材料的结构性能和制备工艺三者

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1、为了适应公司新战略的发展,保障停车场安保新项目的正常、顺利开展,特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划材料的结构性能和制备工艺三者从钢铁材料看材料成分-结构-性能关系钢铁从被利用开始至今一直是人类不可替代的原材料,是衡量一个国家综合国力和工业水平的重要指标。我们都知道初铁外,C的含量对钢铁的机械性能起着重要作用,钢是含碳量为%-2%的铁碳合金。随着碳含量的升高,碳钢的硬度增加、韧性下降。同时含碳量对工艺性能也有很大影响。对可锻性而言,低碳钢比高碳钢好。由于钢加热呈单相奥氏体状态时,塑性好、强度低,便于塑性变形,所以一般锻造都是在奥氏体状态下进行。对焊接性而言,一般来说含碳量越低,钢的

2、焊接性能越好,所以低碳钢比高碳钢更容易焊接。而那些比例极小的合金加入,可以对钢的性能产生很大影响。可以说普通钢、优质钢和高级优质钢就是在这些比例极小的成分作用下分别出来的。那些合金成分的加入可以使钢的组织结构和性能都发生一定的变化,从而具有一些特殊性能。比如说,铬的加入不仅能提高金属的耐腐蚀性和抗氧化性,也能提高钢的淬透性,显著提高钢的强度、硬度和耐磨性;锰可提高钢的强度,提高对低温冲击的韧性;稀土元素可提高强度,改善塑性、体温脆性、耐腐蚀性及焊接性能等等。钢铁材料的结构特征包括晶体结构、相结构和显微组织结构。钢铁是属于由金属键构成的晶体,因此就具有金属晶体的特性,如延展性。同时这也注定钢的机

3、械性能不仅与其化学性能有关,而其晶体的结构和晶粒的大小影响更大。铁碳合金的基本组元是纯Fe和Fe3C。铁存在同素异构转变,即在固态下有不同的结构。不同结构的铁与碳可以形成不同的固溶体。碳溶解于-Fe中形成的固溶体成为铁素体,其含碳量非常低,所以性能与纯铁相似,硬度低、塑性高,并有铁磁性。其显微组织与工业纯铁也相似。碳溶于-Fe形成的固溶体为奥氏体,具有面心立方结构,可以溶解较多的碳。在一般情况下,奥氏体是一种高温组织,故奥氏体的硬度较低,塑性高。通常在对钢铁材料进行热变形加工,都应将其加热呈奥氏体状态。由此,从钢铁材料中,我们看到,材料的成分,结构和性能是密不可分的三者。成分和结构往往可以极大

4、的影响材料的性能,而成分和结构之间也是相互影响的。1、C的含量对钢铁的机械性能起着重要作用,随着碳含量的升高,碳钢的硬度增加、韧性下降。同时含碳量对工艺性能也有很大影响对可锻性而言,低碳钢比高碳钢好。对焊接性而言,一般来说含碳量越低,钢的焊接性能越好。2、合金成分的加入可以使钢的组织结构和性能都发生一定的变化,从而具有一些特殊性能。比如说,铬的加入不仅能提高金属的耐腐蚀性和抗氧化性,也能提高钢的淬透性,显著提高钢的强度、硬度和耐磨性。3、钢铁是属于由金属键构成的晶体,因此就具有金属晶体的特性,如延展性。同时这也注定钢的机械性能不仅与其化学性能有关,而其晶体的结构和晶粒的大小影响更大。4、铁存在

5、同素异构转变,即在固态下有不同的结构。不同结构的铁与碳可以形成不同的固溶体。碳溶解于-Fe中形成的固溶体成为铁素体,其含碳量非常低,所以性能与纯铁相似,硬度低、塑性高,并有铁磁性。其显微组织与工业纯铁也相似。碳溶于-Fe形成的固溶体为奥氏体,具有面心立方结构,可以溶解较多的碳。关于新型材料结构与性能的关系相关文章读后感通过阅读文献,我了解了关于新型材料的一些基础知识。新型材料是指那些新近发展或正在发展的、具有优异性能和应用前景的一类材料。新型材料的特征:生产制备为知识密集、技术密集和资金密集;与新技术和新工艺发展密切结合。如:大多新型材料通过极端条形成。一般生产规模小,经营分散,更新换代快,品

