现代材料制备技术复习题整理.docVIP

1.火法冶金、湿法冶金和电冶金的主要特点是什么？

A利用高温加热从矿石中提取金属或其化合物的方法称为火法冶金。

其技术原理是将矿石或原材料加热到熔点以上，使之熔化为液态，经过与熔剂的冶炼及物理化学反响再冷凝为固体而提取金属原材料，并通过对原料精炼到达提纯及合金化，以制备高质量的锭坯。

B湿法冶金是指利用一些溶剂的化学作用，在水溶液或非水溶液中进行包括氧化、复原、中和、水解和络合等反响，对原料、中间产物或二次再生资源中的金属进行提取和别离的冶金过程。

C利用电能从矿石或其他原料中提取、回收或精炼金属的冶金过程称为电冶金。

2.简述火法冶金和湿法冶金的根本工艺过程。

A火法冶金的根本过程：矿石准备→冶炼→精炼

B湿法冶金的根本过程：浸取→固/液别离→溶液的富集→从溶液中提取金属或化合物

3.电解精炼和电解提取有何不同？

在电冶金中，应用水溶液电解精炼金属称为电解精炼或可溶阳极电解，而应用水溶液电解从浸取液中提取金属称为电解提取或不溶阳极电解。

1.何谓复合铸造？

复合铸造是指将两种或两种以上具有不同性能的金属材料铸造成为一个完整的铸件，使铸件的不同部位具有不同的性能，以满足使用的要求。通常是一种合金具有较高的力学性能，而另一种或几种合金那么具有抗磨、耐蚀、耐热等特殊使用性能。

3.列举几个复合铸造新工艺〔原理、特点〕

〔1〕水平磁场(LMF)制动复合连铸法：

水平磁场安装在结晶器的下部，两种不同化学成分的金属液分别通过长型和短型的浸入式浇口同时注入结晶器的上部和下部。

水平磁场的制动力对垂直穿过水平磁场的钢液流产生作用，从而阻止两种金属液的混合。根据磁流体动力学的原理，在结晶器中形成以水平磁场为界的上下两部。冷却仍然采用水冷铜结晶器和出结晶器后喷水冷却两种方式。位于结晶器上部的熔融钢液凝固形成复合钢坯的外层，位于结晶器下部的钢液凝固成复合钢坯的芯部。

1-包覆层金属熔体；2-芯材金属熔体3-金属熔体界面；4-结晶器；5-LMF；6-双金属界面；7-芯材凝固体；8-包覆层凝固体

〔2〕反向凝固连铸复合法：

母带6从下向上以一定速度穿过熔池5，熔池内装有一定量和温度的包覆层金属液4，包覆层金属液附在母带外表凝固，凝固的厚度逐步增加，直至完全通过包覆层金属液；然后通过一对轧辊2对母带及附在母带外表凝固层3进行轧制，到达平整外表、控制复合带材厚度的目的，最终获得所需的复合带材产品。

反向凝固工艺中，凝固方向为从里向外(即从母带外表开始凝固)，有别于一般连铸的从外向里的凝固工艺，因此称为反向凝固工艺。

1-钢丝；2-保温炉；3-铝液；4-结晶器；5-冷却水；6-拉拔模；7-复合线

〔3〕复合线材铸拉法：

复合线材铸拉法是传统的热浸镀、连续铸造和拉伸变形三项工艺的结合。它主要包括钢丝外表处理、钢丝预热、铸拉和后处理四个工艺环节。

将预先处理好的钢丝1由上向下穿过保温炉2、结晶器4和拉拔模6，然后浇注铝液3，拉拔钢丝带动复合导线经过拉拔模6，获得外表光滑的复合导线。

〔4〕双流连铸梯度复合法

在传统的连续铸造根底上增加一个内浇包2及其内导管4。内浇包2及外浇包3分别容纳不同成分的两种金属液体，流经外浇包的金属液体经出水口后直接进入结晶器6中，受激冷而首先凝固成具有一定厚度的薄壳，当内浇包的熔体脱离内导管口时那么被凝固薄壳和富含籽晶和熔断枝晶的剩余外部金属液包围。通过调整铸造时的工艺参数，可以控制内、外浇包中两种液体的凝固时间差，促进结晶器内熔体由外向内顺序凝固，实现两种液体的局部混合。内浇包熔体的流量由内导管中的液流控制阀5来调节，外浇包熔体的流量由拉锭速度所规定的总物质流和内浇包熔体的流量间接控制。

〔5〕双结晶器连铸法

双结晶器连铸双金属复合材料的原理如下图，其工艺的思路是：沿拉坯方向设置两个同轴的结晶器4和10，芯部金属在上结晶器4中凝固，进入到下保温坩埚7中的外层包覆金属液中，在下结晶器10中外层金属凝固并与芯部金属形成冶金结合，实现连铸包覆。

〔6〕充芯连铸法

CoreFillingContinuousCast〔简称CFC〕是一种用于制备高熔点金属包覆低熔点金属的复合材料的新工艺，是在连铸外层金属管壳中充填芯部金属液体并使之凝固，以实现两种金属的复合。

结晶器9和芯部金属液导流管4沿引锭方向配置于同一轴线上；芯部金属液导流管4的上端紧密与芯部金属控温坩埚2连接，下端伸人外层包覆金属控温坩埚7和结晶器9中，形成外层金属凝固的型芯；结晶器9上端紧密与外层金属控温坩埚7连接；控温坩埚2、7通过感应加热器1、5进行加热和保温，在结晶器9的出口处设置有二次冷却装置。连铸复合成形工艺过程为：外层金属由控温坩埚7加热和保温，并注入由结晶器9和芯部金属液导流管4构成的铸型中，凝固成外层金属管；芯部金属由控温坩埚2加热和保