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最新无机材料科学基础题库--简答题

简答题1/粘度及其影响因素(以硅酸盐熔体为例)粘度:使相距一定距离的两个平行平面以一定速度相对移动所需的力硅酸盐熔体粘度与组成的关系-粘度的大小由熔体中硅氧四面体网络连接程度决定碱金属、碱土金属:熔体分化,网络断裂程度增加,粘度降低碱金属的硅酸盐熔体中加入Al2O3:当Al2O3/Na2O<1时:Al2O3代替SiO2起“补网”作用,提高粘度当Al2O3/Na2O>1时,Al进入[AlO6]位置中,粘度降低碱金属的硅酸盐熔体中加入B2O3:最初加入的B2O3,处于[BO4]中®结构聚集紧密,粘度升高;随着硼含量增加,硼处于三角体中®网络结构疏松,粘度下降R+对粘度的影响:浓度:O/Si低时,Si-O键决定粘度®随R+半径减小,熔体粘度减小O/Si高时,[SiO4]靠键力R-O相连®随R+半径减小,熔体粘度增大碱土金属离子:R2+浓度的影响:O/Si比离子极化对粘度的影响:离子变形,共价键成分增加®减弱了Si-O键力,粘度降低Pb2+>Ba2+>Cd2+>Zn2+>Ca2+>Mg2+2.表面能及其影响因素(以硅酸盐熔体为例)表面能:将表面增大一个单位面积所需要作的功组成对硅酸盐熔体表面张力的影响: Al2O3、CaO、MgO、SiO2增大表面张力;K2O、PbO、B2O3、Sb2O3、Cr2O3降低表面张力化学键型对熔体表面张力的影响: 具有金属键的熔体表面张力>共价键>离子键>分子键温度的影响:大多数硅酸盐熔体的表面张力随着温度的升高而降低®温度升高100℃,表面张力降低~1% 3.玻璃结构的晶子假说学说要点:硅酸盐玻璃由无数“晶子”组成。
“晶子”不同于一般微晶,是带有晶格变形的有序区域,分散于无定形介质中,“晶子”到无定形介质的过渡是逐步完成的,两者之间无明显界线。
(3分)意义及评价:揭示了玻璃的结构特征:微不均匀性、近程有序性。
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无机材料科学基础试卷7一、名词解释(20分)1、正尖晶石、反尖晶石;2、线缺陷、面缺陷;3、晶子学说、无规则网络学说;4、可塑性、晶胞参数;二、选择题(10分)1、下列性质中()不是晶体的基本性质。
A、自限性B、最小内能性C、有限性D、各向异性2、晶体在三结晶轴上的截距分别为2a、3b、6c。
该晶面的晶面指数为()。
A、(236)B、(326)C、(321)D、(123)3、依据等径球体的堆积原理得出,六方密堆积的堆积系数()立方密堆积的堆积系数。
A、大于B、小于C、等于D、不确定4、某晶体AB,A—的电荷数为1,A—B键的S=1/6,则A+的配位数为()。
A、4B、12C、8D、65、在单位晶胞的CaF2晶体中,其八面体空隙和四面体空隙的数量分别为()。
A、4,8B、8,4C、1,2D、2,46、在ABO3(钙钛矿)型结构中,B离子占有()。
A、四面体空隙B、八面体空隙C、立方体空隙D、三方柱空隙晶体7、在硅酸盐熔体中,当R=O/Si减小时,相应熔体组成和性质发生变化,熔体析晶能力(),熔体的黏度(),低聚物数量()。
A、增大B、减小C、不变D、不确定8、当固体表面能为1.2J/m2,液体表面能为0.9 J/m2,液固界面能为1.1 J/m2时,降低固体表面粗糙度,()润湿性能。
