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文檔簡介

1、 簡答題1. 晶粒細化為什么可以提高金屬強度和韌性? 晶界是位錯運動的障礙,因而晶粒越細小,晶界的總面積越大,位錯的運動越困難,材料的強度也就越高,細晶強化是指通過細化晶粒來提高金屬的強度。多晶體的強度高于單晶體,晶粒越細,強度越高。此外晶粒細化還能使金屬的韌性和塑性提高。晶粒越細,單位體積中晶粒越多,變形時同樣是變形量,便可以分散到更多的晶粒中,產(chǎn)生較均勻的變形而不改造成局部應(yīng)力集中,引起裂紋的過早產(chǎn)生和發(fā)展2具有什么的化合物能夠結(jié)晶,討論影響聚合物結(jié)晶度的因素?一切結(jié)構(gòu)規(guī)整的聚合物分子鏈在適當條件小都可以結(jié)晶,但結(jié)晶度的高低則取決于分子鏈規(guī)整的程度以及外部條件?;瘜W(xué)規(guī)整性是指鏈的化學(xué)結(jié)構(gòu)和

2、構(gòu)造的規(guī)整性。從組成的角度看應(yīng)該為均聚物鏈,如果是共聚連就不夠規(guī)整,從幾何的角度看應(yīng)是線性鏈,有支化就不能算是規(guī)整。立構(gòu)規(guī)整性是指構(gòu)型的規(guī)整性。全同立構(gòu)與間同立構(gòu)的分子鏈具有規(guī)整性。3. 冷等靜壓成型的特點可以比較方便的提高成型壓力,因胚體各向受力均勻,密度高而均勻,燒成縮水小。所以不易變形,模具制作方便,壽命長,成本低,可以少用或不用粘黏劑??缮a(chǎn)形狀復(fù)雜,大件,細長的型胚。成型質(zhì)量高。4. 碳纖維與石墨纖維的區(qū)別?二者之間的聯(lián)系?兩者沒有嚴格的分界線,區(qū)別僅在于碳化程度及石墨化程度的高低。碳含量在92%95%之間,模量在344GPA以下的為碳纖維,碳含量在99%以上,模量在344GPA以上

3、的為石墨纖維。在1300左右熱解的為碳纖維,在1900以上熱解的為石墨纖維。特點:碳纖維有優(yōu)異的扛蠕變和耐疲勞性能,并有突出的熱穩(wěn)定性。不存在內(nèi)應(yīng)力,不需退火。缺點:抗氧化性較差。脆性,對應(yīng)變敏感,耐沖擊性差。5. 天然橡膠的優(yōu)缺點各有哪些?優(yōu)點:具有良好的綜合性能,包括良好的彈性,較高的機械強度,耐屈撓,疲勞性能,多次形變發(fā)熱低,良好氣密性,防水性和可恢復(fù)原有彈性。缺點:因含不飽和雙鍵,所以化學(xué)性質(zhì)活潑,易進行加成、取代、氧化、交聯(lián)等反應(yīng),易老化,發(fā)生降解和交聯(lián),易老化。6. 硬度的特點,適用范圍布氏:用較大直徑的壓頭和壓力,因而壓痕面積大,能反應(yīng)出較大范圍內(nèi)材料各組成成份間的綜合平均性能,

4、特別試用于像灰鑄鐵,軸承合金這樣具有粗大組成成份的材料硬度維氏:精度比布氏高,低于HB300內(nèi),硬度基本相等。采用金剛石壓頭,可不受被測材料限制,可測任何材料,缺點是壓痕過小,肉眼難以分別,表面必須打光,且測定時間長洛氏:以壓痕深度來測定,較快速。適用與薄層材料。7. 如何用反應(yīng)燒結(jié)法制取SiC?將碳化硅與碳粉的粉末混合物制成所需形狀,然后在高溫下與硅的蒸汽或硅的熔體作用。碳與硅反應(yīng)生成碳化硅,將原有的碳化硅顆粒融合起來。過剩的硅滲透到顆粒的每一個隙縫,最后形成無孔隙的復(fù)合材料。8. 硫化的作用橡膠與硫磺作用的過程叫硫化。加入硫磺后,在臨近分子鏈的雙鏈間形成硫鏈,使材料發(fā)生了交聯(lián)。交聯(lián)將聚異戊

