第一篇:《復合材料及工藝》復習總結
《復合材料及工藝》復習提綱
第一章、緒論
1.了解復合材料的定義、分類及應用。答:(1)定義:由兩種或兩種以上物理和化學性質不同的物質組合而成的一種多相固體材料。(2)分類:
聚合物基復合材料(PMC):熱固性樹脂基、熱塑性樹脂基、橡膠基 金屬基復合材料(MMC):輕金屬基、高熔點金屬基、金屬間化合物基 陶瓷基復合材料(CMC):高溫陶瓷基、玻璃基、玻璃陶瓷基
水泥基復合材料(CeMC)碳基體復合材料(C/C)
按功能分:結構復合材料和功能復合材料
(3)應用:航空航天,一般工業(汽車、化工、建筑、機械、船舶等),體育用品,生物醫學,其他。
2.FRP、GFRP、FRTP各代表什么意思。
答:FRP:fiber reinforced plastics,纖維增強塑料;
GFRP:glass fiber reinforced plastics,玻璃纖維增強塑料; FRTP:fiber reinforced thermal plastics,纖維增強熱塑性塑料。
3.什么是ACM?其判據是什么?
答:ACM:advanced composite materials,先進復合材料。先進復合材料是以碳纖維、硼纖維、芳綸纖維作為增強體,具有高的比強度、比模量、剪切強度和剪切模量、高溫性能、耐熱性的復合材料。判斷依據:
比強度 = 強度 / 材料密度
比強度≥(4×106cm)單位量綱(cm)比模量 = 模量 / 材料密度
比模量≥(4×108cm)單位量綱(cm)
第二章、復合材料理論基礎
1.(1)復合材料中增強體的作用是什么?常見的增強體有哪些(至少列出6種)?
答:增強體是指在復合材料中騎著增加強度、改善性能作用的組分。復合材料中增強體主要分為:纖維、晶須和顆粒等。纖維增強體可分為:無機纖維和有機纖維
無機纖維(玻璃纖維、碳纖維、氧化鋁纖維、碳化硅纖維、硼纖維)有機纖維(芳綸纖維、尼龍纖維、聚烯烴纖維)
(2)最常見的玻纖是什么?其網絡結構假說賦予它什么特性? 答:無堿玻纖(E-玻纖)
結構假說:微晶結構假說和網絡結構假說。網絡結構假說:二氧化硅四面體、鋁氧三面體或硼氧三面體相互連成的不規則三維網絡,網絡空間由Na、K、Ca、Mg等陽離子填充,它們與O2-連接,而與網絡不直接相連。
一定數目的多面體遵循類似晶體結構規則排列,形成近程有序。也就是,微觀上不均勻,宏觀上均勻的結構,反映到性能上是各向同性。
考點:玻纖的楊氏模量在纖維軸向為70GPa,則垂直于纖維軸方向的楊氏模量為70GPa
(3)碳纖維的特性是什么?按原料分碳纖維的主要種類包括什么?描述某一種碳纖維的制
備工藝。
答:碳纖維具有低密度、高強度、高模量、耐高溫、抗化學腐蝕、低電阻、高導熱、低熱膨脹、耐化學輻射特性,此外還具有纖維的柔順性和可編性。
種類:聚丙烯腈基碳纖維(PAN),瀝青基碳纖維(PITCH),人造絲碳纖維(RAYON)制備工藝:有機前驅體法和氣相生長法
A、PAN碳纖維的制備過程可分為3步:第一步---預氧化。預氧化的主要目的是使原絲中的鏈狀PAN分子環化脫氫,轉化為耐熱的梯形結構,以承受更高的炭化溫度和提高炭化收縮率以改善力學性能。在200~400℃的氧化氣氛中,在原絲受張力的情況下,環化成梯形結構,這時分子沿纖維軸定向,變得熱穩定。第二步---炭化。炭化一般在高純的惰性氣體保護下預氧絲加熱至1200~1800℃以除去其中的非碳原子,生成含碳量在90%以上的碳纖維。第三步---石墨化。炭化后的碳纖維可經石墨化,制造石墨纖維。石墨化溫度為2000~3000℃。在張力下使結晶碳增長、定向,纖維的彈性模量大增。
B、瀝青基碳纖維。首先準備瀝青,然后紡絲并拉成連續的纖維,再經歷氧化、炭化和石墨化處理以獲得碳纖維。在氧化處理期間,瀝青纖維先暴露于70℃溫度的臭氧中,然后到300℃溫度的空氣中。這產生了不熔化的交聯結構,并且能夠不熔化而炭化。炭化在高達1350℃溫度的氮氣中進行。通過在高溫熱處理期間伸張纖維獲得高模量瀝青基碳纖維。
(4)常見有機纖維增強體包括什么?其特性是什么? 答:芳綸纖維、超高分子量聚乙烯纖維和尼龍纖維。芳綸纖維的特性:拉伸強度高,沖擊性能好(韌性好),熱穩定性好,芳綸纖維的線膨脹系數和碳纖維一樣具有各向異性的特點。壓縮性能不好,僅為拉伸強度的1/8;剪切強度不高,僅為拉伸強度的1/17;易發生光降解(可見及紫外線,使力學性能下降)。
超高分子量聚乙烯纖維特性:密度小,良好的柔曲性、耐疲勞性和耐磨損性,沖擊性能好,耐光性好于芳綸。熔點較低,易蠕變,與聚合物基體粘結性差。
(5)BF和SiC纖維的特性分別是什么?
答:BF:硼纖維。高強度、高模量、低密度,比強度和比模量較高。
SiC:碳化硅纖維。力學性能優異,耐氧化性好,化學穩定性好,與金屬有良好的浸潤性,耐輻射性能和吸波性能良好。
(6)成纖工藝包括干法紡絲、濕法紡絲、干濕法紡絲、熔融紡絲、化學氣相沉積(CVD)工藝等。給出常見增強體所用的成纖工藝。
答:玻璃纖維:坩堝拉絲法,池窯漏板拉絲法,溶膠-凝膠法。碳纖維:有機先驅體法(有機纖維法),氣相生長法(VS納米碳纖維)。芳綸纖維:干噴-濕紡工藝。超高分子量聚乙烯纖維:高速牽伸熔融的PE,凍膠(凝膠)紡絲-超拉伸法(超倍熱牽伸法); 碳化硅纖維:CVD法,先驅絲法;
硼纖維:氫化硼熱解法,鹵化硼反應法。
氧化鋁纖維:溶液紡絲法、混合液紡絲法、基體纖維浸漬溶液法、溶膠-凝膠(sol-gel)法、拉晶法。
金屬纖維:抽絲工藝。
2.(1)復合材料中基體的作用是什么?常見的基體有哪些(至少列出6種)?
答:復合材料的基體是復合材料中的連續相,起到固定纖維并將其粘合成整體、在纖維間傳
遞載荷并使其均勻分配、保護纖維免于環境影響、影響(決定)復合材料的某些性能、決定(影響)成型方法與工藝參數的選擇
常見的基體有:聚合物基體(熱固性聚合物、熱塑性聚合物)、金屬基體、陶瓷基體、水泥基體和碳基。
(2)熱固性樹脂與熱塑性樹脂有何優缺點? 答:熱固性樹脂:
優點:良好的工藝性,固化前為液態,可常溫常壓下浸漬纖維,固化后穩定。缺點:時效性(存貯期),材料韌性差(固化后脆)。
常用熱固性樹脂:不飽和聚酯(UP),環氧樹脂(EP),酚醛樹脂(PF),呋喃樹脂,乙烯基酯樹脂,聚酰亞胺(PI),聚苯并咪唑(PBI)。
熱塑性樹脂:
優點:斷裂韌性好,吸濕性低,成型周期短,廢品、邊角料可再生利用。缺點:成型工藝相對而言比較苛刻
常用熱塑性樹脂:通用塑料,如聚丙烯、聚氯乙烯等;工程塑料,如尼龍、聚碳酸酯PC等;高性能熱塑性樹脂,如聚醚醚酮(PEEK)、聚碳酸酯(PC)、聚砜(PS)、聚苯硫醚(PPS)、聚醚酮酮(PEKK)。
(3)常用金屬基體按使用溫度通常如何劃分?
答:小于450℃:Al、Mg及其合金基體;450-650℃:鈦合金;650-1200℃以上:鎳基高溫合金、金屬間化合物、鐵基耐熱合金。
(4)微晶玻璃(玻璃陶瓷)有何特點?LAS和MAS各代表什么?
