第一篇：材料成型加工與工藝學-習題解答(6)

1.物料的混合有哪三種基本的運動形式? 聚合物成型時熔融物料的混合以哪一種運動形式為主? 為什么? i.分子擴散

ii.渦流擴散

iii.體積擴散

體積擴散為主, 因為他主要是指流體質點、液滴或固體粒子由系統的一個空間位置向另一空間位置的運動, 或兩種或多種組分在相互占有的空間內發生運動,以期達到各組分的均布.對流混合通過兩種機理發生, 一種體積對流,另一種層流對流混合, 前者通過塞流對物料進行體積重新排列, 而不需要物料連續變形, 這種重復的重新排列可以是無規的, 也可以是有序的.在固體摻混機中混合式無規的, 而在靜態混合機的混合則是有序的.而層流對流混合是通過層流而使物料變形, 它發生在熔體之間的混合, 在固體粒子之間的混合不會發生層流混合.層流混合中, 物料要受到剪切、伸長(拉伸)和擠壓(捏合).分子擴散主要在與低分子的混合.在濃度梯度驅使下，各組分自發地由濃度較大的區域遷移到濃度較小的區域從而達到各處組分均化的一種擴散形式。分子擴散在氣體和低粘度液體中占支配地位。在固體與固體間，分子擴散作用是很小的。在聚合物加工中，熔體與熔體間分子擴散極慢，無實際意義。但若參與混合的組分之一是低分子物質,則分子擴散可能是一個重要因素。

渦流擴散主要會造成聚合物的黏度提高導致混合時施予聚合物的剪切力要上升, 容易導致聚合物降解.由系統內產生的紊流而實現的一種擴散形式。在聚合物加工中粘度高,而且要實現紊流，熔體的速度必須很高，勢必使熔體發生破裂，也會造成聚合物的降解，故很少發生渦旋擴散。

2.什么是”非分散混合”, 什么是”分散混合”, 兩者各主要通過何種物料運動和混合操作來實現? Page 154 非分散均勻的定義在混合中僅增加粒子在混合物中空間分布均勻性而不減小尺寸的過程稱為非分散均勻或簡單混合。主要通過對流方式來實現的,可以通過塞流和不需要物料連續變形便發生簡單的體積重排和置換來達到混合。

分散混合的定義: 將呈現出屈服點的物料混合在一起時,要將它們分散開來，使結塊和液滴破裂。這種混合為分散混合。分散混合的目的是把少組分的固體顆粒和液相滴分散開來，成為最終粒子或允許的更小顆粒或滴，并均勻地分布到多組分中。涉及少組分在變形粘性流體中的破裂問題。這是靠強迫混合物通過窄間隙而形成的高剪切區來完成的。對固體結塊來說，當剪切對其形成的粘性拖曳在結塊內產生的應力超過某個臨界值時，結塊就破裂。

圖：分散混合時，發生的主要機械現象和流變現象示意圖 Ⅰ-使聚合物和添加劑粉碎

Ⅱ-使粒狀和粉粒狀固體添加劑滲入聚合物中 Ⅲ-分散

Ⅳ-分布均化

1-聚合物

2，3-任何粒狀和粉狀固體添加劑

3.為什么評定固體物料的混合狀態時不僅要比較取樣中各組分的比率與總體比率的差異大小而且還要考察混合料的分散程度? Page 156~158 混合狀態的判定，有直接描述和間接描述兩種方法。

直接描述法:該法是直接對混合物取樣，對其混合狀態進行檢驗，觀察混合物形態結構、各組分微粒的大小及分布情形。常用的檢測分析方法可以是視覺觀察法、聚團計算法、光學顯微鏡法和電子顯微鏡法以及光電法。1.均勻程度指混得勻不勻，濃度變化大小如何，即分散相濃度分布是否均勻。

2.分散程度是指被分散物質的破碎程度如何。破碎程度大，粒徑小，其分散度就高；反之，粒徑大，破碎度小，則分散得不好。

間接描述法:是指不檢查混合物各組分的混合狀態，而是檢測與混合物的混合狀態密切相關的制品或試樣的物理性能、力學性能和化學性能等，間接地判斷多組分體系的混合狀態。

4.溫度對生膠塑煉有何影響?為什么橡膠在115℃時塑煉效果最差? Page 167 隨著溫度升高, 生膠黏度下降, 塑煉時受到的作用力較小, 因而塑煉效果降低.在高溫塑煉時(110度以上), 雖然受到機械作用力下降, 但由于熱和氧的自動催化氧化破壞作用隨著溫度升高而集劇增大, 大大加快了橡膠大分子的氧化降解速度, 塑煉效果也迅速增大.6.何謂橡膠的混煉? 用開煉機和密煉機分別進行混煉時應控制的工藝條件有哪些? 有何影響? 將塑煉后的生膠和配合劑混合均勻的過程。Page171~173 在橡膠工業中，最常用的塑煉方法有機械塑煉法和化學塑煉法。機械塑煉法所用的主要設備是開放式煉膠機、密閉式煉膠機和螺桿塑煉機。化學塑煉法是在機械塑煉過程中加入化學藥品來提高塑煉效果的方法。開煉機塑煉時溫度一般在80℃以下，屬于低溫機械混煉方法。密煉機和螺桿混煉機的排膠溫度在120℃以上，甚至高達160-180℃，屬于高溫機械混煉。

幾種膠的塑煉特性：

天然橡膠用開煉機塑煉時，輥筒溫度為30-40℃，時間約為15-20min；采用密煉機塑煉當溫度達到120℃以上時，時間約為3-5min。

丁苯橡膠的門尼粘度多在35-60之間，因此，丁苯橡膠也可不用塑煉，但是經過塑煉后可以提高配合機的分散性

順丁橡膠具有冷流性，缺乏塑煉效果。順丁膠的門尼粘度較低，可不用塑煉。氯丁橡膠得塑性大，塑煉前可薄通3-5次，薄通溫度在30-40℃。乙丙橡膠的分子主鏈是飽和結構，塑煉難以引起分子的裂解，因此要選擇門尼粘度低的品種而不用塑煉。

丁腈橡膠可塑度小，韌性大，塑煉時生熱大。開煉時要采用低溫40℃以下、小輥距、低容量以及分段塑煉，這樣可以收到較好的效果。

7.何謂膠料混煉過程中產生的結合橡膠? 生膠在塑煉時橡膠的大分子斷鏈生成自由基，這種情況在混煉時同樣會發生。在混煉過程中，橡膠分子斷鏈生成大分子自由基可以與炭黑粒子表面的活性部位結合，也可以與炭黑聚集體在混煉時被搓開所產生的具有較高活性的新生面結合，或者已與炭黑結合的橡膠又通過纏結或交聯結合更多的橡膠，形成一種不溶于橡膠溶劑的的產物(結合橡膠)。

11.塑料的塑化與橡膠的塑煉兩者的目的和原理有何異同? 塑料的塑化: 是使物料在溫度和剪切力的作用下熔融，獲得剪切混合的作用，驅出其中的水分和揮發物，使各組分的分散更趨均勻，得到具有一定可塑性的均勻物料，是分散混合過程。

橡膠的塑煉: 強迫生膠反復通過兩個轉速不同的滾筒之間的間隙，使之在強剪切力作用下長分子鏈被切斷，相對分子量減小，降低生膠的彈性，從而流動性增加（即可塑性增加）的工藝過程，使橡膠與配合劑在混煉過程中易于混合分散均勻，此外使得制得的膠料質量也均勻一致。

第二篇：化工工藝學考試習題與解答—化學工程與工藝

現代化學工業的特點是什么？P10-11 綜合

原料生產方法和產品的多樣性復雜性；向大型化，綜合化，精細化發展；多學科合作，技術密集型發展；重視能量的合理利用，積極采用節能技術；資金密集，投資大，利潤高；安全和環保日益受到重視。2 化學工藝學的研究范疇是什么？P9 其內容包括生產方法的評估，過程原理的闡述，工藝流程的組織，設備的選用和設計，以及生產過程中的節能環保和安全問題。3 何謂轉化率？何謂選擇性？

轉化率(X)：指某一反應物參加反應而轉化的數量占該反應物起始量的分率或百分率。選擇性(S)：體系中轉化成目的產物的某反應物量與參加所有反應而轉化的該反應物總量之比。什么是生產能力？什么是生產強度？

生產能力：一個設備、一套裝置或一個工廠在單位時間內生產的產品量，或在單位時間內處理的原料量。生產強度：設備的單位特征幾何量的生產能力，即設備的單位體積的生產 能力，或單位面積的生產能力。5 催化重整流程中預加氫工序的作用？ P45 為了保護重整催化劑，必須對原料油進行加氫精制預處理。即石腦油與氫氣在一定溫度下通過預精制催化劑加氫，將其所含的硫、氮、氯及氧等，加氫轉化為H2S、NH3、HCl和H2O，從石腦油中脫除；使烯烴加氫飽和；將金屬有機物分解，金屬吸附在催化劑的表面脫除。重整原料經預加氫精制后，雜質含量滿足重整裝置對進料的質量要求，確保了重整催化劑性能的充分發揮，實現催化重整裝置的長期穩定運轉。干氣與濕氣有何不同？

一般來說，干氣就是指甲烷含量比較高的天然氣，濕氣是指其中碳二到碳五等容易液化的組分較高，而不是水較多。7 氧化反應的特征是什么？P63 強放熱反應，必須嚴格控制反應溫度，防范安全事故；反應途徑多樣，副產物多，分離困難；容易發生深度氧化，需要選擇性優良的催化劑。生產硫酸的主要原料有哪些？我國生產硫酸的主要原料是什么？P66 硫磺，冶煉煙氣，硫鐵礦和石膏，我國主要用硫鐵礦，世界上廣泛使用硫磺。9 環氧乙烷的生產方法有哪些？P110 有兩種，氯醇法和直接氧化法。丙烯氨氧化所采用的催化劑有哪些？P129 主要有鉬系催化劑和銻系催化劑兩類。Mo系為C-A型即P-Mo-Bi-O以及先進的C-41即P-Mo-Bi-Fe-Co-Ni-K-O七組分催化劑和C-49和C-89等多組分催化劑。Sb系催化劑有Sb-Fe-O，Sb-Sn-O以及Sb-U-O三種。11 工業上廣泛使用的脫氫催化劑有哪些？P175 貴金屬，比如Pt，Rh，Pd；以及過渡金屬比如Fe，Ni，Cr，Cu等；金屬氧化物，主要有ZnO，NiO，Al2O3，Cr2O3，Fe2O3等；以及金屬鹽類，比如碳酸鉀，堿土金屬磷酸鹽等。什么叫氧化脫氫反應？氧化脫氫反應中，氫的接受體有哪幾種？P225不全 如果在脫氫反應系統中加入能夠和氫相結合的所謂氫“接受體”，隨時去掉反應所生成的氫，這樣就可使平衡向脫氫方向轉移，轉化率就可大幅度提高。這種類型的反應稱為氧化脫氫反應。氧化脫氫反應氫的“接受體”：氧氣（或空氣）、鹵素和含硫化物等。P228，乙苯新技術。13 工業上生產丁二烯的方法主要有哪幾種？

答：①從乙烯裂解裝置副產的混合C4餾分中抽提得到 ②從煉油廠C4餾分脫氫得到。氧化脫氫法由丁烯制丁二烯有什么優缺點？ 15 乙苯脫氫絕熱反應器的改進措施有哪些?P222-225 單端絕熱反應器溫度分布不合理造成轉化率低等問題，70年代以來做了一下改進：首先采用幾個單段絕熱反應器串聯，中間設加熱爐補充熱量；采用分別裝入高選擇性和轉化率的兩段絕熱反應器以克服溫度下降導致的轉化率降低；采用多段徑向絕熱反應器，降低了反應器阻力，操作壓力相應下降對乙苯脫氫有利，但設備較貴。其他還有應用絕熱反應器和等溫反應器聯用技術，以及采用三段絕熱反應器 乙苯-苯乙烯精餾分離有什么特點？應當采取什么措施？P228 乙苯-苯乙烯的分離是最關鍵的部分。由于兩者的沸點只差9℃，分離時要求的塔板數比較多，另外苯乙烯在溫度高的時候容易自聚，它的聚合速度隨著溫度的升高而加快。為了減少聚合反應的發生，除了在精餾塔內加阻聚劑以外，塔底溫度還應控制在90℃以內，因此必須采用減壓操作。

@17 工業上苯乙烯的主要來源有哪三種？貯存苯乙烯有什么要求？ 對苯乙烯的貯存要求為：

1．苯乙烯單體不能受污染物的污染； 2．放置成品苯乙烯單體的貯槽，應基本上無鐵銹和潮氣；3．貯存的苯乙烯要放在干燥而清潔的貯槽中，必須加阻聚劑，環境溫度不應當高，保存期也不應當過長。18 丙烯腈和乙腈如何進行分離？P143 因為兩者沸點差只有4℃，所以不采用普通的蒸餾方法，而是要用萃取蒸餾，一般選用水為萃取劑，由于乙腈的極性比丙烯腈強，在水溶液中的揮發度更小，從而提高了分離的效率。合成氨中對排放氣如何進行氫回收？P191 排放氣中除了惰性氣體之外還有大量的氫氣，回收方法有中空纖維膜分離，變壓吸附和深冷分離技術 什么是硫酸“兩轉兩吸”工藝的“3+2”流程？P73 二氧化硫氧化工藝中，氧化速度和轉化率隨溫度的走勢是相反的，為了在一定生產強度下保持轉化率，就必須分段反應，但縱使這樣轉化率也不能達到99%，所以工業上采用分段轉化后的爐氣進入吸收工段，然后再進行下一個轉化器，第二轉化器出爐氣體，進入第二吸收塔。這種二次轉化，二次吸收的工藝就是所謂的二轉二吸工藝，該工藝中第一次轉化分三段溫度反應，第二次轉化分二段溫度反應的流程就是“3+2”流程。乙烯環氧化銀催化劑的組成情況如何？P113 乙烯環氧化所用的銀催化劑以有活性組分，助催化劑和載體三部分組成。其中銀是活性組分，助催化劑有堿金屬鉀鹽，用來提高催化劑選擇性；堿土金屬鹽，比如鋇鹽能用來增強催化劑的抗熔結能力，提高熱穩定性，延長其使用壽命。還有稀土金屬元素。催化劑載體有碳化硅，α氧化鋁，這類催化劑比表面較小，孔隙率較大，擁有較好的導熱性。乙烯環氧化制環氧乙烷的空氣氧化法與氧氣氧化法有何不同？P112 不全 這兩種氧化方法均采用列管式固定床反應器。反應器是關鍵設備，與反應效果密切相關，其反應過程基本相同，包括反應、吸收、汽提和蒸餾精制等工序。但是氧氣氧化法與空氣氧化法相比前者具有明顯的優越性，主要體現在以下幾個方面：

1)工藝流程：為了防止空氣中有害雜質帶人反應器而影響催化劑的活性，空氣法需要空氣凈化系統和二次反應器，以及尾氣催化轉化器與熱量回收系統；氧氣法需要分離裝置和二氧化碳脫除系統。氧氣氧化法與空氣氧化法相比，前者工藝流程稍短，設備管道較少，建廠投資少。

2)反應器：在同樣生產規模的前提下，氧氣法需要較少的反應器，而且，反應器都是并聯操作?？諝夥ㄐ枰懈狈磻?，以及二次吸收和汽提塔等，增加了設備投資。

3)反應溫度：氧氣氧化法反應溫度比空氣法低，對催化劑壽命的延長和維持生產的平穩操作較為有利。

4)收率和單耗：氧氣法環氧乙烷收率高于空氣法，因為放空少，乙烯單耗較低。5)催化劑：氧化法在這方面比較有利，因為選擇性高，催化劑需要量少。綜上所述，氧氣氧化法無論是在生產工藝、生產設備、產品收率、反應條件上都具有明顯的優越性，因此目前世界上的EO/EG裝置普遍采用氧氣氧化法生產。23 隔膜法工藝中，精制粗鹽水的目的是什么？P239 粗鹽水精制的任務是除去食鹽中含有的Ca2+、Mg2+、SO42-以及OH-等化學雜質及機械雜質，制得合格的精鹽水，以保證電解槽的正常。24 為何原油在進入煉油裝置前要脫鹽脫水？P30-32 水會增加燃料消耗和蒸餾塔頂的冷卻器負荷，無機鹽中以氯化物為主，這類化合物受熱水解易生成鹽酸，腐蝕設備，在換熱器和爐管壁上結垢，增加熱阻，甚至堵塞管路。另外鹽類在重餾分油中的殘留會影響油品的二次加工。25 為什么不能直接由稀硝酸通過蒸餾法制得濃硝酸？P86 硝酸和水會形成共沸物，共沸點雖然隨壓力變化，但共沸組成是不變的，只有68.4%，所以不能直接由稀硝酸。生產濃硝酸的直接法、間接法和超共沸酸精餾法的基本原理是什么?P89 直接法即由氨直接合成濃硝酸,其過程為以氨氣為原料合成液態的NO2，液態NO2直接和水反應生成濃硝酸。該法基建投資較大,只在國內外大型工廠中采用。間接法是先生產稀硝酸加入硝酸鎂等脫水劑將稀硝酸中水分脫除，將濃度提高至共沸酸濃度以上，最后經蒸餾得到98%成品硝酸。這種生產方法適宜于中小型濃硝酸生產裝置，在國內外采用比較普遍。超共沸酸精餾法是使氧化氣中水分脫除較多，使NOx直接生成超共沸酸，再經蒸餾制得濃硝酸的方法,被認為是制造濃硝酸的一種好方法 簡述離子膜法電解原理。P242 本法采用的點擊和隔膜法相同，只是用離子交換膜代替了隔膜法的石棉隔膜，離子交換膜具有很好的選擇性，只有一價陽離子可以通過隔膜進入陰極室，而陰離子不能透過進入。所以在很好的隔開了氯氣和氫氣的同時，防止氯離子進入陰極室，OH-也不能進入陽極室，保證了氯氣的純度以及陰極室堿液中沒有鹽。28 丙烯腈生產工藝中，為什么要用稀硫酸吸收反應氣中的氨？P139-140 出流化床反應器的反應氣體含有催化劑粉末，可溶的有機物和不容的惰性氣體，所以可以用水吸收的辦法對其分離。但是未反應的氨氣如果不除去會使吸收水呈堿性，這會發生以下反應：氨氣和丙烯腈生成胺類物質，氫氰酸和丙烯腈生成丁二腈，氫氰酸和丙烯醛在堿性條件下的自聚，氨氣和反應氣中的二氧化碳生成碳酸氫銨，堵塞管路。所以必須在水洗錢用稀硫酸吸收氨氣，溫度為80℃左右，再次溫度和酸度下，丙烯腈等組分溶解度很小，不會造成產物的損失。29 簡要說明接觸法生產硫酸的四個工序。P67-68 接觸法是將焙燒得到的SO2和固體催化劑接觸氧化為SO3，然后與水作用制得硫酸。其分為4個工序：首先是焙燒，焙燒有硫鐵礦焙燒和硫黃焙燒。焙燒鐵礦時在氧過量是可以全部轉化礦石中的硫，弱陽焙燒則可以獲得磁鐵。焙燒廣泛使用沸騰爐。第二是爐氣精制，目的是出去各種雜質，分為水洗和酸洗兩種，酸洗的廢水用量較小，較多采用。地上那是轉化，接觸釩催化劑，將SO2轉化為SO3。第四是吸收，用98.5%的硫酸吸收SO3制備濃硫酸和發言硫酸。30 影響氨平衡濃度的因素有哪些？P181平衡常數，總壓，氫氮比，以及惰性氣體含量有關。31 試述氨合成工藝的原則流程并進行簡要的說明。P179-187 原料氣制備：將煤和天然氣等原料制成含氮和氫的原料氣，對煤可以制備合成氣，然后對原料氣進行凈化，除去氮氫以外的CO2，硫和炭黑等雜質，這主要涉及到CO變換，將CO轉換為H2，CO2用溶液脫除，最后用深冷脫除或者甲烷化法徹底除去CO和CO2；得到的純凈的氮氣和氫氣在高溫高壓Fe催化劑作用下生成氨氣。32 氨催化氧化工藝條件是如何選擇的？P95 氨接觸氧化的工藝,首先要保證有高的氧化率,這樣可降低氨的消耗和硝酸的生產成本,常壓下氧化率可達97%～98.5%,加壓下也可達96%～97%;其次是應考慮有較高的生產強度和比較低的鉑消耗,最大限度地提高鉑網工作時間,從而達到操作的穩定性,生產的連續性。

