【知识点】铸造铝合金各种元素的作用及特点 重金属，特别是汞、镉、铅、铬等具有显着和生物毒性。它们在水体中不能被微生物降解，而只能发生各种形态相互转化和分散、富集过程(即迁移)。重金属污染的特点是：(1)除被悬浮物带走的外，会因吸附沉淀作用而富集于排污口附近的底泥中，成为长期的次生污染源；(2)水中各种无机配位体(氯离子、硫酸离子、氢氧离子等)和有机配位体(腐蚀质等)会与其生成络合物或螯合物，导致重金属有更大的水溶解度而使已进入底泥的重金属又可能重新释放出来；(3)重金属的价态不同，其活性与毒性不同。其形态又随pH和氧化还原条件而转化。(4)在其危害环境方面的特点是：微量浓度即可产生毒性(一般为1～10毫克/升，汞、镉为0.01～0.001毫克/升)；在微生物作用会转化为毒性更强的有机金属化合物(如洋－甲基汞)；可被生物富集，通过食物链进入人体，造成慢性路线。 亲硫重金属元素(汞、镉、铅、锌、硒、铜、砷等)与人体组织某些酶的巯基(-SH)有特别大的亲合力，能抑制酶的活性，亲铁元素(铁、镍)可在人体的肾、脾、肝内累积，抑制精氨酶的活性。 六价铬可能是蛋白质和核酸的沉淀剂，可抑制细胞内谷胱甘肽还原酶，导致高铁血红蛋白，可能致癌，过量的钒和锰(亲岩元素)则能损害神经系统的机能钛和钛的合金大量用于航空工业，有"空间金属"之称；另外，在造船工业、化学工业、制造机械部件、电讯器材、硬质合金等方面有着日益广泛的应用。 纯铝的强度低，不宜用来制作承受载荷的结构零件。向铝中加入适量的硅、铜、镁、锰等合金元素，可制成强度较高的铝合金，若在经冷变形强化或热处理，可进一步提高强度。 根据铝合金的成分和生产工艺特点,通常分为形变与铸造铝合金两大类.工业上应用的主要有铝-锰,铝-镁,铝-镁-铜,铝-镁-硅-铜,铝-锌-镁-铜等合金.变形铝合金也叫熟铝合金,据其成分和性能特点又分为防锈铝,硬铝,超硬铝,锻铝和特殊铝等五种. 铝合金是纯铝加入一些合金元素制成的，如铝—锰合金、铝—铜合金、铝—铜—镁系硬铝合金、铝—锌—镁—铜系超硬铝合金。铝合金比纯铝具有更好的物理力学性能：易加工、耐久性高、适用范围广、装饰效果好、花色丰富。铝合金分为防锈铝、硬铝、超硬铝等种类，各种类均有各自的使用范围，并有各自的代号，以供使用者选用。 2A80，原先叫LD-8，化学成分如下： Si:0.5-1.2 Fe:1.0-1.6 Cu:1.9-2.5 Mn:0.2 Mg:1.4-1.8 Ni:0.9-1.5 Zn:0.3 Ti:0.15 其他单个0.05合计0.15 Al:余量 铝合金各元素的含量要看合金的性质的，如上面例子 牌号化学成分（质量分数） /% AL 不小于杂质不大于 Fe Si Cu Ga Mg Zn 其他每种总和 AL99.90 99.90 0.07 0.05 0.005 0.020 0.01 0.025 0.016 0.10 AL99.85 99.85 0.12 0.08 0.005 0.030 0.02 0.030 0.015 0.15 AL99.7A 99.70 0.20 0.10 0.01 0.03 0.02 0.03 0.03 0.30 AL99.70 99.70 0.20 0.12 0.01 0.03 0.03 0.03 0.03 0.30 AL99.60 99.60 0.25 0.16 0.01 0.03 0.03 0.03 0.03 0.49 AL99.50 99.50 0.30 0.22 0.02 0.03 0.05 0.05 0.03 0.50 AL99.00 99.00 0.50 0.42 0.02 0.05 0.05 0.05 0.05 1.00 铝合金基本常识 一、分类：展伸材料分非热处理合金及热处理合金 1.1 非热处理合金：纯铝─1000系，铝锰系合金─3000系，铝矽系合金─4000系，铝镁系合金─5000系。 1.2 热处理合金：铝铜镁系合金─2000系，铝镁矽系合金─6000系，铝锌镁系合金
超全面泡沫铝制备工艺汇总 泡沫铝是一种在金属铝基体中分布有无数气泡的多孔质材料。其特殊的结构决定了它具有许多致密金属所没有的特殊性能，结构特点如： 性能特点包括：
泡沫铝性能的优劣主要取决于其孔隙率、孔径、通孔率、孔类型、比表面积等孔结构参数，而其孔结构参数主要取决于制备工艺。 因此泡沫铝的制备技术已成为新材料领域的研究热点。下面就泡沫铝的制备工艺做详尽介绍： 1、固态金属烧结法 用这种方法生产的泡沫铝多数具有通孔结构,这是由于大部分固相法通过烧结使铝颗粒互相联结,铝始终保持在固态。 1.1、粉末冶金发泡法
工艺原理是将混合铝粉与发泡剂粉,经压缩得到具有气密结构的预制体,加热预制体使发泡剂分 解释放出气体,迫使预制体膨胀得到泡沫铝。 粉末冶金发泡法工艺流程： 特点：一是与其他方法比较可用的合金成分更为广泛,有利于改善泡沫铝的力学性能;二是可以 直接制造形状复杂的部件。缺点是该方法工艺参数区间较窄,成本较高,制得的泡沫铝尺寸有限。 1.2、散粉烧结法 此方法多用于制备泡沫铜。由于铝粉表面具有的致密氧化膜将阻止颗粒烧结在一起,因此用散粉 烧结法制备泡沫铝相对困难。这时可以通过变形手段破坏氧化膜,使颗粒更易粘结在一起;或加 入镁、铜等元素在595~625摄氏度烧结时形成低共熔合金。 这种生产方法包括三个过程: 特点：优点是工艺简单、成本低,缺点是孔隙率不高、材料强度低。如果用纤维代替粉末烧结同样可制得多孔材料。 1.3、粉浆成型法 粉浆成型法是将金属铝粉、发泡剂(氢氟酸、氢氧化铝或正磷酸)、反应添加剂和有机载体组成悬浮液,将其搅拌成含有泡沫的状态,然后置入模具中加热焙烧,接着浆开始变粘,并随着产生 的气体开始膨胀,最终得到一定强度的泡沫铝。
