材料概论习题及答案
材料概论
Introduction to Materials（材料概论）Questions and Problems （习题）材料工程学院1 Introduction to Materials1.1 With regard to electron configuration,what do all the elements in Group VIIA of the Periodic Table have in common?1.2 Cite the differences between substance and material.1.3 Why do we study materials science and engineering?1.4 Offer an explanation as to why covalently bonded materials are generally less dense than ionically or metallically bonded ones?1.5 What types of bonding would be expected for each of the following materials:brass,rubber,barium sulfide (BaS),solid xenon,nylon,and aluminum phosphide (AlP)?1.6 What is the difference between the atomic structure and crystal structure?1.7 The unit cell for tin has tetragonal symmetry,with a and b lattice parameters of 0.583 and 0.318m,respectively.If its density,atomic weight,and atomic radius are 7.30g/cm3,118.69g/mol,and 0.151nm,respectively,compute the atomic packing factor.1.8 Cite the primary differences between elastic,anelastic,and plastic deformation behaviour.1.9 Cite five factors that lead to scatter in measured material properties.1.10 Besides the mechanical properties and the physico chemical characteristics of materials,which other factors should be considered for the manufacture of an object?1.11 What material could be used to insulate a furnace heated to 1000℃?Why?1.12 To which class of building material does wood belong?1.13 List the materials used in a bicycle.1.14 Material specification for modern athletic shoes is quite complex.In your opinion what should be the requirement,and why?1.15 You wish to select the materials needed to carry a current between the components inside an electrical“black box”.What materials would you select?1.16 Describe some of the key mechanical and physical properties we would consider in selecting a material for an airplane wing.1.17 In terms of bonding,explain why silicate materials have relatively low densities?1.18 A three-point bending test is performed on a glass specimen having a rectangular cross section of height d 5mm and width b 10mm; the distance between support points is 45mm.(a) Compute the flexural strength if the load at fracture is 290N.(b) The point of maximum deflection Δy occurs at center of the specimen and is described by:EIFL y 483=∆ where E is the modulus of elasticity and I is the cross-section moment of pute Δy at a load of 266N.2 Metallic Materials2.1What are the major differences between iron and steel?2.2List five applications that you encounter every day that use ferrous metals and reason(s).Why these metals were chosen for each application?Can you think of a better material for the application?2.3List one application,the key structural difference,and the best quality for each of the following cast