材料科學(xué)概論答案(共4頁)

1、1高分子材料的性能特點(diǎn)組成：主要由C、H、O組成(無機(jī)高分子，如玻璃)分子量多分散性，只有一定的范圍，是分子量不等的同系物的混合物；分子量很大（104-107，甚至更大） 沒有固定熔點(diǎn)，只有一段寬的溫度范圍； 沒有沸點(diǎn)和固定的熔點(diǎn)，分子間力很大，加熱到200oC-300oC以上，材料破壞（降解或交聯(lián)）。 鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu), 柔性分子鏈       由于這一突出特點(diǎn)，聚合物顯示出了特有的性能，表現(xiàn)為“三高一低一消失”。既是：n高分子量n高彈性n高黏度、n度低、n無氣態(tài)。   因此這些特點(diǎn)也賦予了高分子材料

2、（如復(fù)合材料、橡膠等）高強(qiáng)度、高韌性、高彈性等特點(diǎn)。大部分高分子的主鏈具有一定的內(nèi)旋轉(zhuǎn)自由度。2彈性模量的定義及意義定義：一般地講，對彈性體施加一個(gè)外界作用，彈性體會(huì)發(fā)生形狀的改變（稱為“”），“彈性模量”的一般定義是：應(yīng)力除以應(yīng)變。意義：彈性模量是工程材料重要的性能參數(shù)，從角度來說，彈性模量是衡量抵抗彈性變形能力大小的尺度，從微觀角度來說，則是原子、離子或分子之間鍵合強(qiáng)度的反映。凡影響鍵合強(qiáng)度的因素均能影響材料的彈性模量，如鍵合方式、化學(xué)成分、微觀組織、溫度等。因成分不同、熱處理不同、冷不同等，金屬材料的楊氏模量值會(huì)有5%或者更大的波動(dòng)。但是總體來說，金屬材料的彈性模量是一個(gè)對組織不敏感的力

3、學(xué)性能指標(biāo)，合金化、熱處理（纖維組織）、冷塑性變形等對彈性模量的影響較小，溫度、加載速率等外在因素對其影響也不大，所以一般工程應(yīng)用中都把彈性模量作為常數(shù)。彈性模量可視為衡量材料產(chǎn)生彈性變形難易程度的指標(biāo)，其值越大，使材料發(fā)生一定彈性變形的應(yīng)力也越大，即越大，亦即在一定應(yīng)力作用下，發(fā)生彈性變形越小。彈性模量E是指材料在外力作用下產(chǎn)生單位彈性變形所需要的應(yīng)力。它是反映材料抵抗彈性變形能力的指標(biāo)，相當(dāng)于普通彈簧中的。3.橡膠的特點(diǎn)1）高彈性 橡膠的彈性模量小，一般在19.8MPa。伸長變形大，伸長率可高達(dá)1000%，仍表現(xiàn)有可恢復(fù)的特性，并能在很寬的溫度（-50150）范圍內(nèi)保持有彈性。 

4、（2）粘彈性 橡膠是粘彈性體。由于大分子間作用力的存在，使橡膠受外力作用。產(chǎn)生形變時(shí)受時(shí)間、溫度等條件的影響，表現(xiàn)有明顯的應(yīng)力松馳和蠕變現(xiàn)象。 （3）緩沖減震作用 橡膠對聲音及振動(dòng)和傳播有緩和作用，可利用這一特點(diǎn)來防除噪音和振動(dòng)。 （4）電絕緣性 橡膠和塑料一樣是電絕緣材料，天然橡膠和丁基橡膠和體積電阻率可達(dá)到1015cm以上。 （5）溫度依賴性 高分子材料一般都受溫度影響。橡膠在低溫時(shí)處于玻璃態(tài)變硬變脆，在高溫時(shí)則發(fā)生軟化、熔融、熱氧化、熱分解以至燃燒。 （6）具有老化現(xiàn)象 如同金屬腐蝕、木材腐朽、巖石風(fēng)化一樣，橡膠也會(huì)因環(huán)境條件的變化而發(fā)生老化，使性

5、能變壞，使壽命縮短。 （7）必須硫化 橡膠必須加入硫黃或其它能使橡膠硫化（或稱交聯(lián)）的物質(zhì)，使橡膠大分子交聯(lián)成空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，才能得到具有使用價(jià)值的橡膠制品，但是，熱塑性橡膠可不必硫化。 除此之外，橡膠密度低，屬于輕質(zhì)材料，硬度低，柔軟性好；透氣性較差，可做氣密性材料；還是較好的防水性材料等等。使得橡膠材料和橡膠制品的應(yīng)用范圍特別廣泛，制品不定多達(dá)數(shù)萬種。4鋼的熱處理工藝有那幾種1)退火2）正火3）淬火4）回火5）調(diào)質(zhì)6）時(shí)效7）冷處理8）火焰加熱表面淬火9）感應(yīng)加熱表面淬火10）滲碳11）氮化12）氮碳共滲。5超導(dǎo)材料的定義超導(dǎo)材料，是指具有在一定的低溫條件下呈現(xiàn)出等于零以及排斥磁力

