材料科学前沿思考题1
材料科学基础习题与答案
材料科学基础习题与答案-第⼆章思考题与例题1. 离⼦键、共价键、分⼦键和⾦属键的特点，并解释⾦属键结合的固体材料的密度⽐离⼦键或共价键固体⾼的原因2. 从结构、性能等⽅⾯描述晶体与⾮晶体的区别。
3. 何谓理想晶体何谓单晶、多晶、晶粒及亚晶为什么单晶体成各向异性⽽多晶体⼀般情况下不显⽰各向异性何谓空间点阵、晶体结构及晶胞晶胞有哪些重要的特征参数4. ⽐较三种典型晶体结构的特征。
（Al 、α-Fe 、Mg 三种材料属何种晶体结构描述它们的晶体结构特征并⽐较它们塑性的好坏并解释。
）何谓配位数何谓致密度⾦属中常见的三种晶体结构从原⼦排列紧密程度等⽅⾯⽐较有何异同5. 固溶体和中间相的类型、特点和性能。
何谓间隙固溶体它与间隙相、间隙化合物之间有何区别（以⾦属为基的）固溶体与中间相的主要差异（如结构、键性、性能）是什么6. 已知Cu 的原⼦直径为A ，求Cu 的晶格常数，并计算1mm 3Cu 的原⼦数。
（7. 已知Al 相对原⼦质量Ar （Al ）=，原⼦半径γ=，求Al 晶体的密度。
8 bcc 铁的单位晶胞体积，在912℃时是；fcc 铁在相同温度时其单位晶胞体积是。
当铁由bcc 转变为fcc 时，其密度改变的百分⽐为多少9. 何谓⾦属化合物常见⾦属化合物有⼏类影响它们形成和结构的主要因素是什么其性能如何10. 在⾯⼼⽴⽅晶胞中画出[012]和[123]晶向。
在⾯⼼⽴⽅晶胞中画出（012）和（123）晶⾯。
11. 设晶⾯（152）和（034）属六⽅晶系的正交坐标表述，试给出其四轴坐标的表⽰。
反之，求（3121）及（2112）的正交坐标的表⽰。
（练习），上题中均改为相应晶向指数，求相互转换后结果。
12.在⼀个⽴⽅晶胞中确定6个表⾯⾯⼼位置的坐标，6个⾯⼼构成⼀个正⼋⾯体，指出这个⼋⾯体各个表⾯的晶⾯指数，各个棱边和对⾓线的晶向指数。
13. 写出⽴⽅晶系的{110}、{100}、{111}、{112}晶⾯族包括的等价晶⾯，请分别画出。
《材料科学基础》复习思考题
《材料科学基础》复习思考题《材料科学基础》复习思考题第⼀章：材料的结构⼀、解释以下基本概念空间点阵、晶格、晶胞、配位数、致密度、共价键、离⼦键、⾦属键、组元、合⾦、相、固溶体、中间相、间隙固溶体、置换固溶体、固溶强化、第⼆相强化。
⼆、填空题1、材料的键合⽅式有四类，分别是（），（），（），（）。
2、⾦属原⼦的特点是最外层电⼦数（），且与原⼦核引⼒（），因此这些电⼦极容易脱离原⼦核的束缚⽽变成（）。
3、我们把原⼦在物质内部呈（）排列的固体物质称为晶体，晶体物质具有以下三个特点，分别是（），（），（）。
4、三种常见的⾦属晶格分别为（），（）和（）。
5、体⼼⽴⽅晶格中，晶胞原⼦数为（），原⼦半径与晶格常数的关系为（），配位数是（），致密度是（），密排晶向为（），密排晶⾯为（），晶胞中⼋⾯体间隙个数为（），四⾯体间隙个数为（），具有体⼼⽴⽅晶格的常见⾦属有（）。
6、⾯⼼⽴⽅晶格中，晶胞原⼦数为（），原⼦半径与晶格常数的关系为（），配位数是（），致密度是（），密排晶向为（），密排晶⾯为（），晶胞中⼋⾯体间隙个数为（），四⾯体间隙个数为（），具有⾯⼼⽴⽅晶格的常见⾦属有（）。
7、密排六⽅晶格中，晶胞原⼦数为（），原⼦半径与晶格常数的关系为（），配位数是（），致密度是（），密排晶向为（），密排晶⾯为（），具有密排六⽅晶格的常见⾦属有（）。
