材料工程基礎復習資料(全)

1、個人收集整理僅供參考學習材料工程基礎復習要點第一章粉體工程基礎粉體：粉末質粒與質粒之間的間隙所構成的集合。*粉末：最大線尺寸介于 0.1500m的質粒。*粒度與粒徑：表征粉體質?？臻g尺度的物理量。粉體顆粒的粒度及粒徑的表征方法：1 .網(wǎng)目值表示一一（目數(shù)越大粒徑越?。┲苯颖碚鳎绻勰╊w粒系統(tǒng)的粒徑相等時 可用單一粒度表示。2 .投影徑一一用顯微鏡測試，對于非球形顆粒測量其投影圖的投影徑。 法萊特（Feret）徑Df：與顆粒投影相切的兩條平行線之間的距離馬丁（ Martin ）徑Dm ：在一定方向上將顆粒投影面積分為兩等份的直徑克倫貝恩（Krumbein）徑Dk：在一定方向上顆粒投影的最大尺度

2、 投影面積相當徑 Dh：與顆粒投影面積相等的圓的直徑 投影周長相當徑 DC：與顆粒投影周長相等的圓的直徑3 .網(wǎng)徑一一被測顆粒外接立方體的長L、寬B、高T二軸徑長L與寬B三軸徑長L與寬B及高T4 .球當量徑一一把顆粒看做相當?shù)那?，并以其直徑代表顆粒的有效徑的表示方法。（容易處理）*粉體的工藝特性：流動性、填充性、壓縮性和成形性。*粉體的基本物理特性：1 .粉體的能量一一具備較同質的塊狀固體材料高得多的能量。2 .分體顆粒間的作用力一一高表面能，固相顆粒之間容易聚集（分子間引力、顆粒間 異性靜電引力、固相僑聯(lián)力、附著水分的毛細管力、磁性力、顆粒表面不平滑引起 的機械咬合力）。個人收集整理勿做商業(yè)

3、用途3 .粉體顆粒的團聚。第二章粉體加工與處理粉體制備方法:1 .機械法分一搗磨法、切磨法、渦旋磨法、球磨法、氣流噴射粉碎法、高能球磨法。脆性大的材料：搗磨法、渦旋磨法、球磨法、氣流噴射粉碎法、高能球磨法塑性較高材料：切磨法、渦旋磨法、氣流噴射粉碎法超細粉與納米粉：氣流噴射粉碎法、高能球磨法2 .物理化學法物理法（霧化法、氣化或蒸發(fā) 冷凝法）：只發(fā)生物理變化，不發(fā)生化學成分的 變化，適于各類材料粉末的制備 物理-化學法：用于制備的金屬粉末純度高，粉末的粒度較細 還原法：可直接利用礦物或利用冶金生產(chǎn)的廢料及其他廉價物料作原料，制的 粉末的成本低電解法：幾乎可制備所有金屬粉末、合金粉末，純度高3

4、.化學合成法網(wǎng)一指由離子、原子、分子通過化學反應成核和長大、聚集來獲得微細 顆粒的方法 固相法：以固態(tài)物質為原始原料（熱分解反應法、化合反應法、水熱法等） 液相沉淀法：最常見的方法沉淀法（直接沉淀法、均勻沉淀法、共沉淀法）、溶膠-凝膠法影響顆粒粉碎的因素：易碎性、碰撞速度（碎料例子碰撞速度、粉碎介質碰撞速度）粉體的分級：把粉體材料按某種粒度大小或不同種類顆粒進行分選的操作。（篩分分級、流體分級）1 .影響篩分的因素一一物料（堆積密度、粒度分布、含水量）、篩分機械（孔隙率、篩孔大小、篩孔形狀、振動的幅度和頻率、加料的均勻性、料速及料層厚度）。個人收集整理勿做商業(yè)用途2 .流體分級的種類及其優(yōu)缺點

5、一一利用不同粒徑顆粒在流體中的沉降速度差，針對超微細粉體分級干式分級 濕式分離優(yōu)點（精度高、范圍窄、操作簡單），缺點（過程中易固結、單位面積產(chǎn)量低、對可溶于分散介質和易變質的物質不能使用）個人收集整理勿做商業(yè)用途造粒：“增大粒徑”的過程常用的造粒方法：凝聚造粒法、擠壓造粒法、壓縮造粒法、破碎造粒法、熔融造粒法、噴 霧造粒法。粉體成形：將粉末狀態(tài)的材料制成具有一定形狀、尺寸、孔隙率以及強度的預成形坯體的加工過程。模壓成形：單向壓制、雙向壓制、浮動凹模壓制等靜壓成形：借助高壓泵的作用把流體介質壓入耐高壓的剛體密閉容器內，高壓流體的靜壓力直接作用在彈性膜套內的粉末上，使粉末體在同一時間內各個方向均衡

