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材料的性能与表征课程教学大纲

材料的性能与表征课程教学大纲
材料的性能与表征课程教学大纲

材料的性能与表征课程教学大纲

一、课程说明

(一)课程名称、所属专业、课程性质、学分;

课程名称:材料的性能与表征

所属专业:材料化学

课程性质:专业基础课

学分:2

(二)课程简介、目标与任务:

材料的物理性能是材料的重要性能之一。外接因素(温度、电场、磁场等)作用于材料,引起材料内部原子、分子、电子的微观运动状态的改变,在宏观上表现为一定的感应物理量,即呈现某一物理性能。具体地讲,最常见的材料物理性能有材料的电性能、介电性能、光学性能、热学性能、磁学性能以及弹性性能,每一种物理性能对应一定的物理基础。而材料的物理性能强烈依赖于物质不同层次的结构组成,同时也受环境因素的强烈影响。每一种材料物理性能都具有一定的分子和测试方法,而物理性能分析也是材料研究的重要手段。通过本课程的学习,对材料的电性能、介电性能、光学性能、热学性能、磁学性能以及弹性性能的物理本质和表征参量、影响因素、分析测试方法有较全面地认识,并了解物理性能分析在材料研究中的应用。

(三)先修课程要求,与先修课与后续相关课程之间的逻辑关系和内容衔接:

先修课程:力学,热学,电磁学,普通物理(光学与原子物理),材料科学基础

(四)教材与主要参考书。

教材:刘勇,陈国钦编著. 材料物理性能. 北京:北京航空航天大学出版社, 2015.09

主要参考书:

吴雪梅主编;诸葛兰剑等编著. 材料物理性能与检测. 北京:科学出版社, 2012.01.

关振铎,龚江宏,唐子龙著. 无机材料物理性能第2版. 北京:清华大学出版社, 2011.06.

高智勇,隋解和,孟祥龙编著. 材料物理性能及其分析测试方法. 哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社, 2015.11.

二、课程内容与安排

第1章绪论

(一)教学方法与学时分配

课堂授课,1学时

(二)内容及基本要求

主要内容:简要介绍本课程的主要内容,学习本课程的意义和目的,以本课程的学习方法。

【了解】:本课程的主要内容,本课程的学习方法。

【一般了解】:学习本课程的意义和目的

第2章材料的电性能

2.1 电导率和载流子

2.2 电子类载流子导电

2.3 离子类载流子导电

2.4 半导体

2.5 超导体

2.6 导电性的测量

2.7 电阻分析的应用

2.8 延伸阅读

(一)教学方法与学时分配

课堂授课,5学时

(二)内容及基本要求

主要内容:主要讲述电子类载流子导电、离子类载流子导电、半导体、超导体的导电机制及影响因素,导电性的测量方法及电阻分析的应用。

【重点掌握】:电子类载流子导电、离子类载流子导电、半导体、超导体的导电机制。

【掌握】:电子类载流子导电、离子类载流子导电、半导体、超导体导电性能的影响因素,导电性的测量方法。

【了解】:电阻分析的应用。

【难点】:电子类载流子导电、离子类载流子导电、半导体、超导体的导电机制及影响因素。

第3章材料的介电性能

3.1 电介质及其极化

3.2 交变电场下的电介质

3.3 电介质在电场中的破坏

3.4 压电性

3.5 热释电性

3.6 铁电体

3.7 压电性和铁电性能基本参数的测定

3.8 延伸阅读

(一)教学方法与学时分配

课堂授课,6学时,

(二)内容及基本要求

主要内容:材料介电性能的物理本质、理论基础;影响无机材料击穿强度的因素;压电和热释电现象及产生原因和表征参数;铁电性的起源;压电性和铁电性能基本参数的测定。

物理性能的物理本质、理论基础和主要物理性能的表征参量,物理性能与材料成分、结构、工艺过程的关系及变化规律和环境影响因素。外接环境的影响包括温度、压力、电场、磁场、辐照、化学介质等。与物性相关的测试技术与分析方法,包括物性的表征参量、测试原理和结果分析,以及物性参数变化在材料分析中的应用。

【重点掌握】:材料介电性能的物理本质、理论基础;影响无机材料击穿强度的因素。

【掌握】:压电和热释电现象及产生原因和表征参数;铁电性的起源。

【了解】:压电性和铁电性能基本参数的测定。

【难点】:材料介电性能的物理本质、理论基础。

第4章材料的光学性能

4.1 光和固体的相互作用

4.2 材料的发光

4.3 光的其他性质

4.4 材料光学性能的测试表征

(一)教学方法与学时分配

课堂授课,7学时。

(二)内容及基本要求

主要内容:材料对光折射、反射、透射、散射的物理本质以及材料的折射率、反射率、透射率的影响因素;材料的发光的物理本质及激光的工作原理;电光效应、声光效应和光电效应;材料光学性能的测试表征。

【重点掌握】:材料对光折射、反射、透射、散射的物理本质以及材料的折射率、反射率、透射率的影响因素

【掌握】:材料的发光的物理本质及激光的工作原理;材料光学性能的测试表征。

【了解】:电光效应、声光效应和光电效应。

【难点】:材料对光折射、反射、透射、散射的物理本质以及材料的折射率、反射率、透射率的影响因素。

第5章材料的热学性能

5.1 材料的热容

5.2 材料的热膨胀

5.3 材料的导热性能

5.4 热电性

5.5 热焓和比热容的测量及热分析方法

5.6 热性能分析在材料研究中的应用

(一)教学方法与学时分配

课堂授课,6学时。

(二)内容及基本要求

主要内容:热容、热膨胀、热传导的物理本质,即材料热容、热膨胀、热导率的影响因素;热电性;热焓和比热容的测量及热分析方法及热性能分析在材料研究中的应用。

【重点掌握】:热容、热膨胀、热传导的物理本质,即材料热容、热膨胀、热导率的影响因素。

【掌握】:热焓和比热容的测量及热分析方法。

【了解】:热电性;热性能分析在材料研究中的应用。

【难点】:热容、热膨胀、热传导的物理本质,即材料热容、热膨胀、热导率的影响因素。

第6章材料的磁学性能

6.1 磁学基本量及磁性分类

6.2 铁磁性和亚铁磁性材料的特性

6.3 磁性材料的自发磁化和技术磁化

6.4 磁性材料的动态特性

6.5 铁磁性测量

6.6 磁分析的应用

6.7 延伸阅读:磁性材料

(一)教学方法与学时分配

课堂授课,7学时。

(二)内容及基本要求

主要内容:物质的磁性及其物理本质;材料的磁化特征及其基本参数;物质的铁磁性及其物理本质;磁晶各向异性和各向异性能、铁磁体的形状各向异性及退磁能、磁致伸缩与磁弹性能;磁畴的形成与磁畴结构;技术磁化过程,影响金属及其合金铁磁性的因素;磁性材料在交变磁场作用下的能量损耗;铁磁性测量方法及磁分析的应用。

