Al_2O_3对Si_3N_4结合SiC材料抗氧化和抗碱侵蚀性的影响

Al2O3对Si3N4结合SiC材料抗氧化和抗碱侵蚀性的影响

□　黄朝晖　孙加林　王金相　洪彦若

北京科技大学　北京100083

摘　要　研究了添加0～8%Al2O3对烧成Si3N4结合SiC耐火材料的显微结构、抗氧化和抗碱侵蚀能力的影响。借助XRD、SE M及光学显微镜观察发现:添加Al2O3通过氮化反应烧结使得材料基质中的Si3N4由纤维状Si3N4向柱状Sialon相转化,显微结构更加致密。4#试样中的Al2O3加入量对提高Si3N4结合SiC耐火材料的抗氧化和抗碱侵蚀性的作用已极其明显。

关键词　Si3N4结合SiC,Al2O3添加物,抗氧化性,抗碱侵蚀性,Sialon相

Ξ

Si3N4结合SiC耐火材料是近十几年发展起来并能使现代大、中型高炉的一代寿命达到10年以上的首选特种高级高炉内衬耐火材料。研究其氧化特征和碱侵蚀过程已经做了不少工作[1,2],可如何提高Si3N4结合SiC耐火材料的抗氧化和抗碱侵蚀能力,还未见详细报道。本研究工作的主要目的是确定Al2O3添加物的加入量和应该采取的氮化工艺,以期形成Sialon相,从而改善Si3N4结合SiC耐火材料的抗氧化和抗碱侵蚀性,为延长我国高炉寿命作贡献。

1　试样的制备及其物理性能

1.1　原料

本研究工作所用的基本原料有磨料级黑碳化硅(SiC≥97.50%,Fe2O3<0.50%)、Si粉(Si≥98.50%,Fe<0.60%)、氮气(N2≥99.99%)、氧化铝(Al2O3≥98.50%)及其他少量添加物。

1.2　制备工艺

将粗、中、细SiC颗粒,SiC粉,Si粉,暂时结合剂按一定比例配料,经强制搅拌混料15～20min,困料24h,用油压机分别压制成125mm×25mm×25mm长方形条和<36mm×36mm圆柱棒,压力为195MPa。试样在25～110℃烘干30h。只调节Al2O3粉加入量在0～8%范围内递增,共取6组试样:1#～6#,试样置于氮化炉中通入N2,在高温下氮化一定时间。选用合理的氮化制度使得Si粉充分氮化,以保证得到完全氮化的各组试样。

1.3　试样的物理性能

采用油浸法测定6组试样的显气孔率、体积密度;三点弯曲法测得试样的常温抗折强度、高温抗折强度(1400℃,0.5h);采用万能材料试验机测定试样的耐压强度。各组试样的物理性能见表1。

表1　各组试样的物理性能指标

T able1Physical properties of the specimens 项　目1#2#3#4#5#6#

显气孔率/%17.317.317.317.017.416.3

体积密度/g?cm-3 2.62 2.62 2.62 2.64 2.64 2.65

耐压强度/MPa111.2128.0134.1135.4133.0147.5

常温抗折强度/MPa39.039.040.342.643.341.0

高温抗折强度/MPa46.744.045.146.048.243.0

从上表可以看出,添加Al2O3对Si3N4结合SiC 耐火材料的常规物理性能的影响不太明显,只使常温强度略有增加。

2　试验方法及结果

2.1　水蒸气氧化试验

将125mm×25mm×25mm的各组试样置于镶有碳化硅马弗板的硅化钼电炉中,从炉顶通水,控制水的流量,通入炉内的水滴在一个氧化铝空心球砖样上受热汽化产生水蒸气。试验时先将炉温升至1150℃开始保温并向炉内通水,水流量为350ml?h-1,保温50h后停炉停水,冷却后测定试

耐火材料　2000,34(6)309～312

Ξ收稿日期:2000-08-07编辑:李光辉

验前后试样的质量变化,结果列于表2。

表2　各组试样的水蒸气氧化结果

T able2The results of oxid ation of specimens

项 目1#2#3#4#5#6#

质量增加率/% 1.89 1.84 1.83 1.81 1.79 1.75

氧化前抗折强度/MPa39.039.040.342.643.341.0

氧化后抗折强度/MPa47.847.951.757.360.058.0

强度变化率/%22.522.928.434.638.541.5

经过水蒸气氧化试验的试样表面基本上都出现了轻微的釉化层,未出现裂纹。显微结构观察其氧化深度约0.5～1mm,对氧化后的5#试样进行了XRD分析,发现表面氧化层除了存在SiC、β2Si3N4外,还出现了石英和莫来石等氧化产物。从表2可以看出,1#～6#样的氧化质量增加率呈略有减少的趋势。试样表面的釉化,降低了气孔率,钝化了试样表面的裂纹,提高了常温抗折强度。

2.2　抗碱试验

2.2.1　埋碱法碱侵蚀试验

将125mm×25mm×25mm的各组试样置于Al2O3坩锅中,用无水K2C O3和焦炭粉的混合粉料(质量比为1∶1)掩埋,加盖密封,置于1200℃的电炉中,保温12h,进行碱侵蚀试验。侵蚀后试样呈灰黑色,外形完好,无裂纹,尺寸几乎没有变化,无膨胀。碱侵蚀后测定试样的抗折强度示于表3。从中得知埋碱侵蚀后试样的抗折强度变化率由-24.9%变化到-3.0%,这说明添加Al2O3对提高Si3N4结合SiC耐火材料的抗碱侵蚀性作用显著。

表3　碱侵蚀试验后试样常温抗折强度T able3CMOR of the specimens after alk ali erosion test

项 目1#2#3#4#5#6#

碱侵蚀前抗折强度/MPa39.039.040.342.643.341.0

碱侵蚀后抗折强度/MPa29.531.435.837.240.940.0

抗折强度变化率/%-24.9-19.5-11.2-12.6-5.5-3.0

2.2.2　预氧化-碱侵蚀试验

将经过水蒸气氧化后(1150℃,50h)的125mm ×25mm×25mm的各组试样按上述方法进行碱侵蚀试验,经侵蚀的试样呈灰黑色,外形完好,无裂纹,无膨胀,尺寸几乎没有变化。碱侵蚀后测定的试样抗折强度示于表4。从表4可以看出经预氧化后的碱侵蚀试样随Al2O3加入量的增加,强度下降越来越小,6#试样的强度甚至还略有增加。

表4　预氧化-碱侵蚀试验后试样常温抗折强度

T able4CMOR of the specimens after preoxid ation

-alk ali erosion

项 目1#2#3#4#5#6#

侵蚀前抗折强度/M P a39.039.040.342.643.341.0侵蚀后抗折强度/M P a31.934.638.641.242.642.1抗折强度变化率/%-18.2-11.3-8.8-3.3-1.6+2.8 在考虑碱侵蚀作用的时候,实际上碱凝聚物的侵蚀作用也是不容忽视的。美国Bethlehen钢铁公司[3]创立的碱蒸气凝聚物联合侵蚀的测试方法(熔碱试验法)更具有模拟性,并且能准确地区别优质SiC制品的抗碱性能。

2.2.3　抗熔碱侵蚀试验

将125mm×25mm×25mm的各组试样装在不锈钢槽内,用无水K2C O3铺在试样四周,加盖后装在另一大的不锈钢箱内并用焦炭粉埋起来。在电炉中加热至930℃保温3h,重复一次,冷却后取出试样,用水冲洗,最后将试样烘干,然后测定熔碱侵蚀试验后试样质量,并和试验前质量比较,其结果列于表5。熔碱侵蚀前后试样的外观对比如图1所示。

表5　熔碱侵蚀前后试样的质量损失

T ab le5M ass loss o f the specim ens after m elting alk ali erosion 项　目1#2#3#4#5#6#

侵蚀前质量/g203.12201.24205.72203.60215.99198.87侵蚀后质量/g91.69113.00147.47153.24180.92183.39质量变化率/%-54.9-43.8-28.0-24.7-16.2-7.7与1#相比抗

碱能力提高/%020.249.055.070.586.

