材概复习题

材概复习题无机非金属1.请简述人类文明史中的主要材料特征：石器时代、陶器时代、青铜时代、铁器时代、硅时代(信息时代)。2.请简要说明物质与材料的关联性：材料是人类用以制造生活和生产所需的物质，一要有形，二要有用。3.材料科学与工程的主要研究内容是什么，包含的四要素是指什么：材料成份/结构、制备/合成、性能和使用效能及其关系。4.无机非金属材料的基本含义及包含的主要材料种类：除金属材料、高分子材料以外的所有材料的总称；陶瓷、玻璃、单晶、水泥。5.玻璃的基本含义，及其宏观特征与微观特征：由熔体经冷却、固化而成的非晶态固体；无固定熔点，无固定形状，各向同性，结构均匀性；结构短程有序。6.晶态与非晶态的主要区别（宏观与微观）：晶态（各向异性，晶体内部结构呈长程有序的状态）；非晶态（各向同性，晶体内部结构呈短程有序的状态）。7.玻璃的基本制备工艺流程：原料预加工；原料预加工；熔制；成型；热处理。8.玻璃热处理的目的和方法：通过退火、淬火等工艺，消除或产生玻璃内部的应力、分相或晶化，以及改变玻璃的结构状态。9.浮法主要用于制备哪类玻璃，这种方法的主要工艺特点是什么：压花玻璃；适合于高效率制造优质平板玻璃；生产线的规模不受成形方法的限制，单位产品的能耗低；成品利用率高；易于科学化管理和实现全线机械化、自动化，劳动生产率高；连续作业周期可长达几年，有利于稳定地生产；可为在线生产一些新品种提供适合条件等。10.试列举2-3种特种玻璃的应用：钢化玻璃；压花玻璃；磨砂玻璃；玻璃纸；防弹玻璃等。11.分别解释什么是陶器、瓷器和陶瓷：陶器（用黏土或陶土经捏制成形后烧制而成的器具）；瓷器（由瓷石、高岭土等组成，外表施有釉或彩绘的物器）；陶瓷（陶器与瓷器的总称）。12.陶瓷的结构特征：多晶。13.陶瓷显微组织的相组成，简述它们各自的作用：晶相（决定了陶瓷材料的主要性能和应用）、玻璃相（起粘接剂和填充剂的作用；降低烧成温度，加快烧结过程；阻止晶型转变，抑制晶粒长大，使晶粒细化；增加陶瓷的透明度）和气相（除了多孔陶瓷外，气相的存在都是不利的）。14.陶瓷的主要性质特征，包括机械性能、热性能、导电性和化学稳定性等：高弹性模量、硬度和抗压能力，但脆性很高，抗拉强度较低；高耐热性和不可燃性，热稳定性差；多为绝缘体和半导体；高化学稳定性。15.陶瓷的基本制备工艺流程：粉末的制取；冷压与烧结；热压。16.列举2种陶瓷的主要成型方法，陶瓷在烧成过程中主要发生哪些变化：挤制成型、干压成型、热压铸成型、注浆成型、轧膜成型、等静压成型、热压成型和流延成型。重量，体积收缩，气孔率，颜色，强度与硬度。17.结构陶瓷的主要特点、列举2-3种结构陶瓷及其应用举例：结构陶瓷具有优越的强度、硬度、绝缘性、热传导、耐高温、耐氧化、耐腐蚀、耐磨耗、高温强度等特点。空间技术领域、光通信产业。18.为什么绝大多数陶瓷都不透明：其内部存在有杂质和气孔，前者能吸收光，后者令光产生散射。19.单晶、多晶、非晶的基本含义，玻璃、陶瓷和人工晶体各属于哪一类：单晶（人工晶体）：结晶体内部的微粒在三维空间呈有规律地、周期性地排列，或者说晶体的整体在三维方向上由同一空间格子构成，整个晶体中质点在空间的排列为长程有序；多晶（陶瓷）：多晶是众多取向晶粒的单晶的集合；非晶（玻璃）：组成物质的分子（或原子、离子）不呈空间有规则周期性排列的固体。20.什么是人工晶体材料：人工合成或人造的晶体。21.人工晶体生长的基本原理是什么，熔体法和溶液法晶体生长的基本含义，并分别举例说明：人工晶体由熔体达到一定的过冷或溶液达到一定的过饱和而结晶。熔体法：将原料融化成熔体，当熔体的温度低于凝固点时，熔体会转变为结晶固体，这类方法是最常用的，主要有提拉法、坩埚下降法、区熔法、焰熔法等。溶液法：将原料（溶质）熔于一定的溶液中，使其达到饱和，然后采取措施（如蒸发、降温），使溶质在晶体表面析出长成晶体，广泛的溶液生长包括水溶液、有机和其他无机溶液、熔盐和在水热条件下的溶液等。