材料科學(xué)與項目工程導(dǎo)論試題

1、第二章 材料科學(xué)與工程的四個基本要素作業(yè)一1.第一部分 填空題（10個空共10分，每空一分） 材料科學(xué)與工程有四個基本要素，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.強度可以用彈性極限、屈服強度和比例界限等來表征。4.5.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。材料的強韌化手段主要有固溶強化、加工強化、彌散強化、第二相強化和相變增韌。第二部分 判斷題（10題共20分，每題2分）1.材料性質(zhì)是功能特性和

2、效用的描述符，是材料對電.磁.光.熱機(jī)械載荷的反應(yīng)。（V ）2.疲勞強度材料抵抗交變應(yīng)力作用下斷裂破壞的能力。(V )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)4.性能是包括材料在內(nèi)的整個系統(tǒng)特征的體現(xiàn)；性質(zhì)則是材料本身特征的體現(xiàn)。(V)5.晶體是指原子排列短程有序，有周期。（錯）三類主要的材料力學(xué)失效形式分別是：斷裂、磨損和腐蝕。6.7.材料表面工程包括表面改性和表面保護(hù)兩個方面。(錯)材料復(fù)合的過程就是材料制備、改性、加工的統(tǒng)一過程。(V)9.材料合成與加工過程是在一個不限定的空間，在給定的條件下進(jìn)行的。(錯)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。

3、(V)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。（V）第三部分 簡答題（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，材料的工程強度值不再恒定，而是迅速增大，原因有哪兩點？答：1）按統(tǒng)計學(xué)原理計算單位面積上的位錯缺陷數(shù)目，由于截面減小而不能滿足大樣本空間時，這個數(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，強度值也就越接近于理論強度值。3.流變成型包括哪幾個方面？答：金屬的半固態(tài)成型、 高分子材料的熔融

4、成型、 陶瓷泥料、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：1 .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.檢測儀器分辨率體視顯微鏡mm毫米）-U m （微米）光學(xué)顯微鏡口 m （微米）電子掃描顯微微米-納米（nm）達(dá)0.7nm透射電鏡觀察到原子排列面，達(dá)0.2 nm場離子顯微鏡形貌觀察0.2-0.3nm隧道掃描顯微鏡觀察到原子結(jié)構(gòu) 0.05-0.2 nm材料的成分和結(jié)構(gòu)主要的測試手段有哪些？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

5、？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）對結(jié)構(gòu)的控制，以及高效而有競爭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)1.第一部分 填空題（10題共10分，每題1分）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)。時考慮進(jìn)去，采取并行設(shè)計的方法

6、。（V）4.5.6.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。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。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。第二部分 選擇題（5題共10分，每題2分）1.分析材料的相組成你會選取何種測試手段（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 CX射線衍射D紅外吸收光譜4.觀察原子結(jié)構(gòu)采用何種

7、儀器（B）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5 .下列儀器中分辨率最高的是（C）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1.第三部分 判斷題（10題共10分，每題1分）材料性能是隨著外因的變化而不斷變化，是個漸變過程，在這個過程中發(fā)生量變的積累,將發(fā)生質(zhì)變，材料的性質(zhì)發(fā)生而性質(zhì)保持質(zhì)的相對穩(wěn)定性；當(dāng)量變達(dá)到一個“度”時,根本的變化。2.疲勞強度是材料抵抗交變應(yīng)力作用下斷裂破壞的能力。(V)3.韌性指材料從塑性變形到斷裂全過程中吸收的能量。(錯)4.在材料使用性能（產(chǎn)品）設(shè)計的同時，力求改變傳統(tǒng)的研究及設(shè)計路線，將材料性質(zhì)同(V)(V)5.準(zhǔn)晶體的特點是

8、原子排列長程有序，有周期。(錯)6.現(xiàn)代材料科學(xué)家對材料成分、結(jié)構(gòu)的認(rèn)識是由分析、檢測實現(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）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，提高強度，降低韌性。（錯）10.材料表面工程有：表面改性、表面防護(hù)和薄膜技術(shù)。(V)第四部分 簡答題（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。答：材料性能數(shù)據(jù)庫是材料選擇的先決條件；材料性能數(shù)據(jù)庫是實現(xiàn)計算機(jī)輔助選材（CAMS、

