第十三章 非金属材料成型

三. 稀有气体
He
2.用途：
超低温冷却剂；填充气球；作惰性保护气用于核 反应堆热交换器；液氦在温度小于2.2K时，是一 种超流体，具有超导性和低粘性，对于研究和验 证量子理论有重要的意义。
Ne Ar
氖的导电性是空气的75倍，用于放电管中发射红光， • 也用于作金属焊接的保护气。
氩 氩的导热性很差，用于填充灯泡，也 用作焊接的保护气。
第十三章 氢和稀有气体
制作人 何晓燕
• [教学要求]
1．了解氢及氢化物的物理和化学性质。 2．了解稀有气体的发现简史，单质、化合 物的性质、结构及用途。
• [教学重点]
1．氢化物的化学性质。 2．稀有气体化合物的结构及性质。
• [教学难点]
VSEPR理论判断稀有气体化合物的结构。
[主要内容]
1．氢的存在，氢气的性质，氢 化物。 2．稀有气体的存在、性质、制 备和应用，稀有气体的化合物。
早在1785年,英国著名科学家Cavendish H.在研究空气 组成时，就发现在电火花作用下，用缄液吸收了氮和 氧化合生成的氧化氮后，仍然有近1%的残存气体，但 这并未引起重视，谁也没有想到，就在这少量气体里 竟藏着整整一个族的化学元素。
100多年后，英国物理学家瑞利（Rayleigh J.W.S.）在研究氮气时发现，从氮的化合物中 分离出来的氮气每升重1.2508g，而从空气中 分离出来的氮气在相同情况下每升重1.2572g， 瑞利无法解释，于是写信给《自然》，遍请 读者回答，但无复信。 1894年,他与Ramsay合作，把空气中的氮气 和氧气除去，用光谱分析鉴别剩余气体时发 现了氩。由于氩和许多试剂都不发生反应， 极不活泼，故命名为 Argon(在希腊文中是 “懒惰”的意思，中译为氩，元素符号是 Ar)

(2) 滑动速度大→粘度较低的润滑油。 (3) 粗糙或未经跑合的表面→粘度较高的润滑油。 (4) 参考表13-2。
油性：指润滑油吸附在接触表面的能力 非全液体润滑时，润滑油的油性对防止金属磨 损起着主要作用。
润滑脂选择原则：
(1) 轻载高速时选针入度大的润滑脂，反之 选针入度小的润滑脂。
(2) 所用润滑脂的滴点应比轴承的工作温度高 约20~30℃。
3、固体润滑剂 轴承在高温，低速、重载情况下工作，
不宜采用润滑油或脂时可采用固体润滑剂。 常用：石墨、聚四氟乙烯、二硫化钼、二硫化钨等。
使用方法： (1) 调配到油或脂中使用； (2) 涂敷或烧结到摩擦表面； (3) 渗入轴瓦材料或成型镶嵌在轴承中使用。
选择粘度时，应考虑如下基本原则：
(1) 压力大、温度高、载荷冲击变动大 →粘度大的润滑油。
例：机床、发电机、轧钢机、大型电机、 内燃机、铁路机车、仪表等。
§13—2 滑动轴承的结构
一、向心滑动轴承
1、整体式向心滑动轴承
2、剖分式向心滑动轴承
适于低速、轻载或间隙工作的机器。 3、自动调心式向心滑动轴承
剖分式径向滑动轴承装拆方便，轴瓦磨损后 可调整剖分面处的垫片来调整轴承间隙。
4、调隙式向心滑动轴承
→硬晶粒起耐磨作用，软基体则增加材料的塑性。
特点：嵌入性、顺应性最好，抗胶合性好，但机械强度较低。
∴ 作为轴承衬浇注在软钢或青铜轴瓦的表面。——价格较贵
(5) 多孔质金属材料（粉末冶金）——含油轴承 原理：利用铁或铜和石墨粉末、树脂混合 经压型、烧结、整形、浸油而制成。
特点：组织疏松多孔，孔隙中能大量吸收润滑油， ∴ 称含油轴承，具有自润滑的性能。
间歇供油: 油壶或油枪
连续供油: (1) 滴油润滑 可调节油量!

《材料成型技术基础》课程教学大纲课程中文名称：材料成型技术基础课程英文名称：Fundamentals of Engineering Material Manufacturing Technology课程编号：ZF16613课程性质：专业方向课程学时：（总学时36、理论课学时30、实验课学时6）学分：2适用对象：机械设计制造及其自动化先修课程：机械工程材料、现代工程图学、材料力学、公差与测量技术、机械原理、机械设计、基本机械加工技能训练课程简介：《材料成型技术基础》主要内容是介绍各种材料尤其金属材料成型加工工艺及相关知识，从而为学生今后学习有关的专业课程以及从事专业技术工作奠定必要的材料加工方面的知识和素质基础。

