生物材料学问答题
第1章绪论
1、什么是生物材料
答：目前认为：生物材料为一种与生物系统相互接触，用以诊治组织/器官疾患，替换病损组织/器官，或者改善其形态或增进其功能的材料，包括生物源性材料和生物医用材料。
种类：蛋白质、核酸、高分子多糖及其复合物。
2、生物材料的类别
答：生物材料的类别如下：
（1）按材料属性：医用金属材料、医用无机材料、医用高分子材料、医用复合材料…（2）按材料功能：硬组织材料、软组织材料、血液相容性材料、生物降解材料…
（3）按材料来源：组织衍生材料、天然生物材料、人工合成材料
（4）按材料用途：骨科材料、心血管材料、血液透析材料、整形美容材料…
3、生物材料应用现状
答：生物材料应用现状如下：
（1）软组织植入材料：医用缝合线（蚕丝、尼龙、羊肠(胶原)、聚酯…）、止血海绵、人工乳房植入体（石蜡、硅酮油、聚丙烯酰胺、聚乙烯海绵体、硅胶袋（内装硅凝胶或生理盐水）…）、经皮植入体、皮肤植入体、颚面植入体、眼耳植入体、血管植入材料、人工心脏瓣膜…（2）硬组织修复与替代材料：接骨板、人工关节、金属丝、螺钉、髓内钉、脊柱固定器件、牙根植入体、齿科材料等…
（3）人工器官：人工肾(血液透析仪)、人工心脏、人工肺…
（4）组织工程产品：皮肤、骨、软骨、膀胱、神经（壳聚糖、聚乙醇酸）
第2章生物大分子
1、生物大分子概念和种类
答：生物大分子概念：是生物体的重要组成成分，是一类具有生物功能、分子量较大、结构也比较复杂的天然高分子，同时也是一类非常重要的生物材料来源。
种类：蛋白质、核酸、高分子多糖及其复合物
2、胶原蛋白的特点及稳定构象，丝素蛋白的特点及稳定的构象
答：（1）胶原蛋白：
特点：耐湿热，生物相容性良好，生物可降解，经过处理可消除抗原性，能促进组织恢复，无异物反应
稳定构象：三股螺旋和球形
（2）丝素蛋白
特点：来源广泛、生物相容性良好，力学性能优良，血液相容性相对较好，可以缓慢降解，溶解性（浓的中性盐溶液）
稳定构象：反平行折叠链构象
第3章&第12章生物矿化和仿生材料
1、生物矿化的定义及主要分类是什么
答：生物矿化定义：生物矿化是指在一定条件下，在生物体的不同部位，以各种作用方式，在有机基质和细胞的参与下，无机元素从环境中选择性的在特定的有机基质上形核、生长和相变而转变为结构高度有序的生物矿物的过程。
主要分类：无定形矿物；无机晶体；有机晶体；最多的是含钙矿物，其次依次为非晶质氧化硅，铁锰氧化物、硫酸盐，硫化物、钙镁有机酸盐
2、请列举羟基磷灰石涂层的主要制备方法或简述耳石的各个自组装分级结构。
答：（1）羟基磷灰石涂层的主要制备方法：（P59）
1）固相反应法（固体-固体反应）：原料磨细混合；1000-1300℃高温；合成HA
2）水热合成电化学反应法（化合物）：以Ti合金为负极、石墨为正极，在由NH4H2PO4和CaCl2组成的电解质溶液下，经过一定的pH和沉积时间，120-200℃水蒸汽处理，合成HA 3)化学共沉淀法（沉淀剂-促沉淀）：
（2）耳石的各个自组装分级结构：以鲤鱼的微耳石为例（P74）
第1级分级结构：基本组成成分——文石纳米晶
第2级分级结构：纳米纤维——文石晶体具有c轴方向的择优取向，形成直径约60nm、长度1.5μm的纳米纤维，且每根纳米纤维都由一些蛋白包裹
第3级分级结构：纤维排列——文石纳米纤维在二维方向上彼此紧密的平行排列，形成纤维层结构。
第4级分级结构：文石棒——文石层在垂直于文石层面的方向堆积至2-3μm，形成三维的棒状聚集体，不同文石棒之间由蛋白质分割开。
第5级分级结构：取向畴——文石棒彼此平行，在一定区域内形成了具有一定取向的畴结构，各个畴大小不一，大致为数十个微米。
第6级分级结构：畴结构的排列——取向畴在微耳石日轮层内的排列，相邻晶体取向畴之间具有相似取向，夹角不超过20°。
第7级分级结构：微耳石的日轮——一个日轮由一条透明的增长带和一条暗色间歇带组成，两个带交替分布，每个亮区加暗区宽度约1-2μm，表明鲤鱼生长了一天。
3、碳酸钙调控机理包括哪几部分，并就其中的一种进行举例说明（P50）
答：碳酸钙调控机理包括以下内容
机理层面：1)Mg离子作为添加剂2）有机小分子作为添加剂3）生物大分子作为添加剂4）贝壳中提取蛋白质的体外模拟矿化5）耳石中中提取蛋白质的体外模拟矿化工艺层面：6)微印法实现结晶位点控制
举例说明：
1）Mg离子作为添加剂，影响：形貌、沉积动力学、稳定性、晶型转变
2）有机小分子作为添加剂，种类：氨基酸、表面活性剂等；影响：晶型、形貌、晶体取向；
4、仿生材料定义和基本原理，并举例说明仿生材料在日常生活中（或者是你所接触到的）的应用情况
答：仿生材料的定义：仿生材料是参照生命系统的式样和器官材料的规律而设计制造的人工材料。
仿生制备的基本原理：1）成分和结构仿生：模拟骨修复材料羟基磷灰石2）过程和加工仿生：模仿生物体对有机质的组装和对于矿物的调节机制3）功能和性能仿生：模仿生物体的感知，诊断，适应等功能的仿生智能材料，模仿生物的感觉器官制作的生物传感器（电子眼等）
举例：模拟骨修复材料羟基磷灰石，模拟贝壳的结构制备层状有机-无机复合材料，模拟竹子的结构，在块状材料中添加纤维，增加韧性
第4章组织与器官的基本知识
1、细胞外基质的概念、组成、功能及其影响细胞生物学行为的机理
答：细胞质基质（ECM）的概念：由动物细胞合成并分泌到胞外，分布在细胞表面或细胞之间的大分子，主要是一些多糖和蛋白，或蛋白多糖，这些物质构成复杂的网架结构，支持并连接组织结构，调节组织的发生和细胞的生理活动。
组成：纤维（胶原和弹性体）；无定形纤维间基质（主要是蛋白多糖，还有非胶原糖蛋白、各种溶质、水等）
功能：机械支撑与细胞定位；决定细胞取向；控制细胞生长；维护细胞分化；支持组织更新；建立组织微环境；参与可溶性调节分子的螯合、贮存和呈现；支持并连接组织结构，调节组织的发生和细胞的生理活动
影响细胞生物学行为的机理（P101）：基质成份显着影响细胞形态的保持，影响细胞形状、极性和分化功能。细胞利用表面受体，细胞膜蛋白质与不同的基质成份进行交流；在其他二级信使产生过程中细胞骨架结构的变化会调整基因。与此相反，细胞还产生并分泌基质分子。这些功能是通过细胞和基质间的交互作用完成的
2、骨的结构特点及生物力学特征（P104）
答：骨的结构特点：坚硬；血管丰富；钙库；造血器官。骨膜、骨质、骨髓。
骨膜是一层坚韧的结缔组织膜，覆盖在骨的表面；内含有丰富的血管、神经和成骨细胞
骨质有骨密质和骨松质两种。前者质地坚硬致密，布于骨的表层；后者呈海绵状，由许多片状的骨小梁交织而成，布于骨的内部。
骨髓填充在骨髓腔和骨松质的空隙内，分为红骨髓和黄骨髓，
生物力学特征：随着骨密度的增加，模量和强度均显着增加，皮质骨的力学性能具有明显的各向异性，沿骨干的轴向强度较高，骨具有粘弹性。
3、实质性器官和空腔器官的结构特点（P113）
答：（1）实质性器官的结构特点：包括心、肝、脾、肺、肾，具有一个被密集的连接组织囊环绕的庞大连接组织系统，这种器官具有较厚的连接组织区或门，在这里血管和其他管道能进入器官，大批的连接组织从门外进入器官，将其分为小片，器官的其余部分具有一个精密的结构系统，包括支撑细胞、细胞外基质和脉管系统，共同组成了基质。
（2）空腔器官的结构特点：包括小肠、胆、胃、大肠、膀胱，在空心器官中，大的血管垂直穿过外表层，并平行于组织层构成分支，这些血管进一步向深分化穿过肌肉层，在连接组织处的血管分支又与组织层相平行，在连接组织处小的血管与其小血管有交叉点（吻合），这些交叉点可以提供间接路径使血液从障碍旁通过。
第5章细胞与材料的相互作用
1、材料表面蛋白质吸附的影响因素及其特点有哪些（P121）
答：材料表面蛋白质吸附的影响因素：蛋白质(浓度、速度、分子大小、亲和性、结构重组）；材料表面(理化性质、疏水性、荷电特性、形貌、机械性质、电学性质)
特点：（1）蛋白质在表面的浓度比它以前所在的溶液中的浓度大得多。（2）蛋白质在表面和溶液中是完全不同的两种状态，在表面状态称为被吸附态。（3）吸附石不可逆的。（4）蛋白质吸附过程被认为是熵的变化驱动的。
2、当材料和机体组织相互接触时，细胞是如何粘附到材料上的其影响因素有哪些细胞粘附有何意义（P129）
答：细胞粘附到材料的方法：
（1）焦点粘附：缝隙宽度10~20nm，在细胞铺展的细胞边界可以观察到细胞伪足与材料的锚接，这是一种非常强的粘附；