9、計算機(jī)輔助設(shè)計（CAD、計算機(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”構(gòu)想始于 50年代，80年代后實現(xiàn)“材料設(shè)計”的條件漸趨成熟。表現(xiàn)在哪三個方面。答：1）基礎(chǔ)理論的形成和發(fā)展 2、計算機(jī)科學(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)計的內(nèi)容。成分結(jié)構(gòu)設(shè)計性質(zhì)性能預(yù)測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)合成與加工合成與加工結(jié)構(gòu)與成分備材料性質(zhì)使用性能2.答:境,提取出關(guān)鍵的材料性質(zhì)并選擇優(yōu)良性

10、能的材料。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?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：能針對不同的使用環(huán)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)。可以說，這些研究是新材料新技 術(shù)的代表。四、五、作業(yè)三名詞解釋(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：材料的組織是對材料的類型、形狀、數(shù)

11、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)代高分子材料的改性方面有廣泛的應(yīng)用。填空題 (10個空共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)、共價鍵。(2) .共晶反應(yīng)式為：(L fa + 3 )，共晶反應(yīng)的特點為：(一個液相生成兩個固相)。(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

12、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，結(jié)晶過程的推動力是：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，是材料對電、磁、光、荷的反應(yīng)。 (V )(2) . 一個合金的室溫組織為a+3 n+ (a +3)，它由三相組成。(3) .三束表面改性是指：激光束、電子束、離子束(V )(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，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：原子的大小。(a)(2) .固溶體的晶體結(jié)構(gòu)：(a) a.與溶劑相同(3)

13、 .材料的剛度和 (a)有關(guān)：a.彈性模量(液相和固相之間存在過冷度 )。脆性都很大。a.原子間的結(jié)合能熱、機(jī)械載(V )(X)b原子間的距離 c.b.與溶質(zhì)相同.c為其它晶型 b屈服強度c抗拉強度(4) .間隙相的性能特點是：a熔點高，硬度低；b硬度高，熔點低c硬度高、熔點咼 (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)簡答題(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)械強度大大提高的過程。影響燒

14、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) .簡述纖維增強復(fù)合材料的機(jī)理。纖維復(fù)合材料強度高的原因是： 纖維尺寸小強度高韌性改善， 纖維表面受基體 保護(hù)，基體有止裂作用，斷裂時纖維拔出要克服粘結(jié)力， 以及纖維處于三向受力狀態(tài)等。(3) .簡述從事材料工程的人們必須注重材料性能數(shù)據(jù)庫。材料性能數(shù)據(jù)庫是材料選擇的先決條件； 材料性能數(shù)據(jù)庫是實現(xiàn)計算機(jī)輔助選 材(CAMS )、計算機(jī)輔助設(shè)計(CAD )、計算機(jī)輔助制造(CAM )的基礎(chǔ)。(4) .簡述材料設(shè)計的主要內(nèi)容材料設(shè)計貫穿于材料 四要素”的各個方面，即：成分結(jié)構(gòu)設(shè)計性質(zhì)性能預(yù)測合成加工過程的控制與優(yōu)化六

15、、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) .試述材料的強韌化的主要方法及其各自原理。提示：固溶強化、加工硬化、彌散強化、第二相強化、相變增韌 原理：略作業(yè)四名詞解釋(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a -Fe的過飽和固溶體。在應(yīng)力的作用(5) .斷裂韌性：工程

16、上使用的各種材料，本身不可避免地存在著微裂紋，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。填空題 (10個空共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：(斷裂卜(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：

17、(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。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。(X)(2) .表面淬火既能改變鋼的表面化學(xué)成分，也能改善心部的組織和性能。(X)(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。(2)(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。( V)(5) .合金元素對鋼的強化效果主要是固溶強化。(X)四、選擇題(5題共10分，每題2分)(1) .晶體中的位錯屬于：a.體缺

18、陷.b面缺陷.C.線缺陷 (c)(2) .奧氏體是：a.碳在丫 -Fe中的間隙固溶體；b.碳在a -Fe中的間隙固溶體 c.碳在B-Fe中的間隙固溶體(a)(3) .在發(fā)生L fa +3共晶反應(yīng)時，三相的成分：a.確定b.相同C.不定 (b)(4) .設(shè)計纖維復(fù)合材料時，對于韌性較低的基體，纖維的膨脹系數(shù)可(a );對于塑性較好的基體，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、簡答題(4題共20分，每題5分)(1) .何為復(fù)合材料？簡述材料復(fù)合的目的。協(xié)調(diào)作復(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

