加工技术作业1

1.结合实例说明材料加工技术的进步在新材料开发中的作用

答:

材料先进制备、成型与加工技术的发展，既对新材料的研究开发、应用和产业化具有决定性的作用，同时可有效的改进和提高传统材料的使用性能，对传统材料产业的改造具有重要作用。材料加工技术的创新、应用已成为新材料研发的一条重要途径。材料加工方法分为，机床加工（包括：车、削、刨、磨等）、铸造（凝固成形）、粉末冶金、塑性加工、焊接、热处理等。按照被加工材料在加工过程中的所处的相态，材料加工技术分为：气态加工、液态加工、半固态加工和固态加工。

发展非平衡凝固技术、电磁铸轧技术、电磁连铸技术、等温成型技术等先进成形技术，通过控制冷却速度或附加外场的作用，改善材料的组织，实现对材料组织的精确控制，不仅可以提高传统材料的使用性能，而且有利于改善难加工材料与难成形材料的加工性能，提高产品的附加值。发展先进层状复合材料成形、先进超塑性成形等技术，有利于发展新材料，促进新材料的应用。

2.说明玻璃包覆熔融纺线法快速凝固制备金属线材技术发明的考虑

答:

玻璃包覆金属微丝具有耐蚀、耐高温、抗辐照及高绝缘性等特点,作为精密电子元器件用电磁线,具有重要的应用前景。

（1）玻璃选材

理想玻璃的软化温度应高出被包覆材料熔点100~200K，这样合金可以得到充分的融化，防止玻璃管过度软化而自行脱离。为了得到直径较细小的细丝，玻璃管的外径和壁厚分别为9~12mm、1.0~1.2mm为宜。

（2）保护气氛

为了防止制备过程中样品氧化，加热前应先抽真空，再充入氩气。保护气体压力要适当。

（3）加热

为了制备出理想的玻璃包覆合金细丝，要求熔化的合金有过热现象，最好高出其熔点300~400K。加热过多会发生熔融的合金和软化玻璃还没来得及拉丝便整个脱离加热区；若加热不足，玻璃管不能充分软化，导致拉不出丝材。

（4）冷却

冷却速度直接影响到细丝的状态，欲得到非晶细丝，要求获得足够高的冷却速度，冷却后的细丝温度应低于合金结晶温度。一般要求冷却速度大于104K/s，最好105~106K/s

3.比较分析单辊、双辊法快速凝固制备带材的技术特点

答:

影响单辊法的工艺参数有：坩埚内气氛压力、熔融合金的温度、辊面的线速度、喷嘴狭缝的宽度、喷嘴口与辊面的间隙、薄带的厚度等。用双辊法和双带法,可以实现金属带材的快速凝固成形,其中双带法可以实现更厚带材的快速凝固成形。然而上述方法制备的快速凝固带材存在着较大的横向厚差，认为是快速凝固过程中熔融金属产生较大的横向流动所致

制备带材是如何实现快速冷却的及其对冷却辊材质的要求。双辊法是通过将熔融合金熔液喷射到两个反向高速旋转的轧辊之间形成薄带，实现快速凝固的。

为了获得带材，防止合金熔液破碎或球化，双辊法快速凝固过程中合金熔液应在两个冷却辊之间的很小范围内完成。合金熔液在与冷却辊的接触点开始凝固，当其通过两个辊之间的最小间隙后逐渐与辊分离，冷却辊的激冷作用逐渐失去。如果合金熔液在冷却辊之间正好完成凝固过程，则是理想的凝固过程；如果合金熔液在冷却辊之间的凝固进行的不完全，在离开冷却辊后冷却速度将减小，薄带可能在相当长的时间内心部维持为液相，带材质量下降；若果凝固过早完成，则失去一部分双棍的冷却作用，在冷却辊之间的最小距离处发生固态变形。

4.比较并说明制备La-Al-Ni 和La-Al-Ni-Cu大块非晶合金的难易。

答：

根据实验结果，Inoue提出了获得大块非晶合金的三个经验准则：

（1）三个以上组元构成的多元系合金；

（2）主要组元之间的原子尺寸比相差12%以上；

（3）具有负的混合热。

因为La-Al-Ni-Cu比La-Al-Ni多出一个组元，合金中组元数的增加可以使合金系统自液态相固态转变时的自由能变化减小，使得合金自液相发生结晶转变的热力学驱动力减少，不易发生结晶转变，而容易形成非晶。因此，La-Al-Ni-Cu 更易获得大块非晶合金。