功能材料
新型功能材料及其应用
谢进利
摘要：科学技术特别是纳米技术的发展，推动了功能材料的飞速发展。功能材料种类的增多和性能的改进拓展了它在各领域的应用范围，使得功能材料在科学研究和经济建设中起到越来越重要的作用。
关键词：功能材料，纳米技术，发展，应用
1. 功能材料概述
功能材料是指那些可用于工业和技术中，具有光、电、磁、声、热等物理或化学性能的各种材料。与结构材料主要利用的是材料的力学性能不同，功能材料主要是以其优越的光、电、磁、热等力学性能以外的特殊性能得到应用。包括电功能材料、磁功能材料、光功能材料、超导材料、功能陶瓷、功能纤维等。
功能材料家族中成员繁多，按照不同的角度可以分成不同类型。按照材料性能分类，有金属功能材料、陶瓷功能材料、高分子功能材料、复合功能材料；按照材料性能分类，有电功能材料、光功能材料、磁功能材料、热功能材料；按照应用领域分类，包括耐高温材料、超导材料、储氢材料、生物医学材料、功能膜和功能纤维等。
在现代航空航天等高新技术行业中，功能材料占有不可或缺的地位。如飞机、航天器、火箭和导弹上起制导、导航和跟踪的作用；环境控制、能源供给、电气系统上的传感、遥控和通信作用等等。功能材料是这些高新技术发展的决定性因数之一。
2. 功能材料与纳米材料
如前所述，功能材料的种类很多。传统的功能材料已被广泛应用于工业技术中的各个领域。如：铜、铝及其合金被用作导电材料；纯铁、铁镍合金、硅钢片被用作软磁材料；α-Al2O3晶体被用作红宝石激光器的基质晶体等等。
随着科学技术的发展，功能材料在工业技术中的应用越来越广泛。同时，新技术的发展和应用也对材料的性能提出了更高的要求。将纳米技术应用到材料的制备过程中，在单个原子、分子层次上实现对材料结构形态和性能的控制，可以获得许多优越性能的纳米功能材料。
纳米材料是其组成相或晶粒在任一维上尺寸都小于100 nm的一类材料的总称。由于物质处于纳米尺度时具有小尺寸效应、表面效应、量子效应及宏观隧道效应，此种变化反应在材料的结构和性能上，就会表现出奇异的功能。因此，功能材料未必是纳米材料，但纳米材料肯定是功能材料。而且，纳米技术不但能使功能材料的性能变得更好，还能制造出新的功能材料和使功能材料具有新的功能。例如，采用纳米技术将导电率高的金属粉末或金属氧化物杂化到柔软的塑料中，可以将绝缘体的塑料变成半导体或导体。
3. 新型功能材料及其应用
功能材料的种类繁多，同一材料可能具有不同的功能，同样的功能也可以用不同的材料来实现。并且，随着材料制备技术的发展和许多应用场合对材料性能提出了更高的要求，材料的许多原有的优良性能被人们加以开发利用，各国研究人员也制造出了许多新的功能材料以满足实际应用的需要。现将一些新发展起来的功能材料及其相关技术简单介绍如下。其中着重介绍与纳米技术相关的新型功能材料的应用。
3.1 超高纯度铜（UHPC）
超高纯度铜（UHPC）是一种优良的电功能材料。通常是对一般铜进行进一步精制而获
得UHPC。在UHPC的熔化、铸造和成型过程中要特别注意避免污染。一般是先用隔板法降低硫含量，然后用真空熔化和区熔提纯的方法进一步精炼。目前也有开发应用悬浮区熔和脱硫区熔的方法。
UHPC的电阻率与其纯度和温度有关，可以根据应用的需要对UHPC的电阻率进行控制。目前，UHPC已被应用于话筒导线和声频插脚电缆，它能够明显地提高保真度，在中频和低频段的声音深沉而清晰。用于机器人和发报机的抗弯曲导线，延长了导线的使用寿命，且可以实现微弱小信号的传输。此外，UHPC在溅射靶和超导磁场技术方面也有很好的应用前景。
3.2 导电性MoSi2材料
二硅化钼是良好的电发热材料，具有与SiC接近的抗氧化性，因此能在空气中直接使用。其密度低（6.24g/cm-3）、工作温度高（可达1900℃），并具有R特性（即在一定范围内，温度升高时强度基本不变），故可用作高温结构材料。
MoSi2是电子器件中很有应用前景的材料。一般集成电路在制造过程中要经过1000℃以上的高温处理，MoSi2能经受这样的高温。它可用于大规模集成电路的栅极薄膜和电触头材料。目前，国内外研究者正对多用途的MoSi2的生产工艺和性能进行改进。
3.3 纳米导电聚合物
一般高分子为绝缘体，但具有某些特殊分子结构或掺杂在分子水平进行复合的聚合物，其电导率可以达到半导体和导体之间，使高分子成为半导体或导体。将纳米自组装技术应用于聚合物材料的制备中，可以获得导电的纳米复合膜和纳米纤维（管）。聚合物纳米复合膜和纳米纤维（管）均可以通过控制一定的参数来实现对材料电导率等性能指标的控制，为纳米聚合物的实用化创造了良好的条件。如：将具有一定电活性的聚3-醋酸噻吩(PTAA-PAH)n 和磺化聚苯胺(SPAn-PAH)n等有机薄膜与SPS类聚阴离子化合物自组装成具有较高环境稳定性、导电性的纳米复合膜，如PPy-SPS等。
3.4 纳米磁/电流变液
纳米磁/电流变液是利用纳米磁粉制备成的智能材料。纳米磁粉在磁液中如果受到外加磁/电场的作用，磁粉在液体中形成定向排列，使磁/电流体粘度剧增，磁/电液体变成固体。当磁/电场撤销时，磁/电流体又有极好的流动性。利用这一点，可以作为汽车的刹车液，也可以用作密封和阻尼减振材料。
3.5 纳米晶太阳能电池
从工作方式看，纳米晶太阳能电池可以分为以下两类：
（1）纳米晶光电化学电池
它是利用氧化还原化学反应来实现光生电-空穴对的分离，也常被称为液态太阳电池。将纳米超微粒（如硫化镉、硫化铅）沉积在一个多孔纳米晶极上，可以获得比表面积很大的多孔电极。这种多孔电极有利于吸收大量的入射光，光吸收所产生的载流子也能快速转移到二氧化钛电极上，从而大大提高了电池的光电转换效率。
（2）纳米晶有机光伏电池
它是基于P-N结的固体半导体光伏电池。主要利用纳米级的半导体晶体尺寸可以与散射相比较来实现能量转换。其关键技术是要制备尺寸均一的纳米结构晶体。通常是在阳极电化学蚀刻得到的多孔铝模板上，电化学合成半导体纳米结构。这种方法费用低、尺寸大小易于控制，适合大规模制备。可现在的半导体沉积层有CdS、ZnS、CdSe、CdS x Se1-x及GaAs等。
3.6 纳米生物医学材料
将纳米技术运用于生物医学材料中，可以人工合成活性材料即组织工程材料，它是生物医学材料的一个发展方向。如，在骨组织材料的制备上，用纳米级羟基磷灰石进行模压制，
可以得到与人骨形状一致的仿人骨；利用纳米技术制备的分子组装材料可以合成活性人工皮肤；利用纳米技术可以仿天然材料的结构和特点合成和制备纳米仿生材料，如人工肝、人工肾等。
3.7 纳米塑料
纳米塑料是指金属、非金属和有机物填料以纳米尺寸分散于树脂基体中形成的树脂基纳米复合材料。分散相的纳米尺寸效应、表面效应和强界面结合，使纳米塑料具有一般工程塑料所不具备的优异性能，如高强度、良好的热稳定性、导电性等等。