A溫度 氨氧化生成一氧化氮雖在145℃時已開始,但到300～400℃時生成量仍舊很少,主要還是生成單質氮(N2)和水蒸氣。要使一氧化氮產率達到97%～98%,反應溫度必須不低于780℃。但反應溫度過高,由于一氧化氮分解,一氧化氮產率不但不升高,還會有下降的可能,而且當反應溫度高于920℃時,鉑的損失將大大增加(主要是鉑在高溫下揮發加劇)。一般氨在常壓下催化氧化溫度控制在780～840℃,加壓下為870～900℃。

B壓力 從反應本身看,操作壓力對于一氧化氮的產率沒有影響,加壓氧化(如在0.8～1.0MPa下操作)比常壓氧化的氧化率還要低1%～2%,但鉑催化劑的生產強度卻因此而大為提高。但壓力過高,加劇了氣體對鉑網的沖擊,鉑網的機械損失(摩擦、碰撞后變成粉末)增大,因此一般采用0.3～0.5Mpa。

C接觸時間 混合氣體通過鉑催化劑層的時間稱為接觸時間。為保證氨的氧化率達到最大值,接觸時間不能太長(即氣流線速度太慢),因為這要降低設備的生產能力,而且氨容易分解成單質氮,使氧化率降低。接觸時間也不能太短,太短氨來不及氧化就離開鉑催化劑層,同樣會使氧化率降低。生產實踐證實,常壓下接觸時間以10-4s左右為宜,加壓以1.55×10-4s左右為宜。

D混合氣組成 提高混合氣中氧的濃度,即增加催化劑表面原子氧的濃度,不僅可強化氨氧化反應,而且也有利于一氧化氮氧化成二氧化氮。但氨氧化反應加快,反應熱增多,若溫度控制不好,就會燒壞催化劑,甚至會釀成爆炸事故。由于γ＝Ｏ２／ＮＨ３達到1.7后,氧化率已遞增不大,故一般將γ值維持在1.7～2.2之間，若采用非鉑催化劑，由于它的活性較小，γ值應大于2，以保持足夠的氨氧化速度,否則氧化率會急劇降低。

E 爆炸及預防措施 當混合氣中氨達到一定濃度時,可能會引起爆炸。在混合氣中通入水蒸氣,可使爆炸極限范圍變窄,甚至消失。例如在混合氣中通入10%以上的水蒸氣時,在45℃的溫度下已沒有爆炸危險。因此在生產中一般都加入一定量的水蒸氣,這樣即使將氨濃度提高到13%～14%也是安全的。

為防止爆炸,必須嚴格控制操作條件,使氣體均勻地通過鉑網;合理設計接觸氧化設備;添加水蒸氣;消除引爆隱患(如設備應良好接地,不用鐵器敲擊管路和設備,不穿帶鐵釘的鞋,車間不準吸煙等)。

丙烯腈生產中的氨中和塔的作用是什么？P140 丙烯氨氧化制備丙烯腈的生產中，出反應器的氣體組成中有易溶于水的有機物及不溶或微溶水的惰性氣體,因此可以用水吸收法將它們分離。在用水吸收之前,必須先將反應氣中剩余的氨除去,因為氨使吸收水呈堿性。在堿性條件下易發生以下反應: ①氨和丙烯腈反應生成胺類物質；②在堿性介質中HCN與丙烯腈反應生成丁二腈；③在NH3存在下,粗丙烯腈溶液中的HCN容易自聚；④在NH3存在下,丙烯醛也會發生聚合。⑤溶解在水中的氨,能與反應氣中的CO2反應生成碳酸氫銨,在吸收液加熱解吸時,碳酸氫銨又被分解為氨和CO2而被解吸出來,再在冷凝器中重新化合成碳酸氫銨,造成冷凝器及管道堵塞。因此,在吸收過程之前,用稀硫酸吸收反應氣中的氨是十分必要的。氨中和塔除脫氨外,還有冷卻反應氣的作用,在有些流程中也稱急冷塔。

簡要說明焙燒、煅燒及燒結的特點。P256 焙燒：礦石精礦在低于熔點的高溫下，與空氣氯氣氫氣等氣體或添加劑起反應，改 變其化學組成與物理性質的過程稱為焙燒。

煅燒：不需要添加劑的焙燒。將固體物料在低于熔點的溫度下加熱分解，出去二氧化碳 水分三氧化硫等揮發性物質的過程。

燒結：燒結是固相化學礦物配加其他氧化還原劑并添加助熔劑在高于爐料熔點下發生化學反應的過程。

影響焙燒的主要因素是什么？它們是如何影響的？ P262 溫度影響，一般說溫度越高，焙燒速率越快，但溫度受到焙燒無熔結溫度限制和設備的限制；固體原料粒度：接觸面受到粒度大小影響，粒度小時速度快，但太小會增加工作量和粉塵，要適度；氧氣含量：氧氣含量達分子擴散的速率就快，焙燒就快。

什么是浸??？如何選擇浸取劑？P277 浸取是用溶劑將固體中可溶組分提取出來的單元過程。浸取劑的選擇要考慮浸取劑對溶質的選擇性，減少溶液精制的費用，還要對溶質的飽和度大，再生時能量小，然后要考慮浸取劑的物質，比如沸點，密度，等，最后浸取劑的價格，毒性，燃燒爆炸腐蝕性也要考慮在內。

影響礦物浸取速率的因素有哪些？它們是如何影響的？P278 浸取速率隨著溫度上升而上升，隨浸取劑濃度增加而增加，隨礦石的粒度減小而增加，孔隙率和攪拌提高也能加快浸取速率。38 簡述石灰石煅燒的基本原理。P269 根據熱力學原理計算，當溫度達到1180K以上時，CO2的分壓等于大氣壓，石灰石可以分解，實際煅燒溫度在940-1200℃，這時石灰石分解速率大幅提高；煅燒是需要焦炭提供熱量，且要嚴格控制空氣含量。39 簡要說明鈣鎂磷肥的生產原理。P275 鈣鎂磷肥是用磷礦與硅酸鎂礦物配制的原料，在電爐、高爐或平爐中于1350～1500℃熔融，熔體用水驟冷，形成小于2mm的玻璃質物料，經干燥磨細后成為產品。熔融燒結過程中要加助熔劑，各種含硅含鎂物料如蛇紋石。白云石、橄欖石等均可作助熔劑。

磷礦與助熔劑混合爐料以3℃/min的速度加熱，在600～700℃時，由于助熔劑脫除結晶水而吸熱，1100℃物料開始熔化，1300℃完全熔融。然后以10℃/min的速度冷卻，在1150℃、1050℃分別出現結晶過程而放熱，焙體冷卻后所得結晶的晶相有氟磷灰石[Ca5(PO4)3F]、鎂橄欖石[Mg2SiO4]和透輝石[CaMgSi2O6]等。

鈣鎂磷肥由CaO、MgO、P2O5和SiO2四個主要成分組成。其中CaO、P2O5來自磷礦，MgO、SiO2來自助熔劑。大多數磷礦中CaO/P2O5的摩爾比為3.4～3.8，而MgO/SiO2的摩爾比主要取決于磷礦與助熔劑中MgO與SiO2含量。磷礦與助熔劑配制成礦料，應使制得的產品中含P2O5盡可能高，而熔點最低，熔體粘度最小。40 二水物法生產磷酸應在何區域操作，為什么？P290-總結

從CaSO4-P2O5-H2O三元相圖上看似乎應該選擇區域I，因為這個區域中二水物是穩定存在的，但實際操作中該區域溫度較低，在40℃以下，需要移除大量反應熱，很難控制，所以實際操作中二水物法要在區域II中操作，該區域中二水物是介穩的，半水物轉化為二水物，而二水物轉化為穩定的無水物II是很慢的。該區域磷酸濃度為W（P2O5）=20-30%，溫度=60-80℃。

明礬石氨浸法生產鉀氮混肥時，如何采用氨堿法處理氨浸殘渣？P301 氨浸殘渣的利用是取得經濟效益的關鍵。氨浸殘渣的利用是取得經濟效益的關鍵。氨堿法用高溫和高濃度的燒堿溶液溶解殘渣中的Al2O3 生成鋁酸鈉；在 低溫下加入Al(OH)3晶種，鋁酸鈉就分解為三水軟鋁石Al(OH)3析出。當氨浸殘渣用每升含NaOH180g/L的燒堿溶液浸取時，Al2O3和Al(OH)3 就溶解在溶液中，分離去殘渣后得粗NaAlO2溶液。由于溶液中含可溶性硅酸鈉，需送入脫硅槽中，加入種子生成硅渣除去。脫硅后的料漿進行液 固分離后，得鋁酸鈉溶液，送入分解槽，降溫并通空氣攪拌，使鋁酸鈉分解： NaAlO2+2H2O→Al(OH)3↓+NaOH 晶漿過濾脫水，得Al(OH)3固體，除部分返回分解槽作晶種外，大部分煅燒成Al2O3 作為電解制金屬鋁的原料。

何謂烴類熱裂解的一次反應、二次反應？二次反應對熱裂解有什么影響？P313 一次反應即由原料烴類熱裂解生成乙烯和丙烯等低級烯烴的反應。二次反應主要是指由一次反應生成的低級烯烴進一步反應生成多種產物，直至最后生成焦或碳的反應。二次反應不僅降低了低級烯烴的收率，而且還會因生成的焦或碳堵塞管路及設，破壞裂解操作的正常進行，因此二次反應在烴類熱裂解中應設法加以控制

通過烴類熱裂解能獲得哪些產品？裂解工藝有哪幾種？P320 烴類熱裂解是生產低級烯烴（乙烯丙烯丁二烯等）的主要方法，氧化裂化是甲烷制備乙炔的主要方法；加氫裂化是由重質油制備輕質燃料油以及煤制造人造天然氣的方法；有機酸酯裂解生成酸，酮和醇，由酯類加氨裂化制備腈；有鹵烷熱裂解制備鹵代烷烴。裂解工藝有三種，1由天然氣生產烯烴，2由煉廠氣生產烯烴，3由液態烴生產烯烴。

簡述SRT型裂解爐的改進情況?？偨Y

20世紀的烴類裂解的研究發現高溫煅停留時間對裂解有利，反應器的設計就朝這一方向努力。60年代lummus公司把hk-40合金管雙面受熱，管壁溫度達到1050℃，實現了高溫煅停留時間的工藝基礎；60年代中期，對于烴分壓和停留時間的研究，從降低烴分壓角度可以改善裂解反應的選擇性而開發了SRT-II爐，該爐具有能使烴迅速升溫同時降低壓力的分叉變徑爐管；70年代中期，lummus公司把爐管材料換為hp-40合金鋼，從而進一步提高了爐管溫度到1100℃，降低了停留時間，這就是SRT-III爐，爐內管排從4組增加到六組。80年代又開發了SRT-456型爐，輻射盤管都是多分枝變徑管，其長度更小，但SRT-4是光管，而SRT-5有內翅片，增加了傳熱系數，降低了管壁溫度，延長了清焦周期。答案二：從爐型和爐管工藝特性的變化，可以看到裂解技術的進步：1)實現了高溫、短停留時間、低烴分壓的原理

為了在短停留時間內使原料能迅速升到高溫進行裂解反應，必須有高熱強度的輻射爐管，因此采用雙面輻射的單排管，能最大限度的接收輻射熱量。

最初使用的SRT-I型裂解爐，爐管是均徑的。

采用均徑爐管的主要缺點：

①反應初期通熱量??；

②采用均徑爐管不適用于體積增大的反應（后部阻力大，烴分壓大）；

③停留時間長，有利于二次反應，乙烯收率降低；

④容易結焦，操作周期縮短。

SRT—Ⅱ型爐采用變徑爐管，克服了上述缺點。管徑排列為4-2-1-1-1-1，管徑先細后粗。

小管徑有利于強化傳熱（傳熱面積增大），使原料迅速升溫，縮短停留時間。

管裂后部管徑變粗，有利于減少△P，降低烴分壓，減少二次反應的發生，二次反應的焦量也減少，不會很塊阻塞管道和爐管，因而延長操作周期，提高乙烯收率。

SRT—Ⅰ型和SRT—Ⅱ型的管內氣體溫度分布及烴分壓見圖1-11及圖1-12。

顯然，達到同樣的出口溫度時SRT—Ⅱ型比SRT—Ⅰ型的停留時間要短，烴分壓小，因而，SRT—Ⅱ型比SRT—Ⅰ型得乙烯收率提高2%(質量)。

SRT—Ⅲ型吸收SRT—Ⅱ型的經驗，進一步縮短停留時間。為此，將管組后部減為2程，即4-2-1-1，這一改進的關鍵是開發了新的管材HP-40,爐管耐熱溫度更高，因而提高了爐管的表面熱強度，加大了熱通量，使裂解原料更進一步升溫，進一步提高了乙烯收率。SRT—Ⅲ型爐的對流段預熱管布置更合理（見圖1-13），充分利用了低溫位的熱源，用以加熱原料、鍋爐、高壓蒸氣等，使煙出口溫度從SRT—Ⅱ型的180～200℃降到130～140℃，加熱爐的熱效率提高93.5%。

近年來，魯斯公司又推出了SRT-IV、SRT-V、SRT-VI型等，其爐型結構與SRT—Ⅲ型差異不大，但在工藝流程上采用了燃氣透平，從而大大降低了能耗。45 烴類熱裂解時，為什么要混入水蒸氣？P319

1、水蒸氣可以事先預熱至較高溫度，用作熱載體將熱量傳遞給原料烴，避免原料在預熱器中結焦；

2、混入水蒸氣也有助于防止碳在爐管中沉積 C ＋ H2O → CO＋ H2

3、易于從裂解氣中分離

4、熱慣性大，穩定裂解溫度

5、最主要的是減壓對裂解反應有利，但在負壓操作容易吸入空氣釀成事故，所以常將原料氣和水蒸氣混合，增加總壓，降低烴分壓。46 在裂解氣深冷分離時，采用了哪些措施來回收冷量？ P339 1)急冷換熱器回收的能量約占三分之一，更重要的是它能產生高溫位的能量，發生高壓水蒸氣，可用來驅動三機（裂解氣壓縮機、丙烯壓縮機和乙烯壓縮機）； 2)初餾塔及其附屬系統回收的是低溫位的能量，主要用于換熱系統；

3)煙道氣熱量一般是在裂解爐對流室內回收利用，用來預熱原料、鍋爐給水、過熱水蒸氣加熱等。

為何輕質原料可以用間接急冷，而重質原料必須用直接急冷？無

間接急冷可以回收高品質的熱量，能量利用比較合理，同時不會產生污水，但是間接急冷冷卻介質不和裂解氣直接接觸，從而急冷速度不如直接急冷容易結焦，所以不適合用于重質原料油的急冷。48 裂解氣出口急冷的目的及措施。P325不全

急冷的目的：終止裂解反應，回收廢熱；急冷的方法：①直接急冷；②間接急冷

直接急冷的急冷劑用油或水。目前的裂解裝置都實現采用間接急冷，以回收高品位的熱能，后采用直接急冷，最后洗滌的方法。采用間接急冷的目的是回收高品位的熱能，同時終止二次反應。

裂解氣中的酸性氣體主要有哪些組分？若這些氣體過多時，對分離過程帶來什么樣的危害？工業上采用什么方法來脫除酸性氣體？P332-不全

裂解氣中的酸性氣體，主要是二氧化碳(CO2)和硫化氫(H2S)。另外還有少量的有機硫化物。

這些酸性氣體含量過多時，對分離過程會帶來如下的危害：

硫化氫能腐蝕設備管道，并能使干燥用的分子篩壽命縮短，還能使加氫脫炔用的催化劑中毒；二氧化碳能在深冷的操作中結成干冰，堵塞設備和管道，影響正常生產；二氧化碳和硫化物會破壞聚合催化劑的活性；二氧化碳在循環乙烯中積累，降低乙烯的有效壓力，從而影響聚合速度和聚乙烯的分子量。工業上常用化學吸收法，來洗滌裂解氣，工業上已經采用的吸收劑有氫氧化鈉（NaOH）溶液，乙醇胺溶液等。

水在裂解氣深冷分離中有什么危害？工業上常采用什么方法脫除裂解氣中的水分？P332-不全

在低溫下，水能凍結成冰，并且能和輕質烴類形成固體結晶水合物。冰和水合物凝結在管壁上，輕則增大動力消耗，重則堵塞管道，影響正常生產。工業上采用吸附的方法脫水，用分子篩、活性氧化鋁或者硅膠作吸附劑。51 何謂順序分離流程？有何特點? P338 順序分離流程是按組份碳原子數順序排列的，其順序為：1)脫甲烷塔 2)脫乙烷塔 3)脫丙烷塔，其特點為：1)以輕油（60～200℃的餾分）為裂解原料，常用順序分離流程法；2)技術成熟，但流程比較長，分餾塔比較多，深冷塔（脫甲烷塔）消耗冷量比較多，壓縮機循環量和流量比較大，消耗定額偏高；3)按裂解氣組成和分子量的順序分離，然后再進行同碳原子數的烴類分離；4)順序分離流程采用后加氫脫除炔烴的方法。

何謂前脫乙烷分離流程？有何特點?P336-不全

前脫乙烷流程的排列順序是其順序為：1)脫乙烷塔2)脫甲烷塔 3)脫丙烷塔，前脫乙烷分離流程的特點：

由于脫乙烷塔的操作壓力比較高，這樣勢必造成塔底溫度升高，結果可使塔底溫度高達80～100℃以上，在這樣高的溫度下，不飽和重質烴及丁二烯等，容易聚合結焦，這樣就影響了操作的連續性。重組份含量越多，這種方法的缺點就越突出。因此前脫乙烷流程不適合于裂解重質油的裂解氣分離。53 何謂前脫丙烷分離流程？有何特點? P336-不全

前脫丙烷流程的排列順序是其順序為：1)脫丙烷塔2)脫甲烷塔 3)脫乙烷塔 前脫丙烷分離流程的特點：

C4以上餾分不進行壓縮，減少了聚合現象的發生，節省了壓縮功，減少了精餾塔和再沸器的結焦現象，適合于裂解重質油的裂解氣分離。54 何謂前加氫？何謂后加氫?P335 加氫脫炔過程設在脫甲烷塔以前進行加氫脫炔的叫做前加氫。加氫餾分中就含有氫氣，不需要外來氫氣，所以前加氫又叫做自給加氫。