19、料性能的優(yōu)勢互補、 用的原則，進(jìn)行材料的設(shè)計與制備。 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，是材料對電.磁光熱機(jī)械載荷的反應(yīng)。使用性能：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)的整個系統(tǒng)特征的體現(xiàn)；性質(zhì)則是材料本身特征的體現(xiàn)材料的加工范疇包括四個方面: 車、銃、刨、磨、切、鉆 鑄造、拉、拔、擠、壓、鍛 合金化、熱處理焊接、粘接(3) .簡述材料的加工的主要范疇傳統(tǒng)意義上， 材料的切削： 材料的成型： 材料的改性： 材料的聯(lián)接：(4) .簡述材料改性的目的以及其主要內(nèi)容目的：

20、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：1.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)主要的測試手段有哪些？析化驗物理量間接測定紅外光譜、光電子能譜，等提示： 成分分 化學(xué)分析： 物理分析： 譜學(xué)分析： 結(jié)構(gòu)分析 光學(xué)顯微鏡、SEM、TEM、場離子顯微鏡、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：略一、填空題:1、2、3、4、5、6、7、89、10、11、12、13、14、15、16、17、第三章結(jié)構(gòu)材料碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù) 大于2.11%的鐵碳合金稱之為鑄

21、鐵，通常還含有較多的P等元素。優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼的鋼號是以碳的平均萬分?jǐn)?shù) 來表示的。碳鋼常規(guī)熱處理有退火、正火、淬火、回火四種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Si 、Mn、 S、游離態(tài)的石墨高分子材料分子量很大，是由許多相同的結(jié)構(gòu)單元 組成，并以 共價鍵 的形式重復(fù)連接而成。塑料、橡膠、纖維被稱為三大合成高分子材料。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。聚合物分子運動具有 多重性 和 明顯的松弛特性 。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 量聚乙烯、改性聚乙烯 。陶瓷材料的晶體缺陷有 點缺陷、線缺陷、面缺陷，其

22、中導(dǎo)電性與 接關(guān)系。陶瓷材料的 塑性 和 韌性 較低，這是陶瓷材料的最大弱點。陶瓷材料熱膨脹系數(shù)小，這是由晶體結(jié)構(gòu) 和 化學(xué)鍵 決定的。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。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。顆粒增韌的增韌機(jī)理主要包括相變增韌、裂紋轉(zhuǎn)向增韌、和分叉增韌。界面是復(fù)合材料中 基體與增強材料之間發(fā)生相互作用和相互擴(kuò)散而形成的結(jié) 合面。復(fù)合材料界面結(jié)合的類型有機(jī)械結(jié)合、合。溶解與侵潤結(jié)合超高分子質(zhì)點缺陷 有直反應(yīng)結(jié)合 、混合結(jié)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

23、時會使其性能下降。3、正火是在保溫一段時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、陶瓷材料中位錯密度很高。8、陶瓷材料一般具有優(yōu)于金屬材料的高溫強度，高溫抗蠕變能力強。9、 纖維增強金屬基復(fù)合材料的目標(biāo)是，提高基體在室溫和高溫下的強度和彈性模量。10、復(fù)合材料有高的強度和彈性模量、良好的減震性。11、界面的特性對復(fù)合材料起著舉足輕重的作用。(XVVVXVVXV)二、簡答題:1、碳鋼按照不同的分發(fā)可以分為哪幾類？< 0.25%)0.25%w C < 0

24、.6%)> 0.6%)答：1、按碳的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)分：低碳鋼（C :中碳鋼（C: 高碳鋼（C: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？，以獲得接近答：退火：將鋼加熱到適當(dāng)溫度，保溫一定時間，然后緩慢冷卻（隨爐冷卻） 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、石墨的存在對鑄鐵

