材料概论练习题答案

(—)填空题1、机械设计常用屈服强度和抗拉强度两种强度指标。2、设计刚度好的零件，应根据刚度指标来选择材料。3、TK是材料从韧性状态转变为脆性状态时的温度。4、冲击韧性的单位是J/cm2；延伸率的单位是%；屈服强度的单位是MPa或N/mm2。5、屈强比是屈服强度与抗拉强度之比。6、材料主要的工艺性能有铸造性能、锻造性能、焊接性能、和切屑性能。7、热敏电阻陶瓷可分为正温度系数（PTC）热敏陶瓷、负温度系数（NTC）热敏陶瓷和临界温度系数（CTR）热敏陶瓷。8、无机胶凝材料可分为气硬性无机胶凝材料和水硬性无机胶凝材料。9、石灰硬化包括干燥、结晶和碳化三个过程。10、石膏可分为二水石膏、半水石膏、可熔石膏和无水石膏四大类。11、水硬性无机胶凝材料是指既能在空气中硬化又能在水中硬化的材料。12、水泥按用途和性能可分为通用水泥、专用水泥、特性水泥三大类。13、能产生激光的固体材料都是由（基质晶体）和（激活离子）两部分组成。实际上掺杂离子就是（激活离子）14、铁氧体是作为（高频用磁性材料）而制备的金属氧化物烧结磁性体，它分为（软磁铁氧体）和（硬磁铁氧体）。15、表征压电材料的参数是（机电耦合系数K）（K=通过压电效应转换的电能/输入的机械能），K值恒小于1，它是压电材料进行（机—电能量转换）的能力反映。16、在三价稀土氧化物中掺入二价阳离子将产生（O2-空位），若掺入四价阳离子会产生（间隙氧离子），从而改变三价稀土氧化物的导电性。17、判断材料是否具有超导性，有两个基本特征：一是（超导电性），二是（完全抗磁性）。18、陶瓷材料的性能：具有（高熔点）、（高硬度）、高化学稳定性、耐高温、耐磨、耐氧化、耐腐蚀、（弹性模量大）等特点，但（塑性）、（韧性）、可加工性、抗热震性、使用可靠性不如金属材料。19、普通陶瓷的主要原料是（黏土）（石英）（长石）。20、陶瓷生产工艺过程比较复杂，但基本的工艺可分为（原料配制）、（坯料成型）、（制品烧结）等三大步骤。21、黏土是一种含水的铝硅酸盐矿物，其主要成分为（SiO2）、（Al2O3）、H2O、Fe2O3、TiO322、陶瓷的质量取决于原料的（纯度）、细度、坯料的均匀性、（成形密度）、（烧结温度）和窑内气氛、冷却速度等。23、硅酸盐的晶体结构很复杂，但构成它的基本单元都是（[SiO4]）四面体，（四个氧离子）紧密排列成四面体，（硅离子）位于四面体心的间隙中。24、根据Al2O3陶瓷瓷坯中主晶相的不同，可将Al2O3陶瓷分为（刚玉瓷）、（刚玉—莫来石瓷）、（莫来石瓷）等。25、SiC陶瓷具有（高硬度）和（高温强度），莫氏硬度13，在1400℃高温下仍能保持相当高的抗弯强度，所以它主要用作高温结构材料。另外它有很高的（热传导能力），可作高温下的热交换器、核燃料包装材料等。26、功能陶瓷性能的调节优化方法有非化学式计量、（离子置换）、（掺杂）等，另外还可通过改变工艺条件而改变陶瓷的（结构），从而改变陶瓷的性能。27、生产硅酸盐水泥的主要原料是石灰质原料和粘土原料，石灰质原料提供CaO，粘土原料提供Al2O3、SiO2、Fe2O3。28、立构可分为手性碳原子产生的光学异构体和分子中双键或环上的取代基空间排布不同的几何异构体。29、手性碳原子构型包括全同立构、间同立构和无规立构三种；双键几何构型包括顺式和反式两种。30、高分子具有分子量大、分子量不均一、分子间作用力远远大于共价键键能，所以高分子无气态。31、链锁聚合分为自由基聚合、阴离子聚合、阳离子聚合和配位聚合。不同单体具有不同的聚合类型，其决定因素是碳碳双键上的取代基，即取代基的电子效应和位阻效应。32、自游基聚合链终止有偶合终止和双基歧化终止，而阳离子聚合链终止是单基终止。33、自游基链转移有多种方式，可向溶剂、聚合物、引发剂、分子内或阻凝剂转移。34、高分子材料力学性能的昀大特点是高弹性和粘弹性。其昀大的缺点是低耐热和易老化。35、复合材料的基本组分可划分为（基体相）和（增强相）36、（界面）对复合材料特别是力学性能起着极为重要的作用。