設在脫甲烷塔以后進行加氫脫炔的叫做后加氫。被加氫的氣體中已經不含有氫氣組分，需要外部加入氫氣。

前加氫流程的優點是氫氣可以自給，缺點是氫氣是過量的，氫氣的分壓比較高，會降低加氫的選擇性，增大乙烯的損失。

后加氫的優點是組分少，選擇性高；催化劑壽命長；產品純度高。缺點是能量利用不如前加氫流程，流程也比前加氫流程復雜。

乙烯氧氯化法制氯乙烯的工藝條件是如何選擇的？ P358-歸納

1.反應溫度，是強放熱反應，因此反應溫度的控制十分重要。反應溫度過高的缺點：

⑴反應選擇性下降：乙烯完全氧化反應加速，CO2和CO的生成量增多，副產物三氯乙烷的生成量增加；⑵催化劑壽命縮短：催化劑的活性組份CuCl2揮發流失快，催化劑活性下降快，催化劑壽命短。適宜的反應溫度與催化劑的活性有關。當采用高活性CuCl2/r-Al2O3催化劑時，適宜的反應溫度為220～230℃。2.反應壓力

增高壓力可以提高反應速度，但卻使選擇性下降。壓力增高，生成1,2-二氯乙烷的選擇性降低，而副產物氯乙烷的生成量增加。所以反應壓力不應當過高。3.配料比

理論配料比：乙烯、氯化氫和氧摩爾比=1:2:0.5。正常操作情況下：乙烯和氧都是過量的。

HCl過量的缺點：過量的HCl吸附在催化劑表面，會使催化劑顆粒膨脹，視密度減小。如果用流化床反應器，床層會急劇升高，甚至發生節涌現象。

乙烯過量：采用乙烯稍微過量，能使HCl接近全部轉化。但乙烯用量太多，會使烴的燃燒反應增多，尾氣中CO和CO2的含量增多，使選擇性下降。氧氣過量：氧氣稍微過量，也能提高HCl的轉化率，但用量過多，也會使選擇性下降。

原料氣的配比，必須在爆炸極限以外。4.原料氣純度 原料氣濃度影響：

可以使用濃度比較低的原料氣C2H4； 惰性氣體影響：

原料氣中CO、CO2和N2等惰性氣體的存在，對反應沒有影響。原料氣中乙炔等含量的影響：

但是原料氣中的乙炔、丙烯和C4烯烴的含量必須嚴格控制。

它們都會發生氧氯化反應，而生成四氯乙烯、三氯乙烯、1,2-二氯丙烷等多氯化物，使產品1,2-二氯乙烷的純度降低，而影響它的后加工過程。5.停留時間

要使HCl接近全部轉化，必須有比較長的停留時間。

但是停留時間也不能過長，停留時間過長會出現轉化率反而下降的現象?副反應發生。

簡述平衡型氯乙烯流程采用氧氣作氧化劑的優點。P362 與空氣氧氯化法（都采用固定床反應器）相比，氧氣氧氯化法有如下優點：(1)多余的乙烯可以分離后回到氧氯化反應器循環使用，乙烯利用率高；(2)焚燒法處理尾氣時，由于尾氣數量少，不需要外加燃料；

(4)原料氣中不含氮氣，乙烯的濃度提高，有利于提高反應速率和催化劑的處理能力，反應器體積縮小，節省設備費用；

(5)氧氣氧氯化法，尾氣少所以不需要采用溶劑吸收、深冷等方法，回收少量1,2-二氯乙烷，因此流程比較簡單，設備投資費用比較少；

(6)氧氣發，熱點在反應器中不明顯，所以產物選擇性高，氯化氫轉化率高。57 什么叫氧氯化反應？P349-不全

氧氯化反應是指有催化劑存在下,以氯化氫和氧的混合物為氯源進行氯化的反應 58 氧氯化過程中，為什么催化劑的貯存和輸送設備及管路不能用鐵質材料？P363 由于氧氯化有水產生(乙烯深度氧化也有水產生),如反應器的一些部位保溫不好,溫度過低,當達到露點溫度時,水就會凝結出來,溶入氯化氫氣體生成鹽酸,將使設備遭受嚴重腐蝕。因此反應器的保溫相當重要。另外,若催化劑表面粘附氧化鐵時,氧化鐵會轉化為氯化鐵,它能催化乙烯的加成氯化反應,生成副產物氯乙烷(CH３ＣＨ２Cl)。因此,催化劑的貯存和輸送設備及管路不能用鐵質材料。59 何謂烷基化？常用的烷基化劑有哪些？P374 烷基化是指利用取代反應或加成反應，在有機化合物分子中的氮，氧，碳，金屬或非金屬硅，硫等原子上引入烷基或芳烴基的反應，常用烯烴，鹵代烷烴，鹵代芳烴，硫酸烷酯和飽和醇等作為烷基化劑。

生產烷基化汽油采用硫酸作催化劑時，硫酸的濃度為多少?為什么？P378 硫酸能讀一般為86-96%，硫酸濃度不能太低，以保證反應順利進行，但硫酸濃度太高會有氧化性使烯烴氧化，同時濃硫酸中烯烴比烷烴溶解度高使烷烯比失調，副反應劇烈。

什么是水解？什么是水合？

水解系指無機或有機化合物與水作用起分解反應的過程。水中的氫原子加入一個產物中,羥基(-OH)則加入另一個產物中。

水合又稱水化,系指將水分子加入反應物分子內的過程。有兩種加入方式。一種是反應物與一定數量的水分子化合,形成含水分子的物質；另一種是有機化合物分子中的雙鍵或叁鍵在催化劑作用下加添水分子的過程.62 溫度對油脂水解有何影響？P404 油脂水解速度取決于溫度。在低溫時,油脂水解速度極慢,要用催化劑來加速水解反應,隨著反應溫度的升高,水解反應速度加快,在高溫時(200℃以上),即使沒有催化劑，水解速度也是很快的。高溫不僅使反應物碰撞機會增多,反應速度加快,而且能促進水的離解,生成更多的氫離子和氫氧根離子,成為油脂水解的催化劑。高溫增大了水在油中的溶解度(32℃時棉籽油在水中溶解度為0.14%,180℃時為3%,230℃時為8%,250℃時為20%),增大了油脂與水的接觸面積。因此,適宜的水解溫度不僅能增加水解速度,而且不需添加水解催化劑。但水解溫度不能過高,例如不能超過260℃,因這時除主反應外,還會發生油脂或甘油的裂解、聚合等副反應,使脂肪酸得率下降,產品色澤加深,氣味加重。63 氣相乙烯水合法生產乙醇時，為什么乙烯轉化率僅為5%左右？P409 理論上低溫、高壓有利于平衡向生成乙醇的方向移動，但由相圖可知,即使壓力升至14.7MPa,在300℃時乙烯的平衡轉化率也只有22%左右,而此時已發生猛烈的乙烯聚合反應。目前工業上應用的催化劑(如磷酸/硅藻土)只能在250～300℃時才能發揮正?；钚?為防止乙烯聚合,工業上采用的壓力在7.0MPa左右,相應的平衡轉化率在10%～20%,考慮到動力學因素,實際的轉化率僅5％左右。64 簡述如何選擇環氧乙烷水合工藝條件。P422(1)原料配比 生產實踐證明,無論是酸催化液相水合或非催化加壓水合,只要水與環氧乙烷的摩爾比相同,乙二醇收率相當接近。乙二醇的選擇性隨原料中水與環氧乙烷摩爾比的提高而提高的。但摩爾比不能無限止提高。因在同等生產能力下,設備容積要增大,設備投資要增加,在乙二醇提濃時,消耗的蒸氣會增加,即工廠能耗上升。另外還須考慮副產物問題。因為二甘醇、三甘醇等也是有用化工產品,售價比乙二醇還高,適當多產二甘醇等副產品可提高工廠經濟效益。根據以上二點理由,工廠將水與環氧乙烷的摩爾比定在10～20范圍內。

(2)水合溫度 在非催化加壓水合的情況下,由于反應活化能較大,為加快反應速度,必須適當提高反應溫度。但反應溫度提高后,為保持反應體系為液相,相應的反應壓力也要提高,為此對設備結構和材質會提出更高的要求,能耗亦會增加,工業生產中,通常為150～220℃。

(3)水合壓力 在無催化劑時,由于水合反應溫度較高,為保持液相反應,必須進行加壓操作,在工業生產中,當水合溫度為150～220℃時,水合壓力相應為1.0～2.5MPa。

(4)水合時間 環氧乙烷水合是不可逆的放熱反應,在一般工業生產條件下,環氧乙烷的轉化率可接近100%,為保證達到此轉化率,需要保證相應的水合時間。但反應時間太長,一方面無此必要,另一方面由于停留時間過長會降低設備的生產能力。

影響n(正丁醛)/n(異丁醛)的因素有哪些？這些因素是如何作用的？P433-總結

影響烯烴氫甲?；磻囊蛩刂饕腥齻€：

(1)溫度；(2)CO分壓、H2分壓和總壓；(3)溶劑，（4）催化劑 以下分別討論影響因素。

1.溫度的影響

反應溫度對反應速度、產物醛的正/異比率和副產物的生成量都有影響。

溫度升高，反應速度加快，但正/異醛的比率降低，重組份和醇的生成量增加，氫甲?；磻獪囟炔灰诉^高，使用羰基鈷催化劑時，一般控制反應溫度為140～180，使用膦羰基銠催化劑時，控制反應溫度為100～110℃。并要求反應器有良好的傳熱條件。

2.CO分壓、H2分壓和總壓的影響

從烯烴氫甲酰化的動力學方程和反應機理可以知道，增加CO分壓，會使反應速度減慢，但CO分壓太低，對反應也不利。

以羰基鈷為催化劑時，在總壓一定時，隨著CO分壓的增加，正/異比率增高。因此，以羰基鈷為催化劑時，應當采用比較高的CO分壓。

以膦羰基銠為催化劑時，在總壓一定時，隨著CO分壓的增加，正/異比率降低。因此，以膦羰基銠為催化劑時，應當采用比較低的CO分壓。但是CO分壓太低，原料丙烯加氫生成丙烷的量就增加，原料烯烴損失量就大，所以CO的分壓有一個最適宜的范圍。

氫分壓增高，氫甲酰化反應速度加快，烯烴轉化率提高，正/異醛比率也相應升高。提高氫分壓，可以提高鈷和銠催化劑的活性和正/異醛比率，但同時也增加了醛加氫生成醇和烯烴加氫生成烷烴的速度，這就降低了醛的收率，增加了烯烴的消耗，所以在實際使用時，要做全面的權衡，選用最適宜的氫分壓。一般H2/CO摩爾比為1:1左右。

3.溶劑的影響

氫甲?；磻３Ｒ萌軇軇┑闹饕饔檬牵?1)溶解催化劑；

(2)當原料是氣態烴時，使用溶劑能使反應在液相中進行，對氣-液間傳質有利；

(3)作為稀釋劑可以帶走反應熱。

溶劑對反應速度和選擇性都有影響，各種原料在極性溶劑中的反應速度大于非極性溶劑。產品醛的選擇性與溶劑的性質也有關系。丙烯氫甲?；磻褂梅菢O性溶劑，能提高正丁醛產量。

4.催化劑影響

1952年席勒（Schiller）首次報道，羰基氫銠(HRh(CO)4)催化劑可以用于氫甲酰化反應?，F在使用的這種催化劑的主要優點是選擇性好，產品主要是醛，副反應少、醛醛縮合和醇醛縮合等連串副反應很少發生，或者根本不發生，活性也比羰基氫鈷高102～104倍，正/異醛比率也高。后來用有機膦配位基取代部分羰基如HRh(CO)(pph3)3(銠胂羰基絡合物作用相似)，異構化反應可以被大大抑制，正/異醛比率達到15/1，催化劑性能比較穩定，能在比較低的CO分壓下操作，并且能經受150℃的高溫和1.87kPa(14mmHg)的真空蒸餾，催化劑能反復循環使用。

氫甲酰化常用的溶劑有哪些？其作用是什么？P435 氫甲?；Ｒ萌軇Ｈ軇┑淖饔糜?a.溶解催化劑;b.當原料是氣態烴時,使用溶劑能使反應在液相中進行,對氣-液間傳質有利;c.用作稀釋劑可以帶走反應熱以利反應溫度的控制。常用的溶劑有脂肪烴、環烷烴、芳烴,各種醚類、酯、酮和脂肪醇等。

乙烯環氧化中加入二氯乙烷和甲烷的作用是什么？

乙烯的氧化容易受到銀表面強吸附中心的影響而發生深度氧化，作為抑制劑的二氯乙烷的加入能級站強吸附中心，從而抑制副反應，提高反應的選擇性。致穩劑甲烷的加入能使混合氣體的爆炸極限變窄，提高反應安全，另外還能提高導熱性，是溫度均勻，提高選擇性。

間接法生產濃硝酸時，硝酸鎂所起的作用是什么？

間接法生產濃硝酸中硝酸鎂起到脫水機的作用，混合物中硝酸鎂的含量越多，氣相組成中硝酸的含量也越大。

乙炔的分離提純常采用什么方法?為什么？P345 從裂解氣中分離乙炔不能采用精餾方法,因精餾法要將裂解氣壓縮,并在操作中使乙炔處于液體狀態,受壓下的乙炔氣體或處于液態的乙炔都不安定,容易發生爆炸事故,因此工業上通常都采用溶劑吸收法，所用的溶劑有 N-甲基吡咯烷酮(NMP)、二甲基甲酰胺(DMF)、液氨、甲醇和丙酮等。溶劑吸收法可分為高溫溶劑吸收法和低溫溶劑吸收法兩種。高溫溶劑吸收法采用高沸點溶劑,如二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮。高沸點溶劑不需用高壓和低溫,操作簡單,但二甲基甲酰胺有毒,N-甲基吡咯烷酮雖然沒有毒性和腐蝕性,但價格較貴。

低溫溶劑吸收法采用的是低沸點溶劑,如丙酮、甲醇和液氨等。操作中需冷凍設備以回收溶劑,液氨因自身蒸發形成低溫可不必另配冷凍設備,且有良好的選擇性。故在生產乙炔和合成氨的聯合企業中,采用液氨將更為有利。

對丙烯的氫甲?；磻?，工業上常采用哪兩種催化劑？各有什么優缺點？P429 工業常采用羰基銠和羰基鈷兩種催化劑

羰基鈷催化劑的主要優點:羰基鈷催化劑的成本低；

羰基鈷催化劑的主要缺點:熱穩定性差，在操作中容易分解析出鈷，而失去活性。因此在操作中必須要增加一氧化碳的分壓。為了提高穩定性，在此基礎上發展了膦羰基鈷催化劑。（膦羰基鈷催化劑的優缺點）(1)催化劑的熱穩定性增加，活性降低；(2)對直鏈產物的選擇性增高；(3)加氫活性比較高；(4)副產物少；

(5)對于不同原料烯烴的氫甲酰化反應的適應性比差。

羰基銠催化劑主要優點是選擇性好，產品主要是醛，副反應少、醛醛縮合和醇醛縮合等連串副反應很少發生，或者根本不發生，活性也比羰基氫鈷高102～104倍，正/異醛比率也高。主要缺點是異構化活性很高，正/異醛比率為50/50。后來用有機膦配位基取代部分羰基如HRh(CO)(pph3)3(銠胂羰基絡合物作用相似)，異構化反應可以被大大抑制，正/異醛比率達到15/1，催化劑性能比較穩定，能在比較低的CO分壓下操作，并且能經受150℃的高溫和1.87kPa(14mmHg)的真空蒸餾，催化劑能反復循環使用。

71在丙烯低壓氫甲?；ê铣烧∪┑倪^程中，為什么要對原料氣進行凈化處理？P437 反應中銠催化劑濃度為ppm級，少量的毒物就會對反應產生很大的影響。毒物有兩大類： 一類是永久性毒物，如硫化物、氯化物，這些毒物允許含量在10ppm以下； 另一類是臨時性中毒毒物，例如丙二烯、乙炔等，這些毒物含量允許達到50～100ppm。另外，氨或者胺和羰基鐵、羰基鎳等，能促進氫甲酰化副反應的進行，也不希望引入反應系統。上述各類雜質，往往通過合成氣和丙烯帶入，所以原料氣必須經過凈化處理才能使用。

丙烯低壓氫甲?；ㄉa丁辛醇的工藝有什么優缺點？總結

用銠絡合物為催化劑的低壓氫甲酰化法生產(丁)辛醇技術的工業化，是引人注目的重要技術革新，并對合成氣化學工業的發展，有極大的推動作用，該工藝的主要優點如下：

(1)由于低壓法反應條件緩和，不需要特殊高壓設備，也不需要特殊材質，耗電少，操作容易控制，工作人員少，操作和維修費用少。

(2)副反應少，正/異醛比率高達12～15:1，高沸點產物少，而且沒有醇生成，產品收率高，原料消耗少。

(3)催化劑容易分離，利用率高，損失少，雖然銠比較昂貴，但仍能在工業上大規模使用。

(4)污染排放物非常少，接近無公害工藝。

低壓法的主要不足是：作為催化劑的銠資源稀少，價格十分昂貴。此外，配位體三苯基膦有毒性，對人體有一定的危害性，使用時要注意安全。

Oxo羰基合成合成法由丙烯制正丁醇時，脫氣塔塔釜液為何要進行回收處理？P437 脫氣塔塔釜流出的反應液,含有催化劑,需加以回收,工業上稱為脫鈷工序。這是因為:a.鈷是比較貴的金屬,長年流失,累加的量不少,給工廠帶來沉重的經濟負擔;b.含鈷的反應液在蒸餾過程中會發生縮聚反應,生成高沸物,使醛收率下降;c.在由丁醛加氫制丁醇中,鈷會使加氫催化劑中毒。74 焦炭在高爐中所起的作用？

焦炭質量的好壞對高爐生產有重要作用，焦炭在高爐中起三個作用：①作為骨架，保持高爐的透氣性；②提供熱源；③作鐵礦石的還原劑。75 為何要實行配煤煉焦？

在煉焦條件下，單種煤煉焦很難滿足上述焦炭質量的要求，而且煤炭資源也不可能滿足單種煤煉焦的需求，只能采用配煤辦法。采用配煤技術，既要確保焦炭質量符合要求，增加煉焦化學產品的產量，又要做到合理利用煤炭資源。76 荒煤氣的初步凈化是如何實現的？P475 焦爐煤氣從炭化室上升管逸出時溫度為650～800℃，它的冷卻分成兩步，先在集氣管與橋管中用70～75℃的循環氨水噴灑，使煤氣冷到80～85℃，煤氣中60％的焦油蒸氣被冷凝下來，然后再在煤氣初冷器中進一步冷到25～35℃或低于25℃。初冷器后煤氣中含焦油2～5g/m3，鼓風機后仍殘留0.3～0.5g/m3，粒子也很小，約1～17μm。需進一步除去。目前廣泛采用電捕焦油器。它是利用電暈原理除焦油霧的。為安全起見，電捕焦油器設置在鼓風機的后方。在鼓風機后煤氣含萘量約為1.3～2.8g/m3。焦化廠多采用填料塔焦油洗萘的方法，洗萘后煤氣含萘量<0.5g/m3。有兩種油洗萘工藝，一種是煤氣的最終冷卻與洗萘同時進行，簡稱冷法油洗萘，另一種是煤氣在終冷前洗萘，簡稱熱法油洗萘，前者洗萘溫度低，除萘效果好。

