制备与加工.doc

11、简述一种在钛合金表面制备生物骨材料涂层的方法答：所选涂层材料为羟基磷灰石(简称HA)，它的化学组成和结构与人体骨头、牙齿相似，易于与原骨结合。所选择的涂层制备方法为等离子喷涂，它是利用两直流电极间产生的电弧将电极间的气体电离成热等离子体（温度达3000K以上），然后利用热等离子流将羟基磷灰石粉末材料加热和加速，在熔融或接近熔融的状态下喷向钛合金基底表面并快速凝固形成涂层。（该涂层是由等离子焰熔融或部分熔融的HAP颗粒高速撞击金属基体表面，发生变形并快速凝固而形成的；HA颗粒间熔融部分由内聚力结合在一起，涂层和钛合金基体靠表面粘结力及HA颗粒熔融部分变形与粗化的金属表面形成机械嵌锁而结合。）喷涂后一般要对涂层进行热处理，以使涂层内部的残余应力得到一定消除。12、简述一种制备自洁材料的方法答：以超疏水自洁材料PVDF膜的制备为例，所选的制备方法为气相沉积法第一步：制备微米级PVDF膜：将PVDF（聚偏氟乙烯）粉体溶解于DMF（ N，N一二甲基甲酰胺）溶剂中，配制成质量分数为5的PVDF溶液，60下恒温搅拌1 h，静置脱泡30 min，涂膜，120下烘干30 min，然后在180下焙烘3 min，即得到具有微米结构的PVDF膜 ；第二步：获取反应气氛：甲基三氯硅烷溶解于甲苯溶剂中，制成体积比为11013的有机硅烷溶液，放在相对湿度为30-60的密闭容器中。（为了生成硅醇基）第三步：对已获得的PVDF膜进行等离子处理在真空度为10 Pa的条件下，采用氧等离子体处理PVDF5-15min，处理功率200 W。第四步：PVDF膜表面修饰将经等离子体处理过的PVDF膜放在已获取的反应气氛中，在气相条件下沉积处理1 h。处理后的PVDF膜依次用甲苯、乙醇和体积比为1：1的乙醇、水在常温下充分洗涤，在120下烘干10 min后，即制得超疏水PVDF膜。13、简述一种镁合金的铸造成形技术答：储存金属液体的空腔位于熔炉的外部。熔融金属从附近的熔化炉中泵入水平放置的空腔。然后金属液体在高压活塞作用下注入模腔中。 该法适用于厚壁大型铸件。这就要有更高的压力以弥补铸件的较大的收缩。具体工艺参数为：压力： 4,500 ton成型压力：300-900 bar成型零件小于： 60 kg.壁厚：1.5-2.5 mm14、简述机械合金化法制备Zr50Cu40Al10非晶合金粉末的工艺方法及参数答：机械合金化技术制备非晶合金粉末就是将金属粉末放入高能球磨机内，使其在机械球磨作用下，经反复冷焊-断裂-再冷焊的过程，并在新鲜表面发生常温固态反应，最终获得非晶粉末的过程。 第一步：将金属Zr(纯度为99%)、Cu(纯度为99.99%)和Al(纯度为99.995%)按Zr50Cu40Al10的名义成分(数据为原子分数)进行配料后，在真空感应炉中熔炼，熔炼温度为1150 。第二步：将熔炼合金通过气体雾化法制备成Zr50Cu40Al10 合金粉末，过筛后得到大于74 m(+200 目)而小于250m(60 目)的粉末。使用Pulverisette 型行星式球磨机进行对其高能球磨。