A、降低B、改善C、不影响9、一种玻璃的组成为32.8%CaO,6.0 Al2O3%,61.2 SiO2%,此玻璃中的Al3+可视为网络(),玻璃结构参数Y=()。
A、变性离子,3.26B、形成离子,3.26C、变性离子,2.34D、形成离子,2.3410、黏土泥浆胶溶必须使介质呈()。
A、酸性B、碱性C、中性11、可以根据3T曲线求出熔体的临界冷却速率。
熔体的临界冷却速率越小,就()形成玻璃。
A、越难B、越容易C、很快D、缓慢12、晶体结构中一切对称要素的集合称为()。
A、对称型B、点群C、微观对称的要素的集合D、空间群三、填空(15分)1、a=b≠c α=β= 900,γ=1200的晶体属()晶系。
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。
无机材料物理化学考试题-17页word资料

晶体结构名词解释多晶转变:当外界条件改变到一定程度时,各种变体之间发生结构转变,从一种变体转变成为另一种变体的现象。
同质多晶:同一化学组成在不同外界条件下(温度、压力、pH值等),结晶成为两种以上不同结构晶体的现象。
位移性转变:不打开任何键,也不改变原子最邻近的配位数,仅仅使结构发生畸变,原子从原来位置发生少许位移,使次级配位有所改变的一种多晶转变形式。
重建性转变:破坏原有原子间化学键,改变原子最邻近配位数,使晶体结构完全改变原样的一种多晶转变形式。
1.2晶格能与哪些因素有关?答:离子的电子结构;离子的晶体结构类型;正负离子平衡距离。
林规则1.3 鲍林规则(1)配位数规则:晶体结构中,阳离子周围形成一个阴离子配位多面体,阳离子的配位数取决于阳离子和阴离子半径之比。
根据不同的配位数,从几何关系可以计算出阴阳离子半径比的上、下限范围。
因而,可根据r+/r-值求得阳离子的配位数。
(2)静电价规则:在稳定的离子晶体结构中,所有相连接的阳离子到达一个阴离子的静电建强度,等于阴离子的电荷数。
设S为中心阳离子到达每一配位阴离子的静电建强度,Z为该阳离子的电荷数,n为阳离子配位数,则可得S=Z/n。
又设W为阴离子电荷数,m为阴离子配位数,则静电价规则规定m·S=W。
静电键规则是离子晶体中较严格的规则,它使晶体保持总的电性平衡。
本规则还可用于求得阴离子的配位数。
(3)配位多面体连接方式规则:在离子晶体中,阴离子配位多面体以共棱,特别是共面的方式存在时,结构的稳定性下降。
对于电价高,配位数小的阳离子,此规则的效应更为显著。
硅酸盐结构中,硅氧四面体的连接方式即为一例。
例1:以NaCl晶胞为例,试说明面心立方紧密堆积中的八面体和四面体空隙的位置和数量。
答:以NaCl晶胞中(001)面心的一个球(Cl-离子)为例,它的正下方有1个八面体空隙(体心位置),与其对称,正上方也有1个八面体空隙;前后左右各有1个八面体空隙(棱心位置)。
新版无机材料科学基础习题

4r 2a
a 2 2r 0.354nm
2.4 金属 Al 属立方晶系,其边长为 0.405 nm,假定其质量密度是 2.70 g/cm3,试确定其晶胞的布拉菲格 子类型。 解:要确定晶胞的布拉菲格子实际上就是确定每个晶胞中 Al 原子的个数
每个晶胞的体积为:
v a3 (0.405)3 nm3 0.06643nm3 6.643 1023 cm3
非桥氧分数:
(2) Na2O.CaO.Al2O3.SiO2
解:因为,所以 Al 离子为网络变形离子。则,
Z=4,,X=2R-4=10>4,所以网络中没有桥氧,无法形成玻璃。