图1　熔碱侵蚀前后试样的外观对比

Fig.1Appearances of the specimens before and after melting alk ali erosion

从图1和表5可以看出,1#试样(不含Al2O3)已被熔碱严重侵蚀,断面已成半椭圆形,无法测定强度,质量损失达54.9%,随着Al2O3加入量的增

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加,试样熔碱侵蚀后的质量损失减少,从外观也能直观地看出,6#试样质量损失仅为7.7%。可以得出添加Al 2O 3对提高Si 3N 4结合SiC 耐火材料的抗氧化性、抗碱侵蚀能力非常显著。4#试样所对应的Al 2O 3添加量所起作用已极其明显。

3　显微结构及讨论

对6组氮化后的试样进行了XRD 分析,发现

试样主晶相为α2SiC ,次晶相主要为α2Si 3N 4和β2Si 3N 4。

对氧化-碱侵蚀后的1#、4#、6#试样进行SE M 观察发现,氧化-碱侵蚀后钾离子从试样断面边缘向内部扩散的分布程度为:1#试样深度约7～8mm ,而且分布较平均,浓度没有突变;4#试样

为4～5mm ,浓度分布出现较小的突变;而6#试样的钾离子分布仅集中在2mm 左右,从边缘到内部表现出很大的浓度差,由大到小有一个骤减过程,钾离子在内部的渗透受到严重的阻碍。

对1#试样氧化-碱侵蚀后的样块进行光学显微镜观察,发现未变带呈现斑状结构,大颗粒为碳化硅,基质由细粒碳化硅、氮化硅及玻璃相组成,基质中的SiC 边有的呈齿状,说明已开始发生变化;工作带也呈现斑状结构,结构与未变带相同,氮化硅与玻璃相之比为1∶1。工作带通过SE M 观察发现生成的大量玻璃相K 2O ?2SiO 2(含S )呈喇叭花状(见图2),基质被大量侵蚀,使得SiC 颗粒失去了结合相,降低了Si 3N 4结合SiC 耐火材料氧化-碱侵蚀后的强度

。

图2　1#试样氧化-碱侵蚀后基质被侵蚀生成的K 2O ?2S iO 2Fig.2K 2O ?2SiO 2in the m atrix of sample 1eroded by alk ali

对氧化-碱侵蚀后的6#试样用光学显微镜观察,发现未变带呈斑状结构,基质由细粒状碳化硅、氮化硅及Sialon 所组成,矿物相呈网絮状相

连,结构致密;Sialon 呈板柱状,Sialon 晶体细小,Si 3N 4呈网状包围Sialon ,Sialon ∶Si 3N 4约1∶2;工作带呈斑状结构,大颗粒为碳化硅,靠近工作面一侧

矿物由SiC 、Si 3N 4及K 2O ?

(11～12)Al 2O 3组成,且片状相连,片状相连的矿物集合体边缘为玻璃相,

K 2O ?(11～12)Al 2O 3∶Si 3N 4为4∶1;在侵蚀工作面,原结构已经全部破坏,此带呈多孔结构。

SE M 观察结果为:基质被侵蚀后生成了玻璃相K 2O ?2SiO 2,呈粒状及小喇叭状分布,同时玻璃相中出现大量的钾长石(K 2O ?Al 2O 3?6SiO 2)(见图3)。这种物相在1#试样氧化-碱侵蚀后是没有

产生的。在侵蚀试样内部基质中发现部分柱状Sialon 相及Sialon 和Si 3N 4的混合体,纤维状Si 3N 4向柱状Sialon 相转化(如图4所示),从而提高了整个基质部分的稳定性,使得基质不容易被碱侵蚀

。

图3　6#试样氧化-碱侵蚀后出现的大量的钾长石Fig.3K 2O ?Al 2O 3?6SiO 2in sample 6eroded by alk

ali

图4　6#试样内部基质中S ialon 形貌

Fig.4Sialon ph ase in the m atrix of sample 6

6#试样的整体侵蚀程度要比1#试样轻微得

多(见图1和表5)。1#试样碱侵蚀后产物从表面到内部均显示出含钾、硅玻璃相的斑状结构,而6#试样的玻璃相除了含钾玻璃相外,还有大量的钾长石、K 2O ?

(11～12)Al 2O 3等物相,形成了由玻璃相填充Sialon 、Si 3N 4及K 2O ?

(11～12)Al 2O 3搭架耐火材料

的集聚带。因此添加Al2O3的作用机理为:(1)添加的Al2O3在Si3N4结合SiC耐火材料基质中生成了一定数量的Sialon相,提高了基质的稳定性和抗侵蚀能力。(2)由于Si3N4结合SiC耐火材料中添加了Al2O3使得氧化和碱侵蚀产物由硅酸钾玻璃相向具有较高熔点的钾长石和K2O?(11～12)Al2O3转化,有效地阻止了侵蚀介质向材料内部的更进一步扩散和侵入,使得侵蚀仅局限于工作面,对Si3N4结合SiC耐火材料起到保护作用,免于更进一步受到侵蚀。将添加有Al2O3的Si3N4结合SiC耐火材料作为高炉耐火材料将会有更好的使用效果。

4　结论

(1)添加0～8%Al2O3使反应烧结Si3N4结合SiC耐火材料的常温强度略有增加。

(2)抗水蒸气氧化结果表明,添加Al2O3能够增强Si3N4结合SiC的抗氧化能力。氧化产物为方石英和莫来石。

(3)埋碱法、预氧化-埋碱法及熔碱法抗碱侵蚀试验结果表明,添加Al2O3对Si3N4结合SiC耐火材料的抗氧化和抗碱侵蚀能力有显著的提高。4#试样所对应的Al2O3添加量的作用已极其明显。

参考文献

1　杜鹤桂等.高炉用碳化硅砖的碱蚀机理.钢铁,1989,24(1):55～60

2　王国雄等.高炉用S i3N4结合S iC质耐火材料的氧化.硅酸盐学报,1989,17(5):448～453

3　钟香崇.钟香崇耐火材料论文选.北京:冶金工业出版社,1991: 372

黄朝晖:男,1963年生,高级工程师,博士研究生,长期从事炼铁和高性能窑具用系列碳化硅耐火材料的研究和开发工作。

E ffect of Al2O3addition on oxidation and alkali re sistance of Si3N4bonded SiC material for bla st furnace/ Huang Zhaohui,Sun Jialin,Wang Jinxiang,et al//Naihuo Cailiao.-2000,34(6):309

The effect of Al2O3a d dition changing from0to8%on the microstructure,oxidation resistance and alkali resistance of the Si3N4bonde d SiC has been studie d.By means of XRD,S EM and p hotomicrograp h,it has been obs erve d that Al2O3transforme d the microstructure feature of Si3N4in matrix from fibre2like Si3N4to column2like Sialon,and the microstructure of Si3N4bonde d SiC became more dens e.When the amount of Al2O3a d dition is more than5%,the oxidation resistance and alkali resistance can be obviously imp rove d. K ey words:Si3N4bonde d SiC,Al2O3a d dition,Oxidation resistance,Alkali resistance,Sialon p has e Author’s addre ss:University of Science and Technology Beijing,Beijing100083