irons:(a) ductile cast iron,(b) gray cast iron,(c) white iron,(d) malleable iron,(e) wrought iron.2.4What is the major function of the following in alloy steel:(a) copper,(b) vanadium,(c) chromium,(d) aluminum,(e) lead,(f) nickel,and (g) tungsten?2.5Describe the major advantages of each of the following stainless steels:(a) martensitic,(b) austenitic,and (c) ferritic.2.6Name three noble metals and give an application of each.2.7Explain why aluminum,magnesium,and titanium are expensive when they are so readily available as raw materials.Give a reason for recycling aluminum.2.8Explain the corrosion resistance mechanism of copper and aluminum.Which metal offers the widest range of processability?2.9What are (a) brass,(b) bronze,and (c) refractory metals?2.10(a) What common characteristic do white metals possess?(b) Provide a typical application for each of these metals.(c) Why is lead eliminated from paint,plumbing gasoline,ceramics cookware,and similar uses?2.11List four properties of magnesium alloys.Cite one example of an application where a magnesium alloy was selected because it possessed one of these properties contained in your list.2.12Of the nonferrous metals discussed, copper, aluminum, magnesium, nickel, chromium, titanium, gold, silver, platinum, lead, tin, and zinc:a:What has the highest strength?b:Which is the lightest in weight?c:Which is the best electrical conductor?d:Which is the best thermal conductor?e:Which offers the best corrosion resistance?2.13What happens to the properties of hardness,strength,and modulus of elasticity with a decrease in temperature?2.14Explain what is meant by ductility.2.15In what ways can fatigue strength be improved?2.16In what state does a metal conduct best,alloyed or unalloyed?2.17What is the correlation between metals for electrical and thermal conductivity?2.18How does the metallic bond work,and what effect does it have on metals?3 Ceramic Materials3.1 Based on your knowledge of materials,define “ceramics” in its simplest form.Once you’ve done that,begin constructing a concept map that includes your definition of ceramics and the categories of traditional ceramics and advanced ceramics.3.2 Take one of the properties and see if you can trace this property back to the covalent bonding and/or crystal structure.For example,consider the fact that glass is transparent,but a metal like aluminum is reflective.Try to explain these differences based on the difference in bonding and/or crystal structure.3.3 Sketch the following unit cells:simple cubic,body centered cubic,face centered cubic and hexagonal close packed.Now,look up the following crystal structures and determine which of the structures you just sketched are similar to the following:the rock salt structure,the cesium chloride structure,the fluorite