实验 4聚合物温度—形变曲线的测定
一 . 实验目的:
1.掌握测定聚合物温度-形变曲线的方法。
2.测定聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA 的玻璃化温度 T g ;粘流温度 T f ,加深对线型非晶聚合物的三种力学状态理论的认识。
3.掌握等速升温控制和用于形变测量的差动变压器。
二 . 实验原理
聚合物试样上施加恒定荷载,在一定范围内改变温度,试样形变随温度的变化以形变或相对形变对温度作图, 所得的曲线, 通常称为温度—形变曲线, 又称为热机械曲线。
材料的力学性质是由其内部结构通过分子运动所决定的, 测定温度-形变曲线,是研究聚合物力学性质的一种重要的方法。聚合物的许多结构因素 (包括化学结构、分子量、结晶、交联、增塑和老化等的改变,都会在其温度—形变曲线上有明显的反映, 因而测定温度-形变曲线, 也可以提供许多关于试样内部结构的信息, 了
解聚合物分子运动与力学性能的关系, 并可分析聚合物的结构形态, 如结晶、交联、增塑、分子量等等,可以得到聚合物的特性转变温度,如:玻璃化温度 T g ,粘流温度 T f ,和熔点等,对于评价被测试样的使用性能、确定适用温度范围和选样加工条件很有实用意义。测量所需仪器简单, 易于自制, 测量手续简便费时不多,是本方法的突出的优点。
高分子运动单元具有多重性, 它们的运动又具有温度依赖性, 所以在不同的温度下,外力恒定时,聚合物链段可以呈现完全不同的力学特征。
对于线型非晶聚合物有三种不同的力学状态:玻璃态,高弹态,粘流态。温度足
够低时,高分子链和链段的运动被“冻结” ,外力的作用只能引起高分子键长和键角的变化,因此聚合物的弹性模量大,形变-应力的关系服从虎克定律,
其机械性能与玻璃相似, 表现出硬而脆的物理机械性质, 这时聚合物处于玻璃态, 在玻璃态温度区间内, 聚合物的这种力学性质变化不大, 因而在温度—形变曲线上
玻璃区是接近横坐标的斜率很小的一段直线 (见图 1 ;随着温度的上升,分子热运动
能量逐渐增加,到达玻璃化转变温度 Tg 后,分子运动能量已经能够克服链段运动所
需克服的位垒, 链段首先开始运动, 这时聚合物的弹性模量骤降, 形变量大增, 表现
为柔软而富于弹性的高弹体, 聚合物进入高弹态, 温度-形变曲线急剧向上弯曲,随后基本维持在一“平台”上。温度进一步升高至粘流温度 T f ,整个高分子链能够在外力作用下发生滑移,聚合物进入粘流态,成为可以流动的粘液,产生不可逆的永久形变,
在温度-形变曲线上表现为形变急剧增加, 曲线向上弯曲。
图 1 非晶线型高聚物的温度-形变曲线
玻璃态与高弹态之间的转变温度就是玻璃化温度 T g , 高弹态与粘流态之间的转变温度就是粘流温度 T f 。前者是塑料的使用温度上限,橡胶类材料的使用温度
下限,后者是成型加工温度的下限。
图 2 不同类型高聚物的温度-形变曲线
并不是所有非晶高聚物都一定具有三种力学状态,如聚丙烯腈的分解温度低于粘流温度而不存在粘流态。此外结晶、交联、添加增塑剂都会使得 Tg 、 Tf 发生
相应的变化。非晶高聚物的分子量增加会导致分子链相互滑移困难, 松弛时间增长,高弹态平台变宽和粘流温度增高。
图 2是不同材料的典型的温度—形变曲线。结晶聚合物的晶区,高分子受晶格的束缚, 链段和分子链都不能运动, 当结晶度足够高时试样的弹性模量很大, 在一定外力作用下, 形变量小, 其温度—形变曲线在结晶熔融之前是斜率很小的一段直线,
温度升高到结晶熔融时,晶格瓦解,分子链和链段都突然活动起来, 聚合物直接进入粘流态,形变急剧增大,曲线突然转折向上弯曲,过程如图 2中曲线所示。
交联高聚物的分子链由于交联不能够相互滑移,不存在粘流态。轻度交联的聚合物由于网络间的链段仍可以运动, 因此存在高弹态、玻璃态。高度交联的热固性塑料则只存在玻璃态一种力学状态。增塑剂的加入, 使高聚物分子间的作用力减小,分子间运动空间增大,从而使得样品的 Tg 和 Tf 都下降。
由于力学状态的改变是一个松弛过程,因此 Tg 、 Tf 往往随测定的方法和条件而改变。例如测定同一种试样的温度—形变曲线时, 所用荷重的大小和升温速度快侵不同,测得的 Tg 和 Tf 不一样。随着荷重增加, Tg 和 Tf 将降低;随着升温速率增大, Tg 和 Tf 都向高温方向移动。为了比较多次测量所得的结果,必须采用相同的测试条件。
本实验使用 RJY-1型热机械分析仪进行测量。仪器包括炉体, 温度控制和测
量系统, 以及形变测量系统三个组成部分。温度控制采用可变电压式等速升温装置,它由两个自耦式调压变压器 (简称调压器和一个微型同步电机经过简单的装配即成,其原理如图 3所示。
图 3 可变电压式等速升温装置原理
调压器 I 输入端接 220V 交流电源, 其输出端与凋压器 K 的输入端接通, 调压器 H 的输出端接炉体的加热丝,因调压器 x 由同步电机带动,使加在炉丝上的电压逐渐升高, 用以补偿炉温升高后逐渐增加的散热量, 从而维持恒定的升温速度。使用时根据需要的升温速度和散热状况, 选样两个调压器的适当的起始电压值, 可以得到相当满意的升温线性。温度测量内安装在炉内试样附近的镍铬—镍硅 (Ru— 2 热电偶为感温元件,输出的温差电动势信号直接送记录仪温度笔记录。形变测量系统采用差动变压器作为位移传感器, 将试样发生形变引起的顶杆位移信号转变成电信号, 经相敏整流变成直流电压信号后, 直接送记录仪形变笔记录。
三 . 仪器和试剂
1. RJY-1型热机械分析仪,上海天平仪器厂生产,或者自制全自动温度—形变仪。
2.聚甲基丙烯酸甲酯试样。
四 . 准备工作
1. 正确连接好全部测量线路,经检查后,接通形变仪和记录仪电源器,预热至仪器稳定。
2. 降下炉子,细心清理样品台和压杆触头,彻底清除上次测量留下的残渣。放
下记录仪和记录笔。
五 . 实验步骤
1. 截取厚度约 1mm 的聚甲基丙烯酸甲酯薄片一小块为试样,试样两端面要平行, 用游标卡尺测量试样高度。将试样安放在炉内样品台上, 让压杆触头压在试样的中央,旋动差动变压器支架的螺丝,调节记录仪形变测量笔的零点。
2. 取出试样,观察记录仪形变记录笔的平衡点移动,这时平衡点应接近满刻度为宜。移动量不足或过大时,须重新调整形变仪灵敏度。
