复习资料——先进装备材料

第一篇：复习资料——先进装备材料

《先进装备材料》复习大纲

核装备及风电装备材料

1、名词

快中子与热中子：裂变产生的中子平均动能约2MeV称为快中子；与环境达到热平衡的中子，能量约为0.025eV称为热中子。

质量亏损: 在核反应中，指原子核的质量与组成原子核的所有单个质子与单个中子的质量之和的差,质量差以能量的形式存在。衰变热：放射性核素衰变时所产生的热。

中子慢化：中子与介质原子核碰撞，引起中子能量减少而减速的现象。天然铀和浓缩铀：直接从矿石中提取的铀叫天然铀，经过同位素提炼后，铀235含量超过90%的铀金属。

S（E）玻璃纤维：高强度玻璃纤维，纤维强度高的玻璃纤维。无碱玻璃纤维，碱金属含量低的玻璃纤维。

真空灌注：一种利用真空压力制作成型的工艺技术。将材料铺放在模具上，抽气至负压，树脂通过胶管进入整个体系，浸透构件铺层。

树脂传递模塑：将树脂注入到闭合模具中浸润增强材料并固化的工艺方法

2、高温气冷堆的作用与特点。

答：高温气冷堆是以氦气作为冷却剂，以石墨作为慢化剂，采用全陶瓷涂敷颗粒燃料，出口温度高的反应堆，主要用来发电，钢铁和有色金属冶炼，石油精炼，海水淡化等。特点：出口温度高、中子吸收小传热好、安全性好、发电效率高、系统简单建造周期短。

3、高温气冷堆的球形燃料元件及其包覆燃料颗粒的构造与用料。

答：球形燃料原件由包覆颗粒燃料和燃料元件石墨基体组成。包覆颗粒燃料由内而外：UO2核心，疏松的PyC层（热解炭缓冲），内致密PyC层（承压，防接触），SiC层（承压，防裂变产物扩散），外致密PyC层（保护SiC层）。石墨基体则是由64%天然鳞片石墨，16%的人造石墨和20%的酚醛树脂 组成。

4、核反应堆慢化原理与用材。

答：使裂变中子与慢化剂原子核发生碰撞，把其携带的能量传递给被撞原子，经多次碰撞，变为热中子。轻水堆用轻水作慢化剂，重水堆用重水做慢化剂，气冷堆用石墨作慢化剂。

5、对比分析锆和石墨在核反应堆中的应用。

答：锆用作轻水堆的包壳材料，空气中稳定，中子吸收截面小，良好的耐腐蚀性。从矿石中提炼的时候需要锆铪分离，合金化可以抵消杂质，提高综合性能。石墨分为燃料基体石墨和反射层

1.燃料元件中石墨作基体，作用保持一定燃料结构，中子慢化，导热 2.结构核级石墨：构成堆芯砌体，起到反射中子作用，纯度要求极高。

6、风力机叶片的制造工艺及其用材。

生产准备——SS面壳体制作——PS面壳体制作——前缘腹板制作——后缘腹板制作——根部平台制作——合模——补强——表面处理——配重

用材：基体材料（树脂），增强材料（纤维），夹芯材料（泡沫），胶粘剂和辅助材料（优异附着力，良好弹性等）

碳纤维及其复合材料

1、名词：

纤维的预氧化：对碳纤维原丝进行高温热稳定化处理，得到具有高阻燃性，良好耐腐蚀性能的预氧丝。

纤维的石墨化：将碳纤维置于石墨化炉内保护介质中加热到高温，使六角碳原子平面网格从二维空间的无序重叠转变为三维空间的有序重叠，且具有石墨结构的高温热处理过程。2500 湿（干）法纺丝：湿法纺丝是将溶解制备的纺丝液从喷丝孔喷出，在液体凝固剂固化成丝。特点是纺丝速度慢，喷丝孔多，成本低，较常用；干法纺丝的纺丝液喷出后在热空气挥发固化成丝，特点孔少，速度高，成本高，较少使用。等离子体氧化：通过电解液与相应电参数的组合，在铝、镁、钛等金属及其合金表面依靠弧光放电产生的瞬时高温高压作用，原位生长出以基体金属氧化物为主的陶瓷膜层。

纤维缠绕成形：将浸过树脂胶液的连续纤维按照一定规律缠绕到芯模上，然后经固化、脱模，获得制品。

碳纤维捻度：在单位长度的纱中,纤维所捻成的回旋数,一般捻度大强度也大。

2、碳纤维的定义、分类与特点。答：定义：是一种含碳量在95%以上的高强度、高模量纤维的新型纤维材料。它是由片状石墨微晶等有机纤维沿纤维轴向方向堆砌而成，经碳化及石墨化处理而得到的微晶石墨材料。

分类 ：按原料来源：聚丙烯腈基碳纤维，沥青基碳纤维，粘胶基碳纤维等；

按性能：通用型，高强型，高模型，中模高强型，超高模型；

按状态：长丝，短纤维，短切纤维

特点：高强度，高模量，密度低，线膨胀系数小，耐腐蚀，抗放射等特点。

3、PAN 基与沥青基碳纤维的制备工艺流程。

PAN基：聚合——溶液纺丝——预氧化——炭化——石墨化——精加工 沥青基：熔化过滤——熔纺法纺丝——不熔化处理——炭化——石墨化——精加工

4、纤维的预氧化、碳化、石墨化。答：预氧化和石墨化已论述

碳化：将预氧丝在隔绝空气下热分解为碳和其他产物，去除杂志和挥发分，得到目标产物。1000-1500

5、碳纤维的高性能化与低成本化的途径。答：解决途径主要包括——设计，稳定性与制造技术。

第一，选用整体化设计工艺，可起到减少零件数和装配工时的作用；

第二，第二，原材料应选用低成本中大丝束碳纤维以及适合低成本工艺的树脂；第三，碳纤维制品的加工工艺应选用非热压罐工艺，包括真空袋成形、RTM等；第四，应采用制造自动化，提高工效和降低废品率；

第五，需要利用碳纤维优良的抗疲劳和耐腐蚀性能，降低维护成本和提高出勤率。

6、树脂基复合材料的复合原则。

答：1.对纤维具有好的润湿性，从而使基体与增强材料间具有较强的结合力；2.基体应具有较好的塑性和韧性，延缓裂纹扩展；3.基体能够很好地保护纤维表面，不产生损伤；4.纤维有很高的强度和刚度；5.纤维必须具有适当的的含量，直径和分布；6.纤维和基体应有相近的热膨胀系数

7、碳纤维复合材料的制备工艺方法。答：预浸——成型——固化——脱模

成型方法有：手糊成型、喷射成型、纤维缠绕成型、拉挤成型、模压成型 【后面可不答】

手糊成型工艺：在模具表面上涂抹脱模剂、胶衣，将事先裁好的碳纤维预浸布铺设在模具工作面上，在工作面上刷涂或喷射树脂胶液，达到所需要的厚度之后，成型固化、脱模、后处理。喷射成型工艺：一般利用短切纤维和树脂混合，在喷枪中利用压缩空气均匀喷洒在模具表面上，达到所需厚度后，再利用手工橡胶锟来回刷平，最后固化成型。

纤维缠绕成型工艺：将经过树脂液体浸渍的连续纤维或碳布按照一定规则缠绕到芯模上面，然后经过固化、脱模、后处理成为复合材料制品的加工工艺。

拉挤成型工艺：将事先浸渍树脂胶液的碳纤维丝束、带或布等原材料，通过牵引力的作用，挤压模具成型、固化，连续不断地生产规格、长度不同的碳纤维型材。

8、碳纤维及其复合材料在航空航天、汽车的应用需求及需要解决的问题。答：航空：火箭飞机导弹等航天设备需要——结构轻质化、防热要求高尺寸稳定、可安全重复使用。

需要解决问题：成本高；生产周期长效率低；产品设计开发难度大；回收技术不够；存在各向异性。

汽车：车身更高的轻量化效果，抗冲吸能，高结构承载能力

需解决的问题：理念问题，复合材料不是金属材料的替代材料；复合材料供应商与汽车制造企业的合作模式——战略合作；发展低成本材料；高效率低成本的制造工艺技术

纳米碳材料

1、名词

富勒烯：任何由碳一种元素组成，以球状，椭圆状，或管状结构存在的物质，都可以被叫做富勒烯，富勒烯指的是一类物质。

金属型（半导体型）碳纳米管：单壁碳纳米管按其卷曲方向有(n,m)两个参数，当（n-m）可以被3整除时，单壁碳纳米管是金属性的；反之则为半导体性的。石墨烯：是一种由碳原子以sp²杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的二维碳纳米材料。