5、二烯分子鏈連在一起,提高了強度,同時控制了分子鏈間的移滑,產(chǎn)生了巨大的彈性,同時降低了雙鍵的數(shù)量,提高了抗氧化性能。9. 高壓聚乙烯(低密度聚乙烯)和低壓聚乙烯(高密度聚乙烯)的區(qū)分(結(jié)構(gòu)、性能特點)高密度聚乙烯基本上為線形分子,結(jié)晶度高,熔點為180;低密度聚乙烯的分子鏈有較高的支化度,結(jié)晶度低,熔點只有110。低密度聚乙烯適用于薄膜,紙張的涂層,導(dǎo)線包覆等非結(jié)構(gòu)應(yīng)用,高密度聚乙烯則應(yīng)用于注射制品,容器,地下管線等。優(yōu)點:價格低廉,優(yōu)異的耐腐蝕性,不懼怕任何酸、堿及有機溶劑。缺點:強度與耐熱性較低。10. 熱塑性塑料與熱固性塑料的區(qū)別熱塑性塑料:由線形長鏈分子組成,加熱到某一溫度(或為玻璃化

6、溫度或為熔點)時就發(fā)生流動,可以反復(fù)加工成型。熱塑性塑料可以是結(jié)晶性的也可以是非結(jié)晶性的。熱固性塑料:加熱后即發(fā)生固化的材料(有些熱固性塑料在室溫就能與固化劑發(fā)生作用而固化)固化后分子形成三維的交聯(lián)網(wǎng)絡(luò),不能再次成型加工,無法回收利用。熱固性塑料是非結(jié)晶的。填空題,名詞解釋(重點)1. 材料環(huán):原材料制取預(yù)加工工程化生產(chǎn)制品服務(wù)器丟棄回收 |2. 鋼鐵要從鐵鐵礦石中冶煉 鋁通過電解鋁凡土得到3. 維修是服役期內(nèi)的補充制造過程4. 黑色金屬:鑄鐵、鋼與其它一些鐵合金;主要有色金屬包括鋁、銅、鎳、鎂、鈦和鋅5. 聚合物可以分成三類:熱塑性塑料、熱固性塑料、彈性體6. 周期變化的應(yīng)力稱動態(tài)應(yīng)力。一種

7、為重復(fù)應(yīng)力:應(yīng)力從零變到某一值,再回到零;一種是交變應(yīng)力:應(yīng)力從拉伸變?yōu)閴嚎s,再從壓縮變?yōu)槔臁?. 蠕變是材料在恒定應(yīng)力下隨時間緩慢塑性變形的過程8. 熱導(dǎo)率是熱能在材料內(nèi)部流動能力的度量。9. 形成聚合物的聚合反應(yīng):連鎖聚合、逐步聚合。連鎖聚合中最主要的是加成聚合;逐步聚合中最普遍的是縮聚聚合。10. ABS:丙烯腈、丁二烯與苯乙烯的三元聚合物。11. 氟塑料:聚烯烴上的氫原子部分地或全部為氟原子所取代就成為氟塑料。舉例:聚四氟乙烯、聚三氟乙烯、聚氟乙烯12. 尼龍:學(xué)名是聚酰胺,是具有酰胺基團(CONH)的聚合物的統(tǒng)稱。13. SBS:線形或星形的苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物。14.

8、 高性能類熱固性樹脂基可分三類:中溫型、高溫型、中溫高強型。中溫型的代表是酚醛。15. 樹脂基復(fù)合材料的加工:模面成型;模壓成型;真空成型;擠壓成型;纏繞成型;纖維編制16. 碳碳復(fù)合材料:基體是碳,用碳纖維增強的復(fù)合材料17. 熱沖擊:材料因溫度急劇變化而產(chǎn)生過大熱應(yīng)力的現(xiàn)象。TSI:抗熱沖擊指數(shù)18. 氧化鋁是在鋁礬土的加熱過程中制得的。Al2O33H2O(或Al2O3H2O)+NaOH(浸出/分解)NaAl(OH)4+赤泥(晶種分解/蒸發(fā)、苛化)Al2(OH)3(煅燒)Al2O3。 19. 氮化硼的電子結(jié)構(gòu)與碳相似,晶體有兩種變體,一種類似于石墨(六方體),一種類似于金剛石(立方體)。立

