1、材料的四要素是什么？相互关系如何？
2、与其他材料相比，高分子材料具有哪些特征？以塑料为例
a质轻b拉伸强度和拉伸模量较低，韧性较优良。C传热系数小，可做优良的绝热材料。D电气绝缘性优良。E成型加工性优良。F减震、消音性能良好。G某些塑料具有优良的减磨耐磨和自润滑性能。H耐腐蚀。I透光性良好。J着色性良好。K可赋予各种特殊功能。L 使用过程中易产生蠕变、疲劳、冷流、结晶等现象，长期使用性能较差。M热膨胀系数大。N耐热性（熔点、玻璃化转变温度）较低，使用温度不高。O易燃烧。燃烧时会产生大量黑烟和有毒气体。
3、高分子成型加工的定义，研究的主要内容？
高分子成型加工：将聚合物（有时还加入各种添加剂、助剂或改性剂等）转变成使用材料或制品的一种工程技术。
主要内容：（1）高分子材料加工工艺：a材料制备：配方设计、混合、配制。b成型：工艺特点、工艺过程、工艺条件、控制因素。（2）相关理论：影响加工工艺及制品性能的因素、各种工艺的原理、物理变化和化学变化。
4、高分子材料的五个条件。
一、以聚合物为主体，主要视材料的性质如何。二、属多相复合体系：两组分以上，宏观均相，亚微观分。三、具有可加工性。四、良好的使用性能和适当的寿命。五、具有工业化生产规模。
5、简要描述高分子材料的制造过程。
高分子化合物的制造和成型加工
高分子材料的主要原材料来自石油、煤、天然气、矿物和农副产品等。高分子材料的生产由高分子化合物的制造和成型加工
高分子化合物的制造：获取高分子化合物的方法大致可分为三种。（高分子反应、复合化、聚合反应）
6、高分子成型加工原理课程与其他专业课程的关系。
多门课程集一体、多学科知识基础
第二章，材料的加工成型
1、简述聚合物热机械特性与成型加工性的关系
2、聚合物材料的加工性包括哪些，分别进行简述。
①可挤压性
聚合物处于粘流态时通过挤压作用产生不可逆形变而获得一定形状和保持形状的能力。如：在挤出机、注塑机料筒中，压延机料筒间，材料都受到挤压作用。研究聚合物的挤出性质能对制品的材料加工工艺作出正确的选择和控制。
挤压条件：通常条件下聚合物在固体状态下不能挤压而成型，只有当聚合物处于粘流态时才能通过挤压获得宏观有用的形变。
过程描述：挤压过程中，聚合物熔体主要受到剪切作用，故可挤压性主要取决于熔体的剪切粘度和拉伸粘度。大多数聚合物熔体的粘度随剪切力或剪切速率增大而减低。挤压性与材料加工关系：一般而言，
可挤压性较好的聚合物材料，应具有适当的剪切粘度和较小的弹性形变，有利于聚合物的加工过程。
如果挤压过程材料的粘度很低，虽然材料有良好的流动性，但保持形状的能力较差；相反，熔体的剪切粘度很高时会造
成流动和成型的困难。此外，材料的挤压性质还与加工设备的结构有关。
②可模塑性
聚合物在温度和压力的作用下流动和形变，并在模具中模制成型的能力。具有可模塑性的材料可通过注射、模压和挤出等成型方法制成各种形状的模塑制品。
可模塑性主要取决于材料的流变性，热性质和其它物理力学性质等，对热固性聚合物而言，还与聚合物的化学反应性有关。
可模塑性与加工的关系：可模塑性与聚合物的分子结构有关，还与温度和压力有关。过高的温度，虽然熔体的流动性大，易于成型，但会引起分解，制品收缩率大；温度过低时熔体粘度大，流动困难，成型性差；且因弹性发展，明显影响制品形状稳定性。适当增加压力，通常能改善聚合物的流动性，但过高的压力引起溢料和增大制品内应力。
可模塑性与力学、热性能的关系：模塑条件不仅影响聚合物的可模塑性，且对制品的力学性能、外观、收缩以及制品中的结晶和取向等都有影响。聚合物的热性能（如导热系数λ、热焓ΔH、比热Cp等）影响聚合物加热和冷却的过程，从而影响熔体的流动性和硬化速度，
因此也会影响聚合物制备的性质（如结晶、内应力、收缩、畸变等）。模具的结构尺寸也影响聚合物的模塑性，不好的模具结构影响聚合物成型。模塑性的判断：目前工业上主要通过考查材料的流动性来判断可模塑性。螺旋流动试验也是经常采用判断聚合物可模塑性的方法。
③可纺性
可纺性是指聚合物材料通过加工形成连续的固态纤维的能力。它主要取决于材料的流变性质，熔体粘度、熔体强度以及熔体的热稳定性和化学稳定性等。作为纺丝材料，要求熔体从喷丝板毛细孔流出后能形成稳定细流。
细流的稳定性通常与熔体从喷丝板的流出速度v，熔体的粘度η和表面张力γF等因素有关。
可纺性与加工因素的关系：纺丝过程伴随着拉伸和冷却作用，而使聚合物熔体粘度增大，有利于增大纺丝细流的稳定性。但随着纺丝速度增大，熔体细流受到的拉应力增加，拉伸形变增大，如果熔体的强度低将出现细流断裂。所以具有可纺性的聚合物还必须有较高的熔体强度。纺丝细流的熔体强度与纺丝时拉伸速度的稳定性和材料凝聚能密度有关。不稳定的拉伸速度和较小的材料凝聚能都易引起纺丝细流断裂。
作为纺丝材料还要求在纺丝条件下，聚合物有良好的热稳定性和化学稳定性，因为聚合物在高温下要停留较长的时间并要经受在设备和毛细孔中流动时的剪切作用。
④可延展性
可延性表示无定型或半结晶固体聚合物在一个方向或二个方向上受到压延或拉伸时变形的能力利用聚合物的可延性，可通过压延或拉伸工艺生产薄膜、片材和纤维等材料（具有较大的长径比或长厚比）。可延性的分析：可延性一般针对热塑性聚合物，因线性聚合物的可延性来自大分子的长链结构和柔性。当固体材料在Tg～Tm（或Tf）温度区间受到大于屈服强度的拉力作用时同时产生变细、变薄或变窄。材料延伸过程的应力-应变过程图如1-8所示：
特点：
★非晶态聚合物在T＞＞Tg时不会出现缩颈现象。
★产生缩颈后，断裂后除去外力，直线部分（0-a段）的形变可立即恢复（普弹形变）
★屈服点后，缩颈部分的形变（a-d段），外力除去后形变虽不能立即回复，但如果给试样加热至Tg以上，形变也可自动回复，说明该形变不是粘性流动，而是强迫高弹形变。
★出现细颈后，分子链沿外力方向伸展，产生应力硬化，使拉应力转移到模量较低的部分（未取向部分），使未取向部分进一步取向，从而可实现全长范围内都均匀拉伸的制品。
对于一般聚合物材料而言：可以进行“冷拉”，也可进行“热拉”。冷拉：拉伸温度位于室温～Tg附近
热拉：拉伸温度位于Tg以上。可延性的测定通常在小型牵伸试验机中进行。
3、何为聚合物的粘弹性行为。
聚合物加工过程中通常从固体变为液体（熔融和流动），再从液体变为固体（冷却和硬化）。
4、聚合物在外力作用下的形变-时间曲线关系图。
5、什么是滞后效应，滞后现象对制品质量有何影响，如何减小其不利影响。 t
t 2 t 1
ε
由于松弛过程的存在，材料的形变必然落后于应力的变化，聚合物对外力的响应的这种滞后现象称为“滞后效应”或“弹性滞后”。滞后效应影响制品的稳定性。在加工中，适当升高温度和减缓降温速度有利于减弱滞后效应。在Tg～Tf温度范围内对成型制品进行热处理，可以缩短大分子形变的松弛时间，加速结晶聚合物的结晶速度，使制品的形状较快稳定下来。
第三章，聚合物的流变性质
1、什么是流变学，聚合物流变学的定义。
流变学：是物理学的一个分支，它主要研究材料在外界作用(应力、应变、温度、电场、磁场、辐射等)下的变形和流动的科学。
聚合物流变学：聚合物在外界作用下发生的形变和流动及其产生的原因的各种因素之间的关系。
2、高聚物流体有哪些奇异的流变现象。
“爬杆”现象（韦森堡效应、“包轴”现象）、剪切变稀、弹性回弹作用、次级流动、挤出胀大、熔体破裂及基础不稳定现象
3、聚合物流变学主要流变行为。
流动性以粘度的倒数表示流动性。按作用方式的不同,流动可分为剪切流动和拉伸流动,相应地有剪切粘度和拉伸粘度。前者为切应力与切变速率之比；后者为拉伸应力与拉伸应变速度之比。聚合物的结构不同，流动性（或粘度）就不同。对于聚合物熔体，大多数是属于假塑性熔体,其剪切粘度随剪切应力的增加而降低,同时测试条件（温度、压力）、分子参数（分子量及其分布、支化度等）和添加剂(填料、增