粗苯精制的目的是什么？可采用哪些方法？P481 粗苯精制的目的是為了得到苯、甲苯和二甲苯等產品。精制方法主要有酸洗精制和加氫精制。

簡述煤氣化時水蒸氣所起的作用。P507 氣化劑中水蒸氣的作用是很大的，水蒸氣分解吸收熱量可以降低爐溫，防止結渣，水蒸氣的分解可以改善煤氣的質量，使煤氣熱值提高，但是水蒸氣用量太大，會使溫度太低，熱效率下降。

間歇法制水煤氣包括哪些階段？P512 間歇法制水煤氣，實際共有六個階段：a．吹風階段 吹入空氣，使部分燃料燃燒，將熱能積蓄在料層中，廢氣經回收熱量后排入大氣；b.蒸氣吹吹凈階段 由爐底吹入蒸氣，把爐上部及管道中殘存的吹風廢氣排出，避免影響水煤氣的質量；c.上吹制氣階段 由爐底吹入蒸氣，利用床內蓄積的能量制取水煤氣，水煤氣通過凈化系統入貯氣柜；d.下吹制氣階段 上吹制氣后，床層下部溫度降低，氣化層上移，為了充分利用料層上部的蓄熱，用蒸氣由爐上方往下吹，制取水煤氣，煤氣送氣柜；e.二次上吹制氣階段 下吹制氣后爐底部殘留下吹煤氣，為安全起見，先吹入水蒸氣，所得煤氣仍送貯氣柜；f.空氣吹凈階段 由爐底吹入空氣，把殘留在爐上部及管道中的水煤氣送往貯氣柜而得以回收。80 魯奇加壓氣化法的優點。P516 魯奇加壓氣化法的優點是：①可以用劣質煤氣化，灰熔點較低，粒度較?。?～25mm）、水分較高（20～30％）和灰分較高（如30～40％）的煤都可使用。特別適用于褐煤氣化，因而擴大了氣化用煤的范圍；②加壓氣化生產能力高，用褐煤氣化強度可達2000～2500kg/m2·h，這比常壓氣化爐高五倍左右，而且不增加帶出物量；③氧耗量低，在2MPa壓力下氣化所需的氧量僅為常壓氣化的2/3，壓力增加，氧耗還可降低；④因是逆向氣化，煤在爐內停留時間達1h，反應床的操作溫度和爐出口煤氣溫度低，碳效率高，氣化效率可達80～90％；⑤加壓氣化只需壓縮占煤氣體積10～15％的氧氣，這對使用加壓煤氣的用戶來說，可以大大降低動力消耗；⑥加壓煤氣可以遠距離輸送到用戶，無需設立加壓站進行區域供氣；⑦加壓氣化使氣化爐及管道設備的體積大大縮小，降低金屬耗量和減少投資。

濕法進料的氣流床氣化方法中，德士古法和Destec法各有什么特點？P530 德士古氣化方法的特點是：a.采用水煤漿進料，沒有干法磨煤、煤鎖進料等問題，比干法加料安全可靠，容易在高壓下操作；b.在高溫、高壓下氣化，碳轉化率高達98～99％，可以使用各種煤；c.負荷適應性強，在50％負荷下，仍能正常操作；d.從環境保護上講，德士古煤氣化方法優于其它氣化方法，不但無廢水生成，還可添加其它有機廢水制煤漿，氣化爐起焚燒作用。排出灰渣呈玻璃光澤狀，不會產生公害。德士古方法的主要問題是因煤漿中水分高，因而氧耗高。Destec它是在德士古煤氣化工藝基礎上發展的二段式煤氣化工藝。具有生產能力大，氧耗低及產率高等優點。

煤和石油在結構、組成和性質上有哪些差異？P535 煤和石油在結構、組成和性質上有很大差異：①石油的H/C比高于煤，原油為1.76而煤只有0.3～0.7，而煤氧含量顯著高于石油，煤含氧2％～21％，而石油含氧極少；②石油的主體是低分子化合物，而煤的主體是高分子聚合物；③煤中有較多的礦物質。

煤直接液化時溶劑的作用是什么？P544 煤直接液化中溶劑的作用有：熱溶解煤，溶解氫氣，供氫和傳遞氫作用、溶劑直接與煤反應等。另外溶劑可以使得受熱均勻，還有利于泵的輸送。至今所采用的液化工藝，都采用蒸餾油為循環油。84 F-T合成所用鐵催化劑有哪些？各有何特點？P549 F-T合成工業應用的鐵催化劑有沉淀鐵和熔鐵二種。沉淀鐵催化劑屬于低溫型催化劑，反應溫度<280℃，活性比熔鐵催化劑高。用于固定床和漿態床反應器。因為它強度差，不適合用于流化床和氣流床。熔鐵催化劑機械強度高，可以在較高空速下使用。85 簡述煤焦油化學組成的特點。P487 煤焦油化學組成特點是：①主要是芳香族化合物，而且大多數是兩個環以上的稠環芳香族化合物，而烷烴、烯烴和環烷烴化合物很少；②還有雜環的含氧、含氮和含硫化合物；③含氧化合物如呈弱酸性的酚類以及中性的古馬隆、氧芴等；④含氮化合物主要包括弱堿性的吡啶、喹啉及它們的衍生物，還有吡咯類如吲哚，咔唑等；⑤含硫化合物是噻吩、硫酚、硫雜茚等；⑥煤焦油中各種烴的烷基化合物數量甚少，而且它們的含量隨著分子中環數增加而減少。

正壓操作的焦爐煤氣處理系統同負壓操作的焦爐煤氣處理系統有何不同？P474 凈煤氣之外的各種物質含量雖少，但危害不小。如萘能以固態析出，堵塞管道與設備。氨會腐蝕設備和管道，生成銨鹽會堵塞設備。硫化氫等硫化物能腐蝕設備。一氧化碳會與煤氣中的烯烴等聚合成煤氣膠，不利于煤氣輸送設備的運行。為此煉焦廠都將荒煤氣進行冷卻冷凝以回收焦油、氨、硫、苯族烴等化學產品，同時又凈化了煤氣。國內外的回收與加工流程分為正壓操作和負壓操作二種。⑴ 正壓操作的焦爐煤氣處理系統鼓風機位于初冷器后，在風機之后的全系統均處于正壓操作。此流程國內應用廣泛。煤氣經壓縮之后溫升50℃，故對選用飽和器法生產硫銨（需55℃）和弗薩姆法回收氨系統特別適用。⑵ 負壓操作的焦爐煤氣處理系統它把鼓風機放在系統的最后，將焦爐煤氣從-7～-10kPa升壓到15～17kPa后送到用戶。這流程的優點是無煤氣終冷系統，減少了低溫水用量，總能耗有所降低，鼓風機后煤氣升溫，成為過熱煤氣，遠距離輸送時冷凝液少了，減輕了管道腐蝕。它的缺點是負壓操作時，煤氣體積增加，煤氣管道和設備容積均相應增加負壓流程適合于水洗氨工藝。87 氣化壓力對氣化過程有何影響？P517 a.隨壓力的提高，煤氣中CH4和CO2含量增加，H2和CO含量減少，凈化后煤氣熱值增加，這因為甲烷化反應隨壓力增加而加快；b.氧耗隨壓力增加而下降，這由于甲烷化是放熱反應的緣故；c.隨壓力增加，蒸氣消耗量增加，而分解率大幅度下降，例如在2.0MPa時，以凈煤氣計的水蒸氣消耗量為常壓的2.2倍，而水蒸氣分解率從常壓的65％下降到37％左右，水蒸氣分解的絕對量增加20％；d.氣化爐生產能力隨壓力增加而增加，這因為加壓加快了反應速度又增加了氣-固反應接觸時間。在加壓下的生產強度約為常壓的p0.5倍；e.凈煤氣產率隨壓力增加而下降?？傊岣邭饣瘔毫砹朔N種有利之處，但因為水蒸氣分解率的下降，熱效率隨壓力增加而下降。

碎煤流化床氣化時，在流化床上部引入二次空氣的目的？P521 在床的上部引入二次蒸氣和氧氣，以氣化離開床層而未氣化的碳。二次氣化區相當于懸浮床氣化，該處溫度比床內操作溫度高200℃左右。使用低活性煤時，二次氣化可顯著改善碳轉化率。

對硝酸尾氣進行處理的三類方法是什么？P106 目前,國內外硝酸尾氣的處理可歸納為三大類,即:催化劑還原法、各種溶劑吸收法和固體物質(如分子篩)吸附法。

氨催化氧化中，加入一定量水蒸氣的目的是什么？P97 當混合氣中氨達到一定濃度時,可能會引起爆炸?；旌蠚庵型ㄈ胨魵?可使爆炸極限范圍變窄,甚至消失。因此在生產中一般都加入一定量的水蒸氣,這樣即使將氨濃度提高到13%～14%也是安全的。

乙苯脫氫工藝中，等溫反應器流程與絕熱反應器流程各有何優缺點？P221 與絕熱反應器乙苯脫氫工藝流程相比,多管等溫反應器進口溫度低,利用乙苯濃度高的有利條件獲得較高轉化率,并行副反應也不太激烈,因而選擇性好;出口溫度高,保證轉化率仍較大,副反應因乙苯消耗也將有所減弱,出口溫度控制適宜,聚合和縮合等連串副反應也不太會激烈。因此,等溫反應比絕熱式優越,轉化率和選擇性都較高,一般單程轉化率可達40%～45%,苯乙烯的選擇性達92%～95%。但為使徑向反應溫度均勻,管徑受到限制(100～185mm),裝填的催化劑量有限,要形成較大生產能力需要數千根反應管,反應器結構復雜,還需大量的特殊合金鋼材,故反應器造價高。單段絕熱反應器脫氫工藝的優點是絕熱反應器結構簡單,制造費用低,生產能力大。92 什么是熱泵？

以消耗一部分低品位能源為補償，把熱量從低溫熱源送向高溫熱源的機器就稱作熱泵。

冷箱的作用是什么？P342 冷箱的作用是利用節流制冷來分離甲烷和氫氣，并且回收乙烯。

用熱力學和動力學分析在烴裂解反應中烴分壓對一次反應和二次反應的影響？

1.熱力學分析

烴類裂解的一次反應（斷鏈和脫氫）是分子數增加的反應。高溫下，斷鏈反應不可逆，脫氫反應可逆。因此，降低壓力對脫氫反應有利，對斷鏈反應影響不大。壓力對二次反應中的斷鏈、脫氫反應的影響與上述情況相似，至于聚合、脫氫縮合、結焦等二次反應，都是分子數減少的反應，降低壓力抑制此類結焦反應的發生，但這些反應在熱力學上比較有利，故壓力改變對這類反應影響不大。2.動力學分析

r裂=k裂c r聚=k聚cr r縮=k縮cAcB 可知烴分壓P降低，c降低，反應速度下降。但是，反應級數不同時，對反應速度的影響也不同。壓力對二級和高級反應的影響比對一級反應的影響大得多。因此，降低烴分壓可以增大一次反應對二次反應的相對反應速度，有利于提高乙烯收率，減少焦的生成。故無論從熱力學或動力學分析，降低分壓對增產乙烯，抑制二次反應的發生都是有利的。95 氨合成催化劑活性組分與助劑的作用。

活性組分是Fe3O4，助催化劑有Al2O3，是結構性促進劑，可以改善還原態Fe的結構；K2O是電子型促進劑，可以有利于氮氣的吸附和活化；MgO可以提高催化劑的耐熱耐硫性能，CaO是助溶劑，可以使個組分分散更加均勻，Co和稀土則可以提高催化劑的活性。

簡述一次裂解反應的規律性。P315 直連烷烴裂解易得低級烯烴，相對分子量越小，烯烴總收率越高，異構烷烴裂解烯烴收率較低；環烷烴裂解易得芳烴；芳烴不一裂解為烯烴，主要發生側臉斷裂脫氫和脫氫縮合反應；烯烴熱裂解易得低級烯烴，少量脫氫的二烯烴，后者可以進一步反應得芳烴和焦；在高溫下，烷烴和烯烴還會發生分解生成少量碳。97 什么叫焦，什么叫碳？結焦與生碳的區別有哪些？

結焦是在較低溫度下（＜1200K）通過芳烴縮合而成 生碳是在較高溫度下（＞1200K）通過生成乙炔的中間階段，脫氫為稠和的碳原子。結焦與生碳的區別： 機理不同：碳要經過乙炔階段才能發生；焦要經過芳烴縮合才能發生 溫度不同：高溫下（900℃～1100℃）生成乙炔，生成碳；低溫下（600℃左右）芳烴縮合生 成焦 組成不同：碳只含炭，不含雜質；焦還含有氫

什么叫族組成，PONA的含義是什么？什么叫芳烴指數？什么叫特性因素？ 族組成（簡稱PONA值）: 是指原料烴分子中所含各族烴的質量百分比 PONA的含義： P—烷族烴paraffin N—環烷族烴 naphthene

O—烯族烴 olefin A—芳香族烴

芳烴指數（BMCI）芳烴指數即美國礦務局關聯指數（U.S.Bureau of Mines Correlation Index），簡稱 BMCI。用于表征柴油等重質餾分油中烴組分的結構特性。

特性因素K 特性因素是用作反映石腦油、輕柴油等油品的化學組成特性的一種因素，用 K 表示。

在裂解反應中，工業上采用水蒸汽作為稀釋劑的優點是什么？ 在裂解反應中，工業上采用水蒸汽作為稀釋劑的優點是什么？（在裂解反應中，為什么工業上采用水蒸汽作為稀釋劑？）

1)水蒸汽熱容量大，能對爐管溫度起穩定作用，在一定程度上保護了爐管； 2)水蒸汽與產物易分離，與產物不起反應，對裂解氣的質量無影響；

3)水蒸汽可以抑制原料中的硫對合金鋼裂解管的腐蝕作用，可以保護裂解爐管； 4)水蒸氣在高溫下能與裂解管中的沉積焦炭發生如下反應： C + H2O ? H2 + CO 具有對爐管的清焦作用；

5)水蒸氣對金屬表面起一定的氧化作用，形成氧化物薄膜，減輕了鐵和鎳對烴類氣體分解生碳的催化作用。

用熱力學分析的方法說明反應溫度、反應壓力、稀釋劑對乙苯脫氫的影響？ 1.溫度對乙苯脫氫的影響(dlnKp/dT)p=(△H/R)*(1/T2)因為是個吸熱反應，等式右邊為正值，所以dlnKp>0,T升高，則Kp也升高。2.壓力對乙苯脫氫的影響 a——>b+c Kp=(PBb)*(PCc)/(PAa)=[(yBb)*(yCc)/(yAa)]*[P(b+c-a)] 該反應是分子數增大的反應，降低壓力有利于提高轉化率。3.惰性氣體的影響

（1）惰性氣體起稀釋劑，降低分壓，提高平衡轉化率

（2）通常用水蒸氣作稀釋劑，其優點是油水易分離，還可消除催化劑表面結焦。（3）增加水烴比，提高一本轉化率 101 什么叫氯化？

在有機化合物分子中引入1個或幾個氯原子的反應稱為鹵化 102 如何判斷裂解爐發生結焦有哪些判斷依據？ 1)爐管出口壓差增大； 2)燃料量增大； 3)裂解氣中乙烯含量降低 103 毫秒爐的特點？

1)管徑細，熱通量大，裂解溫度高； 2)阻力降?。▎喂艹蹋?； 3)停留時間短； 4)烴分壓低； 5)乙烯收率高。

管式裂解爐的優缺點？

優點：爐型結構簡單，操作容易，便于控制，能連續生產，乙烯、丙烯收率較高，產物濃度高，動力消耗少，熱效率高，裂解氣和煙道氣的大部分可以設法回收，原料的適用范圍隨著裂解技術的進步而日漸擴大，可以多爐組合而大型生產。缺點:(1)對重質原料的適用性還有一定限度

裂解重質原料時，由于重質原料容易結焦，故不得不縮短運轉周期，降低裂解深度，經常輕焦，縮短了常年有效生產時間，也影響了裂解爐及爐管的壽命。降低裂解深度的結果時原料利用率不高，重質原料油等低值品量大，公用工程費用也增高。

（2）按高溫短停留時間和低烴分壓的工藝要求，勢必增大爐管的表面熱強度，這就要求油耐高溫的合金管材和鑄管技術。105 烴類熱裂解其反應歷程分為哪三個階段？

烴類熱裂解其反應歷程分為：鏈引發、鏈增長、鏈終止 三個階段。106 烴類熱裂解的二次反應都包含哪些反應類型? 包含：烯烴的再裂解、聚合、環化、縮合、生炭、加氫和脫氫反應類型。107 裂解原料性質的參數有哪四種？

族組成---PONA值；氫含量；特性因數；芳烴指數四種。108 萃取精餾分離丁二烯采用的萃取劑有哪些？ 109 電石有何用途?其生產原理又如何？

先電石只用于礦工點燈，金屬焊接與切割。基本有機合成工業的發展，曾促進了電石工業的發展。目前電石主要有三個用途： ① 電石水解制乙炔CaC2+H2O→C2H2+Ca(OH)2；② 電石與氮氣反應制取氰胺化鈣，CaC2+N2→CaCN2+C；③ 生鐵水與鋼水的脫硫CaC2+[S]Fe→CaS+2[C]Fe。

電石生產原理 工業電石是由生石灰和炭素材料(焦炭、無煙煤、石油焦)在電爐內按方程CaO+3C→CaC2+CO –465kJ/mol制得。研究表明，此反應按兩步進行：a.CaO+C→Ca+CO;b.Ca+2C—CaC2，在電爐內反應主要在CaC2-CaO熔融物中進行，還發現溶解在熔融物中的CaO遷移到焦炭顆粒表面這一步是反應的速度控制步驟，在焦炭表面上生成的CaC2馬上又熔于熔融物中。當反應溫度高于2000℃，又會發生副反應:a.CaC2→Ca+2C；b.CaC2+2CaO→3Ca+2CO。

煤加氫液化時進行液固分離的目的是什么？有哪幾種主要的液固分離方法？

液化反應后總有固體殘渣（包括原煤灰分，未轉化的煤和外加催化劑），因此需要液固分離，早期的工藝采用過濾法，現在廣泛采用真空閃蒸方法，其優點是操作簡化，處理量劇增，蒸餾油用作循環油，煤漿粘度降低。缺點是收率有所降低

另外還有二種液固分離方法。一是反溶劑法（anti-solvent），它是指采用對前瀝青烯和瀝青烯等重質組分溶解度很小的有機溶劑，把它們加到待分離的料漿中時，能促使固體粒子析出和凝聚，顆粒變大，利于分離。常用含苯類的溶劑油，它和料漿的混合比為0.3～0.4：1，固體沉降速度提高十倍以上，用此法可使SRC的灰分降到0.1％左右。另一種是臨界溶劑脫灰，它利用超臨界抽提原理，使料漿中可溶物溶于溶劑而留下不溶的殘煤和礦物質，常采用的溶劑是含苯、甲苯和二甲苯的溶劑油。

？111 反應溫度對丁烯氧化脫氫的影響？

@112 甲醇生產時原料氣中含有一定量的CO2對甲醇合成是否有利？

答：有利。（1）從反應看，CO2也能參加生成甲醇的反應，CO2合成甲醇要比CO多耗1分子H2，同時生成一分子H2O，因此當原料氣中H2含量較低的情況下，應使更多的H2和CO生成甲醇

