1、材料工程基礎材料科學與材料工程研究的對象有何異同？材料科學側重于發現和揭示組成與結構、性能、使用效能，合成 與加工等四要素之間的關系，提出新概念、新理論。而材料工程 指研究材料在制備過程中的工藝和工程技術問題，側重于尋求新 手段實現新材料的設計思想并使之投入使用，兩者相輔相成。材料的制備技術或方法主要有哪些？ 金屬：鑄造（砂型鑄造、特種鑄造、熔模鑄造、金屬型鑄造、壓 力鑄造、低壓鑄造、離心鑄造、連續鑄造、消失模鑄造） ，塑性加 工（鍛造、板料沖壓、軋制和擠壓、拉拔） ，熱處理，焊接（熔化 焊、壓力焊、釬焊） 橡膠：塑煉、混煉、壓延、壓出、硫化五部分 高分子：擠制成型、干壓成型、熱壓鑄成型、注漿

2、成型、軋膜成 型、等靜壓成型、熱壓成型和流延成型如何區分傳統材料與先進材料？ 傳統材料指已經成熟且已經在工業批量生產的材料，如水泥、鋼 鐵，這些材料量大，產值高，涉及面廣，是很多支柱產業的基礎， 先進材料是正在發展，具有優異性能和應用前景的一類材料。二 者沒有明顯界限，傳統材料采用新技術，提高技術含量、性能， 大幅度增加附加值成為先進材料；先進材料長期生產應用后成為 傳統材料，傳統材料是發展先進材料和高技術基礎，先進材料推 動傳統材料進一步發展。納米材料與納米技術的異同？它們對科技發展的作用？納米材料指在三維空間中至少有一維處于納米尺度范圍或由它們作為基本單元構成的材料。納米技術：能操作細小到

3、 1-100nm 物 件的一類新發展的高技術。作用：對于高端的技術，如在超導的 應用方面，集成電路的發展方面納米技術有重要作用。簡述芯片的主要制備工藝步驟？步驟如下： 1、氧化；2、光刻；3、浸蝕；4、擴散； 5、離子注入；6、互連； 7、封裝； 8、裝配。6. 簡述熔體法生長單晶的特點以及主要方法？ 答：特點：液相是均勻的單相熔體，熔點以下不發生相變。方法： 提拉法，坩堝下降法，水平區熔法，浮區法，尖端形核法。為什么纖維通常具備高強度、高模量且韌性好的特點？當纖維材料制成時，拉伸強度變大是因為物體愈小，表面和內部包含一個能導致其脆性斷裂的危險裂紋的可能性越小。對高聚物材料，在成纖過程中高分子

4、鏈沿纖維軸向高度取向，而強度大大 減少。簡述纖維的主要制備方法？ 抽絲：使高聚物熔體或是高聚物溶液通過一個多孔的噴絲頭并使 之冷卻或通過凝固浴凝固形成細絲。 牽掛：將絲軸向拉伸形成纖維。定型：使合成纖維在某一溫度下作極短時間的處理，使纖維具有 良好的柔軟性和彈性。什么是復合材料？如何設計和制備復合材料？復合材料：兩種或兩種以上在物理和化學上不同的物質組合起來 而得到的一種多相固體。如何設計制備：根據組分的性能、形狀、分布與取向、組成對比 等比復合材料的性能影響規律，設計所需性能充分考慮任意程度 及后續加工的可能性，在此基礎上進行制備與加工工藝的選擇設 計。簡述復合材料的強韌化機理？主要有三種：

5、 1、彌散增強復合材料：基體 - 受外來載荷的主要相； 顆粒- 體位錯成分子鏈運動，阻礙裂紋的擴展。 2、顆粒增強復合 材料：基體和顆粒共同承受外來載荷；顆粒 - 限制顆粒鄰近基體運 動，阻礙裂紋擴展。 3、纖維增強復合材料：基體 - 傳遞載荷到增 強、保護纖維，組織裂紋擴展，纖維 - 承受由基體傳遞來的有效載 荷。材料的液態成形技術1、影響液態金屬充型能力的因素有哪些？如何提高充型能 力？A、金屬的流動性、鑄型的性質、澆注條件、鑄件結構B、正確選擇合金的成分和采用合理的熔煉工藝 調整鑄型的性質 改善澆注條件 合理設計鑄件結構2、鑄件的凝固方式有哪些？其主要的影響因素？A 、依據凝固區的寬窄分

