金属功能材料总复习提纲.doc

《金属功能材料总复习提纲.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第二章金属基复合材料1.金属基复合材料制备工艺的选择原则（1）基体与增强剂的选择，基体与增强剂的结合（2）界面的形成机制，界面产物的控制及界面设计（3）增强剂在基体中的均匀分布（4）制备工艺方法及参数的选择和优化（5）制备成本的控制和降低，工业化应用的前景2.金属基复合材料制备工艺的分类1）固态法：真空热压扩散结合、超塑性成型/扩散结合、模压、热等静压、粉末冶金法2）液态法：液态浸渗、真空压铸、反压铸造、半固态铸造3）喷射成型法：等离子喷涂成型、喷射成型4）原位生长法3.金属基复合材料的界面结合形式（1）机械结合：第一类界面。主要依靠增强剂的粗糙表面的机械“锚固”力结合。（2）浸润与溶解

2、结合：第二类界面。如相互溶解严重，也可能发生溶解后析出现象，严重损伤增强剂，降低复合材料的性能。如采用熔浸法制备钨丝增强镍基高温合金复合材料以及碳纤维/镍基复合材料在600℃下碳在镍中先溶解后析出的现象等。（3）化学反应结合：第三类界面。大多数金属基复合材料的基体与增强相之间的界面处存在着化学势梯度。只要存在着有利的动力学条件，就可能发生相互扩散和化学反应4．金属基复合材料的界面优化以及界面设计改善增强剂与基体的润湿性以及控制界面反应的速度和反应产物的数量，防止严重危害复合材料性能的界面或界面层的产生，进一步进行复合材料的界面设计，是金属基复合材料界面研究的重要内容。从界面优化的观点来看

3、，增强剂与基体的在润湿后又能发生适当的界面反应，达到化学结合，有利于增强界面结合，提高复合材料的性能5.界面优化以及界面设计一般有以下几种途径<1>增强剂的表面改性处理（1）改善增强剂的力学性能（保护层）；（2）改善增强剂与基体的润湿性和粘着性（润湿层）；（3）防止增强剂与基体之间的扩散、渗透和反应（阻挡层）；（4）减缓增强剂与基体之间因弹性模量、热膨胀系数等的不同以及热应力集中等因素所造成的物理相容性差的现象（过渡层、匹配层）。常用的增强材料的表面（涂层）处理方法有：PVD、CVD、电化学、溶胶-凝胶法等<2>金属基体改性（添加微量合金元素）（1）控制界面反应（2）增加基体合金的流动性

4、，降低复合材料的制备温度和时间（3）改善增强剂与基体的润湿性第三章金属环境材料1.与资源、能源和环境相协调的道路①在尽可能满足用户对材料性能的要求的同时，必须考虑尽可能节约资源和能源，尽可能减少对环境的污染，改变片面追求性能的观点②在研究、设计、制备材料以及使用、废弃材料产品时，一定要把材料及其产品整个寿命周期中，与环境的协调性作为重要评价指标，改变只管设计生产，而不顾使用和废弃后资源再生利用及环境污染的观点2．环境材料的内涵在加工、制造、使用和再生过程中具有最低环境负荷、最大使用功能的人类所需材料。既包括经改造后的现有传统材料也包括新开发的环境材料1)材料的先进性2)环境协调性(区别于

5、传统材料)优先争取的目标：生产环节中资源和能源的消耗少工艺流程的环境负荷小废弃后易于再生循环3)舒适性3.无铅焊料Sn-Pb合金在焊料制备、焊接、产品使用过程和废弃之后均产生铅渣、铅蒸气而污染环境。填埋处理废弃的Sn-Pb合金，其中铅元素可溶于水并通过生物链进入人体。从环境保护的角度出发,要寻找替代Sn-Pb共晶合金的新型无铅钎焊合金，目前已取得的进展大多以Sn-Ag系合金和Sn-Zn系合金。为了调整合金的熔化温度,加入了少量的Bi或In。问题：熔点高（260℃以上），润湿差，成本高。由于焊料的成分和性能发生了变化，焊接过程中也出现了新的问题。须设法减少焊料损耗，采用充氮工艺等。4.应用

6、材料预测技术使材料环境材料化材料的性能可通过化学成分的选择以及由控制加工、热处理等制造工艺而确定的微观组织来决定。n复合材料的特点之一就是可以根据使用目的进行设计和制造；n金属材料即使化学成分相同，也能通过改变微观组织使它的性能发生很大的变化，因而可以说金属材料是可进行设计的材料。采用以基础理论为指导的材料预测技术来控制生产、使用、废弃、回收的循环，这是“金属材料环境材料化”的重要课题5.废钢铁处理与杂质问题在废铁的回收过程中分选、分离工程是十分重要的。其一是化学成分的多样化。其二是由钢铁精炼工艺本身所具有的性质决定的因而，钢水中的元素可以分为以下四种类型：(1)几乎全部残存于钢水中的元

7、素：Cu,Ni,Sn,Mo,Co,W,As,(Sb)(2)不能完全除去的元素：Cr,Mn,P,S(3)与沸点、蒸汽压等无关的元素：Zn,Cd,Pb,(Sb)(4)从钢水中几乎可以全部除去的元素：Si,Al,V,Zr,B等。合金钢经几次废钢铁再生，并且在分选过程中未被分离出而发生废料混合的情况下，Cu,Ni,Sn,Mo等元素的浓度就会不断提高。这些元素本来是为了提高性能而起合金作用的。但是，它们对热加工性能有不良影响，因而必须控制其含