(3)Na2O.1/3Al2O3.SiO2 Z=4,因为 Na2O/Al2O3=3>1,所以 Al 离子为网络变性离子,则 Z=4,R=,X=2R-4=4,所以网络中全部为非桥氧,
2
六方密堆积
体心立方
假设体系中共包含 n 个 Fe 原子,则会形成 n/6 个六方晶胞,每个晶胞体积为 V1,Fe 原子半径为 r2,
形成 n/2 个体心立方晶胞,每个晶胞体积为 V2,每个 Fe 原子半径为 r2,则:
n 6
V1
n 2
V2
n 6
V1
0.55% ;
新型无机材料:新型无机材料概述

专题二:新型无机材料概述无机非金属材料概述⏹无机非金属材料的定义除金属材料和高分子材料外的材料,或者除金属外的无机材料都称为无机非金属材料。
⏹无机非金属材料的分类按材料结构状态可分为1、非晶态材料:玻璃、非晶薄膜2、晶态材料:单晶(硅晶)、多晶(陶瓷、水泥)3、混合态材料:液晶、微晶玻璃按材料发展历程分:1、传统无机非金属材料:主要指含硅物质为原料经加热制成的硅酸盐材料:水泥、玻璃、陶瓷、耐火材料2、新型无机非金属材料:主要指新近发展或正在发展的具有优异性能和特殊功能,对科学技术尤其是对高技术的发展和产业具有决定意义的的无机非金属材料精细陶瓷、新型玻璃、能源材料、智能材料、人工晶体传统无机非金属材料:水泥1、主要性质:水化性、水硬性抗硫酸盐性、膨胀性、耐高温性2、原料条件:石灰石、黏土、辅助原料(包括石膏)3、设备装置:水泥回转窑(干法或湿法)立窑(普通和机械)4、反应条件:高温5、水泥成分:硅酸三钙、硅酸二钙、铝酸三钙、游离氧化钙3CaO·SiO2、2CaO·SiO2、3CaO·Al2O36、常见水泥制品:水泥砂浆、混凝土、钢筋混凝土⏹水泥的分类☐硅酸盐水泥,即国外通称的波特兰水泥☐铝酸盐水泥☐硫铝酸盐水泥☐铁铝酸盐水泥☐氟铝酸盐水泥☐以火山灰或潜在水硬性材料及其他活性材料为主要组分的水泥⏹水泥技术性质☐细度☐凝结时间☐安定性☐强度☐碱含量☐水化热水泥生产工艺:两磨一烧熟料水泥冷却加石膏磨细磨烧磨水泥水泥制品水泥电阻普通玻璃1、定义:一种较为透明的固体物质,在熔融时形成连续网络结 构,冷却过程中粘度逐渐增大并硬化而不结晶的硅酸盐类非金属材料2、原料条件:纯碱、石灰石和石英3、设备装置:高温玻璃熔炉4、主要成分:CaO · Na 2 O ·6SiO 25、常见玻璃:窗用玻璃、玻璃器皿、建筑幕墙玻璃、特种建筑玻璃(节能、自洁净、抗菌环保等)6、普通玻璃的生产流程:原料混合→高温融制→快速冷却→后加工加工(退火、镀膜等)⏹普通玻璃的分类☐引上法平板玻璃(分有槽/无槽两种)☐平拉法平板玻璃☐浮法玻璃⏹玻璃通性☐各向同性:均质玻璃在各个方向的性质如折射率、硬度、弹性模量、热膨胀系数等性能相同☐介稳性:当熔体冷却成玻璃体时,它能在较低温度下保留高温时的结构而不变化☐可逆渐变性:熔融态向玻璃态转化是可逆和渐变的☐连续性:熔融态向玻璃态转变时物理化学性质随温度变化是连续的传统陶瓷1、定义:指所有以粘土等无机非金属矿物为原料的工业产品,是陶器和瓷器的总称2、原料条件:粘土(高岭石、叶蜡石、蒙脱土等)3、设备装置:高温窑4、常见传统陶瓷:陶瓷器皿、建筑陶瓷、卫生洁具、工艺陶器5、传统陶瓷的生产流程:配料→原料混合→成型→干燥→烧制→冷却→陶瓷制品釉料制备及施釉⏹传统陶瓷的分类☐日用陶瓷☐艺术陶瓷☐建筑卫生陶瓷⏹传统陶瓷共性☐耐腐蚀☐易碎,抗压强度大,而抗拉、抗弯、抗冲击强度较小☐耐高温☐表面特性⏹耐火材料⏹定义:是由多种不同化学成分及不同