【重点掌握】:物质的磁性及其物理本质;材料的磁化特征及其基本参数;物质的铁磁性及其物理本质;影响金属及其合金铁磁性的因素。

【掌握】:磁晶各向异性和各向异性能、铁磁体的形状各向异性及退磁能、磁致伸缩与磁弹性能;磁性材料在交变磁场作用下的能量损耗。

【了解】:铁磁性测量方法及磁分析的应用。

【难点】:物质的磁性及其物理本质;材料的磁化特征及其基本参数;物质的铁磁性及其物理本质;影响金属及其合金铁磁性的因素。

第7章材料的弹性性能

7.1 胡克定律及弹性表征

7.2 弹性与原子间结合力等物理量的关系

7.3 弹性模量的影响因素

7.4 材料滞弹性及内耗

7.5 内耗产生的机制

7.6 弹性性能的测量

7.7 内耗分析的应用

7.8 弹性合金和高阻尼合金

(一)教学方法与学时分配

课堂授课,3学时。

(二)内容及基本要求

主要内容:胡克定律及弹性表征;弹性模量的物理实质及其与周期表、德拜特征温度和熔点的关系;弹性模量的影响因素;材料粘弹性及滞弹性;材料内耗的分类及表征,及内耗产生的物理本质;弹性性能测量的方法及内耗分析的应用;弹性合金和高阻尼合金。

【重点掌握】:弹性模量的物理实质及其与周期表、德拜特征温度和熔点的关系;弹性模量的影响因素。

【掌握】:胡克定律及弹性表征;材料粘弹性及滞弹性;材料内耗的分类及表征,及内耗产生的物理本质。

【了解】:弹性性能测量的方法及内耗分析的应用。

【一般了解】:弹性合金和高阻尼合金。

【难点】:弹性模量的物理实质及其与周期表、德拜特征温度和熔点的关系;弹性模量的影响因素。

制定人:刘文晶

审定人:

批准人:

日期:

《高分子材料与工程概论》课程教学大纲

《高分子材料与工程概论》课程教学大纲 课程代码:050331028 课程英文名称:High Polymer Materials Engineering Introduction 课程总学时:24 讲课:24 实验:0 上机:0 适用专业:高分子材料与工程 大纲编写(修订)时间:2017. 06 一、大纲使用说明 (一)课程的地位及教学目标 高分子材料与工程概论是高等工科院校高分子材料与工程专业必修的一门获得高分子材料与工程概框和专业基础知识的专业基础课。它主要简要介绍高分子材料的基本概念、应用、加工成型方法及工艺,是该专业学生学习高分子材料工程知识的入门课程,使其明了高分子材料工程的内容和学习本专业的意义。 通过本课程的学习,学生将达到以下要求: 1.了解高分子材料工程所涉及的范围和领域; 2.了解高分子材料的种类及其特性; 3.熟悉各类高分子材料的选用、成型加工等基础知识; 4.了解高分子材料学科的新知识、新技术、新进展。 (二)知识、能力及技能方面的基本要求 1.基本知识:了解高分子材料的基本性能、选用,及加工基本方法和工艺。 2.基本能力:具有能根据应用要求选择高分子材料类型和根据结构要求选择高分子材料制加工方法和工艺的基本能力。 3.基本技能:高分子材料鉴别的基本技能。 (三)实施说明 1.教学方法:课堂讲授中要重点对基本概念、基本知识的讲解;采用启发式教学,培养学生思考问题、分析问题和解决问题的能力;引导和鼓励学生通过实践和自学获取知识,培养学生的自学能力。讲课要联系实际并注重培养学生的创新能力。有条件可采用高分子材料加工仿真模拟课件,增强学生的感性认知,也可现场参观高分子材料的生产加工过程或聘请企业工程技术人员讲授。 2.教学手段:本课程以理论为主,在教学中采用电子教案、CAI课件及多媒体教学系统等先进教学手段,以确保在有限的学时内,全面、高质量地完成课程教学任务。 (四)对先修课的要求 无先修课要求。 (五)对习题课、实验环节的要求 1.本课程对习题课和实践环节无要求。 2.作业题内容以基本概念、基本知识为主,作业要能起到巩固知识,提高分析问题、解决问题能力。学生必须独立、按时完成课外习题和作业,作业的完成情况应作为评定课程成绩的一部分。 (六)课程考核方式

材料结构与性能历年真题

材料结构与性能历年真 题 -CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN

2009年试题 1.一外受张应力载荷力500MPa的无机材料薄板(长15cm,宽10cm,厚,其 中心部位有一裂纹(C=20μm)。该材料的弹性模量为300GPa,(1Pa=1N/m2)断裂能为15J/m2(1J=1Nm)。 a)计算该裂纹尖端应力强度因子K I (Y=) b)判断该材料是否安全 ,可知,即材料的裂纹尖端应力强度应子超过了材料的临界断裂应子,则材料不安全。 2.测定陶瓷材料的断裂韧性常用的方法有几种并说明它们的优缺点。 答: 方法优点缺点 单边切口梁法(SENB)简单、快捷①测试精度受切口宽度的影响,且过分要求窄的切口;②切口容易钝化而变宽,比较适合粗晶陶瓷,而对细晶体陶瓷测试值会偏大。 Vickers压痕弯曲梁法 (SEPB)测试精度高,结果较准 确,即比较接近真实值 预制裂纹的成功率低;控制裂纹的深度尺 寸较困难。 直接压痕法(IM)①无需特别制样;②可 利用很小的样品;③测 定H V的同时获得K IC, 简单易行。 ①试样表面要求高,无划痕和缺陷;②由 于压痕周围应力应变场较复杂,没有获得 断裂力学的精确解;③随材料性质不同会 产生较大误差;④四角裂纹长度由于压痕 周围残余应力的作用会发生变化;产生压 痕裂纹后若放置不同时间,裂纹长度也会 发生变化,影响测试精度。