（2）直接接触：缝隙宽度30~50nm，围绕在焦点粘附周围；
（3）间接接触：缝隙宽度>100nm，细胞外基质材料或液体夹在膜与材料之间
影响因素：材料表面的拓扑结构，表面亲/疏水性，表面化学组成，多孔材料的孔隙，表面化学修饰
细胞粘附的意义：细胞吸附是衡量生物材料的生物相容性的依据之一，对细胞的迁移有
重要作用，是构建工程化组织和器官的形成前提条件。（自己总结吧）
第6章生物医用材料
1、简述金属植入物的制备过程（P144）
答：（1）从金属矿石到金属原材料：选矿、矿石破碎、提取金属、纯化金属、制作合金（2）从金属原材料到金属型材：铸造、锻造、轧制、粉末生产、热处理
（3）从金属型材到初步和最终的金属装置：通过铸造成型、表面处理、钝化等工艺制成金属装置。
2、生物降解和生物侵蚀的概念（P172）
答：生物降解：强调生物因子（酶或细菌）在降解过程中的作用。
生物侵蚀：强调在生理环境下，包括物理过程（如溶解等）或化学过程（如分子骨架断裂）的作用
3、植入组织的反应类型
答：植入组织的反应类型如下：
（1）材料是有毒的，周围组织死亡；
（2）组织无毒且无生物活性(近乎无活性)，形成厚度易变的纤维组织；
（3）材料无毒且有生物活性(生物活性的)，形成界面联结；
（4）材料无毒且可溶，周围组织会替代它。
4、纤维制备常用的三种技术及原理
答：纤维制备常用的三种技术及其原理如下：
（1）电纺丝(静电纺丝)：原理：首先将聚合物溶液或熔体带上几千至上万伏高压静电，带电的聚合物液滴在电场力的作用下在毛细管的Taylor锥顶点被加速。当电场力足够大时，聚合物液滴克服表面张力形成喷射细流。细流在喷射过程中溶剂蒸发或固化，最终落在接收装置上，形成类似非织造布状的纤维毡。
（2）熔体纺丝：原理：1）制备纺丝熔体；2）熔体通过喷丝孔挤出形成熔体细流；3）熔体细流冷却固化形成初生纤维；4）初生纤维卷绕。熔纺分直接纺丝法和切片纺丝法。
（3）湿法纺丝：原理：是化学纤维的主要纺丝方法之一，包括1）制备纺丝原液；2）将原液从喷丝孔压出形成细流；3）原液细流凝固形成初生纤维；4）初生纤维卷装或直接进行后处理。
第7章生物医用材料表面性质与改性
1、表面与界面的定义
答：表面的定义：与气体接触的界面。界面的定义：任意两相的接触面，有一定的厚度，(约为几个分子层厚度)，又称为为界面相
2、表面分析的主要原理和分类（P204）
答：表面分析原理：电磁辐射（X射线、紫外线等）或运动载能离子（电子、离子、中性粒子等）作用于待检测材料，形成反射、散射、及光电离（光子、电子、离子、中性粒子等），分析信息载体：强度、空间分布、能量分布、质荷比及自旋等，得出所需结果：表面的微观形貌、结构、化学组成、电子结构（电子能带结构和态密度、吸附原子、分子的化学态等）和原子运动（吸附、脱附、扩散等）
分类：依据表面性能特征和所要获取的表面信息分类：表面形貌分析（表面宏观形貌、显微组织形貌）；表面成分分析（表面元素组成分析、表面元素化学态分析、表面元素分布（横向分布和纵向深度分布)分析）；表面结构分析（晶体原子排列、晶胞大小和晶体取向；原子在晶胞中的位置；表面吸附和化学反应，扩散等）；表面电子态分析*；表面原子态分析
3、表面改性的主要方法有哪些主要表征方法有哪些
答：表面改性的主要方法：1）材料的表面修饰2）等离子表面改性；3）离子注入表面改性；4）表面薄膜合成自组装单分子层等。（或者答：等离子体表面改性；离子注入表面改性；离子束辅助沉积；LB技术；硅烷化；自组装单层膜；钝化处理；激光涂覆。
主要表征方法：
4、表面生物分子固定的种类及其方法
答：种类及其方法如下：
1）物理吸附法：范德瓦尔斯力、静电力、亲和力、吸附交联力
2）物理捕获法：栅栏系统、水凝胶、分散粘合
3）共价结合法：可溶高分子衍生物、固体表面、水凝胶
第8章材料的生物相容性
1、生物材料的生物相容性定义及应具有的条件?
答：生物材料的生物相容性定义：指生物材料与人体间相互作用产生各种复杂的生物、物理、化学反应，以及人体对这些反应的忍受程度。
应具有的条件：“六无”—无毒，无致敏，无刺激，无遗传毒性，无致癌，对组织、血液、免疫系统无副作用。具有生物安全性和生物功能性。
2、植入生物材料中哪些因素会导致凝血系统异常目前有哪些改进方法
答：导致凝血系统异常的因素：生物材料表面粗糙；生物材料表面正电荷；生物材料表面润湿性较差。目前改进方法：生物材料表面处理：肝素表面或光滑的生物学表面；负电荷表面（偏析金属、聚合物电解质）；惰性表面（羟乙基异丁酸、聚丙烯酸水凝胶）；溶液-透析表面（亲水性）
3、比较急性炎症和慢性炎症的差异
答急性炎症慢性炎症
起病急起病较缓慢
持续时间短持续时间长（数月—数年）
以渗出病变为主要特征以增生性病变为主
炎C浸润以粒C 为主炎C以巨噬C和淋巴C 为主
4、详述生物材料植入体内会引起宿主哪些反应
答案一：（1）生物材料的界面现象：材料表面先吸附血浆蛋白，包括白蛋白、球蛋白、纤维蛋白
（2）免疫成分的改变、补体的激活以及血小板受体、二磷酸腺苷和前列腺素的释放等分子水平的反映
（3）生物材料会引起血液改变：破坏血液中蛋白质和酶活性；引起补体系统激活；引起凝血系统或纤溶系统异常；破坏血细胞、引起血细胞数量或质量异常；血流动力学改变（主要指植入在血流通道上）
答案二：引起组织反应、血液反应、免疫反应和全身反应。
免疫反应：是由植入材料的化学组分、分子及其部分结构在生物环境下被释放进入生物组织所引起的。
全身反应包括非免疫性全身反应、免疫性全身反应和超敏反应。
非免疫性全身反应：主要是由于材料的降解产物和磨损碎片的堆积、变换和随后发生的主体作用。
免疫性全身反应：第一套防御机制是实物屏障，内在防御机制始于炎症，获得性防御机制—淋巴细胞
超敏反应：因免疫系统的异常、过度或者是失控而导致机体失调的反应。分为ⅠⅡⅢⅣ型
第9章生物材料的检测与评价
1、生物材料的生物相容性评价程序
答：材料选择→产品生物学评价（与已上市产品对照）→确定材料分类→生物学试验项目选择→生物学试验→上市后重新评价。
2、生物材料的生物相容性评价原则
答案一：生物材料的生物相容性评价原则如下：
（1）选择材料时要考虑到化学性能、物理学性能、电学性能、形态学性能、力学性能和其它性能等，同时考虑到生物学评价（生物学性能）。
（2）考虑一种材料与组织间的相互作用时，不能脱离整个生物材料的总设计，一般在材料满足其物理和化学性能后，再去评价它的生物性能。
（3）考虑到实验动物的3R原则和节约经费时间，一般先体外试验，后进行动物试验。（4）考虑到灭菌可能对生物材料的影响及可能伴随的毒性物质，应用最后灭过菌的产品作为试验样品或作为制备浸提液的样品，进行生物学评价。
（5）考虑到生物学评价的高要求和严标准，生物学试验均须在专业实验室中进行，并由经专业培训且有实践经验的人员操作，其试验结果应具有可重复性。
（6）当最终产品投入市场后，如其原料或技术发生变化，产品配方、工艺、初级包装或灭菌条件改变，贮存期内产品发生变化，产品用途发生变化，有迹象表明产品用于人体时会产生副作用等时，均需对产品重新进行生物学评价。
答案二：生物安全性：是指消除生物材料对机体器官的毒副作用，如细胞毒性、刺激性致敏性和致癌性等。
生物功能性：生物材料在应用过程中能够引起宿主适当的应答，如细胞粘附、铺展、增殖、分化、及生长因子的表达等。
第10章材料在生物环境中的降解
1、简要叙述聚合物材料降解的几种机理
答：聚合物材料降解的机理如下：
（1）物理机理：吸附作用、膨胀作用、软化、结晶化、去结晶化、应力开裂、疲劳断裂、冲撞挤压断裂
（2）化学机理：
1）热分解作用：自由基分离、解聚作用
2）氧化作用：化学氧化、热氧化
3）溶剂分解作用：水解、醇解、氨解等
4）光分解：可见光、紫外光
5）辐射降解：α-射线、X射线、电子束
6）断裂引起的自由基反应
2、简述金属腐蚀的基本原理
答：水溶液腐蚀是金属生物材料的最常见的腐蚀方式，在电解液中，金属表面发生电化学反应时发生水溶液腐蚀，此过程存在两种反应：产生金属离子的阳极反应，比如金属失去电子，氧化变成阳离子，还有消耗电子的阴极反应，虽然阴极反应取决于电解液的性质，但是在水环境中最重要的反应是氢的还原反应和溶解的氧气在酸性溶液中的还原反应或在中性或碱性溶液中的还原反应，在所有的腐蚀过程中，阳极反应（氧化反应）的速度和阴极反应（还原反应）的速度相同。
第11章组织工程
1、什么是组织工程其要素、内容是什么?
