材料合成制备与加工

第一部分 金属 1、冶炼原理：氧化还原反应 2、冶炼金属的方法：热分解法、热还原法、电解法、湿法冶金 3、冶炼的一般规律：金属活动性顺序中，金属的位置越靠后，越容易被还原，金属的位置越靠前，越难被还原 4、铁的分类：生铁、熟铁、粒铁、海绵铁、工业纯铁 5、铁的冶炼方法：高炉炼铁、直接还原、海绵炼铁法、熔融还原 6、高炉炼铁的设备主要有：高炉本体、腐蚀设备（供料和装料系统、染料系统、渣铁处理、送风系统、煤气储存系统） 7、高炉炼铁中以CO为主要反应的方程式： 3Fe2O3+CO=2Fe3O4+CO2 Fe3O4+CO=FeO+ CO2 FeO++CO=Fe+CO2 8、炼钢的基本任务：去除杂质（S、P、O、H、N和夹杂物） 调整钢的成分 调整钢液的温度 9、钢的冶炼方法主要有：转炉炼钢法、电弧炉炼钢法、平炉炼钢法 10、转炉炼钢法包括：贝氏炉炼钢、托马斯炼钢、碱性侧吹转炉炼钢、氧气顶吹转炉炼钢、氧气底吹转炉炼钢、顶底复合吹炼钢 11、复吹转炉底吹气体的表现： A、强化熔池搅拌，均匀钢水成分、温度 B、加速炉内反应，使渣—钢反应界面增大，元素间化学反应和传质过程更趋于平衡 C、冷却保护供气原件，使供气原件寿命延长 12、顶底复合吹炼的优点： （1）熔池搅拌的结果改变了原顶吹炼钢的钢水温度不均匀性 （2）终点渣中氧化铁的含量比顶吹转炉要低 （3）脱磷、脱硫效果比顶吹转炉好 （4）钢中氧含量比顶吹转炉底 （5）钢铁量、脱氧用铁合金和铝、氧气和石灰都比顶吹转炉消耗低 （6）降低了钢种气体和有害夹杂物的含量，提高了钢的质量 13、钢水脱氧的目的：氧含量脱除到钢种要求范围 排除脱氧产物和减少钢中非金属夹杂数量 改善非金属夹杂的分布和形状 细化钢的晶粒 14、炉外精炼：把转炉或电炉中初炼的钢水移到另一种容器中进行精炼的过程 15、钢的浇铸可分为：模铸和连铸 16、钢塑性加工方式按施力方式可以分为： 锻造，挤压，拉拔，轧制，冲压，剪切，弯曲 17、塑性成形的目的：改变形状和尺寸 改善组织和性能 18、织构：晶粒空间取向趋于一致的组织形态 19、金属塑性变形的加工方法有：冷加工、热加工 20、加工硬化：金属经过冷态下的塑性变形后，其强度硬度提高，而塑性韧性下降的现象。 21、不锈钢按组织分类：铁素体不锈钢、马氏体不锈钢、奥氏体不锈钢、 奥氏体—铁素体双相不锈钢 22、铝工业包括三个生产环节：从铝矿中提春暖氧化铝 用熔盐电解法从氧化铝中制取铝 铝加工 23、从矿石中提取氧化铝的方法：拜尔法、碱石灰烧结法、拜尔—烧结联合法 24、拜尔法的原理：用NaoH溶液加强溶解铝土矿中的Al2O3，得到铝酸钠溶液，溶液与残渣分离后，降低温度，加入Al（OH）3颗粒做晶种，经长时间搅拌后，铝酸钠即水解，析出氢氧化铝，洗净，然后氢氧化铝在温度1100~1200摄氏度下煅烧，得到产品氧化铝 25、铝电解阴极反应方程式：Al3++3e-=Al 阳极反应生成CO2 26、铝的精炼阳极反应：Al-3e-= Al3+ 阴极反应：Al3++3e-=Al 27、铝合金中夹杂物主要为：铝在熔融状态下，与氧、氮等元素化合而生成的氧化物、氮化物、碳化物和硫化物等夹杂物。