8、合⾦的相结构分为两⼤类，分别是（）和（）。
9、固溶体按照溶质原⼦在晶格中所占的位置分为（）和（），按照固溶度分为（）和（），按照溶质原⼦与溶剂原⼦相对分布分为（）和（）。
10、影响固溶体结构形式和溶解度的因素主要有（）、（）、（）、（）。
11、⾦属化合物（中间相）分为以下四类，分别是（），（），（），（）。
12、⾦属化合物（中间相）的性能特点是：熔点（）、硬度（）、脆性（），因此在合⾦中不作为（）相，⽽是少量存在起到第⼆相（）作⽤。
13、CuZn、Cu5Zn8、Cu3Sn的电⼦浓度分别为（），（），（）。
材料科学与工程复习思考题答案
第一章绪论1、材料科学与材料工程研究的对象有何异同？答：材料科学：表征和发现材料的基本属性（结构、性能）材料工程：研究材料的制备与加工技术，进行材料剪裁和设计2、为什么材料是人类赖以生存和发展的物质基础？3、为什么材料是科学技术进步的先导？答：先进材料是社会现代化的先导，科技发展—社会进步—材料是基础、是先导4、材料的制备技术或方法主要有哪些？答：从气态制备材料：物理气相沉积（PVD）化学气相沉积（CVD）从液态制备材料：铸造、注浆、注塑、熔融纺丝、凝胶注模、溶胶—凝胶、溶液沉淀、聚合、……从固态制备材料：固相合成、粉末冶金、陶瓷烧结5、材料的加工技术主要包括哪些内容？答：金属：煅造、退火、回火、淬火等热处理、车、刨、镗、磨等加工，焊接陶瓷：切割研磨、抛光、腐蚀、金属化等玻璃：钢化、刻蚀、抛光、吹拉加工等聚合物：热塑焊接、热塑加工等11、钢铁材料是如何分类的？其主要发展趋势？答：分类：铁、铁合金、非合金钢、低合金钢、合金钢、高合金钢，还可按用途、冶炼方法、材型、碳含量分类。
发展趋势：高洁净度，超细晶，高均匀性，微合金化12、有色金属材料分为哪些类别？各有何特点？答：黑色金属；重有色金属；轻有色金属；贵金属；稀有金属；放射性金属；半金属13、化工材料主要有哪些？答：天然高分子；半合成高分子；合成高分子；塑料；橡胶纤维；涂料；胶粘剂；功能高分子14、建筑材料有何特点？答：主要建材产品产量均为世界第一，是建材生产大国，但不是强国。
建材属于“三高一低”产品：高资耗、高能耗、高污染、低附加值。
15、电子信息材料主要有哪些？其发展特点？答：微电子材料、光电子材料、电子陶瓷、电池材料等，如各种半导体、芯片材料、基片材料、光刻材料、连线或引线、封装材料等。
发展特点与趋势：年年有更新，3~5年换代，5~8年性能提高一个数量级。
产业与国外差距5~10年，主要是原料基础差，装备水平较低，产业规模小，产品质量可靠性差。
《材料科学与工程基础》习题和思考题及答案
《材料科学与工程基础》习题和思考题及答案四川大学考研bbs (. scuky. /bbs)欢迎您报考川大！《材料科学与工程基础》习题和思考题及答案第二章2T.按照能级写出N、0、Si、Fe、Cu、Br原子的电子排布 (用方框图表示)。
2-2.的镁原子有13个中子，11. 17%的镁原子有14个中子，试计算镁原子的原子量。
2-3.试计算N壳层内的最大电子数。
若K、L、M、N壳层中所有能级都被电子填满时，该原子的原子序数是多少？2-4.计算0壳层内的最大电子数。
并定出K、L、M、N、0壳层中所有能级都被电子填满时该原子的原子序数。
2-5.将离子键、共价键和金属键按有方向性和无方向性分类，简单说明理由。