答：组织工程的定义：应用生命科学和工程学的原理与方法，研究、开发生物替代物用于修复、增进或改善人体各种组织或器官损伤后功能和形态的一门交叉学科
组织工程的要素：生物材料支架；支持细胞/种子细胞；生长因子/调节因子
组织工程的内容：建立种子细胞库；制备生物材料支架；组织培养技术；体内/临床应用技术
2、对组织工程生物材料支架有哪些要求常用哪些材料
答：（1）对组织工程生物材料支架的要求：
1）具有三维多孔网络，有利于细胞生长、养分传输和代谢废物的排放；
2）良好的生物相容性和相匹配的可降解性能，降解速度和吸收速度可以调控，以适应细胞或组织的生长；
3）化学表面适合细胞的粘附、增殖和分化；
4）具有与自体组织相似的机械性
5）需具有可塑性，无污染处理(灭菌)
（2）常用的材料：
1）天然可降解生物材料：胶原；甲壳素及其衍生物；藻酸盐；纤维素；透明质酸；珊瑚；弹性蛋白
2）合成可降解材料：α-聚酯类（聚乳酸（PLA）（聚丙交酯），聚乙醇酸（PGA ）-单体：乙醇酸，PGA、PLA、PLGA）；微生物聚酯类；其它（聚酰胺共聚物、聚氨基酸、脂肪酯、芳香族聚酯的共聚物等）
3、种子细胞和生物材料如何体外培养构建组织工程化组织/器官
答：活组织切片，酶消化，制成细胞悬浮液，体外增殖，在准备好的支架上种植细胞，生物反应器内培养，培养条件控制(生长因子调节)，形成三维组织，组织工程化组织/器官。
包装材料学课后题答案
绪论 1.包装材料的定义是什么？对于从事包装专业的人员，为什么要学习包装材料？如何学习？ 答：包装材料是指作包装容器和满足产品包装要求所使用的材料。对于从事包装专业的人员，只有具备丰富的包装材料的理论与知识，才可能创造出新型的产品包装和包装方法，提高包装的科学技术水平。在学习、研究包装材料的过程中，要从材料的组成和结构入手，认识和掌握组成、结构、性能、应用四者之间的关系，才能产生最佳的技术比和经济比。 2.对包装材料的要求有哪些？ 答:保护性、安全性、加工性、方便性、商品性。 第二章塑料包装结构 1.名词解释 填料：填料又称填充剂，是塑料中的重要组成部分，它是对合成树脂呈现惰性的补充材料。 增塑剂：又称塑化剂，是工业上被广泛使用的高分子材料助剂，可以使其柔韧性增强，容易加工。 塑化：塑化指塑料在料筒内经加热达到流动状态并具有良好的可塑性的全过程。
塑料：塑料是以合成树脂为主要成分，添加其他添加剂，经一定的温度，压力、时间等塑制成型或制成薄膜的材料。 2.塑料一般由哪几种成分组成？各组分在塑料中作用是什么？ 答：树脂：黏合剂的作用。填充剂：增量、降低成本、改变塑料的硬度、冲击强度等。增塑剂：增强塑料的柔韧性、搞冲击性、弹性等。稳定剂：抑制塑料的降解。固化剂：提高塑料硬度。着色剂：使塑料着色。 3.试从LDPE、LLDPE、HDPE的分子结构特征分析其性能上的差异。 答：LDPE大分子中含有各种式样的长短支链使它不易产生结构致密的晶体；LLDPE分子链上含有许多短小而规整的支链，性能与LDPE相近；HDPE分子中支链很少，且主要呈线形结构，使它分子堆积较密，致使其密度较大。 4.BOPP薄膜与CPP薄膜相比，在性能上有哪些区别？ 答：BOPP的厚度较小，抗张强度经CPP大得多，延伸率比CPP要小，透湿度和氧气透过度都比CPP要小。 5.PVC和PVDC都是由相同的元素C、H、Cl构成，而PVC 为典型的非晶体塑材，PVDC为结晶塑材，为什么？并分析性能上的差别。
《材料科学基础》总复习(完整版)
《材料科学基础》上半学期容重点 第一章固体材料的结构基础知识 键合类型（离子健、共价健、金属健、分子健力、混合健）及其特点；键合的本质及其与材料性能的关系，重点说明离子晶体的结合能的概念； 晶体的特性（5个）； 晶体的结构特征（空间格子构造）、晶体的分类； 晶体的晶向和晶面指数（米勒指数）的确定和表示、十四种布拉维格子； 第二章晶体结构与缺陷 晶体化学基本原理：离子半径、球体最紧密堆积原理、配位数及配位多面体； 典型金属晶体结构； 离子晶体结构，鲍林规则（第一、第二）；书上表2－3下的一段话；共价健晶体结构的特点；三个键的异同点（举例）； 晶体结构缺陷的定义及其分类，晶体结构缺陷与材料性能之间的关系（举例）； 第三章材料的相结构及相图 相的定义 相结构 合金的概念：
固溶体 置换固溶体 （１）晶体结构 无限互溶的必要条件—晶体结构相同 比较铁（体心立方，面心立方）与其它合金元素互溶情况（表３－１的说明） （２）原子尺寸：原子半径差及晶格畸变； （３）电负性定义：电负性与溶解度关系、元素的电负性及其规律；（４）原子价：电子浓度与溶解度关系、电子浓度与原子价关系；间隙固溶体 （一）间隙固溶体定义 （二）形成间隙固溶体的原子尺寸因素 （三）间隙固溶体的点阵畸变性 中间相 中间相的定义 中间相的基本类型： 正常价化合物：正常价化合物、正常价化合物表示方法 电子化合物：电子化合物、电子化合物种类 原子尺寸因素有关的化合物：间隙相、间隙化合物 二元系相图： 杠杆规则的作用和应用； 匀晶型二元系、共晶（析）型二元系的共晶（析）反应、包晶（析）
型二元系的包晶（析）反应、有晶型转变的二元系相图的特征、异同点； 三元相图： 三元相图成分表示方法； 了解三元相图中的直线法则、杠杆定律、重心定律的定义； 第四章材料的相变 相变的基本概念：相变定义、相变的分类（按结构和热力学以及相变方式分类）； 按结构分类：重构型相变和位移型相变的异同点； 马氏体型相变：马氏体相变定义和类型、马氏体相变的晶体学特点，金属、瓷中常见的马氏体相变（举例）（可以用许教授提的一个非常好的问题――金属、瓷马氏体相变性能的不同――作为题目） 有序-无序相变的定义 玻璃态转变：玻璃态转变、玻璃态转变温度、玻璃态转变点及其黏度按热力学分类：一级相变定义、特点，属于一级相变的相变；二级相变定义、特点，属于二级相变的相变； 按相变方式分类：形核长大型相变、连续型相变（spinodal相变）按原子迁动特征分类：扩散型相变、无扩散型相变
湖南工大包装材料学课后答案
1.包装材料的定义是什么？对于从事包装专业的人员，为什么要学习包装材料？如何学习？ 答：包装材料是指作包装容器和满足产品包装要求所使用的材料。对于从事包装专业的人员，只有具备丰富的包装材料的理论与知识，才可能创造出新型的产品包装和包装方法，提高包装的科学技术水平。在学习、研究包装材料的过程中，要从材料的组成和结构入手，认识和掌握组成、结构、性能、应用四者之间的关系，才能产生最佳的技术比和经济比。 2.对包装材料的要求有哪些？答:保护性、安全性、加工性、方便性、商品性。 第二章塑料包装结构 1.名词解释 填料：填料又称填充剂，是塑料中的重要组成部分，它是对合成树脂呈现惰性的补充材料。 增塑剂：又称塑化剂，是工业上被广泛使用的高分子材料助剂，可以使其柔韧性增强，容易加工。 塑化：塑化指塑料在料筒内经加热达到流动状态并具有良好的可塑性的全过程。 塑料：塑料是以合成树脂为主要成分，添加其他添加剂，经一定的温度，压力、时间等塑制成型或制成薄膜的材料。 2.塑料一般由哪几种成分组成？各组分在塑料中作用是什么？ 答：树脂：黏合剂的作用。填充剂：增量、降低成本、改变塑料的硬度、冲击强度等。