材料科學(xué)與工程導(dǎo)論試題

1、第二章 材料科學(xué)與工程的四個(gè)基本要素作業(yè)一第一部分 填空題（10個(gè)空共10分，每空一分）1 材料科學(xué)與工程有四個(gè)基本要素，它們分別是：使用性能、材料的性質(zhì)、結(jié)構(gòu)與成份和合成與加工。2 材料性質(zhì)的表述包括力學(xué)性質(zhì)、物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)。3 強(qiáng)度可以用彈性極限、屈服強(qiáng)度和比例界限等來表征。4 三類主要的材料力學(xué)失效形式分別是：斷裂、磨損和腐蝕。5 材料的結(jié)構(gòu)包括鍵合結(jié)構(gòu)、晶體結(jié)構(gòu)和組織結(jié)構(gòu)。6 晶體結(jié)構(gòu)有三種形式，它們分別是：晶體、非晶體和準(zhǔn)晶體。7 化學(xué)分析、物理分析和譜學(xué)分析是材料成分分析的三種基本方法。8 材料的強(qiáng)韌化手段主要有固溶強(qiáng)化、加工強(qiáng)化、彌散強(qiáng)化、第二相強(qiáng)化和相變?cè)鲰g。第二部分 判斷

2、題（10題共20分，每題2分）1 材料性質(zhì)是功能特性和效用的描述符，是材料對(duì)電.磁.光.熱.機(jī)械載荷的反應(yīng)。（ ）2 疲勞強(qiáng)度材料抵抗交變應(yīng)力作用下斷裂破壞的能力。（ ） 3 硬度是指材料在表面上的大體積內(nèi)抵抗變形或破裂的能力。（錯(cuò)）4 性能是包括材料在內(nèi)的整個(gè)系統(tǒng)特征的體現(xiàn)；性質(zhì)則是材料本身特征的體現(xiàn)。（）5 晶體是指原子排列短程有序，有周期。（錯(cuò)）6 材料的熱處理是指通過一定的加熱、保溫、冷卻工藝過程，來改變材料的相組成情況，達(dá)到改變材料性能的方法。（）7 材料表面工程包括表面改性和表面保護(hù)兩個(gè)方面。（錯(cuò)）8 材料復(fù)合的過程就是材料制備、改性、加工的統(tǒng)一過程。（）9 材料合成與加工過程是在

3、一個(gè)不限定的空間，在給定的條件下進(jìn)行的。（錯(cuò)）10 材料中裂紋的形成和擴(kuò)展的研究是微觀斷裂力學(xué)的核心問題。（）第三部分 簡(jiǎn)答題（4題共40分，每題10分）1 材料性能的定義是什么？答：在某種環(huán)境或條件作用下，為描述材料的行為或結(jié)果，按照特定的規(guī)范所獲得的表征參量。2 金屬材料的尺寸減小到一定值時(shí)，材料的工程強(qiáng)度值不再恒定，而是迅速增大，原因有哪兩點(diǎn)？答：1）按統(tǒng)計(jì)學(xué)原理計(jì)算單位面積上的位錯(cuò)缺陷數(shù)目，由于截面減小而不能滿足大樣本空間時(shí)，這個(gè)數(shù)值不再恒定；2）晶體結(jié)構(gòu)越來越接近無缺陷理想晶體，強(qiáng)度值也就越接近于理論強(qiáng)度值。3 流變成型包括哪幾個(gè)方面？答：金屬的半固態(tài)成型、高分子材料的熔融成型、陶瓷

4、泥料、漿料成型和玻璃的熔融澆注。4 材料改性的目的和內(nèi)容是什么？答：目的：通過改變材料的成分、組織與結(jié)構(gòu)來改變材料的性能。內(nèi)容: . 材料的“合金化”2 .材料的熱處理第四部分 論述題（2題共30分，每題15分）1 材料的成分和結(jié)構(gòu)主要的測(cè)試手段有哪些？它們使用于哪些范圍？答：2 加工與合成的定義和主要內(nèi)容是什么？以及它們的關(guān)系是什么？發(fā)展方向是什么？答：“合成”與“加工”是指建立原子、分子和分子團(tuán)的新排列，在所有尺度上（從原子尺寸到宏觀尺度）對(duì)結(jié)構(gòu)的控制，以及高效而有競(jìng)爭(zhēng)力地制造材料與元件的演化過程。合成是指把各種原子或分子結(jié)合起來制成材料所采用的各種化學(xué)方法和物理方向。加工可以同樣的方式使