纳米塑料包括纳米通用塑料、纳米工程塑料、纳米功能塑料、纳米纤维增强塑料。它们可以通过分别运用纳米技术对通用塑料（如PE、PP、PVC）和工程塑料（如尼龙、PET）进行改性即可获得。
目前，在无机纳米塑料、有机纳米塑料、金属纳米塑料以及纳米塑料材料的加工方法的研究上都取得了一定的进展。例如：把纳米Cu加入到聚甲醛中可以得到耐磨性很好的塑料；Kaotoc等将粘土矿物浸入到苯乙烯单体中，在N2气氛中加入聚合，制得聚苯乙烯-十八烷基三甲基胺蒙脱土层间化合物。
4. 结束语
相信随着科学技术特别是纳米技术的发展，将会制备出种类更多、性能更优的功能材料，以满足人们在各个科技领域的应用所需，解决人类在科技发展道路上遇到的各种难题。
参考文献：
1. 戴永耀, 功能材料及其应用. 材料工程,1988.5
2. 王本民, 无机信息功能材料进展. 自然杂志，第4卷第5 期
3. 王乐安, 功能材料在航空工业中的应用. 材料工程, 1993年12期
4. 赵佑民, 林其壬. 永磁材料的现状及前景. 仪表材料, 1986.17期
5. 唐启祥. 纳米抗菌材料. 文山师范高等专科学校学报, 2004年9月.第17卷第3期
6. 李国栋. 2004年一2005年磁性功能材料及其应用研究新进展. 稀有金属材料与工程, 2006年10月,第35卷, 第10期
7. 李玲, 向航. 功能材料与纳米技术. 北京：化学工业出版社. 2002.7
材料现代分析方法练习题及答案
8. 什么是弱束暗场像？与中心暗场像有何不同？试用Ewald图解说明。 答：弱束暗场像是通过入射束倾斜，使偏离布拉格条件较远的一个衍射束通过物镜光阑，透射束和其他衍射束都被挡掉，利用透过物镜光阑的强度较弱的衍射束成像。 与中心暗场像不同的是，中心暗场像是在双光束的条件下用的成像条件成像，即除直射束外只有一个强的衍射束，而弱束暗场像是在双光阑条件下的g/3g的成像条件成像，采用很大的偏离参量s。中心暗场像的成像衍射束严格满足布拉格条件，衍射强度较强，而弱束暗场像利用偏离布拉格条件较远的衍射束成像，衍射束强度很弱。采用弱束暗场像，完整区域的衍射束强度极弱，而在缺陷附近的极小区域内发生较强的反射，形成高分辨率的缺陷图像。图：PPT透射电子显微技术1页 10. 透射电子显微成像中，层错、反相畴界、畴界、孪晶界、晶界等衍衬像有何异同？用什么办法及根据什么特征才能将它们区分开来？ 答：由于层错区域衍射波振幅一般与无层错区域衍射波振幅不同，则层错区和与相邻区域形成了不同的衬度，相应地出现均匀的亮线和暗线，由于层错两侧的区域晶体结构和位相相同，故所有亮线和暗线的衬度分别相同。层错衍衬像表现为平行于层错面迹线的明暗相间的等间距条纹。 孪晶界和晶界两侧的晶体由于位向不同，或者还由于点阵类型不同，一边的晶体处于双光束条件时，另一边的衍射条件不可能是完全相同的，也可能是处于无强衍射的情况，就相当于出现等厚条纹，所以他们的衍衬像都是间距不等的明暗相间的条纹，不同的是孪晶界是一条直线，而晶界不是直线。 反相畴界的衍衬像是曲折的带状条纹将晶粒分隔成许多形状不规则的小区域。 层错条纹平行线直线间距相等 反相畴界非平行线非直线间距不等 孪晶界条纹平行线直线间距不等 晶界条纹平行线非直线间距不等 11.什么是透射电子显微像中的质厚衬度、衍射衬度和相位衬度。形成衍射衬度像和相位衬度像时，物镜在聚焦方面有何不同？为什么？ 答：质厚衬度：入射电子透过非晶样品时，由于样品不同微区间存在原子序数或厚度的差异，导致透过不同区域落在像平面上的电子数不同，对应各个区域的图像的明暗不同，形成的衬度。 衍射衬度：由于样品中的不同晶体或同一晶体中不同部位的位向差异导致产生衍射程度不同而形成各区域图像亮度的差异，形成的衬度。 相位衬度：电子束透过样品，试样中原子核和核外电子产生的库伦场导致电子波的相位发生变化，样品中不同微区对相位变化作用不同，把相应的相位的变化情况转变为相衬度，称为相位衬度。 物镜聚焦方面的不同：透射电子束和至少一个衍射束同时通过物镜光阑成像时，透射束和衍射束相互干涉形成反应晶体点阵周期的条纹成像或点阵像或结构物象，这种相位衬度图像的形成是透射束和衍射束相干的结果，而衍射衬度成像只用透射束或者衍射束成像。
功能材料试题及参考答案
功能材料试题及参考答案 篇一：功能材料试题参考答案 一、名词解释（共24分，每个3分） 居里温度：铁电体失去自发极化使电畴结构消失的最低温度（或晶体由顺电相到铁电相的转变温度）。 铁电畴：铁电晶体中许许多多晶胞组成的具有相同自发极化方向的小区域称为铁电畴。 电致伸缩：在电场作用下，陶瓷外形上的伸缩（或应变）叫电致伸缩。 介质损耗：陶瓷介质在电导和极化过程中有能量消耗，一部分电场能转变成热能。单位时间内消耗的电能叫介质损耗。 n型半导体：主要由电子导电的半导体材料叫n型半导体。 电导率：电导率是指面积为1cm2，厚度为1cm的试样所具有的电导（或电阻率的倒数或它是表征材料导电能力大小的特征参数）。压敏电压：一般取I=1mA时所对应的电压作为I随V陡峭上升的电压大小的标志称压敏电压。 施主受主相互补偿：在同时有施主和受主杂质存在的半导体中，两种杂质要相互补偿，施主提供电子的能力和受主提供空状态的能力因相互抵消而减弱。 二、简答（共42分，每小题6分）
1.化学镀镍的原理是什么？ 答：化学镀镍是利用镍盐溶液在强还原剂（次磷酸盐）的作用下，在具有催化性质的瓷件表面上，使镍离子还原成金属、次磷酸盐分解出磷，获得沉积在瓷件表面的镍磷合金层。由于镍磷合金具有催化活性，能构成催化自镀，使得镀镍反应得以不断进行。 2.干压成型所用的粉料为什么要造粒？造粒有哪几种方式？各有什么特点？ 答：为了烧结和固相反应的进行，干压成型所用粉料颗粒越细越好，但是粉料越细流动性越差；同时比表面积增大，粉料占的体积也大。干压成型时就不能均匀地填充模型的每一个角落常造成空洞、边角不致密、层裂、弹性后效等问题。为了解决以上问题常采用造粒的方法。造粒方式有两种方式：加压造粒法和喷雾干燥法。加压造粒法的特点是造出的颗粒体积密度大、机械强度高、能满足大型和异型制品的成型要求。但是这种方法生产效率低、自动化程度不高。喷雾干燥法可得到流动性好的球状团粒，产量大、可连续生产，适合于自动化成型工艺。但是这种方法得到的团粒体积密度不如喷雾干燥法大、机械强度不如喷雾干燥法高。 3.铁电体与反铁电体的自发极化有何不同特点？并分别解释为什么总的 ΣP＝0？
新型功能材料发展趋势
