石德珂材料科学简答题
石德珂《材料科学基础》考点精讲1

空间点阵 ———晶体中的等同点在空间有规则的周期性重复排列的阵列。 晶 格 ———连接晶体点阵中阵点的几组相交平行线构成的空间格架。 晶 胞———构成晶格的最小单元。 基元 结构基元的选择 满足四个相同条件 化学成分相同 空间结构相同 排列取向相同 周围环境相同 结构基元选择举例 (a)直线上等间距排列的原子。许多单质晶体中在某一方向上原子常按此排列。例如金属铜中 原子密排列的方向就是这样排列
全国硕士研究生入学考试
石德柯《材料科学基础》
考点精讲及复习思路
目 录
第一章 材料结构和晶体结构 1 第二章 晶体缺陷 50 第三章 相图 77 第四章 凝固 119 第五章 扩散与固态相变 148 第六章 塑性变形 165 第七章 固体材料的电子结构 224
— 1—
类型 离子键 共价键
金属键
二次键
键强 最强 强
较强
弱
作用力来源
键的特点
正负离子间的库仑力
相邻原子的价电子各处于相反 方向性
的自间 的 库 无方向性、无饱和性
仑力
固溶能力
原子与 分 子 间 由 诱 导 或 永 久 电
偶极子相互作用
形成晶体的力学性能特点 硬度高、强度大,脆性大 硬度高、强度大,脆性大
— 2—
考点二:晶体与非晶体(重要等级 ★★★☆☆)
[复习思路]掌握
概念 主要差别 概念 1.晶体———原子(分子或离子)在空间按照一定规律周期性重复排列的固体. 2.非晶体———内部原子的排列是无序的,或不存在长程有序排列的固体. [例 2-1] 名词解释:晶体(2008年 西南交通大学) [例 2-2] 填空:晶体宏观对称的要素是:(1)对称中心,(2)对称轴,(3)对称面,(4)旋转反伸 轴,(5)旋转反映轴(2007年 北京工业大学) 晶体与非晶体性能的主要区别 晶体:有确定熔点 单晶体各向异性 多晶体各向同性 非晶体:无确定熔点 各向同性 非晶体的本质是过冷液体 [例 2-3] 判断:在熔化过程中,非晶态材料不同于晶态材料的最主要特点是其没有一个固定 的熔点(2009年 北京工业大学) 答案:正确
石德珂《材料科学基础》(第2版)配套题库【名校考研真题】第7章~第10章【圣才出品】

第7章扩散与固态相变一、选择题1.离子化合物中,阳离子比阴离子扩散能力强的原因在于()。
[上海交通大学2005研]A.阴离子的半径较大B.阳离子更容易形成电荷缺陷C.阳离子的原子价与阴离子不同【答案】A2.材料中能发生扩散的根本原因是()。
[华中科技大学2006研]A.温度的变化B.存在浓度梯度C.存在化学势梯度【答案】C3.在低温下,一般固体材料中发生的扩散是()。
[南京工业大学2009研]A.本征扩散B.非本征扩散C.无序扩散【答案】B【解析】固体材料在温度较高时,发生本征扩散;在低温下,则发生非本征扩散。
二、填空题1.固态金属中原子扩散的驱动力是______,其扩散方向是向关______的方向进行,其扩散机制主要有______和______;前者是原子通过______进行迁移,后者是原子通过______进行迁移,因此前者的扩散激活能比后者______;扩散系数比后者______。
[合肥工业大学2006研]【答案】化学势梯度;化学位降低;空位扩散机制;间隙机制;空位扩散;晶格间隙;小;大2.上坡扩散是指______。
扩散的驱动力是______。
[江苏大学2005研]【答案】由低浓度向高浓度方向的扩散;化学势的改变3.扩散系数越______,结构缺陷越多,扩散速度越______。
[沈阳大学2009研]【答案】小;快4.马氏体相变具有以下的一些特征:、、和等。
[南京工业大学2009研]【答案】存在习性平面;取向关系;无扩散性;速度快(或没有特定的相变温度)【解析】马氏体相变具有热效应和体积效应,相变过程是形成核心和长大的过程。
马氏体相变是无扩散相变之一,相变时没有穿越界面的原子无规行走或顺序跳跃,因而新相(马氏体)承袭了母相的化学成分、原子序态和晶体缺陷。
惯习(析)面是指马氏体相变时在一定的母相面上形成新相马氏体。
三、简答题1.解释名词扩散系数。
[东北大学2004研]答:根据菲克第一定律,在单位时间内通过垂直于扩散方向的单位截面积的扩散物质流量(称为扩散通量,用J 表示)与该截面处的浓度梯度成正比,也就是说,浓度梯度越大,扩散通量越大,相应的数学表达式为:d d C J D x=-式中,D 为扩散系数,m 2/s;C 为扩散物质(组元)的体积浓度,原子数/m 或kg/m;d C /d x 为浓度梯度;“-”号表示扩散方向为浓度梯度的反方向,即扩散组元由高浓度区向低浓度区扩散;J 为扩散通量,kg/m 2·s。