3.写出断裂强度和断裂韧性的定义,二者的区别和联系。 答: 断裂强度δr断裂韧性K IC 定义材料单位截面承受应力而不发生断裂的能力材料抵抗裂纹失稳扩展或断裂能力 联系①都表征材料抵抗外力作用的能力;②都受到E、的影响,提高E、既可提高断裂强度,也可提高断裂韧性;③在一定的裂纹尺寸下,提高K IC也会提高δr,即增韧的同时也会增强。 区别除了与材料本身的性质有关外,还与 裂纹尺寸、形状、分布及缺陷等有关 是材料的固有属性,是材料的结构和显微 结构的函数,与外力、裂纹尺寸等无关 4.写出无机材料的增韧原理。 答:增韧原理:一是在裂纹扩展过程中使之产生有其他能量消耗机构,从而使外加负载的一部分或大部分能量消耗掉,而不致集中于裂纹扩展上;二是在陶瓷体中设置能阻碍裂纹扩展的物质场合,使裂纹不能再进一步扩展。 根据断裂力学,抗弯强度,断裂韧性,可以看出要提高陶瓷材料强度,必须提高断裂表面能和弹性模量以及减小裂纹尺寸;要提高断裂韧性,必须提高断裂表面能和弹性模量。 5.试比较以下材料的热导率,并按大小顺序排列,说明理由。氮化硅(Si3N4)陶 瓷、氧化镁(MgO)陶瓷、镁橄榄石(2MgO·SiO2)、纯银(Ag)、镍铬合金 (NiCr)。 答:热导率大小顺序:纯银>镍铬合金>氮化硅>氧化镁>镁橄榄石 理由:1)一般金属的热导率比非金属的热导率高,这是由于金属中存在大量的自由电子,电子质量轻,平均自由程很大,故可以快速的实现热传导;而非金属主要是通过声子来进行热传导的,声子的平均自由程要比自由电子的小很多,自由电子的热传导速率是声子的20倍,故纯银和镍铬合金的热导率高。2)单质的热导率要比混合物质的热导率高,故纯银大于镍铬合金。3)固溶体的热导率要比纯物质的小,故镁橄榄石的热导率小于氮化硅和氧化镁。4)共价键强的晶体热导率高,故氮化硅的热导率强于氧化镁。 6.对于组成范围为0-50%K2O,100-50%SiO2的玻璃,推断其膨胀系数的变 化,试通过玻璃的结构来解释所得的结果。

《材料结构与性能》习题

《材料结构与性能》习题 第一章 1、一25cm长的圆杆,直径2.5mm,承受的轴向拉力4500N。如直径拉细成2.4mm,问: 1)设拉伸变形后,圆杆的体积维持不变,求拉伸后的长度; 2)在此拉力下的真应力和真应变; 3)在此拉力下的名义应力和名义应变。 比较以上计算结果并讨论之。 2、举一晶系,存在S14。 3、求图1.27所示一均一材料试样上的A点处的应力场和应变场。 4、一瓷含体积百分比为95%的Al2O3(E=380GPa)和5%的玻璃相(E=84GPa),计算上限及下限弹性模量。如该瓷含有5%的气孔,估算其上限及下限弹性模量。 5、画两个曲线图,分别表示出应力弛豫与时间的关系和应变弛豫和时间的关系。并注出:t=0,t=∞以及t=τε(或τσ)时的纵坐标。

6、一Al2O3晶体圆柱(图1.28),直径3mm,受轴向拉力F ,如临界抗剪强度τc=130MPa,求沿图中所示之一固定滑移系统时,所需之必要的拉力值。同时计算在滑移面上的法向应力。 第二章 1、求融熔石英的结合强度,设估计的表面能为1.75J/m2;Si-O的平衡原子间距为1.6×10-8cm;弹性模量值从60到75GPa。 2、融熔石英玻璃的性能参数为:E=73GPa;γ=1.56J/m2;理论强度。如材料中存在最大长度为的裂,且此裂垂直于作用力的方向,计算由此而导致的强度折减系数。 3、证明材料断裂韧性的单边切口、三点弯曲梁法的计算公式:

与 是一回事。 4、一瓷三点弯曲试件,在受拉面上于跨度中间有一竖向切口如图2.41所示。如果E=380GPa,μ=0.24,求KⅠc值,设极限载荷达50㎏。计算此材料的断裂表面能。 5、一钢板受有长向拉应力350 MPa,如在材料中有一垂直于拉应力方向的中心穿透缺陷,长8mm(=2c)。此钢材的屈服强度为1400MPa,计算塑性区尺寸r0及其与裂缝半长c的比值。讨论用此试件来求KⅠc值的可能性。 6、一瓷零件上有以垂直于拉应力的边裂,如边裂长度为:①2mm;② 0.049mm;③2μm,分别求上述三种情况下的临界应力。设此材料的断裂韧性为 1.62 MPa·m2。讨论诸结果。

材料科学基础Ι_课程教学大纲

材料科学基础Ι课程教学大纲 一、课程说明 (一)课程名称、所属专业、课程性质、学分; 课程名称:材料科学基础 所属专业:材料物理,材料化学 课程性质:专业基础课 学分:8 (二)课程简介、目标与任务; 课程简介: 本课程是材料学科本科生的一门专业基础课。它的主要任务是使学生对材料的生产、科研、应用以及它的过去、现在和未来有初步了解,以及对材料科学与工程有一个较全面而又概括的了解同时,使学生掌握较完整全面的材料科学基础知识。本课程的覆盖面较宽,要介绍工程材料的结构与性能,生产制备,科研和应用的概况,材料的发展历史,目前状况和发展趋势。各章节除介绍有关材料的基本知识外,尽可能反映该领域的新成果、新发展及其在新技术中的应用。用必要的例子生动地描述出该领域的基本情况、动态和趋势。从这个意义上说,它不是一门传统的导论课,而是学生掌握材料科学基础知识的基础课。它让学生了解这一领域的基础、现状和前景。课程对材料研究的若干方法也做一些简介。 目标与任务: 通过本课程教学,使学生对材料科学基础知识以及材料的生产过程有一个较全面、较概括的了解;对当前材料科学研究的前沿有初步了解;培养学生对材料科学的兴趣。初步掌握各类工程材料的基本概念,包括组织结构、性能、生产过程和应用等;初步了解材料科学的研究前沿以及我校材料学科的科研工作简况。 (三)先修课程要求,与先修课与后续相关课程之间的逻辑关系和内容衔接; 本课程是材料专业的专业基础课,本课程的学习需要学生具备高等数学、大学物理、大学化学作基础,同时又是材料专业的专业课(如金属材料学、陶瓷材料学、高分子材料、功能材料等)的基础。 (四)教材与主要参考书。 1. W.D. Callister, Jr., Materials Science and Engineering: An Introduction,6th edition, John Wiley and Sons, Inc., New York,2003.

