我國材料的歷史進程、分類及學(xué)科延伸(已改無錯字)
2023-03-23 11:19:26 本頁面
【正文】 – 利用真空壓力把熔體注入冷模 – 優(yōu)點 :可以得到給定直徑或厚度的線材 – 缺點 :熔體易在急冷模口凝固 ? 帶材的快速凝固 :雙輥旋淬法 – 10~200um,冷卻速率 105K/s – 毫米量級厚度 ,冷卻速率 103K/s – 影響試樣的參數(shù) ? 材料的物理性能 ? 輥縫 ? 輥速 ? 喂材速率 材料科學(xué)工程制備方法介紹 （三） ? 自蔓延高溫合成技術(shù) :自蔓延高溫合成是指利用外部提供必要的能量誘發(fā)高放熱化學(xué)反應(yīng)體系局部發(fā)生化學(xué)反應(yīng)（點燃），形成化學(xué)反應(yīng)燃燒波，此后化學(xué)反應(yīng)在自身放出熱量的支持下繼續(xù)進行，直至反應(yīng)結(jié)束 材料科學(xué)工程制備方法介紹 （三） ? 自蔓延高溫合成技術(shù)根據(jù)燃燒波的穩(wěn)定性可分為 : – 穩(wěn)態(tài)燃燒 :燃燒的前沿存在一個光滑的表面 ,這個表面以恒定的速率一層一層傳播 – 非穩(wěn)態(tài)燃燒 ? 振蕩燃燒 ? 螺旋燃燒 (圖 ) ? 無壓 SHS及加壓 SHS – 燃燒合成均在真空或常壓條件下進行，這種工藝稱之為無壓自蔓延高溫合成 – 為了提高合成產(chǎn)物致密性或抑制反應(yīng)中氣體的產(chǎn)生，反應(yīng)在比較高的壓力下進行，此工藝稱之為加壓自蔓延高溫合成 材料科學(xué)工程制備方法介紹 （三） ? 平衡態(tài)自蔓延模型 – 參數(shù) :ako反應(yīng)物的濃度 。apb生成物的濃度 。T0反應(yīng)初始溫度。Tb生成物溫度 。V燃燒波傳播速率 (m/s)。η 熱釋放率 – 1未受影響區(qū) 。2預(yù)熱區(qū) 。3初始燃燒區(qū) 。4化學(xué)和結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化區(qū) 。5冷卻區(qū) 。6產(chǎn)物區(qū) 材料科學(xué)工程制備方法介紹 （四） ? 溶膠 /凝膠法基本術(shù)語： – 前驅(qū)物 (precursor): 所用的起始原料 – 金屬醇鹽 (metal alkoxide): 有機醇 OH基上的 H為金屬所取代 , 結(jié)合形式為 MOC – 溶膠 (sol): 膠體溶液 ,是分散系中保持固體物質(zhì)不沉淀的膠體 , 分散介質(zhì)主要是溶液 , 粒子 (1~5nm) ? 與溶液的區(qū)別 : ? 溶質(zhì) +溶劑 =溶液 ? 分散相 +分散介質(zhì) =溶膠 (分散系 ) ? 分類 : ? 乳膠 : 分散相親近分散介質(zhì) ? 懸膠 : 分散相疏遠分散介質(zhì) – 凝膠 (gel): 凍膠 , 溶膠失去流動性后 ,一種富含液體的半固態(tài)物質(zhì) ,粒子呈半固態(tài)的網(wǎng)狀體 材料科學(xué)工程制備方法介紹 （四） 化學(xué)試劑 液相 水解 縮合 溶膠 凝膠 干凝膠 氣凝膠 干燥脫溶劑 溶膠粒子聚焦成鍵 ? 溶膠凝膠法制備材料基本工藝 溶解 前驅(qū)體 溶液 溶膠 凝膠 凝膠 水解 縮聚 老化 材料科學(xué)工程制備方法介紹 （四） ? 超臨界干燥原因 : 超臨界液體干燥技術(shù)是利用超臨界現(xiàn)象 , 即在臨界 點以上 , 氣液想界面消失 , 來避免液體的表面張力 ? 臨界溫度 : 每一種氣體都有一個特定的溫度 ,在此溫度以上 , 無論加多 大壓力 , 氣體都不會液化 , 這個溫度叫臨界溫度 ? 臨界壓力 : 使氣體在臨界溫度下液化所需要的壓力 , 叫臨界壓力 ? 超臨界區(qū)域 : 當一個體系中的溫度和壓力分別高于其臨界溫度和壓力 時 ,該體系處于超臨界區(qū)域 ? 超臨界流體 : 超臨界狀態(tài)下 , 物質(zhì)以一種既非液體也非氣體 , 但兼氣 液性質(zhì)的超臨界液體狀態(tài)存在 , 密度、熱容及導(dǎo)熱性與液體相似， 黏度和擴散系數(shù)與氣體相近 ? 超臨界干燥步驟 : – 加熱使溫度和壓力升到超臨界狀態(tài) , 并達到平衡或穩(wěn)定 – 蒸氣在恒溫下釋放 , 降壓 – 降溫到室溫 材料科學(xué)工程制備方法介紹 （四） ? 冷凍干燥技術(shù) – 冷凍干燥是在低溫下把液氣相界面轉(zhuǎn)化為氣固界面 – 步驟 : ? 冷凍 ? 升華 – 作用 : 固氣直接轉(zhuǎn)化避免了孔內(nèi)形成彎曲液面 , 減少了應(yīng)力的產(chǎn)生 , 從而避免了凝膠的塌陷和破碎 冷凍干燥器示意圖 水的壓力 溫度圖 材料科學(xué)工程制備方法介紹 （四） ? 溶膠 /凝膠法制備的薄膜及涂層材料 – 旋轉(zhuǎn)涂覆法 : ? 轉(zhuǎn)速主要取決于基板的尺寸大小和溶膠的黏度 ? 膜的厚度取決于溶膠的濃度和勻膠機的轉(zhuǎn)速 材料科學(xué)工程制備方法介紹 （四） ? 機械化合金技術(shù) : – 機械化合金 (Mechanical Alloying),又稱為高能球磨 High Energy Ball Milling),又稱為機械力化學(xué) (Mechanochemistry), – 定義 :指金屬或合金粉末在高能球磨機中通過粉末顆粒與磨球之間長時間激烈地沖擊、 碰撞 ,使粉末顆粒反復(fù)產(chǎn)生冷焊、斷裂 ,導(dǎo)致粉末顆粒中原子擴散 ,從而獲得合金化粉末的粉末制備技術(shù) – 提出 :Peter 第一次在 60 年代初提出高能球磨技術(shù)定義 :物質(zhì)受機械力的作用而發(fā)生化學(xué)變化或者物理化學(xué)變化的現(xiàn)象” . – 最早應(yīng)用 :美國國際鎳公司 Benjamin,于 1969年研制出的制
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