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CrB2对MgO-C质耐火材料性能的影响

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复合材料性能试验方法选择和结果评价

复合材料性能试验方法选择和结果评价 张汝光 (上海玻璃钢研究院 200126) 摘要：由于复合材料性能的多样性和性能机理的复杂性，其试验方法也同样多样、复杂。应该根据试验目的和考虑材料的性能机理，正确选择试验方法或制订试验方案，以确保试验结果的可靠性。对试验方法和试验结果都要作科学的评价。 关键词：复合材料性能试验 多样性 复杂性 可靠性 1 概 述 要用好材料，首先就要认识材料。认识材料的最重要途径就是通过材料的性能试验。由于复合材料本身就是个结构，在进行复合材料产品设计时，不能简单地选择材料，而是要同时设计复合材料。因此认识材料就不单单是了解材料的性能数值范围，而还要了解复合材料的性能机理。复合材料性能试验变得更加重要。 复合材料的性能试验一般有三种不同的目的。一是揭示复合材料的材料性能机理；二是取得用于产品设计的材料性能参数；三是取得供材料质量评定用的材料性能参数。试验目的的不同，对试验方法的要求，就有各自不同的侧重点，自然就会有不同的试验方法或方案。 复合材料细观不均匀结构的本质，使其性能不但具有各向异性的特点，在许多情况下，还具有各种耦合效应。这就使得复合材料的性能试验相对于常规材料，要多样、复杂，同时也具有更多的影响材料性能的因素。在制订试验方案或选择试验方法时，这些方面都应该加以考虑，做认真、细致的分析。对试验方法和试验结果都要作科学的评价。 2复合材料性能试验的目的 制订试验方案或选择试验方法，首先要根据自己的试验目的。即使是对同一个性能，目的不同，对试验方案或方法也会有不同的考虑和选择。 2.1为揭示材料性能机理的性能试验 揭示材料性能机理，就是揭示在一定条件下材料作出响应的全过程及其原因，揭示各种因素是如何影响这一过程。显然，以揭示材料性能机理为目的的材料性能试验，要强调的是试验所得到的性能规律首先必须是定性上准确。因此，在考虑试验方法 时，首先要确保这一点。例如，当我们要揭示某一因素对某一性能的影响规律时，在试验条件中要特别注意严格排除其他影响因素同时发生变化，否则试验结果就无法说明是哪一因素的影响规律，测试数据再准确也毫无用处。 2.2 为取得用于产品设计性能参数的性能试验 要取得用于产品设计性能参数，对其性能试验要求，自然是试验结果的可靠性。例如，试样工作区内要确保材料是处在试验所要求的条件状态下，试验中所测数据，必须取自试样工作区或是与工作区内数值相同。除此之外，可靠性还要求试验要有一定的试样个数，对试验结果除要计算平均值外，还需要计算离散系数。在产品设计中，仅有性能参数的平均值而没有离散系数，就无法确定该性能的离散程度，就将无法确定在一定置信度要求下，如何使用这一平均值参数。 2.3为取得供质量评定性能参数的性能试验 质量评定，可以是在生产过程中的质量检验，也可以是对产品的质量检验。进行质量评定，往往都预先设定一个合格的材料性能标准，将试验结果与这一标准相比较，以评定其质量是否合格。这种其结果用于对比的材料性能试验，应该强调的是：试验必须严格按照同一标准试验方法进行。因为任何试验方法都只有具有相对的理想或合理性(第5节中进一步说明)，不同的试验方法往往会得出不同的结果，它们之间常常不具有可对比性，最具权威的试验方法自然是国家标准试验方法。作为产品性能指标的性能数据，必须按照国家标准试

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金属和金属材料测试题及答案（word） 一、金属和金属材料选择题 1．垃圾分类从我做起。金属饮料罐属于（） A．可回收物 B．有害垃圾C．厨余垃圾D．其他垃圾 【答案】A 【解析】 【详解】 A、可回收物是指各种废弃金属、金属制品、塑料等可回收的垃圾，金属饮料罐属于可回收垃圾，故选项正确。 B、有害垃圾是指造成环境污染或危害人体健康的物质，金属饮料罐属于可回收垃圾，故选项错误。 C、厨余垃圾用于回收各种厨房垃圾，金属饮料罐属于可回收垃圾，故选项错误。 D、其它垃圾是指可回收垃圾、厨余垃圾、有害垃圾之外的其它垃圾，金属饮料罐属于可回收垃圾，故选项错误。 故选：A。 【点睛】 本题难度不大，了解垃圾物质的分类、各个标志所代表的含义是正确解答本题的关键。 2．有X、Y、Z三种金属，X在常温下就能与氧气反应，Y、Z在常温下几乎不与氧气反应；如果把Y与Z分别放入硝酸银溶液中，过一会儿，在Z表面有银析出，而Y没有变化，根据以上事实，判断X、Y、Z三种金属的活动性由弱到强的顺序正确的是 A．X Y Z B．X Z Y C．Z Y X D．Y Z X 【答案】B 【解析】 有X、Y、Z三种金属，X在常温下就能与氧气反应，Y、Z在常温下几乎不与氧气反应，说明X的金属活动性最强。把Y和Z分别放入硝酸银溶液中，过一会儿，在Z表面有银析出，而Y没有变化，说明Z的金属活动性比银强，Y的金属活动性比银弱，即Z>Ag>Y；则X、Y、Z三种金属的活动性由强至弱的顺序为X>Z>Y。故选B。 点睛：在金属活动性顺序中，位于前面的金属能把排在它后面的金属从其盐溶液中置换出来，据此判断能否发生反应，进而可确定三种金属活动性由强到弱的顺序。 3．下列图像分别与选项中的操作相对应，其中合理的是（）

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聚合物复合材料性能解释以及测试标准指南1．1拉伸性能 拉伸性能包括拉伸强度，弹性模量、泊松比、断裂伸长率等。对于如高压容器、高压管、叶片等产品，必须要测出聚合物复合材料的拉伸性能，才能进行产品设计及检验。 对于不同的聚合物复合材料，拉伸性能试验方法是不同。对于普通的，用国标GB/T1447进行测试；对于缠绕成型的，用国标GB/T1458进行测试；对于定向纤维增强的，用国标GB/T33541进行测试；对于拉挤成型的，用国标GB/T13096-1进行测试。使用最多的是 GB/T1447。 国标GB/T1447，对于不同成型工艺复合材料，又规定不同形状的拉伸试样，有带R型、直条型及哑铃型。使用拉伸试验机或万能试验按规定的加载速度对试样施加拉伸载荷直到试样破坏。用破坏载荷除以试样横截面面积则为拉伸强度。从测出的应力----应变曲线的直线段的斜率则为弹性模量，试样横向应变与纵向应变比为泊松比。破坏时的应变称为断裂伸长率。 单位面积上的力，称为应力，通常用MPa（兆帕）表示，1MPa相当于1N/mm2的应力。应变是单位长度的伸长量，是没有量刚（单位）的。 不同的现代复合材料其拉伸性能大不一样，以玻璃纤维增强的玻璃钢为例：1：1玻璃钢，拉伸强度为（200-250）MPa，弹性模量为（10-16）GPa；4：1玻璃钢，拉伸强度为（250-350）MPa，弹性模量为（15-22）GPa；单向纤维的玻璃钢（如缠绕），拉伸强度大于800MPa，弹性模量大于24GPa；SMC材料，拉伸强度为（40-80）MPa，弹性模量为（5-8）GPa；DMC 材料，拉伸强度为（20-60）MPa，弹性模量为（4-6）GPa。 1. 2弯曲性能 一般产品普遍存在弯曲载荷，弯曲性能是很重要的，同时，往往用弯曲性能来进行原材料，成型工艺参数，产品使用条件因素等的选择。

