第一篇:金屬學課后答案
金屬材料學(第二版)課后答案 主編戴啟勛
第一章 鋼的合金化原理 1.名詞解釋
1)合金元素: 特別添加到鋼中為了保證獲得所要求的組織結構從而得到一定的物理、化學 或機械性能的化學元素。(常用 M 來表示)2)微合金元素: 有些合金元素如 V,Ti, Zr 和 B 等,Nb,當其含量只在 0.1%左右(如 B 0.001%,V 0.2 %)時,會顯著地影響鋼的組織與性能,將這種化學元素稱為微合金元素。3)奧氏體形成元素:在 γ-Fe 中有較大的溶解度,且能穩定 γ 相;如 Mn, Ni, Co, C, N, Cu; 4)鐵素體形成元素: 在 α-Fe 中有較大的溶解度,且能穩定 α 相。如:V,Nb, Ti 等。5)原位析出: 元素向滲碳體富集,當其濃度超過在合金滲碳體中的溶解度時, 合金滲碳體就 在原位轉變成特殊碳化物如 Cr 鋼中的 Cr: ε-FexC→Fe3C→(Fe, Cr)3C→(Cr, Fe)7C3→(Cr, Fe)23C6 6)離位析出: 在回火過程中直接從 α 相中析出特殊碳化物,同時伴隨著滲碳體的溶解,可 使 HRC 和強度提高(二次硬化效應)如 V,Nb, Ti 等都屬于此類型。2.合金元素 V、Cr、W、Mo、Mn、Co、Ni、Cu、Ti、Al 中哪些 是鐵素體形成元素?哪些是奧氏體形成元素?哪些能在 a-Fe 中形成 無限固溶體?哪些能在 g-Fe 中形成無限固溶體?
答:鐵素體形成元素:V、Cr、W、Mo、Ti、Al; 奧氏體形成元素:Mn、Co、Ni、Cu 能在 a-Fe 中形成無限固溶體:V、Cr; 能在 g-Fe 中形成無限固溶體:Mn、Co、Ni 3.簡述合金元素對擴大或縮小 γ 相區的影響,并說明利用此原理在 生產中有何意義?
答:(1)擴大 γ 相區:使 A3 降低,A4 升高一般為奧氏體形成元素 分為兩類:a.開啟 γ 相區:Mn, Ni, Co 與 γ-Fe 無限互溶.b.擴大 γ 相區:有 C,N,Cu 等。如 Fe-C 相圖,形成的擴大的 γ 相區,構成了鋼的熱處理 的基礎。(2)縮小 γ 相區:使 A3 升高,A4 降低。一般為鐵素體形成元素 分為兩類:a.封閉 γ 相區: 使相圖中 γ 區縮小到一個很小的面積形成 γ 圈,其結果使 δ 相區與 α 相區連成一片。如 V, Cr, Si, A1, Ti, Mo, W, P, Sn, As, Sb。b.縮小 γ 相區:Zr, Nb, Ta, B, S, Ce 等(3)生產中的意義:可以利用 M 擴大和縮小 γ 相區作用,獲得單相組織,具有特殊性能,在耐蝕鋼和耐熱鋼中應用廣泛。
4.簡述合金元素對鐵碳相圖(如共析碳量、相變溫度等)的影響。答:答:1)改變了奧氏體區的位置 2)改變了共晶溫度:(l)擴大 γ 相區的元素使 A1,A3 下降;(2)縮小 γ 相區的元素使 A1,A3 升高。當 Mo>8.2%, W>12%,Ti>1.0%,V>4.5%,Si>8.5%,γ
相區消失。3.)改變了共析含碳量:所有合金元素均使 S 點左移。(提問:對組織與性能有何影響呢?)
5.合金鋼中碳化物形成元素(V,Cr,Mo,Mn 等)所形成的碳化 物基本類型及其相對穩定性。
答:答:基本類型:MC 型;M2C 型;M23C6 型;M7C3 型;M3C 型;M6C 型;(強 K 形成元素形成的 K 比較穩定,其順序為:Ti>Zr>Nb>V>W,Mo>Cr>Mn>Fe)各種 K 相對穩定性如下:MC→M2C→M6C→M23C6→M7C3→M3C(高-------------------------低)
6.主要合金元素(V,Cr,Ni,Mn,Si,B 等)對過冷奧氏體冷卻 轉變影響的作用機制。
答:Ti, Nb, Zr, V:主要是通過推遲 P 轉變時 K 形核與長大來提高過冷 γ 的穩定性; W,Mo,Cr:1)推遲 K 形核與長大; 2)增加固溶體原子間的結合力,降低 Fe 的自擴散激活能。作用大小為:Cr>W>Mo Mn:(Fe,Mn)3C,減慢 P 轉變時合金滲碳體的形核與長大;擴大 γ 相區,強烈推遲 γ→α 轉 變,提高 α 的形核功; Ni:開放 γ 相區,并穩定 γ 相,提高 α 的形核功(滲碳體可溶解 Ni, Co)Co:擴大 γ 相區,但能使 A3 溫度提高(特例),使 γ→α 轉變在更高的溫度進行,降低了過 冷 γ 的穩定性。使 C 曲線向左移。Al, Si :不形成各自 K,也不溶解在滲碳體中,必須擴散出去為 K 形核創造條件;Si 可提 高 Fe 原子的結合力。B,P,Re:強烈的內吸附元素,富集于晶界,降低了 γ 的界面能,阻礙 α 相和 K 形核。7.合金元素對馬氏體轉變有何影響?
答:合金元素的作用表現在: 1)對馬氏體點 Ms-Mf 溫度的影響; 2)改變馬氏體形態及精細結構(亞結構)。除 Al,Co 外,都降低 Ms 溫度,其降低程度:強 C→Mn→Cr→Ni→V→Mo,W,Si 弱 提高 γ’含量: 可利用此特點使 Ms 溫度降低于 0℃以下,得到全部 γ 組織。如加入 Ni,Mn,C,N 等 合金元素有增加形成孿晶馬氏體的傾向,且亞結構與合金成分和馬氏體的轉變溫度有關.8.如何利用合金元素來消除或預防第一次、第二次回火脆性?
答:1)低溫回火脆性(第 I 類,不具有可逆性)其形成原因:沿條狀馬氏體的間界析出 K 薄片; 防止:加入 Si, 脆化溫度提高 300℃;加入 Mo, 減輕作用。2)高溫回火脆性(第 II 類,具有可逆性)其形成原因:與鋼雜質元素向原奧氏體晶界偏聚有關。防止:加入 W,Mo 消除或延緩雜質元素偏聚.9.如何理解二次硬化與二次淬火兩個概念的相關性與不同特點。答:二次硬化:在含有 Ti, V, Nb, Mo, W 等較高合金鋼淬火后,在 500-600℃范圍內回火時,在 α 相中沉淀析出這些元素的特殊碳化物,并使鋼的 HRC 和強度提高。(但只有離位析出時 才有二次硬化現象)二次淬火:在強 K 形成元素含量較高的合金鋼中淬火后 γ’十分穩定,甚至加熱到 500-600℃ 回火時升溫與保溫時中仍不分解,而是在冷卻時部分轉變成馬氏體,使鋼的硬度提高。相同點:都發生在合金鋼中,含有強碳化物形成元素相對多,發生在淬回火過程中,且回火 溫度 550℃左右。不同點:二次淬火,是回火冷卻過程中 Ar 轉變為 m,是鋼硬度增加。二次硬化:回火后,鋼硬度不降反升的現象(由于特殊 k 的沉淀析出)
10.一般地,鋼有哪些強化與韌化途徑?
答 1)強化的主要途徑 宏觀上:鋼的合金化、冷熱加工及其綜合運用是鋼強化的主要手段。微觀上: 在金屬晶體中造成盡可能多的阻礙位錯運動的障礙; 或者盡可能減少晶體中的可動 位錯,抑制位錯源的開動,如晶須。(主要機制有:固溶強化、細晶強化、位錯強化、“第二相”強化、沉淀強化、時效強化、彌 散強化、析出強化、二次硬化、過剩相強化)2)韌化途徑:細化晶粒;降低有害元素的含量; 防止預存的顯微裂紋;形變熱處理; 利用穩定的殘余奧氏體來提高韌性; 加入能提高韌性的 M,如 Ni, Mn; 盡量減少在鋼基體中或在晶界上存在粗大的 K 或其它化合物相。第二章 工程結構鋼
1. 對工程結構鋼的基本性能要求是什么?
答:(1)足夠高的強度、良好的塑性;(2)適當的常溫沖擊韌性,有時要求適當的低溫沖擊韌性;(3)良好的工藝性能。
2.合金元素在低合金高強度結構鋼中的主要作用是什么?為什么考 慮采用低 C?
答:為提高碳素工程結構鋼的強度,而加入少量合金元素,利用合金元素產生固溶強化、細 晶強化和沉淀強化。利用細晶強化使鋼的韌-脆轉變溫度的降低,來抵消由于碳氮化物沉淀 強化使鋼的韌-脆轉變溫度的升高。考慮低 C 的原因:(1)C 含量過高,P 量增多,P 為片狀組織,會使鋼的脆性增加,使 FATT50(℃)增高。(2)C 含量增加,會使 C 當量增大,當 C 當量>0.47 時,會使鋼的可焊性變差,不利于工 程結構鋼的使用。
3.什么是微合金鋼?微合金化元素在微合金化鋼中的主要作用有哪 些?試舉例說明。
答:微合金鋼:利用微合金化元素 Ti, Nb, V; 主要依靠細晶強化和沉淀強化來提高強度; 利用控制軋制和控制冷卻工藝-----高強度低合金鋼 微合金元素的作用: 1)抑制奧氏體形變再結晶; 例:再熱加工過程中,通過應變誘導析出鈮、鈦、釩的氮化物,沉淀在晶界、亞晶界和位錯 上,起釘扎作用,有效地阻止奧氏體再結晶的晶界和位錯的運動,抑制再結晶過程的進行。2)阻止奧氏體晶粒長大; 例:微量鈦(w≤0.02%)以 TiN 從高溫固態鋼中析出,呈彌散分布,對阻止奧氏體晶粒長 大很有效。3)沉淀強化; 例: w(Nb)≤0.04%時,細化晶粒造成的屈服強度的增量Δ ζ G 大于沉淀強化引起的增量 ΔδPh;當 w(Nb)≥0.04%時, Δ ζ Ph 增量大大增加,而Δ ζ G 保持不變。4)改變與細化鋼的組織 例:在軋制加熱時,溶于奧氏體的微合金元素提高了過冷奧氏體的穩定性,降低了發生先共 析鐵素體和珠光體的溫度范圍,低溫下形成的先共析鐵素體和珠光體組織更細小,并使相間 沉淀 Nb(C,N)和 V(C,N)的粒子更細小。4.低碳貝氏體鋼的合金化有何特點?