6、种变化频繁。具有特殊性能。如超高强度、超高硬度、超塑性,及超导性、磁性等各种特殊物理性能。其发展与材料理论关系密切。新型材料的分类,根据性能与用途分为新型结构材料和功能材料。新型结构材料是指以力学性能为主要要求,用以制造各种机器零件和工程结构的一类材料。新型结构材料具有更高力学性能,能在更苛该介质或条件下工作。功能材料指具有特定光、电、磁、声、热、湿、气、生物等性能的种类材料。广泛用于能源、计算机、通信、电子、激光、空间、生命科学等领域。根据材料本性或结合键分为金属材料、元机非金属材料、高分子材料、复合材料新型材料,在国民经济中具有举足轻重的地位。对新一代材料的要求是:材料结构与功能相结合。开

7、发智能材料。智能材料必须具备对外界反应能力达到定量的水平。目前的材料还停留在机敏材料水平上,机敏材料只能对外界有定性的反应。材料本身少无污染,生产过程少污染,且能再生。制造材料能耗少,本身能创造新能源或能充分利用能源。材料科学发展趋势:研究多相复合材料。指两个或三个主相都在一个材料之中,如多相复合陶瓷材料,多相复合金属材料,多相复合高分子材料,金属陶瓷、金属有机物等。研究并开发纳米材料。把纳米级晶粒混合到材料中,以改善材料脆性。利用纳米材料本身的独特性能。基于材料结构和性能关系研究的材料设计,其核心科学问题有三:(l)寻找决定材料体系特性的关键功能基元;(2)材料微观结构和宏观功能特性的关系的

8、研究;(3)基于功能基元材料体系的设计原理。各种新型材料的开发研究越来越引起人们的重视,活性碳纤维(ACF)(或纤维状活性碳(FAC)是近几十年迅速发展起来的一种新颖的高效吸附材料。ACF的吸附性能与其结构特征有密切关系.影响性能的结构因素可分为两个方面:其一为孔结构因素,如比表面积、孔径、孔容等。在通常情况下,比表面积与吸附量有正比关系;其二为表面官能团的种类和含量,例如含氮官能团的ACF对含硫化合物有优异的吸附能力.但是,表面官能团与吸附性能的关系较复杂,人们对这方面的了解还不多。碳除了具有传统观念上的石墨和金刚石两种同素异形体外,还有C60。作为一种跨世纪的新型材料,C60被科学界评为“

9、明星分子”。并被认为是变革材料工业的先头兵。室温下,靠范德华力结合成固体的C60分子占据布拉格点阵位置,在C60分子的空隙内可以容纳各类原子或小分子形成所谓的C60插入化合物。另外,以C60为骨架,在其笼内或笼外连接其它原子或分子基团,还可以形成具有各种不同物化性质的C60络合物。日本丰桥大学的研究人员发现C60络合物C60Pd3具有高度的催化活性,能在常压下催化二苯乙炔的反应,此外人们还发现合成出来的Pt(pph3)2C60络合物也具有很高的催化活性。总之,由C60所表现出的烯烃电子性质,注定其具有较高的催化性能,将其作为高效催化剂的原料无疑具有重大的现实意义。C60特有的结构使之具有快速的

10、非线性光学响应效应、较大的非共振的非线性系数、在较低的光能量下便能实现反饱和吸收、以及近共轭双光子吸收等特性,是制成光开关、光学限制器以及各种光电子器件等非线性光学材料的基础。研究还发现,C60具有较强的光敏感性,特别是紫外光辐射会对C60晶体表面产生重要的影响,使单晶表面分子聚合而出现龟裂,其物理性质也发生了相应的改变,这一性质为C60在工业中的应用提供了新的途径,也为C60在照相制版与光刻蚀工艺中的应用奠定了基础。近年来,人们已经在石墨烯的制备方面取得了积极的进展,发展了机械剥离、晶体外延生长、化学氧化、化学气相沉积和有机合成等多种制备方法。石墨烯制备技术的不断完善,为基于石墨烯的基础研究

11、和应用开发提供了原料保障。但是,在石墨烯通往应用的道路上,还面临着两(来自:写论文网:材料的结构性能和制备工艺三者)个重要的问题,如何实现可控功能化和有序组装。通常组装所用的石墨烯氧化物是通过氧化石墨得到的层状材料,表征结果显示石墨烯氧化物含有大量的含氧官能团,包括羟基、环氧官能团、羰基、羧基等,通过各种手段引入一些官能团和有机分子,对其表面进行修饰,使其具有一些新的功能,提升其分散和溶解性能。通过阅读文献,我知道了材料的结构是影响其性能的主要因素,微观结构的不同,表现出来的性能也不同。材料的结构包括其晶体的结构、晶体大小以及晶体之间的相互作用力。材料的晶体结构虽然与它的化学成分、组成以及质点