复合材料分析测试方法

复合材料分析测试方法 复合材料是由基体材料和分散材料构成的多相体系。可按基体材料不同大体可分为金属基复合材料、无机分金属基复合材料和聚合物基复合材料。本文主要介绍高分子基复合材料分析测试的分析测试方法。 1.红外光谱法 红外光谱法是鉴别有机化合物与确定样品物质的分子结构的常用手段。通过它可以确定高分子基复合材料基体的分子结构。红外光谱法有如下特点：(1)有机化合物的红外光谱有丰富的结构信息，对于一些同分异构体、几何异构体和互变异构体也可以鉴定。(2)特征性强，分子结构表征更为精细，通过IR谱的波数位置、波峰数目及强度确定分子基团、分子结构；(3)适用范围广，几乎大部分的有机和无机化合物在红外光谱区均有吸收。无论是纯净物，还是混合物都可以进行分析，并且样品的状态没有特殊要求，气体、液体、可研细的固体或薄膜物质等都适用，对于透光性不好的样品还可采用反射技术等等，测定方便，制样简单。(4)分析的时间很短，一般一个样可在几分钟内完成，所需样品用量少，一次用样量约有时甚至可以低到几十微克。 2.热分析法 通过热分析可以推断材料相关的化学变化和物理结构，得到试样的比热容，研究高分子材料的共混性能，确定熔点。但影响其因素较多：升温速率、气氛及压力、参比物和试样处理等，且它不能用于确

定变化的性质，测定过程中体系不处于平衡状态，测得的结果不同于热力学平衡条件下的测量结果。 3.扫描电子显微镜 扫描电子显微镜能清晰、准确知道样品的组织形貌，还可以和能谱结合知道样品某一部分的元素组成。并且具有分辨率和放大倍数高、景深大、制样简单并可以实现试样从低倍到高倍的定位分析等优点，在高分子材料的形态、结构、晶态和共混相容性上发挥了重要的作用。 4.力学性能 复合材料力学性能主要包括拉伸、压缩、弯曲。复合材料力学研究材料在外力作用下的变形、受力和破坏规律，为合理设计复合材料构件提供有关强度、刚度和稳定性分析的基本理论和方法。复合材料的力学性能具有各向异性的显著特征，在不同的方向抵抗变形及失效的能力是不同的。例如长纤维增强树脂基单向复合材料在纤维轴向方向上具有卓越的力学性能，远优于其它方向上的刚度和强度，这是由于纤维复合材料多尺度结构的力学性能在方向上具有差异性。复合材料各组分材料中，一般树脂基体是各向同性材料，增强体材料可分为各向同性的玻璃纤维以及横观各向同性的碳纤维。 根据外加应力的类型及其与裂纹广展面的取向关系，裂纹扩展的基本方式可分为三种类型张开型裂纹，其特征是拉应力垂直于裂纹扩展面，裂纹上下表面沿作用力的方向张开，裂纹沿裂纹面往前扩展。滑开型裂纹，裂纹的扩展受切应力控制，切应力平行作用于裂纹面且

九年级化学-金属和金属材料讲学案及思维导图

金属和金属材料讲学案 【本课思想导图】 课题1 金属材料教学 【教学设计思路】 根据课程标准要求，关于金属材料的学习，在认知领域的教学属于知道和了解水平，且学生已有关于金属和合金的不少生活常识，学习难度不大。为维护课标的严肃性，教学忌拔高知识难度，但在教学中，对于过程与方法，情感态度与价值观可考虑加强一些。使学生在学习过程中去深刻感知金属的物理性质及合金的巨大使用价值。从方法和情感层面获得加强和熏陶，不失为一种教学创新。这样做对知识学习而言，可以变枯燥为生动；对过程与方法而言，可以获得实验探究、调查研究、归纳分析等训练；还可透过关于中国冶金发展史的学习对爱国情感的熏陶等等。同时，本课题教材联系学生生活常识较多。为扩大学习成果，在课前、课中及课后力求安排一些学生活动，以激发化学学习的持久兴趣及升华科学情结。因此，本课题的教学，以指导学生探究学习、发展学生认知能力为出发点及归宿而设计。【教学目标】 知识与技能：

1、通过日常生活中广泛使用金属材料等具体事例，认识金属材料与人类生活和社会发展的密切关系。 2、了解常见金属的物理性质，知道物质的性质在很大程度上决定了物质的用途，但同时还需考虑如价格、资源以及废料是否易于回收等其他因素。 3、认识在金属中加热熔合某些金属或非金属可以制得合金，知道生铁和钢等重要合金，以及合金比纯金属具有更广泛的用途。 过程与方法： 1、引导学生自主实验探究金属的物理性质（重点探究导电、导热性等）。 2、通过讨论探究物质的性质与用途的关系，培养学生综合分析问题的能力。 3、通过查阅合金的资料，培养学生独立获取知识的能力。 情感态度与价值观： 1、通过实验探究活动让学生体验成功的喜悦，逐步养成在学习过程中敢于质疑敢于探究的良好品质。 2、通过调查考察认识化学科学的发展在开发新材料提高人类生存质量方面的重大意义和贡献。 【教学重点】1、引导自主探究金属的物理性质。 2、在交流学习中认识常见的合金并了解其广泛的用途。 【教学方法】引导探究；指导调察，收集资料整理归纳；组织小组讨论交流及分享等。【仪器、药品及其它】 1、学生收集日常生活中的金属材料。 2、学生查阅有关金属材料发展前景资料。 3、酒精灯、火柴、干电池、导线、小灯泡、砂纸、铜丝、铁丝、铝丝、铁架台、黄铜、铜、焊锡、锡、铁片、铅、铝片、铝合金。 4、教师制作多媒体课件。 课时安排：2课时

金属和金属材料综合测试(含答案)

金属和金属材料综合测试（含答案） 一、金属和金属材料选择题 1．下列四支试管中，铁钉锈蚀最快的是( ) A．B．C．D． 【答案】D 【解析】 铁生锈的条件是铁与氧气、水同时接触。A、缺少氧气，不易生锈；B、缺少氧气，不易生锈；C、同时与水、氧气接触，易生锈；D、氯化钠能加快铁的生锈。故选D。 2．如图所示的四个图象，能正确反映对应变化关系的是（） A．水的电解 B．木炭在密闭的容器内燃烧 C．加热一定量的高锰酸钾制氧气 D．等质量的锌、铁与足量的稀硫酸反应 【答案】D 【解析】