解: 合金元素主要是能顯著推遲先共析 F 和 P 轉變,但對 B 轉變推遲較少的元素如 Mo,B,可得到貝氏體組織。1)加入 Mn, Ni, Cr 等合金元素,進一步推遲先共析 F 和 P 轉變,并使 Bs 點下降,可得到 下 B 組織; 2)加入微合金化元素充分發揮其細化作用和沉淀作用; 3)低碳,使韌性和可焊性提高。第三章 機械制造結構鋼 1.名詞解釋
1)液析碳化物:由于碳和合金元素偏析,在局部微小區域內從液態結晶時析出的碳化物。2)網狀碳化物:過共析鋼在熱軋(鍛)加工后緩慢冷卻過程中由二次碳化物以網狀析出于 奧氏體晶界所造成的。3)水韌處理:高錳鋼鑄態組織中沿晶界析出的網狀碳化物顯著降低鋼的強度、韌性和抗磨 性。將高錳鋼加熱到單相奧氏體溫度范圍,使碳化物充分溶入奧氏體,然后水冷,獲得單一 奧氏體組織。4)超高強度鋼: 一般講,屈服強度在 1 370MPa(140 kgf/mm2)以上,抗拉強度在 1 620 MPa(165 kgf/mm2)以上的合金鋼稱超高強度鋼。2. 調質鋼、彈簧鋼進行成分、熱處理、常用組織及主要性能的比較,并熟悉各自主要鋼種。答: 成分 熱處理 常用組織 主要性能 調質鋼 彈簧鋼
0.30~0.50%C 的 C 鋼 淬 火 與 高 溫 回 回火 S 或回火 較高的強度,良好的塑性和 T 或中、低合金鋼 火 韌性 中、高碳素鋼或低合 淬 火 和 中 溫 回 回火 T 金鋼 火 高的彈性極限,高的疲勞強 度,足夠的塑性和韌性
主要鋼種: A.調質鋼:按淬透性大小可分為幾級: 1)40,45,45B 2)40Cr,45Mn2, 45MnB, 35MnSi 3)35CrMo, 42MnVB, 40MnMoB,40CrNi 4)40CrMnMo, 35SiMn2MoV,40CrNiMo B.彈簧鋼:1)Mn 彈簧鋼: 60Mn,65Mn 2)MnSi 彈簧鋼:55Si2Mn,60Si2MnA 3)Cr 彈簧鋼: 50CrMn,50CrVA, 50CrMnVA(使用 T<300℃)4)耐熱彈簧:30W4Cr2VA(可達 500℃)5)耐蝕彈簧:3Cr13, 4Cr13, 1Cr18Ni9Ti(溫度<400℃)3.液析碳化物和帶狀碳化物的形成、危害及消除方法。
答:形成:均起因于鋼錠結晶時產生的樹枝狀偏析; 液析碳化物屬于偏析引起的偽共晶碳化物(一次碳化物); 帶狀碳化物屬于二次碳化物偏析(固相凝固過程中)危害: 降低軸承的使用壽命,增大零件的淬火開裂傾向,造成硬度和力學性能的不均勻性(各 向異性)消除方法: 1)控制成分(C,Cr%); 2)合理設計鋼錠,改進工藝; 3)大的鍛(軋)造比來破碎碳化物; 4)采用高溫擴散退火(1200℃左右)。
4.說明易切削鋼提高切削性能的合金化原理。
答: 鋼中加入一定量的 S、Pb、或 Ca 等元素,Te、Se 形成 MnS、CaS、MnTe、PbTe、CaO-SiO2、CaO-Al2O3-SiO2 等或 Pb 的夾雜物。在熱軋時,這些夾雜物沿扎向伸長,成條狀或紡錘狀,破壞鋼的連續性,減少切削時對刀具的磨損,而又不會顯著影響鋼材縱向力學性能。
5.馬氏體時效鋼與低合金超強鋼相比,在合金化、熱處理、強化機制、主要性能等方面有何不同?
合金化 熱處理 強化機制 主要性能 馬 氏 1)過大 γ 相區(Ni、1)高溫奧氏體化后淬火 固溶強化 高強度,同時具有良好 體 時 Co); 成 馬 氏 體 冷 作 相 變 強 的塑韌性和缺口強度; 效鋼 2)時效強化(Ni,Al,(Ms:100~150 ℃)化 Ti, ; 熱處理工藝簡單; Mo, Nb,Mo); 2)進行時效,產生強烈 時效強化 淬火后硬度低,冷變形 3)為提高塑韌性,必 沉淀強化效應,顯著提 性能和切削性能好; 須嚴格控制雜事元素含 高強度。焊接性較好 量(C,S,N,P)
低 合 1)保證鋼的淬透性(Cr, 淬火 + 低溫回火或等 晶粒細化、強度高;成本低廉;生 沉 金 超 Mn, Ni); 溫淬火 淀 硬 化 及 亞 產工藝較簡單; 強鋼 2)增加鋼的抗回火穩定 結構的變化 韌塑性較差; 性(V, Mo); 較大的脫 C 傾向; 3)推遲低溫回火脆性 焊接性不太好。(Si)4)細化晶粒 ;(V,Mo)。
3. 高錳鋼在平衡態、鑄態、熱處理態、使用態四種狀態下各是什么 組織?為何具有抗磨特性?
答:平衡態組織:α+(Fe,Mn)3C; 鑄態組織:γ +碳化物; 熱處理態組織:單相 γp;使用狀態下組織: 表面硬化層 + 內部γ 具有抗磨特性的原因:1)高沖擊和強擠壓下,其表面層迅速產生加工硬化,在滑移面上形成 硬化層,即冷作硬化,使其具有抗磨性。2)加入 2-4%的 Cr 或適量的 Mo 和 V,能形成細小碳化物,提高屈服強度、沖擊韌性和抗磨 性。
4. GCr15 鋼是什么類型的鋼?這種鋼中碳和鉻的含量約為多少? 碳和鉻的主要作用分別是什么?其預先熱處理和最終熱處理分別是 什么? 答:高碳鉻軸承鋼。C 含量 1%,Cr 含量 1.5%。C 的作用:固溶強化提高硬度;形成碳化物。Cr 的作用:提高淬透性、耐磨性、耐蝕性 預先熱處理:(擴散退火,正火)+ 球化退火 最終熱處理:淬火 + 低溫回火 +(穩定化處理)8.氮化鋼的合金化有何特點?合金元素有何作用?
答:合金化特點:鋼中加入氮化物形成元素后,氮化層的組織有很大變化,在 α 相中形成含 有鉻、鉬、鎢、釩、鋁等合金元素的合金氮化物,其尺寸在 5mm 左右,并與基體共格,起 著彌散強化作用。鋼中最有效的氮化元素是鋁、鈮、釩,所形成的合金氮化物最穩定,其次 是鉻、鉬、鎢的合金氮化物。合金元素作用: 加入 Al(HV1000 以上), V, Cr, Mo, W(HV900 以下)可以提高表面硬度; 加入 Cr,Mn,Mo 提高淬透性; 加入 Mo,V 等可以使鋼在高溫下保持高強度; 加入少量 Mo,可以防止高溫回火脆性。第四章 工具鋼
1.從總體看,工具鋼與結構鋼相比,在主要成分、組織類型、熱處 理工藝、主要性能與實際應用方面各自有何特點?
答: 結構鋼 成分 組織 熱處理 綜合性能 應用 C:中低 C 合金元素:中偏低 P(S,T),B,M 退、正、淬、回火 強韌 工程或制造結構 工具鋼 中高 C 合金元素:中偏低高 C M,S,T 淬火回火(熱)硬,強 各種工具 2.采用普通素工具鋼的優點是什么?局限性是什么?
答:優點:成本低,冷熱性能較好,熱處理簡單,應用范圍較寬。不足處:1)淬透性低,鹽水中淬火,變形開裂傾向大。2)組織穩定性差,熱硬性低,工作溫度小于 200 ℃。
3. 什么是紅硬性?為什么它是高速鋼的一種重要性能?哪些元素在高 速鋼中提高紅硬性? 答:紅硬性:在高的溫度下保持硬度的能力。提高熱硬性的元素有:W、Mo、V、Co、N(常與 Al 配合加入)。
4.18-4-1 高速鋼的鑄態顯微組織特征是什么?為什么高速鋼在熱處 理之前一定要大量地熱加工?
答:鑄態組織:魚骨狀 Le+黑色與白色組織 鑄態高速鋼組織中粗大的共晶碳化物必須經過鍛軋將其破碎,是其盡可能成為均勻分布的顆 粒狀碳化物。7. 高速鋼 18-4-1 的最終熱處理的加熱溫度為什么高達 1280℃?在加 熱過程中為什么要在 600~650℃和 800~850℃進行二次預熱保溫? 答:加熱溫度高:為使奧氏體中合金度含量較高,應盡可能提高淬火溫度至晶界熔化溫度偏 下(晶粒仍然很細,8-9 級)。目標:淬火后獲得高合金的 M 組織,具有很高抗回火穩定性; 在高溫回火時析出彌散的合金碳化物產生二次硬化,使鋼具有高的硬度和熱硬性。一次或兩次預熱:由于高合金的高速鋼導熱性差,為防止工件加熱時變形,開裂和縮短加熱 的保溫時間以減少脫碳。8.高速鋼 18-4-1 淬火后三次回火的目的是什么?這種回火在組織上 引起什么樣的變化?
答:目的:一方面,增強二次硬化效果; 另一方面,(主要)是為了利用二次淬火來降低殘余奧氏體含量,也間接地提高了性能。回火后的顯微組織為回火馬氏體加碳化物。
9. 高碳、高鉻工具鋼耐磨性極好的原因何在?抗氧化的原因為什么? 第五章 不銹耐蝕鋼 1.名詞解釋:
1)晶間腐蝕:晶界上析出連續網狀富鉻的 Cr23C6 引起
晶界周圍基體產生貧鉻區,貧鉻區 成為微陽極而發生的腐蝕。2)應力腐蝕:奧氏體或 M 不銹鋼受張應力時,在某些介質中經過一段不長時間就會發生破 壞,且隨應力增大,發生破裂的時間也越短; 當取消張應力時,腐蝕較小或不發生腐蝕。這種腐蝕現象稱為“應力腐蝕(破裂)。” 4)n/8 規律:加入 Cr 可提高基體的電極電位,但不是均勻的增加,而是突變式的。當 Cr 的含量達到 1/8,2/8,3/8,??原子比時,Fe 的電極電位就跳躍式顯著提高,腐蝕也顯著 下降。這個定律叫做 n/8 規律。
2.從電化學腐蝕原理看,采用哪些途徑可提高鋼的耐蝕性?
