《材料化学》课后思考题部分答案
材料化学课后题答案
一．内蒙古科技大学材料化学课后题答案二．应用化学专业1166129108三．什么是纳米材料？答：所谓纳米材料，是指微观结构至少在一维方向上受纳米尺度调制的各种固体超细材料，或由它们作为基本单元构成的材料。
四．试阐述纳米效应及其对纳米材料性质的影响？答： 1.小尺寸效应；使纳米材料较宏观块体材料熔点有显著降低，并使纳米材料呈现出全新的声，光，电磁和热力学特性。
2.表面与界面效应；使纳米颗粒表面具有很高的活性和极强的吸附性。
3. 量子尺寸效应；使纳米微粒的磁，光，热，电以及超导电性与宏观特性有着显著不同。
4. 宏观量子隧道效应；使纳米电子器件不能无限制缩小，即存在微型化的极限。
三．纳米材料的制备方法？答：1.将宏观材料分裂成纳米颗粒。
2.通过原子，分子，离子等微观粒子聚集形成微粒，并控制微粒的生长，使其维持在纳米尺寸。
四．1．玻璃体：冷却过程中粘度逐渐增大，并硬化形成不结晶且没有固定的化学组成硅酸盐材料。
2.陶瓷：凡是用陶土和瓷土这两种不同性质的黏土为原料经过配料，成型，干燥，焙烧等工艺流程制成的器物都可叫陶瓷。
3.P-型半导体：参杂元素的价电子小于纯元素的价电子的半导体。
4.黑色金属：是指铁，铬，锰金属及它们的合金。
5.有色金属:除铁，铬，锰以外的金属称为有色金属。
6.金属固溶体：一种金属进入到另一种金属的晶格内，对外表现的是溶剂的晶格类型的合金。
7.超导体：具有超低温下失去电阻性质的物质。
五．1．简述传统陶瓷制造的主要原料？答：黏土，长石，石英矿是制造传统陶瓷的主要原料。
2.陶瓷是否一定含有玻璃相？答：并非所有的陶瓷材料都含有玻璃相，某些非氧特种陶瓷材料可以近乎100%的晶相形式存在。
3.试讨论超导体性质的形成原理及超导状态时所表现出来的特殊现象？答：电子同晶格相互作用，在常温下形成导体的电阻，但在超低温下，这种相互作用是产生超导电子对的原因。
温度越低所产生的这种电子对越多，超导电子对不能相互独立地运动，只能以关联的形式做集体运动。
材料化学 化工大学课后习题答案
第一章1、晶体一般的特点是什么?点阵和晶体的结构有何关系？答：（1）晶体的一般特点是：a 、均匀性：指在宏观观察中，晶体表现为各部分性状相同的物体b 、各向异性：晶体在不同方向上具有不同的物理性质c 、自范性：晶体物质在适宜的外界条件下能自发的生长出晶面、晶棱等几何元素所组成凸多面体外形d 、固定熔点：晶体具有固定的熔点e、对称性：晶体的理想外形、宏观性质以及微观结构都具有一定的对称性（2）晶体结构中的每个结构基元可抽象成一个点，将这些点按照周期性重复的方式排列就构成了点阵。
点阵是反映点阵结构周期性的科学抽象，点阵结构是点阵理论的实践依据和具体研究对象，它们之间存在这样一个关系：点阵结构＝点阵＋结构基元点阵＝点阵结构－结构基元2、什么是同质多晶？什么是类质同晶？一些组成固定的化合物，由于其内部微粒可以以不同的方式堆积，因而产生不同种类的晶体，我们把这种同一化合组成存在两种或两种以上晶体结构形式的现象为同质多晶现象。
在两个或多个化合物中，如果化学式相似，晶体结构形式相同，并能互相置换的现象，我们称之为类质同晶现象。
3、产生晶体缺陷的原因是什么？晶体缺陷对晶体的物理化学性质的影响如何？答：晶体产生缺陷的原因主要有：（1）实际晶体中的微粒总是有限的；（2）存在着表面效应；（3）存在着表面效应；（4）粒子热运动；（5）存在着杂质。
在实际晶体中缺陷和畸变的存在使正常的点阵结构受到了一定程度的破坏或扰乱，对晶体的生长，晶体的力学性能、电学性能、磁学性能和光学性能等到都有很大的影响，在生产和科研中非常重要，是固体物理、固体化学和材料科学等领域的重要内容。
第二章１、晶体的结构特性是什么？这些特性是什么原因引起的？（1）晶体的均匀性：晶体的均匀性是焓因素决定的；非晶体的均匀性是由熵因素引起的。