【分析】 A.根据电解水时生成的氢气和氧气的体积比分析； B.根据木炭燃烧时生成的二氧化碳与时间的关系分析； C.根据加热一定量的高锰酸钾时生成的氧气与时间的关系分析； D.根据等质量的锌、铁与足量的稀硫酸反应时，生成的氢气与时间的关系分析． 【详解】 A.电解水时生成的氢气和氧气的体积比是2：1，图中是质量比，故A 选项说法不正确。 B.木炭在密闭的容器内燃烧时二氧化碳的质量应该是由零增加到一定值，故B 选项说法不正确。 C.加热一定量的高锰酸钾制氧气时氧气的质量是不断增加的，当高锰酸钾完全反应后氧气的质量不再增加，故C 选项说法不正确。 D.锌的活泼性大于铁与酸反应产生的氢气的速率快，等质量的锌和铁与酸反应，铁产生的氢气多。故D 选项说法正确。 故选D 。 【点睛】 掌握电解水的实验、质量守恒定律、金属与酸反应的性质是正确解答本题的关键。 3．实验室用氯酸钾制氧气的化学方程式为2KClO 3 2MnO 加热2KCl+3O 2↑，该反应属于（ ） A ．化合反应 B ．分解反应 C ．置换反应 D ．复分解反应 【答案】B 【解析】 【详解】 A 、化合反应是有两种或两种以上的物质生成一种物质的化学反应，故选项错误； B 、分解反应是由一种物质生成两种或两种以上的物质的反应，322MnO 2KCl Δ2KClO +3O ，属于分解反应，故选项正确； C 、置换反应是一种单质和一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物的化学反应，故选项错误； D 、复分解反应是两种化合物互相交换成分生成另外两种化合物的反应，故选项错误。 故选B 。 【点睛】 置换反应是一种单质和一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物的化学反应。 4．2017年春季，在张献忠沉银现场，考古学家发现了金币、银币、铜币和银锭，还有铁刀、铁矛等兵器，金币银币光亮如初，铁刀铁矛铸迹斑赶。下列说法不正确的是（ ） A ．金银铜铁都是重要的金属资源 B ．金银的化学性质比铜铁更稳定 C ．自然界中，金、银、铜、铁主要以单质的形式存在

初三化学金属和金属材料测试卷(有答案)经典

初三化学金属和金属材料测试卷(有答案)经典 一、金属和金属材料选择题 1．锡（Sn）是五金之一，它的金属活动性顺序位于铁和铜之间，则下列反应不会发生的是（） A．Zn+Sn（NO3）2═Zn（NO3）2+Sn B．Sn+2HCl═SnCl2+H2↑ C．Sn+2AgNO3═Sn（NO3）2+2Ag D．Sn+MgSO4═SnSO4+Mg 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】 A、由于锌位于铁的前面，锡（Sn）位于铁的后面，所以锌能置换硝酸锡中的锡，故A能发生反应； B、锡（Sn）位于铁和铜之间，且锡位于氢的前面，能与酸反应，故B能发生反应； C、因为锡（Sn）位于铁和铜之间，银位于铜的后面，所以锡位于银的前面，故C能发生反应； D、因为镁位于铁的前面，锡（Sn）位于铁的后面，所以锡（Sn）位于镁的后面，所以该反应不能发生． 故选D． 【点睛】 只有排在前面的金属才能把排在它后面的金属从盐溶液中置换出来． 2．对甲、乙、丙三种金属活动性的实验研究过程如下： （1）取大小相等的三种金属片，分别放入硫酸铜溶液中，一段时间后，甲、丙表面出现红色物质，乙没有现象． （2）取大小相等的甲、丙两种金属片，分别放入相同的稀盐酸中，甲、丙表面都产生气泡，但甲产生气泡的速率明显比丙的快．则甲、乙、丙三种金属的活动性顺序是（）A．甲＞丙＞乙B．丙＞乙＞甲C．甲＞乙＞丙D．丙＞甲＞乙 【答案】A 【解析】 ①取大小相等的三种金属片，分别放入相同的CuSO4溶液中，一段时间后，X、Z表面出现红色物质，Y没有现象，可判断X、Z的活动性比Cu强而Y的活动性不如Cu强．②取大小相等的X、Z两种金属片，分别放入相同的稀盐酸中，X、Z表面都产生气泡，但X产生气泡的速度明显比Z的快，可判断在金属活动性顺序中，X、Z都位于氢之前且X的活动性比Z强．综合以上分析，则X、Y、Z三种金属的活动性顺序是X＞Z＞Y；故选A． 【点评】金属活动性顺序中位于氢之前的金属能从酸中置换出氢，活动性强的金属能将活

中考化学《金属和金属材料》专题练习卷

金属和金属材料 一、选择题 1．下列金属单质不能与稀盐酸反应放出氢气的是（） A．Cu B．Zn C．Mg D．Fe 【答案】A 2．材料与人类生活紧密相关，下列物品所用的材料不属于金属材料的是（）A．钛合金人造骨B．灯泡里的灯丝 C．钻石D．黄金饰品 【答案】C 3．下列属于置换反应的是（） A．2CO+O22CO2 B．H2CO3H2O+CO2↑ C．NaOH+HCl NaCl+H2O D．2Al+6HCl2AlCl3+3H2↑ 【答案】D 4．下列物质不能由金属直接与稀盐酸或稀硫酸反应制得的是（）A．ZnCl2B．Fe2(SO4)3 C．AlCl3D．MgSO4 【答案】B 5．下列防锈措施不合理的是（） A．钢管存放在干燥的地方 B．用盐水清洗菜刀 C．及时清除铁制品表面的锈渍 D．在铁管表面镀上一层不易锈蚀的金属 【答案】B 6．下列关于金属材料的说法中正确的是（） A．铝制品表面应常用钢刷擦洗 B．可用铁桶盛装农药波尔多液 C．焊锡（锡铅合金）的熔点低，常用来焊接金属

D．钢因为比生铁的含碳量高，所以应用范围更广 【答案】C 7．化学世界绚丽多彩，下列实验中有关颜色的描述不正确的是（） A．硫粉在氧气中燃烧出现蓝紫色火焰 B．将铁钉加入到稀硫酸中，溶液由无色变为黄色 C．对木炭和氧化铜的粉末加强热会出现红色物质 D．将铜片放入硝酸银溶液，溶液由无色变为蓝色 【答案】B 8．下列指定反应的化学方程式正确的是（） A．铁丝在氧气中燃烧：4Fe+3O22Fe2O3 B．铜与稀盐酸反应：Cu+2HCl CuCl2+H2↑ C．常温下铝表面氧化膜的生成：Al+O2Al2O3 D．常温下铜锈蚀形成铜绿：2Cu+CO2+O2+H2O Cu2(OH)2CO3 【答案】D 9．有X、Y、Z三种金属，X在常温下就能与氧气反应，Y、Z在常温下几乎不与氧气反应；如果把Y和Z分别放入硝酸银溶液中，过一会儿，在Z表面有银析出，而Y没有变化。根据以上实验事实，判断X、Y、Z三种金属的活动性由强弱的顺序正确的是（） A．X、Y、Z B．X、Z、Y C．Y、Z、X D．Z、Y、X 【答案】B 10．化学小组为探究铝、铜、银三种金属的活动性顺序，设计了如图所示实验方案。 下列说法不正确的是（） A．由实验甲可知金属活动性：Al＞Cu B．由实验乙可知金属活动性：Cu＞Ag C．由实验甲、乙、丙可知金属活动性：Al＞Cu＞Ag

铝基复合材料综述

铝基复合材料综述 XXXXXXXXXXX 摘要铝基复合材料凭借密度小、耐磨、热性能好等优点在航天航空等领域占有优势地位。文中综述了铝基复合材料的种类、铝基复合材料性能、各种铝基复合材料的制备和应用以及发展前景。 关键词铝基复合材料种类性能制备应用 Abstract Al-based alloys have advantages in the field of the aerospace by the advantages of small density , anti-function ,good thermal performance and so on. This article discussed the kinds ,performance ,approach , use and development prospect of Al-based alloys. Key words Al-based alloys kind performance approach use