答:1)使鋼表面形成穩定的表面保護膜; 2)得到單相均勻的固溶體組織; 3)提高固溶體(陽極)的電極電位。
3.合金元素及環境介質對耐蝕鋼的耐蝕性的影響。
答:合金元素:Cr 決定和提高耐蝕性的主要元素; Ni 可提高耐蝕性; C 與 Cr 形成碳化物,降低耐蝕性; Mn,N 提高高鉻不銹鋼在有機酸中的耐蝕性; Mo 提高不銹鋼的鈍化能力; Cu 少量加入可有效地提高不銹鋼在硫酸及有機酸中的耐蝕性; Si 提高在鹽酸、硫酸和高濃度硝酸中耐蝕性。環境介質:(1)氧化性介質如硝酸,NO3 是氧化性的,不銹鋼表面氧化膜容易形成,鈍化時間短。(2)在稀硫酸等非氧化性酸中,由于介質中溶有的氧量較低,而 SO4 又不是氧化劑,H+ 濃度又高,一般的鉻不銹鋼和 Cr18Ni9 型不銹鋼難以達鈍化狀態,因而是不耐蝕的。(3)強有機酸中,由于介質中氧含量低,又有 H+存在,一般鉻和鉻鎳不銹鋼難鈍化,易被 腐蝕。(4)在含有 Cl*的介質中,Cl*容易破壞不銹鋼表面氧化膜,穿透過并與鋼表面起作用,產 生點腐蝕。4.奧氏體不銹鋼晶間腐蝕產生的原因,影響因素與防止方法。
答:原因:奧氏體不銹鋼晶間腐蝕主要是晶界上析出網狀富鉻的 Cr23C6 引起晶界周圍基體 產生貧鉻區,貧鉻區的寬度約 10-5cm,Cr<12%。在許多介質中沒有鈍化能力, 貧鉻區成為 微陽極而發生腐蝕。影響因素: a.C:C<0.03%時無晶間腐蝕;化學成分:加入 Ti, Nb 固 C,使奧氏體內固溶的 C<0.03%以下。b.加熱溫度:550-800℃(650℃最敏感),T>800℃時 K 重溶;T<500℃,擴散困難。c.加熱時間:時間很長或很短,都難以存在晶間腐蝕。防止辦法:超低 C;改變 K 類型;固溶處理;獲得γ +δ(10-50%)雙相組織。5.不銹鋼發生應力腐蝕破裂的產生原因,影響因素與防止方法。
答:原因:不銹鋼在某些介質中受張應力時經過一感;2)應力:應力越大,越嚴重;3)介質溫度:溫度越高,越嚴重;4)不銹鋼組織與成分: 對應力腐蝕的影響.防止措施: 1)提高純度(降低 N, H 以及雜質元素含量)2); 加入 2-4%Si 或 2%Cu 或提高 Ni%(>35%); 3)采用高純度 15-25%F 不銹鋼;4)采用奧氏體和鐵素體(50-70%)雙相鋼。第六章 耐熱鋼及耐熱合金 1.名詞解釋:
1)蠕變極限:在某溫度下,在規定時間達到規定變形時所能承受的最大應力。2)持久強度:在規定溫度和規定時間斷裂所能承受的應力(ζ η)。4)持久壽命:它表示在規定溫度和規定應力作用下拉斷的時間。2.耐熱鋼及耐熱合金的基本性能要求有哪兩條?
答:足夠高的高溫強度、高溫疲勞強度 足夠高的高溫化學穩定性(特別是抗氧化性能)
3.如何利用合金化(或怎么合金化)提高鋼的高溫強度?
答:V,Ti 碳化物沉淀強化; Mo、W、Cr 固溶強化; B 強化晶界。4.如何利用合金化(或怎么合金化)提高鋼的高溫抗氧化性能? 5.耐熱鋼有哪些種類?
答:(1)F-P 耐熱鋼,常用鋼種:12Cr1MoV,15CrMo, 12Cr2MoWVSiTiB(2)馬氏體耐熱鋼,鋼種:2Cr12MoV, 2Cr12WMoV(3)工業爐用耐熱鋼,Fe-Al-Mn 爐用耐熱鋼,Cr-Mn-C-N 爐用耐熱鋼,高 Cr-Ni 奧氏體爐 用耐熱鋼(4)奧氏體耐熱鋼,分為三類:簡單奧氏體耐熱鋼(Cr18Ni9 型奧氏體不銹鋼);固溶強化型 奧氏體耐熱鋼;沉淀強化型奧氏體耐熱鋼。第七章 鑄鐵 1.名詞解釋:
1)碳當量:一般以各元素對共晶點實際含碳量的影響, 將這些元素的量折算成 C%的增減, 這樣算得的碳量稱為碳當量(C.E)(C.E = C + 0.3(Si+P)+ 0.4 S0.3Si)
2.鑄鐵與鋼相比,在主要成分、使用組織、主要性能上有何不同?
答:鑄鐵與鋼總體比較:(鑄鐵)A.成分:C、Si 含量高,S、P 含量高; 2.5-4.0 C, 1.0-3.0 Si, 0.5-1.4 Mn, 0.01-0.5 P, 0.02-0.2 S B.組織:鋼的基體 +(不同形狀)石墨; C.熱處理:不同形式的熱處理 D.性能:取決于基體組織及 G 數量、形狀、大小及分布.G:HB3-5,屈強 20MPa, 延伸率近為 0;G 對基體有割裂(削弱)作用,對鋼強度(抗拉強度)、塑性、韌性均有害,其性能 特別塑、韌性;比鋼要低,但:具有優良的減震性、減摩性以及切削加工性能、優良的鑄造 性能、低的缺口敏感性; E.生產:鑄鐵熔化設備簡單,工藝操作簡便,生產成本低廉
3.對灰口鑄鐵、可鍛鑄鐵、球墨鑄鐵的成分(主要是 C 與 Si)、組 織、牌號、主要性能與應用做相互對比。
答: 灰口鑄鐵 成分 C 2.5-3.6;Si 1-2.5 可鍛鑄鐵 C 2.2, Si 1.2-2.0, 0.4-1.2,P<0.1, S<0.2;球墨鑄鐵 Mn C3.6-3.8%,Si 2.0-2.5,Mn0.6-0.8, P< 0.1 F,P+球狀 G 組織 F,F+P,P+ 片 狀 G(A P,F+團絮狀 G 型,? , F 型)
牌號 HT100,150,200,250,KT300-6,330-8,350-10,QT400-18,400-15,450-10,HT300,350 370-12(F-KT)500-7,600-3,700-2,800-2,KTZ450-5,500-4,600-3,900-2 700-2(P-KT 性能 強度較低,塑韌性低,硬 較高強度,良好塑性,有一 基 體 強 度 利 用 率 高,可 達 度 HB130-270,耐磨性好,定的塑變能力(展性鑄鐵,70-90%;強度,塑性,韌性,減振性好,缺口敏感性小 馬鐵),但并不能鍛造。但生 疲勞強度明顯提高 等 產周期長,工藝復雜,成本 較高。用途 可用作耐壓減震件,如機 制造一些形狀復雜而在工作 可制造各種受力復雜、負荷較 床底座、支柱等 中 以 經 受 震 動 的 薄 壁 大和耐磨的重要鑄件,如曲軸、(<25mm)小件 連桿、齒輪等,在一定條件下 可取代鑄鋼、鍛鋼、合金鋼。4.鍛鑄鐵的成分與灰口鑄鐵相比,有何特點?其生產分幾步? 答:成分:可鍛鑄鐵:C 2.2, Si 1.2-2.0, Mn 0.4-1.2,P<0.1, S 第八章 鋁合金
1.以 Al-4%Cu 合金為例,闡述鋁合金的時效過程及主要性能(強 度)變化。答:分為四階段: 1)形成溶質原子(Cu)的富集區—GP[I] 與母相 α(Al 為基的固溶體)保持共格關系,引起α 的嚴重畸變,使位錯運動受阻礙,從而 提高強度; 2)GP[I]區有序化—GP[II]區(θ ’)’ 化學成分接近CuAl2,具有正方晶格,引起更嚴重的畸變,使位錯運動更大阻礙,顯著提高 強度; 3)溶質原子的繼續富集,以及θ ’形成 θ’已達到 CuAl2,且部分地與母相晶格脫離關系,晶格畸變將減輕,對位錯阻礙能力減小,合金趨于軟化,強度開始降低。4)穩定相θ 的形成與長大 與母相完全脫離晶格關系,強度進一步降低。(這種現象稱為過時效)
2.變形鋁合金分為幾類?說明主要變形鋁合金之間的合金系、牌號 及主要性能特點。
答:(1)非熱處理強化變形鋁合金 主要有防銹鋁合金: 合金系:Al-Mn 系 牌號: LF21 Al-Mg-(Mn)牌號: LF2, 3, 5, 6, 7, 10,11,12 等 性能:耐蝕性好;塑性好(易加工成形);焊接性好; 可利用冷加工硬化來提高強度(2)熱處理強化變形鋁合金,(過飽和)固溶處理和時效處理; 主要有硬鋁、鍛鋁、超硬鋁合金: A 硬鋁:基本是 Al-Cu-Mg 合金; 牌號 性能 低 合 金 硬 鋁(鉚 釘 硬 LY1,LY3,LY10 合金 Mg, Cu%較低,有較高塑性,但強度較低,時 鋁)效速度慢。標準硬鋁 高合金硬鋁 耐熱硬鋁 LY11 LY12 可淬火(過飽和固溶)時效,強度提高 具有良好的耐熱性,強度高,但塑性及承受冷 熱加工能力差。較 多的 Mn, Mg,強化相 S,θ 外,還有 Al19Mg2Mn,可制做 250-300 ℃工作的飛機 零件。
B 超硬鋁合金,Al-Zn-Mg-Cu 系合金 牌號:LC3,LC4,LC5,LC6,LC9 性能:強度高(淬火+120℃時效),但抗蝕性差(包鋁),組織穩定性不好,工作溫度小于 120℃ C 鍛鋁合金 合金系:Al-Mg-Si, Al-Mg-Si-Cu(普通鍛鋁合金);Al-Cu-Mg-Ni-Fe(耐熱鍛鋁合金)牌號:LD2,LD5,LD6,LD10;LD7,LD8,LD9 性能:良好的熱塑性,較高的機械性能。
3.鑄造鋁合金主要分為幾類?說明主要鑄造鋁合金的合金系、牌號 及主要性能特點。
答:普通鍛鋁合金:Al-Mg-Si, Al-Mg-Si-Cu 耐熱鍛鋁合金:Al-Cu-Mg-Ni-Fe 合金系 Al-Si 系 Al-Cu 系 Al-Mg 系 Al-Zn 系 牌號 ZL1xx ZL20x ZL30x ZL40x 主要性能特點 最好的鑄造性能、中等強度和抗蝕性,應用最廣泛。最高的高溫和室溫性能,適于制造大負荷或耐熱鑄件,但鑄造性能 和抗蝕性較差。有最好的抗蝕性和較高的強度,但鑄造、耐熱性能差,適于抗蝕、耐沖擊和表面裝飾性高的鑄件。鑄態下的高強度鋁合金,在強度、抗蝕性和鑄造性能,均中等 第九章 鎂合金
1.鎂的晶格類型如何?鎂及鎂合金有何主要性能特點?
答:密排六方點陣(冷變形較困難)鎂:強度和彈性模量較低;在大氣中有足夠的耐蝕性,但在淡水、海水中耐蝕性差,熔煉困 難。鎂合金:強度硬度高,塑韌性好,一般可焊性較差。
2.鎂合金按生產方法分幾類?其牌號如何表示?
