新材料複習整理

2021-03-04 09:37:18 字數 4527 閱讀 8784

1. 簡述什麼是材料及其在生產生活中的重要意義。

可為人類社會接受的、經濟地製造有用物品的自然界物質。廣義:「物品」包括食品、衣物和器件,狹義:

「物品」僅包括器件;意義:我們的衣食住行的必備條件,人類一切生活和生產活動的物質基礎,先於人類存在,並且與人類的出現和進化有著密切的聯絡。

2. 簡述材料與原料以及物質的關係。

原料一般不是為獲得產品,而是生產材料,往往伴隨化學變化。

材料的特點往往是為獲得產品,一般從材料到產品的轉變過程不發生化學變化。材料是物質,但不是所有物質都可以稱為材料。材料總是和一定的用途相聯絡,可由一種或若干種物質構成。

同一種物質,由於製備方法或加工方法不同,可成為用途迥異的不同型別和性質的材料。

3.簡述傳統材料與新型材料的關係。

傳統材料:指已經成熟且在工業中批量生產並大量應用的材料,如鋼鐵、水泥、塑料等。由於其量大、產值高、涉及面廣泛,又是很多支柱產業的基礎,又稱為基礎材料。

新型材料:正在發展,且具有優異效能和應用前景的一類材料。

新型材料與傳統材料之間並沒有明顯的界限,傳統材料通過採用新技術,提高技術含量,提高效能,大幅度增加附加值而成為新型材料;新材料在經過長期生產與應用之後也就成為傳統材料。傳統材料是發展新材料和高技術的基礎,而新型材料又往往能推動傳統材料的進一步發展。

4. 材料科學與工程研究的主要內容是什麼。

研究材料組成、結構、生產過程、材料效能與使用效能以及它們之間的關係。

5. 什麼是金屬材料,其基本特點有哪些。

以金屬元素為主而構成的並具有一般金屬特性的材料,包括純金屬和合金。固體狀態下具有晶體結構,具有獨特的金屬光澤且不透明,導電導熱性良好,有延展性。

6. 什麼是無機非金屬材料,其基本特點有哪些。

無機非金屬材料:以金屬元素或非金屬元素的化合物或非金屬元素單質為組元,原子與原子之間通過離子鍵和共價鍵而鍵合。主要有凝膠材料(玻璃、陶瓷、水泥),傳統材料(混凝土、氧化物),新型材料(氧化、非氧化物陶瓷、復合陶瓷)。

耐壓強度高、硬度大、耐高溫、抗腐蝕、延展性低。

7. 什麼是高分子材料,其基本特點有哪些

由m較高的化合物構成的材料,包括橡膠、塑料、纖維、塗料和高分子複合材料等。分子量大,密度小,絕緣絕熱,力學效能好。

8. 什麼是複合材料,其基本特點有哪些。

由兩種或者兩種以上物理和化學性質不同的物質組合而成的一種多相固體材料,複合材料中,通常有一相為連續相,成為基體;另一相為分散相,稱為增強材料。比強度大、比剛度大,成型工藝效能好,抗震效能好,高溫效能好,抗蠕變能力好,耐腐蝕性能好。

9. 什麼是晶體,其基本特點有哪些。

晶體:由原子或分子在空間按一定規律週期重複地排列構成的固體物質。 晶體中原子或分子的排列具有三維空間的週期性,隔一定的距離就重複出現;固定的熔點 ;各向異性:

不同方向的效能不同;一般有規則的外形。

10. 有哪七大晶系,立方晶系的晶胞引數有什麼特點。

立方晶系、六方晶系、四方晶系、三方晶系、正交晶系、單斜晶系、三斜晶系。即其晶胞引數有a=b=c,α=β=γ=90°的特徵。

11. 什麼是材料的力學強度、塑性、硬度和韌性。

強度(strength):材料在力的作用下抵抗塑性變形和斷裂的能力。分為抗拉、抗壓、抗彎、抗剪強度等。

塑性(plasticity):塑性是金屬在外力作用下能穩定地改變自己的形狀和尺寸,而各質點間的聯絡不被破壞的效能;硬度(hardness):材料抵抗區域性變形,特別是塑性變形、壓痕或劃痕的能力稱為硬度;韌性(toughness):

