相变材料应具有以下几个特点：凝固熔化温度窄，相变潜热高，导热率高，比热大，凝固时无过冷或过冷度极小，化学性能稳定，室温下蒸汽压低。此外，相变材料还需与建筑材料相容，可被吸收。
3相变储能材料的特点
作为相变材料主要应满足的要求有：合乎需要的相变温度：足够大的相变潜热：性能稳定，可反复使用；相变时的膨胀收缩性小；导热性好，相变速度快；相变可逆性好，原料廉价易得等。绝大多数无机物相变材料具有腐蚀性，相变过程中存在过冷和相分离的缺点。为防止无机物相变材料的腐蚀性。储热系统必须采用不锈钢等特殊材料制造，从而增加了制造成本：为抑制无机物相变材料在相变过程中的过冷和相分离，需通过大量试验研究，寻求好的成核剂和稳定剂。而有机物相变材料则热导率较低。相变过程中的传热性能差，在实际应用中通常采用添加高热导率材料如：铜粉、铝粉或石墨等作为填充物以提高热导率。或采用翅片管换热器，依靠换热面积的增加来提高传热性能，但这些强化传热的方法均未能解决有机相变材料热导率低的本质问题。固一液相变材料主要优点是价格便宜，但是存在过冷和相分离现象，从而导致储能不理想：易产生泄露问题，污染环境；腐蚀性较大，封装容器价格高等缺点。
与固一液相变材料相比，固一固相变材料具有不少优点。可以直接加T成型，不需容器盛装：固一固相变材料膨胀系数较小，相变时体积变化较小：不存在过冷和相分离现象，不需要加入防过冷剂和防相分离剂；毒性很低，腐蚀性很小；无泄露问题，对环境不产生污染；组成稳定，相变可逆性好，使用寿命长：装置简单，使用方便。固一固相变材料主要缺点是相变潜热较低，价格较高。
4 应用展望
相变储能材料的开发已逐步进入实用阶段，主要用于控制反应温度、利用太阳能、储存工业反应中的余热和废热。低温储能主要用于废热回收、太阳能储存及供暖和空调系统。高温储能用于热机、太阳能电站、磁流体发电及人造卫星等方面。此外，固一固相变蓄热材料主要应用在家庭采暖系统中，它与水合盐相比．具有不泄漏、收缩膨胀小、热效率高等优点，能耐3000次以上的冷热循环(相当于使用寿命25年)：把它们注入纺织物，可以制成保温性能好、重量轻的服装：可以用于制作保温时间比普通陶瓷杯长的保温杯：含有这种相变材料的沥青地面或水泥路面，可以防止道路、桥梁结冰。因此，它在工程保温材料、医疗保健产品、航空和航天器材、军事侦察、日常生活用品等方面有广阔的应用前景。今后相变储能材料的发展主要体现在以下几个方面：(a)进一步筛选符合环保的低价的有机相变储能材料，如可再生的脂肪酸及其衍生物。对这类相变材料的深入研究，可以进一步提升相变储能建筑材料的生态意义：(b)开发复合相变储热材料是克服单一无机或有机相变材料不足，提高其应用性能的有效途径；(c)针对相变材料的应用场合，开发出多种复合手段和复合技术，研制出多品种的系列复合相变材料是复合相变材料的发展方向之一：(d)开发多元相变组合材料。在同一蓄热系统中采用相变温度不同的相变材料合理组合，可以显著提高系统效率，并能维持相变过程中相变速率的均匀性。这对于蓄热和放热有严格要求的蓄能系统具有重要意义：(e)进一步关注高温储热和空调储冷。美国NASA Lewis研究中心利用高温相变材料成功的实现了世界上第一套空间太阳能热动力发电系统2kW 电力输出，标志这一重要的空间电力技术进入了新的阶段。太阳能热动力发电技术是一项新技术，是最有前途的能源
解决方案之一，必将极大地推动高温相变储热技术的发展。另外，低温储热技术是当前空调行业研究开发的热点，并将成为重要的节能手段；(f)纳米复合材料领域的不断发展，为制备高性能复合相变储热材料提供了很好的机遇。利用纳米材料的特点制备新型高性能纳米复合
相变储热材料是制备高性能复合相变材料的新途径。
3相变材料的应用
相变材料的应用已逐步进入实用阶段，且在许多领域都具有应用价值，如太阳能利用、电力调峰、废热利用、跨季节储热和储冷、食物保鲜、建筑隔热保温、电子器件热保护、纺织服装、农业等㈨¨?。
I．3．2 纳米复合相变材料
由于纳米材料具有独特的电、磁和光学性能，为常规的复合材料的研究增添了新的内容，含有纳米单元相的纳米复合材料通常以实际应用为直接目标，是纳米材料工程的重要组成部分，正成为当前纳米材料发展的新动向。文献l1州中研究了用溶胶-凝胶法制备新型有机-无机纳米复合相变储热材料，并利用差式扫描量热分析仪测定材料的相变温度、相变潜用寿命长、反复使用也不会分解和分层、过冷现象也不太严重、对应用中的影响不大。但是它们有一个严重的缺点，就是将其加热到固-固相变温度以上，它们由晶态固体变成塑性晶体时，塑晶有很大的蒸气压，易挥发损失，从而导致其使用时仍需容器封装，体现不出固--固相变材料的优越性。固- - 固相变材料与固- -液相变材料相比具有很大的优点：一是它无需容器盛装，可以直接加工成型；二是固-- 固相变膨胀系数较小，体积变化小；三是过冷程度轻，无相分离现象；四是无毒、无腐蚀、无污染；五是热效率高，性能稳定，使用寿命长；六是使用方便，装置简单。因此，固-- 固相变材料是很有前途的研究领域。由于对固- - 固相变研究的时间相对较短，尚有大量的末开垦的领域，目前得到的固- 固相变材料，由于品种较少且有缺陷，需要进一步研究。
I．4 相变储能材料的遴选原则
不论开发出何种相变材料，都必须具备如下几个方面的要求。一是热性能要求：有合适的相变温度，较大的相变潜热，合适的导热性能(一般宜大)。二是化学性能要求：在相变过程中不应发生熔析现象，以免导致相变介质化学成分的变化；相变的可逆性要好，过冷度应尽量小，性能稳定；无毒、无腐蚀、无污染；使用安全，不易燃、易爆或氧化变质；较快的结晶速度和晶体生长速度。二是物理性能要求：低蒸气压；体积膨胀率要小；密度较大。四是经济性能要求：原料易购，价格便宜。
纳米复合相变储能材料的制备方法主要有：微纳米胶囊技术、溶胶-凝胶技术、插层原位复合技术、毛细吸附技术和纳米微粒改性技术等
2 聚乙二醇相变材料的研究现状
固一固相变材料，主要是通过晶体有序一无序结构转变进行可逆储能和释能L8】，如多元醇类和高分子交联树脂。这类材料有很多优点：相变膨胀系数小，无过冷和相分离现象，无腐蚀，可直接加工成型等。但因为相变温度较高(多数在100℃以上)，而在实际应用中较少。而固一液相变储能材料，不论是有机类还是无机类，其在相变过程中因为有液相的产生，且大多具有腐蚀性，必须使用专门的容器加以封9】，这不但会增加传热介质与相变材料之间的热阻，降低传热效率，而且使生产成本大大提高。近年来，为克服固一液单一相变材料的缺点，新型复合相变储能材
料应运而生，已成为储热材料研究领域的热点课题。复合相变储能材料的实质是将固一液相变材料通过与其他材料复合而定形，使其在相变前后均能维持原来的形状(固态)，所以也可以称为定形相变材料。它对容器的要求很低，而且某些性能优异的复合相变材料可以与传热介质直接接触，这使换热效率得到很大提高，同时降低了相变储热系统的成本。复合相变储能材料既能有效克服单一相变材料存在的缺点，又可以改善相变材料的应用效果以及拓展其应用范围。其复合方法主要有将相变材料吸附到多孔基质中IlUJ、与高分子材料复合【llI】