材料科学基础课后习题答案-西安交通大学-石德珂主编

2.26g
/ cm3
14-17不用看 18自己看
第四章
1.850 0C : C1 Aexp(EV kT1) 20 0C :C2 Aexp(EV kT2 )
C1 C2
exp EV k
1 ( T2
1 T1
)
exp
1.5 1018 1.38 1023
( 1 1 ) 293 1123
exp 274
ne N
Aexp EV kT
ln
3.6 1023 106 / cm3 5.351022 / cm3
8.31J
EV / mol 1073K
EV 106192J / mol
(110),(111),(121),(2 21),(210),[100],[111],[231],[120],[211]
2.11 0.77 6.69 0.77
100%
22.6%
Fe3CⅡ%(由 初中析出) 初 % 22.6%
59.36% 22.6% 13.41%
P% 初 % Fe3CⅡ% 59.36% 13.41% 45.95%
相组成物: Fe3C % 6.69 3.0 100% 55.17%
1.(1) (001) (111) [210]
(-3-22)
(-132)
[123] [111]
[236]
(1-10)
(2)
(3)
(-110)
2.
(2 6 3)
3.{111}
111
111
111
111
3.
N hk l
4 3! 2m n!
24 2m n!
{110}
110
101
011
110
《材料科学基础》考研石德珂版2021考研名校考研真题

《材料科学基础》考研石德珂版2021考研名校考研真题第一部分名校考研真题导论1.试举例分析材料加工过程对材料使用性能的影响。
[中南大学2007研]答:材料加工过程对材料使用性能有重要而复杂的影响,材料也必须通过合理的工艺流程才能制备出具有实用价值的材料来。
通过合理和经济的合成和加工方法,可以不断创制出许多新材料或改变和精确控制许多传统材料的成分和结构,可以进一步发掘和提高材料的性能。
材料的制备/合成和加工不仅赋予材料一定的尺寸和形状,而且是控制材料成分和结构的必要手段。
如钢材可以通过退火、淬火、回火等热处理来改变它们内部的结构而达到预期的性能,冷轧硅钢片经过复杂的加工工序能使晶粒按一定取向排列而大大减少铁损。
2.任意选择一种材料,说明其可能的用途和加工过程。
[中南大学2007研] 答:如Al-Mg合金。
作为一种可加工、不可热处理强化的结构材料,由于具有良好的焊接性能、优良的耐蚀性能和塑性,在飞机、轻质船用结构材料、运输工业的承力零件和化工用焊接容器等方面得到了广泛的应用。
根据材料使用目的,设计合金成分,考虑烧损等情况进行配料,如A15Mg合金板材,实验室条件下可在电阻坩埚炉中750℃左右进行合金熔炼,精炼除气、除渣后720℃金属型铸造,430~470℃均匀化退火10~20h后,在380~450℃热轧,再冷轧至要求厚度,在电阻炉中进行稳定化处理,剪切成需要的尺寸或机加工成标准试样,进行各种组织、性能测试。
3.说说你对材料的成分、组织、工艺与性能之间关系的理解。
[中南大学2007研] 答:材料的成分、组织、工艺与性能之间的关系非常紧密,互相影响。
材料的性能与它们的化学成分和组织结构密切相关,材料的力学性能往往对结构十分敏感,结构的任何微小变化,都会使性能发生明显变化。
如钢中存在的碳原子对钢的性能起着关键作用,许多金属材料中一些极微量的合金元素也足以严重影响其性能。
然而由同一元素碳构成的不同材料如石墨和金刚石,也有着不同的性能,有些高分子的化学成分完全相同而性能却大不一样,其原因是它们有着不同的内部结构。
石德珂《材料科学基础》配套题库-章节题库(材料的相结构及相图)【圣才出品】

第5章材料的相结构及相图一、选择题三元系统相图中,若存在有n条界线,则此系统相图中能连接出()条连线。
A.3B.n-1C.nD.n+1【答案】C【解析】三元系统相图中,存在几条界线就能在相图中连接出几条连线。