structure,the perovskite structure.3.4 How does biomimetics represent the kind of appeal offered by ceramics for materials selection?What other attributes make ceramics competitive with metals and polymers?3.5 A material’s resistance to the removal of its surface material is known by what terms?3.6 Explain why the machining of fine grained ceramic parts reduces their strength and toughness more than that of large grained ceramic parts.3.7 Surface modification techniques are developed and employed to accomplish what particular goals?3.8 What is the main difference between CVD and CVI processes?3.9 Explain how a material is affected by machining with either dull or improper tools.3.10 Why do ductile materials withstand impact better than brittle materials?3.11 In terms of microstructure,why do crystalline ceramics have different properties from metals that are also crystalline?3.12 Match the ceramic to the application for which it is best suited:(a) Tempered glass(1) Grinding and polishing(b) Fused silica(2) Furnace windows(c) Ferrite(3) Protect metal from oxidation(d) Glaze (porcelain)(4) Computer memory discs(e) 96% silica glass(5) Storm door glazing(f) Diamond(6) Contain hot acids3.13 Consider the characteristics of the general classes of ceramics,plastics,and metals.List the class that is generally superior in the following characteristics;then write down a specific material and value to illustrate its superiority:(a) stiffness,(b) chemical resistance,(c) abundance of raw materials,(d) tensile strength,(e) lowest coefficient of thermal expansion,(f) thermal insulation,(g) hardness,(h) impact strength,(i) flexural strength,(j) density.3.14 In studying the relationship of a finished product in service with its properties and the processes used to produce the product from its basic material(s),one interesting observation is that the final properties desired in a product are usually the cause of the problems that need to be overcome in its processing.An example taken from ceramics deals with the desired properties of high hardness and temperature resistance.These are the very properties that must be overcome in processing the ing metals and/or polymers,cite a general statement that supports the foregoing observation.3.15 When selecting a ceramic material to serve as a heat insulator,would a material with a high density qualify?Discuss your answer.3.16 Ceramic armor,initially developed for the Vietnam War and also used in the Gulf War,was a composite made up of boron carbide (B4C) and fiberglass plus aramid fiber matting.The ceramic has a density of 2.4g/cm3.Is this a low or a high density ceramic?Explain why you think this ceramic was chosen for this application.3.17 Match the correct ceramic to its favorable characteristics.Some will have the same characteristics.