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高分子成型加工原理讲稿

高分子成型加工原理讲稿
高分子成型加工原理讲稿

讲稿

课程名称:高分子材料成型加工原理

课程编号:808025

授课学期:第七学期

授课班级:08高分1、2班

任课教师:张志明

河北联合大学材料科学与工程学院

第一讲

本单元的学习目的和要求:通过了解高分子材料的基本概念、分类、主要品种及其分析、高分子材料在国民经济中的地位和作用、高分子材料加工的学科分类。要求学生掌握高分子材料成型的理论基础知识和品种分类。

本单元的重点和难点:高分子材料的基本概念、分类、主要品种及其分析。

第一部分 前言及绪论

第一章 前言及绪论

1.1前言

1.1.1 自我介绍(略)

1.1.2 本课程在专业学科中的定位

1.1.

2.1 学科培养结构简图

基础课 化工学科基础课 专业基础课 专业课 1.1.2.2 本课程定位

联系高分子工业原料与制品的纽带,通过设备表达。

1.1.

2.3 本课程的内容

聚合物的加工理论基础,纤维、塑料、橡胶的成型加工,涂料及粘合剂加工原理简介,以及一些特殊加工方法简介。

1.1.3 本课程教学的时间安排

章节 学时分配

第一部分 前言及绪论

2 第二部分 高分子材料成型原理中的共性问题 10

聚合物流体的制备 聚合物的混合 聚合物流体的流变性

第三部分高分子材料成型原理中的个性问题26

塑料材料的成型加工原理10

专题一:吹塑、吸塑及冷压烧结成型

橡胶材料的成型加工原理10

化学纤维的成型加工原理 4

专题二:静电纺丝的原理及其过程

涂料、粘合剂及功能高分子的简介 2

第四部分:本课程的复习总结 2

合计40

1.1.4 本课程所使用的教材

[1] 沈新元主编. 高分子材料加工原理(第2版). 中国纺织出版社,2009,3. 1.1.5 推荐参考书

[1] 史玉升,李远才,杨劲松. 高分子材料成型工艺. 化学工业出版社,2006,7

[2] 王贵恒主编. 高分子材料成型加工原理. 化学工业出版社,2003,9(参考教材,第一版1982,2)

1.2 绪论

1.2.1 高分子材料的基本概念

1.2.1.1 高分子化合物及高分子材料的区别

高分子化合物:系指由众多原子或原子团主要以共价键结合而成的相对分子量在1万以上的化合物。

高分子材料:以高分子化合物为基体组分的材料。

1.2.1.2 定义中的几个问题

共价键与分子间力、相对分子质量、1万以上

1.2.2 高分子材料的分类

按来源分类:天然高分子材料及合成高分子材料

按化学组成分类:有机高分子材料及无机高分子材料

按性能分类:通用高分子材料及新型高分子材料

等等

1.2.3 高分子材料的主要品种

高分子材料的六大品种:塑料、橡胶、纤维、涂料、粘合剂、功能高分子(旧类别)

高分子材料的新类别:

通用高分子材料:塑料、橡胶、纤维、涂料、粘合剂

新型高分子材料:功能高分子、智能高分子、高性能高分子、生态高分子1.2.3.1 纤维

定义:一般认为,纤维是一种细长形状的物体,有较大的长径比,还应具有一定的柔性、强度、模量、伸长和弹性等。

分类:按来源分为天然纤维和化学纤维,其中化学纤维又可分为人造纤维和合成纤维。

1.2.3.2 塑料

定义:是以高分子化合物为主要成分,在一定条件下可加工成一定形状并且在常温下保持其形状的材料。

重要特性:可塑性

分类:按来源可分为合成塑料及半合成塑料

按加工性可分为热塑性塑料及热固性塑料

按使用性可分为通用塑料及工程塑料

通用塑料举例:PE,PP,PVC,PS

工程塑料举例:PSF,PA,ABS,PC,POM

1.2.3.3 橡胶

定义:是有机高分子弹性化合物,在很宽的温度(-50~100°C)范围内具有优异的弹性的一类材料。

重要特性:高弹性(熵弹性),弹性的效果取决于硫化程度

分类:按来源可分为天然橡胶和合成橡胶

天然橡胶的组成:聚异戊二烯、蛋白质、灰分等

1.2.3.4 胶粘剂(粘合剂)

定义:能把各种材料紧密地结合在一起的物质。

原料特性:包括主体材料和辅助材料(A料及B料)