新型功能材料发展趋势 功能材料是一大类具有特殊电、磁、光、声、热、力、化学以及生物功能的新型材料，是信息技术、生物技术、能源技术等高技术领域和国防建设的重要基础材料，同时也对改造某些传统产业，如农业、化工、建材等起着重要作用。功能材料种类繁多，用途广泛，正在形成一个规模宏大的高技术产业群，有着十分广阔的市场前景和极为重要的战略意义。功能材料按使用性能分，可分为微电子材料、光电子材料、传感器材料、信息材料、生物医用材料、生态环境材料、能源材料和机敏（智能）材料。由于我们已把电子信息材料单独作为一类新材料领域，所以这里所指的新型功能材料是除电子信息材料以外的主要功能材料。 功能材料是新材料领域的核心，对高新技术的发展起着重要的推动和支撑作用，在全球新材料研究领域中，功能材料约占 85 % 。随着信息社会的到来，特种功能材料对高新技术的发展起着重要的推动和支撑作用，是二十一世纪信息、生物、能源、环保、空间等高技术领域的关键材料，成为世界各国新材料领域研究发展的重点，也是世界各国高技术发展中战略竞争的热点。 鉴于功能材料的重要地位，世界各国均十分重视功能材料技术的研究。 1989年美国200多位科学家撰写了《90年代的材料科学与材料工程》报告，建议政府支持的6类材料中有5类属于功能材料。从1995年至2001年每两年更新一次的《美国国家关键技术》报告中，特种功能材料和制品技术占了很大的比例。2001年日本文部省科学技术政策研究所发布的第七次技术预测研究报告中列出了影响未来的100项重要课题,一半以上的课题为新材料或依赖于新材料发展的课题,而其中绝大部分均为功能材料。欧盟的第六框架计划和韩国的国家计划等
工业设计史新材料与现代设计
新材料与现代设计 在两次世界大战之间，机械化和批量生产已成为制造业的主流。与此同时，新材料异军突起，推动了现代设计的发展。大多数材料上的革新出自美国，不少大公司，如杜邦公司等在新材料的研究与开发上投入了巨额的资金。新材料最早的突破是在金属上，轧钢逐渐取代了铸铁和其他类型的钢材生产，铝、镁等轻金属也日益普及。例如，福特公司就生产了自己的钢材，并在冲压成形技术上处于领先地位，这种成形技术产生了“机壳”的概念，在20世纪20—30年代，它成为从汽车到电熨斗的许多技术型消费品的一个重要特点。 在小型消费品的金属表面镀铬，也是20世纪30年代工业设计中的一大特色。这既是一种防锈措施，也是将批量生产的消费品转变成一件装饰品的手段。后来镀铬件被广泛应用于汽车设计之中。无缝钢管的出现对于家具设计产生了最富戏剧性的影响，这种材料质量轻、强度大，并且有强烈的现代感，引起了许多现代设计师，特别是包豪斯设计师们的极大兴趣。他们设计的各种钢管椅成了现代设计的典范，象征着利用新材料创造一种新颖而轻巧的家具美学，并打破了沿袭已久的家具设计传统。钢管家具的主要问题是缺乏消费吸引力，只是在少数理解和赞同现代主义目标的消费者中流行。尽管钢管椅产量很高，但主要被用于机关、医院、旅馆的大厅等公共场所，从未成功地与居家环境融为一体，只是在餐厅、厨房中占有一席之地。金属并不是促使现代家具美学出现的唯一材料。机制木材如胶合板、层积木等新型材料也激励着设计师探索新的形式。到20世纪30年代末，这些新材料已对市场上销售的许多家具的外观产生了重大影响。 毫无疑义，对于广大消费者产生最大影响的材料是塑料。塑料是作为一些昂贵材料如牛角、象牙和玉石等的代用品而在19世纪发展起来的。最早出现的塑料是赛璐珞，1860后就在美国得到商业性应用。1909年美国人发明了酚醛塑料，最初用于生产电器零件。当金
材料与社会论文
绪论 材料、能源、与信息是客观世界的三大要素，是构成现代文明的三大支柱，同时，材料是人类赖以生存的物质基础，是社会现代化的先导、是人类进步的里程碑，它与人类息息相关乃至被公推为人类文明的标志。但是人类对材料的认识却是经历了一个极其漫长的过程，由浅到深、逐步深入。 经典的时空观念将时间分为过去、现在、未来，历史呈现于过去却蕴含在现在与未来，并且，影响、推进着现在与未来：过去，人类对材料认识的深入经历了石器时代、铜器时代、铁器时代和钢铁时代---一个时代的结束与兴起，亦是人类文明的发展与进步；现在，世界无处不材料，“材料”这个名词已经深深的扎根于人们的思想文化领域，促进了现代文明的发展；未来，材料将真正的延伸到世界的每一个角落，与人类文明共同蓬勃发展。 “材料与社会的文明发展”，顾名思义，材料与社会文明的发展唇亡齿寒，若没有材料，社会不可能会发展，人类历史上的许多记载便是明证，再者，若人类文明不存在，那么遑谈材料是否存在了。材料与人类文明的发展是息息相关的，不论是过去已有的历史，还是蓬勃发展的今朝，更或者是无法预测的未来，都离不开材料。 关键词：物质基础、人类文明、时空观念、材料。 PART 1 与材料的初步对话 材料的定义：材料一般是指人类用以制造生活生产的所需的、有用的物品、器件、构件、机器和其他产品的物质。材料是物质，但不是所有的物质都可以称之为材料。如燃料与化学原料、工业化学品、食物和药物，一般都不算是材料。只有那些可为人类社会接受而又能经济的制造有用器件的物质，才能叫做材料。但是根据许多可靠资料来源，这个定义其实不是那么的严格，如炸药、固体火箭推进剂，有人便称之为“含能材料”。另外，就这个定义而言，其中“制造”一词一定涉及了人类的劳动行为，即人类为实现特定的目的而借助某种劳动来改造物质。材料定义中“有用”一词就限定了相应劳动行为的目的是为了把特定物质改造成具备某种实际使用功效的物件，而“有用”也指的是对人类有用。借助人类劳动的行为并实现对人类有用的目的是材料的基本属性；由此可见，材料是一个以人为本的概念，其主旨是在于为人类服务。 “材料”与“材料学科”：“材料”一词早已存在，其具体的日期不可考究，但“材料科学”的提出即在20世纪60年代，美国于1957年在一些大学成立了十余个材料科学研究中心，至此，“材料科学’这个名词便被广泛应用了。随后，1986年，英国的Pergmon 出版了《材料科学与工程百科》全书，其内对材料科学与工程的定义为：材料科学与工程就是研究有关材料的组成、结构、制备工艺流程与材料性能的用途的关系的产生及其运用。材料及材料科学，一个是原体，而另外一个是衍生题，其涉猎范围之广、涉及知识和人文面之大已经无法具体阐明，此处笔者仅作简要述介。 材料的分类：材料种类繁多，用途广泛，有不同的分类方法。依据材料的来源可以分
材料现代分析方法试题及答案1