(a) Boron nitride(1) Low cost(b) Graphite(2) Machinable(c) Al2O3(3) Best lubricity(d) Glass ceramic(4) Maximum hardness3.18 In terms of their atomic bonding,explain why metals are good conductors and most ceramics are good insulators.3.19 Name some goals of industry and society that caused a push for greater use of ceramics.Describe attributes of ceramics that make them competitive with plastics and metals.Contrast traditional and advanced ceramics.3.20 Use diagrams and explanations to show stress concentrations plus methods to toughen ceramics,including composite matrix ceramics.Define work of fracture and compare work of fracture versus tensile strength in glass,cements,and biomaterials.Make sketches to show methods of improved ceramic structure for greater toughness.4 The Glass Sciences4.1 What is glass briefly? What role does glass play in our ordinary life?4.2 How to produce glass in nature? Please give some examples.4.3 In modern times,what is the main usage for glass?4.4 What are glass fibers? Why can they be used in telecommunication?4.5 How to be coloured during the preparation of glass?4.6 What kind of glasses can be used as lasers?4.7 How to produce optical fibers in industrial technology?4.8 What is oxide or non-oxide glass? Please give some examples about non oxide glass and their usage?4.9 What are the main compositions in oxide glasses are there?4.10 Why does the silica play so important role in glasses?4.11 How many types of main oxide and non-oxide glasses are there?4.12 What is the main usage for chalcogenide glasses?4.13 How to decide whether the glass is amorphous?4.14 What are the temperatures of Tg and Tm? What information can we get from them?4.15 What is the cooling or quenching rate,Q? Why is it important during the formation of glass?4.16 How many roles influence the preparation of glass? What problems should we have to resolve with? Please give some examples about the ways of preparation of glass.4.17 What is the structure models and bonding theories of glass? What is the difference among them?4.18 What is the chemical,physical and optical properties of glass? What application can be done about these properties?4.19 What is the main application for glass? How many special kinds of glasses are there? And how about their applications?4.20 What applications will the glass own in optoelectronic field?5 Cement and Concrete Materials5.1 What is Portland cement?And what is clinker?5.2 How many types of raw materials for producing cement are there and what are they?5.3 What is the purpose of fast cooling of the clinker?5.4 What are chemical and mineralogical compositions of Portland cement?5.5 Please give a description of the properties of C3S,C2S,C3A and C4AF.5.6 Analyze the major factors affecting the