9、方氮化硼的密度和硬度高得多,用六方氮化硼在高溫高壓下制得。20. 陶瓷材料的三個主要增韌途徑:復(fù)合、預(yù)應(yīng)力、相轉(zhuǎn)變法。21. 晶體的缺陷:點缺陷、線缺陷、面缺陷22. 不銹鋼是鐵、鉻與其他元素的合金。鉻含量大于10.5%;合金必須具有純性23. 鈦,“夢幻金屬”;耐腐蝕性、高比強度、優(yōu)異的高溫性能。24. 鋁合金的三大優(yōu)點:1.質(zhì)量輕,比強度高;2.高的熱導(dǎo)率與電導(dǎo)率;3.耐腐蝕性(可與氧氣迅速生成保護膜)4.良好的焊接性,高反射率,易加工成型。缺點:疲勞極限不高,會在低應(yīng)力下疲勞破壞;硬度低,容易磨損;熔點低,不能在高溫下工作。附:其他名詞解釋1. 傳統(tǒng)材料:指那些成熟且工業(yè)中已批量生產(chǎn)并大

10、量應(yīng)用的材料。2. 先進材料:指那些已在發(fā)展,且具有優(yōu)異性能和應(yīng)用前景的一類材料。3. 聚合物:一種或幾種簡單低分子化合物經(jīng)聚合而組成的分子量很大的化合物。10復(fù)合材料:將不同性質(zhì)的材料組分分優(yōu)化組合而成的材料。11.金屬基三大類:顆粒增強型、纖維增強型、板狀復(fù)合材料。12.HB適用范圍:采用較大直徑的壓頭和壓力因而壓痕面積大,能反映出較大范圍內(nèi)材料各組分組成的綜合平均性能,特別適用于像灰鑄鐵和軸承合金這樣具有較大組成像的材料硬度。13.維氏硬度的特點和應(yīng)用:由于采用的是金剛石材料,因此維氏硬度法測量范圍較寬,測定精度較布氏高,缺點是壓痕過小,表面必須打光,測試時間較長。14.肖氏硬度又叫回跳

11、硬度,其測定原理是指將一定量得具有金剛石圓頭或銅球的標準沖頭。范圍:主要用于檢驗軋輥的質(zhì)量和一些大型工件如:機床,導(dǎo)軌。曲軸等的硬度。15.努氏:在同樣壓力下壓痕比維氏小,適用于測定極薄層材料,絲帶等細長見件及硬而脆的材料。16.聚合物復(fù)合材料:1.比強度和比模量高,比強度是抗拉強度與密度之比。2.抗疲勞性好。3.減振性能好。4.高溫性能好。17.冷等靜壓成型的特點:可以比較方便的提高成型壓力由于坯體各向壓力均勻,其密度高而且均勻,燒成收縮小,因而不易變形,燒制方便,壽命長。成本低,可以使用不同的粘接劑,可以生產(chǎn)一般方法不能生產(chǎn)的形狀復(fù)雜,大件及細長的制品,而且成型量高。18.金屬陶瓷制造原則

12、:工藝過程:1.金屬對陶瓷的潤濕性要好。2.兩者相互無劇烈化學(xué)反應(yīng)3.兩者膨脹系數(shù)相差不能太大。19.目前陶瓷材料的增韌主要通過三個途徑:1.復(fù)合2.預(yù)應(yīng)力法3.相轉(zhuǎn)變法晶向族:原子排列相同但空間位向不同的所有晶向。晶向指數(shù)中數(shù)字的絕對值相同的屬于同一晶向族。20.合金元素的主要作用:起潤滑作用,減少摩擦,提高被切削性增強,耐磨性,提高高溫強度,除形成碳化鎢外,部分融入鋼中形成固溶體。21.根據(jù)材料 的結(jié)構(gòu)和基本性質(zhì),可以將其分為四大類:金屬、陶瓷、聚合物、和復(fù)合材料。22.材料科學(xué)分為:固體物理學(xué)、金屬學(xué)、高分子化學(xué)和高分子物理。23.噴氣式發(fā)動機的材料是含鎳、鈷、鉻的超級合金。24.鋼鐵從

