第一篇：先进陶瓷材料与工艺复习题

一、名词解释

先进陶瓷材料：采用高度精选或合成的原料，具有能精确控制的化学组成，按照便于控制的制造技术加工的、便于进行结构设计，并且有优异特性的陶瓷。抗菌陶瓷：具有抑制或杀灭细菌等微生物生长和繁殖的功能的陶瓷。

生物陶瓷：具有特定的生物或生理功能，能直接用于人体或人体相关的生物、医用、生物化学的陶瓷。

热敏陶瓷：对温度变化敏感的陶瓷。

逆压电效应：晶体在受到外电场激励下产生形变这种由电效应转换成机械效应的过程称为逆压电效应。

铁氧体：一种具有铁磁性的金属氧化物，是由三氧化二铁和一种或几种其他金属氧化物配制烧结而成。

气敏陶瓷：对气体敏感的陶瓷材料。

光敏陶瓷：也称光敏电阻瓷，在光的照射下，吸收光能，产生光电导或光生福特效应，对光敏感的陶瓷。

电致伸缩：在外电场作用下电介质所产生的与场强二次方成正比的应变。独石电容器：一种多层叠片烧结成整体独石结构的陶瓷电容器

颗粒尺寸效应：小尺寸效应：当颗粒的尺寸与光波波长、德布罗意波长以及超导态的相干长度或透射深度等物理特征尺寸相当或更小时，晶体周期性的边界条件将被破坏，非晶态纳米粒子的颗粒表面层附近的原子密度减少，导致声、光、电、磁、热、力学等特性呈现新的物理性质的变化称为小尺寸效应。受主掺杂：掺入能接受机体价电子的杂质元素。

压敏陶瓷：电阻值与外加电压成显著的非线性关系的陶瓷。

压磁铁氧体：以磁致伸缩效应为应用原理的铁氧体称为压磁铁氧体。

软团聚体：微细颗粒在相互作用力（分子间力、氢键等弱作用力的）作用下结合所形成的强度小的聚集体。

铁磁体：具有铁磁性的物质被称为铁磁体。

红外陶瓷：在一定红外波段范围内具有较高辐射率和较高辐射强度的陶瓷。磁畴：铁磁质自发磁化形成的若干个小区域。

正压电效应：晶体受到机械力的作用时，表面产生束缚电荷形成电压，这种由机械效应转换成电效应的过程称为正压电效应。

剩余极化：当铁电体材料极化至饱和后当外加电场减小到0时仍存在极化强度。导电陶瓷：在一定条件（如温度、压力）下具有电子电导或离子电导的陶瓷材料。迈斯纳效应：超导体具有完全的抗磁性的性质。

微波陶瓷：用于微波频段电路中作为介质材料并完成一种或多种功能的陶瓷

机电耦合系数：综合反映压电陶瓷的机械能与电能之间耦合关系的物理量。K2 =通过正（逆）压电效应得的机械能/转换时输入的总电能

磁致伸缩：磁致伸缩材料：磁场中被磁化时，其形状和尺寸都会发生变化的材料。矩磁铁氧体：指具有矩形磁滞回线、矫顽力较小的铁氧体。

全辐射率：实际物体的全部辐射能量与同一温度下绝对黑体的全部辐射能量之比。

二、问答题 1． 表征压电陶瓷的关键参数有哪些，请解释每一个参数所表示的物理意义？

答：(1)介电常数；是表征压电体的介电性质或极化性质的一个参数，通常用εr表示,其单位为法拉/米相对介电常数与介电常数及电容之间的关系为：

(2)介质损耗：在交流电压作用下，在单位时间内因发热而损耗的电能。

(3)压电常数：是压电陶瓷重要的特性参数，它是压电介质把机械能或电能转化为电能或机械能的比例常数，反映了压力或应变和电场或电位移之间的联系，直接反映了材料机电性能的耦合关系和压电效应的强弱。

(4)机电耦合系数：是一个综合反映压电陶瓷的机械能和电能之间耦合关系的没有量纲的物理量，是衡量压电陶瓷性能的重要参数之一，在设计器件时，它是决定带宽的重要因素，定义为：

（5）频率常数：压电原件的谐振与沿振动的方向的长度的乘积为一常数，称为频率常数。

（6）机械品质因子：表示陶瓷材料在谐振时机械损耗的大小。

2．表征多孔陶瓷的关键参数有哪些，请解释每一个参数所表示的物理意义，以及这些参数的测量方法？

答：（1）孔径(D)：孔径有最大孔径、最小孔径和平均孔径。最大孔径是指在一个多孔体中，用气泡法测孔径时测出的第一个气泡的孔径大小。测定：气泡法，在孔陶瓷的孔径范围内，它可按液体表面张力所引起的毛细管现象测定，表达式为

(2)孔弯曲度(a)： 孔弯曲度是指多孔陶瓷中孔的弯曲程度，实际上是流体在孔内所透过的实际路程与材料厚度之比。孔愈弯曲阻力愈大，阻挡效率也愈高。

(3)孔数(n)：孔数是指多孔陶瓷单位面积开口气孔的个数。

(4)气孔率：对多孔体陶瓷而言，主要利用其开口和半开口贯通气孔，通常称为显气孔率。于等直径球体的不规则堆积方式与气孔率的关系，可按下式计算:

(5)透气度(渗透率)(k): 这是衡量过滤效率的一项重要参数。多孔陶瓷被用于气体透过时称为透气度，而用于液体渗透时称为渗透率。透气度的大小与孔径、气孔率有关，气孔率高、孔径分布均匀则透气性能好。实际测试是用在10Pa压力下lh内气体透过厚1 cm的1 m2试样表面的气体量.(6)机械强度(σ): 多孔陶瓷是一种脆性材料，根据使用要求，一般测定其耐压和抗折强度，单位为:Pa或MPa.(7)耐化学腐蚀性能: 多孔陶瓷制品在酸性或碱性溶液或腐蚀气体的作用下，测定其耐化学腐蚀程度的大小，主要有耐酸度和耐碱度等，通常以百分数表示。

(8)密度(P):多孔陶瓷制品的体积密度，对计算其他性能和考虑应用时的结构形式有一定的指导意义。

除上述8项主要性能外，多孔陶瓷在应用时，尚有滤清性能、流量、抗热震性能和阻力等。

3.什么是PTCR，影响它的因素有哪些？ 答：正温度系数电阻。

影响因素：1）施主杂志的浓度和分布均匀性；2）坯料合成中合成烧块温度选择；3）粉料的颗粒大小几个组成的均匀程度；4）掺杂物的添加方式；5）烧成温度，升温速度，保温时间，烧成气氛和冷却速度； 4.怎样理解压电陶瓷的改性添加物中“软性”和“硬性”？

答：“软性”添加物的共同特点是可以使陶瓷性能往软的方面变化，也就是提高弹性柔顺吸数，降低低较顽场，提高体电阻率

值，提高介电常数，增大介质损耗提高。

降

“硬性” 添加物的共同特点是可以使陶瓷性能往硬的方面变化，使介电损耗降低，较顽场提高，提高阻率 变小。

值，提高介电常数，稍稍降低，使体电5.生物陶瓷是一类具有特殊生理行为要求的陶瓷材料，根据其在生物体内的功能要求，生物陶瓷材料分为那几类？生物陶瓷材料应满足那些生物学要求或条件？

答：根据其在生物体内的功能要求，生物陶瓷材料分为：

①人工骨或人造关节;②运动系统的人工脏器(如心脏瓣膜)材料;③形态修复和整形外科材料;④人造牙根和假牙;⑤人工肝脏内的吸附材料(活性碳);⑥固定酶载体(多孔玻璃);⑦诊断仪器的温度、气体、离子传感器等材料