rate of hydration.5.7 Cite the order of the rate of hydration of the four mineral phases (C3S,C2S,C3A and C4AF) in cement.5.8 What is concrete?5.9 How many types of raw materials involving in concrete production?And what are their functions,respectively?5.10 Analyze the major factors affecting concrete strength.What is the primary factor in determining the strength?5.11 How does concrete strength change with temperature?Why?5.12 Analyze the importance of aggregate cement paste interface.5.13 What is durability of concrete?And how do you characterize the durability?5.14 Cite the major damages of concrete that influence the durability.5.15 Which method could be taken into account on enhancing the frost resistance of concrete? 5.16 According to your knowledge,how do you achieve a cement based material with very high strength?5.17 What are the advantages of fly ash to the properties of concrete?5.18 How does water reducer take effect in concrete?6 Polymer Materials6. 1 What is polymers?6. 2 What is the most simple and commonly used nomenclature system based on?6. 3 What is the inadequacy of the preceding nomenclature systems?6. 4 Give a brief explanation to the 3 main steps of addition polymerization.6.5 What is the difference between the two ways of termination: combination and disproportionation?6. 6 Why a fundamental knowledge of structure property relations is required?6. 7 Which kind of polymers have high strength and low extensibility ?6. 8 What is the difference between plastics and elastomer?6. 9 How to classify plastics? Please give some examples for their different properties.7 Composite Materials7. 1 What are RP based on?7. 2 How many kinds of composites can be classified on the basis of the form of their structural components?7. 3 What benefits do fillers offer?7. 4 What are the main purposes of surface treatment? And what are the surface changes after the treatment?7. 5 How the silane treatment can improve the dry and wet strength of fiberglass reinforced unsaturated polyester compared with the untreated glass fibers?7. 6 What are the three main groups the most common man made composites can be divided into?7. 7 What are four main direct loads that any material in a structure has to withstand?7. 8 Why is there a very large range of mechanical properties that can be achieved with composite materials?7. 9 How to classify the cement matrix composites? Please describe the main advantages of it.7. 10 How to classify the polymer matrix composites? Please describe the main advantages of it.7. 11 What does the Poisson Effect mean?。
材料概论智慧树知到答案章节测试2023年同济大学
第一章测试1.材料是人类社会生活的精神基础。
A:错B:对答案:A2.青铜是铜锡合金。
A:对B:错答案:A3.芯片是各种集成电路和原件刻蚀在线路板上的一个综合体。
A:对B:错答案:B4.日常生活中家庭用到的空调洗衣机、冰箱电视的壳体材料基本是塑料这种高分子材料。
A:错B:对答案:B5.材料是人类用于制造各种产品和有用物件的（）。