答:比常用金屬有更高的熔點和硬度;化學穩定性,耐熱和抗氧化性皆佳; 通常狀態下為絕緣體。但高溫下,也可以導電。缺點:脆 “災難性”破壞方式,不能做承載結構 微晶玻璃采用適當熱處理使某些特定成分的玻璃由非晶態轉變為晶態(反玻璃化),可形成大量微晶體。需加入成核劑(TiO2)。組成是取向雜亂的微晶,其余為殘余玻璃相。性質:密度2.0-2.8g/cm3,強度70-350MPa,模量80-140MPa,都有所提高。LAS:鋰鋁硅玻璃陶瓷。MAS:鎂鋁硅玻璃陶瓷。
(5)氧化物陶瓷材料有哪些?突出特性是什么?非氧化物陶瓷材料有哪些?其特性是什么?
答:氧化物陶瓷材料有:Al2O3,MgO,SiO2,ZrO2……氧化鋁陶瓷(主要成分為Al2O3和SiO2),突出性能是硬度很高(僅次于金剛石,氮化硼和碳化硅)。特性:強度較高,但隨環境溫度上升而降低,所以應避免在高應力和高溫環境下使用。
非氧化物陶瓷材料有:不含氧的氮化物、碳化物、硼化物和硅化物。特點:硬度高;硅化物抗熱氧化溫度高(1573-1973K)(可形成氧化硅膜);氮化硼硬度極高(金剛石的代用品)
氮化硅陶瓷(Si3N4)特性:強度高,抗熱震性和抗高溫蠕變好,硬度高,摩擦系數小(耐磨材料),自潤滑性,耐腐蝕性,穩定性高,抗氧化溫度可達1273K。碳化硅陶瓷(SiC)特性:高溫強度高,熱傳導能力很高(陶瓷材料中僅次于氧化鈹陶瓷),較好的熱穩定性,耐磨性,耐腐蝕性,抗蠕變性,硬度好。
(6)采用浸漬法制備碳質基體時,樹脂或者瀝青的選用標準是什么?如采用CVD工藝,如何控制擴散速率和沉積速率的關系?
答:基體選用原則
a.液相成碳
考慮 粘度;碳化收率;固化條件;成碳后的微觀結構。(熱固性浸漬劑樹脂,熱塑性浸漬劑瀝青)
b.沉積碳
發生熱分解反應的工藝;沉積碳的速率和成碳量(低分子量碳氫化合物(甲烷、丙烷、苯等))
CVD工藝
CVD工藝形成沉積碳的過程
a)反應氣體通過層流向沉積襯底的邊界層擴散
b)沉積襯底表面吸附反應氣體,反應氣體發生并形成固態產物和氣體產物;
c)所產生的氣體產物解吸附并沿邊界層區域擴散
d)產生的氣體被排除
關系: 當沉積速度>>擴散速度時,形成封閉空隙,不利于增密 當沉積速度<<擴散速度時,不形成封閉空隙,利于增密
(7)制備高性能混凝土需要控制的配比有哪些?各個配比影響其什么性能?
答:需要控制的配比有:水灰比、砂石比和漿集比。水灰比影響其強度和耐久性,砂石比影響其和易性,漿集比影響其和易性和經濟性。
3.(1)復合效應分為線性效應和非線性效應。混合定律屬于那種效應?其使用前提是什么?根據組元的性能和含量計算出復合材料的性能。
答:復合效應可分為線性復合效應和非線性復合效應。線性復合效應包括平均效應(混合效應),平行效應,相補效應(正效應)和相抵效應(負效應);非線性復合效應包括相乘效應,誘導效應,系統效應和共振效應。
混合定律:由各組元性能分量計算復合材料性能的一種簡單方法,又稱作混合法則,其關鍵在于復合材料性能隨組元材料含量的變化呈線性變化。
適用前提:a、復合材料宏觀上是均質的;b、各組元材料是均質的各向同性及線彈性材料;c、各組元之間粘結好,無孔隙。通式 ?m + ?f1 +?f2 + …= 1
Xc=XmVm+Xf1Vf1+Xf2Vf2+…
(2)什么是臨界纖維長度?如何計算?根據所用纖維長度判斷出復合材料的失效方式以及用SEM觀察到現象是什么?
答:臨界纖維長度Lc :在給定纖維長度范圍內,引起拉伸失效而不是界面剪切失效的最短纖維長度。
計算方法:Lc=σfu d/(2τ)d—纖維的直徑 σfu—纖維的斷裂強度 τ—界面的剪切強度
判斷:A、當纖維長度L > 10 Lc 時,短纖維復合材料的強度趨近于具有相同纖維體積分量的連續纖維;
B、若纖維長度L < 5 Lc時,短纖維的強化效果遠遠不如連續纖維復合材料。
SEM觀察的現象:當纖維長度L < Lc時,纖維被拔除;當纖維長度L > Lc時,纖維將會發生斷裂。
4.常用測定界面粘接強度的方法是什么?觀察其斷裂形貌用什么手段?如何提高增強體和基體間的界面性能?
答:(1)常用測定界面粘接強度的方法有:宏觀實驗法、單纖維實驗法、微壓入實驗法、聲發射法、扭辨分析、聲顯微技術、動態加載測定微觀斷裂過程等。
(2)觀察斷裂形貌用SEM,界面間性能較差時,剪切破壞,斷面可以觀察到脫粘,纖維拔出;界面粘結過強,則呈現脆性斷裂。
(3)提高增強體和基體間的界面性能的方法:
A、聚合物基復合材料:改善樹脂基體對增強材料的浸潤程度(實施方法包括:延長浸漬時間,增加體系壓力,降低流體粘度,改變增強體織物結構等),減少復合材料成型中形成的殘余應力(實施方法包括:加入可產生形變的界面層)和調節界面內應力、減緩應力集中(實施方法包括:原位復合、增強體表面改性)。
B、金屬基復合材料:增強體進行表面涂層處理(目的是改善浸潤性,阻止嚴重的界面反應,實施方法包括:化學鍍、電鍍、CVD、溶膠-凝膠法等),金屬基體合金化(目的是改善浸潤性,組織有害的界面反應)和優化制備工藝方法和參數(實施方法包括:優化制備溫度、高溫停留時間和冷卻速度)。
5.復合材料的性能可以根據混合定律進行估算;內部結構缺陷可以在不破壞制件的前提下,采用非破壞可靠性評價,又稱無損檢測評估(NDE)進行表征。
第三章、復合材料分論
1.(1)PMC的成型工藝有哪些?(至少列出6種,并能具體描述出至少3種工藝過程)答:PMC成型工藝:手糊成型、壓力成型、纏繞成型、拉擠成型、注射成型、樹脂傳遞模塑成型RTM、層壓及卷管成型、熔融流動成型、噴射成型。工藝過程
手糊成型:用手將增強材料的紗或氈鋪放在模具中或模具上,然后通過澆、刷或噴的方法加上樹脂,紗或氈也可以在鋪放前在樹脂中浸漬;用橡皮輥或涂刷的方法趕出包埋的空氣;如此反復添加增強劑和樹脂,直到所需厚度。固化通常在常溫和常壓下進行,也可適當加熱,或者常溫時加入催化劑或促進劑以加快固化。
纏繞成型:把連續的纖維浸漬樹脂后,在一定的張力作用下按一定的規律纏繞到芯模上,然后通過加熱或常溫固化成型,可制備一定尺寸復合材料回轉體制品。
拉擠成型:是將浸漬了樹脂膠液的連續纖維,通過成型模具,在模腔內加熱固化成型,在牽引機拉力的作用下,連續拉拔出型材制品的工藝。主要包括:纖維輸送→纖維浸漬→成型與固化→夾持與拉拔→切割
樹脂傳遞模塑RTM:在一定的溫度、壓力下,低黏度的液體樹脂被注入鋪有預成型增強體的模腔中、浸漬纖維,固化成型,然后脫模;主要過程包括預成型增強材料的加工、樹脂的注入和固化兩個步驟。
(2)SMC、GMT、預混料、預浸料各代表什么? 答:SMC:sheet molding compound,層狀模塑料。
GMT:glass mat reinforced thermoplastics,玻璃纖維氈增強熱塑性塑料片材。預混料:是指由不連續纖維浸漬樹脂或與樹脂混合后所形成的較厚的片狀、團狀或粒狀半成品。包括層狀模塑料(SMC)、玻璃纖維氈增強熱塑性塑料片材(GMT)、團狀模塑料(DMC)、散狀模塑料(BMC)、注射模塑料(IMC)等。
預浸料:是指定向排列的連續纖維(單向、織物)等浸漬樹脂后所形成的厚度均勻的薄片狀半成品。
2.MMC的成型工藝有哪些?(至少列出4種,并能具體描述至少2種工藝過程)答:MMC的成型工藝有:固態法(粉末冶金法、固態熱壓法、熱等靜壓法),液態法(真空壓力浸漬法、擠壓鑄造法)和其他方法(原位法)。
