材料科学概论课后习题及答案

一、填空题：1.原子间的键合可分为化学键和物理键两大类。其中化学键包括离子键、金属键和共价键。2.铁碳合金可按含碳量来分类，含碳量低于2.11%的为碳钢（含碳量低于0.0218&的为工业纯铁），含碳量大于2.11%的为铸铁。3.以锌为唯一的或主要的合金元素的铜合金称为黄铜。4.传统上，陶瓷的概念是指所有以黏土为主要原料与其他天然矿物质原料经过粉碎加工、成型、煅烧等过程而制成的各种制品。5.按照陶瓷坯体结构不同和坯体致密度不同，把陶瓷制品分为两大类陶器和瓷器。6.陶瓷的微观结构是指晶体结构类型、对称性、晶格常数、原子排列情况及晶格缺陷等，分析京都可达数挨。7.陶瓷的显微结构是指在光学显微镜（如金相显微镜、体式显微镜等）或是电子显微镜（SEM/TEM）下观察到的陶瓷内部的组织结构，也就是陶瓷的各种组成（晶相、玻璃相、气相）的形状、大小、种类、数量、分布及晶界状态、宽度等，观察范围为微米数量级。8.高聚物的静态粘弹性行为表现有蠕变、应力松弛。9.聚合物在溶液中通常呈无规线团构象，在晶体中呈锯齿形或螺旋形。10.制作碳纤维的五个阶段分别是拉丝、牵伸、稳定、碳化和石墨化。11.复合材料通常有三种分类法，分别是增强材料、基体材料、纤维材料。12.所谓纳米材料，从狭义上说，是有关原子团簇、纳米颗粒、纳米线、纳米薄膜、纳米碳管和纳米固体材料的总称。从广义上说，纳米材料是指晶粒或晶界等显微构造等达到纳米尺寸（100nm）的材料。13.信息材料是指与信息技术相关，用于信息收集、储存、处理、传输和显示的各类功能材料。二、名称解释：1.加工硬化：金属随变形程度的增大，强度和硬度上升而塑性和韧性下降的现象。2.热处理：p673.白口铸铁：p814.玻璃相：p1275.晶体相：p1266.气相：p1287.结构陶瓷：p1178.功能陶瓷：p1189.球晶：p16410.取向：高分子链在特定的情况下，沿特定方向的择优平行排列，聚合物呈各向异性特征。11.液晶态：p16512.复合材料：p17513.碳纤维：p18114.拉挤成型：在牵引设备下，将浸渍树脂的连续显微或其织物通过成型模加热使树脂固化、生产复合材料型材的工艺方法。15.干法缠绕：是采用经过预浸胶处理的预浸沙或带在缠绕上，经加热软化至粘液态后缠绕到芯模上。16.智能材料：p22117.超导现象：p228三、简答题1.固态金属具有什么特征？P52.简述含碳量对碳钢力学性能的影响。答：钢中含碳量增加，屈服点和抗拉强度升高，但塑性和冲击性降低，当碳量超过0.23%时，钢的焊接性能变坏，因此用于焊接的低合金结构钢，含碳量一般不超过0.20%。碳量高还会降低钢的耐大气腐蚀能力，在露天料场的高碳钢就易锈蚀；此外，碳能增加钢的冷脆性和时效敏感性。3.钢的普通热处理工艺有哪些？分别有什么作用？P764.简述铝及铝合金的特点及应用。P975.特种陶瓷材料与传统陶瓷材料的区别是什么？P1166.玻璃相的主要作用是什么?p127气相的形成原因是什么？P1287.反应烧结和热压烧结的主要优缺点是什么？P1358.简述陶瓷材料烧结前干燥的目的？P1328.成型对坯料提出哪些方面的要求？烧结应满足哪些要求？P132~1339.简述增强材料（增强体、功能体）在复合材料中所起的作用，并举例说明。填充：廉价、颗粒状填料，降低成本。例：PVC中添加碳酸钙粉末。增强：纤维状或片状增强体，提高复合材料的力学性能和热性能。效果取决于增强体本身的力学性能、形态等。赋予功能：赋予复合材料特殊的物理、化学功能。作用取决于功能体的化学组成和结构。例：TiC颗粒增强Si3N4复合材料、碳化钨/钴复合材料，切割工具；碳/碳复合材料，导弹、宇航工业的防热材料（抗烧蚀），端头帽、鼻锥、喷管的喉衬。（参考p177）10.垂直于纤维扩展的裂纹需要克服哪些断裂？对于脆性纤维/脆性基体复合材料，需要克服的断裂功：纤维拔出和纤维断裂（吸收能量）；对于纤维与基体脱胶（纤维与基体的界面较弱时;消耗储存的应变能）、应力松弛（纤维断裂时：消耗储存的应变能）、纤维连桥（消耗纤维上的应变能）；对于脆性纤维/韧性基体复合材料，基体的塑性变形（粘结强度很高，纤维无法拔出时：吸收能量）也会增加断裂功。11.复合材料的界面具有怎样的特点？P186【网上答案：界面相的化学组成、结构和物理性能与增强材料和基体的均不相同，对复合材料的整体性能产生重大影响。界面具有一定的厚度（约几个纳米到几个微米），厚度不均匀。材料特性在界面是不连续的，这种不连续性可能是陡变的，也可能是渐变的。材料特性包括元素的浓度、原子的配位、晶体结构、密度、弹性模量、热膨胀系数等。】