材料概论作业。概要
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材料概论知识点总结1.材料学纲要结合键离子键、共价键、金属键(化学键)、分子键和氢键1)几种结合键的区别?离子键是以正负离子间的相互作用力形成的结合。
离子键材料由两种以上的电负性相差很大的原子构成。
离子晶体的特性:(1)离子晶体是最密堆积的面心立方或六方密填结构,离子晶体的这种结构特征体现了离子键的各向同性。
(2)对可见光透明,吸收红外波长。
离子震动能级吸收。
共价键不易失去价电子的原子倾向于与邻近原子共有价电子、成为8电子稳定结构。
共价键以拉手结合。
金属键具有方向性,价电子位于共价键附近的几率高于其他处。
共价键形成的条件:原子具有相似的电负性、价电子之和为8。
共价键材料的特性:(1)高硬度、高熔点、导电性差、低膨胀系数,这体现了共价键是强化和键。
(2)性脆,延展性很差,这体现了共价键的方向性。
陶瓷和聚合物;或完全、或部分是共价键。
金属键金属原子失去价电子成为正离子、价电子成为自由电子,离子骨架浸泡在电子的海洋。
本质:是离子、电子间的库仑相互作用。
特性:无方向性,不易被破坏。
使金属具有良好的延展性和导电性,是良好的导体。
分子键由分子之间的作用力(范德华力)而形成的,由于分子键很弱,故结合成的晶体具有低熔点、低沸点、低硬度、易压缩等特性。
氢键氢原子与电负性大的原子X以共价键结合,若与电负性大、半径小的原子Y(O F N等)接近,在X与Y之间以氢去为媒介,生成X-H...Y形式的一种特殊的分子间或分子内相互作用,成为氢键。
1)结合键对材料性能的影响。
金属材料金属材料的结合键主要是金属键。
金属特性:导电性、导热性好;正电阻温度系数;好的延展性;金属光泽等。
陶瓷材料陶瓷材料是包含金属和非金属元素的化合物,其结合键主要是离子键和共价键,大多数是离子键。
离子键赋予陶瓷相当高的稳定性,所以陶瓷材料通常具有极高的熔点和硬度,但同时陶瓷材料的脆性也很大。
高分子材料高分子材料的结合键是共价键、氢键和分子键。
其中,组成分子的结合键是共价键和氢键,而分子间的结合键是范德华键。
材料概论习题及答案
1. 什么是材料?
材料是指用于制造或构成各种物品和工程的实物,通常具有一定方向性、物理性质和化学性质。
2. 材料分类的基本原则是什么?
材料分类的基本原则是根据其组成、结构和性质进行分类。
3. 金属材料的特点是什么?
金属材料的特点是具有良好的导电性、导热性、可塑性、韧性和强度,适用于高温、高压、高速、强腐蚀等极端工况下的使用。
4. 陶瓷材料的特点是什么?
陶瓷材料的特点是具有优异的耐腐蚀性、耐高温性和耐磨性,但是韧性和强度相对较低,易于破碎。
5. 高分子材料的特点是什么?
高分子材料的特点是具有良好的塑性、韧性和绝缘性,但是强度和刚度相对较差,易于老化和变形。
6. 复合材料的特点是什么?
复合材料的特点是将两种或两种以上不同材料经过特定的工艺组合而成,具有优异的性能,可以满足不同领域特定的需求。
7. 工程材料的应用范围包括哪些方面?
工程材料的应用范围包括建筑、装修、交通运输、电子、能源、医疗等方面。
8. 应该如何选取合适的材料?