A:原料B:生产力C:设备D:物质答案:D6.恩格斯曾经这样论述，人类从低级阶段向文明阶段的发展，是从学会制开始的。
A:瓷器B:青铜器C:铁器D:陶器答案:D7.目前风力发电机叶片所用的材料为。
A:金属材料B:高分子材料C:无机非金属材料D:复合材料答案:D8.根据材料对社会历史发展作用，人类社会按照材料命名可以包括的时代为。
A:石器时代B:青铜器时代C:新材料时代D:硅时代E:铁器时代答案:ABCDE9.以金属为主制造的建筑物包括。
A:埃菲尔铁塔B:港珠澳大桥C:世界贸易中心大厦D:三峡大坝E:金门大桥答案:ACE10.超导计算机中的运算速度可以达到每秒8000万次，元件完全不发热。
这些优异性能主要基于超导陶瓷的基本特征。
A:完美半导体B:完全抗磁性C:完全导电性D:高度绝缘性E:良好导热性答案:BC第二章测试1.材料的组成与结构决定了材料的基本性质。
A:对B:错答案:A2.材料合成是把原子和分子通过分子间作用力的方式结合起来，最终变成有着微观结构的宏观材料。
A:错B:对答案:A3.原子的核外电子,包括原子核，是可以借助于显微镜这样的设备观察到的。
A:错B:对答案:A4.金属键就是带正电荷的金属原子与核外带负电荷的自由电子通过静电作用而形成的化学键。
A:错B:对答案:B5.材料的宏观尺度，就是通过人的肉眼可以见到的超过人眼极限分辨率以上的尺度。
A:0.1nmB:0.1mmC:0.1μmD:0.1cm答案:B6.材料的使用性能（应用）是材料的固有性质与材料的设计、工程环境以及人类需要融合在一起，其主要决定于。
智慧树知到《材料学概论》章节测试答案
智慧树知到《材料学概论》章节测试答案智慧树知到《材料学概论》章节测试答案绪论1、材料让我们成为人，而我们用语言赋予材料生命，这句话对吗? A:对B:错答案: 对2、材料与人类发展：“材料-时代”对吗？A:对B:错答案: 对3、“物质-有用的物品就是材料“这句话对吗？A:对B:错答案: 对4、材料学的基本思想是？A:尺度之上B:应用为王C:物质答案: 尺度之上,应用为王5、“材料是一种物质，但并不是所有的物质都是材料”这句话对吗？A:对B:错答案: 对第一章1、珠光体的含碳量是A:0.77%B:2.11%C:6.69%答案: 0.77%2、亚共析钢加热成奥氏体后冷却转变成A:珠光体+铁素体B:珠光体C:铁素体答案: 珠光体+铁素体3、将铁碳合金加热成奥氏体后在空气中冷却的热处理方式，称为A:回火B:退火C:淬火答案: 退火4、生铁、熟铁、钢的主要化学成分均为Fe，但他们之间的性能差别显著，主要原因是其中（）不同A:珠光体含量B:硬度C:含碳量答案: 含碳量5、金属中原子的排列方式A:面心立方B:体心立方C:秘排六方答案: 面心立方,体心立方,秘排六方第二章1、生产普通陶瓷的主要矿物原料是A:：石英、粘土、长石B:高岭土、碳酸盐C:粘土、石英、烧碱答案: ：石英、粘土、长石2、陶瓷坯料采用可塑成型的方法手工成型时，需要控制其含水量在（）范围之内，以保证坯体良好的塑形效果。
A:15~25%B:28~35%C:7~15%答案: 15~25%3、构成敏感陶瓷的主要物质属于（）类。
A:导体B:绝缘体C:半导体答案: 半导体。
材料概论习题及答案
材料概论习题及答案
1. 什么是材料？
材料是指用于制造或构成各种物品和工程的实物，通常具有一定方向性、物理性质和化学性质。
2. 材料分类的基本原则是什么？
材料分类的基本原则是根据其组成、结构和性质进行分类。
3. 金属材料的特点是什么？
金属材料的特点是具有良好的导电性、导热性、可塑性、韧性和强度，适用于高温、高压、高速、强腐蚀等极端工况下的使用。
4. 陶瓷材料的特点是什么？
陶瓷材料的特点是具有优异的耐腐蚀性、耐高温性和耐磨性，但是韧性和强度相对较低，易于破碎。
5. 高分子材料的特点是什么？
高分子材料的特点是具有良好的塑性、韧性和绝缘性，但是强度和刚度相对较差，易于老化和变形。
6. 复合材料的特点是什么？
复合材料的特点是将两种或两种以上不同材料经过特定的工艺组合而成，具有优异的性能，可以满足不同领域特定的需求。
7. 工程材料的应用范围包括哪些方面？
工程材料的应用范围包括建筑、装修、交通运输、电子、能源、医疗等方面。
8. 应该如何选取合适的材料？
应该根据使用环境、工作条件、使用要求等多方面因素来选取合适的材料，同时考虑材料的成本、可行性和环境影响等方面因素。
(完整版)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、T K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。
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。
材料概论期末考试题及答案
材料概论期末考试题及答案一、选择题（每题2分，共20分）1. 材料科学中，材料的分类不包括以下哪一项？A. 金属材料B. 陶瓷材料C. 有机高分子材料D. 生物材料答案：D2. 材料的力学性能主要取决于材料的什么？A. 微观结构B. 宏观形状C. 表面处理D. 环境因素答案：A3. 以下哪种材料不属于金属材料？A. 钢B. 铝C. 塑料D. 铜答案：C4. 陶瓷材料的主要特点是什么？A. 导电性好B. 导热性好C. 耐腐蚀D. 弹性好答案：C5. 有机高分子材料的分子结构通常是什么？A. 线型结构B. 网状结构C. 层状结构D. 纤维结构答案：A6. 材料的热处理过程通常不包括以下哪一项？A. 退火B. 正火C. 淬火D. 焊接答案：D7. 材料的硬度是指材料的什么性质？A. 弹性B. 塑性C. 韧性D. 抗磨损能力答案：D8. 金属材料的塑性变形通常发生在哪个温度区间？A. 室温B. 低温C. 高温D. 熔点附近答案：A9. 材料的疲劳寿命与什么因素有关？A. 材料的强度B. 材料的硬度C. 材料的韧性D. 所有上述因素答案：D10. 材料的断裂韧性是指材料在什么条件下的性能？A. 静载荷作用下B. 动载荷作用下C. 冲击载荷作用下D. 循环载荷作用下答案：D二、简答题（每题5分，共30分）1. 简述材料的热处理对材料性能的影响。
答案：材料的热处理是通过对材料进行加热、保温和冷却等过程来改变材料的微观结构，从而改善材料的宏观性能。
例如，退火可以降低材料的硬度，提高韧性；淬火可以提高材料的硬度和强度；正火可以消除材料的内应力，改善材料的塑性。
2. 什么是材料的疲劳寿命？影响疲劳寿命的因素有哪些？答案：材料的疲劳寿命是指材料在循环载荷作用下，从开始加载到发生疲劳断裂的时间。
