加工工艺学期末题稿.docx

1.材料的定义 材料是人类用以制造用于生活和生产的物品、器件、构件、机器以及其他产品的物质。也可简单定义为：材料是可以制造有用器件的物质。 作为材料，具备以下特点：(1) 一定的组成；(2) 可加工性；(3) 形状保持性； (4) 使用性能；(5) 经济性；(6) 再生性。 2.材料的种类 按化学结构或组成分类： 金属材料、无机非金属材料、高分子材料、复合材料（每种材料举几个例子！） 按用途分类：结构材料、功能材料。（又可细分为：航天航空材料、化工材料、机械工程材料、建筑材料、电子信息材料、能源材料、生态环境材料、生物医用材料。） 3.材料科学与工程的定义及四要素： 材料科学与工程定义为：关于材料组成、结构、合成与加工、性能及使用性能相互关系的科学。 四要素： 4.高分子材料的分类及其定义，并举例。 定义：是以高分子化合物为主要组分的材料。 常见的高分子材料：塑料、橡胶、合成纤维、胶黏剂、涂料 5.塑料的分类 概述：塑料是具有可塑性的高分子材料。它以树脂为主要组分，加入各种添加剂，能在一定温度和压力下加工成形的各种材料的总称。 塑料的组成： 1）树脂；2）填充剂（填料）；3）增塑剂；4）稳定剂；5）增色剂；6）润滑剂；7）固化剂8）其他，比如还有发泡剂、催化剂、阻燃剂等。 塑料的分类（举例！）： 按塑料热性质分类： 热塑性塑料：比如聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚酰胺、聚苯醚、聚四氟乙烯等。 热固性塑料：比如酚醛树脂、环氧树脂、氨基树脂、有机硅树脂等。 按塑料的功能和用途分类： 通用塑料：比如聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯、酚醛塑料、氨基塑料等。 工程塑料：比如聚酰胺、ABS、聚甲醛、聚碳酸酯、聚砜、聚四氟乙烯、 聚甲基丙烯酸甲酯、环氧树脂等。 特种工程塑料：比如聚苯硫醚、聚醚醚酮、聚酰亚胺等。 功能塑料：比如导电塑料、导磁塑料、感光塑料等。 6.橡胶的定义 橡胶是具有高弹性的轻度交联的线型高聚物，它们在很宽的温度范围内处于高弹态。一般橡胶在-40℃～80℃范围内具有高弹性，某些特种橡胶在-100℃的低温和200℃高温下都保持高弹性。橡胶的弹性模数很低，在外力作用下变形量可达100%～1000%，外力去除又很快恢复原状。 橡胶有优良的伸缩性，良好的储能能力和耐磨、隔音、绝缘等性能，广泛用于制作密封件、减振件、传动件、轮胎和电线等制品。 第二章 1.成型加工的定义 使固体状态(粉状或粒状)、糊状或溶液状态的高分子材料熔融或变形，经过模县形成所需的形状，并保持其已经取得的形状，最终得到制品的工艺过程。 2.高分子材料的状态变化与成型加工的关系三种物理状态： 玻璃态：T Tg；高弹态：Tg～Tf (Tm)；粘流态：T Tf (Tm) 在Tg以下，高分子材料处于普弹性状态(亦称玻璃态)，为坚硬的固体。受外力作用形变(普弹形变)很小，一旦外力消失，形变可以立即恢复。 在Tg以上，高分子材料处于高弹态(亦称橡胶态)，与普弹态相比，只要较小的外力就可使其发生较大的形变(高弹形变)。但这种形变是可逆的。 当达到Tf(Tm)时，高分子材料处于粘流态(亦称流动态)，此时，只要不太大的外力就可使其发生形变，而且这种形变是不可逆的，外力除去后，仍将继续保持，无法自发恢复。 达到Td，则高分子材料开始分解。 综上所述： 在Tg以下，对高分子材料不能进行形变较大的成型加工，只能进行机械加工。 Tg(对无定形聚合物)或Tm(对结晶聚合物)是选择和合理使用塑料的重要温度参数，亦是大多数塑料成型的最低温度。 3.熔体黏度的影响因素 多数高分子化合物是在熔融状态下成型的，熔融时的流动性是其重要的性质，而熔体粘度是表示流动性的基本物性。 聚合物内在因素对熔体粘度的影响： 1、粘度的分子量依赖性 2、粘度的分子量分布依赖性 3、支链对熔体粘度的影响 （图片内容自行补充！） 影响熔体粘度的外界因素有以下几个：（自行简述） (1)温度。温度升高，可使高分子链热运动和分子间的间距增加，从而使熔体粘度下降。通常温度升高10℃，熔体粘度降低1/2到1/3。然而，不同高分子化合物熔体粘度敏感性并不相同，对温度敏感的高分子化合物，可采用温度来改变成型工艺参数，以便在最佳的工艺条件下获得高质量的制品。 (2) 压力。高分子化合物成型时的压力一般在10-300 MPa，熔体粘度对压力也有敏感性。采用提高成型压力提高熔体流量的办法，效果是有限的。 在正常成型温度范围内、增加压力和降低温度对熔体粘度的影响有相似性，即所谓压力--温度等效性，如对多数高分子化合物，压力增加到100MPa时，熔体粘度的变化相当于温度降低30-50℃的效应。 (3)剪切速率。高分子化合物熔体属假塑性流体，因此，随剪切应力或剪切速率增加熔体粘度下降，即所谓剪切变稀。 熔体粘度对剪切作用是很敏感的，操作中