《聚合物成型加工原理》课程教学大纲

高分子材料成型原理课程教学大纲 课程名称:高分子材料成型原理课程编码:02100090英文名称:Molding Theory for Polymer material 学时:56学时学分:3.5学分 开课学期:第七学期 适用专业:高分子材料工程 课程类别:必修 课程性质:专业课 先修课程:高分子物理 教材:《高分子材料成型加工原理》王贵恒主编化学工业出版社 一、课程的性质及任务 聚合物成型加工原理是高分子材料专业的一门专业课程,其主要任务是通过基础课、专业基础课、教育和社会实践等一系列教育环节,使学生了解高分子材料成型加工的基本原理、生产制造方法和工艺过程,为学生毕业后从事聚合物材料加工领域的教学、研究和技术创新等打下扎实的基础。 二、课程内容及学习方法 1、绪论 聚合物的加工方法及加工机械, 2、聚合物加工性质 聚合物材料的加工性能、可挤出性、可模塑性、可纺性,在加工过程中的粘弹性行为以及与加工条件的关系; 3、聚合物的流变性质 了解聚合物流动和变形的特征和基本分类,掌握粘度及其影响因素的关系。特别是成型加工工艺有关的参数 4、聚合物流体在管和槽中的流动 掌握聚合物流体在圆管和狭缝通道中流动的特点, 5、聚合物加工过程中的结构变化 掌握混合和分散的基本原理及混合效果的评定 6、成型物料的配制 掌握混合和分散的基本原理及混合效果的评定

7、挤出成型 普通型、三段式单螺杆挤出机基本原理:固体塞简化假设和固体输送原理;融化段的物理模型和影响因素;熔体输送段最简流动方程的意义 8、注射成型 移动螺杆式注塑机的基本结构和工作原理,掌握成型时熔体进入型腔内部流 动情况,及在此期间制品的内在质量与成型工艺的关系 9、其它成型加工方法 其他成型加工方法, 如:吹塑、旋转模塑、热成型、热固模塑{压缩和传递模塑}发泡塑料加工、冷成型、共混和增强等 三、课程的教学要求 1、绪论 聚合物的加工方法及加工机械,了解本课程的基本任务。 2、聚合物加工性质 聚合物材料的加工性能、可挤出性、可模塑性、可纺性,在加工过程中的粘弹性行为以及与加工条件的关系;聚合物加工过程中聚集态结构和化学结构的变化以及 与加工条件的关系 3、聚合物的流变性质 了解聚合物流动和变形的特征和基本分类,掌握粘度及其影响因素的关系。特别是成型加工工艺有关的参数,如温度、剪切以及与多相体系配制工艺有关的因素等。 4、聚合物流体在管和槽中的流动 掌握聚合物流体在圆管和狭缝通道中流动的特点,了解可测物理量之间的相互关系,并利用这些关系式进行有关的计算。 5、加工过程中的结构变化 着重掌握热塑性塑料加工过程的取向、结晶等结构变化及对制品的影响,从而了解改进制品的质量的方法。 6、成型物料的配制 掌握混合和分散的基本原理及混合效果的评定,了解常用的混合设备。 熟悉常用的几种配料工艺。 7、挤出成型 了解单螺杆挤出机的基本结构。 掌握普通型、三段式单螺杆挤出机基本原理:固体塞简化假设和固体输送原理;融化段的物理模型和影响因素;熔体输送段最简流动方程的意义。 结合上述理论,联系挤出实践,了解工艺和结构参数对挤出流量和质量的影响。 8、注射成型

材料结构与表征 高分子复习题 答案

高分子部分 一、简答题 1、什么是高分子缩聚反应? 缩合聚合反应(简称缩聚): 由含有两种或两种以上单体相互缩合聚合而形成聚合物的反应称为缩聚反应,同时会析出水、氨、醇、氯化氢等小分子物质。 若缩聚反应的单体为一种,反应称为均缩聚反应,产品为均缩聚物;若缩聚反应的单体为多种,反应称为共缩聚反应,产品为共缩聚物。 2、什么是复合材料?复合材料区别于传统材料有什么特点? 简单地说,复合材料是用两种或两种以上不同性能、不同形态的组分材料通过复合手段组合而成的一种多相材料。 复合材料区别于传统材料的一个重要特点是依靠不同的组分材料分散和承载负荷。 (1)特点 ①可设计性 ②材料与结构的同一性 ③发挥复合效应的优越性 ④材料性能对复合工艺的依赖性 (2)优点 ①比强度、比模量大 ②耐疲劳性能好 ③阻尼减震性好 ④破损安全性高 3、举例说明什么是超分子聚合物及其与传统聚合物的区别。 超分子聚合物和化学键联聚合物的最大区别:成键弱,可逆过程。 把单体结构组元之间由非共价键这种弱分子间相互作用组装而成的分子聚集体称为超分子聚合物。 之所以将其称为超分子聚合物, 一方面是因为这种聚集体中的长链或网络结构类似聚合物结构,另一方面是因为弱分子间作用力赋予这种材料各种软性的类聚合物性能。 如:氢键超分子聚合物(氢键型超分子聚合物是指重复单元通过与氢键相关的自组装生成的稳定超分子聚合物),配合物型超分子聚合物(金属- 超分子聚合物是由金属离子与配体之间的相互作用形成的, 是一类具有多样化几何构造和拓扑结构的新型功能高分子),∏-∏堆积超分子聚合物(∏-∏堆积又称∏-∏共轭、芳环堆积。当2个芳环平行或近似平行排列时,由于∏电子云相互排斥,相邻芳环平面间距小于芳香环的范德华厚度,这种想象就是∏-∏堆积),离子效应超分子聚合物。 4、简述有机发光二极管的工作过程。 OLED由以下各部分组成(自下而上): 基层(透明塑料,玻璃,金属箔)——基层用来支撑整个OLED。 阳极(透明)——阳极在电流流过设备时消除电子(增加电子“空穴”)。 导电层——该层由有机塑料分子构成,这些分子传输由阳极而来的“空穴”。可采用聚苯胺作为OLED的导电聚合物。 发射层——该层由有机塑料分子(不同于导电层)构成,这些分子传输从阴极而来的电子;