5、用，還可以指較大尺度上的改變，包括材料制造。提高材料合成與加工的技術(shù)水平是我們的最重要的課題。作業(yè)二第一部分 填空題（10題共10分，每題1分）1 材料的物理性質(zhì)表述為電學(xué)性質(zhì)、磁學(xué)性質(zhì)、光學(xué)性質(zhì)和熱學(xué)性質(zhì)。2 材料的硬度表征為布氏硬度、洛氏硬度和維氏硬度等。3 材料的化學(xué)性質(zhì)主要表現(xiàn)為催化性質(zhì)和防化性質(zhì)。4 冶金過程、熔煉與凝固、粉末燒結(jié)和高分子聚合是四種主要的材料制備方法。5 如果按材料的流變特性來分析，則材料的成型方法可分為三種：液態(tài)成型、塑變成型和流變成型。6 金屬材料的改性包括材料的合金化以及材料的熱處理7 典型熱處理工藝有淬火、退火、回火和正火。第二部分 選擇題（5題共10分，每題

6、2分）1 分析材料的相組成你會(huì)選取何種測(cè)試手段（B）A 掃描電鏡 B透射電鏡 C 紅外吸收光譜2 分析各相之間的位相關(guān)系選取何種測(cè)試手段（B）A紅外吸收光譜 B X射線衍射 C 掃描電鏡3 進(jìn)行斷口形貌觀察最好用何種儀器（A）A 掃描電鏡 B透射電鏡 C X射線衍射 D 紅外吸收光譜4 觀察原子結(jié)構(gòu)采用何種儀器（）A光學(xué)顯微鏡 B隧道掃描線微鏡 C 掃描電鏡 D 紅外吸收光譜下列儀器中分辨率最高的是（）A 體式顯微鏡 B光學(xué)顯微鏡 C 隧道掃描線微鏡 D 電子掃描顯微鏡第三部分 判斷題（10題共10分，每題1分）1 材料性能是隨著外因的變化而不斷變化，是個(gè)漸變過程，在這個(gè)過程中發(fā)生量變的積累，

7、而性質(zhì)保持質(zhì)的相對(duì)穩(wěn)定性；當(dāng)量變達(dá)到一個(gè)“度”時(shí)，將發(fā)生質(zhì)變，材料的性質(zhì)發(fā)生根本的變化。（）2 疲勞強(qiáng)度是材料抵抗交變應(yīng)力作用下斷裂破壞的能力。（）3 韌性指材料從塑性變形到斷裂全過程中吸收的能量。（錯(cuò)）4 在材料使用性能（產(chǎn)品）設(shè)計(jì)的同時(shí)，力求改變傳統(tǒng)的研究及設(shè)計(jì)路線，將材料性質(zhì)同時(shí)考慮進(jìn)去，采取并行設(shè)計(jì)的方法。（）5 準(zhǔn)晶體的特點(diǎn)是原子排列長(zhǎng)程有序，有周期。（錯(cuò)）6 現(xiàn)代材料科學(xué)家對(duì)材料成分、結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)是由分析、檢測(cè)實(shí)現(xiàn)的。（）7 熱處理是指通過一定的加熱、保溫、冷卻工藝過程，來改變材料的組織組成的情況，達(dá)到改變材料性能的方法。（錯(cuò)）8 淬火通過快速冷卻，獲得遠(yuǎn)離平衡態(tài)的不穩(wěn)定組織，達(dá)到強(qiáng)

8、化材料的目的。（）9 正火是在奧氏體狀態(tài)下，空氣或保護(hù)氣體冷卻獲得珠光體均勻組織，提高強(qiáng)度，降低韌性。（錯(cuò)）10.材料表面工程有：表面改性、表面防護(hù)和薄膜技術(shù)。（）第四部分 簡(jiǎn)答題（4題共40分，每題10分）1從事材料工程的人們?yōu)槭裁幢仨氉⒅夭牧闲阅軘?shù)據(jù)庫(kù)。答：材料性能數(shù)據(jù)庫(kù)是材料選擇的先決條件；材料性能數(shù)據(jù)庫(kù)是實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)輔助選材（CAMS）、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）、計(jì)算機(jī)輔助制造（CAM）的基礎(chǔ)2什么是材料的組織組成。答：組成材料的不同物質(zhì)表示出的某種形態(tài)特征3“材料設(shè)計(jì)”構(gòu)想始于50年代，80年代后實(shí)現(xiàn)“材料設(shè)計(jì)”的條件漸趨成熟。表現(xiàn)在哪三個(gè)方面。答：1）基礎(chǔ)理論的形成和發(fā)展2）計(jì)算機(jī)科