答:分為變形鎂合金和鑄造鎂合金兩大類 變形鎂合金主要合金系為:Mg-Zn-Zr 系,Mg-Al-Zn 系、Mg-Re-Zr 系、Mg-Mn 系和 Mg-Li 系 牌號有 MB1,MB2,MB3 等 鑄造鎂合金中主要合金系:Mg-Zn-Zr 系;Mg-Al-Zn 系;Mg-Re-Zr 系;Mg-Th-Zr 系 Mg-Al-Ag 系等 牌號有 ZM1,ZM2,ZM5 等 第十章 銅合金 1.名詞解釋:
1)黃銅;銅鋅合金稱為黃銅,再加入其他合金元素后,形成多元黃銅。2)鋅當量系數 :黃銅中加入 M 后并不形成新相,只是影響α,β 相的相對含量,其效果 象增加了鋅一樣。可以用加入 1%的其它合金元素對組織的影響上相當于百分之幾的 Zn 的 換算系數來預估加入的合金元素對多元黃銅組織的影響,這種換算關系稱為鋅當量系數。3)青銅:是 Cu 和 Sn、Al、Be、Si、Mn、Cr、Cd、Zr 和 Co 等元素組成的合金的統稱。4)白銅:是以鎳為主要合金元素的銅合金。
2.銅合金主要分為幾類?不同銅合金的牌號如何?其主要 性能是什 么? 答:A 紫銅
a 韌銅:0.02%-0.10%O;T1,T2,T3,T4; T1、T2: 導電及高純度銅合金用; T3、T4: 一般用銅材及銅合金.b 無氧銅:<0.003%; TU1,TU2: 主要用于電子真空儀器儀表中導體 c 脫氧銅:<0.01%;TUP,TUMn; TUP 主要用于焊接用銅材,制作熱交換器、排水管、冷凝管等; TUMn 用于電子管用銅材 B 黃銅,a 低鋅黃銅 H96、H90、H85 α 黃銅,用于冷凝器和散熱器。b 三七黃銅 H70、H68 α 黃銅,用于深沖或深拉制造復雜形狀的零件。c 四六黃銅 H62、H59 α +β 黃銅,用于制造銷釘、螺帽、導管及散熱器零件。C 青銅 二元青銅: Cu-Sn,Cu-Al,Cu-Be,?; 二元錫青銅 β 相:Cu5Sn 電子化合物為基的固溶體; γ 相: CuSn 為基的固溶體; δ 相:Cu31Sn8 電子化合物 性能: 1)錫青銅鑄造的優點是鑄件收縮率小,適于鑄造形狀復雜、壁厚變化大的零件;2)錫青銅在大氣、海水和堿性溶液中有良好耐蝕性,用于海上船舶、礦山機械零件; 3)力學性能,工業錫青銅中錫含量不超過 14%,其中 Sn<7-8%: 變形錫青銅,有高塑性和 適宜的強度;Sn>10%: 鑄造合金,用于鑄件。a 二元鋁青銅有 QAl5、QAl7 和 QAl10,鋁青銅有良好的力學性能、耐蝕性和耐磨性,是青 銅中應用最廣的一種。b 多元青銅: Cu-Sn-M,Cu-Al-M,Cu-Be-M,? +P:能顯著提高合金的彈性極限和疲勞極限,并能承受壓 力加工,廣泛用于制造各種彈性 元件。如 QSn6.5-0.1:可制造導電性好的彈簧、接觸片、精密儀器中的齒輪等耐磨和抗磁元 件。ZQSn10-1:Cu3P 與δ 相可作為青銅軸承材料的耐磨相,可做耐磨軸承合金。+Zn: 可提高力學性能和耐蝕性。QSn4-3 , 常用作制造彈簧、等彈性零件和抗磁零件。c 鈹青銅 QBe2, QBe1.9,具有良好的導電和導熱性能; 耐蝕和耐磨; 無磁,沖擊時無火 花 ;可制造高級彈性元件和特殊耐磨元件,還用于電氣轉向開關、電接觸器等; D 白銅 白銅按成分分為二元白銅(Cu-Ni)和多元白銅(Cu-Ni-(M))。按用途分為結構白銅和電工白銅。a 結構白銅,常用的牌號有 B10、B20、B30,在大氣、海水、過熱蒸氣和高溫下有優良的 耐蝕性,而且冷熱加工性能都很好,可制造高溫高壓下的冷凝器、熱交換器,廣泛用于船舶、電站、石油化工、醫療器械等部門.B20 也是常用的鎳幣材料,可制造高面額的硬幣。b 電工白銅 康銅 含 Ni40%、Mn1.5%的錳白銅 具有高電阻、低電阻溫度系數,與銅、鐵、銀配成熱電偶對時,能產生高的熱電勢,組成銅-康銅、鐵—康銅和銀—康銅熱電偶,測溫精確,工作溫度范圍為-200℃--600℃。考銅 Ni43%、Mn0.5%的錳白銅 有高的電阻, 與銅、鎳鉻合金、鐵分別配成熱電偶時,能產生高的熱電勢,考銅—鎳鉻熱電 偶的測溫范圍從-253℃(液氫沸點)到室溫。B0.6,在 l00℃以下與銅線配成對, 其熱電勢與鉑銠-鉑熱電偶的熱電勢相同,可做鉑銠—鉑 熱電偶的補償導線 第十一章 鈦合金
3.鈦的晶格類型如何?鈦合金的分類及牌號?
答:鈦的晶格類型:密排六方 常用鈦合金 :α-鈦合金:牌號:TA1-TA8,TA1-TA3 為工業純鈦。α+β 鈦合金牌號 用 TC 表示,TC1-TC10 β-鈦合金和近β 鈦合金:TB1,TB2
2、鈦及鈦合金有何主要性能特點?
答:鈦:比強度高,熔點高,塑性好.具有優良的耐蝕性;低溫性能很好;化學活性極高,與 Cl, O, S, C, N 等強烈反應(高溫下),液態下幾乎同 ThO2 以外的所有坩堝起反應,只能用真空電耗電弧爐熔煉。可焊性好;具有良好的沖壓性能;但耐磨性較差; 彈性模量較低(120GPa),約為鐵的 54%;導熱系數及線脹系數均較低。其導熱系數比鐵低 4.5 倍,使用時易產生溫度梯度及熱應力。鈦合金:α-鈦合金高溫性能好(<500℃),組織穩定性好,焊接性好,是耐熱鈦合金的主要 組成部分,但不能熱處理強化,常溫強度低,塑性不高; α+β 鈦合金:常溫強度高,可熱處理強化,但組織不夠穩定;焊接性能較差; β-鈦合金和近β 鈦合金:塑性加工性能好(快冷得到 β 組織),機械性能高(可通過時效來 提高強度),是發展高強度(抗拉>1400-1500MPa)鈦合金潛力最大的合金,但組織穩定性 較差,工作溫度低于 200 度;
第二篇:包裝材料學課后題答案范文
第一篇 紙包裝材料與制品(習題集)
第一章 概論 思考題:
1.紙包裝為什么在包裝工業中占有主導地位? 答: a原料來源廣、生產成本低; b保護性能優良; c加工儲運方便; d印刷裝潢適性好; e安全衛生; f綠色環保,易于回收處理; g復合加工性能好。
2.為什么提倡綠色包裝?
答: 隨著科學技術的發展和人類文明的進步,人們對社會的可持續性發展越來越重視。包裝材料作為原料和能源消耗的重要組成部分,尤其是包裝廢棄物對環境保護帶來的重大壓力。使人們在開發包裝新材料和新技術的同時,要將包裝領域的可持續發展放在首要位置。綠色包裝是實現包裝工業可持續性發展的重要途徑,即在使用包裝材料制造包裝制品時,要考慮到包裝減量(Reduce)、重復使用(Reuse)、回收利用(Recycle)和再生(Recover),盡量使用可降解材料(Degradable),減少包裝帶來的環境污染。
3.簡述紙包裝種類及主要性能。
答: 包裝紙和紙板的種類繁多,根據加工工藝可分為包裝紙、包裝紙板、加工紙和紙板等大類。作為包裝材料,紙和紙板應該具備各種包裝適性,以滿足不同商品包裝的要求,如外觀性能、強度性能、抗彎曲及壓縮性能、表面性能、透氣與吸收性能、光學性能、適印性能、衛生和化學性能。
第二章 包裝紙和紙板 思考題:
1.簡述造紙植物纖維原料的物理結構特征、化學組成及其主要性能。
答: 纖維是造紙原料中最主要、最基本的植物細胞,細胞壁是由原生質體所分泌的物質形成的。根據細胞壁形成的先后和結構方面的差異,細胞壁可以分為胞間層(ML)、初生壁(P)和次生壁(S)三個部分。根據形成順序,次生壁可分為外層(S1)、中層(S2)和內層(S3)。次生壁是細胞(纖維)的主體。化學組成:纖維素、半纖維素、木素和其他化學成分。纖維素是植物纖維原料最主要的化學成分,增加紙和紙板的強度;保留較高的半纖維素含量,對于提高紙張的裂斷長、耐折度、吸收性和不透明性是有利的;保留少量木素可提高紙和紙板的挺度,過多則使紙張發脆,影響白度;其他成分為樹脂、果膠質等,它們在紙和紙板中保留較少。
2.簡述紙和紙板的生產工藝。
答: 原料――料片――紙漿――打漿――調料――抄造――紙張
3.怎樣才能制造出質量良好的紙和紙板?
答: 首先制漿過程中保留適量的木素,在保證紙張挺度的同時使纖維保持良好的柔韌性和強度。其次適度打漿,提高紙張強度的同時保證纖維具有一定長度。調料要適當,適度施膠、加填、加入化學助劑。抄造時,控制流漿箱的速度,使紙頁質量均勻,網部速度決定紙頁厚度和定量均勻,控制壓榨部壓力,使紙幅脫水均勻,在干燥初期要避免高溫造成水分蒸發過快,否則要影響纖維之間的結合力,使成紙出現強度差、松軟、施膠度低、收縮不均勻、翹曲等紙病。壓光,使紙頁緊密、表面平整,盡量消除兩面差。
4.試樣測試前為什么要進行預處理?
答: 紙和紙板的含水量對其物理性能有十分明顯的影響,為了能準確地反映和比較各種紙包裝材料的性能,除了測試紙和紙板的水分外,其它性能指標的測試一般都要在恒溫恒濕的標準大氣中進行。
5.總結紙和紙板物理特性及其測試方法。
答: 紙和紙板的物理性能包括抗張強度、耐破度、撕裂度、耐折度、挺度、環壓強度等。他們分別可用拉力機、耐破度儀、撕裂度儀、耐折度儀、挺度儀和環壓機等。
6.怎樣評價紙和紙板質量的優劣?
答:評價紙和紙板質量主要通過紙張橫幅定量差、厚度差,紙張水分、抗張強度、撕裂度、耐破度、耐折度、挺度、施膠度、平滑度等性能優劣來衡量。
第三章 加工紙 思考題:
1.部分用于包裝的紙和紙板為什么要進行加工?
答: 滿足產品包裝的防潮、防水、熱封、阻隔、防銹、高強度、高印刷適性和裝潢、裝飾效果及其它功能性要求。
2.簡述顏料、樹脂涂布紙的加工原理、主要性能與產品、用途。
答:顏料涂布紙 原理:將顏料、粘合劑和輔助材料制成涂料,通過專門設備將其涂布在紙和紙板表面,經干燥、壓光后在紙面形成光潔、致密的涂層,獲得表面性能和印刷性能優良的顏料涂布紙。用途:主要用途:用于商標標簽、煙盒、化妝品、藥品、小家電、高檔小百貨包裝及畫報、日歷印制。樹脂涂布紙 原理:樹脂涂布紙是將樹脂分散溶解在不同溶劑中,或直接熔融成涂料涂于原紙表面,以提高紙的防油、防水、不透氣等能力,或為了提高紙的絕緣性,改善紙的外觀性能等。用途:膠帶、標簽紙基、吸潮粉末、化學藥品、醫藥品包裝、冷凍食品、肉制品包裝。
3.簡述藥劑涂布加工紙、真空鍍膜張的生產工藝、產品特點與用途。
答:藥劑涂布紙: 將不同藥劑分散在一定濃度的粘合劑或溶劑中,然后涂布在紙面上,獲得功能不同的包裝紙,有時為了不使藥劑有效成分穿過紙頁逸散,涂布藥劑前先在紙的另一面進行涂蠟或樹脂涂布處理。可用來生產防銹紙、抗菌防霉紙、防蟲紙和防鼠紙等。真空鍍膜紙:在高真空下蒸發金屬、氧化物、非金屬等,使之在紙面形成均勻鍍膜,提高阻隔性能。廣泛用于防潮、防水、裝飾性包裝,尤其在香煙、食品飲料、藥品、化妝品、高級脂和包裝方面。
4.浸漬加工對原紙有哪些要求?
