新材料導論考試

2021-03-04 09:52:03 字數 4396 閱讀 6425

高分子材料特性有哪些?試舉例先進高分子材料在汽車上應用

一、高分子材料是指以高分子為化合物為主要成分的所有材料,一般來說高分子化合物的分子量應在1000以上。高分子材料的特性有:

1、高分子材料的力學效能特點:

①低強度和高比強度:高分子強度很低,但由於高分子材料密度很低,故其比強度較高。

②高彈性和低彈性模量:高分子材料彈性模量很低,但具有很優秀的彈性效能。

③粘彈性:高分子材料在外力作用下發生高彈性變形和粘性流動其變形與時間有關。

④高耐磨性:高分子材料為大分子結構,具有高耐磨性。

2、高分子材料的其他其效能特點:

1 高絕緣性:高分子材料內部主要以共價鍵或分子鍵結合,導電性能低。

②膨脹性:高分子材料中分子鏈柔性大,其膨脹係數大。

③導熱性低:高分子材料是由分子鏈纏繞交聯形成,導熱性很差。

④熱穩定性差:加熱時高分子的分子鏈易發生鏈段運動或整個鏈的移動。

⑤高化學穩定性。

⑥高分子材料的老化:高分子材料長期受外力影響失去彈性。

二、先進高分子材料在汽車上的應用舉例:

製造發動機罩,製造發動機活塞、缸體,製造汽車凸輪軸,製造汽車油箱,擋風玻璃,電氣儀表,歧管接頭,減振橡膠,橡膠製品,如:輪胎、膠管、密封圈,天然纖維、生物高分子和大豆油系聚氨醋已被開發用於汽車內飾件,包括儀表板、座椅、組裝槽和襯裡。

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材料和人類發展有怎樣的關係?

材料是人類文明的基石

人類利用材料的歷史源遠流長。 人們按照在使用中佔主導地位的材料劃分歷史: 石器時代石器時代→陶器陶器→青銅器青銅器→鐵器鐵器→鋼鐵(資本主鋼鐵(資本主義大工業時期)→合成材料(20世紀)→複合材料(20世紀40年代)

人類利用的材料的歷史,溯**遠流長。人類最早使用的工具--石器,就是一種最早的天然陶瓷材料,大約在西元前2023年,人類發明用粘土燒成陶器,同時在燒陶過程中又還原出金屬銅和錫,創造了煉銅技術,從而進入青銅器時代,2023年前發明煉銅技術。而現在被認為是材料的一重要發展方展方向的複合材料,其實在很久以前就已再出現,人類在2023年前就知道用稻草和泥巴混合壘牆,這是早期人工製備的複合材料; 2023年前中東地區曾用蘆葦增強瀝青造船;我國越王劍是古代金屬基複合材料的代表,它採用金屬包層複合材料,不僅光亮鋒利,且韌性和耐蝕性優異,在地下埋藏幾千年,出土時仍然寒光奪目,鋒利無比。

如果說19世紀是機械世紀,20世紀是電子時代,那麼21世紀將是光子時代。也有人認為21世紀將是生物、資訊和材料的世紀。

材料是人類文明的基石材料是社會進步的物質基礎是人類社會進步的里程碑和劃時代的標誌。 材料和能源、資訊被稱為人類社會的材料和能源、資訊被稱為人類社會的 「三大支柱」。

在高科技發展的今天,材料還重要嗎?在高科技發展的今天,材料還重要嗎? 新材料是實現人類社會可持續發展的重要保證。

材料的產值在我國gdp中佔1/3

當歷史進入20世紀下半葉開始的新技術革命時代後,新材始的新技術革命時代後,新材料已成為各個高科技領域發展的奠基石、推進器與突破口。的奠基石、推進器與突破口。

開發新材料,發展高新技術產業。材料科學技術為開發新產業。材料科學技術為開發新材料,改進現有材料和合理使用材料服務。

什麼是材料? 材料是人類用於製造物品、器件、構件、機器材料是人類用於製造物品、器件、構件、機器或其它產品的物質。

材料的特性總是和一定的用途相聯絡;可以由可以由一種或若干種物質構成;種或若干種物質構成;在自然界中存在同素異構,如金剛石和石墨都是碳組成,但金剛石最硬、絕緣,石墨最軟的固態物質、導電。

材料的分類按物理、化學屬性分: 金屬非金屬高分子化合物複合材料

金屬(metals):金屬中含有大量可以自由移動的電子。因此金屬是熱和電的良導體。

此外金屬具有良好的強度與延展性以及金屬光澤陶瓷(ceramics):陶瓷通常由金屬與非金屬元素化合而成,一般含有氧化物、氮化物與碳化物。陶瓷一般都是絕緣體而且比較耐熱高分子化合物(polymers):

通常是基於碳、氫的有機化合物。他們的分子結構都非常巨大。通常密度較低,在高溫下不穩定半導體(semiconductors):

半導體在電學效能上有介於導體與半導體之間的效能。這些效能極大的取決於其中所摻的雜質。 複合材料(***posites):