结构矿物组成的非均质体,由较高熔点的化合物组成⏹功能:抵抗高温,满足高温使用条件⏹组成:颗粒相及基质相⏹分类☐按化学特性、化学成分分类,分为硅铝系耐火制品、碱性耐火制品、含锆耐火制品、含碳耐火制品☐按制造工艺和烧制方法分类,分为定形耐火材料、不定形耐火材料、隔热耐火材料和特殊耐火材料等☐也可分为非氧化物系和氧化物系匣钵推板三明治棚板铸管、套管新型无机非金属材料:⏹新型玻璃:⏹人工晶体:⏹新型陶瓷:专题报告⏹纳米材料:专题报告⏹多孔材料:⏹无机(光学)纤维:⏹薄膜(涂层)材料:专题报告⏹生物材料:自学⏹半导体材料:自学⏹新能源材料:自学新型玻璃材料⏹新型玻璃是指除平板玻璃和日用器皿玻璃以外的,采用精确、高纯或新型原料,采用新工艺在特殊条件下或严格控制形成过程制得的具有特殊功能或特殊用途的玻璃⏹新型玻璃的特点1、成分:(硅、硼、磷、锗、铅)酸盐、卤族、硫族等2、形状:板状、薄膜、纤维3、玻璃态:单一玻璃态、乳浊玻璃、微晶玻璃、泡沫玻璃4、功能:光、电、磁、声、生物等5、制备工艺:坩埚、池窑、电加热、真空熔炼等⏹新型玻璃材料的分类光学纤维、激光玻璃、红外玻璃1. 光学玻璃材料:SiO22. 电磁玻璃材料:液晶显示器用导电玻璃、磁性玻璃3. 热学玻璃材料:抗热震性、耐热、导热、透明微晶玻璃4. 力学及机械玻璃材料:云母切削微晶玻璃、氧氮玻璃等5. 生物化学玻璃材料:生物微晶玻璃、自清洁玻璃、多孔玻璃⏹新型玻璃材料的制备常规方法:原料混合→高温融制→成型→冷却→热处理(退火或核化晶化)→后精加工(镀膜)新方法:溶胶-凝胶法、气相沉积法、高速冷却法等新型玻璃材料(光导纤维)处于高温下的光导纤维光缆新型玻璃材料(微晶玻璃)微晶玻璃轴承计算机硬盘基板天文望远镜镜坯LCD面板微晶玻璃装饰板电器配套面板人工晶体材料⏹人工晶体定义是指采用人工合成技术及方法制备的晶体。
学生新型工程材料复习题
新型工程材料复习题1.什么是功能材料?人们常常将以物理、化学性能为主要技术指标应用的工程材料称为“功能材料”,因此,功能材料是指在电、磁、光、热、声、化、生物学等方面具有特殊性质,或者在其作用下表现出有特殊功能的材料。
减振合金、超导材料、贮氢合金、形状记忆合金、生物医用材料等。
结构材料:以强度、塑性等力学性能为主要技术指标应用的工程材料。
如工程结构材料、机器零件材料。
2. 简介工程材料的种类。
工程材料的种类繁多,有各种各样的分类方法,最常用的是按材料的组成与结合键特点进行分类,可分为金属材料、陶瓷材料、高分子材料和复合材料4大类。
金属材料:以金属键为主导电、导热、延展性好,具有金属光泽陶瓷材料:以共价键+离子键为主熔点、硬度、化学稳定性高、脆性大高分子材料:以共价键+分子键为主耐蚀、绝缘、减振性能好,密度小复合材料:两种或两种以上上述材料的组合混合键具有比强度、比模量高,抗疲劳、减振性能好,耐高温等特点。
3. 简介材料使用性能和工艺性能。
材料的性能分为使用性能和工艺性能两大类。
材料的使用性能主要包括力学性能(机械性能)、物理性能和化学性能;材料的工艺性能主要包括铸造性能、锻造性能、切削加工性能、热处理性能、焊接性能等。
材料的性能指标是设计、制造零件和工具的重要依据。
对于一般的工程材料应重点了解其力学性能,其次是工艺性能。
工程材料中最常用的力学性能是强度、硬度、塑性和韧性。
强度和硬度是金属材料抵抗塑性变形能力的标志。
对于具有一定塑韧性的材料,硬度高,其强度也高,一些金属材料(不是所有金属材料)的硬度和强度大致成正比,如钢、铸铁和黄铜。