（2）晶体的各向异性：由于晶体在各个方向上的点阵向量不同，导致了晶体在不同方向上具有不同的物理性质（3）晶体的自范性：在适宜的外界条件下，晶体能自发生长出晶面，晶棱等几何元素所转成的凸多面体，晶体的这一性质即为晶体的自范性。
材料化学第二版(曾兆华版)课后答案
材料化学第二版(曾兆华版)课后答案第一章1.什么是材料化学？其主要特点是什么？答：材料化学是有关于材料的结构、性质、制备及应用的化学。
主要特点：跨学科性，实践性。
2.材料与试剂的主要区别是什么？答：试剂在使用过程中通常被消耗并转化为其他物质，而材料通常是可重复的、连续的，除了正常的消耗外，它不会不可逆地转化为其他物质。
3.观察一只灯泡，列举制造灯泡所需的材料。
4.材料按其组成和结构可以分为哪几类？如果按功能和用途对材料分类，列举十种不同功能或用途的材料。
答：（1）金属材料，无机非金属材料，高分子材料，复合材料（2）导电材料、绝缘材料、生物医用材料、航天航空材料、能源材料、电子信息材料、感光材料5.简述材料化学的主要内容。
答：结构：原子和分子在不同层次彼此结合的形式、状态和空间分布。
特性：材料固有的化学、物理和力学特性。
制备：将原子和分子结合在一起，并最终将其转化为有用的产品应用。
第二章1.原子间的结合键共有几种？各自特点如何？特点键强形成晶体的特点离子键无饱和性、无方向性、高配位数。
最强高熔点、高强度、高硬度、低膨胀系数、塑性较差、固态不导电、熔态离子导电。
共价键有饱和性、有方向性、低配位数强高熔点、高强度、高硬度、低膨胀系数、塑性较差、在熔态也不导电。
金属键电子共有化，可以自由流动；无饱和性、无方向性、配位数高较强塑性较好、有光泽、良好的导热、导电性。
范德华键无饱和性、无方向性最弱氢键 有饱和性、有方向性 弱3.计算体心立方及六方密堆的的堆积系数。
（1）体心立方单位晶胞原子数 n = 2（2）六方密堆n=6 （3）面心立方n=468.0)3/4()3/4(2)3/4(2＝3333bcc ==R R a R ππξRa a R 3434=⇒=R a a c 238==74.0)3(3812)3/4(6)2321(6)3/4(6＝33hcp =⋅=⋅R R R R a a c R ππξRa a R 2424=⇒=74.0)2/4()3/4(4)3/4(4＝3333fcc ==R R a R ππξ10. 单质Mn有一种同素异构体为立方结构，其晶胞参数为0.6326nm，密度= 7.26g cm-3，原子半径r = 0.112nm，计算Mn晶胞中有几个原子，其堆积系数为多少？11. 固溶体与溶液有何异同？固溶体有几种类型？固体溶液与液体溶液的共同点：均具有均一性、稳定性，均为混合物，均存在溶解性问题（对固态溶液称为固溶度，对液体溶液称为溶解度）；(1)均一性：溶液各处的密度、组成和性质完全一样；(2)稳定性：温度不变，溶剂量不变时，溶质和溶剂长期不会分离；(3)混合物：溶液一定是混合物。
材料化学课后答案李奇陈光巨编写完整版
第一章答案1、晶体一般的特点是什么?点阵和晶体的结构有何关系？答：（1）晶体的一般特点是：a 、均匀性：指在宏观观察中，晶体表现为各部分性状相同的物体b 、各向异性：晶体在不同方向上具有不同的物理性质c 、自范性：晶体物质在适宜的外界条件下能自发的生长出晶面、晶棱等几何元素所组成凸多面体外形d 、固定熔点：晶体具有固定的熔点e、对称性：晶体的理想外形、宏观性质以及微观结构都具有一定的对称性（2）晶体结构中的每个结构基元可抽象成一个点，将这些点按照周期性重复的方式排列就构成了点阵。
点阵是反映点阵结构周期性的科学抽象，点阵结构是点阵理论的实践依据和具体研究对象，它们之间存在这样一个关系：点阵结构＝点阵＋结构基元点阵＝点阵结构－结构基元2、下图是一个伸展开的聚乙烯分子，其中C—C化学键长为1.54Å。
试根据C原子的立体化学计算分子的链周期。
答：因为C原子间夹角约为109.5°，所以链周期＝2×1.54Å×sin(109.5°/2)=2.51Å链周期3、由X射线法测得下列链型高分子的周期如下，试将与前题比较思考并说明其物理意义。