25、有著什么樣的作用？簡述其原因。 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、鑄鐵具有良好的減振性；5、鑄鐵對缺口不敏感；對鑄鐵的作用 原因：主要是石墨的存在具有潤滑作用。4、簡述鎂合金的主要優(yōu)缺點。2/3 重)答：優(yōu)點：低比重：工業(yè)用材料中最輕量材料（鋁的高比強度：優(yōu)于鋼和鋁震動吸收性好：可將震動能吸收并轉(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5、與小分子相比高分子有什么特點? 答：與小分子相比，分子量不確定，沒有固定熔點，分子間力很大，缺點：抗腐蝕性能差、塑性變形能力差。高分子：只有一定的范圍，是分子量不等的同系物的混

26、合物；只有一段寬的溫度范圍；沒有沸點，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)？各有什么特點？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)鏈段運動處于 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) 鏈段運動已充分發(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) 由于鏈段的劇烈運動，整個大分子鏈重心發(fā)生相對位移，產(chǎn)生不可逆位移即粘 性流動；交聯(lián)聚合物無粘流態(tài)存在從分子運動的角度看， 玻璃化7、什么是玻璃化轉(zhuǎn)變溫度，有何特點？ 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。溫度Tg是大分子鏈段

27、開始運動的溫度。 特點：玻璃化轉(zhuǎn)變是一個松弛過程。在時間尺度不變時，凡是加速鏈段運動速度的因素，如大分子鏈柔性的增大、 分子間作用力減小等結(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？ 答：陶瓷材料的組成相的結(jié)合鍵為離子鍵（MgO、AI2O3 ）、共價鍵（金剛石、Si3N4 ）。特點：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。 它具有強度高、硬度高、熔點高、等特點。但這樣的晶體脆性大，無延展性，熱膨脹系 數(shù)小，固態(tài)時絕緣，但熔融態(tài)可導(dǎo)電等特點

28、。金屬氧化物晶體主要以離子鍵結(jié)合，一般 為透明體。以共價鍵結(jié)合的晶體稱為共價晶體。共價晶體具有方向性和飽和性，因而共價鍵晶體的原子堆積密度較低。共價鍵晶體具有強度高、硬度高、熔點高、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定等特點。但它脆性大，無延展性，熱膨脹系數(shù)小，固態(tài)、熔融態(tài)時都絕緣。最硬的金剛石、SiC、Si3N4、 BN等材料都屬于共價晶體。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)量其結(jié)構(gòu)類似于玻璃。 其作用是：將分 降低燒成溫度，加快燒結(jié)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

29、組成部分，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；過程；阻止晶體轉(zhuǎn)變、抑止晶粒長大?；瘜W(xué)作用所生成的空 氣孔對陶瓷的性能是不利陶瓷中氣孔主要是坯體各成分在加熱過程中單獨或互相發(fā)生物理、 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。的。它降低材料的強度，是造成裂紋的根源。11、簡述陶瓷材料的力學(xué)性能特點。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。 離子鍵和共價鍵的鍵能都要高于金屬鍵，因此陶瓷材

30、料的彈性模量要高于金屬材料。強度 陶瓷材料的強度取決于鍵的結(jié)合力，理論強度很高。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，使得陶瓷材料的實際強度要比理論強度低100多倍。陶瓷材料的強度也受晶粒大小的影響。晶粒越細(xì)，強度越高。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。陶瓷材料受到載荷時在不發(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

31、、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？ 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、簡述復(fù)合材料的發(fā)展趨勢，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；被動復(fù)合向主動復(fù)合材料發(fā)

32、展；由常規(guī)設(shè)計向仿生設(shè)計方向發(fā)展；15、簡述纖維增強機(jī)理，并說明增強纖維起到強化基體作用需要具備哪些條件。答：機(jī)理：微細(xì)的增強纖維因直徑較小，產(chǎn)生裂紋的幾率降低；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，即使有些裂紋會斷裂， 但基體能阻止裂紋擴(kuò)展； 由于基體對纖維的粘結(jié)作 用以及基體與纖維之間的摩擦力，使得材料的強度大大提高。條件：增強纖維的強度和彈性模量應(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、什么是顆粒增強復(fù)合材料？簡述其增強機(jī)理。答：顆粒增強復(fù)合材料 是指由高強度、高彈性模量的脆性顆粒作增強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運動，產(chǎn)生顯著的強