《现代材料分析方法》期末试卷1 一、单项选择题（每题 2 分，共10 分） 1．成分和价键分析手段包括【b 】 （a）WDS、能谱仪（EDS）和XRD （b）WDS、EDS 和XPS （c）TEM、WDS 和XPS （d）XRD、FTIR 和Raman 2．分子结构分析手段包括【 a 】 （a）拉曼光谱（Raman）、核磁共振（NMR）和傅立叶变换红外光谱（FTIR）（b）NMR、FTIR 和WDS （c）SEM、TEM 和STEM（扫描透射电镜）（d）XRD、FTIR 和Raman 3．表面形貌分析的手段包括【 d 】 （a）X 射线衍射（XRD）和扫描电镜（SEM）(b) SEM 和透射电镜（TEM） (c) 波谱仪（WDS）和X 射线光电子谱仪（XPS）(d) 扫描隧道显微镜（STM）和 SEM 4．透射电镜的两种主要功能：【b 】 （a）表面形貌和晶体结构（b）内部组织和晶体结构 （c）表面形貌和成分价键（d）内部组织和成分价键 5．下列谱图所代表的化合物中含有的基团包括：【 c 】 （a）–C-H、–OH 和–NH2 (b) –C-H、和–NH2, (c) –C-H、和-C=C- (d) –C-H、和CO 二、判断题（正确的打√，错误的打×，每题2 分，共10 分） 1．透射电镜图像的衬度与样品成分无关。（×）2．扫描电镜的二次电子像的分辨率比背散射电子像更高。（√）3．透镜的数值孔径与折射率有关。（√）
4．放大倍数是判断显微镜性能的根本指标。（×）5．在样品台转动的工作模式下，X射线衍射仪探头转动的角速度是样品转动角 速度的二倍。（√） 三、简答题（每题5 分，共25 分） 1. 扫描电镜的分辨率和哪些因素有关？为什么? 和所用的信号种类和束斑尺寸有关，因为不同信号的扩展效应不同，例如二次电子产生的区域比背散射电子小。束斑尺寸越小，产生信号的区域也小，分辨率就高。 2．原子力显微镜的利用的是哪两种力，又是如何探测形貌的？ 范德华力和毛细力。 以上两种力可以作用在探针上，致使悬臂偏转,当针尖在样品上方扫描时，探测器可实时地检测悬臂的状态，并将其对应的表面形貌像显示纪录下来。 3.在核磁共振谱图中出现多重峰的原因是什么？ 多重峰的出现是由于分子中相邻氢核自旋互相偶合造成的。在外磁场中，氢核有两种取向，与外磁场同向的起增强外场的作用，与外磁场反向的起减弱外场的作用。根据自选偶合的组合不同，核磁共振谱图中出现多重峰的数目也有不同，满足“n+1”规律 4．什么是化学位移，在哪些分析手段中利用了化学位移？ 同种原子处于不同化学环境而引起的电子结合能的变化，在谱线上造成的位移称为化学位移。在XPS、俄歇电子能谱、核磁共振等分析手段中均利用化学位移。 5。拉曼光谱的峰位是由什么因素决定的, 试述拉曼散射的过程。 拉曼光谱的峰位是由分子基态和激发态的能级差决定的。在拉曼散射中，若光子把一部分能量给样品分子，使一部分处于基态的分子跃迁到激发态，则散射光能量减少，在垂直方向测量到的散射光中，可以检测到频率为（ν0 - Δν)的谱线，称为斯托克斯线。相反，若光子从样品激发态分子中获得能量，样品分子从激发态回到基态，则在大于入射光频率处可测得频率为（ν0 + Δν)的散射光线，称为反斯托克斯线 四、问答题（10 分） 说明阿贝成像原理及其在透射电镜中的具体应用方式。 答：阿贝成像原理（5 分）：平行入射波受到有周期性特征物体的散射作用在物镜的后焦面上形成衍射谱，各级衍射波通过干涉重新在像平面上形成反映物的特征的像。在透射电镜中的具体应用方式（5 分）。利用阿贝成像原理，样品对电子束起散射作用，在物镜的后焦面上可以获得晶体的衍射谱，在物镜的像面上形成反映样品特征的形貌像。当中间镜的物面取在物镜后焦面时, 则将衍射谱放大，则在荧光屏上得到一幅电子衍射花样；当中间镜物面取在物镜的像面上时，则将图像进一步放大,这就是电子显微镜中的成像操作。 五、计算题（10 分） 用Cu KαX 射线（λ=0.15405nm）的作为入射光时，某种氧化铝的样品的XRD 图谱如下，谱线上标注的是2θ的角度值，根据谱图和PDF 卡片判断该氧化铝的类型，并写出XRD 物相分析的一般步骤。 答：确定氧化铝的类型（5 分） 根据布拉格方程2dsinθ=nλ，d=λ/(2sinθ) 对三强峰进行计算：0.2090nm,0.1604nm,0.2588nm,与卡片10-0173 α-Al2O3 符合，进一步比对其他衍射峰的结果可以确定是α-Al2O3。 XRD 物相分析的一般步骤。（5 分） 测定衍射线的峰位及相对强度I/I1： 再根据2dsinθ=nλ求出对应的面间距 d 值。 (1) 以试样衍射谱中三强线面间距d 值为依据查Hanawalt 索引。
功能材料概论个人版考试专用
第一章功能材料概论 功能材料的定义 功能材料指以特殊的电、磁、声、光、热、力、化学及生物学等性能作为主要性能指标的一类材料。 功能材料的特征 1）功能材料的功能对应于材料的微观结构和微观物体的运动，是最本质的特征。2）功能材料的聚集态和形态非常多样化，除晶态外，还有气态、液态、液晶态、非晶态、混合态和等离子态。除三维材料外，还有二维、一维和零维材料。 3）结构材料常以材料形式为最终产品，而功能材料有相当一部分是以元件形式为最终产品，即材料元件一体化。 4）功能材料是利用现代科学技术，多学科交叉的知识密集型产物。 5）功能材料的制备技术不同于结构材料用的传统技术，而是采用许多先进的新工艺和新技术，如急冷、超净、超微、超纯、薄膜化、集成化、微型化、智能化以及精细控制和检测技术。 功能材料的分类 功能材料种类繁多，涉及面广，有多种分类方法。目前主要是根据材料的化学组成、应用领域、使用性能进行分类。
按化学组成：金属功能材料、陶瓷功能材料、高分子功能材料、复合功能材料 按应用领域: 电子材料、能源材料、信息材料、光学材料、仪器仪表材料、航空航天材料、生物医学材料、传感器用敏感材料。 按使用性能：电功能材料、磁功能材料、光功能材料、热功能材料、化学功能材料、生物功能材料、声功能材料、隐形功能材料。 功能材料的现状 近几年来，功能材料迅速发展，已有几十大类，10万多品种，且每年都有大量新品种问世。现已开发的以物理功能材料最多，主要有： 1）单功能材料，如：导电材料、介电材料、铁电材料、磁性材料、磁信息材料、发热材料、热控材料、光学材料、激光材料、红外材料等。 2）功能转换材料，如：压电材料、光电材料、热电材料、磁光材料、声光材料、电流变材料、磁敏材料、磁致伸缩材料、电色材料等。 3）多功能材料：如防振降噪材料、三防材料（防热、防激光和防核）、电磁材料等。4）复合和综合功能材料，如：形状记忆材料、隐身材料、传感材料、智能材料、显示材料、分离功能材料、环境材料、电磁屏蔽材料等。 5）新形态和新概念功能材料，如：液晶材料、梯度材料、纳米材料、非平衡材料等。 功能材料的展望
材料与社会期末测试题