铝合金基本情况 6061铝合金属热处理可强化合金，具有良好的可成型性、可焊接性、可机加工性能，同时具有中等强度，在退火后仍能维持较好的强度。6061铝合金的主要合金元素是镁与硅，并形成Mg2Si相。若含有一定量的锰与铬，可以中和铁的坏作用；有时还添加少量的铜或锌，以提高合金的强度，而又不使其抗蚀性有明显降低；导电材料中还有少量的铜，以抵销钛及铁对导电性的不良影响；锆或钛能细化晶粒与控制再结晶组织；为了改善可切削性能，可加入铅与铋。6061铝合金的熔化温度在582~652℃，老牌号为LD30。 6061铝合金板带材厚度及力学性能（GB/T 3380-2006）
6061铝合金棒材尺寸及力学性能(GB/T 3191-2010) 2.典型用途 一、板带的应用广泛应用于装饰、包装、建筑、运输、电子、航空、航天、兵器等各行各业。 二、航空航天用铝材用于制作飞机蒙皮、机身框架、大梁、旋翼、螺旋桨、油箱、壁板和起落架支柱，以及火箭锻环、宇宙飞船壁板等。 三、交通运输用铝材用于汽车、地铁车辆、铁路客车、高速客车的车体结构件材料，车门窗、货架、汽车发动机零件、空调器、散热器、车身板、轮毂及舰艇用材。 四、包装用铝材全铝易拉罐制罐料主要以薄板与箔材的形式作为金属包装材料,制成罐、盖、瓶、桶、包装箔。广泛用于饮料、食品、化妆品、药品、香烟、工业产品等包装。 五、印刷用铝材主要用于制作PS版，铝基PS版是印刷业的一种新型材料，用于自动化制版和印刷。 六、建筑装饰用铝材铝合金因其良好的抗蚀性、足够的强度、优良的工艺性能和焊接性能，主要广泛用于建筑物构架、门窗、吊顶、装饰面等。如各种建筑门窗、幕墙用铝型材、铝幕墙板、压型板、花纹板、彩色涂层铝板等。
名词解释 第九章材料的磁学性能 磁化：物质在磁场中由于受到磁场作用都呈现出一定的磁性，这种现象叫做磁化现象 自发磁化：在没有外磁场的情况下，材料所发生的磁化。 技术磁化：铁磁材料心爱外加磁场的作用下所产生的磁化现象。 抗磁性：材料被磁化后，磁化矢量与外加磁场方向相反的成为抗磁性。 顺磁性：材料被磁化后，磁化矢量与外加磁场方向相同的成为抗磁性。 铁磁性：铁磁材料在外加磁场的作用下，可以产生很强的磁化，这是由于铁磁材料的原子组态所决定的。铁磁性来源于原子违背抵消的自旋磁矩和自发磁化。 亚铁磁性： 反铁磁性：交换积分常数A<0,相邻原子间的自旋趋于反相平行排列原子磁矩相互抵消，不鞥形成自发磁化区域。 固有磁矩：只有原子中存在的未被排满的电子层时，由于未被排满的电子层电子磁矩之和不为0，原子才具有磁矩，这种磁矩叫做~ 最大磁滞回线： 磁滞损失：由于磁滞效应的存在，磁化一周得到一个封闭回线，称之为磁滞回线，回线所包围的面积相当于磁化一周所产生的能量损耗，称为~ 退磁能：磁铁产生的外力磁场与内磁场方向相反，从而使铁磁体减弱，磁化能力增加。 磁畴：在铁磁性物质中，此你在着许多微小自发磁化区域，成为~ 剩磁：磁化达到饱和后，在逐渐减小到H的强度，M将随之减小。当H=0时，磁感应强度并不等于0，而是保持一定大小的数值，这时铁磁金属的剩磁现象。 矫顽力：要使M值继续减小，必须加反向磁场-H, 当H等一定值Hc时，M值才等于0。Hc 为去掉剩磁的临界外磁场，称为~~ 居里点： 磁晶各向异性：当贴此物质磁化时，沿不同方向磁化所产生的磁化强度不同，即沿着不同方向磁化所消耗的磁化功不同。这说明磁化矢量（M）在不同的晶向上有不同的能量，M沿易磁化方向时能量最高。磁化强度沿不同晶轴方向的不同称为磁晶磁晶的各向异性。 磁致伸缩（效应）：铁磁物质收缩时，沿磁化方向发生长度伸长或缩短的现象称为~~ 自发体积磁致伸缩： 最大磁能积： 第十章材料的电学性能 电导率：为电阻率的倒数 超导临界转变温度：材料由正常状态转变为超导状态的温度 超导临界磁场强度：能破环超导态的最小磁场强度 超导临界电流密度：输入电流所产生的磁场一外磁场之和超过临界磁场，超导呗破坏。这时输入的电流为临界电流。 极化：介质在电电场作用下产生感应电荷的现象 介电常数：电容器（两极板间）在有电介质时的电容在真空状态（无电介质）时的电容象比较时的增长倍数。 抗电强度： 第十二章材料的压电性能与铁电性能 压电效应：在没有电场的作用下，有机械应力的作用而使电介质晶体产生极化并形成晶体表面电荷的现象称为压电效应。 压电性
铝合金铸品轻巧，耐高温，是众多合金铸品中的姣姣者。它刚硬，有良好的伸缩性，抗腐蚀和散热能力，适合各种环境需求。 该文本详尽地介绍了铝合金的所有性质和功用。 表格中显示的是铝合金的性质，其他有关文章可在我们的English language web page(英文网页)，和相关的PDF(便携文件格式)中查询， 每一种铝合金产品都有其独到的特性，而我们不断创新的Material Selector(材质选择)将帮你选择最适合你需求的产品。 铝合金特性： ? 耐高温操作 ? 超强防腐蚀 ? 轻便 ? 高硬度及良好的伸缩性 ? 不易变形，耐高压 ? 精良的EMI过滤性 ? 传热性高 ? 导电性高 ? 高品质成品 ? 环保型，可循环使用
