
HRC
随炉冷却
15~18
空气冷却
油中冷却 水中冷却
657~706
882 1078
15~18
18~2 7~8
45~50
21 4
18~24
40~50 52~60
当以极其缓慢的速度冷却时，奥氏体在A1线发生转变；但冷 却速度较快时，奥氏体常需过冷到A1线以下Ar1时 ，才能发生转 变，在共析温度以下存在的奥氏体称为过冷奥氏体。
一、钢的退火
将组织偏离平衡状态的钢,加热至 适当温度保温，然后缓慢冷却,以达到
课堂提问 1.什么是钢的平衡状态组织? 2.共析钢的室温平衡状态组织是 什么?
接近平衡组织的热处理工艺叫做退火。
缓冷是退火的主要特点，一般是将 工件随炉缓冷到小于550℃时出炉空冷。 1、退火目的
目的及应用。
第3章 金属热处理及表面改性
引言
P28
1、热处理：是指将钢在固态下加热、保温和冷却，以改
变钢的组织结构，获得所需要性能的一种工艺方法。
为简明表示热处理的基本 工艺过程，通常用温度— 时间坐标绘出热处理工艺 曲线。
制订热处理工艺主要是确定加热 温度、保温时间和冷却速度三个 基本参数
热处理工艺曲线
2、共析钢过冷奥氏体等温转变产物的组织和性能 随过冷度不同，共析钢过冷奥氏体将发生珠光体转变、贝
氏体转变和马氏体转变三种类型转变。
㈠ 高温珠光体型转变 过冷奥氏体在A1到550℃ 间将转变为珠光体类型组织， 它是铁素体与渗碳体片层相 间的机械混合物，根据片层 厚薄不同，又细分为珠光体、
索氏体和托氏体。
测出各试件冷却转变的开始温度和终了温度，并把它们描 绘在温度-时间坐标图上，再用光滑曲线分别连接各转变开始点 和转变终了点，便得到如图示的曲线图。
P30
通过金相观察和硬度测试，获得各试样在不同时刻的组织和硬度，并标注 到图上，就可得到完整的共析钢过冷奥氏体等温转变曲线图。通常简称C曲线。 又称为TTT曲线。(Time-Temperature-Transformation)。 C曲线表示了一定成分的钢经奥氏体化后等温冷却转变的时间-温度-组织 关系，是制订钢热处理工艺的重要依据。
钢的临界温度 由于实际加热或冷却
时存在过冷或过热现象，
因此，将钢加热时的实 际转变温度分别用Ac1、
Ac3、Accm表示，冷却时
的实际转变温度分别用 Ar1、Ar3、Arcm表示。
§3.1.1
钢在加热时的组织转变
P29
加热是钢的热处理的第一道工序，目的主要是奥氏体化。 钢加热至Ac1线以上，以全部或部分获得奥氏体组织的操作， 称为奥氏体化。 奥氏体化过程： 钢在加热到Ac1点以上时，都要发 生珠光体向奥氏体的转变（即奥氏 体化），转变过程遵从结晶的普遍 规律，即有形成晶核和晶核长大的 过程。 下面以共析钢为例，分析奥氏体化过程。
过冷奥氏体是非稳定组织，迟早要发生转变。 其转变方式有两种：等温冷却转变和连续冷却转变。
两种冷却方式
一、过冷奥氏体的等温冷却
P29
将已奥氏体化的钢，先以较快的冷却速度冷至A1线以下的 一定温度，成为过冷奥氏体。然后等温保持，使过冷奥氏体在 等温下进行组织转变，转变完成后再冷却至室温。 1 过冷奥氏体等温转变曲线 1) 曲线的建立
P28
第3章 金属热处理及表面改性
引 言
§3.1 钢的热处理原理 §3.2 钢的普通热处理工艺
§3.3 钢的表面热处理 §3.4 金属材料的表面改性
P28 教学目标
1、等温冷却转变曲线（“C”曲线）的分析、理解和应用。 2、整体热处理工艺（退火、正火、淬火及回火）的目的、
组织、性能及用途。
3、表面热处理中感应加热表面淬火和渗碳、氮化工艺的
（三）低温马氏体型转变
P31
当奥氏体过冷到Ms 以下将转变为马氏体类型组织。马氏体
转变是强化钢的重要途径之一。
马氏体的晶体结构
碳在α -Fe中的过饱和固溶体称为马氏体,用符号M 表示。
当奥氏体被迅速过冷至Ms以下时， 铁、碳原子都已失去了扩散的能力， 但过冷度较大，相变驱动力足以改变 过冷奥氏体的晶格结构，发生γ —Fe 向α —Fe的晶格转变，并将碳全部过 饱和固溶于α —Fe晶格内，使α —Fe 的体心立方晶格产生严重畸变，产生 强烈的强化作用。
体脆性大，板条马氏体具有较好的塑性和韧性。
板条马氏体
针状马氏体
马氏体的透射电镜形貌