要求：1）对人无害（无毒性，无组织刺激，无致癌作用，无血栓形成）2）与人体生物相容性好；3)与周围的骨及其他组织结合性强：4）抗张，抗折，抗压及剪切强度比自然骨高，而且在体液中强度不发生明显降低；5）耐磨损；6）硬度和弹性模量与自然骨接近；7）成型加工容易，便于临床操作

6.根据基本性能和应用状况，铁氧体材料分为哪几类？并简单说明他们的性能特点和应用情况？

答：铁氧体分为：软磁，硬磁，旋磁，矩磁，磁泡，磁光，压磁等铁氧体。

软磁:起始磁导率高，磁导率温度系数小，矫顽力小，比损耗因素要小，电阻率要高；适用于高频下使用，主要用作各种电感元件。

硬磁：剩余磁感应强度较高，矫顽力高，最大磁能积高；一般作为恒稳磁场源。旋磁铁氧体:

广泛应用于微波领域用于制作雷达，通讯，电视，测量等。矩磁铁氧体：具有矩形磁滞回线，且矫顽力较大；广泛应用于电子计算机，自动控制和远程控制等尖端科学技术中。磁泡材料：是一种新型磁存储材料，磁泡存储器具有容量大，体积小，功耗小可靠性高等优点。

磁光材料:主要用于制造大型电子计算机的外存器---磁光存储器。其具用很高的存储密度。

压磁铁氧体：具有高的磁致伸缩现象，磁致伸缩铁氧体主要用于超声器件，机械滤波器，压力传感器等，其优点：电阻率高，频率响应好，电声效率高。

7.超导陶瓷有哪些电学和磁学性质？有哪些应用？

答: 电学性质:完全导电性，电阻率趋近于零，温差电动势趋近于零，电流能破坏超导态。

磁学性质：完全抗磁性，磁场能破坏超导态，存在混合态和中间态。

应用：在电力系统方面（输配电，超导线圈，超导发电机），在交通运输方面（制造超导磁悬浮列车，超导电磁推进器和空间退进气），在选矿和探矿方面，在环保和医用方面，在高能核试验和热核聚变方面，在电子工程方面。

8．常见的绝缘陶瓷有哪些？请说明绝缘陶瓷的性能要求和应用？

答：常见绝缘陶瓷：美质瓷，氧化铝瓷，莫来石瓷，改性碳化硅陶瓷，氮化硅陶瓷，氮化铝陶瓷，硼酸铅玻璃陶瓷，硼酸锡钡陶瓷，氧化铍陶瓷。

性能要求：1）满足使用技术要求的介电常数，一般为较低的介电常数；

2）尽可能低的介电损耗；

3）高的体积电阻率和介电强度；

4）良好的介电温度和频率特性;

5）优良的导热性能，机械强度，断裂韧性，化学稳定性和热稳定性。应用：在电子设备中作为安装，固定，支撑，保护，绝缘，隔离及连接各种无线电元件及器件的陶瓷材料。

9．请说明介电、铁电、压电陶瓷、热释电介质的关系？

答：铁电体是一种极性晶体，属于热电体，它的结构是非中心对称的。因而也一定是压电体。必须指出，压电体必须是介电体。四者关系如图：

10．请说明BaTiO3半导体陶瓷半导化的途径和机理及影响因素？

答：途径：在陶瓷中加入施主杂质，常用三氧化二镝，除此之外还要在还原气氛中烧成，其温度为：1250~1300°C

机理：

影响因素：晶粒大小，11．PZT二元系压电陶瓷性能优良，应用非常广泛，通过调整Zr/Ti比可以调整性能，在室温下大约Zr/Ti比为53/47时靠近其准同型相界（MPB），介电常数和机电耦合系数达到最大值，请问什么是准同型相界（MPB），为什么靠近准同型相界的组成介电常数和机电耦合系数出现最大值？

答：准同型相界：由于成分不同,在温度-成分相图上,随着成分的改变,相也会发生改变, 那么分离两种相的边界就称为准同型相界.通常在这个成分下是两相共存的.原因:靠近准同型相界的晶体，介于四方—菱方过度的特殊情况，两相共存。在外电场和外力作用下发生形变时，它的晶格结构能发生相变，即从四方晶相转变为菱方晶相，或从菱方晶相转变为四方晶相，有利于自发极化方向，所以在相界附近介电常数以及机电耦合系数能够达到最大值。

12．请问氧化铝生物陶瓷性能特点及在临床上的应用？

答：性能特点：机械强度高，电阻率高，电绝缘性能优良，硬度高，耐高温，耐化学腐蚀及生物相容性好，弹性模量较大，热膨胀系数小，具有优良亲水性，多晶氧化铝陶瓷具有X射线不透过性能。

临床上应用：人工关节，人工骨，人工耳小骨

13．请说明铁氧体材料的磁性来源（以反尖晶石为例）？根据基本性能和应用状况，铁氧体材料分为哪几类？并简单说明他们的性能特点和应用情况？

答：磁性来源：反尖晶石型铁氧体的结构中，由于相反方向排列的磁矩数目不等，晶体总磁矩不为零，因而使晶体显现磁性。性能及应用同6题

14．在光学陶瓷中透光性如何非常重要，请问光学陶瓷透光性好应具有哪些条件？

答：透光性重要因为:

条件：1）致密度高;2)晶界上不存在微气孔，或微气孔大小比光的波长小得多；3）晶界没有杂质或玻璃相，或晶界的光学性质与微晶体之间差别小;4)晶粒较小且均匀，其中没有空隙;5）晶体对入射光的选择吸收很小；6）无光学各向异性，晶体结构最好是立方晶系；7）表面光洁度要高

三、计算题

第二篇：先进陶瓷复习题2014

Chapter I Introduction 1 What are ceramics? 用陶瓷生产方法制造的无机非金属固体材料和制品的通称。2 Typical Characteristics of Ceramic Materials Hard硬, brittle易碎、脆, wear-resistant耐磨, electrically and thermally insulating绝缘、隔热, refractory耐火, chemically stable化学稳定性, durable耐久性.3传统陶瓷、先进陶瓷有何区别？先进陶瓷如何分类？ 区别：

先进陶瓷分为功能陶瓷和结构陶瓷，功能陶瓷又分为电子信息材料、能源材料、环境材料 The objective in materials process engineering to find relations between(desired)materials properties and relevant microstructural parameters on one side一方面寻找所需材料性能和相关显微结构参数之间的关系

to understand which process parameter changes a certain microstructural parameter on the other hand.另一方面理解哪个工艺参数能够改变相应的微观结构参数 Basic processes of ceramic fabrication.Powder preparation, Powder treatments like milling and mixing, Forming into a green shape, Coating techniques, Sintering 粉体制备，粉体处理如研磨和混合，成型，涂层技术，烧结 Chapter II Microstructure and property

1、陶瓷烧结体微观结构的控制因素有哪些？

粉料的化学性质及总组成，粉料的表面化学，颗粒形貌（表面积、颗粒尺寸及形状），成型工艺及所用压力大小，固结成瓷所用的热循环

2、陶瓷烧结体的显微结构可由哪些特征所描述？

每一相的化学成分，每一相的尺寸及形状，每一相的择优取向（结构），煅烧前的成型体（生坯）中作为未填充的间隙而存在的气孔率的减小程度

3、显微气孔对陶瓷材料有何不利影响？在陶瓷材料中有何作用？产生显微气孔的方法有哪些？ 不利影响：

作用：耐火材料中显微气孔的存在提高抗热震断裂性能 方法：（1）配料由大颗粒和耐火粘结相组成，大颗粒的存在抑制显微气孔的排除（2）添加空心球（3）添加细纤维降低烧结体密度