参照指数: 1=最高指数, 5=最低指数 A抗高温分裂.合金抵抗温度改变，热胀冷缩时产生的压力的能力 B冲模容量.液体金属流入模具及注入细小部件的能力 C机械加工与质量.切割，切割片特质，成品质量和工具寿命的综合评定 D电镀加工与质量.在正常操作下，模铸接受和保持电镀的能力 E刨光加工与质量.在正常刨光操作下，刨光难易程度，速度，成品质量的综合评定 F 防拈连冲模.液体金属注入模具后，不与模具表面拈连。以混合金属的1%为准 G防腐蚀. 标准盐酸测试下的抗腐蚀能力 H外观. 硫磺酸电解质表层的色泽，明暗度和谐统一 I 防氧化保护层.保护层和合金的基本抗腐蚀力的综合评定 J 高温环境下的伸缩性.在测试温度下延长加热时间，温度高达260°C(500°F)时伸缩性的评定 A380型铝合金 A380型铝合金是最普遍的专用铝合金，因为它集合了易铸模，便于机械加工，热传导好等特性。变移性，承压力，和抗高温分裂性都很强虽然A380型一直被认为便于机械加工，但由于较高的硅含量，使其稍显粗糙。它被广泛地运用于各种产品，包括电机设备的底盘，引擎支架，变速箱，家具，发电机和手工工具。
泡沫铝是同时兼有金属和气泡特征的新型轻质功能-结构一体化材料，其特殊的结构决定了它具有许多致密金属所没有的特殊性能，如(1)轻质：密度仅为金属铝的10%～40%；(2)高比刚度：其抗弯比刚度为钢的1.5倍；(3)高阻尼减震性能及冲击能量吸收率：阻尼性能为金属铝的5～10倍；(4)良好的隔声性能（闭孔）和吸声性能（通孔）：声波频率在800～4000HZ之间时，闭孔泡沫铝的隔声系数达0.9以上；声波频率在125～4000HZ之间时，通孔泡沫铝的吸声系数可达0.8； (5)优良的电磁屏蔽性能：电磁波频率在2.6～18GHz之间时，泡沫铝的电磁屏蔽量可达60～90dB；(6)导热系数低，闭孔泡沫铝导热系数相当于大理石；而通孔泡沫铝则具有良好的散热性。泡沫铝性能的优劣主要取决于其孔隙率、孔径、通孔率、孔类型、比表面积等孔结构参数，而其孔结构参数主要取决于制备工艺。因此泡沫铝的制备技术已成为新材料领域的研究热点。 一、粉末冶金发泡法。 粉末冶金发泡法是将铝或铝合金粉末与发泡剂(一般为TiH2)按 一定比例配制并混合均匀，在适当的压力下压成致密的预制胚体，然后将压好的预制体进一步加工成半成品，再将此半成品放入所需零件形状的钢模内，加热到接近预制体熔点的温度，使发泡剂分解释放出气体形成气泡，制得闭孔泡沫铝。类似于粉末冶金法的烧结工艺过程的另一种方法是烧结脱溶法。首先将铝或铝合金粉末和可去除填充颗粒混合均匀，再把混合物压制成致密的半成品，然后在一定温度烧结。若填充颗粒为尿素、碳酸氢氨等可分解有机物，则烧结过程中颗粒会
分解气化；若填充颗粒为NaC1等可溶性盐，则在烧结后用溶剂将其溶去得到通孔泡沫铝。 二、熔体发泡法。 熔体发泡法发泡过程在液相进行，主要有直接吹气法、发泡剂发泡法等。直接吹气发泡法是:首先向金属熔融液中加入SiC、Al2O3等，并均匀分散以提高熔体粘度，然后向熔体底部吹入气体(如氮气、惰性气体等)，在金属液中形成大量气孔后冷却凝固。发泡剂发泡法是：在铝熔融体中加入发泡剂搅拌均匀，加热使发泡剂分解产生气体，气体膨胀而发泡，冷却后得泡沫金属。所用发泡剂通常为TiH2或ZrH2等金属氢化物。通过高速搅拌使发泡剂颗粒迅速均匀分散于铝熔融体中、使用增粘剂（如金属钙）增大熔体的粘度以防止发泡过程中气泡逸出或结合长大，可以使孔结构得到改善。 三、二次发泡法。 二次发泡法是一种综合了粉末冶金发泡法及熔体发泡法优点的泡沫铝制备方法，其技术工艺路线是在铝熔体中加入增粘剂(Ca、Al2O3等)搅拌均匀，在合适的温度和粘度条件下加入发泡剂(预处理好的TiH2)，分散均匀，在TiH2未分解前将熔体铸入模具中快速冷却凝固，即得到发泡先驱体。当发泡先驱体受热达到一定温度时，先驱体中TiH2开始分解并发泡，最终制得泡沫铝。
全面解读八大系列铝及铝合金特性 铝材的比重较轻，在成型时的回弹较小，强度比较高，接近或超过优质钢，塑性好，产品成形较复杂时，较不锈钢更易控制，具有优良的导电性、导热性和抗蚀性，且目前铝材的表面处理工艺阳极氧化、拉丝、喷砂等已经很成熟，铝材在手机上的使用也非常的多。 根据铝合金按加工方法可以分为变形铝合金和铸造铝合金，铝及铝合金的编号主要分为八个系列。 合金牌号表示方法 国际牌号(用四位阿拉伯数字,现常用表示方法): 1XXX 表示为99%以上的纯铝系列,如1050、1100 2XXX 表示是铝-铜合金系列,如2014 3XXX 表示是铝-锰合金系列,如3003 4XXX 表示是铝-硅合金系列,如4032 5XXX 表示是铝-镁合金系列,如5052 6XXX 表示是铝-镁-硅合金系列,如6061、6063 7XXX 表示是铝-锌合金系列如7001 8XXX 表示是上述以外的合金体系 一系 在所有系列中1000系列属于含铝量最多的一个系列，纯度可以达到99.00%以上。1000系列铝板根据最后两位阿拉伯数字来确定这个系列的最低含铝量，比如1050系列最后两位阿拉伯数字为50，根据国际牌号命名原则，含铝量必须达到99.5%以上方为合格产品。 一系的铝成形性、表面处理性良好，在铝合金中其耐蚀性最佳。其强度较低，纯度愈高其强度愈低。
手机上常用的到的有1050、1070、1080、1085、1100，做简单挤压成型（不做折弯），其中1050和1100可以做化学打沙、光面、雾面，法线效果,有较明显的材料纹路，着色效果好；1080和1085镜面铝常用来做亮字、雾面效果，无明显材料纹路。 一系的铝材都相对较软，主要用来做装饰件或内饰件。 二系 特点是硬度较高，但耐蚀性不佳，其中以铜原属含量最高，2000系列铝合金代表2024、2A16、2A02。2000系列铝板的含铜量在3-5%左右。 2000系列铝棒属于航空铝材，作为构造用材使用，目前在常规工业中不常应用。