韌性是指金屬在沖斷前吸收變形能量的能力,即抵抗衝擊破壞的能力。

12什麼是合金,其基本特點是什麼。

合金,是由兩種或兩種以上的金屬與非金屬經一定方法所合成的具有金屬特性的物質。通性:熔點低於其組分中任一種組成金屬的熔點;硬度大於其任一組分的硬度;導電性和導熱性低於任一組分的金屬;有的抗腐蝕能力強。

13. 什麼是形狀記憶合金,舉例說明其可能的用途。

合金的形狀被改變之後,一旦加熱到一定的躍變溫度時,它又可以魔術般地變回到原來的形狀,人們把具有這種特殊功能的合金稱為形狀記憶合金。記憶合金在臨床醫療領域內有著廣泛的應用。例如人造骨骼、傷骨固定加壓器、牙科正畸器、各類腔內支架、栓塞器、心臟修補器、血栓過濾器、介入導絲和手術縫合線等等。

14. 什麼是陶瓷,其基本優缺點是什麼?

陶瓷是金屬與非金屬的固體化合物,以離子鍵(如mgo、al2o3)、共價鍵(金剛石、si3n4、bn)以及離子鍵和共價鍵的混合鍵結合在一起。優點:熔點高、硬度大、化學穩定性好、耐高溫、耐磨損、耐氧化和腐蝕、比重小、強度和模量高等,可在各種苛刻的環境下工作;另一方面,陶瓷材料在磁、電、光、熱等方面的效能和用途具有多樣性和可變性;弱點:

脆性大、韌性差,常因存在裂紋、空隙、雜質等。

15. 普通陶瓷的傳統製備技術包括那幾步?

陶瓷原料的處理——陶瓷原料經過配料和加工——坯料成型——坯體乾燥——施釉—燒成

16. 普通混凝土的組成是什麼?

普通混凝土是由水泥、粗骨料(碎石或卵石)、細骨料(砂)和水拌合,經硬化而成的一種人造石材。

17. 什麼是壓電陶瓷,舉例說明其可能的應用。

壓電陶瓷,一種能夠將機械能和電能互相轉換的功能陶瓷材料,屬於無機非金屬材料。這是一種具有壓電效應的材料。在打火機、煤氣灶、燃氣熱水器等用具上都可以見到它的蹤影。

地質探測儀裡有壓電陶瓷元件,用它可以判斷地層的地質狀況,查明地下礦藏;醫生將壓電陶瓷探頭放在人體的檢查部位,便能了解人體內部狀況。

18. 根據主鏈結構,高分子材料可以分為哪幾類,其基本特點各是什麼?

可分為碳鏈高分子、雜鏈高分子、元素有機高分子、無機高分子。碳鏈高分子指主鏈完全由碳原子構成的大分子。根據主鏈上碳原子間化學鍵的型別,又分為飽和鍵和不飽和鍵碳鏈高分子。

雜鏈高分子是指大分子主鏈中既有碳原子,又有氧、氮、硫等其它原子。常見的這類高分子材料有聚醚、聚酯、聚醯腦、聚服、聚礬、聚硫橡膠等。元素有機高分子是指大分子主鏈上沒有碳原子,而由矽、硼、鋁、氧、氮、硫、磷等原子組成,但側基卻由有機基團如甲基、乙基、芳基等組成。

典型的例子是有機矽橡膠。無機高分子:主鏈及側基均無碳原子。

19. 聚合反應的反應機理包括哪兩種,其基本特點是什麼?