1.一般将人类社会进步的历程分为哪三个时代历程？ 石器时代，青铜器与铁器时代 2.按技术的起源与发展，中国古代青铜器的可分为哪三个历史时期？ 即形成期（夏商）、鼎盛时期（西周）和转变期（春秋战国，秦汉）。 3.金属材料是金属元素或以金属元素为主构成的具有金属特性的材料的统称。包括哪些金属材料？ 包括纯金属、合金、金属材料金属间化合物和特种金属材料等。 4.有色金属可分为哪五大类？ 重有色金属、轻有色金属、贵金属、半金属、稀有金属 5.铜合金按其主要组成和性能可分为哪两类？ 黄铜和青铜 6.我国将镁合金分为哪4类？ 铸造用挤型用锻造用焊接用 7.中国在公元前513年,铸出了世界上最早见于文字记载的是哪一件铸铁件？ 晋国铸型鼎 8.钢按用途分类分为哪4类？ 冷作钢、热作钢、塑胶钢、工具钢 9.按塑料受热加工后的性能可分为哪2类？ 热固性塑料与热塑性塑料 10.陶瓷中的日用瓷、建筑用瓷等和采用高精选原料,能精确控制化学组成,按照便于控制制造技术加工的、进行结构设计并具有优异特性的陶瓷各属于哪2类陶瓷？ 工业陶瓷和艺术陶瓷 11.人类从蒙昧到文明的转折点是哪一类材料的冶炼和工具制作与使用？ 青铜 12.从夏代到清朝约四千年间,金属的使用分为两大发展阶段,前阶段约两千年是以哪一种器具制造为主？创造了哪两个朝代的灿烂的文化？后阶段两千年是哪类材料的天下？在生铁冶铸的基础上,形成了有特色的中国古代钢铁文化。对中国的古代文明和社会进步起了重大的推动作用。 青铜器商、周铸铁和钢 13.黑色金属主要指什么金属？有色金属被称为什么金属？常用的有色金属有哪一些？ 铁、锰、铬重金属、轻金属、稀有金属、贵金属铝 、镁、钾、钠、钙、金、银 14.根据合金元素的含量及工艺特点,铝合金可分为两大类？ 加工变形铝合金和铸造铝合金 15.常见的有钴高温合金有哪一些类型？ 含钴50%以上的司太立特硬质合金即使加热到1000℃也不会失去其原有的硬度钴基合金是钴和铬、钨、铁、镍组中的一种或几种制成的合金的总称 16.中国早在春秋时期已经在哪一些产业中的生产上广泛使用铁器？ 农业、水利工程 17.我国湖北同绿山发现的战国时期铁斧、铁锄是经过退火处理的白心可锻铸铁;湖南长沙出土的战国时期铁铲是典型的黑心可锻铁,证明我国是生产可锻铸铁历史最悠久的国家之一,有哪一些可锻铸铁？
现代材料分析方法试题及答案
1《现代材料分析方法》期末试卷 一、单项选择题（每题 2 分，共 10 分） 1．成分和价键分析手段包括【 b 】 （a）WDS、能谱仪（EDS）和 XRD （b）WDS、EDS 和 XPS （c）TEM、WDS 和 XPS （d）XRD、FTIR 和 Raman 2．分子结构分析手段包括【 a 】 （a）拉曼光谱（Raman）、核磁共振（NMR）和傅立叶变换红外光谱（FTIR）（b） NMR、FTIR 和 WDS （c）SEM、TEM 和 STEM（扫描透射电镜）（d） XRD、FTIR 和 Raman 3．表面形貌分析的手段包括【 d 】 （a）X 射线衍射（XRD）和扫描电镜（SEM） (b) SEM 和透射电镜（TEM） (c) 波谱仪（WDS）和 X 射线光电子谱仪（XPS） (d) 扫描隧道显微镜（STM）和 SEM 4．透射电镜的两种主要功能：【 b 】 （a）表面形貌和晶体结构（b）内部组织和晶体结构 （c）表面形貌和成分价键（d）内部组织和成分价键 5．下列谱图所代表的化合物中含有的基团包括：【 c 】 （a）–C-H、–OH 和–NH2 (b) –C-H、和–NH2, (c) –C-H、和-C=C- (d) –C-H、和 CO 二、判断题（正确的打√，错误的打×，每题 2 分，共 10 分） 1．透射电镜图像的衬度与样品成分无关。（×）2．扫描电镜的二次电子像的分辨率比背散射电子像更高。（√）3．透镜的数值孔径与折射率有关。（√）4．放大倍数是判断显微镜性能的根本指标。（×）5．在样品台转动的工作模式下，X射线衍射仪探头转动的角速度是样品转动角 速度的二倍。（√） 三、简答题（每题 5 分，共 25 分） 1. 扫描电镜的分辨率和哪些因素有关？为什么? 和所用的信号种类和束斑尺寸有关，因为不同信号的扩展效应不同，例如二次电子产生的区域比背散射电子小。束斑尺寸越小，产生信号的区域也小，分辨率就高。 2．原子力显微镜的利用的是哪两种力，又是如何探测形貌的？ 范德华力和毛细力。
现代材料
现代主义室内设计审美心理现代主义室内设计审美心理现代主义室内设计审美心理现代主义室内设计审美心理探析探析探析探析什么是现代主义风格什么是现代主义风格什么是现代主义风格什么是现代主义风格现代风格即现代主义风格。现代主义也称功能主义，是工业社会的产物，起源于1919年包豪斯学派，提倡突破传统，创造革新，重视功能和空间组织，注重发挥结构构成本身的形式美，造型简洁，反对多余装饰，崇尚合理的构成工艺；尊重材料的特性，讲究材料自身的质地和色彩的配置效果；强调设计与工业生产的联系。现代风格一般用在描述建筑和室内作品及设计作品。现代主义风格的主题现代主义风格的主题现代主义风格的主题现代主义风格的主题其主题是：要创造一个能使艺术家接受现代生产最省力的环境---机械的环境。这种技术美学的思想是本世纪室内装饰最大的革命。现代主义的代表派别现代主义的代表派别现代主义的代表派别现代主义的代表派别现代主义的派别还是比较多的，最具代表性的要属下面几种吧！有：高技派、风格派、白色派、极简主义、装饰艺术等。主要特点主要特点主要特点主要特点无论房间多大，一定要显得宽敞。不需要繁琐的装潢和过多家具，在装饰与布置中最大限度的体现空间与家具的整体协调。造型方面多采用几何结构，这就是现代简约主义时尚风格。空间一：色彩跳跃的个性化空间现代风格家居的空间，色彩就要跳跃出来。高纯色彩的大量运用，大胆而灵活，不单是对现代风格家居的遵循，也是个性的展示。如客厅被纯净的红色所主宰，红色的沙发，红色的背景墙，红色的地毯，张扬而不夸张。以多功能组合柜为沙发背景，组合柜上推拉门的造型滑轮，以及铝合金与钢化玻璃等材料的大量应用，都是现代风格家具的常见装饰手法，给人带来前卫、不受拘束的感觉，组合柜上造型时尚简单的饰品因其纯净的色彩亦使空间多了几分时尚元素。 我们以下图来做个说明吧：在色彩上，它运用了明亮的颜色，紫色与白色的搭配，既充满了现代的时尚感，又不缺乏美感！康耐登家具的这套白色组合的小牛皮沙发，经典的色彩，恰到好处的搭配，时尚而不喧闹。白色的背景墙，即简约而不简单，恰到好处的装饰，显得有意义有内涵。阳台处门的设计更是新颖独特，用彩色的鹅卵石为墙的单调增添色彩和样式。空间二：简洁、实用的个性化空间由于线条简单、装饰元素少，现代风格家具需要完美的软装配合，才能显示出美感。例如沙发需要靠垫、餐桌需要餐桌布、床需要窗帘和床单陪衬，软装到位是现代简约风格家具装饰的关键。