纯铝的强度低，不宜用来制作承受载荷的结构零件。向铝中加入适量的硅、铜、镁、锰等合金元素，可制成强度较高的铝合金，若在经冷变形强化或热处理，可进一步提高强度。 根据铝合金的成分和生产工艺特点,通常分为形变与铸造铝合金两大类.工业上应用的主要有铝-锰,铝-镁,铝-镁-铜,铝-镁-硅-铜,铝-锌-镁-铜等合金.变形铝合金也叫熟铝合金,据其成分和性能特点又分为防锈铝,硬铝,超硬铝,锻铝和 特殊铝等五种. 铝合金是纯铝加入一些合金元素制成的，如铝—锰合金、铝—铜合金、铝—铜—镁系硬铝合金、铝—锌—镁—铜系超硬铝合金。铝合金比纯铝具有更好的物理力学性能：易加工、耐久性高、适用范围广、装饰效果好、花色丰富。铝合金分为防锈铝、硬铝、超硬铝等种类，各种类均有各自的使用范围，并有各自的代号，以供使用者选用。 铝合金基本常识 一、分类：展伸材料分非热处理合金及热处理合金 1.1 非热处理合金：纯铝—1000系，铝锰系合金—3000系，铝矽系合金—4000系，铝镁系合金—5000系。 1.2 热处理合金：铝铜镁系合金—2000系，铝镁矽系合金—6000系，铝锌镁系合金—7000系。 二、合金编号：我国目前通用的是美国铝业协会〈Aluminium Association〉的编号。兹举 例说明如下：1070-H14(纯铝)
2017-T4(热处理合金) 3004-H32(非热处理合金) 2.1第一位数：表示主要添加合金元素。 1：纯铝 2：主要添加合金元素为铜 3：主要添加合金元素为锰或锰与镁 4：主要添加合金元素为矽 5：主要添加合金元素为镁 6：主要添加合金元素为矽与镁 7：主要添加合金元素为锌与镁 8：不属於上列合金系的新合金 2.2第二位数：表示原合金中主要添加合金元素含量或杂质成分含量经修改的合金。 0：表原合金 1：表原合金经第一次修改 2：表原合金经第二次修改 2.3第三及四位数： 纯铝：表示原合金 合金：表示个别合金的代号 ＂-″：后面的Hn或Tn表示加工硬化的状态或热处理状态的鍊度符号-Hn ：表示非热处理合金的鍊度符号 -Tn ：表示热处理合金的鍊度符号 2 铝及铝合金的热处理 一、鍊度符号：若添加合金元素尚不足於完全符合要求，尚须藉冷加工、淬水、时效
第１章绪论 金属材料的基本特性: ①结合键为金属键，常规方法生产的金属为晶体结构 ②金属在常温下一般为固体,熔点较高 ③具有金属光泽 ④纯金属范性大，展性、延性也大 ⑤强度较高 ⑥自由电子的存在，金属的导热和导电性好 ⑦多数金属在空气中易被氧化 高分子材料的基本特性： ①结合键主要为共价键和范德华键 ②分子量大，无明显熔点,有玻璃化转变温度、粘流温度;并有热塑性和热固性两类 ③力学状态有玻璃态、高弹态和粘流态,强度较高 ④质量轻 ⑤良好的绝缘性 ⑥优越的化学稳定性 ⑦成型方法较多 ⑦有长的分子链 无机非金属材料（以陶瓷为例）的基本特性: ①结合键主要是离子键、共价键以及它们的的混合键 ②硬而脆、韧性低、抗压不抗拉、对缺陷敏感 ③熔点较高,具有优良的耐高温、抗氧化性能 ④自由电子数目少、导热性和导电性较小 ⑤耐化学腐蚀性好 ⑥耐磨损 ⑦成型方式为粉末制坯、烧结成型 材料科学与工程四要素: 材料科学与工程的定义(国际公认)是：研究有关材料成份／结构、制备／合成、性能/组织和使用效能及其关系的科学技术与生产。 第２章材料结构简述 结合键的类型与材料的物理性能和力学性能的关系: 1.物理性能:
①熔点：熔点的高低代表了材料稳定性的程度。熔点与键能值有较好的对应关系。共价键、离子键化合物的熔点较高，其中纯共价键的金刚石具有最高的熔点，金属的熔点相对较低,这是陶瓷材料比金属具有更高热稳定性的根本原因。金属中过渡族金属有较高的熔点，特别是难熔金属Ｗ、Mo、Ta等熔点更高，这可能起因于内壳层电子未充满，使结合键中有一定比例的共价键混合所致。具有分子间力结合的材料,它们的熔点一定偏低，如聚合物等。 ②材料的密度与结合键类型有关：大多数金属有高的密度：金属元素有较高的相对原子量；金属键的结合方式没有方向性，总是趋于密集排列。陶瓷材料的密度较低：原子排列不可能致密，共价结合时，相邻原子的个数要受到共价键数目的限制，离子结合则要满足正、负离子间电荷平衡的要求,它们的相邻原子数都不如金属多。聚合物密度最低:次价键结合,分子链堆垛不紧密，并且组成原子(C、Ｈ、Ｏ等)质量较小 ③材料的导电性和导热性与结合键类型有关: 金属键使金属材料具有良好的导电性和导热性, 而由非金属键结合的陶瓷物或聚合物则在固态下不导电，它们可以作为绝缘体或绝热体在工程上应用。 ２．力学性能: ①结合键能与弹性模量E：弹性模量意义:即E相当于发生单位弹性变形所需的应力。结合键能与弹性模量两者间有很好的对应关系。金刚石具有最高的弹性模量值,Ｅ=１00０GPａ。其他一些工程陶瓷如碳化物、氧化物、氯化物等结合键能也较高,弹性模量为2５0一60０GPa。常用金属材料的弹性模量约为70一350GPa。聚合物由于二次键的作用,弹性模量仅为0.7—３.5GPａ ②结合键能与强度:一般来说，结合键能高的,强度也高一些。然而强度在很大程度上还取决于材料的其他结构因素，如材料的组织，因此强度与键能之间的对应关系不如弹性模量明显。 ③结合键能与塑性:金属键赋予材料良好的塑性,而离子键、共价键结合，使塑性变形困难，所以陶瓷材料的塑性很差。但是高分子材料由于次价键结合，表现良好的塑性。 我们在研究影响材料性能的各种因素时，不能忽视的是:尽管一种材料的基本性质取决于它的原子或分子结构,但其本体性质则是由原子或分子的排列状态所控制的。如果把物质的成分看作是砖的话，那么决定一座房子的最终性能和特征的是用怎样的方式把砖垒起来。所以，研究聚集态结构特征、形成条件及其对制品性能的影响是控制产品质量和设计材料的重要基础。 