（2）CO2的存在，一定程度上抑制了二甲醚的生成。因為二甲醚是2分子甲醇脫水反應的產物，CO2與H2合成甲醇的反應生成1分子H2O，H2O的存在對抑制甲醇脫水反應起到了積極的作用。

(3)它阻止CO轉化成CO2，這個反應在H2O存在時會發生

（4）更有利于調節溫度，防止超溫，保護銅基催化劑的活性，延長使用壽命（5）能防止催化劑結碳

@113 根據熱力學分析，合成甲醇應在低溫（小于100℃，Kf值大）和高壓下（大于30MPa,推動力大）更為有利，工業為什么不采用此工藝條件？

答：反應溫度低，反應速度太慢，催化劑活性不夠高，同時低溫高壓油需要耗費大量的能源，從經濟角度上講效率低。

裂解生產中為什么不采用抽真空辦法降低系統總壓？

答：因為高溫密封困難，一旦空氣漏入負壓操作的裂解系統，與烴氣體形成爆炸混合物就有爆炸的危險，而且減壓操作對以后分離工序的壓縮操作也不利，要增加能量消耗。

簡述硫酸鎂法濃縮稀硝酸原理

答：以硝酸鎂為脫水劑。將硫酸鎂溶液加入稀硝酸中，生成HNO3-H2O-Mg(NO3)2的三元混合物，所需熱量由底部加熱器供給。硝酸鎂吸收稀硝酸中的水分，使水蒸氣分壓大大降低，加熱此三元混合物蒸餾出HNO3，硝酸蒸氣從塔頂逸出，經冷凝、冷卻，一部分回流，一部分作為產品。濃度為68％硝酸鎂由塔底排出，濃縮到72％再循環使用。

@116 SO2催化氧化生成SO3，為什么要在不同溫度下分段進行？

答：SO2催化氧化生成SO3的反應中，反應熱力學和反應動力學之間存在矛盾，即為達到高轉化率，希望反映在較低溫度下進行。為加快反應速率，希望反應在較高溫度下進行，在實際生產中，為兼顧資源利用，環境保護及企業生產能力，常將反應分段進行，首先利用SO2初始濃度高，傳質推動力大的優勢，在較低溫度下快速將反應轉化率提升至70%-75%，然后快速升溫至較高溫度，在此利用反應動力學優勢，快速將反應轉化率提升至85%—90%。進入第三階段后，反應又在較低溫度下進行，利用反應熱力學優勢，將轉化率再次提升至97%-98%，由于提升幅度不大，花費的時間也不會很多。這種反應順序的安排，既照顧了反應轉化率，又兼顧了反應速率。

爐氣精制部分除去各種雜質的原因

答：此階段目的是除去各種雜質,如三氧化二砷、二氧化硒、氟化氫、水蒸氣和酸霧等。其中三氧化二砷使釩催化劑中毒和催化劑中的釩逃逸,二氧化硒使釩催化劑中毒和使成品酸帶色,氟化氫(SiF4水解產生)則會腐蝕設備，它們在低溫下(30～60℃)很容易用水或酸洗滌爐氣而除去。

烴類熱裂解制乙烯的分離過程，裂解氣為什么要進行壓縮？為什么要分段壓縮？

答：裂解氣中許多組分在常壓下都是氣體，沸點很底，為了使分離溫度不太底，可以適當提高分離壓力。多段壓縮有如下好處：節省壓縮功；段與段中間可以進行降溫，避免溫度太高引起二烯烴的聚合；段與段中間也可便于進行凈化和分離。

煤的干餾和煤的氣化的定義

答：將煤隔絕空氣加熱，隨著溫度的升高，煤中有機物逐漸開始分解，其中揮發性物質呈氣態逸出，殘留下不揮物性產物主是焦炭或半焦，這種加工方法稱煤的干餾。煤、焦或半焦在高溫常壓或加壓條件下，與氣化劑反應轉化為一氧化碳、氫等可燃性氣體的過程，稱為煤的氣化。

？120 用熱力學和動力學綜合分析說明裂解反應在高溫，短停留時間，低烴分壓下進行的必要性

答：（1）高溫——①熱力學來看：從裂解反應的化學平衡可以看出，提高裂解溫度有利于生成乙烯的反應，并相對減少乙烯消失的反應，因而有利于提高裂解的選擇性②動力學來看：提高溫度有利于提高一次反應對二次反應的相對速率，提高以吸收率

（2）短停留時間：①從化學平衡的觀點看，如使裂解反應進行到平衡，所得烯烴很少，最后生成大量的氫和碳，為獲得盡可能多的烯烴，必須采用盡可能短的停留時間進行裂解反應②從動力學來看，由于有二次反應，對每種原料都有最大乙烯收率的適宜停留時間（3）低烴分壓：①熱力學：減小壓力對提高一次反應的平衡轉化率有利對二次反應不利②動力學：減小壓力對一次反應對二次反應的相對速率有利 @121 分別從熱力學和動力學角度闡述工業生產中氨合成反應的特點

答：氨合成反應的特點為：放熱，可逆，體積縮小，有催化劑

從平衡觀點看，氨合成是放熱反應，低溫有利于NH3的生成，但在沒有催化劑的室溫條件下，氫氮氣不能生成氨，因此氨合成反應需要催化劑，當溫度較低是催化劑的活性不能較好發揮，不利于NH3的生成，所以反應有一個最適溫度，生產中應及時移走反應熱。

氨合成反應時體積縮小的反應，提高壓力有利于反應向正反向進行，壓力越高平衡是的NH3含量就越高，另外，氣體成分對氨的合成也有影響，惰性氣體含量高會降低有效氣體分壓，不利于氨的合成，此反應為可逆反應。

氨氧化反應在沒有催化劑時，最終產物是什么？說明理由

氨和氧的氧化產物可能有NO、N2O、N2和水。如果對反應不加任何控制，最終產物為氮氣和水。其原因是：4NH3+5O2=4NO+6H2O, 4NH3+4O2=2N2O+6H2O, 4NH3+3O2=2N2+6H2O以上各反應可視為不可逆反應，平衡常數以生成氮氣最大，所以最終產物為氮氣。

？123 在氧化反應過程中，致穩氣有何作用？

答:乙烯與空氣混合物的爆炸極限（體積分數）為2.7%-36%，與氧的爆炸極限（體積分數）為2.7%-80%。為了提高乙烯和氧的濃度，可以用加入第三種氣體來改變乙烯的爆炸限，這種氣體通常稱為致穩氣，致穩氣是惰性的，能減小混合氣的爆炸限，增加體系安全性；具有較高的比熱容，能有效地移出部分反應熱，增加體系穩定性。

簡述一次裂解反應的規律

答：（1）烷烴—正構烷烴最有利于生成乙烯，丙烯，分子量愈小則烯烴的總收率愈

高。異構烷烴的烯烴總收率低于同碳原子的正構烷烴。隨著分子量增大，這種差別越小。（2）環烷烴—在通常裂解條件下，環烷烴生成烯烴的反應優于生成單烯烴的反應。含環烷烴較多的原料，乙烯的收率較低。

（3）芳烴—無側鏈的芳烴基本上不易裂解為烯烴；有側鏈的芳烴主要是側鏈逐步斷裂及脫氫。芳烴主要傾向于脫氫縮合生成稠環芳烴，直至結焦。

（4）烯烴—大分子的烯烴能裂解為乙烯和丙烯等低級烯烴，烯烴脫氫生成的二烯烴能進一步反應生成芳烴和焦。

（5）各類烴裂解的難易順序可歸納為：正構烷烴>異構烷烴>環烷烴(C6>C5)>芳烴

第三篇：特種加工習題及解答-示范

1、什么叫特種加工？它包括哪些加工方法？

特種加工是有別于傳統機械加工方法的非傳統加工方法，也稱電加工。從廣義上來說，特種加工是指那些不需要用比工件更硬的工具，也不需要在加工過程中施加明顯的機械力，而是直接利用電能、化學能、聲能、光能等來除去工件上的多余部分，以達到一定的形狀、尺寸和表面粗糙度要求的加工方法。

它包括電火花成形加工、電火花線切割加工、電解加工、電化學拋光、電解磨削、電鑄、化學蝕刻、超聲波加工、激光加工等。

2、電火花加工的放電本質大致包括哪幾個階段？（1）介質擊穿和通道形成；（2）能量轉換、分布與傳遞；（3）電極材料的拋出；（4）極間介質的消電離。

3、電火花能用于尺寸加工，需要具有哪些條件？（1）工件和工具電極之間必須保持一定的間隙；（2）火花放電必須是脈沖性的、間隙性的；

（3）火花放電必須在有一定絕緣性能的液體介質中進行；（4）火花放電必須具有足夠能量。

4、電火花表面強化有何特點？與電火花成形加工有何區別？

特點：電極在工件表面一邊上下振動，一邊相對移動，每一次振動都和工件接觸一次；主要用于模具刃口、刀具刃具表面的強化和鍍覆。表面強化：與工件接觸；不去除材料；在空氣中進行。成形加工：不與工件接觸；去除材料；在液體中進行。

5、電火花加工有哪些特點？具體用于模具行業中的哪些方面？

（1）可以加工任何硬、脆、韌及高熔點的導電材料，在一定條件下還可以加工辦導電和非導電材料；

（2）加工時工具電極與工件不接觸；

（3）脈沖放電的持續時間短，放電時產生的熱量傳散范圍小，工件表面的熱影響區也很??；

（4）可以在同一臺機床上連續進行粗、中、精及精微加工；（5）直接利用電能進行加工，便于實現自動化。具體用于電火花成形及電火花線切割。

6、什么叫極性效應？對電火花加工有何影響？對電源有何要求？

極性效應是指在電火花加工過程中，由于極性不同而發生蝕除速度不一樣的現象。

影響： ①脈沖長，負極損耗大； ②工件接負極，負極性加工； ③脈沖短，正極損耗大； ④工件接正極，正極性加工。

電火花成形加工必須采用單向脈沖電源

（1）有足夠的脈沖放電能量，否則金屬只能發熱而不能瞬時熔化和汽化；（2）所產生的脈沖應該是單向脈沖，以便利用極性效應，提高加工速度和減少工具電極損耗；

（3）脈沖主要參數能在一個較寬的范圍內調節，以滿足粗、中、精加工需要；（4）在粗、中、精規準下都有一定的加工速度和較低的電極損耗；

（5）脈沖電壓的前沿要陡，后沿也不能延續太長，以利于穩定單脈沖放電能量和提高脈沖放電頻率；

（6）性能穩定可靠，操作簡單，維修方便。

7、什么叫正極性加工，什么叫負極性加工？

我們把工件接脈沖電源正極時的加工稱之為“正極性”加工；工件接負極時則稱為“負極性”加工。

8、何為電規準？加工過程中為什么要進行電規準的轉換？

電規準是指電火花加工過程中一組電參數，如電壓、電流、電容等。（一組配合好的電參數）

為了提高生產率和降低工具電極損耗，并且獲得符合要求的形腔表面質量和精度，應該在電火花加工過程中合理選用電規準，并及時進行轉換。

9、了解高低壓復合脈沖電源的工作原理及適用范圍？

所謂高低壓復合脈沖，就是在每個工作脈沖電壓（60~80V）波形上再疊加一個小能量的高壓脈沖（300V左右），使極間介電液先被高壓擊穿引燃，然后低壓進行放電加工。這樣就可以大大提高脈沖利用率，并使放電間隙增大，改善排屑條件，提高加工穩定性。

10、了解自動調節系統的調節原理？ 間隙過大要變小，擋板上下，電極下移

11、石墨電極采用鑲拼式結構制造時應注意些什么？ 采用同一牌號，方向性一致，鑲拼縫隙要貼合緊密。

12、電火花線切割加工有何特點？最適合加工何種模具？（1）不需要制造復雜的成形電極；

（2）工件材料被蝕除的量很少，這不僅有助于提高加工速度，而且加工下來的材料還可以再利用；

（3）能夠方便地加工各種復雜的精密零件，包括各種微槽和窄縫；

（4）由于采用移動的細長電極絲進行加工，使單位長度電極絲的絲徑損耗較小，因而絲徑損耗對一般中小模具加工影響不大，有助于電火花線切割加工精度控制在±0.01mm以內；

（5）電火花線切割一般采用精規準一次加工成形，在加工過程中大都不需要轉換加工規準。

最適合加工冷沖模（以及縫，通孔）

13、線切割加工中用何種極性加工？為什么? 極性不變，正極性。

因為線電極細，為了防止其斷裂，采用正極性損耗小，效率高。

14、什么叫快走絲，什么叫慢走絲？各有什么特點？

電極絲移動速度7~10m/s為快走絲，電極絲移動速度在4m/min以下為慢走絲?？熳呓z采用澆注式供液方式，有利于電蝕物排出，可快速冷卻，電極絲可以反復使用。

慢走絲采用浸泡式供液方式，低速單向，加工精度和表面質量高，加工穩定性高。

16、什么叫特種加工？它包括哪些加工方法？

特種加工是有別于傳統機械加工方法的非傳統加工方法，也稱電加工。從廣義上來說，特種加工是指那些不需要用比工件更硬的工具，也不需要在加工過程中施加明顯的機械力，而是直接利用電能、化學能、聲能、光能等來除去工件上的多余部分，以達到一定的形狀、尺寸和表面粗糙度要求的加工方法。

它包括電火花成形加工、電火花線切割加工、電解加工、電化學拋光、電解磨削、電鑄、化學蝕刻、超聲波加工、激光加工等。

17、電火花加工的放電本質大致包括哪幾個階段？（1）介質擊穿和通道形成；（2）能量轉換、分布與傳遞；（3）電極材料的拋出；（4）極間介質的消電離。

18、電火花能用于尺寸加工，需要具有哪些條件？（1）工件和工具電極之間必須保持一定的間隙；（2）火花放電必須是脈沖性的、間隙性的；（3）火花放電必須在有一定絕緣性能的液體介質中進行；（4）火花放電必須具有足夠能量。

19、電火花表面強化有何特點？與電火花成形加工有何區別？

特點：電極在工件表面一邊上下振動，一邊相對移動，每一次振動都和工件接觸一次；主要用于模具刃口、刀具刃具表面的強化和鍍覆。表面強化：與工件接觸；不去除材料；在空氣中進行。成形加工：不與工件接觸；去除材料；在液體中進行。

20、電火花加工有哪些特點？具體用于模具行業中的哪些方面？

（1）可以加工任何硬、脆、韌及高熔點的導電材料，在一定條件下還可以加工辦導電和非導電材料；

（2）加工時工具電極與工件不接觸；

（3）脈沖放電的持續時間短，放電時產生的熱量傳散范圍小，工件表面的熱影響區也很??；

（4）可以在同一臺機床上連續進行粗、中、精及精微加工；（5）直接利用電能進行加工，便于實現自動化。具體用于電火花成形及電火花線切割。

21、什么叫極性效應？對電火花加工有何影響？對電源有何要求？

極性效應是指在電火花加工過程中，由于極性不同而發生蝕除速度不一樣的現象。

影響： ①脈沖長，負極損耗大； ②工件接負極，負極性加工； ③脈沖短，正極損耗大； ④工件接正極，正極性加工。

電火花成形加工必須采用單向脈沖電源

（1）有足夠的脈沖放電能量，否則金屬只能發熱而不能瞬時熔化和汽化；（2）所產生的脈沖應該是單向脈沖，以便利用極性效應，提高加工速度和減少工具電極損耗；

（3）脈沖主要參數能在一個較寬的范圍內調節，以滿足粗、中、精加工需要；（4）在粗、中、精規準下都有一定的加工速度和較低的電極損耗；

（5）脈沖電壓的前沿要陡，后沿也不能延續太長，以利于穩定單脈沖放電能量和提高脈沖放電頻率；

（6）性能穩定可靠，操作簡單，維修方便。

14、什么叫正極性加工，什么叫負極性加工？

我們把工件接脈沖電源正極時的加工稱之為“正極性”加工；工件接負極時則稱為“負極性”加工。

15、何為電規準？加工過程中為什么要進行電規準的轉換？

電規準是指電火花加工過程中一組電參數，如電壓、電流、電容等。（一組配合好的電參數）

為了提高生產率和降低工具電極損耗，并且獲得符合要求的形腔表面質量和精度，應該在電火花加工過程中合理選用電規準，并及時進行轉換。

16、了解高低壓復合脈沖電源的工作原理及適用范圍？

所謂高低壓復合脈沖，就是在每個工作脈沖電壓（60~80V）波形上再疊加一個小能量的高壓脈沖（300V左右），使極間介電液先被高壓擊穿引燃，然后低壓進行放電加工。這樣就可以大大提高脈沖利用率，并使放電間隙增大，改善排屑條件，提高加工穩定性。

17、了解自動調節系統的調節原理？ 間隙過大要變小，擋板上下，電極下移

19、電火花線切割加工有何特點？最適合加工何種模具？（1）不需要制造復雜的成形電極；

（2）工件材料被蝕除的量很少，這不僅有助于提高加工速度，而且加工下來的材料還可以再利用；

（3）能夠方便地加工各種復雜的精密零件，包括各種微槽和窄縫；

（4）由于采用移動的細長電極絲進行加工，使單位長度電極絲的絲徑損耗較小，因而絲徑損耗對一般中小模具加工影響不大，有助于電火花線切割加工精度控制在±0.01mm以內；

（5）電火花線切割一般采用精規準一次加工成形，在加工過程中大都不需要轉換加工規準。

最適合加工冷沖模（以及縫，通孔）

21、線切割加工中用何種極性加工？為什么? 極性不變，正極性。

因為線電極細，為了防止其斷裂，采用正極性損耗小，效率高。

22、什么叫快走絲，什么叫慢走絲？各有什么特點？

電極絲移動速度7~10m/s為快走絲，電極絲移動速度在4m/min以下為慢走絲。快走絲采用澆注式供液方式，有利于電蝕物排出，可快速冷卻，電極絲可以反復使用。

慢走絲采用浸泡式供液方式，低速單向，加工精度和表面質量高，加工穩定性高。

題型舉例 1.名詞解釋(1)極性效應(2)光 2.填空

(1)火花放電必須是()脈沖性放電.(2)正常電解時,對NaCl電解液,陽極上析出氣體的可能性().3.單項選擇

(1)在特種加工范圍以內,以下屬于減小表面粗糙度值的是()A.電解拋光 B.化學拋光 C.離子束拋光 D.激光表面處理

(2)激光加工的能源來源有()A.電化學能 B.熱能 C.電能 D.機械能 2.用電火花進行粗加工,采用().A.寬脈沖,正極性加工 B.寬脈沖,負極性加工 C.窄脈沖,正極性加工 D.窄脈沖,負極性加工 填空題

計算題

某車間用NaCl電解液電解加工一批零件,要求在64mm厚的低碳鋼板上加工mm的通孔.已知中空電極內徑為mm,每個孔限5min加工完,求需用多大電流

一、單項選擇題

1.與電化學當量有關的參數有（）

A.電解電流 B.電解時間 C.電解液壓力 D.工件材料

2.常用的超聲波加工裝置聲學部件——變幅棒形狀有（）

A.錐形 B.雙曲線形 C.指數形 D.階梯形

三、名詞解釋

1.磁致伸縮效應

2.空化作用 3.光管效應

四、簡答題

1.電解磨削與其它的電解加工有何不同之處？

五、綜合題

1.光華機械廠用NaCl電解液加工一種鋁零件，加工余量為30cm3，要求2min電解加工完一個零件，求需要用多大的電流？如有2800A容量的直流電源，電解時間需要多少？（ω=124mm3/（A·h），η=96%）