影响疲劳寿命的因素包括材料的微观结构、材料的化学成分、载荷的大小和频率、环境因素等。
3. 什么是材料的断裂韧性？断裂韧性与材料的哪些性质有关？答案：材料的断裂韧性是指材料在受到冲击载荷作用下，抵抗裂纹扩展的能力。
(完整版)材料科学概论复习题及答案
复习特种陶瓷—材料的结构—．材料科学—无机非金属材料—失效—特种陶瓷—硅酸盐水泥—热处理—纳米材料判断题1. 低碳钢的硬度及塑性均比高碳钢的高。
错2. 橡胶是在高弹态下使用的高分子材料。
对3. 玻璃是一种晶体材料，它具有透光性、抗压强度高、但脆性大的特点。
错4. 位错、空位、间隙原子都是实际晶体中的点缺陷。
错5. 什么是材料？如何进行分类?材料是指人类社会可接受、能经济地制造有用器件或物品的固体物质。
6. 什么是材料的成分？什么是材料的组织？什么是材料的结构？材料的成分是指组成材料的元素种类及其含量，通常用质量分数（w），也可以用粒子数分数表示。
材料的组织是指在光学显微镜或电子显微镜下可观察到，能反应各组成相形态、尺寸和分布的图像。
材料的结构主要是指材料中原子的排列方式。
7. 材料科学与工程的四大要素是什么？材料成分，结构，工艺，性能。
8. 传统陶瓷坯料常见的成形方法及生产工艺？9. 什么是高分子材料？高分子材料具有哪些性能特点？高分子材料是由可称为单体的原料小分子通过聚合反应而合成的。
力学性能：最大的特点是高弹性和黏弹性。
电性能：绝大多数高分子材料为绝缘体。
热性能：绝热性。
10. 什么叫复合材料？按基体材料分为哪几类？复合材料指由两种或更多种物理性能、化学性能、力学性能和加工性能不同的物质，经人工组合而成的多相固体材料。
复合材料可分为基体相和增强相。
按基体分为树脂基、金属基陶瓷基。
11. 陶瓷由哪些基本相组成？它们对陶瓷的性能有什么影响？晶体相、玻璃相、气相。
12. 简述提高陶瓷材料强度及减轻脆性的途径？13. 按照用途可将合金钢分为哪几类？机器零部件用钢主要有哪些？可分为结构钢，工具钢，特殊钢和许多小类。
轴，齿轮，连接件。
14. 材料典型的热处理工艺有哪些？什么叫回火?退火、正火、淬火、回火。
钢件淬火后，为了消除内应力并获得所要求的性能，将其加热Ac1以下的某一温度，保温一定时间，然后冷却到室温的热处理工艺叫做回火。
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作业11.人类使用材料的历史经历了哪些时代？答：人类使用材料的历史经历了石器时代、青铜器时代、铁器时代、水泥时代、钢时代、硅时代、新材料时代。
2.材料的化学(键)分类和使用性能分类？答：材料的化学(键)分类：金属材料、无机非金属材料、高分子材料、复合材料。
材料的使用性能分类：结构材料、功能材料。
3.什么是材料科学、材料工程、材料科学与工程？答：材料科学：一门以固体材料为研究对象，以固体物理、固体化学、热力学、动力学、量子力学、冶金、化工为理论基础的边缘交叉基础应用学科，是运用电子显微镜、X射线衍射、热谱、电子离子探针等各种精密仪器和技术，探讨材料的组成、结构、制备工艺和加工使用过程与其机械、物理、化学性能之间的规律的一门基础应用学科。
材料工程：运用材料科学的理论知识和经验知识，为满足各种特定需要而发展、制备和改进各种材料的工艺技术。
材料科学与工程：研究材料的组成与结构、合成与制备(工艺)、性能、使用效能(用途)四者之间相互关系和规律的一门科学。
4.简述无机非金属材料及其特点？答：无机非金属材料是一种或多种非金属元素(如O、C、N等，通常为O)的化合物，主要为金属氧化物和金属非氧化物，不含C-H-O链。
无机非金属材料的特点：①组成：一种或多种非金属元素(如O、C、N等，通常为O)的化合物。
②结构：结合键主要为离子键、共价键或离子－共价混合键。
③性能：高熔点、高强度、耐磨损、高硬度、耐腐蚀和抗氧化的基本属性，宽广的导电性、导热性和透光性以及良好的铁电性、铁磁性和压电性，很差的延展性及耐冲击性。
④合成与制备(艺)：(暂忽略)。
⑤使用效能(应用)：(暂忽略)。
作业21.从CaO-SiO2二元相图分析矿物组成与化学组成、工艺条件的关系？答：①CaO-SiO2二元相图。
②矿物组成与化学组成的关系：在870-1125℃之间，随着SiO2质量分数的降低，CaO质量分数的提高，所形成的矿物组成依次为α磷石英，α磷石英+β-CS，β-CS，β-CS+ C2S，C2S，C2S+C3S，C3S，C3S+CaO，CaO。
③矿物组成与工艺条件的关系：在SiO 2-CS 区间，随着温度的升高，依次生成α石英+β-CS ，α磷石英+β-CS ，α磷石英+α-CS ，α方石英+L ，L 。
2.计算[BO 3]三角体和[SiO 4]四面体中正负离子彼此相互接触的正负离子半径的比值。
答：①[BO 3]三角体中正负离子彼此相互接触的正负离子半径的比值：2222)()(⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛++=+-+--+r r r r r 0)(6)(322=-+--++r r r r-+=r r 155.0155.0/=-+r r②[SiO 4]四面体正负离子彼此相互接触的正负离子半径的比值：-=r a 22)(23-++=r r a----+====+r r r a r r 225.12622323 225.0/=-+r r3.为什么岛状、链状、架状硅酸盐晶体结构结构的桥氧数、硅氧比不同？ 答：由于[SiO 4]四面体聚合形状不同，所以岛状、链状、架状硅酸盐晶体结构的桥氧数、硅氧比不同。
①岛状硅酸盐晶体结构：桥氧数：0，硅氧比1:4。
②链状硅酸盐晶体结构：单链：桥氧数：1，硅氧比1:3；双链：桥氧数：2.5，硅氧比4:11。
③架状硅酸盐晶体结构：桥氧数：4，硅氧比1:2。
4.什么叫晶体缺陷？有哪些类型？答：①晶体缺陷：实际晶体中原子规则排列遭到破坏而偏离理想结构的区域。
②晶体缺陷类型：点缺陷、线缺陷和面缺陷。
③点缺陷：晶格位置缺陷(弗兰克尔缺陷、肖特基缺陷)、组成缺陷(间隙型杂质原子、置换型杂杂质原子)和电荷缺陷。
④线缺陷：刃型位错、螺型位错。
⑤面缺陷：与晶体结构无关的面缺陷：晶晶界和相界，与晶体结构有关的面缺陷：共轭相界、孪晶界、堆垛层错。
5.试说明图像分析法与非图像分析法的异同。
答：①相同点：图像分析法与非图像分析法均基于物理方法，其工作原理是以电磁波轰击样品激发产生透射、反射和吸收等特征物理信息，将这些信息加以分析从而确定物相组成和结构特征。