库仑阻塞效应：一旦某个电子进入了金属微粒，它将阻止随后的第二个电子再进入同一金属微粒． 因为这样的过程将导致系统总能的增加，所以是不允许发生的过程。

有机太阳能电池：以具有光敏性质的有机物作为半导体的材料，以光伏效应而产生电压形成电流, 实现太阳能发电的效果.2、富勒烯的结构特点。

答：五角环数12个，六角环数因笼大小而异。杂化方式介于SP2和SP3之间，整个表面形成大的一个大的共轭体系。满足欧拉公式，凸多面体定点数（V），面数（F），棱边数（E），V+F-E=2。

3、纳米碳管的性质及其应用。

答：奇异的导电性：可呈金属导电性，也可呈半导体特性；存在库伦阻塞效应；优异的场发射性能。

优异的热学性质：真空下2800℃下保持稳定；导热性能是金刚石的2倍 优异的力学性质：极高的强度和韧性，SWNT杨氏模量高达5Tpa,强度是钢的100倍，而密度只有钢的1/6 应用：场发射显示（LED），冷光电灯泡的灯丝，锂离子电池的负极材料，太阳能的窗口曾和高性能吸附材料。

4、石墨烯的性质及其应用。

答：高强度，高热导率，高载流子迁移率，室温量子霍尔效应，室温铁磁性。应用：场效应晶体管，透明电极，高导热材料，储能器件，传感器。

轻量化材料-铝合金

1、名词

变形铝合金：变形性铝合金是通过冲压、弯曲、挤压等工艺使其组织、形状发生变化的铝合金。分为可热处理强化和不可热处理强化。这类铝合金加热可形成单相α固溶体，塑性好。

超高强铝合金：具有超高强度的铝-锌-镁-铜系合金，是现有铝合金中强度最高的。这类合金可热处理强化，在人工时效状态下使用。

硬铝：指铝合金中以Cu为主要合金元素的一类合金，代号2xxx。

防锈铝：防锈铝主要是Al-Mn系及Al-Mg系合金。因其时效强化效果不明显，所以不宜热处理强化，但可以通过加工硬化来提高强度及硬度。

硅铝明：是以硅为主要合金元素的一类铸造铝合金，可分为简单硅铝明和特殊硅铝明。具有良好的铸造性能、焊接性能、抗蚀性能和足够的力学性能。

2、铝合金的编号（1000~7000 系），各个系列的主要合金元素和性能特点。答：1系：含铝99%以上，也称做纯铝系列，它的特点是导电性好，耐腐蚀性能好，焊接性能好，强度低，不可热处理强化。

2系：以铜为主要合金元素的铝合金，高温强度高，易腐蚀

3系：以锰为主要合金元素的铝合金，不可热处理强化，耐腐蚀性能好，焊接性能好，塑性好，可通过冷加工硬化来加强强度。

4系：以硅为主要合金元素的铝合金，铸造机械性能良好，不常用 5系：以镁为主要合金元素的铝合金，强度塑性高，耐受性能好，不可热处理强化

6系：以镁和硅为主要合金元素的铝合金，中等强度，耐腐蚀性能好，焊接性能好，工艺性能好（易成型），多做锻铝。

7系：以锌镁铜为主要合金元素的铝合金，硬度非常大，焊接性能好，可热处理强化。工艺性能好。

3、铝合金的强化方式。

答：固溶强化：合金元素加入纯铝中，形成铝基固溶体，起固溶强化作用，使其强度提高。铝的合金化一般具有较大的极限溶解度。镁的强化效果最好，锌的强化效果最差。

弥散强化：当加入合金元素过量后，淬火加热时会产生少量Al3Er初生相粒子，冷却后固态中产生弥散分布的Al3Er颗粒，阻碍位错滑移运动。【绕过机制】

细晶强化：加入一些合金元素起形核剂作用，减少基体Al的孕育周期，抑制其长大，晶界变多，对位错塞积阻碍严重，起到强化作用

时效强化：铝合金的热处理强化,主要是由于合金元素在铝中有较大固溶度且随温度降低而急剧减小,故铝合金经加热到一定温度淬火后,可以得到过饱和的铝基固溶体,这种过饱和的铝基固溶体放置在室温或加热到某一温度时,其强度、硬度随时间的延长而提高,塑性、韧性则降低。【切过机制】

4、铝合金时效过程中相结构及组织的变化、及其对性能的影响。

答：相结构及组织变化：α过——α+GP——α+cita”——α+cita’——α+cita 其中GP区，cita”，cita’均为亚稳相，cita为平衡相。

GP区是溶质原子富集的排列有序的，均匀分布在基体上，存在一定的共格应变，起到强化效果；cita”为完全共格，比GP区有更大的共格应变，强化效果更大；cita’为部分共格，接近于平衡相；平衡相完全不共格，晶粒尺寸粗大，降低了强化效果。整个强化过程中存在峰值失效

超高强度钢

1、名词

二次硬化型超高强度钢：经过加热淬火后在480～550℃温度范围回火时，析出合金碳化物产生弥散强化效应，其屈服强度大于1380MPa的超高强度钢 马氏体时效钢：以无碳（或微碳）马氏体为基体的，时效时能产生金属间化合物沉淀硬化的超高强度钢。

沉淀硬化不锈钢：在不锈钢化学成分的基础上添加不同类型、数量的强化元素，通过沉淀硬化过程析出不同类型和数量的碳化物、氮化物、碳氮化物和金属间化合物，既提高钢的强度又保持足够的韧性的一类高强度不锈钢 超细晶粒钢:超细晶粒钢是指通过特殊的冶炼和轧制方法得到的晶粒尺寸在微米级或亚微米级的新一代超强结构钢。

Q&P 钢:淬火-碳分配马氏体钢，采用淬火配分工艺生产一种具有TRIP效应的高强度高韧性的马氏体钢

Q-P-T 钢：淬火-碳分配-回火马氏体钢，采用淬火配分工艺生产，并经过低温回火处理，得到一种强度更高马氏体钢

2、低合金超高强钢的主要合金元素及其作用。答：1.保证钢的淬透性（Cr，Mn，Ni）2.增加钢的抗回火稳定性（V，Mo）

3.推迟低温回火脆性（Si）4.细化晶粒（V，Mo）

5.均能使得Ms点降低下降，淬火冷却到室温时残余奥氏体量增加

3、马氏体时效钢的强化原理和热处理工艺及其应用。

答：原理：利用金属间化合物在含C极低的马氏体中弥散析出来强化（时效强化）

工艺：高温奥氏体——淬火马氏体（合金元素溶解在M中）——时效马氏体（沉淀强化）应用：已在包括火箭发动机壳体，直升飞机起落架，精密模具中得到广泛应用

4、Q&P 和 Q-P-T 过程与强韧化原理。

答：QP：将中高含硅碳淬火至高于室温并在Ms和Mf之间的某一淬火温度，并保温一段时间，使得碳从过饱和的马氏体中分配到奥氏体中去。奥氏体富碳以致在随后冷却到室温的过程中保持稳定不发生马氏体相变。

QPT：通过回火处理，使得一部分碳化物析出强化进一步提高钢的强度。添加了既能析出强化又能细晶强化的元素，Nb，V,Ti。

高温合金

1、名词

铁基(镍、钴)高温合金：以铁钴镍为基体，能在600-1200℃，一定应力条件下适应不同环境短时或长时试用的金属材料。

热疲劳：金属材料由于温度梯度循环引起的热应力循环（或热应变循环），而产生的疲劳破坏现象，称为热疲劳。

持久强度：试样在一定温度和规定的持续时间下，引起断裂的应力称持久强度，反映抗高温断裂能力 晶界强化；向钢中加入一些微量的表面活性元素，如硼和稀土元素等，产生内吸附现象浓集于晶界，从而使钢的蠕变极限和持久强度显著提高的方法

2、高温合金的高温性能要求。

答：高温下的力学性能，高温下的抗腐蚀性能。力学包括：蠕变，持久强度，抗热疲劳，松弛 抗腐蚀性能包括：抗氧化，硫化，热腐蚀等

3、提高高温合金性能的途径和方法。答：结构强化和工艺强化。

结构强化：固溶，沉淀，晶界，碳化物和氧化物强化

工艺强化：定向凝固（消除垂直应力方向晶界），粉末冶金（偏析出降低），快速凝固（组织细化，偏析降低）

第二篇：过程装备制造工艺复习资料

1、焊接接头由焊接区和部分母材组成，其中对结构可靠性起决定作用的是焊接区。焊接区包括焊缝金属、熔合区和热影响区三部分。

2、因为在焊接过程或使用中，焊接区要发生许多有别于母材的变化。除组织和性能变化外，还存在焊接缺陷，焊接残余应力和应力集中等不利因素。

3、缝金属：焊缝金属由熔化的母材和填充材料组成。焊接时，焊缝金属由高温液态冷却至常温固态，要经过从液相转为固相的一次结晶过程和在固相焊缝金属中进行的同素异构转变的二次结晶过程。