塑剂、润滑剂等)等因素对剪切粘度-剪切应力曲线的移动方向均有影响。对于拉伸粘度，当应变速率很低时，单向拉伸的拉伸粘度约为剪切粘度的3倍，而双向相等的拉伸，其拉伸粘度约为剪切粘度的6倍。拉伸粘度随拉伸应力增大而增大,即使在某些情况下有所下降，其下降的幅度远较剪切粘度的小。因此，在大的应力作用下，拉伸粘度往往要比剪切粘度大一二个数量级，这可使化学纤维纺丝过程更为容易和稳定。
弹性由于聚合物流体流动时，伴随有高弹形变的产生和贮存，故外力除去后会发生回缩等现象,例如:塑料、橡胶挤出后和纤维纺丝后会发生断面尺寸增大而长度缩短的离
模膨胀现象，或称弹性记忆效应；搅动时流体会沿杆上升，这种爬杆现象称韦森堡效应或法向应力效应。此外，聚合物加工时，半成品或成品表面不光滑，出现“橘子皮”和“鲨鱼皮”，出现波浪、竹节、直径有规律的脉动、螺旋形畸变甚至支离破碎等影响制品质量的熔体破裂和不稳定流动等现象，这些现象主要与熔体弹性有关。
?断裂特性是影响聚合物（尤其是橡胶）加工的又一流变特性。它主要是指生胶的扯断伸长率、以及弹性与塑性之比。扯断伸长率与弹塑比要适当地配合，一般都希望两者均大些为好，以便有利于炼胶等工艺的顺利进行。
4、应力、应变、应变速率、弹性模量、粘度的定义。
应力：单位面积上的附加内力称为应力
应变：在外力作用于材料时，材料本身的几何形状和尺寸所发生的变
化。（剪切、拉伸和压缩等简单形变）
应变速率：应变速率：,单位时间内的应变，S-1
弹性模量：对于理想的弹性固体，材料发生单位应变时所受到的应力。它是表征材料抵抗变形能力的大小。（模量愈大，材料刚性愈大，愈不容易变形）
粘度：液体固有属性，它的大小表征液体抵抗外力引起流动变形的能力或者说表征流动过程中分子间内摩擦力的大小。（与液体分子结构和液体所处的温度有关）。粘度=应力/形变速率
5、聚合物流体的分类，聚合物流体大多属于哪种类型，试画出其应力-应变速率流动曲线并进行简单论述。
6、拖曳流动和压力流动。
拖曳流动:是指对流体不施加压力梯度，而是靠边界运动产生流动场，由于粘性作用使运动的边界拖着流体跟它一起运动。这种流动又称为
库埃特（Couette）流动。
压力流动:是指由外压力作用于流体上而产生速度场，但体系的边界是固定不动的刚性体，这种流动又称为泊肃叶（Poiseuille）流动。
7、试画出n值不同流聚合物体在圆管中流动的速度分布情况。
8、聚合物加工的弹性行为主要表现为哪些，并简单论述。
端末效应、不稳定流动和熔体破裂现象
末端效应：聚合物流体(包括熔体和液体)在管子进口端和出口端的由于弹性效应而出现的压力降低和液流的膨胀现象，也可以分别称为入口效应和模口膨化效应(离模膨胀)，也称为巴拉斯效应。
弹性效应：大分子沿流动方向的伸展与取向。由于这种形变具有可逆性，那么只要应力一消除，伸展与取向的大分子恢复卷曲的构象，产生弹性回复。
在低剪切应力或低剪切速率的流动条件下，各种因素引起的小的扰动
容易受到控制，而在高剪切应力或剪切速率时，液体中的扰动难以控制并易发展成不稳定流动，引起液流破坏，这种现象称为“熔体破裂”。熔体破裂：聚合物流体粘度高，粘滞阻力大，在高剪切速率下，弹性形变增大，当弹性形变的储能达到或超过粘滞阻力的流动能量时导致不稳定流动（弹性应力与粘性流动阻力的不平衡）
9、聚合物流体的测试模式有哪几种，从测试结果一般能得到哪些信息。
第四章，聚合物加工过程的物理和化学变化
1、名词解释：聚合物加工中的结晶、取向、降解和交联。
结晶:大分子链聚集一起的一种排列方式
取向：聚合物分子或纤维状填料在很大程度上顺着流动的方向作平行排列，这种排列常成为定向作用。又叫取向。
交联：高分子链之间通过支链联结成一个三维空间网状大分子
降解: 聚合物由于受到热、应力、氧、水份，酸、碱杂质的作用而导致分子量降低，大分子结构改变
2、加工中的物理和化学变化会带来什么影响，哪些有利影响，哪些不利影响，举例说明。
如何利用其有利方面：利用拉伸方法使聚合物薄膜中分
子形成取向结构，能获得各向异性材料；利用加工中的
化学交联作用能生产硫化橡胶和热固性材料，提高聚合
物的力学强度和热性能；利用塑炼加工使生胶降解，改
善橡胶的加工性能。
加工过程存在的物理和化学变化，不仅能引起聚合物的
力学性能、光学、热性能以及其它性质的变化，而且对
加工过程本身也有影响。
如何避免其不利方面：制品的结晶可能影响产品的透明
度和韧性；加工中温度较高产生的降解影响制品的使用
性能；加工中的过度交联影响聚合物的加工性能。
3、加工中聚合物结晶有何特点，聚合物的结晶条件，聚合物的结晶热力学条件。
特点：大分子链聚集一起的一种排列方式，结晶速度慢、结晶具有不完全性且结晶聚合物没有清晰的熔点。
结晶条件：内因：1、有规整的重复空间结构的2、适当的分子间力3、分子链节小，柔顺性适中4、加聚物结构一般比缩聚物外因：如结晶温度，冷却速度等。
热力学条件：大分子进行重新排列需要一定的热运动，要形成结晶结构又需要分子间有足够的内聚能。热运动和内聚能有适当的比值是聚合物大分子进行结晶所必需的热力学条件。
4、聚合物结晶包括哪两个阶段，试画出聚合物结晶速度与温度的关系图，并进行解释。
聚合物的结晶过程包括两个阶段：晶核生成和晶体生长。
5、成型过程中影响结晶的因素有哪些，试简单论述。
1．模具温度
温度是聚合物结晶过程的最敏感因素。
模具温度是指与制品直接接触的模腔表面温度，而它直接影响着聚合物在模腔中的冷却速度。
冷却速度＝聚合物熔体温度(Tm)－模具温度(TM)
根据冷却速度的不同，可以将聚合物的冷却分为三种情况: 等温冷却、快速冷却和中速冷却。
模具温度决定了制品的结晶度、结晶速度、晶粒尺寸及数量等。2．塑化温度及时间
结晶型聚合物在成型过程中必须要经过熔融塑化阶段
塑化中熔融温度及时间也会影响最终成型出的制品的结晶结构。
塑化：指聚合物在设备中加热达到充分的熔融状态，使之具有良好的可塑性过程
若塑化时熔融温度低，熔体中就可能残存较多的晶核；
如果塑化时熔融温度较高，分子热运动加剧，分子就难以维持原来的晶核，熔体中残存的晶核就少。熔融时间对熔体中的残存晶核也有相
似的影响。
如果熔体中有残存的晶核存在则其在冷却成核时就会存在异相成核，结晶速度快晶粒尺寸小且均匀，制品的力学性能及耐热性能等均较理想；反之，如果熔体在冷却以前，熔体中没有残存晶核或残存晶核很少，则其冷却成核主要为均相成核。均相成核时结晶速度慢，晶粒尺寸大而且不均。
3．应力作用
一是聚合物受应力作用时，加速结晶过程。大分子沿受力
方向伸直，且生成有序区，诱发成核。例如PP、PE纺丝拉伸时，结晶速度比不拉伸时快1000倍。
二是压力影响球晶的大小。压力低能生成大而完整的晶体；高压下形成小而形状不规则的球晶。
三是压应力会使聚合物的结晶温度降低。
4．低分子物和固体杂质的影响
固体杂质的影响：阻碍或促进结晶作用。起促进作用的类似于晶核，能形成结晶中心，称为成核剂。
成核剂的促进作用：在聚合物熔体结晶过程中起晶种作用的试剂，也为成核剂，如：炭黑、氧化硅、氧化钛、滑石粉和聚合物粉末等，加入后能加快结晶速率，生成的球晶尺寸小，材料刚性增加，力学性能提高，透明性提高。溶剂CCl4扩散到聚合物中，能使其在内应力作用下的小区域加速结晶。
6、根据外力作用的方式不同对取向进行分类，并简单解释。
根据外力作用的方式不同取向可分为拉伸取向和流动取向