有多種材料復合而成。玻璃纖維,有玻璃與聚合體組成,是乙個例子。混凝土和聚合板是另一些常見的複合材料。

許多新材料包括陶瓷、光纖材料都是複合材料。

按組成與按組成與結構劃分: 金屬材料無機非金屬材料無機非金屬材料高分子材料複合材料複合材料

按用途劃分: 電子資訊材料航空航天材料航空航天材料能源材料生物醫用材料

按效能劃分按效能劃分:結構材料功能材料

按應用與按應用與發展劃分:傳統材料新材料新材料

高分子材料的迅速發展 1 原因 ● 原料豐富 ● 效能優異 ● 能耗少、周期短、利潤高

2 類別● 塑料(合成樹脂):包括薄膜、棒管材、日用塑料、包裝容器、編織品● 合成橡膠● 合成纖維● 特殊效能高分子

新材料技術發展的重點

用新技術對現有材料的更新、改造依然是關注的重點;發展新材料技術及其產業化將是21世紀經濟發展的支柱性產業,並對其它高技術起先導、帶動作用;重視材料製備、使用到廢棄整個壽命週期中,與資源、能源和生態環境的協調性,發展生態環境材料,實現材料的可持和生態環境的協調性,發展生態環境材料,實現材料的可持續發展。

生態環境材料

從材料的生產-使用-廢棄的過程來看,可以說是將大量的資源提取出來,又將大量廢棄物排回到自然環境的迴圈過程,人類在創造社會文明的同時,也在不斷的破壞人類賴以生存的環境空間。傳統的材料研究、開發與生產往往過多的追求良好的使用效能,而對材料的生產、使用和廢棄過程中需消耗大量的能源和資源,並造成嚴重的環境汙染,危害人類生存的嚴峻事實重視不夠。生態環境材料是在人類認識到生態環境保護的重要戰略意義和世界各國紛紛走可持續發展道路的背景下提出來的,是國內外材料科學與工程研究發展的必然趨勢。

生態環境材料是由日本學者山本良一教授於20 世紀90 年代初提出的乙個新的概念,它代表了21 世紀材料科學的乙個新的發展方向。生態環境材料是指那些具有良好的使用效能和優良的環境協調性的材料。良好的環境協調性是指資源、能源消耗少,環境汙染小,再生迴圈利用率高。

生態環境材料是人類主動考慮材料對生態環境的影響而開發的材料,是充分考慮人類、社會、自然三者相互關係的前提下提出的新概念,這一概念符合人與自然和諧發展的基本要求,是材料產業可持續發展的必由之路。

海水淡化材料: 他們利用超細鈦粉燒結成骨架,在其表面電解形成緻密性包覆層,以小分子模板將有機高分子材料復合在其表面,形成多孔不對稱介孔通道,通過技術手段除去多餘的不飽和單體、自由基聚合,形成原位聚合的鈦合金基反滲透分離膜。攻方法主要分3步,首先以超細鈦粉燒結製備多孔的金屬粉基材(骨架);然後在多孔的鈦粉基材表面改性,形成無機多孔陶瓷膜;最後在該無機多孔陶瓷膜上原位聚合有機高分子形成有機高分子活性層。

這種骨架和分離層一體化的海水淡化技術在世界範圍內屬首創。

新材料的發展趨勢

1.注重注重多學科交叉多學科交叉,綜合利用現代科學技術最新成就,促進,綜合利用現代科學技術最新成就,促進材料科學與材料工程、各大類材料之間的交叉、借鑑、互補,充實和完善以成分與結構、性質、合成與加工、使用補,充實和完善以成分與結構、性質、合成與加工、使用效能為核心知識,能指導各類材料研究與開發的材料科學與工程學科。與工程學科。

2.整體向著高效能化、多功能化、複合化、智慧型化和經濟實用化方向發展。 3.

結構材料仍然是研究與開發的主體,高技術新材料研究與開發與現有材料提公升改造並重,以滿足工業經濟和國防安全的基礎產業的需求;防安全的基礎產業的需求;

功能材料是21世紀新材料研究與開發的熱點,。

4.重視基礎性研究,實現在微觀、介觀和巨集觀不同層次上,在分子、原子、電子層次上按預定同層次上,在分子、原子、電子層次上按預定效能設計和製備新材料。 5.

高度重視材料及其製品和生態環境與資源的協高度重視材料及其製品和生態環境與資源的協調性。

6.新材料的合成與加工技術(製備技術)和表徵評價技術及其裝備的研究與開發是新材料發展的重要基礎,倍受重視。

資訊時代的資訊功能材料仍是最活躍的領域以矽為基礎的微電子技術繼續占有重要位置。不同檔次的矽晶元在21世紀仍將大量存在,並將有新的發展。單晶矽的直徑不斷增加,從目前8英吋(20公釐)到2023年要達到18英吋(450公釐),而且對晶元質量要求愈來愈高。

ⅲ-v族化合物是第二代半導體材料,是移動**的主要材料,又是光纖通訊所必需。現已廣泛得到應用。第三代半導體材料是禁帶更寬的sic及金剛石,它們可用於高溫。

光電子材料在21世紀將得到更大發展。中繼距離由目前的幾十公里提高到幾千公里。

材料科學與工程的內涵材料科學與工程是關於材料製備與加工工藝、組成與結構、材料效能和使用效能之間相互關係的知識成與結構、材料效能和使用效能之間相互關係的知識和應用科學。

材料科學和材料工程是乙個整體,不可分割;它們之間的差異主要表現在學科的側重點不同。們之間的差異主要表現在學科的側重點不同。材料科學側重於發現和揭示四個要素之間的關係,提出新概念、新理論。

提出新概念、新理論。材料工程側重於尋求新手段實現新材料的設計思想並使之投入應用,二者相輔相成。想並使之投入應用,二者相輔相成。

軍工新材料

一 前言 新材料,又稱先進材料 advanced materials 是指新近研究成功的和正在研製中的具有優異特性和功能,能滿足高技術需求的新型材料。人類歷史的發展表明,材料是社會發展的物質基礎和先導,而新材料則是社會進步的里程碑。材料技術一直是世界各國科技發展規劃之中的乙個十分重要的領域,它與資訊...

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