答:浸漬原紙對浸漬液要有良好的吸收性,紙頁組織均勻,不能施膠,具有一定的強度,以保證在浸漬過程中不斷裂。5.簡述浸漬加工原理、工藝、產品性能與用途。
答:浸漬加工紙是用樹脂、油類、瀝青、蠟質、化學藥劑等對原紙進行浸漬處理,使之具有防由、防水、防潮、耐磨等性能,可用于商品的防護性包裝,保證內裝商品在某些特殊惡劣環境下不受損壞。同時一些功能型浸漬液還能改變紙和紙板的耐酸堿性、耐化學腐蝕性能等,或者經浸漬后的紙和紙板具有防火阻燃、果蔬保鮮等功能。浸漬加工工藝一種是將原紙浸沒在浸漬液內,紙頁在浸漬液內運行過程中被浸透飽和,因此這種方法也成為飽和浸漬法,它適合于某些吸收量大的生產要求;另一種是使紙在浸漬液面運行,保持一定的間隙,在浸漬液與原紙接觸后,借助于浸漬液與紙頁間的粘附力形成一個浸漬液的接觸層,使紙頁吸收一定量的浸漬液,這種方法又稱為珠式浸漬法,改變運行車速可調整浸漬量大小,它適合于藥劑浸漬。樹脂浸漬紙浸漬處理后的紙具有防油、防水、透明、耐腐、絕緣等性能,耐稀酸但一般不耐堿。膠乳浸漬紙浸漬加工后可大大提高紙頁的內部結合強度,具有較高的耐磨及抗撕強度,表面平滑,耐酸堿,但大都不耐醇、脂酮、醚等有機溶劑。主要用來包裝金屬制品、刀具、工具,食物油浸漬紙可用來包裝水果、肉類及冷凍商品等。蠟紙主要用來包裝面包、糖果、餅干、冷凍食品等。防火紙用于易爆、易燃物品包裝,能在一定的程度上提高其儲存和運輸時的安全系數。
6.簡述變性、復合加工原理、工藝、產品性能與用途。
答: 變性加工紙是將原紙進行化學處理,使紙頁發生潤脹、膠化、降解或纖維素再生,結果使紙的性質發生了根本的變化,出現了許多新的性能,滿足各種包裝的要求,用于包裝的變性加工紙主要有植物羊皮紙、鋼紙、玻璃紙等。用粘合劑將紙、紙板與其它塑料、鋁箔、布等層合起來,得到復合加工紙。復合加工不僅能改善紙和紙板的外觀性能和強度,更主要的是提高了防水、防潮、耐油、氣密、保香等性能,同時還會獲得熱封型、阻光性、耐熱性等,可用于特殊要求的包裝。大量的復合紙板還是用于制作包裝液體、糊狀、膏狀商品的紙容器。
第四章 瓦楞紙板 思考題:
1.瓦楞紙板是怎樣分類的?各種瓦楞有何特征、性能與用途?
答:根據瓦楞的齒形,瓦楞紙板可以分成V、U、UV型三種類型。V型瓦楞挺力好,用紙量少。但楞頂面與面紙板粘結面窄,故粘合劑用量少,粘結強度也低。在壓制時,芯紙的波紋頂面容易壓潰破裂。現在幾乎不用。U型瓦楞楞峰圓弧半經較大,富有彈性,在彈性限度內,還原性能較好。在受壓變形過程中能吸收較高的能量,具有良好的緩沖作用,粘結強度高。UV型瓦楞的齒型弧度較V型瓦楞大,較U型瓦楞小,從而綜合了二者的優點。它的抗壓強度高,彈性好,恢復力強,粘結強度好。目前各種瓦楞機經常采用這種齒型的瓦楞輥。根據瓦楞楞型分類分為A、B、C、E四種。A型瓦楞高而寬,富有彈性,緩沖性好,垂直耐壓強度高,但平壓性能不好。一般利用其的緩沖保護性包裝容易破裂的玻璃制品、水果、玩具、洗衣粉等,另外也用作襯墊隔板。B型瓦楞低而密,單位長度上瓦楞個數多,使之具有光滑的印刷表面。平壓和平行壓縮強度高,但緩沖性稍差,垂直支承力低,故適合于包裝自身具有一定強度和支撐力的電器、罐頭等商品。C型瓦楞性能介于A、B型瓦楞之間,既具有良好的緩沖保護性能,又具有一定的剛性,許多工廠喜歡用它來代替A型瓦楞使用,適合于包裝各種商品。E型瓦楞紙板較薄,挺度好,一般用于制做紙盒作為銷售包裝;也可以單獨使用E型瓦楞紙作為安瓿緩沖隔紙。根據瓦楞的層數分為單楞雙層瓦楞紙板、單楞雙面瓦楞紙板、雙楞雙面(五層)瓦楞紙板、三楞雙面(七層)瓦楞紙板。單楞雙層瓦楞紙板,即在一層瓦楞芯紙表面粘上一層紙板而形成。一般用做玻璃、陶瓷器皿、燈管、燈泡的緩沖保護性包裝。單楞雙面瓦楞紙板,由一層瓦楞芯紙和兩層面紙貼合在一起而形成的瓦楞紙板,故亦稱三層瓦楞紙板。它適合于作內箱、展銷包裝和一般運輸包裝。雙楞雙面(五層)瓦楞紙板由兩層瓦楞芯紙、一層夾層和兩層面紙組成,中央層可以用紙板、也可以用瓦楞原紙和質量、定量較低的薄紙板。一般用它來制作包裝較重、體積較大的物品的紙箱,主要用于運輸包裝、其特點是強度高,能承擔重物的各向作用力。三楞雙面(七層)瓦楞紙板由三層芯紙、二層夾層和二層面紙貼合而形成的瓦楞紙板,用于制做重型商品包裝箱,包裝大型電器、小型機床及塑料原料等。
2.瓦楞原紙和箱紙板怎樣選配才能生產出優質瓦楞紙板?說明理由。
答: 為了使生產的瓦楞紙板不僅滿足使用質量要求,而且成本合理,就必須正確選配瓦楞原紙和箱紙板。(1)質量選配 一般應選用質量等級近似的瓦楞原紙和箱紙板來生產瓦楞紙板,如A、B級箱紙板應盡量選用A級瓦楞原紙;D、E級箱紙板則可選用C、D級瓦楞原紙。選用強度高的箱紙板與等級低的瓦楞原紙制成的瓦楞紙板容易塌楞,平壓強度低。質量不符合合同要求時,會造成原材料浪費,或成本不合理。(2)定量選配 提高瓦楞原紙的定量有利于降低成本。在保持強度不變的情況下,瓦楞原紙定量每增加1g/m2,箱紙板可以同時降低1g/m2,因此國際上目前出現了采用高定量瓦楞原紙來生產瓦楞紙板的趨勢;但瓦楞原紙定量過高,瓦楞紙板會出現表面不平整,產生明顯的瓦楞條紋,影響外觀質量和印刷效果。因此一般箱紙板與瓦楞原紙的定量比維持在2:1的范圍內比較好。如果選用瓦楞原紙定量過低,貼合后會使瓦楞的齒形變形,由圓弧形變成矩形結構,影響瓦楞紙板的厚度、邊壓強度及緩沖性能。
3.簡述單面機的作用及構造。
答: 單面機的主要作用是借助瓦楞輥的作用將瓦楞原紙壓制成瓦楞,并與一層箱紙板粘結在一起,形成單楞單面瓦楞紙板。單面機是由原紙架、預熱輥、水分調整輥、瓦楞輥、涂膠裝置、導紙爪、貼壓輥和輸送橋架等組成。
4.什么是無導紙爪技術?它有何優點? 答:導紙爪作用固然很大,但在涂膠過程中會由于其本身的厚度而使瓦楞峰面出現一條條無粘合劑的白線,使該處起不到粘結作用,導紙爪的消耗及更新費時費料。目前較先進的瓦楞紙板機都應用了無導紙爪技術。無導紙爪單面機采用真空式、抽真空罩式和加壓氣墊式等方法來完成瓦楞芯的轉移與貼壓工作。應用無導紙爪技術不僅大大節省了時間,提高生產速度,而且對于保證瓦楞紙板的質量有十分積極的作用。
5.怎樣減少壓楞時楞峰破裂及瓦楞原紙斷裂等故障?
答:調整好上、下瓦楞輥之間嚙合的配合壓力;保持上、下瓦楞輥軸線的平行度;平行度不好,生產出來的瓦楞紙板厚薄不勻,性能惡化。控制好瓦楞輥的中高;調整好齒面包角。
6.簡述瓦楞紙板機的組成及其作用。
答:瓦楞紙板機主要是由單面機系統和多面機系統組成的。單面機系統的主要作用是壓制瓦楞芯并使其與一層面紙貼合,雙面機系統的作用是給單面單楞的瓦楞紙板貼合另一層面紙或者是利用單面單楞的瓦楞紙板生產出成五層、七層甚至更多層的瓦楞紙板來。7.某瓦楞紙板機寬度2m,工作速度180m/min,請給它選擇一套鍋爐。答:瓦楞原紙――預熱――潤濕――壓塄――涂膠――貼壓 箱紙板――預熱 所用設備為瓦楞紙板生產線,包括單面機、雙面機系統。
8.怎樣評價瓦楞紙板的質量?
答:Q=0.011WV+0.1=0.011×2×180+0.1=4.06(t/h)
9.簡述功能型瓦楞紙板的加工技術、產品特點及用途。
答: 通過以下指標來評價瓦楞紙板的質量: 外觀質量、定量、厚度、耐破強度、邊壓強度、平壓強度、戳穿強度、粘結強度等 10.功能型瓦楞紙板主要有防水瓦楞紙板、保鮮瓦楞紙板、防靜電瓦楞紙板。防水瓦楞紙板主要是通過涂布、浸漬等方法提高紙板的防水性能。主要用來包裝干燥粉狀物品、鹽腌制品、冷凍食品和果蔬類產品。保鮮瓦楞紙板可以保持水果、蔬菜新鮮的方法是減少失水、抑制生物呼吸和細菌生長,同時除去促使它們老化、熟化的乙烯氣體。主要處理方法有夾塑、復合等。
第五章 瓦楞紙箱
思考題:
1.瓦楞紙箱是如何分類的?舉例說明。
答:(1)國際紙箱規程:瓦楞紙箱有各種規格與型號,國外對瓦楞紙箱分類方法較多,國際上比較通用的是國際紙箱規程來分類,即由ASSCO和EFECO提出、經國際瓦楞紙板協會(Internation Corrugated Case Association)批準的紙箱分類辦法,規定將紙箱分成如表1-39所示的六類基本箱型,另外還有09××一類,包括44種箱內隔襯附件。(2)國家標準 我國對瓦楞紙箱的分類,主要根據箱型和制造紙箱原材料等級來進行區分。a.根據箱型結構分類 九種紙箱型號(0201、0202、0203、0204、0205、0206、0310、0325和0402)及09××類隔板襯墊等內容。b.根據生產原材料分類 單瓦楞紙箱和雙瓦楞紙箱。
2.瓦楞紙箱印刷設計須注意哪些問題?