拉伸取向是聚合物的取向单元（包括链段、分子链、晶片、纤维状填料等）在拉伸力的作用下产生的，并且特指热塑性聚合物在其玻璃化转变温度Tg与熔点Tm（或粘流温度Tf）范围内所发生的取向。如拉丝、打包带、定向薄膜等。
聚合物在玻璃化温度与熔点（或软化点）之间受外力拉伸时，大分子链段或微晶等沿力的方向取向。沿拉伸方向的拉伸强度和抗蠕变性能得到提高。
流动取向是指聚合物处于可流动状态时，由于受到剪切力的作用而发生流动，取向单元沿流动方向所做的平行排列。聚合物熔体或溶液中的大分子、链段或其中任何形状的不对称的固体粒子（基团或填料）沿流动方向的取向。所得制品出现各向异性。
对于一些成型制品不希望出现，如制造许多厚度较大的制品（如模压制品），要力图消除这种现象。
7、成型过程中的流动取向的长度方向和厚度方向的取向分布图，并进行解释。
沿制品长度方向：从浇口开始顺着料流的方向，取向程度逐渐增加，在靠近浇口一侧的某一位置，取向度达到极大值。继续沿长度方向向前深入，则取向程度逐步递减
沿着制品的厚(宽)度方向：在制品的中心区取向程度较高，中心处最低，取向程度较高的区域是介于中心区和表层区之间的部分
8、影响聚合物拉伸取向的因素有哪些，并简单论述。
（1）拉伸温度和应力的影响
温度是通过聚合物粘度和松弛时间的作用来影响取向过程的。（2）拉伸比的影响
在一定温度下材料在屈服应力作用下被拉伸的倍数为拉伸比。亦即材料拉伸前后长度之比。拉伸比越大则材料的取向程
度也越高，即拉伸材料的取向程度随拉伸比而增大。
（3）聚合物结构和低分子物的影响
聚合物的链结构简单、柔性大、相对分子质量较低，那
么链段的活动能力强，粘流活化能低，容易变形和取向，但同
时聚合物的松弛时间短，易发生解取向，除非这种聚合物能够
结晶，否则取向结构很不稳定，
9、结晶与取向的关系、
10、降解的类型有哪些。
（1）无规热降解：主链发生断裂的部位是任意的、无规
律的。
（2）链式降解：这种降解可视为自由基引发的加聚反应
的逆反应，所以也称作解聚反应。
（3）消除反应：某些含有活泼侧基的聚合物，如聚氯乙
烯、首先发生侧基的消除反应，进而引起主链结构的变化。
11、试解释聚合物十几的交联反应很难使交联度达到100%的原因。（1）随着交联反应的进行，体系粘度越来越大，聚合物分子
链的活动能力越来越小，分子链上反应点之间以及反应点与
固化剂间的接触几率越来越小，最后，接触甚至完全成为不
可能；
（2）反应体系(尤其是可逆的缩聚反应体系)产生出的副产物、
有时会阻止交联反应的继续进行。
第五章，成型物料的配置
1、塑料成型加工包括哪些工艺，主要的成型方法有哪些。
塑料成型加工一般包括：原料的配制和准备、成型及制
品后加工等几个环节。
成型的方法较多，分类也不一致，一般分为一次成型和
二次成型。
一次成型：挤出成型，注射成型，模压成型，压延成型，
注塑成型、模压烧结成型、传递成型和发泡成型等。
二次成型：中空吹塑成型、热成型、拉幅薄膜成型等。后加工包括机械加工、装配和修饰等。
2、塑料加工中添加配合剂的目的。
满足性能、成型、经济上的要求。
3、聚合物本身的性能，对加工性能和产品性能影响很大，主要影响因素有哪些，简要论述影响。
（1）分子量的影响。（2）分子量分布的影响。分子量分布直接影响制品的性能，随分子量分布变宽，材料大多数力学性能、热性能降低；同时分子量分布也影响配料过程和材料的加工性能。
（3）颗粒结构的影响。PVC较明显。凡表面毛糙、不规则，断面结构疏松、多孔的粒子，易于吸收增塑剂。反之，颗粒表面光滑，断面结构规则，实心、无孔的粒子吸收增塑剂不易；配料时需较高温度和较长时间，影响生产效率
（4）粒度的影响。
主要影响混合的均匀性。过大的粒度容易造成混合不均现象，不利于与其他组分的混合，从而影响制品的性能。但过细
的粒子易造成粉尘飞扬和计量困难。此外，树脂中的水分及挥发物含量、结晶度、密度等对物料的配制和制品性能都有影响，故应结合实际加以控制。
4、增塑剂的定义，解释非极性和极性增塑剂的作用机理。
定义：增塑剂是用来改善塑料的塑性，增加成型加工时
的流动性，降低制品的脆性，改善塑料耐寒性的一种助
剂。增塑机理：间隔作用、极性理论和氢键理论。
极性理论认为，增塑剂不是简单的起间隔作用，而是与
聚合物分子形成键。
5、防老剂的类型有哪些，以PVC为例，解释防老剂的作用过程。稳定剂（防老剂）（1）热稳定剂（2）抗氧剂（3）光稳定剂（4）生物抑制剂
(1)中和HCI。这类热稳定剂可以迅速地与PVC分解放出的HCl
反应，生成无害的化合物而起稳定作用。
（2）取代不稳定氯原子。不稳定氯原子在PVC降解过程中扮
1聚合物主要有哪几种聚集态形式？ 玻璃态(结晶态)、高弹态与粘流态 2线性无定形聚合物当加工温度T处于Tb < T
高分子材料成型原理课程教学大纲 课程名称：高分子材料成型原理课程编码：02100090英文名称：Molding Theory for Polymer material 学时：56学时学分：3.5学分 开课学期：第七学期 适用专业：高分子材料工程 课程类别：必修 课程性质：专业课 先修课程：高分子物理 教材：《高分子材料成型加工原理》王贵恒主编化学工业出版社 一、课程的性质及任务 聚合物成型加工原理是高分子材料专业的一门专业课程，其主要任务是通过基础课、专业基础课、教育和社会实践等一系列教育环节，使学生了解高分子材料成型加工的基本原理、生产制造方法和工艺过程，为学生毕业后从事聚合物材料加工领域的教学、研究和技术创新等打下扎实的基础。 二、课程内容及学习方法 1、绪论 聚合物的加工方法及加工机械， 2、聚合物加工性质 聚合物材料的加工性能、可挤出性、可模塑性、可纺性,在加工过程中的粘弹性行为以及与加工条件的关系; 3、聚合物的流变性质 了解聚合物流动和变形的特征和基本分类，掌握粘度及其影响因素的关系。特别是成型加工工艺有关的参数 4、聚合物流体在管和槽中的流动 掌握聚合物流体在圆管和狭缝通道中流动的特点， 5、聚合物加工过程中的结构变化 掌握混合和分散的基本原理及混合效果的评定 6、成型物料的配制 掌握混合和分散的基本原理及混合效果的评定
7、挤出成型 普通型、三段式单螺杆挤出机基本原理：固体塞简化假设和固体输送原理；融化段的物理模型和影响因素；熔体输送段最简流动方程的意义 8、注射成型 移动螺杆式注塑机的基本结构和工作原理,掌握成型时熔体进入型腔内部流 动情况，及在此期间制品的内在质量与成型工艺的关系 9、其它成型加工方法 其他成型加工方法, 如：吹塑、旋转模塑、热成型、热固模塑{压缩和传递模塑}发泡塑料加工、冷成型、共混和增强等 三、课程的教学要求 1、绪论 聚合物的加工方法及加工机械，了解本课程的基本任务。 2、聚合物加工性质 聚合物材料的加工性能、可挤出性、可模塑性、可纺性,在加工过程中的粘弹性行为以及与加工条件的关系;聚合物加工过程中聚集态结构和化学结构的变化以及 与加工条件的关系 3、聚合物的流变性质 了解聚合物流动和变形的特征和基本分类，掌握粘度及其影响因素的关系。特别是成型加工工艺有关的参数，如温度、剪切以及与多相体系配制工艺有关的因素等。 4、聚合物流体在管和槽中的流动 掌握聚合物流体在圆管和狭缝通道中流动的特点，了解可测物理量之间的相互关系，并利用这些关系式进行有关的计算。 5、加工过程中的结构变化 着重掌握热塑性塑料加工过程的取向、结晶等结构变化及对制品的影响，从而了解改进制品的质量的方法。 6、成型物料的配制 掌握混合和分散的基本原理及混合效果的评定，了解常用的混合设备。 熟悉常用的几种配料工艺。 7、挤出成型 了解单螺杆挤出机的基本结构。 掌握普通型、三段式单螺杆挤出机基本原理：固体塞简化假设和固体输送原理；融化段的物理模型和影响因素；熔体输送段最简流动方程的意义。 结合上述理论，联系挤出实践，了解工艺和结构参数对挤出流量和质量的影响。 8、注射成型