二、填空题1.Fe-Fe3C相图中含碳量小于______为钢,大于______为铸铁;铁碳合金室温平衡组织均由______和______两个基本相组成;奥氏体其晶体结构是______,合金平衡结晶时,奥氏体的最大含碳量是______;珠光体的含碳量是______;莱氏体的含碳量为______;在常温下,亚共析钢的平衡组织是______,过共析钢的平衡组织是______;Fe3CⅠ是从______中析出的,Fe3CⅡ是从______中析出的,Fe3CⅢ是从______中析出的,它们的含碳量为______。
【答案】2.11%C;2.11%C;铁素体(a);渗碳体(Fe3C);FCC;2.11%;0.77%;4.3%;铁素体和珠光体;珠光体和Fe3CⅡ;液相;奥氏体;铁素体;6.69%2.置换固溶体的溶解度与原子尺寸因素、______、电子浓度因素和______有关。
【答案】电负性;晶体结构三、判断题1.中间相只是包括那些位于相图中间且可以用一个分子式表示的化合物相。
()【答案】×【解析】凡是位于相图中间的各种合金相结构都统称为中间相,这其中当然包括一个分子式表示的化合物相以及一些固溶体相。
2.三元相图中的三元无变量点都有可能成为析晶结束点。
()【答案】×【解析】三元相图中三条界线的交点是三元无变量点,也是低共熔点,它的液相同时对三种晶相饱和。
低共熔点也是存在液相的最低温度点。
通过低共熔点平行于底面的平面称为固相面或结晶结束面。
固相面之下全部是固相。
四、名词解释1.中间相答:中间相是指合金中组元之间形成的、与纯组元结构不同的相。
在相图的中间区域。
2.间隙固溶体答:间隙固溶体是指若溶质原子比较小时可以进入溶剂晶格的间隙位置之中而不改变溶剂的晶格类型所形成的固溶体。
石德珂《材料科学基础》(第2版)配套题库【名校考研真题】第4章~第6章【圣才出品】

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②柯垂尔提出了溶质原子与位错之间的交互作用,在间隙固溶体中,由于间隙原子的半 径比晶体间隙的半径大,与位错进行弹性交互作用,结果间隙原子将在位错附近聚集,形成 小原子集团,称为柯垂尔气团。柯垂尔气团的存在,使位错运动困难,这是因为位错只有从 气团中挣脱或者抱着气团一起前进才能继续运动,这需要外力作更多的功,这就是固溶强化 效应;
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第 4 章 晶体缺陷
一、选择题
1应力分量全为零 B.刃型位错的应力场中正应力分量全为零 C.刃型位错的应力场中切应力分量全为零 【答案】A
)。[上海交通大学 2005 研]
4.简述位错、位错线和柏氏矢量( b )的概念,并论述柏氏矢量和位错线的相对关系。 [吉林大学 2009 研] 答:(1)位错是晶体材料的一种内部微观缺陷,指原子的局部不规则排列(晶体学缺 陷)。从几何角度看,位错属于一种线缺陷,可视为晶体中已滑移部分与未滑移部分的分界 线,其存在对材料的物理性能,尤其是力学性能,具有极大的影响。 位错线是指晶体或晶格内滑移面上已滑动区的边界线称。位错线的形成和发展可用 Frank Read 源的原理解释:当应力超过临界剪应力时,位错线扩张,形成内外两部分,外 部位错逐渐扩大,内部位错线恢复原状,在外力作用下,不断产生新位错环,因而得到很大 的滑移量。 柏氏矢量是描述位错实质的重要物理量,反映出柏氏回路包含的位错所引起点阵畸变的 总积累。通常将柏氏矢量称为位错强度,位错的许多性质如位错的能量、所受的力、应力场、 位错反应等均与其有关。它也表示出晶体滑移时原子移动的大小和方向。 (2)柏氏矢量和位错线的相对关系: ①一条位错线具有唯一的柏氏矢量。它与柏氏回路的大小和回路在位错线上的位置无 关,位错在晶体中运动或改变方向时,其柏氏矢量不变; ②根据柏氏矢量与位错线的关系可以确定位错的类型。当柏氏矢量垂直于位错线时是刃 位错;当柏氏矢量平行于位错线时是螺位错;当柏氏矢量与位错线成任意角度时是混合位错。
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第10章材料概论
一、判断题
金属材料是晶体,即金属原子在整个空间都是按一定的几何规律成周期性重复排列的。
()
【答案】×
【解析】金属在固态下一般都是晶体。
二、简答题
1.何谓塑料?何谓橡胶?两者在室温时的力学性能有何显著差别?