2.需要線切割加工如下圖所示的軌跡，編寫線切割加工軌跡控制的3B程序。

數控線切割習題

一、判斷題（正確的填“√”，錯誤的填“×”）

1．利用電火花線切割機床不僅可以加工導電材料，還可以加工不導電材料。（）

2．如果線切割單邊放電間隙為0.01mm, 電極絲直徑為0.18mm，則加工圓孔時的電極絲補償量為0.19mm。（）

3．目前我國主要生產的電火花線切割機床是慢走絲電火花線切割機床。（）

4．在線切割加工中，當電壓表、電流表的表針穩定不動，此時進給速度均勻、平穩，是線切割加工速度和表面粗糙度均好的最佳狀態。（）

5．線切割機床通常分為兩大類，一類是快走絲機床，另一類是慢走絲機床。（）

6．在電火花線切割加工過程中，可以不使用工作液。（）7．線切割加工中工件幾乎不受力，所以加工中工件不需要夾緊。（）

8．線切割加工中應用較普遍的工作液是乳化液，其成分和磨床使用的乳化液成分相同。（）

9．電火花線切割在加工厚度較大的工件時，脈沖寬度應選擇較小值。（）10．電火花線切割編程時，起始切割點盡量選在交點處，避免產生切入痕跡。（）

三、選擇題

1．利用3B 代碼編程加工半圓AB，切割方向從A 到B，起點坐標A（-5 , 0），終點坐標B(5 , 0)，其加工程序為（）。

A、B5000 B B10O00 GX SR2 B、B5 B B10O00 GY SR2 C、B500O B B10O00 GY SR2 D、B B5000 B10O00 GY SR2

2．電火花線切割加工過程中，工作液必須具有的性能有（）。

A、絕緣性能 B、洗滌性能

C、冷卻性能 D、防銹性能

3．不能使用電火花線切割加工的材料為（）。

A、銅 B、鋁 C、硬質合金 D、大理石

4．電火花線切割加工的特點有（）。

A、需考慮電極絲損耗 B、不能加工精密細小，形狀復雜的工件 C、不需要制造電極 D、不能加工盲孔類和階梯型面類工件 5．電火花線切割加工的對象有（）。

A、任何硬度，高熔點包括經熱處理的鋼和合金 B、冷沖模中的型孔 C、階梯孔，階梯軸 D、塑料模中的型腔

6．若線切割機床的單邊放電間隙為0.02 mm，鉬絲直徑為0.18 mm，則加工圓孔時的補償量為（）。

A、0.10 mm B、0.11 mm C、0.20 mm D、0.21 mm 7．用線切割機床不能加工的形狀或材料為（）。

A、盲孔 B、圓孔 C、上下異形件 D、淬火鋼

9．數控電火花高速走絲線切割加工時，所選用的工作液和電極絲為（）。

A、純水、鉬絲 B、機油、黃銅絲

C、乳化液、鉬絲 D、去離子水、黃銅絲

10．線切割加工編程時，計數長度應（）。A、以μm為單位 B、以mm為單位

C、以m為單位 D、以上答案都對

11、火花成型機加工時其放電周期由（）組成。

A.脈寬和脈間

B.脈沖高度

C.整個加工時間

D.上班時間

12、一般短路電流比加工電流（）。

A.大

B.小

C.相等

D.不確定

13、脈沖寬度的單位是（）。

A.mm

B.cm

C.s

D.s １

4、下列關于極性效應描述正確的是：（）A、電極接脈沖電源正極的加工加正極性加工； B、在實際加工中，極性效應受脈沖寬度的影響較大； C、充分利用極性效應有較好地提高加工效率； D、用窄脈沖寬度加工時，盡可能選用負極性加工； 15.工具電極接脈沖電源負極的電火花加工叫（）。

A.負極性加工 B.正極性加工 C.正負極性加工

16、合理利用覆蓋效應，能夠（）

A、提高加工效率；

B、降低電極損耗；

C、提高工件的表面質量； D、提高加工精度。

17、下列關于覆蓋效應描述是正確的是：（）A、只有在油類介質中加工，產生覆蓋效應； B、增大脈沖能量，有利于覆蓋層生成； C、覆蓋層呈黑色；

D、覆蓋層主要是石墨化的碳素層。

18.單個脈沖的能量與脈沖寬度無關。（）

19、下列非電參數對電火花加工過程中腐蝕金屬的量影響較

小的是（）

A.工件的熔點

B.工件的沸點

C.工件的密度

D.工件的比熱

20.線切割加工中，加工速度由高到低的順序是（?）

A、鋼、銅、鋁、硬質合金

B、銅、鋼、鋁、硬質合金

C、鋁、黃銅、鋼、硬質合金 ?D、硬質合金、鋁、銅、鋼

21、在給定加工面上由于電蝕產物的介入而再次進行的非正規放電稱為（）

A.火花放電

B.電弧放電

C.二次放電

D.拉弧

22、下列敘述不正確的是（）

A、脈沖寬度增大，加工速度提高； B、脈沖間隔過小，放電間隙可能來不及消電離，加工穩定性可能變差，加工速度降低；

C、脈沖間隔增大，加工速度提高；

D、峰值電流增大，加工速度提高。

23、下列與電火花加工速度無關的是（）

A.工件的熔點

B.工件的比熱 C.工件的硬度

D.工件的汽化熱

24、電火花加工的速度與加工極性有關。（）

25、加工速度是指在一定電規準下，單位時間內工件被蝕

除的面積。（）

26、有關電極損耗的表示，下面說法正確的是（）。

A、可以用絕對損耗或相對損耗表示；

B、可以表示為體積相對損耗；

C、可以表示為質量相對損耗；

D、可以表示為長度相對損耗；

27、（）是低損耗加工。

A、電極損耗小于工件損耗的加工；

C、電極質量相對損耗小于1%；

B、電極的絕對損耗量與加工前電極的重量之比小于1%；

D、電極的體積相對損耗小于1%；

28、關于電火花的電極損耗，下面說法正確的是（）。

A、精加工時電極的損耗比粗加工大；

B、加工極性對電極的損耗影響不大；

C、作為電極材料，黃銅比紫銅損耗大；

D、一般石墨做粗加工電極，紫銅做精加工電極；

第四篇：材料成型與加工技術(DOC)

第一章 緒 論

制造業是提高國家工業生產率、經濟增長、國家安全及生活質量的基礎，是國家綜合實力的重要標志?，F如今我國制造業面臨巨大挑戰，因而加強材料成形加工技術與科學基礎研究，大力采用先進制造技術，對國民經濟的發展具有重要意義。

材料成形加工技術與科學既是制造業的重要組成部分，又是材料科學與工程的四要素之一，對國民經濟的發展及國防力量的增強均有重要作用。“新一代材料精確成形加工技術”與“多學科多尺度模擬仿真”是現代兩個重要學科研究前沿領域。高新技術材料的出現，將加速發展以“精確成形”及“短流程”為代表的材料加工工藝，包括：全新的成形加工方法與工藝，及傳統成形加工方法的改進與工序綜合?！澳M仿真”是產品計算機集成制造、敏捷制造的主要內容，是實現制造業信息化的先進方法。并行工程已成為產品及相關制造過程集成設計的系統方法，以計算機模擬仿真與虛擬現實技術為手段的虛擬制造設計將是先進制造技術的重要支撐環境。網絡化、智能化是現代產品與工藝過程設計的趨勢，綠色制造是現代材料加工技術的進一步發展方向。

面對市場經濟、參與全球競爭，必須加強材料成形加工科學與技術的基礎和應用研究。只有使用先進的材料加工技術，才能獲得高質量產品的結構和性能，這些高性能的先進材料包括傳統材料和新材料。發展材料成形加工技術對我國制造業以高新技術生產高附加值的優質零部件有積極作用，可擴大材料及制造范圍、提高生產率、降低產品成本、增強企業國際競爭能力。

制造業在過去的幾年中發生了巨大變化，而現代高科技及新材料的出現將導致材料成形加工技術的進一步發展與變革，出現全新的成形加工方法與工藝，傳統加工方法不斷改進并走向工藝綜合，材料成形加工技術則逐漸綜合化、多樣化、柔性化、多科學化。

第二章 現代材料成形加工技術與科學

2.1現代材料成形加工技術的作用與地位

我國已是制造大國，僅次于美、日、德，位居世界第四位。材料成形加工行業則是制造業的重要組成部分，材料成形加工技術也是先進制造技術的重要內容。鑄造、鍛造及焊接等材料加工技術是國民經濟可持續發展的主體技術。目前，在汽車行業中汽車重量的65%以上仍由鋼鐵、鋁及鎂合金等材料通過鑄造、鍛壓、焊接等加工方法而成形。材料成形加工技術與科學又是材料科學與工程的四要素之一，它不僅賦予零部件以形狀，而且給予零部件以最終性能及使用特性。

制造業在過去的幾年中發生了巨大的變化，這種變化還會延續。高速發展的工業技術要求材料加工產品精密化、輕量化、集成化；國際競爭更加激烈的市場要求產品性能高、成本低、周期短；日益惡化的環境要求材料加工原料與能源消耗低、污染少；另外材料成形本身制造好、成品率高。為了生產高精度、高質量的產品，材料正由單一的傳統型向復合型、多功能型發展；材料加工技術逐漸綜合化、多樣化、柔性化、多科學化。

面對市場經濟、參與全球競爭，必須加強材料成形加工科學與技術的基礎和應用研究。只有使用新近的材料加工技術才能獲得高質量產品的結構和性能，這些高性能的先進材料包括傳統材料和新材料。發展材料成形加工技術對我國制造業已高新技術生產高附加值的優質零部件有積極作用。

2.2材料成形加工技術的發展趨勢

美國在“新一代制造計劃”中指出，未來的制造模式將是批量小、質量高、成本低、交貨期短、生產柔性、環境友好；未來的制造企業要掌握十大關鍵技術，其中包括快速產品與工藝開發系統、新一代制造工藝及裝備及模擬與仿真三項關鍵技術。其中新一代工藝包括精確成形加工制造或稱凈終成形加工工藝。凈終成形加工工藝要求材料成形加工制造向更輕、更薄、更強、更韌及成本低、周期短、質量高的方向發展。

輕量化、精確化、高效化將是未來材料成形加工技術的重要發展方向。近年來，隨著汽車工業的迅速發展，對通過降低產品的自重以降低能源消耗 和減少污染（包括汽車尾氣和廢舊塑料）提出了更迫切的要求，輕質、高質量的綠色環保材料將成為人們的首選。鎂合金就是被世界各國材料界看好的最具有開發和應用發展前途的金屬材料。

鎂合金壓鑄件廣泛應用于交通工業（汽車、摩托車及飛機零件等）、IT行業（手機、筆記本等）、小型家電行業（攝像機、照相機及其它電子產品外殼等）。汽車離合器和變速箱殼體采用鎂合金壓鑄件比鋁合金重量分別減輕2.6kg和2.5kg。同時，壓鑄鎂鋁合金產品在體育運動（自行車架與踏板、滑雪板等）、手工工具（鏈鋸、巖鉆等）、國防建設（輕型武器、步兵裝備）等領域亦有十分廣闊的應用前景。

2.3材料成形加工過程的建模與仿真

隨著計算機技術的發展，技術材料科學已成為一門新興的交叉學科，成為材料研究的重要手段，是除實驗和理論外解決材料科學中實際問題的第三個重要研究方法。它可以比理論和實驗做得更深刻、更全面、更細致，可以進行一些理論和實驗暫時還做不到的研究。因此，基于知識的材料成形工藝模擬仿真是材料科學與工程的前沿領域及研究熱點，而高性能、高保真和高效率則是模擬仿真的努力目標。根據美國科學研究院工程技術委員會的測算，模擬仿真可提高產品質量5～15倍，增加材料出品率25%，降低工程技術成本13%～30%，降低人工成本5%～20%，增加投入設備的利用率30%～60%，縮短產品設計和試制周期30%～60%，增加分析問題廣度和深度的能力3～3.5倍等。

2.4材料的快速成形與虛擬制造

我國制造業的主要問題之一是缺乏創新產品的開發能力，因而缺乏國際市場競爭能力。隨著全球化市場的激烈競爭，加快產品開發速度已成為競爭的重要手段之一。制造業要滿足日益變化的用戶要求，必須有較強的靈活性，以最快的速度提供高質量產品。

虛擬制造是CAD、CAM和CAPP等軟件的集成技術，其關鍵是建立制造過程的計算模型，虛擬仿真制造過程。虛擬制造以并行方式進行產品設計、加工和裝配，對各單元采用分布管理，而且不受時間、空間限制。虛擬制造的基礎是虛擬現實技術。所謂“虛擬現實”技術是利用計算機和外觀設備，生成與真實環境一致的三維虛擬環境，使用戶通過輔助設備從不同的“角度”和“視點”與環境中的“現實”交互。與智能制造、虛擬工廠、網絡化制造集成，材料加工過程建模與仿真將成為制造業新產品過程設計的非常有效的工具。

第三章 新一代材料成形加工

3.1材料成形加工技術發展特征

材料成形加工技術在現代發展的過程中，形成“精密”、“優質”、“快速”、“復合”、“綠色”、“信息化”的特征。

1.材料成形加工技術的“精密”特征：成形精度向凈成形的方向發展 材料成形加工技術的重要特征是精密化，以制造技術而論，從尺度上看，精密制造技術已經跨越了微米級技術，進入了亞微米和納米技術領域。材料成形加工技術也在朝著精密化的方向發展，表現為零件成形的尺寸精度正在從近凈成形向凈成形，即近無余量成形方向發展。“毛坯”與“零件”的界限越來越小。

2.材料成形加工技術的“優質”特征：成形質量向近無缺陷、“零”缺陷的方向發展

如果說凈成形技術主要反映的是成形加工技術的尺寸與形狀精密的特征，反映了成形加工保證尺寸及形狀的精密程度，那么，反映成形加工優質特征的則是近無缺陷、“零”缺陷成形加工技術。這個“缺陷”是指不致引起早期失效的臨界缺陷的概念。采取的主要措施有：采用先進工藝、凈化熔融金屬、增大合金組織的致密度，為得到健全的鑄件、鍛件奠定基礎；采用模擬技術、優化工藝技術，實現一次成形及試模成功，保證質量；加強工藝過程監控及無損檢測，及時發現超標零件；通過零件安全可靠性能研究及評估，確定臨界缺陷量值等。

3.材料成形加工技術的“快速”特征：成形過程向快速方向發展

為滿足現代消費觀念的變革以及市場的劇烈競爭化，“客戶化、小批量、快速交貨”的要求不斷增加，需要材料成形加工技術的快速化。

成形加工技術的快速特征表現在各種新型高效成形工藝不斷涌現，星星鑄造、鍛造、焊接方法都從不同角度提高生產效率。

3.2新一代材料成形加工技術

制造技術可分為加工制造和成形制造（以液態鑄造成形、固態塑性成形及連接成形等為代表）技術，其中成形制造不僅賦予零件以形狀，而且決定了零件的組成。

3.2.1精確成形加工技術

近年來出現了很多新的精確成形加工制造技術。在轎車工業中還有很多材料精確成形新工藝，如用精確鍛造成形技術生產凸輪軸等零件，液壓脹形技術，半固態成形及三維擠壓發等。摩擦壓力焊接技術近來也備受人們關注。

以擠壓鑄造及半固態鑄造為代表的精確成形技術由于熔體在壓力下充型、凝固，從而使零件具有好的表面及內部質量。半固態鑄造是一種生產結構復雜、近凈成形、高品質鑄件的材料半固態加工技術。半固態鑄造鋁合金零件在汽車上的應用其區別于壓力鑄造和鍛壓的主要特征是：材料處于半固態時在較高壓力（約200MPa）下充型和凝固。材料在壓力作用下凝固可形成細小的球狀晶粒組織。

3.2.2快速原型制造技術

隨著全球化及市場的激烈競爭，加快產品開發速度已成為競爭的重要手段之一。制造業要滿足日益變化的用戶需求，制造技術必須具有較強的靈活性，能夠以小批量甚至單批量生產迎合市場。快速原型制造技術以離散和堆積原理為基礎和特征，將零件的電子模型按一定方式離散成為可加工離散面、離散線和離散點，然后采用多種手段將這些離散的面、線和點堆積形成零件的整體形狀。有人因該技術高度的柔性而稱之為“自由成形制造”。近年來快速原型制造已發展為快速模具制造及快速制造，這些技術能大大縮短產品的設計開發周期，解決單件或小批零件的制造問題。

3.3新一代產品制造設計的研究

未來智能制造公司需要一系列核心智能，以便在集成設計、制造和商業服務系統內進行智能商務運作。這一系列的智能核心即可預測性、可生產性和廉價性、污染防治、產品與工藝性能。

研究這些特點已使集成設計、制造和服務成為一個具有競爭力的系統學科。如果將這種集成工程系統理解成為一種科學，就可以將其歸為已經成熟的分析方法，然后就可以確定基本參數及如何測量它們，從而可以預測期行為。下面是在材料加工和新一代產品制造設計中將建模與仿真用作智能核心的基本要點：

1.數字產品和工藝建模的可預測性

隨著具有競爭力的縮減產品發展與實現周期的蓬勃發展，在產品與工藝合成中的所有決策需要精度的建模與仿真工藝，以使物理基礎的或行為基礎的設計屬性生效。在動力學、熱力學、理學、材料和行為系統中有效運用建模工具是未來數字制造的先決條件。這些模型和知識要在網絡和協作環境下共享，最新的SGI（美國圖形工作站生產廠商）工作站可以在數分鐘至數小時內解決極為復雜的工程問題。制造商可以使用高度工程化的仿真模型來幫助供貨商改變模型設計和運送近于零缺陷的鑄件給消費者，這樣會盡量減少返工和缺陷。2.材料的可生產性和廉價性

廉價的制造材料對制造業特別是航空業一直是一個挑戰。隨著對環境和性能的規范和限制越來越多，各公司正在尋找更好的超級合金高溫材料和類似網狀的工藝技術，以降低原材料和制造運作過程的成本。現在，研究機構中的多數研究工具和工藝模型對公司在制造過程中預測并驗證材料屬性是遠遠不夠的。我們必須將著眼點從尺寸精確性擴展到材料性能，以便獲得對工藝、機器和零件的品質的全面了解。這將引導我們開創集材料、制造、物理和計算學等交叉學科的研究工作，以推進我們對制造學的了解。

3.綠色生產和工藝的污染防治

我們需要新的規范使傳感器和工藝控制這種技術更好的整合，以便更少的發展和安裝成本提供更高的能源效率并降低污染。綠色制造系統應改進以使工廠監控工藝參數，并直接、精確和快速的獲得真實的工藝信息。另外，需要可代替的化學基礎的涂層技術來影響化學自由制造工藝，還需要新型的傳感器通過化學手段監控和控制腐蝕環境。正在出現的技術，諸如微電子機械基礎的工藝傳感器和無線電通信，需要發展和工程化以滿足這些挑戰性的需求。