工藝過程: 壓鑄成型:在壓力作用下,液態或半液態金屬基復合材料或金屬以一定速度填充到壓鑄模型腔或增強材料預制體的孔隙中,在壓力下快速凝固成型。粉末冶金法:將設計好的一定體積百分比的增強體與金屬基體粉末混裝于容器中,在真空或保護氣氛下預燒結,然后將預燒結體進行熱等靜壓(HIP)或冷等靜壓(CIP)加工。半固態復合鑄造:將顆粒加入處于半固態的金屬基體中,通過攪拌使顆粒在金屬基體中均勻分布,并取得良好界面,然后澆注成型或壓鑄成型。主要應用于顆粒增強金屬基復合材料。無壓滲透:將增強材料制成預制體,上面放上基體金屬坯料,放到氧化鋁容器中,而后將其置放在可通入流動氮氣的加熱爐中。通過加熱,基體金屬熔化,自發滲入到增強材料的預制體中。
3.(1)CMC(陶瓷基復合材料)成型工藝有哪些?(至少列出3種,并能具體描述至少1種工藝過程)
答:CMC成型工藝有:粉末冶金法(顆粒),漿體法(液體法),反應燒結法,液態浸漬法,直接氧化法,溶膠-凝膠法,化學氣相浸漬法,有機前驅體熱解法。
化學氣相滲透法(CVI)致密化:指通過能生成陶瓷成分的氣體在增強體坯體的孔隙內發生化學反應和沉積反應物的工藝
有機前驅體熱解法:以纖維預制件為骨架,抽真空排出預制件中的空氣,浸漬熔融的聚合物前驅體或其溶液,在惰性氣體保護下使其進行交聯固化(或曬干),然后在惰性氣氛中進行高溫裂解,重復浸漬(交聯)裂解過程,使復合材料致密化。
(2)CM(陶瓷基體)、FRC(纖維增強陶瓷)、PRC(顆粒增強陶瓷)三種材料的力學行為曲線有何不同?原因所在?不同形態增強體的增韌機理分別是什么? 答:
原因:增強體的引入增加了陶瓷材料的力學性能。不同形態增強體的增韌機理:
FRC:裂紋偏轉,纖維脫粘,纖維拔出,纖維橋接。PRC:裂紋偏轉,裂紋橋接,相變增韌。
4.(1)C/C成型工藝有哪些?(至少列出2種,并能具體描述至少1種工藝過程)答:C/C成型工藝有傳統(宏觀)復合工藝(碳纖維和碳質基體),一步成型(可碳化纖維和碳質基體)和原位法(同質),或分為液相法(浸漬-碳化法)和氣相法(化學氣相沉積,化學氣相滲透)。
化學氣相沉積(C V D):1)反應氣體擴散至沉積襯底邊界層; 2)反應氣體被吸附,發生反應;3)氣體產物解吸附,擴散;4)產生的氣體被排除。
(2)C/C抗氧化防護的原理是什么?有哪些防護措施?用于抗氧化物涂層的物質是什么?選擇涂層時需要考量哪些方面?給出高溫下抗氧化復合涂層的示意圖并給出原因所在。
答:氧化機制 C/C復合材料在543K時就開始氧化,當溫度低于923K時,為化學反應控制,而溫度高于1073K時,為氣體擴散控制,溫度在這兩者之間時,兩者均發生作用。
防護措施 抑制劑法和抗氧化涂層法。抑制劑法即在C/C復合材料內部涂層和添加抑制劑,可以在較低溫度范圍內降低氧化,采用的抑制劑主要是硼及硼化物,主要機理是利用硼氧化后形成的氧化物填充入C/C復合材料的孔隙中,從而起到內部涂層的作用,這些熔點、粘度均較低的氧化物既能阻斷氧的入侵,又能減少發生氧化的部位。單純的抑制劑法適用于873K以下的抗氧化防護。抗氧化涂層法即在C/C復合材料表面進行耐高溫材料的涂層,阻止氧和C/C復合材料的接觸,采用的涂層主要是熔點高、耐氧化的陶瓷材料(在873K-1773K,采用SiC和Si3N4硅類陶瓷作為涂層的高溫氧化涂層法;在1773K-2073K,采用硅基復合涂層Si2O3/SiC(外層/內層)的高溫氧化涂層法;在更高溫度下,采用復合涂層法),通過化學氣相沉積和固態擴散滲透法來進行涂層。
考慮因素 抗氧化涂層的兩個重要因素是涂層的氧擴散滲透性差,而且涂層要與C/C復合材料的熱膨脹匹配。
圖:耐高溫氧化物層:保持高溫穩定性和抗侵蝕
改性SiO2玻璃層:阻擋氧入侵,并封接最外層的裂紋
內層氧化物層:保持層間的結合碳化物層:保證相容性
C/C復合材料
5.CeMC(水泥基復合材料)的成型工藝有哪些(至少列出2種)?
答:混凝土成型工藝是控制水灰比,沙石比和漿集比(見高性能混凝土制備控制因素);鋼筋混凝土成型工藝是預應力混凝土;纖維增強水泥成型工藝是直接噴射法,噴射脫水法,預混料澆鑄法和抄造法;聚合物改性水泥混凝土成型工藝中,聚合物以乳液形式加入混凝土中。
第四章:復合材料專題
1.復合材料低成本制備技術有哪些?復合材料發展的趨勢如何?
答:低成本技術有:液體復合材料技術(樹脂傳遞模塑RTM,樹脂膜滲透RFI,增強反應注射模塑RRIM),纖維束自動鋪放技術和電子束固化工藝。
發展趨勢:結構材料→功能材料,軍用→民用,傳統產業→新興產業,宏觀復合→微觀復合,雙元混雜復合→多元混雜復合,結構復合材料→功能復合材料,被動復合材料→主動復合材料,常規設計→仿生設計和電子計算機輔助設計。論述內容自己總結。
2.什么是納米復合材料?其制備工藝有哪些?OINC、PLS分別是什么意思?如何制備? 答:定義:指分散相尺度至少有一維小于100nm的復合材料(增強相必須是納米級: 納米顆粒、納米晶須、納米纖維)。
制備工藝:納米材料的制備工藝分為物理制備(惰性氣體冷凝法,高能機械球磨法,電子束蒸發法),化學制備(濕化學法,水熱法,冰凍干燥法,微乳液法)和化學氣相法(CVD)。納米復合材料的制備工藝有很多:陶瓷基納米復合材料有固相法(熱壓燒結HP,反應燒結RS,微波燒結MS,自蔓延高溫合成SHS),液相法(漿體法,液態浸漬法,溶膠-凝膠法,聚合物熱解法),氣相法(化學氣相沉積和化學氣相浸漬法)和原位復合法;金屬基納米復合材料有固相法(粉末冶金法PM),液相法(壓鑄成型法SC,半固態復合鑄造法CC),噴射與噴涂沉積法和原位復合法(共晶定向凝固法,直接氧化法,反應合成法);聚合物基納米復合材料有固相法(模壓成型,擠壓成型,壓延成型),液相法(注射成型,澆鑄成型)和特殊成型法(插層法,溶膠-凝膠法,輻射合成法);有機-無機納米復合材料有溶膠-凝膠法,插層法和原位復合法。
OINC:有機-無機納米復合材料(有機-無機雜化材料)。制備方法:溶膠-凝膠法,插層法和原位復合法。
PLS:聚合物/層狀硅酸鹽。制備方法:插層復合法。
3.仿生復合材料的主要內容是什么?依據仿生原理,采用何種形式的增強體可以同時提高材料的強度與韌性? 答:仿生復合材料是受生物啟發而進行材料的(仿生)設計、制備與處理所產生的復合材料,研究的主要內容有結構仿生(如以氮化硅為主制成了仿生珍珠層陶瓷),功能仿生(生物傳感器,生物芯片)和過程仿生(生物體在溫和的自然環境下合成與制造出人類需要在高溫高壓條件下才能合成的材料)。與平直纖維增強復合材料相比,分叉樹狀纖維和晶須增強復合材料的強度和韌性同時都有提高。
4.什么是智能復合材料?與機敏復合材料的區別所在?通常包括哪些器件?能夠給出智能復合材料的實例,并能描述其功能實現過程。
答:機敏/智能復合材料是具有自診斷、自適應、自修復或自愈合功能的復合材料,也即具有感知周圍環境變化而且能針對這種變化作出適當反應的材料。相比于機敏復合材料,智能復合材料增加了自決策的功能。
器件:智能復合材料通常包括基體材料,傳感元件,驅動元件,處理和控制系統;機敏復合材料通常包括傳感材料,執行材料和信息處理系統。
實例:航空航天材料及結構,混凝土材料及結構,生物材料。自診斷機敏復合材料(大型建筑,飛機結構的受載安全知識),常用形式為導電式自診斷復合材料,光纖填置式自診斷復合材料,壓電式自診斷復合材料;自適應或自調節機敏復合材料,常用為機敏形狀記憶復合材料,智能窗,機敏阻尼復合材料;自愈合或自修復機敏復合材料;智能復合材料
應用實例:材料應力、應變和損傷自檢測水泥基復合材料,例如:應用在大型水壩建設上,壩體內有光纖作為功能器件,在水壩壩體發生破壞或變形時,光纖傳輸的信號和正常情況下傳輸的信號產生差別,反映在計算機監控系統上,就會報警,從而起到自診斷的功能。;溫度自測水泥基復合材料;仿生自愈合水泥基復合材料;仿生自生水泥基復合材料。自動調節環境濕度的水泥基復合材料。
5.什么是綠色復合材料?評價復合材料與環境負載關系的LCA是什么意思?復合材料的回收和利用途徑有哪些?