分类:按主体材料的来源可分为天然胶粘剂和合成胶粘剂

按作用不同可分为主体材料和辅助材料

按化学组成还可分为无机粘合剂及有机粘合剂

1.2.3.5 涂料

定义:是指涂布在物体表面能形成具有保护和装饰作用膜层的材料。

分类:比较复杂,一般按照成膜物来进行分类,如油性涂料、天然树酯涂料、沥青涂料、醇酸树酯涂料等

1.2.3.6 功能高分子材料

功能高分子:是指在高分子的主链或侧链上具有反应性官能团,因而具有特定功能的高分子材料。

功能高分子材料:由功能高分子构成,与常规高分子材料相比具有不同的性质,并具有某些特殊功能的高分子材料。

分类:按组成和结构上可分为结构型功能高分子材料及复合型功能高分子材

高分子材料成型加工原理 期末复习重点

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 材料的屈服强度,可进行薄膜或纤维拉伸;聚合物加工的最低温度: 玻璃化温度 Tg T > Tf (Tm) 粘流态(熔体,液态)比Tf略高的温度,为类橡胶流动行为,可进行压延、挤出与吹塑成型。可进行熔融纺丝、注射、挤出、吹塑与贴合等加工 3熔融指数?说明熔融指数与聚合物粘度、分子量与加工流动性的关系, 挤出与注塑成型对材料的熔融指数要求有何不同? 熔融指数(Melt Flow Index) 一定温度(T >Tf 或Tm)与压力(通常为2、160kg )下,10分钟内从出料孔(? = 2、095mm ) 挤出的聚合物重量( g∕10 min)。 a评价热塑性聚合物的挤压性; b评价熔体的流动度(流度φ= 1/η), 间接反映聚合物的分子量大小; c购买原料的重要参数。 分子量高的聚合物,易缠结,分子间作用力大,分子体积大, 流动阻力较大,熔体粘度大,流动度小,熔融指数低;加工性能较差。分子量高的聚合物的力学强度与硬度等较高。 分子量较低的聚合物,流动度小,熔体粘度低,熔融指数大,加工流动性好。分子量较低的聚合物的力学强度与硬度等较低 4成纤聚合物的一般特性,纤维成型过程,纺丝液体的制备,工业生产主要纺丝成形方法。 1)分子量较高,分子间作用力(含强极性基团或氢键)较大;可制成强度好的纤维; 2)无较长支链、交联结构与很大的取代基团,为线型结构,结晶性较好,使拉伸取向结晶后,纤维的强度与模量较高。 3)分子量分布窄:低分子级份过多,纤维强度下降;高分子级份太多,熔体粘度急剧增大,出现凝胶型颗粒,难于拉伸取向。 4) 溶解或熔融后,液体具有适度的粘度; 5) 良好的热稳定。

材料成型原理题库

陶瓷大学材料成型原理题库 热传导:在连续介质内部或相互接触的物体之间不发生相对位移而仅依靠分子及自由电子等微观粒子的热运动来传递热量。 热对流:流体中质点发生相对位移而引起的热量传递过程 热辐射:是物质由于本身温度的原因激发产生电磁波而被另一低温物体吸收后,又重新全部或部分地转变为热能的过程。 均质形核:晶核在一个体系内均匀地分布 凝固:物质由液相转变为固相的过程 过冷度:所谓过冷度是指在一定压力下冷凝水的温度低于相应压力下饱和温度的差值 成分过冷:这种由固-液界面前方溶质再分配引起的过冷,称为成分过冷 偏析:合金在凝固过程中发生化学成分不均匀现象 残余应力:是消除外力或不均匀的温度场等作用后仍留在物体内的自相平衡的内应力 定向凝固原则:定向凝固原则是采取各种措施,保证铸件结构上各部分按距离冒口的距离由远及近,朝冒口方向凝固,冒口本身最后凝固。 屈服准则:是塑性力学基本方程之一,是判断材料从弹性进入塑性状态的判据 简单加载;在加载过程中各个应力分量按同一比例增加,应力主轴方向固定不变 滑移线:塑性变形金属表面所呈现的由滑移所形成的条纹 本构关系;应力与应变之间的关系 弥散强化:指一种通过在均匀材料中加入硬质颗粒的一种材料的强化手段 最小阻力定律:塑性变形体内有可能沿不同方向流动的质点只选择阻力最小方向流动的规律 边界摩擦:单分子膜润滑状态下的摩擦 变质处理:在液态金属中添加少量的物质,以改善晶粒形核绿的工艺 孕育处理;抑制柱状晶生长,达到细化晶粒,改善宏观组织的工艺 真实应力:单向拉伸或压缩时作用在试样瞬时横截面上是实际应力 热塑性变形:金属再结晶温度以上的变形 塑性:指金属材料在外力作用下发生变形而不破坏其完整性的能力 塑性加工:使金属在外力作用下产生塑性变形并获得所需形状的一种加工工艺 相变应力:金属在凝固后冷却过程中产生相变而带来的0应力 变形抗力:反应材料抵抗变形的能力 超塑性: 材料在一定内部条件和外部条件下,呈现出异常低的流变应力,异常高的流变性能的现象