天津市咼等教育自学考试课程考试大纲 课程名称：材料加工和成型工艺课程代码：0934 第一部分课程性质与目标 一、课程性质与特点 材料加工和成型工艺是高等教育自学考试工业设计专业所开设的专业基础课程之一，它是一门理论联系实际、理论性较强的课程。本课程使考生全面了解工业造型材料的种类、性能、质感和工艺对产品造型设计的影响，以及常用材料的选用、加工技术和工艺。应用于产品造型设计中材料和加工工艺的选用，以便实现设计的目的和要求。 二、课程目标与基本要求 设置本课程，为了使考生能够熟悉造型设计与材料的关系，掌握各种材料的性能特点及 其加工工艺，了解新型材料，从而运用设计手段，充分利用材料的内在功能和表面特征，创 造出功能好、技术性能高、款式新颖的工业产品 通过本课程的学习，要求考生掌握产品开发设计中有关材料和加工工艺的基本知识、基本原理和方法，掌握产品造型设计材料与工艺的学习方法及理论联系实际方法，提高分析问题和解决问题能力。 三、与本专业其它课程的关系 材料加工和成型工艺是工业设计专业大学专科学生必修的专业基础课，它与工业设计专业的许多其它课程有着密切的关系，是产品改良设计、产品开发设计的先导课程。 第二部分考核内容与考核目标 第一章概论 一、学习目的与要求 通过本章学习，了解造型设计与材料和工艺性的关系，以及造型材料的基本概念，理解质感设计的形式、原则和作用，对造型材料有一个基本的认识。 二、考核知识点与考核目标 （一）产品造型设计与材料（重点） 识记：造型材料的特性、应用与发展 理解：材料与造型 造型材料的种类与基本性能 造型材料应具备的特性 造型材料的应用与发展 （二）工业造型材料的美学基础（重点） 理解：质感的概念 质感设计在造型设计中的作用 应用：造型质感设计形式与原则 （三）产品造型设计与工艺性（次重点） 理解：造型设计与加工工艺 造型设计与装配工艺 造型设计与装饰工艺
《高分子材料加工成型原理》主要习题 第二章聚合物成型加工的理论基础 1、名词解释:牛顿流体、非牛顿流体、假塑性流体、胀塑性流体、拉伸粘度、剪切 粘度、滑移、端末效应、鲨鱼皮症。 牛顿流体:流体的剪切应力与剪切速率之间呈现线性关系的流体,服从牛顿黏性定律的流体称为非牛顿流体。 非牛顿流体:流体的剪切应力与剪切速率之间呈现非线性关系的流体,凡不服从牛顿黏性定律的流体称为非牛顿流体。 假塑性流体:就是指无屈服应力,并具有黏度随剪切速率或剪切应力的增大而降低的流动特性的流体,常称为“剪切变稀的流体”。 胀塑性流体:就是指无屈服应力,并具有黏度随剪切速率或剪切应力的增大而升高的流动特性的流体,常称为“剪切增稠的流体”。P13 拉伸粘度:用拉伸应力计算的粘度,称为拉伸粘度,表示流体对拉伸流动的阻力。 剪切粘度:在剪切流动时,流动产生的速度梯度的方向与流动方向垂直,此时流体的粘度称为剪切粘度。 滑移:就是指塑料熔体在高剪切应力下流动时,贴近管壁处的一层流体会发生间断的流动。P31 端末效应:适当增加长径比聚合物熔体在进入喷丝孔喇叭口时,由于空间变小,熔体流速增大所损失的能量以弹性能贮存于体系之中,这种特征称为“入口效应”也称"端末效应"。 鲨鱼皮症:鲨鱼皮症就是发生在挤出物表面上的一种缺陷,挤出物表面像鲨鱼皮那样,非常毛糙。 如果用显微镜观察,制品表面就是细纹状。它就是不正常流动引起的不良现象,只有当挤出速度很大时才能瞧到。 6、大多数聚合物熔体表现出什么流体的流动行为？为什么？P16 大多数聚合物熔体表现出假塑性流体的流动行为。假塑性流体就是非牛顿型流体中最常见的一种,聚合物熔体的一个显著特征就是具有非牛顿行为,其黏度随剪切速率的增加而下降。此外,高聚物的细长分子链,在流动方向的取向粘度下降。 7、剪切流动与拉伸流动有什么区别？ 拉伸流动与剪切流动就是根据流体内质点速度分布与流动方向的关系区分,拉伸流动就是一个平面两个质点的距离拉长,剪切流动就是一个平面在另一个平面的滑动。 8、影响粘度的因素有那些？就是如何影响的？ 剪切速率的影响:粘度随剪切速率的增加而下降; 温度的影响:随温度升高,粘度降低; 压力的影响:压力增加,粘度增加; 分子参数与结构的影响:相对分子质量大,粘度高;相对分子质量分布宽,粘度低;支化程度高,粘度高; 添加剂的影响:加入增塑剂会降低成型过程中熔体的粘度;加入润滑剂,熔体的粘度降低;加入填料,粘度升高。 12、何谓熔体破裂？产生熔体破裂的原因就是什么？如何避免？ 高聚物熔体在挤出过程中,当挤压速率超过某一临界值时挤出物表面出现众多的不规则的结节、扭曲或竹节纹,甚至支离与断裂成碎片或柱段,这种现象称为熔体破裂。 原因:一种认为就是由于熔体流动时,在口模壁上出现了滑移现象与熔体中弹性恢复所引起;另一种就是认为在口模内由于熔体各处受应力作用的历史不尽相同,因而在离开口模后所出现的弹性恢复就不可能一致,如果弹性恢复力不为熔体强度所容忍,就会引起熔体破裂。 避免熔体破裂需注意:控制剪切应力与熔体温度;设计口模模唇时,提供一个合适的入口角,使用流线型的结构就是防止聚合物熔体滞留并防止挤出物不稳定的有效方法。 第三章成型用的物料及其配制
??????????????????????精品自学考料推荐?????????????????? 浙江省 2018 年 10 月高等教育自学考试 材料加工和成型工艺试题 课程代码： 00699 一、单项选择题( 在每小题的四个备选答案中，选出一个正确答案，并将正确答案的序号填 在题干的括号内。每小题 2 分，共30分 ) 1.花岗岩属于下列岩石的哪一种?() A. 深成岩 B. 喷出岩 C.火山岩 D. 变质岩 2.在加工玻璃时，不能切割加工的玻璃是()。 A. 压花玻璃 B. 磨砂玻璃 C.铀面玻璃 D. 钢化玻璃 3.下列哪种树木属于针叶木 ?() A. 榉木 B. 杉木 C.樱桃木 D. 胡桃木 4.下列涂料中 ()只宜用于室内使用。 A. 苯——丙涂料 B. 聚乙烯醇系涂料 C.过氯乙烯涂料 D. 乙——丙涂料 5.下列哪项玻璃是制成屏风、扶栏、雕塑等制品?() A. 平板玻璃 B. 玻璃建筑构件 C.建筑艺术玻璃 D. 玻璃绝热材料 6.下列哪项不属于建筑主体的一部分?() A. 墙体 B. 楼板 C.围墙 D. 柱子 7.一般在护壁板与墙体基层间距较大时，踢脚板宜采取()处理。 A. 平接 B. 内凹式 C.外凸式 D. 垂直接 8.()不适合用于室外工程。 A. 陶瓷锦砖 B. 无铀地砖 C.铀面砖 D. 彩铀地砖 9.下图为屋顶花园基本构造层次，()为防水层。 10.下图为屋顶的类型，()为卷棚顶。 1