4、增加陶瓷材料室温强度的本质方法是什么？

减少显微结构缺陷

5、陶瓷材料缺陷来源有哪些？如何降低缺陷尺寸？

来源：大尺度的孔洞、分层，微米尺度的内部显微缺陷 降低：(1)选择适当的原材料；(2)采用清洁工艺制备条件，减少杂质污染；(3)粘合剂不应形成硬团聚体，而在坯体成形时不易压碎；(4)控制化学成分，避免大颗粒的生长，以使残余气孔最小；(5)避免冷加工工艺的原因而产生表面裂纹；(6)减小晶粒尺寸、控制相变

6、玻璃相对陶瓷材料有哪些不利影响？有何作用，举例说明？

7、如何获得高热导率陶瓷材料？

（1）选择高热导率晶相AlN、BeO、SiC、BN等（２）去掉大部分气孔（３）减少烧结添加剂、控制晶粒尺寸

8、获得低热导率陶瓷材料的措施有哪些？

按照本征热导率选择材料 尽可能引入大的气孔率, 减少固体接触路径

考虑强度等综合性能，可能达到的最大气孔率水平约80% 纤维类耐火材料同等气孔率下具有更高强度，可以达到更低密度气凝胶隔热材料是隔热性能最好的固体材料

9、陶瓷表面产生压应力层的目的是什么？ 举例说明，如何在陶瓷表面产生压应力层？

目的：表面处形成低膨胀相，使表面承受压应力，达到强化的目的 举例：

10、超低膨胀陶瓷有哪些体系？有哪些结构特征？

11、显微结构对陶瓷材料的电功能特性有哪些影响？ 1 气孔率的调整：

去除气孔，以降低损耗、提高耐压。

保持一定气孔率，调解介电常数、气敏陶瓷敏感性 2 含量调整：

减少玻璃相降低损耗

增加玻璃相，吸收杂质（晶界偏析）、包裹晶粒 3 晶粒尺寸调整：

细晶，强度考虑、增大晶界成分 大晶粒，降低损耗 4晶界结构的调整： 晶界层电容器 压敏电阻 PTC热敏电阻

Chapter III Ceramic powder

1、什么是陶瓷粉体？粉体的涵义？粉体制备方法有哪些？

Powder：就是大量固体粒子的集合系

涵义：表示物质的一种存在状态，既不同于气体、液体，也不完全同于固体。

制备方法：粉碎法，合成法

2、从哪些方面表征粉体的宏观特性和微观特性？

宏观：松装密度（bulk density）振实密度（tap density）压实密度（press density）流动性（flowablity）

微观：粒度（particle size）粒度分布（distribution）团聚（agglomeration）形态形貌（morphology）

3、Properties dependent on the physical nature of the powder particle size and particle size distribution 粒径尺寸和分布 particle form(form factor)粉体形状（成型因素）surface area 表面积 porosity 气孔率

pore size and pore size distribution 气孔尺寸和分布 packing density and packing structure 堆积密度和结构 dynamic properties(e.g.flow)动力学性能（如：流体）

4、Properties dependent on the chemical nature of the powder chemical composition 化学组成 purity/impurity 纯度/杂质 phase composition 相组成 surface energy 表面能

surface reactivity 表面活性 surface composition 表面组成

5、ideal morphology of powders Narrow particle size distribution 窄范围的粒径分布 single-phase 单一相

low degree of agglomeration or aggregation 低团聚/聚合度 low content of unwanted impurities 低有害杂质含量

no destructive phase-transformations during further processing 在后期加工中无破坏性相变过程

6、解释粉体的一次粒子，二次粒子，团聚粒子

一次粒子（Ultimate particle or primary particle or crystallite）：An ultimate particle of a substance is the smallest state of subpision which retains all the physical and chemical properties of that substance.These properties are also homogeneous on that scale.指物质在保留所有的物理化学性质情况下能够被细分的最小状态。二次粒子（Aggregate）：An aggregate is an assembly of solid particles held together by strong inter-or intramolecular or atomic(adhesive)forces.These forces have a chemical character.二次粒子是指固体粒子通过分子内或分子间以及原子（附着）力结合在一起的聚合物。这些里具有化学特性。 团聚体（软团聚）（Agglomerate）：In agglomerates solid ultimate particles(crystalline/amorphous)or aggregates are held together by relatively weak adhesive forces.In many cases these forces are due to an electrostatic surface charge.固体一次粒子（晶体/非晶体）或二次粒子以微弱的结合力（通常情况下是静电相互作用）结合在一起而形成的粒子。

7、理解粉体的粒度，粒度分布（等效直径，球形度，粒度分布曲线，粒度分布特征）

粒度：颗粒的大小。通常球体颗粒的粒度用直径表示，立方体颗粒的颗粒度用边长表示，对不规则的颗粒，则可将与颗粒有相同行为的某一球体直径作为该颗粒的等效直径。

粒度分布：分为频率分布和累积分布，常见的表达形式有粒度分布曲线、平均粒径、标准偏差、分布宽度等。等效直径：对于不规则颗粒，可以找到一个与该颗粒具有相同行为的一个球形颗粒，而此球形颗粒的直径就是不规则颗粒的等效直径。

球形度：这个比值是无量纲的，是一个形状因子；形状相同，不同大小的两个颗粒有相同的球形度因子 粒度分布曲线：包括累积分布曲线和频率分布曲线 粒度分布特征：

8、颗粒尺寸测量方法

（1）筛分分析法：可以采用大量样品；分布函数测定准确；测量范围宽；适用于较大颗粒尺寸，>10m；再现性不够理想；

（2）显微镜分析法：可以对颗粒实际的大小和形态直观测量（3）沉降分析：颗粒尺寸由斯托克斯定律确定

自然沉降：

-粘度；v-沉降速率；

-固液之间密度差；g-重力加速度

离心沉降： x、x0分别代表t、t0时刻，测量位置的颗粒半径

（4）激光散射：利用颗粒对激光的散射特性作等效对比，所测出的等效粒径为等效散射粒径，即用与实际被测颗粒具有相同散射效果的球形颗粒的直径来代表这个实际颗粒的大小。当被测颗粒为球形时，其等效粒径就是它的实际直径。一般认为激光法所测的直径为等效体积直径。从原理上讲颗粒越小，衍射角越大，因此它可能更适合小颗粒。

9、粉体的粉碎和混磨常用方法

球磨、振动磨、搅拌磨、气流粉碎等

10、粉碎的强化原理，如何选择助磨剂？

利用表面活性剂的吸附效果来强化分体粉碎过程。

原理：助磨剂通常是一种表面活性剂，它由亲水基团（如羧基－COOH，羟基－OH）和憎水的非极性基团（如烃链）组成。在粉碎过程中，①助磨剂的亲水集团易紧密地吸附在颗粒表面，憎水集团则一致排列向外，从而使粉体颗粒的表面能降低。②助磨剂进入粒子的微裂缝中，积蓄破坏应力，产生劈裂作用，从而提高研磨效率。

选择助磨剂：一般来说，助磨剂与物料的润湿性愈好，则助磨作用愈大。当细碎酸性物料（如二氧化硅、二氧化钛、二氧化钴）时，可选用碱性表面活性物质，如羧甲基纤维素、三羟乙基胺磷脂等；当细碎碱性物料（如钡、钙、镁的钛酸盐及镁酸盐铝酸盐等）时，可选用酸性表面活性物质（如环烷基、脂肪酸及石蜡等）。