3. 重新放好试样,关闭炉子,将记录形变笔调至零点右侧附近。
4. 根据升温速度 3-5°C 的要求,适当选择等速升温装置两个调压器的电压,然后接通电源开始升温。
5. 放下记录笔开始自动记录温度和形变,直至温度升到 200°C(测量其它试样时应另行确定 ,切断升温装置电源,抬起记录笔,打开炉子,启动微型风扇降温。
6. 待炉子冷却后, 清理样品台和压杆触头, 改变测量条件, 重复上述步骤 2-7, 进行二次测量。
7. 切断全部电源,折下压杆和砝码,清除试样残渣,用台秤称量压杆和砝码的质量,用游标卡尺测量压杆触头的直径,然后把仪器复原。
8. 测量双笔记录仪两记录笔的间距,记下记录仪的走纸速度。
六 . 数据处理
1.从温度形变曲线上求得聚甲基丙烯酸甲酯 Tg 、 Tf
2.计算平均升温速度
3. 根据压杆和砝码的重量以及压杆触头的截面积计算压杆所受的压缩应力(MPa 七. 注意事项
1.接通电源后,按 SELE 键 3秒钟后出现 roff ,然后键入 ^键 3秒钟出现 RUN , 然后再按一下 SELE 键,炉子开始升温。
2.如果没有走纸记录仪,可于炉子开始升温后于 40°C开始每隔 2°C记录数据,
直至 200°C为止。
三. 回答问题及讨论 1 线型非晶聚合物的三种力学状态是什么? 2 Tg,Tf 随测定的方法和条件改变的一般规律是什么? 6
无铅波峰焊工艺和温度曲线介绍 无铅波峰焊工艺新特点 波峰焊机理很简单，也很好理解，但是要在生产中获得良好的焊点，就要严格控制各工艺参数，其中任何一个参数设置不当都会产生焊接不良。目前无铅钎料的使用，给波峰焊工艺与设备带来新的特点。 无铅波峰焊焊接的温度 波峰焊的焊接温度由于焊接锡面是喷流出来的所以要比锡炉温度低一些，在线测试表面，一般焊接温度要比锡炉温度低5℃左右，也就是250℃测量的润湿性能参数大致对应于255℃的锡炉温度。通过实验表明，一般的无铅钎料合金，最适当的锡炉温度为271℃。此时常用的无铅合金一般存在最小的润湿时间和最大的润湿力，如图所示。当采用不同的助焊剂时，无铅钎料润湿性能最佳锡炉温度有所不同，但是差别不大。波峰焊锡炉的温度对焊接质量影响很大。温度若偏低，焊锡波峰的流动性变差，表面张力大，易造成虚焊和拉尖等焊接缺陷，失去波峰焊接所应具有的优越性。若温度偏高，有可能造成元件损伤，增强钎料氧化。 无铅波峰焊锡炉一般预热的温度都是80-120度的范围，要是有过炉治具的话就要温度可以打到180度以下，预热段的温度要从低到高的设置，相邻的预热区温度相差最好在10度左右！ 无铅波峰焊温度曲线要求： 1、无铅波峰焊每个底部加热器的温度设定 2、无铅波峰焊的链条速度 3、热电偶的粘贴位置 4、锡缸焊料的温度设定 5、温度曲线的测试者 6、测试温度曲线的无铅波峰焊设备编号 7、假如有使用无铅波峰焊治具，应在曲线的备注栏注明 无铅波峰焊工艺温度曲线参数标准 项目单位 PCB主面预热温度最高升温斜率°C / sec4 PCB主面预热温度范围°C90-110 PCB俯面最高预热温度°C135 PCB俯面预热温度最高降温斜率°C / sec6 最大焊接时间(波峰1+波峰2)Sec.6 °C250-260 锡缸焊料的温度范围
实验 4聚合物温度—形变曲线的测定 一 . 实验目的: 1.掌握测定聚合物温度-形变曲线的方法。 2.测定聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA 的玻璃化温度 T g ;粘流温度 T f ,加深对线型非晶聚合物的三种力学状态理论的认识。 3.掌握等速升温控制和用于形变测量的差动变压器。 二 . 实验原理 聚合物试样上施加恒定荷载,在一定范围内改变温度,试样形变随温度的变化以形变或相对形变对温度作图, 所得的曲线, 通常称为温度—形变曲线, 又称为热机械曲线。 材料的力学性质是由其内部结构通过分子运动所决定的, 测定温度-形变曲线,是研究聚合物力学性质的一种重要的方法。聚合物的许多结构因素 (包括化学结构、分子量、结晶、交联、增塑和老化等的改变,都会在其温度—形变曲线上有明显的反映, 因而测定温度-形变曲线, 也可以提供许多关于试样内部结构的信息, 了 解聚合物分子运动与力学性能的关系, 并可分析聚合物的结构形态, 如结晶、交联、增塑、分子量等等,可以得到聚合物的特性转变温度,如:玻璃化温度 T g ,粘流温度 T f ,和熔点等,对于评价被测试样的使用性能、确定适用温度范围和选样加工条件很有实用意义。测量所需仪器简单, 易于自制, 测量手续简便费时不多,是本方法的突出的优点。 高分子运动单元具有多重性, 它们的运动又具有温度依赖性, 所以在不同的温度下,外力恒定时,聚合物链段可以呈现完全不同的力学特征。
对于线型非晶聚合物有三种不同的力学状态:玻璃态,高弹态,粘流态。温度足 够低时,高分子链和链段的运动被“冻结” ,外力的作用只能引起高分子键长和键角的变化,因此聚合物的弹性模量大,形变-应力的关系服从虎克定律, 其机械性能与玻璃相似, 表现出硬而脆的物理机械性质, 这时聚合物处于玻璃态, 在玻璃态温度区间内, 聚合物的这种力学性质变化不大, 因而在温度—形变曲线上 玻璃区是接近横坐标的斜率很小的一段直线 (见图 1 ;随着温度的上升,分子热运动 能量逐渐增加,到达玻璃化转变温度 Tg 后,分子运动能量已经能够克服链段运动所 需克服的位垒, 链段首先开始运动, 这时聚合物的弹性模量骤降, 形变量大增, 表现 为柔软而富于弹性的高弹体, 聚合物进入高弹态, 温度-形变曲线急剧向上弯曲,随后基本维持在一“平台”上。温度进一步升高至粘流温度 T f ,整个高分子链能够在外力作用下发生滑移,聚合物进入粘流态,成为可以流动的粘液,产生不可逆的永久形变, 在温度-形变曲线上表现为形变急剧增加, 曲线向上弯曲。 图 1 非晶线型高聚物的温度-形变曲线
波峰焊炉温曲线测试操作规程
Q/HX X/XX-XXXX-XX/XX-XXXX 波峰焊炉温曲线测试操作规程
2014年12月01日发布2014年12月05日实施
