材料科学概论答案

1高分子材料的性能特点组成：主要由C、H、O组成(无机高分子，如玻璃)分子量多分散性，只有一定的范围，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）没有固定熔点，只有一段宽的温度范围；没有沸点和固定的熔点，分子间力很大，加热到200oC-300oC以上，材料破坏（降解或交联）。链式结构,柔性分子链由于这一突出特点，聚合物显示出了特有的性能，表现为“三高一低一消失”。既是：高分子量高弹性高黏度、结晶度低、无气态。因此这些特点也赋予了高分子材料（如复合材料、橡胶等）高强度、高韧性、高弹性等特点。大部分高分子的主链具有一定的内旋转自由度。2弹性模量的定义及意义定义：一般地讲，对弹性体施加一个外界作用，弹性体会发生形状的改变（称为“应变”），“弹性模量”的一般定义是：应力除以应变。意义：弹性模量是工程材料重要的性能参数，从宏观角度来说，弹性模量是衡量物体抵抗弹性变形能力大小的尺度，从微观角度来说，则是原子、离子或分子之间键合强度的反映。凡影响键合强度的因素均能影响材料的弹性模量，如键合方式、晶体结构、化学成分、微观组织、温度等。因合金成分不同、热处理状态不同、冷塑性变形不同等，金属材料的杨氏模量值会有5%或者更大的波动。但是总体来说，金属材料的弹性模量是一个对组织不敏感的力学性能指标，合金化、热处理（纤维组织）、冷塑性变形等对弹性模量的影响较小，温度、加载速率等外在因素对其影响也不大，所以一般工程应用中都把弹性模量作为常数。弹性模量可视为衡量材料产生弹性变形难易程度的指标，其值越大，使材料发生一定弹性变形的应力也越大，即材料刚度越大，亦即在一定应力作用下，发生弹性变形越小。弹性模量E是指材料在外力作用下产生单位弹性变形所需要的应力。它是反映材料抵抗弹性变形能力的指标，相当于普通弹簧中的刚度。3.橡胶的特点1）高弹性橡胶的弹性模量小，一般在1～9.8MPa。伸长变形大，伸长率可高达1000%，仍表现有可恢复的特性，并能在很宽的温度（-50～150℃）范围内保持有弹性。（2）粘弹性橡胶是粘弹性体。由于大分子间作用力的存在，使橡胶受外力作用。产生形变时受时间、温度等条件的影响，表现有明显的应力松驰和蠕变现象。（3）缓冲减震作用橡胶对声音及振动和传播有缓和作用，可利用这一特点来防除噪音和振动。（4）电绝缘性橡胶和塑料一样是电绝缘材料，天然橡胶和丁基橡胶和体积电阻率可达到1015Ωcm以上。（5）温度依赖性高分子材料一般都受温度影响。橡胶在低温时处于玻璃态变硬变脆，在高温时则发生软化、熔融、热氧化、热分解以至燃烧。（6）具有老化现象如同金属腐蚀、木材腐朽、岩石风化一样，橡胶也会因环境条件的变化而发生老化，使性能变坏，使寿命缩短。（7）必须硫化橡胶必须加入硫黄或其它能使橡胶硫化（或称交联）的物质，使橡胶大分子交联成空间网状结构，才能得到具有使用价值的橡胶制品，但是，热塑性橡胶可不必硫化。除此之外，橡胶密度低，属于轻质材料，硬度低，柔软性好；透气性较差，可做气密性材料；还是较好的防水性材料等等。使得橡胶材料和橡胶制品的应用范围特别广泛，制品不定多达数万种。4钢的热处理工艺有那几种1)退火2）正火3）淬火4）回火5）调质6）时效7）冷处理8）火焰加热表面淬火9）感应加热表面淬火10）渗碳11）氮化12）氮碳共渗。5超导材料的定义超导材料，是指具有在一定的低温条件下呈现出电阻等于零以及排斥磁力线的性质的材料。现已发现有28种元素和几千种合金和化合物可以成为超导体。6金属材料塑性变形的特点塑性变形：是物质-包括流体及固体在一定的条件下，在外力的作用下产生形变，当施加的外力撤除或消失后该物体不能恢复原状的一种物理现象。其特点是塑性变形是永久变形不可恢复。材料进入塑性变形之前要经过弹性变形的，只是在外力撤销之后，弹性变形恢复，但保留了不可回复的塑性变形。7什么是钢的奥氏体组织奥氏体组织就是由奥氏体单晶体结晶形成的团状组织,镶嵌在钢材质中,改善钢材性能。在淬火处理中，铁的晶体结构转变其性质变化的内在因素。