4、缝金属具有如下特点：⑴存在铸造缺陷⑵焊缝中的夹杂⑶焊缝中的偏析⑷焊缝中的杂质元素硫和磷⑸焊缝金属的力学性能

5、热影响区 ①过热区（粗晶粒区）过热区的温度范围是处在固相线以下至1100℃左右。当加热到1100℃以上时，奥氏体晶粒即开始剧烈长大，尤其在1300℃以上，晶粒十分粗大，冷却后即获得晶粒粗大的过热组织。晶粒度都在1～2级左右。在气焊和电渣焊的情况下，甚至会得到“魏氏组织”。魏氏组织是一种过热组织，其特点为铁素体沿晶界分布，并呈针状插入珠光体内，使钢的塑性和韧性都大大降低（通常要降低20～30%）。因此，焊接刚度较大的结构时，常在过热区发生裂纹。

②正火区 又称细晶区或相变重结晶区，对于低碳钢该区约为900～1100℃。加热到该温度区域时，铁素体和珠光体全部变成奥氏体，由于晶粒来及长大，故冷却后得到均匀、细小的铁素体和珠光体，相当于正火热处理。该区强度高，塑性、韧性也好，一般认为是焊接接头中综合机械性能最好的区域。

③部分相变区 在AC1～AC3之间，又称不完全重结晶区。加热时母材中的珠光体和部分铁素体转变成细小的奥氏体，但有部分铁素体不发生转变，在高温下其晶粒变得粗大。冷却后，细小的奥氏体转变成细珠光体和铁素体，加上未转变而晶粒变粗大的铁素体，该区晶粒大小极不均匀，所以机械性能不好，强度有所下降。

④再结晶区 只有焊前经冷塑性变形加工而发生加工硬化的焊件才存在。焊接时破碎的晶粒加热到400℃～AC1之间发生再结晶，晶粒复原、强度稍有下降、塑性回升，性能略有改善，总的来说该区域的机械性能变化不大。

6、接接头中的裂纹

1）焊接热裂纹2）焊接冷裂纹3）再热裂纹4）层状撕裂

7、焊接变形①纵向收缩引起的构件纵向弯曲变形。②横纵向收缩引起的构件纵向弯曲形③横向收缩引起的角变形或挠曲变形

8、采取适当的工艺措施①正确地选择焊接方法和焊接规范 ②反变形法③刚性固定法④正确地确定装配焊接次序

9、断裂的性质和产生原因，焊接结构主要有延性断裂、脆性断裂、疲劳断裂和应力腐蚀断裂等形态。

10、变形的矫正如果采取了各种措施后仍然存在超标焊接变形，就必须进行矫正。常用的方法是机械压力来矫正和火焰加热矫正法。

11、焊接方法：1）手工电弧焊2）埋弧自动焊3）气体保护焊4）电渣焊

12、常见的焊接缺陷有咬边、凹陷、焊瘤、气孔、夹渣、裂纹、未焊透、未熔合等。通常按缺陷在焊缝中的位置不同，分为外部缺陷和内部缺陷两大类。

外部缺陷有表面裂纹、表面气孔、咬边、凹陷、满溢、焊瘤、孤坑等，这些缺陷主要与焊接工艺和操作技术水平有关。还有些是外观形状和尺寸不合要求的外部缺陷，如错边、角变形和余高过高等。

内部缺陷常见的有各种裂纹、未熔合、未焊透、气孔、夹渣和夹钨等

12、特别提出的是，目前超声波还不能用于奥氏体不锈钢铸件与焊缝，以及黄铜和镍基合金的探伤。这首先是因为这类材料的铸态晶粒粗大，晶粒间易产生反射杂波；同时声波在粗晶界传播衰减大，以至难以把缺陷波与杂波分辩出来。

13、体不锈钢具有较好的综合力学性能，便于压力加工和焊接，焊接中无淬硬和冷裂现象。与其它类型钢相比，奥氏体不锈钢还具有下列特点，焊接时应予注意： 1）电阻率高，约为碳钢的5倍，故焊条易发红； 2）导热系数小，仅为碳钢的1/3。

3）线胀系数大，轻碳钢大40%以上，故焊接时易变形。

14、常采用的晶界腐蚀控制措施有：1）减少含碳量2）加入强碳化物形成元素3）采用小线能量焊接4）进行热处理

15、焊接材料包括焊条、焊丝、焊剂、保护气体等。

16、过程设备制造中最常用的焊接材料为手工电弧焊焊条、自动焊焊丝及焊剂。

17、氢对焊缝金属的不利影响如下：①形成气孔②形成白点③引起氢脆性④形成冷裂纹 由于氢的上述有害作用，应当尽量减少焊缝金属中的含氢量。控制氢的主要措施是：

①限制焊缝金属中的含氢量。除了通过烘陪去掉焊条、焊剂中吸附的水分外，在制造焊接材料过程中，应尽量排除各种原材料中的结晶水。②清除焊件及焊丝表面的杂质。③在焊接材料中加入氟化钙等物质，使之与氢生成不溶于钢液的稳定化合物氟化氢，以降低焊缝中含氢量。

④采用合理的焊接规范。⑤焊后进行消氢处理。① 焊条的储存方法：

18、焊条必须分类、分牌号存放,避兔混乱。2)焊条必须存放在通风良好、干燥的地方。3)焊条需垫高0.3米以上分别堆放,保证上下左右通风。4)焊条堆放距墙应大于0.3米,以兔受潮变质。5)低氢型焊条最好存放在专用仓库,库内保持一定的温度和湿度。

19、焊剂的作用①保证电弧稳定燃烧。②保证焊缝金属得到所需的化学成分和性能。③保证有较强的抗气孔能力，对铁锈，油污，水分等引起气孔的敏感性小。④焊接时放出的有害气体少。⑤焊剂熔化后粘度，流动性适中，能获得良好的焊缝成型。⑥焊剂应有一定的颗粒度和强度，以便多次使用。

20、药皮的作用：1）保护2）稳弧3）脱氧4）渗金属5）提高生产力（必考）

21、热影响区：过热相晶去2）正火区3）粗细晶区4）再结晶区5）兰脆区 22焊接区：包括焊缝金属，熔化区和热影响区。

23、焊缝区：焊缝及其邻近的区域。

23、熔融区：焊接接头焊接向母材热影响区过度的区域。

24、热影响区：焊接过程中受焊接热循环作用，组织和性能发生变化的木材区域。

25、焊接接头：由焊接区及部分母材组成。

26、工件接负级反接，工件加热较多。

27、按照热处理状态，普通低合金钢分为热轧、正火和调质钢三类。普低钢焊接中可能出现的问题，归纳起来主要有以下几点：

①焊缝金属中的热裂纹 普低钢由于含碳量低，且都含有对防热裂纹有利的Mn，故这类钢的热裂倾向均较小，一般不会产生热裂纹。

②粗晶区脆化 在热影响区被加热至1100℃以上的粗晶区，是焊接接头的薄弱区。尤其在焊接线能量过大时，粗晶区将因晶粒过余粗大或出现魏氏组织等而韧性降低；若焊接线能量过小，粗品区中的马氏体比例增大也会使韧性降低，对于含碳量较高的热轧钢尤其明显。③冷裂纹 主要产生于热影响区，在碳当量高和板厚大时，冷裂纹倾向也大。此时需要采取降低扩散氢含量、预热和后热等措施防止冷裂纹的产生。

④再热裂纹 16MnR等热轧钢无再热裂纹倾向，但其它含Mo、V、Nb、Ti等元素的正火或调质钢，则有再热裂纹倾向。其中V的影响最大，同时含V、Mo时更为严重。这类钢在焊后热处理时应避开在再热裂纹敏感温度范围内加热。