材料结构与性能试题及详细答案

一、名词解释(分) 原子半径,电负性,相变增韧、气团 原子半径:按照量子力学地观点,电子在核外运动没有固定地轨道,只是概率分布不同,因此对原子来说不存在固定地半径.根据原子间作用力地不同,原子半径一般可分为三种:共价半径、金属半径和范德瓦尔斯半径.通常把统和双原子分子中相邻两原子地核间距地一半,即共价键键长地一半,称作该原子地共价半径();金属单质晶体中相邻原子核间距地一半称为金属半径();范德瓦尔斯半径()是晶体中靠范德瓦尔斯力吸引地两相邻原子核间距地一半,如稀有气体.资料个人收集整理,勿做商业用途 电负性:等人精确理论定义电负性为化学势地负值,是体系外势场不变地条件下电子地总能量对总电子数地变化率.资料个人收集整理,勿做商业用途 相变增韧:相变增韧是由含地陶瓷通过应力诱发四方相(相)向单斜相(相)转变而引起地韧性增加.当裂纹受到外力作用而扩展时,裂纹尖端形成地较大应力场将会诱发其周围亚稳向稳定转变,这种转变为马氏体转变,将产生近地体积膨胀和地剪切应变,对裂纹周围地基体产生压应力,阻碍裂纹扩展.而且相变过程中也消耗能量,抑制裂纹扩展,提高材料断裂韧性.资料个人收集整理,勿做商业用途 气团:晶体中地扩展位错为保持热平衡,其层错区与溶质原子间将产生相互作用,该作用被成为化学交互作用,作用地结果使溶质原子富集于层错区内,造成层错区内地溶质原子浓度与在基体中地浓度存在差别.这种不均匀分布地溶质原子具有阻碍位错运动地作用,也成为气团.资料个人收集整理,勿做商业用途 二、简述位错与溶质原子间有哪些交互作用.(分) 答:从交互做作用地性质来说,可分为弹性交互作用、静电交互作用和化学交互作用三类.弹性交互作用:位错与溶质原子地交互作用主要来源于溶质原子与基体原子间由于体积不同引起地弹性畸变与位错间地弹性交互作用.形成气团,甚至气团对晶体起到强化作用.弹性交互作用地另一种情况是溶质原子核基体地弹性模量不同而产生地交互作用.资料个人收集整理,勿做商业用途 化学交互作用:基体晶体中地扩展位错为保持热平衡,其层错区与溶质原子间将产生相互作用,该作用被成为化学交互作用,作用地结果使溶质原子富集于层错区内,造成层错区内地溶质原子浓度与在基体中地浓度存在差别,具有阻碍位错运动地作用.资料个人收集整理,勿做商业用途 静电交互作用:晶体中地位错使其周围原子偏离平衡位置,晶格体积发生弹性畸变,晶格畸变将导致自由电子地费米能改变,对于刃型位错来讲,滑移面上下部分晶格畸变量相反,导致滑移面两侧部分地费米能不相等,导致位错周围电子需重新分布,以抵消这种不平衡,从而形成电偶极,位错线如同一条电偶极线,在它周围存在附加电场,可与溶质原子发生静电交互作用.资料个人收集整理,勿做商业用途 三、简述点缺陷地特点和种类,与合金地性能有什么关系(分) 答:点缺陷对晶体结构地干扰作用仅波及几个原子间距范围地缺陷.它地尺寸在所有方向上均很小.其中最基本地点缺陷是点阵空位和间隙原子.此外,还有杂质原子、离子晶体中地非化学计量缺陷和半导体材料中地电子缺陷等.资料个人收集整理,勿做商业用途 在较低温度下,点缺陷密度越大,对合金电阻率影响越大.另外,点缺陷与合金力学性能之间地关系主要表现为间隙原子地固溶强化作用.资料个人收集整理,勿做商业用途 四、简述板条马氏体组织地组织形态、组织构成与强度与韧性地关系.(分) 答:板条马氏体地组织形态主要出现在低碳钢中,由许多成条排列地马氏体板条组成,大致平行地马氏体条组成地领域为板条束.每个晶粒内一般有个板条束,束地尺寸约为μ.一个马氏体板条束又由若干个板条组成,这些板条具有相同地惯习面,位向差很小,而板条束之间

《功能材料》教学大纲-(修改稿)

《功能材料》课程教学大纲 一、课程基本信息 1、课程名称(中/英文):功能材料/ Functional Materials 2、课程性质:专业限选课 3、周学时/学分:4/2 4、授课对象:应用化学 二、课程简介 功能材料是一大类具有特殊电、磁、光、声、热、力、化学以及生物功能的新型材料,是信息技术、生物技术、能源技术等高技术领域和国防建设的重要基础材料,同时对改造某些传统产业,如农业、化工、建材等,起着重要的作用。本课程重点介绍当今各种功能材料的研究发展状况,以及相关结构与性能和应用情况。 三、教学目的与基本要求 (注:必须明确要达到的知识、能力要求) 使学生了解功能材料在材料科学中的地位以及功能材料的特点,掌握典型的功能材料的基本原理、材料类型以及主要用途;使学生既有坚实的功能材料物理基础,又有一定的实用材料的基本性能和应用知识。通过本课程学习,使学生对典型功能材料,如能源材料、信息功能材料、梯度功能材料、功能合金和智能材料等研发现状及其应用有一定的了解,掌握各种功能材料结构与性能的基本关系。要求学生能够在识记的基础上,较好地理解所学内容,全面正确地掌握基本概念、基本原理,并且能够进行简单分析和判断。以学生为中心,在不断扩充奠定学生材料知识基础上,使之具备相关文献查阅、获取和分析评述的能力,培养他们的学习兴趣,分别以自我和群组的方式不断学习,主动关心认识周围世界的材料,喜欢材料的世界,有为创造、改良和完善材料而努力的意愿,从而形成一段有意义的学习经历。