13、鐵礦石中冶煉 鋁通過電解鋁凡土得到25.單質(zhì)指純元素,目前已知的有110中.26.陶瓷的原材料是粉體。用礦物的粉體進行壓制、燒結(jié)就能夠得到陶瓷制品。27. 材料環(huán):原材料制取,預(yù)加工,工程化,生產(chǎn)制品,服務(wù)期,回收28. 維修是服役期內(nèi)的補充制造過程29. 鋼鐵統(tǒng)稱黑色金屬,主要有色金屬有:鋁銅鎳鎂鈦鋅30.聚合物三類:熱塑性塑料、熱固性塑料和彈性體。31復(fù)合材料根據(jù)基體分:聚合物基、陶瓷基、金屬基。32.韌性:材料在塑性形變過程中吸收能量的能力。33.沖擊強度的高低,取決于材料分散應(yīng)力的能力。能夠及時分散應(yīng)力的,吸收能量就多,材料就韌;不能分散應(yīng)力的,材料就脆。34.重復(fù)應(yīng)力:從0變得某一值

14、,再回到0.35.交變應(yīng)力:從拉伸為壓縮,再從壓縮變?yōu)槔臁?6. 蠕變:在恒定應(yīng)力下隨時間緩慢塑性變形的過程37.布氏硬度的最高測定范圍為:鋼球,HB459,碳化鎢球HB60038.比熱容:是將單位質(zhì)量材料的溫度提高1K,所需的能量。39.由于吸收能量,相鄰原子的間距變大,這是熱膨脹的根本原因。40.由共價鍵或離子鍵構(gòu)成的材料線脹系數(shù)最小;金屬由金屬鍵結(jié)合,線脹系數(shù)居中;聚合物大分子之間主要是范德華力,所以線脹系數(shù)最高。41.熱導(dǎo)率:是熱能在材料內(nèi)部流動能力的度量。42.電阻率是材料的固有性質(zhì),只與材料的結(jié)構(gòu)有關(guān),與材料的尺寸無關(guān)。43.介電質(zhì):凡是不傳導(dǎo)電流的物質(zhì)。功能:絕緣體;電容。44

15、.極化:如果將原子或分子置于電場中,就會發(fā)生電子云中心的位移,即電子的重新分布的現(xiàn)象。45.介電常數(shù):表征電介質(zhì)貯存電能能力的大小。介電常數(shù)隨溫度的升高而升高。46.電容材料需要高介電常數(shù)值,而絕緣材料需要低介電常數(shù)。47電致伸縮:材料在電場中因極化而改變尺寸的現(xiàn)象。電致伸縮的逆現(xiàn)象為壓電現(xiàn)象,即介電體的尺寸受力變化時就會極化而產(chǎn)生一個電壓或電場。.48軟磁材料可以通過反復(fù)改變外磁場方向不斷被磁化與消磁,同時振幅減小。硬磁材料在生產(chǎn)過程中便獲得了磁性。它們本質(zhì)上的特點是它們不能被消磁。33-.49.聚合物按來源有天然和合成;按聚合方式有加聚物和縮聚物。50聚合反應(yīng)可以在單體中進行,稱為本體聚合

16、;可以在溶液中進行,稱為溶液聚合;也可以在懸浮液或乳液中進行,稱為懸浮聚合或乳液聚合。51.分子構(gòu)造指聚合物分子鏈的形狀及組合方式。聚合物不能以氣態(tài)存在。52.熱塑性塑料在熱或溶液的作用下會成為粘稠的液體,降低溫度或脫去溶劑后就會變成固體。而熱固性塑料會在熱的作用下固化,固化后不能再變成液體。53.熱塑性塑料的分子是線性鏈或支化鏈;熱固性塑料固化后網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造54.聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚氯乙烯(PVC)、聚酰胺(PA)55.苯乙烯工業(yè)上通過乙苯脫氫制成,是最活躍的一種單體。苯乙烯幾乎可以與任何其他單體共聚。56.比較5種塑料力學(xué)性質(zhì)和結(jié)構(gòu)特性總結(jié)出:1支化降低鏈的密度,降低結(jié)晶度,從而