或采用胶囊化技术【l，zJ。Xavier等u 3]将有机物相变储热材料石蜡吸附在具有多孔结构的膨胀石墨内，制成石蜡／石墨复合相变储热材料，在发生相变过程中不但能保持外形上的固体形状，而且具有高导热率的石墨大大提高了石蜡的导热能力。利用聚乙二醇作工作物质的复合相变储热材料的制备主要有两种方法：化学法和共混法。
2．1 化学法
化学法制备聚乙二醇复合相变材料的实质是把具有较高相变焓及合适相变温度的固一液相变物质聚乙二醇，与其他高分子通过化学反应合成化学性质相对稳定的固一固相变储能材料，是一种真正的固一固相变。目前的主要研究成果如下。
2．1．1 接枝共聚法制备固一固复合相变材料
接枝共聚是将结晶性相变材料聚乙二醇长链的链端通过化学反应接枝在另一种熔点较高、强度大结构稳定的骨架高分子上。在加热过程中，PEG 高分子支链发生从晶态到无定形态的固～液相转变，而高熔点的高分子主链尚未熔化，限制了PEG的宏观流动，使材料在整体上保持固体状态，从而可以达到利用固一液相变材料实现固态相变储能的目的。中国科学院广州化学研究所在改性高分子类固态相变材料的研究方面做了很多工作。姜勇通过采用化学键联的改性方法，把固一液相变材料聚乙二醇进行改性后，它的端羟基可以和二乙酸纤维素(CDA)上的侧羟基反应而接枝在CDA主链上，形成梳状或交联网状结构。该材料中的PEG支链由于微相分离形成结晶微区，冷热循环时发生结晶态到非结晶态的转变以实现储能和释能。同时PEG和CDA之间的化学键使PEG仍能牢牢地固定在CDA骨架上，失去宏观流动性。通过改变PEG的含量和分子量，可以得到不同相变焓和不同相变温度的一系列固一固相变材料，以适应各种不同的应用需要。利用接枝共聚方法制备以PEG为工作物质，高分子为骨架材料的复合相变材料系列研究主要有：聚乙二醇与聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)Il 、聚乙二醇与纤维素(CELL)Il刚、聚乙二醇与聚乙烯醇(PVA)【]、聚乙二醇与氯化聚丙烯【l8]等。该类材料最显著的优点是通过化学键结合而形成的复合共聚物。它具有较好的固一固相变性能和很高的热稳定性，是一种优良的固一固相变材料，这对实际应用过程中的长期性提供了可能。缺点是该类复合材料导热系数
维普资讯https://www.doczj.com/doc/e316467835.html,第8期方玉堂等：聚乙二醇相变储能材料研究进展·1065·较低，不利于蓄放热的快速响应；同时该类材料在PEG结晶过程中，因为骨架高分子作为一种杂质存在，影响PEG的结晶温度，而PEG的链端被化学键束缚在骨架材料的主链上，使参与结晶的链节数目减少，结化学改性材料PEG／CDA的DSC分析显示，PEG．40OO的质量分数为80％时，其相变焓为73．6 kJ／kg，比其理论相变焓(纯PEG的相变焓与其质量分数的乘积，即186．7×80 =149．4kJ／kg)小得多，在储热密度要求较大的领域，这类材料的应用受到一定限制。所以添加高导热组分提高导热系数、优化制备方法以提高
复合材料的相变焓是这类材料需要改进之处。
2．1．2 嵌段共聚法制备固一固复合相变材料
嵌段共聚是将聚乙二醇分子链作为软段，另一种化学结构不同的高分子作为硬段，通过共缩聚反应成以末端相连的链段所组成的大分子聚合物。在嵌段共聚物中，软链端和硬链段组成具有网络能力的序列结构，即使处于熔体状态，仍能在一定程度上保持原样，从而使共聚物表现为良好的固一固相变特征。东华大学的周光宇等u圳以不同相对分子质量的聚乙二醇为原料，用酯交换法与聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)进行共缩聚，得到PEG嵌段长度或含量不同的PET-PEG共聚物。结果显示，当PEG的相对分子质量达到4 000时，共聚物中的PEG链段才有常温相转变热性质，且共聚物中PEG的比例过高，热焓反而下降，宜控制在40 ～45 。这种材料的优点是PEG嵌段长度可调，具有智能相变功
能。但PET-PEG 共聚物中作为工作物质的PEG含量太低，致使其储热能力较弱。su 以聚乙
二醇为软段，4，4一二苯基甲烷二异氰酸~h(MDI)、1，4一丁二醇(BDO)为硬段，采用两步溶液法合成了具有固一固相变储能性能的聚氨酯材料。其相变实质是软段PEG 由结晶固态转变为非晶固态的过程。该材料中软硬段相分离程度大，软段PEG很好地富集并呈结晶态，在65℃时样品的相变焓达到138．7 kJ／I咯。硬段在材料中起着物理交联点的作用，限制了PEG的自由运动，即使加热到高于PEG熔点30~40℃，仍不会发生宏观流动而呈现固态。微相分离促进剂的加入进一步提高了聚氨酯相变材料的储热性能I2"。相比于已开发的化学法合成的固一固相变材料Il ，"J，这种聚氨酯固一固相变材料的相变
焓明显高于同类产品，即具有更好的相变储热性能。
而且由于它具有多嵌段聚氨酯结构，因此具有较好的化学稳定性和力学性能。缺点是制备工艺比较复杂。嵌段共聚与接枝共聚改性机理不同，分别得到的是主链型和侧链型的固态相变材料，但同为化学方法进行改性，它们存在类似的缺点：相变焓降低和偏低的导热系数。嵌段共聚物中由于硬段存在于软段末端，一定程度上限制了PEG的结晶，又由于软硬段微相分离不完全，PEG 结晶的完整性被破坏，导致相变焓降低。同时化学法制备的聚乙二醇复合相变材料是有机与有机之间通过化学反应而复合，有机材料的导热系数普遍偏低，添加无机高导热组分如氮化铝、碳化硅、石墨等固然能大大提高其导热率，但价格偏高。在未来的研究工作中应考虑对高导热组分进行改性，使其在提高导热率的基础上添加量最少，以降低生产成本。
2．内应力按其产生的原因可分为 热应力 、 相变应力 和 机械应力 三种。。 11、塑性变形时不产生硬化的材料叫做 理想刚塑性材料 。 12、韧性金属材料屈服时， 密席斯屈服 准则较符合实际的。 13、硫元素的存在使得碳钢易于产生 热脆 。 14、应力状态中的 压 应力，能充分发挥材料的塑性。 15、平面应变时，其平均正应力 ｍ 等于 中间主应力 ２。 16、钢材中磷使钢的强度、硬度提高，塑性、韧性 降低 。 17、材料在一定的条件下，其拉伸变形的延伸率超过１００％的现象叫 超塑性 。 18、材料经过连续两次拉伸变形，第一次的真实应变为 １＝０.1，第二次的真实应变为 ２＝０.25，则总的真实应变 ＝0.35。 19、固体材料在外力作用下发生永久变形而不破坏其完整性的能力叫材料的 塑性 。 1、液态金属的流动性越强，其充型能力越好。 （ √ ） 2、金属结晶过程中，过冷度越大，则形核率越高。 （ √ ） 3、实际液态金属（合金）凝固过程中的形核方式多为异质形核。 （ √ ） 4、根据熔渣的分子理论，B>1时氧化物渣被称为碱性渣。 （ √ ） 5、根据熔渣的离子理论，B2>0时氧化物渣被称为碱性渣。 （√ ） 6、合金元素使钢的塑性增加，变形拉力下降。 （ × ） 7. 合金钢中的白点现象是由于夹杂引起的。 （ × ） 8 . 结构超塑性的力学特性为m k S 'ε=，对于超塑性金属m =0.02-0.2。 （ × ） 9. 影响超塑性的主要因素是变形速度、变形温度和组织结构。 （ √ ） 10．屈雷斯加准则与密席斯准则在平面应变上，两个准则是一致的。 （ × ） 11．变形速度对摩擦系数没有影响。 （ × ） 12. 静水压力的增加，有助于提高材料的塑性。 （ √ ） 13. 碳钢中冷脆性的产生主要是由于硫元素的存在所致。 （ × ） 14. 塑性是材料所具有的一种本质属性。 （ √ ） 15. 在塑料变形时要产生硬化的材料叫变形硬化材料。 （ √ ） 16. 塑性变形体内各点的最大正应力的轨迹线叫滑移线。 （ √ ） 17. 二硫化钼、石墨、矿物油都是液体润滑剂。 （ × ） 18．碳钢中碳含量越高，碳钢的塑性越差。 （ √ ） 3. 简述提高金属塑性的主要途径。 答：一、提高材料的成分和组织的均匀性 二、合理选择变形温度和变形速度 三、选择三向受压较强的变形方式 四、减少变形的不均匀性