6、受壓而獲得密度分布均勻和強度較高的壓坯。個人收集整理 勿做商業(yè)用途第三章有機高分子材料成形加工基礎牛頓流變學：也稱經(jīng)典流變學，是把研究對象處理成簡單的流體，再用數(shù)學描述簡單流體 中抽象質點的切應力與且應變的定量關。個人收集整理勿做商業(yè)用途*聚合物的成形性能：流動性、收縮性、結晶性、吸濕性和粘水性、熱敏性和水敏性。影響流動性的因素：（溫度、壓力、模具和聚合物的品質）1 .溫度的影響一一聚合物的溫度越高流動性越好2 .壓力的影響壓力增加流動性增大3 .模具的影響一一澆注系統(tǒng)形式、尺寸與布置、冷卻系統(tǒng)設置、流速阻力設置直接影響4 .聚合物品質影響一一熱固性塑料粒度均勻、濕度大、含水分等利于改善流動性

7、 影響聚合物成形性能的因素 ：聚合物粘度的影響、聚合物的聚集態(tài)及物理特性的影響。第四章聚合物成形加工技術及原理模壓成形：（又稱壓制成形或壓縮成形）是先將粉狀，粒狀或纖維狀的塑料放入成型溫度下的模具型腔中，然后閉模加壓而使其成型并固化的作業(yè)。包括模壓成形前的準備和模壓過程 兩個階段。個人收集整理勿做商業(yè)用途模壓成形階段中應注意的問題 ：加料、合模、排氣、交聯(lián)固化、聚合物制品脫模、清理模具。模壓成形過程參數(shù)：成形溫度、成形壓力和成形時間。擠出成形加工過程的工藝階段 ：加料、輸送、壓縮、熔融、混合、排氣。注射成形：（注塑成形）將聚合物的顆粒注入注射機內，并經(jīng)外熱式加熱熔融至流動狀態(tài)，再以很高的壓力和

8、較快的速度注入溫度較低的閉合模具內，凝固成形。個人收集整理勿做商業(yè)用途注射過程：加料、推進、熔融、注射注射成形的主要 工藝參數(shù)是機筒溫度（包括噴嘴溫度）、注射壓力和成形周期 （注射、高壓、 冷卻等時間）；其次是加料量、剩料及模具溫度等。（機筒溫度、噴嘴溫度、模具溫度、注射壓力、成形時間）。個人收集整理 勿做商業(yè)用途氣輔注射成形的 影響因素與控制：熔體溫度、熔體預注射量、氣體注入延遲時間、氣體注 射壓力和保壓壓力、氣體注射時間。個人收集整理 勿做商業(yè)用途吹塑成形的基本過程：型坯制備、吹脹賦形、定型、脫模。吹塑成形的主要方法：中空聚合物制品吹塑、薄膜吹塑。第五章硅酸鹽類材料的生產(chǎn)及工藝原理硅酸鹽類

9、材料：玻璃、陶瓷、水泥、耐火材料等玻璃的主要成分原材料SiO2硅砂、砂巖Na2O純堿、芒硝MgO白玄后CaO石灰石、方解七A12O3長石、高嶺土玻璃配合料制備的要求1 .配比正確、穩(wěn)定，保持水分、溫度適宜2 .配合料混合均勻性良好3 .具有一定的顆粒級別4 .具有一定的氣體率玻璃的熔制：將配合料經(jīng)過高溫加熱成為均勻的、無可見氣泡并符合成形要求的玻璃液的 過程。硅酸鹽玻璃熔制過程大體可分為 ：硅酸鹽的形成、玻璃液的形成與澄清、均化與冷卻。玻璃制品的成形過程： 成形（賦予制品以一定的幾何形狀）、定形（把制品的形狀固定下來， 在溫度降彳氐下想、進行）。個人收集整理勿做商業(yè)用途* 日用玻璃器件成形方法