2-6.按照杂化轨道理论，说明下列的键合形式：(1)C02的分子键合(2)甲烷CH4的分子键合(3)乙烯C2II4的分子键合(4)水1120的分子键合(5)苯环的分子键合(6)譏基中C、0间的原子键合2-7.影响离子化合物和共价化合物配位数的因素有那些？2-8.试解释表2-3-1中，原子键型与物性的关系？2-9. 0°C时，水和冰的密度分别是1. 0005g/cm3和0. 95g/cm3,解释这一现象？2-10.当CN=6时，K+离子的半径为0. 133nm（a）当CN二4时，半径是多少？（b）CN=8时，半径是多少？2-11. （R利用附录的资料算出一个金原子的质量？（b）每mm3的金有多少个原子？（c）根据金的密度，某颗含有1021个原子的金粒，体积是多少？（d）假设金原子是球形（rAu=0.144lnm）, 并忽略金原子之间的空隙，则1021个原子占多少体积？（e）这些金原子体积占总体积的多少百分比？2-12. 一个CaO的立方体晶胞含有4个52+离子和4个02-离子，每边的边长是0. 478nm,则CaO的密度是多少？2-13.硬球模式广泛的适用于金属原子和离子，但是为何不适用于分子？2-14.计算（Q）面心立方金属的原子致密度；（b）面心立方化合物NaCl的离子致密度（离子半径rNa+=0. 097, rCl-二0.181）；（C）由计算结果，可以引出什么结论？2-15.铁的单位晶胞为立方体，晶格常数a=0. 287nm,请由铁的密度算出每个单位晶胞所含的原子个数。
《材料科学基础》习题与思考题
《材料科学基础教程》复习题与思考题一、选择与填空1-1下列组织中的哪一个可能不是亚稳态，即平衡态组织a)马氏体+残余奥氏体 b)上贝氏体 c)铁素体+珠光体 d)奥氏体+贝氏体1-2下列组织中的哪一个可能不是亚稳态a) 铁碳合金中的马氏体 b) 铁碳合金中的珠光体+铁素体c) 铝铜合金中的α+GPZ d) 铁碳合金中的奥氏体+贝氏体1-3单相固溶体在非平衡凝固过程中会形成成分偏析：a)若冷却速度越大，则成分偏析的倾向越大；b)若过冷度越大，则成分偏析的倾向越大；c)若两组元熔点相差越大，则成分偏析的倾向越小；d)若固相线和液相线距离越近，则成分偏析的倾向越小。
1-4有两要平等右螺旋位错，各自的能量都为E1，当它们无限靠近时，总能量为。
a) 2E1 b) 0 c) 4E11-13两根具有反向柏氏矢量的刃型位错在一个原子面间隔的两个平行滑移面上相向运动以后，在相遇处。
a) 相互抵消 b) 形成一排间隙原子 c) 形成一排空位1-15位错运动方向处处垂直于位错线，在运动过程中是可变的，晶体做相对滑动的方向。
a) 随位错线运动方向而改变 b) 始终是柏氏矢量方向 c) 始终是外力方向1-16位错线张力是以单位长度位错线能量来表示，则一定长度位错的线张力具有量纲。
a) 长度的 b) 力的 c) 能量的1-17位错线上的割阶一般通过形成。
a) 位错的交割 b) 共格界面 c) 小角度晶界1-7位错上的割阶一般通过形成。
a) 孪生 b) 位错的交滑移 c) 位错的交割1-23刃形位错的割阶部分。
a) 为刃形位错 b) 为螺形位错 c) 为混合位错1-24面心立方晶体中Frank不全位错最通常的运动方式是。
a) 沿{111}面滑移 b) 沿垂直于{111}的面滑移 c) 沿{111}面攀移1-25位错塞积群的一个重要效应是在它的前端引起。