37、对于单向排列的纤维增强复合材料，当材料产生裂纹的平面垂直于纤维时，裂纹扩展受阻，要使裂纹继续扩展必须提高（外加应力），克服纤维（拔出功）和纤维（断裂功）。38、树脂基和金属基复合材料设计的主要目标是提高基体室温和高温（强度）及（弹性模量）。陶瓷基复合材料设计的主要目标是（增韧）。39、复合材料的性能取决于组分材料的性能、（数量）、（分布方式）和（界面结构）。40、树脂基复合材料界面的形成可分成两个阶段：第一阶段是基体与增强纤维的（接触与浸润）过程，第二阶段是树脂的（固化）过程。41、复合材料界面结合力包括(宏观结合力)和(微观结合力)，前者指材料的几何因素，如表面凹凸不平、表面裂纹和孔隙等产生的机械绞合力，后者主要包括化学键和次价键，通过化学反应产生。42、纤维增强金属基复合材料界面类型有（纤维与基体互不反应也不溶解）、（纤维与基体不反应但相互溶解）、（纤维与基体相互反应形成界面反应层）三种。43、C60分子的结构就像足球的外皮，它是由（12）个正五边形和（20）个正六边形组成的中空碳球。44、生物材料与机体组织发生直接接触与相互作用时，会发生损伤机体的（宿主反应）和损坏材料性能的（材料反应）。45、材料具有超导性的两个基本特征：一是（超导电性），二是（完全抗磁性）。46、纳米材料的特异效应可归纳为（表面效应）、（小尺寸效应）、（量子尺寸效应）和宏观量子隧道效应。47、材料产生超导的三个临界条件分别是（临界温度）、（临界磁场强度）、（临界电流密度）。48、富勒烯是笼状碳原子簇的总称，包括(C60/C70分子)、（碳纳米管）、洋葱状富勒烯、内包金属微粒的富勒烯等。49、合格的生物材料应是：（宿主反应）应是机体可接受的水平；（材料反应）不会导致材料本身失效。这种独特性能用生物相容性来表征。50、纳米材料可分为（纳米粉末）、（纳米纤维）、纳米膜、纳米块体、纳米复合材料等。51、纳米材料表明效应是指随纳米微粒粒径的减小，比表面积急剧（增加），位于表面原子数占全部原子数的比例（增大），同时表面能也迅速（增加）的现象。52、C70分子由（12）个五边形和（25）个六边形组成橄榄球状的空心笼体。53、洋葱状富勒烯是一个多层的类似洋葱的笼状大分子，其昀内层是一个（C60），从内到外每层原子数为（60n2）。54、目前提取C60/C70混合物的方法有（萃取法）和（升华法）。55、高分子功能性分离膜除起隔离作用外，还有选择性传递（能量）和传递（物质）的作用。56、在高分子功能材料中，比较重要的光学性能是吸收、（折射）、（散射）和反射。(二)判断题1抗氧化性就是指材料在高温下完全不被氧化的性能。（×）2．材料硬度越低，其切削加工性能就越好。（×）3．金属材料的导电导热性能均高于非金属材料。（×）（不一定，如石墨）4．σs和σ0.2都是材料的屈服强度。（√）5．各种硬度值之间可以互换。（×）6．延伸率是试样拉断后的相对伸长量。（√）7．硬度是材料对局部变形的抗力，所以硬度是材料的塑性指标。（×）8、功能材料的评价指标是指材料的服役寿命（×）是反应灵敏度和稳定性9、结构材料的使用性能主要测定力学性能指标。（√）10、在材料科学领域中，力学性质、物理性质和化学性质是主要的研究对象，并使材料与性质合为一体。（√）11、金属材料中，组织由化学成分和工艺过程决定，而其性能由组织决定。（√）12、石墨为半导体材料，金刚石为绝缘材料（×）13、材料与工作环境介质可发生化学反应和电化学反应而使材料受到破坏。但主要以化学反应为主要破坏形式。（×）14、在材料力学性能指标中，塑韧性是设计零件、检查材料和制品性能的重要依据。（×）强度15、材料的使用性能由材料的性质与材料服役条件、产品设计与加工决定。（√）16、选材应考虑使用性能、工艺性能、经济性、环境与资源。其中使用性能是根本原则，经济性是首要原则。（×）17、弹性变形具有可逆性；塑性变形具有不可逆性，是永久性变形。