四、教学进度表 五、考核方式和成绩评定办法 1、考核方式:资料查阅、专题分组讨论报告、开卷考、总结报告、闭卷考 2、成绩评定办法:平时作业及课程参与、资料查阅及分组讨论、期中考核、课程小结报告、期末考核成绩分别为15%、10%、20%、15%、40%. 六、正文 第一章绪论(教学时数2) 教学目的:本章主要是简要介绍功能材料的发展、分类,以及新型功能材料的研究进展。讨论分析六大类新型功能材料的发展现状和功能材料的分类。 教学重点:功能材料的分类 教学难点: 不同的功能材料分类标准,会产生不同的分类,需要说明各种分类的着重点。. 主要教学方法: 1、PPT多媒体和板书;

材料性能期中答案

1、What is the definition for Materials Properties (MP )?How do we classify materials properties?And please list some classification for MP.(材料特性(MP )的定义是什么?我们如何分类材料特性,请列出一些MP 的分类。) 答:MP :Materials ’Response to External Stimulus. 材料性能:材料在给定的外界条件下的行为。 怎样分类:根据材料对外界刺激做出的响应的类型进行分类。 分类:复杂性能(使用性能,工艺性能,复合性能) 化学性能(抗渗入性,耐腐蚀性等) 力学性能(刚度强度韧性等) 物理性能(热学光学磁学电学性能) 2. What is the core relationship between materials science and engineering? In order to obtain desired materials properties, what should we consider first to do with the materials? (材料科学与工程的核心是什么关系?为了获得所需的材料性能,我们应该首先考虑的材料的什么?) 答:材料科学与工程学的核心关系是性能(课件上面那个三角形的图) 为了提高对于材料性能的期望,我们首先要研究材料的结构与性能的关系,即研究材料学。 3. What is the most determinant for Materials mechanical properties? Why?(材料力学性能的决定因素是什么?为什么呢?) 答:材料的力学性能主要指材料在力的作用下抵抗变形和开裂的性能,影响材料力学性能的最重要的因素是材料的结构。这些结构包括:subatomic-atomic-molecular-nano-micro-macro.由于材料的结构决定了材料的屈服强度,塑性韧性,刚度等性质,所以材料的结构对材料的力学性能影响最大。 4. what is strength of materials? Please try to identify the difference yield strength ,tensile strength ,fatigue strength and theoretical fracture strength? (材料的强度是什么?请尝试找出屈服强度,拉伸强度,疲劳强度和理论断裂强度的差异?)(中文ppt) 材料在载荷作用下抵抗变形和破坏的能力就是材料的强度。 屈服强度代表材料开始产生明显塑性变形的抗力 疲劳强度是材料在承受大小和方向同时间做周期性变化的交变应力时,往往在远小于强度极限甚至小于屈服极限的应力作用下就发生断裂。 理论断裂强度是无缺陷材料的理论预测值, 其中E 为杨氏模量,为解理面的表面能,a 为材料内部原子间的距离 5.Please describe yielding phenomena for materials, and its practical/engineering meaning. As long as there are no yielding phenomena for some materials, how do we determine the yield strength? (请描述为材料的屈服现象(书上p16),其实际/工程意义。有一些材料没有屈服现象,我们如何确定的屈服强度?) 屈服现象是材料开始产生明显塑性变形的标志,对应图中bd 段, 2 1)(a E c s γσ≈

功能材料课程简介

课程编号:02014925 课程名称:功能材料/Functional Materials 学分:2 学时:32 开课单位:材料科学与工程学院金属材料工程系 课程负责人:张庆安 先修课程:物理化学、材料科学基础 考核方式:开卷笔试 主要教材:功能材料概论,殷景华等主编,哈尔滨工业大学出版社,2002.9. 参考书目:现代功能材料,陈玉安等编,重庆大学出版社,2008.6. 课程简介: 《功能材料》是材料科学与工程等材料类专业的一门专业课,重点介绍具有特殊电、磁、光、声、热、力、化学以及生物功能的新型功能材料发展状况、基本原理以及应用情况。通过本课程学习,使学生对特种功能材料,如新能源材料、形状记忆合金、非晶态合金、磁性材料、纳米材料、半导体材料、超导材料等的研究现状及其应用有一定的了解,掌握各种特种功能材料的基本原理。

课程编号:02014925 课程名称:功能材料/Functional Materials 学分:2 学时:32 开课单位:材料科学与工程学院金属材料系 适用专业:材料科学与工程等材料类专业 先修课程:物理化学、材料科学基础 一、课程性质、目的与任务 《功能材料》是金属材料工程专业选修课,重点介绍当今各种特种功能材料的发展状况、基本原理以及应用情况。通过本课程学习,使学生对特种功能材料,如新能源贮氢材料、形状记忆合金、非晶态合金、磁性材料、纳米材料、半导体材料、超导材料等的研究现状及其应用有一定的了解,掌握各种特种功能材料性能的基本原理。 二、教学内容、基本要求及学时分配(按章节列出内容要求学时等,实验上机项目要列在课程内容一栏)

(教学基本要求:A-熟练掌握;B-掌握;C-了解) 三、能力培养要求 了解各种功能材料的基本原理、用途和制备方法,开阔学生视野,拓宽知识面。 四、教学方法与教学手段 以课堂讲授为主,采用多媒体教学手段进行教学。 五、教材与主要参考书目 1.功能材料概论,殷景华等主编,哈尔滨工业大学出版社,2002.9. 2.现代功能材料,陈玉安等编,重庆大学出版社,2008.6. 六、考核方式 开卷笔试。 七、大纲编写的依据与说明 本大纲依据“安徽工业大学材料类专业本科指导性培养方案(2016版)”编写。