②不同点：图像分析法是以显微术为主，既可根据图像的特点及有关的性质来分析和研究固体材料的相组成，也可形象地研究其结构特征和形貌特征，测定其各项结构参数，是材料的主要研究手段，其中最有代表性的是光学显微镜分析和电子显微镜分析。
非图像分析法分为衍射法和成分谱分析。
衍射法包括X射线衍射、电子衍射和中子衍射等三种分析方法，主要用来研究材料的结晶相及其晶格常数，其中最有代表性的是粉末X射线衍射分析和单晶X射线衍射分析。
成分谱分析的信息来源于整个样品，是统计性信息，主要测定材料的化学成分。
成分谱种类很多，有光谱，色谱，热谱，质谱，能谱，波谱，核磁共振谱、穆斯堡尔谱等等，其中最有代表性的是差热分析，红外光谱分析，能谱分析，核磁共振分析。
作业31.名词解释：熔融法、高温烧结法。
答：(1)熔融法：将合成所需材料的原料加热，使其在加热过程和熔融状态下产生各种化学反应，从而达到一定的化学成分和结构。
根据加热温度的高低，分为高温熔融法和低温熔融法。
玻璃熔融、高炉炼铁、转炉炼钢等为高温熔融法。
高分子化合物的本体聚合和熔融聚合为低温熔融法。
(2)高温烧结法：陶瓷、耐火材料、粉末冶金以及水泥熟料等通常都是要把成型后的坯体(粗制品)或固体粉料在高温条件下进行烧结后，才能得到相应的产品。
2.以石料生产为例说明破碎-筛分流程及所需设备。
答：(1)石料生产线如下图所示：(2)破碎-筛分流程：对原料有粒度要求的原料制备工艺，筛分作业必须与破粉碎作业配合使用，组成破碎－筛分流程，即破碎→筛分→粉碎(磨碎)→筛分→超细粉碎→筛分→符合粒度要求的原料。
(3)所需设备：①破碎设备：颚式破碎机等各种破碎机；②粉碎(磨碎)设备：球磨机等各种磨机；③超细粉碎设备：气流粉碎磨等各种磨；④筛分设备：振动筛等各种筛。
3.什么是配料的原则和方法？答：(1)配料：根据不同种类材料的理化性能、尺寸及外形，并考虑有关工艺因素，制定相应的配方，确定材料的原料组成。
(2)配料的原则：配合料的组成包括按规定比例配合的各种原料的种类、数量(重量或体积)、粒级，因此，配料的原则是：①原料、制品化学组成可能有波动，试样分析可能有误差，配合料的化学成分必须在满足产品性能要求的同时，比产品要求的指标要稍高些；②工艺过程对粉料结合性或分散性的要求；③原料中的水分和灼减成分。
(3)配料的方法：即体积法和重量法。
4.简述泥料混练的目的、方法和设备。
答：(1)泥料混练：使两种以上不均匀物料的成分和颗粒度均匀化，促进颗粒接触和塑化的操作过程。
(2)泥料混练的目的：使坯料中的成分和性质均匀，即在单位重量或体积内具有同样的成分和颗粒组成。
(3)泥料混炼的方法：原料的制备与混合一体化、困料、塑化处理。
(4)泥料混炼的设备：高速混炼机、真空挤泥机、普通捏合机等。
5.根据材料的成型特性，材料的成型方法分为哪几类？答：(1)材料的成型特性：可流动性和可塑性变形性。
①可流动性：材料在加热作用下或添加溶剂时表现出来的流动性。
②可塑性变形性：材料在加热作用下或添加溶剂、增塑剂等助剂时，同时受外力作用下，表现出来的塑性变形行为。
(2)材料成型方法的成型特性分类：自由流动成型、受力流动成型、受力塑性成型和其他成型。
①自由流动成型：成型时无外力作用下，将呈流动状态的物料倒入模型型腔，或使其附在模型表面，经改变温度、反应或溶剂挥发等作用，使之固化或凝固，从而形成具有模型形状的产品，最终产品可以是成品，也可以是半成品。
②受力流动成型：成型时在受力作用下，将呈流动状态的物料注入模型型腔，或使物料通过一定形状的口模，或附在模型表面，经温度变化、反应或溶剂挥发等作用，使物料冷凝、固化，最终形成产品，产品一般无需后续加工即可直接使用。
③受力塑性成型：在受力条件下，在高温或常温，或塑化条件下，使固态物料产生塑性变形而获得所需尺寸、形状及力学性能的成型方法。
6.简述干燥及干燥过程？答：(1)干燥：使含水物料(如湿坯、原料、泥浆等)中的液体水汽化而排除水分的过程。
(2)干燥过程：可大致分为四个阶段。
第一阶段为升速干燥阶段，即随着干燥时间的增长，坯体含水量减少，干燥速度升高，坯体的表面层温度也随之升高。
第二阶段为等速干燥阶段，是干燥过程中最主要的阶段。
在此阶段中，水分的蒸发仅发生在坯体表面上，干燥速度等于自由水面的蒸发速度，虽然水分大量排出，但速度恒定。
因此，干燥速度取决于干燥介质(空气)的温度、湿度及运动速度，而与坯体的厚度(或粒度)及最初含水量无关。
第三阶段是降速干燥阶段，随着干燥时间的增长，坯体含水量减少，水分从表面蒸发的速度超过自坯体内部向表面扩散的速度。
因此干燥速度受水分的扩散速度控制，受空气的温度、湿度及运动速度的影响较小。
第四阶段为平衡干燥阶段，即干燥速度逐渐接近于零，最终坯体水分不再减少。
当空气的温度低于100℃时，保留在坯体中的水分称为平衡水分。
这部分水分被固体颗粒牢固地吸附着。
7.以硅酸盐制品为例，简述常压烧结过程。
答：(1)烧结：使坯体显气孔率接近于零，达到完全致密程度状态的过程。
(2)硅酸盐制品的常压烧结过程：①坯体排出水分阶段(10～200℃)：在该阶段中，主要是排出坯体中残存的自由水和大气吸附水。
水分的排除，使坯体中留下气孔，具有透气性，有利于下一阶段反应的进行。
②分解、氧化阶段(200～1000℃)：这一阶段发生的物理化学变化依原料种类而异，有排出化学结合水、硅酸盐或硫酸盐分解、有机物的氧化燃烧等。
此外还可能有晶型转变发生或少量低熔液相的开始生成。
此时坯体的重量减轻，气孔率进一步增大，强度亦有较大变化。
③液相形成和晶相合成阶段(>1000℃)：分解作用将继续进行，随温度升高，液相生成量增加，液相粘度降低，某些新矿物相开始形成，并进行溶解重结晶。
由于液相的扩散、流动、溶解、沉析传质的进行，颗粒在液相表面张力作用下，进一步靠拢而促使坯体致密化，使其强度增大、体积缩小、气孔率降低、烧结急剧进行。
④烧结阶段：坯体中各种反应趋于完全、充分，液相数量继续增加，结晶相进一步成长而达到致密化，即所谓“烧结”。
⑤冷却阶段：从最高烧成温度至室温的冷却过程中，主要发生玻璃相的析晶、某些晶相的晶型转变、玻璃相的固化等过程。
在此过程中，坯体的强度、密度、体积依品种不同都有相应的变化。
作业41.简述温度对无机晶体材料热容、热膨胀、热传导、热稳定性的影响？答：(1)温度对无机晶体材料热容的影响：当温度远高于德拜温度时，无机晶体材料的摩尔比热容(或C v)遵循杜隆-珀替定律，变化很小，是一个与构成固体的物质无关的常量(3R)。
当温度远低于德拜温度时，摩尔比热容(或C v)将遵循量子规律，而与热力学温度的三次方成正比，即C v∝T3。