应该根据使用环境、工作条件、使用要求等多方面因素来选取合适的材料,同时考虑材料的成本、可行性和环境影响等方面因素。
材料概论论文材料是人类社会发展的重要基础,它的应用范围非常广泛,涉及到工业、建筑、交通、医疗等各个领域。
本文将从材料的定义、分类、性能及应用等方面进行概述,以期对材料有一个全面的了解。
首先,材料是指人类利用各种天然资源或人工合成的物质,通过加工、改造、组合等方式,使其具有一定性能和用途的产品。
材料可以分为金属材料、非金属材料和复合材料三大类。
其中,金属材料具有良好的导电导热性能和机械性能,可用于制造机械设备、建筑结构等;非金属材料包括塑料、橡胶、陶瓷等,具有轻质、绝缘、耐腐蚀等特点,广泛应用于日常生活和工业生产;复合材料是由两种或两种以上的材料组合而成,具有综合性能优异的特点,被广泛应用于航空航天、汽车制造等领域。
其次,材料的性能是指材料在特定条件下所表现出的特性。
材料的性能包括力学性能、物理性能、化学性能、热性能等多个方面。
力学性能包括强度、硬度、韧性等,是衡量材料抗力和变形能力的重要指标;物理性能包括密度、导热导电性等,直接影响材料的使用效果;化学性能包括耐腐蚀性、稳定性等,决定了材料在特定环境下的稳定性;热性能包括热膨胀系数、导热系数等,是材料在高温或低温环境下的表现。
最后,材料的应用是指材料在工程实践中的具体运用。
不同的材料具有不同的特性,因此在不同的领域有着各自的应用。
例如,金属材料广泛应用于汽车制造、航空航天等领域;非金属材料则被用于塑料制品、建筑材料等方面;复合材料则在高科技领域有着广泛的应用,如航空航天领域的飞机结构、汽车制造领域的碳纤维零部件等。
综上所述,材料作为人类社会发展的基础,其定义、分类、性能及应用等方面都具有重要意义。
希望通过本文的概述,能够使读者对材料有一个全面的了解,为今后的学习和工作提供帮助。
《材料概论》1.简述材料在国民经济和人民生活中的地位和作用答: 人类社会发展的历史证明, 材料是人类生存和发展、征服自然和改造自然的物质基础, 也是人类社会现代文明的重要支柱。
纵观人类利用材料的历史, 可以清楚的看到, 每一种重要材料的发现和应用, 都是人类支配自然的能力提高到一个新水平。
材料科学技术的每一次重大突破, 都会引起生产技术的革命, 大大加速社会发展的进程, 并给社会生产和人民生活带来巨大变化。
材料对社会、经济及科学技术活动的影响面大、带动力强, 既是支撑国民经济发展的基础产业, 也是当代科技创新的前沿, 更是人类社会进步的里程碑, 是社会文明程度的重要标志。
当今社会公认, 材料、能源和信息技术是现代文明的三大支柱。
从现代科学技术的发展史中可以看到, 每一项重大的新技术文明, 往往都有赖于新材料的发展。
所以材料是人类文明大厦的基石, 在国民经济和人民生活中有着重要的地位和作用。
2简述材料的分类及其性能特点答: (1)材料分为: 金属材料、无机非金属材料、高分子材料和复合材料。
(2)性能特点: 金属材料: 工艺性能有铸造性、锻造性、深冲性、弯曲性、切削性、焊接性、淬透性等。
使用性能有力学性能、抗腐蚀性能、电磁性能、耐热性能等。
无机非金属材料: 力学性能有刚度、硬度、强度、塑性韧性等。
物理、化学性能有热性能、电性能、磁性能、光学性能、化学稳定性等。
高分子材料: 力学性能为低强度和高比强度、高弹性和低弹性模量、高耐磨性、塑性和韧性、蠕变。
物理化学性能有高绝缘性、高化学稳定性、高热膨胀性、低耐热性、低导热性、燃烧性。
复合材料:比强度和比模量高、良好的抗疲劳性、破损安全性好、减摩、耐磨和自润滑性好、工艺性和可设计性好。
此外还有高温性能和减震性能, 化学稳定性好, 具有隔热、耐烧蚀、光、磁等特殊性能。
