高炭化学与碳材料工程基础
- 格式:ppt
- 大小:2.23 MB
- 文档页数:89
材料工程基础及参考答案材料工程基础习题1、从粉碎过程来看,制粉方法可归纳为三大类:机械制粉、(物理制粉)和(化学制粉)2衡量合金铸造性能的主要指标有流动性和。
3.高炉原料主要有()A铁矿石、脉石、焦碳;B铁矿石、熔剂、燃料;C碳质还原剂、燃料、脉石;D铁矿石、还原剂、熔剂4.炼钢的基本任务()A脱碳、脱氧、脱硫,氧化生铁;B使生铁中C、Si、Mn、P、S 等元素合乎标准要求;C氧化生铁中C、Si、Mn等元素;D去除生铁中的杂质元素5.铝土矿的浸出是拜耳法生产氧化铝的关键工序之一,浸出所用的循环母液中的主要成分为NaOH、NaAlO2、Na2CO3等,其中起主要作用的是()ANaOH;BNaAlO2;CNa2CO3;DNaAlO2和NaOH7.下列哪种材料不适合挤压加工()A铝及铝合金;B铜及铜合金;C中碳钢;D高合金纲8.保证冲压件质量的最重要因素是(A)A模具质量;B成形工序;C分离工序;D成形设备9.下列热处理工艺中,哪种处理工艺常用来改善金属材料的切削加工性()A退火处理;B正火处理;C淬火处理;D时效处理10.要使某种金属材料获得高弹性、高屈服强度的力学性能,可以采用的热处理工艺为()A退火处理;B淬火+中温回火;C淬火+低温回火;D淬火+高温回火11.表面淬火用钢的含碳量范围一般为()A0.1—0.2%;B0.2—0.3%;C0.3—0.4%;D0.4—0.5%12.汽车齿轮表面受严重磨损并受较大的交变冲击载荷而破坏,为了提高其使用寿命,必须提高其表面硬度、耐磨性及疲劳强度,同时齿轮心部要保持良好的韧性及塑性,可以采用的技术方案为()A低碳钢表面渗碳+淬火+高温回火;B低碳钢表面渗碳+淬火+低温回火C低碳钢表面渗氮+淬火+高温回火;D低碳钢表面渗氮+淬火+低温回火13.为了防止飞机、车辆、冷冻设施等的观察窗在寒冷气候条件下表面不结冰,可以对玻璃表面进行()处理A化学抛光;B涂层导电薄膜;C涂层憎水涂层;D涂层光学薄膜14.()两种元素具有较强的脱氧能力,一般认为在钢中是有益的元素。
高分子炭材料的合成及应用研究随着现代工业技术的发展,高分子炭材料作为一类新型的高性能材料,受到了越来越多的关注和研究。
一、高分子炭材料的概念高分子炭材料是指由高分子化合物或预聚体经过金属催化剂或热处理等方式进行炭化反应,形成具有石墨化学结构的碳化合物材料。
高分子炭材料不仅具有石墨纤维和类石墨材料的高导电性和导热性,而且还具有与通常过渡金属炭化物材料相似的高温稳定性、低密度和低热膨胀系数等优良特性,在航空、航天、电子、化工、环保等领域具有广泛的应用前景。
二、高分子炭材料的合成方法高分子炭材料的合成方法主要有两种,即催化剂法和热处理法。
1. 催化剂法催化剂法是指将高分子化合物或预聚体在一定催化剂的作用下进行炭化反应,也称为铁催化剂生长法。
实验表明,过渡金属催化剂可以有效促进高分子化合物和预聚体的炭化反应,使其形成高分子炭材料,而铁催化剂具有优良的水热稳定性和高催化活性。
2. 热处理法热处理法是指将高分子化合物或预聚体置于高温条件下进行炭化反应,也称为热解法。
实验表明,热解温度和热解时间对高分子炭材料的结构和性能具有重要的影响,需要进行精确的控制。
三、高分子炭材料的应用研究高分子炭材料具有广泛的应用前景,主要分为以下几个方面:1. 电子材料高分子炭材料可以作为电极材料、导电粉体、静电屏蔽材料等广泛应用于电子工业,具有优异的导电和导热性能,能够有效提高电子元器件的性能和功能。
2. 能源材料高分子炭材料可以作为电池材料、储能材料、催化剂等广泛应用于能源产业,具有优异的电化学性能,能够提高能源转换效率和储存密度。
3. 环保材料高分子炭材料可以作为吸附剂、催化剂、膜材料等广泛应用于环保产业,具有优异的吸附能力和催化性能,能够有效地去除有害气体和污染物。
4. 复合材料高分子炭材料可以与陶瓷、金属、聚合物等不同材料进行复合,形成新型的复合材料,具有优异的力学性能和耐高温性能,能够应用于航空、航天、汽车等高端领域。