高分子材料成型加工

高分子材料成型加工 考试重点内容及部分习题答案 第二章高分子材料学 1、热固性塑料:未成型前受热软化,熔融可塑制成一定形状,在热或固化剂作用下,一次硬化成型。受热不熔融,达到一定温度分解破坏,不能反复加工。在溶剂中不溶。化学结构就是由线型分子变为体型结构。举例:PF、UF、MF 2、热塑性塑料:受热软化、熔融、塑制成一定形状,冷却后固化成型。再次受热,仍可软化、熔融,反复多次加工。在溶剂中可溶。化学结构就是线型高分子。举例:PE聚乙烯,PP聚丙烯,PVC聚氯乙烯。 3、通用塑料:就是指产量大、用途广、成型性好、价格便宜的塑料。 4、工程塑料:具有较好的力学性能,拉伸强度大于50MPa,冲击强度大于6kJ/m2,长期耐热温度超过100度的、刚性好、蠕变小、自润滑、电绝缘、耐腐蚀可作为结构材料。举例:PA聚酰胺类、ABS、PET、PC 5、缓冷:Tc=Tmax,结晶度提高,球晶大。透明度不好,强度较大。 6、骤冷(淬火):Tc=Tg,有利晶核生成与晶体长大,性能好。透明度一般,结晶度一般,强度一般。 8、二次结晶:就是指一次结晶后,在一些残留的非晶区与结晶不完整的部分区域内,继续结晶并逐步完善的过程。 9、后结晶:就是指聚合物加工过程中一部分来不及结晶的区域,在成型后继续结晶的过程。 第三章添加剂 1、添加剂的分类包括工艺性添加剂(如润滑剂)与功能性添加剂(除润滑剂之外的都就是,如稳定剂、填充剂、增塑剂、交联剂)

高分子材料成型原理期末复习资料

名称: 2015秋高分子材料成型原理期末复习资料 第一章 一、选择题 1、( B )属于化学合成高分子。 a、甲壳素 b、聚乳酸 c、淀粉 d、细菌纤维素 2、( D )属于高性能纤维。 a、粘胶纤维 b、聚酯纤维 c、聚丙烯腈纤维 d、碳纤维 3、( D )属于功能纤维。 a、粘胶纤维 b、聚酯纤维 c、聚丙烯腈纤维 d、导电纤维 第二章 一、选择题 1、“溶解度参数相近原则”适用于估计( B )的互溶性。 A、非极性高聚物与极性溶剂 B、非极性高聚物与非极性溶剂 C、极性高聚物与极性溶剂 D、极性高聚物与非极性溶剂 2.纤维素黄酸酯-氢氧化钠水溶液体系的平衡相图具有( C )特征,( )温度有利于纤维素黄酸酯溶解度的提高。 a、下临界混溶温度升高 b、上临界混溶温度升高 c、下临界混溶温度降低 d、上临界混溶温度降低 二、简答题 1、简述聚合物熔融的主要方法。 2、简述聚合物在螺杆挤压机中熔融的能量来源。 答:(1)装在机筒外壁的加热器,使能量在机筒沿螺槽深度方向自上而下传导。 (2)随着螺杆的转动,筒壁上的熔膜被强制刮下来移走,而使熔融层受到剪切作用,使部分机械能转变为热能。 3、简述选择聚合物溶剂的基本原则。 答:聚合物溶剂的选择原则: (1)聚合物与溶剂的极性相近 规律相似相溶:聚合物与溶剂的极性越接近,越容易互溶。 (2)溶度参数理论 对于非极性聚合物尽可能找到聚合物溶度参数δ相近的非极性溶剂对于极性较高或者易形成氢键的聚合物或者溶剂,只有当聚合物与溶剂的δd、δp、δh分别接近时才能很好地混溶。 (3)高分子-溶剂相互作用参数(哈金斯参数)…Χ1 Χ1越小,溶剂的溶解能力越大,一般Χ1<0、5为良溶剂。 4、聚氯乙烯的溶解度参数δ值与氯仿与四氢呋喃接近,但为什么四氢呋喃能很好地溶解聚氯乙烯而氯仿不能与聚氯乙烯混溶? 第三章 一、选择题 1.在聚合物物理改性的混合过程中,其混合机理不包括( B )作用。 a、剪切 b、弯曲 c、拉伸 d、分流、合并与置换 二、简答题 1、简述混合过程的三种基本运动形式及其聚合物加工中的作用。 2.根据Brodkey混合理论,聚合物共混体系与聚合物—添加剂体系涉及的混合机理有何差别? 3、简述分散混合过程中发生的作用。

材料成形原理课后习题解答汇总

材料成型原理 第一章(第二章的内容) 第一部分:液态金属凝固学 1.1 答:(1)纯金属的液态结构是由原子集团、游离原子、空穴或裂纹组成。原子集团的空穴或 裂纹内分布着排列无规则的游离的原子,这样的结构处于瞬息万变的状态,液体内部 存在着能量起伏。 (2)实际的液态合金是由各种成分的原子集团、游离原子、空穴、裂纹、杂质气泡 组成的鱼目混珠的“混浊”液体,也就是说,实际的液态合金除了存在能量起伏外, 还存在结构起伏。 1.2答:液态金属的表面张力是界面张力的一个特例。表面张力对应于液-气的交界面,而 界面张力对应于固-液、液-气、固-固、固-气、液-液、气-气的交界面。 表面张力σ和界面张力ρ的关系如(1)ρ=2σ/r,因表面张力而长生的曲面为球面时,r为球面的半径;(2)ρ=σ(1/r1+1/r2),式中r1、r2分别为曲面的曲率半径。 附加压力是因为液面弯曲后由表面张力引起的。 1.3答:液态金属的流动性和冲型能力都是影响成形产品质量的因素;不同点:流动性是确 定条件下的冲型能力,它是液态金属本身的流动能力,由液态合金的成分、温度、杂 质含量决定,与外界因素无关。而冲型能力首先取决于流动性,同时又与铸件结构、 浇注条件及铸型等条件有关。 提高液态金属的冲型能力的措施: (1)金属性质方面:①改善合金成分;②结晶潜热L要大;③比热、密度、导热系大; ④粘度、表面张力大。 (2)铸型性质方面:①蓄热系数大;②适当提高铸型温度;③提高透气性。 (3)浇注条件方面:①提高浇注温度;②提高浇注压力。 (4)铸件结构方面:①在保证质量的前提下尽可能减小铸件厚度; ②降低结构复杂程度。 1.4 解:浇注模型如下:

高分子材料成型加工(含答案)

1.高分子材料成型加工:通常是使固体状态(粉状或粒状)、糊状或溶液状态的高分子化合物熔融或变形,经过模具形成所摇的形状并保持其已经取得的形状,最终得到制品的工艺过程。 2.热塑性塑料:是指具有加热软化、冷却硬化特性的塑料(如:ABS、PP、POM、PC、PS、PVC、PA、PMMA等),它可以再回收利用。具有可塑性可逆 热固性塑料:是指受热或其他条件下能固化或具有不溶(熔)特性的塑料(如:酚醛树脂、环氧树脂、氨基树脂、聚胺酯、发泡聚苯乙烯、不饱和聚酯树脂等)具有可塑性,是不可逆的、不能再回收利用。 3. 通用塑料:一般是指产量大、用途广、成型性好、价格便宜的塑料 工程塑料: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°C 的、刚性好、蠕变小、自润滑、电绝缘、耐腐蚀等的、可代替金属用作结构件的塑料. 4.可挤压性:材料受挤压作用形变时,获取和保持形状的能力。 可模塑性:材料在温度和压力作用下,产生形变和在模具中模制成型的能力。 可延展性:材科在一个或两个万向上受到压延或拉伸的形变能力。 可纺性:材料通过成型而形成连续固态纤维的能力。 5.塑化效率:高分子化合物达到某一柔软程度时增塑剂的用量定义为增塑剂的塑化效率。定义DOP的效率值为标准1,小于1的则较有效,大于1的较差. 6.稳定流动:凡在输送通道中流动时,流体在任何部位的流动状况及一切影响流体流动的因素不随时间而变化,此种流动称为稳定流动。 不稳定流动:凡流体在输送通道中流动时,其流动状况及影响流动的各种因素都随时间而变化,此种流动称之不稳定流动。 7. 等温流动是指流体各处的温度保持不变情况下的流动。(在等温流动情况下,流体与外界可以进行热量传递,但传入和输出的热量应保持相等) 不等温流动:在塑料成型的实际条件下,由于成型工艺要求将流道各区域控制在不同的温度下:而且由于粘性流动过程中有生热和热效应,这些都使其在流道径向和轴向存在一定的温度差,因此聚合物流体的流动一般均呈现非等温状态。 8. 熔体破裂: 聚合物在挤出或注射成型时,在流体剪切速率较低时经口模或浇口挤出物具有光滑的表面和均匀的形状。当剪切速率或剪切应力增加到一定值时,在挤出物表面失去光泽且表面粗糙,类似于“橘皮纹”。剪切速率再增加时表面更粗糙不平。在挤出物的周向出现波纹,此种现象成为“鲨鱼皮”。当挤出速率再增加时,挤出物表面出现众多的不规则的结节、扭曲或竹节纹,甚至支离和断裂成碎片或柱段,这种现象统称为熔体破裂. 9. 离模膨胀:聚合物熔体挤出后的截面积远比口模截面积大。此种现象称之为巴拉斯效应,也成为离模效应。离模膨胀依赖于熔体在流动期间可恢复的弹性变形。有如下三种定性的解释:取向效应、弹性变形效应(或称记忆效应)、正应力效应。 10. 均匀程度指混人物所占物料的比率与理论或总体比率的差异。 分散程度指混合体系中各个混人组分的粒子在混合后的破碎程度。破碎度大。粒径小,起分散程度就高;反之。粒径大,破碎程度小,则分散的不好 11. 塑炼:为了满足各种加工工艺的要求,必须使生胶由强韧的弹性状态变成柔软而具有可塑性的状态,这种使弹性生胶变成可塑状态的工艺过程称作塑炼。 混炼就是将各种配合剂与可塑度合乎要求的生胶或塑炼胶在机械作用下混合均匀,制成混炼胶的过程。 12. 固化速率:是以热固性塑料在一定的温度和压力下,压制标准试样时,使制品的物理机械性能达到最佳值所需的时间与标准试件的厚度的比值(s/mm厚度)来表示,此值愈小,固化速率愈大。 13.成型收缩率:在常温常压下,模具型腔的单向尺寸L 。和制品相应的单向尺寸L之差与