22.列举2-3种人工晶体材料及其主要应用：激光晶体：固体激光器；压电晶体：电子元件；弛豫铁电晶体：医用超声；闪烁晶体：物理研究；半导体晶体：太阳能。23.水泥的基本含义：凡细磨成粉末状，加入适量水后成为塑性浆体，既能在空气中硬化、又能在水中硬化，并能将砂、石等散粒或钢筋、纤维牢固地胶结在一起的水硬性胶凝材料，通称为水泥。24.硅酸盐水泥的生料、熟料成分分别是什么：生料（石灰石、粘土、铁粉）；熟料（CaO、SiO2、Fe2O3、Al2O3）。25.水泥的基本制备工艺流程：干法生产；湿法生产：生料粉磨、熟料煅烧、水泥粉磨。26.水泥中为什么要加入适量的石膏：调节水泥的凝结硬化速度。27.解释水泥的凝结、硬化过程：凝结：水泥和水混合形成可塑浆体，随着时间的推移，可塑性下降，但还不具备强度。硬化：随后浆体失去可塑性，强度逐渐增长，形成坚硬固体。28.根据国家标准，解释水泥强度标号的含义：水泥强度是表示水泥力学性能的一项重要指标，是评定水泥强度等级的依据。29.耐火材料的含义，及其主要应用领域：耐火度不低于1580℃的一类无机非金属材料，应用于钢铁、有色金属、玻璃、水泥、陶瓷、石化、机械、锅炉、轻工、电力、军工等国民经济的各个领域。30.耐火材料的分类，耐火材料主要组分的特点是什么：按化学成分：硅酸铝质耐火材料；氧化硅质耐火材料；镁质耐火材料；碳质耐火材料；锆质耐火材料；特殊耐火材料（碳化物、氮化物等非氧化物）；按化学特性：酸性耐火材料（硅砖）；碱性耐火材料（镁砖）；中性耐火材料（刚玉砖、高铝砖）；按烧成工艺：不烧制品、烧成制品、熔铸制品；按密度：重质/轻质耐火材料；按耐火度：普通、高级、特级31.列举两种特种耐火材料及其应用：氧化硅质耐火材料：炼焦炉、铜熔炼炉等不可缺少的筑炉材料。镁质耐火材料：碱性熔炼炉或高温燃烧室的砌筑材料。碳质耐火材料：砌筑高炉风口以下的炉缸和炉底部位，也用来做铝电解槽的内衬；可做成坩埚直接在高温火焰中使用，还可做成电极使用。高分子材料1.名词解释：聚合物：由许多相同的、简单的组成单元通过共价键重复连接而成。2.高分子分子量的特点是什么？请给出常用的四种摩尔平均分子量的统计方法的名称。分子量大；分子量多分散性。数均摩尔质量；质均摩尔质量；Z均摩尔质量；粘均摩尔质量。3.写出重复单元的连接方式，立体异构类型。头头连接，头尾连接；几何异构（顺式，反式），立体异构（全同，间同，无规）4.描述聚合物的分子运动特点。运动单元的多重性；对时间的依赖性；对温度的依赖性。5.高分子链的几何结构主要有哪几种类型？线型；支化；交联；三维网状。6.影响材料使用性能的最直接因素是什么？结晶。7.聚合反应可简单地分为哪几类？加聚，缩聚。8.缩聚反应、加聚反应分别对单体有什么要求？缩聚（官能团之间的反应，有低分子副产物生成）；加聚（单体具有不饱和键，反应没有副产物生成）。9.写出世界上第一个合成纤维的名称。Kevlar纤维。10.简述高分子材料的优势。原料丰富；具有各种优异性能：密度＝1/6钢，易加工成型，耐腐蚀、电绝缘性高、具有渗透性、……；生产能耗低，投资少，周期短，利润高……。11.三大合成材料是什么？塑料；橡胶；纤维。12.写出线型无定型聚合物的力学三态。玻璃态高弹态粘流态。13.什么是高分子材料的粘弹性？主要的表现形式有哪几种？外力作用时，同时发生高弹变形和粘性流动。静态，动态粘弹性。14.写出世界上第一个人造塑料、合成塑料的名称。赛璐璐，电木。15.塑料使用的上限温度是由什么温度决定的？玻璃化转变温度Tg。16.天然橡胶的主要化学物质名称为异戊二烯，其顺式空间构型的量大于99%。17.热塑性弹性体的结构特征是什么？硬段和软段;存在微相分离结构。18.简要列出绿色材料的主要内涵。对资源消耗少；对生态环境污染小；可再生利用率或可降解循环利用率高。19.按要求回答。写出下列中文名称的英文缩写形式：聚苯乙烯PS、聚碳酸酯PC、聚丙烯PP、酚醛树脂PF写出下列英文缩写的中文名称：PE聚乙烯、PVC聚氯乙烯、PA聚酰胺（尼龙）、PTFE聚四氟乙烯金属材料1.