9、學(xué)技術(shù)的發(fā)展3）合成與加工新技術(shù)的涌現(xiàn)4新型材料設(shè)計(jì)的內(nèi)容。u 成分結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)u 性質(zhì)性能預(yù)測(cè)u 合成加工過程的控制與優(yōu)化第五部分 論述題（2題共30分，每題15分）1 材料科學(xué)與工程的四要素是什么，它們之間的關(guān)系如何？a) 使用性能b) 材料的性質(zhì)c) 結(jié)構(gòu)與成分d) 合成與加工提供合成與加工結(jié)構(gòu)與成分材料性質(zhì)使用性能具備產(chǎn)生2 你認(rèn)為材料工作者需要具備什么樣的條件？你認(rèn)為哪些方面是新技術(shù)新材料的代表？答：在材料科學(xué)研究及工程化應(yīng)用中，材料人員應(yīng)具備這樣一種能力：能針對(duì)不同的使用環(huán)境，提取出關(guān)鍵的材料性質(zhì)并選擇優(yōu)良性能的材料。準(zhǔn)晶、納米材料和界面科學(xué)等是新的研究課題，都主要是圍繞成分與結(jié)構(gòu)展開

10、的，向上追溯到材料的合成與加工，向下則牽聯(lián)到材料的特征性質(zhì)?？梢哉f，這些研究是新材料新技術(shù)的代表。作業(yè)三一、 名詞解釋（6題共30分，每題5分）(1). 晶體：原子在空間呈有規(guī)則的周期性的重復(fù)排列。(2). 硬度：材料在表面上的小體積內(nèi)抵抗變形或破裂的能力。(3). 疲勞強(qiáng)度：材料抵抗交變應(yīng)力作用下斷裂破壞的能力。(4). 材料組織： 材料的組織是對(duì)材料的類型、形狀、數(shù)量、大小、分布等特征的描述，特征相同的部分歸為一種組織組成物。(5). 韌性：材料從塑性變形到斷裂全過程中吸收能量的能力。(6). 材料的“合金化”：通過改變材料的成分，達(dá)到改變材料性能的方法。這種方法在金屬材料和現(xiàn)代高分子材料

11、的改性方面有廣泛的應(yīng)用。二、 填空題 （10個(gè)空共10分，每空1分）(1). 固體中的結(jié)合鍵可以分為（4）種，它們是（金屬鍵）、離子鍵、（分子鍵）、共價(jià)鍵。(2). 共晶反應(yīng)式為：( L+)，共晶反應(yīng)的特點(diǎn)為：(一個(gè)液相生成兩個(gè)固相)。(3). 材料力學(xué)性能的硬度表征：布氏硬度、(洛氏硬度)、維氏硬度等。(4). 馬氏體的顯微組織形態(tài)主要有：（板條馬氏體）、（片狀馬氏體）兩種。其中（板條馬氏體）的韌性較好(5). 液態(tài)金屬結(jié)晶時(shí)，結(jié)晶過程的推動(dòng)力是：（液相和固相之間存在過冷度）。三、 是非題 （5題共10分，每題2分）(1). 材料性質(zhì)是功能特性和效用的描述符，是材料對(duì)電、磁、光、熱、機(jī)械載荷

12、的 反應(yīng)。 （ ）(2). 一個(gè)合金的室溫組織為+（+），它由三相組成。（）(3). 三束表面改性是指：激光束、電子束、離子束 （ ）(4). 材料中裂紋的形成和擴(kuò)展的研究是微觀斷裂力學(xué)的核心問題。（ ）(5). 不論含碳量的高低，馬氏體的硬度都很高，脆性都很大。（）四、 選擇題 （5題共10分，每題2分）(1). 決定晶體結(jié)構(gòu)和性能最本質(zhì)的因素是：a. 原子間的結(jié)合能 b.原子間的距離 c.原子的大小。（a）(2). 固溶體的晶體結(jié)構(gòu)：（a）a.與溶劑相同b.與溶質(zhì)相同.c.為其它晶型 (3). 材料的剛度和（a）有關(guān)：a.彈性模量 b屈服強(qiáng)度 c抗拉強(qiáng)度 (4). 間隙相的性能特點(diǎn)是：a.