1.1.为规范产品波峰焊接制程，确保产品焊接的可靠性。对波峰炉温进行监控，以提高产品质量。 适用范围： 公司所有经波峰焊接产品之炉温曲线测量。 作业时间： 3.1新产品试流时须进行测试；波峰现有3条线体， 周一和周五每条线各测试一次，因炉温测试仪器需与 车间共用，需与SMT车间错开测试时间。 测温板的制作 公司波峰焊接产品，全部都是放在载具上过炉，故测试放在载具上的PCB板DIP插件焊点的温度曲线。 选取测试点 一般选取三个及以上的焊点进行测试。焊点位置按照如下要求选取： 4.1.1波峰非焊接面DIP焊点，用于测试过炉时PCB 锡反面的温度。 4.1.2引脚密集、焊盘孔小的DIP器件。
曲线参数标准设定（SAC-3JS温区） 5.1.1锡膏型号：Define Your Own Spec。熔点：183 波峰炉：SAC-3JS（2温区） 5.1.2 预热段温度110—145℃预热时间：30—60s 回流段温度 183℃以上回流时间：2—5s 最高温度：233--255℃ 曲线参数标准设定（MWSI温区） 5.2.1锡膏型号：Define Your Own Spec。熔点：183 波峰炉：MWSI温区（3温区） 5.2.2预热段温110—145℃预热时间：40—60s 回流段温度 183℃以上回流时间：2—5s 最高温度：233--255℃ 曲线参数标准设定（MPS-400B温区） 5.3.1锡膏型号：Define Your Own Spec。熔点：183 波峰炉：选择性波峰焊MPS-400B（4温区） 5.3.2 预热段温度110-145℃预热时间：40—60s
波峰焊炉温曲线测试作 业标准 WEIHUA system office room 【WEIHUA 16H-WEIHUA WEIHUA8Q8-
备注：执行日期为批准日期延后一个工作日开始。 1. 目的 为加强波峰焊工艺参数管控，提升产品质量及产品可靠性，特制定本作业标准。 2. 适用范围
适用于公司生产车间所有有铅/无铅波峰焊炉温测试。 3. 用语定义 无 4. 组织和职能 锡炉工程师 4.1.1有责任和权限制定《波峰焊炉温曲线测试作业标准》。 4.1.2有责任和权限指导工艺员制作波峰焊温度曲线图。 4.1.3有责任和权限定义热电偶在PCB上的测试点，特别是一些关键的元件定位。 4.1.4有责任和权限基于客户要求和公司内部标准来定义温度曲线的测试频率。 4.1.5有责任和权限对炉温曲线图进行审批。 工艺员 4.2.1有责任和权限在工程师的指导下制作温度曲线并交其审批。 4.2.2有责任和权限定期监控炉温曲线设置状况以保证生产过程中质量的稳定。 5. 工序图示 无 6. 作业前准备事项 原辅材料：生产的PCB实物板、K型热电偶、高温胶纸 设备、工具、测量仪器：测温板、炉温测试仪、电脑、测试软件。 环境安全考虑事项：高温手套、防静电手套、高温隔热盒。 7. 作业方法及顺序 测试周期：3楼生产车间每周2、4、6测试，5楼生产车间每周1、3、5测试（（换线、品质控制或其它异常情况例外）。 测试板放置方向及测试状态 7.2.1测试板流入方向有要求，以PCB进板方向为准。 波峰焊温度曲线测量要求 7.3.1温度曲线量测必须做记录。 7.3.2要确认波峰焊机预热温度、锡炉温度、运输速度。 7.3.3有BGA的PCB一定要量测上板面BGA中心点。 7.3.4零件密集区或IC上需放测试点。 7.3.5板面测试点至少2点，板底测试点至少1点。 7.3.6温度测试需在生产后20min使用实物板测试，以免炉膛内温度未完全稳定，导致测 试不准确。 7.3.7每种机型测试1次温度曲线，当中转产换机型时必须重新进行测量。 7.3.8所测温度曲线中应标识出焊点面最高过波峰焊温度、最高预热温度、预热区升温斜 率。 炉温曲线的测试 7.4.1清除前一天测试仪内记录数据。
实验三聚合物温度—形变曲线的测定 聚合物的温度—形变曲线是研究聚合物热—力性质的一种方法。这一方法是在聚合物的测试上施加一恒定的或间歇的负荷，并使试样以一定的速度加热升温，观察试样形变随温度的变化，以形变对温度作图所得曲线即为温度—形变曲线，又称热—机械曲线。从该曲线上，可以确定试样的玻璃化温度T g，流动温度T f和熔点T m。这些数据对以评价被测试样的使用温度范围和选择成型加工条件具有实际意义。用间歇加力方法可观察到过渡区的松弛现象，求取绝对形变值，进行定量计算。 一、实验目的 本实验以聚甲基丙烯酸甲酯圆柱体为试样，用持续加力或间歇加力的方法，通过自动记录试样形变随温度升高而发生的变化，测定其温度——形变曲线。通过实验得到： 1．掌握测定聚合物温度——形变曲线的实验方法以及仪器的使用。 2．验证线性非晶聚合物的三种力学状态理论，并用分子运动论理论解释温度—形变曲线上各区域的特点。 3．计算聚甲基丙烯酸甲酯的玻璃化温度T g。 4．计算聚甲基丙烯酸甲酯的杨氏模量，高弹态的初始弹性模量及缠结点间的平均分子质量。 二、基本原理 高分子链运动单元具有多重性，而且它们的运动具有温度依赖性。当外力一定时，聚合物在不同的温度范围可以呈现完全不同的力学特性。线性无定形聚合物有三种不同的力学状态。在温度足够低时，大分子链段的运动被“冻结”，外力的作用只能引起大分子链键长和键角的改变，此时聚合物处于玻璃态，表现出模量大，形变小的硬脆力学性质。当温度升高到一定值时，分子热运动的能量增加，使链段得以运动，此时聚合物处于橡胶态（高弹态），表现出模量小，形变大的质软而富有弹性的力学性质。当温度进一步升高到能使整个大分子链移动时，聚合物进入粘流态，在外力作用下形变急剧增加而且不可逆，如图3-1所示。 聚合物由玻璃态向高弹态的转变称为玻璃化转变，转变温度为玻璃化温度（T f），由高弹态向粘流态转变的温度称为粘流温度（T f）。T g.、T f是聚合物的重要物理指标，它们都可由温度—形变曲线定出。聚合物的许多结构因素变化如：化学组成、分子质量、结晶、交