10、：人工成形、機械成形。玻璃中的應力 三類：熱應力、結構應力、機械應力。玻璃為什么要退火：玻璃及玻璃制品在成形后的冷卻過程中，經(jīng)受激烈的、不均勻的溫度變化，產(chǎn)生的熱應力會導致大多數(shù)制品在存放、加工及使用中自行破裂，所以一般在成形后均要經(jīng)過退火，以減少或消除應力。個人收集整理 勿做商業(yè)用途* 玻璃退火的原理：玻璃的永久熱應力產(chǎn)生于從轉變溫度附近到退火溫度區(qū)的結構調整（應 力松弛），因此，為了消除永久應力，也必須將制品加熱到質點可移動、調整的溫度。玻璃 在轉變溫度以下的相當溫度范圍內，玻璃中的質點仍能進行調整，而玻璃的粘度值也相當大，不至于造成可測出的變形，因此可以在該溫度區(qū)內進行退火。個人收集整理

11、勿做商業(yè)用途* 玻璃的退火工藝：（按溫度和時間變化）一次退火、二次退火及精密退火；（按退火設備）間歇退火、連續(xù)退火。個人收集整理勿做商業(yè)用途陶瓷原料主要成分粘土類SiC2、AL2O3,少量堿金屬氧化物、堿土金屬氧化物、著色氧化物、灼燒減量長石類堿金屬或堿土金屬的鋁硅酸鹽石英類SQ滑石類含水硅酸礦物硅灰后類偏硅酸鈣類礦物陶瓷生產(chǎn)工藝過程：1 .坯料制備：第一階段一一原料處理，第二階段一一混合制備2 .坯體成形：將泥坯料加工成所要求的形狀和尺寸的均質坯體3 .坯體干燥4 .燒成：熱工設備是窯爐。燃料不同分為：固體燃料爐（煤燒窯）、液體燃料爐（重油燒窯、輕柴油燒窯）氣體燃料爐（煤氣、天然氣、液化氣燒

12、窯）個人收集整理勿做商業(yè)用途以電為能源：電爐、微波爐、高頻感應爐、等離子爐制品是否與火焰接觸：明焰窯、隔焰窯、半隔窯燒成過程連續(xù)與否：間歇式窯、連續(xù)式窯制品輸送方式不同：隧道窯、輻道窯5 .釉料及制備：釉是附著在陶瓷坯體表面上的一層很薄的玻璃體。釉有鉛釉（ PbO為 助熔劑的易熔釉）、石灰釉（CaO）、長石釉（長石為主要熔劑）等。釉的組成：玻璃形 成劑、助熔劑、乳濁劑、著色劑、其他輔助劑。基本施釉的方法有浸釉、澆釉、憶班。從原料配方到 釉層形成需要經(jīng)歷四個階段：原料的分解、化合、熔化、凝固。 個人收集整理勿做商業(yè)用途耐火材料：一般是指耐火度不低于1580 c的無機非金屬材料。燒結制品的基本生產(chǎn)

13、工藝過程：原料加工一配料一成形一干燥一燒結一揀選一成品。耐火材料燒成用窯爐：隧道窯、倒焰窯、梭式窯。水泥的主要原料主要成分石灰質原料氧化鈣粘土質原料氧化硅和氧化鋁，部分氧化鐵鐵質校正原料硅酸鹽水泥的生產(chǎn)過程：生料制備、熟料煨燒、水泥制成硅酸鹽水泥的生產(chǎn)方式：（按生產(chǎn)制備的方法）干法生產(chǎn)、濕法生產(chǎn)。1 .干法生產(chǎn)一一采用烘干生料粉，或是原料的粉磨與烘干同時進行，或是先烘干后再 粉磨，而后煨燒成熟料，再用其生產(chǎn)水泥的方法。個人收集整理勿做商業(yè)用途2 .濕法生產(chǎn)一一將原料加水粉磨成生料漿后直接煨燒成孰料，再以其生產(chǎn)水泥的方 法。第六章特種陶瓷的生產(chǎn)制備特種陶瓷的成形方法：冷等靜壓成形、注射成形、軋膜

14、成形、流延成形、熱壓鑄成形。特種陶瓷的是燒結方法：熱壓燒結與熱等靜壓燒結、液相燒結、反應燒結。影響燒結的因素：燒結程度與燒結時間、顆粒半徑等密切相關（粉粒越細小，燒結時間越 長，燒結越充分），其他因素也會產(chǎn)生影響，如氣泡和晶界、雜質及添加劑、燒結氣氛等。 個人收集整理勿做商業(yè)用途第七章冶金工程基礎金屬冶金按其原理可以劃分為火法冶金、濕法冶金、電冶金及粉末冶金火法冶金的基本過程：爐料準備、熔煉和精煉。金屬粉末冶金的基本過程 ：（又分為制粉、成形、燒結、后處理等四個基本過程）1 .金屬粉末的制取和準備2 .將金屬粉末制成所需形狀3,將坯塊在物料主要組員熔點以下的溫度進行燒結，使之成為滿足最終的物理