东华大学高分子材料成型原理复习材料

1-1.通用高分子材料主要有那几大类? 答:纤维、塑料、橡胶、胶黏剂、涂料 1-2.高分子材料加工与高分子合成的区别? 答:“高分子材料加工”定义为“对聚合物材料或体系进行操作以扩大其用途的工程”,它是把聚合物原材料经过多道工序转变成某种制品的过程。经过高分子材料加工得到的制品在物理上处于和原材料不同的状态,但化学成分基本相同;而高分子合成是指经过一定的途径,从气态、液态、固态的各种原料中得到化学上不同于原料的高分子材料。 1-3.高性能纤维有哪些? 答:低热稳定性,高强度纤维:UHMWPE、PVA 高热稳定性,高强度纤维(200-300℃):对位芳纶、芳族聚酯、杂环聚合物纤维 高热稳定性、耐热纤维(≤350℃):间位芳纶、聚酰亚胺纤维、酚醛纤维、碳纤维 高热稳定性、无机纤维:碳化硅纤维、玻璃纤维、氧化铝纤维 1-4.判断题 经过加工过程,高分子材料在物理上处于和原材料相同的状态。(×) 1-5 选择题 高强高模聚乙烯纤维材料和Lyocell纤维材料分别属于③。 ①生态高分子材料和智能高分子材料 ②智能高分子材料和功能高分子材料 ③高性能高分子材料和生态高分子材料 ④功能高分子材料和高性能高分子材料 为什么纤维素材料的加工不能采用先熔融再成型的方法? 纤维素大分子中含有大量的-OH基团,由于氢键的作用,使大分子间作用力较大,这将导致熔融热焓△H较大;另一方面,纤维素大分子中存在环状结构,使分子链的刚性较大,这将导致熔融熵变△S较小。这两方面的原因使得熔融纤维素的温度(= △H / △S )将变得较高,而纤维素的分解温度又相对较低,因此,当加热纤维素至一定温度时,会出现纤维素未开始熔融便已被分解的现象,因此,纤维素材料的加工不能采用先熔融再成型的方法。 请阐述选择聚合物溶剂的几种实用方法及其适用范围 1. 可根据极性相近规律即极性的聚合物易溶于极性溶剂、非极性的聚合物易溶于非极性或弱极性溶剂的规律来初步选择溶剂。 2. 可根据溶度参数理论,按照溶剂与聚合物的内聚能密度或溶度参数应尽可能接近的规则来选择溶剂。 (1) 对于非极性分子体系(即非极性聚合物与非极性溶剂体系),可直接利用该规则选择溶剂。一般来讲,所选溶剂与聚合物间的溶解度参数之差绝对值应小于1.7-2.0。 (2) 非极性混合溶剂的选择一般也可利用该方法,其中,混合溶剂的溶解度参数δmix在混合前后无体积变化时可按δmix=(χ1ν1δ1+χ2ν2δ2)/(χ1ν1+χ2ν2)计算。(式中χi—i(i=1,2)组分的摩尔数;vi—摩尔体积;δi—溶度参数。) (3) 对于极性分子或易形成氢键的体系,必须对溶度参数理论修正,应利用三维溶度参数(δd, δp, δh)、由聚合物的三维溶度参数为球心通过作三维溶度参数图来预测选择溶剂。该方法对非极性聚合物/溶剂体系和极性聚合物/溶剂体系均适用。 3. 还可根据高分子——溶剂相互作用参数(哈金斯参数)χ1来半定量地判断溶剂对

高分子材料成型加工原理

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。

材料成型原理

硕士研究生入学考试《材料成形原理》命题大纲 第一部分考试说明 一、考试性质 《材料成形原理》考试科目是我校为招收材料成形及控制工程、材料加工工程专业硕士研究生而设置的,由我校材料科学与工程学院命题。考试的评价标准是普通高等学校材料成形及控制工程和相近专业优秀本科毕业生能达到的及格或及格以上水平。 二、考试的学科范围 应考范围包括:焊接热源及热过程,熔池凝固及焊缝固态相变,焊接化学冶金,焊接热影响区的组织与性能,焊接缺陷与控制;金属塑性成形的物理基础,应力分析,应变分析,屈服准则,应力应变关系,变形与流动问题,塑性成形力学的工程应用。 三、评价目标 《材料成形原理》是材料成形及控制工程和相关专业重要的专业基础课。本课程考试旨在考查考生是否了解材料成形的基本过程、基本特点、基本概念和基本理论,是否掌握了材料成形的基本原理、基本规律及应用。 四、考试形式与试卷结构 (一) 答卷方式:闭卷,笔试; (二) 答题时间:180分钟; 第二部分考查要点 一、焊接热源及热过程 1、与焊接热过程相关的基本概念 2、熔焊过程温度场 3、焊接热循环 二、熔池凝固及焊缝固态相变 1、焊接熔池凝固特点 2、焊接熔池结晶形态 3、结晶组织的细化 4、焊缝金属的化学成分不均匀性 5、焊缝固态相变 6、焊缝性能的控制 三、焊接化学冶金 1、焊接化学冶金过程的特点 2、焊缝金属与气相的相互作用 3、焊缝金属与熔渣的相互作用 4、焊缝金属的脱氧与脱硫 5、合金过渡 四、焊接热影响区的组织与性能 1、焊接热循环条件下的金属组织转变特点 2、焊接热影响区的组织与性能