2015 年秋季学期研究生课程考核 （研究报告） 考核科目:材料相变与相结构分析实践学生所在院（系）:材料科学与工程学院 学生所在学科:材料工程（锻压） 学生姓名: 学号:15S 学生类别:应用型 考核结果阅卷人
实验一 X射线光电子能谱仪的工作原理及基本操作 实验地点：新教学楼（格物楼）108 实验仪器：Thermo 250 Xi X射线光电子能谱仪 实验目的： 1、学习X光电子能谱仪的结构和分析原理 2、学习定性分析元素的方法 3、学习定量分析成分的方法 4、熟悉X光电子能谱仪的操作 5、掌握X光电子能谱谱图的识别与解析能力 操作方法： 一、开机 1、开总电源ON 2、开设备电源ON 3、开冷却循环水的电源开关ON 4、设备控制柜电源开关ON 5、开计算机电源，进入设备控制程序 6、将机械泵和分子泵开启，气压降至8E-8 mbar 7、开启进样仓仓门，放入测试样品，抽气至真空度低于E-6 mbar 8、开启准备仓仓门，将进样仓的样品通过转样台送入准备仓 9、关闭准备仓仓门，随后打开分析仓仓门，将样品推入分析仓，关闭分析仓门 10、开启X射线枪，中和枪等相关测试枪进行测试
二、关机 1、关闭X射线枪、中和枪电源 2、开启分析仓仓门，将样品移至准备仓，并关闭分析仓仓门 3、转移样品至送样台，并开启准备仓仓门，将样品拉回进样仓 4、关闭准备仓仓门，开启进样仓仓门，取出样品，同时抽真空 5、利用电脑控制系统，关闭分子泵，手动关闭机械泵 6、关闭冷却循环水电源OFF 7、关闭控制电源柜电源 8、关闭总电源OFF 主要原理： X-射线光电子能谱仪，是一种表面分析技术，主要用来表征材料表面元素及其化学状态。其基本原理是使用X-射线，如Al Ka=1486.6eV，与样品表面相互作用，利用光电效应，激发样品表面发射光电子，利用能量分析器，测量光电子动能(K.E)，根据B.E=hv-K.E-W.F，进而得到激发电子的结合能（B.E)。 有原理公式：E K=hν-E b-Φsp （E b：电子结合能；Φsp：谱仪的功函数，一般为常数；E K：电子动能，可实验测得；hν：X射线能量，已知）
JS防水涂料与防水卷材的优缺点 卷材防水的优点如：施工方便、工期短、成形后不须养护、不受气温影响、环境污染小，层厚容易按设防计要求撑握，用材计算准确、施工的现场管理方便，不易被偷工减料，层厚均匀，空铺时能有效地克服基层应力(在基层发生效大裂缝时能保持防水层整体)。 卷材防水究其弊端如：防水卷材在防水施工中当根据防水基层的形状而进行量体截衣，对于外形复杂的基层需多块拼接，防水卷材相互搭接处的粘结难度较大，由于多块拼接影响防水层的美观；再则完全绝对的密封将成为主要难题，漏水隐患最大、机会最多的就是卷材的搭接部位；再则高档次的防水卷材具有几十年的耐用久性，但国内目前尚少与之相匹配的粘结剂，由于环境和粘结材料自身等因素往往提前失去粘结功能，由此而导致的防水失败将不言而喻；再则防水卷材在施工后的保护和漏水后的维修亦是难题，裸露在外的防水层对外来的机械性损伤的预防十分重要，防水卷材与基层的粘结无论是满铺、点铺、条铺、空铺，卷材与基层之间都将是走水层，不管任何部位的贯穿性破损，脱胶、漏胶(那怕是只有一处)，整个与其相连贯层面的防水功能都将全部衰失，如果不能找到破损和缺陷部位，则局部的修补就不可能，那么只有重做防水层。 对于那些具有混凝土保护层的防水层，尽管外部机械性穿剌不再有可能，但是如沿沟等部位不适合再做保护层；再则沿沟等部位由于下水道堵塞等原因长期积水的可能性较大，其间防水层的水密性不得有丝毫缺陷；因此沿沟部位卷材防水成功的机会较少；沿沟由于形状复杂，过水洞，出水口等部位的密封难度较大，卷材防水也成为技术上的关键；又由于沿沟中生活和生产废水的结聚，其中的有害成份加速卷材粘结材料的分解、老化、甚至失效。综上所述，卷材防水的弊端并不等于是它的不治之症，我们提出来而且正视它，找到解决问题的方案；如获得高质量和耐久的粘结剂以解决粘结强度和粘结时效问题材，耐心细仔的施工以克服粘结密封问题，使用多道设防和与涂料防水层复合使用，以解决卷材的害怕穿剌问题和防水层的可靠性问题；再是权衡利弊实在不适合使用卷材时应大胆改用和涂料防水. 涂料防水，涂料防水由于它施工方便，厂家多，取材容易，部份防水涂料的生产设备相对简单，所以也是再早发展的防水材料，而且一直沿用不衰。 涂料防水由于其可以形成整体无接缝封闭层，防水慨念完全，可以完全隔气隔水，完全可以隔绝外界雨水、潮气、一切有害气体对防水基层的侵害；涂料防水施工技术容易撑握，施工设备简单，不受基层任何复杂形状的限止都可做成连续整体的防水层，大部份防水涂料还有渗入基层封闭孔隙对建筑物具有补强作用，有的防水涂料还可作为卷材粘结剂起着防水粘结双重功效；但是防水涂料达到上述功效，是必须由材料的质量和防水层的厚度作为保证的；目前发展起来的高分子彩色防水涂料还可作为各种防水层的表面装饰，它的色彩具有隋意性，同时在它陈旧和想改变色彩时在其上罩一至二道(用量不超过半公斤)即可变成全新饰面，同时又增加了防水层的厚度；目前市场院上供应的高分子水乳型彩色防水涂料属环保型防水材料，以水为溶剂，不燃、无毒，该防水涂料的生产、施工、运输都十分安全。 涂料防水还有一个优点就是可以根据基层不同部位的设防要求和结构应力情况进行不
《材料结构与性能》 课程论文 题目：聚氨酯弹性相变材料研究进展 学号：xxx 姓名：xx 学院：材料科学与工程学院 专业：化学