a）应力偏转 b)应力松弛 c)应力集中1-26面心立方晶体中关于Shcockley分位错的话，正确的是。
思考题
一、材料科学的重要性？1．材料是生活、生产的物质基础,新材料往往是现代科学技术的物质基础。
2．新材料是工业产品升级换代的的关键。
3．新材料是克服能源短缺的重要途径之一。
二、列举几种新兴的金属材料？（名称、特点、用途）1.金属塑料集塑料和金属特点于一身的新型材料———“金属塑料”。
长期以来，在国际科学界，如何让金属材料具有塑料的玻璃形成能力一直是一个焦点问题。
由我国科学家研制的“金属塑料”，结合了金属与塑料的部分特性，在开水中就可以像橡皮泥一样，很容易进行变形处理。
当温度降到室温，它又恢复了一般金属玻璃所具有的优良性能。
这种“金属塑料”在很多领域都具有重大的应用和研究价值，可作为纳米、微米加工和复写的优良材料，将来可使汽车部件像塑料一样便宜。
2.金属陶瓷金属陶瓷的性能：金属陶瓷兼有金属和陶瓷的优点，它密度小、硬度高、耐磨、导热性好，不会因为骤冷或骤热而脆裂。
另外，在金属表面涂一层气密性好、熔点高、传热性能很差的陶瓷涂层，也能防止金属或合金在高温下氧化或腐蚀。
金属陶瓷既具有金属的韧性、高导热性和良好的热稳定性，又具有陶瓷的耐高温、耐腐蚀和耐磨损等特性。
金属陶瓷的用途：金属陶瓷广泛地应用于火箭、导弹、超音速飞机的外壳、燃烧室的火焰喷口等地方。
3.生物钢生物钢指的是羊奶钢，也指牛奶钢。
由转基因羊奶纤维织出的布，比防弹衣的强度还大十几倍。
这种超强坚韧的物质，是阻挡枪弹射击的理想材料，也可以用来制造坦克、飞机与装甲车，以及作为军事建筑物的理想“防弹衣”。
“生物钢”，不仅有钢铁的强度，而且还可以生物降解，不会带来环境污染，可替代引起白色污染的高强度包装塑料和商业用渔网，以及用于医学方面的手术线或人造肌肤。
4.储氢合金一种新型合金，一定条件下能吸收氢气，一定条件能放出氢气：循环寿命生能优异，并可被用于大型电池，尤其是电动车辆、混合动力电动车辆、高功率应用等等。
储氢合金储氢本领却比氢气瓶的本领很多，因为它能像海绵吸水一样把钢瓶内的氢气全部吸尽。
金属材料学思考题答案1
1.简述什么是材料科学研究材料组分、结构、性能相互关系和变化规律的科学，是一门基础应用学科。
2.什么是工程材料？工程材料分为哪些类别？凡与工程相关的材料均可称为工程材料。
按性能可分为结构材料和功能材料；按化学方法分为金属材料，陶瓷材料，高分子材料和复合材料。
3.什么是新材料？开发新材料的重要意义是什么？新材料：相对于传统的材料而言。
经过新工艺新技术制造的整合原有材料的功能的材料。
意义：对高科技和新技术的发展具有非常关键的作用；是发展高科技的物质基础；是国家在科技领域处于领先地位的标志之一。
4.钢的分类方法很多通常有哪些分类？按冶金方法分：平炉、转炉、电炉（镇静钢、半镇静钢，沸腾钢）。
按化学成分分：碳钢(普通碳钢，优质碳钢)，合金钢(合金元素，合金含量)；按质量分：普通质量钢，优质质量钢，高级优质钢。
按金相分：退火态(P+F，珠光体钢，P+Fe3C)，正火态(珠光体钢，贝氏体钢，奥氏体钢)；冷却时有无相变(铁素体，马氏体，奥氏体，双相钢)；按用途分：工程结构钢，机器零件用钢，工程模具用钢，特殊用钢（不锈钢，耐热钢、磁钢）。