五、焊接缺陷与控制 1、焊缝中的夹杂与气孔 2、焊接裂纹 六、金属塑性成形的物理基础 1、冷塑性变形与热塑性变形 2、影响塑性与变形抗力的因素 七、应力分析 1、应力张量的性质 2、点的应力状态与任意斜面上的应力 3、主应力,主切应力,等效应力 4、应力球张量与偏张量 八、应变分析 1、应变张量的性质 2、工程应变、对数应变、真实应变 九、屈服准则 1、Tresca屈服准则与Mises屈服准则 2、屈服轨迹与屈服表面 十、应力应变关系 1、塑性应力应变关系 2、增量理论与全量理论 十一、变形与流动问题 1、影响变形与流动的因素 2、摩擦及其影响 十二、塑性成形力学的工程应用。 1、主应力法的应用 2、滑移线法的应用 2014试题范围:今年的真题跟去年论坛里回忆的真题考的内容有80%都不一样。还是分为必做题和选做题,必做题100分,选做题50分。必做题包括塑性和焊接,选做题塑性焊接二选一。必做题前四题是塑性,后五题为焊接。选做题中:塑性部分是三题计算题,焊接部分有五题,第一题是计算题,后四题为分析简答题。 必做题:塑性考了 1.冷塑性变形对金属组织和性能的影响。2.什么是应力偏张量,应力球张量以及它们的物理意义。 3.考了对数应变和相对应变。4.还考了塑性成形过程中的力学方程。焊接考了 1.结晶裂纹的影响因素,防治措施 2.还考了熔渣的脱氧 3.熔渣的碱度对金属氧化,脱氧等等的影响。其他的忘了,跟去年考的很不一样,好多不会。 选作题;塑性是考了三个计算题,我没注意看,反正考了利用屈服准则来计算,还考了正应力,切应力,主应力的计算。最后一题利用主应力法来计算什么,我选做题选的是焊接,

高分子材料加工成型原理作业

《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

高分子成型加工原理

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。

材料成型原理习题

(a) (b) (c) (1分)(2分)(2分) (只要画出各实线以及与成份C0间的相对位置即可得分) 4. 什么是焊接热循环?其主要参数有哪些?t8/5和t100各代表什么含义?(5分) 答:在焊接过程中,焊件上某点的温度由低到高,达到最大值后又由高到低随时间的变化,称为焊接热循环。其主要参数有加热速度、最高温度(峰值温度)、相变温度以上的停留时间(高温停留时间)、冷却速度(冷却时间)。 t8/5——代表从800冷却至500的冷却时间;t100——从最高温度冷却至100的冷却时间;评分标准:对焊接热循环,答对“焊件上某点温度随时间变化”即得1分;主要参数每答出1个得0.5分,4个参数全答出得2分;t8/5和t100各1分。 5. 焊接熔池凝固有何特点?其凝固组织形态有哪些?(5分) 答:由于焊接熔池凝固条件有体积小、过热、处于运动状态、熔池界面导热好及冷却速度快○2择优生长,即当最优结晶方向与导热最快方向一致时,晶粒生长最快而优先长大,取向不一致的晶粒被淘汰。 ○3熔池界面各点柱状晶成长的平均速度θ cos ? =v R,v为焊接速度,θ为R与v之间夹角。 焊接熔池凝固组织形态,宏观上看主要是柱状晶和少量等轴晶。微观分析,柱状晶内又有平面晶、包状晶及树枝晶等。 评分标准:第1问若答出联生(外延结晶)、择优成长及θ cos ? =v R,即得满分3分;第2问只要答出(包状晶、平面晶、包状树枝晶、树枝晶)柱状晶之一和等轴晶即得满分2分。 6. 焊接中脱氧反应有哪几种形式?CO2焊应采用什么焊丝?(5分) 答:在焊接中脱氧反应按其方式和特点可分为先期脱氧、沉淀脱氧和扩散脱氧三种。先期脱氧是在药皮加热阶段,固态药皮受热后发生的脱氧反应;沉淀脱氧是在熔滴和熔池阶段,溶解在液态金属中的脱氧剂和FeO直接进行反应,把铁还原,且脱氧产物浮出液态金属的过程,扩散氧化是在液态金属与熔渣的界面上进行的,是以分配定律为理论基础的。 CO2气保焊时,由于气氛的强氧化性,根据锰硅联合脱氧原则,常在焊丝中加入适当比例的锰和硅,可减少焊缝中的氧和夹杂物。如常用H08MnSiA或H08Mn2SiA等。 评分标准:第1问答出先期脱氧、沉淀脱氧及扩散脱氧即可得满分3分;第2问答出锰硅联合脱氧得1分;能写出一种焊丝牌号得1分。 7. 什么是动可容速度场?(3分)