一、课程设计目的： 1．训练学生灵活应用所学数值分析知识，独立完成问题分析，结合数值分析理论知识，编写程序求解指定问题。 2．初步掌握解决实际问题过程中的对问题的分析、系统设计、程序编码、测试等基本方法和技能； 3．提高综合运用所学的理论知识和方法独立分析和解决问题的能力； 4.训练用数值分析的思想方法和编程应用技能模拟解决实际问题，巩固、深化学生的理论知识，提高学生对数值分析的认知水平和编程水平，并在此过程中培养他们严谨的科学态度和良好的工作作风 二、课程设计任务与要求： 课程设计题目：气温变化趋势曲线 【问题描述】 上网下载自己家乡所在城市某一天天气预报中的气温数据（24小时，每小时一个数据），然后采用最小二乘拟合的思想和算法求解上述气温变化的趋势曲线。（需要认真观察数据，提出数据变化曲线的函数形式，建议从最低气温时间开始。） 【实现要求】 1、在处理每个题目时，要求分别从数据处理阶段和程序设计阶段两个主要阶段实现课程设计，详细的通过文字以及插图等形式，按需求分析、数据处理、算法设计、代码、计算结果和程序执行的截图等若干步骤完成题目，最终写出完整的分析报告。前期准备工作完备与否直接影响到后序上机调试工作的效率。在程序设计阶段应尽量利用已有的标准函数，加大代码的重用率。 2、设计的题目要求达到一定工作量，并具有一定的深度和难度。 3、程序设计语言推荐使用C/C++，程序书写规范，源程序需加必要的注释; 4、每位同学需提交可独立运行的程序； 5、每位同学需独立提交设计报告书（每人一份），要求编排格式统一、规范、内容充实； 6、课程设计实践作为培养学生动手能力的一种手段，单独考核。 三、课程设计说明书 【需求分析】 从网上下载自己所在家乡的某一日（河北省邯郸市5月2日）的气温数据（原则上应为24个小时，24个数据），然后根据这一组数据，提出合适的数学模型（函数形式），用最小二乘拟合的思想和算法求解该曲线。 【数据下载】 我采用的数据是河北省邯郸市，在5月2日的气温数据：
兴为通科技 工作指令文件修改记录表
批准: 批准日期: 2014/2/19 未经同意, 不得复印 兴为通科技工作指令文件编号：WI.3.28 第 2 页，共 5 页 另外，热电偶的响应速度与热电偶的探测到的温度量和使用的粘贴材料也有关联，本文件定义的粘贴方法和粘贴材料可缩小温度探测误差，具体操作方法参照下列说明。 K型热电偶 4.3.2 热电偶的外观检查 检查热电偶的探头是否有变形、断开、损伤 合格的热电偶不合格的热电偶 4.3.3 主面热电偶的粘贴方法 下图指出标准PCB主面热电偶的粘贴位置。选择工程板测试波峰焊温度曲线，主面的两根热电偶粘贴在PCB的左右两端，主面的另一根热电偶（温度跟踪仪启动温度探测）粘贴PCB的前端，探测头伸出Pcb，所有热电偶的探头都用铝箔纸和高温胶带固定，以避免不会影响温度曲线变化，参考下图布置热电偶的走线，注意不要妨碍到元件。
批准: 批准日期: 2014/2/19 未经同意, 不得复印 兴为通科技工作指令文件编号：WI.3.28 第 3 页，共 5 页 热电偶的粘贴位置和布线方式 No.1热电偶 第一根热电偶用于探测温度跟踪仪的启动温度。如下图所示，选择PCB板的前端中间位置粘贴热电偶，探头伸出PCB端面约10-15mm，用高温胶带将热电偶固定牢固，完成后确保热电偶的探头平行于PCB，不能扭曲或变形。 No.1热电偶粘贴位置 No.2和No.3热电偶 第二和第三根热电偶用于测试助焊剂的活性温度（即PCB板主面温度），将两个热电偶粘贴在PCB板的左右两边的适当位置，用4mm×4mm的铝箔纸粘住热电偶的探头，并用高温胶带固定，如下图所示。这种粘贴方法是非破坏性的，注意：不要将热电偶探头粘贴在通孔位置，这将会影响实际测试温度的准确性。
2017热处理工艺复习题 一、 填空题 1.钢的热处理工艺由 加热 、 保温 、 冷却 三个阶段所组成。 2.热处理工艺基本参数： 加热温度、气氛、冷却方法、热源 。 3.钢完全退火的正常温度范围是 Ac3以上20~30℃ ，它只适应于亚共析 钢。 4.球化退火的主要目的是 ，它主要适用于 钢。 5.钢的正常淬火温度范围，对亚共析钢是 ，对过共析钢 是 。 6.当钢中发生奥氏体向马氏体的转变时，原奥氏体中碳含量越高，则M S 点越 ，转变 后的残余奥氏体量就越 。 7.改变钢整体组织的热处理工艺有 、 、 、 四种。 8.淬火钢进行回火的目的是 ，回火温度越高，钢 的强度与硬度越 。 9.化学热处理的基本过程包括 、 、 等三个阶段。 10.欲消除过共析钢中大量的网状渗碳体应采用 ，欲消除铸件中枝晶 偏析应采用 。 11.低碳钢为了便于切削，常预先进行 处理；高碳钢为了便于 切削，常预先进行 处理； 12.感应加热表面淬火，按电流频率的不同，可分为 、 、和 三种。而且感应加热电流频率越高，淬硬层越 。 13.钢的淬透性主要取决于————————————，马氏体的硬度主要取决于————————————，钢的 表层淬火，只能改变表层的————————————，而化学热处理既能改变表层的————————————，又能 改变表层的————————————。 14.钢在一定条件下淬火后，获得一定深度的淬透层的能力，称为钢的淬透性。淬透层通 常以 的深度来表示。 15. 中温回火主要用于处理__ ____零件，回火后得到 组织。
16.45钢正火后渗碳体呈状，调质处理后渗碳体 呈状。 17.形变热处理是将塑性变形的强化与热处理时 的强化结合，使成型工艺与获得最终性能统一起来的一种综合工艺。 二、单选题 1.电阻炉空载功率小，说明炉子热损失： A）小；B）大；C）厉害；D）可忽略不计。 2.检测氮碳共渗零件的硬度时应选用：A）洛式硬度计；B）维氏硬度计；C）布氏硬度计； D）肖氏硬度计。 3.可控气氛炉渗碳时排出的废气：A）必须燃烧后排放；B）不燃烧直接排放；C）通入水中排 放； D）通入碱水中排放。 4.在生产中，用来消除过共析钢中的网状渗碳体最常用的热处理工艺是：A）完全退火； B）正火；C）不完全退火；D）回火。 5.气体渗氮的主要缺点是：A）周期太长；B）劳动强度大；C）硬度低；D）渗层浅。 6.镗床主轴通常采用38CrMoA1钢进行：A）氮碳共渗；B）渗碳；C）渗氮；D）渗硫。 7.确定碳钢淬火加热温度的基本依据是：A）Fe-Fe C相图；B）“C”曲线；C）“CCT”曲线； 3 D）淬透性曲线图。 8.为获得良好的综合力学性能，38CrMoAl钢制造的氮化件预先热处理应采用：A）退火；B） 正火；C）调质；D）渗碳。 9.高速钢淬火冷却时，常常在580～600℃停留10～15分钟，然后在空气中冷却，这种操作 方法叫做：A）双介质淬火；B）等温淬火；C）分级淬火；D）亚温淬火。 10.某零件调质处理以后其硬度偏低，补救的措施是：A）重新淬火后，选用低一点的温度回火； B）再一次回火，回火温度降低一点；C）重新淬火后，选用高一点的温度回火；D）再一次回火，回火温度提高一点。 11.钢感应加热表面淬火的淬硬层深度，主要取决于：A）钢的含碳量；B）冷却介质的冷却能 力；C）感应电流频率；D）感应电流电压。 12.为增加T12钢的强韧性，希望控制淬火马氏体的含碳量，减少孪晶马氏体的相对量及获得