5.通常钢中的P，S控制钢的质量，按质量等级碳素钢，合金钢的钢材质量可分为哪些等级，P，S含量是如何控制的?可分为五种情况：1）形成非金属夹杂物（如氧化物、氮化物和硫化物等），2）溶入固熔体，3）形成碳化物，4）自由存在，5）金属间化合物。
7.按化学成分如何区分低中高碳钢和低中高合金钢？碳钢：(含碳量)低碳钢≤0.25％，中碳钢0.3－0.6％，高碳钢≥0.6％；合金钢：(合金元素)低合金钢<5％，中合金钢5－10％，高合金钢>10％8.利用晶界偏聚理论解释钢的第二类回火脆性以及硼钢的淬透性问题钢的溶质原子在晶界的浓度大大超过在基体中的平均浓度的现象，称为晶界偏聚。
淬火钢在淬火、回火过程中，Ni、Cr、Sb、Sn、P等都向原A晶界偏聚，产生晶界偏聚现象，Ni、Cr不仅自身偏聚，而且促进杂质元素的偏聚。
材料科学与工程复习思考题
第1章绪论思考题1．材料科学与工程的四个基本要素解：制备与加工、组成与结构、性能与应用、材料的设计与应用2．材料科学与工程定义解：关于材料组成、结构、制备工艺与其性能及使用过程间相互关系的知识开发及应用的科学。
3．按材料特性，材料分为哪几类？金属通常分哪两大类？无机非金属材料分哪四大类？高分子材料按使用性质哪几类？解：按材料特性，材料分为：金属材料、无机非金属材料、和有机高分子材料三类。
金属材料分为：黑色金属材料和有色金属材料。
无机非金属材料分为：混泥土（水泥）、玻璃、砖及耐火材料、陶瓷四大类。
高分子材料按使用性能分为：塑料、橡胶、纤维、粘合剂、涂料等类。
4．金属﹑无机非金属材料﹑高分子材料的基本特性解：①金属材料的基本特性：a.金属键；b.常温下固体，熔点较高；c.金属不透明，具有光泽；d.纯金属范性大、展性、延性大；e.强度较高；f.导热性、导电性好；g.多数金属在空气中易氧化。
②无机非金属材料的基本性能：a.离子键、共价键及其混合键；b.硬而脆；c.熔点高、耐高温，抗氧化；d.导热性和导电性差；e.耐化学腐蚀性好；f.耐磨损；g.成型方式：粉末制坯、烧结成型。
③高分子材料的基本特性：a.共价键，部分范德华键；b.分子量大，无明显熔点，有玻璃化转变温度（Tg）和粘流温度（Tf ）；c.力学状态有三态：玻璃态、高弹态和粘流态；d.质量轻，比重小；e.绝缘性好；f.优越的化学稳定性；g.成型方法较多。
第2章物质结构基础Structure of Matter思考题1. 原子中一个电子的空间位置和能量可用哪四个量子数来决定？解：主量子数n、角量子数l、磁量子数m l、自旋量子数m s2．在多电子的原子中，核外电子的排布应遵循哪些原则？解：泡利不相容原理、能量最低原理、洪特规则3．配位数及其影响配位数的因素解：配位数：一个原子周围具有的第一邻近原子（离子）数。
影响因素：①共价键数；②原子的有效堆积（离子和金属键合）。
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1.航空器发展对材料的要求有哪些?答：耐高温、高比强、抗疲劳、耐腐蚀、长寿命和低成本。
2.什么是自然资源,属性是什么？自然资源分为哪几类？答：（1）人类可以直接从自然界获得并用于生产和生活的物质。
（2）属性包括：自然+经济。
（3）可分为三类：无穷——空气、风、太阳能；可再生——生物体、水、土壤；非再生，矿物、化石燃料。