11.在木结构设计使用，木材不能长期处在()的温度中使用。 A.50 ℃以上 B.60℃以上 C.65℃以上 D.0 ℃以上 12.不属于常见采光屋顶的骨架布置形式的有() 。 A. 四边锥体 B. 多边型锥体 C.重叠体 D. 壳体 13.下图为主龙骨的是()。 14.下列哪项不是影响平板玻璃外观质量的缺陷?() A. 水 B. 气泡 C.疙瘩与砂粒 D. 线道 15.石膏制品不宜用于()。 A. 吊顶材料 B. 影剧院的穿孔贴面板 C.非承重型隔板墙 D. 冷库内的墙贴面 二、填空题 (每空 1 分，共 15 分 ) 1.根据化学成分的不同，建筑装饰材料可分为________、 ________和________三大类。 2.根据树叶的不同，木材可分为________和 ________两大类。 3.防水材料总体可分为________、 ________和 ________。 4.按照门的开启方式分，门有________、________、 ________、 ________等 8 种。 5.采用 ________或 ________ 等骨架结构将表面装饰构造层与建筑构件连接在一起的构造形 式称为结构类装饰构造。 6.陶瓷地砖一般厚________，其规格有400mm× 400mm,300mm × 300mm,250mm × 250mm 。 三、判断题 (判断下列各题，正确的在题后括号内打“√”，错的打“×” 。每小题1 分，共 5分 ) 1.密度是指材料在自然状态下单位体积的质量。() 2.在树木中，靠近髓心的部分称为心材，其材质最好。() 3.大理石楼面与花岗岩楼面的层次及材料基本不同。() 4.油漆是指涂刷在材料表面能够干结成膜的有机涂料。() 5.对于有水作用的房间，楼地面装饰应考虑抗渗漏、排积水等；对于有酸、碱腐蚀的房间， 应考虑耐酸碱、防腐蚀等。 () 四、问答题（每小题 5 分，共 20 分） 2
1. 快速凝固 快速凝固技术的发展，把液态成型加工推进到远离平衡的状态，极大地推动了非晶、细晶、微晶等非平衡新材料的发展。传统的快速凝固追求高的冷却速度而限于低维材料的制备，非晶丝材、箔材的制备。近年来快速凝固技术主要在两个方面得到发展：①利用喷射成型、超高压、深过冷，结合适当的成分设计，发展体材料直接成型的快速凝固技术；②在近快速凝固条件下，制备具有特殊取向和组织结构的新材料。目前快速凝固技术被广泛地用于非晶或超细组织的线材、带材和体材料的制备与成型。 2. 半固态成型 半固态成型是利用凝固组织控制的技术.20世纪70年代初期，美国麻省理工学院的Flemings 教授等首先提出了半固态加工技术，打破了传统的枝晶凝固式，开辟了强制均匀凝固的先河。半固态成型包括半固态流变成型和半固态触变成形两类：前者是将制备的半固态浆料直接成型，如压铸成型（称为半固态流变压铸）；后者是对制备好的半固态坯料进行重新加热，使其达到半熔融状态，然后进行成型，如挤压成型（称为半固态触变挤压） 3. 无模成型 为了解决复杂形状或深壳件产品冲压、拉深成型设备规模大、模具成本高、生产工艺复杂、灵活度低等缺点，满足社会发展对产品多样性（多品种、小规模）的需求，20世纪80年代以来，柔性加工技术的开发受到工业发达国家的重视。典型的无模成型技术有增量成型、无摸拉拔、无模多点成型、激光冲击成型等。 4.超塑性成型技术 超塑性成型加工技术具有成型压力低、产品尺寸与形状精度高等特点，近年来发展方向主要包括两个方面：一是大型结构件、复杂结构件、精密薄壁件的超塑性成型，如铝合金汽车覆盖件、大型球罐结构、飞机舱门，与盥洗盆等；二是难加工材料的精确成形加工，如钛合金、镁合金、高温合金结构件的成形加工等。 5. 金属粉末材料成型加工 粉末材料的成型加工是一种典型的近终形、短流程制备加工技术，可以实现材料设计、制备预成型一体化；可自由组装材料结构从而精确调控材料性能；既可用于制备陶瓷、金属材料，也可制备各种复合材料。它是近20年来材料先进制备与成型加工技术的热点与主要发展方向之一。自1990年以来，世界粉末冶金年销售量增加了近2倍。2003年北美铁基粉末。相关的模具、工艺设备和最终零件产品的销售额已达到91亿美元，其中粉末冶金零件的销售为64亿美元。美国企业生产的粉末冶金产品占全球市场的一半以上。可以预见，在较长一段时间内，粉末冶金工业仍将保持较高的增长速率。粉末材料成型加工技术的研究重点包括粉末注射成型胶态成型、温压成型及微波、等离子辅助低温强化烧结等。 6. 陶瓷胶态成型 20世纪80年代中期，为了避免在注射成型工艺中使用大量的有机体所造成的脱脂排胶困难以及引发环境问题，传统的注浆成型因其几乎不需要添加有机物、工艺成本低、易于操作制等特点而再度受到重视，但由于其胚体密度低、强度差等原因，他并不适合制备高性能的陶瓷材料。进入90年代之后，围绕着提高陶瓷胚体均匀性和解决陶瓷材料可靠性的问题，开发了多种原位凝固成型工艺，凝胶注模成型工艺、温度诱导絮凝成形、胶态振动注模成形、直接凝固注模成形等相继出现，受到严重重视。原位凝固成形工艺被认为是提高胚体的均匀性，进而提高陶瓷材料可靠性的唯一途径，得到了迅速的发展，已逐步获得实际应用。 7. 激光快速成型 激光快速成形技术，是20实际90年代中期由现代材料技术、激光技术和快速原型制造术相结合的近终形快速制备新技术。采用该技术的成形件完全致密且具有细小均匀的内部组
第一章绪论 1.按所属成型加工阶段划分，塑料成型加工可分为几种类型？分别说明其特点。 (1)一次成型技术 一次成型技术，是指能将塑料原材料转变成有一定形状和尺寸制品或半制品的各种工艺操作方法。目前生产上广泛采用的挤塑、注塑、压延、压制、浇铸和涂覆等。 (2)二次成型技术 二次成型技术，是指既能改变一次成型所得塑料半制品(如型材和坯件等)的形状和尺寸，又不会使其整体性受到破坏的各种工艺操作方法。 目前生产上采用的只有双轴拉伸成型、中空吹塑成型和热成型等少数几种二次成型技术。 (3)二次加工技术 这是一类在保持一次成型或二次成型产物硬固状态不变的条件下，为改变其形状、尺寸和表观性质所进行的各种工艺操作方法。也称作“后加工技术”。大致可分为机械加工、连接加工和修饰加工三类方法。 2.成型工厂对生产设备的布置有几种类型？ (1)过程集中制 生产设备集中； 宜于品种多、产量小、变化快的制品； 衔接生产工序时所需的运输设备多、费时、费工、不易连续化。 (2)产品集中制 一种产品生产过程配套； 宜于单一、量大、永久性强的制品、连续性强； 物料运输方便，易实现机械化和自动化，成本降低。 3.塑料制品都应用到那些方面？ (1)农牧、渔业(2)包装(3)交通运输(4)电气工业 (5)化学工业(6)仪表工业(7)建筑工业(8)航空工业 (9)国防与尖端工业(10)家具(11)体育用品和日用百货 4.如何生产出一种新制品？ (1)熟悉该种制品在物理、机械、热、电及化学性能等方面所应具备的指标； (2)根据要求，选定合适的塑料，从而决定成型方法； (3)成本估算； (4)试制并确定生产工艺规程、不断完善。 第二章塑料成型的理论基础 1.什么是聚合物的结晶和取向？它们有何不同？研究结晶和取向对高分子材料加工有何实际意义？ 2.请说出晶态与非晶态聚合物的熔融加工温度范围，并讨论两者作为材料的耐热性好坏。 晶态聚合物：Tm——Td；非晶态聚合物：Tf——Td。 对于作为塑料使用的高聚物来说，在不结晶或结晶度低时最高使用温度是Tg，当结晶度达到40%以上时，晶区互相连接，形成贯穿整个材料的连接相，因此在Tg以上仍不会软化，其最高使用温度可提高到结晶熔点。