17、降低力學(xué)性能;2.引入側(cè)鏈原子或基團提高強度與模量,影響程度依次是甲基、苯基、氯原基。57.氟塑料:聚烯烴上的氫原子部分地或全部為氟原子所取代。聚四氟乙烯是化學(xué)穩(wěn)定性最高的塑料,有塑料王之稱。但流動性極差,不能進行熔體加工只能燒結(jié)成型,這是主要缺點。58.橡膠和硫磺作用的過程叫硫化。59.44.復(fù)合材料以基體分類:金屬基復(fù)合材料(MMC)、陶瓷基復(fù)合材料(CMC)和聚合物基復(fù)合材料(PMC).60.基體的作用:傳遞應(yīng)力;保護纖維不受損傷;鈍化因纖維斷裂引起的裂縫。61.混合物必須滿足的條件:1.纖維與基體必須緊密結(jié)合;2.纖維必須是連續(xù)的或在長度方向上搭接的;3.存在一個臨界纖維體積分數(shù),高于

18、此值方能發(fā)生纖維增強;4.存在一個臨界纖維長度,高于此值方能發(fā)生增強。62.有兩類主要的聚合物基體:熱塑性的和熱固性的。硼纖維是用化學(xué)沉積法制造的。63. 高性能熱固性樹脂基分為三類:中溫型、高溫型、中溫高強型。中溫型的代表酚醛。環(huán)氧樹脂是中溫高強度型的代表。64.磨損的定義是表面物質(zhì)的減少。溶膠失去流動性即稱為凝膠。溶液-凝膠轉(zhuǎn)變是不可逆的,溶膠-凝膠轉(zhuǎn)變是可逆的。65.氮化物家族中最主要的成員是氮化硅,主要優(yōu)勢是耐高溫性能或抗熱沖擊性能。主要取決于燒結(jié)助劑。66.氮化硼電子結(jié)構(gòu)和碳似,兩種變體,一種似石墨(六方),一種似金剛石(立方)。六方氮化硼較軟,具有片成結(jié)構(gòu)??梢詿釅撼尚?7.基體是

19、一種金屬或幾種金屬的混合物。纖維增強對提高應(yīng)力-應(yīng)變性能效果最好,但加工工藝最復(fù)雜,成本最高。延展性金屬可以大幅度提高陶瓷的韌性。68.玻璃陶瓷:玻璃熔體如果緩慢冷卻,可以得到結(jié)晶產(chǎn)物。69.66.相是指物質(zhì)中物理性質(zhì)與化學(xué)性質(zhì)都相同的區(qū)域。70.Frenkel缺陷是空穴與間隙缺陷的組合。Schttky缺陷是丟失了一對正、負粒子后留下的雙空穴。71.位錯可以分為邊緣位錯與螺旋位錯兩種。原子的擴散有兩種重要的機理:空穴擴散和間隙擴散。72.擴散活化能:一個擴散原子必須從鄰近原子中擠過,才能到達新的位置,這一過程是需要能量的,即擴散活化能。73.固溶體可以分為取代固溶體和間隙固溶體。74.Hume

20、-Rothery溶解度規(guī)則提供了生成取代固溶體的條件:1.溶劑和溶質(zhì)半徑相差不超過15%2.處于周期表的相近位置,不易生成化合物。3.如果半徑相差不超過8%,再具有相同晶格,則可以以任何比例互溶。75.銅-鎳體系是完全互溶體系的經(jīng)典示例。76.冷加工:是指在較低溫度下通過拉伸、擠壓等方式使金屬材料減少截面積并形成所需形狀的加工過程。77-88.體:鐵素體、奧氏體、滲碳體、馬氏體、珠光體、貝氏體、球狀體。78.含碳量低于0.8%的碳鋼稱為亞共析鋼、含碳量高于0.8%,低于2.1%的碳鋼稱為過共析鋼79.不銹鋼是鐵、鉻和其它元素的合金。鐵鉻合金必須具備兩個條件才能叫不銹鋼:鉻含量必須超過10.5%