3.环境的定义是什么？环境污染的实质是什么？对人类而言环境的作用有哪些？答：（1）环境是人类周围一切物质、能量和信息的总和。
（2）人类索取超过资源再生+排放废弃物数量超过环境自净能力。
（3）首先，生存的基本条件——物质基础；其次，环境对废物消纳及转化，保证延续；第三，提供精神享受。
4.什么是资源保护？如何提高资源效率减轻环境污染？（1）广义——在维护生态系统及其综合体中，对资源采取的平衡行动；狭义——对资源综合利用，提高资源效率。
（2）1》通过技术革新，提高生产效率，减少废物排放；2》保护资源，加强资源综合利用，特别是废弃物的回收。
5.什么是金属间化合物，金属间化合物的特点是什么？答：指两种金属或金属与类金属组成的具有整数化学计量比的化合物。
特点：密度低、屈服强度随温度升高而提高、比刚度高、熔点高、高温强度好、抗氧化性能优良等。
6.金属间化合物分为哪几类，各自的特点是什么？答：分类及特点：①正常价化合物：符合化合物原子价规律。
键特点: 电子转移和共用电子对。
a.金属倾向与345副族元素形成化合物,b.金属正电性越强, B族负电性越强,越易形成,越稳定。
②电子化合物：a.不符合原子价规则，成分不定b.结构由e浓度决定，超点阵结构。
c.金属键。
③间隙化合物：AR大过渡族金属元素和AR小的C、N、B等元素组成；高熔点；高硬度。
④复杂化合物：更复杂结构的间隙化合物——渗碳体及碳化物。
7.二元Ti3Al合金的缺点有哪些，其发展思路是什么？答：缺点：室温断裂韧性、冲击韧性低、O相合金的抗氧化问题、高Nb合金抗氧化性差。
发展思路：在Ti-Al-Nb 的基础上，加β相稳定元素，增加塑性第二相，改善室温塑性和加工性能。
8.金属间化合物结构材料脆性原因？其韧化方法有哪些？答：脆性原因：①结构特性：电负性、结构复杂性②滑移特征：独立滑移系③晶界特征：杂质偏聚④环境影响：氢脆⑤应力状态：缺口敏感性。
韧化方法：①偏离化学计量比；②合金化：微合金化法、宏合金化；③改变晶粒形态：细化晶粒、择优取向；④微结构控制：组织优化；制备多相合金、改进制备工艺。
9.Ti3Al（α2）基合金中加入β相稳定元素的目的是什么？不同β相稳定元素含量分别对应什么相组成？答:通过添加β相稳定元素（如Nb和Mo），增加塑性的第二相，使Ti3Al基合金的室温塑性和加工性能得到改善。
①第一代β稳定元素含量在10%～14%，显微组织为α2（DO19）＋β；②β稳定元素含量在14%～17%之间，该合金具有更高的拉伸强度和蠕变抗力，显微组织取决于热处理，主要为α2、β和O相(第一代O相合金)O相（基于Ti2AlNb，正交结构，可看作α2的畸变结构；③β稳定元素含量在23％以上，如GE公司研制的Ti-24.5Al-23.5Nb和Ti-22Al-27Nb 合金，显微组织为O＋β，这类以O相为基的合金比α2合金和超α2合金有更高的高温屈服强度、蠕变抗力和断裂韧性，已经成为近期研究的重点（第二代O相合金）。
10.什么是高温合金？高温合金的服役条件是什么？高温合金的强化方法有哪些？以Ni基高温合金的强化为例讲述高温合金强化原理。
答：高温合金又称热强合金、耐热合金或超合金（Superalloys)，是指以Fe、Ni、Co为基，能在600℃以上温度，一定应力条件下适应不同环境短时或长时使用的金属材料。
服役条件（航空发动机热端部件）：①600~1100℃②氧化和燃气腐蚀环境③复杂应力（蠕变，高、低周疲劳，热疲劳等）④长期可靠工作。