奥氏体不锈钢，是指在常温下具有奥氏体组织的不锈钢。钢中含Cr约18%、Ni8%~10%、C约0.1%时，具有稳定的奥氏体组织。奥氏体铬镍不锈钢包括著名的18Cr-8Ni钢和在此基础上增加Cr、Ni含量并加入Mo、Cu、Si、Nb、Ti等元素发展起来的高Cr-Ni系列钢。奥氏体不锈钢无磁性而且具有高韧性和塑性，但强度较低，不可能通过相变使之强化，仅能通过冷加工进行强化，如加入S，Ca，Se，Te等元素，则具有良好的易切削性8纳米材料的定义纳米材料又称为超微颗粒材料，由纳米粒子组成。一般是指尺寸在1～100nm间的粒子，是处在原子簇和宏观物体交界的过渡区域9金属材料的分类通常金属材料分为黑色金属和有色金属两大类。1黑色金属以铁、锰、铬或以它们为主而形成的具有金属特性的物质，称为黑色金属。如碳素钢、合金钢、铸铁等。2有色金属除黑色金属以外的其它金属材料，称为有色金属，如铜、铝、镁以及它们的合金等。10有色金属的分类1、有色金属分为重金属、轻金属、贵金属、半金属和稀有金属五类。2、有色合金按合金系统分：重有色金属合金、轻有色金属合金、贵金属合金、稀有金属合金等；按合金用途则可分：变形（压力加工用合金）、铸造合金、轴承合金、印刷合金、硬质合金、焊料、中间合金、金属粉末等。3、有色材按化学成份分类：铜和铜合金材、铝和铝合金材、铅和铅合金材、镍和镍合金材、钛和钛合金材。按形状分类时。可分为：板、条、带、箔、管、棒、线、型等品种。11铁碳合金的分类按含碳量分类碳钢一般按含碳量、用途、质量和冶炼方法分类。按含碳量可分为：低碳钢(C0.25％)，中碳钢(0.25％C0.6％)，高碳钢(C0.6％)；按钢的用途可分为碳素结构钢和碳素工具钢两大类；按钢的质量可分为：普通碳素钢(S≤0.055％，P≤0.45％)，优质碳素钢(S、P≤0.04％)和高级优质碳素钢(s≤0．030％，P≤0．035％)三大类；按冶炼方法可分为沸腾钢和镇静钢、半镇静钢。按铸铁中存在形式分类根据碳在铸铁中存在的形式不同铸铁可分为：白口铸铁：绝大部分碳以渗碳体形式存在于铸铁中；灰口铸铁：绝大部分碳以片状石墨形式存在；可锻铸铁：由白口铸铁经石墨化退火制成，其中碳以团絮状石墨形式存在；球墨铸铁：在浇注前经球化处理，碳以球状或团状石墨存在。13常见的高分子材料及其名称高分子材料塑料、橡胶、纤维，称为三大合成材料�塑料主要品种有：聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯(四大通用塑料)等�合成橡胶主要用途为制造轮胎，约占60%�合成纤维主要品种有：涤纶（PET）、尼龙、聚丙烯腈、聚丙烯等;14材料的强化手段有哪些，各有什么特点强化机理就4种：1.固溶强化2.弥散强化3.细晶强化4.形变强化根据这4种原理，强化金属材料的方法大概有以下几种：1.调制处理方法2.正火+回火方法3.渗氮4.渗碳5.固溶处理6.喷丸喷砂7.锻打15自然界中铝的储量及地位铝是一种轻金属，其化合物在自然界中分布极广，地壳中铝的含量约为8％（重量），仅次于氧和硅，居第三位。铝被世人称为第二金属，其产量及消费仅次于钢铁。铝合金密度小、延性好、耐腐蚀、易加工、价格便宜。因此，几乎从三十年代开始，人们就企图用铝合金建造飞机。长期以来，铝合金一直被大量用于制造飞机机体和运载火箭箭体结构。近年来，纤维增强树脂基复合材料在飞机机体和运载火箭箭体结构的应用日益增多，但是铝合金至今仍是飞机机体和运载火箭箭体结构的主要结构材料。铝合金在目前的民用飞机结构上的用量约为70～80％，在军用飞机结构上的用量约为40～60％。在最新型的B777客机上，铝合金占机体结构重量的70％。一些最新型的军用飞机（F22，B2）结构上大量应用纤维增强树脂基复合材料和钛合金，铝合金用量已降到20％以下。16复合材料的特点及优势1高比强度、高比模量（刚度）2良好的高温性能3良好的尺寸稳定性4良好的化学稳定性5良好的抗疲劳、蠕变、冲击和断裂韧性：6良好的功能性能：包括光、电、磁、热、烧蚀、摩擦及润滑等性能