1、炭材料的多样性?(广义和狭义定义)广义上看:金刚石、石墨、咔宾都属于炭材料,这是一个广义的定义,但由于金刚石和咔宾在自然界存在非常少,结构也单一,不像石墨那样具有众多的过渡态中间结构(如焦炭、CF、煤炭、炭黑、木炭等)。
狭义上看:炭材料一般是指类石墨材料,即以SP 杂化轨道为主构成的炭材料,从无定形炭到石墨晶体的所有中间结构物质(过渡态碳),它是由有机化合物炭化制得的人造炭。
补充:新型炭材料:根据使用的目的,通过原料和工艺的改变,控制所得材料的功能,开发出新用途的炭及其复合材料。
大谷杉郎认为:新型炭材料可大致分为三类。
一是强度在100MPa以上,模量在10GPa以上使用时不必后加工的方法制得的新型炭成型物;二是以炭为主要构成要素,与树脂、陶瓷、金属等组成的各种复合材料;三是基本上利用炭结构的特征,由炭或炭化物形成的各种功能材料。
2、炭材料的基本性质?和金属一样具有导电性、导热性;和陶瓷一样耐热、耐腐蚀;和有机高分子一样质量轻,分子结构多样;另外,还具有比模量、比强度高,震动衰减率小,以及生体适应性好,具滑动性和减速中子等性能。
这些都是三大固体材料金属、陶瓷和高分子材料所不具备的。
因此,炭及其复合材料被认为是人类必须的第四类原材料。
3、炭材料科学的主要研究内容?研究自然界中(广义)一切增炭化(富碳)物质的形成过程机理,特别是着重于它(包括原料经历部分炭化的中间产物)多层次的微观结构的形成,以及此结构在外界条件(如温度、压力)影响下的转变。
此外,炭科学还研究炭集合体的各种物理与化学性质。
核心内容:自有机物前驱体出发,通过热处理使有机物转化成具有可被控制的微晶排列的炭固体,这一知识乃是炭材料科学的最核心部分。
有机原料中间状态终炭材料:1、形成过程(机理) 2、各过程中物质的结构与性质(化学、物理)3、外界条件与材料结构性能的关系;第一部分碳的结构与性能1、碳的结晶形式有哪些,阐述其结构与性能的关系?结晶形式:金刚石、石墨、咔宾、富勒烯金刚石:SP3杂化轨道,四个等同σ共价键,具饱和性和方向性面心立方晶体特征:1)硬而脆;2)碳中密度最大(3.52g/cm3);3) 1800℃以上转换为石墨;4)电绝缘体和热良导体;5)具四个等同轨道,如果与氢、碳结合就形成典型的脂肪族化合物。
材料⼯程基础总复习题及部分参考答案材料⼯程基础总复习题及部分参考答案⼀、解释名词1、淬透性:淬透性是指钢在淬⽕时获得马⽒体的能⼒。
2、淬硬性:淬硬性是指钢在正常淬⽕下获得的马⽒体组织所能达到的最⾼硬度。
3、球化退⽕:球化退⽕是将钢中渗碳体球状化的退⽕⼯艺。
4、调质处理:淬⽕加⾼温回⽕的热处理称作调质处理,简称调质。
5、氮化:向钢件表⾯渗⼊N原⼦以形成⾼氮硬化层的化学热处理⼯艺。
6、完全退⽕:将⼯件加热到Ac3+30~50℃保温后缓冷的退⽕⼯艺,主要⽤于亚共析钢。
7、冷处理:钢件淬⽕冷却到室温后,继续在0℃以下的介质中冷却的热处理⼯艺。
8、软氮化:低温⽓体氮碳共渗,以渗氮为主。
9、分级淬⽕:将加热的⼯件放⼊稍⾼于Ms的盐浴或碱浴中,保温适当时间,待内外温度均匀后再取出空冷。
10、等温淬⽕:将⼯件在稍⾼于Ms 的盐浴或碱浴中保温⾜够长时间,从⽽获得下贝⽒体组织的淬⽕⽅法。
11、珠光体:过冷奥⽒体在A1到550℃间将转变为珠光体类型组织,它是铁素体与渗碳体⽚层相间的机械混合物,根据⽚层厚薄不同,⼜细分为珠光体、索⽒体和托⽒体。
12、炉渣碱度:炉渣中碱性氧化物的质量分数总和与酸性氧化物的质量分数总和之⽐,常⽤炉渣中的氧化钙含量与⼆氧化硅含量之⽐表⽰,符号R=CaO/SiO213、偏析:钢锭内部出现化学成分的不均匀性称为偏析。
14、疏松:液态合⾦在冷凝过程中,若其液态收缩和凝固收缩所缩减的容积得不到补充,则在铸件最后凝固的部位形成⼀些细⼩的孔洞。
15、⽩点:当钢中含氢量⾼达了3ml/100g左右时,经锻轧后在钢材内部会产⽣⽩点。
在经侵蚀后的横向低倍断⼝上可见到发丝状的裂纹,在纵向断⼝上呈现圆形或椭圆形的银⽩⾊斑点。
⽩点是⼀种不允许出现的存在的缺陷。
16、镇静钢:钢液在浇注前经过充分脱氧的钢,当钢液注⼊锭模后不发⽣碳氧反应和析出⼀氧化碳⽓体,钢液可较平静地凝固成锭,故称为镇静钢。
17、沸腾钢:沸腾钢是脱氧不完全的钢,⼀般只⽤弱的脱氧剂锰铁脱氧。