[精品]對(duì)材料工程的認(rèn)識(shí)

1、對(duì)材料工程的認(rèn)識(shí)通過兩個(gè)月來(lái)對(duì)材料工程基礎(chǔ)這本書的學(xué)習(xí)，我感受頗深, 并對(duì)材料工程有了更為深刻地了解，更深入的認(rèn)識(shí)。本書圍繞材料成 材全過程的制備技術(shù)原理、工藝和方法，介紹了材料制取合成、材料的加工成形、材料的改性與表面加工和材料的復(fù)合u!個(gè)方面的制備科學(xué)與技術(shù)的重要內(nèi)容。通過該理論課程與實(shí)踐課程的學(xué)習(xí)，使我們獲 得較廣泛的材料工程的基礎(chǔ)知識(shí)，掌握材料制備過程中的基本科學(xué)原 理和技能，能夠根據(jù)所確定材料的性能、結(jié)構(gòu)與應(yīng)用的要求，提出材 料制備加工的方案和方法，并以此為引導(dǎo)，更深入地學(xué)習(xí)材料制備的 專門技術(shù)。在課程的講授過程中，我們了解到了我國(guó)和我校在材料領(lǐng)域的現(xiàn)狀及所取得的成就。我感到我們材料

2、人的前景是十分廣泛的，但是肩 上的壓力和重?fù)?dān)也不小。在感到自信和自豪的同時(shí)，我更多感到的是 我們肩上的責(zé)任、重?fù)?dān)以及前途的漫漫。我國(guó)在材料的基礎(chǔ)領(lǐng)域雖然在國(guó)際上占有一席地位，但相對(duì)低端，所開發(fā)的產(chǎn)品大都屬于低端性 和粗放型的。所以，耍振興我國(guó)的材料科學(xué)工程還需耍我們一代代人 的更多努力。下面我將通過舉例說(shuō)明對(duì)材料工程的認(rèn)識(shí)。1粉末冶金粉末冶金是制取金屬材料的一種冶金方法，也是制備金屬零部件的一種加工方法。粉末冶金技術(shù)包括制取金屬粉末，再將金屬粉末與 金屬或非金屬粉末（或纖維）混合，經(jīng)過成形、燒結(jié)、制成粉末冶金 制品材料或零件。粉末冶金是當(dāng)代材料科學(xué)與工程發(fā)展最為迅猛的領(lǐng)域之一本枇 紀(jì)下半葉以來(lái)

3、，粉末冶金有了突破性進(jìn)展，近年來(lái)，西方發(fā)達(dá)國(guó)家 更呈現(xiàn)了加速發(fā)展的勢(shì)態(tài)，一系列新技術(shù)、新工藝大量涌現(xiàn),例如， 超微粉或納米粉制備，快速冷凝技術(shù)，等離子旋轉(zhuǎn)電極霧化，機(jī)械 合金化，粉末熱等靜壓，燒結(jié)m熱等靜壓，溫壓，粉末熱鍛，粉末 熱擠，粉末軋制，粉末預(yù)形件超塑性等溫鍛造，粉末注射成形，粉 末噴射成形，自蔓延高溫合成，梯度材料復(fù)合技術(shù),5 6 7、#8 7和 #5 8 7涂層技術(shù)，電火花燒結(jié)，反應(yīng)燒結(jié)，超固相線燒結(jié)，瞬時(shí)液 相燒結(jié)，激光燒結(jié)，微波燒結(jié)等等這些技術(shù)有的賦予原傳統(tǒng)工藝步 驟以新的內(nèi)容和含義，有的把幾個(gè)工序合為一步，有的則成為新的 工藝步驟因些，整個(gè)粉末冶金領(lǐng)域大大拓寬，并向著縱深方向

4、發(fā)展， 現(xiàn)代粉末冶金不僅是一種材料制造技術(shù)，而且其本身包含著材料和 制品的加工和處理，并逐漸形成了自身的材料制備工藝?yán)碚摵筒牧?性能理論的完整體系，因此，它已由一類傳統(tǒng)工藝技術(shù)發(fā)成為一門 新興的技術(shù)科學(xué)，它處于冶金科學(xué)與材料科學(xué)的交匯區(qū)，并且已深 入地滲透到幾乎所有的冶金和材料科學(xué)的分支科學(xué)中去了。2現(xiàn)代材料表面的改性采用現(xiàn)代材料表面改性技術(shù)就是在零件表面涂覆一層保護(hù)膜，或 采用機(jī)械、物理、化學(xué)等方法，使材料表面的形貌、化學(xué)成份、相組 成、微觀結(jié)構(gòu)、缺陷狀態(tài)、應(yīng)力狀態(tài)得到改變，可非常有效地提高零 件表面的抗磨損、耐腐蝕、抗疲勞性能。近三十多年來(lái)，國(guó)內(nèi)外許多學(xué)者研究和發(fā)明了多種材料表面改性 技術(shù)

5、，用它們來(lái)提高材料表面的抗磨損、耐腐蝕、抗疲勞能力取得了 重大進(jìn)展，并在工業(yè)應(yīng)用屮獲得巨大成功，使現(xiàn)代材料表面改性技術(shù) 成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的重要產(chǎn)業(yè)之一，它在高、精、尖新技術(shù)發(fā)展中起到 越來(lái)越重要的作用?，F(xiàn)代材料表面改性是可以使材料表面獲得更好 的表面特性，有效地延長(zhǎng)零件使用壽命；二是可以用性能較差的合金 鋼代替優(yōu)質(zhì)合金鋼，以節(jié)省優(yōu)質(zhì)合金鋼材料；三是可以研制出新穎材 料。這種多功能綜合化，用于提高材料表面性能的各種現(xiàn)代表面改性 技術(shù)統(tǒng)稱為現(xiàn)代表面改性技術(shù)?，F(xiàn)代表面改性技術(shù)適用于金屬及其合 金、陶瓷、玻璃、聚合物及半導(dǎo)體材料等多種現(xiàn)代材料。現(xiàn)代材料表面改性技術(shù)是一門由多種學(xué)科發(fā)展而來(lái)的技術(shù)組合， 其