15、、化學 和力學性能要求的合格材料或制品 個人收集整理勿做商業(yè)用途第十三章鋼的相變*鋼中典型的相變可歸類為 ：加熱過程中的奧氏體轉變；冷卻過程中的珠光體、貝氏體及馬氏體轉變；馬氏體轉變后的再加熱（回火）轉變。個人收集整理勿做商業(yè)用途奧氏體：碳溶解在丫-Fe中的間隙固溶體，具有面心立方點陣結構。具有較高塑性、較低屈服強度，相變過程易發(fā)生塑性變形產(chǎn)生大量位錯或出現(xiàn)李晶。個人收集整理勿做商業(yè)用途奧氏體轉變：鋼在由室溫加熱至高溫的過程中，當溫度超過臨界溫度 Ai時會發(fā)生由“、Fe3c兩相組織向單相丫 -固溶體的轉變。這種轉變會隨溫度升高直至亞共析鋼的A3、過共析鋼的Acm以上方可轉變完全。轉變生成的丫

16、-固溶體稱為奧氏體。個人收集整理勿做商業(yè)用途影響奧氏體晶粒長大的因素 ：1,加熱溫度和保溫時間2,加熱速度3 .第二相質點4 .鋼的化學成分5 .鋼的原始組織貝氏體：是一種鐵素體與碳化物的兩相機械混合物。（上貝氏體、下貝氏體、粒狀貝氏體、無碳貝氏體）貝氏體轉變：當奧氏體被過冷至珠光體轉變以下的較低溫度時，過冷奧氏體發(fā)生的另一種 分解轉變。馬氏體轉變：以高于過冷奧氏體分解轉變的臨界溫度冷卻速度冷卻通過高溫區(qū)與中溫區(qū)，珠光體與貝氏體的分解轉變將會被抑制，而在低溫區(qū)發(fā)生的一種新型的相變。個人收集整理勿做商業(yè)用途馬氏體高強度、硬度的原因 ：主要取決于其中的過飽和碳含量，合金元素的影響較小。 退火：目的

17、是要消除材料內部的非平衡狀態(tài)，恢復到正常的平衡狀態(tài)。是指將材料加熱到某一特定溫度，并保持適當時間，而后再以較緩慢的速度冷卻至室溫，或冷至某一較低的特定溫度再等溫保持足夠時間，而后繼續(xù)冷卻至室溫的工藝過程。個人收集整理勿做商業(yè)用途淬火：通常將鋼加熱到奧氏體化狀態(tài)，保溫一定時間，而后以高于奧氏體分解轉變的臨界溫度冷卻速度冷卻，使過冷奧氏體轉變?yōu)轳R氏體組織的工藝過程。個人收集整理勿做商業(yè)用途正火：將鋼加熱到上臨界點 AC3或ACcm以上3050c或更高溫度，保溫足夠長的時間使奧 氏體達到完全均勻化狀態(tài)，而后在靜止空氣中冷卻至室溫的處理過程。個人收集整理勿做商業(yè)用途回火：工件淬硬后加熱到ACi以下的某

18、一溫度，保溫一定時間，然后冷卻到室溫的熱處理工藝。鋼的淬透性與淬硬性淬硬層：鋼進行淬火處理后所獲得的馬氏體組織層淬透性：將經(jīng)相同條件下淬火，鋼所獲得淬硬層厚薄的能力淬透性所表征的是 鋼在淬火過程中獲得馬氏體組織的能力（表征方法：臨界淬透直徑法、 末端淬火法）影響淬透性的因素，主要是 鋼中的合金元素及其含量淬硬性：淬硬層的實際硬度的高低，它主要取決于鋼及馬氏體中的碳含量，合金元素其輔 助作用其它時效：從經(jīng)過固溶處理后的飽和固溶體中析出細小彌散的沉淀相的過程。* 時效強化：在時效過程中析出的沉淀相，通常使合金的強度和硬度明顯提高，可達到強化 效果。共格畸變的存在，是造成合金時效強化的重要因素。個人收集整理 勿做商業(yè)用途* 時效析出沉淀的過程：較低溫度下的溶質原子偏聚及形成的偏聚區(qū)（ GP區(qū)）；隨溫度升高 在GP區(qū)內析出亞穩(wěn)定的過度沉淀相；更高溫度下過度相轉變成平衡相。個人收集整理勿做商業(yè)用途* 固