《高分子材料的环境与可持续发展》教学大纲

《高分子材料的环境与可持续发展》教学大纲 一、课程基本信息 课程名称(中、英文):《高分子材料的环境与可持续发展》 (The Environment and Sustainable Development of Polymers) 课程号(代码):300070020 课程类别:专业选修课 学时: 32 学分:2 二、教学目的及要求 高分子材料的环境与可持续发展是专门为高分子材料专业的本科生开设一门的专业选修课。本课程从环境可持续发展的高度,运用生命周期思维系统介绍高分子材料和产品在原料合成、产品生产、产品使用、废物产生和废弃过程中对环境产生的重大影响;从环境可持续发展的角度深入阐述高分子材料的再生循环和可持续发展新技术,并详细讨论高分子材料今后的重要发展方向-生物基可生物降解高分子材料的发展与应用。使学生充分认识高分子材料的环境可持续发展,为将来从事高分子材料的回收利用、绿色高分子材料的开发等工作打下坚实的基础。 对毕业要求及其分指标点支撑情况: (1)毕业要求3,分指标点3.4; (2)毕业要求4,分指标点4.3; (3)毕业要求6,分指标点6.1和6.3; (4)毕业要求7,分指标点7.1、7.2和7.3 (5)毕业要求8,分指标点8.2 三、教学内容(含各章节主要内容、学时分配) 第一章环境与可持续发展:高分子材料的战略性问题(3学时) 简要介绍可持续发展的基本概念、高分子材料的可持续发展问题、高分子材料带来的环境与社会问题、评价高分子材料对环境影响的方法与工具等。使学生充分了解对本课程的基本课程内容、学习方法及要求等。 要点:1.可持续发展的定义 2.高分子材料可持续发展问题的提出、重要性及研究方法 3.课程学习的目的、方法、要求

2010材料结构与性能表征考试B卷参考答案

选课课号:04000150 北京理工大学2009-2010学年第二学期 2006 级《材料结构与性能表征》学期末试题B 卷参考答案 班级 学号 姓名 成绩 1、下图是在DMSO-d 6中测定得到的、用于自由基活性/可控聚合的大分子引发剂 的1H NMR 谱图。 ① 试在分子式中标出各NMR 谱峰所对应的质子。(10分) 答案如下图所示: ② 利用谱图中所给出相应峰的积分面积求出数均分子量的数值,同时写出根据1H NMR 分析计算该大分子引发剂数均分子量的公式。(10分) 答案: (1)根据以上谱图指认,考虑到两侧的b 共振谱峰共对应有四个氢质子,而聚乙二醇链段中d 共振谱峰对应氢质子的数量为4n ,由两者积分面积之比,即可确定出以上大分子单体的聚合度m : 4/)3(4-=n b d 的积分面积 峰的积分面积峰 8703.1/01.983≈=-n 903=+=n m ② 根据每个结构单元的分子量,聚合度n ,以及两端基的分子量,即可求出

预聚物的分子量。 + 90= 44 ? . = ? Mn + . 00 4278 03 16 2 151 0. 其中44.03为乙二醇结构单元的分子量,151.0为2-溴异丁酰基的分子量, 16.00为氧原子的原子量。 ③也可以利用其它相应峰的积分面积之比求出聚合度,进而得到分子量。因 误差的原因,结果略有差别。 2、以下分别是采用原子转移自由基活性聚合方法制备得到的聚丙烯酸乙酯的分子式和以2,5-二羟基苯甲酸为基质、三氟乙酸钠为离子化试剂测定得到的大分子质谱图: 根据谱图中各峰的位置,试判断该聚合物结构是否正确?(计算时每一谱峰所对应的分子量可保留一位小数)(20分)

07310140材料科学与方法课程教学大纲(本科-新)

材料科学研究方法 Materials Science and Research Method 课程编号:07310140 学分:2 学时:30 (其中:讲课学时:30实验学时:0 上机学时:0 )先修课程:材料科学基础 高分子材料工程,材料成型及控适用专业:金属材料工程,无机非金属材料工程, 制工程,冶金工程、复合材料与工程 教材:戴起勋等. 材料科学研究方法(二版). 国防工业出版社,2008 开课学院:材料科学与工程学院 、课程的性质与任务: 该课程作为材料类各专业的专业基础教学知识平台之一设置。该课程体系的目的是使材料类各专业及相关专业的学生对材料科学与工程学科的内在科学规律和发展趋势有一个宏观的认识,对材料的研究开发思路和各种方法有一个科学辨证的概念,进一步激发学生的学习积极性和创新精神,为以后各有关课程的学习打下良好的基础。本课程基本的任务是: 1、了解材料科学与工程学科的历史、地位、作用; 2、掌握现代材料研究和技术开发工作的基本方法、基本过程、基本思路和基本分析手段; 3、从宏观到微观比较深入地了解各类材料的共同特点与共同的效应; 4、树立材料的成分、结构、加工制备、性质、使用功能和环境间的系统工程概念; 5、培养学生一种对材料科学的创新思维、材料研究创新活动的科学方法及材料研究创新成果的分析能力。 、课程的基本内容及要求:第1 章材料科学发展史 1、教学内容 材料科学在人类历史发展各个阶段的状况及成就,石器时代,青铜时代,铁器时代,近代和现代的几次工业革命中材料的发展与对促进生产力的作用,特别着重近代和现代时期的材料发展情况。 2、基本要求 了解材料学科的发展史及在人类发展的历史进程中的作用,了解自然科学的各种研究方法在材料科学中的应用。 第2 章材料科学共性 1、教学内容 全材料科学的形成过程材料学科的细分化到综合、材料学科的交叉和渗透、材料科学与工程

《高分子材料研究方法》教学大纲

《高分子材料研究方法》教学大纲 课程名称:高分子材料研究方法 课程代码:X100038 学分:2 学时:32(讲课学时:32 实验学时:0 课内实践学时:0) 课程性质:专业必修课 英文名称:Analytic Methods of Polymer Materials 选用教材:邸明伟、高振华. 生物质材料现代分析技术. 北京化学工业出版社,2010 参考书:1、张美珍.聚合物研究方法.北京:中国轻工业出版社,2000 2、汪昆华等.聚合物近代仪器分析.北京:清华大学出版社,2000 3、董炎明、高分子材料实用剖析技术、北京:中国石化出版社,1997 开课学期:春季学期 适用专业:高分子材料与工程及相近专业 先修课程:有机化学、物理、材料科学与工程基础、高分子化学、高分子物理、聚合物加工工程 开课单位:材料科学与工程学院 一、课程目标 本课程以高分子材料“组成.结构.性能”的主线,围绕高分子材料与工程领域研究中常用的波谱分析、热分析、热力分析、流变性能分析、显微分析、分子量分析、表界面分析等现代分析方法,阐述它们的结构、测试原理、制样技术、影响因素、谱图解析、数据处理和它们在高分子研究领域中的主要应用。通过本课程的理论教学、案例分析、主题文献查找与阅读总结等方式,使学生具备下列能力: 1、使学生掌握高分子材料主要现代分析方法的基本原理、分析技术和分析方法,了解现代分析方法在高分子材料研究中的应用,能够结合数学、物理、材料科学、高分子科学等多学科知识,并将其运用到复杂工程问题的分析、研究、解决和适当表述之中,并理解其局限性,并尝试改进; 2、培养学生将所学理论知识与高分子材料与工程生产实践有机结合,能够