6、發(fā)展經(jīng)歷了很長(zhǎng)，很復(fù)雜的過程。電鍍是一門古老的表面改性技術(shù)，和當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間，電鍍只能鍍覆純 金屬模，目前已能鍍覆多種合金，也可以在表面上鍍陶瓷和金剛石粉 末，以增加表面的抗磨性。70年代以來(lái)，化學(xué)鍍有了很大的發(fā)展， 它已成為一個(gè)有效的鍍覆手段。激光束、電子束成功地應(yīng)用于現(xiàn)代材料表面改性，出現(xiàn)了如激光 表面涂敷、激光表面合金化、激光表面淬火、電子束表面淬火、表面 鍍膜等等多種現(xiàn)代材料表面改性技術(shù)?；瘜W(xué)氣相沉積、物理氣相沉積，使鍍膜技術(shù)迅速由最初的熱蒸汽 鍍膜發(fā)展為一系列的現(xiàn)代表面鍍膜技術(shù)，使鍍膜溫度大大降低，膜層 質(zhì)量有了很大的改進(jìn)。離子注入成功地應(yīng)用丁材料表面改性，可得到過飽和固溶體、非 晶態(tài)和某

7、些化合物層，有效地增加了材料表面的硬度，提高了耐磨性、 抗疲勞性及抗腐蝕性，大大地延長(zhǎng)了零件的使用壽命。上世紀(jì)90年 代，全方位離子注入（等離子體浸泡式離子注入）克服了一般離子注 入直射性限制，成功地用于復(fù)雜形狀零件批量表面強(qiáng)化處理，使離了 注入工業(yè)應(yīng)用有了美好的前景?，F(xiàn)代材料表面改性技術(shù)的進(jìn)步，一方面是傳統(tǒng)工藝技術(shù)的革新， 一方面是新工藝的出現(xiàn)，它們都是由于相關(guān)科學(xué)的發(fā)展對(duì)這門邊緣科 學(xué)的促進(jìn)作用。反過來(lái)，現(xiàn)代材料表面改性技術(shù)的發(fā)展促進(jìn)許多學(xué)科 的發(fā)展和工業(yè)的進(jìn)步。上世紀(jì)80年代，現(xiàn)代材料表面改性技術(shù)已被 列為世界十項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)之一。目前，現(xiàn)代材料表面改性技術(shù)已成為材 料科學(xué)技術(shù)的一個(gè)重要的非

8、?；钴S的領(lǐng)域。3新陶瓷和陶瓷復(fù)合材料在功能陶瓷中，最發(fā)達(dá)和最成熟的是電子陶瓷，它占日本全部 新陶瓷市場(chǎng)約82%的比重。結(jié)構(gòu)工程陶瓷與電子陶瓷相比是比較新的, 可以說(shuō)在技術(shù)上還不成熟，只有較小的市場(chǎng)。生物陶瓷和光學(xué)陶瓷最 新，并且到冃前為止只有很小的市場(chǎng)。然而，如果主要的技術(shù)問題可 以解決，最后這三類陶瓷在不久的將來(lái)應(yīng)該有可能有較大的市場(chǎng)，從 而可以預(yù)期將生產(chǎn)極為重要的新材料，用以支持各類型的“高技術(shù)” 工業(yè)。陶瓷復(fù)合材料也可以分為幾類，但每一類的研究和開發(fā)工作都 只剛剛開始。在日本，陶瓷纖維增強(qiáng)金屬(frm)已用于制造小轎車零 部件預(yù)期用陶瓷作為基體的陶瓷基復(fù)合材料(cmc)將成為最有希望 的

9、材料之一它可以改善工程陶瓷的脆性或提高其高溫力學(xué)強(qiáng)度這 個(gè)領(lǐng)域屮的研究和開發(fā)工作已變得非?；钴S.卜'面幾節(jié)敘述一些有代表性的陶瓷材料的現(xiàn)狀.3.1電子陶瓷(電介體，壓電體，半導(dǎo)體)因?yàn)樵诟鞣N各樣的 應(yīng)用領(lǐng)域中要求許多種功能，所以有許多種電子陶瓷。根據(jù)它們的微 觀結(jié)構(gòu)，把它們分為：?jiǎn)尉Щ蚝苤旅艿亩嗑w(高純度，幾乎不含 孔隙)；晶界受控制的陶瓷；孔隙受控制的陶瓷。第類包括 單氧化物，如a1a,鈣欽礦類型氧化物abos，尖晶石類型氧化物備血 等。在第類中晶界是偏析類型的，或者是相離析型的在多晶陶瓷 中，添加物趨向在晶界處富集，這使可用于特殊目的半導(dǎo)體的晶界 基本性質(zhì)改變?cè)诘陬愔谐ㄩ_的細(xì)小孔隙通過吸附、吸收和凝聚 收集了各種類型的氣體如也0等.在表面電性質(zhì)方面引起的變化可用 作溫度傳感器或氣體傳感器。3.2 i程陶瓷 發(fā)展工程陶瓷材料的目的是，通過利用這種陶 瓷的耐熱、耐腐蝕、耐磨損性能和低密度，