浙江省2018年10月高等教育自学考试 材料加工和成型工艺试题 课程代码：00699 一、填空题(本大题共9小题，每空1分，共15分) 请在每小题的空格中填上正确答案。错填、不填均无分。 1.材料的装饰特性主要包括光泽、__________、__________及花样、质感四个方面的因素。 2.剁斧板、__________、火烧板、__________、__________都是花岗石表面加工方法不同，而呈现出的不同形态。 3.日本由于地震灾害频繁，其高层建筑通常使用的建筑外窗玻璃是__________。 4.饰面构造又称“覆壁式构造”，主要是处理好__________层和__________层的连接构造方法。 5.根据建筑装饰材料的加工性能和饰面部位的不同，饰面构造可分为__________、贴面类饰面构造和__________三类。 6.从楼地面的施工工艺的角度进行分类，可以分为现制整体地面和__________。 7.__________设置在窗的上口，主要用来吊挂窗帘，并对窗帘轨道等构件起遮挡作用。 8.窗的功能有采光、__________、围护、__________、美观。 9.__________是指从天然岩体中开采出来，并加工成块状或板状材料的总称。 二、单项选择题(本大题共15小题，每小题2分，共30分) 在每小题列出的备选项中只有一个是符合题目要求的，请将其代码填写在题后的括号内。错选、多选或未选均无分。 1.根据化学成分的不同分类，下列不包含在有色金属材料类别中的是() A.不锈钢 B.铝 C.铜 D.钛金 2.用氧气焊枪等喷火，使花岗石表层爆裂脱落，形成表面粗糙的板材是() A.火烧板 B.剁斧板 C.机刨板 D.粗磨板 3._____是安全玻璃的一种。() A.不透视玻璃 B.镜面玻璃 1
1、什么叫混合、混炼？并指出各自的特点。 混合是一种趋向于减少混合物非均匀性的操作。 混炼是指用炼胶机将生胶或塑炼生胶与配合剂练成混炼胶的工艺。 混合：温度低（一般低于聚合物熔点），剪切速率小；混炼：温度高（一般高于聚合物熔点），剪切速率大。 2、试述捏合机、高速混合机、开炼机、密炼机的基本结构、工作原理和机器的规格型号。 （1） Z形捏合机 基本结构：带有加热（冷却）夹套的鞍形混合室、一对Z形搅拌器、电气传动装置等。捏合机除了通过夹套加热和冷却外，还可在搅拌器中心开设通道，通加热或冷却载体，以便准确及时地控制捏合时物料的温度。 工作原理：混合时，物料借助于相向转动的一对搅拌器沿着混合室的侧壁上翻,而后在混合室的中间下落，再次为搅拌器所作用。这样重复循环，物料得到多次折叠和撕捏作用，从而得到均匀混合。 (2)高速混合机 基本结构：附有加热或冷却夹套的圆筒形混合室、一个装在混合室底部的高速转动的搅拌叶轮、排料装置、折流板（挡板）以及电气传动装置等。 工作原理：高速混合机工作时，高速旋转的叶轮借助表面与物料的摩擦力和侧面对物料的推力使物料沿叶轮切向运动。同时，由于离心力的作用物料被抛向混合室内壁，并且沿内壁面爬升，当升到一定高度后，由于重力的作用，物料又落回到叶轮中心，接着又被抛起。物料的表面不断得到更新，由于叶轮的转速很高，物料运动速度很快，快速运动的物料粒子之间相互碰撞、摩擦，使得团块破碎，物料因摩擦升温，同时迅速地进行着交叉混合，这些作用促进了各组分的均匀分布和对液态添加剂的吸收。规格型号：GH200，GH表示高速混合机，200表示工作容量200升。实际加料量为工作容量的50～75％。 （3）开炼机 基本结构：两只辊筒、辊距调节装置、安全装置、加热冷却系统和传动系统等。辊筒为中空结构，内部可通加热或冷却载体，也可直接放置电加热棒加热。 工作原理：开炼机工作时，两个辊筒相向旋转，且速度不等。放在辊筒上的物料由于与辊筒的摩擦和粘附作用以及物料之间的粘结力而被拉入辊隙之间，在辊隙内物料受到强烈的挤压和剪切，这种剪切使物料产生大的形变，从而增加了各组分之间的界面，产生了分布混合。该剪切也使物料受到大的应力，当应力大于物料的许用应力时，物料会分散开，即分散混合。所以提高剪切作用就能提高混合塑炼效果。 规格型号：SK-160；SK表示塑料开炼机，160表示辊筒直径160mm。 XK橡胶双辊开炼机。 3、决定开炼机正常工作的条件是什么？ 开炼机正常工作时的两个条件： ①物料与辊筒的摩擦角应大于接触角； ②两个辊筒之间存在速比。减小辊筒间距和加大辊筒速比，可以加大剪切作用。 4、高速混合机中折流板的作用是什么？ 改变混合时物料的流型；内部安装测温传感器，测试物料的温度。 5、常见的连续混合设备有哪几种，各有什么特点？ 连续混合设备主要有单螺杆挤出机、双螺杆挤出机、行星螺杆挤出机和连续混炼机。 6、生胶在成型加工前为什么要进行塑炼？ 塑炼主要是为了降低生胶的弹性，增加可塑性，获得适当流动性，使橡胶与配合剂在混炼过程中易于混合分散均匀，也利于胶料进行各种成型操作。此外，还要使生胶的可塑性均匀一致，从而使制得的胶料质量也均匀一致。 模压成型部分 1、试简述热固性塑料的模压成型（压缩模塑）工艺过程。 模压成型通常称压缩模塑，是将模塑塑料在已加热到指定温度的模具中加压，使物料熔融流动并均匀地充满模腔，在加热和加压的条件下，经过一定的时间，使其发生化学交联反应而变成具有三维体型结构的热固性塑料制品。 2、为什么热塑性塑料较少采用模压成型的方法加工？ 热塑性塑料模压成型时，必须将模具冷却到塑料固化温度以下才能定型为制品，为此需交替加热与冷却模具，生产周期长，故生产中很少采用。 3、什么是BMC、SMC？它们常采用何种方法成型？ BMC:块状模塑料，用预混法制成的聚酯树脂模塑料，模塑料成团块状，故也称料团。 SMC:片状模塑料，用预浸法制成的片状聚酯树脂模压料。 4、热固性塑料、热塑性塑料、橡胶的模压成型有什么不同？ 成型过程中热塑性塑料不发生化学变化，而后两者有物理和化学变化。
1 绪论1绪论材料加工工艺(第2版) 11材料加工工艺在制造业中的地位材料.txt珍惜生活——上帝还让你活着，就肯定有他的安排。雷锋做了好事不留名，但是每一件事情都记到日记里面。 1 绪论 1绪论 材料加工工艺(第2版) 1.1材料加工工艺在制造业中的地位 材料加工工艺（materials processing technology）又称材料成形技术，是金属液态成形、焊接、金属塑性加工、激光加工及快速成形、热处理及表面改性、粉末冶金、塑料成形等各种成形技术的总称。它是利用熔化、结晶、塑性变形、扩散、相变等各种物理化学变化使工件成形，达到预定的机器零件设计要求。材料加工成形制造技术与其他制造加工技术的重要不同点是工件的最终微观组织及性能受控于成形制造方法与过程。换句话说，通过各种先进的成形加工工艺，不仅可以获得无缺陷工件，而且能够控制、改善或提高工件的最终使用特性。材料加工工艺与机械切削加工方法不同，在加工过程中机器零件不仅会发生几何尺寸的变化，而且会发生成分、组织结构及性能的变化。因此材料加工工艺的任务不仅要研究如何获得必要几何尺寸的机器零部件，还要研究如何通过加工过程的控制而使零件具有设定的化学成分、组织结构和性能，从而保证机器零部件的安全性、可靠性和寿命。 图11材料科学与工程四要素 关系三角锥 材料的使用性能取决于材料的组织结构和成分，然而材料的应用最终取决于材料的制备与成形加工。因而，材料的成形加工工艺是制造高质量、低成本产品的中心环节，是材料科学与工程四要素中极为关键的一个要素（图11），也是促进新材料研究、开发、应用和产业化的决定因素。 材料加工技术不仅在机械电子工业领域、而且对制造业中的纺织工业、资源加工业及其他工业领域都起着重要作用。机械工业是国民经济的支柱产业。我国机械工业近年来取得了飞速的发展。根据中国机械工业联合会提供的统计数字,2006年我国机械工业的工业增加值占同期国内生产总值(GDP)的6.86%,国际上通常认为：当一个产业的增加值超过国内生产总值的5%即为支柱产业，我国机械工业长期以来高于此值。我国的机械工业无论产值、利润、新产品产值、进出口总额都在我国有着重要地位。 2006年，我国机械工业总产值突破5万亿元大关，全行业连续4年以20%以上的增幅快速发展。在主要机械产品中，2006年发电设备产量为1.1亿千瓦，比2005年创造的9200万千瓦
