材料制备技术试题

材料制备技术［填空题］1简述火法冶金和湿法冶金的根本工艺过程参考答案A.火法冶金的根本过程矿石预备（选矿、焙烧、球化或烧结等工序处理）一冶炼（矿石在高温下用气体或固体复原剂复原出金属单体）一精炼〔去除杂质元素，提高纯度及合金化）B.湿法冶金的根本过程浸取〔选择适宜的溶剂溶解金属到溶液）一固/液分别〔过滤、洗涤及离心分别）、溶液的富集〔化学沉淀、离子沉淀、溶剂萃取和膜分别）和从溶液中提取金属或化合物（电解、化学置换和加压氢复原）［填空题］2简述单晶材料制备中高温溶液法根本原理参考答案水中难溶，而且又不适合用熔体法生长晶体的物质，一般承受高温（＞300℃）溶液法生长其晶体该类方法格外类似于常温溶液法，主要区分是高温溶液生长温度高，体系中的相关系更简单

（1）高温溶液法是结晶物质在高温条件下溶于适当的助熔剂中形成溶液，在其过饱和的状况下生长为单晶的方法因此，其根本原理与常温溶液法一样但助熔剂的选择和溶液相关系确实定是高温溶液法晶体生长的先决条件

（2）高温溶液法中没有一种助熔剂像常温溶液中的水似的，能够溶解多种物质并适合其晶体生长因此，助熔剂的选择就显得格外重要［填空题］3简述Conform连续挤压特点参考答案优点

（1）由于挤压型腔与坯料之间的摩擦大局部得到有效利用，挤压变形的能耗大大降低常规正挤压法中，用于抑制挤压筒壁上的摩擦所消耗的能量可达整个挤压变形能耗的30%以上，有的甚至可达50%据计算，在其它条件根本一样的条件下，Conform连续挤压可比常规正挤压的能耗降低30%以上

（2）可以省略常规热挤压中坯料的加热工序，节约加热设备投资，通过有效利用摩擦发热而节约能耗Conform连续挤压时，作用于坯料外表上的摩擦所产生的摩擦热，连同塑性变形热，可以使挤压坯料上升到400-500℃（铝及铝合金）甚至更高（铜及铜合金），以至于坯料不需加热或承受较低温度预热即可实现热挤压，从而大大节约挤压生产的热电费用

（3）可以实现真正意义上的无连续连续生产，获得长度到达数千米乃至数万米的成卷制品，如小尺寸薄壁铝合金盘管、铝包钢导线等显著削减间隙性非生产时间，提高劳动生产率；对于细小断面尺寸制品，可以大大简化生产工艺、缩短生产周期；大幅度地削减挤压压余、切头尾等几何废料，可将挤压制品的成品率提局到90%以上，甚至可达95%-

98.5%；大大提图制品沿长度方向组IWJ织、性能的均匀性

（4）具有较为广泛的适用范围从材料种类来看，Coform连续挤压法已成功地应用于铝及软铝合金、铜及局部铜合金的挤压生产；坯料的外形可以是杆状、颗粒状，也可以是熔融状态；制品种类包括管材、线材、型材，以及以铝包钢线为典型代表的包覆材料

（5）设备紧凑，占地面积小，设备造价及基建费用较低缺点

（1）对坯料预处理（除氧化皮、清洗、枯燥等）的要求高生产实际说明，线杆进入挤压轮前的外表清洁程度，直接影响挤压制品的质量，严峻时甚至会产生夹杂、气孔、针眼、裂纹、沿焊缝裂开等缺陷

（2）尽管承受扩展模挤压等方法，Conform连续挤压法也可生产断面尺寸较大、外形较为简单的实心或空心型材，但不如生产小断面型材时的优势大这主要是由于坯料尺寸与挤压速度的限制，生产大断面型材时Conform连续挤压单台设备产量远低于常规正挤压法

（3）虽然如前所述Conform连续挤压制品沿长度方向的组织、性能均匀性大大提高，但由于坯料的预处理效果、难以获得大挤压比等缘由，承受该法生产的空心制品在焊缝质量、耐高压性能等方面不如常规正挤压-拉拔法生产的制品好这一缺点限制了连续挤压生产对于某些本应具有很大优势的产品的应用