热机械分析法测定聚合物的温度－形变曲线 热机械分析法（TMA）是测定聚合物力学性质变化的一种重要方法。它是在程序控制温度下，测定聚合物在非振动负荷下形变与温度关系的一种技术。实验时对具有一定形状的聚合物样品上施加恒定外力，在一定范围内改变温度，观察样品随温度变化而发生形变的情况，以形变或相对形变对温度作图，所得的曲线，通常称为温度-形变曲线，又称为热机械曲线。根据所测样品的温度－形变曲线就可以得到样品在不同温度时的力学性质。 一．实验目的： 1．掌握测定聚合物温度－形变曲线的方法。 2．测定聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）的玻璃化转变温度Tg，粘流温度Tf；加深对线型非晶聚合物的三种力学状态理论的认识。 3．掌握现代精密仪器热机械分析仪（NETZSCH TMA202）的使用 二、实验原理： 材料的力学性质是由其内部结构通过分子运动所决定的，对于聚合物材料，由于其结构单元的多重性而导致了运动单元的多重性。它们的运动又具有温度依赖性，所以，在不同的温度下，外力恒定时，聚合物可以呈现不同的力学行为，这些性质及转变都可以被温度－形变曲线反映出来。测定温度－形变曲线，是研究聚合物力学性质的一种重要方法。聚合物的许多结构因素（包括化学结构、分子量、结晶、交联、增塑和老化）的改变，都会在温度形变曲线上有明显的反映，因而材料的温度－形变曲线，也可以提供许多关于试样内部结构的信息，了解聚合物分子运动与力学性能的关系，并分析聚合物的结构形态，如结晶、交联、增塑、分子量等，可以得到聚合物的特性转变温度，如：玻璃化转变温度Tg,,粘流温度Tf和熔点等，对于评价被测试样的使用性能，确定适用温度范围和选择加工条件很有实用意义。 对于线型非晶聚合物有三种不同的力学状态：玻璃态，高弹态，粘流态。温度足够低时，高分子链和链段的运动被“冻结”，外力的作用只能引起高分子键长和键角的变化，因此，聚合物的弹性模量大，形变－应力关系服从虎克定律，其机械性能与玻璃相似，表现出硬而脆的物理机械性质，这时聚合物处于玻璃态，在玻璃态温度区间内，聚合物的这种力学性质变化不大，因而在温度—形变曲线上玻璃区是接近横坐标的斜率很小的一段直线(见图1)；随着温度的上升，分子热运动能量逐渐增加，到达玻璃化转变温度Tg后，分子运动能量已经能够克服链段运动所需克服的位垒，链段首先开始运动，这时聚合物的弹性模量骤降，形变量大增，表现为柔软而富于弹性的高弹体，聚合物进入高弹态，温度－形变曲线急剧向上弯曲，随后 ，整个高分子链能够在外力基本维持在一“平台”上。温度进一步升高至粘流温度T f 作用下发生滑移，聚合物进入粘流态，成为可以流动的粘液，产生不可逆的永久形变，在温度－形变曲线上表现为形变急剧增加，曲线向上弯曲。
通过在室内的某些位置布置适当的节点，采集回来室内的温湿度以及空气质量等实际参数。首先对室内空间建模，用一个无限细化的三维矩阵来模拟出室内的温度分布情况，针对采集回来的数据，采用插值法和适当次数的拟合函数的拟合，得出三维矩阵的实际值的分布，最后结合matlab软件绘制出计算出的温度场的三维图像。 一．数据的采集与处理 因为影响人的舒适感的温度层只是室内的某一高度范围内的温度，而温度传感器虽然是布置在一个平面内，但是采用插值法和拟合函数法是可以大致再现出影响人的舒适感的温度层的温度变化的。同时，在构建出的三维模型中，用第三维表示传感器层面的温度。 在传感器层面，传感器分布矩阵如下： X=【7.5 36.5 65.5】（模型内单位为cm） Y=【5.5 32.5 59.5】 Z=【z1 z2 z3； z4 z5 z6； z7 z8 z9；】（传感器采集到的实时参数） 采用meshgrid（xi，yi，zi，…）产生网格矩阵； 首先按照人的最小温度分辨值，将室内的分布矩阵按照同样的比例细化，均分，使取值点在坐标一定程度上也是接近于连续变化的，从而才能最大程度上使处理数据得来的分布值按最小分辨值连续变化！ 根据人体散热量计算公式：C=hc（tb-Ta） 其中hc为对流交换系数； 结合Gagge教授提出的TSENS热感觉指标可以计算出不同环境下人的对环境温度变化时人体温度感知分辨率，作为插值法的一个参考量，能使绘制出的温度场更加的符合人体的温度变化模式。 例如按照10cm的均差产生网格矩阵（实际上人对温度的分辨率是远远10cm大于这个值的，但是那样产生的网格矩阵也是异常庞大的，例如以0.5cm为例，那么就可以获得116*108=12528个元素，为方便说明现已10cm为例）： [xi yi]=meshgrid(7.5:10:65.5,5.5:10:59.5) xi = 7.5000 17.5000 27.5000 37.5000 47.5000 57.5000 7.5000 17.5000 27.5000 37.5000 47.5000 57.5000 7.5000 17.5000 27.5000 37.5000 47.5000 57.5000 7.5000 17.5000 27.5000 37.5000 47.5000 57.5000 7.5000 17.5000 27.5000 37.5000 47.5000 57.5000 7.5000 17.5000 27.5000 37.5000 47.5000 57.5000
东南大学能源与环境学院 课程作业报告 作业名称：传热学大作业——利用matlab程序解决热传导问题 院系：能源与环境学院 专业：建筑环境与设备工程 学号： 姓名： 2014年11月9日
一、题目及要求 1.原始题目及要求 2.各节点的离散化的代数方程 3.源程序 4.不同初值时的收敛快慢 5.上下边界的热流量（λ=1W/(m℃）） 6.计算结果的等温线图 7.计算小结 题目：已知条件如下图所示： 二、各节点的离散化的代数方程 各温度节点的代数方程 ta=(300+b+e)/4 ; tb=(200+a+c+f)/4; tc=(200+b+d+g)/4; td=(2*c+200+h)/4 te=(100+a+f+i)/4; tf=(b+e+g+j)/4; tg=(c+f+h+k)/4 ; th=(2*g+d+l)/4 ti=(100+e+m+j)/4; tj=(f+i+k+n)/4; tk=(g+j+l+o)/4; tl=(2*k+h+q)/4