该课程是综合性技术基础课程，为机械设计制造及其自动化专业的选修课程。

通过对该课程的学习，获得常用机械工程材料工艺知识，培养工艺分析的初步能力，为学习其它有关课程和今后从事机械设计工作提供了必要的基础。

一、教学目标及任务（1）熟悉常用工程材料的组织、性能、应用和选用原则。

（2）掌握材料成型方法的基本原理和工艺特点，培养学生选择毛坯及工艺分析的初步能力。

（3）了解各主要成型方法所用设备的基本工作原理和适用范围。

（4）初步了解新工艺、新材料、新技术及发展趋势。

二、学时分配三、教学内容及教学要求第一章绪论（2学时）材料加工工艺发展史，材料加工生产在国民经济中的地位，本课程的主要内容与学习方法。

第二章金属的液态成型（8学时）教学重点：液态金属成型方法，液态成型金属件的工艺设计；分型面与浇注位置选择及相互关系，合金性能对铸件结构工艺性的影响教学难点：分型面与浇注位置选择教学要求：掌握液态金属的工艺性能，掌握液态金属的成型方法，掌握液态成型金属件的设计，了解液态成型技术的新进展。

教学内容：第一节金属液态成型工艺基础液态金属的工艺性能；合金的工艺性能与铸件质量的关系第二节常用合金铸件的生产铸铁件的生产；铸钢件的生产；有色合金铸件的生产第三节液态金属的成型方法重力作用下的液态成型方法；外力作用下的液态成型方法；金属液态成型方法的合理选用第四节液态成型金属件的工艺设计铸件结构的工艺性；铸造工艺方案的确定；铸造工艺参数的确定；浇冒口系统设计；液态成型工艺设计实例第五节液态成型技术的新进展快速成型技术及应用；快速凝固技术；消失模铸造；计算机在铸造中应用.习题要点：1、什么是金属液态成型？2、金属液态成型制品的主要缺陷有哪些？3、什么是缩松和缩孔？如何防止缩松和缩孔？4、金属液态成型的基本方法有哪些？5、如何确定铸造工艺方案？如何进行浇口设计？第三章金属的塑性成型（8学时）教学重点：金属塑性成型方法，塑性成型件的工艺设计，自由锻和模锻工艺设计教学难点：塑性成型件的工艺设计教学要求：掌握金属塑性成型的工艺理论基础，掌握金属塑性成型方法，掌握塑性成型件的工艺设计，了解塑性成型技术新发展。

材料⼯程基础复习要点知识点整理材料⼯程基础复习要点第⼀章粉体⼯程基础粉体：粉末质粒与质粒之间的间隙所构成的集合。

*粉末：最⼤线尺⼨介于0.1～500µm的质粒。

*粒度与粒径：表征粉体质粒空间尺度的物理量。

粉体颗粒的粒度及粒径的表征⽅法：1.⽹⽬值表⽰——（⽬数越⼤粒径越⼩）直接表征，如果粉末颗粒系统的粒径相等时可⽤单⼀粒度表⽰。

2.投影径——⽤显微镜测试，对于⾮球形颗粒测量其投影图的投影径。

①法莱特（Feret）径D F：与颗粒投影相切的两条平⾏线之间的距离②马丁（Martin）径D M：在⼀定⽅向上将颗粒投影⾯积分为两等份的直径③克伦贝恩（Krumbein）径D K：在⼀定⽅向上颗粒投影的最⼤尺度④投影⾯积相当径D H：与颗粒投影⾯积相等的圆的直径⑤投影周长相当径D C：与颗粒投影周长相等的圆的直径3.轴径——被测颗粒外接⽴⽅体的长L、宽B、⾼T。

①⼆轴径长L与宽B②三轴径长L与宽B及⾼T4.球当量径——把颗粒看做相当的球，并以其直径代表颗粒的有效径的表⽰⽅法。

（容易处理）*粉体的⼯艺特性：流动性、填充性、压缩性和成形性。

*粉体的基本物理特性：1.粉体的能量——具备较同质的块状固体材料⾼得多的能量。

2.分体颗粒间的作⽤⼒——⾼表⾯能，固相颗粒之间容易聚集（分⼦间引⼒、颗粒间异性静电引⼒、固相侨联⼒、附着⽔分的⽑细管⼒、磁性⼒、颗粒表⾯不平滑引起的机械咬合⼒）。

3.粉体颗粒的团聚。

第⼆章粉体加⼯与处理粉体制备⽅法：1.机械法——捣磨法、切磨法、涡旋磨法、球磨法、⽓流喷射粉碎法、⾼能球磨法。

①脆性⼤的材料：捣磨法、涡旋磨法、球磨法、⽓流喷射粉碎法、⾼能球磨法②塑性较⾼材料：切磨法、涡旋磨法、⽓流喷射粉碎法③超细粉与纳⽶粉：⽓流喷射粉碎法、⾼能球磨法2.物理化学法①物理法（雾化法、⽓化或蒸发-冷凝法）：只发⽣物理变化，不发⽣化学成分的变化，适于各类材料粉末的制备②物理-化学法：⽤于制备的⾦属粉末纯度⾼，粉末的粒度较细③还原法：可直接利⽤矿物或利⽤冶⾦⽣产的废料及其他廉价物料作原料，制的粉末的成本低④电解法：⼏乎可制备所有⾦属粉末、合⾦粉末，纯度⾼3.化学合成法——指由离⼦、原⼦、分⼦通过化学反应成核和长⼤、聚集来获得微细颗粒的⽅法①固相法：以固态物质为原始原料（热分解反应法、化合反应法、⽔热法等）②液相沉淀法：最常见的⽅法沉淀法（直接沉淀法、均匀沉淀法、共沉淀法）、溶胶-凝胶法影响颗粒粉碎的因素：易碎性、碰撞速度（碎料例⼦碰撞速度、粉碎介质碰撞速度）粉体的分级：把粉体材料按某种粒度⼤⼩或不同种类颗粒进⾏分选的操作。