塑性是材料受力断裂前承受永久变形的能力,伸长率低于5%的材料为脆性材料。
一般说,塑性高,韧性也高。
但韧性与塑性是不同的概念,韧性是材料受力断裂前吸收能量能力的度量。
在动载荷且存在缺口的情况下,用冲击试验来评价韧性,对于存在微裂纹和缺陷的材料则用断裂韧性评价。
在静载荷条件下,韧性可通过应力-应变曲线下所包围的面积来确定。
材料概论复习题及答案
材料概论复习题及答案一、选择题(每题2分,共20分)1. 材料科学中,下列哪一项不是材料的基本性能?A. 力学性能B. 热学性能C. 光学性能D. 经济性能答案:D2. 材料的微观结构对其宏观性能的影响主要体现在哪些方面?A. 力学性能B. 热学性能C. 电学性能D. 所有以上选项答案:D3. 以下哪种材料不属于金属材料?A. 钢铁B. 铝合金C. 陶瓷D. 铜合金答案:C4. 材料的断裂韧性通常用来描述材料的哪种特性?A. 硬度B. 韧性C. 脆性D. 弹性答案:B5. 材料的疲劳寿命主要受哪些因素的影响?A. 材料的强度B. 材料的硬度C. 应力集中D. 所有以上选项答案:D6. 材料的热处理过程中,淬火的主要目的是?A. 提高硬度B. 提高韧性C. 提高耐腐蚀性D. 提高导电性答案:A7. 以下哪种材料具有最好的导电性能?A. 塑料B. 橡胶C. 玻璃D. 银答案:D8. 材料的塑性变形通常发生在哪个温度区间?A. 低于玻璃化转变温度B. 在玻璃化转变温度附近C. 高于玻璃化转变温度D. 以上都不对答案:C9. 材料的断裂模式主要分为哪两种?A. 拉伸断裂和压缩断裂B. 剪切断裂和拉伸断裂C. 脆性断裂和韧性断裂D. 疲劳断裂和蠕变断裂答案:C10. 材料的硬度通常通过哪种测试来测量?A. 拉伸测试B. 压缩测试C. 硬度测试D. 冲击测试答案:C二、填空题(每空1分,共20分)1. 材料的_______性能是指材料在受到外力作用时,抵抗变形和破坏的能力。
答案:力学2. 材料的热膨胀系数是指材料在单位温度变化下长度变化的_______。
答案:比例3. 金属材料的强化机制主要包括_______强化、_______强化和_______强化。
答案:固溶,加工,沉淀4. 陶瓷材料的主要特点是_______、_______和_______。
答案:高硬度,高熔点,低热导率5. 聚合物材料的玻璃化转变温度是指聚合物从_______状态转变为_______状态的温度。
材料概论模拟试题两套
材料概论模拟试题第一套一、填空题1.材料的分类方法很多,通常按组成、结构特点进行分类,可分为金属材料、无机非金属材料、和。
2.铸铁根据碳的存在形式不同,可分为两大类:、。
3.溶质组元溶入溶剂组元的晶格中所形成的单相固体称为固溶体,可分为那两种、。
4.碳原子溶入α-Fe中,形成α-Fe为基的固溶体,其晶格不变仍为。
5.较粗大的骨料用结合材料结合的称为;一般将成型好的材料按一定方向叠合成层状胶合在一起做成的材料叫做。
6.工业上习惯将纯金属分为有色金属和两大类,其中后者又包括铁、铬、三种。
7.无机非金属包括陶瓷、、的材料。
8.单体通常以碳和氢为主组成的简单化合物,也可与氧、氮、硫、磷、氯、氟、硅等结合构成,尽管元素种类为数不多,但由它们组合起来可以形成组成、结构不同的数量庞大的各种化合物,其数量与日俱增,一般是不饱和的、环状的或含多个官能团的小分子化合物,常见的有四种,即含有碳-碳双键的烯类单体、、、多官能团化合物。