普低钢的焊接工艺要点①手工电弧焊、埋弧自动焊、CO2气体保护焊和电渣焊等均适用于普低钢的焊接。其中电渣焊，适用于热轧或正火钢30mm以上厚板焊接，且焊后必须进行正火处理，以细化晶粒，提高性能。②焊条按等强度原则选择，大多使用碱性低氢焊条并充分烘干，焊前将坡口清理干净，采用短弧焊。目的在于减少氢的来源。③采取适当的焊接规范以控制焊接冷却速度。既要防止因焊接规范过小，冷却速度大，增加热影响区淬硬的倾向；也要防止因焊接规范过大，冷却速度缓慢，使高温停留时间过长，晶粒严重长大。因此，对于有过热倾向而又有一定淬硬性的钢，可以用线能量小的规范，以减少高温停留时间，同时采用预热来减少过热区的淬硬性。④焊前预热和焊后低温消氢处理相配合，防止强度级别较高的低合金钢产生冷裂纹。⑤尽量减小结构的刚性和装配应力。禁止强力组装，并采用合理的焊接顺序。⑥15MnVNR、18MnMbNbR等较高强度正火钢，焊后必须进行消除应力热处理，以减小焊接缝残余应力和改善组织。而其它钢种是否需焊后热处理，可按图样要求确定。⑦正火和调质钢均存在热影响区淬硬和冷裂倾向，但二者在工艺措施上却有所不同；正火钢采用的线能量较大，预热温度较高；而调质钢采用的线能量和预热温度均相对较低，目的是保证调质钢具有足够的冷却速度，以便形成低碳马氏体。另外，调质钢的焊后热处理温度必须低于调质时的回火温度。

28、按照组织，耐热钢可分为珠光体耐热钢、马氏体耐热钢、铁素体耐热钢和奥氏体耐热钢等。这类钢除具有较好的抗氧化性和热强性外，还具有良好的抗硫和抗氢腐蚀性能。1）珠光体耐热钢的焊接性

低合金珠光体耐热钢，通常以正火态供货和使用，其焊接性类似于普低钢中的低碳调质钢。焊接中主要存在淬硬、冷裂、再热裂和回火软区化等问题，其焊接性较差。①热影响区熔合线附近的淬硬、冷裂和AC1附近的软化这类钢中均含有Cr、M0等提高淬硬性的元素，尤其M0的作用比Cr大50倍。②再热裂纹 这类钢中的主添加元素Cr和M0，均为再热裂纹敏感性元素，V对再热裂纹更敏感。③回火脆性 Cr-M0耐热钢在350～500℃温度下长期运行，其焊接接头会产生回火脆性。

2）珠光体耐热钢的焊接工艺要点

①焊前准备 采用热切割制备坡口，板厚大于15mm时应进行不低于150℃的预热，以防淬硬或冷裂。切割后表面应进行磁粉探伤，发现裂纹应打磨除掉。②以150～400℃的较高温度进行预热，焊后应适当保温缓吟，点焊处亦应预热150℃以上。③焊后进行680～760℃回火热处理，以消除应力、降低淬硬区硬度。④手工电弧焊、埋弧自动焊、气体保护焊和电渣焊均可采用。但以埋弧焊和手工电弧焊应用最多。⑤按等成分原则选用焊条，以保证耐热性能。其焊条一般均为抗裂性好的低氢型焊条。在补焊或焊后不能进行热处理时，可以选用奥氏体钢焊条，以防冷裂产生和提高塑性与韧性。但使用奥氏体钢焊条，要注意在长期高温下会存在碳的迁移和б相脆脆性问题。

第三篇：大力发展先进装备制造业

先进装备制造业

文章来源： 中国网时间： 2012-11-01打印|纠错|发表评论

工业转型升级规划系列解读材料

——大力发展先进装备制造业

“十一五”以来，我国装备制造业快速发展，已成为世界装备制造的大国，主要表现在：一是经济总量跃居世界前列；二是装备制造体系日趋完善；三是创新和保障能力显著增强；四是结构调整取得重要进展。但是，我国还不是装备制造业的强国，与发达国家相比还存在着四个主要差距：一是技术创新能力急需提高，关键核心技术未完全掌握；二是产业基础薄弱，基础元器件、关键零部件、核心材料已成为发展“瓶颈”；三是产品结构不平衡，高端装备产业急待培育和发展；四是产业集中度低，具有国际竞争力的大企业少，国际知名的品牌少。

《工业转型升级规划(2011-2015年)》（以下简称《规划》）提出，要抓住产业升级的关键环节，着力提升关键基础零部件、基础工艺、基础材料、基础制造装备研发和系统集成水平，加快机床、汽车、船舶、发电设备等装备产品的升级换代，积极培育发展智能制造、新能源汽车、海洋工程装备、轨道交通装备、民用航空航天等高端装备制造业，促进装备制造业由大变强。这为“十二五”装备制造业发展指明了方向，明确了重点。

一、重点方向和任务

（一）关键基础零部件和基础制造装备。关键基础零部件主要包括了液气密元件及系统、轴承、齿轮及传动系统、自动控制系统等；基础制造装备主要包括了数控机床及冲压、锻造、铸造、焊接、热处理等“工业母机”。《规划》对基础工艺、基础材料、基础零部件和基础制造装备发展予以高度重视，提出了三项主要任务：一是加强锻铸焊等基础工艺研究，加强装备及检测能力建设，提升关键零部件质量水平；二是推进智能控制系统、智能仪器仪表、关键零部件等自主创新，建设若干行业检测试验平台；三是继续推进“高档数控机床和基础制造装备”科技重大专项实施，发展高精、高速、智能、复合、重型数控工作母机和特种加工机床、大型数控成形冲压、重型锻压、清洁高效铸造、新型焊接及热处理等基础制造装备。到2015年，将高端关键基础零部件本土化满足率提高到30%，将高档基础制造装备本土化提高到50%。

（二）重大智能制造装备。智能制造装备是具有感知、决策、执行功能的各类制造装备的统称。大力培育和发展智能制造装备产业对于加快制造业转型升级，提升生产效率和技术水平，降低能源资源消耗，实现制造过程的智能化具有重要意义。《规划》提出，要围绕先进制造、交通、能源、环保与资源综合利用等国民经济重点领域发展需要，组织实施智能制造装备创新发展工程和应用示范，集成创新一批以智能化成形和加工成套设备、冶金及石油石化成套设备、自动化物流成套设备、智能化造纸及印刷装备等为代表的流程制造装备和离散型制造装备，实现制造过程的智能化和绿色化；同时，加快发展焊接、搬运、装配等工业机器人，以及安防、深海作业、救援、医疗等专用机器人。到2015年，力争将我国机械、冶金、纺织、资源开采、基础设施建设等重点产业所需智能制造装备的本土化保障率提高到30%。

（三）节能和新能源汽车。据预测，2020年我国汽车保有量将超过2亿辆，我国燃油供应紧张与巨大的汽车消费需求之间的矛盾将日益突出。发展新能源汽车已成为全球汽车产业应对能源和环境挑战的战略选择，是汽车产业转型升级的重要方向，但传统燃油汽车在较长一段时期仍将占据市场主导地位。我国作为新兴的汽车大国，既要加快培育和发展新能源汽车，也要坚定不移地推动传统燃油汽车的节能减排。《规划》提出，要坚持节能汽车与新能源汽车并举，进一步提高传统能源汽车节能环保和安全水平，加快纯电动汽车、插电式混合动力汽车等新能源汽车发展。一是组织实施节能与新能源汽车创新发展工程，通过国家科技计划（专项）有关研发工作，掌握先进内燃机、高效变速器、轻量化材料等关键技术，突破动力电池、驱动电机及管理系统等核心技术，逐步建立和完善标准体系；持续跟踪研究燃料电池汽车技术，因地制宜、适度发展替代燃料汽车。二是加快掌握先进内燃机、高效变速器、动力电池等关键核心技术；三是完善新能源汽车准入管理，稳步推进节能和新能源汽车试点示范，加快充、换电设施建设，积极探索市场推广模式；四是加快传统汽车升级换代，建立基于燃料消耗量的奖惩机制，完善标准体系，提高污染物排放标准，减少污染物排放；五是大力推动自主品牌发展，鼓励优势企业实施兼并重组，形成3-5家具有核心竞争力的大型汽车企业集团，前10强企业产业集中度达到90%。《规划》提出，到2015年，节能型乘用车新车平均油耗降至5.9升/百公里；新能源汽车累计产销量力争达到50万辆。