答:塑料是指室温下处于玻璃态的高分子材料。
橡胶是指室温下处于高弹态的高分子材料。
室温下,塑料的硬度较高,但其脆性较大,容易脆性断裂,弹性较低;橡胶的硬度较低,但脆性较小,不易断裂,弹性较高容易发生弹性变形。
2.何谓陶瓷?从组织结构的角度解释其主要性能特点。
答:陶瓷主要是由无机非金属作为基体组分组成的。
以共价键或离子键为主,在共价键结合的陶瓷中,原子之间是通过共用电子对形式进行键合的,具有方向性和饱和性,且键能相当高,陶瓷主要是由高硬度高脆性的特殊氧化物、碳化物、氮化物等化合物为主要组成相的一类材料。
由于这些化合物中的结合键以共价键或离子键为主,键合力稳定并且很强,故陶瓷材料具有熔点高,热膨胀系数小,硬度高,抗氧化、耐腐蚀,高温强度高,良好的光学特性和绝缘性等特性;但由于烧结及制备工艺等原因,陶瓷材料中难免存在气孔或微裂纹,故陶瓷材料的脆性大,强度低且易存在缺陷。
三、计算题
1 / 2
在制造Al2O3陶瓷材料时,原料粉末的粒度为2μm。
在烧结温度下保温30分钟,测得晶粒尺寸为10μm,则在同一烧结温度下保温2小时后,晶粒尺寸为多少μm?为抑制晶粒生长在原料粉末中加入0.2%MgO,并在同样的烧结温度下保温2小时,则晶粒尺寸为多少μm?
解:d1=20μm(D2=kt);d2=16μm(D3=kt)。
2 / 2。
石德珂《材料科学基础》配套题库-章节题库(固体材料的电子结构与物理性能)【圣才出品】

第9章固体材料的电子结构与物理性能一、简答题1.简明解释为什么晶格中两个电子可以由吸引作用而形成库柏对。
答:电子间通过交换格波声子而产生间接的相互作用,例如波矢为的电子发射一个波矢为的声子被散射到波矢为的状态,第二个电子本来的波矢为,吸收了第一个电子发射的声子进入波矢为的状态。
另一过程是第一个电子吸收一个由第二个电子发射的波矢为的声子而由k1散射到第二个电子则从散射到,按照量子理论,如果能量差是声子角频率),则相互作用能为负,即电子间具有净的吸引作用而形成库柏对。
显然,只有在费密面附近的是德拜角频率)范围内的电子才能满足上述条件。
2.(1)写出固体热导率的定义和公式。
(2)指出传导热流的元激发。
(3)指出在低温和高温下热导率对温度的依赖关系,并描述在这两个区间内的主要物理过程。
答:(1)固体热导率的定义为:单位温度梯度所引起的热量流密度,即式中的系数k,在非金属固体热导率的表示式为式中,c为固体热容;为声子的平均速度;l为声子的平均自由程。
(2)传导热流的元激发为声子。
(3)对于金属,其热导率通常由晶格热导率k a(由声子贡献)及电子热导率k e(由自由电子贡献)两部分所组成,即式中,以典型值代入后得因此,典型金属的热导率主要由自由电子贡献,即式中,le为电子平均自由程,依赖于电子-声子散射过程。
所以式中,为温度为T时的平均声子数。
在高温区:,则,所以,,与温度无关。
在低温区:,则,所以,在极低温区:声子数很少,主要是杂质散射,是杂质密度)与t无关,所以3.示意画出n型半导体电导率随温度的变化曲线,并用能带理论定性解释上述曲线。
答:(1)如图9-1所示。
图9-1(2)n型半导体中的载流子包括掺杂的施主电子及本征半导体固有的电子和空穴,但施主电子跃迁所需克服的能垒E d小于本征电子和空穴跃迁所需克服的能垒E g/2。
①温度较低时,本征电子和空穴的热激活跃迁几率很小,而施主电子跃迁几率较大且随温度升高而呈指数增大,此时电导率主要由掺杂的施主电子提供。