11、球磨等粉碎过程对粉体的影响

1、颗粒尺寸减小

2、有杂质引入

3、颗粒内部产生较大晶格应变

4、产生晶体结构改变

5、产生化学反应

12、由实验公式进行配料计算

已知某坯料的实验公式，需算出所需原料在坯料中的质量百分比。

13、由给定组成配方进行配料计算

若已知坯料的化学组成及所用原料的化学组成，可采用逐项满足的方法，求出各种原料的引入质量，然后求出所用各原料的质量百分比。Chapter IV processes for compaction

1、什么是成型

成型是将陶瓷粉料加入塑化剂制成坯料,并进一步加工成特定形状的坯体的过程。它是实现产品结构、形状、性能设计的关键步骤之一。陶瓷的成型技术对于制品的性能具有重要影响

2、The goal of compaction 1.将粉体压制成某一个具体形状 2.获得一个尽可能各向同性的致密体

3、成型方法分类

1.干法成型：dry processing 它是在陶瓷粉末中加入少许甚至不加塑化剂，坯料是具有一定流动性质的干粉态，这样在压实及排塑过程中，需要填充的空隙或排出的气体就少，可获得高密度的成型坯体。这类成型方式主要包括干压成型和等静压成型。

2.塑法成型 paste processing 这类成型方法的共同特点是坯料需加入适量的塑化剂，混合均匀后，具有充分的可塑性，这种可塑性既为形成特定形状坯体提供可能，也为坯体致密度下降付出代价。因为达到可塑态，粉末中必须加入适量多的粘结剂、增塑剂、溶剂等，这些有机挥发物的存在，在脱脂过程中会留下大量的气孔，或收缩变形，从而影响材料性能。包括挤制成型和轧膜成型以及注射成型、热压铸成型等． 3.流法成型 suspension processing 它是使坯料形成流动态的浆料，利用其流动性质来形成特定形状的工序过程。

适于成型复杂形状制品。

除注浆法外，流法成型有机高分子成份的含量明显较高。坯体的排胶脱脂工序更为漫长而复杂，对材料致密度、结构以至性能的影响更要严重。

这类成型方法有普通注浆及压力注浆成型、流延法成型、压滤成型、印刷成型、及胶态法成型等。

4、什么是近尺寸成型

它要求成型制备出的坯体满足使用产品外形，尺寸上的要求，应尽量做到少加工或不加工。近年在陶瓷领域逐步实现的如压滤成型、胶态成型等都是近尺寸成型的有效方法。

5、什么是造粒，目的，方法？

造粒：将已经磨得很细得粉粒，混和粘合剂后，做成流动性好的较粗的颗粒，粒径约为0.1mm。

目的：使颗粒重一些，大一些。目的是使流动性好，成型性好。方法：分层造粒、加压造粒、湿法造粒、喷雾干燥造粒

6、什么是干压，等静压？

干压：将干粉坯料填充入金属模腔中，施以压力使其成为致密坯体。等静压：通过液体对压力惊醒传输，从而使得粉体好像在一个封闭的袋子里，来达到各个方向的压力都一样的方法。

7、Ideal powders for drying press 1.团聚物为球形，彼此之间容易流动而充满模具 2.在颗粒内有可控的，均匀的气孔率和孔径尺寸分布 3.在成型之前具有高的致密度（低压缩比）4.团聚粒子内部和团聚粒子之间有均匀的组成

8、Microstructure development during dry pressing 一般的，陶瓷粉体的成型过程包括基本非变形粉体的重排和破碎，这导致坯体中气孔尺寸的降低和分体之间更好的接触。在加压过程中坯体内部结构的紧凑度发生变化，就微观结构参数而言，是团聚物和气孔形貌发生了变化。

9、干压添加剂的作用

（1）减少粉料颗粒间及粉料与模壁之间的摩擦，这种添加物称为润滑剂；润滑剂分子间低粘结能降低摩擦系数；

（2）增加粉料颗粒之间的粘结作用，这类添加物又称粘合剂；一般是大分子物质，可以吸附在不同颗粒上形成绞缠的分子网络；

（3）塑性剂：促进粉料颗粒吸附、湿润或变形，通常采用表面活性物质。其分子阻止粘结剂官能团之间的联结而降低粘结剂刚度。

10、粘结剂的影响因素

（1）分子量增加可以提高颗粒/粘结剂粘结性；（2）粘结性还取决于颗粒/粘结剂的附着特性；

（3）（4）对模壁摩擦系数的影响：高的分子量增加了模壁摩擦系数（5）粘结剂的玻璃转变温度Tg

玻璃转变温度Tg: 区分粘结剂的延性和脆性行为的温度。塑性剂的主要作用是降低粘结剂的Tg;

水和PEG对PVA都是好的塑性剂；

11、什么是弹性后效应？如何防止弹性后效应产生的破坏？

干压和等静压成型在加压后的卸压过程中坯体的形变回弹现象。

12、什么是注浆成型？有哪些分类？

注浆成型(SC)是一种采用一定形状的多孔模型生产空心制品的陶瓷成型技术。SC工艺利用石膏模具的吸水性，将制得的陶瓷浆料注入多孔质模具，由模具的气孔把浆料中的液体吸出，而在模具中留下坯体。分类：传统注浆成型，离心注浆成型和压力注浆成型。

13、注浆成型对泥浆有何要求？

the fine particle suspension is sufficiently stable to remain invariant under processing conditions.14、陶瓷料浆的稳定机制有哪些？

（1）静电稳定机制

分散在液体介质中的微细陶瓷颗粒，所受到的作用力主要有胶粒双电层斥力（Electrical double layer repulsion）和范氏引力(Van der Wards Attraction)，而重力和惯性力(Gravitational and Inertial Forces)的影响较小。根据胶体化学DLVO(DergahinVerwey-Overbeek)理论，胶体颗粒在介质中的总势能取决于双电层排斥能和范氏吸引能（2）空间位阻稳定机制

1950年van der Warden首先观察到碳黑粒子在烃中形成分散体系的稳定性，在加入烷基芳香族化合物后可以得到改善，且体系的稳定程度随烷基芳香族化合物中苯环上的烷基链长度和数目的增加而增加。之后，越来越多的人注意到了高分子聚合物的位阻作用，并在此基础上发展了胶体三大稳定理论之一的空间位阻理论。

（3）静电位阻稳定机制

静电位阻稳定机制是静电稳定和位阻稳定共同作用的结果，即在固体颗粒表面吸附了一层带电较强的聚合物分子层，该分子层既可通过本身所带电荷排斥周围的粒子，又可以用高分子吸附层的位置作用防止在布朗运动中向其它粒子的接近。这样就完全符合了胶体稳定的两个条件：增加势垒高度和增加粒子间的间距。因此，依照静电位阻稳定机制配制出的料浆的稳定性更好。

常见的静电位阻分散剂有：聚丙烯酸铵、聚丙烯酸钠、海藻酸钠、木质素磺酸钠、聚丙烯酰胺和磷酸酯等

15、什么是等电点，如何调节PH获得稳定料浆？

等电点：在某一PH值下存在H+和OH-的等量吸附产生电中性表面，则该点等于电位为零的PH值，即等电点。

16、流延成型原理，步骤，应用

原理：

（1）将粉料、溶剂、分散剂、粘结剂、可塑剂配制成均匀、稳定、粘度适中的浆料。

（2）在流延机上通过刮刀铺展成二维的薄层。

（3）等溶剂挥发完后，浆料中的粘结剂固化交联，将粉料颗粒粘结成具有一定强度的薄层。薄层从基板上剥离下来，形成薄厚均匀，表面质量较好的坯体。步骤：

应用：

17、流延料浆特征

（1）浆料稳定，分散均匀；（2）最优的（低的）浆料粘度和剪切变稀的流变特性，这是因为在流延过程中，浆料流经刮刀，在刮刀的剪切力作用下，浆料粘度变小，利于浆料的流动，当浆料流经刮刀后，浆料不受剪切力的作用，浆料粘度变大，流动性变小，浆料中各组分的移动性变小，利于坯片均匀化。（3）浆料固相含量高，可以降低在流延过程中以及烧结过程中坯片的收缩率。