二、过冷奥氏体的连续冷却转变 1、 过冷产中，钢经奥氏体化后，多采用连续冷却的方 式，在不同冷速的连续冷却条件下，过冷奥氏体转变时， 转变开始及转变终止的时间与转变温度之间的关系曲线如图所 示，称为共析钢过冷奥氏体连续冷却转变曲线图或CCT曲线。
（2）马氏体的组织形态
P32
马氏体的组织形态因其成分和形成条件而异，通常可分为板 条马氏体和针片马氏体两种。 1）板条马氏体：由一束束平行的长条状晶体组成，其单个晶体 的立体形态为板条状。主要产生于低碳钢的淬火组织中。 2）针状马氏体：片状马氏体由互成一定角度的针状晶体组成， 其单个晶体的立体形态呈双凸透镜状；因每个马氏体的厚度与径 向尺寸相比很小，亦称针状马氏体。主要产生于高碳钢的淬火组 织中。
表面淬火—感应加热、火焰加热、 热处理 表面热处理
化学热处理—渗碳、氮化、碳氮 共渗、渗其它元素等 控制气氛热处理 真空热处理 其它热处理 形变热处理 激光热处理
§3.1 钢的热处理原理
P29
钢经过加热、保温、冷却的热处理工艺之后，性能将会发生显著变化。热 处理工艺就是创造一定的外因条件—加热、保温、冷却，使金属内部组织根据 其固有规律，发生我们所需要的某种变化，以期满足零件所要求的使用性能。
3. 亚共析钢的室温平衡状态组织是_______。
1、从C曲线可知，孕育期的长短随过冷度而变化，孕育期越长，表明
过冷奥氏体越不稳定。
（
）
）
2 、过冷奥氏体是不稳定的组织。 （
3、奥氏体化温度过高和奥氏体化时间过长都会导致奥氏体晶粒粗大。
（
）
§3.2 钢的普通热处理工艺 §3.2.1 钢的退火与正火
亚共析钢和过共析钢的奥氏体化过程与共析钢基本相同。但 由于先行析出的铁素体或二次Fe3C的存在，要获得全部奥氏体组 织，必须相应加热到Ac3或Accm以上。
实际生产中，钢的热处理并非都要求达到完全奥氏体化，而 是根据热处理的目的，控制奥氏体形成的不同阶段，以达到冷 却后的不同组织和性能。
P29
§3.1.2 钢在冷却时的组织转变
（4）马氏体的力学性能
ADD
高硬度是马氏体组织性能的主要特点。
马氏体的硬度主要取决于其含碳量。含碳量增加，其硬度增加。 当含碳量大于0.6%时，其硬度趋于平缓。
合金元素对马氏体硬度的影响不大。
马氏体强化的主要原因是过饱和碳引起的固溶强化。此外，
马氏体转变产生的组织细化也有强化作用。 马氏体的塑性和韧性主要取决于其亚结构的形式。针状马氏
热处理是一种重要的工艺，在制造业被广泛应用。
在机床制造中约60-70%的零件要经过热处理。
在汽车、拖拉机制造业中需热处理的零件达70-80%。
至于模具、滚动轴承则100%要经过热处理。
总之，重要的零件都要经过适当的热处理才能使用。
2、根据加热、冷却方式及钢组织性能变化特点的不同， 将热处理工艺分类如下： 退火 正火 普通热处理 淬火 回火
P33
正火与退火是应用非常广泛的热处理。在机械零件或模具等 零件的制造过程中，经常作为预备热处理，安排在铸、锻、焊之 后，切削（粗）加工之前，用以消除前一道工序所带来的某些组 织缺陷，并为随后的工序做好准备。只有当对工件性能要求不高 时才作为最终热处理。
机械零件的一般加工工艺路线为： 毛坯（铸、锻、焊）→预备热处理（退火/正火） →机加工→最终热处理（淬火/回火等）。
注：珠光体、索氏体、托氏体三种组织无本质区别，只是形
态上的粗细之分，因此其界限也是相对的。
P
S
层片间距愈小，相界面就越多， 则钢的塑性变形抗力就越大，强 度和硬度就越高；同时因渗碳体 层片变薄，使得塑性和韧性也有 所改善。
T
（二）中温贝氏体型转变 在550℃～Ms（230℃）温度范围，过冷度较大，铁原子难以扩散， 仅有碳原子扩散，过冷奥氏体转变速度下降，孕育期逐渐延长。 在此区域，过冷奥氏体转变产
C曲线
区域划分
A1线以上是奥氏体 稳定存在区 A
A1-Ms 间及转变开始线 以左的区域为过冷奥氏 体区。
温 A1 度 过 冷 A 区
A→P
P
转变终了线
A1-Ms 间及转变终了线
以右的区域和Mf以下区
B
A→B
转变产物区
转变开始线
域为转变产物区。
MS
转变过渡区
转变开始线、转变终了 线两线之间，Ms与Mf之 间为转变区。
板条状马氏体
片状马氏体
电镜下
光镜下
光镜下
电镜下
电镜下