3简述合成与加工、组成与结构、性质、使用性能四要素之间的关系。
答: 合成与加工、组成与结构、性质和使用性能四要素之间是相互影响相互制约紧密联系的。
材料概论总结材料概论总结材料概论总结一、名词解释1、能源材料:能源开发、转换、运输、储存所需的材料。
2、信息材料:信息的接收、处理、储存和传播所需的材料。
3、结构材料:以力学性能为基础,用以制造各种以受力为主的构件材料。
4、功能材料:主要利用物质独特的物理性质、化学性质或生物功能等而形成的一类材料。
5、碳素钢:含碳量小于2%,除铁、碳和限量以内的硅、锰、磷、硫等杂质外,不含其他合金元素的钢。
6、合金钢:为了改善钢的某些性能而加入一定量的某种或几种合金元素的钢。
7、调质钢:经过调质处理后使用的碳素结构钢和合金结构钢。
8、工具钢:用以制造各种工具用的高~中碳优质钢。
9、铸铁:铸造用生铁经重新熔炼~浇注后铸造机器零件的金属材料。
10、粉末冶金:将金属粉末经过成型和烧结制成金属材料或机械零件的一种工艺方法。
11、灰口铸铁:因其断口的外貌呈暗灰色。
12、蠕墨铸铁:将低碳低硅的铁水经过硅铁或硅钙孕育处理而得。
13、球墨铸铁:用灰口成分的铁水经过球化处理和孕育处理而得。
二、填空1、从材料的使用性能考虑,将材料分为结构材料和功能材料两类。
2、我国河南安阳殷墟出土的商代晚期的司母戊鼎,是使用锡青铜材料铸造的,主要是Cu和Sn的合金。
3、元素周期表中,有84种元素是金属元素。
4、金属材料通常分为黑色金属和有色金属,其中黑色金属主要指铁及其合金。
5、按化学成分分类,钢分为碳素钢和合金钢。
6、按冶炼设备和方法的不同,工业用钢可分为平炉钢、转炉钢和电炉钢。
7、根据冶炼时脱氧程度的不同,钢可分为沸腾钢、半镇静钢、镇静钢。
8、按退火后的金相组织,钢可以分为亚共析钢、共析钢、和过共析钢。
9、按正火后的金相组织,钢可以分为珠光体钢、贝氏体钢、马氏体钢和奥氏体钢。
10、低碳钢、中碳钢和高碳钢的含碳量分别为0.04%~0.25%C、0.25%~0.60%C和0.60%~1.35%C。
11、强碳化物形成元素有钒、锆、铌、钛、钽等。
(举三例即可,中文名称或元素符合均得分。
重点内容第一章:1、掌握材料的概念及其分类;2、了解材料是人类进步的里程碑;先进材料是高新技术发展和社会现代化的基础和先导;3、了解材料科学与工程的形成与内涵;4、掌握材料的组成、结构、性能与使用效能之间的关系及材料的发展与应用第二章:1、重点了解材料的常见性能指标,包括力学性能、物理性能和化学性能;2、了解金属材料中的钢铁、铜和铜合金、铝和铝合金的性能特点及其应用场合。
3、了解钛和钛合金、陶瓷材料、高聚物材料的性能特点及其应用场合。
第三章:掌握导体、半导体和绝缘体材料、超导材料、铁电、热释电、压电和介电材料的结构、性能特点及其应用场合。
第四章:1、掌握磁性的概念、物质磁性分类、磁性材料的分类;•2、重点了解几种新型磁性材料及其应用途径。
•第五章:1、记住基本概念:零电阻现象、迈斯纳效应、约瑟夫森效应;2、理解产生超导的原因和超导体的临界条件;3、了解一、二类超导体之间的区别与联系、超导材料的发展前景;4、、知道超导氧化物的种类及其性能特点。
第六章:1、了解光纤材料的发展史。
2、掌握光纤材料的分类、特点及其应用;3、理解光色材料。
4、掌握红外材料的分类、性能、应用。
第七章:1、了解新能源材料在我国国民经济发展中的重要地位和未来发展的核心作用;2、掌握新型二次电池的种类、原理、性能及其应用;3、掌握燃料电池的构造、原理、特点和应用前景。
第八章:1、了解生物材料的发展、特点和应用前景;2、掌握硬组织相容材料、软组织相容材料、血液相容性材料、生物降解材料的分类、性能特点及其应用场合。