答:綠色復合材料 力學性能好,能在自然環境中降解并進入自然循環的一類復合材料,由可降解的增強體和基體組成。
LCA life cycle assessment,復合材料生命周期評價/評估,是一種對產品、生產工藝以及活動對環境的壓力進行評估的客觀過程,是通過對能量、資源利用以及由此造成的廢棄物排放的鑒定及量化來進行的。ISO定義:LCA是匯總和評估一個產品(或服務)體系在其整個生命周期的所有投入與產出對環境造成的影響和潛在影響的方法。
復合材料的回收利用:熱塑性PMC廢棄物循環再生,常用方法有加熱模壓法(注射模壓,擠出模壓,直接模壓)和溶劑法(過濾)。
熱固性PMC廢棄物循環再生,不易回收,可作為填料用于纖維或顆粒增強的復合材料,也可熱裂解制取油狀烴化合物。
第二篇:集成電路制造工藝復習總結
集成電路制造工藝復習總結
主要內容
一集成電路制造工藝概況 二.晶體生長和晶片的制備 三.外延工藝 四.氧化工藝 五.摻雜工藝 六.光刻工藝 七.腐蝕工藝 八.金屬化工藝 九.組裝和封裝工藝
十.微加工技術在其它領域的應用
為什么采用硅作為集成電路的材料,而不用鍺? 1.鍺的漏電流大(原因:鍺的禁帶寬度小, 0.66eV)。2.硅器件工作溫度高(150℃),鍺為100℃。3.易生長高質量的氧化硅,氧化鍺會水解。
4.鍺的本征電阻率為47??cm,不能用于制造高擊穿電壓的整流器件,硅的本征電阻率為230000??cm。5.電子純鍺的鍺成本是純硅的十倍。
單晶硅的晶向與性質
1.(111)面
2.原子面密度最高,生長容易,3.氧化速度快
4.(100)面
5.二氧化硅界面缺陷密度低 6.表面遷移率高
7.實際晶向的選擇取決于器件設計的考慮 8.雙極電路-(111)9.MOS電路-(100)
硅的整形
1.硅錠 2.外部研磨
i.ii.直徑磨削
磨主面(基準面)和第二平面(輔助面)
3.切成大圓片 4.腐蝕 5.拋光
硅熱氧化設備與二氧化硅膜質量控制
常規熱氧化方法
1.干氧氧化:Si+O2:高溫加熱
熱氧化速率取決于氧原子在二氧化硅中的擴散速率,溫度越高、擴散越快,二氧化硅層越厚。
特點:結構致密、干燥性和均勻性好、鈍化效果好、掩蔽性能好,但總體反應速率慢;
2.水汽氧化:Si+H2O:高純水、高溫加熱
由于水汽的進入,使氧化膜結構疏松,反應速率加快。所需水蒸氣由高純去離子水汽化或氫氧化合而成。
特點:反應速率快—水在二氧化硅中的平衡濃度大于氧氣;結構疏松,含水量大,掩蔽性能不好,目前很少使用
常規熱氧化方法
1.濕氧氧化:Si+H2O+O2:氧氣攜帶去離子水產生的水蒸氣(95-98℃)、高溫加熱;
特點:介于干氧和水汽氧化之間,實際應用時,常采用干氧-濕氫氧合成氧化:H2:O2=2:1 氧氣須過量;
2.高純氫-氧反應生成水,水汽化后與氧氣一同參與反應。優點:膜質量好、均勻性好,但安全性控制較復雜。氧-干氧交替進行的方式,既保證膜質量又提高了氧化速率。
摻氯氧化
本質:在二氧化硅界面形成氯-硅-氧復合結構,保護結構不受鈉離子影響而減少層錯等缺陷的出現。
作用過程:在干氧氧化基礎上,通入含氯化合物氣體,提高器件電學性能和可靠性。
熱氧化界面
熱氧化設備-常規熱氧化設備
特點:可同時氧化200片硅片,生產效率高,參數控制好。氫氧合成熱氧化設備
安全措施:錯誤比例連鎖保險和低溫報警連鎖保險裝置; 空氣中氫氣含量4%-74.2%之間會發生爆炸。摻氯氧化設備
特點:氮氣攜帶三氯乙烯進入反應室; 氮氣作用:載流、提供壓力; 氧化基本步驟
1.硅片送至爐管口,通氮氣和少量氧氣排雜 2.硅片送至恒溫區,預熱,控制升溫速率5-30℃/min 3.通入大量氧氣,開始氧化反應 4.按比例要求通入反應氣體
5.停通其他氣體、續通氧氣,消耗殘余反應氣體 6.硅片拉至爐管口,降溫處理,控制降溫速率2-10℃/min 7.將處理好的硅片拉出爐管
其他生長方法
氧化和分解均可以獲得二氧化硅,熱分解含硅化合物也是形成二氧化硅的重要途徑之一。
作用原理:以待加工硅片作為形成氧化膜層的淀積襯底,硅片本身不參與氧化膜形成。此外,陶瓷片、金屬片等也可以作為襯底材料——低溫”淀積” 淀積:
懸浮在液體或氣體中的固態微粒發生連續沉降的現象。烷氧基硅烷熱分解法
淀積得到的二氧化硅膜致密性不如熱氧化生長的氧化膜,在淀積后應進行致密處理。操作注意事項:
1、確保系統密封性,不能漏氣或堵塞;
2、源溫和源流量須進行控制,d=kt;
3、源使用時間不宜太長,一旦變成黃色則不能使用;
4、硅片進爐后,應先抽真空,達到要求后方能通源;
斷源后仍需抽氣五分鐘左右,才能排氣;
硅烷熱分解法
特點:氣態副產物少,生長溫度較低,氧化膜質量好 操作要點:
1、保證反應室整個淀積面積上的氣流均勻,反應室和 橫截面面積進行適當控制,對氣體流量嚴格控制;
2、嚴格控制反應溫度,以防發生爆炸;
3、注意使用安全,嚴格控制裝置氣密性,硅烷使用前進行
稀釋(3%-5%),如何稀釋? ? 二氧化硅膜質量控制 二氧化硅膜質量要求:
宏觀上:表面無斑點、裂紋、白霧、發花和針孔等現象;
微觀上:厚度符合要求、均勻、結構致密,可移動鈉離子含量低
二氧化硅質量檢驗
一、厚度測量 常用厚度測量方法:
比色法、腐蝕法、雙光干涉法、電容電壓法、橢圓偏振 光法等,不同測量方法的主要區別在于測量精度高低。厚度單位:埃
單位換算:毫米(mm)、微米(μm)、納米(nm)、埃、微微米(pm)厚度測量-比色法
測量原理:不同厚度氧化膜在白光照射下會呈現出不同的干
涉顏色,利用金相顯微鏡觀察并與標準比色樣品進行對比,得出氧化膜厚度。
首先需預判氧化膜厚度范圍,然 后對比標準比色樣品得出厚度值。適 用于1000-7000埃之間的厚度,超過 7500埃則效果不明顯。厚度測量-雙光干涉法 測量原理:
利用光照射氧化硅臺階的不 同界面獲得的干涉條紋數目 得到氧化層的厚度。作用過程:
1、制備氧化層臺階;
2、用可見光照射氧化物斜面;
3、依據顯微鏡下觀測的干涉條紋數目計算二氧化硅厚度。厚度測量-雙光干涉法 技術要點:
干涉條紋數目的確定; 氧化物斜面不能太窄;
干涉條紋應清晰可見;
局限性:不能測太薄的厚度(2000埃以上);折射率確定? 厚度測量-橢圓偏振光法
作用原理:
光源發出的單色自然光,經過起偏器后,變成偏振光。轉動起偏器可改變光速偏振方向,線偏振光經四分之一波片后變為橢圓偏振光,橢圓偏振光在待測樣品表面反射后,光的偏振狀態(偏振幅度和相位)發生變化,依據此變化可以測量樣品的固有光學參數(折射率等)或樣品膜厚度。偏振光與起偏器
光是一種電磁波,電磁波是橫波。振動方向與波前進 方向構成的平面叫做振動面,光的振動面只限于某一固定 方向的,稱為平面偏振光或線偏振光。
四分之一波片
一定厚度的雙折射單晶薄片,當一束線偏振光垂直入射 到波片時,在波片中分解成沿原方向傳播但振動方向互相 垂直的o光和e光。當光法向入射時,o光和e光之間相位差 等于π/2或其奇數倍,該晶片稱為四分之一波片。橢圓偏振光