18、流延料浆有哪些成分组成，各组分作用？

流延浆料主要由陶瓷粉体、溶剂、分散剂、粘结剂和增塑剂等组成。

溶剂的作用：

溶解分散剂、粘结剂、增塑剂和其他添加剂 分散陶瓷颗粒

提供浆料合适的粘度，浆料粘度的调节主要依靠溶剂来进行调节。在适当的温度蒸发干燥 保证生坯无缺陷的固化 分散剂的作用：

主要是提供颗粒间的排斥力，控制颗粒团聚的程度和团聚体的强度，以制得稳定、固相含量高的浆料。分散剂的影响主要体现在稳定浆料，制造密度和性能均一的陶瓷产品。粘结剂作用：

粘结剂最重要的任务是通过包裹粉末颗粒自身固化形成表面和产生三维相互连接的树脂构架，赋予坯体一定的强度和韧性。强度的作用为：1）便于从基板上剥离。2）便于后续的运输和加工。

19、有机体系和水基流延优缺点 水基流延

优点: ①成本低，②使用安全卫生，③对人体毒副作用小,④对环境污染小，便于大规模生产；

缺点：①水对陶瓷粉体颗粒的润湿性能较差、不利于粉体在浆料中的分散；②水的蒸汽压低、汽化热大，不易挥发，导致坯片干燥时间长，坯片内有机物分散不均匀性趋势增加；③浆料除气困难，浆料中气泡的存在会影响流延坯片的质量；④水基流延浆料所用的粘结剂多为乳状液，市场上产品较少，使粘结剂的选择受到限制；⑤水基流延成型过程中各种参数不易不易控制，条件的略变动就会影响浆料以及坯片的性能。因此，水基流延成型使用较少。有机体系： 优点：（1）表面张力小，对颗粒的润湿性好

（2）溶剂挥发时间快，干燥时间短

（3）对有机添加剂溶解性强 缺点：（1）有机溶解多易燃有毒

（2）使产品成本增加 20、水基流延固化机理

流延成型工艺的固化机制包括物理成膜和化学成膜，物理成膜主要是溶剂蒸发成膜以及物理诱发凝胶成膜;而化学成膜则主要是通过化学(或光化学)聚合反应引发凝胶固化而成膜．

21、注射成型、热压铸成型原理，步骤

注射成型：

原理：注射成型就是陶瓷粉料与热塑性有机塑化剂相配比、混合、造粒后，将其加入注射机中，注射进模具型腔，经充填、保压、冷却和脱模，即得提需要的含塑坯体，置排塑炉内，缓缓加热，排除有机气体，从而获得成型的坯体。

热压铸成型： 原理：热压铸成型或热压注成型，是特种陶瓷生产应用较为广泛的一种成型工艺，其基本原理是利用石蜡受热熔化和遇冷凝固的特点，将无可塑性的瘠性陶瓷粉料与热石蜡液均匀混合形成可流动的浆料，在一定压力下注入金属模具中成型，冷却待蜡浆凝固后脱模取出成型好的坯体。坯体经适当修整，埋入吸附剂中加热进行脱蜡处理，然后再脱蜡坯体烧结成最终制品。

热压铸成型的工艺流程：

1.陶瓷粉体中加入表面改性剂如油酸、硬脂酸等，球磨混合，使之具有亲油性，和蜡液良好融合。

2.将改性后的粉料加入熔化的石蜡中搅拌混合至均匀。

3.将混好的料浆加入热压铸成型机中，以适当压力和温度注入模具成型。

4.脱模并对坯体进行适当修整。

5.将坯体埋入吸附剂中，以适当速度升温至900℃-1100℃，使坯体完全排除石蜡并具有一定强度。

6.再将坯体放入烧结炉中烧成最终制品

22、什么是凝胶注模成型，原理，优缺点。

原理：陶瓷料浆中加入一定量有机单体、交联剂、引发剂和催化剂，均匀分散之后注入模具，置于一定温度的环境中，则在引发剂的诱导引发下，单体在催化剂的作用下很短时间内发生聚合反应形成高聚物长链分子，发生凝胶共聚反应，形成固态性胶态坯体的过程。优点：

这种成型工艺非常简单，对模具无任何苛刻要求。成型后坯体强度很高，可进行机加工，坯体致密、结构均匀，可成型外形非常复杂的坯体。缺点：

凝胶成型后料浆中水分及有机物全部保留在凝胶中，后处理工序复杂。影响因素多。

Chapter V Sintering

1、干燥方法，排胶方式

2、What is Sintering ? solid state sintering ?liquid phase sintering? Sintering is the process of bringing the powder at elevated temperature so that, due to the high(er)mobility, the compact densifies, thereby releasing the surface energy of the powder particles.Generally no liquid phase(solid state sintering)or only a limited amount of liquid phase(liquid phase sintering)is present during sintering of advanced(or technical)ceramics.In traditional ceramics up to 30 vol% liquid phase can be present in which case the densification is sometimes called vitrification.烧结：是对粉末在高温下的处理，这样，由于高（较高）移动性，紧凑的致密化，从而释放粉末颗粒的表面能。固态烧结：烧结体是固态的烧结 液态烧结：烧结体中含有少量液相。

3、烧结方式和设备，了解热压、热等静压、气氛压力、微波烧结。

热压烧结是在高温烧结过程中，对坯体施加足够大的机械作用力，达到促进烧结的目的。

气氛压力烧结是一种主要用以制备高性能氮化硅陶瓷的烧结技术．它利用高的气压力来抑制氮化硅的分解．使之在较高温度下达到高致密化而获得高性能，所以又称高氮气压烧结

热等静压工艺（Hot Isostatic Pressing，简写为HIP）是将粉末压坯或装入包套的粉料装入高压容器中，使粉料经受高温和均衡压力的作用，被烧结成致密件

微波烧结利用陶瓷素坯吸收微波能，在材料内部整体加热至烧结温度而实现致密化的烧结工艺称为微波烧结

4、隧道窑依据温度曲线分为那几个部分？正负压如何控制？

隧道窑分为：预热带、烧成带和冷却带； 冷却带，烧成带：微正压； 预热带：微负压； 窑头：微正压

通过鼓入或抽出空气来实现

第三篇：造型材料与工艺复习题

造型材料与工艺复习题 1．造型材料应具有哪些特性？

答:工艺造型材料的基本特性主要包括：感觉物性，加工成型性，表面工艺性以及环境耐候性等。2．什么是材料的感觉物性？

答：所谓的感觉物性就是通过人的感觉器官对材料作出的综合印象。这种综合印象包括人的感觉系统因生理刺激对材料作出的反映，或者由人的知觉系统从材料表面的出的信息。这种感觉包括自然质感和人为质感。

3．材料的质感及其构成

答：质感是用来标志人对事物材质的生理和心理活动的，也就是物体表面由于内因和外因而形成的结构特征，对人触觉和视觉所产生的中和印象。质感有两个基本属性构成，一是生理属性（即物体表面作用于人的触觉和视觉系统的刺激性信息），二是物理属性（即物体表面传达给人知觉系统的意义信息）