聚氨酯弹性相变材料研究进展 摘要：综述了相变储热材料的研究进展及应用，简要介绍了相变材料的分类以及各类相变材料的特性。综述了聚氨酯弹性相变材料的结晶原理及研究现状，包括材料的合成，软、硬段种类及含量对结晶性能的影响；介绍了影响相变材料结晶、储热、形状稳定性和导热等性能的因素，论述了对其各性能的改性方法。 关键词：聚氨酯；相变材料；储热；弹性 Progress of Polyurethane Elastic Phase Change Materials Ze Ding ( Southwest University of Science and Technology, Mianyang 621010, China) Abstract: This paper introduces research progress and application of phase change materials. The classification of phase change materials and the characteristics of phase change materials are introduced. The crystallization principle and research status of polyurethane elastic phase change materials are reviewed, including the synthesis of materials, the types and contents of soft and hard segments, and the influence on crystallization properties.The factors that influence the properties of phase change materials such as crystallization, heat storage, shape stability and thermal conductivity are introduced. Key words: polyurethane; phase change material; heat storage; elasticity 0 引言 随着人类社会经济的不断发展及能源的大量消耗，节能环保已成为全球关注的话题，新能源的开发利用以及提高能源利用效率已经成为各国研究开发的重点。利用储热材料实现能量供应与需求的平衡，能有效提高能源利用效率，达到节能环保的目的，在能源、航天、建筑、农业、化工等诸多领域具有广阔的应用前景，已成为世界范围内研究的热点。 材料储热的本质是将一定形式的能量在特定的条件下储存起来，并在特定的条件下加以释放和利用。热能存储有3种形式：显热储热、潜热储热和化学反应储热。显热储热是利用材料自身的温度变化来存储和释放热能，而不发生任何其它的变化[1]，这种储热方式简单，成本低，在工作过程中温度会随储存或释放的能量大小发生持续性变化。潜热储存是利用储热材料在发生相变时吸收或放出热量来储热与放热[2]，也称为相变储热。化学反应储热是利用储热材料相接触时发
固态相变原理考试试题 一、(20分) 1、试对固态相变的相变阻力进行分析 固态相变阻力包括界面能和应变能，这是由于发生相变时形成新界面，比容不同都需要消耗能量。 界面能：是指形成单位面积的界面时，系统的赫姆霍茨自由能的变化值。与大小和化学键的数目、强度有关。为表面张力， 为偏摩尔自由能，为由于界面面积改变而引起的晶粒内部自由能变化 （1）共格界面的化学键数目、强度没有发生大的变化，σ最小；半共格界面产生错配位错，化学键发生变化，σ次之；非共格界面化学键破坏最厉害，σ最大。 （2）应变能 ①错配度引起的应变能（共格应变能）：共格界面由错配度引起的应变能最大，半共格界面次之，非共格界面最小。 ②比容差引起的应变能（体积应变能）：和新相的形状有关，,球状由于比容差引起的应变能最大，针状次之，片状最小。 2、分析晶体缺陷对固态相变中新相形核的作用 固相中存在各种晶体缺陷，如空位、位错、层错、晶界等，如果在晶体缺陷处形核，随着核的形成，缺陷将消失，缺陷的能量将给出一供形核需要，使临界形核功下降，故缺陷促进形核。 （1）空位：过饱和空位聚集，崩塌形成位错，能量释放而促进形核，空位有利于扩散，有利于形核。 （2）位错： ①形成新相，位错线消失，会释放能量，促进形核 ②位错线不消失，依附在界面上，变成半共格界面，减少应变能。 ③位错线附近溶质原子易偏聚，形成浓度起伏，利于形核。 ④位错是快速扩散的通道。 ⑤位错分解为不全位错和层错，有利于形核。 Aaromon总结： 刃型位错比螺型位错更利于形核；较大柏氏矢量的位错更容易形核；位错可缠绕，割阶处形核；单独位错比亚晶界上位错易于形核；位错影响形核，易在某些惯习面上形成。 （3）晶界：晶界上易形核，减小晶界面积，降低形核界面能 二、(20分) 已知调幅分解浓度波动方程为： ，其中： 1、试分析发生调幅分解的条件 只有当R（λ）＞0，振幅才能随时间的增长而增加，即发生调幅分解，要使R（λ）＞0，得G”＜0且| G”|＞2η2Y+8π2k/λ2 令R（λ）=0得λc—临界波长，则λ＜λc时，偏聚团间距小，梯度项8π2k/λ2很大，R（λ）＞0，不能发生；λ＞λc时，随着波长增加，8π2k/λ2下降，易满足| G”|＞2η2Y+8π2k/λ2，可忽略梯度项，调幅分解能发生。 2、说明调幅分解的化学拐点和共格拐点,并画出化学拐点、共格拐点和平衡成分点在温度——成分坐标中的变化轨迹 化学拐点：当G”=0时。即为调幅分解的化学拐点； 共格拐点：当G”+2η2Y=0时为共格拐点，与化学拐点相比共格拐点的浓度范围变窄了，温度范围也降低了。 3、请说明调幅分解与形核长大型相变的区别
聚氨酯（PU）防水涂料亦称聚氨酯涂膜防水材料，是以聚氨酯树脂为主要成膜物质的一类高分子防水材料。聚氨酯防水涂料属橡胶系，其组份甲、乙两种组份，甲组份由甲苯二异氨酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯与丙二醇醚、丙三醇醚等原料在加热搅拌下，经过氢转移的加成聚合反应制成；乙组份主要是胺类固化剂或固化剂，加入适量的煤焦油以及增塑剂、防霉剂、填充剂、促进剂等，在加热搅拌田建霞制成的一种混合物。辅助材料有二甲苯、乙酸乙酯、二月桂酸二丁基锡、苯磺酰氯、石渣等。 聚氨酯防水涂料适用于各种屋面防水工程（需覆盖保护层）；地下建筑防水工程、厨房、浴室、卫生间防水工程、水池、游泳池防漏；地下管道防水、防腐蚀等。 聚氨酯具有较大的弹性和延伸能力及较好的抗裂性、耐候性、耐酸碱性和抗老化性，而且是冷作业施工，操作简便，能形成无缝的防水层，对任何形状复杂、管道纵横的部位都容易施工，对一定程度的基层裂缝具有较强的适应性。 附加图-聚氨酯防水涂料所应国家标准GB/T19250-2003 表1 单组份聚氨酯防水涂料物理力学性能 序号项目 I II 1 拉伸强度/MPa 1.9 2.45 2 断裂伸长率/% 550 450 3 撕裂强度/(N/mm) 12 14 4 低温弯折性/℃ -40 5 不透水性 0.3MPa 30min 不透水 6 固体含量/% 80 7 表干时间/h 12 8 实干时间/h 24 9 加热伸长率/% 1.0 -4.0