高分子材料成型加工原理试题 Material Science & Technology Department, Major: Polymer Science & Engineering, Class: 2008-2. 一、填空 1、聚合物具有一些特有的加工性质，如有良好的__可模塑性__，__可挤压性__，__可纺性__和__可延性__。 2、__熔融指数__是评价聚合物材料的可挤压性的指标。 4、按照经典的粘弹性理论，线形聚合物的总形变由普弹性变、推迟高弹形变、粘弹性变三部分组成。 5、晶核形成的方法:均相成核、异相成核。 6、单螺杆挤出机的基本结构:传动部分、加料装置、料筒、螺杆、机头和口模、辅助设备。 1. 按照塑料塑化方式的不同，挤出工艺可分为(干法)和(湿法)二种;按照加压方式的不同，挤出工艺 又可分为(连续式)和(间歇式)两种。 2 、聚合物流动过程最常见的弹性行为是:端末效应和不稳定流动。 3、注射过程包括加料、塑化、注射、冷却和脱模五大过程。 7、螺杆结构的主要参数:t、W、h分别指的是螺距、螺槽宽度、螺槽深度。 1、非牛顿流体受到外力作用时，其流动行为有以下特征:(剪应力)和(剪切速率)间通常不呈比例关系，因而剪切粘度对剪切作用有依赖性;非牛顿性是(粘性)和(弹性)行为的综合，流动过程中包含着不可逆形变和可逆形变两种成分。 2、聚合物的粘弹性行为与加工温度T有密切关系，当T>Tf时，主要发生(粘性形变)，也有弹性效应，当Tg 复合材料加工工艺综述 前言： 复合材料(Composite materials)，是由两种或两种以上不同性质的材料，通过物理或化学的方法，在宏观上组成具有新性能的材料。各种材料在性能上互相取长补短，产生协同效应，使复合材料的综合性能优于原组成材料而满足各种不同的要求。 复合材料的基体材料分为金属和非金属两大类。金属基体常用的有铝、镁、铜、钛及其合金。非金属基体主要有合成树脂、橡胶、陶瓷、石墨、碳等。增强材料主要有玻璃纤维、碳纤维、硼纤维、芳纶纤维、碳化硅纤维、石棉纤维、晶须、金属丝和硬质细粒等。 复合材料使用的历史可以追溯到古代。从古至今沿用的稻草增强粘土和已使用上百年的钢筋混凝土均由两种材料复合而成。20世纪40年代，因航空工业的需要，发展了玻璃纤维增强塑料（俗称玻璃钢），从此出现了复合材料这一名称。50年代以后，陆续发展了碳纤维、石墨纤维和硼纤维等高强度和高模量纤维。70年代出现了芳纶纤维和碳化硅纤维。这些高强度、高模量纤维能与合成树脂、碳、石墨、陶瓷、橡胶等非金属基体或铝、镁、钛等金属基体复合，构成各具特色的复合材料。 复合材料是一种混合物。在很多领域都发挥了很大的作用，代替了很多传统的材料。复合材料按其组成分为金属与金属复合材料、非金属与金属复合材料、非金属与非金属复合材料。按其结构特点又分为：①纤维复合材料。将各种纤维增强体置于基体材料内复合而成。如纤维增强塑料、纤维增强金属等。②夹层复合材料。由性质不同的表面材料和芯材组合而成。通常面材强度高、薄；芯材质轻、强度低，但具有一定刚度和厚度。分为实心夹层和蜂窝夹层两种。③细粒复合材料。将硬质细粒均匀分布于基体中，如弥散强化合金、金属陶瓷等。④混杂复合材料。由两种或两种以上增强相材料混杂于一种基体相材料中构成。与普通单增强相复合材料比，其冲击强度、疲劳强度和断裂韧性显著提高，并具有特殊的热膨胀性能。分为层内混杂、层间混杂、夹芯混杂、层内／层间混杂和超混杂复合材料。 60年代，为满足航空航天等尖端技术所用材料的需要，先后研制和生产了以高性能纤维（如碳纤维、硼纤维、芳纶纤维、碳化硅纤维等）为增强材料的复合材料，其比强度大于4×106厘米（cm），比模量大于4×108cm。为了与第一代玻璃纤维增强树脂复合材料相区别，将这种复合材料称为先进复合材料。按基体材料不同，先进复合材料分为树脂基、金属 材料成型与加工技术 Company number：【0089WT-8898YT-W8CCB-BUUT-202108】 第一章绪论 制造业是提高国家工业生产率、经济增长、国家安全及生活质量的基础，是国家综合实力的重要标志。现如今我国制造业面临巨大挑战，因而加强材料成形加工技术与科学基础研究，大力采用先进制造技术，对国民经济的发展具有重要意义。 材料成形加工技术与科学既是制造业的重要组成部分，又是材料科学与工程的四要素之一，对国民经济的发展及国防力量的增强均有重要作用。“新一代材料精确成形加工技术”与“多学科多尺度模拟仿真”是现代两个重要学科研究前沿领域。高新技术材料的出现，将加速发展以“精确成形”及“短流程”为代表的材料加工工艺，包括：全新的成形加工方法与工艺，及传统成形加工方法的改进与工序综合。“模拟仿真”是产品计算机集成制造、敏捷制造的主要内容，是实现制造业信息化的先进方法。并行工程已成为产品及相关制造过程集成设计的系统方法，以计算机模拟仿真与虚拟现实技术为手段的虚拟制造设计将是先进制造技术的重要支撑环境。网络化、智能化是现代产品与工艺过程设计的趋势，绿色制造是现代材料加工技术的进一步发展方向。 面对市场经济、参与全球竞争，必须加强材料成形加工科学与技术的基础和应用研究。只有使用先进的材料加工技术，才能获得高质量产品的结构和性能，这些高性能的先进材料包括传统材料和新材料。发展材料成形加工技术对我国制造业以高新技术生产高附加值的优质零部件有积极作用，可扩大材料及制造范围、提高生产率、降低产品成本、增强企业国际竞争能力。 制造业在过去的几年中发生了巨大变化，而现代高科技及新材料的出现将导致材料成形加工技术的进一步发展与变革，出现全新的成形加工方法与工艺，传统加工方法不断改进并走向工艺综合，材料成形加工技术则逐渐综合化、多样化、柔性化、多科学化。 第二章现代材料成形加工技术与科学 现代材料成形加工技术的作用与地位 我国已是制造大国，仅次于美、日、德，位居世界第四位。材料成形加工行业则是制造业的重要组成部分，材料成形加工技术也是先进制造技术的重要内容。铸造、锻造及焊接等材料加工技术是国民经济可持续发展的主体技术。目前，在汽车行业中汽车重量的65%以上仍由钢铁、铝及镁合金等材料通过铸造、锻压、焊接等加工方法而成形。材料成形加工技术与科学又是材料科学与工程的四要素之一，它不仅赋予零部件以形 浙江省2011年1月自学考试材料加工和成型工艺试题 课程代码：00699 一、填空题(本大题共13小题，每空1分，共32分) 请在每小题的空格中填上正确答案。错填、不填均无分。 1.无机非金属材料包括：___________、___________和___________等。 2.加工材料是指介于___________和___________之间，经过不同程度人为加工的材料。 3.不同的材料有不同的成型加工方法。材料的成型技术有很多种，对金属材料而言，有铸造：包括___________和压铸等；有压力加工：包括___________、___________和挤压等；有连接：包括___________、铆接和粘接等。 4.材料的___________ 是物体表面由于内因和外因而形成的结构特征，通过和视觉所产生的综合印象。 5.___________ 是指材料传导电的能力。根据导电能力的强弱，把材料分为___________ ，半导体和___________。 6.材料的加工性能包括：___________，___________，可焊性，切削加工性。 7.铸造工艺通常包括：铸型准备、铸造金属的___________与___________、铸件处理与检验。 8.普通陶瓷产品在日用器皿、___________陶瓷、___________陶瓷、美术陶瓷、烹饪陶瓷、各种工艺品和工业用具 中应用广泛。 9.天然有机高分子材料是指原材料能从自然界中直接获取的有机高分子材料，主要有___________、___________以及部分原材料衍生物等。 10.