4．金属材料的使用性能有哪些？其主要的参数指标分别是什么？ 答：钻孔：常用电钻和手摇钻

刨削：获得尺寸和形状准确表面平整光洁的构件

凿削：利用凿子的冲击运动，是锋利的刃口垂直切断木材纤维而进入其内，；并不断排出木屑，逐渐加工出所需的方形、矩形或圆形榫孔 铣削：完成各种工艺比较复杂的曲线零件

拼接：较宽幅度的板材，一般都采用实木板拼接成人造板 5．什么是材料的一次肌理和二次肌理？

答：触觉质感又称触觉肌理（一次肌理），它不仅能产生视觉感受，还能通过触觉感觉到，如材料表面的凹凸，粗细等。视觉质感又称视觉肌理（二次肌理）这种肌理只能依靠视觉才能感受到，如金属氧化的表面，木纹，纸面绘制出来的图案及文字等。6．合金中合金相的类型有哪些？它们对机械性能有何影响？

答：固溶态，与纯金属相比，固溶体的强度、硬度升高，韧性、塑性降低。

金属化合物，力学性能特点是硬而脆，不能单独使用。存在于合金中可使合金的强度、硬度、耐磨性提高，塑性、韧性有所降低。机械混合物,他的各组成相仍然保持着各自的晶格类型和性能。7．金属材料的特性有哪些？

答：金属材料特性：1.具有良好的反射能力、金属光泽及不透明度2.具有良好的塑性变形能力3.具有良好导电能性，导热性和正的电阻系数。

8．铁碳合金在固态下基本相和组织是什么？ 答：铁素体，奥氏体，渗碳体，珠光体，莱氏体

9．钢的热处理工艺都有哪些？各自的目的是什么？

答：1.退火，（1）完全退火，目的：使室温下的珠光体和铁素体全部转化为奥氏体，以细化晶体，消除内应力，降低硬度和改善切削加工性能；（2）不完全退火，目的：使钢中的二次渗碳体和珠光体中的片状渗碳体变成球状渗碳体；（3）低温退火，目的：消除铸件、锻件和焊接件的内应力以防止变形和开裂。2.正火，目的：消除冶金及热加工过程中产生的某些缺陷，改善组织及加工性能也为最终热处理做好准备。3.淬火，目的：为了提高钢的强度、硬度和耐磨性。4.回火，降低淬火钢的脆性，减小和消除内应力防止变形和开裂，稳定组织，调整力学性能，以满足零件的使用要求。10．简述金属材料静力学性能指标。

答：强度指标：抗拉强度。屈服强度。抗压强度。抗弯强度塑性指标：收缩率。伸长率 弹性指标：弹性模量 硬度指标：硬度值 冲击韧度指标：冲击值 疲劳强度指标：交变载荷 11．碳钢的成分对钢性能的影响。

答：工业用的碳钢，除含铁和碳之外，由于冶炼的方法和条件等许多因素影响，不可避免地存在许多其他元素，主要有Mn、Si、P、S和微量的O、N、H等，它们对钢的性能都有影响。1碳：谈使钢中的主要合金元素，它对钢组织和性能有决定性影响，随含碳量的增加，钢的硬度增大，塑性和韧性降低，而碳钢的强度以共析含碳量（2.11%）附近为最高。2 硅、锰：硅、锰是炼钢后期脱氧或合金化时加入钢液的，是钢中的有益元素。由于其含量很少，对钢的性能影响不大。3 硫、磷：硫、磷使钢中十分有害的杂质，能引起钢液的严重偏析，能显著地降低钢的塑性和韧性，使钢产生“冷脆”和“热脆”。因此，钢中硫、磷的含量是评价钢铁材料质量等级的重要指标。4 氮、氢、氧：氮氢氧也是钢中的有害杂质，它们能使钢的韧性和疲劳强度急剧降低。12．塑料的基本组成是什么？简述塑料制品的一般生产过程 答：塑料以合成树脂为成分，并根据不同需要而添加不同添加剂组成的高分子化合物。一般塑料可分为简单组分和多组分两类。简单组分的塑料是由一种树脂组成，也可添加少量着色

剂、润滑剂等。多组分的塑料是由多种组分组成，除树脂外，还要添加其他添加剂。塑料的一般生产过程：

1、能要求进行塑料各组分的配方设计；

2、经混炼操作，是根据塑料制品性能将塑料制品与各种添加剂充分混合，制成多相均匀的混合材料；

3、经造粒工艺，将混合物塑料炼制成便于成型时使用的颗粒状半成品塑料；

4、用不同的成型工艺设备，将半成品加工成塑料制件

13．什么叫热固性塑料和热塑性塑料？两者在本质上有何区别？其代表材料都有哪些？ 答：可塑性材料的合成树脂都是线型结构和支链型的聚合物，在一定温度下受热变软，成为可流动的熔体，在此状态下可塑制成型塑件，并在冷却后保持既得的形状，如果再次加热，又可变软塑制成另一形状，如此可以反复进行。在这一过程中，一般只有物理变化，其变化过程是可逆的。代表材料有：聚乙烯，聚丙烯，聚苯乙烯等。热固性塑料的合成树脂是体型网状结构的聚合物，再加热之初，因分子呈线性结构具有可熔性和可塑性，可塑制成一定形状的塑件，但当继续加热温度达到一定程度后，树脂变成了不可熔的体型结构，此时即使再加热到接近分解的温度，也不再软化；在这一变化中既有物理变化又有化学变化，其变化过程是不可逆的。代表材料有：酚醛塑料，环氧塑料，氨基塑料等。14．塑料的主要特性和用途是什么？

答：塑料具有许多优良的特性，广泛地应用于各个领域。1.密度小、质量轻。这对于要求减轻自重的车辆、船舶和飞机有着特别重要的意义。由于质量轻，塑料特别适合与制造轻的日用品和家用电器。1.比强度高。用于工程机械中，玻璃纤维增强塑料可用作负载较大的结构零件。3.绝缘性能好。广泛地用来制造电绝缘材料，绝热保温材料以及隔音吸音材料。具有良好的绝缘性能以及很低的介电损耗性能的塑料是现代电工行业和电器行业不可缺少的原材料。4.化学稳定性高。用来制造各种管道、密封件和换热器等，也广泛地应用于化工行业。5.减摩、耐磨性能好。用来制造塑料齿轮、轴承和密封圈等机械零件。15．什么是ABS塑料？ABS塑料有什么主要特点和用途？

答：ABS塑料是聚丙 qing（A）丁二烯（B）苯乙烯（C）聚合而成的线型高分子材料，ABS是由三种组分组成的，故它有三种组分的综合力学性能，而每一组分又在其中起着固定作用。丙烯腈使ABS具有良好的表面强度，耐热性及耐化学腐蚀性。丁二烯使ABS坚韧，苯乙烯使ABS具有良好的成型加工性和着色性能。1 ABS.塑料的主要特性

①ABS塑料通常不透明，呈纯象牙色或瓷白色，无毒无味

②ABS耐热性较差，其热变形温度为78度到85度，加热后可软化塑制。

③机械性能良好，坚韧，有较高的耐磨性和尺寸稳定性，可进行车.刨.砖.锯等切削加上，可采用溶剂粘结。④有良好的电绝缘性能。

⑤具有良好的化学稳定性，不溶于大部分醇类，但溶于丙酮和氯仿。⑥着色性好，表面经抛光或打磨后喷漆效果好。根据设计的需要可以进行喷绘.电镀加工。⑦不透明，耐气候性差，在紫外线作用下容易变硬变脆。

⑧由于ABS中三种组分之间的比列可以在很大的范围内调节，故可由此得到性能和用途不一的多种ABS品种 2.ABS塑料的主要用途 ABS在机械工业上用来制造齿轮，轴承.把手.等在汽车工业中制造汽车挡泥板.扶手等。ABS还可用来制造水表壳，纺织器材.电器零件.文体教材食品包装容器.等，经电镀可作各种名牌.装饰件。还可用以制造大型制品如摩托车和快艇