13、熔點(diǎn)高，硬度低；b 硬度高，熔點(diǎn)低c 硬度高、熔點(diǎn)高 （c）(5). 珠光體是一種：a.單相固溶體 b 兩相混合物 c. Fe和C的化合物 （b）五、 簡(jiǎn)答題（4題共20分，每題5分）(1). 何為粉末燒結(jié)？影響燒結(jié)的因素有哪些？燒結(jié)是陶瓷何粉末冶金工藝中最重要的工序。所謂燒結(jié)就是指在高溫作用下，坯體發(fā)生一系列物理化學(xué)變化，由松散狀態(tài)逐漸密化，且機(jī)械強(qiáng)度大大提高的過程。影響燒結(jié)的因素有很多，如坯體的初始密度、物相組成、燒結(jié)氣氛、壓力以及添加劑等。(2). 簡(jiǎn)述纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的機(jī)理。纖維復(fù)合材料強(qiáng)度高的原因是：纖維尺寸小強(qiáng)度高韌性改善，纖維表面受基體保護(hù)，基體有止裂作用，斷裂時(shí)纖維拔出要克服粘

14、結(jié)力，以及纖維處于三向受力狀態(tài)等。(3). 簡(jiǎn)述從事材料工程的人們必須注重材料性能數(shù)據(jù)庫(kù)。材料性能數(shù)據(jù)庫(kù)是材料選擇的先決條件；材料性能數(shù)據(jù)庫(kù)是實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)輔助選材（CAMS）、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）、計(jì)算機(jī)輔助制造（CAM）的基礎(chǔ)。(4). 簡(jiǎn)述材料設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容 材料設(shè)計(jì)貫穿于材料“四要素”的各個(gè)方面，即：成分結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)性質(zhì)性能預(yù)測(cè)合成加工過程的控制與優(yōu)化六、 綜合分析題（2題共20分，每題10分）(1). 材料的四大要素是什么？敘述材料四大要素之間的關(guān)系。提示： 材料四要素：使用性能、材料的性質(zhì)、結(jié)構(gòu)與成分、合成與加工 關(guān)系：略(2). 試述材料的強(qiáng)韌化的主要方法及其各自原理。提示：固溶強(qiáng)化

15、、加工硬化、彌散強(qiáng)化、第二相強(qiáng)化、相變?cè)鲰g原理：略作業(yè)四一、 名詞解釋（6題共30分，每題5分）(1). 塑性：外力作用下，材料發(fā)生不可逆的永久性變形而不破壞的能力。(2). 剛度：外應(yīng)力作用下材料抵抗彈性變形能力。(3). 抗蠕變性：材料在恒定應(yīng)力（或恒定載荷）作用下抵抗變形的能力。(4). 馬氏體：碳在-Fe的過飽和固溶體。(5). 斷裂韌性：工程上使用的各種材料，本身不可避免地存在著微裂紋，在應(yīng)力的作用下，這些裂紋進(jìn)行擴(kuò)展，一旦達(dá)到失穩(wěn)擴(kuò)展?fàn)顟B(tài)，便會(huì)發(fā)生低應(yīng)力脆斷。(6). 材料的熱處理：通過一定的加熱、保溫、冷卻工藝過程，來改變材料的相組成情況，達(dá)到改變材料性能的方法。二、 填空題 （

16、10個(gè)空共10分，每空1分）(1). 材料的物理性質(zhì)主要包括：(電學(xué)性質(zhì))、磁學(xué)性質(zhì)、(光學(xué)性質(zhì))、熱學(xué)性質(zhì)等(2). 三類主要的材料力學(xué)失效形式：(斷裂)、(磨損)、腐蝕。(3). 材料物理性能的電學(xué)性能表征有：（導(dǎo)電率）、（電阻率）、介電常數(shù)等。(4). 三大類材料的成型技術(shù)在材料工程中是內(nèi)容最為豐富的一部分。如果按材料的流變特性來分析，則材料的成型方法可分為三種：（液態(tài)成型）、（塑變成型）、流變成型。(5). 三束表面改性是指：（激光束）、（電子束）、離子束等。三、 是非題 （5題共10分，每題2分）(1). 結(jié)構(gòu)材料是指工程上要求機(jī)械性能的材料。（）(2). 表面淬火既能改變鋼的表面化

17、學(xué)成分，也能改善心部的組織和性能。（）(3). 材料的加工與合成主要內(nèi)容包括材料制備、材料加工、表面工程、材料復(fù)合。（）(4). 有許多種薄膜技術(shù)能夠在基材表面覆蓋薄膜材料層，其中最重要的兩種方法是：物理氣相沉積PVD和化學(xué)氣相沉積CVD。（）(5). 合金元素對(duì)鋼的強(qiáng)化效果主要是固溶強(qiáng)化。（）四、 選擇題 （5題共10分，每題2分）(1). 晶體中的位錯(cuò)屬于：a.體缺陷.b面缺陷.c.線缺陷 （c）(2). 奧氏體是：a.碳在-Fe中的間隙固溶體；b. 碳在-Fe中的間隙固溶體c. 碳在-Fe中的間隙固溶體 （a）(3). 在發(fā)生L+ 共晶反應(yīng)時(shí)，三相的成分：a. 確定b.相同c.不定 （