答:(1).印刷圖文應盡可能設計簡潔。(2)避免多次印刷(即套印次數)。一般紙箱單色或雙色印刷即可符合要求。(3)箱角在堆碼時起十分重要的作用,因此設計時要避免在箱角印刷圖文;也不要設計環周長的印刷直線,因為它很可能使紙箱受壓時沿此線彎折。
3.簡述瓦楞紙箱生產工藝,并介紹相關設備的作用。
答:單機生產工藝: 瓦楞紙板——分紙——印刷——壓線——開縫切角——釘箱——配套附件——捆扎——瓦楞紙箱 分紙壓線機作用是切邊、縱橫向壓線。切角開槽機作用是將箱蓋之間的連接部分切開,并切出箱體接舌。模切機生產工藝: 瓦楞紙板——印刷——模切——釘箱或粘結成箱——配套附件——捆扎——瓦楞紙箱 模切機首先要制造模切板,根據紙箱展開圖,在膠合板上相當于瓦楞紙板需要切口開槽的位置裝設鋼質切刀,在壓痕處裝圓刃壓線,然后將模板安裝在模壓機上,制造箱坯。可同時完成壓線、切角、沖切提手和透氣孔,尤其適合制作異型紙箱 自動制箱工藝: 瓦楞紙板——印刷、切角、開縫、壓線、沖孔——自動釘箱或粘箱——自動捆扎——配套附件——瓦楞紙箱 自動上料機將紙板生產線送過來的紙板堆放到送紙臺上,并使其印刷面朝上。印刷裝置完成雙色印刷。壓線裝置完成縱向壓線。切角開縫裝置完成紙箱的切角開縫。4.比較瓦楞紙箱接合方法及特點。
答:將箱坯接合成紙箱,根據使用材料不同分為釘接、粘接和膠帶粘接3種接合方式。釘接成箱操作簡單,設備成本低,適合小廠使用。粘接成箱既可單獨使用,又可以與印刷開槽機聯合在一起,構成印刷、壓線、切角、開槽、成箱一體化的自動制箱機生產線,提高生產效率和減輕勞動強度。膠帶接合成箱時箱坯不需要設制搭接舌,將箱體對接后,用強度較高的增強膠帶粘貼即可。箱內、外表面平整,密封性好。
5.某紙箱(0201型)規格為50×30×32cm,包裝商品凈重17.3 kg,倉貯堆碼最大高度為3.5m。如果取安全系數為2.8,請選合適原料、楞型來制造這種紙箱。答: 解:①、該紙箱應具備的抗壓強度 K=2.8 H=3.5m=350cm h=32cm W=17.3Kgf=169.54N 取n=10層 ∴P=2.8×(10-1)×169.54=4272.41(N)②確定制造方案并估算紙箱抗壓強度 方案Ⅰ 里、面紙:優等品掛面牛皮箱紙板,280g/m2 芯紙:A級瓦楞原紙,140g/m2 A楞:查知r1=r2=10.6N·m/g Rm=7.1N·m/g α=1.58 又根據:Z=(50+30)×2=160㎝ 查得:F=62㎝ =76.4(N/cm)∵P=Px×F =76.4×62 =4736.8(N)>4256N ∴強度符合要求 方案Ⅱ 里、面紙:合格品普通箱紙板,320g/㎡ 芯、夾紙:D級瓦楞紙板,160g/㎡ AB楞 查知:r1=r2=7.0N·m/g r3=rm3.5N·m/g 又根據:Z=160cm α1=1.58 α2=1.38 查得:F=78 =67(N/㎝)∵P=Px×F =67×78 =5226(N)>4256N ∴強度符合要求
6.影響瓦楞紙箱質量的主要因素有哪些,生產中如何減少它們的不良作用?
答:(1)原材料質量 原紙是決定紙箱壓縮強度的決定因素,由Kellicutt公式即可看出。然而瓦楞紙板生產過程中其它條件的影響也不允許忽視,如粘合劑用量、楞高變化、浸漬、涂布、復合加工處理等。(2)水分 紙箱用含水量過高的瓦楞紙板制造,或者長時間貯存在潮濕的環境中,都會降低其耐壓強度。當紙箱水分從10%提高到14%時紙箱強度下降30%以上。因此對于在潮濕環境下流通的紙箱,最好進行防潮加工。(3)箱型 箱型是指箱的類型(02類、03類、04類等)和同等類型箱的尺寸(長、寬、高)比例,它們對抗壓強度也有明顯的影響。有的紙箱箱體為雙層瓦楞紙板構成,耐壓強度較同種規格的單層箱明顯提高;在相同條件下,箱體越高,穩定性就差,耐壓強度降低。(4)印刷與開孔 印刷會降低紙箱抗壓強度。包裝有透氣要求的商品在箱面開孔,或在箱側沖切提手孔,都會降低紙箱強度,尤其開孔面積大,偏向某一側等,影響更為明顯。(5)加工工藝偏差 在制箱過程中壓線不當(過深或過淺),開槽過深,接合不牢等,也會降低成箱耐壓強度。
第六章 紙盒、紙袋和其它紙包裝制品 思考題:
1.簡述紙盒生產原料、結構特征和生產工藝、設備。
答:紙盒的生產原料有白紙板、黃紙板、復合紙板和一些鑄涂紙板、茶紙板、厚紙板、灰紙板、瓦楞紙板等。紙盒按結構可分成折疊式、組合式和固定式紙盒,按成盒方式可分為粘接式、釘接式和插接自鎖式。固定紙盒生產工藝:紙板―分切―切角壓痕―裱糊成盒―干燥―固定紙盒 膠紙板―印刷―分切―標簽紙 折疊紙盒生產工藝:紙板―分切―印刷―模切―接合―折疊紙盒 設備:雙色印刷機、模切機、糊盒機或釘盒機。
2.簡述紙袋的種類、生產原料、工藝及設備,并指出它們的用途。
答:紙袋通常可分為銷售包裝紙袋和運輸包裝紙袋。常用生產原料有牛皮紙、紙袋紙、涂布膠印紙和普通包裝紙等。銷售包裝紙袋工藝:紙袋紙――印刷――涂膠――折疊――縱向粘接――切斷――成型粘底 運輸包裝紙袋工藝:紙袋坯片――涂膠――折合中縫――粘接壓貼――轉向――底舌涂膠――折合底封舌――粘合壓貼――干燥――紙袋 一般紙袋所用制袋設備有印刷機和制袋機。銷售包裝紙袋常用來包裝紡織品、衣帽、日用品、小商品、小食品、像紙、唱片等結構簡單的小型包裝紙袋。運輸包裝紙袋一般指用于水泥、農藥、化肥、砂糖、食鹽和豆類等的大包裝紙袋。
3.簡述復合罐的生產原料與工藝。
答:復合罐的生產原料有紙和紙板、鋁箔、塑料薄膜、粘合劑與涂料等。生產工藝按桶體成型方法可分為螺旋式卷繞法和回旋式卷繞法兩種。然后套底粘接,上蓋既可。
4.簡述紙漿模包裝制品生產原料、工藝及設備。
答:紙漿模的原料一般為廢紙或紙制品加工后的邊角余料,但是紙漿模餐具的原料要求較高,一般為漂白植物纖維原漿(如稻麥草、蘆葦、蔗渣、竹、木漿),然后添加部分化學藥品。紙漿模生產工藝:漿料制備、模塑成型、干燥。常用設備有水力碎漿機、模具和烘道。
5.為什么提倡發展蜂窩紙板?簡述蜂窩紙板的生產材料與工藝。
答:提倡發展蜂窩紙板,因為其具有以下特點:(1)材質消耗少,比強度、比剛度高,且易于調節,重量輕。(2)優異的緩沖隔震性能,同時隔音隔熱。(3)穩定性好,各向性能接近,易于防潮、防霉、增強處理。(4)成本低,不污染環境,符合出口包裝要求。蜂窩紙板主要包括蜂窩芯和面紙,另外還要有粘合劑。蜂窩紙板生產工藝:蜂窩芯--拉伸--潤濕--干燥定型--涂膠--覆面--干燥--切斷--蜂窩紙板
第三篇:課后答案
第四篇:高中化學《金屬的化學性質》課后反思
高中化學《金屬的化學性質》課后反思
必修一第三章第一節《金屬的化學性質》第一課時學習的內容為:
1、復習初中學習的金屬的化學反應總結金屬的化學共性。
2、學習金屬與非金屬的反應。
本節課的課堂步驟為:
1、了解本章課本編寫思路,知道代表性金屬鈉、鎂、鋁、鐵、銅及其所代表的金屬類別。
2、自學《思考與交流》并班內交流,得到金屬反應的共性即(1)金屬可以和氧氣化合(2)金屬可以與酸生成氫氣(3)金屬可以把比他不活潑的金屬從其鹽溶液中置換出來。
3、在復習的基礎上擴大概念可得共性,引出本節課學習對象。
4、學生自學課文,交流在課文中所學關于鈉和氧氣、鋁和氧氣反應的知識,結合初中所學,完成代表性金屬鈉、鎂、鋁、鐵、銅分別和氧氣反應的方程式。
5、教師演示實驗,學生完成實驗現象的描述。
6、在教師指導下,學生分析金屬與非金屬反應的反應類別以及金屬表現的性質,完成代表金屬分別與非金屬硫、氯氣反應的方程式,使學習內容充實而具體、既有共性又認識到物質的差異性。
課后反思如下:
1、教學生全盤把握本章編排思路,明確學習對象,學習更有針對性。
2、明確學習對象所代表物質的類別,學會用歸類法學習,提高學習效率。
3、新舊知識聯系,降低新知識的陌生度,低起點,小步子,學生接受快,課堂活躍,效果好。
4、課本的高度概括,使我們這些基礎教薄弱的學生往往認為課本內容太少,資料比較全面,造成學生學習很大程度地依賴資料的偏差。因此,教師要帶領學生挖掘教材的內涵和外延,使學習對象充實、具體。
第五篇:發育學_課后總結_各章重點_答案
一、緒論 發育生物學:是應用現代生物學的技術研究生物發育機制的科學。它主要研究多細胞生物體的從生殖細胞的發生、受精、胚胎發育、生長到衰老和死亡,即生物個體發育中生命現象發展的機制。鑲嵌發育:合子的細胞核含有大量特殊的信息物質——決定子,在卵裂的過程中這些決定子被平均分配到子細胞中去控制子細胞的發育命運。細胞的命運實際上是由卵裂時所獲得的合子核信息早已預定的。這一類型的發育我們稱之為鑲嵌發育。
胚胎誘導:是指在胚胎發育過程中,相鄰細胞或組織間通過相互作用,決定其中一方或雙方細胞的分化方向。
圖式形成:胚胎細胞形成不同組織、器官和構成有序空間結構的過程。形態模式:各門動物都具有區別于其他動物特有的解剖學特征,這些特有的解剖學結構內在的排列稱為形態模式。
調整發育:胚胎為保證正常的發育,可以產生胚胎細胞位置的移動和重排,這樣的發育為調整發育。
發育生物學的發展基礎及過程如何?研究哪些問題? 答:發展基礎:胚胎學、遺傳學、細胞生物學。發展過程:形態→機理 組織器官→細胞→分子
它主要研究多細胞生物體從生殖細胞的發生、受精、胚胎發育、生長到衰老和死亡,即生物個體發育中生命現象發展的機制。同時,也研究生物種群系統發生的機制。細胞學說對發育生物學發展的作用?
答:細胞學說改變了胚胎發育和遺傳的概念:
19世紀30年代末:德國Mathias Schleiden和Theodor Schwann提出細胞學說。
1840, August Weismann提出了生殖細胞論,認為后代個體是通過精子和卵子繼承親本描述軀體特征的信息;卵子是一個細胞,其分裂產生的細胞可分化出不同組織,從而否定了先成論。
19世紀70-80年代,Oscar Hertwig兄弟對海膽受精卵的觀察發現,受精卵含有兩個細胞核,并最終合并為一個細胞核,表明細胞核含有遺傳的物質基礎。
19世紀末,染色體的發現和發現染色體數目在發育中的變化規律,使孟德爾遺傳定律有了物質基礎。
研究發育生物學的模式生物有哪些?各自特點?