第九章:1、了解环境材料的发展概况、对我国国民经济发展的影响;2、明确环境材料的提出、定义和研究内容;3、掌握环境协调性评价的涵义、应用标准和注意事项;4、掌握材料的生态设计、材料的环境友好加工以及传统材料的友好加工;5、懂得天然材料的加工和应用、绿色包装材料、绿色建材、环境净化、替代和修复材料、环境降解材料的特点与应用前景。
材料概论作业题和答案11什么是材料科学与工程?材料科学与工程的四要素是什么?材料科学与工程是研究材料组成、结构、生产过程材料性能与使用效能以及它们之间的关系。
2材料科学与工程的四个基本要素:组成与结构、合成与生产过程、性质及使用效能。
1、简述晶体的定义和特点?晶体是指其内部粒子呈规则排列的物质。
晶体的特点:一般具有规则的外形;有固定的熔点;各向异性。
2、简述金属中常见的三种晶体结构及每种结构的特点?体心立方晶格:体心立方晶格的晶胞是由八个原子构成的立方体,并且在立方体的体中心还有一个原子,晶格常数a=b=c,通常只用a 表示。
每个体心立方晶胞中仅含有8×1/8+1=2个原子。
面心立方晶格:面心立方晶格的晶胞也是由八个原子构成的立方体,但在立方体的每个面上还各有一个原子。
晶格常数a=b=c,通常只用a表示。
晶胞中包含有8×1/8+6×1/2=4个原子。
密排六方晶格:密排六方晶格由12个原子构成的简单六方晶体,且在上下两个六方面心还各有一个原子,而且简单六方体中心还有3个原子。
晶格常数a=b≠c,c/a=1.633。
晶胞中所含原子数6×1/6×2+2×1/2+3=6个原子。
3、金属变形有哪几个阶段?金属塑性变形对其组织和性能有何影响?金属变形的三个阶段:弹性变形,塑性变形,断裂三个阶段。
影响:(1)塑性变形对金属性能的影响:产生加工硬化。
(2)塑性变形对金属组织的影响:形成纤维状组织、形成亚结构、产生形变织构。
(3)使金属晶体缺陷增多,并产生残余应力。
残余应力的存在会导致材料及工件产生变形、开裂、耐蚀性下降等有害影响。
4、简述碳钢的牌号与用途。
(1)普通碳素结构钢:Q195、Q215、Q235、Q255、Q275等。
数字表示最低屈服强度。
Q195、Q215、Q235塑性好,可轧制成钢板、钢筋、钢管等。
Q255、Q275可轧制成型钢、钢板等。
一、填空题:1.原子间的键合可分为化学键和物理键两大类。
其中化学键包括离子键、金属键和共价键。
2.铁碳合金可按含碳量来分类,含碳量低于2.11%的为碳钢(含碳量低于0.0218&的为工业纯铁),含碳量大于2.11%的为铸铁。
3.以锌为唯一的或主要的合金元素的铜合金称为黄铜。
4.传统上,陶瓷的概念是指所有以黏土为主要原料与其他天然矿物质原料经过粉碎加工、成型、煅烧等过程而制成的各种制品。
5.按照陶瓷坯体结构不同和坯体致密度不同,把陶瓷制品分为两大类陶器和瓷器。
6.陶瓷的微观结构是指晶体结构类型、对称性、晶格常数、原子排列情况及晶格缺陷等,分析京都可达数挨。
7.陶瓷的显微结构是指在光学显微镜(如金相显微镜、体式显微镜等)或是电子显微镜(SEM/TEM)下观察到的陶瓷内部的组织结构,也就是陶瓷的各种组成(晶相、玻璃相、气相)的形状、大小、种类、数量、分布及晶界状态、宽度等,观察范围为微米数量级。
8.高聚物的静态粘弹性行为表现有蠕变、应力松弛。
9.聚合物在溶液中通常呈无规线团构象,在晶体中呈锯齿形或螺旋形。
10.制作碳纤维的五个阶段分别是拉丝、牵伸、稳定、碳化和石墨化。
11.复合材料通常有三种分类法,分别是增强材料、基体材料、纤维材料。
12.所谓纳米材料,从狭义上说,是有关原子团簇、纳米颗粒、纳米线、纳米薄膜、纳米碳管和纳米固体材料的总称。
从广义上说,纳米材料是指晶粒或晶界等显微构造等达到纳米尺寸(<100nm)的材料。