强化方法：组织：γ/ γ’共格组织，基体：γ，强化相：γ’①固溶强化：γ ②第二相强化：γ’ ③晶界强化：微量元素晶界偏聚④工艺强化：定向或单晶。
借助Mo来提高/ 晶格错配度，增加晶格界面应力场，阻止位错运动，减小合金最小蠕变速率。
在蠕变过程中形成稠密的界面位错网络，这些位错网络在稳定的蠕变阶段可以有效阻止相中的滑移位错进入相。
提高了Mo 元素的含量，增大了合金高温蠕变过程中TCP相析出的倾向，增加Ru元素降低这一倾向，提高合金稳定性。
11.组织工程学的三大要素是什么？对细胞载体材料－支架材料的具体要求是什么？答：三大要素：①细胞载体材料－支架材料；②细胞的分离和培养；③细胞生长因子。
对支架材料的具体要求有：1.多孔且需要高的孔隙率；2.内部均匀分布和相互联通的孔结构；3. 支架材料易于加工成不同的厚度和形状；4. 良好的相容性和一定的机械强度；5. 可以通过生物降解最终消失。
12.Nb基合金的强化、韧化和改善抗氧化性方式有哪些？答：(1)强化：①固溶强化—Mo, W, Hf, Cr, Al, Si 等能与Nb形成置换固溶体，W、Mo最强②金属间化合物—Nb SS/Nb3Al (Nb-Al二元合金)和Nb SS/Nb5Si3（Nb-Si二元合金), Nb SS提供韧性，Nb3Al和Nb5Si3提供高温强度韧/脆两相结构③特殊热加工——定向凝固，热等静压, 热挤出。
(2)韧化：①合金化--Hf、Ti元素对Nb SS韧化②减少Si含量--Si减少，Nb5Si3减少，塑韧性上升③改变组织形态--Mo，W等元素倾向形成片状组织，改善Nbss和Nb5Si3形态。
(3)改善抗氧化：基体抗氧化+涂层，Cr-NbCr2、 Si-SiO2及Ti有利于抗氧化。
13.什么是智能材料？答：智能材料是近年来提出的一类新型材料。
它可以具有类似于生物体反应的机能，既有感知,又有驱动的功能,有的本身就可以构成一个智能系统,有的需要加入反馈，才能构成一个完整的智能系统。
14.什么是难熔金属与合金？其一般特性是什么？答：通常将熔点高于2400℃的金属称作难熔金属，主要有W(3422ºC)、Mo(2623ºC)、Ta(3020ºC)、Nb(2469ºC)、Ir(2443ºC)等。
以上述金属为基体，添加各种合金元素或化合物制成的合金称作难熔合金。
一般特性：①难熔金属一般具有良好的高温强度和耐蚀性能，较低的蒸汽压（Cr除外）。
主要缺点是抗高温氧化性能差，有些元素如W、Mo脆性大不易塑性加工。
②难熔金属与合金在一定条件下能吸收氢气形成金属氢化物而变脆，通常要在真空条件下加热至一定温度进行脱氢处理。
③难熔金属与合金具有较好的耐蚀性能，此外难熔金属对液态的Li、Na、K、Hg、Mg、Bi等溶液也有较好的耐腐蚀能力。
15.提高Ni3Al的塑性有那些方法？答：原因：富Al晶界能高，晶界结合能低，晶界强度低，沿晶脆断，富Ni相反，富Ni晶界具有高强度，具有抵抗沿晶断裂的能力。
①B对Ni3Al的强韧化作用，作用机理：B偏聚在晶界上，使晶界进一步富Ni，强化晶界，改善位错滑移性，阻止H沿晶界扩散产生的环境脆性，改善室温塑性和综合性能。
②Zr对Ni3Al的强韧化作用，大于600C时，B对塑性无作用，Zr对室温至850C之间的塑性均有改善。
Zr偏聚在晶界上，使晶界贫化Al，富化Ni，强化晶界，阻止裂纹扩展，诱发相邻晶内位错开动，改善高温塑性和综合性能。