18、b）(4). 設(shè)計(jì)纖維復(fù)合材料時(shí)，對(duì)于韌性較低的基體，纖維的膨脹系數(shù)可（a ）；對(duì)于塑性較好的基體，纖維的膨脹系數(shù)可（ c ）a. 略低 b相差很大 c略高 d相同五、 簡(jiǎn)答題（4題共20分，每題5分）(1). 何為復(fù)合材料？簡(jiǎn)述材料復(fù)合的目的。復(fù)合材料為由兩種以上不同性質(zhì)的材料組成的多相固體材料，具有其組成材料所，沒有的優(yōu)越性能，材料復(fù)合的主要目的就是依據(jù)不同材料性能的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)、協(xié)調(diào)作用的原則，進(jìn)行材料的設(shè)計(jì)與制備。因此材料復(fù)合的過程就是材料制備、改性、加工的統(tǒng)一過程。(2). 簡(jiǎn)述性質(zhì)與性能的關(guān)系和區(qū)別。 材料性質(zhì)：是功能特性和效用的描述符，是材料對(duì)電.磁.光.熱.機(jī)械載荷的反應(yīng)。使用性能

19、：是指材料在最終使用狀態(tài)（產(chǎn)品、元件）下表現(xiàn)出的行為。性能是包括材料在內(nèi)的整個(gè)系統(tǒng)特征的體現(xiàn)；性質(zhì)則是材料本身特征的體現(xiàn)(3). 簡(jiǎn)述材料的加工的主要范疇傳統(tǒng)意義上，材料的加工范疇包括四個(gè)方面：材料的切削：車、銑、刨、磨、切、鉆材料的成型：鑄造、拉、拔、擠、壓、鍛材料的改性：合金化、熱處理材料的聯(lián)接：焊接、粘接(4). 簡(jiǎn)述材料改性的目的以及其主要內(nèi)容目的：通過改變材料的成分、組織與結(jié)構(gòu)來改變材料的性能。內(nèi)容: . 材料的“合金化” 2 . 材料的熱處理六、 綜合分析題（2題共20分，每題10分）(1). 材料的成分和結(jié)構(gòu)主要的測(cè)試手段有哪些？提示：成 分 分 析化學(xué)分析：化驗(yàn)物理分析：物理量

20、間接測(cè)定譜學(xué)分析：紅外光譜、光電子能譜，等結(jié)構(gòu)分析光學(xué)顯微鏡、SEM、TEM、場(chǎng)離子顯微鏡、隧道掃描顯微鏡等(2). 試述材料熱處理的常見工藝及其目的。提示：典型熱處理工藝淬火、退火、回火、正火目的：略第三章 結(jié)構(gòu)材料一、填空題：1、 碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù) 大于2.11% 的鐵碳合金稱之為鑄鐵，通常還含有較多的 Si 、Mn、 S 、 P等元素。2、 優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼的鋼號(hào)是以 碳的平均萬分?jǐn)?shù) 來表示的。3、 碳鋼常規(guī)熱處理有 退火 、 正火 、 淬火 、 回火 四種4、 碳在鐵碳合金中的存在形式有 與鐵間隙固溶 、 化合態(tài)的滲碳體 、 游離態(tài)的石墨 5、 高分子材料分子量很大，是由 許多相同的結(jié)構(gòu)單元

21、 組成，并以 共價(jià)鍵 的形式重復(fù)連接而成。6、 塑料 、 橡膠 、 纖維 被稱為三大合成高分子材料。7、 高分子按結(jié)構(gòu)單元的化學(xué)組成可分為 碳鏈高分子 、 雜鏈高分子 、 元素有機(jī)高分子 、 無機(jī)高分子 。 8、 聚合物分子運(yùn)動(dòng)具有 多重性 和 明顯的松弛特性 。9、 聚乙烯可分為 低密度聚乙烯 、 高密度聚乙烯 、 線性低密度聚乙烯 、 超高分子質(zhì)量聚乙烯 、 改性聚乙烯 。10、 陶瓷材料的晶體缺陷有 點(diǎn)缺陷 、 線缺陷 、 面缺陷 ，其中導(dǎo)電性與 點(diǎn)缺陷 有直接關(guān)系。11、 陶瓷材料的 塑性 和 韌性 較低，這是陶瓷材料的最大弱點(diǎn)。12、 陶瓷材料熱膨脹系數(shù)小，這是由 晶體結(jié)構(gòu) 和 化學(xué)