下图呢是简洁、实用的空间。几张沙发一个茶几一个电视柜，简单的线条，简单的组合，再加入超现实主义的无框画，金属镜子、个性抱枕以及落地玻璃窗等简单的元素，就构成一个舒适简单的客厅空间。田园为主的板式家具体现一个简单明快的主题，白色的沙发，在色彩上达成一个鲜明的配置。亲自在沙发上小坐，置身其中去体验，你会有种来到阳光下一样的感觉，轻松自在。空间三：多功能的个性空间现代风格家居重视功能和空间组织，注意发挥结构构成本身的形式美，造型简洁，反对多余装饰，崇尚合理的构成工艺，尊重材料的性能，讲究不对称的构图手法。如一张沙发、一个茶几、一个酒柜的客厅却显得相当的繁华热闹。上图为餐厅的一个别样的设计，首先它不似其他餐厅一样只有简单的桌子，它的桌子和酒吧中的吧台相似，运用黑白色这经典搭配与不同材质的完美搭配，形成了不一样的繁华。它采用了玻璃和地砖的反光性使得空间不那么暗淡，与墙面的粗糙不反光的搭配使得有暗有亮。桌上的玻璃器皿与黑的餐碗，更是与空间的搭配相和谐。上面的一排吊灯，不仅提供了光亮还搭配整个设计，它是一排式设计，不同于单个的大型吊灯，这种简单的金属式吊灯也是现代风格，更合适整个空间的主题。现代风格的常用材料现代风格的常用材料现代风格的常用材料现代风格的常用材料类别材料名称天花材料铝扣板，硅酸钙板，矿棉板，铝塑板，巴力（软）膜墙地面材料釉面、玻化砖等陶瓷，天然石材，强化地板，地平漆，乳胶漆，壁纸，马赛克，硅藻泥，木饰面板，不锈钢，镀锌板灯具云石灯片，筒灯，栅灯盘，斗胆灯，LED 其他玻璃，烤漆玻璃，镜面玻璃，亚克力，钢材，人造石材质材质材质材质充分了解材料的质感与性能，
材料化学试题库
一填空题 （1）材料是具有使其能够用于机械、结构、设备和产品性质的物质。这种物质具有一定的性能或功能。 （2）材料按照化学组成、结构一般可分为金属材料、无机非金属材料、聚合物材料和复合材料。 （3）材料按照使用性能可分为结构材料和功能材料。结构材料更关注于材料的力学性能；而另一种则考虑其光、电、磁等性能。 （4）材料化学是关于材料的结构、性能、制备和应用的化学。 （5）一般材料的结构可分为三个层次，分别是微观结构、介观结构和宏观结构。 （6）对于离子来说，通常正离子半径小于相应的中性原子，负离子的半径则变大。 （7）晶体可以看成有无数个晶胞有规则的堆砌而成。其大小和形状由晶轴（a，b，c）三条边和轴间夹角（α，β，γ）来确定，这6个量合称晶格参数。 （8）硅酸盐基本结构单元为硅氧四面体，四面体连接方式为共顶连接。 （9）晶体的缺陷按照维度划分可以分为点缺陷、线缺陷、面缺陷和体缺陷，其延伸范围为零维、一维、二维和三维。 （10）位错分为韧型位错、螺型位错以及由前两者组成的混合位错三种类型。 （11）固溶体分为置换型固溶体和填隙型固溶体，前者溶质质点替代溶剂质点进入晶体结点位置；后者溶质质点进入晶体间隙位置。 （12）材料热性能主要包括热容、热膨胀和热传导。 （13）材料的电性能是指材料被施加电场时的响应行为，包括有导电性、介电性、铁电性和压电性等。 （14）衡量材料介电性能的指标为介电常数、介电强度和介电损耗。 （15）磁性的种类包括：反磁性、顺磁性、铁磁性、反铁磁性和铁氧体磁性等。 （16）铁磁材料可分为软磁材料、硬磁材料和矩磁材料。 （17）材料的制备一般包括两个方面即合成与控制材料的物理形态。 （18）晶体生长技术主要有熔体生长法和溶液生长法，前者主要包括有提拉法、坩埚下降法、区融法和焰融法等。 （19）溶液达到过饱和途径为：一，利用晶体的溶解度随改变温度的特性，升高或降低温度而达到过饱和；二，采用蒸发等办法移去溶剂，使溶液浓度增高。 （20）气相沉积法包括物理气相沉积法PVD和化学气相沉积法CVD。 （21）液相沉淀法包括直接沉淀法、共沉淀法、均匀沉淀法和水解法。 （22）固态反应一般包括相界面上的反应和物质迁移两个过程，反应物浓度对反应的影响很小，均相反应动力学不适用。 （23）自蔓延高温合成按照原料组成可分为元素粉末型、铝热剂型和混合型。 （24）金属通常可分为黑色金属和有色金属；黑色金属是指铁、铬、锰金属与它们的合金。（25）合金基本结构为混合物合金、固溶体合金和金属间化合物合金。 （26）铁碳合金的形态包括有奥氏体、马氏体、铁素体、渗碳体与珠光体等。 （27）金属材料热处理包括整体热处理、表面热处理和化学热处理。 （28）超耐热合金包括铁基超耐热合金、镍基超耐热合金和钴基超耐热合金。 （29）提高超耐热合金性能的途径有改变合金的组织结构和采用特种工艺技术，后者主要有定向凝固和粉末冶金。 （30）产生合金超塑性的条件为产生超细化晶粒与适宜的温度和应变速率。 （31）无机非金属材料主要有以氧化物、碳化物、氮化物、硼化物、硫系化合物（包括硫化物、硒化物及碲化物）和硅酸盐、钛酸盐、铝酸盐、磷酸盐等含氧酸盐为主要组成的无机材
材料现代分析技术
填空题(每空1分) 1.当X 射线管电压超过临界电压就可以产生 连续谱X 射线和 特征谱 X 射线。 2. 点阵常数测定过程中需要确定峰位，确定峰位的常用方法有峰顶法 、 切线法 、半高宽法， 和抛物线拟合法 。 3. 经过厚度为H 的物质后，X 射线的强度为 H H m e I I ρμ-=0 。 4. X 射线扫描仪中的常规测量中的实验参数包括狭缝宽度、扫描速度和 时间常数 。 5. 磁透镜的物距L 1，相距L 2和焦距f 三者之间的关系为 。 6. 透射电镜样品制备各方法主要有复型法、和薄膜法，其中复型样品制备中塑料-碳二的复型优于碳一的复型是由于 其制备过程不损坏金相试样表面，重复性好，供观察的第二级复型一碳膜导电导热性好，在电子束照射下较为稳定 。 7. 差热分析曲线总的峰高表示 试样和 参比物 之间的最大温差，即从封顶到该峰所在基线碱的垂直距离。 8. 第一类应力导致X 射线衍射线位移，第二类应力导致X 射线衍射线线形变化，第三类应力导 致X 射线衍射线 强度降低 。 9. 红外光谱法定量分析的具体方法主要有 标准法 、吸光度比法 和 补偿法 共同组成。 10.单晶体电子衍射花样是规则的衍射斑点组成。 11. 大量实验证明，X 射线具有波动性和微粒性 的双重性，即波粒二象性。 12. 布拉格方程式衍射分析中最基本的公式，其应用主要集中在 结构分析 和X 射线谱分析两个方面。 13.由于X 射线的发展，相继产生了X 射线透射学、X 射线衍射学 和 X 射线光谱学 等三个学科。 14.提高透镜分辨率的本领 波长 ， 介质 和 孔径半角 。 15. 电磁透镜的几何像差包括 球差和 像散，而电子束波长的稳定性决定的像差为色差 。 16. 透射电镜主要有电子光学系统、电源控制系统和 真空系统构成。 17. 