13.信息材料是指与信息技术相关,用于信息收集、储存、处理、传输和显示的各类功能材料。
二、名称解释:1.加工硬化:金属随变形程度的增大,强度和硬度上升而塑性和韧性下降的现象。
2.热处理:p673.白口铸铁:p814.玻璃相:p1275.晶体相:p1266.气相:p1287.结构陶瓷:p117 8.功能陶瓷:p118 9.球晶:p164 10.取向:高分子链在特定的情况下,沿特定方向的择优平行排列,聚合物呈各向异性特征。
作业1 绪论1.人类使用材料的历史经历了哪些时代?答:人类使用材料的历史经历了石器时代、青铜器时代、铁器时代、水泥时代、钢时代、硅时代、新材料时代。
2.材料的化学(键)分类和使用性能分类?答:材料的化学(键)分类:金属材料、无机非金属材料、高分子材料、复合材料。
材料的使用性能分类:结构材料、功能材料。
3.什么是材料科学、材料工程、材料科学与工程?答:材料科学:一门以固体材料为研究对象,以固体物理、固体化学、热力学、动力学、量子力学、冶金、化工为理论基础的边缘交叉基础应用学科,是运用电子显微镜、X射线衍射、热谱、电子离子探针等各种精密仪器和技术,探讨材料的组成、结构、制备工艺和加工使用过程与其机械、物理、化学性能之间的规律的一门基础应用学科。
材料工程:运用材料科学的理论知识和经验知识,为满足各种特定需要而发展、制备和改进各种材料的工艺技术。
材料科学与工程:研究材料的组成与结构、合成与制备(工艺)、性能、使用效能(用途)四者之间相互关系和规律的一门科学。
4.简述无机非金属材料及其特点?答:无机非金属材料是一种或多种非金属元素(如O、C、N等,通常为O)的化合物,主要为金属氧化物和金属非氧化物,不含C-H-O链。
无机非金属材料的特点:①组成:一种或多种非金属元素(如O、C、N等,通常为O)的化合物。
②结构:结合键主要为离子键、共价键或离子-共价混合键。
③性能:高熔点、高强度、耐磨损、高硬度、耐腐蚀和抗氧化的基本属性,宽广的导电性、导热性和透光性以及良好的铁电性、铁磁性和压电性,很差的延展性及耐冲击性。
④合成与制备(艺):(暂忽略)。
⑤使用效能(应用):(暂忽略)。
作业2 材料的组成与结构1.从CaO-SiO 2二元相图分析矿物组成与化学组成、工艺条件的关系?答:①CaO-SiO 2二元相图。
②矿物组成与化学组成的关系:在870-1125℃之间,随着SiO 2质量分数的降低,CaO 质量分数的提高,所形成的矿物组成依次为α磷石英,α磷石英+β-CS ,β-CS ,β-CS+ C 2S ,C 2S ,C 2S+C 3S ,C 3S ,C 3S+CaO ,CaO 。
③矿物组成与工艺条件的关系:在SiO 2-CS 区间,随着温度的升高,依次生成α石英+β-CS ,α磷石英+β-CS ,α磷石英+α-CS ,α方石英+L ,L 。
2.计算[BO 3]三角体和[SiO 4]四面体中正负离子彼此相互接触的正负离子半径的比值。
答:①[BO 3]三角体中正负离子彼此相互接触的正负离子半径的比值:2222)()(⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛++=+-+--+r r r r r 0)(6)(322=-+--++r r r r-+=r r 155.0155.0/=-+r r②[SiO 4]四面体正负离子彼此相互接触的正负离子半径的比值:-=r a 22)(23-++=r r a----+====+r r r a r r 225.12622323 225.0/=-+r r3.为什么岛状、链状、架状硅酸盐晶体结构结构的桥氧数、硅氧比不同? 答:由于[SiO 4]四面体聚合形状不同,所以岛状、链状、架状硅酸盐晶体结构的桥氧数、硅氧比不同。