增塑剂：增强塑料的柔韧性、搞冲击性、弹性等。稳定剂：抑制塑料的降解。固化剂：提高塑料硬度。着色剂：使塑料着色。 3.试从LDPE、LLDPE、HDPE的分子结构特征分析其性能上的差异。 答：LDPE大分子中含有各种式样的长短支链使它不易产生结构致密的晶体；LLDPE分子链上含有许多短小而规整的支链，性能与LDPE相近；HDPE分子中支链很少，且主要呈线形结构，使它分子堆积较密，致使其密度较大。 4.BOPP薄膜与CPP薄膜相比，在性能上有哪些区别？ 答：BOPP的厚度较小，抗张强度经CPP大得多，延伸率比CPP要小，透湿度和氧气透过度都比CPP要小。 5.PVC和PVDC都是由相同的元素C、H、Cl构成，而PVC为典型的非晶体塑材，PVDC为结晶塑材，为什么？并分析性能上的差别。 答：由于PVC线性大分子链上氯原子的存在，破坏了结构的对称性，因此其为非晶体塑材；而PVDC分子上不存在这种现象，故为结晶塑材。PVC化学稳定性好，热软化点低，而PVDC耐燃、耐腐蚀、气密性好，极性强，常温下不溶于一般溶剂且光、热稳定性差，加工困难。 6.常用乙烯共聚物有哪几种？简述其功能、特点及应用。 答：聚乙烯：机械强度、透光性、透湿性、耐溶性均较差，但伸长率、耐冲击性、柔软性均较高，广泛用于包装袋。聚苯乙烯：透光性好、不易燃、燃烧时发出带烟的火焰，主要用于透明包装容器、容器盖、真空镀铝、蒸镀容器等。聚氯乙烯：耐酸耐碱，有较强的机械强度和介电性能，不易降解，广泛用于容器制造、工业塑料包装袋、管道等。聚偏二氯乙烯：密度较大、熔点范围窄、质硬、不易加工，可用于制作复合薄膜、黏合剂、涂料、食品包装膜等。聚乙烯醇：透明度高、黏合强度大、抗老化性、耐执性优良、吸水性强，广泛用于真空包装、充气包装、防气剂之类的升华性物质的包装。 7.试从PA类塑料的分子结构特征分析其主要性能特点。 答：聚酰胺链段中，重复出现的酰胺基团中有一个带极性的基团，这个基团上的氢能与另一个酰胺基团链段上的给电子的羰基（C=O)结合形成相当能力的氢键，使结构晶体化，这样会导致熔点升高，使成品具有良好的韧性、耐油脂和耐溶剂性，机械性能优异。 8.什么叫聚酯？为什么说PET是一种综合性能优良的塑料包装材料？ 答：聚酯（PET)即聚对苯二甲酸二乙酯，它是乙二醇与对苯二甲酸二甲酯的缩聚物。聚酯的耐低温性能很好、线膨胀系数小、成型收缩性低、气密性好、具有良好的化学稳定性、耐酸耐碱、机械性能尤其卓越！故称PET是一种综合性能优良的塑料包装材料。 9.排列下列聚合物的性能顺序：PE、增塑PVC、PA66、PC。（a)按抗热能力的强弱排序；（b)按强度的大小排序；（c)按韧性的优良排序
材料科学基础知识点总结
金属学与热处理总结 一、金属的晶体结构 重点内容：面心立方、体心立方金属晶体结构的配位数、致密度、原子半径，八面体、四面体间隙个数；晶向指数、晶面指数的标定；柏氏矢量具的特性、晶界具的特性。 基本内容：密排六方金属晶体结构的配位数、致密度、原子半径，密排面上原子的堆垛顺序、晶胞、晶格、金属键的概念。晶体的特征、晶体中的空间点阵。 晶胞：在晶格中选取一个能够完全反映晶格特征的最小的几何单元，用来分析原子排列的规律性，这个最小的几何单元称为晶胞。 金属键：失去外层价电子的正离子与弥漫其间的自由电子的静电作用而结合起来，这种结合方式称为金属键。 位错：晶体中原子的排列在一定范围内发生有规律错动的一种特殊结构组态。 位错的柏氏矢量具有的一些特性： ①用位错的柏氏矢量可以判断位错的类型；②柏氏矢量的守恒性，即柏氏矢量与回路起点及回路途径无关；③位错的柏氏矢量个部分均相同。 刃型位错的柏氏矢量与位错线垂直；螺型平行；混合型呈任意角度。 晶界具有的一些特性： ①晶界的能量较高，具有自发长大和使界面平直化，以减少晶界总面积的趋势；②原子在晶界上的扩散速度高于晶内，熔点较低；③相变时新相优先在晶界出形核；④晶界处易于发生杂质或溶质原子的富集或偏聚；⑤晶界易于腐蚀和氧化；⑥常温下晶界可以阻止位错的运动，提高材料的强度。 二、纯金属的结晶 重点内容：均匀形核时过冷度与临界晶核半径、临界形核功之间的关系；细化晶粒的方法，铸锭三晶区的形成机制。 基本内容：结晶过程、阻力、动力，过冷度、变质处理的概念。铸锭的缺陷；结晶的热力学条件和结构条件，非均匀形核的临界晶核半径、临界形核功。 相起伏：液态金属中，时聚时散，起伏不定，不断变化着的近程规则排列的原子集团。 过冷度：理论结晶温度与实际结晶温度的差称为过冷度。 变质处理：在浇铸前往液态金属中加入形核剂，促使形成大量的非均匀晶核，以细化晶粒的方法。 过冷度与液态金属结晶的关系：液态金属结晶的过程是形核与晶核的长大过程。从热力学的角度上看，
《包装材料学》课后习题答案
第一篇纸包装材料与制品（习题集） -------------------------------------------------------------------------------- 第一章概论 思考题： 1．纸包装为什么在包装工业中占有主导地位？ 2．为什么提倡绿色包装？ 3．简述纸包装种类及主要性能。 第一章 1. a原料来源广、生产成本低； b保护性能优良； c加工储运方便； d印刷装潢适性好；e安全卫生； f绿色环保，易于回收处理； g复合加工性能好。 2. 随着科学技术的发展和人类文明的进步，人们对社会的可持续性发展越来越重视。包装材料作为原料和能源消耗的重要组成部分，尤其是包装废弃物对环境保护带来的重大压力。使人们在开发包装新材料和新技术的同时，要将包装领域的可持续发展放在首要位置。绿色包装是实现包装工业可持续性发展的重要途径，即在使用包装材料制造包装制品时，要考虑到包装减量（Reduce）、重复使用（Reuse）、回收利用（Recycle）和再生（Recover），尽量使用可降解材料（Degradable），减少包装带来的环境污染。 3. 包装纸和纸板的种类繁多，根据加工工艺可分为包装纸、包装纸板、加工纸和纸板等大类。作为包装材料，纸和纸板应该具备各种包装适性，以满足不同商品包装的要求，如外观性能、强度性能、抗弯曲及压缩性能、表面性能、透气与吸收性能、光学性能、适印性能、卫生和化学性能。 第二章包装纸和纸板
思考题： 1．简述造纸植物纤维原料的物理结构特征、化学组成及其主要性能。 2．简述纸和纸板的生产工艺。 3．怎样才能制造出质量良好的纸和纸板？ 4．试样测试前为什么要进行予处理？ 5．总结纸和纸板物理特性及其测试方法。 6．怎样评价纸和纸板质量的优劣？ 第二章 1. 纤维是造纸原料中最主要、最基本的植物细胞，细胞壁是由原生质体所分泌的物质形成的。根据细胞壁形成的先后和结构方面的差异，细胞壁可以分为胞间层(ML)、初生壁(P)和次生壁(S)三个部分。根据形成顺序，次生壁可分为外层(S1)、中层(S2)和内层(S3)。次生壁是细胞（纤维）的主体。化学组成：纤维素、半纤维素、木素和其他化学成分。纤维素是植物纤维原料最主要的化学成分，增加纸和纸板的强度；保留较高的半纤维素含量，对于提高纸张的裂断长、耐折度、吸收性和不透明性是有利的；保留少量木素可提高纸和纸板的挺度，过多则使纸张发脆，影响白度；其他成分为树脂、果胶质等，它们在纸和纸板中保留较少。 2. 原料――料片――纸浆――打浆――调料――抄造――纸张 3. 首先制浆过程中保留适量的木素，在保证纸张挺度的同时使纤维保持良好的柔韧性和强度。其次适度打浆，提高纸张强度的同时保证纤维具有一定长度。调料要适当，适度施胶、加填、加入化学助剂。抄造时，控制流浆箱的速度，使纸页质量均匀，网部速度决定纸页厚度和定量均匀，控制压榨部压力，使纸幅脱水均匀，在干燥初期要避免高温造成水分蒸发过快，否则要影响纤维之间的结合力，使成纸出现强度差、松软、施胶度低、收缩不均匀、翘曲等纸病。压光，使纸页紧密、表面平整，尽量消除两面差。 4. 纸和纸板的含水量对其物理性能有十分明显的影响，为了能准确地反映和比较各种纸包装材料的性能，除了测试纸和纸板的水分外，其它性能指标的测试一般都要在恒温恒湿的标准大气中进行。 5. 纸和纸板的物理性能包括抗张强度、耐破度、撕裂度、耐折度、挺度、环压强度等。他们分别可用拉力机、耐破度仪、撕裂度仪、耐折度仪、挺度仪和环压机等。