化学式聚乙烯醇 2.52聚氯乙烯 5.1聚偏二氯乙烯 4.7答：由题中表格可知，聚乙烯醇的链周期为2.52 Å，比聚乙烯略大，原因可能是-OH体积比H大，它的排斥作用使C原子间夹角变大，因而链周期加长，但链周期仍包含两个C原子；聚氯乙烯的链周期为5.1 Å，是聚乙烯链周期的两倍多，这说明它的链周期中包含四个C原子，原因是原子的半径较大Cl原子为使原子间排斥最小，相互交错排列，其结构式如下：聚偏二氯乙烯链周期为4.7 Å比聚乙烯大的多，而接近于聚氯乙烯的链周期为5.1 Å，可知链周期仍包含4个C原子。
周期缩短的原因是由于同一个C原子上有2个Cl原子，为使排斥能最小它们将交叉排列，即每个Cl原子在相邻2个Cl原子的空隙处。
材料化学课后题答案
试述影响置换型固溶体的固溶度的因素
（1）原子或离子尺寸的影响
当 固溶体；
r
r
r1 r2 0.15 r1
时，溶质与溶剂之间可以形成连续
时，溶质与溶剂之间只能形成
Hume-Rothery经验规则
当 有限型固溶体；
r r1 r2 30% r1
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热膨胀受什么因素影响？试用势能图说明
热膨胀主要受到键强的影响，键强越强，热膨胀越弱。 此外，组织结构也对热膨胀有影响。结构紧密的固体， 膨胀系数大。
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Cs熔体的标准吉布斯自由能（单位为J）与温 度T（单位为K）的关系为 Gm＝2100-6.95T， 求熔点
到熔点时Gm＝0
2100 T＝ ＝302.2K 6.95
（b）20％B （c）25％B
（d）WL/Wα＝(Cα-C0)/(C0-CL) =(80%B-50%B)/(50%B-40%B) =3/1 所以液体占25％，固体占75％
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黑色金属：铁、钴、锰金属及它们的合金 有色金属：除铁、钴、锰之外的金属 奥式体： 碳溶解在γ-Fe中形成的间隙固溶体
马氏体：
x＝1，y＝-1，z＝ 1/2 故为（1,-1, 1/2 ），即为（1,1,2）
－
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用固体能带理论说明什么是导体、半导体、 绝缘体？
满带：充满电子的能带
空带：部分充满或全空的能带
2.1.3.5 Electrical property
价带：价电子填充的能带
导带
禁带：导带及满带之间的空隙
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导体：价带未满，或价带全满但禁带宽度为零， 此时，电子能够很容易的实现价带与导带之间 的跃迁。
《材料化学》课后思考题部分答案
《材料化学》课后思考题部分答案第一章绪论1.什么是材料化学？其主要特点是什么？答：材料化学是关于材料的结构，性能，制备和应用的化学；其主要特点是跨学科性和实践性。
2.新石器时代的标志是什么？答：其标志为陶器和农业的出现。
3.材料与试剂的主要区别是什么？答：试剂在使用过程中通常被消耗并转化成别的物质，而材料则一般可重复，持续使用，除了正常消耗，它不会不可逆的转变成别的物质。
4.材料按其组成和结构可以分为哪几类？答：金属材料，无机非金属材料，聚合物材料和复合材料。
第二章材料的结构1.原子间的结合键共有几种？各自特点如何？答：（1）金属键一是电子共有化，可以自由流动；二是既无饱和性又无方向性。
（2）离子键离子键具有强的键合力，既无饱和性也无方向性，配位数高。
（3）共价键共价键具有饱和性方向性，配位数低。
（4）氢键氢键具有饱和性和方向性。
（5）范德华键不具有方向性和饱和性，作用范围在几百个皮米之间。
第三章材料的性能1.用固体能带理论说明什么是导体，半导体，绝缘体？答：固体的导电性能由其能带结构决定。
