材料制备技术答案

材料制备技术答案

⏹ 1.火法冶金、湿法冶金和电冶金的主要特点是什么？

A利用高温加热从矿石中提取金属或其化合物的方法称为火法冶金。

其技术原理是将矿石或原材料加热到熔点以上，使之熔化为液态，经过与熔剂的冶炼及物理化学反应再冷凝为固体而提取金属原材料，并通过对原料精炼达到提纯及合金化，以制备高质量的锭坯。

B湿法冶金是指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、还原、中和、水解和络合等反应，对原料、中间产物或二次再生资源中的金属进行提取和分离的冶金过程。

C利用电能从矿石或其他原料中提取、回收或精炼金属的冶金过程称为电冶金。

⏹ 2.简述火法冶金和湿法冶金的基本工艺过程。

A火法冶金的基本过程：矿石准备（选矿、焙烧、球化或烧结等工序处理）→冶炼（矿石在高温下用气体或固体还原剂还原出金属单体）→精炼（去除杂质元素，提高纯度及合金化）

B湿法冶金的基本过程：浸取（选择合适的溶剂溶解金属到溶液)→固/液分离（过滤、洗涤及离心分离）、溶液的富集（化学沉淀、离子沉淀、溶剂萃取和膜分离）和从溶液中提取金属或化合物（电解、化学置换和加压氢还原）

⏹ 3.电解精炼和电解提取有何不同？

在电冶金中，应用水溶液电解精炼金属称为电解精炼或可溶阳极电解，而应用水溶液电解从浸取液中提取金属称为电解提取或不溶阳极电解。

⏹ 1.单晶材料制备中提拉法的原理。

（１）要生长的结晶物质材料在坩埚中熔化而不分解，不与周围环境起反应。

（２）籽晶预热后旋转着下降与熔体液面接触，同时旋转籽品，这一方面是为了获得热对称性，另一方面也搅拌了熔体。待籽晶微熔后再缓慢向上提拉。

（３）降低坩埚温度或熔体温度梯度，不断提拉，使籽晶直径变大（即放肩阶段），然后保持合适的温度梯度和提拉速度使晶体直径不变（即等径生长阶段）。

（４）当晶体达到所需长度后，在拉速不变的情况下升高熔体的温度或在温度不变的情况下加快拉速使晶体脱离熔体液面。

（５）对晶体进行退火处理，以提高晶体均匀性和消除可能存在的内部应力（晶体退火的目的也在于此）。

⏹ 2.单晶材料制备中高温溶液法基本原理。

水中难溶，而且又不适合用熔体法生长晶体的物质，一般采用高温（＞３００℃）溶液法生长其晶体。该类方法十分类似于常温溶液法，主要区别是高温溶液生长温度高，体系中的相关系更复杂。

（1）高温溶液法是结晶物质在高温条件下溶于适当的助熔剂中形成溶液，在其过饱和的情况下生长为单晶的方法。因此，其基本原理与常温溶液法相同。但助熔剂的选择和溶液相关系的确定是高温溶液法晶体生长的先决条件。

（2）高温溶液法中没有一种助熔剂像常温溶液中的水似的，能够溶解多种物质并适合其晶体生长。因此，助熔剂的选择就显得十分重要。

⏹ 1.复合铸造原理和方法。

复合铸造是指将两种或两种以上具有不同性能的金属材料铸造成为一个完整的铸件，使铸件的不

坯料的预处理效果、难以获得大挤压比等原因，采用该法生产的空心制品在焊缝质量、耐高压性能等方面不如常规正挤压-拉拔法生产的制品好。这一缺点限制了连续挤压生产对于某些本应具有很大优势的产品的应用。

(4)挤压轮凹槽表面、槽封块、堵头等始终处于高温高摩擦状态，因而对工模具材料的耐磨耐

热性能要求高。

(5)由于设备结构与挤压工作原理上的特点，工模具更换比常规挤压困难。

(6)对设备液压系统、控制系统的要求高

由上所述可知，Conform连续挤压法具有许多常规挤压法所不具有的优点，尤其适合于热挤压温度较低(如软铝合金)、小断面尺寸制品的连续成形。

⏹ 1.连续铸轧及其基本条件？

（1）直接将金属熔体“轧制”成半成品带坯或成品带材的工艺称为连续铸轧。

（2）条件：

A浇汁系统预热温度

铸轧浇注系统包括控制金属液面高度的

前箱、横浇道、供料嘴底座和供料嘴四部分.

作为液体金属流过的通道，必须具备良好的

保温性能，使液体金属不过多地散热,保持铸

轧的正常进行

整个浇注系统内，不应有潮气、油膜、

氧化渣以及其他杂物存在。经整体装配并调

试好后，入炉进行预热。预热温度为300℃左

右，保温4h以上。浇注系统如果预热不好，

液体金属失热过多，不能进行正常铸轧，即使勉强开了头，也会因供料嘴内

由凝块而中断铸轧。因此浇注系统预热温度是铸轧的基本工艺参数。

B金属的液面高度

整个浇注系统是一个连通器。前箱内液面水平高度就决定着供料嘴出口处液体金属压力的大小。若液面低，供应金属的压力过小，则铸轧板面易于

产生孔洞；若液面过高，金属静压力过大，或在铸轧扳面上出现被冲破的氧

化皮，影响板面质量；或使液体金属进入辊隙，造成铸轧中断。

⏹ 1.名称：喷丸强化、离子注入、离子束溅射、离子镀、等离子渗氮。

喷丸强化：是弹丸流不断冲击金属材料表层并使表层材料发生循环塑性变形, 从而形成变形强化层的过程

离子注入：把气体或金属元素蒸气，通人电离室电离形成正离子,经高压电场加速，使离子获得很高速度后打人固体中的物理过程.

离子束溅射：离子枪产生一定束强度、一定能量的离子流，以一定的入射角度轰击靶材并溅射出其表层的原子，后者沉积到衬底表面形成薄膜。

离子镀：电子束蒸发法提供沉积的源物质，同时以衬底作为阴极、整个真空室作为阳极组成一个类似于二极溅射装置的系统。在沉积前和沉积中采用高能量的离子流对衬底和薄膜表面进行溅射处理。

等离子渗氮：利用低真空稀薄气体辉光放电产生的离子束轰击金属或合金表面，使工件加热到所需温度，在金属表面渗入一种或几种化学元素并向其内部扩散，改变表层的化学成分与组织结构，达到强化目的。