答:主要有下列幾種:果蠅、線蟲、非洲爪蟾、斑馬魚、雞和小鼠,擬南芥等。
作為模式生物,它們具備一些共同特征:①取材方便;②胚胎具有較強的可操作性;③可進行遺傳學研究。
但它們也有各自的特點:
果蠅的主要優點:a.生命周期短(12d);b.體積小,易于繁殖(2mm);c.產卵力強;d.性成熟短,幼蟲存在變態過程;e.易于遺傳操作:如誘變;突變多(4對染色體);f.基因組序列已全部測出(Science, Mar.24,2000,180Mb)。(120Mb encodes 13,601 proteins)線蟲的主要優點:a.易于養殖:成蟲體長1mm,易冷凍保存;b.性成熟短:一般為3.5天,兩種成蟲(雌雄同體和雄體);c.細胞數量少,透明,譜系清楚;d.易于誘變; e.基因組序列已全部測出(97Mb encodes 19,099 proteins.)非洲爪蟾主要優點:a.性成熟短; b.易于人工繁育(生活在水中,體長7cm);c.卵體大(d=1-2mm),易于操作(體外受精,體外發育);d.抗感染力強,易于組織移植;
斑馬魚的主要優點: a.起源于印度和巴基斯坦,為小型的熱帶魚類;b.染色體數為50;c.成體長3-4cm,孵出后約3個月可達性成熟;d.產卵多,體外受精,體外發育;e.胚胎發育同步(25-31oC發育正常),胚胎透明;f.個體小,養殖花費少,可大規模繁殖,精子可冷凍保存;g.基因組序列已經全面測出。
小鼠作為發育生物學研究模型的特點:a.繁殖不受季節影響;b.出生后6周性成熟,排卵周期短(4d一次/8-12卵),8窩/年(從交配受精開始,一般需要經19-20天的發育產出胎兒);c.突變多;d.可做基因敲除鼠;e.基因組側序完成。
雞的主要特點:雞的胚胎發育過程與哺乳動物更為接近。由于雞胚在體外發育,相對于哺乳動物更容易進行實驗研究;雞的基因組測序也已完成。擬南芥主要特點:1.多種生態型;2.生命周期短(6周);3.易培養; 4.根的結構簡單;5.自體受粉;6.基因組小,僅120Mb(2000,Nature408,796-)異染色質少。生物發育的主要過程和基本規律是什么? 答:主要過程:
A)細胞分裂:細胞分裂快、沒有細胞生長的間歇期,因而新生細胞的體積比母細胞小。B)圖式形成:(1)軀體軸線的制定;(2)胚層的形成
C)原腸作用:最突出的形態變化發生在原腸作用開始之后。
D)細胞分化: 人類胚胎可最后發育出至少250種不同細胞類型,分化通常是不可逆的。E)細胞生長:胚胎在基本的pattern形成之后,其體積會顯著增長,原因在于細胞數量增加、細胞體積增加、胞外物質的積累。不同組織器官的生長速度也各異。
基本規律:受精→卵裂→原腸胚形成→神經胚形成→器官形成(organogenesis)→幼體發育→生長為成體
幼體→成體經歷變態發育
二、受精的機制
1.比較精子和卵子的發生過程。
答:精子發生的一般過程:原始生殖細胞,精原細胞增殖期,初級精母細胞生長期,成熟分裂期,精子形成期。精子分化:高爾基體形成頂體泡,中心粒產生精子鞭毛,線粒體整合入鞭毛,核濃縮,胞質廢棄,最后產生成熟的精子。
卵子的發生一般過程與精子發生相比:相同點:增殖→生長→成熟期,不同點5各方面: 首先,通過精子發生形成的配子,實質上是一個“能運動的細胞核”,而由卵母細胞形成的配子卻含有啟動發育和維持代謝所需要的全部元件。因此卵子發生的過程除了形成單倍體的細胞核之外,還要建立一個由酶、mRNA、細胞器和代謝產物等所組成的細胞質庫,具備十分復雜的細胞質體系。
卵母細胞有一個很長的減數分裂前期,使卵母細胞充分生長。與精子發生相比,卵母細胞發生的機制在各種動物之間的差異更大。這與各種動物生殖方式的差異有關。
與精母細胞減數分裂相比,卵母細胞減數分裂的另一個特征是2次成熟分裂都并非均等分裂:初級卵母細胞分裂產生一個含有所有細胞質的次極卵母細胞和幾乎不含胞質的第一極體。有些動物種群卵子發生中減數分裂發生明顯的變異,以致于產生二倍體的配子,不需要受精就能夠發育。
2.人類卵母細胞的成熟和排卵過程如何?(405)答:在成年女性卵巢中大多數的卵母細胞被阻斷在第一次減數分裂前期的雙線期階段。每個卵母細胞都由一個初級卵泡包裹,初級卵泡是由單層濾泡上皮細胞和無規則的間質壁細胞構成。一批初級卵泡階段性地進入卵泡生長階段。隨著卵母細胞的生長,濾泡細胞的數目也增加,圍著卵母細胞形成多層同心圓。在卵泡形成過程中,卵泡中形成一個由濾泡細胞圍成的腔,其中充滿蛋白質、激素、cAMP和其他分子的混合物。發育到一定階段的卵泡只有在適當的時間,在受到促性腺激素的刺激后,卵母細胞的成熟過程才能繼續。月經周期的第一階段,垂體開始釋放大量的FSH。正在發育中的卵泡受FSH刺激進一步生長和進行增殖,同時FSH也引起濾泡顆粒細胞表面LH受體形成。在濾泡開始生長后不久垂體就釋放LH,在LH的刺激下卵母細胞開始恢復減數分裂,核膜破裂,染色體凝聚,紡錘體形成,形成一個卵子和一個極體,兩者都包在透明帶內,第一極體排出(卵母細胞成熟標志),此時卵被排出卵巢。
3.受精過程主要包括哪幾個方面?請簡述之。答:受精過程包括:卵母細胞成熟→精子獲能→精卵間接觸和識別→精子入卵→卵的激活并開始發育。
1)卵母細胞成熟:卵母細胞成熟標志:核膜破裂,染色體凝聚,紡錘體形成,第一極體排 出。
2)精子獲能:是指射出的精子在若干生殖道獲能因子作用下,子膜發生一系列變化,進而產生生化和運動方式的改變。
意義:使精子準備頂體反應;促使精子超活化,以便通過透明帶。精子獲能中發生的生理生化反應:
質膜的改變:外周糖蛋白的移去或改變,內部糖蛋白的重排,膜內膽固醇的外流,膜內某些磷脂的變化
物質代謝的變化:呼吸變化,活力變化,對營養物質利用的變化。3)精卵識別
距離識別:常見體外受精的水生生物 接觸識別:常見體內受精的哺乳動物 精子的向化性:卵子釋放的精子激活肽
精子表面蛋白:半乳糖基轉移酶,透明帶附著分子(SP56),P95分子參與配子間質膜相互作用的一些具粘附作用的分子:Fertilin, Cyritestin, Integrin etal.頂體反應的調控機制(離子調控,脂質調控,磷酸肌醇調控)
4)配子遺傳物質融合:雌雄原核融合,雌雄原核的不均等性(哺乳動物)遺傳印記現象,卵質重排,卵裂準備。
5)卵子激活:快速阻止多精受精,多精受精的慢速抑制 4.一般情況下為什么不會發生多精受精現象? 答:阻止多精入卵的機制:
電勢改變產生的快速阻止:海膽的第一個精子與卵質膜結合后的1-3秒內,因鈉離子的流入而導致膜電位的迅速升高,從而阻止其它精子與卵膜的結合。
形成受精膜的慢速阻止:海膽卵受精后20-60秒內,質膜下的皮質顆粒與質膜融合,釋放其內含物形成受精膜,阻止其它精子的進入。
三、卵裂
1.卵裂有哪些特點?
答:a)大多數物種在卵裂時,胚胎的體積并不增大,而是將受精卵的大量卵質分配到數目不斷增加的較小的細胞中。
b)受精卵是以二分裂、四分裂和八分裂的方式進行,兩次之間無生長期。
C)卵裂期細胞數目的增加速度與其他發育階段相比要快得多,這種迅速分裂的結果導致細胞質與核的比值迅速減小。2.卵裂有哪些類型?舉例說明 答:每個物種的卵裂方式是由兩類因素決定的:①卵質中卵黃的含量及其分布情況。②卵質中影響紡錘體方位角度和形成時間的一些因子。
含卵黃相對少的受精卵(均黃卵和中黃卵)的卵裂為均裂,卵裂溝通過整個卵。卵黃含量高的受精卵,采用偏裂的方式,只有部分卵質分裂,分裂溝不陷入卵黃部分。
全卵裂:a)輻射型: 海鞘、海膽、兩棲類;b)螺旋型: 螺、蚌、軟體動物、紐形動物、多毛類動物;c)旋轉型: 哺乳動物
偏裂:a)盤狀偏裂:鳥類、魚類等端黃和極端端黃卵;b)表面裂:中黃卵(昆蟲)
四、原腸作用——胚胎細胞重組
1.原腸作用的概念?有哪幾種細胞運動參與原腸作用?
答:原腸作用是胚胎細胞通過劇烈而又有序的運動,使囊胚細胞重新組合,形成由外胚層、中胚層和內配層3個胚層構成的胚胎結構的過程。
有三種原腸化運動方式:外包、內化和匯聚伸展,其中內化又可分為:內卷、分層和內陷。2.下列幾種動物的原腸作用中參與胚胎誘導作用的組織區?海膽、爪蟾、斑馬魚、雞、哺乳動物。
答:海膽——小卵裂球,爪蟾——胚孔背唇,斑馬魚——胚盾,雞——亨氏結,哺乳動物——亨氏結。
五、胚胎細胞相互作用——胚胎誘導
1.細胞分化:是指同群結構與功能相同的細胞發生一系列的內外變化,成為結構與功能不同細胞的過程。胞質定域:細胞質物質在卵細胞質中呈一定形式分布,受精時發生運動,被分隔到一定區域,并在卵裂時分配到特定的卵裂球中,決定卵裂球的發育命運,這一現象稱為胞質定域。如生殖細胞決定子,形態發生決定子(海鞘的胚胎發育)胚胎誘導:是指在胚胎發育過程中,相鄰細胞或組織間通過相互作用,決定其中一方或雙方細胞的分化方向。反應組織:胚胎組織者具有接受誘導刺激的反應能力,這種能力稱為感受性(completence)。有感受性的組織稱反應組織。
2.細胞分化過程涉及哪些變化?其特點如何?