10 潮湿基面粘结强度/MPa 0.50 11 定伸时老化加热老化无裂纹及变形 人工气候老 化 无裂纹及变形 12 热处理拉伸强度保持 率/% 80~150 断裂伸长率/% 500 400 低温弯折性 /℃ -35 13 碱处理拉伸强度保持 率/% 60~150 断裂伸长率/% 500 400 低温弯折性 /℃ -35 14 酸处理拉伸强度保持 率/% 80~150 断裂伸长率/% 500 400 低温弯折性 /℃ -35 15 人工气候老化拉伸强度保持 率/% 80~150 断裂伸长率/% 500 400 低温弯折性 /℃ -35 a．仅用于地下工程潮湿基面时要求 b．仅用于外漏使用的产品 表2 多组分聚氨酯防水涂料物理力学性能 序号项目 I II 1 拉伸强度/MPa 1.9 2.45 2 断裂伸长率/% 450 450 3 撕裂强度/(N/mm) 12 14 4 低温弯折性/℃ -35 5 不透水性 0.3MPa 30min 不透水 6 固体含量/% 92 7 表干时间/h 8 8 实干时间/h 24 9 加热伸长率/% 1.0 -4.0 10 潮湿基面粘结强度/MPa 0.5 11 定伸时老化定伸时老化无裂纹及变形 人工气候老 化 无裂纹及变形
相变原理习题 一、选择题 1、使TTT曲线左移的因素有___________ 。 A 增加亚共析钢中含碳量 B 提高钢中含钨量 C 增加钢中含铜量 D 使奥氏体产生塑性变形 2、能使钢中马氏体转变开始温度（Ms）升高的因素有__________ 。 A 降低含Ni钢中的Ni含量 B 降低钢中含碳量 C 增大冷却速度 D 提高加热温度 3、高碳马氏体的形貌特征及亚结构是__________ 。 A 板条状及位错 B 凸透镜状及位错 C 凸透镜状及孪晶 4、加热时Fe3C全部溶入A的温度是__________ 。 A A c1 B A c3 C A ccm 5、上贝氏体贝氏体的强度，韧性下贝氏体。 A 高于优于 B 高于不如 C 低于优于 D 低于不如 6、中碳钢淬火后高温回火，可获得优良的综合机械性能。又称为。 A 固溶处理 B 调质 C 热稳定化 D 时效 7、出现了高温回火脆性后，如重新加热到650℃以上，然后快冷至室温，消除脆化。在脆化消除后，再 在450 650℃加热快冷 再发生脆化。 A 可可 B 可不 C 不可可 D 不可不 8、W18Cr4V在560℃回火后，在冷却过程中在250℃稍作停留，残余奥氏体将不再转变为马氏体，这一过程称为。 A 催化 B 相变 C 逆转变 D 稳定化 9.奥氏体核的长大是依靠____的扩散, 奥氏体(A)两侧界面向铁素体(F)及渗碳体(C)推移来进行的. (a)铁原子 (b)碳原子 (c)铁碳原子 (d)溶质原子 10.亚共析钢在A C3下加热后的转变产物为___. (a) F (b) A (c) F+A (d) P+F 11.提高钢中马氏体转变开始点（Ms）的因素有__________ 。 (a) 降低含Ni钢中的Ni含量 (b) 降低钢中含碳量 (c) 增加冷却速度 (d) 提高奥氏体化温度 12.低碳马氏体的形貌特征及亚结构是__________ 。 (a) 板条状及位错 (b) 凸透镜状及位错 (c) 凸透镜状及孪晶 13.共析钢在奥氏体的连续冷却转变产物中，不可能出现的组织是__________ 。 (a) P (b) S (c) B (d) M 14.一般认为共析钢的珠光体转变的领先相是____。 (a)渗碳体 (b)铁素体 (c)奥氏体 (d)渗碳体和铁素体
各种面料的优缺点 1、棉布 是各类棉纺织品的总称。它多用来制作时装、休闲装、内衣和衬衫。它的优点是轻松保暖，柔和贴身、吸湿性、透气性甚佳。它的缺点则是易缩、易皱，外观上不大挺括美观，在穿著时必须时常熨烫。 2、麻布 是以大麻、亚麻、苎麻、黄麻、剑麻、蕉麻等各种麻类植物纤维制成的一种布料。一般被用来制作休闲装、工作装，目前也多以其制作普通的夏装。它的优点是强度极高、吸湿、导热、透气性甚佳。它的缺点则是穿著不甚舒适，外观较为粗糙，生硬。 3、丝绸 是以蚕丝为原料纺织而成的各种丝织物的统称。与棉布一样，它的品种很多，个性各异。它可被用来制作各种服装，尤其适合用来制作女士服装。它的长处是轻薄、合身、柔软、滑爽、透气、色彩绚丽，富有光泽，高贵典雅，穿著舒适。它的不足则是易生折皱，容易吸身、不够结实、褪色较快。 4、呢绒 又叫毛料，它是对用各类羊毛、羊绒织成的织物的泛称。它通常适用以制作礼服、西装、大衣等正规、高档的服装。它的优点是防皱耐磨，手感柔软，高雅挺括，富有弹性，保暖性强。它的缺点主要是洗涤较为困难，不大适用于制作夏装。 5、皮革 是经过鞣制而成的动物毛皮面料。它多用以制作时装、冬装。又可以分为两类:一是革皮，即经过去毛处理的皮革。二是裘皮，即处理过的连皮带毛的皮革。它的优点是轻盈保暖，雍容华贵。它的缺点则是价格昂贵，贮藏、护理方面要求较高，故不宜普及。
6、化纤 是化学纤维的简称。它是利用高分子化合物为原料制作而成的纤维的纺织品。通常它分为人工纤维与合成纤维两大门类。它们共同的优点是色彩鲜艳、质地柔软、悬垂挺括、滑爽舒适。它们的缺点则是耐磨性、耐热性、吸湿性、透气性较差，遇热容易变形，容易产生静电。它虽可用以制作各类服装，但总体档次不高，难登大雅之堂。 7、混纺 是将天然纤维与化学纤维按照一定的比例，混合纺织而成的织物，可用来制作各种服装。它的长处，是既吸收了棉、麻、丝、毛和化纤各自的优点，又尽可能地避免了它们各自的缺点，而且在价值上相对较为低廉，所以大受欢迎 常用织物的特性 俗称品名面料特性优点缺点洗涤方法 天丝是一种环保纤维，1.色彩鲜艳，手感柔软穿着舒1.抗皱性差，再生纤维素采用高科技工艺提取纯适。 1.30?以下手洗不挺括。天丝纤维纺丝，保持具天然纤维2.吸湿透气性强，织物悬垂丝质2.不可氯漂 2.缩水率 Tencel (毛织物:莱所有的特性，属于再生滑爽，染色鲜艳，反复洗涤日晒3.中温熨烫 (但比棉赛尔纤维) 纤维。与棉麻的主要成也不失诸多保健功能 4.不宜烘干要小。分相同。 3.不易起球。 1.吸湿性好,手感柔软,穿着卫1.固色性差，1.30?以下天然织物，耐碱性强，生舒适。洗涤多次易掉手洗或机洗棉不耐酸，抗高温性好， 2.湿态强度大于干态强度,但整色。 2.不可氯漂 Contton 可用各种洗涤剂洗涤，体上坚牢耐用。 2.抗皱性差， 3.高温熨烫但不易暴晒。 3.光泽柔和，有自然美感。缩水率较大。 4.不可暴晒从蚕茧中提取的珍贵丝1.色牢度不 1.30?以下手线，亮丽高贵，一定的高，不易用碱洗桑真丝含量，面料在染整1.手感滑爽，富有光泽，性洗涤