非弹性散射机制主要有 单电子激发 、 等离子激发 、和 声子激发 。 18. 透射电镜的主要性能指标分辨率、 放大倍数 、和 加速电压 。 19. 热分析测试过程中，粉体试样中粉体 粒度 与粉体 堆积密度 对热分析结果影响较大。 20. 用来进行晶体结构分析的X 射线学分支是 X 射线衍射学 。 21. M 层电子回迁到K 层后，多余的能量放出的特征X 射线称 K β。 22. X 射线衍射中，只有晶面间距大于 波长的一半的晶面才能产生衍射。 23.布拉格方程解决了X 射线衍射方向问题，即满足布拉格方程的晶面将参与衍射，但能否产 生衍射花样还取决于 衍射强度 。 24. 电子对X 射线散射分为两种情况， 一种是受原子核束缚较紧的电子，X 射线作用后，该 电子发生振动，向空间辐射与入射波频率相同的电磁波，由于波长、频率相同，会发生相干散 射 和 另一种X 射线作用在束缚电子上，产生康普顿效应---非相干散射，产生背底。 25. X 射线线扫描仪中的扫描方式主要有 光栅扫描 和 角光栅扫描。 26. 根据量子力学计算，L 壳层的能级实际上是由 3 个子能级构成,M 壳层的能级由 5 个能级 构成,N 层由 7 个子能级构成。 27.劳厄方程是确定 X 射线衍射方向的基本方程，常用与晶体 取向测定和晶体对称性的研究。 28. 影响多晶体衍射强度的其他因数主要有 多重因数P 、 吸收因子A(θ) 和 温度因子e-2M 。 29. X 射线定量分析的方法有 外标法 和 内标法 两大类。 30.有一体心立方晶体的晶格常数是0.286nm ，用铁靶K α（λK α=0.194nm ）照射该晶体能产生 四 条衍射线。 31. 电子显微分析方法以材料 微区形貌 、 晶体结构 和 化学组成 为基本目的。 三.名词解释 1. 非相干散射：当χ射线经束缚力不大的电子或自由电子散射后，可以得到波长比入射χ射线长的χ射线，且波长随散射方向不同而改变，这种散射现象称为非相干散射。 2. 结构消光：当阵点不是一个单原子，而是一个原子集团时基元内原子散射波间相互干涉也可能会导致消光，此外布拉菲点阵通过套构后形成的复式点阵，出现了布拉菲点阵本身没有的消光规律，称2 1111L L f +=
功能材料 考试必备 复习思考题
功能材料复习思考题 一、基本概念题 1、超导体的同位素效应是指超导体的临界温度依赖于依赖于同位素质量的现象。 2、气敏陶瓷是吸收某种气体后电阻率发生变化的一种功能陶瓷，其气敏特性，大多通过待测气体在陶瓷表面附着，产生某种化学反应、与表面产生电子的交换等作用来实现的，这种气敏现象称为表面过程。湿敏陶瓷：是指对气体、液体和固体物质中水分含量敏感的陶瓷材料。 3、精细陶瓷按照化学组成可分为氧化物陶瓷、非氧化物陶瓷；按照陶瓷材料的功能可分为结构陶瓷、功能陶瓷、生物陶瓷。精细陶瓷生产的基本工序包括粉体制备、成形和烧结。 4、形状记忆合金中生物相容性好的是Ti-Ni基形状记忆合金，不具有生物相容 性的是Cu基形状记忆合金。 5、第二类超导体的主要特征是有两个临界磁场，在混合态下，第二类超导体仍 具有零电阻，但不具有完全抗磁性。 6、相对于用天然无机物烧结的传统陶瓷，以精制的人工合成的无机化合物或高纯天然无机物为原料，采用精密控制的制造加工工艺烧结，具有远胜过以往独特性能的优异特性的陶瓷，称为精细陶瓷。 7、形状记忆合金应具备的条件是：合金能够发生热弹性马氏体相变；母相和马 氏体的晶体结构通常是有序的；（3）母相的晶体结构具有较高的对称性，而马氏体的晶体结构具有较低的对称性。 8、储氢合金吸氢、放氢时体积会膨胀、收缩，反复的吸氢、放氢，会使合金中 产生裂纹、破碎、粉化，这对储氢合金的应用是有害的。 9、形状记忆效应的变形具有一定的限度，取决于母相与马氏体的晶体结构参数。 10、非晶态合金的主要缺点表现在两方面，一是由于采用急冷方法制备材料，使 其厚度受到限制，二是热力学上不稳定，受热有晶化倾向。 11、精细陶瓷的制备工艺流程中预烧合成的目的是去除去除原料中挥发的杂质，化学结合和物理吸附的水分、气分、有机物等；使原料颗粒致密化及结晶长大，以减小在以后烧结中的收缩，提高产品合格率；完成同质异晶的晶型转变，形成稳定的结晶相。 12、马氏体相变是非扩散型相变，相变过程是以切变方式进行，由于切变方向不 同，产生结构相同，位向不同的马氏体，即马氏体变体。 13、Ms、As、M f、A f是表征记忆合金的热弹性马氏体相变的特征温度，也是形 状记忆过程中变形及形状恢复的特征温度。定义（As-Ms）为热滞后，是形状记忆合金的一个重要参量。 14、马氏体相变是非扩散型相变，相变过程是以切变方式进行。外加应力可以改变相变温度，即使温度在Ms点以上，只需进行适当的变形也可以发生马氏体相变，称为应力诱发马氏体相变。热弹性马氏体相变是指马氏体相变过程中，马氏体片随着温度的升降表现出弹性式消长，称为热弹性马氏体相变。 15、超导态下，外磁场的磁化使超导体表面产生感应电流，感应电流在超导体内产生的磁场正好和外磁场相抵消，导致超导体内部磁场为零，即具有完全抗磁性，这种现象就是迈斯纳效应。 16、非晶态合金是指由一定成分的液态合金经高速冷却而形成的在常温和低温固态下原子排列具有短程有序而长程无序的金属合金。 17、功能陶瓷是指利用材料的电、磁、光、声、热等直接的性能或其耦合效应
现代设计史资料
现代设计史复习资料 1、工业设计以批量化、标准化大生产为前提,具有与传统手工艺设计完全不同得特征。 2、1851年世界上第一个工业产品国际博览会在伦敦开幕。在用钢铁与玻璃建成得被称为“水晶宫”得大厅里展出,展览大厅由英国建筑师约瑟夫·派克斯顿设计制作。 3、约翰拉斯金得理论成为英国工艺美术运动重要得理论基础,她本人成为了英国工艺美术运动得思想与理论先驱。 4、19世纪末在威廉·莫里斯得倡导宣传与身体力行之下掀起了一场以追求自然这样与哥特式风格为特征,旨在提高产品质量、复兴手工艺品得设计运动,史称“工艺美术运动”。 5、工艺美术运动得主要特点就是忠实干自然,采用自然材料以及注重材料自身得设计,风格简洁朴实,具有自然情调。 6、法国政府决定在1889年举办100周年大庆典活动,包括举办规模空前得世界博览会与建造一座雄伟得纪念碑——埃菲尔铁塔 7、法国新艺术运动得中心就是巴黎与南锡。 8、凡·德·威尔德就是比利时新艺术运动得核心人物。 9、新艺术运动在英国得杰出代表人物就是麦金托什。她1885年进入格拉斯哥艺术学校学习,格拉斯哥四人派 10、麦金托什最有名得设计就是她设计得一系列高靠背椅子。 11、新艺术运动在奥地利主要代表人物有约瑟夫·奥尔布里希、与约瑟夫·霍夫曼。 12、霍夫曼于1903年发起成立了维也纳生产同盟。 