tm=(2*i+300+n)/24; tn=(2*j+m+p+200)/24; to=(2*k+p+n+200)/24; tp=(l+o+100)/12 三、源程序 【G-S迭代程序】 【方法一】 函数文件为： function [y,n]=gauseidel(A,b,x0,eps) D=diag(diag(A)); L=-tril(A,-1); U=-triu(A,1); G=(D-L)\U; f=(D-L)\b; y=G*x0+f; n=1; while norm(y-x0)>=eps x0=y; y=G*x0+f; n=n+1; end 命令文件为： A=[4,-1,0,0,-1,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0; -1,4,-1,0,0,-1,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0; 0,-1,4,-1,0,0,-1,0,0,0,0,0,0,0,0,0;
波峰焊温度曲线测量方法及参数控制标准 1.1目的描述 为加强波峰焊工艺参数管控，提升产品质量及产品可靠性。 2.1 测量波峰焊温度曲线所需的材料和仪器 1、专用工程板 2、K型热电偶 3、高温胶带 4、温度跟踪仪 2.2 波峰焊温度曲线的测量要求 由于产品的特性不同，尺寸大小不同，PCB的布线方式及铜箔量不同，PCB的元件量不同，综合以上因素PCB所需的温度量也会不同，所以每个产品必须使用专用工程板测试一条专用的温度曲线，以确保设备设定温度适合产品的需求。当设备和产品发生变更的情况下必须重新测试温度曲线 2.3热电偶的粘贴方法 2.3.1热电偶的基本要求测试波峰焊温度曲线使用K型热电偶，热电偶数量为至少4根，其中第一根用于温度跟踪仪的启动温度探测，2根热电偶用来测试PCB板主面的预热温度，另一根热电偶用于测试PCB板俯面的预热温度和引脚焊接时间。PCB主面的热电偶分别粘贴在PCB的左右两端的适当位置，测试主面温度及均匀性，PCB俯面的热电偶粘贴在PCB 中间的适当位置，并固定牢固。热电偶的探头必须保持平直，不能扭曲，以确保温度探测的可靠性，热电偶的测量精度和响应时间取决于热电偶的粘贴方法和粘贴质量。另外，热电偶的响应速度与热电偶的探测到的温度量和使用的粘贴材料也有关联，本文件定义的粘贴方法和粘贴材料可缩小温度探测误差，具体操 法参照下列说明。 2.3.2 热电偶的外观检查
检查热电偶的探头是否有变形、断开、损伤 2.3.3 主面热电偶的粘贴方法 下图指出标准PCB主面热电偶的粘贴位置。选择工程板测试波峰焊温度曲线，主面的两根热电偶粘贴在PCB的左右两端，主面的另一根热电偶（温度跟踪仪启动温度探测）粘贴PCB的前端，探测头伸出Pcb，所有热电偶的探头都用铝箔纸和高温胶带固定，以避免不会影响温度曲线变化，参考下图布置热电偶的走线，注意不要妨碍到元件。 No.1热电偶 第一根热电偶用于探测温度跟踪仪的启动温度。如下图所示，选择PCB板的前端中间位置粘贴热电偶，探头伸出PCB端面约10-15mm，用高温胶带将热电偶固定牢固，完成后确保热电偶的探头平行于PCB，不
20CrMnTi 齿轮钢的热处理工艺 1.前言 1.120CrMnTi钢概述 20CrMnTi是低碳合金钢，该钢具有较高的机械性能，零件表面渗碳0.7-1.1mm。在渗碳淬火低温回火后，表面硬度为58-62HRC，心部硬度为30-45HRC。20CrMnTi的工艺性能较好，锻造后以正火来改善其切削加工性。此外，20CrMnTi 还具有较好的淬透性，由于合金元素钛的影响，对过热不敏感，故在渗碳后可直接降温淬火。且渗碳速度较快，过渡层较均匀，渗碳淬火后变形小。适合于制造承受高速中载及冲击、摩擦的重要零件，因此根据齿轮的工作条件选用20CrMnTi 钢是比较合适的。经过910-940℃渗碳，870℃淬火，180-200℃回火后机械性能的抗拉强度≥1100Mpa、屈服强度≥850Mpa、延伸率≥10％、断面收缩率≥45％，冲击韧性≥680，硬度为58-62HRC。 20CrMnTi合金成分表1.1 C Si Mn Cr S P Ni Cu Ti 0.17～0.230.17～0.370.80～1.10 1.00～1.30≤0.035≤0.035≤0.030≤0.0300.04～0.10 1.220CrMnTi泵体齿轮的的工艺流程： 1.320CrMnTi钢常见的热处理工艺 表1.2 20CrMnTi钢常见的热处理工艺表 热处理工 艺工艺参数硬度要 求 工艺特点 完全退火加热860~880℃，保温，炉 冷 ≤ 217HB S 消除残余应力，降低硬度 正火加热920~950℃，保温，空 冷156~2 07HBS 加热温度在Ac3825℃线之上，细化晶 粒，消除组织缺陷，以获得珠光体+少 量铁素体组织 淬火加热860~900℃，保温，油 冷48~54 HRC 淬火温度高，淬透性中等，变形较大， 硬度不高，耐磨性差 回火加热500~650℃，保温2h， 油冷30~36 HRC 回火索氏体组织 下料锻造正火清洗淬火回火 加工渗碳 包装 清洗检验