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《材料科学基础》简答题第一章材料结构的基本知识1、说明结构转变的热力学条件与动力学条件的意义。
答:结构转变的热力学条件决定转变是否可行,是结构转变的推动力,是转变的必要条件;动力学条件决定转变速度的大小,反映转变过程中阻力的大小。
2、说明稳态结构与亚稳态结构之间的关系。
答:稳态结构与亚稳态结构之间的关系:两种状态都是物质存在的状态,材料得到的结构是稳态或亚稳态,取决于转交过程的推动力和阻力(即热力学条件和动力学条件),阻力小时得到稳态结构,阻力很大时则得到亚稳态结构。
稳态结构能量最低,热力学上最稳定,亚稳态结构能量高,热力学上不稳定,但向稳定结构转变速度慢,能保持相对稳定甚至长期存在。
但在一定条件下,亚稳态结构向稳态结构转变。
3、说明离子键、共价键、分子键和金属键的特点。
答:离子键、共价键、分子键和金属键都是指固体中原子(离子或分子)间结合方式或作用力。
离子键是由电离能很小、易失去电子的金属原子与电子亲合能大的非金属原于相互作用时,产生电子得失而形成的离子固体的结合方式。
共价键是由相邻原子共有其价电子来获得稳态电子结构的结合方式。
分子键是由分子(或原子)中电荷的极化现象所产生的弱引力结合的结合方式。
当大量金属原子的价电子脱离所属原子而形成自由电子时,由金属的正离子与自由电子间的静电引力使金属原子结合起来的方式为金属键。
4、原子中的电子按照什么规律排列答:原子核周围的电子按照四个量子数的规定从低能到高能依次排列在不同的量于状态下,同一原子中电子的四个量子数不可能完全相等。
第二章材料的晶体结构1、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。
解八面体中的晶面和晶向指数如图所示。
图中A、B、C、D、E、F为立方晶胞中6个表面的面心,由它们构成的正八面体其表面和棱边两两互相平行。
ABF面平行CDE面,其晶面指数为(111);ABE面平行CDF面,其晶面指数为(111);ADF面平行BCE面,其晶面指数为(111);ADE 面平行BCF 面,其晶面指数为(111)。
棱边DC AB //,BC AD //,ED BF //,EC AF //,CF EA // ,DF EB // ,其晶向指数分别为[110],],101[]011[,[011],]110[,[101]。
对角线分别为EF AC DB ,,,其晶向指数分别为[100],[010],[001]图 八面体中的晶面和晶向指数2、标出图2中ABCD 面的晶面指数,并标出AB 、BC 、AC 、BD 线的晶向指数。
解:晶面指数:ABCD 面在三个坐标轴上的截距分别为3/2a,3a,a,截距倒数比为 3:1:21:31:32= ∴ABCD 面的晶面指数为 (213) 4分晶向指数:AB 的晶向指数:A 、B 两点的坐标为A (0,0,1),B (0,1,2/3) (以a 为单位)则 )31,1,0(-=AB ,化简即得AB 的晶向指数]103[ 二(2)图同理:BC 、AC 、BD 线的晶向指数分别为]230[,]111[,]133[。
各2分3、如图所示立方晶胞晶格常数为a ,AO 的长度为2/3a , BD 的长度为1/2a ,CF 的长度为1/3a ,标出图中ABC 面的晶面指数,并标出AB 、BC 、AC 的晶向指数。