答:分化過程涉及形態結構的變化、基因活性狀態變化、細胞內物質組成的變化和功能的變化。
細胞分化的主要特點包括:
A)基因表達上的變化,導致組織特異性蛋白的產生;
B)不同細胞在蛋白質組成上的差異導致細胞結構的不同, 改變其組成就可改變其形狀; C)在細胞分化的早期,不同細胞間的差異難以檢測;
D)分化是漸進過程,進入終端分化的細胞往往不再分裂,而終端分化后能夠繼續分裂的細胞可以維持和傳遞終端分化狀態;
E)細胞分化由許多細胞外信號(如細胞表面蛋白、分泌蛋白)控制。3.胚胎細胞定型的兩種方式是什么?請比較
答:主要有兩種作用方式:胞質隔離與胚胎誘導。通過胞質隔離指定細胞發育命運是指卵裂時,受精卵內特定的細胞質分離到特定的卵裂球中;卵裂球中所含有的特定胞質可以決定它發育成哪一類細胞,而與鄰近細胞沒有關系。細胞發育命運的這種定型方式稱為自主特化,細胞發育命運完全由內部細胞質組分決定。如果在發育早期將一個特定卵裂球從整體胚胎上分離下來,它就會形成如同其在整體胚胎中將會形成的結構一樣的組織,而胚胎其余部分形成的組織會缺乏分離裂球所能產生的結構,兩者恰好互補。這種以細胞自主特化為特點的胚胎發育模式稱為“鑲嵌型發育”。通過胚胎誘導指定細胞發育命運是指胚胎發育過程中,相鄰細胞或組織之間通過互相作用,決定其中一方或雙方細胞的分化方向。相互作用開始前,細胞可能具有不止一種分化潛能,但是和鄰近細胞或組織的相互作用逐漸限制它們的發育命運,使之只能朝一定的方向分化。細胞發育命運的這種定型方式稱為“有條件特化”,因為細胞發育命運取決于與其鄰近的細胞或組織。對細胞進行有條件特化的胚胎來說,如果在發育早期,將一個分裂球從整體胚胎上分離下來,剩余胚胎中某些細胞可以改變發育命運,填補分裂掉的裂球所留下的空缺,仍形成一個正常的胚胎。這種以細胞有條件特化為特點的胚胎發育模式稱為“調整型發育”。4.臨近組織相互作用的類型有哪些?
答:A、指令的相互作用:是指需要從誘導細胞發出一個信號,才能啟動反應細胞新基因的表達,沒有誘導細胞,反應細胞就不能按特定的方式分化。這種相互作用改變反應組織的細胞類型,在這里反應組織的發育潛能不穩定,其發育方向和過程取決于接收的誘導刺激的類型。
如所有的神經管細胞都能對脊索信號起反應,但只有那些離脊索最近的細胞被誘導,其他細胞變為非底板細胞。脊索是一種指導性激活誘導組織。
B、容許的相互作用:在這種情況下,反應組織包含所有需要表達的潛力,只是需要允許這些特征表達的環境。如,許多發育中的組織需要一種致密堅固的底物,這種底物包含纖連蛋白或層粘蛋白以便于發育,纖連蛋白或層粘蛋白并不改變所產生細胞的類型,而僅僅是讓它有能力表達。
六、果蠅胚軸形成
1.同源異型選擇基因:含有同源異型框的基因
同源異型框:是指HOM-C中含有一段180bp的保守序列
圖式形成:胚胎細胞形成不同組織、器官,構成有序空間結構的過程稱為圖式形成。
副體節:在原腸作用開始后,胚胎表面沿AP軸線出現一些過渡性的淺溝,將胚胎分為14個區域,這些區域即為副體節。每個副體節受一套特定的基因的控制,做為獨立的發育單位,將逐漸獲得自身特有的特性。
體節:原腸期后,胚胎沿AP軸線出現有規則的節段,即體節,每個體節有不同的特性及發育命運。體節是在副體節的基礎上形成的,即一個體節是由前一個副體節的后半部和下一個副體節的前半部組成。
2.果蠅胚胎早期發育機制是什么?
答:果蠅早期胚軸形成涉及一個由母體效應基因產物構成的位置信息網絡。在這個網絡中,一定濃度的特異性母源性RNA和蛋白質沿前--后軸和背--腹軸的不同區域分布,以激活胚胎基因組的程序。有4組母體效應基因與果蠅胚軸形成有關,其中3組與胚胎前--后軸的決定有關,即前端系統決定頭胸部分節的區域,后端系統決定分節的腹部,末端系統決定胚胎兩端不分節的原頭區和尾節。另一組基因決定胚胎的背--腹軸,即背腹系統。
在卵子發生中,這些母體效應基因的mRNA由滋養細胞合成后遷移進卵子,分別定位于一定區域。這些mRNA編碼轉錄因子或翻譯調控蛋白因子,它們在受精后立即翻譯且分布于整個合胞體胚盤中,激活或抑制一些合子基因的表達,調控果蠅胚軸的形成。這些母體效應基因的蛋白質產物又稱為形態發生素。
3.果蠅胚軸形成有關的幾個系統是什么?分別主要由哪些母性基因控制? 答:有前端系統、后端系統、末端系統和背腹系統。4.果蠅卵母細胞的A-P,D-V軸特化的機制如何? 答:
七、發育異常與癌癥 1.幾個概念: 發育異常:有機體在發育過程中,經受各種外界和內部因子的作用,這些作用可能引起畸胎瘤,即發育異常。
癌癥:癌癥是腫瘤的一種,是指細胞調控機制發生缺陷,并導致惡性和侵犯性腫瘤形成的一種疾病。是一種惡性腫瘤。
癌基因:是一類會引起細胞癌變的基因。分類:病毒癌基因:指反轉錄病毒的基因組帶有可使受病毒感染的宿主細胞發生癌變的基因,簡寫成v-onc;細胞癌基因:指正常細胞基因組中,一旦發生突變或被異常激活后可使細胞發生惡性轉化的基因,簡寫成c-onc,又稱原癌基因 抑癌基因:抑癌基因又稱腫瘤抑制基因或抗癌基因,是指能夠抑制細胞癌基因活性的一類基因,其功能是抑制細胞周期,阻止細胞數目增多以及促使細胞死亡。2.癌細胞有哪些特征? 答:(1)接觸抑制的喪失(2)粘著性下降(3)凝聚性增強(4)產生新的膜抗原(5)無限增殖
3.癌基因和抑癌基因的關系? 答:癌基因和抑癌基因的區別:癌基因只要有一個等位基因基因發生突變時就可以發生癌變;而抑癌基因只要有一個等位基因是野生型時,就可以抑制癌癥的發生。4.致癌的可能機制 答:癌癥可能是由于生長的控制受到干擾,或者部分細胞未能從增殖轉變為終末分化而引起。缺陷可以發生在控制體系的各個分子級水平上。生長因子
信號的接受受到干擾 信號傳導受到干擾
細胞核內對信號的影響受到干擾
八、衰老與死亡
1.細胞衰老的一般特征?
答:一般認為細胞衰老的特征有: 1)細胞質膜變性 2)細胞器降解 3)細胞核異常 4)細胞水分減少 2.細胞衰老機理?
答:自由基理論:生命活動離不開氧,而生物氧化過程中的中間產物能夠導致細胞結構和功能改變。
自由基是指帶有奇數電子數的化學物質,它們都帶有未配對的自由電子,這些自由電子導致了這些物質的高反應活性。
生物氧化、輻射、酶促反應等過程都會釋放自由基。
細胞內產生的自由基可以被清除或限制在某一區域,防止對細胞產生的危害。
清除和限制的方式:生物體內的抗氧化分子,如維生素C、E等都能和自由基結合,終止自由基的擴增反應;利用細胞內的超氧化物歧化酶和過氧化氫酶,協同清除自由基;細胞內部形成自由基隔離,使自由基只能局限在特定部位。但細胞內過多的自由基不能被清除,對細胞造成傷害。
端粒學說:細胞衰老的“有絲分裂鐘”學說:隨著細胞的每次分裂,端粒不斷縮短;當端粒長度縮短達到一個閾值時,細胞就進入衰老。細胞的程序化死亡:生物體的衰老是由基因組上的基因控制的,這些基因按照發育的時空進行順序表達,決定某些組織器官或細胞群按計劃分裂、生長、分化、死亡,稱細胞的程序化死亡。
3.細胞程序化死亡和細胞壞死的區別? 答:細胞程序化死亡與細胞壞死是不同的: 特征程序化死亡壞死 細胞形態凝聚、斷裂溶解
膜完整性保持到最后階段很早消失 線粒體完整腫脹 染色質邊緣化固縮
核生化變化
DNA降解,電泳梯形帶
DNA彌散降解,電泳拖影 炎癥反應周圍活組織無炎癥反應周圍活組織有炎癥反應 谷氨酰胺轉移酶 活性升高無變化
4.細胞程序化死亡的生物學功能是什么? 答:細胞程序化死亡從低等生物到高等生物都存在,這種細胞死亡方式有其一定的生物功能:(1)清除無用的或多余細胞;(2)除去不再起作用的細胞;(3)除去發育不正常的細胞;(4)除去一些有害的細胞。
九、性別決定
1、闡述哺乳動物初級性別決定及次級性別決定機制
答:Primary sex determination:指生殖腺發育為睪丸或卵巢的選擇。胚胎生殖腺(gonad)的發育命運決定于其染色體組成,Y染色體的存在使生殖腺的體細胞發育為testis而非ovary。
e.g., 基因型為XXY的Klinefelter綜合癥患者的表型為male,但不具生殖力;基因型為XO的Turner綜合癥患者為不能產卵的female。
secondary sex determination:指睪丸或卵巢形成后,由它們分泌的激素來影響性器官的發育。在出現睪丸的胚胎中,中腎旁管(Mullerian duct)退化,而中腎管(Wolffian duct)分化為輸精管、附睪、精囊。
在出現卵巢的胚胎中,中腎管退化,中腎旁管分化為輸卵管、子宮等。
2、果蠅性別決定是如何控制的?和哺乳動物性別決定相比有何不同? 答:.果蠅的性別決定于X染色體的數量:
X染色體上的性別決定基因叫分子基因,而常染色體上的性別決定基因叫分母基因。二者之比(0.5時,個體將發育為雄性。
十、神經胚和三胚層分化
1、三大胚層發育的命運? 答:外胚層細胞的命運:背部中線區的細胞將形成腦和脊髓;中線區外側的細胞將生成皮膚;上述二者相交處的細胞為神經嵴細胞,它們將遷移各處形成外周神經元、色素細胞、神經膠質細胞等。
神經胚期中胚層分為5個區:
1)位于胚胎背面中央的脊索中胚層—脊索
2)背部體臂中胚層—體節和神經管兩側的中胚層---背部許多結締組織 3)中段中胚層—泌尿系統和生殖器官 4)離脊索稍遠的側板中胚層—心臟、血管、血細胞等 5)頭部間質—面部組織和肌肉。內胚層:咽,消化器官,呼吸器官。
2、何為神經胚、神經胚形成?有哪些方式形成神經胚? 答:胚胎由原腸胚預定外胚層細胞形成神經管的過程稱為神經胚形成。而正在進行神經管形成的胚胎稱為神經胚。
神經胚形成有初級神經胚形成和次級神經胚形成兩種方式。
初級神經胚形成是指由脊索中胚層誘導上面覆蓋的外胚層細胞分裂、內陷并與表皮質脫離形成中空的神經管。絕大多數脊椎動物前部神經管的形成采用此種方式。次級神經胚形成是指外胚層細胞下陷進入胚胎形成實心細胞索,接著在細胞索中心產生空洞形成中空的神經管。
3、神經管形成的過程如何? 答:神經管是形成中樞神經系統的原基,其形成過程可分為初級神經胚形成及次級神經胚形成(見上題)。而初級神經胚形成的過程又可分為彼此獨立但在時空上又相互重疊的5個時期:神經板形成、神經底板形成、神經板變形、神經板彎曲成神經溝、神經溝閉合形成神經板。
4、皮膚分為哪幾層?
答:表皮細胞的起源:胎皮和基底層,基底層-棘層-顆粒層-過渡型細胞-角質層。