pH/Temperature-Responsive Polymer Composed of Poly((N,N-dimethylamino)ethyl methacrylate-co-ethylacrylamide) Soon Hong Yuk,*Sun Hang Cho,and Sang Hoon Lee Advanced Materials Division,Korea Research Institute of Chemical Technology, P.O.Box107,Yusung,Korea305-600 Received May27,1997;Revised Manuscript Received September4,1997X ABSTRACT:The pH/temperature-induced phase transition of poly((N,N-dimethylamino)ethyl methacry- late(DMAEMA)-co-ethylacrylamide(EAAm))was investigated.Although polyDMAEMA and polyEAAm were reported to exhibit a lower critical solution temperature(LCST)at50and80°C,respectively,a LCST shift from50to4°C was observed with copolymers of DMAEMA with EAAm,and this behavior was quite different at pH4.0and7.4.This is due to the formation of hydrogen bonding between DMAEMA and EAAm residues with a hydrophobic contribution to the LCST.To apply this polymer system to glucose-controlled insulin release,a molded matrix consisting of poly(DMAEMA-co-EAAm),glucose oxidase,and insulin was prepared.This matrix exhibited a rapid change from insolubility to solubility when exposed alternately to solutions with ions and a high glucose concentration,resulting in glucose- controlled insulin release. Introduction Much interest has been focused on polymer systems that show a phase transition in response to external stimuli such as temperature,1,2pH,3,4ionic strength,5 and electric potential6because of their scientific or technological importance.Recently,polymer systems that demonstrate a phase transition in response to more than one variable,in particular temperature and pH,7-9 have been investigated.Feil et al.reported on the mutual influence of pH and temperature on the swelling of ionizable and thermosensitive hydrogels.7Later, Chen and Hoffman studied graft copolymers that exhibit temperature-induced phase transitions over a wide range of pH.8For both cases,N-isopropylacrylamide was used as the temperature-sensitive component and ionic monomers such as(N,N-diethylamino)ethyl meth-acrylate or acrylic acid were used as the pH-sensitive component.In our previous report,9a pH/temperature-sensitive polymer system with transitions resulting from polymer-water and polymer-polymer interactions has been demonstrated using poly((N,N-dimethylamino)-ethyl methacrylate(DMAEMA)-co-acrylamide(AAm)). In this study,we propose a new polymer system, which exhibits more significant pH/temperature respon-siveness compared to that of poly(DMAEMA-co-AAm), and show that glucose-controlled insulin release can be achieved with this polymer system.For this purpose, copolymers of DMAEMA and ethyl acrylamide(EAAm) were prepared and characterized as a function of the copolymer composition.Insulin release in response to glucose was observed. Experimental Section Materials.DMAEMA monomer,ammonium persulfate (APS),and tetramethylethylene diamine(TEMED)were pur-chased from Aldrich.Bovine insulin,N,N-azobis(isobutyroni-trile)(AIBN),and glucose oxidase(GOD)were purchased from Sigma Chemical Co.DMAEMA monomer