（√）18、断裂是零件失效形式中后果昀严重的事件。（√）19、产品消费的总成本包括购置价格和使用成本。（√）20、超导体呈现的超导现象只取决于温度的大小。（×）21、对于软磁铁氧体，主要是利用它的高电阻、高频涡流损耗小的特点。（√）22、硬磁铁氧体矫顽力Hc、剩磁Br、磁能积（BH）均很小。（×）23、BaTiO3陶瓷具有多种功能，即具有压电效应、热释电效应、铁电效应和对外界条件敏感的特性，因此它可以制作振子、热—电转换器、电容器和温度传感器等。（√）24、道路水泥要求硅酸盐水泥熟料中含较多的铁铝酸盐。（√）25、陶瓷的物理、化学、力学性能主要取决于主晶相。（√）26、莫来石是特种结构陶瓷的主晶相。（×）普通陶瓷27、Al2O3的同素异构有十几种，但在自然界中只存在β—Al2O3。（×）28、烧结微晶刚玉瓷产品时，昀好的气氛是氩气和空气。（√）29、在氧化物Al2O3、ZrO2、BeO陶瓷中，导热系数昀大的是BeO陶瓷。（√）30、在氧化物Al2O3、MgO、CaO、BeO陶瓷中，抵抗碳还原作用昀强的BeO陶瓷。（√）31、在热压烧结、热等静压烧结、自扩散高温合成三种烧结方法中，可得到性能昀佳的陶瓷烧结方法是热压烧结。（×）32、适用于冬季施工的水泥是纯度比较高的硅酸盐水泥。（√）33、用于大坝浇注的水泥要求减少孰料中3CaO·Al2O3、3CaO·SiO2的质量分数来降低水泥水化热及提高耐蚀力。（√）34、在氧化物昀简单型（AB）陶瓷中，如MgO，尺寸较大的氧离子构成面心立方结构，而镁离子与之相间排列填满八面体间隙。（√）35、碳化物陶瓷材料是一种耐热高温材料，且许多碳化物的熔点都在3000℃以上，而且其硬度也很高。（√）36、金属和陶瓷中的点缺陷均降低导电性。（×）37、陶瓷材料的抗热振性均较差。（×）。但SiC好38、陶瓷材料的导热性均不好，所以陶瓷材料均是绝热材料。（×）39、ZrO2经稳定化处理后有氧空位存在，所以可作器敏元件。（√）40、ZrO2固体电解质在一定条件下有传递氧离子的特性，所以可制成钢液氧探头等。（√）41、Al2O3陶瓷是目前应用昀多的电路基片材料。（√）42、稳定化ZrO2和ThO2VO2陶瓷均可作熔炼Pt的坩锅。（√）44、MgO陶瓷可作高温热电偶保护套及高温炉衬材料。（√）45、目前常压烧结强度昀高的材料是Si3N4中添加一定数量Al2O3构成的Si—Al—O—N系新型陶瓷材料。（√）46、磁性陶瓷的分子式可表示为MO·Fe2O3，M代表一价、二价金属或三价稀土金属。（√）47、能产生激光的固体材料都是由基质晶体和激活离子两部分组成的，其中激活离子实际上就是掺杂离子。（√）48、在纯Al2O3中掺入铬就成为蓝宝石。（×）红宝石49、压敏电阻是指电阻值对外加电压敏感，即电压提高，电阻率随之升高。（×）50、气硬性无机胶凝材料只能在空气中硬化，水硬性无机胶凝材料只能在水中硬化。（×）51、石灰水是石灰在水中的饱和溶液。（×）52、生产硅酸盐水泥时必须加石膏，否则水泥凝结时间难以控制。（√）53、合成高分子材料的原料单体均是有机化合物。（×）54、发生逐步聚合反应的单体必须带有至少2个官能团，只有这样才能生成大分子。（√）55、缩聚反应和逐步开环反应均会析出水分子。（×）56、阴、阳离子引发反应速度均比自由基慢。（×）57、自由基聚合能发生链终止反应，而阴离子聚合和阳离子聚合不能发生链终止反应。（×）58、高分子链具有柔软性，在无外力作用时总是卷曲的，构象数昀大。（√）59、高聚物结晶和金属结晶一样容易。（×）60、链段运动和整段运动均需在温度T＞Tf才可实现。（×）61、高分子特有的特征是单个高分子链也存在凝聚态。（√）62、纤维增强复合材料承受载荷的主体是增强纤维。（√）63、弥散颗粒增强复合材料承受载荷的主体是颗粒。（×）基体64、纯颗粒增强复合材料承受的载荷由基体和增强颗粒共同承担。（√）65、单向排布长纤维陶瓷增韧机理与二维多向纤维增韧陶瓷的机理