气体主要是H2 第二部分 高分子 1、自由基反应的机理：基元反应（链引发、链增长、链转移和链终止） 2、自由基聚合反应试验方法：本体聚合、悬浮聚合、溶液聚合、乳液聚合 3、缩合聚合反应的主要特征： A、聚合反应是通过单体功能基间的反应逐步进行的 B、每步反应机理相同，反应速率和活化能大致相同 C、体系由单体和一系列中间产物组成，单体及任何中间产物两分子都能反应 D、聚合产物的分子量是逐步增大的 4、逐步聚合反应的实施方法： 熔融缩聚、溶液缩聚、界面缩聚 5、缩聚物具有反应活性的低聚物的生产： （1）原料单体反应至一定阶段，生成的大分子是线性或支链型的具有反应活性的低聚物。若将反应停止，则获得树枝状的产物 （2）所得到的预聚物在应用或成型中，潜在的未反应掉的官能团或双键继续反应，直至生成体型结构聚合物 6、离子聚合的一般特性：多种链增长活性共存、单体与引发剂之间有选择性 7、成型加工方法主要有：混合与混炼、挤出成型、注射成型、压延成型、磨压成型 8、影响制品性能的化学因素：聚合物的组成及连接方式、立体规整性、交联、端基、结构缺陷、支链 9、影响制品性能的物理因素：相对分子质量及其分布、结晶性、粒径与粒度分布、成型过程中的取向、熔体粘度与成型性 10、高分子制品添加剂包括：增塑剂、稳定剂、填料、润滑剂、着色剂、固化剂 11、选择添加剂应遵循的原则： 与高分子化合物的配任性 耐久性 加工适应性 制品性能的制约性 不同添加剂之间的相互作用性 经济性 12、共混改性的目的：提高聚合物的使用性能 改善聚合物的加工性能 降低成本 13、共混方法：物理 机械共混法&液体共混法 化学 共聚共混法&互穿网络聚合物制备技术 14、共混过程三要素：压缩、剪切、置换 15、间歇式的混炼设备只要有：高速搅拌机、开炼机、Z型捏合机 连续式的混炼设备主要有：单螺旋挤出机、双螺旋挤出机、行星式螺旋挤出机 16、单螺旋挤出机物料经历的三个区 分别遵循的理论 固体输送区 固体输送理论 熔融区 熔融理论 熔体输送区 熔体输送理论 螺杆的三个段：加料段、压缩段、均化段 第三部分 无机非金属 1、玻璃的通性：各向同性、介稳性、无固定熔点、性质变化的连续性和可逆性 2、由以SiO2为主的各种氧化物组成，根据各种氧化物在玻璃结构中所引起的作用不同，可将它们分为玻璃形成体、玻璃中间体、玻璃调整体 3、从加热配合料直到熔成玻璃液，熔制过程分为5个阶段： 硅酸盐形成阶段—玻璃形成阶段—玻璃液的澄清阶段—玻璃液的均化阶段—玻璃液的冷却阶段 4、玻璃体的缺陷（按状态不同）： 气泡（气体夹杂物）、结石（结晶夹杂物）、条纹和节瘤（玻璃态夹杂物） 5、硅酸盐水泥熟料的组成： 简写 硅酸三钙 3CaO.SiO2 C3S 硅酸二钙 2CaO.SiO2 C2S 中间相 铝酸三钙3CaO.Al2O3 C3A 铁相固溶体4CaO.Al2O3.Fe2O3 C4AF 游离氧化钙（f—CaO）和方镁石 6、硅酸盐水泥的生产过程：生料制备、熟料的煅烧、水泥粉磨 7、硅酸盐水泥的水化产物：氢氧化钙、C—S—H凝胶、水化硫铝酸钙、 水化硫铝（铁）酸钙、水化铝酸钙、水化铁酸钙 8、无机非金属材料的定义：是以某些元素的氧化物、碳化物、氮化物、卤素化合物、硼化物以及硅酸盐、磷酸盐、硼酸盐等物质组成的材料 