高分子材料中不同范德华力的作用： 范德华键包括：静电力、诱导力和色散力，属于物理键，系次价键，不如化学键强大，但能很大程度改变材料性质。 静电力发生在具有永久偶极的分子之间，键合强度大约是共价键的1/5０到１／200。永久偶极是由于共价键所结合的原子具有不同的电负性引起的,电负性表示的是原子核吸引价电子的强度大小。原子核的质子数目越多,被填充的电子壳层离核越近,原子核的电负性就越大。随着温度的升高，大分子的热运动增加会使偶极作用降低。在偶极矩相等且偶极对称排列的情况下其偶极可相互抵消,如聚四氟乙烯。具有偶极-偶极结合力的聚合物可以溶解在许多极性液体中。 诱导力是极性分子的永久偶极与它在其他分子上引起的诱导偶极之间的相互作用力,例如带负电荷的永久偶极排斥另一个分子中呈电中性原子的电子，因此在另一个分子上诱导产生一个偶极,这个诱导偶极又导致一个偶极-偶极键的强度增加。诱导力强度是永久偶极强度的1/１０,但与温度无关。 色散力是电子运动引起电子云变形而产生瞬时偶极之间的相互作用力,占所有分子间作用力的8０％－90％．由色散力产生的强度是主价键或共价键的１/5０0到１／10０0,与温度有
金属元素-铝 铝是地球上含量极丰富的金属元素，其蕴藏量在金属中居第2位。至19世纪末，铝才崭露头角，成为在工程应用中具有竞争力的金属，且风行一时。航空、建筑、汽车三大重要工业的发展，要求材料特性具有铝及其合金的独特性质，这就大大有利于这种新金属－铝的生产和应用。 当1886年Charles Hall在美国俄亥俄州和Paul Heroupt在法国各自独立地将溶解在熔融冰晶石中的氧化铝(Al2O3)的电解还原技开发成功之时，世界上首批以内燃机为动力设备的车辆问世，随之而来的便是作为汽车业需用的、具有越来越大的工程价值的材料－铝及其合金对汽车工业的发展开始起重要的作用。电气化也要求将大量质轻的导电金属－铝用于长距离输送电，用于建造支撑架空电缆纲络所需要的塔架，以便以发电厂传输电能。 铝工业的发展还不只限于上述内容。铝在商业上应用于诸如镜框、门牌和餐用托盘之类的新颖物品。铝制的炊事用具也成为市场上的一类商品。现在，铝已发展成具有各种各样用途的材料，其范围之广足以使现代生活的各个侧面直接地受到铝的应用的影响。 铝的生产 所有铝的生产均基于Hall-Heroult法。将从铝土矿制得的氧化铝溶于冰晶石电解液，其中加有几种氟化物的盐类以控制电解液的温度、密度、电阻率以及铝的溶解度。然后，通入电流电解已熔的氧化铝。这样，氧在碳阳极上生成并与后者起反应，而铝则在阴极上作为金属
液层而聚集。已分离出的金属可以定时用虹吸法或真空法移出度坩埚中，然后将铝液转移到铸造设备中浇铸成锭。 Courtesy of Kamkiu Aluminium Extrusion Co. Ltd 冶炼出来的铝含有的主要杂质是铁与硅，锌、镓、钛、钒也通常作为微量杂质存在。国际上铝的最低纯度是以确定的成分及其数值作为基本标准。在美国，以形成常规做法是将铁与銈的相对浓度作为更重要的标准来考虑。未合金化的金属级别，可由其纯度来决定，如含铝量为99.70%的铝，或者由美国铝协会制订的方法来决定，该法规定以Pxxx级别为标准。在后一种情况下，字母P后的数字表明硅与铁各自的最大的百份之零点几数值。 全世界原生铝产量总数为17.304 x 106Mg 。美国的铝产量占1988年世界产量的22.8%，而欧洲占21.7%。其余55.5%的铝由亚洲(6.6%)、加拿大(8.9%)、拉丁美洲(含南美洲)(8.8%)、大洋洲(7.8%)、非洲(3.1%)和其它地区(21.3%)生产。 铝的主要特性: 铝及其合金的优良特点是其外观好、质轻，可机加工性、物理和力学性能好，以及抗腐蚀性好，从而使铝及铝合金在很多应用领域中被认为最为经济实用。 铝的密度只有2.7g/cm3，约为钢、铜或黄铜的密度(分别为7.83g/ cm3，8.93g/ cm3)，的1/3。在大多数环境条件下，包括在空气、水(或盐水)、石油化学和很多化学体系中，铝能显示优良的抗腐蚀性。 铝的表面具有高度的反射性。辐射能、可见光、辐射热和电波都
铝目前是电子散热器使用最广泛的材料。铝的特性非常适合于制造散热器。导热性能好，价格便宜。 下面介绍一下散热行业所使用的纯铝和铝合金的特性， 一、纯铝：密度：铝是一种很轻的金属，密度为2.71克/厘米3，约为纯铜的1/3。 导电导热性：铝的导热及导电性能好，当铝的截面和长度与铜相同时，铝的导电能力约为铜的61%，如果铝与铜的重量相同尔截面不同(长度相等)，则铝的导电能力为铜的200%。 化学特性：抗大气腐朽性能好，因为其表面易形成致密的氧化铝膜，能阻止内部金属的进一步氧化，铝与浓硝酸、有机酸及食品基本不起反应。铝呈面心立方结构，工业用纯铝塑性极高(ψ=80%),很容易承受各种成型工艺，但其强度过低，σb约为69Mpa,故纯铝只能通过冷变形强化或合金化来提高其强度后，才可以作为结构材料; 铝是非磁性，无火花材料，且反射性能好，既能反射可见光，也能反射紫外线;铝中的杂质为硅和铁，当杂质含量越高时，其导电性，抗腐蚀性及塑性越低; 二、铝合金：如果在铝中加入适量的某些合金元素，再经过冷加工或者热处理，可以大幅度的改善某些特性，铝中最常用的合金元素为铜、镁、硅、锰、锌，这些元素有时单独加入，有时配合加入，除了上述元素外，有时还加入微量的钛、硼、铬等。根据铝合金的成分及生产工艺特点，可以分为铸造铝合金及形变铝合金两类。形变铝合金：这类铝合金通常通过热态或冷态的压力加工，即经过轧制，挤压等工序，制成板