解:ABC 面的晶面指数:ABC 面在x 、y 、z 三个坐标轴上的截距分别为4,2,2/3,(1分)截距倒数比为 113::1:2:6422= (1分) ∴ABC 面的晶面指数为 (126) (1分)晶向指数:AB 的晶向指数:A 、B 、C 点的坐标为A (0,0,2/3),B (1,0,1/2),C (0,1,1/3) (以a 为单位)则AB 的晶向指数[601]或[601] (1分) {1(1,0,)6AB =- } BC 的晶向指数[661]或[661] (1分) {1(1,1,)6BC =- }AC 的晶向指数[031]或[031] (1分) {1(0,1,)3AC =- }4、求图中所示立方晶胞中ABCD面的指数;并求该晶面与晶胞所交的四边形四条边和对角线的晶向指数。
解:晶面指数:ABCD 面在三个坐标轴上的截距分别为2a,a,2a截距倒数比为 1:2:121:11:21= ∴ABCD 面的晶面指数为 (121) 2分晶向指数:AB 的晶向指数:A 、B 两点的坐标为A (1,1/2,0),B (0,1,0) (以a 为单位)则 j i AB 211+-=, AB 的晶向指数]102[ 2分 同理:BC 、AC 、BD 线的晶向指数分别为]210[,]011[,]111[。
各2分回答下列问题:(1)在立方晶系的晶胞内画出具有下列密勒指数的晶面和晶向:(001)与[210],(111)与[112],(110)与 [111],(132)与[123],(322)与[236](2)在立方晶系的一个晶胞中画出(111)和 (112)晶面,并写出两晶面交线的晶向指数。
(3)在立方晶系的一个晶胞中画出同时位于(101). (011)和(112)晶面上的[111]晶向。
解:1、(132)(111)[112](110)[111][123][236](112)(111)(322)(101)(112)[111](001)[210][110](101)(011)(101)[111](011)(112)(101)[111](112)面心立方结构和体心立方结构中有几种间隙,各有几个答:面心立方结构包含4个正八面体间隙和8个正四面体间隙;体心立方结构包含6个正八面体间隙和12个正四面体间隙。
(数目:每个2分,类型:每个1分)5、简述同素异构产生原因。
答:与该类原子的电子层结构的变化有关,即在不同的温度或压力下,通过参与键和的外层数分布状态的改变,而引起原子间结合能以致点阵的形式发生改变,过渡族金属多型性倾向较大,与此结构中的s能级和d能级十分接近有关性能:发生多型性转变,由于晶体点阵致密度不同,伴随热涨,6、在离子(陶瓷)晶体中正、负离子的堆积方式取决于哪些因素答:(1)正、负离子的电荷大小——晶体必须保持电的中性,即所有正离子的正电荷应等于所有负离子的负电荷。
(2)正、负离子的相对大小——由于正、负离子的外层电子形成闭合的壳层,因此可以把离子看成具有一定半径的刚性圆球。
在离子晶体中,一些原子失去其外层电子而成为正离子另一些则得到外层电子而成为负离子。
(答对(1)、(2)中的任一点5分)7、简要说明硅酸盐的几种结构单元的主要特点。
答:第三章高分子材料的结构1.简要说明加聚反应和缩聚反应的区别答:加聚反应是由不饱和的单体聚合成高分子的反应,其产物只有—种高分子化合物。
参加缩聚反应的单体一般含有两种或两种以上能相互作用的官能团(两个或两个以上易断裂的共价键)的化合物,产物中除一种高分子化合物外,还生成有小分子。
如H2O、HCl、NH3等。
产物的组成与参加反应的任何一种单体均不相同。
从反应机理上看,加聚反应是不饱和分子中的双键或叁键发生的,实质还是加成反应。