（四）船舶及海洋工程装备。我国2010年造船产量达到6560万载重吨，规模跃居世界第一，造船完工量、新接订单量和手持订单量三大造船指标先后全面超过日本、韩国。目前我国已经具备了全系列主流船型的自主设计建造能力，大型液化天然气（LNG）船实现了自主研发和批量建造，大型船用曲轴等产品实现自主生产，成功研制了首台自主品牌中速柴油机，形成了一批世界知名的品牌船型。海洋工程装备领域获得长足发展，具备了自升式钻井平台的总承包能力，承接了深水半潜式钻井平台等高端产品，海洋工程辅助船的市场份额位居世界第一。经过“十一五”时期的高速发展，未来五年船舶工业面临着严峻形势。《规划》提出了“十二五”期间的重点任务：一是适应新的国际造船标准及规范，建立现代造船新模式，着力优化船舶产品结构，实施品牌发展战略，加快推进散货船、油船（含化学品船）、集装箱船等主流船型升级换代；二是全面掌握液化天然气船（LNG）等高技术船舶的设计建造技术，加强基础共性技术和前瞻性技术研究，完善船舶科技创新体系；三是提升船舶配套水平，巩固优势配套产品市场地位，提升配套产品技术水平，完善关键设备二轮配套体系；四是重点突破深水装备关键技术，大力发展海洋油气矿产资源开发装备，积极推进海水淡化和综合利用以及海洋监测仪器设备产业化，打造珠三角、长三角和环渤海三大海洋工程装备产业集聚区；五是组织实施绿色精品船舶、船舶动力系统集成、深海资源探采装备、深海空间站等创新发展工程，全面提升绿色高效造船、信息化造船能力和本土配套能力。《规划》提出，到2015年，主流船型本土化设备平均装船率达到80%，海洋工程装备世界市场份额提高到20%，船舶工业前10强企业产业集中度达到70%以上。

（五）轨道交通装备。轨道交通装备主要涵盖了机车车辆、工程及养路机械、通信信号、牵引供电、安全保障和运营管理等技术装备。经过多年发展，我国轨道交通装备形成了较为完整并相对独立的产业（研发、制造和服务）体系，生产能力与规模高居世界第一，集成创新和引进消化吸收再创新了高速动车组、大功率交流传动机车等高端产品。但关键核心技术仍受制于人，原始创新较弱，产业发展的基础材料、零部件技术水平相对较低，对外依存度较大，产品安全性、可靠性、可用性、可维护性和全寿命周期与发达国家相比仍有较大差距等。预计“十二五”期间，高速动车组需求量约为1000列以上，大功率交流传动电力机车和内燃机车需求量约为5000台以上，轨道交通装备产业规模年市场需求约可达2000亿元。《规划》提出，要以满足客货运输需求和构建便捷、安全、高效的综合运输体系为导向，以快速客运网络、大运量货运通道和城市轨道交通工程建设为依托，大力发展具备节能、环保、安全优势的时速200公里等级客运机车、大轴重长编组重载货运列车、中低速磁悬浮车辆、新型城轨装备和新型服务保障装备；要组织轨道交通装备关键系统攻关，加速提升关键系统和核心技术的综合能力，到2015年，轨道交通装备力争达到世界先进水平。

（六）民用飞机。“十一五”期间，我国继续加大对民用飞机产业的支持，在型号研制、体制改革等方面取得较大进展，具有自主知识产权的ARJ21支线飞机进入适航试飞阶段，列入国家科技重大专项的大型客机项目进展顺利。我国已将民用飞机产业列入国家战略性新兴产业，并将逐步推进低空空域开放，这必将对民用飞机为主的航空装备产业带来极大的机遇。《规划》提出，要坚持军民结合、科技先行、质量第一和改革创新的原则，加快研制干线飞机、支线飞机、大中型直升机、大型灭火和水上救援飞机、航空发动机、核心设备和系统；要深入推进大型飞机重大科技专项的实施，全面开展大型飞机及其配套的发动机、机载设备、关键材料和基础元器件研制，建立大型飞机研发标准和规范体系；实施支线飞机和通用航空产业创新发展工程,加快新支线飞机研制和改进改型，推进支线飞机产业化和精品化，研制新型支线飞机，发展中高端喷气公务机，研制一批新型作业类通用飞机、多用途通用飞机、直升机、教练机、无人机及其他特种飞行器，积极发展通用航空服务。《规划》提出，到2015年，航空工业销售收入比2010年翻一番，国产单通道大型客机实现首飞，国产支线飞机、直升机和通用飞机国内市场占有率力争达50%。

（七）民用航天。“十一五”时期，我国民用航天装备取得快速发展，长征系列运载火箭共完成48次56个航天器的发射任务，新一代运载火箭研制进展顺利，嫦娥一号、二号实现成功绕月。继续加快我国民用航天发展，建设国家空间基础设施，是支撑国家公共服务体系建设、展现我国科技实力的重要手段。《规划》提出:一是要完善我国现役运载火箭系列型谱，完成新一代运载火箭工程研制并实现首飞；实施先进上面级、多星上面级飞行演示验证；启动重型运载火箭和更大推力发动机关键技术攻关。二是实施月球探测、高分辨率对地观测系统等国家科技重大专项，实施宇航产品型谱化与长寿命高可靠工程，发展新型对地观测、通信广播、新技术与科学实验卫星，不断完善应用卫星体系，推进国家空间基础设施建设;进一步完善卫星地面系统建设，推进应用卫星和卫星应用由科研试验型向业务服务型转变。三是加强航天军民两用技术发展，拓展航天产品与服务出口市场，稳步提高卫星发射服务的国际市场份额。“十二五”期间，力争实现卫星应用产业规模年均增长超过30%。

（八）节能环保装备。“十一五”期间，我国继续加大环境保护工作力度，减排治污设施建设快速发展，环保装备获得长足进步，2010年工业总产值近2000亿元，产品种类达到10000种以上，在大型城市污水处理、工业废水处理、垃圾焚烧发电、除尘脱硫等方面具备了成套设备的自行设计和制造能力。“十二五”期间，国家对环境保护提出了新的要求，除二氧化硫和化学需氧量两个指标外，还将氨氮和氮氧化物的排放增加为约束性指标，环境污染治理的任务更加艰巨。《规划》提出，紧紧围绕资源节约型、环境友好型社会建设需要，依托国家节能减排重点工程和节能环保产业重点工程，加快发展节能环保和资源循环利用技术和装备。“十二五”时期，一是大力发展高效节能锅炉窑炉、电机及拖动设备、余热余压利用和节能监测等节能装备；二是重点发展大气污染防治、水污染防治、重金属污染防治、垃圾和危险废弃物处理、环境监测仪器仪表、小城镇分散型污水处理、畜禽养殖污染物资源化利用、污水处理设施运行仪器仪表等环保设备，推进重大环保装备应用示范；三是加快发展生活垃圾分选、填埋、焚烧发电、生物处理和垃圾资源综合利用装备，围绕“城市矿产”工程，发展高效智能拆解和分拣装置及设备，推广应用表面工程、快速熔覆成形等再制造装备；四是发展先进、高效、可靠的检测监控、安全避险、安全保护、个人防护、灾害监控、特种安全设施及应急救援等安全装备，发展安全、便捷的应急净水等救灾设备。

（九）能源装备。“十一五”以来，我国能源装备发展迅速，发电装备装机容量累计超过9亿千瓦，其中以风电装备和太阳能装备为核心的新能源装备得到快速发展，形成了完整的产业链；建成世界首条±800千伏特高压直流和1000kV特高压交流输变电示范工程；长期依赖进口的2000千瓦以上大功率厚煤层电牵引采煤机、世界最高的6.3米液压支架、世界最大等级的55立方米矿用挖掘机、1.2万米的陆地用石油钻机、乙烯“三大压缩机”等研制成功并投入使用。“十二五”期间，我国将致力于调整能源结构，实现一次能源消耗中非化石能源比例达到11.4%的目标。《规划》提出，要积极应用超临界、超超临界和循环流化床等先进发电技术，加快水电装备向高参数、大容量、巨型化转变；大力发展特高压等大容量、高效率先进输变电技术装备，推动智能电网关键设备的研制；推进大型先进压水堆和高温气冷堆国家科技重大专项实施，掌握百万千瓦级核电装备的核心技术；突破大规模储能技术瓶颈，提升风电并网技术和主轴轴承等关键零部件技术水平，着力发展适应我国风场特征的大功率陆地和海洋风电装备；依托国家有关示范工程，提高太阳能光电、光热转换效率，加快提升太阳能光伏电池、平板集热器及组件生产装备的制造能力；推动生物质能源装备和智能电网设备研发及产业化；掌握系统设计、压缩机、电机和变频控制系统的设计制造技术，实现油气物探、测井、钻井等重大装备及天然气液化关键设备的自主制造。