高分子材料成型原理复习大纲

《高分子材料成型原理》复习大纲 (一)基本概念及基础理论 1、高分子材料的基本概念:各种纤维、塑料、橡胶等的定义;新型 高分子材料的主要种类和概念。 2、聚合物熔融和溶解的基本规律 3、混合的基本概念:各种扩散形式的特点、混合机理、混合过程发 生的主要作用。 4、聚合物流体的流变性:非牛顿剪切粘性、拉伸粘性、弹性的表征 及影响因素。 (二)化学纤维成型加工原理 1) 化学纤维的主要品质指标; 2)纺丝流体可纺性的概念及细流丝条断裂机理; 3)纺丝流体的挤出及细流的类型:液滴型、漫流型、胀大型和破裂型挤出细流的产生条件及避免不正常细流类型的措施; 4)熔纺、湿纺和干纺过程的运动学和动力学:沿纺程的速度分布; 纺丝线上的轴向力平衡和受力分析; 5)熔纺、湿纺和干纺初生纤维结构的形成及特点; 6)熔体纺丝的传热:纺丝线上的传热机理和轴向温度分布;冷却长度;丝条冷却的传热系数; 7)湿纺纺丝原液细流的固化:溶剂和沉淀剂的双扩散过程的表征及影响因素;纺丝线的组成变化路径对固化和初生纤维结构的 影响;影响初生纤维横截面形状的主要因素; 8)干纺纺丝原液细流的固化:纺丝线上轴向、径向的传热特点和传质机理;影响初生纤维横截面形状的主要因素; 9)拉伸过程中应力-应变性质变化:拉伸曲线的基本类型;初生纤维的结构及拉伸条件对拉伸性能、拉伸曲线的影响; 10)拉伸过程中纤维结构和性能的变化; 11)纤维在不同热定型中的形变及内应力变化特征; 12)热定型过程中纤维结构与性质的变化。 (三)塑料成型加工原理 1)挤出成型原理:单螺杆挤出机三个主要工作段(区)的作用; 固体物料的熔化过程;熔体流动的形式;挤出成型的工艺过程 及影响因素;

高分子材料成型加工原理试题

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

材料成型原理(上)考试重点复习题

《材料成形原理》阶段测验 (第一章) 班级:姓名:学号成绩: 1、下图中偶分布函数g(r),液体g(r)为c图,晶态固体g(r)为a图,气体g(r)为 b 图。 (a)(b)(c) 2、液态金属是由大量不停“游动”着的原子团簇组成,团簇内为某种有序结构,团簇周围是一些散乱无序的原子。由于“能量起伏”,一部分金属原子(离子)从某个团簇中分化出去,同时又会有另一些原子组合到该团簇中,此起彼伏,不断发生着这样的涨落过程,似乎原子团簇本身在“游动”一样,团簇的尺寸及其内部原子数量都随时间和空间发生着改变,这种现象称为结构起伏。 3、对于液态合金,若同种元素的原子间结合力F(A-A、B-B) 大于异类元素的原子间结合力F(A-B),则形成富A及富B的原子团簇,具有这样的原子团簇的液体仅有“拓扑短程序”;若熔体的异类组元具有负的混合热,往往F(A -B)>F(A-A、B-B),则在液体中形成具有A-B化学键的原子团簇,具有这样的原子团簇的液体同时还有“化学短程序”。 4、液体的原子之间结合力(或原子间结合能U)越大,则内摩擦阻力越大,粘度也就越大。液 体粘度η随原子间结合能U按指数关系增加,即(公式):?? ? ? ? ? = T U T B B k exp k 2 3 τ δ η。 5、加入价电子多的溶质元素,由于造成合金表面双电层的电荷密度大,从而造成对表面压力大,而使整个系统的表面张力增大。 6、铸件的浇注系统静压头H越大,液态金属密度 1 ρ及比热 1 C、合金的结晶潜热H ?越大,浇注温 度 浇 T、铸型温度T型越高,充型能力越强。 7、两相质点间结合力越大,界面能越小,界面张力就越小。两相间的界面张力越大,则润湿角越大,表示两相间润湿性越差。 8、铸件的浇注系统静压头H越大,液态金属密度 1 ρ及比热 1 C、 合金的结晶潜热H ?越小,浇注温度 浇 T、铸型温度T型越高, 充型能力越强。 9、右图为碱金属液态的径向分布函数RDF,请在图中标注液 态K的平均原子间距r1的位置,并以积分面积(涂剖面线)表 达液态K的配位数N1的求法。见图中标注 10、试总结原子间相互作用力、温度、原子间距、表面活性元 素对液态金属的粘度、表面张力的总体规律。(可写于背面)