13、安东尼·高迪就是西班牙新艺术运动得最重要代表。圣家族教堂现已成为巴塞罗那市一个最重要得纪念性建筑。 14、1907年在穆特修斯、贝伦斯及凡·德·威尔德得发起组织下,成立了德国第一个设计组织——德意志制造同盟。 15、彼得·贝伦斯,她就是德国现代设计得重要奠基人之一,她最有代表性得设计都与德国最有代表性得企业——德国通用电气公司(AEG) 16、芝加哥学派主要人物有,第一代路易斯·沙利文第二代弗兰克·赖特 弗兰克·赖特就是第二次芝加哥学派中最负盛名得人物。 17、沙利文得“形式服从功能”得思想主张建筑得功能、结构、适当得装饰与建筑得环境融为一体。 18、德国新建筑运动现代主义运动如新建筑运动荷兰风格派运动及俄国构成主义运动得兴起,为现代主义设计得成型做了理论及实践上得准备。 19、新建筑运动(19世纪末到20世纪初) 三种新型建筑材料——钢铁、水泥、平板玻璃,取代了木材、石料、砖瓦,成为现代建筑得主要材料。 其中最杰出得代表人物有美国得弗兰克·赖特,德国得格罗皮乌斯、密斯凡德罗,瑞士得勒·柯布西耶,芬兰得阿尔瓦·阿图。 20、格罗皮乌斯1911年设计得法格斯鞋楦工厂。赖特1936年设计得“流水别墅”,柯布西耶20世纪30年代设计得公寓朗香教堂 21、荷兰风格派主要代表人物除杜斯博格外,还有蒙德里安。 蒙德里安1920年创造得《红、黄、蓝》油画,以最简单得纵横结构与单纯得三原色,成为风格派主张“用纯粹几何形象得抽象来表现纯粹得精神”。
材料现代分析方法北京工业大学
材料现代分析方法北京工业大学 篇一：13103105-材料现代分析方法 《材料现代分析方法》课程教学大纲 一、课程基本信息 课程编号：13103105 课程类别：专业核心课程 适应专业：材料物理 总学时：54学时 总学分:3 课程简介： 本课程介绍材料微观形貌、结构及成分的分析与表面分析技术主要方法及基本技术，简单介绍光谱分析方法。包括晶体X射线衍射、电子显微分析、X射线光电子谱仪、原子光谱、分子光谱等分析方法及基本技术。 授课教材：《材料分析测试方法》，黄新民解挺编，国防工业出版社，20XX年。 参考书目： [1]《现代物理测试技术》，梁志德、王福编，冶金工业出版社，20XX 年。 [2]《X射线衍射分析原理与应用》，刘粤惠、刘平安编，化学工业出
版社，20XX年。 [3]《X射线衍射技术及设备》，丘利、胡玉和编，冶金工业出版社，20XX年。 [4]《材料现代分析方法》，左演声、陈文哲、梁伟编，北京工业大学出版社，20XX年。 [5]《材料分析测试技术》，周玉、武高辉编，哈尔滨工业大学出版社，2000年。 [6]《材料结构表征及应用》，吴刚编，化学工业出版社，20XX年。 [7]《材料结构分析基础》，余鲲编，科学出版社，20XX年。 二、课程教育目标 通过学习，了解X射线衍射仪及电子显微镜的结构，掌握X-射线衍射及电子显微镜的基本原理和操作方法，了解试样制备的基本要求及方法，了解材料成分的分析与表面分析技术的主要方法及基本技术，了解光谱分析方法，能够利用上述相关仪器进行材料的物相组成、显微结构、表面分析研究。学会运用以上技术的基本方法，对材料进行测试、计算和分析，得到有关微观组织结构、形貌及成分等方面的信息。 三、教学内容与要求 第一章X射线的物理基础 教学重点：X射线的产生及其与物质作用原理 教学难点：X射线的吸收和衰减、激发限 教学时数：2学时
材料概论试题
1.何为材料，为何材料是人类社会生活的物质基础？ 材料是人类用于制造物品、器件或其他产品的物质。是人类要生存需要的最基本的物质生活资料。物质生产活动是人类从事其他各种社会活动的先决条件。 2.材料科学与工程的四个基本要素是什么？请说明他们之间的关系。 材料的四个基本要素：结构与成分、性质、合成与制备、用途与性能 3. 复合材料设计的基本思想是什么？举一例说明。 达到功能复合，能保留原组成原料的特性，并通过复合效应得到原来所不具有的更为优越的新性能。碳纤维复合材料制造大飞机；轮胎是由橡胶、碳黑、帘子线等材料构成的。 4. 从燕子造窝到人用草拌泥造房、再到我们用碳纤维复合材料制造大飞机的过程，你得到了哪些启示？这些复合材料的制备都还停留在经验的层面上，而碳纤维复合材料制造大飞机虽然使用了一贯的复合思想，但相比之下更具有系统性、科学性。如今我们创造新的复合材料不再需要像过去一样完全依靠试错法，而有相关的理论指导，所以我们在探索新领域时可以从一些已有的思想中获取灵感，再用理论化地手段将其转化为材料科学。 5．绿色建筑的基本涵义？ 绿色建筑指在建筑的全寿命周期内，最大限度地节约资源，保护环境和减少污染，为人们提供健康、舒适和高效的使用空间，与自然和谐共生的建筑物。 6.建筑生态环境材料的基本涵义？ 生态环境材料是指那些具有良好的使用性能和优良的环境协调性的材料 7.看《终结者2》推测那个人材料的性能与特点，并推测由什么方法合成。(描述电影中未来人材料的特点和性能，并设想可由什么方式合成? 终结者2中的机器人由液态金属构成，具有流动性和高强度性，韧性好，可再组合。 合成方法: 合金合成法，置于电解液中的镓基液态合金在和铝合金结合后，能长期高速运转。 8.试说明金属材料在民航飞机中的应用情况 铝合金用作承力件，钛合金用于具有一定耐热性和耐腐蚀性的板材结构件，高强度结构钢，用于前后起落架；不锈钢，用于发动机的一些装置。高温合金用于耐高温的板材结构件和螺栓，螺母等固件和排气孔的蜂窝结构 9.说明燃料电池的工作原理及其特点。 燃料电池的工作原理是通过氧化还原反应将化学能直接转化为电能。 燃料范围广，不受卡诺循环限制、能量转换效率高、超低污染、运行噪声低、可靠性高、维护方便等 10.说明质子交换膜燃料电池的特性 a．可低温运行。 b．比能量和比功率高；c．结构紧凑、质量小，水易排出。 d．采用固态电解质不会出现变形、迁移或从燃料电池中气化，无电解液流失。 e．可靠性高，寿命长。 f．因唯一的液体是水，本质上可避免腐蚀。 11.什么是有机半导体？ 具有半导体性质的有机材料，即导电能力介于金属和绝缘体之间 12.导电机理是什么，为什么有机物能导电？ 含有共轭基团的有机分子之间形成连续共轭的大结构，用来传导电子和空穴，然后在电场的作用下,载流子可以沿聚合物链作定向运动,从而使高分子材料导电 13.有机导体的优点和缺点是什么？ 优点：成膜技术更多、器件尺寸更小，集成度更高、有机物易于获得、柔韧性好，质量轻、可修饰性强。缺点：电阻率的变化受杂质含量的影响极大.电阻率受外界条件（如热、光等）的影响很大 14.有机导体有哪些应用方向？ 光盘、有机发光二极管、传感器、有机太阳能电池等。 15.生物医用材料的定义及其主要性能特征