was distilled before use.Other reagents were used as received. Synthesis.EAAm was synthesized in our laboratory as described previously.10Poly(DMAEMA-co-EAAm)was pre-pared by free radical polymerization as follows:7.8g of distilled monomers(mixture of DMAEMA and EAAm)and 0.02g of AIBN as an initiator were dissolved in100mL of water/ethanol binary solvent(5/5by volume).The feed compositions for copolymers are shown in Table1.The ampule containing the solution was sealed by conventional methods and immersed in a water bath held at75°C for15h.After polymerization,all polymers were dialyzed against distilled-deionized water at4°C and freeze-dried. Transmittance Measurements.The phase transition was traced by monitoring the transmittance of a500nm light beam on a Spectronic20spectrophotometer(Baush&Lomb). The concentration of the aqueous polymer solution was5wt %,and the temperature was raised from15to70°C in2-deg increments every10min.To observe their pH/temperature dependence,the phase transitions of polymers in citric-phosphate buffer solution versus temperature at two pH values (4.0and7.4)were measured. FT-IR Measurement.For Fourier transform infrared(FT-IR)measurement,thin films of polymers were cast from0.5 wt%distilled-deionized water onto separate CaF2plates at room temperature.Most of the water in the films was removed by evaporation at50°C in a vacuum oven for24h.FT-IR spectra of the dried polymer were measured on a Magna IR spectrophotometer(Nicolet Inc.,Madison,WI)using64aver-age scans at a resolution of4cm-1. Preparation of Insulin-Loaded Matrix.Lyophilized copolymer was ground down to colloidal dimensions(<1μm) using a laboratory planetary mill(Pulverisette,Fritsch GmbH, Germany).A110mg sample of copolymer powder,20mg of bovine insulin,and20mg of GOD were mixed,and the mixture was compressed into a disk-shaped matrix of5-mm thickness and15-mm diameter. Measurement of Weight Loss of Insulin-Loaded Ma-trix in Response to Glucose.After immersion in phosphate buffer solution(PBS)for a desired time at37°C,the insulin-loaded matrix was removed and dried in a vacuum oven at room temperature.The percent of weight of the matrix was determined as a function of time. *To whom correspondence should be addressed. X Abstract published in Advance ACS Abstracts,October15, 1997.Table1.Feed Composition for Copolymers in the Study DMAEMA EAAm code amt, g concn, mol% amt, g concn, mol%10-4M w a polyDMAEMA14.2100 2.8 copolymer I11.480 1.920 1.3 copolymer II8.560 3.940 2.4 copolymer III7.150 4.950 2.9 a Measured by laser scattering. 6856Macromolecules1997,30,6856-6859 S0024-9297(97)00725-0CCC:$14.00?1997American Chemical Society