金属材料的定义：由金属及半金属元素组成的、具有金属性质的物质。2.合金的定义：由两种或两种以上的金属元素或金属与非金属元素组成、具有金属特征的物质称为合金。3.铁碳合金的分类（三大类）：工业纯铁Wc0.0218%；钢0.0218%Wc2.11%；生铁(白口铁)(2.11～6.69)%C。4.碳素钢的分类（三大类）：低碳钢wc≤0.25％；中碳钢wc0.25％～0.60％；高碳钢wc0.60％。5.钢中常见的杂质元素：硫，磷。6.固态下铁的晶体结构：体心立方晶格。7.固溶体的定义：固态下合金中的组元间相互溶解形成的均匀相。8.晶体缺陷的类型（三大类）：点缺陷；线缺陷；面缺陷。9.含碳量对钢的力学性能的影响：一般地，碳含量增加，强度极限和硬度提高，而塑性、韧性下降。当碳的含量超过0.9%时，钢的强度极限反而降低。碳含量偏高会对钢的焊接性能产生不利影响。10.钢的成型方法（至少四种）：铸造；塑性成形（或称压力加工）；切削加工；焊接；粉末冶金。11.常见的有色金属有哪些：铝；铜；镁；钛。12.铜合金的种类及成分特点：以锌为主要合金元素的铜合金称为黄铜；以镍为主要合金元素的铜合金称为白铜；青铜原指铜锡合金，但工业上都习惯称含铝、硅、铅、铍、锰等的铜基合金为青铜。13.铝、镁的晶体结构类型：铝（面心立方晶格）；镁（密排六方结构）。14.比强度的定义：材料的强度与其密度之比。15.何谓黑色金属和有色金属：黑色金属（工业上对铁、铬和锰的统称）；有色金属（除铁、铬、锰外，存在自然界中的金属）。复合材料1.复合材料的分类，按照不同基质的分类？金属基；非金属基、聚合物基。2复合材料的基体材料的作用？粘接和固定增强相；分配增强体的载荷；保护增强体免受环境影响。3.复合材料的增强材料？增加强度；改善性能。4.玻璃纤维的分类及应用？无碱GT，中间GT，有碱GT，高强GT，高弹GT，抗辐射GT。5.玻璃纤维优缺点？价格低廉，品种多；冲击性能较好；低的导电性；化学稳定性较好……弹性模量低；易受机械损伤；不耐磨……6.玻璃纤维强度较高原因？主要成分是氧化矽，具有网状结构，玻纤经过单向拉伸，具有纤维取向性，强度更高，且经过处理后表面缺陷更少。7.玻璃纤维在使用过程中的注意事项？在与基体复合前必须经过表面处理。8.芳纶纤维优缺点？高强度、高模量，比强度极高；韧性好；低的导电性；自熄性纤维；化学稳定性好……具有吸湿性；与基体结合较差……9.芳纶纤维的使用注意事项？10.聚合物基复合材料基质材料分类？不饱和聚酯、环氧树脂、酚醛树脂及各种热塑性聚合物。11.热固性塑料基体材料的特点？具有优良的化学稳定性、电绝缘性、耐腐蚀性、良好的粘接性能和较高的机械强度。12.聚合物基复合材料的成型工艺？手糊成型、挤拉成型、层压成型、模压成型、RTM成型、缠绕成型。13.复合材料的概念？用2种或2种以上的单一性质材料经过特定方法复合而成的具有明显界面的且性质与原组分不同的宏观多相材料。14.各种增强材料的优缺点及应用？比如纤维、晶须？纤维增强效果显著，但对结构较复杂材料，流动性会受到影响。晶须增强效果较纤维差，但化学稳定性及流动性好。15.阐述碳纤维优缺点，及如何弥补其缺点？价格较高；脆性大；抗氧化能力差……。16.金属基复合材料的特点及应用？高比模、高比强导热导电；热膨胀系数低、尺寸稳定性好；良好高温性能；耐磨性能好；疲劳性能和断裂性能好；不吸潮、不老化、气密性好。铝、镁-450，钛-650，镍、钴复合-1200。17.聚合物基复合材料的特点及应用？比强度、比模量大；耐疲劳性能好减震性好；过载时安全性能好；具有多种功能性（如耐烧蚀、磨擦、绝缘、腐蚀、光电等）；加工性能；但耐高温、耐老化、材料强度一致性差。不饱和聚酯、环氧树脂、酚醛树脂及各种热塑性聚合物。18.复合材料基体？增强相？及其作用？基体作用：连接增强体并传递载荷增强相：承受载荷保护材料不受破坏19.复合