9.写出下列常见高分子化合物的缩写符号:聚四氟乙烯:聚甲基丙烯酸甲酯:聚乙烯醇:聚甲醛:10.实际上,绝大多数晶体都存在一定程度的与理想原子排列的轻度偏离,这些结构上的不完整性会对晶体的性能造成重大影响,依据其几何形状的不同分为:点缺陷、和。
11.金属材料在外力作用下所引起的变形一般可分为三个阶段:、、断裂阶段12.体心立方的配位数为,紧密堆积六方的配位数为,面心立方的配位数为。
13.金属强反射是由吸收和综合造成的。
14.金属腐蚀是一种常见的现象,导致腐蚀的基本原因可分为和两种。
15.以平板玻璃熔制为例将玻璃的熔置分为五个阶段:硅酸盐的形成阶段、玻璃液形成阶段、、玻璃液均化阶段、玻璃液冷却阶段。
16. 常用的选矿方法有重选法、浮选法和。
二、简答题1、简述材料的五大特性以及材料的发展趋势2、何为材料的力学强度?影响力学强度的主要因素有哪些?按作用力的方式不同,材料的力学强度可分为哪几种强度?3、石英、长石、高岭土三组分常被用来制备长石制瓷,长石制瓷是陶瓷的一种,请分阶段简述陶瓷的烧成过程三、判断题(正确的在括号内填T,错误的填F)1.共价键是化学键中最简单的类型。
材料概论复习题及答案
材料概论复习题及答案一、选择题1. 材料科学的主要研究内容是什么?A. 材料的加工工艺B. 材料的性能与应用C. 材料的微观结构与宏观性能的关系D. 所有以上选项答案:D2. 金属材料的强化机制主要包括哪些?A. 固溶强化B. 细晶强化C. 相变强化D. 所有以上选项答案:D3. 非晶态材料的特点是什么?A. 具有长程有序性B. 具有短程有序性C. 没有固定的熔点D. 具有规则的晶体结构答案:C二、填空题4. 材料的力学性能主要包括________、________和________。
答案:硬度、韧性、弹性5. 陶瓷材料通常具有________、________和________等特性。
答案:高硬度、高熔点、耐腐蚀三、简答题6. 简述材料的分类及其特点。
答案:材料通常分为金属材料、无机非金属材料、有机高分子材料和复合材料。
金属材料具有良好的导电性和导热性,较高的强度和韧性。
无机非金属材料如陶瓷和玻璃,具有高硬度、高熔点和耐腐蚀性。
有机高分子材料具有良好的弹性和可塑性,易于加工。
复合材料结合了两种或两种以上材料的优点,具有更优异的性能。
四、论述题7. 论述材料科学在现代科技发展中的重要性。
答案:材料科学是现代科技发展的重要基础和推动力。
随着科技的进步,对材料的性能要求越来越高,新材料的研究和开发成为科技发展的关键。
例如,在航空航天领域,轻质高强度的材料是实现飞行器性能提升的关键;在电子行业,高性能的半导体材料是推动电子设备小型化、功能化的重要保障;在生物医学领域,生物兼容性好的材料对于人工器官的制造至关重要。
因此,材料科学的发展直接关系到科技进步和人类生活质量的提高。
五、计算题8. 某金属材料的屈服强度为300 MPa,抗拉强度为500 MPa,若要计算其弹性模量,需要知道其应力-应变曲线上的哪两个点?答案:要计算弹性模量,需要知道屈服点的应力和应变,以及弹性极限的应力和应变。
屈服强度为300 MPa时对应的应变点,以及抗拉强度为500 MPa时对应的应变点。
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新型无机材料概论复习题
1.材料科学研究的四要素是什么?请举1・2例说明。
材料的合成与制备,成分与组成机构,特性和使用性能。
2.材料的分类当中,什么叫结构材料?什么叫功能材料?