材料科学基础 名词解释
材料科学基础名词解释 第一章晶体学基础 空间点阵晶体中原子或原子集团排列的周期性规律，可以用一些在空间有规律分布的几何点来表示，这样的几何点集合就构成空间点阵。 （每个几何点叫结点；每个结点周围的环境相同，则都是等同点。） 晶格在三维空间内表示原子或原子集团的排列规律的结点所构成的阵列，设想用直线将各结点连接起来，就形成空间网络，称为晶格。 晶胞空间点阵可以看成是由最小的单元——平行六面体沿三维方向重复堆积而成，这样的平行六面体就叫晶胞。 晶系按照晶胞的大小和形状的特点（点阵的对称性）对晶体进行的分类。 晶格常数（点阵常数）决定晶胞形状和大小的6个参数。 布拉维点阵结点都是等同点的点阵就叫布拉维点阵。 晶面穿过晶体的原子面称为晶面。 晶向连接晶体中任意原子列的直线方向称为晶向。 晶面(间)距两个相同晶面间的垂直距离。 晶面族在高度对称的晶体中，特别是在立方晶体中，往往存在一些位向不同、但原子排列情况完全相同的晶面，这些晶体学上等价的晶面就构成一个晶面族。 晶向族……晶体学上等价的晶向构成晶向族。 配位数晶体结构中一个原子周围的最近邻且等距离的原子数。 堆垛密度/紧密系数/致密度晶胞中各原子的体积之和与晶胞的体积之比。 晶体是具有点阵结构的，由长程有序排列的原子、离子、分子或配位离子等组成的固体。 非晶体是无点阵结构的和长程有序排列的结构基元组成的固体。 晶体结构指晶体中原子在三维空间排列情况。 *同素异构体化合物有相同的分子式，但有不同的结构和性质的现象。 原子半径包括共价半径：两原子之间以共价键键合时，两核间距离的一半，实际上核间距离是共价键的键长。金属半径：金属晶体中相邻两金属原子核间距离的一半。范德瓦尔斯半径：靠范德华力相互吸引的相邻不同分子中的两个相同原子核间距离的一半。 晶体原子数某一晶体结构的一个晶胞中所含有的原子个数。 第二章固体材料的结构 结合键指由原子结合成分子或固体的方式和结合力的大小。 离子键当一正电性元素和一负电性元素相接触时，由于电子一得一失，使它们各自变成正离子和负离子，二者靠静电作用相互结合起来的化学键。 共价键由俩个或多个电负性相差不大的原子间通过共用电子对而形成的化学键。 金属键自由电子与原子核之间静电作用而产生的键合力。 分子键又称范德华力，由瞬间偶极矩和诱导偶极矩产生的分子间引力所构成的物理键。 合金两种或两种以上的金属或金属与非金属经熔炼、烧结或其他方法组合
包装工程07级包装材料学考试试题(B卷答案)
2、瓦楞纸板的形状有几种?各有什么特点? 答：U形楞。结构富有弹力，弹性恢复力强；芯纸和粘合剂的使用量较大。 V形楞。坚硬，强度大，但是弹性小，瓦楞辊容易磨损 UV形楞。性能介于U，V之间。 3、试从LDPE，LLDPE，HDPE的分子结构特征分析其性能上的差异； 答：LDPE大分子中含有多种形式的长短支链，这种支链结构使它不容易产生结构致密的晶体，所以结晶度低，密度小，强度较低。 HDPE大分子中支链很少，主要呈线型结构，这种结构使它的分子容易堆切的较紧密，所以结晶度高，密度大，材料坚韧。 LLDPE的分子结构与HDPE一样呈线性直链状，但因单体中加入了-烯烃，致使分子链上含有许多短小而规整的支链，LLDPE的支链长度比HDPE的支链长，支链数目也多，其分子结构接近HDPE，而密度与LDPE相近，兼有HDPE和LDPE的性能。 4、熔制玻璃的主要辅助原料有哪些？ 答：（1）澄清剂：在玻璃原料中加入的澄清剂在高温时本身能气化或分解放出气体，以促进排除玻璃中的气泡。常用的澄清剂有白砒、三氧化二砷、硫酸盐、氟化物、氯化钠、铵盐等。 （2）着色剂：使玻璃着色。一般是一些过渡或稀土金属的氧化物。 （3）脱色剂：用来减弱铁化合物对玻璃着色的影响，从而使无色玻璃具有良好的透明性。有化学和物理脱色剂两种。化学脱色剂即氧化剂，主要有硝酸钠、硝酸钡、白砒、氧化锑等。物理脱色剂有二氧化锰、硒、氧化钴等。 （4）乳化剂：又称乳浊剂，使玻璃呈不透明乳白色。常用冰晶石、氟硅酸钠、萤石。 （5）碎玻璃：用作玻璃原料的助熔剂，用时要除去杂质。 5、简述镀锡薄钢板的结构、性能及用途 答：结构：镀锡薄钢板又称马口铁，是由钢基板、锡铁合金层、锡层、氧化膜和油膜五层构成。 性能：（1）机械性能，指镀锡原板即钢基板的机械性能，主要有钢基板的化学成分、轧制工艺和退货工艺来决定。 （2）耐蚀性：是镀锡板最重要的性能，中锡层及其表面处理情况是决定镀锡层的最重要的因素。 （3）表面性能：主要有涂饰性、涂膜附着性、锡焊性等。 用途：光亮表面、普通光亮表面的镀锡板用于生产食品罐和18L方罐的罐身、罐底盖； 粗面的镀锡板用于生产罐底盖； 无光泽表面的镀锡板用于制作包装啤酒、汽水等的王冠盖； 极粗面的镀锡板用于制作罐头以外的其他杂罐。 6、简述温度和湿度变化对阻隔层气体渗透性的影响。 答：温度的影响：对于H2、O2、N2等非凝聚性气体，渗透系数随温度升高而增大，即渗透性好，大多数气体都遵循这个规律。对于可凝聚气体，如水蒸气、有机化合物蒸汽等，在渗透过程中可能发生凝聚，渗透系数随温度变化较复杂。 湿度的影响：对湿度敏感的材料如EVOH、PV A、PA、未涂覆玻璃纸等，随着相对湿度的升高，透氧系数迅速增加，即对氧的阻隔性能迅速下降。而PE、PP、硬PVC和PET的透氧率几乎不随相对湿度的变 化而变化。
包装材料学复习资料(答案).doc
包装材料学复习资料 1.包装材料的一般性能要求：保护性、安全性、加工性、方便性、商品性。 2.主要包装材料的种类：塑料、纸张和纸板、金属、陶瓷和玻璃、油墨、黏 合剂。 3. 数均分子量 Mn=￡NM/ENi ；重均分子量 云。 4. 名词解释：（1）加聚反应：单体间相互反应生成一种高分子化合物的反应；（2） 缩聚反应：单体间相互反应生成叠壬化合物，同时还生成小分子（水、氨等 分子）的反应；（3）热塑性聚合物:聚合物大分子之间以物理力聚而成，加热时 可熔融，并能溶于适当溶剂中。热塑性聚合物受热时可塑化，冷却时则固化成 型，并且可以如此反复进行;（4）热固性聚合物:体形聚合物，加热条件下发生了 交联反应，形成了网状或体型结构，再加热时不能熔融塑化，也不溶于溶剂， 这类聚合物称为热固性聚合物° 5. 氯乙烯的自由基加聚反应：（1）链引发：R-R R- + CH 2=CHCL （2）链增长： RCH 2-CHCL- + nCH 2 =CHCL ------- ? R （3）链终止：a.重合终止 R . CH 2-CHCL- + -CHCL-CH 2- CH 2-CHCL -CHCL-CH2 ... R b.歧化终止 R ... CH 2-CHCL- + -CHCL-CH 2 ... R ------- CH2CL-CH2 .. R ? 6. 聚合物受热的力学状态：玻璃态（T
