材料概论习题及答案

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材料概论习题

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材料概论习题 第二章 思考题 1、极大多数晶体实际上都存在有种种与理想原子排列的轻度偏离,依据结构不完整性的几何形状可分为哪几种缺陷类型?按溶质原子在溶剂晶格中的位置不同,固溶体可分成哪几种类型? 1.比较热塑性高分子材料和热固性高分子材料的结构特点,并说明由于结构的不同对其性能的影响。 3.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? 1. 区分高分子材料的大分子之间的相互作用中的主价力和次主价力,比较两者对其性能的影响。 2. 按电阻率ρ的大小,可将材料分成哪几类?区分本征半导体与非本征半导体,并比较其特性。 (何谓本征半导体与非本征半导体?) 3. 介电体、压电体与铁电体三者之间存在何种关系和区别? 4. 按照物质对磁场的影响,可分为哪几类? 5.泡沫塑料是在组织内引入气孔,气孔相起什么作用?泡沫材料主要有哪些用途?除了泡沫塑料,你还知道有哪些泡沫材料,分别可以在哪些领域得到应用? 6.用肉眼观察普通的混凝土中有几种相?请分别写出各种相的名称。若在其中加入钢筋,则钢筋起到什么作用?此时又有几种相? 1.用肉眼观察普通的混凝土制品中有几种相?请分别写出各种相的名称。若在其中加入钢筋,则钢筋起到什么作用?此时又有几种相? 2.除了泡沫塑料,你还知道有哪些泡沫材料,分别可以在哪些领域得到应用?请简述一种泡沫材料的组成及其制备方法? 1.高分子材料在使用过程中,普遍存在老化现象问题,比如家用手套使用一 段时间以后会变软、变粘,从而出现破损,请解释其原因。 2.比较热塑性高分子材料和热固性高分子材料的结构和性能特点。 3.按电阻率ρ的大小,可将材料分成哪几类?何谓超导性? 4.介电体、压电体与铁电体三者之间存在何种关系和区别?(也可以用示意 图表示) 1.比较热塑性高分子材料和热固性高分子材料的结构特点。 课后习题 1.什么是光子晶体?光子晶体可以应用于哪些领域?简述一种光子晶体的制备方法(需要注明参考文献的来源) 复习题 1.比较晶体与非晶体的结构特性,了解晶体的结构不完整性有哪些类型?并区分三大材料的结构类型与比较其各自的特点。 第三章 1、简述选矿的原理和常用的选矿方法。 2、非氧化物原料主要有哪几类?同氧化物相比较,有哪些特点? 3、生产单体的最重要原料来源路线有哪几种? 4、比较加成聚合反应和缩合聚合反应的特点。 第四章 1、从三大材料共性出发,说明材料成型性及成型方法? 第五章 1.简述橡胶轮胎的结构与种类 1、简述焦炭和石灰石在高炉炼铁过程中所起的作用。 2、高炉冶炼原理可以从哪5方面来具体阐述 3、为了获得适合于成型要求的玻璃液,玻璃配合料在熔制过程可分为哪五个阶段?简述各阶段的温度范围和主要特征。 4、简述普通陶瓷三大原料及其作用。陶瓷的成型方法主要有哪三种?不同成型方法所对应的坯料含水量(范围)分别为多少? 5、硅酸盐水泥的组分材料主要有哪些?其简述水泥熟料的主要矿物组成和各自的作用?

(完整版)材料概论练习题答案

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(—)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。

材料科学概论复习题及答案

材料科学概论复习题及答案

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。

材料概论期末考试题及答案

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。

材料概论练习题答案 1

材料概论练习题答案 1

材料概论练习题答案 1材料概论练习题答案-1介绍1.什么是材料?答:材料由若干相互作用的元素按一定比例组成,具有一定的结构水平和一定的性能,可用于制造商品、装置、部件、机器或其他产品。

2.人类文明史与材料发展之间的关系?答:材料是人类文明的里程碑;材料是人类赖以生存和发展的重要物质基础;人类的历史曾以使用的主要材料来加以划分。

3.根据成分和结构特征,可以划分哪些类型的材料?无机非金属材料水泥、陶瓷、玻璃、耐火材料金属材料黑色、有色、特殊金属材料、聚合物材料塑料、橡胶、纤维、涂料、粘合剂复合材料金属基、陶瓷基、树脂基、碳-碳材料4材料科学和工程的概念?答:材料科学与工程是关于材料成分、结构、工艺和它们性能与应用之间有关知识开发和应用的科学。