结构材料:着重于利用其力学性能的一类材料
功能材料:是指具有一种或几种特定功能的材料
3.按照化学键可以把材料分成哪儿类?
金属键,离子键,共价键,分子键。
4.陶和瓷是如何定义的?他们的显微结构有什么区别?
陶器:杂质多,一般而言,烧结温度低,烧结不充分,断血粗糙无光。
瓷器:成分较纯,烧结温度高,烧结充分,坯体致密细腻。
区别:陶器有较大的气孔率和吸水率,不透明;瓷器具有一定光泽,半透明,基木不吸
水。
5.传统陶瓷和新型陶瓷如何区别?
传统的陶瓷是以粘十等非金属矿物为原料,经过高温烧结而得到的具有一定强度的固体材料。
新型陶瓷是以碳、硅、氧、氮、硼等元索的人工化合物为主要原料,改进和发展传统陶瓷工艺而获得的。
6.陶瓷材料的性能特点是什么?
(1)硬度高,一般为1000-5000HV;(2)耐腐蚀;(3)耐高温,熔点高,高温强度高, 线膨胀系数很小;(4)耐磨损;(5)重量轻;(6)摩擦系数低:(7)电、磁、光、热特性; (8)脆性(或低韧性)。
7.什么叫高铝瓷和刚玉瓷?
AI2O3的含量大于46%时称为高铝陶瓷;AI2O3含量为90-99.5%时称为刚玉瓷。
8.氮化硅陶瓷粉体的制备方法有哪儿种?
A、硅粉直接氮化法3Si+2N2 -> Si3N4 :
B、硅亚胺分解法SiCl4+6NH3 -
Si(NH)2+4NH4CI , 3Si(NH)2->Si3N4+N2+3H2; C、碳热还原氮化法3SiO2+2N2+6C->
Si3N4+6CO ;D、化学气相沉积法3SiCl4+4NH3-*Si3N4+12HCl o
9•氮化硅陶瓷为什么很难烧结?采用什么方法来烧结氮化硅陶瓷?
氮化硅有强共价键,Si和N原子高温下的扩散系数很低,很难烧结。
烧结氮化硅的主要
困难是在所烧结的温度下,化合物要发生分解,达不到致密化的日的。
液相烧结法:反应烧结,无压烧结,气压烧结,热压烧结,热等静压烧结。
10.氮化硅陶瓷和塞龙陶瓷有什么区别和联系?
联系:Si3N4'l I的Si-N键部分地被A1-0取代而不改变Si3N4的晶体结构。
区别:塞龙屮部分共价键为离了键所代替,易于烧结,在性能上具有高便度、韧性、热稳定性
和低的热膨胀系数(好的抗热冲击性),以及对有色金属无粘合现象等特点,而氮化硅陶瓷的耐冷热急变能力很好,热导性较好,高温绝缘材料,化学稳定性强。
11.为什么反应烧结氮化硅可以精确制造乞种复杂形状产品?
反映前后尺寸基木相同,又反映烧结,收缩小,气孔率10%~2()%,尺寸精确,强度低。
12.举例说明碳化硅陶瓷的典型应用。
密封环、研磨介质、研磨盘、防弹版、喷嘴、磁力泵件和高温耐腐蚀部件。
13.碳化硅陶瓷和氮化硅陶瓷性能上的区别是什么?
区别:SiC陶瓷(1)高温强度高,耐氧化性好,耐磨性,耐酸碱性,线性膨胀系数比Si3N4小;(2)电学特性,有很高的电阻率和电导热率;(3)驶度高;(4)高温抗弯强度大。
Si3N4陶瓷(1)热膨胀系数小;(2)耐冷热急变能力好,导热性好;(3)电学性质,高温绝缘材料:(4)耐儿乎所有的酸。
14.常用的防弹材料有哪些?各|=|的优缺点是什么?