22、鍵 決定的。13、 由兩種或兩種以上 物理 、 化學(xué) 、 力學(xué)性能 不同的物質(zhì)，經(jīng)人工組合而成的 多相固體材料 叫做復(fù)合材料。14、 復(fù)合材料可分為 結(jié)構(gòu)復(fù)合材料 和 功能復(fù)合材料 兩大類。15、 顆粒增韌的增韌機(jī)理主要包括 相變?cè)鲰g 、 裂紋轉(zhuǎn)向增韌 、和 分叉增韌 。16、 界面是復(fù)合材料中 基體與 增強(qiáng)材料 之間發(fā)生 相互作用 和 相互擴(kuò)散 而形成的結(jié)合面。17、 復(fù)合材料界面結(jié)合的類型有 機(jī)械結(jié)合 、 溶解與侵潤(rùn)結(jié)合 、 反應(yīng)結(jié)合 、 混合結(jié)合 。二、判斷題：1、不銹鋼中含碳量越低，則耐腐蝕性就越好。 （ ）2、純鋁中含有Fe、Si等元素時(shí)會(huì)使其性能下降。 （ ）3、正火是在保溫一段時(shí)

23、間后隨爐冷卻至室溫。 （ ）4、受熱后軟化，冷卻后又變硬，可重復(fù)循環(huán)的塑料稱為熱塑性塑料。 （ ）5、聚乙烯從是目前產(chǎn)量最大，應(yīng)用最廣泛的品種。 （ ）6、陶瓷材料在低溫下熱容小，在高溫下熱容大。 （ ）7、陶瓷材料中位錯(cuò)密度很高。 （ ）8、陶瓷材料一般具有優(yōu)于金屬材料的高溫強(qiáng)度，高溫抗蠕變能力強(qiáng)。 （ ）9、纖維增強(qiáng)金屬基復(fù)合材料的目標(biāo)是，提高基體在室溫和高溫下的強(qiáng)度和彈性模量。（ ）10、復(fù)合材料有高的強(qiáng)度和彈性模量、良好的減震性。 （ ）11、界面的特性對(duì)復(fù)合材料起著舉足輕重的作用。 （ ）三、簡(jiǎn)答題：1、碳鋼按照不同的分發(fā)可以分為哪幾類？答：1、按碳的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)分：低碳鋼（C：0.2

24、5） 中碳鋼（C：0.25 C 0.6） 高碳鋼（C：0.6）2、按鋼的質(zhì)量分（主要是雜質(zhì)硫、磷的含量）： 普通碳素鋼（S 0.055，P 0.045) 優(yōu)質(zhì)碳素鋼（S 0.040，P 0.040) 高級(jí)優(yōu)質(zhì)碳素鋼（S 0.030，P 0.035)3、按用途分：碳素結(jié)構(gòu)鋼 碳素工具鋼 2、什么叫做退火，退火的作用是什么？答：退火：將鋼加熱到適當(dāng)溫度，保溫一定時(shí)間，然后緩慢冷卻（隨爐冷卻），以獲得接近于平衡狀態(tài)組織的熱處理工藝。 退火的目的主要是為了消除內(nèi)應(yīng)力。3、石墨的存在對(duì)鑄鐵有著什么樣的作用？簡(jiǎn)述其原因。答：1、鑄鐵的切削加工性能優(yōu)異；2、鑄鐵的鑄造性能良好；3、鑄鐵具有耐磨性；4、鑄鐵具

25、有良好的減振性；5、鑄鐵對(duì)缺口不敏感；對(duì)鑄鐵的作用原因：主要是石墨的存在具有潤(rùn)滑作用。4、簡(jiǎn)述鎂合金的主要優(yōu)缺點(diǎn)。答：優(yōu)點(diǎn)：低比重：工業(yè)用材料中最輕量材料（鋁的2/3重） 高比強(qiáng)度：優(yōu)于鋼和鋁 震動(dòng)吸收性好：可將震動(dòng)能吸收并轉(zhuǎn)化成熱放出 易機(jī)械加工、耐沖擊性好、電磁屏蔽性好 可再生利用：有利于環(huán)境優(yōu)化缺點(diǎn)：抗腐蝕性能差、塑性變形能力差。5、與小分子相比高分子有什么特點(diǎn)？答：與小分子相比，高分子：分子量不確定，只有一定的范圍，是分子量不等的同系物的混合物；沒有固定熔點(diǎn)，只有一段寬的溫度范圍；分子間力很大，沒有沸點(diǎn)，加熱到2000C3000C以上，材料破壞（降解或交聯(lián)）。6、高分子有哪三種力學(xué)狀態(tài)