它是一个多学科的交叉领域,是从科学到工程的一个专业连续领域。

同时材料科学与工程学科以数学、力学及物理、化学自然科学为基础,以工程学科为服务和支撑对象,是一个理工结合、多学科交叉的新兴学科,其研究领域涉及自然科学、应用科学和工程学。

5.日本专家岛村昭治将材料的发展历史划分为哪五代?答:旧石器时代新石器时代青铜器时代铁器时代高分子材料和硅材料的时代第2章MSE的四个基本要素1.材料科学与工程的四个要素是什么?答:成分、结构、合成和加工、性质/性能2.什么是材料的化学组成?相的概念?材料相的组成?答:材料的化学成分:构成材料的最基本、最独立的物质可以是纯元素或稳定的化合物,以及它们的类型和数量;相:材料中具有相同化学成分和相同结构的均匀部分称为相;组成材料的相的类型和数量称为相组成3材料的结构是什么?答:材料的结构是指材料的组元及其排列和运动方式。

包含形貌、化学成分、相组成、晶体结构和缺陷等内涵。

材料的结构决定材料的性能4.材料的合成的概念?材料加工的概念?答:合成:通常指用物理和化学方法将原子和分子结合起来制造新材料。

合成是发现固体中新的化学和物理现象的主要来源。

加工:这里所指的是成型加工,除了上述为生产出有用材料对原子和分子控制外,还包括在较大尺度上的改变,有时也包括材料制造等工程方面的问题合成与加工是指建立原子、分子和分子聚集体的新排列,在从原子尺度到宏观尺度的所有尺度上对结构进行控制以及高效而有竞争力地制造材料和零件的演变过程5.材料的性能、材料的功能以及材料使用性能的含义?答:材料性能:合成和加工是指建立原子、分子和分子聚集体的新排列,从原子尺度到宏观尺度的所有尺度上的结构控制,以及高效、有竞争力地制造材料和零件的进化过程;材料的功能:指当一种材料(材料)对应于一个输入信号,或其中一些材料将产生一定的输出,即可以产生另一种效果时,质量或数量的变化。

材料概论作业题和答案1

材料概论作业题和答案1

材料概论作业题和答案11什么是材料科学与工程?材料科学与工程的四要素是什么?材料科学与工程是研究材料组成、结构、生产过程材料性能与使用效能以及它们之间的关系。

2材料科学与工程的四个基本要素:组成与结构、合成与生产过程、性质及使用效能。

1、简述晶体的定义和特点?晶体是指其内部粒子呈规则排列的物质。

晶体的特点:一般具有规则的外形;有固定的熔点;各向异性。

2、简述金属中常见的三种晶体结构及每种结构的特点?体心立方晶格:体心立方晶格的晶胞是由八个原子构成的立方体,并且在立方体的体中心还有一个原子,晶格常数a=b=c,通常只用a 表示。

每个体心立方晶胞中仅含有8×1/8+1=2个原子。

面心立方晶格:面心立方晶格的晶胞也是由八个原子构成的立方体,但在立方体的每个面上还各有一个原子。

晶格常数a=b=c,通常只用a表示。

晶胞中包含有8×1/8+6×1/2=4个原子。

密排六方晶格:密排六方晶格由12个原子构成的简单六方晶体,且在上下两个六方面心还各有一个原子,而且简单六方体中心还有3个原子。

晶格常数a=b≠c,c/a=1.633。

晶胞中所含原子数6×1/6×2+2×1/2+3=6个原子。

3、金属变形有哪几个阶段?金属塑性变形对其组织和性能有何影响?金属变形的三个阶段:弹性变形,塑性变形,断裂三个阶段。

影响:(1)塑性变形对金属性能的影响:产生加工硬化。

(2)塑性变形对金属组织的影响:形成纤维状组织、形成亚结构、产生形变织构。

(3)使金属晶体缺陷增多,并产生残余应力。

残余应力的存在会导致材料及工件产生变形、开裂、耐蚀性下降等有害影响。

4、简述碳钢的牌号与用途。

(1)普通碳素结构钢:Q195、Q215、Q235、Q255、Q275等。

数字表示最低屈服强度。

Q195、Q215、Q235塑性好,可轧制成钢板、钢筋、钢管等。

Q255、Q275可轧制成型钢、钢板等。

《环境材料概论》复习参考资料(含答案)

《环境材料概论》复习参考资料(含答案)