16．注射成型时应控制的工艺条件是什么？

答：1 温度：包括料筒温度，喷嘴温度和模具温度；2 压力：塑化压力和注射压力；3 成型时间

17．陶瓷制品坯料成型加工工序满足哪些要求？

答：1.坯件应符合制品所要求的形状和尺寸（由于有收缩，坯件尺寸应大于制品尺寸）；2.坯件应有相当的机械强度，以便于后续操作；3.坯件应结构均匀，具有一定的致密度；4.成型过程应便于组织生产。18．陶瓷制品的工艺过程包括哪几个阶段？

答：陶瓷制品的制作工艺过程比较复杂，但一般包括原料配制。坯料成型和窑炉烧结三个主要工序。粘土→粉碎精制 非可塑原料→粉碎精制→ 配合→ 精制成浆脱水→ 坯料→ 成型→干燥→烧成→制品助熔原料→粉碎精制

19．陶瓷材料的基本性能有哪些？

答：1.力学性能。指陶瓷材料抵抗外界机械应力作用的能力。陶瓷材料最突出的缺点是脆性； 2.热性能。指陶瓷材料承受外界温度急剧变化而不损坏的能力，又称为热抗震性或耐温度急变性； 3.光学性质。包括白度，透光度，光泽度

4.化学性质。指陶瓷材料耐酸碱侵蚀和环境中大气腐蚀的能力，即陶瓷材料的化学稳定性。5.气孔率及吸水率 20．陶瓷制品的成型方法有哪些？

答：可塑法成型 注浆法成型 干压法成型 坯体干燥 21．玻璃材料的性能包括哪些？

答：相对密度，强度 硬度 光学性质 电学性质 热性质 化学稳定性 22．玻璃成型加工工艺流程是什么？

答：各种玻璃制品的成型工艺，一般是根据实验数据和实际参数，采用实验的方法来决定的，视制品的种类而异，但基本上可分为配料、熔化和成型三个阶段。1.配置玻璃原料；2.玻璃熔制；3.玻璃成型；4.玻璃的热处理。

23．木材的特性及木材的选用原则是什么？

答：特性：质轻、具有天然的色泽和美丽的纹理、具有平衡调节空气中湿气的功能、具有可

塑性、易加工和涂饰、具有良好的绝缘性能、易变形易燃、各向异性。选用原则：一般来说，选用的木材都应具有美丽悦目的自然纹理，材质结构细致，易切削加工，易胶合、着色及涂饰，受气候影响较小，抗腐性能好等特性。选用木材的主要物理力学性质要符合产品造型设计和质量要求。物理性能有含水量；容量；干缩和湿胀。24．木材的加工方法有哪些？请加以解释。

答：

1、木材的锯割：主要工具是各种结构的锯子，利用带有齿形的薄钢带——锯条与木材的相对运动，使具有齿形或刀形锋利刃口的锯齿，连续的隔断木材纤维，从而完成木材锯割操作。钻孔：常用电钻和手摇钻

刨削：获得尺寸和形状准确表面平整光洁的构件

凿削：利用凿子的冲击运动，是锋利的刃口垂直切断木材纤维而进入其内，；并不断排出木屑，逐渐加工出所需的方形、矩形或圆形榫孔 铣削：完成各种工艺比较复杂的曲线零件

拼接：较宽幅度的板材，一般都采用实木板拼接成人造板 25．各举出针叶树和阔叶树的特征和常见树种。

答：针叶树特征：树干直而高大，易得木材，纹理平顺，材质均匀，木材较软而易加工。材质强度较高，容重和胀缩变形较小，耐腐蚀性强，广泛用于制作承重构件。常见树种：红松，白松，马尾松，杉木，红豆杉，银杏。

阔叶树特征：树干通直部分一般较短，材质较硬，较难加工，故又称硬木材。材质一般较重，强度高，胀缩，翘曲变形大，易裂开，故在建筑上用于制作尺寸较小的构件。有的阔叶树具有美丽的纹理，适用作内部装饰，家具及胶合板等。常见树种：白桦，枫杨，毛白杨，樟木，槐树，枫树，柏木，紫檀。26．列出你所了解的人造木板的种类和用途。

答：人造板的构造种类很多，最常见有胶合板，刨花板，纤维板，细木工板和各种轻质板等。1 胶合板。用三层或奇数多层的单板经热压胶合而成，各单板之间的纤维方向互相垂直，对称。胶合板的特点是幅面大而平整，不易干裂，纵裂或翘曲，适用于制作大面积板状部件，如用作隔墙，天花板，家具及室内装修等。

刨花板。刨花板是利用木材加工废料加工成刨花后，再经加胶热压成的板材。刨花板的幅面大，表面平整，其隔热，隔音性能好，纵横面强度一致，加工方便，表面还可进行多种贴面和装饰。刨花板除用作制造板式家具的主要材料外，还可以用作吸声和保温隔热材料，但不宜用于潮湿处。刨花板目前尚存在重量较大和握钉力较差的问题。纤维板。利用木材加工的废料或植物纤维作原料，经过破碎，浸泡，制浆，成型，干燥和热压等工序制成的一种人造板材。纤维板材质构造均匀，各向强度一致，不易胀缩和开裂，具有隔热，吸音和较好的加工性能。目前广泛用作为柜类家具的背板，顶柜，底板等不外露的部件，也可用作为绝热，吸声材料。

细木工板。这是一种拼合结构的板材，板蕊用短小木条拼接，两面再胶合两层表板。细木工板具有坚固耐用，板面平整，结构稳定及不易变形等优点。它广泛用作为板式家具的部件材料。

空心板。空心板与细木工板的区别，在与空心板的中板是由空心的木框或带某种少量填充物的木框构成，两面再胶合上胶合板或纤维板，空心板的容量较轻，正反面平整美观，尺寸稳定，有一定强度，而且隔热，隔音效果好，是制作家具的良好轻质板状材料。

塑料贴面板。塑料贴面板属于人造板的二次加工，贴面起着保护和美化人造板表面的作用，并由此扩大了人造板的使用范围。

合成木板。合成木板又称钙塑材料，是一种主要由元机钙盐和有机树脂组成的复合材料。

合成木材质地轻软，保温，隔热，隔音，缓冲性能良好，因此可替代天然木材作墙板，地板，天花板，用作车，船的内外装修，以及隔热，隔音材料，制作各种包装箱，包装桶等。27．木制品框架式结构常用的结合方式有哪些？

答：榫结合、胶结何、螺钉结合、圆钉结合、金属或硬质塑料连接件结合

28．玻璃钢的种类有哪些？有什么特点？

答：热塑性玻璃钢和热固性玻璃钢。特点：热塑性玻璃钢强度和疲劳性较高，冲击韧性蠕变抗力也较高。热固性玻璃钢特点：有高的比强度，具有良好的电绝缘性和和绝热性，腐蚀性化学介质都具有稳定性，根据需要可制成半透明或者特别的保护色和辨别色，能承受超高温的短时作用，方便制成各种曲面形状、不同厚度和非常复杂的形状，具有防磁、透过微波等特殊性能 29．黏土材料有几种？性能如何？

答：黏土一般分为水性黏土和油性黏土。（1）水性粘土的特点是粘合性强，使用时以柔软不粘手，干湿度适中为宜。可塑性强。又分为，陶土，黏土和纸黏土。（2）油性材料软硬可调，质地细腻均匀，附着力强。不易干裂变形。不易碎裂。30．调制石膏的方法和步骤是什么？