二、主要的政策措施

（一）完善依托重大工程发展高端装备的体制机制。以用户为龙头，以装备制造单位为主体，发挥产学研用相结合的优势，共同开发先进装备；鼓励由装备使用单位和制造企业组成的产业联盟参与工程招投标；完善招投标制度，消除对国产装备歧视性条款，发挥投资、工业主管部门的作用，加强对招投标工作的指导和监管。

（二）加大财税支持力度。充分利用民用飞机、民用航天、高技术船舶等科研计划的作用，加大创新支持力度。发挥节能减排专项资金的作用，组织实施节能和新能源汽车创新工程。设立高端装备发展专项，支持高端装备及其关键零部件、配套系统的研发和产业化。鼓励开展引进消化吸收再创新，对研制生产国家鼓励发展的高端装备，确有必要进口的核心装置、关键部件、原材料和关键技术，免征关税和进口环节增值税。

（三）完善金融支持政策。建立支持重大技术装备发展的多渠道、多元化的投融资机制。鼓励金融机构创新金融产品品种，支持装备制造企业融资、规模化发展；发挥现有装备制造业基金的作用，支持装备制造企业转型升级；鼓励支持符合条件的装备制造企业上市，加大创新投资和股权投资向装备制造领域倾斜；支持金融租赁公司开展装备的融资租赁业务。

（四）突出抓好重大专项。继续抓紧抓好高端数控机床与基础制造装备、大飞机、大型先进压水堆和高温气冷堆核电站、极大规模集成电路制造装备及成套工艺等科技重大专项的实施工作，开发关键制造装备，突破核心共性技术，为实现我国高端装备产业化提供基础支撑。

（五）加大市场培育力度。建立装备首台套保险机制和示范应用制度。探索设立装备风险基金，为装备使用单位采用首台套高端装备及配套系统提供担保，鼓励装备使用单位为研制企业提供工业试验条件和应用机会，建立装备示范应用制度。加速推进低空空域开放，为通用飞机的发展奠定市场基础。

（六）加强国际合作交流。充分利用各种渠道和平台，积极探索合作新模式，融入全球产业链。鼓励境外企业和科研机构在我国设立研发机构，支持国外企业和国内企业开展先进装备联合研发和创新。支持国内企业到境外设立公司，并购或参股国外先进装备制造企业和研发机构，支持国内企业培育国际化品牌，开展国际化经营，高层次参与国际合作。

工业和信息化部装备工业司

第四篇：先进功能材料复习资料汇总

1、说明功能材料与结构材料的区别并举例。

1)功能材料的功能对应于材料的微观结构和微观物体的运功，结构材料则主要利用其力学和机械性能。

2)功能材料的聚集态和形态非常多样化，除了晶态外，还有气态、液态、液晶态、非晶态、混合态、等离子态等；除了三维体相材料外，还有二维、一维和零维材料；除了平衡态外，还有非平衡态。而结构材料的形态较为单一。

3)功能材料多以元件形式为最终产品，如纳米氧化锌薄膜用于特种气体敏感材料，制作传感器，如汽车司机酒精检测。而结构材料多以材料形式为最终产品，如钢材、铝合金用在汽车和飞机结构、大梁、门框上，起力学支撑和结构固定作用。

4)功能材料的制备技术涉及新工艺和新技术，如急冷、超净、超微、超纯、薄膜化、集成化、微型化、智能化、精细控制等。而结构材料的制备多涉及传统的方法，如轧制、铸造、烧结等。

2、说明一次功能材料与二次功能材料的区别并举例。

一次功能材料：当向材料输入的能量和从材料输出的能量属于同一种形式时，材料起到能量传输部件的作用。材料的这种功能称为一次功能。以一次功能为使用目的的材料又称为载体材料。如：1)力学功能：粘、润滑、超塑、高弹、防震性等。2)声功能：隔音、吸音性等。3)热功能：传热、隔热、吸热、蓄热性等。4)电功能：导电、超导性、绝缘、电阻等。5)磁功能：硬磁性(记录介质)、软磁性（磁头等）等。6)光功能：透光、反折射光、吸光、偏振光、聚光性等。7)化学功能：吸附、催化、生化反应、酶反应等。8)其他功能：如放射特性、电磁波特性等。

二次功能材料：当向材料输入的能量和从材料输出的能量属于不同形式时，材料起能量的转换部件作用，材料的这种功能称为二次功能或高次功能。如：1)光能→其他形式（如光合成、光分解、光致抗蚀、化学发光、感光、光致伸缩、光伏、光导电等）。2)电能→其他形式（如电磁、电热、热电、光电、场致发光、电化学、电光效应等）。3)磁能→其他形式（如光磁效应、热磁效应、磁冷冻（磁热）效应等）。4)机械→其他形式（如形状记忆、热弹性、机械化学、压电、电致伸缩、光压、声光、光弹性效应等）。

3、氢与其他元素形成的氢化物有几种键合类型？哪些键合的材料适合用作储氢？

氢与其他元素形成的氢化物大致有三种键合类型：

1)离子键型，氢与IA及IIA族元素间MH、MH2型，如LiH、MgH2等。稳定，呈白色粉末状，氢以H-存在。

2)金属键型，氢与过渡族元素间，稳定，呈黑色粉末。如TiH1.7、LaH3、TiH2、VH2、NbH2等。

3)共价键型，氢与硼及其附近元素间，如B2H6、AlH3、NH3、AsH3、SiH4、H2O，多是低沸点挥发性化合物，不能作储氢材料。

4、形状记忆合金与形状记忆聚合物机理有何区别？

形状记忆合金是通过马氏体相变而呈现形状记忆效应的。马氏体相变具有可逆性，将马氏体向高温相（奥氏体）的转变称为逆转变。形状记忆效应是热弹性马氏体相变产生的低温相在加热时向高温相进行可逆转变的结果。SMA有双程、全程形状记忆。

聚合物SME由其内部结构决定。SMP一般由保持形状的固定相和在某种温度下能可逆地发生软化-硬化的可逆相组成。固定相：交联结构、部分结晶结构或分子链的缠绕等。可逆相：能够产生结晶、熔融可逆变化的部分结晶相，或发生玻璃态与橡胶态可逆转变的相。SMP只有单程形状记忆。

5、材料磁性来源是什么？

物质的磁性来源于组成物质中原子的磁性。1)带电的粒子漂移或运动产生磁场； 2)电子的自旋；

3)电子的轨道运动：核外电子的运动相当于一个闭合电流，具有一定的轨道磁矩；

4)原子核的磁矩。

材料的磁性主要来源于电子的轨道磁矩和自旋磁矩。原子核的磁矩很小，只有电子的几千分之一，通常可以略去不计。

6、何谓顺磁性与抗磁性？

1)顺磁性是在磁场作用下，物质中相邻原子或离子的热无序磁矩在一定程度上与磁场强度方向一致的定向排列的现象。顺磁性是一种弱磁性。顺磁(性)物质的主要特点是原子或分子中含有没有完全抵消的电子磁矩，因而具有原子或分子磁矩。但是原子(或分子)磁矩之间并无强的相互作用(一般为交换作用)，因此原子磁矩在热骚动的影响下处于无规(混乱)排列状态，原子磁矩互相抵消而无合磁矩。但是当受到外加磁场作用时，这些原来在热骚动下混乱排列的原子磁矩便同时受到磁场作用使其趋向磁场排列和热骚动作用使其趋向混乱排列，因此总的效果是在外加磁场方向有一定的磁矩分量。

2)抗磁性是在受到外加磁场作用时，物质获得反抗外加磁场的磁化强度的现象。抗磁性是一些物质的原子中电子磁矩互相抵消，合磁矩为零。但是当受到外加磁场作用时，电子轨道运动会发生变化，而且在与外加磁场的相反方向产生很小的合磁矩。

7、超导材料的三个临界参数。

1)临界温度Tc：超导体从常导态转为超导态温度，是在外磁场、电流、应力和辐射等条件足够低时，电阻突然变为零的温度。

2)临界磁场Hc(T)：温度为T(T＜Tc)超导体，外磁场>Hc(T)时，超导电性消失，由超导态转为常导态, 电阻恢复。这种能够破坏超导所需最小磁场强度，叫做临界磁场Hc(T)。在临界温度Tc，临界磁场为零。

3)临界电流Ic(T)：温度为T(T＜Tc)超导体通过足够强电流，导电性消失。破坏超导电性最小电流就是超导态允许流动最大电流，称临界电流Ic(T)。

三者具有明显的相关性。只有当三个条件均满足超导材料本身的临界值时，才能发生超导现象。

8、如何理解超导材料的两个基本特性？

1)零电阻效应：温度降至Tc以下，超导体电阻突然变为零-----零电阻效应，也称为超导电性。

2)超导体的完全抗磁性（迈斯纳效应）：超导体在外磁场中磁力线无法穿透，超导体内磁通量为零。当温度低于Tc时，置于外磁场中超导体始终保持其内部磁场为零，磁力线被全部排斥在外。即便原处在磁场中正常态样品，温度下降变成超导体时，也会把磁场完全排出去，即超导体具有完全抗磁性-----迈斯纳效应，超导体另一个独立基本特性。