1.引言 自20世纪80年代金属基复合材料大规模研究与开发以来，铝基复合材料在航空，航天，电子，汽车以及先进武器系统等领域得到迅速发展。铝基复合材料的制备工艺设计高温、增强材料的表面处理、复合成型等复杂工艺，而复合材料的性能、应用、成本等在很大程度上取决于其制造技术。因此，研究和开发心的制造技术，在提高铝基复合材料性能的同时降低成本，使其得到更广泛的应用，是铝基复合材料能否得到长远发展的关键所在。铝在制作复合材料上有许多特点,如质量轻、密度小、可塑性好,铝基复合技术容易掌握,易于加工等。此外,铝基复合材料比强度和比刚度高,高温性能好,更耐疲劳和更耐磨,阻尼性能好,热膨胀系数低。同其他复合材料一样,它能组合特定的力学和物理性能,以满足产品的需要。因此,铝基复合材料已成为金属基复合材料中最常用的、最重要的材料之一。2.铝基复合材料分类 按照增强体的不同,铝基复合材料可分为纤维增强铝基复合材料和颗粒增强铝基复合材料。纤维增强铝基复合材料具有比强度、比模量高,尺寸稳定性好等一系列优异性能,但价格昂贵,目前主要用于航天领域,作为航天飞机、人造卫星、空间站等的结构材料。颗粒增强铝基复合材料可用来制造卫星及航天用结构材料、飞机零部件、金属镜光学系统、汽车零部件;此外还可以用来制造微波电路插件、惯性导航系统的精密零件、涡轮增压推进器、电子封装器件等。 3.铝基复合材料的基本成分 铝及其合金都适于作金属基复合材料的基体，铝基复合材料的增强物可以是连续的纤维，也可以是短纤维，也可以是从球形到不规则形状的颗粒。目前铝基复合材料增强颗粒材料有SiC、AL2O3、BN等，金属间化合物如Ni-Al，Fe-Al和Ti-Al也被用工作增强颗粒。 4.铝基复合材料特点 在众多金属基复合材料中，铝基复合材料发展最快且成为当前该类材料发展和研究的主流，这是因为铝基复合材料具有密度低、基体合金选择范围广、热处理性好、制备工艺灵活等许多优点。另外，铝和铝合金与许多增强相都有良好的接触性能，如连续状硼、AL2O3\ 、

金属和金属材料单元测试题(含答案)

第八章复习金属和金属材料单元练习 一、选择题 1．国际因特网上报道：“目前世界上有20万人患有缺铁性贫血．”我国政府将启动“酱油补铁工程”．这里的铁是指（） A．铁元素B．铁单质 C．四氧化三铁D．三氧化二铁 2．铝的抗腐蚀能力强的原因是() A．铝在常温下不与氧气反应 B．铝的化学性质不活泼 C．铝的表面容易形成一层致密的氧化物薄膜 D．铝有较强的还原性 3．铜粉中含有少量的铁粉，最佳的除铁办法是() A．加入足量稀硫酸，过滤B．在空气中灼烧 C．高温下加热并通入氢气D．加入足量硫酸铜溶液，过滤 4．在茶缸和脸盆等铁制品表面烧制搪瓷的目的是() A．增大硬度防止撞坏B．增大厚度防止磨损 C．防止铁生锈且美观D．美观和杀菌消毒 5.如下图所示，在盛水的试管中放一根洁净的铁钉，用带U型管的胶塞塞紧，U型管内液面处于同一高度．数天后观察U型管内的水面（） A．a比b高 B．b比a高 C．一样高 D．U型管中的水从b管中全部溢出 6.在天平的左右两个托盘上，各放一质量相等的烧杯，其中盛有等质量的稀硫酸，天平平衡，如果分别将下列四组中的两种物质放入左右两个烧杯内，充分反应后，天平仍保持平衡的是()

A．等质量的锌和铜 B．等质量的铁和铜 C．等质量的锌和铁(反应后烧杯中两种金属均有剩余) D．等质量的锌和铁(反应后烧杯内酸都有剩余) 7．我国是世界文明发达最早的国家之一，如冶铁、炼钢、湿法炼铜都是我国劳动人民发明的，它们最早发现的朝代依次是() A．春秋、战国、宋代B．宋代、战国、春秋 C．宋代、春秋、战国D．春秋、宋代、战国 8．生铁和稀盐酸反应后会留有残渣，残渣的主要成分是() A．氯化亚铁B．三氧化二铁 C．碳D．铁 9．将一枚洁净的铁钉浸入稀硫酸中，下列叙述：①铁钉表面产生气泡②液体由无色逐渐变为浅绿色③铁钉的质量减轻④液体的质量减轻．其中正确的是() A．②③B．①②④ C．①②③D．①②③④ 10．利用下列各组物质之间的反应，能够验证Fe、Cu、Ag三种金属活动性顺序的是() A．Fe、CuCl2溶液、Ag B．FeCl2溶液、CuCl2溶液、Ag C．FeCl2溶液、Cu、Ag D．Fe、CuCl2溶液、AgNO3溶液 二、填空题 1．用铁桶盛装硫酸铜溶液时，铁桶很快出现漏洞是因为______________________，反应方程式为______________________． 2．生铁和钢都是铁的合金，它们的性能不同，用途也不同．在你所知的物品中，______________________是由生铁制成的；______________________是由钢制成的．3．迎香港回归，在《南京条约》议约地——南京下关区静海寺敲响了“警世钟”，铸造该钟采用的主要金属材料是___________________，此金属的优点是____________________________． 4．高层建筑都采用铝合金门窗而不采用钢门钢窗，铁制的舰船外面需涂油漆而铝合金制的飞机却不用，解释两个事例的原因：①_________________；②______________________．5．如下图所示，在杠杆的两端分别挂着质量相同的铜球和锌球，这时杠杆平衡．然后将两球分别浸没在稀H2SO4和CuSO4溶液中一段时间． (1)杠杆向________(左或右)倾斜． (2)________(左或右)杯中溶液密度大． 6．盛放在油罐车内的石油产品，振荡可以产生静电容易引起火灾．所以在石油罐车尾部有一条拖地铁链，这是利用铁____________________的性质． 7．现有A、B、C三种金属，已知A能将C从它的溶液中置换出来，B能与盐酸或稀硫酸反应产生氢气，A不能与盐酸或稀硫酸反应．则这三种金属活动性由强到弱的顺序是