对一价金属（如Na），价带是未满带，故能导电。
对二价金属（如Mg），价带是满带，但禁带宽度为零，价带与较高的空带相交叠，满带中的电子能占据空带，因而也能导电。
绝缘体和半导体的能带结构相似，价带为满带，价带与空带间存在禁带。
禁带宽度较小时（0.1—3eV）呈现半导体性质，禁带宽度较大（＞5eV）则为绝缘体。
2.试解释为何铝材不易生锈，而铁则较易生锈？答:锈蚀机理不同，前者为化学腐蚀，后者为电化学腐蚀铝是一种较活泼的金属，但因为在空气中能很快生成致密的氧化铝薄膜，所以在空气中是非常稳定的。
铁与空气中的水蒸气，酸性气体接触，与自身的氧化物之间形成了腐蚀电池，遭到了电化学腐蚀，所以容易生锈。
3.为什么碱式滴定管不采用玻璃活塞？答：因为普通的无机玻璃主要含二氧化硅，二氧化硅是一种酸性的氧化物，在碱液中将会被溶解或侵蚀，其反应为：SiO2+2NaOH→Na2SiO3+H2O4.何种结构的材料具有高硬度？如何提高金属材料的硬度？答：由共价键结合的材料具有很高的硬度，这是因为共价键的强度较高。
材料化学复习思考题答案
（0404）《材料化学》复习思考题答案一、名词解释1、无机材料化学无机材料化学是研究无机材料，主要是无机非金属材料的制备、组成、结构、表征、性质和应用的一门学科。
2、晶体的各向异性晶体在不同方向上具有不同的物理性质。
3、晶体的自限性晶体能自发地形成规则的几何外形。
4、晶体的对称性晶体在某些特定方向上的物理化学性质完全相同。
5、天然晶体自然界中所形成的许多美丽的晶体，如红宝石、蓝宝石、祖母绿等，这些晶体叫做天然晶体。
6、人工晶体由人工方法生长出来的晶体叫人工晶体。
到目前为止，人们已发明了几十种晶体生长方法，如提拉法、浮区法、焰熔法、坩埚下降法、助熔剂法、水热法、降温法、再结晶法等。
7、非线性光学晶体与光强有关的光学效应称为非线性光学效应，具有这种效应的晶体就称为非线性光学晶体。
8、正压电效应当晶体受到外力作用时，晶体会发生极化，并形成表面电荷，这种现象称为正压电效应。
9、逆压电效应当晶体受到外加电场作用时，晶体会产生形变，这种现象称为逆压电效应。
10、居里温度居里温度是指材料可以在铁磁体和顺磁体之间改变的温度。
11、压电效应某些固体电介质受到外加应力作用而发生应变时，在它的某些对应表面会产生大小相等、符号相反的束缚电荷，这一现象称为压电效应。
12、弗仑克尔缺陷在形成热缺陷时，晶体中具有足够高能量的原（离）子离开其平衡位置，挤入晶体中的间隙位置，造成微小的局部晶格畸变，成为所谓填隙原子，而在其原来的位置上形成空位，这种缺陷称为弗仑克尔缺陷。
13、肖特基缺陷肖特基缺陷是由于晶体表面附近的原子热运动到表面，在原来的原子位置留出空位，然后内部邻近的原子再进入这个空位，这样逐步进行而造成的缺陷。
14、杂质缺陷杂质原子进入晶体时，可以置换晶格中的原子，进入正常结点位置，生成置换型杂(溶)质原子，也可能进入本来就没有原子的间隙位置，生成填隙型杂(溶)质原子。
这些缺陷统称为杂质缺陷。
15、固溶体固溶体是指一种组元（组分）因“溶解”了其他组元而形成的单相晶态固体。
材料化学第二版课后答案
1.什么是材料化学？其主要特点是什么？答：材料化学是有关于材料的结构、性质、制备及应用的化学。
主要特点：跨学科性，实践性。
2.材料与试剂的主要区别是什么？答：试剂在使用过程中通常被消耗并转化为其他物质，而材料通常是可重复的、连续的，除了正常的消耗外，它不会不可逆地转化为其他物质。
3.观察一只灯泡，列举制造灯泡所需的材料。
4.材料按其组成和结构可以分为哪几类？如果按功能和用途对材料分类，列举十种不同功能或用途的材料。
答：（1）金属材料，无机非金属材料，高分子材料，复合材料（2）导电材料、绝缘材料、生物医用材料、航天航空材料、能源材料、电子信息材料、感光材料5.简述材料化学的主要内容。
答：结构：原子和分子在不同层次彼此结合的形式、状态和空间分布。
特性：材料固有的化学、物理和力学特性。
制备：将原子和分子结合在一起，并最终将其转化为有用的产品应用。
