【#第一文档网# 导语】以下是®第一文档网的小编为您整理的《材料科学导论论文》，欢迎阅读！
材料科学概论期终论文——从材料科学四要素方面谈材料的发展 摘要：对当前社会中常见的金属材料中的黄铜，无机非金属材料中的陶瓷，有机高分子材料中的聚氯乙烯，复合材料中的碳纤维复合材料和先进材料中的泡沫金属，结合本课程的理论知识，分别从材料科学的四要素方面讨论并加深对各种材料的认识。 一、金属材料：黄铜 1、化学成分 组织结构 黄铜是由铜和锌所组成的合金。如果只是由铜、锌组成的黄铜就叫作普通黄铜。如果是由二种以上的元素组成的多种合金就称为特殊黄铜。如由铅、锡、锰、镍、铅、铁、硅组成的铜合金。普通黄铜是铜锌二元合金，其含锌量变化范围较大，因此其室温组织也有很大不同。黄铜的室温组织有三种：含锌量在35%以下的黄铜，室温下的显微组织由单相的α固溶体组成，称为α黄铜；含锌量在36%～46%范围内的黄铜，室温下的显微组织由（α+β）两相组成，称为（α+β）黄铜（两相黄铜）；含锌量超过46%～50%的黄铜，室温下的显微组织仅由β相组成，称为β黄铜。 2、制备加工 α单相黄铜（从H96至H65）具有良好的塑性，能承受冷热加工，但α单相黄铜在锻造等热加工时易出现中温脆性，其具体温度范围随含Zn量不同而有所变化，一般在200～700℃之间。因此，热加工时温度应高于700℃。单相α黄铜中温脆性区产生的原因主要是在Cu-Zn合金系α相区内存在着Cu3Zn和Cu9Zn两个有序化合物，在中低温加热时发生有序转变，使合金变脆；另外，合金中存在微量的铅、铋有害杂质与铜形成低熔点共晶薄膜分布在晶界上，热加工时产生晶间破裂。实践表明，加入微量的铈可以有效地消除中温脆性。两相黄铜（从H63至H59），合金组织中除了具有塑性良好的α相外，还出现了由电子化合物CuZn为基的β固溶体。β相在高温下具有很高的塑性，而低温下的β′相（有序固溶体）性质硬脆。故（α+β）黄铜应在热态下进行锻造。含锌量大于46%～50%的β黄铜因性能硬脆，不能进行压力加工。 3、材料性能 黄铜有较强的耐磨性能。特殊黄铜又叫特种黄铜，它强度高、硬度大、耐化学腐蚀性强。还有切削加工的机械性能也较突出。由黄铜所拉成的无缝铜管，质软、耐磨性能强。黄铜无缝管可用于热交换器和冷凝器、低温管路、海底运输管。制造板料、条材、棒材、管材，铸造零件等。含铜在62%～68%，塑性强，制造耐压设备等。 二、无机非金属材料：陶瓷 1、化学成分 日用陶瓷由粘土、石英、长石、滑石等原料组成，而建筑用瓷的原料有粘土、长石、石英等电瓷一般采用粘土、长石、石英等配制，过滤陶瓷则以石英砂、河砂等原料为骨架，添加结合剂和增孔剂，化工陶瓷为粘土、焦宝石（熟料） 滑石、长石等原料组成。 2、组织结构 陶瓷材料通常由三种不同的相组成，即晶相、玻璃相和气相（气孔） 晶相是陶瓷材料的主要组成相，是化合物或固溶体。晶相分为主晶相、次晶相和第三晶相等，主晶相对陶瓷材料的性能起决定性作用。玻璃相是一种低熔点的非晶态固相。它的作用是粘接晶相，填充晶相间的空隙，提高致密度，降低烧结温度，抑制经晶粒长大等。气相（气孔）是指陶瓷孔隙中的气体。陶瓷的性能受气孔的含量、形状、分布等的影响。对功能陶瓷的光、电、磁等性能也会产生影响。 3、制备加工 选料。首先，陶器是普通粘土烧成的，而瓷器则需要纯净的粘土作原料，瓷器的胎必须是瓷土，瓷土主要成份是高岭土。配料加工。瓷器的特点是质地紧密坚硬，这就要求瓷土“细滑”。一般是采用舂方法，把瓷土舂细，并在水池中经过淘洗，然后沉淀滤去水分，从而得到细滑、纯净的瓷土。制坯：将原料加工成一定形状和尺寸的半成品，使之具有一定的致密度和必要的强度。上釉：釉料是金属及其化合物，使陶瓷表面光滑，不渗水，且具有丰富的色彩。为了得到不同颜色的瓷器，还要求严格控制釉中的铁、铜、锰等各种金属呈色元素的含量。 4、材料性能 力学性能上说，陶瓷材料具有极高的硬度和优良的耐磨性，弹性模量高，刚度大，抗拉强度很低，抗压强度很高，塑性和韧性低，脆性大。当然它还有较明显的物理化学性能，如陶瓷材料的熔点很高，导热性和抗热振性都较差，化学稳定性高，抗氧化性优良。陶瓷具有各种电学性能，大多数陶瓷具有高电阻率，少数陶瓷具有半导体性质。许多陶瓷具有特殊的性能，如光学性能和电磁性能等等。 三、有机高分子材料：聚氯乙烯 1、化学成分 组织结构 聚氯乙烯是一种使用一个氯原子取代聚乙烯中的一个氢原子的高分子材料。由氯乙烯在引发剂作用下聚合而成的热塑性树脂，是氯乙烯的均聚物。聚氯乙烯简称PVC，由氯乙烯在引发剂作用下聚合而成的热塑性树脂。是氯乙烯的均聚物。氯乙烯均聚物和氯乙烯共聚物统称为氯乙烯树脂。根据氯乙烯单体的获得方法来区分，可分为电石法、乙烯法和进口（EDC、VCM)单体法（习惯上把乙烯法和进口单体法统称为乙烯法）。 根据聚合方法，聚氯乙烯可分为四大类：悬浮法聚氯乙烯，乳液法聚氯乙烯、本体法聚氯乙烯、溶液法聚氯乙烯。悬浮法聚氯乙烯是目前产量最大的一个品种，约占PVC总产量的80%左右。 2、制备加工 PVC的生产主要有两种制备工艺，一是电石法，主要生产原料是电石、煤炭和原盐；二是乙烯法，主要原料是石油。国际市场上PVC的生产主要以乙烯法为主，而国内受富煤、贫油、少气的资源禀赋限制，则主要以电石法为主，截至到2007年12月，电石法约占我国PVC总产能的70％以上。 3、材料性能 聚氯乙烯(PVC)是五大通用树脂之一，其产量仅次于聚乙烯(PE)。PVC有优良的阻燃、绝缘、耐磨损等化学性能，被广泛的应用于建材、轻工、农业等领域。在其具体应用方面，按照PVC产品的主要性状可跟为硬制品和软制品，其中硬制品主要应用在管材、型材等建筑材料方面，而软制品主要应用在薄膜、电缆、人造革等方面。 四、复合材料：碳纤维复合材料 1、化学成分 碳纤维主要是由碳元素组成的一种特种纤维，其含碳量随种类不同而异，一般在90%以上。 2、组织结构 本文来源：https://www.dywdw.cn/bb3ce5da59eef8c75ebfb323.html
下载此文档
搜索文档
阅读：
文档下载
2023-03-26