4.產品與工藝性能的先進維護技術

服務和維護對于保持產品和工藝的質量及客戶的滿意度是非常重要的。確定系統失效原因的難點歸結為幾種因素，包括系統復雜性、不確定性和缺乏足夠的糾錯工具。當前，許多組織工業正實行的服務和維護就是基于響應的方法。組織我們解決這些問題的基本原因是對制造機器和設備每天的情況了解不足。我們只是不知道如何定量預測零件和機器的性能退化。我們缺乏有效地預測模型和工具，它們可以告訴我們給定工藝參數的具體值時會有什么情況發生。我們要進行研究，以了解產品和機器故障生產的原因，開發智能和可重復配置這些目標，需要智能軟件和網絡設備來提供預先維護能力，諸如性能退化測量、故障修復、自維護和遠程診斷。這些特點允許制造和加工工業能發展預先維護策略，以保證產品和工藝性能，并最終消除不必要的系統癱瘓。

第4章 綠色再制造與材料成形加工的可持

續發展

在當今全球經濟發展的同時，對自然資源的任意開發利用帶來了全球的生態破壞、資源短缺、環境污染等重大問題。其中，機電產品制造業是最大的資源使用者，也是最大的環境污染資源之一。通過研究再制造工程理論和技術，可以為廢舊產品的科學利用提供依據，指導規范當前的再制造市場。

再制造工程是以產品全壽命周期設計和管理為指導，以優質、高效、節能、環保為目標，以先進技術和產業化市場為手段，來恢復或改造廢舊產品的一系列技術措施或工程活動的總稱。通過再制造的研究，可形成閉環的產品物質及信息流系統，實現由產品的開環處理和材料資源的閉環回收，發展到產品閉環使用的高級階段，實現高級資源物質流的最優化循環。

4.1再制造過程的設計基礎

針對失效的產品進行再制造，首先要對其進行再制造設計，再制造的設計基礎包括產品的失效機理及壽命預測、再制造性的評價等內容。

4.1.1產品失效機理及壽命預測

產品服役的環境行為及失效機理研究是實施再制造工程重要的基礎理論依據。從宏觀和微觀上研究零部件在復雜的環境中失效的機理和損傷的規律。主要研究復雜環境中多因素非線性耦合作用下的零部件失效機理，包括腐蝕介質與力學因素聯合作用下的零件損傷機理，溫度場與應力場耦合作用下的零部件損傷行為，多軸載荷作用下零部件的疲勞破壞行為，以及汽液固多相流環境中零部件的腐蝕、沖蝕、穴蝕交互損傷規律。

產品壽命預測與剩余壽命評估方法建立在零部件失效分析的基礎上，應用力學理論建立失效行為的數學模型，并與加速試驗結果相結合，以建立產品壽命的預測評估系統，評估新品、再制造產品的壽命及產品的剩余壽命。

4.1.2產品再制造性的評價

廢舊產品的再制造性是決定其能否進行再制造的前提，是再制造基礎理論研究中的首要問題。再制造性是指將技術、經濟和環境等因素綜合分析后，廢舊產品所具有的通過維修或改造后恢復或超過原產品性能的能力。

4.2再制造材料成形加工關鍵技術

廢舊產品經過再制造論證后，要實施再制造必須依賴于先進的材料成形加工技術。

4.2.1復合表面工程技術

零件的失效多起源于表面，因此表面工程技術是再制造過程中的核心技術。表面過程，是經表面預處理后，通過表面涂覆、表面改性或多種表面工程技術復合處理，改變固體金屬表面或非金屬表面的形態、化學成分、組織結構和應力狀態等，已獲得所需要表面性能的系統工程。表面工程是由多個學科交叉、綜合而發展起來的新興學科，它以“表面”為研究核心，在有關學科理論的基礎上，根據零件表面的失效機制，以應用各種表面工程技術及其復合為特色，逐步形成了與其他學科密切相關的表面工程基礎理論。表面工程的最大優勢是能夠以多種方法制備出優于本體材料性能的表面功能薄層，賦予零件耐高溫、防腐蝕、耐磨損、抗疲勞、防輻射等性能。表面工程的基本特征是綜合、交叉、復合、優化。復合表面工程是先進表面工程的重要基礎內容。復合表面工程主要包括多種表面技術的復合和多種表面材料的復合兩種形式。國外稱之為第二代表面工程新技術。

1.多種表面技術的復合

多種表面技術的復合能夠形成新的涂層體系，并建立表面工程新領域。單一的表面技術由于其固有的局限性，往往不能滿足日益苛刻的工況條件的要求。綜合運用多種表面技術的復合可以通過最佳協同效應獲得了“1+1>2”的效果，解決了一系列高新技術發展中特殊的工程技術難題。

多種表面技術的復合主要研究內容包括：

⑴ 研究可產生協同效應的多種技術之間的復合和設計；表面復合涂層在惡劣工況下表面或界面之間的協同效應機理。

⑵ 研究表征功能梯度材料（FGM）性能與組成的梯度變化，應用計算機逆向設計對FGM覆層的組成和結構進行優化；開發熱噴涂、電刷鍍、氣相沉積等工藝制備FGM覆層的技術；研究金屬、金屬間化合物、陶瓷等FGM涂層性能。

⑶ 應用物理氣相沉積、化學氣相沉積和高能束輔助沉積在再制造毛坯上形成超硬膜。研究真空膜層成膜界面行為與膜層性能關系；形核及生長動力學；在晶格錯配度較大條件基體強度與超硬膜結合強度的關系；復合膜組元之間的交互作用。

2.多種表面材料的復合

多種表面材料形成的復合涂層不但具有單一結構涂層所具有的性能，還因復合材料的不同而獲得特殊性能或具有多功能的性能涂層，復合涂層的研究和應用日益增多。由各種材料復合獲得的復合涂層種類主要有：金屬基陶瓷復合涂層、陶瓷復合涂層、梯度功能復合涂層等。

4.2.2納米表面工程技術

納米表面工程是以納米材料和其他低維非平衡材料為基礎，通過特定的加工技術或手段，對固體表面進行強化、改性、超精細加工或賦予表面新功能的系統工程。納米涂層及納米表面自修復材料和技術是以納米材料為基礎，通過特定的工藝手段，對固體的表面進行強化、改性，或者賦予表面新功能，或者對損傷的表面進行自修復。例如：

⑴ 納米顆粒復合電鍍刷技術 ⑵ 納米顆粒復合原位動態自修復技術 ⑶ 納米材料熱噴涂技術 ⑷ 金屬表面納米晶化技術

納米表面工程的主要技術基礎包括：

① 納米涂層的制備技術的基礎研究，特別是研究納米材料在介質中的分散和穩定等關鍵工藝；納米涂層的高強度、高韌性及其他特殊優異性能；納米涂層對熱疲勞及高溫磨損等苛刻條件下的微裂紋萌生、擴展和損傷抑制機理；納米涂層抗氧化性和熱穩定性的機理等。

② 研究非晶復合納米晶涂層形成的機理與影響因素，包括材料表面納米結構和非晶納米晶復合涂層結構和體相的物理化學現象；涂層顯微組織的形成與演化規律、缺陷與熱應力的形成機理、界面結合情況等。研究非平衡條件下低維材料的結構與行為以及宏觀與微觀的一體化，包括“尺度問題”和“表面、界面問題”，為開發納米電刷鍍技術、納米熱噴涂技術、納米氣相沉積等及其復合技術提供技術基礎。

③ 納米原位動態減摩自修復技術的基礎研究。在不停機、不解體的狀況下，應用摩擦化學理論，利用納米顆粒的特性在摩擦微損傷表面原位動態形成自修復膜層的方法及材料。研究內容包括：納米結構的潤滑膜、自修復薄膜等的生長機理和服役特性；納米潤滑添加劑對摩擦表面的強化和對初期磨損表面的原位動態自修復等機制；納米添加劑的組成、形態、結構、反映活性等與損傷動態自修復功能的關系規律，開發與摩擦表面結合良好、具有優良抗磨損和承載能力的納米磨損動態自修復技術及摩擦表面原位強化技術。

4.2.3特殊環境下的應急再制造技術

我國有大量的設備服役在苛刻的環境條件下，如在野外環境下石油、天然氣設備；水電、公路鐵路施工設備等；在嚴重快速磨損的高原沙漠地區，在高溫、高濕、高煙霧海洋環境下的嚴重腐蝕或磨損等。特殊環境下的裝備應急再制造關鍵技術以恢復服役性能為重點，對再制造的時間、空間、標準、技術條件等有特殊要求，具有現場性、應急性、易噪性等特點。研究內容主要包括：

1.應急快速維修技術

高科技條件下的局部戰爭及生產線協同運行等作業方式縮短了損傷裝備修理的時間和空間，因此應急快速維修的地位和作用也變得更為重要。采用先進技術快速修復損傷的裝備，使其迅速恢復戰斗力和生產力，是高科技條件下的作戰與生產對應急維修技術的要求，也是裝備再制造的重要研究方向。主要技術基礎：

⑴ 研究軍用裝備的戰傷特點及裝備突發故障規律，建立應急維修技術專家系統。

⑵ 開發適應于高低溫、高負荷、強輻射等苛刻條件下使用的耐磨、防腐化學粘涂材料（復合型膠粘劑、納米膠粘劑、特種功能膠粘劑）；研究粘結粘涂層的衰變性能；研究快速固化機理和技術，如紫外線固化、微波固化技術等；重點開發適用于戰傷及突發損傷的粘接、冷焊、扣合、堵漏等應急快速搶修技術。

⑶ 研究提高部隊作戰和野外施工作業應急機動保障能力的關鍵技術，開發通用化、小型化、標準化、智能化、數字化的靠前搶修配套工具和儀器，開發多種現場搶修車及方艙等。

2.再制造毛坯快速成形技術

再制造毛坯快速成形技術，是利用原有廢舊的零件作為再制造零件毛坯原料，根據離散和堆積成形原理，利用CAD零件模型所確定的幾何信息，采用積分原理和先進熔覆技術進行金屬的熔融堆積，快速成形。主要技術基礎：

⑴ 建立產品結構、零部件及表面涂層體系的再制造計算機輔助工程系統（RCAE），研究零件受損檢測和幾何特征定位，開發再制造毛坯表面三維幾何參量測試及再制造建模系統。

⑵ 研究適宜快速成形的高熔點材料，解決金屬直接快速成形的致密性、成形材料與基體的結合強度、成形材料間的內聚強度等問題。

結 論

本文指出我國制造業的基礎共性技術領域材料成形加工技術與科學的發展方向，以推動該領域的發展和進步。

新一代制造工藝及裝備、建模與仿真及快速產品與工藝開發系統是面向現代的三項關鍵先進制造技術。輕量化、精確化、高效化將是新一代成形加工技術的重要發展方向，材料成形加工向更輕、更薄、更精、更強、更韌、質量高、周期短及成本低的方向發展。

在新一代成形加工技術與材料成形加工的發展中不斷面臨的環保、資源、市場競爭等問題上，綠色再制造又成為了成形加工技術的進一步發展趨勢。綠色再制造材料成形加工關鍵技術基礎的研究目標和內容涉及材料學科和機械學科的前沿，符合廢品資源化和我國可持續發展戰略的原則和內容，其中許多技術基礎的研究內容優又是根據我國廢舊產品再制造的需求提出的，具有較強的學科創新性、前瞻性以及廣闊的應用與發展前景。

參考文獻

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周堯和.21世紀需要綠色集約化鑄造，1998

成都理工大學

材料成型與加工技術

姓名：陳康

學號：2015050207 專業：機械工程及其自動化

院系：核技術與自動化學院

2016年1月5日

第五篇：精密與特種加工技術課后習題解答

精密與特種加工技術復習資料

第一章

1.精密與特種加工技術在機械制造領域的作用與地位如何？ 答：目前，精密和特種加工技術已經成為機械制造領域不可缺少的重要手段，在難切削材料、復雜型面、精細零件、低剛度零件、模具加工、快速原形制造以及大規模集成電路等領域發揮著越來越重要的作用，尤其在國防工業、尖端技術、微電子工業方面作用尤為明顯。由于精密與特種加工技術的特點以及逐漸被廣泛應用，已引起了機械制造領域內的許多變革，已經成為先進制造技術的重要組成部分，是在國際競爭中取得成功的關鍵技術。精密與特種加工技術水平是一個國家制造工業水平的重要標志之一。

2.精密與特種加工技術的逐漸廣泛應用引起的機械制造領域的那些變革？

答：⑴ 提高了材料的可加工性。

⑵ 改變了零件的典型工藝路線。

⑶ 大大縮短新產品試制周期。

⑷ 對產品零件的結構設計產生很大的影響。

⑸ 對傳統的結構工藝性好與壞的衡量標準產生重要影響。

3.特種加工工藝與常規加工工藝之間有何關系？應該改如何正確處理特種加工與常規加工之間的關系？

答：常規工藝是在切削、磨削、研磨等技術進步中形成和發展起來的行之有效的實用工藝，而且今后也始終是主流工藝。但是隨著難加工的新材料、復雜表面和有特殊要求的零件越來越多，常規傳統工藝必然難以適應。所以可以認為特種加工工藝是常規加工工藝的補充和發展，特種加工工藝可以在特定的條件下取代一部分常規加工工藝，但不可能取代和排斥主流的常規加工工藝。

4.特種加工對材料的可加工性以及產品的結構工藝性有何影響？舉例說明.工件材料的可加工性不再與其硬度，強度，韌性，脆性，等有直接的關系，對于電火花，線切割等加工技術而言，淬火鋼比未淬火鋼更容易加工。

對傳統的結構工藝性好與壞的衡量標準產生重要影響，以往普遍認為方孔，小孔，彎孔，窄縫等是工藝性差的典型，但對于電火花穿孔加工，電火花線切割加工來說，加工方孔和加工圓孔的難以程度是一樣的，相反現在有時為了避免淬火產生開裂，變形等缺陷，故意把鉆孔開槽，等工藝安排在淬火處理之后，使工藝路線安排更為靈活。

第二章

1.簡述超精密加工的方法，難點和實現條件? 答：超微量去除技術是實現超精密加工的關鍵，其難度比常規的大尺寸去除加工技術大的多，因為：工具和工件表面微觀的彈性變形和塑性變形是隨即的。精度難以控制，工藝系統的剛度和熱變形對加工精度有很大的影響，去除層越薄，被加工便面所受的切應力越大，材料就越不易去除。超精密加工按加工方法不同可以分為切削加工，磨料加工，特種加工和復合加工四類。

2.超精密加工對刀具材料有那些要求？

1.極高的硬度，極高的耐磨性，和極高的彈性模量，以保證刀具有很高的尺寸耐用度。2.刃口能磨得極其鋒銳，即刃口半徑ρ值很小，以實現超薄切削。3.刀刃無缺陷，切削是將刃形變制在被加工表面上，從而鑄得超光滑的鏡面。4.與工件材料的抗粘結合性很好。化學親和性很小，摩擦因數低，以得到極好的加工表面完整性。3.單晶金剛石有哪些個主要晶面？

立方晶系的金剛石《單晶金剛石》主要有三個主要晶面，：即100.111.110晶面

4試述金剛石晶體的各向異性和不同晶面研磨時的好磨難磨方向。

金剛石具有很高的硬度。較高的導熱系數，與有色金屬間的摩擦因數低，開始氧化的溫度較高等特性。這些都有利于超精密加工的進行，而且單晶金剛石可以研磨達到極鋒利的刃口，沒有其他材料可以磨到這樣鋒銳，并且能長期切削而磨損很小，因此金剛石是理想的不能替代的超精密切削的刀具材料。《110晶面的磨削率最高，最易磨損，100晶面的磨削次之.111的磨削率最低，最不易磨損。

5試述金剛石晶體的激光定向原理和方法？

金剛石晶體的激光定向是利用金剛石在不同結晶方向上，因此晶體的結構不同，而對激光反射形成不同的衍射圖像進行的激光晶體方向的原理，由氦氖激光管產生的激光束通過屏幕上的小孔射到金剛石表面，若被激光照射的金剛石使被測晶面與激光束相垂直時，激光被反射的圖形即可知道被激光照射的晶面為何種晶面。

6.金剛石車刀的刀頭形式有哪幾種？各自有何特點？ 刀頭形式：金剛石刀具刀頭一般采用在主切削刃和副切削刃直接加工渡刃----修光刃的形式，修光刃有小圓弧修光刃，直線修光刃和圓弧修光刃之分。7.典型的超精密機床有那些？

典型的超精密機床有~1.大型光學金剛石車床—LODTM。FG-OO超精密機床《德》。OAGM500大型超精密機床《英》4.AHNTO型高效專用車削，磨削超精密機床。

8.精密主軸不見有那幾種形式？說明各自的優缺點。空氣靜壓軸承具有很高的回轉精度，在高速轉動時溫升很小，基本達到恒溫狀態，因此造成的熱變形誤差很小，缺點：空氣軸承剛度低，承受載荷很小，由于超精密加工的切削力很小，所以空氣軸承可以滿足相關要求。

液體靜壓軸承的油溫隨著轉速的升高而升高，溫度升高將造成熱變形，影響主軸精度。靜壓回油時將空氣帶入油源。形成微小氣泡懸浮在油中，不易排除，因而降低了液體靜壓軸承的剛度和動特性。優點：回轉精度高《0.1微米》剛度較高，轉動平穩，無震動的特點。

9.超精密機床有哪幾種總體布局形式？各自有何特點？ 1.雙半球空氣軸承主軸，優點：球面具有自動調心，因此可以提高前后軸承的同心度，回轉精度，缺點：電動機的轉子直接與主軸剛性連接。所以電動機轉子的回轉精度將對主軸的回轉精度產生影響。

2徑向-推力空氣靜壓軸承主軸：1.可以提高前后軸承的同心度，從而保證主軸的回轉精度，即使軸承發生少量旋轉，也不會因和軸承咬住而損壞主軸。缺點：這種主軸要求所用的多孔石墨組織均勻，各處透氣率相同，同時制造難度大。3.球形-徑向空氣軸承主軸：同上，自動調心，保證同心度，回轉精度。缺點：主軸的剛度和承載能力不高，4.立式--空氣軸承主軸，主要用于大型超精密車床，以保證加工系統具有較高的剛度且便于裝夾，其圓弧面的徑向軸承起自動調心，提高精度作用。

10.簡述超精密機床導軌的結構形式，并說明各自的優缺點。1.液體靜壓導軌，優點：剛度高，承載能力大，直線運動精度高，且無爬行，運動平穩。缺點：導軌運動速度低。2.空氣靜壓導軌和氣浮導軌，優點：它可以達到很高的直線運動精度，運動平穩，無爬行，且摩擦因數接近于0，不發熱。

11.簡述摩擦驅動的工作原理。

摩擦驅動裝置原理：倆個摩擦輪均由靜壓軸承支承，可以無摩擦運動，上摩擦輪由彈簧壓板在驅動桿上，當彈簧壓板壓力足夠時，摩擦輪和驅動桿之間無相對滑動，直流電動機驅動下摩擦輪，靠摩擦力帶動驅動桿做非常平穩的直線運動。12.精密加工對微進給裝置的性能有何要求？

1.精微進給和粗進給分開，以提高微位移的精度，分辨率和穩定性。2.運動部分必須是低摩擦和高穩定度以實現很高的重復精度，3.末級傳動元件必須有很高的剛度，即夾持金剛石刀具必須是高剛度的。4.內部連接必須可靠，盡量采用整體結構或剛性連接，否則微量進給機構，很難實現很高的重復精度5.工藝性好，容易制造，6.具有好的動特性，即既有高的頻響。7.能實現微進給的自動控制。