6、線的性質(zhì)的材料。現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)有28種元素和幾千種合金和化合物可以成為。6金屬材料塑性變形的特點(diǎn) ：是物質(zhì)-包括流體及固體在一定的條件下，在外力的作用下產(chǎn)生形變，當(dāng)施加的外力撤除或消失后該物體不能恢復(fù)原狀的一種。其特點(diǎn)是是永久變形不可恢復(fù)。材料進(jìn)入之前要經(jīng)過的，只是在外力撤銷之后，恢復(fù)，但保留了不可回復(fù)的塑性變形。7什么是鋼的奧氏體組織奧氏體組織就是由奧氏體單晶體結(jié)晶形成的團(tuán)狀組織,鑲嵌在質(zhì)中,改善鋼材性能。在處理中，鐵的晶體結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變其性質(zhì)變化的內(nèi)在因素。，是指在常溫下具有奧氏體組織的不銹鋼。鋼中含Cr約18%、Ni 8%10%、C約0.1%時(shí)，具有穩(wěn)定的奧氏體組織。奧氏體鉻鎳不銹鋼包括著

7、名的18Cr-8Ni鋼和在此基礎(chǔ)上增加Cr、Ni含量并加入Mo、Cu、Si、Nb、Ti等元素發(fā)展起來的高Cr-Ni系列鋼。奧氏體不銹鋼無磁性而且具有高韌性和塑性，但強(qiáng)度較低，不可能通過相變使之強(qiáng)化，僅能通過冷加工進(jìn)行強(qiáng)化，如加入S，Ca，Se，Te等元素，則具有良好的易切削性8納米材料的定義v納米材料又稱為超微顆粒材料，由納米粒子組成。一般是指尺寸在1100nm間的粒子，是處在原子簇和宏觀物體交界的過渡區(qū)域9金屬材料的分類通常分為和兩大類。1以鐵、錳、鉻或以它們?yōu)橹鞫纬傻木哂薪饘偬匦缘奈镔|(zhì)，稱為。如、等。2除黑色金屬以外的其它，稱為，如銅、鋁、鎂以及它們的合金等。10有色金屬的分類1、有色金

8、屬 分為重金屬、輕金屬、貴金屬、半金屬和稀有金屬五類。2、有色合金 按合金系統(tǒng)分：合金、合金、貴金屬合金、稀有金屬合金等；按合金用途則可分：變形（壓力加工用合金）、鑄造合金、軸承合金、印刷合金、硬質(zhì)合金、焊料、中間合金、金屬粉末等。3、有色材 按化學(xué)成份分類：銅和銅合金材、鋁和鋁合金材、鉛和鉛合金材、鎳和鎳合金材、鈦和鈦合金材。按形狀分類時(shí)?？煞譃椋喊濉l、帶、箔、管、棒、線、型等品種。11鐵碳合金的分類按含碳量分類 碳鋼一般按含碳量、用途、質(zhì)量和冶煉方法分類。按含碳量可分為：(C<0.25)，(0.25<C<0.6)，(C>0.6)；按鋼的用途可分為和兩大類；按鋼的質(zhì)

9、量可分為：普通(S0.055，P0.45)，優(yōu)質(zhì)碳素鋼(S、P0.04)和高級(jí)優(yōu)質(zhì)碳素鋼(s0030，P0035)三大類；按冶煉方法可分為和、半鎮(zhèn)靜鋼。 按鑄鐵中存在形式分類 根據(jù)碳在鑄鐵中存在的形式不同鑄鐵可分為：絕大部分碳以形式存在于鑄鐵中；：絕大部分碳以片狀石墨形式存在；：由白口鑄鐵經(jīng)制成，其中碳以團(tuán)絮狀石墨形式存在；：在澆注前經(jīng)球化處理，碳以球狀或團(tuán)狀石墨存在。13常見的高分子材料及其名稱高分子材料塑料、橡膠、纖維，稱為三大合成材料n􀂾塑料主要品種有：聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯(四大通用塑料)等n􀂾 合成橡膠主要用途為制造輪胎，約占

10、60%n􀂾合成纖維主要品種有：滌綸（PET）、尼龍、聚丙烯腈、聚丙烯等;14材料的強(qiáng)化手段有哪些，各有什么特點(diǎn)強(qiáng)化機(jī)理就4種：1.固溶強(qiáng)化2.彌散強(qiáng)化3.細(xì)晶強(qiáng)化4.形變強(qiáng)化根據(jù)這4種原理，強(qiáng)化金屬材料的方法大概有以下幾種：1.調(diào)制處理方法2.正火+回火方法3.滲氮4.滲碳5.固溶處理6.噴丸噴砂7.鍛打15自然界中鋁的儲(chǔ)量及地位鋁是一種輕金屬，其化合物在自然界中分布極廣，地殼中鋁的含量約為8（重量），僅次于氧和硅，居第三位。鋁被世人稱為第二金屬，其產(chǎn)量及消費(fèi)僅次于鋼鐵。Q鋁合金密度小、延性好、耐腐蝕、易加工、價(jià)格便宜。因此，幾乎從三十年代開始，人們就企圖用鋁合金建造飛機(jī)。Q長期以來，鋁合金一直被大量用于制造飛機(jī)機(jī)體和運(yùn)載火箭箭體結(jié)構(gòu)。Q近年來，纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料在飛機(jī)機(jī)體和運(yùn)載火箭箭體結(jié)構(gòu)的應(yīng)用日益增多，但是鋁合金至今仍是飛機(jī)機(jī)體和運(yùn)載火箭箭體結(jié)構(gòu)的主要結(jié)構(gòu)材料。Q鋁合金在目前的民用飛機(jī)結(jié)構(gòu)上的用量約為7080，在軍用飛機(jī)結(jié)構(gòu)上的用量約為4060。在最新型的B777客機(jī)上，鋁合金占機(jī)體結(jié)