答：在调制石膏前，我们需要准备一桶水，一件搅拌的长勺或搅拌器，一件便于操作的塑料容器（杯，碗，瓢，盆），还需要少量废旧报纸，以备清扫使用。

石膏与水的混合是把定量的石膏粉倒入定量的水中，模型制作中石膏浆的石膏粉与水的配比通常为100：（70--80），决不可以把水加到石膏里，具体混合方法如下：1.将适量的清水置于容器里，然后将适量的石膏粉快速均匀地撒入水中，让石膏粉因自重下沉，直至洒入的石膏粉比水面略高，此时停止撒石膏粉的操作。

2.让石膏粉在水中浸泡1--2min，让石膏粉吸足水分后，用搅拌工具或是手向同一方向进行轻轻的搅拌，搅拌应缓慢均匀，以减少空气溢入而在石膏浆中形成气泡。

3.石膏随时间的推移而增加粘性，渐渐成糊状，连续搅拌到石膏中完全没有块状，同时在搅拌的过程中感到有一定的阻力，石膏浆有了一定的粘稠度，外观像浓稠的乳脂，此时石膏浆处于处于最佳浇注状态。

31．衡量涂料性质的指标有哪些？

答：色彩 光泽 黏度 硬度、附着性 耐候性 耐化学试剂腐蚀性 32．论述涂料的作用.答：对于工业产品来说，涂料具有保护作用、装饰作用、特殊作用三大功能。（1）保护作用

涂料在产品表面所形成的一层硬薄膜能够将物质与空气、水分、阳光、微生物以及其他腐蚀介质隔离开，既可防止产品表面化学性锈蚀或腐朽变质，起到一种屏蔽作用，又可避免产品表面直接受到机械外力的摩擦和冲击碰撞而损坏，起到一定的机械保护作用。这对延长产品使用寿命具有十分重要的意义。而且由于涂料品种多，改性容易，涂层的致密性好，可以根据不同的保护要求，选用不同性能的涂料，满足不同产品的需求。（2）装饰作用

涂料的装饰作用主要是通过色彩、光泽、纹理三个方面实现的。涂料颜色的色谱齐全，颜色的调配灵活多变，从明度、纯度和色相上都能很方便地得到变更和体现，而且通过不同的颜色或色漆的调配，可得到多层次和不同对比度的色彩，以满足多种产品在装饰设计上对色彩的要求。

涂料的光泽变化范围大，根据涂料配制比例的不同和树脂种类不同，可获得从无光到有光的随意光泽度。根据产品的造型设计要求，在产品表面涂饰不同的涂料，可使产品表面呈现出不同的亮度感，给人们的心理和感觉上以美的享受。

涂料涂饰后的纹理可调整产品表面的材质感，如锤纹漆的带锤痕裂纹的各个花纹，皱纹漆的均匀细腻的波纹，冰花漆的冰花状纹理，都给人产品外观带来强烈的装饰效果。（3）特殊作用

在一些特定的场合，涂料具有其特殊的作用。如电器的绝缘往往借助于绝缘漆；为了防止海洋微生物的粘附，保护船底的光滑平整，使用船底防污染；高温条件下的超温报警可用示温涂料；在战场上为了伪装武器设备，则用伪装涂料；其他诸如导电涂料、防红外线涂料、反雷达涂料等功能，均属涂料的特殊作用。涂料的特殊作用在现代化科技领域的新产品上油重要的应用价值。33．涂装的工艺程序有哪些？

答：1.涂底漆2.涂刮腻子3.打磨4.涂二道底漆5.涂面漆6.抛光上蜡7.装饰和保养

2010级工业设计《设计材料与工艺》复习题

一、判断题，正确的在后面括号打“√”，错误的打“×”）在产品的方案设计阶段，可以不考虑加工工艺，当设计定型后，才作加工工艺的选择。（×））为保证设计的有效性，工业设计人员必须了解各种材料的性能以及各种加工工艺。（√）3）材料的基本性能是量化参数。这些量化参数都是实验检测所得，与外界条件无关。（×）4）绿色材料主要有生物降解材料和循环与再生材料。（√）5）所谓绿色材料指的就是天然材料。（×））材料美学在产品造型设计中具体化，就是质感设计。（√）7）质感就是人的感觉器官对材料特性作出的综合印象。（√）8）肌理指的是物体表面的组织构造。（×）9）质感设计的形式美，同样符合美学基本法则。（√））质感就是人的感官对材料表面肌理作出的综合印象同表面颜色没有关系。（×）11）设计出来的产品，无论什么造型，都可以选择合适的材料和工艺来实现。（×）12）铸造圆角的主要作用是美观。（×）））碳在钢中有相当重要的作用，钢材中的碳含量越高，其硬度越小。（×）14）钢材中的硫、磷含量越少，钢的质量越高。（√）15）铜的导电性和导热性都优于钢和铝，但铜合金的耐磨性不如铝合金。（×）16）钢、铝合金、铜合金都可以通过氧化法进行表面处理（√）17）所谓高分子材料指的就是塑料。（×））有机玻璃的化学名称叫聚甲基丙烯酸甲酯，其是塑料中唯一的一种透明材料。（×）19）热固性塑料指的是一种用加热方法固化的塑料。（×））ABS塑料是由丙烯腈、丁二烯和苯乙烯三种塑料在高温下混合而成。（×）21）注塑工艺成型周期短、生产效率高，所有热塑性塑料都可用注塑工艺成型。(√)

二、填空题）造型材料按形态分类主要可分为： 线状材料、板状材料 和 块状材料。2）材料的使用是人类社会文明发展的标志。当今，材料、能源 与 信息 已成为现代社会和现代技术的三大支柱。3）按材料的物质结构分类，可将材料分为 金属材料、无机材料、有机材料 和 复合 四大类。）测量压痕表面积计算出的硬度值为 布氏 硬度；测量压痕深度计算出的硬度值为 洛氏 硬度。5）材料美学具体化就是 质感设计。6）材料的肌理分 视觉肌理 和 触觉肌理。7）金属材料可分为 黑色金属 和 有色金属 两大类。其中C≤0.02%的钢铁材料称之为 纯铁，C≥2.11%的钢铁材料称之为 铸铁，C含量界于两者之间的钢铁材料称之为 钢。）不锈钢面盆一般选用 不锈钢板材，采用 冲压 工艺生产。9）塑料主要由 树脂 和 添加剂 组成。）塑料按热性能可分为 热塑性塑料 和 热固性塑料 两大类。11)塑料成型是将 树脂 和 添加剂 的混合物作为原料，制成制品的工艺过程。12）ABS塑料是由 丙烯腈、丁二烯 和 苯乙烯 组成的三元共聚物。13）塑料瓶一般采用 吹塑 工艺生产。大型中空塑料制品常用 滚刷工艺 生产。14）马口铁是将低碳钢薄板经 热浸镀锡 工艺处理后得到的具有较好的抗氧化能力的金属材料。15）以镍为主要合金元素的铜合金称为 白铜。）根据材料的成形特点可将冷冲压工序分为 分离工序 和 成形工序 两类。17）塑料按树脂的热性能分为热固性塑料、热塑性塑料；按聚合物物能否结晶分为非结晶性塑料和结晶性塑料；按使用性能分为工程塑料、通用塑料。）塑料受热随温度变化可呈现 玻璃态、高弹态 和 粘流态 三种力学状态。

三、问答题

2)材料的耐磨性、材料的脆性与韧性一般用什么性能指 标反映？具体怎样判断？ 答：耐磨性一般由硬度反映，硬 度大的材料，耐磨性较强。材料 的脆性与韧性一般用伸长率（δ）表示:δ < 2 ~ 5% 属脆性材科:δ ≈ 5 ~ 10% 属韧性材料 3)材料表面处理分类可分为哪