26、？各有什么特點(diǎn)？答：高分子有玻璃態(tài)、高彈態(tài)、粘流態(tài)三種力學(xué)狀態(tài)。玻璃態(tài) 鏈段運(yùn)動(dòng)處于“凍結(jié)”狀態(tài)，模量高形變小。具有虎克彈性行為，質(zhì)硬而脆。高彈態(tài) 鏈段運(yùn)動(dòng)已充分發(fā)展。在較小應(yīng)力下，即可迅速發(fā)生很大的形變，除去外力后，形變可迅速恢復(fù)。粘流態(tài) 由于鏈段的劇烈運(yùn)動(dòng)，整個(gè)大分子鏈重心發(fā)生相對(duì)位移，產(chǎn)生不可逆位移即粘性流動(dòng)；交聯(lián)聚合物無粘流態(tài)存在7、什么是玻璃化轉(zhuǎn)變溫度，有何特點(diǎn)？答：聚合物的玻璃化轉(zhuǎn)變是指從玻璃態(tài)到高彈態(tài)之間的轉(zhuǎn)變。從分子運(yùn)動(dòng)的角度看，玻璃化溫度Tg是大分子鏈段開始運(yùn)動(dòng)的溫度。特點(diǎn)：玻璃化轉(zhuǎn)變是一個(gè)松弛過程。在時(shí)間尺度不變時(shí)，凡是加速鏈段運(yùn)動(dòng)速度的因素，如大分子鏈柔性的增大、分子間作

27、用力減小等結(jié)構(gòu)因素，都使Tg下降。8、高分子的廢棄物造成了環(huán)境問題，可采取什么措施？答：1開發(fā)可降解的高分子材料 2回收利用9、舉例說明陶瓷材料的結(jié)合鍵主要有哪兩種，各有什么特點(diǎn)？答：陶瓷材料的組成相的結(jié)合鍵為離子鍵（MgO、Al2O3）、共價(jià)鍵（金剛石、Si3N4）。特點(diǎn)：以離子鍵結(jié)合的晶體稱為離子晶體。離子晶體在陶瓷材料中占有很重要的地位。它具有強(qiáng)度高、硬度高、熔點(diǎn)高、等特點(diǎn)。但這樣的晶體脆性大，無延展性，熱膨脹系數(shù)小，固態(tài)時(shí)絕緣，但熔融態(tài)可導(dǎo)電等特點(diǎn)。金屬氧化物晶體主要以離子鍵結(jié)合，一般為透明體。以共價(jià)鍵結(jié)合的晶體稱為共價(jià)晶體。共價(jià)晶體具有方向性和飽和性，因而共價(jià)鍵晶體的原子堆積密度較低

28、。共價(jià)鍵晶體具有強(qiáng)度高、硬度高、熔點(diǎn)高、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定等特點(diǎn)。但它脆性大，無延展性，熱膨脹系數(shù)小，固態(tài)、熔融態(tài)時(shí)都絕緣。最硬的金剛石、SiC、Si3N4、BN等材料都屬于共價(jià)晶體。10、陶瓷材料主要有哪些相組成，各有什么作用？答：有晶體相、玻璃相和氣孔組成。晶體相是陶瓷材料最主要的組成相，主要是某些固溶體或化合物，其結(jié)構(gòu)、形態(tài)、數(shù)量及分布決定了陶瓷材料的特性和應(yīng)用。玻璃相是陶瓷材料中原子不規(guī)則排列的組成部分，其結(jié)構(gòu)類似于玻璃。其作用是：將分散的晶體相粘結(jié)起來，填充晶體之間的空隙，提高材料的致密度；降低燒成溫度，加快燒結(jié)過程；阻止晶體轉(zhuǎn)變、抑止晶粒長(zhǎng)大。陶瓷中氣孔主要是坯體各成分在加熱過程中單獨(dú)或互相