零电阻效应和迈斯纳效应相互独立又相互联系，单纯的零电阻不能保证具有迈斯纳效应，而迈斯纳效应存在必定满足零电阻效应。

9、半导体器件有哪四种基础结构？

1)金属半导体接触：可以用来做整流接触,具有单向导电性；也可以用来做欧姆接触,电流双向通过。

2)p-n结：p-n结最重要特性是整流。

3)异质结：两种不同半导体接触形成的结；是快速器件和光电器件的关键构成要素。

4)MOS结构：金属-氧化物-半导体结构——MOS结构；MOS结构作栅极，再用两个p-n结分别当作漏极和源极，就可以制作出MOS场效应晶体管(MOSFET)；目前集成电路中最重要的器件。

10、何谓本征半导体、p型及n型半导体？

本征半导体：完全不含杂质且无晶格缺陷的纯净半导体称为本征半导体。但实际半导体不能绝对的纯净，此类半导体称为杂质半导体。本征半导体一般是指其导电能力主要由材料的本征激发决定的纯净半导体。更通俗地讲，完全纯净的、不含杂质的半导体称为本征半导体或I型半导体。主要常见代表有硅、锗这两种元素的单晶体结构。p型半导体：也称为空穴型半导体。P型半导体即空穴浓度远大于自由电子浓度的杂质半导体。在这样的材料中传导主要是由带正电的空穴引起的，因而在这种情况下电子是“少数载流子”。

n型半导体：也称为电子型半导体。N型半导体即自由电子浓度远大于空穴浓度的杂质半导体。在N型半导体中，自由电子为多子，空穴为少子，主要靠自由电子导电，由于N型半导体中正电荷量与负电荷量相等，故N型半导体呈电中性。自由电子主要由杂质原子提供，空穴由热激发形成。掺入的杂质越多，多子（自由电子）的浓度就越高，导电性能就越强。

11、何谓施主、受主？

半导体内部如果有杂质原子最外层电子数少于4，比如3个，那么它核内正电子容易吸引外界的一个电子进入最外电子层，形成饱和状态，这个杂质原子因为得到电子被叫做受主；反之最外层有5个电子，则杂质原子容易失去一个电子成为自由电子，这个杂质原子叫施主。

12、P-N结的概念和原理？

采用不同的掺杂工艺，通过扩散作用，将P型半导体与N型半导体制作在同一块半导体（通常是硅或锗）基片上，在它们的交界面就形成空间电荷区称为PN结。PN结具有单向导电性，是电子技术中许多器件所利用的特性，例如半导体二极管、双极性晶体管的物质基础。

原理：在P型半导体和N型半导体结合后，由于N型区内自由电子为多子空穴几乎为零称为少子，而P型区内空穴为多子自由电子为少子，在它们的交界处就出现了电子和空穴的浓度差。由于自由电子和空穴浓度差的原因，有一些电子从N型区向P型区扩散，也有一些电子要从P型区向N型区漂移。它们扩散的结果就使P区一边失去空穴，留下了带负电的杂质离子，N区一边失去电子，留下了带正电的杂质离子。开路中半导体中的离子不能任意移动，因此不参与导电。这些不能移动的带电粒子在P和N区交界面附近，形成了一个空间电荷区，空间电荷区的薄厚和掺杂物浓度有关。在空间电荷区形成后，由于正负电荷之间的相互作用，在空间电荷区形成了内电场，其方向是从带正电的N区指向带负电的P区。显然，这个电场的方向与载流子扩散运动的方向相反，阻止扩散。

另一方面，这个电场将使N区的少数载流子空穴向P区漂移，使P区的少数载流子电子向N区漂移，漂移运动的方向正好与扩散运动的方向相反。从N区漂移到P区的空穴补充了原来交界面上P区所失去的空穴，从P区漂移到N区的电子补充了原来交界面上N区所失去的电子，这就使空间电荷减少，内电场减弱。因此，漂移运动的结果是使空间电荷区变窄，扩散运动加强。

最后，多子的扩散和少子的漂移达到动态平衡。在P型半导体和N型半导体的结合面两侧，留下离子薄层，这个离子薄层形成的空间电荷区称为PN结。PN结的内电场方向由N区指向P区。在空间电荷区，由于缺少多子，所以也称耗尽层。

13、储氢材料的机制？

分为以下三个部分：

1、金属与氢气生成金属氢化物反应

氢与其他元素反应生成的氢化物有三种键合方式：1)离子键型，氢与IA及IIA族元素间MH、MH2型，如LiH、MgH2等。稳定，呈白色粉末状，氢以H—存在。2)金属键型，氢与过渡族元素间，稳定，呈黑色粉末。如TiH1.7、LaH3、TiH2、VH2、NbH2等。3)共价键型，氢与硼及其附近元素间，如B2H6、AlH3、NH3、AsH3、SiH4、H2O，多是低沸点挥发性化合物，不能作储氢材料。

2、金属氢化物的能量储存、转换

金属氢化物能量储存、转换的原理：金属吸氢→氢化物，对氢化物加热，把它置于比其平衡压低的氢压力环境中，放氢，其反应式如下：

吸氢放热22M(固)H2(气,p)MHn(固)Hn放氢吸热nM---金属，MHn---金属氢化物，p---氢压力，---焓变.实际，上式反应过程具有化学能(氢)、热能(反应热)、机械能(平衡氢气压力)的储存和相互转换功能。注：储氢材料最佳特性是在实际使用温度、压力范围内，以适当速度，可逆地进行氢储藏、释放。

经验法则：“储氢合金是氢的吸收元素和氢的非吸收元素所形成的合金”。合金氢化物性质介于其组元纯金属的氢化物的性质之间。

经验法则并非绝对正确。即并非所有氢吸收元素和氢非吸收元素合金，都具储氢功能。总之，氢化物作为储氢条件：氢吸、放反应是否可逆。氢在金属合金中吸收和释放可由相平衡关系描述。

3、金属氢化物的相平衡和热力学

金属-氢系的相平衡由温度T、压力p和组成成分c三个状态参数控制。金属间化合物中，放热型组分起到吸储氢作用；吸热型组分起到调整储氢材料氢分解压适度。另，金属间化合物生成热对氢化物生成焓有较大影响

14、什么是磁性材料、软磁性材料和硬磁性材料？

磁性材料：通常所说的磁性材料是指强磁性物质，是古老而用途十分广泛的功能材料。而通常认为，磁性材料是指由过度元素铁、钴、镍及其合金等能够直接或间接产生磁性的物质。磁性材料按磁化后去磁的难易可分为软磁性材料和硬磁性材料。

软磁材料：较弱的磁场下易于磁化，也易于退磁的材料。其特点是磁导率大，剩磁较小，矫顽力小(<100A/m)，滞损耗低，磁滞回线呈细长条形。典型材料：Fe、硅钢、MnZn、LiZn铁氧体、NiZn、NiCuZn 铁氧体、MnFe2O4、NiFe2O4。应用：适用于交变磁场场合，如发电机和电动机定子和转子；变压器，电感器，电抗器，继电器和镇流器铁芯；磁记录磁头与介质；磁屏蔽；电磁铁的铁芯。

硬磁性材料：磁化后不易退磁，能长期保留磁性的铁氧体材料。也称永磁材料或恒磁材料。其特点是磁滞回线包围面积大，矫顽力大(Hc >104 A/m)。剩磁较大。典型材料：硬磁铁氧体(CoFeO4与Fe3O4烧结)、FeCoV、NdFeB合金等。应用 ：产生强磁场，利用磁极与磁极相互作用，磁场对载电流导体作用做功，或实现能量，信息转换。