《环境材料概论》复习思考题1-1.简述材料在社会经济发展中的地位及其重要作用。

(看书用自己的话说说)答:1、材料是国民经济和社会发展的基础和先导,与能源、信息并列为现代高科技的三大支柱。

2、16实际以来,人类经历了两次世界范围的产业革命,均离不开新材料的开发。

3、21世纪的经济仍然是建立在物质基础之上,随着世界经济的快速发展和人类生活水平的提高,现代社会对材料及其产品的需求增长也更加迅猛。

1-2.用自己的理解给出生态环境材料的定义。

答:1、生态环境材料是指那些具有满意的使用性能和可接受的经济性能,并在其制备、使用及废弃过程中对资源和能源消耗较少,对生态环境影响较小且再生利用率较高的一类材料。

(注意:环境、使用、经济三个性能)2、生态环境材料实质上是赋予传统结构材料、功能材料以特别优异的环境协调性的材料,或者那些直接具有净化和修复环境等功能的材料。

1-3.生态环境材料的特征是什么?答:从材料本身性质来看,主要特征是:1、无毒无害、减少污染,包括避免温室效应和臭氧层破坏等。

2、全寿命过程对资源和能源消耗少。

3、可再生循环利用,容易回收。

4、材料的高使用效率等。

按照有关的研究报道和生态环境材料的要求,其特征有:1、节约能源;2、节约资源;3、可重复使用;4、可循环再生;5、结构可靠性;6、化学稳定性;7、生物安全性;8、有毒、有害替代;9、舒适性;10、环境清洁、治理功能。

1-4.你认为那些材料属于生态环境材料?举例说明。

(举例之后还要简要说明一下)答:比如:生态水泥、环保建材、降解树脂环境工程材料天然资源环境材料电磁波防护类材料电子功能材料领域的毒害元素替代材料1-5.画出传统材料和生态环境材料的材料—环境系统图并说明两者的区别与联系。

2-1.材料是如何分类的?研究材料的四要素是什么?答:根据材料的物理和化学属性分为:金属材料、非金属材料、有机高分子材料、复合材料;研究材料的四要素是:组成、结构、加工工艺及性能与用途。

材料科学概论课后习题及答案

材料科学概论课后习题及答案

一、填空题:1.原子间的键合可分为化学键和物理键两大类。

其中化学键包括离子键、金属键和共价键。

2.铁碳合金可按含碳量来分类,含碳量低于2.11%的为碳钢(含碳量低于0.0218&的为工业纯铁),含碳量大于2.11%的为铸铁。

3.以锌为唯一的或主要的合金元素的铜合金称为黄铜。

4.传统上,陶瓷的概念是指所有以黏土为主要原料与其他天然矿物质原料经过粉碎加工、成型、煅烧等过程而制成的各种制品。

5.按照陶瓷坯体结构不同和坯体致密度不同,把陶瓷制品分为两大类陶器和瓷器。

6.陶瓷的微观结构是指晶体结构类型、对称性、晶格常数、原子排列情况及晶格缺陷等,分析京都可达数挨。

7.陶瓷的显微结构是指在光学显微镜(如金相显微镜、体式显微镜等)或是电子显微镜(SEM/TEM)下观察到的陶瓷内部的组织结构,也就是陶瓷的各种组成(晶相、玻璃相、气相)的形状、大小、种类、数量、分布及晶界状态、宽度等,观察范围为微米数量级。

8.高聚物的静态粘弹性行为表现有蠕变、应力松弛。

9.聚合物在溶液中通常呈无规线团构象,在晶体中呈锯齿形或螺旋形。

10.制作碳纤维的五个阶段分别是拉丝、牵伸、稳定、碳化和石墨化。

11.复合材料通常有三种分类法,分别是增强材料、基体材料、纤维材料。

12.所谓纳米材料,从狭义上说,是有关原子团簇、纳米颗粒、纳米线、纳米薄膜、纳米碳管和纳米固体材料的总称。

从广义上说,纳米材料是指晶粒或晶界等显微构造等达到纳米尺寸(<100nm)的材料。

13.信息材料是指与信息技术相关,用于信息收集、储存、处理、传输和显示的各类功能材料。

二、名称解释:1.加工硬化:金属随变形程度的增大,强度和硬度上升而塑性和韧性下降的现象。

2.热处理:p673.白口铸铁:p814.玻璃相:p1275.晶体相:p1266.气相:p1287.结构陶瓷:p117 8.功能陶瓷:p118 9.球晶:p164 10.取向:高分子链在特定的情况下,沿特定方向的择优平行排列,聚合物呈各向异性特征。

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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.随着温度接近绝对零度而迅速趋近于零.(2)温度对无机晶体材料热膨胀的影响:无机晶体材料热膨胀随温度升高而增大.(3)温度对无机晶体材料热传导的影响:温度对无机晶体材料热传导的影响见下图。

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