6、為逐層凝固、糊狀凝固、中間凝 固。B 、合金的凝固溫度范圍鑄件凝固期間固液相界面前沿的 溫度梯度3、什么是縮松和縮孔？其形成的基本條件和原因是什么？A 、液態金屬在凝固過程中，由于液態收縮和凝固收縮， 往往在鑄件最后凝固的部位出現大而集中的孔洞，稱為 縮 孔；細小而分散的孔洞則稱為 縮松 。B 、縮孔： 形成的基本條件是金屬在恒溫或很窄的溫度范圍內 結晶，鑄件由表及里逐層凝固。產生的基本原因是金屬的液 態收縮和凝固收縮值大于固態收縮值，且得不到補償。縮孔 產生的部位在鑄件最后凝固區域。縮松： 形成的基本原因是金屬的液態收縮和凝固收縮大于 固態收縮。形成的基本條件是金屬的結晶溫度范圍較寬，呈糊

7、狀凝固。4、常見的特種鑄造方法有哪些？各有何特點？A、金屬型鑄造：、可重復使用，生產效率高，勞動條件好；、鑄件精度高，表面粗糙度較低；、金屬散熱性能好，晶粒細化，力學性能好；、不透氣且無退讓性，易造成澆不足或開裂。、適于生產大批量有色金屬鑄件。B、熔模鑄造 / 失蠟鑄造：、鑄件尺寸精度高，表面光潔；、可鑄造形狀復雜零件；、工藝過程復雜，生產周期長，成本高；、適于鑄造小尺寸的各類合金鑄件，特別是少切削或 無切削精密鑄件。C、壓力鑄造（臥式壓鑄、立式壓鑄、熱室壓鑄）、澆注時間短，易于機械化、自動化作業；、鑄型散熱快，晶粒細化，耐磨、耐蝕性好；、鑄件尺寸精度高，表面光潔；、凝固速度快，排氣困難，易形

8、成縮松和縮孔；、模具成本高，鑄件尺寸受限；D、低壓鑄造、充型壓力和速度易于控制，氣孔、夾渣較少，組 織致密，力學性能好；、無需冒口設置，金屬利用率高；、適應性強，金屬型、砂型和熔模型均可使用；、鑄件尺寸精度高，表面光潔；、適用于質量要求高的鋁、鎂等有色金屬鑄件、適于有色金屬薄壁復雜鑄件的大批量生產。E、離心鑄造、離心力改善金屬的流動性，提高了充型能力，改 善了補縮條件，縮孔等缺陷減少；、簡化了中空圓柱形鑄件的生產過程；、成分偏析嚴重，尺寸難以控制；、內表面質量較差、內孔不準確、加工余量較大；、特別適于橫截面呈圓柱的鑄件生產， 如套、環、 管、 筒、輥和葉輪等，多用于黑色金屬及銅合金F、消失模鑄

9、造、不分型，不起模，工藝簡化，精度提高；、能制造形狀復雜的鑄件和工藝品；、冒口可自由設置，不易產生縮孔、縮松等；、易產生有害氣體，鑄件易增碳，表面質量降低；、適于生產起模困難，形狀復雜的鑄件，例如汽車發 動機進排氣歧管、缸體等。5、試述鑄件產生變形、開裂的原因及其防止措施。變形：當鑄件中存在應力時，會使其處于不穩定狀態，如 鑄造應力超過合金的屈服強度時，則會產生塑性變形，使鑄 件發生彎曲或扭曲。裂紋：當鑄造應力進一步增大、超過合金的塑性變形極限(抗拉強度)時，鑄件便會開裂。防止鑄件變形、開裂的措施：合理選擇合金成分，合理設 計鑄件結構，調整鑄型的性質，改善澆注條件人工方法6、陶瓷的液態成形方法