29、發(fā)生物理、化學(xué)作用所生成的空隙。這些空隙可由玻璃相來填充，還有少部分殘留下來形成氣孔。氣孔對(duì)陶瓷的性能是不利的。它降低材料的強(qiáng)度，是造成裂紋的根源。11、簡(jiǎn)述陶瓷材料的力學(xué)性能特點(diǎn)。答：硬度 陶瓷的硬度很高，多為1000Hv1500Hv陶瓷硬度高的原因是離子晶體中離子堆積密度大、以及共價(jià)晶體中電子云的重疊程度高引起的。剛度 陶瓷的剛度很高。剛度是由彈性模量衡量的，而彈性模量又反映其化學(xué)鍵的鍵能。離子鍵和共價(jià)鍵的鍵能都要高于金屬鍵，因此陶瓷材料的彈性模量要高于金屬材料。強(qiáng)度 陶瓷材料的強(qiáng)度取決于鍵的結(jié)合力，理論強(qiáng)度很高。但陶瓷中由于組織的不均勻性，內(nèi)部雜質(zhì)和各種缺陷的存在，使得陶瓷材料的實(shí)際強(qiáng)度

30、要比理論強(qiáng)度低100多倍。陶瓷材料的強(qiáng)度也受晶粒大小的影響。晶粒越細(xì)，強(qiáng)度越高。塑性、韌性 陶瓷材料的塑性和韌性較低，這是陶瓷最大的弱點(diǎn)。陶瓷材料受到載荷時(shí)在不發(fā)生塑性變形的情況下，就發(fā)生斷裂。陶瓷內(nèi)部和表面所產(chǎn)生的微裂紋，由于裂紋尖端的應(yīng)力集中，內(nèi)部裂紋在受到外應(yīng)力時(shí)擴(kuò)展很快，這是導(dǎo)致陶瓷材料斷裂的根本原因。12、什么是水泥，水泥的種類主要有哪些？答：水泥是一種加入適量水后，成為塑性漿體的，既能在空氣中硬化，又能在水中硬化的，并能把砂、石等材料牢固地膠結(jié)在一起的水硬性膠凝材料。主要的種類有：硅酸鹽水泥、鋁酸鹽水泥、硫鋁酸鹽水泥、氟鋁酸鹽水泥、火山灰水泥13、衡量耐火材料性能的指標(biāo)主要有哪些？

31、答：耐火度：材料在高溫下不熔化的性質(zhì)。荷重軟化溫度：指耐火材料在溫度和荷重的作用下抵抗變形的能力。高溫體積穩(wěn)定性：在高溫下外形體積及線度保持穩(wěn)定的能力。抗熱震性：在高溫下，溫度急劇變化不破壞的能力?？乖裕旱挚谷墼蛉廴谝呵治g的能力。耐真空性：在真空和高溫下服役的能力。14、簡(jiǎn)述復(fù)合材料的發(fā)展趨勢(shì)， 答：由宏觀復(fù)合向微觀復(fù)合發(fā)展；向多元混雜復(fù)合和超混雜復(fù)合發(fā)展；由結(jié)構(gòu)復(fù)合為主向結(jié)構(gòu)復(fù)合與功能復(fù)合并重的方向發(fā)展；被動(dòng)復(fù)合向主動(dòng)復(fù)合材料發(fā)展；由常規(guī)設(shè)計(jì)向仿生設(shè)計(jì)方向發(fā)展；15、簡(jiǎn)述纖維增強(qiáng)機(jī)理，并說明增強(qiáng)纖維起到強(qiáng)化基體作用需要具備哪些條件。答：機(jī)理：微細(xì)的增強(qiáng)纖維因直徑較小，產(chǎn)生裂紋的幾率降低；

32、纖維在基體中，彼此隔離，纖維表面受到基體的保，護(hù)，不易受到損傷，不易在承載中產(chǎn)生裂紋，增大承載力；纖維在基體中，即使有些裂紋會(huì)斷裂，但基體能阻止裂紋擴(kuò)展；由于基體對(duì)纖維的粘結(jié)作用以及基體與纖維之間的摩擦力，使得材料的強(qiáng)度大大提高。條件：增強(qiáng)纖維的強(qiáng)度和彈性模量應(yīng)比基體材料的高；基體與纖維之間要有一定的粘結(jié)力，并具有一定的強(qiáng)度；纖維應(yīng)有一定的含量、尺寸和分布；纖維與基體之間的線膨脹系數(shù)相匹配；纖維與基體之間有良好的相容性。16、什么是顆粒增強(qiáng)復(fù)合材料？簡(jiǎn)述其增強(qiáng)機(jī)理。答：顆粒增強(qiáng)復(fù)合材料 是指由高強(qiáng)度、高彈性模量的脆性顆粒作增強(qiáng)體與韌性基體或脆性基體經(jīng)一定工藝復(fù)合而成的多相材料。增強(qiáng)機(jī)理 彌散分布在金屬或合金中基體中的硬顆粒可以有效地阻止位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生顯著的強(qiáng)化作用。