（4）挤压轮凹槽外表、槽封块、堵头等始终处于高温高摩擦状态，因而对工模具材料的耐磨耐热性能要求高

（5）由于设备构造与挤压工作原理上的特点，工模具更换比常规挤压困难

（6）对设备液压系统、掌握系统的要求高由上所述可知，Conform连续挤压法具有很多常规挤压法所不具有的优点，尤其适合于热挤压温度较低〔如软铝合金〕、小断面尺寸制品的连续成形［填空题］4简述物理气相沉积原理及其应用参考答案

（1）原理利用某种物理过程，如物质的热蒸发或在受到粒子轰击时物质外表原子的溅射等现象，实现物质原子从源物质到薄膜的可控转移的过程1）镀料的气化；使镀料蒸发、升华或被溅射，也就是通过镀料的气化源2〕镀料原子、分子或离子在相对较低的气体压力环境的迁移；由气化源供出原子、分子或离子经过碰撞后，产生多种反响3〕镀料原子、分子或离子在基体上不发生化学反响沉积〔2〕应用电子束物理气相沉积被广泛应用于航空、航天、船舶和冶金等工业领域而离子镀广泛用于机械、电子、航空、航天、轻工、光学和建筑等部门，用以制备耐磨、耐蚀、耐热、超硬、导电、磁性和光电转换等镀层［填空题］5简述半固态浆料的制备方法参考答案

（1）电磁搅拌法是利用感应线圈产生的平行于或者垂直于铸形方向的强磁场对处于液一固相线之间的金属液形成猛烈的搅拌作用，产生猛烈的流淌，使金属凝固析出的枝晶充分裂开并球化，进展半固态浆料或坯料的制备2机械搅拌法机械旋转的叶片或搅拌棒转变凝固中的金属初晶的生长与演化，以获得球状或类球状的初生固相的半固态金属流变浆料机械搅拌法分为非连续机械搅拌法和连续机械搅拌法3应变诱导熔化激活法利用传统连铸方法预先连续铸造出晶粒细小的金属锭坯，将该金属锭坯在回复再结晶的温度范围内进展大变形量的热态挤压变形，通过变形裂开铸态组织，然后再对热态挤压变形过的坯料加以少量的冷变形，在坯料的组织中储存局部变形能量，最终按需要将经过变形的金属锭坯切成肯定大小，快速其加热到固液两相区并适当保温，即可获得具有触变性的球状半固态坯料4液态异步轧挤法实质是剪切-冷却-轧制shearing-coolin-rolling,简称SCR法，其工艺原理是利用一个机械旋转的辐轮把静止的弧状结晶壁上生长的初晶不断碾下、裂开，并与剩余的液体一起混合，形成流变金属浆料，是一种高效制备半固态坯料的方法5超声振动法利用超声机械振动波扰动金属的凝固过程，细化金属晶粒，获得球状初晶的金属浆料6粉末冶金是一种金属或合金快速凝固技术，它利用金属雾化技术的方法制备细小的金属粉末雾化技术就是利用离心力、机械力或高速流体冲击力等外力的作用使金属熔体分散成尺寸很小的雾状熔滴，并使熔滴在与流体或冷模接触中快速冷却凝固7倾斜冷却板制备法金属液体通过培土品倾倒在内部具有水冷装置的冷却板上，金属液冷却后到达半固态，流入模具中制备成半固态坯料倾斜冷却板装置设备简洁、占地面积小，可便利地安装在挤压、轧制等成形设备的上方［填空题］6简述注射技术及其应用参考答案金属粉末注射成形技术是随着高分子材料的应用而进展起来的一种型固结金属粉、金属陶瓷粉和陶瓷粉的特别成形方法它是使用大量热塑性粘结剂与粉料一起注入成形模中，施于低而均匀的等静压力，使之固结成形，然后脱粘结剂烧结这种技术能够制造用常规模压粉末的技术无法制造的简单外形构造如带有螺纹、垂直或高叉孔锐角、多台阶、壁、翼等制品，具有更高的材质密度93Q100%的理论密度和强韧性，并具有材质各向同性等特性目前该项技术成为粉末冶金领域最具活力的技术并已进入工业化生产阶段金属粉末注射成型技术制作的产品有齿轮汽车部件、通信器械元件如手机的情报通信器械和计算机的0A器件、电开工具、门锁、乐器、医疗器件和缝纫机元件、工业设备元件和磁性元件、枪支瞄准器支架、手枪退子钩和撞针、窗户锁扇形块、纺织机的三角块、眼镜框架的柔性较链、眼镜脚、手表表壳等产品都有一个明显的特点其构造小而简单，密度和精度高等制作材料除铁银合金外，还有钛及钛合金、铝及铝合金、超硬合金和重合金等。