按球料质量比10：1比例将粉末装入容积为500 mL 的不锈钢球磨罐中，抽真空后充入高纯氩气保护，加无水酒精作为球磨介质，球磨机转速为350r/min15、简述内氧化法制备Al2O3弥散强化铜合金的方法答：工艺过程简述为：铜铝合金粉末制备 氧导入粉末(低温氧化)热等静压(内氧化+密度化成形) 热挤压成形。工艺流程图：16、什么是铝合金表面的阳极氧化技术答：铝合金的表面阳极氧化技术就是指在铝合金表面制备耐磨的Al2O3氧化膜提高耐磨性能（包括普通阳极氧化、硬质阳极氧化和复合硬质阳极氧化）。阳极氧化时铝合金作为阳极，Al、Pb或其它金属作为阴极，通电后生如下反应：阳极： 2Al + 3H2OAl2O3+ 6H + +6e （成膜过程） Al2O3+6H+2Al3+3H2O （膜溶解过程） 阴极： 6H2O+6e3H2+6OH-形成的氧化膜的结构为靠近铝基体的阻挡层和多孔层组成，成分主要为非晶态的Al2O3。17、如何提高铝合金表面的耐磨性能答：利用铝合金的表面阳极氧化技术在铝合金表面制备耐磨的Al2O3氧化膜，并可通过以下的方法进一步强化。方案一：优化硬质阳极氧化过程中的工艺参数(1) 配制合适的电解液(2) 改用正负脉冲或者直流叠加脉冲进行阳极氧化，由于该反应为放热反应，形成的晶粒易粗化，采用上述两种方式或者是在阳极附近析出氢气（正负脉冲）或者是间歇式地给电（直流叠加脉冲），都使得表面温度降低，细化了晶粒，利于获得致密的组织和较高的硬度。(3) 通过对氧化膜在氢气氛围下的热处理获得高的表面硬度、韧性和良好的耐磨性能方案二：采用硬质阳极氧化技术(1) 在氧化膜中添加高硬度的纳米SiC颗粒，使其在摩擦过程中承担大部分载荷，从而提高氧化膜的耐磨性 (2)在氧化膜中复合PTFE固体润滑颗粒，提高膜层韧性的同时可以与摩擦副接触可形成润滑膜层，从而降低摩擦系数，起到了自润滑作用而保护了氧化膜18、如何提高铜合金表面的高温耐磨耐蚀性能答：在铜合金表面制备耐磨涂层，传统的方法有电镀、复合镀和热喷涂，目前新兴的技术是激光原位制备镍基强韧耐磨梯度涂层。其中颗粒增强相的原位生成和涂层浓度的梯度升高是该技术的核心优势。原位生成的硬质颗粒细小，稳定性好，且表面无污染，与涂层基体之间结合强度高，有利于提高涂层的硬度和耐磨性能强化相含量由内层至外层梯度升高，降低了第一层的敏感性，解决高硬度耐磨涂层韧性差，易开裂的问题论述题1、以低碳高纯净钢冶炼为目标，请利用炼钢所学知识，提出制备这种类型钢的具体工艺技术路线及方法，并图示说明工艺路线为：(1)铁水预处理(脱硫、脱硅、脱磷)在铁水中加入造渣剂氧化钙以及氧化剂脱杂 涉及到的方程式为:s+(CaO)=(CaS)+O si+ O=(SiO2) 2P+ 5O=(P2O5)(2)转炉冶炼(脱碳、脱磷)转炉冶炼的目的是进一步降低钢水中碳和磷的含量涉及到的方程式为：C+O=CO(g)CO(g)+O=CO2(g)CO2(g)+C=2 CO(g)2P+ 5O=(P2O5)(3)炉外精炼(脱碳、脱气、去除夹杂)炉外精炼就是将转炉中的钢液转移到另一个容器中在真空、惰性气体或还原性气氛下进行脱气、脱氧、去除夹杂物和成分微调等的过程。真空下碳氧反应生成一氧化碳气体，一方面起到了脱碳、脱氧的作用，另一方面在气泡上浮的过程中可以带走氢、氮等夹杂；由于精炼时体系处于真空状态，气体分压降低，减少了氢气、氮气等气体在钢液中的溶解度，起到了脱气的作用（如要达