10、有哪些？各有何特點？粉漿澆注 : 設備簡單，不需壓力機，石膏模具費用低。但 生產周期長，生產率低，且尺寸控制只有中等水平。所以粉 漿澆注技術只是粉末成形技術的一種擴充，并不能取代普通 的壓制成形技術流延成形：一種陶瓷基片的專用成型方法，特別適合成型 0.2MM-3MM 厚度的片狀陶瓷制品，生產此類產品具有速 度快、自動化程度高、效率高、組織結構均勻、產品質量好 等諸多優勢。壓模成形：將粉狀、片狀或顆粒狀原料，放在一定溫度 的模具中閉模加壓，使之熔化，充滿整個型腔而成形硬化。注射成形： 主要用于熱塑性塑料。周期短， 生產率高 能生產形狀復雜、薄壁、嵌有金屬或非金屬的塑料制品。7、聚合物的液態成形

11、方法有哪些？各有何特點？壓模成形：將粉狀、片狀或顆粒狀原料，放在一定溫度 的模具中閉模加壓，使之熔化，充滿整個型腔而成形硬化。 缺點：周期長，效率低，模具成本高。傳遞模成形：優點： (1) 原料在轉移過程中接收到相當一 部分能量，從而可縮短成形時間； (2) 能確保制品中的金屬 嵌件位置正確。注射成形： 主要用于熱塑性塑料。周期短， 生產率高。 能生產形狀復雜、薄壁、嵌有金屬或非金屬的塑料制品。吹塑成形 : 又稱為中空注模，熔融態的塑料坯通過擠出機 或注射機擠出后，置于模具內，用壓縮空氣將此坯料吹脹， 使其緊貼模內壁成型而獲得中空制品。材料的固態成形技術1、金屬為什么容易塑性變形？生產塑性變形

12、的本質？ 答：金屬零件在外力作用下產生不可恢復的永久變形為 金屬塑性變形。原因：單晶體：原子的滑移錯位。多晶 體（實際使用的金屬大多是多晶體） ：晶內變形和晶間變形。 本質：多晶體的塑性變形是晶內變形和晶間變形的總和。金 屬塑性變形的實質是晶體內部產生位錯滑移的結果。2、金屬常見的塑性成形方法有哪些？ 鍛造、沖壓、擠壓、軋制、拉拔3、金屬的冷變形和熱變形是如何區分的？各有何特征？ 冷變形：塑性變形溫度低于該金屬的再結晶溫度 特征：晶粒沿變形最大的方向伸長，產生纖維組織； 晶粒間產生碎晶。金屬產生加工硬化現象。 熱變形：塑性變形溫度高于該金屬的再結晶溫度特征：經過再結晶組織均勻化， 塑性好， 消

13、除內部缺陷， 形成流線組織。4、什么是金屬的可煅性？其影響因素有哪些？A 、金屬的可鍛性是表示金屬在熱狀態下經受壓力加工時 塑性變形的難易程度。B 、 (1) 金屬的成分：純金屬好于合金，低碳鋼優于高碳 鋼，低碳低合金鋼優于高碳高合金鋼；有害雜質元素一般使 可鍛性變壞 (2) 金屬的組織：單相組織好于多相組織；鑄態 下的柱狀組織、粗晶粒組織、晶界上存在偏析、或有共晶組 織都會使可鍛性變差 (3) 加工條件 1) 變形溫度：一般隨 變形溫度的升高， 可提高金屬的可鍛性； 當溫度接近熔點時， 會引起過燒，使可鍛性急劇降低 2) 變形速度：一方面隨著 變形速度的增加，回復與再結晶過程來不及進行，不能

14、及時 消除加工硬化現象，故使塑性降低，變形抗力增大，可鍛性 變壞。另一方面隨著變形速度的增高，產生熱效應，使金屬 的塑性升高，變形力降低，又有利于改善可鍛性。 3) 應力 狀態：拉應力成分數量愈多，要求材料塑性愈好；壓應力成 分數量愈多，可降低對材料塑性的要求。5、擠壓成形方法的分類、工藝特點以及主要的工藝參數？A 、正擠壓、反擠壓、復合擠壓和徑向擠壓B 、 1、擠壓時金屬坯料在三向受壓狀態變形，因此可提高 金屬坯料的塑性變形能力；、生產靈活性大，可擠各種形狀復雜、深孔、薄壁、 異型斷面的零件；、零件精度高、表面粗糙度低；、擠壓件內部的纖維組織提高了力學性能；、制品在斷面上和長度上組織性能不夠