相变研究以及相变温度的确定方法 材料科学与工程1121900133 缪克松 关键词：相变研究是材料科学与工程中重要的一门研究，温度、压力等因素会诱发材料的相变，相变前后材料的微观结构的差异将使材料在物理性质、化学性质等方面发生较 大程度的改变，从而决定了材料的应用范围。温度作为材料在制备、加工、应用中 常常面对的环境变量，对于相变的影响最为直观可控，本文就确定材料的相变温度 介绍了几种方法。 关键词：相变温度；膨胀法；差示扫描量热法；X射线法；声发射法；电阻法 1相变概述 从广义上讲，构成物质的原子或分子的聚合状态、相状态发生变化的过程均称为相变。[1]例如液相到固相的凝固过程、液相到气相的蒸发过程等。相变前的相状态称为旧相或者母相，相变后的相状态成为新相。固态相变发生后，新相与母相之间必然存在某些差别。这些差别或者表现在晶体结构上（同素异构转变），或者表现在化学成分上（调幅分解），或者表现在表面能上（粉末烧结），或者表现在应变能上（形变再结晶），或者表现在界面能上（晶粒长大），或者几种差别兼而有之（过饱和固溶体脱溶沉淀）。 相变的发生往往收到外界环境的激发，温度是最直观也最容易控制的参数，通过对材料在不同温度下几种不同类型的相变的控制，就可以获得预期的组织和结构，充分发挥材料体系的潜能，因此，确定材料的相变温度十分有意义。 随温度的变化，材料在相变前后的差别可以作为检测材料相变温度的依据，本文所述的几种方法其基本原理都是通过比对材料随温度变化发生的改变从而来确定相变温度。 2 膨胀法 2.1 原理 物质的热膨胀是基于构成物质的质点间平均距离随温度变化而变化的一种现象，晶体发生相结构变化的同时总是伴随着热膨胀的不连续变化，因此相变过程中的热膨胀行为的测量是研究相变的重要手段之一。 将样品放入加热炉内，按给定的温度程序加热，加热炉和样品的温度分别由对应的热电偶进行测量，样品长度随温度变化而变化，同时样品支架和样品推杆的长度也发生变化，测量的长度变化结果是样品、样品支架和推杆三者长度变化总和。样品推杆将该长度变化总和传递给位移传感器后，使位移传感器的铁芯发生位置变化而产生电动势，该电动势由测量放大器按比例转换为直流电压，由计算机记录下来。
材料相变原理复习提纲 第1章 1分析固态相变的动力和阻力。 相变驱动力是使系统自由焓下降的因素，相变阻力是相变导致系统自由焓升高的因素。 △ G = △ G相变+△ G界面+△ G畸 式中△ G相变一项为相变驱动力。其值是新旧相自由焓之差。 相变阻力包括很多内容：如晶界能、相界面能、位错畸变能、孪晶界面能、层错能、表面能、相变潜热等。综合为界面能和畸变能。 2讨论固态相变新相形状的影响因素。 新相的形状决定于长大速率的方向性，它受晶面的界面张力、表面或界面杂质吸附、温度和浓度梯度等影响。如生铁中石墨沿基面方向长大，成为片状石墨；如沿垂直于基面方向长大，则成为扇形石墨的复合体，即球状石墨。 1. 以共析钢为例，说明奥氏体的形成过程 1奥氏体晶核的形成：奥氏体晶核易于在铁素体与渗碳体相界面形成2奥氏体的长大：奥氏体中的碳含量是不均匀的，与铁素体相接处碳含量较低，与渗碳体相接处碳含量较高，引起碳的扩散，破坏了原先碳浓度的平衡，为了恢复碳浓度的平衡，促使铁素体向奥氏体转变以及fe3c的溶解，直至铁素体全部转变为奥氏体为止。 3 残余渗碳体的溶解：铁素体比奥氏体先消失，因此还残留未溶解的渗碳体，随时间的延长不断融入奥氏体，直至全部消失。4奥氏体均匀化：残余渗碳体全部溶解时，奥氏体中的碳浓度依然是不均匀的，继续延长保温时间，通过碳的扩散，可使奥氏体碳含量逐渐趋于均匀。渗碳体残余的原因：相界面向铁素体中的推移速度比向渗碳体中推移速度快14.8倍，但是铁素体片厚度仅比渗碳体片大 7倍，所以铁素体先消失，还有相当数量的剩余渗碳体未完全溶解。
2. 奥氏体的晶粒度由几种表示方法？并讨论影响奥氏体晶粒度的影响因素 晶粒度是指晶粒大小，晶粒大小可用多种方法表示，晶粒大小与晶粒度级别（N）的关系为： n = 2N-1 n为放大100倍视野中单位面积内的数。N —般为1-8，级别越高，晶粒越细。 起始晶粒度；实际晶粒度；本质晶粒度。 本质细晶粒钢：5-8级；本质粗晶粒钢：1-4级。 奥氏体起始晶粒度大小决定于奥氏体的形核率（N）和长大速率（G。 n = 1.01（N/G）1/2 n为1mm面积内的晶粒数。 影响奥氏体晶粒长大的因素 1加热温度和保温时间的影响： 2加热速度的影响： 3钢中碳含量的影响： 4合金元素的影响： 3. 解释钢的组织遗传现象和断口遗传现象，分析产生原因，讨论防止方法。 具有粗大晶粒的原始奥氏体冷却得到的非平衡组织加热奥氏体化时，在一定的加热条件下，新形成的奥氏体晶粒会继承和恢复原始粗大的奥氏体晶粒。这种粗大奥氏体晶粒的遗传性，称为钢的组织遗传现象。 具有粗大晶粒的原始奥氏体冷却得到的非平衡组织加热奥氏体化时，以中等加热速 度加热到Ac3以上时，新形成的奥氏体晶粒会得到细化，不发生组织遗传，但这也—细晶组织却出现了粗晶断口，这种现象称为断口遗传现象。 产生原因： 组织遗传：合金钢以非平衡组织加热时，采用慢速加热和快速加热均容易出现组织遗传断口遗传：1.原始粗大奥氏体晶界上有 MnS沉淀粒子，使晶界强度下降。 2. 原奥氏体晶粒内的细小奥氏体晶粒空间取向一致，形成晶内织构，相当于粗大晶粒。 3. 原始奥氏体晶界富集C和Cr元素，形成碳化铬沿晶界析出，导致晶界结合力下降，引起粗大奥氏体晶界断裂。 防止方法：组织遗传：采用中等速度加热奥氏体化才有可能不出现组织遗传
常用防水材料的种类及介绍 常用防水材料的种类及介绍 常用的防水材料有四大种类，一是防水卷材；二是建筑防水涂料；三是刚性防水材料；四是建筑密封材料。 防水卷材是建筑工程防水材料的重要品种之一，目前主要包括沥青系防水卷材、高聚物改性沥青防水卷材、合成高分子防水卷材三大系列。由于环保的原因，沥青纸胎油毡的使用在我国很多城市受限制，生产量逐步下降，而性能相对优越的高聚物改性沥青防水卷材开始逐渐替代纸胎油毡成为市场的主导。改性沥青防水卷材最突出的特点是耐高温性能好，特别适合高温地区或太阳辐射强烈的地区。目前对改性沥青防水卷材的检测主要依据国家于2001年5月1日实施的GB18242《弹性体改性沥青防水卷材》、GB18243《塑性体改性沥青防水卷材》与GB18244《建筑防水材料老化试验方法》三项国家标准，这三项标准已被建设主管部门引入强制性国家规范。对改性沥青防水卷材的质量检测主要集中在"可溶物含量"、"拉力及最大拉力时延伸率"、"不透水性"三项指标的控制。 而三元乙丙橡胶防水卷材和聚氯乙烯防水卷材，是合成高分子卷材（属高档防水卷材），因此在国家有关部门制定的《新型建材及制品导向目录》中，要求在2010年前，要大力发展高分子防水卷材EPDM（三元乙丙橡胶）、PVC（聚氯乙烯）两个品种。高分子防水卷材的优异性能体现在卷材的拉伸强度和抗撕裂强度高、断裂延伸率极大、耐热性和低温柔性好、抗穿孔性能好、耐腐蚀、耐老化、适宜冷施工等等。对上述两款防水卷材质量检测执行的国家标准分别是GB18173.1-2000和GB/T12952《聚氯乙烯防水卷材》，产品按理化性能分为Ⅰ型和Ⅱ型，后者的理化性能指标比前者高，质量更好。 建筑防水涂料建筑防水涂料大宗的分为聚氨酯防水涂料和聚合物水泥基复合防水涂料。聚氨酯防水涂料的检测依据是国家标准GB/T19250-2003《聚氨酯防水涂料》。从目前大多数检测试验结果来看，很多聚氨酯防水涂料的最大延伸率能达到技术要求，但拉伸强度却往往不够，而且技术指标有时也不太稳定，时高时低。诚然，出现这些问题与原材料成本上涨而带来的质量波动也有关系，但是这不能作为降低产品质量的理由。严把质量关应该是一个成熟企业的道德底线。 聚合物水泥基复合防水涂料简称JS防水涂料，是一种以丙烯酸酯等聚合物为主要原料，