垂直于光傳播方向的固定平面內, 光矢量的方向和大小都隨時間
改變, 光矢量端點描出一個橢圓, 此偏振光稱橢圓偏振光。用起 偏器獲得線偏振光,當線偏振光垂直入射四分之一波片,且光 的偏振和晶片光軸面成θ角,出射后變成橢圓偏振光(θ=45 度時,為圓偏振光)。
二氧化硅膜缺陷檢驗
宏觀缺陷:1.氧化層針孔-----氧化方法、硅片質量 2.表面氧化斑點----表面殘留雜質:三個來源 3.氧化層厚度不均----原料不均、加熱不均 微觀缺陷:
1.鈉離子沾污----主要來源于操作環境: 去離子水質量、石英管道、氣體系統 所用化學試劑;
2.熱氧化層錯----層錯核形成:固有點缺陷; 層錯加劇:滑移與攀移; 與晶向有關; 熱處理 熱處理目的】
將材料放在一定的介質內進行加熱、保溫或冷卻處理,通過改變材料表面或內部組織結構,來控制材料綜合力學性能。金屬材料主要熱處理過程:
退火(軟化)、正火(硬化)、淬火(鋼化)、回火(韌化)等。
半導體材料主要熱處理過程:
退火、硫化、熔流、固化等。退火處理 退火目的:
消除材料熱加工過程中因缺陷而累積殘余應力(內應力)。作用過程:將材料在適當溫度下加熱一段時間,利用熱能進行部分晶格位置原子重排,降低缺陷密度。典型例子:離子注入 硅化反應 目的及原理:
作為集成電路引出線的鋁、銅及其合金與硅界面極不穩定,常制備TiN擴散阻擋層阻擋兩者間的原子擴散等界面反應,但TiN與硅接觸導電性能差,因此增加一層導電性能好的 TiSi2,改善電極與硅的電接觸性能。熔流及固化
在制備介質材料保護膜時,常采用硼磷硅玻璃(BPSG)。BPSG玻璃通常采用APCVD(常壓化學氣相淀積)或PECVD(等離子化學氣相淀積)方法制得,淀積完成后的BPSG玻璃經加熱熔融流動趨于平坦化、均勻化的過程稱為熔流。
在較低溫度下加熱,使光刻膠中有機溶劑揮發的過程 稱為固化。多用于多層金屬薄膜間的絕緣介質層制備,常見 的應用是SoG(Spin on Glass)-旋涂玻璃膜。
快速熱處理
1.快速熱處理(Rapid Thermal Processing,RTP)是指將
硅晶片快速加熱到設定溫度,并進行短時間快速熱量處理的 方法。
2.快速熱處理可以滿足需要短時間處理的工藝過程,適用 于使硅片的逐片加工、升降溫速率極快和生產效率很高的場 合(自動化程度)。
它是應用新技術來改進各類型熱處理過程的一種新型工藝。
第三篇:復合形容詞總結
復合形容詞
從詞法角度看,復合形容詞有以形容詞為中心、以動詞的分詞為中心、以名詞(包括名詞 + 后綴-ed)為中心、以及介詞短語四大類型:
1.以形容詞為中心的復合形容詞
(1)名詞 + 形容詞:fat-free(不含脂肪的),toll-free(不交費的),maintenance-free(無需維修的),dust-free(無塵的),interest-free(無息的),care-free(無憂無慮的),nuclear-weapon-free(無核武器的),line-dry(一晾就干的),world-famous(聞名世界的),stone-deaf(完全聾的),life-long(終生的),grass-green(草綠色的),bloodthirsty(嗜血成性的),dog-tired(累極了的),home-sick(想家的),threadbare(穿舊的),heartsick(沮喪的)。
(2)形容詞 + 形容詞:wet-cold(濕冷的),icy-cold(冰冷的),red-hot(熾熱的),bitter-sweet(又苦又甜的,又苦又樂的),light-blue(淺藍的),deaf-mute(又聾又啞的)。
(3)現在分詞 + 形容詞:steaming-hot、smoking-hot(滾燙的、熱氣騰騰的),soaking-wet、wringing-wet(濕淋淋的,濕得可擰出水來的),biting-cold、freezing-cold(冷得刺骨的,冰冷的)。
(4)副詞 + 形容詞:ever-victorious(戰無不勝的),over-cautious(過分小心的),all-round(全面的)。
2.以動詞的分詞為中心的復合形容詞。
(1)名詞 + 現在分詞:peace-loving(愛好和平的),time-saving(省時間的),summer-flowering(夏天開花的),ocean-going(遠洋的)。
(2)名詞 + 過去分詞:heart-felt(衷心的),air-borne(空降的,空運的),home-made(家制的),travel-worn(旅行得疲乏的),hen-pecked(怕老婆的),book-filled(放滿書的),poverty-stricken(貧困不堪的)。
(3)形容詞(或副詞)+ 現在分詞:fresh-frozen(速凍的),easy-going(隨和的),familiar-sounding(聽來熟悉的),hard-working(努力工作的),ever-lasting(永恒的)。
(4)形容詞(或副詞)+ 過去分詞:newly-developed(新發展起來的),well-balanced(平衡了的),far-fetched(牽強附會的),half-baked(烤得半生不熟的,膚淺的),hard-won(來之不易的),quick-frozen(速凍的)。
3.以名詞(包括名詞 + 后綴-ed)為中心的復合形容詞
(1)名詞 + 名詞 +-ed:hot-tempered(急性子的),chick-en hearted(膽怯的,軟弱的),honey-mouthed(甜言蜜語的),pa-per-backed(平裝本的)。
(2)形容詞 + 名詞 +-ed : short-sighted(近視的),tender-hearted(軟心腸的),sweet-tempered(性情溫和的)。
(3)形容詞 + 名詞:long-distance(長途的),full-length(全長的,未刪節的),white-collar(白領階層的),red-letter(喜慶的)。
(4)動詞 + 名詞:break-neck(危險的),telltale(搬弄是非的),cut-rate(減價的,次等的)。
4.介詞短語構成的復合形容詞
在現代英語中,許多介詞短語都可以放在名詞前面作為修飾語。
例如at-risk(處境危險的);Men over 45 are becoming the new at-risk population for significant problems with anxiety and depression。
in-your-face(明目張膽的):The message behind his in-your-face taunt: Get with the program;support the GOP Contract with America;adapt-or else!