③稀土和Mg对Ni3Al的强韧化作用，0.05%~0.2%Y和Ce对高温塑性具有有利，不损害强度。
④B改善Ni3Al的环境敏感性。
16.什么是生物医用材料？什么是生物相容性？引起生物变化的因素有哪些？答：生物医用材料是指对生物体进行诊断、治疗、和置换损坏的组织、器官或增进其功能的材料。
生物相容性：生物医用材料与人体间相互作用产生各种复杂的生物、物理和化学反应的一种概念。
17.引起生物变化的因素：①生理活动中骨骼、关节、肌肉的力学性动态运动；②细胞生物电、磁场、电解和氧化作用；③新陈代谢过程中的生物化学和酶催化反应；④细胞黏附和吞噬作用。
⑤体液中的各种酶、细胞因子、蛋白质、氨基酸、多肽、自由基对材料的生物降解作用。
18.简述镍氢电池的工作原理。
答：镍氢电池是以Ni化合物作为正极，储氢合金M作为负极，储氢合金为AB5型最常用为LaNi5，MH表示吸附了氢原子的储氢合金，以碱液为电解液。
充电时：正极: Ni(HO)2 + OH- ⇔ NiOOH-+H2O +e；负极：M+H2O + e ⇔MH + OH-。
总反应：M + Ni(OH)2⇔ MH + NiOOH-。
放电时为充电时的逆反应19.超导体与理想导体的区别？答：理想导体：当温度下降到绝对零度时，完整的理想晶体（无缺陷、杂质），由于晶格振动被冻结，其电阻为零。
磁通线可以穿透没有电阻的理想导体。
当外部磁通变化时，根据楞次(Lenz)定律，理想导体中产生的感生电流所引起的磁通变化将抵消其体内磁通量的变化。
超导体：给超导体施加不太强的磁场时，磁力线都无法穿透超导体，超导体内的磁感应强度始终保持为零。
这种完全的抗磁性称为迈斯纳（Meissner）效应，它是超导体的另一重要特性。
超导体是一种热力学平衡态。
20.简述燃料电池的工作原理。
答：燃料电池工作原理：主要是利用氢气进入电池组，经由扩散层，与触媒层中的触媒作用后，氧化为氢离子（质子）并释放出电子，同时在阴极与氧气发生反应产生电位差发电。
下列为阴极、阳极反应及总反应：阳极(电池负极)半反应：H2→2H++2e- 阴极(电池正极)半反应：2H++½O2+2e-→H2O总反应：H2+½O2→H2O ΔE=1.229V ( l atm、25℃)21.形状记忆合金、形状记忆陶瓷和形状记忆高分子材料产生形状记忆效应的机理。
答：记忆合金之所以具有形状记忆效应,是因为这些合金在温度变化时发生了热弹性马氏体相变。
马氏体相变可由两种方式产生：①降低温度(冷却) –热致马氏体②施加应力–应力诱发马氏体。
形状记忆行为也对应于两种模式：①记忆效应—温度变化--形状恢复②超弹性(伪弹性) —外力--形状恢复。
形状记忆陶瓷：应力诱发马氏体相变。
形状记忆高分子材料：热致敏感型SMP一般都是由防止树脂流动并记忆起始态的固定相与随温度变化能可逆固化和软化的可逆相组成。
可逆相：物理交联结构－结晶态、玻璃态。
固定相：物理交联结构（热塑性）或化学交联结构（热固性）。
22.试述染料敏化电池的光伏作用。
答：⑴以染料为吸光材料，染料分子受太阳光照射后由基态跃迁至激发态；⑵处于激发态的染料分子将电子注入到纳米二氧化钛半导体的导带中；⑶电子扩散至导电基底，后经电极流入外电路中；⑷处于氧化态的染料被还原态的电解质还原再生；⑸氧化态的电解质在对电极接受电子后被还原，从而完成一个循环。