高分子加工成型原理题库~~

绪论 聚合物加工转变包括:(形状转变)、(结构转变)、(性能转变)。(选择或填空)第一章材料的加工性质 1、熔融指数:热塑性塑料在一定温度和压力下,熔体在10钟内通过标准毛细管的重量值,以(g/10min)来表示。(名词解释) 2、判断聚合物可模塑性的方法是螺旋流动试验。(判断) 3、图形-熔融指数测量仪结构示意图(填空) 5、聚合物一些特有的加工性质:(可模塑性)、(可挤压性)、(可纺性)、(可延性)。(选择题或填空题) 6、聚合物在加工过程中的形变都是在(外力)和(温度)共同作用下,大分子(形变)和(进行重排)的结果。(填空、判断) 7、聚合物大分子松弛过程的速度(即松弛时间)与分子间相互作用能和热运动能的比值有关。(可判断) 8、聚合物成型加工松弛时间与温度非常相关。(可判断) 9、制品收缩的原因主要是熔体成型时骤冷使大分子堆积的较松散(即存在“自由体积”)之故。(判断) 10、在(Tg~Tf温度)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,使制品的形状能较快的稳定下来。(判断或填空)11、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。(填空题) 12、滞后效应(或弹性滞后):由于松弛过程的存在,材料的形变必然落后于应力的变化,聚合物对外力响应的滞后现象称为。。。。(可名词解释) 13、通常把在室温至Tg附近的拉伸称为“冷拉伸”,在Tg附近的拉伸称为“热拉伸”。(判断) 第二章聚合物的流变性质 1、图形-非牛顿流体的应力-应变关系(P17必考选择或填空) 结论:非牛顿流体受到外力作用时,其流动行为有以下特征:i)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;ii)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、切力变稀:如果因为剪切作用使液体原有结构破坏,液体的流动阻力减小, 以致引起液体表观粘度随 . γ增大而降低,这种现象称为“切力变稀”。(名词解释) 3、切力增稠:若因新结构形成而导致表观粘度随 . γ增大而增加的现象则称为“切 力增稠”。“切力增稠”现象起因: 剪切速率或剪应力增加到某一数值时液体中有新的结构形成,引起阻力增加,以 致液体的表观粘度 . γ或τ的增加而增大,这一过程并伴有体积的胀大。

材料成型原理复习

《材料成型原理》试卷 一、铸件形成原理部分(共40分) (1)过冷度;(2)液态成形;(3)复合材料;(4) 定向凝固; (1)过冷度:金属的理论结晶温度与实际结晶温度的差,称为过冷度。 (2)液态成形:将液态金属浇入铸型后,凝固后获得一定形状和性能的铸件或铸锭的加工法。 (3)复合材料:有两种或两种以上物理和化学性质不同的物质复合组成的一种多相固体。(4)定向凝固:定向凝固是使金属或合金在熔体中定向生长晶体的一种工艺方法。 (5)溶质再分配系数:凝固过程中固-液界面固相侧溶质质量分数与液相中溶质质量分数之比,称为溶质再分配系数。 2、回答下列问题 (1)影响液态金属凝固过程的因素有哪些?影响液态金属凝固的过程的主要因素是化学成分;冷却速率是影响凝固过程的主要工艺因素;液态合金的结构和性质等对液态金属的凝固也具有重要影响。 (2)热过冷与成分过冷有什么本质区别?热过冷完全由热扩散控制。成分过冷由固-液界前方溶质的再分配引起的,成分过冷不仅受热扩散控制,更受溶质扩散控制。 (3)简述铸件(锭)典型宏观凝固组织的三个晶区.表面细晶粒区是紧靠型壁的激冷组织,由无规则排列的细小等轴晶组成;中间柱状晶区由垂直于型壁彼此平行排列的柱状晶粒组成;内部等轴晶区由各向同性的等轴晶组成。 3、对于厚大金属型钢锭如何获得细等轴晶组织?降低浇注温度,有利于游离晶粒的残存和产生较多的游离晶粒;对金属液处理,向液态金属中添加生核剂,强化非均质形核;浇注系统的设计要考虑到低温快速浇注,使游离晶不重熔;引起铸型内液体流动,游离晶增多,获得等轴晶。 二、焊接原理部分1简述氢在金属中的有害作用。氢脆,白点,气孔,冷裂纹2写出锰沉淀脱氧反应式,并说明熔渣的酸碱性对锰脱氧效果的影响.[Mn] + [FeO] = [Fe] + (MnO),酸性渣脱氧效果好,碱度越大,锰的脱氧效果越差。3冷裂纹的三大形成要素是什麽?钢材的淬硬倾向,氢含量及其分布,拘束应力状态4说明低碳钢或不易淬火钢热影响区组织分布.(1)熔合区:组织不均匀;(2)过热区:组织粗大; (3)相变重结晶区(正火区):组织均匀细小;(4)不完全重结晶区:晶粒大小不一,组织分布不均匀. 一、填空题 1.液态金属本身的流动能力主要由液态金属的成分、温度和杂质含量等决定。 2.液态金属或合金凝固的驱动力由过冷度提供。 3.晶体的宏观生长方式取决于固液界面前沿液相中的温度梯度,当温度梯度为正时,晶体的宏观生长方式为平面长大方式,当温度梯度为负时,晶体的宏观生长方式为树枝晶长大方式。 4.液态金属凝固过程中的液体流动主要包括自然对流和强迫对流。 5.液态金属凝固时由热扩散引起的过冷称为热过冷。 6.铸件宏观凝固组织一般包括表层细晶粒区、中间柱状晶区和内部等轴晶区不同形态的晶区。 7.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。 8.铸造金属或合金从浇铸温度冷却到室温一般要经历液态收缩、凝固收缩和固态收缩三个收缩阶段。 9.铸件中的成分偏析按范围大小可分为微观偏析和宏观偏析二大类。

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