材、管材、棒材以及各种型材使用，这类合金要求具有相当高的塑性，故合金含量较少。铸造铝合金则是将液态金属直接浇注在砂型中，制成各种形状复杂的零件，对这类合金要求具有良好的铸造性，即良好的流动性，合金含量少时，适宜做形变铝合金，合金含量多时，做铸造铝合金。铝合金的弹性模量小，仅相当于钢材的1/3，即在相同的截面下，加以相同的载荷，铝合金的弹性变形是钢的3倍，承受力不强，但抗震性能好。铝合金的硬度范围(包括退火和时效硬化状态)为20~120HB。 最硬的铝合金比钢材还软。铝合金的抗拉强度极限为90Mpa(纯铝)到600Mpa(超硬铝)， 与钢材相比差距较大。铝合金的熔点较低(一般在600℃左右，钢在1450℃左右)。铝合金在常温及高温下均具有优良的塑性，可以采用挤压法制成截面形状极为复杂、而且壁薄、尺寸精度高的结构零件。铝合金除有适宜的机械性能之外，还具有优良的耐腐蚀，导热导电及拋旋光性能。 （信义通铝业提供）
1、What is the definition for Materials Properties （MP ）?How do we classify materials properties?And please list some classification for MP.(材料特性（MP ）的定义是什么？我们如何分类材料特性，请列出一些MP 的分类。) 答：MP ：Materials ’Response to External Stimulus. 材料性能：材料在给定的外界条件下的行为。 怎样分类：根据材料对外界刺激做出的响应的类型进行分类。 分类：复杂性能（使用性能，工艺性能，复合性能） 化学性能（抗渗入性，耐腐蚀性等） 力学性能（刚度强度韧性等） 物理性能（热学光学磁学电学性能） 2. What is the core relationship between materials science and engineering? In order to obtain desired materials properties, what should we consider first to do with the materials? （材料科学与工程的核心是什么关系？为了获得所需的材料性能，我们应该首先考虑的材料的什么？） 答：材料科学与工程学的核心关系是性能（课件上面那个三角形的图） 为了提高对于材料性能的期望，我们首先要研究材料的结构与性能的关系，即研究材料学。 3. What is the most determinant for Materials mechanical properties? Why?（材料力学性能的决定因素是什么？为什么呢？） 答：材料的力学性能主要指材料在力的作用下抵抗变形和开裂的性能，影响材料力学性能的最重要的因素是材料的结构。这些结构包括：subatomic-atomic-molecular-nano-micro-macro.由于材料的结构决定了材料的屈服强度，塑性韧性，刚度等性质，所以材料的结构对材料的力学性能影响最大。 4. what is strength of materials? Please try to identify the difference yield strength ,tensile strength ,fatigue strength and theoretical fracture strength? （材料的强度是什么？请尝试找出屈服强度，拉伸强度，疲劳强度和理论断裂强度的差异？）(中文ppt) 材料在载荷作用下抵抗变形和破坏的能力就是材料的强度。 屈服强度代表材料开始产生明显塑性变形的抗力 疲劳强度是材料在承受大小和方向同时间做周期性变化的交变应力时，往往在远小于强度极限甚至小于屈服极限的应力作用下就发生断裂。 理论断裂强度是无缺陷材料的理论预测值， 其中E 为杨氏模量，为解理面的表面能，a 为材料内部原子间的距离 5.Please describe yielding phenomena for materials, and its practical/engineering meaning. As long as there are no yielding phenomena for some materials, how do we determine the yield strength? （请描述为材料的屈服现象(书上p16)，其实际/工程意义。有一些材料没有屈服现象，我们如何确定的屈服强度？） 屈服现象是材料开始产生明显塑性变形的标志，对应图中bd 段， 2 1)(a E c s γσ≈
泡沫铝应用大全 一、国家安全方面需求 1、潜艇消音、导弹驱逐舰降噪需求 用泡沫铝吸声板与其背后空腔组成的吸声箱装在潜艇内部发动机室，可以降噪20分贝以上，有利于制造静音潜艇。 导弹驱逐舰等其它舰船也需要用泡沫铝吸声板对发动机室降噪以及制作间隔墙等。 2、制作复合装甲需求 新型复合装甲由陶瓷片、泡沫铝、芳纶纤维板组成，在中间或里层设置20mm 厚的泡沫铝材料，利用泡沫铝的吸能作用，使穿甲弹和破甲弹作用力分散，阻止其进入内部。 3、制作车辆防地雷底板 坦克车、装甲车、重卡车等底部采用V型，外部为装甲板，中层为泡沫铝板，里层为芳纶纤维板或钢板，防地雷。 4、军事指挥车、指挥所的需求 泡沫铝材料具有屏蔽电磁波的功能，可以屏蔽90分贝以上，制作军事指挥车、指挥所的内衬，使电信息保密。 5、制作防暴车需求 利用泡沫铝材料制作防暴车的复合装甲，防暴车重量可以减轻三分之一以上。 6、制作军用空投包装箱 目前我国军用空投包装箱采用美国哈丁技术制作，内部吸能减震材料为高密度塑料泡沫，使用泡沫铝为内部吸能减震材料，吸能减震能力提高10倍以上，即空投武装设备和弹药的安全性提高10倍以上。 7、制作舰船防爆甲板 舰船甲板用装甲板、泡沫铝板、钢板复合结构，甲板强度提高2倍以上，抗爆、抗弹能力提高2倍以上。 二、轨道交通方面需求 1、制作地铁车站的吸声内衬 用打孔泡沫铝吸声板制作地铁车站侧壁和顶部吸声板，厚度为10mm，背后设
