材料科学基础教学大纲
课程号： 课程名称：材料科学基础II 学分：4
英文名称： Fundamentals of Materials Science （II） 周学时： 4
预修课程：《材料科学基础I》
面向对象：材料科学与工程专业本科生
一、课程介绍（100-150字）
（一）中文简介
《材料科学基础II》是《材料科学基础I》与材料科学后续专业课程的连接纽带，是材料 系学生学习其它材料科学与工程相关专业课的基础，内容主要包括固态扩散、相图、固相反
应、陶瓷烧结过程、熔融态与玻璃态、金属的凝固与结晶、固态相变过程等。
（二）英文简介
This course provides fundamental knowleges for more specified courses related to materials science and engineering. The
major contents are as follows: solid diffusion, phase diagrams, solid state reaction, sintering process of ceramics, molten and
glassy states, solidification and crystallization of metals, and solid state phase transformations.
二、教学目标
（一）学习目标
《材料科学基础II》课程教学的基本目的是在学生学完《材料科学基础I》课程之后， 通过本课程的学习，进一步掌握材料研究与制备过程中所涉及的基础理论问题，如相平衡与 相变过程、材料不同尺度范围内的本征结构、晶体组织、几何形态及表观性能，材料微观行 为与宏观表现的有机联系，具有不同化学成分、加工过程、组织结构及宏观性能材料的物理 本质、材料制备过程中的固相反应和烧结过程等。
1. 烧结基础知识
2. 烧结的含义
将含铁粉状料或细粒料进行高温加热，在不完全熔化的条件下烧结成块的过程。铁矿粉烧结是一种人造富矿的过程.
2.1. 烧结的方法
(1)鼓风烧结：烧结锅,平地吹；
(2)抽风烧结：
(a)连续式:带式烧结机和环式烧结机等；
(b)间歇式：固定式烧结机，如盘式烧结机和箱式烧结机;移动式烧结机，如步进式烧结机；
(3)在烟气中烧结：回转窑烧结和悬浮烧结。
2.2. 烧结生产的工艺流程
一般包括:原燃料的接受、贮存，溶剂、燃料的准备，配料，混合，制粒，布料，点火烧结，热矿破碎，热矿筛分，热矿冷却，冷矿筛分，铺底料、成品烧结矿及返矿的贮存、运输等工艺环节。
机上冷却工艺不包括热矿破碎和热矿筛分。
现代烧结工艺流程不再使用热矿工艺,应使用冷矿工艺。在冷矿工艺中，宜推广具有铺底料系统的流程。
2.3. 烧结厂主要技术经济指标
烧结厂的主要技术经济指标包括利用系数、作业率、质量合格率、原材料消耗定额等。 2.3.1. 利用系数
每台烧结机每平方米有效抽风面积(m2)每小时(h）的生产量(t)称烧结机利用系数，单位为t/（m2*h）。它用台时产量与烧结机有效抽风面积的比值表示：
利用系数==
台时产量是一台烧结机一小时的生产量，通常以总产量与运转的总台时之比值表示.这个指标体现烧结机生产能力的大小，它与烧结机有效面积的大小无关。
利用系数是衡量烧结机生产效率的指标，它与烧结机有效面积的大小无关。
2.3.2. 烧结机作业率
作业率是设备工作状况的一种表示方法，以运转时间占设备日历时间的百分数表示：
设备作业率=×100％
日历台时是个常数,每台烧结机一天的日历台时即为24台时。它与台数、时间有关。
日历台时=台数×24×天数
事故率是指内部事故时间与运转时间的比值，以百分数表示:
事故率=×100%
设备完好率是衡量设备良好状况的指标。按照完好设备的标准,进行定期检查。设备完好率是全厂完好设备的台数与设备总台数的比值，用百分数表示： 设备完好率=×100％
陶瓷烧结过程中颗粒间的传质扩散效应
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粉末冶金重点整理
名词解释：
溶解析出：物质通过固溶性质，固相物质经由固溶进入液相，形成饱和固溶体后继而析出，进行物质迁移的过程。
气相迁移：由于细颗粒表面蒸汽压比较大，在高温下挥发形成气相，然后在大颗粒上沉积下来，导致大颗粒长大，小颗粒消失的现象。
弥散强化：弥散质点存在导致材料强化的现象，实质上是弥散质点阻碍位错运动。
密度等高线：压坯中相同密度区域的空间连线，将压坯分成具有不同密度的区域。
比表面：单位质量单位体积的粉末所具有的表面积。
雾化法：用高速的气流或液流把金属粉碎制造粉末的方法。
二流雾化：由雾化介质流（气/液）和金属流构成的雾化体系。
快速冷凝：将金属和合金的熔液快速冷却，保持高温相，获得性能特别的粉末和合金（如亚稳态，非晶，准晶）的技术，是传统雾化方法的重要发展。
临界转速: 机械研磨时，使球磨筒内小球沿筒壁运动正好。
松装密度: 松装密度是粉末试样自然地充满规定的容器时，单位容积的粉末质量。
标准筛: 用筛装法测量粉末粒度时采用的一套按一定模数（根号2）的金属网筛。
单轴压制：在模压时，包括单向压制和双向压制，压力存在压制各向异性，单轴压制就是单向压制。
粒度分布：一定体积或一定重量粉末中各种粒径的粉末体积占粉末总量的百分数的表达。
二次颗粒: 由多个一次颗粒结合而成的粉末颗粒称为二次颗粒，粉末与粉末之间并不是冶金结合的。
真密度:质量与除去开孔和闭孔体积的粉末体积的比值，是粉末固体的密度。
相对密度: 粉末或压坯密度与对应材料理论密度的比值百分数。
比形状因子：将粉末颗粒面积因子与体积因子之比。
压坯密度: 压坯质量与压坯体积的比值。
压坯强度: 压坯强度是指压坯反抗外力作用，保持其几何形状尺寸不变的能力。
粉末加工硬化：在研磨过程中由于晶格畸变和位错密度增加，导致粉末硬度增加，变形困难的现象。
团粒: 由单颗粒或二次颗粒依靠范德华的作用下结合而成的粉末颗粒。
粉末压制性: 压制性是压缩性和成形性的总称。