①岛状硅酸盐晶体结构:桥氧数:0,硅氧比1:4。
②链状硅酸盐晶体结构:单链:桥氧数:1,硅氧比1:3;双链:桥氧数:2.5,硅氧比4:11。
③架状硅酸盐晶体结构:桥氧数:4,硅氧比1:2。
4.什么叫晶体缺陷?有哪些类型?答:①晶体缺陷:实际晶体中原子规则排列遭到破坏而偏离理想结构的区域。
②晶体缺陷类型:点缺陷、线缺陷和面缺陷。
③点缺陷:晶格位置缺陷(弗兰克尔缺陷、肖特基缺陷)、组成缺陷(间隙型杂质原子、置换型杂杂质原子)和电荷缺陷。
④线缺陷:刃型位错、螺型位错。
⑤面缺陷:与晶体结构无关的面缺陷:晶晶界和相界,与晶体结构有关的面缺陷:共轭相界、孪晶界、堆垛层错。
5.试说明图像分析法与非图像分析法的异同。
答:①相同点:图像分析法与非图像分析法均基于物理方法,其工作原理是以电磁波轰击样品激发产生透射、反射和吸收等特征物理信息,将这些信息加以分析从而确定物相组成和结构特征。
②不同点:图像分析法是以显微术为主,既可根据图像的特点及有关的性质来分析和研究固体材料的相组成,也可形象地研究其结构特征和形貌特征,测定其各项结构参数,是材料的主要研究手段,其中最有代表性的是光学显微镜分析和电子显微镜分析。
非图像分析法分为衍射法和成分谱分析。
衍射法包括X射线衍射、电子衍射和中子衍射等三种分析方法,主要用来研究材料的结晶相及其晶格常数,其中最有代表性的是粉末X射线衍射分析和单晶X射线衍射分析。
成分谱分析的信息来源于整个样品,是统计性信息,主要测定材料的化学成分。
成分谱种类很多,有光谱,色谱,热谱,质谱,能谱,波谱,核磁共振谱、穆斯堡尔谱等等,其中最有代表性的是差热分析,红外光谱分析,能谱分析,核磁共振分析。
作业3 材料的合成与制备1.名词解释:熔融法、高温烧结法。
答:(1)熔融法:将合成所需材料的原料加热,使其在加热过程和熔融状态下产生各种化学反应,从而达到一定的化学成分和结构。
根据加热温度的高低,分为高温熔融法和低温熔融法。
玻璃熔融、高炉炼铁、转炉炼钢等为高温熔融法。
高分子化合物的本体聚合和熔融聚合为低温熔融法。
(2)高温烧结法:陶瓷、耐火材料、粉末冶金以及水泥熟料等通常都是要把成型后的坯体(粗制品)或固体粉料在高温条件下进行烧结后,才能得到相应的产品。
2.以石料生产为例说明破碎-筛分流程及所需设备。
答:(1)石料生产线如下图所示:(2)破碎-筛分流程:对原料有粒度要求的原料制备工艺,筛分作业必须与破粉碎作业配合使用,组成破碎-筛分流程,即破碎→筛分→粉碎(磨碎)→筛分→超细粉碎→筛分→符合粒度要求的原料。
(3)所需设备:①破碎设备:颚式破碎机等各种破碎机;②粉碎(磨碎)设备:球磨机等各种磨机;③超细粉碎设备:气流粉碎磨等各种磨;④筛分设备:振动筛等各种筛。
3.什么是配料的原则和方法?答:(1)配料:根据不同种类材料的理化性能、尺寸及外形,并考虑有关工艺因素,制定相应的配方,确定材料的原料组成。
(2)配料的原则:配合料的组成包括按规定比例配合的各种原料的种类、数量(重量或体积)、粒级,因此,配料的原则是:①原料、制品化学组成可能有波动,试样分析可能有误差,配合料的化学成分必须在满足产品性能要求的同时,比产品要求的指标要稍高些;②工艺过程对粉料结合性或分散性的要求;③原料中的水分和灼减成分。
(3)配料的方法:即体积法和重量法。
4.简述泥料混练的目的、方法和设备。
答:(1)泥料混练:使两种以上不均匀物料的成分和颗粒度均匀化,促进颗粒接触和塑化的操作过程。
(2)泥料混练的目的:使坯料中的成分和性质均匀,即在单位重量或体积内具有同样的成分和颗粒组成。
(3)泥料混炼的方法:原料的制备与混合一体化、困料、塑化处理。
(4)泥料混炼的设备:高速混炼机、真空挤泥机、普通捏合机等。