12、的大小等性质有关,但是,并非所有的化学组成不同的晶体,都有不同的结构。镁钙系耐火材料具有热力学稳定性好、抗碱性渣侵蚀性强和独特的净化钢水能力,是冶炼特殊钢,尤其是洁净钢的优质耐火材料,一直是国内外备受关注的高性能耐火材料。但其易水化特性严重限制了其广泛应用。到目前为止消除镁钙系耐火材料的主要手段还是要提高其结构,使其致密,从而防止水蒸汽的进入。MgO、CaO比Mg(OH)2、Ca(OH)2要致密,价键也不同,所表现出来的性能也不相同。众所周知,Mg(OH)2、Ca(OH)2的高温性能很差,在高温下发生分解,变成MgO、CaO。而MgO、Cao的高温性能很好,在高温稳定存在。两者性能的不同主要是

13、晶体结构的不同所导致。到目前为止,防止镁钙砂水化问题到现在还没有绝对有效的办法,主要是采取工艺因素的控制,提高其显微结构,使其结构致密化。通篇阅读全文后,发现钙镁系耐火材料的结构对其性能具有很大的影响,其结构越致密,烧结性能越好,抗水化能力越强。MgO、CaO,都具有NaCl型的晶体结构,它们的离子配位数都为6,阳离子和阴离子都成面心配位,一个晶胞中含有四个分子。但镁离子较小,它可以完全被包围在氧离子之间,氧离子是互相接遇的,而钙离子半径比镁离子大,极化能力较氧离子弱,被氧离子略为推出,水化反应的自由函数变化亦表明,决定MgO-CaO材料水化的主要是CaO。水化时,CaO的结构单元瓦解,生成四

14、个CaO(OH)2结构单元,可以说与多晶MgO水化相似。这四个结构单元大小所占的位置比CaO最初的单元大得多。CaO这种水化作用不仅放出大量的热量,而且发生非常有害的体积变化,由计算得出CaO水化时体积增加%,从而导致CaO耐火材料完全粉化而成粉末。有些通过采用稀土氧化物或CeF3、CrF3,因形成固溶体,活化了晶格,促进致密化,可显著增大镁钙熟料抗水化能力。有些向镁钙熟料中添加适量碱金属化合物,可降低CaSO4分解温度,显著提高其耐消化。晶体的化学键反映晶体中各组成离子之间的相互作用,这种相互作用在一定程度上反映了晶体结构的综合特征晶体中的化学键行为和相关参数恰是这种相互作用的重要表征参量,

15、因此晶体的化学键是1、简述构成复合材料的元素及其作用复合材料由两种以上组分以及他们之间的界面组成。即构成复合材料的元素包括基体相、增强相、界面相。基体相作用:具有支撑和保护增强相的作用。在复合材料受外加载荷时,基体相一剪切变形的方式起向增强相分配和传递载荷的作用,提高塑性变形能力。增强相作用:能够强化基体相的材料称为增强体,增强体在复合材料中是分散相,在复合材料承受外加载荷时增强相主要起到承载载荷的作用。界面相作用:界面相是使基体相和增强相彼此相连的过渡层。界面相具有一定厚度,在化学成分和力学性质上与基体相和增强相有明显区别。在复合材料受外加载荷时能够起到传递载荷的作用。2、简述复合材料的基本特点(1)复合材料的性能具有可设计性材料性能的可设计性是指通过改变材料的组分、结构、工艺方法和工艺参数来调节材料的性能。显然,复合材料中包含了诸多影响最终性能、可调节的因素,赋予了复合材料的性能可设计性以极大的自由度。(2)材料与构件制造的一致性制造复合材料与制造构件往往是同步的,即复合材料与复合材料构架同时成型,在采用某种方法把增强体掺入基体成型复合材料的同时,通常也就形成了复合材料的构件。(3)叠加效应叠加效应指的是依靠增强体与基体性能的叠加,使复合材料获得一种新的、独特而又优于个单元组分的性能,以实现预期的性

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