15、均一；6、工具消耗較大。C 、擠壓溫度、擠壓速度、變形程度 6、聚合物的塑性成形方法有哪些？各有何特點？ 答：熱固性聚合物：壓模、澆注、注射；熱塑性聚合物：擠 壓、真空成形、吹塑成形。7、陶瓷的塑性成形方法有哪些？與金屬和聚合物比的特 點？ 答：擠制成形，軋膜成形。陶瓷硬而脆，不適合塑性成，而 金屬和聚合物可以。材料的粉末成形技術1、粉末冶金工藝有何特點？其主要的工藝過程包括？4、A 、 1、粉末冶金能夠制備普通熔鑄法無法生產的具有特 殊性能的材料 2、采用粉末冶金制備的材料，其性能較熔鑄 產品優越 3、粉末冶金制品表面光潔度高，尺寸精確，是一 種少切削、無切削的新工藝，可節約大量的人力和物力

16、。 不足之處：粉末本身的成本較高，制品的大小和形狀受到一 定的限制；零件的力學性能較鍛件或鑄件要低。B 、粉末的制備、粉末的成形、燒結、燒結后的處理2、粉體物理制備方法主要有哪些？霧化法：雙流霧化法、離心霧化法、真空霧化法、機械作 用力霧化法、特殊霧化法：多級霧化、固體霧化物理蒸發冷凝 / 物理氣相沉積 （PVD）法3、霧化制粉的方法有哪些？ 霧化法：雙流霧化法、離心霧化法、真空霧化法、機械 作用力霧化法、特殊霧化法：多級霧化、固體霧化4、粉末的化學制備方法有哪些？液相沉淀法、化學氣相沉積法（CVD）、還原反應法、電化學法5、粉末的成形工藝性能取決于粉末的哪些特性？ 松裝密度、流動性、壓制性6

17、、粉末的成形方法主要有哪些？如何獲得結構均勻致密的 成形坯體？A 、壓力成形：模壓成形、等靜壓成形 增塑成形：擠壓成形、注射成形 料漿成形：注漿成形、熱壓鑄成、形流延成形B 、措施：適當加壓。7、粉體為什么能燒結？燒結的推動力是什么？A 、通常是在高溫作用下粉末成形體 （坯體） 表面積減小、 氣孔率降低、顆粒間接觸面積增大、致密度和強度提高的致 密化過程。B 、粉體的表面能降低和系統自由能降低8、燒結方法主要有哪些？如何促進致密化燒結？A 、常壓燒結、熱壓 / 熱等靜壓燒結、活化燒結、真空燒 結、反應燒結，方法：固、液、氣相燒結。B 、促進措施：提高燒結溫度越高；延長保溫時間，但長時保溫易出現

18、晶粒長大現象。采用更小顆粒的粉末； 對粉末進行改性，提高其活化能等。9、陶瓷燒結與金屬的燒結有何異同？原理不同；壓制區別：金屬粉末壓制得到的壞塊的密度普遍比無機密度大；陶瓷只能液相燒結，燒結時粘接劑揮發，留下孔洞，一般采用加壓燒結；金屬可以固相，液相或固液燒結。燒結氣氛：金屬需要真空或氫氣氣氛， 陶瓷不需要金屬燒結后需要拋光，陶瓷燒結后需要施 釉。材料的連接工藝1、簡述金屬的可焊性及其影響因素。A 、指金屬材料在一定的工藝條件下形成具有一定使用性 能的焊接接頭的能力。B 、 1 、母材和焊接材料、焊接工藝、焊接接頭的結構、服役條件2、簡述焊接接頭的組織和性能焊縫區（熔化區）熔合區（半熔化區）熱