第五篇：物流技术与装备期末复习资料

物流技术与装备期末复习资料

一、名词解释

1、共同配送P149

共同配送是为提高物流效率对某一地区的用户进行配送时，由许多个配送企业联合在一起进行的配送。

2、标准化P43

为在一定的范围内获得最佳秩序，对实际的或潜在的问题制定共同的和重复使用的规则的活动，称为标准化。

3、绿色物流P17

绿色物流是指在物流过程中抑制或消除物流对环境造成危害的同时，实现对物流环境的净化，减少资源消耗，使物流资源得到最充分的利用。

4、物流系统 P22是指在一定的时间和空间里，由所需位移的物资、包装设备、装卸搬运机械、运

输工具、仓储设施、人员和通信联系等若干相互制约的动态要素所构成的具有特定功能的有机整体。

5、仓储系统 P88

仓储系统是供应和消费之间的中间环节，起到缓冲和平衡的作用，是物流系统中一个很重要的子系统。仓储系统一般包括以下环节：（1）收货(入库管理)（2）存货（在库管理）（3）取货（出库管理）（4）发货

6、流通加工是根据顾客的需要，在流通过程中对产品实施的简单加工作业活动（如包装、分割、计

量、分拣、刷标志、拴标签、组装等）的总称。

7、物料搬运系统将一系列的相关设备或装置，用于一个过程或系统中，协调合理地将物料进行移动、储存和控制。

8、智能物流是指利用集成智能化技术，使物流系统能模仿人的智能，具有思维、感知、学习推理判

断和自行解决物流经营某些问题的能力。

二、简答题

1、网络GPS对物流产业所起的作用

① 实时监控功能②双向通讯功能③动态调度功能④运能管理⑤数据存储、分析功能 ⑥可靠性分析⑦服务质量跟踪

2、装卸搬运的设计原则

（1）尽量不进行装卸

（2）装卸的连续性

（3）减轻人力装卸

（4）提高“搬运灵活性”

（5）把商品整理为一定单位

（6）从物流整体的角度考虑

3、物流系统评价的原则P31

（1）要保证评价的客观性。（避免个人倾向）

（2）坚持技术上先进适用、经济上合理的原则。（自动化仓储）

（3）坚持局部效益服从整体效益的原则。（局部优未必整体优）

（4）指标体系的建立和评价指标的确定要坚持先进合理和可操作性原则。（可行性、可操作性）

（5）坚持定性分析与定量分析相结合的原则。（综合评价）

4、运输合理化的有效措施P7

21)提高运输工具实载率

2)采取减少动力投入，增加运输能力的有效措施求得合理化

3)发展社会化的运输体系

4)开展中短距离铁路公路分流，“以公代铁”的运输

5)尽量发展直达运输

6)配载运输

7)发展特殊运输技术和运输工具

8)通过流通加工，使运输合理化

5、配送中心的设计原则P130

①规模的经济性（主要考虑物流量、环境条件）

②物流中心数量的经济性与服务能力（网络、服务与成本）

③综合考虑先进技术的采用（经济、技术与企业实施条件）

④在设计中贯彻标准化（处于衔接环节、上下游的兼容）

⑤物流中心的柔性化（适应生产和需求的变化）

6、自动仓储系统的优点及其在物流系统中的作用P90

1)能大幅度地增加仓库高度，减少占地面积。

2)提高库出入库频率

3)提高仓库管理水平

4)采用自动化技术后，能较好地适应黑暗、有毒低温等特殊场合的需要。

7、集装单元化的意义

①便于实现装卸、搬运机械化和自动化，提高装卸、运输效率和整个系统的作业效率

②提高货物运输质量，减少货物在运输过程中的货损和货差

③便于堆垛，提高单位面积的储存能力

④便于物资储存，减少库房需要量

⑤有利于组织联运、加速物资周转，实现“门到门”运输

⑥节省包装费用，降低运转成本

⑦便于清点件数，简化交接手续

⑧对散装和液体货物可以减少环境污染

⑨高托运活性，加速物资周转

8、物流配送合理化的标志P147

（1）库存标志（2）资金标志（3）成本和效益标志（4）供应保证标志（5）社会运力节约标志

（6）用户企业仓库、供应、进货人力物力节约标志（7）物流合理化标志

9、现代物流技术发展的特点P12

（1）运输是物流最重要的环节之一，是物流中的“流”。

（2）仓储在物流系统中起着调节、平衡的作用，是物流的另一个中心环节。

（3）搬运装卸机械成为高效率作业的重要环节。

（4）包装又赋予了便于运输、便于保管和增加销售手段的内容。

（5）信息技术是现代物流极为重要的部分，也是物流技术中发展最快的领域。

三、论述题（个人观点+书上观点）

1、智能物流的未来发展与应用发展前景

智能物流是利用集成智能化技术，使物流系统能模仿人的智能，具有思维，感知，学习，推理判断和自行解决物流中某些问题的能力。智能物流的未来发展将会体现出四个特点：智能化，一体化和层次化，柔性化与社会化。在物流作业过程中的大量运筹与决策的智能化；以物流管理为核心，实现物流过程中运输，存储，包装，装卸等环节的一体化和智能物流系统的层次化；智能物流的发展会更加突出“以顾客为中心”的理念，根据消费者需求变化来灵活调节生产工艺；智能物流的发展将会促进区域经济的发展和世界资源优化配置，实现社会化。

通过智能物流系统的四个智能机理，即信息的智能获取技术，智能传递技术，智能处理技术，智能利用技术来分析智能物流的应用前景。

1)智能获取技术使物流从被动走向主动，实现物流过程中的主动获取信息，主动监控车辆与货物，主动分析信息，使商品从源头开始被实施跟踪与管理，实现信息流快于实物流。

2)智能传递技术应用于企业内部，外部的数据传递功能。智能物流的发展趋势是实现整个供应链管理的只能化，因此需要实现数据间的交换与传递。

3)智能处理技术应用于企业内部决策，通过对大量数据的分析，对客户的需求，商品库存，智能仿真等做出决策。

4)智能利用技术在物流管理的优化，预测，决策支持，建模和仿真，全球化管理等方面应用，使企业的决策更加准确性和科学性。

2、绿色物流管理及其技术应用P18—P19

绿色物流是指在物流过程中抑制或消除物流对环境造成危害的同时，实现对物流环境的净化，减少资源消耗，使物流资源得到最充分的利用。绿色物流的实质是在物流管理与作业中体现环保与可持续发展的理念。

绿色物流管理的意义：

a)绿色物流管理可最大限度降低经营成本

b)绿色物流管理有助于为企业获得长远的竞争优势

c)绿色物流管理是企业可持续发展的必然选择

d)绿色物流管理可解决物流系统与生态环境的冲突问题

绿色物流技术应用主要体现在以下方面：

（1）采用绿色环保物流器具

（2）利用绿色汽车组织运输

（3）建设可持续发展的仓储系统

（4）处理好回收物流和废弃物流

（5）加强物流企业的合理规划

企业发展绿色物流的途径：

（1）绿色运输。如通过有效利用车辆，降低车辆运行，提高配送效率，合理规划网点及配送中心，优化配送路线，提倡共同配送，提高往返载货率，改变运输方式，降低废气排放量等；

（2）绿色包装。采用可降解的包装材料，设计简易包装，避免过度和重复包装，减少一次性包装，提高包装废弃物的回收再生利用率；

（3）绿色流通加工。一方面变消费者分散加工为专业集中加工，以规模作业方式提高资源利用效率，减少环境污染；另一方面是集中处理消费者加工中产生的边角废料，以减少消费者分散加工所造成的废弃物污染。

（4）绿色装卸搬运。在装卸搬运过程中进行正当的装卸搬运，避免商品的损坏，消除无效搬运，提高搬运的活性。

（5）绿色仓储。仓库布局合理，充分考虑仓库建设对所在地的环境影响，采用现代储存保养技术。

3、条码的分类和特点，及其在物流领域的运用P187-190

目前应用最为广泛的有交叉二五码、39码、UPC码、EAN码、128码等。近年来又出现了按矩阵方式或堆栈方式排列信息的二维条形码。若从印制条形码的材料、颜色分类，可分黑白条形码、彩色条形码、发光条形码（荧光条形码、磷光条形码）和磁性条形码等。

不论哪一种条形码，在设计上都有一些共同点：

①条形码符号图形结构简单；

②每个条形码字符由一定的条符组成，占有一定的宽度和印制面积；

③每种编码方案均有自己的字符集；

④每种编码方案与对应的阅读装置的性能要求密切配合。

条形码是迄今为止最经济、实用的一种自动识别技术。条形码技术具有以下几个方面的优点： ①输入速度快;

②可靠性高;

③采集信息量大;

④灵活实用

条码所应用的领域

①条形码技术用于物流信息系统中，完成计算机的信息采集与输入。

②在交通运输方面，国际运输协会已作出规定，货物运输中，物品的包装上必须贴上条形码符号，以便所运物品进行自动化统计管理。

③在邮电通讯领域。

④在物资入库、分类、出库、盘点和运输等方面，可以全面实现条形码管理。