复合材料超声检测技术

复合材料超声检测技术 立陶宛考纳斯科技大学的Kazys等人采用斜入射同侧检测方式，研究了航空用复合材料垂直结构蜂窝板中A0模式Lamb波的板边回波特性，由于损伤区域有很强的能量泄漏，所以可用于检测脱粘和结构损伤等缺陷，并估计其大小。波兰格坦斯克科技大学的Imielinska等人采用空气耦合探头和穿透式超声C扫描技术对多层聚合体复合材料的冲击损伤进行了检测研究，与X射线检测结果比较后表明，该方法更快、更方便、更准确，且可用于检测一些X射线无法检测的材料。美国爱荷华州立大学无损检测中心的HSU和印度GE全球研究中心的Kommareddy等合作，利用压电陶瓷空气耦合换能器，开展了复合材料零部件的缺陷检测和修复评价的研究工作，并研制了相应的空气耦合超声扫描系统，在飞机零部件阵地探伤中得以使用;英国伦敦大学的Berketis等人利用空气耦合超声检测方法对潜艇用玻璃纤维增强型复合材料的损伤和退化进行了检测和评价，获得了用水耦合超声检测方法得不到的效果。丹麦国家实验室的Borum与丹麦工业大学的Berggreen等人合作，利用空气耦合超声波，采用穿透法，对海军舰艇用层状叠合复合材料板进行检测，结果显示，该方法可以检测出上述材料板中的脱粘。 4、激光超声检测技术 激光超声是目前国内外研究最活跃的非接触超声检测方法之一。它利用高能量的激光脉冲与物质表面的瞬时热作用，在固体表面产生热特性区，形成热应力，在物体内部产生超声波。激光超声检测可分3种：一种用激光在工件中产生超声波，用PZT等常规超声探头接收超声波进行检测;另一种用PZT等常规超声波探头激励超声波，用激光干涉法检测工件中的超声波;还有一种用激光激励超声波，并用激光干涉法检测工件中的超声波，此法是纯粹意义上的激光超声检测技术。超声波的激励或探测可通过激光进行，不需要耦合剂，因而可实现远距离非接触检测，检测距离可从几十厘米到数米。所激发的超声波具有很宽的频带，从几百kHz到几GHz，可用于薄膜测量分析等一些特殊应用场合。而且探测激光可聚焦到非常小的点，可实现高达数微米的空间分辨力。此外，激光超声源能同时激发纵波、横波、表面波以及各种导波，是试验验证各种复杂媒质中声传播理论的有效手段。近年来，已发展成超声学中的重要分支，并在激光超声信号的激发与接收、传播以及应用等方面取得很大进展。 激光超声检测的快速、远距离和高分辨力等特性适用于常规压电检测技术难以检测的形状结构较复杂或尺寸较小的复合材料以及材料的高温特性等研究，如飞机上各个部件的定位和成像等。加拿大A.Blouin用激光超声研究了蜂窝芯复合材料的分层、脱粘等缺陷。美国洛克希德·马丁公司开发了LaserUT激光超声检测系统，在检测F-22复合材料构件时获得了清晰的B扫描、C扫描图像，不需要任何特殊夹具，检测时间大大缩短，达到了传统超声无法达到的效果。国内钱梦騄等在激光超声的特性和检测各种材料的力学特性方面进行了大量的研究。刘松平研究了碳纤维增强树脂基复合材料中常见缺陷的激光超声信号特性与缺陷识别评估方法。利用激光发射-超声接收检测系统有效地提取了反映复合材料中缺陷的声波信息，并可进行缺陷的判别，确定缺陷的性质。 尽管激光超声在复合材料检测中取得了很大的进展，但现阶段仍存在2个主要问题：一个是光声能量的转换效率较低；另一个是激光超声信号微弱，需要提高检测灵敏度。适当增大激光的能量，可提高激光超声信号强度。但当能量增大到一定程度时，又容易将材料的表面灼伤。因此，揭示激光发声机理、提高光声转换效率及其检测灵敏度已成为激光超声研究的3个主要方向。

金属和金属材料中考经典题型带答案1

金属和金属材料中考经典题型带答案1 一、金属和金属材料选择题 1．“愚人金”实为铜锌合金，外观与黄金极为相似，常被不法商贩冒充黄金牟取暴利，下列关于鉴别“愚人金”与黄金的实验方案，合理的是() ①比较硬度，硬度小的是“愚人金” ②灼烧，表面变色的是“愚人金” ③浸没在稀硫酸中，表面有气泡产生的是“愚人金” ④浸没在硫酸锌溶液中，表面附着白色物质的是“愚人金” A．①③B．②④C．①④D．②③ 【答案】D 【解析】 ①比较硬度，合金的硬度比纯金属的硬度大，故硬度小的是纯金，故错误； ②灼烧，铜能够和氧气反应产生氧化铜，表面变黑色的是“愚人金”，故正确； ③浸没在稀硫酸中，锌能够和稀硫酸反应产生氢气，因此表面有气泡产生的是“愚人金”，故正确； ④浸没在硫酸锌溶液中，三种金属都不能和硫酸锌反应，无法鉴别，故错误； 故选D。 2．铜能被加工成厚度仅为7微米的超薄铜箔，说明铜具有良好的 A．导电性B．延展性C．导热性D．抗腐蚀性 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】 铜能被加工成厚度仅为7微米的超薄铜箔，说明铜具有良好的延展性，与导电性、导热性、抗腐蚀性无关。故选B。 3．为验证Mg、Cu、Ag三种金属的活动性强弱，某化学兴趣小组设计了如图所示的四个实验。其中不必进行的实验是() A．B．C．D． 【答案】C 【解析】 由金属活动顺序表的应用分析四个实验，发现验证实验的设计思路为：根据三种金属与盐

酸反应情况，可验证铁的活动性比铜、银强；然后利用金属铜和硝酸银的置换结果，验证铜的活动性比银强．对比四个实验，实验B证明金属铜不能置换出酸中的氢，而实验D又可以证明银的活动性小于铜，所以，不做实验C也不影响三种金属活动性的判断．所以： A、A实验必需进行，故A不符合题意； B、B实验必需进行，故B不符合题意； C、C实验不需进行，故C符合题意； D、D实验必需进行，故D不符合题意． 故选C． 4．Fe2O3、CuO的固体混合粉末a g，高温下用足量CO还原，得到金属混合物2.40 g，将生成的CO2气体用足量的澄清石灰水吸收后，产生5.00g白色沉淀，则a的值为 A．2.45 B．3.20 C．4.00 D．7.40 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】 根据反应：CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+ H2O中CO2与CaCO3的质量的关系44:100，由于白色沉淀碳酸钙的质量5.00g，可知CO2的质量为2.2g，再根据质量守恒定律，碳元素的质量不变，即二氧化碳中碳元素的质量即等于一氧化碳中碳元素的质量，故可求出参加反应的CO 的质量为1.4g，然后根据质量守恒定律，可列等式：a+1.4g=2.4g+2.2g，a=3.2g，故选B 考点：根据化学方程式计算，质量守恒定律 5．下列可用于验证Fe、Cu、Ag三种金属的活动性顺序的一组药品是。 A．Fe、Cu、H2SO4溶液 B．Cu、Ag、FeSO4溶液 C．Fe、Ag、CuSO4溶液 D．Ag、FeSO4溶液、CuSO4溶液 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】 A、药品中无银的单质或盐溶液，无法验证Fe、Cu、Ag三种金属的活动性顺序，故错误； B、分别把Cu、Ag铜放入FeSO4溶液中，都不反应，无法验证Cu、Ag的金属活动性顺序，故错误； C、分别把Fe、Ag放入CuSO4溶液，Fe能与CuSO4溶液反应，Ag不能与CuSO4溶液反应，能验证三种金属活动性顺序，故正确； D、把Ag分别放入FeSO4溶液、CuSO4溶液中，均无明显现象出现，不能验证三种金属活动性顺序，故错误。

复合材料实验

材料科学与工程专业实验第三篇复合材料实验 材料科学与工程学院 材料系

目录 实验1 酚醛树脂凝胶时间、挥发分、树脂含量和固体含量测定 实验2 单丝强度和弹性模量测定 实验3 丝束（复丝）表观强度和表观模量测定（参照GB3362-82）实验4 树脂浇注体制作及其巴科尔硬度测试 实验5 手糊成型工艺试验 实验6 复合材料模压工艺试验 实验7 层压工艺试验 实验8 热塑性塑料注射成型 实验 9 复合材料真空导入成型工艺试验 实验10 RTM成型工艺试验