鏈式聚合:整個聚合過程由鏈引發、鏈增長、鏈終止等幾步基元反應,體系始終由單體、相對分子質量高的高分子和微量引發劑組成,沒有相對分子質量遞增的中間產物。隨聚合時間延長,高分子物質的生成量(轉化率)逐漸增加,而單體則隨時間而減少。

逐步聚合:逐步進行。早期大部分單體很快聚合成二聚體、三聚體、四聚體等低聚物,短期內轉化率很高。

隨後低聚物間繼續反應,直至轉化率很高(>98%)時,相對分子質量才逐漸增加到較高的數值。

20. 簡述聚合物的結構特點。

鏈結構:1 一級結構(程序結構):直線型鏈狀,存在分子鏈支化、交聯、互穿網路等2 二級結構:

聯眾單間可旋轉,鍵的空間位置受其鍵角的限制,可看成由多個鏈段組成,形態有伸直鏈、無規線團、摺疊連、螺旋鏈,柔順性。

聚集態結構(**結構):可能呈無規線團構象,也可能排列整齊,呈現伸展鏈、摺疊連及螺旋鏈等構象,有吃形成非晶態(包括玻璃態、高彈態)、結晶態(包括不同晶型及液晶態)和粘流態等聚集狀態。

21. 簡述高分子材料的分子量及其分子量分布的特點。

分子量有兩大特點:一是相對分子質量很高,達幾萬至幾百萬;二是具有多分散性。根據相對分子質量分布因數成分布曲線,還可定義相對分子質量分布的寬度,用以表徵其多分散性的程度。

22. 什麼是高分子的數均和重均分子量,如何計算。

聚合物溶液冰點的下降、沸點的公升高、滲透壓等,只決定於溶液中大分子的數目,這就是聚合物溶液的依數性。根據溶液依數性測得的聚合物分子量平均值稱為數均分子量。

聚合物溶液的另外一些性質,如對光的散射性、擴散性質等,不但與溶液中大分子的數目有關,還與大分子的尺寸有關。根據這些性質測得的平均分子量叫重均分子量。

23. 什麼是聚合物分子的多分散係數及其特點。

聚合物多分散係數d用來表示聚合物分子量分布寬度:更加清晰而細緻地表明聚合物分子量的多分散性,便於討論材料效能與微觀結構的關係。

特點:分子量分布窄,d=1的體系稱單分散體系;d>1或偏離1越遠的體系,為多分散體系。

24簡述高分子材料在生物體內的降解吸收過程。

.降解:最常見的是水解反應,涉及高分子主鏈的斷裂,分子量降低。

包括酶催化水解和非酶催化水解。通過酶專一性反應降解稱為酶降解;而通過與水或體液接觸發生水解稱為非酶降解。吸收是高分子材料在體內降解以後,進入生物體的代謝迴圈而被攝取。

要求高分子應當是正常代謝物或其衍生物通過可水解鍵連線起來的。

25. 簡述聚乙炔為什麼能導電。

聚乙炔為共軛聚合物,組成主鏈的碳原子有四個價電子,其中三個為σ電子(兩個與相鄰的碳原子連線,乙個與氫原子鏈合),餘下的乙個價電子π電子與聚合物鏈所構成的平面相垂直。由於分子中雙鍵的π電子的非定域性,因此表現出一定的導電性。

26. 什麼是複合材料的介面,其特點和作用是什麼?

複合材料中增強體與基體接觸構成的介面。

特點:具有一定厚度,在結構和效能上與基體和增強體有明顯差別的介面相。可以是反應產物層、擴散結合層、成分過渡層、殘餘應力層、塗層或間隙。

作用:傳遞作用(將外力傳遞到增強物)、阻斷作用(阻止裂紋擴散,分散應力)、保護作用(防腐蝕,保護增強體)

27. 常見的纖維增強材料有哪幾種?

玻璃纖維、碳纖維、硼纖維、晶須(芳綸纖維、氧化鋁纖維、氧化鋯纖維、石英纖維)。

軍工新材料

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