生物材料学问答题
第1章绪论 1、什么是生物材料 答：目前认为：生物材料为一种与生物系统相互接触，用以诊治组织/器官疾患，替换病损组织/器官，或者改善其形态或增进其功能的材料，包括生物源性材料和生物医用材料。 种类：蛋白质、核酸、高分子多糖及其复合物。 2、生物材料的类别 答：生物材料的类别如下： （1）按材料属性：医用金属材料、医用无机材料、医用高分子材料、医用复合材料…（2）按材料功能：硬组织材料、软组织材料、血液相容性材料、生物降解材料… （3）按材料来源：组织衍生材料、天然生物材料、人工合成材料 （4）按材料用途：骨科材料、心血管材料、血液透析材料、整形美容材料… 3、生物材料应用现状 答：生物材料应用现状如下： （1）软组织植入材料：医用缝合线（蚕丝、尼龙、羊肠(胶原)、聚酯…）、止血海绵、人工乳房植入体（石蜡、硅酮油、聚丙烯酰胺、聚乙烯海绵体、硅胶袋（内装硅凝胶或生理盐水）…）、经皮植入体、皮肤植入体、颚面植入体、眼耳植入体、血管植入材料、人工心脏瓣膜…（2）硬组织修复与替代材料：接骨板、人工关节、金属丝、螺钉、髓内钉、脊柱固定器件、牙根植入体、齿科材料等… （3）人工器官：人工肾(血液透析仪)、人工心脏、人工肺… （4）组织工程产品：皮肤、骨、软骨、膀胱、神经（壳聚糖、聚乙醇酸） 第2章生物大分子 1、生物大分子概念和种类 答：生物大分子概念：是生物体的重要组成成分，是一类具有生物功能、分子量较大、结构也比较复杂的天然高分子，同时也是一类非常重要的生物材料来源。 种类：蛋白质、核酸、高分子多糖及其复合物 2、胶原蛋白的特点及稳定构象，丝素蛋白的特点及稳定的构象 答：（1）胶原蛋白： 特点：耐湿热，生物相容性良好，生物可降解，经过处理可消除抗原性，能促进组织恢复，无异物反应 稳定构象：三股螺旋和球形 （2）丝素蛋白 特点：来源广泛、生物相容性良好，力学性能优良，血液相容性相对较好，可以缓慢降解，溶解性（浓的中性盐溶液） 稳定构象：反平行折叠链构象 第3章&第12章生物矿化和仿生材料 1、生物矿化的定义及主要分类是什么 答：生物矿化定义：生物矿化是指在一定条件下，在生物体的不同部位，以各种作用方式，在有机基质和细胞的参与下，无机元素从环境中选择性的在特定的有机基质上形核、生长和相变而转变为结构高度有序的生物矿物的过程。 主要分类：无定形矿物；无机晶体；有机晶体；最多的是含钙矿物，其次依次为非晶质氧化硅，铁锰氧化物、硫酸盐，硫化物、钙镁有机酸盐
材料学基础知识
1. 材料抵抗冲击载荷而不破坏的能力称为冲击韧性。 2. 材料在弹性范围内，应力与应变的比值εσ/称为弹性模量E （单位MPa ）。E 标志材料抵抗弹性变形的能力，用以表示材料的刚度。 3. 强度是指材料在外力作用下抵抗永久变形和破坏的能力。 4. 塑性是材料在外力作用下发生塑性变形而不破坏的能力。 5. 韧性是材料在塑性应变和断裂全过程中吸收能量的能力，它是强度和塑性的综合表现。 6. 硬度是指材料对局部塑性变形、压痕或划痕的抗力。 7. 应力场强度因子I K ，这个I K 的临界值，称为材料的断裂韧度，用C K I 表示。换言之，断裂韧度C K I 是材料抵抗裂纹失稳扩展能力的力学 性能指标。 8. 晶体是指原子在其内部沿三维空间呈周期性重复排列的一类物质。 9. 非晶体是指原子在其内部沿三维空间呈紊乱、无序排列的一类物质。 10. 把原子看成空间的几何点，这些点的空间排列称为空间点阵。用一些假想的空间直线把这些点连接起来，就构成了三维的几何格架称为晶格。从晶格中取出一个最能代表原子排列特征的最基本的几何单元，称为晶胞。 11. 体心立方晶格（bcc ）；面心立方晶格（fcc ）；密排六方晶格（hcp ） 12. 在晶体中，由一系列原子所组成的平面称为晶面。任意两个原子的连线称为原子列，其所指的方向称为晶向。立方晶系中，凡是
指数相同的晶面与晶向是相互垂直的。 13.在晶体中，不同晶面和晶向上原子排列方式和密度不同，则原子 间结合力的大小也不同，因而金属晶体不同方向上性能不同，这种性质叫做晶体的各向异性。 14.所谓位错是指晶体中一部分晶体沿一定晶面与晶向相对另一部分 晶体发生了一列或若干列原子某种有规律的错排现象。位错的基本类型有两种，即刃型位错和螺旋位错。 15.由于塑性变形过程中晶粒的转动，当形变量达到一定程度（70% 以上）时，会使绝大部分晶粒的某一位向与外力方向趋于一致，形成特殊的择优取向。择优取向的结果形成了具有明显方向性的组织，称为织构。由于是变形过程中产生的，故称为形变织构。 16.由于每个小晶体外形呈不规则的颗粒状，因此被称为晶粒。晶粒 与晶粒之间的接触界面称为晶界。工业上广泛应用的钢铁材料中，晶粒尺寸一般在mm 3 110 -，必须在显微镜下才能看到。 ~ 10- 17.组成合金的最基本的独立单元称为组元，组元可以是金属、非金 属或稳定化合物。由两个组元组成的合金称为二元合金，由三个组元组成的合金称为三元合金，以此类推。 18.相是指合金中具有同一化学成分、同一结构和原子聚集状态，并 以界面互相分开的、均匀的组成部分。固态合金中的相结构可分为固溶体和金属化合物两大类。 19.所谓组织是指用肉眼或显微镜观察到的不同组成相的形状、尺寸、 分布及各相之间的组合状态。
包装材料课后题答案(第四篇)王建清主编
第一章金属包装材料 1．试述金属包装材料的性能特点。 (1)优良的机械性能 (2)综合保护性能好 (3)外表美观 (4) 加工性能好(5)资源丰富 (6)废弃物处理性好 2．常见的金属包装材料有哪些？ 金属材料的种类极多，但用于包装上的材料品种并不很多，包装用金属材料的品种有：钢铁、铝、铜、锡、锌、铅等。其中使用较多的主要是钢材、铝材及其合金材料。 3．简述金属包装材料的包装适性。 耐蚀性、力学性能、印刷适性与造型、卫生性 4．&&金属材料的力学性能指标有哪几项？ （1）弹性和刚度（2）强度和塑性（3）冲击韧性（4）疲劳（5）硬度（6）断裂韧性 5．&&什么是金属键，它的特点是什么？ 金属原子结构的特点是外层电子少，容易失去。当金属原子相互靠近时，这些外层电子就脱离原子，成为自由电子，为整个金属所共有，它们在整个金属内部运动，形成电子气。这种由金属正离子和自由电子之间相互作用而结合的方式称金属键。 6．&&简述常见钢质包装材料的结构、性能特点及使用范围。 常见钢质包装材料有镀锡薄钢板、镀铬薄钢板、镀锌薄钢板和低碳薄钢板。镀锡薄钢板结构由钢基板、锡铁合金层、锡层、氧化膜和油膜构成。各层的厚度、成分因生产方法的不同有一定差异。油膜的特点是润滑和防锈；氧化膜具有防锈、防变色和防硫化斑的作用；锡层美观、易焊、耐腐蚀且无毒；锡铁合金层耐腐蚀；钢基板加工性良好，制罐后具有必要的强度。由于锡的电极电位比铁高，且化学性质稳定，因此镀锡层对铁起到一定保护作用，一般物品可直接用镀锡薄钢板罐包装。不能直接使用镀锡薄钢板容器的物品，应使用涂料镀锡薄钢板制罐。镀铬板是表面镀有铬和铬的氧化物的低碳薄钢板，它的结构由钢基板、金属铬层、水合氧化铬层和油膜构成。油膜防锈和润滑；水合氧化铬层保护金属铬层，便于涂料和印铁，并防止产生孔眼；金属铬层有一定耐蚀性；钢基板加工性好，制罐