9、降低陶瓷脆性（即增韧）的方法：表面补强、复合增韧、相变增韧 10、陶瓷胚体组成的表示方法：配料量表示法、化学组成表示法、示性矿物表示法、实验室表示法 11、釉的作用：使胚体对液体和气体具有不透明性 覆盖胚体表面并给人以美的感觉 防止玷污胚体，即使玷污也易洗刷干净 与胚体起作用，并与胚体形成整体 12、陶瓷成型方式：注浆成型、塑性成形、压制成型 第四部分 复合材料 1、复合材料的特征：细观上是非均相材料，组分材料间有明显的界面 组分材料性能差距很大 组成复合材料后性能有较大的改进 组分材料的分数大于10% 2、复合材料的结构：有两种以上组分及它们间的界面构成 3、聚合物基复合材料的性能特点： 比强度高，比模量好 耐腐蚀性能好，破损安全性能高 阻尼减震性好 具有多种功能 良好的加工工艺性 各向异性和性能可设计性 4、金属基复合材料的性能特点： 高比强度，比模量 导电导热性能好 热膨胀系数小，尺寸稳定性好 良好的疲劳性能和断裂韧性 优良的高温性能 耐磨性好 不吸槽、不老化、气密性好 5、碳纤维的制造： 预氧化作用—碳化处理—石墨化处理—上浆与表面处理 6、复合材料用聚合物基体：环氧树脂、不饱和聚酯、酚醛树脂、呋喃树脂、 聚酰亚胺、有机硅树脂、高性能热塑性树脂 7、聚合物复合材料制备工艺及方法：手糊成型、磨压成型、缠绕成型、注射成型、 拉挤成型、真空压力成型 8、金属基复合材料界面反应产生的结果：界面结合强度得到提高 产生脆性的界面反应物 造成增强体表面损伤和基体成分改变 填空题： 1、铜合金传统的分为：紫铜、黄铜、青铜、白铜 2、陶瓷的主要成型方式为：注浆成型，塑性成形，压制成型 3、按连锁聚合反应机理制备的聚合物的聚合反应实施方法：本体聚合、溶液聚合、悬浮聚合、乳液聚合 4、陶瓷基复合材料的主要制备方法：粉体制备，成型，烧结 5、熔融缩聚的基本特点是反应温度高、反应时间长、需在惰性气氛下进行、反应后期需高真空 6、提高树脂基复合材料界面结合力的方法是增加表面粗糙度、增加润湿性、使用交联剂 7、炼铁的原料组成：含铁原料、溶剂、燃料、鼓风 8、冷加工与热加工的主要区别取决于再结晶温度 9、碳纤维、石墨纤维的基本结构：三位维有序的六方晶体，其区别为相邻层间原子位置不同 10、影响复合材料界面结合力的主要因素纤维表面晶体大小及比表面积、浸润性、界面反应性、残余应力 11、电解铝制备原铝的过程为向电解槽中通入直流电，在碳阴极和碳阳极上发生电化学反应，其中冰晶石的主要作用为原料 12、悬浮聚合工艺中，分散悬浮剂的主要作用为防止聚合物结块 13、制备陶瓷基复合材料的主要目的是提高抗冲击性能，增加韧性 14、镁的冶炼方法主要有熔盐电解法、热还原法 15、镁合金按加工工艺分变形镁合金，铸造镁合金 16、铜的冶炼方法主要是火法冶炼、湿法冶炼两大类 17、降低陶瓷脆性的方法有表面补强、复合增韧、相变增韧 18、施釉的基本方法有：浸釉、淋釉、喷釉 19、特种玻璃的制备方法：溶胶—凝胶法、气相法、高速冷却法、气氛条件熔融法 20、硅酸盐水泥的生产过程包括生料制备、熟料的煅烧、水泥粉磨 21.、影响水泥水化速率的因素主要有熟料矿物组成、水灰比、细度、养护温度、外加剂 22、共混改性的目的提高聚合物的使用性能、改善聚合物的加工性能、降低成本