第二章1.原子间的结合键共有几种？各自特点如何？3.计算体心立方及六方密堆的的堆积系数。
（2）六方密堆n=6（3）面心立方n=410. 单质Mn 有一种同素异构体为立方结构，其晶胞参数为，密度= g cm-3，原子半径r = ，计算Mn 晶胞中有几个原子，其堆积系数为多少？11. 固溶体与溶液有何异同？固溶体有几种类型？固体溶液与液体溶液的共同点：均具有均一性、稳定性，均为混合物，均存在溶解性问题（对固态溶液称为固溶度，对液体溶液称为溶解度）； (1)均一性：溶液各处的密度、组成和性质完全一样；(2)稳定性：温度不变，溶剂量不变时，溶质和溶剂长期不会分离； (3)混合物：溶液一定是混合物。
固体溶液与液体溶液的不同点：固溶体的溶质和溶剂均以固体形式出现，而液体溶体的溶质和溶剂均以液体形式出现；固溶体：又称固体溶液，指由一种或多种溶质组元溶入晶态溶剂，并保持溶剂晶格类型所形成的单相晶态固体。
固溶体按固溶度分可两种类型：有限固溶体与无限固溶体；按溶质原子在晶格中的位置可分为置换固溶体与填隙固溶体。
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第一章绪论
1.什么是材料化学？其主要特点是什么？
答：材料化学是关于材料的结构，性能，制备和应用的化学；其主要特点是跨学科性和实践性。
2.新石器时代的标志是什么？
答：其标志为陶器和农业的出现。
3.材料与试剂的主要区别是什么？
答：试剂在使用过程中通常被消耗并转化成别的物质，而材料则一般可重复，持续使用，除了正常消耗，它不会不可逆的转变成别的物质。
4.材料按其组成和结构可以分为哪几类？
答：金属材料，无机非金属材料，聚合物材料和复合材料。
第二章材料的结构
1.原子间的结合键共有几种？各自特点如何？
答：（1）金属键一是电子共有化，可以自由流动；二是既无饱和性又无方向性。
（2）离子键离子键具有强的键合力，既无饱和性也无方向性，配位数高。
（3）共价键共价键具有饱和性方向性，配位数低。
（4）氢键氢键具有饱和性和方向性。
（5）范德华键不具有方向性和饱和性，作用范围在几百个皮米之间。
第三章材料的性能
1.用固体能带理论说明什么是导体，半导体，绝缘体？
答：固体的导电性能由其能带结构决定。
对一价金属（如Na），价带是未满带，故能导电。
对二价金属（如Mg），价带是满带，但禁带宽度为零，价带与较高的空带相交叠，满带中的电子能占据空带，因而也能导电。
绝缘体和半导体的能带结构相似，价带为满带，价带与空带间存在禁带。
禁带宽度较小时（0.1—3eV）呈现半导体性质，禁带宽度较大（＞5eV）则为绝缘体。
2.试解释为何铝材不易生锈，而铁则较易生锈？
答:锈蚀机理不同，前者为化学腐蚀，后者为电化学腐蚀
铝是一种较活泼的金属，但因为在空气中能很快生成致密的氧化铝薄膜，所以在空气中是非常稳定的。
铁与空气中的水蒸气，酸性气体接触，与自身的氧化物之间形成了腐蚀电池，遭到了电化学腐蚀，所以容易生锈。
3.为什么碱式滴定管不采用玻璃活塞？
答：因为普通的无机玻璃主要含二氧化硅，二氧化硅是一种酸性的氧化物，在碱液中将会被溶解或侵蚀，其反应为：SiO2+2NaOH→Na2SiO3+H2O
4.何种结构的材料具有高硬度？如何提高金属材料的硬度？
答：由共价键结合的材料具有很高的硬度，这是因为共价键的强度较高。
无机非金属材料由离子键和共价键构成，这两种键的强度均较高，所以一般都有较高硬度，特别是当含有价态较高而半径较小的离子时，所形成的离子键强度较高(因静电引力较大)，故材料的硬度较高。
金属材料的硬度主要受金属晶体结构的影响，形成固溶体或合金时可显著提高材料的硬度。
5.什么是材料的疲劳？有哪些指标反应材料的疲劳性能？
答：疲劳是指材料在循环受力（拉伸，压缩，弯曲，剪切等）下，在某点或某些点产生局部的永久性损伤，并在一定循环次数后形成裂纹或使裂纹进一步扩展直到完全断裂的现象。
高循环疲劳的裂纹形成阶段的疲劳性能常以S-N曲线表征，。