包装材料(一)课后习题答案、
包装材料（一）课后习题答案 第一章 1纸包装材料的特点： a原料来源广、生产成本低； b保护性能优良； c加工储运方便； d印刷装潢适性好；e安全卫生；f绿色环保，易于回收处理； g复合加工性能好。 2. 纸包装为什么在包装工业中占有主导地位？ 随着科学技术的发展和人类文明的进步，人们对社会的可持续性发展越来越重视。包装材料作为原料和能源消耗的重要组成部分，尤其是包装废弃物对环境保护带来的重大压力。使人们在开发包装新材料和新技术的同时，要将包装领域的可持续发展放在首要位置。绿色包装是实现包装工业可持续性发展的重要途径，即在使用包装材料制造包装制品时，要考虑到包装减量（Reduce）、重复使用（Reuse）、回收利用（Recycle）和再生（Recover），尽量使用可降解材料（Degradable），减少包装带来的环境污染。 3. 简述纸包装的种类及主要性能 包装纸和纸板的种类繁多，根据加工工艺可分为包装纸、包装纸板、加工纸和纸板等大类。作为包装材料，纸和纸板应该具备各种包装适性，以满足不同商品包装的要求，如外观性能、强度性能、抗弯曲及压缩性能、表面性能、透气与吸收性能、光学性能、适印性能、卫生和化学性能。 第二章 1. 简述造纸植物纤维原料的物理结构特征、化学组成及其主要性能。 纤维是造纸原料中最主要、最基本的植物细胞，细胞壁是由原生质体所分泌的物质形成的。根据细胞壁形成的先后和结构方面的差异，细胞壁可以分为胞间层(ML)、初生壁(P)和次生壁(S)三个部分。根据形成顺序，次生壁可分为外层(S1)、中层(S2)和内层(S3)。次生壁是细胞（纤维）的主体。化学组成：纤维素、半纤维素、木素和其他化学成分。纤维素是植物纤维原料最主要的化学成分，增加纸和纸板的强度；保留较高的半纤维素含量，对于提高纸张的裂断长、耐折度、吸收性和不透明性是有利的；保留少量木素可提高纸和纸板的挺度，过多则使纸张发脆，影响白度；其他成分为树脂、果胶质等，它们在纸和纸板中保留较少。
《生物材料学》 课程教学大纲
《生物材料学》课程教学大纲 一、课程名称（中英文） 中文名称：生物材料学 英文名称：Biomaterials Science 二、课程代码及性质 课程代码:0816473 课程性质:专业选修课,选修课 三、学时与学分 总学时：40（理论学时：32学时；实践学时：0学时） 学分：2.5 四、先修课程 材料科学基础、金属材料学、陶瓷材料学、高分子科学基础 五、授课对象 本课程面向材料科学与工程专业、功能材料专业学生开设 六、课程教学目的（对学生知识、能力、素质培养的贡献和作用） 本课程的教学目的: 1. 系统掌握生物材料学方向的专业知识，具备应用这些知识分析、解决生物材料学复杂问题的能力； 2. 掌握各种典型生物材料，具备独立进行生物材料选用的能力； 3. 理解不同典型生物材料的使用要求，掌握典型生物材料的优缺点,具备运用所学知识进行各种生物材料的选用、性能检测等能力； 4．了解生物材料的发展前沿，掌握其发展特点与动向。
七、教学重点与难点： 教学重点： 生物材料与生物组织的相互作用、医用金属材料、医用无机非金属材料、医用高分子材料、生物材料表面改性等内容。 教学难点：
(1) 生物材料与生物组织的相互作用。 (2) 生物矿化的机制。 八、教学方法与手段： 教学方法： (1)以课堂讲授为主,阐述该课程的基本内容,保证主要教学内容的完成; (2)安排适量的课堂讨论环节,使学生通过课下的资料查阅而掌握基本的专业资料获取方法、途径、整理归纳和讲演能力。 教学手段： (1)运用现代教学工具,在课堂上通过PPT讲授方式,实现图文并茂,形象直观; (2)收集典型生物材料实物,在课堂上进行针对性讲授。 九、教学内容与学时安排 （1）总体安排 教学内容与学时的总体安排，如表2所示。 （2）具体内容 各章节的具体内容如下： 第一章绪论 (4学时) 1.1 生物材料概述 1.2生物材料分类 1.3生物材料的特征与评价 第二章生物材料与生物组织的相互作用(4学时) 2.1 氨基酸与蛋白质 2.2 结构蛋白与结缔组织 2.3 骨组织 2.4 牙组织 2.5 体液
材料科学基础总复习
《材料科学基础》上半学期内容重点 第一章固体材料的结构基础知识 键合类型（离子健、共价健、金属健、分子健力、混合健）及其特点；键合的本质及其与材料性能的关系，重点说明离子晶体的结合能的概念； 晶体的特性（5个）； 晶体的结构特征（空间格子构造）、晶体的分类； 晶体的晶向和晶面指数（米勒指数）的确定和表示、十四种布拉维格子； 第二章晶体结构与缺陷 晶体化学基本原理：离子半径、球体最紧密堆积原理、配位数及配位多面体； 典型金属晶体结构； 离子晶体结构，鲍林规则（第一、第二）；书上表2－3下的一段话；共价健晶体结构的特点；三个键的异同点（举例）； 晶体结构缺陷的定义及其分类，晶体结构缺陷与材料性能之间的关系（举例）； 第三章材料的相结构及相图 相的定义 相结构 合金的概念：
固溶体 置换固溶体 （１）晶体结构 无限互溶的必要条件—晶体结构相同 比较铁（体心立方，面心立方）与其它合金元素互溶情况（表３－１的说明） （２）原子尺寸：原子半径差及晶格畸变； （３）电负性定义：电负性与溶解度关系、元素的电负性及其规律；（４）原子价：电子浓度与溶解度关系、电子浓度与原子价关系；间隙固溶体 （一）间隙固溶体定义 （二）形成间隙固溶体的原子尺寸因素 （三）间隙固溶体的点阵畸变性 中间相 中间相的定义 中间相的基本类型： 正常价化合物：正常价化合物、正常价化合物表示方法 电子化合物：电子化合物、电子化合物种类 原子尺寸因素有关的化合物：间隙相、间隙化合物 二元系相图： 杠杆规则的作用和应用； 匀晶型二元系、共晶（析）型二元系的共晶（析）反应、包晶（析）
型二元系的包晶（析）反应、有晶型转变的二元系相图的特征、异同点； 三元相图： 三元相图成分表示方法； 了解三元相图中的直线法则、杠杆定律、重心定律的定义； 第四章材料的相变 相变的基本概念：相变定义、相变的分类（按结构和热力学以及相变方式分类）； 按结构分类：重构型相变和位移型相变的异同点； 马氏体型相变：马氏体相变定义和类型、马氏体相变的晶体学特点，金属、陶瓷中常见的马氏体相变（举例）（可以用许教授提的一个非常好的问题――金属、陶瓷马氏体相变性能的不同――作为题目）有序-无序相变的定义 玻璃态转变：玻璃态转变、玻璃态转变温度、玻璃态转变点及其黏度按热力学分类：一级相变定义、特点，属于一级相变的相变；二级相变定义、特点，属于二级相变的相变； 按相变方式分类：形核长大型相变、连续型相变（spinodal相变）按原子迁动特征分类：扩散型相变、无扩散型相变
《生物材料学》课程教学大纲.