19、影響區母材3、焊接缺陷主要有哪些？其形成的原因？ 答：焊瘤。焊條熔化太快；電弧過長；電流過大；焊速過 慢；運條不當夾渣。施焊中焊條未攪拌熔池，焊件不潔， 電流過小，分層焊時，各層渣未除去裂紋。焊件中含氮硫 磷高， 焊接結構設計不合理； 焊接程序不當； 焊縫冷卻太快， 應力過在；存在咬邊氣泡夾渣；未焊透氣孔。焊件不潔， 焊條潮濕電弧過長；電流過大；焊速過快，焊件含碳高咬 邊。電流過大，焊接角度不對，運條不當，電弧過長未焊 透。裝配間隙過大，坡口開的太小，鈍邊太大，電流過大， 焊速過快，焊條為對準焊縫；焊件不潔。4、簡述釬焊的工藝特點及常用的釬焊材料A 、釬焊加熱溫度較低，接頭光滑平整，組織和機械

20、性 能變化小，變形小，工件尺寸精確。可焊異種金屬， 也可焊異種材料， 且對工件厚度差無嚴 格限制。有些釬焊方法可同時焊多焊件、多接頭，生產率很高。釬焊設備簡單，生產投資費用少。接頭強度低，耐熱性差， 且焊前清整要求嚴格，價格較B 、軟釬焊（錫、鉛基釬料） 、硬釬焊（銅、銀基釬料）材料的表面處理工藝1、熱噴涂的方法主要有哪些？各有何特點？火焰噴涂： ：一般金屬、非金屬基體均可噴涂，對基體 的形狀和尺寸通常也不受限制，但小孔目前尚不能噴涂； 涂層材料廣泛，金屬、合金、陶瓷、復合材料均可為涂層材 料，可使表面具有各種性能，如耐腐蝕、耐磨；耐高溫、隔 熱等：涂層的多孔性組織有儲油潤滑和減摩性能，含有硬

21、 質相的噴涂層宏觀硬度可達 450HB，噴焊層可達 65HRC； 火焰噴涂對基體影響小，基體表面受熱溫度為200 250，整體溫度約 70 80，故基體變形小， 材料組織不發生變 化。電弧噴涂：長效防腐復合涂層對鋼鐵基體的防腐原理是 物理屏蔽和陰極保護聯合作用，封閉涂層的主要作用是物理 隔離各種腐蝕介質對金屬噴涂層和鋼鐵基體的侵蝕，電弧噴 涂金屬涂層對鋼鐵基體提供犧牲自己保護鋼鐵的陰極保護 作用。噴鋅或鋁后封閉處理所形成的復合涂層，其耐蝕性比 噴鋅或鋁涂層和封閉涂層兩者單獨耐蝕壽命值之和要高出 50130%。這種效應被稱為最佳協同效應等離子噴涂：超高溫特性，便于進行高熔點材料的噴 涂。噴射粒子

22、的速度高，致密，粘結強度高。由于使用 惰性氣體作為工作氣體，所以噴涂材料不易氧化。2、簡述電鍍和化學鍍的異同。）化學鍍與電鍍從原理上的區別就是電鍍需要外加的電流和 陽極，而化學鍍是依靠在金屬表面所發生的自催化反應。）化學鍍鎳層是極為均勻的，只要鍍液能浸泡得到，溶 質交換充分， 鍍層就會非常均勻， 幾乎可以達到仿形的效果。 電鍍無法對一些形狀復雜的工件進行全表面施鍍，但化學鍍 過以對任何形狀工件施鍍。）高磷的化學鍍鎳層為非晶態，鍍層表面沒有任何晶體 間隙，而電鍍層為典型的晶態鍍層。）電鍍因為有外加的電流，所以鍍速要比化學鍍快得我， 同等厚度的鍍層電鍍要比化學鍍提前完成。）化學鍍層的結合力要普遍高于電鍍層。）化學鍍由于大部分使用食品級的添加劑，不使用諸如 氰化物等有害物質，所以化學鍍比電鍍要環保一些。）化學鍍目前市場上只有純鎳磷合金的一種顏色，而電 鍍可以實現很多色彩。3、簡述對金屬表面進行滲碳或滲氮的作用。提高表面的硬度、耐磨性及疲勞強度，心部仍保持良好 的韌性及