所以,双键、叁键是发生加聚反应的内因。
缩聚反应是通过单体中的官能团相互作用经缩合生成小分子,同时又聚合成大分子的双线反应。
发生缩聚反应的内因是相互能作用的官能团(或较活动的原子)。
发生加聚反应的单体不一定是一种物质,也可以是两种或两种以上。
如丁苯橡胶就是由单体1,3-丁二烯和苯乙烯加聚而成,缩聚反应的单体不一定就是两种,也有一种的,如单糖缩聚成多糖、氨基酸缩聚成多肽,也可以是两种以上的。
2.写出下列化合物的链节结构,并指出有无氢键,若有,是分子内还是分子间的(1)聚氯乙烯;(2)聚乙烯醇;(3)尼龙-6;(4)涤纶;(5)纤维素答:(1)-CH2CHCl- 、分子间氢键(2)-CH2CHOH-、分子间氢键(3)-HN(CH)5CO-、分子间氢键(4)分子间氢键(5)分子内和分子间都有氢键3.聚合物的分子结构对主链的柔顺性有什么影响答:主链结构对高分子链的柔顺性的影响(1)主链杂原子使柔性增大,其中按照Si—O、C—O、C—C键的顺序柔性递减;(2)主链芳环使柔性下降;(3)共轭双键使柔性大为下降;(4)孤立双键使柔性大为增加。
当主链结构相同时,可根据侧基情况来比较或判断链柔性大小。
侧基对高分子链的柔顺性的影响(1)侧基极性越大柔性越小;(2)侧基对称取代会使柔性大大增加;(3)侧基不对称取代时的柔性会显著下降;(4)一般来说,侧基体积较大,柔性下降。
但柔性侧基随着侧基增长,柔性增加。
4.试解释下列实验现象:将一个砝码系于聚乙烯醇纤维的一端,把砝码和部分纤维浸入盛有沸水的烧杯中。
如果砝码悬浮在水中,则体系是稳定的;如果砝码挨着烧杯底部,则纤维被溶解了答:当砝码悬在水中时,聚乙烯醇纤维被拉伸取向,耐热性提高,纤维不被溶解,如果砝码挨着烧杯的底部,聚乙烯醇纤维未被拉伸取向,耐热性未提高,因此在沸水中溶解了。
5.高聚物主要有哪几种聚集态什么样的聚集状态是高聚物独有的答:高聚物的聚集态有:液态、高弹态、玻璃态、取向态、结晶态、液晶态。
其中高弹态是高分子所特有的。
6.提高高分子材料强度的方法有哪些答:提高高分子材料强度的方法有:1.改变高分子材料的结晶度,结晶度增加,则高分子材料的强度提高;2.改变侧基的性质,侧基体积越大、极性越大则高分子材料的强度提高;3.改变主链结构,主链刚性越大,则高分子材料的强度提高;4.共聚,与其他高强度高分子材料单体共聚,可提高高分子材料的强度;5.拉拔强化,一些高分子材料在Tg温度附近冷拉,可提高其强度。
7.为什么聚乙烯容易结晶,而聚氯乙烯则难以结晶为什么在热塑性塑料中完全结晶不大可能答:因为聚乙烯高分子链结构简单、对称所以容易结晶,而聚氯乙烯分子的对称结构被打乱,而且CHCl 体积比CH2大,因此结晶能力下降。
由于高聚物分子链很长,不能象小分子化合物那样可以实现整个分子都进入“结晶区”而达到完全结晶。
因此在热塑性塑料中完全结晶不太可能。
8.说明交联的作用,它如何改变聚合物的结构和性能答:交联作用是分子链之间生成化学键,形成网状结构。
线型聚合物经适度交联后,其力学强度、弹性、尺寸稳定性、耐溶剂性等均有改善。
第四章晶体缺陷1、为什么位错没有平衡浓度答:自由能分析:位错是由大量点缺陷串成线,混乱程度受到限制,熵的作用大减,主要考虑内能,位错总是增加内能,位错越多,越不稳定,热力学要求位错越少越好,故位错没有平衡浓度。
虽然热力学不稳定,但因其呈网状分布,故力学上是稳定的。
2、简述大角晶界特点;答:1.过渡层厚度仅2~3个原子直径;2.原子排列混乱;3.相对稀疏。