《生物材料学》课程教学大纲 课程组人员：张胜民、王朝元、刘晓军 一、课程名称：生物材料学 二、英文名称：Biomaterials 三、课程编码： 四、学时与学分：32/2 五、先修课程：无机及有机化学 六、课程教学目标 1．帮助学生获得必要的生物材料学的基本知识，了解本学科发展的前沿动态，掌握研究本门学科的一般方法； 2. 使学生了解生物材料学在生物医学工程、生物科学、生物技术及医学中的地位和作用，培养和增强学生学习和应用本门学科的兴趣和社会责任感； 3．培养学生的自主学习能力、口头与书面表达能力，以及团队协作精神。 七、适用学科专业 生物医学工程、生物技术、生物科学、医学、材料学、化学 八、基本教学内容与学时安排 ●生物医学材料总论I（2学时） 生物材料发展 生物材料定义与特性 ●生物医学材料总论II（2学时） 生物医学材料的分类 生物医学材料的研究内容 ●生物惰性材料I（2学时） 生物惰性陶瓷 碳质生物材料 ●生物惰性材料II（2学时） 生物惰性金属材料 生物惰性高分子 生物惰性复合材料 ●生物活性材料I（2学时）
多孔陶瓷 生物活性玻璃和玻璃—陶瓷 ●生物活性材料II（2学时） 钙磷陶瓷 生物水泥 生物活性高分子材料 ●生物活性材料III（2学时） 复合生物活性材料 生物活性涂层 ●生物可降解材料（2学时） 生物无机可降解材料 生物有机高分子可降解材料 生物复合可降解材料 ●细胞与基因活性生物材料（2学时） 基因控制与活化 细胞与基因活性材料的制备 细胞与基因活性材料的利用 ●仿生生物材料（2学时） 天然生物材料的特性、结构特征 生物材料的仿生设计及研究实例 ●纳米生物材料（2学时） 纳米生物材料概念、特性 纳米生物材料制备 纳米生物材料应用 ●基因、药物与DNA控释材料与系统（2学时）控释材料的基本要求及释放装置类型 常用的控释材料 ●生物材料前沿专题I（2学时） 纳米复合生物材料 纳米杂化生物材料 ●生物材料前沿专题II（2学时） 生物材料表面
材料科学基础总结
一形变强化形变强化：随变形程度的增加，材料的强度、硬度升高，塑性、韧性下降的现象叫形变强化或加工硬化。机理：随塑性变形的进行，位错密度不断增加，因此位错在运动时的相互交割加剧，结果即产生固定的割阶、位错缠结等障碍，使位错运动的阻力增大，引起变形抗力增加，给继续塑性变形造成困难，从而提高金属的强度。规律：变形程度增加，材料的强度、硬度升高，塑性、韧性下降，位错密度不断增加，根据公式?σ=αbGρ1/2 ，可知强度与位错密度（ρ）的二分之一次方成正比，位错的柏氏矢量（b）越大强化效果越显著。方法：冷变形（挤压、滚压、喷丸等）。形变强化的实际意义（利与弊）：形变强化是强化金属的有效方法，对一些不能用热处理强化的材料可以用形变强化的方法提高材料的强度，可使强度成倍的增加；是某些工件或半成品加工成形的重要因素，使金属均匀变形，使工件或半成品的成形成为可能，如冷拔钢丝、零件的冲压成形等；形变强化还可提高零件或构件在使用过程中的安全性，零件的某些部位出现应力集中或过载现象时，使该处产生塑性变形，因加工硬化使过载部位的变形停止从而提高了安全性。另一方面形变强化也给材料生产和使用带来麻烦，变形使强度升高、塑性降低，给继续变形带来困难，中间需要进行再结晶退火，增加生产成本。 二固溶强化随溶质原子含量的增加，固溶体的强度硬度升高，塑性韧性下降的现象称为固溶强化。强化机理：一是溶质原子的溶入，使固溶体的晶格发生畸变，对滑移面上运动的位错有阻碍作用；二是位错线上偏聚的溶质原子形成的柯氏气团对位错起钉扎作用，增加了位错运动的阻力；三是溶质原子在层错区的偏聚阻碍扩展位错的运动。所有阻止位错运动，增加位错移动阻力的因素都可使强度提高。固溶强化规律：①在固溶体溶解度范围内，合金元素的质量分数越大，则强化作用越大；②溶质原子与溶剂原子的尺寸差越大，强化效果越显著；③形成间隙固溶体的溶质元素的强化作用大于形成置换固溶体的元素；④溶质原子与溶剂原子的价电子数差越大，则强化作用越大。方法：合金化，即加入合金元素
生物材料简单介绍
生物材料通常有两个定义：狭义的生物材料是指天然生物材料，也就是由生物过程形成的材料。广义的生物材料是指用于替代、修复组织器官的天然或人造材料。 2.生物材料学 生物材料学是涉及生物材料的组成结构、性能与制备相互关系和规律的科学。其主要目的是在分析天然生物材料微组装、生物功能及形成机理的基础上，发展仿生学高性能工程材料，及用于人体组织器官修复与替代的新型医用材料。其主要研究内容有：生物过程形成的材料结构、生物矿化原理，材料生物相溶性机理，生物材料自主组装、自我修复的原理。 3.原理 生物材料（Biological materials）又称生物工艺学或生物技术。应用生物学和工程学的原理，对生物材料、生物所特有的功能，定向地组建成具有特定性状的生物新品种的综合性的科学技术。生物工程学是70年代初，在分子生物学、细胞生物学等的基础上发展起来的，包括基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程等，他们互相联系，其中以基因工程为基础。只有通过基因工程对生物进行改造，才有可能按人类的愿望生产出更多更好的生物产品。而基因工程的成果也只有通过发酵等工程才有可能转化为产品。 4.生物材料分类 按材料功能划分： *1、血液相容性材料如人工瓣膜、人工气管、人工心脏、血浆分离膜、血液灌流用吸附剂、细胞培养基材等； *2、软组织相容性材料如隐形眼睛片的高分子材料，人工晶状体、聚硅氧烷、聚氨基酸等，用于人工皮肤、人工气管、人工食道、人工输尿管、软组织修补等领域； *3、硬组织相容性材料如医用金属、聚乙烯、生物陶瓷等，关节、牙齿、其它骨骼等； *4、生物降解材料如甲壳素、聚乳酸等，用于缝合线、药物载体、粘合剂等； *5、高分子药物多肽、胰岛素、人工合成疫苗等，用于糖尿病、心血管、癌症以及炎症等。按材料来源分类： *1、自体材料 *2、同种异体器官及组织； *3、异体器官及组织； *4、人工合成材料； *5、天然材料 根据组成和性质分为： * 1、生物医用金属材料 * 2、医用高分子材料 * 3、医用无机非金属材料
材料科学基础知识总结
第十一章固态相变与材料处理 第一节固态相变总论 一．固态相变的特点与分类 固态相变时至少存在以下变化之一：晶体结构的变化；化学成分的变化；有序度的变化，如合金的有序化转变，即点阵中原子的配位发生变化 相变的驱动力是新相和母相间的自由能之差驱动力靠过冷度来获得 阻力: 新相晶核形成时引起的界面能和体积应变能，固态相变也符合最小自由能原理。1）固态相变的特点 1.固态相变阻力大 2.原子迁移率低 3.非均匀形核 4.新相有特定形状 5.相界面结构关系 6.存在一定的位向关系和惯习面 2）固态相变的分类 1. 按热力学分类 一级相变：有体积变化，有相变潜热（放热或吸热），大多数相变属于一级相变； 二级相变：二级相变时仅有材料的压缩系数、比热容、热膨胀系数变化。如磁性转变、有序转化。 2. 按动力学分类：依据原子运动特征分 扩散型相变：相变时有原子长距离扩散（超过原子间距），导致成分变化，大多数相变属于扩散型； 无扩散型相变：没有原子扩散，相变前后没有成分变化；（如马氏体相变） 3. 按相变方式分类： 形核-长大型相变：新相与母相间有界面，大多数相变为此类； 无核相变：新旧相之间无明显界面，如调幅分解。 二. 相变的热力学 1）相变时自由能的变化 假设在均匀母相α中形成一个半径为r的球形新相β，则系统总自由能变化量为：ΔG ΔG= Gβ-Gα Gα代表原始相（即母相）的Gibbs自由能 Gβ代表生成相（即新相）的Gibbs自由能 固态相变时形成半径为r的球形晶胚所引起系统自由能的变化（ΔG）为： △G=-(4π/3)r3(△GV+△GE)+4πr2γαβ ΔGν----形成单位体积晶核时的自由能变化,常为负值； ΔGE----形成单位体积晶核时所产生的应变能； γ----晶核与基体之间交界面的单位面积界面能 化学自由能使系统的总自由能降低，是相变的驱动力；而界面能和应变能是相变的阻力。相变发生的条件是系统的总自由能的下降，即△G<0 2）相变时临界形核条件