第四篇:連鑄工藝及設備復習
連鑄工藝及設備復習
1.鋼和生鐵是鐵碳合金,其界定是:W[C]<2.11%為鋼,W[C]≥2.11%為生鐵。2.磷、硫一般為有害元素,磷含量過高會造成鋼的“冷脆”性,硫含量高造成鋼的熱脆性,氧含量超過限度后會加劇鋼的熱脆性,并形成氧化物夾雜和氣泡,因而冶煉終了要脫氧;鋼中氫使鋼產生氫脆(白脆),氮會導致藍脆和時效性。
3.煉鋼的基本任務是:脫碳、脫磷、脫硫、脫氧;去除有害氣體和夾雜物;提高溫度;調整成分。煉鋼過程通過供氧、造渣、升溫、加合金、攪拌等手段完成上述任務。4.鐵水預處理的脫硫劑有:鈍化金屬鎂和石灰。
5.爐外精煉系統在提高鋼水質量的同時,調整鋼水成分和溫度達到目標值,精確控制成分和溫度滿足連鑄的要求;精煉設備還起到緩沖、協調煉鋼-連鑄生產的作用。6.爐外精煉的目的是:在真空或常壓條件下對鋼水進行深脫碳、脫硫、脫氧、去氣、調整成分(微合金化)和溫度并使其均勻化,去除夾雜物,改變夾雜物形態和組成等。7.吹氬攪拌分為強攪拌和弱攪拌,加合金、加造渣劑渣洗用強攪拌,利于加速反應,均勻成分、溫度;弱攪拌利于夾雜上浮,減少二次氧化。8.轉爐煉鋼工藝制度包括裝入制度(裝入鐵水量和廢鋼量)、供氧制度(氧流量、氧壓、槍位)、造渣制度、溫度制度、終點控制(成分、溫度達到要求)與脫氧合金化制度。9.濺渣護爐:轉爐鋼水出盡后檢查爐襯損壞情況,根據情況實施濺渣護爐操作。
10.爐外精煉:根據的需要選擇鋼水精煉方式。在精煉過程中可以精確地調整溫度和成分,繼續深脫硫、脫氧、脫氣、提高鋼液純凈度,改善夾雜物形態等。11.根據轉爐吹煉過程中金屬成分、熔渣成分、熔池溫度的變化規律,吹煉過程大致分為三個階段:
A、吹煉前期。也稱硅錳氧化期。任務是早化渣、多去磷、均勻升溫。[Si]+{O2}=(SiO2)
[Si]+2(FeO)={SiO2}+2[Fe] [Mn]+1/2{O2}=(MnO)[Mn]+(FeO)=(MnO)+ [Fe] [Mn]+[O]=(MnO)B、吹煉中期。主要是脫碳、脫磷、脫硫反應 [C]+1/2{O2}={CO} [C]+(FeO)={CO}+ [Fe] [C]+[O]={CO}
2[P]+5(FeO)+4(CaO)=(4CaO.P2O5)+5[Fe]
2[P]+5(FeO)+3(CaO)=(4CaO.P2O5)+5[Fe] [FeS]+(CaO)=(CaS)+(FeO)[FeS]+(MnO)=(MnS)+(FeO)[FeS]+(MgO)=(MgS)+(FeO)C、吹煉終點。12.鋼水脫氧:
A、沉淀脫氧:基本原理——向鋼液中加入與氧親和力大于鐵的脫氧元素,用來奪取鋼液中的氧,并生成不溶于鋼液的氧化物排至爐渣中,從而降低鋼中含氧量
B、擴散脫氧:基本原理:在煉鋼過程中,根據氧在金屬液與爐渣間的分配定律,通過不斷降低爐渣中氧化鐵含量來相應地降低鋼液中氧含量的方法。真空脫氧屬于擴散脫氧。13.根據脫氧的程度,鋼分為沸騰鋼和鎮靜鋼。脫氧不完全的鋼為沸騰鋼;脫氧完全的鋼是鎮靜鋼。14.模鑄方法有上注法和下注法。
15.弧形連鑄機的特點是:鑄機的高度基本上等于圓弧半徑,鑄機高度低,僅為立式鑄機高度的三分之一;設備較輕,安裝和維護方便,基建投資低。鑄坯在被矯直前沒有附加的彎曲變形,坯殼承受鋼水靜壓力小,不易產生鼓肚和內裂,但鋼水中非金屬夾雜物的上浮條件不好,有向內弧側聚集的傾向。
16.立彎式連鑄機的特點: 立彎式連鑄機與立式相比,機身高度降低,節省投資;水平方向出坯,加長機身比較容易,可實現高速澆注;鑄坯內未凝固鋼液中的夾雜物容易上浮,夾雜物分布均勻。缺點是因鑄坯要經過一次彎曲一次矯直,容易產生內部裂紋;基建費用仍然較高。
17.立式連鑄機的特點: 立式連鑄機從中間包到切割站車主要設備都排列在一條垂直線上。這種鑄機占地面積小,設備緊湊;高溫鑄坯無彎曲變形,鑄坯表面和內部裂紋少;鋼液中夾雜物易于上浮;二次冷卻裝置和夾輥等結構簡單,便于維護。但這種鑄機的基建費用昂貴;只能低速澆注,生產率低;鋼水靜壓力大,容易使鑄坯鼓肚。18.低頭或超低頭連鑄機的機型是根據連鑄機高度與鑄坯厚之比確定的。
19.弧形連鑄機規格表示方法:aRb-C
a表示機數R表示弧形或橢圓形連鑄機b表示圓弧半徑,若為橢圓形鑄機為多個半徑之乘積C表示鑄機拉坯輥輥身長度。20.坯殼厚度計算公式:??KLvc
21.液芯長度計算公式:
?D?L????2K?2v
22.鋼包內襯由保溫層、永久層和工作層組成。
23.長水口用于鋼包與中間包之間流注保護,避免鋼水二次氧化和流注的飛濺、保溫,還可消除敞開澆注的卷渣。其材質有熔融石英和鋁碳質兩種。24.中間包的作用:減小鋼水靜壓力,使注流穩定;中間包利于夾雜物上浮,凈化鋼水;實現多爐連澆;在一機多流上起分流澆注作用;中包冶金功能。25.倒錐度:由于鋼水在結晶器內凝固形成一定厚度的坯殼使鑄坯收縮,在結晶器壁和坯殼之間產生一定的氣隙,影響鑄坯與結晶器壁之間進行傳熱,因此需要設定倒錐度來支撐坯殼和增加傳熱。26.過長的結晶器無益于坯殼的增厚,是沒有必要 的。
27.結晶器振動的目的:鑄坯得以強制脫模;利于鑄坯的潤滑,消除粘連;萬一坯殼發生粘連拉裂,由于結晶器的振動可以得到愈合;能夠改善鑄坯表面質量。28.二冷區的作用:
1、使鑄坯快速完全凝固;
2、對鑄坯起支撐、導向作用,防止鼓肚;
3、對引錠桿起支撐導向作用;
4、對直結晶器的弧形連鑄機要完成彎曲作用;
5、對多拉矯機而言,起到拉坯作用;
6、對于橢圓形連鑄機又是分段矯直區。29.噴嘴類型:壓力噴嘴、氣水霧化噴嘴。30.矯直方式:一點矯直,多點矯直,連續矯直。
31.壓縮澆鑄基本原理:在矯直點前設一組驅動輥,給鑄坯一定推力;在矯直點后面布置一組制動輥,給鑄坯一定的反推力,鑄坯在受壓力狀態下矯直。作用是可使鑄坯內弧側的拉應力減小,實現帶液芯鑄坯的矯直,達到鑄機的高拉速、提高鑄機生產能力。32.輕壓下有機械應力輕壓下和熱應力輕壓下。33.引錠裝置的作用:引錠桿是結晶器的活底,開澆前用它堵住結晶器的下口,開澆后結晶器內的鋼水與引錠頭凝結在一起,經拉矯機的牽引,鑄坯隨引錠桿連續地從結晶器下口拉出,直到鑄坯通過拉矯機,與脫鉤為止,引錠裝置完成任務,鑄機進入正常拉坯狀態。34.引錠桿裝入結晶器的方式有上裝式和下裝式。
35.火焰切割原理是:預熱氧與燃氣混合燃燒的火焰,使切割縫處的金屬熔化,然后利用高壓切割氧的能量所熔化的金屬熔掉,形成切縫,切斷鑄坯。36.燃氣有乙炔、丙烷、天然氣、焦爐煤氣、氫氣等。
37.割嘴分為內混式和外混式。38.電磁攪拌有助于純凈鋼水、改善鑄坯凝固結構、提高鑄坯的質量和內部質量,擴大品種。39.電磁攪拌的原理:當磁場以一定速度相對鋼水運動時,鋼水中產生感應電流,載流鋼水與磁場相互作用產生電磁力,從而驅動鋼水運動。