复习思考题 1.复习思考题 1．固态相变和液－固相变有何异同点？ 相同点：（1）都需要相变驱动力（2）都存在相变阻力（3）都是系统自组织的过程 不同点：（1）液－固相变驱动力为自由焓之差△G 相变，阻力为新相的表面能△G表，基本能连关系为：△G = △G 相变+△G表，而固态相变多了一项畸变能△G畸，基本能连关系为：△G = △G 相变+△G界面+△G畸（2）固态相变比液－固相变困难，需要较大的过冷度。 2．金属固态相变有那些主要特征？ 相界面；位向关系与惯习面；弹性应变能；过渡相的形成；晶体缺陷的影响；原子的扩散。 3. 说明固态相变的驱动力和阻力？ 在固态相变中，由于新旧相比容差和晶体位向的差异，这些差异产生在一个新旧相有机结合的弹性的固体介质中，在核胚及周围区域内产生弹性应力场，该应力场包含的能量就是相变的新阻力—畸变自由焓△G畸。则有： △G = △G 相变+△G界面+△G畸 式中△G 相变一项为相变驱动力。它是新旧相自由焓之差。 当：△G 相变=G 新 -G 旧 <0 △G 相变小于零,相变将自发地进行 (△G界面+△G畸)两项之和为相变阻力。 (1)界面能△G界面 界面能σ由结构界面能σst和化学界面能σch组成。即：σ=σst+σch 结构界面能是由于界面处的原子键合被切断或被削弱，引起了势能的升高，形成的界面能。 （2）畸变能阻力—△G畸 4．为什么在金属固态相变过程中有时出现过渡相？ 过渡相的形成有利于降低相变阻力， 5. 晶体缺陷对固态相变有何影响？ 晶核在晶体缺陷处形核时，缺陷能将贡献给形核功，因此，晶体通过自组织功能在晶体缺陷处优先性核。 晶体缺陷对形核的催化作用体现在： （1）母相界面有现成的一部分，因而只需部分重建。 （2）原缺陷能将贡献给形核功，使形核功减小。 （3）界面处的扩散比晶内快的多。 （4）相变引起的应变能可较快的通过晶界流变而松弛。 （5）溶质原子易于偏聚在晶界处，有利于提高形核率。 6．扩散型相变和无扩散型相变各有那些特征？ （1）扩散型相变 原子迁移造成原有原子邻居关系的破坏，在相变时，新旧相界面处，在化学位差驱动下，旧相原子单个而无序的，统计式的越过相界面进入新相，在新相中原子打乱重排，新旧相排列顺序不同，界面不断向旧相推移，此称为界面热激活迁移，是扩散激活能与温度的函数。 新相与母相的化学成分不同。 （2）无扩散型相变 相变的界面推移速度与原子的热激活跃迁因素无关。界面处母相一侧的原子不是单个而无序的，统计式的越过相界面进入新相，而是集体定向的协同位移。界面在推移的过程中保持宫格关系。 新相与母相的结构不同，化学成分相同态相变具有形核阶段？ 固态相变分为有核相变与无核相变，大多数固态相变都是有核相变， 8．为什么金属固态相变复杂多样？ 见4页。 9．晶粒长大的驱动力?晶粒长大时界面移动方向与晶核长大时的界面移动方向有何不同？为什么？ 晶粒长大的驱动力：界面能或晶界能的降低。晶粒长大时界面移动方向与曲率中心相同，晶核长大时的界面移动方向与曲率中心相反。 10．什么是自组织？自组织的条件是什么？ 如果系统在获得其空间结构，时间结构过程中没有特定的外界干预，而是一个自发的组织化，有序化，系统化的过程，称自组织。其条件是：（1）开放系统（2）远离平衡态（3）随机涨落（4）非线性相互作用
防水材料概论 Xxx 摘要：阐述了建筑防水材料的主要分类，并对防水卷材、防水涂料和刚性防水材料做了分析，详细介绍了普通沥青防水卷材、聚合物改性沥青防水卷材、合成高分子防水卷材、沥青基防水涂料、聚合物改性沥青基防水涂料、合成高分子防水涂料及刚性涂料的主要品种、性能特点、优缺点及应用范围，并对我国防水材料的发展提出合理化建议。 关键词：防水卷材；防水涂料；刚性防水材料；应用范围 防水材料是指能够防止雨水、地下水与其他水渗透的重要组成材料。防水是建筑物的一项主要功能，防水材料是实现这一功能的物质基础。防水材料的主要作用是防潮、防漏、防渗，避免水和盐分对建筑物的侵蚀，保护建筑构件。防水材料目前已广泛应用于工业与民用建筑、市政建筑、地下水工程、道路、桥梁、地铁、隧道、涵洞、大坝、渠道护坡、海港工程、国防工事、洞库等领域。正确选择和合理使用建筑防水材料，对保证建筑物和构筑物的质量和使用功能，延长其使用寿命是至关重要的环节。我国建筑防水材料通常分为五大类[1]，即：普通沥青类防水材料、聚合物改性沥青防水卷材、合成高分子防水卷材、防水涂料、刚性防水及堵漏止水材料。 1 防水卷材 1.1 普通沥青防水卷材 普通沥青防水卷材是以沥青为浸涂材料所制成的卷材，分有胎卷材和无胎卷材两类。作为传统的建筑防水材料，沥青油毡具有的优点一般包括货源足、价格低廉、施工技术成熟等，可以满足建筑物的一般防水要求。这类防水材料存在着对温度敏感、拉伸强度和延伸率低、耐老化性能差的缺点：特别是用于外露防水工程，高低温特性都不好，容易引起老化、干裂、变形、折断和腐烂等现象：这类防水材料目前虽然己规定了“三毡四油”的防水做法，以适当延长其耐久年限，但却增加了防水层的厚度，同时也增加了工人的劳动强度，特别是对于屋面形状复杂、凸出屋面部分较多的屋顶来说，施工就很困难，质量也难以保证，也增加了维修保养的难度。目前传统的石油沥青纸胎袖毡在中小城市中用作防水层的比例仍很大，连同玻璃布胎油毡、玻璃纤维胎油毡在内约占我国防水材料的85％左右。 1.2 聚合物改性沥青防水卷材 高聚物改性沥青防水卷材是以合成高分子聚合物改性沥青为涂盖层，纤维织物或纤维毡为胎体，粉状、粒状、片状或薄膜材料为覆盖材料制成的可卷曲片状防水材料。通过高分子聚合物对沥青的改性作用，提高沥青软化点，增加低温下的流动性，使感温性能得到明显改善；增加弹性，使沥青具有可逆变形的能力；改善耐老化性和耐硬化性，使聚合物沥青具有良好使用功能，即高温不流淌、低温不脆裂，刚性、机械强度、低温延伸性有所提高，增大负温下柔韧性，延长使用寿命，从而使改性沥青防水卷材能够满足工程防水应用的功能。改性沥青防水卷材大量应用于屋面和地下防水，为稳定可靠起见，标准规定一般铺2层。改性沥青卷材还在种植屋面、桥梁防水、铁道防水、与叠层屋面复合使用和保温节能等方面得到应用。 1）SBS改性沥青防水卷材