第三章

1.精密和超精密磨料加工分為哪倆大類？各自有何特點 固結磨料加工：具有表面精度保持性好，研磨效率高的優點。2.游離磨料加工：優點是拋光面加工變質層和表面粗糙度值都很小，缺點：不易保持平面度。

2.試述精密磨削機理。

微刃的微切削作用：應用較小的修整導程和休整深度對砂輪實施精細休整，其效果等同于砂輪磨粒的粒度變細。2.微刃的等高切削作用3.微刃的滑擠，摩擦，拋光作用

3.分析超硬磨料砂輪修正方法的機理和特點。超硬磨料砂輪磨削主要指用金剛石砂輪和立方氮化硼砂輪加工硬質合金，陶瓷，剝離，半導體材料及石材等高硬度，高脆性材料。

特點：1.磨削能力強，耐磨性好，耐用度高，易于控制加工及實現自動化2.磨削力小。，溫度低，加工質量好，不燒傷，裂紋和組織變化3.磨削率高，4.加工成本低

5.試述超精密磨削的磨削機理。

超精密磨削機理，理想磨削軌跡是從接觸點開始至接觸終點結束，但由于磨削系統存在一定的彈性，實際磨削軌跡與理想磨削軌跡發生偏離。

6.試述精密研磨與拋光的機理。

研磨加工機理：精密研磨屬于游離磨粒切削加工是在剛性研具上注入磨料在一定壓力下，通過研具與工件的相對運動，借助磨粒的微切削作用，除去微量的工件材料，以達到高級幾何精度和優良表面粗糙度2.拋光是指用低速旋轉的軟質彈性或粘彈性材料拋光盤，或高速旋轉的低彈性材料。拋光盤加拋光劑具有一定研磨性質的獲得光滑表面的加工方法。

7.影響精密研磨拋光的主要工藝因素有哪些？

研磨方法：加工方式，運動，驅動方式。2.研具的材料，形狀，表面狀態。3.磨粒的種類，材質，形狀，粒徑4.加工液的水質，油質5加工參數的研磨速度，壓力，時間，6.環境，溫度，塵埃

8.試述各種非接觸拋光的加工原理。

彈性發射加工：通過微粒子沖擊工件，以原子級的加工單位去除工件材料，從而無損傷的技工表面2.浮動拋光：拋光液覆蓋在整個拋光盤表面上，拋光盤及工件高速回轉時，在二者之間的拋光液主動壓流體狀態，形成一層液膜，從而使工件在浮起狀態下進行拋光3.動壓浮離拋光：保持環中的工件浮離圓盤表面，由浮動間隙中的粉末顆粒對工件進行拋光4.非接觸化學拋光：通過向拋光盤面供給化學拋光液，使其與被加工面做相對滑動，用拋光盤面來夾持被加工件面上產生的化學反應生成物。

第四章

1.電火花加工時，間隙液體介質的擊穿機理？

通常所用的工作介質是煤油，水，皂化油水溶液及多種介質合成的專用工作液，用分光度計觀察電火花加工過程中放電現象，顯示放電時產生氧氣，氫氣泡的電離膨脹導致了間隙介質的擊穿

2.電火花加工的基本要求？

材料的可加工性主要取決與材料的熱學特性，如熔點，沸點，比熱容，導熱系數等。幾乎與其力學性能《硬度，強度》無關。

3.電火花加工機床的自動進給系統與傳統加工機床的自動進給系統有什么不同？為什么會引起這種不同？

電火花加工時，放電間隙很小，電蝕量放電間隙在瞬間都不是長值而在一定范圍內隨即變化，人工進給或恒速的“機動”進給很難滿足要求，必須采用自動進給和調節裝置。自動進給調節系統的作用是維持某一穩定的放電間隙。保證電火花加工正常而穩定的進行獲得較好的加工效果。

4分析伺服參考電壓對加工穩定性的影響。

脈沖電源又稱為脈沖發生器，起作用是把220V或380V的50HZ工頻交流電轉換成一定形式的單向脈沖電流，供給電極放電間隙，產生火花所需要的能量來蝕除金屬。

5.功率VDMOS開關式脈沖電源的特點。

VDMOS技術的發展，是高頻大功率開關技術日趨成熟，為提高大功率MOS管功率晶體管脈沖電源的開關沖擊性能，采用多管分組的方法來提高輸出功率。

6.極間能量分配分析。

電源向放電通道釋放的能量分配在陽極，陰極和放電通道上，能量分配系數的大小主要取決與被加工材料的特性，通過前面分析可知，電極主要通過高速運動粒子的轟擊，光輻射，熱輻射，三種形式得到能量，在一定的條件下，光輻射與熱輻射起決定性的作用，電極表面局部得到高能，就能發生了融化，氣化的相變過程，電極表面出現了微觀相變區。

7．電火花加工時，油杯的作用？ 工作液循環過濾

第五章

1.電火花線切割加工的工藝和機理與電火花成形加工有那些相同點和不同點？

電火花線切割加工與電火花成形加工的基本原理一樣都是基于電極間脈沖放電時電火花腐蝕原理，實現零部件的加工，所不同的是電火花切割加工不需要制造復雜的成形電極，而是利用移動的金屬絲《鋼絲，銅絲》作為工具電極，工件接照預定的軌跡運動，切割出所需的各種尺寸和形狀?！痘驹怼?/p>

1不需要制造復雜的成形電極。方便快捷的加工薄壁，宅槽，異型孔等復雜結構零件3.一般采用精準規一次加工成形，在加工過程中大都不需要轉換加工規準。4.由于采用移動的電極絲進行加工，單位長度損耗較小，從而對加工精度影響較小。5.工作液多采用水基乳化液，很少使用煤油，不易引燃起火。容易實現安全，無人操作，6，沒有穩定的拉弧放電狀態。7.脈沖電源的加工電流較小，脈沖寬度較窄，屬于中，精加工范疇。采用正極性加工方式。

2.線切割加工的生產率和脈沖電源的功率。輸出電流大小等有關。用什么方法，標準來衡量和判斷脈沖電源加工性能的好壞，《絕對性能和相對性能》？

受電極絲直徑的限制《一般在0.08-0.025mm》脈沖電源的脈沖峰值電流不能太大，與此相反，由于工件具有一定厚度，欲維持穩定加工，放電峰值電流，又不能太小，否則加工將不穩定或者根本不能加工，放電峰值，電流一般在5-25A范圍，為獲得較高的加工精度系數小的表面粗糙度值，應控制單個脈沖能量，盡量減小脈沖寬度，一般在0.5-64ps，所以，總采用正極性加工方式。

3.電火花線切割加工的主要工藝指標及其影響因素。加工對象：使用與各種形式的沖裁模及擠壓模，粉末合金模，塑壓模，等帶錐度的模具2.高硬度材料零件3.特殊形狀零件 4.加工電火花形成加工用的銅，鋼鎢，銀鎢合金等材料電極。

4試論述線切割加工的主要工藝指標及其影響因素。切割速度，加工表面粗糙度，加工精度，電參數，對線切割加工工藝指標的影響最為主要，放電脈沖寬度增加，脈沖間隔減小脈沖電壓幅值增加《電壓增加》峰值電流增大《功效管增多》都會提高切割加工速度。但加工表面粗糙度和精度則會下降，反之則可改善加工精度和粗糙度。

第六章

1.電化學加工從加工原理上共分為多少類？從原理，機理上來分析，電化學加工有無可能發展成為原子級的加工技術？ 利用陽極金屬的溶解作用去除材料2.利用陰極金屬的沉積作用進行鍍覆加工3.電化學加工與其他加工方法結合完成的電化學復合加工

由于加工精度一般不如電火花加工，一般不舍和與單間和小批量生產。

不能發展成為原子級加工技術。

2.點解加工中的陽極和陰極與蓄電池中的正，負極有何區別？二者的電流方向相同么？

以工件為陽極《接直流電源正極》，工具為陰極《接直流電源負極》

3.請分析陽極鈍化現象在點解加工中及在電化學機械加工中的優缺點，電化學機械加工與純電化學加工及純機械加工各有什么優缺點？

在點解加工中，鈍化膜缺點是阻止陽極溶解，優點是當側面間隙大到一定程度后就基本保持不變，孔壁的錐度小，成形精度高。

復合加工同上。

電解加工的特點：1.能以簡單的直線進給運動一次加工出復雜的型面和型腔。2.可以加工高硬度，高強度和高韌性等難以切削加工的金屬材料3，加工過程中無切削力和切削熱，工件不產生內應力和變形。適合加工易變形和薄壁零件。4.加工后的兩件無毛刺和殘余應力5.與其他加工方法相比生產率較高6.加工過程中工具電極不損耗。

缺點：1.加工精度不如電火花與超聲波加工2.加工復雜型腔時，費用較高3.占地面積大，附屬設備多，投資大。4.電解溶液的處理和回收有難度，有污染。

電化學機械復合加工優點：加工范圍廣，生產率高，2，加工精度和表面質量優良3.機械磨具磨損小，4.控制條件好，通過控制點參量實現自動控制5.成本低6對機床精度要求低，腐蝕性小。

缺點：電化學機械復合加工需要增加一套電化學加工系統。如直流電源，循環裝置等，另外，機床采取一定的防腐防銹措施。

第七章

1.試述激光加工中材料蝕除的微觀物理過程。

1.材料對激光的吸收和能量轉換。首先產生的是某些質點的過量能量然后碰撞產生熱。2.材料的加熱熔化，汽化，吸收激光能后，并轉化為熱能后，其溫度升高，材料先氣化然后才熔化蝕除。3.蝕除產物的拋出，由于瞬時急劇熔化，壓力迅速增加，并產生爆炸沖擊波，使金屬蝕除物拋出。

2.激光與普通光相比有何特點？為什么激光可直接用于材料的蝕除加工，而普通光則不能？

激光除具有普通光的共性，還具有單色性好，相干性好，和能量密度高等特性。

擁有其他光源的光所難以達到的極高的單色性，光線的發散度小，相干性是區別激光和普通光源的重要特性

3.簡述影響激光打孔質量的因數，并舉例說明采用什么措施可以提高激光打孔的工藝質量？ 1.激光打孔工藝規律：若激光照射能量大，照射時間長，工件表面所獲得的能量多，則所加工的孔大而深。但時間過長，不僅損耗大，加工面積變大，使得能量密度降低，精度降低。2.聚焦與發散角：發散角小的激光束，經短焦距聚焦后可以獲得較高的功率，穿透力大，不僅深而且錐度小，要設法減小激光的發散角，并盡可能采用短焦距加工。但短焦距不適合加工深孔。

3.焦點的位置：當焦點的位置何地時，通過工件表面的光斑面積很大，若提高焦點位置，由于光斑直徑變小，能量密度增加，孔的深度得到加深。

4.光斑內能量的分布：激光束經聚焦后光斑內各部分的光強是不同的，若光強以焦點中心對稱分布。稱為基模光束。這時光強最大，打出的孔是圓形的。

5.激光照射次數：激光束照射一次，加工深度大約為孔徑的五倍左右，但如多次加工后，加工可以大大增加《比例接近20：1》但多次加工后加工量將逐漸減小。

6.工件材料。工件的熱學物理常數對加工有有影響。如熔點沸點，導熱系數高的難以加工，另工件表面粗糙度值越小，其吸收率就越低，加工出的深度狀態明顯。

4.激光切割，激光焊接和激光處理的原理有何不同？ 激光切割：是利用經焦距的高功率激光照射工件，在超過閥值高功率的前提下，由此引起材料熔化和汽化，形成孔洞，光束移動僅可行切縫。

焊接過程屬于傳導焊接。即激光輻照加工工件表面，產生的熱量通過熱傳導向內部傳遞，通過控制在工件上形成一定深度的熔池，而表面又無明顯的氣化。

激光相變硬化的原理：激光相變硬化是利用激光束作熱源照射待強化的工件表面，使工件表層材料產生相變或熔化，隨著激光束離開工件表面，工件表面的熱量迅速向內部傳遞，形成極高冷卻速度，使表面硬化，從而提高工件表面的耐磨性，腐蝕性，疲勞強度。

5.常用的激光器有那些？各有何特點？并說明其各自的應用范圍。

紅寶石激光器：機械強度大，能夠承受高功率密度，壽命長，大能量單模輸出。主要用于激光打孔。

摻釹釔鋁石榴晶體激光器：量子效率高，輻射截面大，良好的熱穩定性，熱導率高，熱膨脹系數小，用于打孔，焊接，熱處理，打標記，書寫，動平衡。

釹玻璃激光器：高功率激光，制造的零件工作物質形狀，尺寸有較大的自由度。

氦-氖激光器：頻率穩定性好，壽命長，價格低。適用于全息照相，準直測量和激光干涉測量。

第八章

1.超聲波加工設備的進給系統有何特點？超聲波加工時，工具系統的振動有何特點？

超聲波的機械振動經變幅桿放大后傳遞給工具，使磨料和工作液以一定的能量沖擊工件，加工出需要的尺寸和形狀。超聲波加工時并不是整個變幅桿和工具都在作上下高頻振動和低頻或工頻振動的概念完全不一樣。超聲波在金屬棒內主要以縱波形式傳播，引起桿內各點沿波的前進方向，一般接正弦規律在原地作往復振動，并以聲速傳導到工具端面，使工具端面作超聲波振動

2為什么超聲波加工技術特別適合于加工硬脆材料？ 空化作用：是指當工具端面以很大的加速度離開工具表面時，加工間隙內形成負壓和局部真空，在工作液體內形成很多微空腔。促使工作液鉆入被加工工作表面材料的微裂紋處，當工具端面以很大加速度接近工件表面時，空腔閉合引起極強沖擊波，加速了磨料對表面的破碎作用。

綜上所述：超聲波加工是磨料在超聲振動作用下的機械撞擊和拋磨作用，其中磨粒撞擊作用是主要的，由此不難理解，超聲波加工特別適合加工硬脆材料。3試舉例說明超聲波在工業，農業或其他行業中的應用情況。1.超聲波加工型腔，型孔，具有精度高表面質量好的優點.2.切割脆硬的半導體材料3.超聲波就清洗，精密零件中的細小孔，窄縫夾縫中的臟物。4超聲波焊接，電子電器元件和集成電路的接引線，包裝線。5.超聲波鍍錫，掛銀及涂覆熔化的金屬薄層。

第九章

1.何謂電子束加工？試說明電子束加工的分類，特點及應用范圍。

電子束加工是在真空條件下，利用聚焦后能量密度極高的電子束，以極高的速度沖擊到工件表面的極小面積上，在極短的時間內，其能量的大部分轉變為熱能，使被沖擊部分的工件材料達到幾千攝氏度以上的高溫，從而引起材料的局部熔化和氣化，從而加工目的。

電子束加工分為電子束熱加工和電子束非熱加工，特點：1.加工面積小2.電子束能量密度高3.能量密度高，而且能量利用率可達百分之九十以上，因而生產率高4.可以通過磁場或電場對電子束的強度位置，聚焦進行控制，從而實現自動化5.由于在真空中進行，因而污染小，加工表面不氧化6.電子束加工因需要一套專用設備，所以費用昂貴。應用：1.電子束打孔，在航天，電子，化纖及制革上應用2.電子束可焊接的材料范圍廣，有利于焊接熔點更高的金屬和活潑金屬。3.電子束熱處理4.電子束曝光。

2.試述離子束加工的基本原理和應用范圍，并比較它與電子束技工的優缺點。

離子束加工是利用離子束對材料進行成形或表面改進的方法。在真空條件下，將由離子源產生的離子。經過加速，投射到材料表面，產生濺射和注入效應。它是靠微觀的機械撞擊能量束加工的。

主要應用在：利用離子撞擊和濺射效應的離子束刻蝕，離子濺射鍍膜和離子鍍，以及離子注入效應的離子注入。相比較電子束加工，便宜。

第十章

1.試述超高壓水射流切割技術的原理和特點。

超高壓水射流本身具有較高的剛性，在于工件發生碰撞時會產生極高的沖擊動壓和渦流。從微觀上看：相對于射流平均速度存在著超高速區與低速區。表面雖為圓柱形，而內部實際存在著剛性高和剛性低的部分。剛性高的宏觀上起到快速碶劈作用，而低剛度部分碶吸屑，排屑作用，倆者結合，正好像鋸刀一樣，切割材料。

超高壓水射流切割具有切縫窄，切口平整，無熱變形，無邊緣毛刺，切割速度快，效率高，加工成本低，無塵，無味，無毒，無火花，振動小，噪聲低等特點。尤其適合于惡劣的工作環境和防燥要求的危險環境工作。

2.試述純水高壓水切割與磨料高壓水切割之間的異同及應用。

純水切割噴嘴用于切割密度較小，硬度較低的非金屬軟質材料，噴嘴內孔的直徑范圍為0.08-0.5mm 磨料切割噴嘴的直徑范圍為0.5-1.65mm

3.試述往復式增壓器的工作原理。

增壓器交替往復運動，不斷輸出超高壓水，直至達到切割工藝要求的水壓，即可開始加工。

4.試述影響超高壓水射流切割速度，切割精度的因素。影響超高壓水射流切割深度的工藝因數較多，包括射流的工作介質，噴射的壓力，作用面積，切割時間，工件的材質，以及噴嘴離工件表面的距離等。

切割速度與被加工的材料性質有關，并與射流的功率或壓力成正比，與切割速度和工件厚度成反比

第十一章

1.在等離子體加工過程中，為什么可以獲得極高的能量密度？

等離子體具有極高的能量密度，其原有有以下三個方面：1.機械壓縮效應，電弧在被迫通過噴嘴噴出時，通道對電弧產生機械壓縮作用2.熱收縮效應。噴嘴的內部通入冷卻水。噴嘴內壁受到冷卻，溫度降低，靠近內壁的氣體電離度急劇下降，使電流的有效截面積縮小，電流密度大大增加3.磁收縮效應。由于電弧電流周圍磁場的作用，迫使電弧產生強烈的收縮作用，使電弧變得更細，電弧區中心的電流密度更大，使電弧更穩定。

以上三種壓縮效應的綜合作用下，等離子體的能量高度集中，電流密度，等離子體電弧的溫度都很高。

2.在擠壓洐磨技術有那些特點？舉例說明其實際應用情況。擠壓洐磨的工藝特點：1.使用范圍廣，幾乎能加工所有的金屬材料，同時也能加工陶瓷，硬塑料等2.加工效果好3.加工效率高4.加工精度高

應用與邊緣光整，倒圓角，去毛刺，拋光和少量的表面材料去除，3.說明磨料噴射加工的過程中，影響加工質量的因數主要有那些？

磨料噴射加工是利用磨料與壓縮氣體混合后經過噴嘴形成的高速束流，通過對工件的高速沖擊和拋磨作用來去除工件上多余的材料，達到加工目的。

加工的設備主要包括1.儲藏，混合和載運磨料裝置2.工作室3.粉塵集收器4.干燥氣體供應裝置。

4在磁性磨料研磨加工過程中，影響加工質量的因素主要有哪些？

1.磁場強度的影響2.加工間隙的影響3.磁極形狀的影響。

5.光刻加工技術的基本過程通常包括哪些步驟？如何提高其加工精度？

1.涂膠2。曝光3.顯影4.腐蝕5.去膠

6如何理解納米級加工的物理實質？

欲得到1nm的加工精度，加工的最小單位必然在亞微米級。由于原子間的距離為0.1-0.3nm，納米級加工實際上以及到了加工精度的極限。