人造板材是指利用___________、刨花、木屑、废材以及其他植物纤维等为原料，经过___________或化学处理制成的板材。 11.合成高分子材料也称为聚合物材料，是以人工聚合物为基本组成的高分子材料，分为___________、___________、合成树脂涂料、___________、高分子合成黏合剂、特种功能高分子材料六类，其应用已遍及生产、生活、科技的各个领域，是和金属、陶瓷、玻璃等传统材料同样重要的材料分支。 12.生态环境材料，是指同时具有令人满意的使用性能和优良的环境协调性，或者是能够改善环境的材料。其中环境协调性指的是对资源和能源___________ 、对环境___________和循环再生利用率高。对生态环境材料的研究将有助于解决资源短缺、环境恶化等一系列问题，促进社会经济的可持续发展。 13.人类的___________史就是对材料的使用史。人们通常以不同特征的材料来划分人类不同的历史时期，例如___________、陶器时代、___________、铁器时代、人工合成材料时代等，为人类文明的历史树起了一座座里程碑。 二、名词解释（本大题共4小题，每小题5分，共20分） 1.天然材料 2.密度 3.粉末合金 4.构性 第 1 页 1.名词解释： 挤出成型：使聚合物的熔体（或粘性流体）在挤出机的螺杆或柱塞的挤压作用下通过一定形状的口模而连续成型，所得的制品为具有恒定断面形状的连续型材 注射成型：将粒状或粉状塑料加入到注射机的料筒，经加热融化呈流动状态，然后在注射机的柱塞或移动螺杆快速而又连续的压力下，从料筒前端的喷嘴中以很高的压力和很快的速度注入到闭合的模具内。充满模腔的熔体在受压的情况下，经冷却（热塑性塑料）或加热（热固性塑料）固化后，开模得到与模具型腔相应的制品。 压制成型：主要依靠外压的作用，实现成型物料造型的一次成型技术。可分为模压成型和层压成型两大类 压延成型：是生产高分子薄膜和片材的主要方法，它是将接近粘流温度的物料通过一系列相向旋转着的平行辊筒的间隙，使其受到挤压和延展的作用，成为具有一定厚度和宽度的薄片状制品的连续成型方法。 一次成型：通过材料的流动或塑性形变而成型，成型过程中伴随着聚合物状态的转变或相态转变。 二次成型：在低于聚合物的流动温度或熔融温度的“半熔融“类橡胶态下进行的，一般是通过粘弹形变来实现材料型材或坯件的再成形。二次成型仅适用于热塑性塑料。包括：中空吹塑成型、薄膜的双向拉伸、热成型及合成纤维的拉伸。 焦烧：橡胶在加工过程或硫化前停放过程中出现早期硫化现象，又称“自硫“ 正硫化：正硫化是一个阶段，处在正硫化的橡胶达到一定的交联反应程度，物理机械性能或综合性能达到最佳值。（P167） 压延效应：开炼机亦有压延效应。在压延过程中，物料在通过压延辊筒间隙时受到很大的剪切力和一些拉伸应力，聚合物大分子会沿着压延方向作定向排列，以致制品在物理机械性能上出现各向异性。 2、请问以下塑料标识体系的意义 PET HDPE PVC LDPE PP PS PC/PA等 3、请写出以下聚合物的名称，指出其中哪些聚合物必须交联后才能使用，哪些是工程塑料。 NR，PE，POM，PMMA，PVC，PET，PP,PC, MF,BR, EP, NBR, PA 需要交联： NR天然橡胶，BR顺丁橡胶，EPR乙丙橡胶，NBR丁腈橡胶, MF三聚氰胺甲醛树脂 通用塑料： PE聚乙烯，PMMA聚甲基丙烯酸甲酯，PVC聚氯乙烯，PP聚丙烯, MF三聚氰胺甲醛树脂工程塑料： PC聚碳酸酯，PA聚酰胺，POM聚甲醛，PET聚对苯二甲酸乙二醇酯 4、例举三种通用塑料和三种工程塑料，并说明其结构和用途。 通用塑料： PE聚乙烯 主要用来制造薄膜、包装材料、容器、管道、单丝、电线电缆、日用品等 第一章绪论 1.“高分子材料”的定义。 高分子材料是以高分子化合物为主要组分的材料，是从应用的角度对高分子进行形的归类如，塑料、橡胶、纤维、涂料、黏合剂等。 2.高分子材料成型加工的定义。 高分子材料（由高分子化合物和添加剂组成）是通过成型加工工艺得到具有实用性的材料或制品过程的工程技术。从高分子材料成型加工的工艺过程方面考虑，高分子材料的成型加工进一步定义为，要求通过共混、反应及分子组装等聚合物加工方法获得新的性能及功能，要求利用外场、温度、时间等组合控制材料非平衡态结构以获得特殊性能及功能。 3.高分子材料工程特征的含义。 一方面，高分子材料结构上的特殊性，使得其性能是可变的，因此高分子材料成型加工方法具有多样性。即同样的高分子材料，通过不同的成型加工过程（包括加工工艺条件），制得高分子材料制品的性能是不一样的。另一方面，高分子材料的制品的性能决定于材料本身及成型过程中产生的附加性质，这些附加性质有些要加以利用，有些要进行限制。因此，高分子材料的成型加工方法具有多样性。 第二章高分子材料学 1．分别区分“通用塑料”和“工程塑料”，“热塑性塑料”和“热固性塑料”，并请各举2～3例。 通用塑料：一般指产量大、用途广、成型性好、价廉的塑料。通用塑料有：PE，PP，PVC，PS等； 工程塑料：是指拉伸强度大于50MPa，冲击强度大于6kJ/m2 ，长期耐热温度超过100℃的，刚性好、蠕变小、自润滑、电绝缘、耐腐蚀等，可代替金属用作结构件的塑料。工程塑料有：PA，PET，PBT，POM等；工程塑料是指被用做工业零件或外壳材料的工业用塑料，是强度、耐冲击性、耐热性、硬度及抗老化性均优的塑料。日本业界将它定义为“可以做为构造用及机械零件用的高性能塑料，耐热性在100℃以上，主要运用在工业上”。 材料成形加工工艺与设备 复习题 一.选择题 1.为了防止铸件过程中浇不足以及冷隔等缺陷产生，可以采用的工程措施有（ A. 减弱铸型的冷却能力； B .增加铸型的直浇口高度； C. 提高合金的浇注温度； D . A B和C; E . A和Co 2?顺序凝固和同时凝固均有各自的优缺点。为保证铸件质量，通常顺序凝固适合于（）,而同时凝固适合于（）。 A.吸气倾向大的铸造合金； B .产生变形和裂纹倾向大的铸造合金； C.流动性差的铸造合金； D .产生缩孔倾向大的铸造合金。 3. 铸造应力过大将导致铸件产生变形或裂纹。消除铸件中残余应力的方法是（ 消除铸件中机械应力的方法是（）o A.采用同时凝固原则； B .提高型、芯砂的退让性； C. 及时落砂； D .时效处理。 4. 合金的铸造性能主要是指合金的（）和（）o A.充型能力；B .流动性； C .收缩； D. 缩孔倾向；E .应力大小；F .裂纹倾向。 图2-2 6 .如图2-2所示应力框铸件。浇注并冷却到室温后，各杆的应力状态为（ 用钢锯沿A-A线将0 30杆锯断，此时断口间隙将（）断口间隙变化的原因是各杆的应 力（），导致0 30杆（），0 10杆（） A.增大；B .减小；C .消失；D .伸长；E .缩短；F.不变； G. 0 30杆受压，0 10杆受拉；H. 0 30杆受拉，0 10杆受压。 ）。 A. 不存在铸造应力; B. 只存在拉应力； C. 存在残余热应力; D. 只存在压应力； E. 存在机械应力； F. C和E。）； )o若 7.常温下落砂之前，在右图所示的套筒铸件中（）o常温下落砂以后，在该铸件中 2G G复合材料加工工艺综述
材料成型与加工技术
浙江2011年1月材料加工和成型工艺自考试题
材料加工成型
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材料成形加工工艺与设备复习题(含答案)
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