40.電磁攪拌器在連鑄安裝的位置一般有三處:結晶器電磁攪拌、二冷區電磁攪拌、凝固末端電磁攪拌。
41.結晶器電磁攪拌能夠均勻鋼水溫度、減少鋼水過熱、促進氣體和夾雜上浮、增加等軸晶晶核。
42.二冷區電磁攪拌可以擴大中心等軸晶帶,細化晶粒,也有利于減小中心疏松和中心偏析,夾雜物在橫斷面上分布均勻,從而改善鑄坯內部質量。
43.凝固末端電磁攪拌可使鑄坯獲得中心寬大的等軸晶帶,消除或減少中心疏松和中心偏析,對于高碳鋼效果尤為明顯。44.結晶器電磁制動:抑制液面波動防止卷渣,降低注流沖擊,氣泡、夾雜得以上浮排除,還有控制結晶器彎月面,改善結晶器縱向傳熱均勻性的功能。45.結晶器鋼水液位檢測有紅外線法、熱電偶法、磁感應法、渦流法、雷達法、激光法和同位素法。
46.液面控制(中包鋼流控制)有:滑動水口控制,塞棒控制、復合控制。47.結晶器漏鋼預報主要是檢測粘結漏鋼。
48.鑄機長度是指從結晶器中心至出坯擋板之間的總長度。49.鑄機高度是從拉矯機底座基礎面至中間包頂面的距離。
50.結晶器、設備冷卻供水為閉路供水系統。二冷水為開路系統。51.屈服強度:由彈性變形點轉變為塑性變形時的應力。52.純鐵在912℃以下以體心立方晶格形式存在,標作;912-1394℃之間轉化為面心立方晶格,標作;1394-1538℃之間又是以體心立方晶格形式存在,標作。53.同素異晶轉變是晶格原子重新規則排列的過程,因此同素異晶轉變是遵循形核、核長大的規律,稱其為二次結晶,也稱再結晶。
54.兩種或兩種以上的金屬元素或金屬元素與非金屬元素組成的,并且有金屬性質的材料叫合金。55.固溶體:一種金屬或非金屬元素均勻地溶于另一種金屬中所形成的晶體相叫固溶體。根據溶質原子在溶劑晶格中的分布狀況,分為置換固溶體和間隙固溶體。
56.奧氏體是碳溶于γ-Fe中的固溶體,屬面心立方晶格。鐵素體是面溶于α-Fe或δ-Fe中的固溶體,是體心立方晶格。57.鐵碳合金狀態圖中,有三條橫線,包晶線,共晶線,共析線。
58.碳含量在0.09%~0.53%的鐵碳合金都會出現包晶反應,但在0.12%最易出現裂紋。59.淬火將鋼的工件加熱到臨界點以上溫度,保溫一段時間,然后急劇冷卻的工藝過程叫淬火。
60.回火處理是交淬火后的鋼件加熱到727℃以下的某一溫度,保溫一段時間,然后以一定的方式冷卻,得到較穩定組織的工藝過程。
61.退火:鋼件加熱到臨界溫度,即鐵碳合金狀態圖GSK線附近,保溫一段時間后緩慢冷卻(一般隨爐冷卻)的熱處理工藝。
62.金屬結晶需要兩個條件:一定的過冷度,此為熱力學條件;必要的晶核,此為動力學條件。63.晶體長大機構有兩種形式:定向生長(形成單向的柱狀晶);等軸晶生長。
64.液相線溫度指鋼水冷卻開始凝固的溫度;固相線溫度指鋼加熱開始熔化的溫度。65.選擇結晶又稱選分結晶。鋼溶液中碳和其他元素含量較低,比較純,熔點較高,最先凝固成晶體,雜質含量高,熔點也低些,后凝固,這種現象即稱為選擇結晶。66.工藝上控制偏析的措施:增加鋼液凝固速度;合適的鑄坯斷面;控制鋼液流動狀態;采用電磁攪拌;降低鋼水溫度、防止鼓肚;降低S、P含量。
67.鋼液的收縮隨溫降和相變可分為3個階段:液態收縮;凝固收縮;固態收縮。68.連鑄坯的凝固特征:
1、連鑄坯的凝固過程實質是熱量釋放、傳遞的過程,也是強制快速冷卻的過程
2、鑄坯是邊下行、邊散熱、邊凝固,因而鑄坯形成了很長的液相穴
3、連鑄坯的凝固是分階段完成的。
4、鑄坯在連鑄機內下行,鑄坯的冷卻可以看作是經歷“形變熱處理”過程。69.由于鋼水與結晶器銅壁的潤濕作用,鋼水與銅壁相接觸之處形成了一個半徑很小的彎月面。70.鑄坯凝固結構從邊緣到中心是由細小的等軸晶帶、柱狀晶帶、中心等軸晶帶組成。71.小鋼錠結構:由于冷卻不均勻,柱狀晶優先發展,當兩邊的柱狀晶相接,出現搭橋現象,在凝固過程中形成疏松和疏孔,并伴隨有嚴重的偏析。
72.連鑄坯冷卻過程中的應力:熱應力;組織應力;機械應力。連鑄坯表面與其內部溫度不均勻、收縮不一致而產生的應力是熱應力。熱應力的大小主要取決于鑄坯線收縮量。73.連鑄對鋼水溫度的要求:高溫、穩定、均勻。
74.澆注溫度包括兩部分:一是鋼水的液相線溫度,二是調出液相線溫度的數值,即過熱度。75.鋼水的可澆性也是指鋼水的流動性。
76.現代冶金生產兩工藝流程:
長流程:高爐鐵水—鐵水預處理—轉爐煉鋼—精煉—連鑄—連軋
短流程:廢鋼、生鐵、金屬化球團—電弧爐煉鋼—精煉—連鑄—連軋 77.從鋼水注入結晶器開始到拉矯機構啟動的時間為起步時間。
78.單位質量鋼水從液態到固態到室溫放出的熱量包括:過熱、潛熱、顯熱。
79.鑄機冷卻分為三個冷卻區:一冷即結晶器冷卻、二冷即噴淋冷卻、三冷即鑄坯在空氣中冷卻。80.中包冶金功能:冶金凈化功能、精煉功能。
81.鑄坯中夾雜物按來源分:內生夾雜與外來夾雜。82.澆注過程中防止鋼水二次氧化的措施:
1、鋼包與中間包之間采用長水口
2、采用氬封
3、中包內使用中包覆蓋劑
4、采用浸入式水口
5、結晶器液面使用保護渣
83.保護渣的三層結構:液渣層、燒結層、原渣層。
84.浸入式水口插入過深過淺都影響結晶器內鋼水的正常流動,對鑄坯質量均不利。85.結晶器冶金作用:
1、凝固坯殼生長的均勻性;
2、液相穴內夾雜物上浮;
3、結晶器內鋼水的微合金化;4凝固結構的控制。
86.連鑄坯質量主要是四方面:
1、鑄坯純凈度;
2、鑄坯的表面質量;
3、鑄坯的內部質量;
4、鑄坯的外觀形狀。
87.連鑄機的機型對鑄坯內的夾雜物的數量和分布有著重要影響。弧形結晶器的鑄坯夾雜物分布很不均勻,偏 析于內弧側。
88.影響縱裂的因素:
1、鑄坯的寬度;
2、鋼水成分(C、S、P);
3、浸入式水口插入深度;
4、保護渣性能等。89.縱裂預防措施:
1、合理的倒錐度;
2、結晶器、足輥、零段要準確對弧;
3、選用性能良好的保護渣;
4、浸入式水口的參數要合理;
5、合適的澆注溫度;
6、保持結晶器液面平穩;
7、鋼的成分在合適的范圍;
8、采用熱 頂式結晶器;
9、鑄坯冷卻均勻。90.鑄坯矯直內弧側受拉應力作用,由于振痕缺陷效應而產生應力集中,如果正值700~900℃脆化溫度區,促成了振痕波谷形成橫裂。91.鋼水中氧、氫含量高是形成皮下氣泡的重要原因。
92.板坯連鑄機可采用壓縮澆鑄技術、或者應用多點矯直技術、連續矯直技術等;或者帶直線段的多點彎曲、多點矯直連鑄機,均能避免鑄坯發生內部裂紋。
93.鑄坯鼓肚量的大小與鋼水靜壓力、夾輥間距、冷卻強度等因素有密切關系。94.脫方也叫菱變,是小方坯特有的缺陷。
95.Q235指屈服強度值為235Mpa的碳素結構鋼。