21、(質(zhì)量分數(shù)),合金必須具有鈍性。80.鈦在地殼中的含量只有1%81.超導(dǎo)性:一些晶體冷卻到絕對零度就變成超導(dǎo)體,電阻為零82. ABS:丙烯晴具有較高的韌性和良好的加工流動性83.擠出成型:凡是有固定截面積的產(chǎn)品 注射成型:熱塑性塑料 壓制成型:熱固性塑料 真空成型: 只適用于熱塑性塑料 壓延:效率最高84增強纖維:硼纖維與碳化硅纖維(用化學(xué)沉積法制造)85. 熱沖擊指材料經(jīng)歷溫度突變86.陶瓷的增韌的途徑:復(fù)合、預(yù)應(yīng)力法、相轉(zhuǎn)變法。87. 脆性固體中影響裂痕增長的主要因素是微觀結(jié)構(gòu)與增韌體的幾何形狀。增韌體的形狀偏離球形越遠,增韌效果越好。盤狀粒子的效果優(yōu)于球形,而棒狀又優(yōu)于盤狀粒子。最高的

22、增韌效果來自連續(xù)纖維。連續(xù)纖維的增韌主要源于裂縫尾部纖維的拔出,而纖維的拔出又強烈依賴于界面的滑動阻力與纖維的性質(zhì),纖維與陶瓷基體的結(jié)合不宜過強,當然也不宜過弱,纖維增強對提高應(yīng)力應(yīng)變性能效果最好,但加工工藝最復(fù)雜,成本最高。而最大的問題還是纖維本身的熱穩(wěn)定性。纖維還必須避免受到化學(xué)侵蝕或機械損傷,必須有一定的表面處理以有利于與基體的脫粘和拔出,為了滿足上述要求,就必須避免使用高溫。88. 晶體的缺陷:點缺陷、線缺陷、面缺陷89. 冷加工是指在較低溫度下通過拉伸、擠壓等方式使金屬材料減少截面積并形成所需形狀的加工過程90.預(yù)制件:先將原材料制成一定規(guī)格,一定尺寸的預(yù)制件或零件,以供進一步加工使

23、用。零件可直接用于裝配,預(yù)制件可按需要進行切割后進一步加工。91.熱塑性塑料:由線形長鏈分子組成,加熱到某一溫度(或為玻璃化溫度或為熔點)時就發(fā)生流動,可以反復(fù)加工成型。熱塑性塑料可以是結(jié)晶性的也可以是非結(jié)晶性的。92.熱固性塑料:加熱后即發(fā)生固化的材料(有些熱固性塑料在室溫就能與固化劑發(fā)生作用而固化)固化后分子形成三維的交聯(lián)網(wǎng)絡(luò),不能再次成型加工,無法回收利用。熱固性塑料是非結(jié)晶的。93.疲勞極限與疲勞強度的區(qū)別:疲勞極限:從某一應(yīng)力開始,出現(xiàn)水平線,在該水平的應(yīng)力以下,無論應(yīng)力變化多少周,材料也不會破壞。疲勞強度:是維持某一周數(shù)而材料不破壞的應(yīng)力。比較:疲勞強度大于等于疲勞極限。94.蠕變

24、分為三個階段:減速段、勻速段和加速段。較高溫度下,粗晶粒材料的抗蠕變性優(yōu)于細晶粒。低溫下,細的叫佳。95.聚合反應(yīng)分兩大類:連鎖聚合、逐步聚合。96.玻璃鋼:與玻璃纖維混合制成的復(fù)合材料。97.玻璃纖維:1.最普通的增強材料。2.短纖維用于增強熱塑性塑料與整體模塑制品。3.纖維束用于纏繞加工或用于編制二維的玻璃布。4.無紡布氏中等長度纖維無規(guī)疊合而成的5.玻璃纖維與基體樹脂的親和性常用偶聯(lián)劑處理增強。98.酚醛樹脂的功能:耐溫性強;具有良好的炭化強度;燃燒時很少發(fā)煙,很少釋放有害氣體;與玻璃、尼龍、石墨、硅和石英都有很好的相容性。99.樹脂基復(fù)合材料的加工:模面成型;模壓成型;真空成型;擠壓成型;纏繞成型;纖維編制。100.反應(yīng)燒結(jié)法-碳化硅的制?。悍椒?.通過粒子間的化學(xué)反應(yīng),即化學(xué)融合。過程:將碳化硅與碳的粉末混合物制成所需形狀,然后在高溫下與硅的蒸汽或硅的熔體作用。碳和硅反應(yīng)生成碳化硅,將原有的碳化硅顆粒融合起來。過剩的硅滲透到顆粒的

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