置20mm厚空腔，即使在地铁车站的潮湿环境中仍然保持良好的吸声降噪效果，比使用其它吸声材料降噪效果提高一倍以上。 2、制作高速铁路隔音屏 制作高速铁路声屏障，高度为2800mm，打孔泡沫铝吸声板厚度为10mm，背后设置20mm厚空气层，后板为镀锌钢板。声屏障的内侧为泡沫铝裸面，可以吸音，整体墙可以隔音，达到高效降噪效果。泡沫铝被雨水淋湿后，降噪功能不降低，泡沫铝吸能减震，在列车经过震动下，铆钉不会松动，长期安全。 3、制作普通列车地板 普通列车泡沫铝地板为1mm铝板、15——20mm泡沫铝板、1mm铝板夹心板组成，泡沫铝密度为0.5g/cm³左右，具有优良的隔音、隔震功能；不燃烧，防火性能好；抗弯强度达到20Mpa左右，使用寿命长达30年以上；重量轻，为木板重量的1/2左右。 4、制作高速列车地板 高速列车用泡沫铝地板用1mm铝板、25——30mm泡沫铝板、1mm铝板夹心板组成，泡沫铝密度为0.5g/cm³左右。隔音20分贝以上，震动减少一个数量级，防火、耐腐蚀、抗弯强度达到20Mpa左右，不塌陷，使用寿命长达30年以上。 5、制作列车车门夹心 采用泡沫铝板作车门夹心材料，具有优良的隔音、隔震、隔热功能，承受力的载荷时，各向同性。 6、制作车厢内衬 地铁车厢采用20mm厚泡沫铝内衬，可以降低噪声20分贝以上。大线列车、高速列车、城铁列车的车厢侧衬采用20mm泡沫铝板、20mm聚氨脂泡沫复合板，具有优良的隔热和隔音双重能力。 7、制作客车厢间隔墙 采用泡沫铝板制作客车间隔墙，隔音隔振功能好，各方向强度一致、强度好，不产生鸟鸣声音。 8、制作电器柜 用泡沫铝夹芯板（0.5mm铝板、5——10mm泡沫铝板、0.5mm铝板）制作发电机、电动机、变频器、中央空调等产生噪音和电磁波设备的电器柜，可以降低噪声20分贝以上，屏蔽电磁波90分贝以上。 9、制作地铁隧道通风口消声器
铝及铝合金的基本特性 铝合金在现代工业上应用甚为广泛，其主要原因为其具有以下特性 : ▲轻量性 ▲耐蚀性 ▲成形性 ▲强度性 ▲切削性 ▲表面处理性 ▲导电性 ▲易加工性 ▲无毒性 ▲无磁性 ▲熔接性 ▲导热性 ▲无低温脆性 ▲再生性 ▲反射性 铝之价格虽较一般碳钢高，但易于回收重熔使用，为地球上可充分且有效利用之资源。 轻量性 Light Weight 铝之比重仅为钢铁之三分之一。 耐蚀性 High Corrosion Resistance 铝在自然环境中表面形成薄层之氧化膜可阻绝空气中之氧气，避免进一步氧化，具有优良之耐蚀性，铝表面如再经各种不同之表面处理，其耐蚀性更佳，可适合室外及较恶劣之环境中使用。 成形性 Workability 、 Excellent Formability 利用完成退火(或部份退火)可产生质软之铝合金，适用于各种成形加工要求，此方面之典型应用如铝轮圈、天 花板嵌灯灯罩、电容器外壳、铝锅等。 强度 Good Strength 利用合金之添加及轧延、热处理制程可生产强度2㎏/mm 2 ~60kg/㎜2 不同强度等级之产品，以适用于各种不同强度要求之产品上。 表面处理性 Variety of Attractive Appearance 铝具有优良之表面处理性包括阳极处理、表面化成丰理、涂覆及电镀等，尤其阳极处理可产生各种不同色泽、硬度之皮膜，以适就各种用途。 导电性 Good Electrical Conductivity 铝之导电度为铜之60 %，但重量亦仅铜之三分之一，相同重量之铝，其导电度为铜之两倍，故若以相同之导电度衡量，铝之成本远较铜便宜，此方面之应用以电导线最多。 导热性 Excellent Thermal Conductivity 铝之导热性极佳，故在家庭五金、冷气机散热片、热交换器之应用方面极为广泛。 易加工性 Variety of Forms 铝之加工性特佳，可加工成棒、线、挤型材，挤型材在铝之用量占有极大比例。 切削性 Machinability 与钢铁比较可节省高达70%，通常强度较高之铝合金之切削性較佳。
1×××系铝及铝合金 标准：GB/T3190-1996 特性及适用范围： 1XXX系列为纯铝中添加少量铜元素形成，具有极佳的成形加工特性、高耐腐蚀性、良好 的焊接性和导电性.1XXX系列铝合金广泛应用于对强度要求不高的产品,如化工仪器、薄 板加工件、深拉或旋压凹形器皿、焊接零件、热交换器、钟表面及盘面、铭牌、厨具、装饰品、反光器具等。 1XXX纯铝应用较为广泛的牌号：1050、1060、1070、1100等。 2×××系列铝铜合金 标准：GB/T3190-1996 特性及适用范围： 2XXX系列为铝－铜－镁系中的典型硬铝合金，其成份比较合理，综合性能较好。很多国 家都生产这个合金，是硬铝中用量最大的。 该合金的特点是：强度高，有一定的耐热性，可用作150°C以下的工作零件。温度高于125°C，2XXX系列合金的强度比7075合金的还高。热状态、退火和新淬火状态下成形 性能都比较好，热处理强化效果显著，但热处理工艺要求严格。抗蚀性较差，但用纯铝包覆可以得到有效保护；焊接时易产生裂纹，但采用特殊工艺可以焊接，也可以铆接。广 泛用于飞机结构、铆钉、卡车轮。 