96.400℃為鑄坯熱裝的最低溫度線,鑄坯在400℃以下節能效果不明顯,不再稱其為熱裝。97.連鑄坯熱送熱裝和直接軋制技術的優點:
1、節能;
2、縮短生產周期;
3、提高金屬收得率;
4、降低生產成本。98.實現熱送熱裝的條件:
1、提供無缺陷鑄坯;
2、高溫出坯;
3、在輸送過程 中采用保溫技術;
4、實施煉鋼、連鑄、熱 軋生產一體化管理。99.質量管理的3個階段:事后檢驗階段、數理統計階段、全面質量管理階段。
第五篇:日語復合動詞總結
日語一級重要復合動詞優勢日語郭孟 追いかける4 「他』追趕、緊接著、隨著、隨后 流行を~~/ 趕時髦 出かける 0 「自』出門、外出 旅行に~~ / 出去旅行
話しかける0 「自』搭話、開始說 隣席の人に~~/ 和鄰座的人搭話 引っかける0 「他』掛、コートを肩に~~/ 把外衣披在肩上
騙、欺騙 つばを~~/(向某物)吐唾沫
呼び掛ける4 「他』呼喚、招呼、號召 大衆に~~/ 向大眾呼吁 腰かける4 「自』坐下
引っ込む3 「自』退居、縮 田舎に~~/ 隱居到鄉下 退下、降下、凹進、こぶが~~/ 疙瘩下去了
思い込む4 「自』堅信、深信、完全相信、一心想要、認準、決心 突っ込む3 「自他』沖入、闖入、「他』塞進、插入 溶け込む0 「自』融洽、熟識、融為一體
払い込む0 「他』(通過銀行)繳納(費用)
申し込む0 「他』申請、言い出す3 「他』開始說話、開口、說出
思い出す3 「他』想起來、聯想起來
取り出す0 「他』拿出、取出、挑選出
飛び出す3 「自』飛起來、跳出、跑出、引き出す3 「他』拖出、拉出、拽出、發掘出、套出(實話)、提取(存款)呼び出す3 「他』叫出來、喚出來、締め切る0 「他』截止、終止 申し込みを~~/ 截止報名 區切る2 「他』(把文章)分成段落、(把事物)劃分為階段
張り切る3 「自』勁頭十足、精神百倍
橫切る3 「自』橫穿、橫過 道を~~/ 橫穿馬路
売り切れる4 「自』售完、銷售一空
追い付く3 「自』追上、趕上、挽回(損失)
思い付く4 「他』想出來、想起
片づく3 「自』收拾整齊、整頓好 娘が~~いた/ 女兒出嫁了
気づく2 「自』注意到、感覺到、認識到(錯誤)
近づく3 「自』靠近、臨近、歳末が~~/ 迫近年底、親近、接近
引き受ける4 「他』接受、責任を~~/ 承擔責任、保證、身元を~~/ 人身擔保 引き返す3 「自』返回、折回
引き止める4 「他』留、挽留、勸止、阻止
引っ掛かる4 「自』あみに~~/ 掛在網上、わなに~~/ 中圈套、令人捉摸 引っ越す4 「自』搬家、遷居
引っぱる3 「他』拉、拽、拖、警察に~~られた / 被警察帶走了、拖長 見上げる0 「他』仰視、抬頭看、令人敬佩
見送る0 「他』目送、送行、客を~~/ 送客、採用を~~/ 回絕錄用
見下ろす0 「他』俯視、俯瞰、往下看
見つかる0 「自』發現、仕事が~~/ 找到工作、敗露、被發覺
見つける0 「他』尋找、仕事を~~/ 找工作、~~けた風景 / 看慣的景色 見つめる0 「他』凝視、盯著
見直す0 「他』再看、重看、重議、重新研究
見慣れる0 「自』看慣
見舞う0 「他』探望、慰問、問候、揍、打、遭受(災害)
取り上げる0 「他』拿起、采納、接受、剝奪、沒收、助產、接生
取り入れる0 「他』采納、新説を~~/ 吸收新學說、收獲、收割
取り替える0 「他』換、更換、交換
取り消す0 「他』取消、收回
追い越す3 「他』超過、趕過
片づける4 「他』整理(房間)、處理(問題)、宿題を~~/ 把作業做完、娘を~~/ 把女兒嫁出去
片寄る3 「自』偏、偏于…一面、/ 偏頗的想法
近づける4 「他』靠近、接近
近寄る0 「自』靠近、挨近
出會う0 「自』碰上、遇上、遇見、災難に~~/ 遇到災難
出迎える0 「他』迎接
當てはまる4 「自』適用、合適
當てはめる4 「他』使…適用、使…合適
言い付ける4 「他』吩咐、命令、告狀、告發
受け取る0 「他』接、領、手紙を~~/ 收到信、領會、間違って~~/ 誤解 受け持つ0 「他』擔當、擔任(會計)
打ち合せる0 「他』事先商談、相碰、互相撞擊
打ち消す0 「他』否認、否定
裏返す3 「他』翻過來、翻里做面
裏切る3 「他』背叛、友を~~/ 出賣朋友、辜負、予想を~~/ 事與愿違
差し引く0 「他』減去、給料から~~/ 從工資中扣除
立ち上がる0 「自』起立、站起來、振奮、振作、著手、開始行動
立ち止まる0 「自』站住、止步、~~って挨拶する/ 停步行禮
突き當たる4 「自』碰上、撞上、到頭兒、到盡頭、自転車が塀(へい)にった/ 自行車撞墻上了
通り掛かる5 「自』路過、從那里走過
話し合う0 「自』談話、交流、商談、商議
払い戻す5 「他』找還、株金を~~/ 發還股金、代金を~~/ 返還貸款、支付(存款)ひっくり返す5 「他』顛倒、試合を~~/ 反敗為勝
ひっくり返る5 「自』倒、摔倒、あおむけに~~/ 仰面摔倒
翻轉、底朝天、形勢が~~/ 形勢逆轉
目指す2 「他』以…為目標、大學を~~/ 把上大學做為目標、目立つ2 「自』顯眼、引人注目
申し上げる0 「他』言う的自謙語、說、講、報告
売り切れる4 「自』售完、銷售一空
落ち著く0 「自』鎮靜、安定、気分が~~/ 心靜、物価が~~/物價穩定、生活が~~/生活安定下來、著替える3 「他』換衣服
組み立てる0 「他』裝配、安裝
繰り返す0 「自他』反復、重復
心得る4 「他』領會、理解、掌握、有經驗
言付ける4 「他』托人帶口信、托人捎東西
仕上がる3 「自』做完、作品が~~/ 作品完成了、齊備、完備、具備
支払う3 「他』支付、料金を~~/ 付款
透き通る3 「自』透明、透徹、清澈、~~った聲/ 清脆的聲音
擦れ違う0 「自』交錯、(車)相擦而過、錯過、(事物)不一致、不協調 付き合う3 「自』交往、交際、陪、陪伴、食事を~~/ 陪同吃飯
釣り合う3 「自』平衡、重さが~~/ 重量均衡、相稱、相配
似合う2 「自』相配、適合、般配
乗り換える4 「他』電車を~~/ 換乘電車、改變(想法或方針)
振り向く3 「自』回頭、回轉身
待ち合わせる0 「自』約會、會合間に合う3 「自』趕得上、來得及、一萬円で~~/ 壹萬日元夠了
召し上がる0 「他』吃、喝、たくさん~~ってください / 請多吃點 持ち上げる0 「他』抬起、舉起、搬起、荷物を~~/ 抬行李、抬舉、奉承 物語る4 「他』講、講述、表明、證明
役立つ3 「自』有用、有效、知識が~~/ 知識起作用
長引く3 「自』拖延、延長、病気が~~/ 病拖了很久、話が~~/ 話越談越長、交渉が~~/ 交涉進展、緩慢、工事が~~/ 工程拖延了