实验1 酚醛树脂凝胶时间、挥发分、树脂含量和固体含量测定 一、实验目的 掌握对酚醛树脂几个重要技术参数的测定方法，证实酚醛树脂由B 阶向C 阶段过度时放出小分 子的事实。 二、实验原理 酚醛树脂由于苯酚上羟甲基（—CH 2OH ）的作用，它的固化与环氧树脂和不饱和聚酯树脂不同， 在加热固化过程中两个—CH 2OH 作用将会脱下一个H 2O 和甲醛（CH 2O ），甲醛又会马上与树脂中苯环上的活性点反应生成一个新的—CH 2OH 。这个过程的快慢和放出水分子的本质，将需要用试验证实，从而帮助学生理解树脂含量和固体含量的不同含义。 三、实验仪器和设备 分析天平、智能电热板、秒表、称量瓶或坩埚等。 四、实验步骤 1、 将智能电热板设定至150±1℃且恒定，用一小块铝箔迅速取A 阶酚醛树脂的乙醇溶液 1g~1.5g 放到智能电热板上，同时用秒表记时并开始用玻璃棒摊平和不断搅动，树脂逐渐变成粘稠起丝，直至起丝挑起即断时为终点，停止秒表，记录此时间，即为该树脂样品的150℃条件下的凝胶时间，以秒数表示。重复操作三次，同一树脂每次相差不应大于5s ，取其平均值。 2、 取一已恒重的称量瓶或坩埚，称量为m 1,取1g 左右的A 阶酚醛树脂溶液于称量瓶中，称量 总重为m 2,然后将它放入80±2℃的恒温烘箱中处理60min ，取出放入干燥器中冷却至室温，称量m 3,则树脂含量Rc 是指挥发溶剂后测出的溶液中树脂的百分比，即： %1001 213?--=m m m m R C 3、 将称量为m 3的试样再放入160±2℃恒温烘箱中处理60min ，取出在干燥器中冷却至室温后 称量为m 4，则固体含量Sc 是指A 阶树脂进入C 阶后树脂的百分比，即： %1001 214?--=m m m m S C 挥发分Vc 就是指B 阶树脂进入C 阶段树脂过程中放出的水和其他可挥发的成分所占B 阶树脂的百分比，即：%1001 343?--=m m m m V C 高温固化绝对脱水量（m 3－m 4）和溶剂量（m 2－m 3）与树脂溶液总量（m 2－m 1）之比称为总 挥发量Fc ：

复合材料超声检测

试验八：复合材料工艺缺陷的空气耦合超声检测 实验原理 1．超声检测：利用超声波在介质中的传播特性对试件进行缺陷检测。可检测表面、内部缺陷，对与试件表面平行的面状缺陷效果最佳。对于复合材料，气孔、孔洞、层间开裂等都可以用超声法检测。 2．空气耦合：超声检测有接触式、液浸式、非接触式。接触法是在探头和工件之间涂有专门的耦合剂层；浸液法是以水作耦合剂，将工件局部或全部浸没在液体中，无盲区。空气耦合式1983年美国的一家公司研制的，核心是高强度发射和声阻抗匹配技术。本实验采用空气耦合方式。 3．穿透法。超声检测方法按原理分类可分为脉冲反射法和穿透法。脉冲反射法灵敏度高、缺陷定位准确，适用于多种探伤技术；穿透法有两个探头，不存在探伤盲区、不受工件厚薄的限制，容易实现连续自动探伤，但不能定位缺陷深度。 实验材料和仪器设备 1.实验仪器：NAUT21非接触空气耦合超声检测系统。 2.实验试样：手糊工艺、预浸料铺层、液态模塑、模压工艺制得的复合材料板各一块。其 中，手糊工艺和液态模塑的板是是玻纤聚酯，后一块板是碳纤维预浸料，最后一块板是碳纤聚酯。 实验结果

从上到下、从左到右依次是手糊、液态模塑、模压、预浸料铺层的板。 结果分析 1、从图看出预浸料铺层的板效果最好，其次是模压的，然后是手糊的，最后的是液态模塑 的。但实际情况应该是液态模塑的必手糊的效果好。原因是，在液态模塑工艺时，树脂现调现用，并没有抽真空或静置，就想一瓶刚打开的啤酒，带着无数的气泡，都被吸进复合材料的肚子里了。缺陷能不多吗？ 2、实验的老师其实是挺漫不经心的。在检测模压和预浸料铺层的板时，并未改变原先设置 的参数，导致实验出现的结果是全都是蓝色的（即全都是缺陷）。实际情况是二者材料不同，应当再放大波。在此，我又有个疑问，看模压的板，大部分是黄色，是真的是过渡区，还是因为没调好参数？ 思考题 见前一页的原理。

金属和金属材料 实验化学

金属和金属材料实验化学 实验速览 实验基础 1.常见金属的活动性顺序 金属活动性顺序可以作为金属能否在溶液中发生置换反应的一种判断依据： （1）在金属活动顺序里，金属的位置越靠前，它的活动性就越强。 （2）在金属活动顺序里，位于氢前面的金属能置换出盐酸、稀硫酸中的氢。 （3）在金属活动顺序里，位于前面的金属能把位于后面的金属从它们的溶液中置换出来。 2. 铁生锈的主要条件 铁在空气和水（或水蒸气）直接接触，如果隔绝了空气和水，就能在一定程度上防止钢铁生锈。在钢铁表面涂油、刷漆、镀耐磨和耐腐蚀的铬及制造耐腐蚀的合金（如不锈钢）等，就能防止钢铁生锈。 3. 合金是把两种或两种以上的金属熔合在一起，或者把金属和非金属熔合在一起，就可以制得具有金属特性的混合物。 合金的性能会发生改变，合金的强度和硬度一般比组成它们的纯金属更高，抗腐蚀性能等也更好，因此，合金具有更广泛的用途。 实验图解 1.比较合金和纯金属的硬度（验证性实验） 目的：比较合金和纯金属硬度的大小 原理：合金的很多性能与组成它们的纯金属不同 器材：黄铜、铜、焊锡、锡 步骤：将纯铜与黄铜相互刻划 现象：纯铜表面留下划痕 结论：合金的强度和硬度一般比组成它们的纯金属更高

操作指要将黄铜和铜片相互刻划 应试策略此内容考核得不多，一般是题中给出信息，将合金与组成它们的纯金属进行性能上的对比。 变题练 青铜、黄铜、白铜都是铜的合金，具有重要的用途。 （1）工业上用青铜制造轴承、齿轮，而不是纯铜，其原因之一是________________________ （2）白铜可用于制造钱币，可以推测白铜具有的性能之一是__________________________ 2.不同金属与酸反应的比较（探究性实验） 目的：探究某些金属与酸的反应规律 根据现象判断金属的活动性 原理：金属+ 酸→ 盐+ 氢气 药品：镁条、锌、铁、铜、稀盐酸、稀硫酸 步骤： ①在试管里放入两小块镁，加入5mL稀盐酸，观察现象 ②参照上述实验步骤，分别在放有两小块锌、铁或铜的试管中加入稀盐酸，观察现象，比较反应的剧烈程度 ③用稀硫酸代替稀盐酸进行实验，并比较发生的现象 现象：镁、铁、锌能与酸反应，金属表面有气产生 镁产生的气泡最多，锌次之，铁最少 铜表面没有任何气泡 结论：镁、锌、铁能与酸反应产生氢气，铜不能与稀酸反应产生氢气 几种金属的活动性为：镁> 锌> 铁> 铜 操作指要为了方便对比几种金属与酸反应的速率，可以将生成的气体通过导管倒入盛有水的烧杯里，观察在一定时间里冒出气泡的数目。 应试策略金属与酸能发生置换反应，酸一般指的是稀盐酸和稀硫酸，浓硫酸和浓硝酸的氧化性太强，不能与金属发生置换反应。 变题练 有A、B、C三种金属，如果把A和B分别放入稀盐酸中，A溶解并产生氢气，B不反应，如果把B放到C的硝酸盐溶液中，过一会，B表面有C析出。则A、B、C三种金属的活动性有强到弱的顺序为（）。 A. A > B > C B. A > B > C C. B > A > C D. C > B > A