5.根据材料的成型特性,材料的成型方法分为哪几类?答:(1)材料的成型特性:可流动性和可塑性变形性。
①可流动性:材料在加热作用下或添加溶剂时表现出来的流动性。
②可塑性变形性:材料在加热作用下或添加溶剂、增塑剂等助剂时,同时受外力作用下,表现出来的塑性变形行为。
(2)材料成型方法的成型特性分类:自由流动成型、受力流动成型、受力塑性成型和其他成型。
①自由流动成型:成型时无外力作用下,将呈流动状态的物料倒入模型型腔,或使其附在模型表面,经改变温度、反应或溶剂挥发等作用,使之固化或凝固,从而形成具有模型形状的产品,最终产品可以是成品,也可以是半成品。
②受力流动成型:成型时在受力作用下,将呈流动状态的物料注入模型型腔,或使物料通过一定形状的口模,或附在模型表面,经温度变化、反应或溶剂挥发等作用,使物料冷凝、固化,最终形成产品,产品一般无需后续加工即可直接使用。
③受力塑性成型:在受力条件下,在高温或常温,或塑化条件下,使固态物料产生塑性变形而获得所需尺寸、形状及力学性能的成型方法。
6.简述干燥及干燥过程?答:(1)干燥:使含水物料(如湿坯、原料、泥浆等)中的液体水汽化而排除水分的过程。
(2)干燥过程:可大致分为四个阶段。
第一阶段为升速干燥阶段,即随着干燥时间的增长,坯体含水量减少,干燥速度升高,坯体的表面层温度也随之升高。
第二阶段为等速干燥阶段,是干燥过程中最主要的阶段。
在此阶段中,水分的蒸发仅发生在坯体表面上,干燥速度等于自由水面的蒸发速度,虽然水分大量排出,但速度恒定。
因此,干燥速度取决于干燥介质(空气)的温度、湿度及运动速度,而与坯体的厚度(或粒度)及最初含水量无关。
第三阶段是降速干燥阶段,随着干燥时间的增长,坯体含水量减少,水分从表面蒸发的速度超过自坯体内部向表面扩散的速度。
因此干燥速度受水分的扩散速度控制,受空气的温度、湿度及运动速度的影响较小。
第四阶段为平衡干燥阶段,即干燥速度逐渐接近于零,最终坯体水分不再减少。
当空气的温度低于100℃时,保留在坯体中的水分称为平衡水分。
这部分水分被固体颗粒牢固地吸附着。
7.以硅酸盐制品为例,简述常压烧结过程。
答:(1)烧结:使坯体显气孔率接近于零,达到完全致密程度状态的过程。
(2)硅酸盐制品的常压烧结过程:①坯体排出水分阶段(10~200℃):在该阶段中,主要是排出坯体中残存的自由水和大气吸附水。
水分的排除,使坯体中留下气孔,具有透气性,有利于下一阶段反应的进行。
②分解、氧化阶段(200~1000℃):这一阶段发生的物理化学变化依原料种类而异,有排出化学结合水、硅酸盐或硫酸盐分解、有机物的氧化燃烧等。
此外还可能有晶型转变发生或少量低熔液相的开始生成。
此时坯体的重量减轻,气孔率进一步增大,强度亦有较大变化。
③液相形成和晶相合成阶段(>1000℃):分解作用将继续进行,随温度升高,液相生成量增加,液相粘度降低,某些新矿物相开始形成,并进行溶解重结晶。
由于液相的扩散、流动、溶解、沉析传质的进行,颗粒在液相表面张力作用下,进一步靠拢而促使坯体致密化,使其强度增大、体积缩小、气孔率降低、烧结急剧进行。
④烧结阶段:坯体中各种反应趋于完全、充分,液相数量继续增加,结晶相进一步成长而达到致密化,即所谓“烧结”。
⑤冷却阶段:从最高烧成温度至室温的冷却过程中,主要发生玻璃相的析晶、某些晶相的晶型转变、玻璃相的固化等过程。
在此过程中,坯体的强度、密度、体积依品种不同都有相应的变化。
作业4 材料的性能与使用效能1.简述温度对无机晶体材料热容、热膨胀、热传导、热稳定性的影响?答:(1)温度对无机晶体材料热容的影响:当温度远高于德拜温度时,无机晶体材料的)遵循杜隆-珀替定律,变化很小,是一个与构成固体的物质无关的常摩尔比热容(或Cv)将遵循量子规律,而与热力学温量(3R)。