2XXX系铝铜合金用途 由于有高强度和好疲劳强度，被广泛应用在航空器结构上，尤其是机翼与机身结构 下的受到张力的地方。 2XXX系列硬铝应用较为广泛的牌号：2024(2A12)、L Y12、L Y11、2A11、2A14（LD10）、2017、2A17等。 6×××系铝硅合金 标准：GB/T3190-1996 特性及适用范围： 6XXX系列属热处理可强化合金，具有良好的可成型性、可焊接性、可机加工性和，同时 具有中等强度，在退火后仍能维持较好的操作性. 6XXX系列铝合金的主要合金元素是镁与硅AlMgSi1Cu，并形成Mg2Si相。若含有一定量的 锰与铬，可以中和铁的坏作用；有时还添加少量的铜或锌，以提高合金的强度，而又不 使其抗蚀性有明显降低；导电材料中还有少量的铜，以抵销钛及铁对导电性的不良影响；锆或钛能细化晶粒与控制再结晶组织；为了改善可切削性能，可加入铅与铋。在Mg2Si固溶于铝中，使合金有人工时效硬化功能。 6061-T651是6XXX系列合金中主要合金,是经热处理预拉伸工艺生产的高品质铝合金产品，其强度虽不能与2XXX系或7XXX系相比，但其镁、硅合金特性多，具有加工性能极佳、优 良的焊接特点及电镀性、良好的抗腐蚀性、韧性高及加工后不变形、材料致密无缺陷及 易于抛光、上色膜容易、氧化效果极佳等优良特点。 6XXX铝硅合金应用较为广泛的牌号：6082、6063（LD31）、6061（LD30）、6A02等。
一铝的基本特性与应用范围 二铝及铝合金的分类 纯铝比较软，富有延展性，易于塑性成形。如果根据各种不同的用途，要求具有更高的强度和改善材料的组织和其他各种性能，可以在纯铝中添加各种合金元素，生产出满足各种性能和用途的铝合金。 铝合金可加工成板、带、条、箔、管、棒、型、线、自由锻件和模锻件等加工材(变形铝合金)，也可加工成铸件、压铸件等铸造材(铸造铝合金)。
纯铝— 1×××系，如1000合金 非热处理型合金 Al-Mn系合金— 3×××系，如3003合金 Al-Si系合金— 4×××系，如4043合金变形铝合金 Al-Mg系合金— 5×××系，如5083合金 Al-Cu系合金— 2×××系，如2024合金 Al-Mg-Si系合金— 6×××系，如6063合金铝及热处理型合金 Al-Zn-Mg系合金—7×××系，如7075合金铝合金 Al-其它元素— 8×××系，如8089合金 纯铝系 非热处理型合金 Al-Si系合金，如ZL102合金 Al-Mg系合金，如ZL103合金 铸造铝合金 Al-Cu-Si系合金，如ZL107合金 Al-Cu-Mg-Si系合金，如ZL110合金 热处理型合金 Al-Mg-Si系合金，如ZL104合金 Al-Mg-Zn系合金，如ZL305合金
3 变形铝合金分类、牌号和状态表示法 3. 1 变形铝合金的分类 变形铝合金的分类方法很多，目前，世界上绝大部分国家通常按以下三种方法进行分类。 ⑴按合金状态图及热处理特点分为可热处理强化铝合金和不可热处理强化铝合金两大类。不可热处理强化铝合金（如：纯铝、Al-Mn、Al-Mg、Al-Si系合金）和可热处理强化铝合金（如：Al-Mg-Si、Al-Cu、Al-Zn-Mg 系合金）。 ⑵按合金性能和用途可分为：工业纯铝、光辉铝合金、切削铝合金、耐热铝合金、低强度铝合金、中强度铝合金、高强度铝合金（硬铝）、超高强度铝合金（超硬铝）、锻造铝合金及特殊铝合金等。 ⑶按合金中所含主要元素成分可分为：工业纯铝（1×××系），Al-Cu合金（2×××系），Al-Mn合金（3×××系），Al-Si合金（4×××系），AL-Mg合金（5×××系），Al-Mg-Si合金（6×××系），Al-Zn-Mg 合金（7×××系），Al-其它元素合金（8×××系）及备用合金组（9×××系）。 这三种分类方法各有特点，有时相互交叉，相互补充。在工业生产中，大多数国家按第三种方法，即按合金中所含主要元素成分的4位数码法分类。这种分类方法能较本质的反映合金的基本性能，也便于编码、记忆和计算机管理。我国目前也采用4位数码法分类。 3. 2 中国变形铝合金的牌号表示法 根据GB/T16474 — 1996“变形铝及铝合金牌号表示方法”，凡化学成分与变形铝及铝合金国际牌号注册协议组织（简称国际牌号注册组织）命名的合金相同的所有合金，其牌号直接采用国际四位数字体系牌号，未与国际四位数字体系牌号的变形铝合金接轨的，采用四位字符牌号（但试验铝合金在四位字符牌号前加X）命名，并按要求注册化学成分。 四位字符体系牌号的第一、三、四位为阿拉伯数字，第二位为英文大写字母（C、I、L、N、O、P、Q、Z字母除外）。牌号的第一位数字表示铝及铝合金的组别，如1×××系为工业纯铝，2×××为Al-Cu系合金，3×××为Al-Mn系合金，4×××为Al-Si系合金，5×××为Al-Mg系合金，6×××为Al-Mg-Si系合金，7×××为Al-Zn-Mg系合金，8×××为Al-其它元素合金，9×××为备用合金组。 除改型合金外，铝合金组别按主要合金元素来确定，主要合金元素指极限含量算术平均值为最大的合金元素。当有一个以上的合金元素极限含量算术平均值同为最大时，应按Cu、Mn、Si、Mg、Mg2Si、Zn、其它元素的顺序来确定合金组别。牌号的第二位字母表示原始纯铝或铝合金的改型情况，最后两位数字用以标识同一组中不同的铝合金或表示铝的纯度。 我国的变形铝及铝合金表示方法与国际上较通用的方法基本一致。 3.3 中国变形铝合金状态代号及表示方法 根据GB/T16475–1996标准规定，基础状态代号用一个英文大写字母表示。细分状态代号采用基础状态代号后跟一位、两位或多位阿拉伯数字表示。 3.3.1