金属、陶瓷、玻璃钢和“凯夫拉”。
金属材料具有高的驶度和韧性,但是硬度比陶瓷材料低,特别是密度大不能满足单兵和高灵活性的要求。
玻璃钢具有高强度和低密度的特点, 但是驶度低。
“凯夫拉”这种材料密度低、强度高、韧性好、耐高温易于高温成型,但硬度低。
陶瓷材料耐高温、耐腐蚀、硬度高和相对金属材料密度低的特点。
15.什么叫纳米材料?纳米材料的基木效应有哪些?简单举例说明纳米材料力学、热学、光学方面性能特点?
纳米材料是指微粒右•径在1-lOOnm的超微粉末。
基木效应:小尺寸效应、表面效应、量了效应。
力学:摔不碎的陶瓷碗。
热学:超细微化后,却发现其熔点显著降低,当颗粒小于10nm 时尤为显著。
光学:当黄金(Au)被细分到小于光波波长的尺寸时,即失去了原有的富贵光泽而呈黑色。
16.简述纳米材料常用的制备方法.
(1)液相制备法:沉淀法、水解法、溶胶凝胶(Sol・gel)法、微乳液法、溶剂蒸发法、非水介质屮的原位合成法。
(2)|古|相制备法:机械介成法、机械研磨法、机械反应球麼法。
⑶ 气相制备法:气相物理蒸发法;气相化学反应法;化学气相凝聚法。
17.复合材料的基木设计思想是什么?基木纟R成部分是什么?常见的复合材料有哪几类?
基本设计思路:克服单一材料的缺点产生原来单一材料没有木身所没有的新性能。
基木组成部分:基体材料、增强材料
常见的复合材料:树脂基复合材料、金属基复合材料、陶瓷基复合材料。
18•什么叫碳碳复合材料?
碳/碳父合材料是指以碳或石墨纤维为增强体、碳或石墨为基体组成的一种高技术新型复合材料。
19.什么叫梯度功能材料?其组成和显微结构有什么特点?
梯度功能材料:依使用要求选择两种不同性能的材料,采用先进的复合技术使屮间部分的纟fl成和结构连续地呈梯度变化,而内部不存在明显界面,从而使材料的性能和功能沿厚度方向呈梯度变化的一种新型复合材料。
组成和结构连续的呈梯度变化;内部不存在梯度变化。
20.什么叫敏感陶瓷?敏感原理是什么?分为哪儿类?口常生活中楼宇控制与安全防护要用到哪几类敏感陶瓷制成的器件?
敏感陶瓷是指电参量随环境的物理、化学参量变化而变化的陶瓷材料。
敏感原理:陶瓷是由晶粒、晶界、气孔组成的多柑系统,通过人为的掺杂,可以造成晶粒表面的组分偏离,在晶粒表层产生固溶、偏析及晶格缺陷等。
另外,在晶界处也会产生异质相的析出、杂质的聚集、晶格缺陷及晶格备向异性等。
这些晶粒边界层的组成、结构变化, 显著改变了晶界的电性能,从而导致敕个陶瓷电学性能的显著变化。
分类:1)物理敏感陶瓷;2)化学敏感陶瓷;3)生物敏感陶瓷。
21.为什么同样组成的材料,其晶须的强度高于块体材料的强度?
晶须有增强韧性的作用,它既保留了陶瓷基体的主要特征,又通过增强增韧的作用,改善了陶瓷基体的性能,合理的界面状态和干发挥晶须作用,获得优越性能。
22.简要描述正温度系数电阻(PTC)控制温度的原理是什么?
随着温度升高阻值增强。
在晶格屮有一定数量产生导电性的白由电了。
低温时晶界上高的介电常数和自发的极化强度阻碍了势垒的形成并使电了可以|j由地流动。
而在高温时, 介电常数和极化强度大幅度地降低,导致势垒形成及阻碍了电了H由流动,呈现出电阻大幅度地增高。
23.请从下图分析金属材料和无机非金属材料性能的特点。
断裂韧性
刀具材料的耐磨性与断裂韧
非金属材料断裂韧性低,耐磨性高,金属则相反。
天然金刚石 PCBN WC 硬质 :更质口金〈层超细粒状硬 氮化物陶瓷 TiN 涂层 高速钢。