纳米材料相变 一、纳米金属结构与相变 1、纳米金属颗粒的结构受周围条件的影响而呈现不同，高温相容易呈现热稳定化。 比如：≤20nm的Co颗粒在室温下呈fcc晶体结构，而这正是大块的Co颗粒在420℃以下才呈现的稳定的结构。 比如：从Cu-Fe合中时效析出的γ-Fe固溶体（2～20nm）与基体共格（同为fcc结构），如将析出相剥离基体萃取出来，则呈现为fcc结构，但部分残留下来的Y—Fe固溶体(奥氏体)冷致液氦温度也不转变。 2、晶体结构决定于晶粒大小 比如经机械合金化（MA）球磨所得到10nm的γ-Fe粉，经570～670K退火1h在bcc晶界处原子重排，呈现具有磁性的有序γ-Fe，而这种γ-Fe比较稳定，但经920K退火1h由于界粒长大至几十纳米，而导致了γ→α的转变，γ-Fe 不复存在。 二、纳米材料的马氏体相变 1、Ms值受晶粒大小及制备方法的影响 比如：①以氢等离与金属反应方法制备的20～200nm直径的Fe-Ni （11.9at%～35.2at％Ni）颗粒；②在溅射所得Fe-Ni薄膜和蒸发沉积Fe-Ni薄膜的纳米颗粒（＜10nm＝；③以悬浮凝固（液N冷却）得到Fe（25～35％w）Ni 超细粉（10～200nm）；④以机械合金化（MA）制备Fe l00-x Ni x纳米晶。这些均表明与γ区溶解度较大块的Fe-Ni（α含10at％Ni γ含20at％Fe）要大，并且纳米晶体的尺寸效应抑制了γ→α的相变，但对α→γ逆相变几乎无影响。 又比如：以磁控溅射法制成纳米颗粒（10nm）Fe-Ni薄膜（KCl）基片得到≤36at％Ni合金呈bcc结构，≥60at％Ni合金呈fcc结构，（36～60）at％Ni间的合金为混合结构；其α区和γ区不但较大块的合金的宽得很多，也较上述不同方法制备的Fe-N1合金为大。将Fe-32at％Ni和Fe-46at％Ni合金试样在TEM中加热至573～773K，保温20min后观察伴随颗粒的长大而发生逆相变。逆相变的开始温度As与大块的相近，自773K冷致室温仍保持fcc结构；进一步冷却至77K，其结构和组织并不改变。这表明薄膜应力状态对结构有一定的影响。
各种防水材料优缺点 刚性防水材料：主要指砂浆防水剂，而水泥基（刚性）防水涂料、渗透结晶性防水涂料，虽然有刚性防水的部分特性，但是厚度非常薄，无法达到足够的防水厚度和强度。 2、柔性防水材料（卷材）： 1）、SBS改性沥青卷材 2）、聚乙烯丙纶防水卷材（也成高分子丙纶卷材） 3）、PVC防水卷材 4）、三元乙丙橡胶防水卷材 5）、合金防水卷材 6）、自帖防水卷材 3、柔性防水材料（涂料） 1）、聚氨酯防水涂料 2）、丙烯酸防水涂料 3）、JS防水涂料（双组份）、 4）、氯丁胶防水涂料等。 柔性防水材料在实际使用中的一大优点和十大缺点： 优点：可以用于预制板屋面顶等机构变化大的防水部位施工。 缺点一：品种繁杂，各品种性能和施工方法的差异性很大，必须由专业人员，专门工具进行施工才能达到质量要求，因此在销售材料的同时，必须完成施工，难以进行通用性和普遍使用的推广； 缺点二：对防水基面的要求比较严格，必须在完全平整、光洁，含水量在9%以下的基面上施工，否则就会出现分层、起鼓、窜水的状况； 缺点三：塑性差，难以处理异性多变或狭小的防水部位，容易留下空隙和薄弱点； 缺点四：与水泥基面的结合度差，在基面潮湿和基面渗透压力大的部位容易分层脱落，尤其是在进行立面（墙面）施工的难度大，必须挂网施工，否则容易造成墙体整体脱落； 缺点五：形成的防水层厚度薄，强度弱，施工必须做砂浆保护层才能防止穿刺破坏、和紫外线的影响，无法耐受水中酸、碱、氯类等腐蚀物的侵蚀，导致过早渗漏； 缺点六：施工后必须再做一层砂浆层才能进行下一道下一道工序的施工； 缺点七：耐久年限短，施工后各项性能逐步衰减和老化分解，出现渗漏状况，每过3~5年就要进行维修和更换，属于周期性材料； 缺点八：综合成本高，施工、材料、储运成本非常高，要达到合格，每平方米的成本不少于60元； 缺点九：易燃烧，在施工工地被焊工引燃，并引发火灾的情况屡见不鲜； 缺点十：含有毒挥发气体，施工时或施工后，长期挥发苯、二甲苯等有害致癌物。
08年工大材料系材料相变原理总复习题(貌似考研也能用) 题： 材料相变原理 复习题 第一章： 1说明成分、相、结构和组织四个概念的含义，并讨论45#钢室温平衡状态下的成分、相、结构和组织。 2 试述金属固态相变的主要特征。 3 哪些基本变化可以被称为固态相变？ 4 简述固态相变过程中界面应变能产生的原因。 5 简述固态相变形成新相的形状与界面能和界面应变能的关系， 6 扩散型相变和无扩散型相变各有哪些主要特点？ 第二章： 1 试述钢中奥氏体和铁素体的晶体结构、碳原子可能存在的部位以及碳原子在奥氏体和铁素体中的最大理论含量和实际含量。 2 以共析钢为例说明奥氏体的形成过程，并说明为什么在铁素体消失的瞬间还有部分渗碳体未溶解。 3 试述影响奥氏体晶粒长大的因素。 4 解释下列概念： 惯习面，非均匀形核，奥氏体的起始晶粒度、实际晶粒度和本质晶粒度，钢在加热时的过热现象，钢的组织遗传和断口遗传。 第三章： 1 试述影响珠光体转变动力学的因素。 2 试述钢中相间沉淀长生条件和机理。
3 概念解释：伪共析组织，魏氏组织，“派敦”处理。 第四章： 1 试述马氏体的晶体结构及其产生原因。 2 简述马氏体异常正方度的产生原因。 3 试述马氏体转变的主要特点。 4 试述钢中板条状马氏体和片状马氏体的形貌特征和亚结构并说明它们的性能差异。 5 Ms点的定义和物理意义。 6 试述影响Ms点的主要因素。 7 试述引起马氏体高强度的原因。 8 概念解释：奥氏体的热稳定化，奥氏体的机械稳定化，马氏体的逆转变，伪弹性，相变冷作硬化，形状记忆效应。 第五章： 1 试述贝氏体转变的基本特征。 2试述钢中上贝氏体和下贝氏体的形貌特征和亚结构并说明它们的性能差异。 3 试述影响贝氏体性能的基本因素。 4 试比较贝氏体转变与珠光体转变和马氏体转变的异同。 第七章：
贵州大学2014—2015学年第一学期 《金属固态相变原理》考试试卷（B卷）班级姓名学号 题号一二三四五总得分评卷人审核人 得分 一、名词解释（每题3分，共15分） 1、同素异构转变： 2、回火抗力: 3、本质晶粒度: 4、奥氏体稳定化: 5、化学热处理: 二、填空题（每空1分，共15分） 1、奥氏体是溶于中所形成的固溶体。 2、共析钢淬火后在回火过程中，由于组织发生了变化，钢的也随之发生改变。其基本趋势是随回火温度升高，钢的和下降，和提高。 3、正火的冷却速度比退火，故正火的组织比较，它的强、硬度比退火。 4、淬火钢的回火，本质上是分解以及析出、聚集长大的过程。广义的回火概念应当是指将淬火后合金固溶体加热到低于相变临界点温度，保温一段时间后再冷却到室温的工艺方法。回火转变是典型的型转变。 三、判断题（每题3分，共12分） 1、珠光体形成时一般在奥氏体晶内形核。 2、钢中的合金元素和碳一样，在贝氏体转变时会发生重新分布。
3、共析钢和过共析钢的连续冷却转变中无贝氏体转变区。 4、等温淬火后的组织不需要再进行回火。 四、论述题（共34分） 1、若按所有的八面体间隙位置均填满碳原子计算，单位晶胞中应含20%的碳原子，但实际上碳在 -Fe中的最大溶解度仅为2.11%，为什么？（6分） ●试分析马氏体转变与贝氏体转变有哪些主要异同点？（8分） ●简述片状珠光体的形成机理。（10分） ●淬火的目的是什么？亚共析钢和过共析钢的淬火加热温度应如何选择？试从
获得的组织及性能等方面加以说明。（10分） 五、分析题（每题12分，共24分） 1、高速钢（高碳高合金工具钢）有时采用分级淬火法，即工件从分级浴槽中取出后常常置于于空气中冷却，但如果当工件尚处于100~200℃时使用水清洗，将会发生什么问题？为什么？ 2、试分析φ10mm的45钢（退火状态），经下列温度加热并水冷后所获得的组织： ①700℃ ②760℃ ③840℃