材料结构与性能试题及详细答案

《材料结构与性能》试题 一、名词解释(20分) 原子半径,电负性,相变增韧、Suzuki气团 原子半径:按照量子力学的观点,电子在核外运动没有固定的轨道,只是概率分布不同,因此对原子来说不存在固定的半径。根据原子间作用力的不同,原子半径一般可分为三种:共价半径、金属半径和范德瓦尔斯半径。通常把统和双原子分子中相邻两原子的核间距的一半,即共价键键长的一半,称作该原子的共价半径(r c);金属单质晶体中相邻原子核间距的一半称为金属半径(r M);范德瓦尔斯半径(r V)是晶体中靠范德瓦尔斯力吸引的两相邻原子核间距的一半,如稀有气体。 电负性:Parr等人精确理论定义电负性为化学势的负值,是体系外势场不变的条件下电子的总能量对总电子数的变化率。 相变增韧:相变增韧是由含ZrO2的陶瓷通过应力诱发四方相(t相)向单斜相(m相)转变而引起的韧性增加。当裂纹受到外力作用而扩展时,裂纹尖端形成的较大应力场将会诱发其周围亚稳t-ZrO2向稳定m-ZrO2转变,这种转变为马氏体转变,将产生近4%的体积膨胀和1%-7%的剪切应变,对裂纹周围的基体产生压应力,阻碍裂纹扩展。而且相变过程中也消耗能量,抑制裂纹扩展,提高材料断裂韧性。 Suzuki气团:晶体中的扩展位错为保持热平衡,其层错区与溶质原子间将产生相互作用,该作用被成为化学交互作用,作用的结果使溶质原子富集于层错区内,造成层错区内的溶质原子浓度与在基体中的浓度存在差别。这种不均匀分布的溶质原子具有阻碍位错运动的作用,也成为Suzuki气团。 二、简述位错与溶质原子间有哪些交互作用。(15分) 答:从交互做作用的性质来说,可分为弹性交互作用、静电交互作用和化学交互作用三类。 弹性交互作用:位错与溶质原子的交互作用主要来源于溶质原子与基体原子间由于体积不同引起的弹性畸变与位错间的弹性交互作用。形成Cottrell气团,甚至Snoek气团对晶体起到强化作用。弹性交互作用的另一种情况是溶质原子核基体的弹性模量不同而产生的交互作用。 化学交互作用:基体晶体中的扩展位错为保持热平衡,其层错区与溶质原子间将产生相互作用,该作用被成为化学交互作用,作用的结果使溶质原子富集于层错区内,造成层错区内的溶质原子浓度与在基体中的浓度存在差别,具有阻碍位错运动的作用。 静电交互作用:晶体中的位错使其周围原子偏离平衡位置,晶格体积发生弹性畸变,晶格畸变将导致自由电子的费米能改变,对于刃型位错来讲,滑移面上下部分晶格畸变量相反,导致滑移面两侧部分的费米能不相等,导致位错周围电子需重新分布,以抵消这种不平衡,从而形成电偶极,位错线如同一条电偶极线,在它周围存在附加电场,可与溶质原子发生静电交互作用。 三、简述点缺陷的特点和种类,与合金的性能有什么关系(15分) 答:点缺陷对晶体结构的干扰作用仅波及几个原子间距范围的缺陷。它的尺寸在所有方向上均很小。其中最基本的点缺陷是点阵空位和间隙原子。此外,还有杂质原子、离子晶体中的非化学计量缺陷和半导体材料中的电子缺陷等。 在较低温度下,点缺陷密度越大,对合金电阻率影响越大。另外,点缺陷与合金力学性能之间的关系主要表现为间隙原子的固溶强化作用。

《生物医用材料》课程教学大纲

《生物医用材料》课程教学大纲 课程编号:BFMA2004 课程类别:专业基础课 授课对象:材化部生物功能材料专业大学三年级本科生 开课学期:春季 学分:3 学分/54 学时 主讲教师:孟凤华教授 指定教材:巴迪?D.拉特纳等编著、顾忠伟等译校的《生物材料料学:医用材料导论(原书第2版中文版)》,2011。 教学目的: 生物医用材料学是生物医学科学中的最新分支学科,是生物、医学、化学和材料科学交叉形成的边缘学科。生物医用材料学是生物医学工程学的四大支柱之一,因此生物医用材料学是生物医学工程系本科学生必不可少的的一门专业课程。生物医学材料学是多门学科相互借鉴结合、相互交叉渗透、突破旧有学科的狭小范围而开创的一门新学科。本课程较系统的介绍生物医用材料学的基本概念,主要内容,研究现状及发展趋势,力求对生物医用材料学领域所涉及的材料学、化学、生物学、医学的有关知识进行较详细的介绍。以《生物医学材料学》为主要讲授内容,并结合科研和本学科发展最新动态,补充讲授纳米药物输送、组织工程等新内容。通过本课程的学习,使学生对生物医用材料学科的内容和知识有一个全面的了解,开拓知识面,为今后的深造和科研打下基础。 概述 课时:共1课时 教学内容: 序言 生物材料科学:多学科奋进的科学 生物材料的发展历史 第1部分材料科学与工程 第1章材料性质 课时:共2课时 教学内容: 1.1 引言 1.2 材料的本体性质 1.3 有限元分析 1.4 材料的表面性质和表征 1.5 水在生物材料中的作用 思考题: 1、简述影响材料的本体性质及测定方法。 2、简述材料的表面性质及常用的表面分析方法。 3、水在生物材料中起什么作用? 第2章医用材料的种类 课时:共12课时 教学内容:

高分子材料课程教学大纲

高分子材料课程教学大纲 一、课程说明 (一)课程名称、所属专业、课程性质、学分; 课程名称:高分子材料 所属专业:材料化学 课程性质:必修 学分:2 (二)课程简介、目标与任务; 课程简介:高分子材料是材料科学与工程科学科的一个重要组成部分,课程以聚合物材料为研究对象,从材料学基本知识为基础,结合高分子材料自身的特点,结合高分子材料的各类助剂,主要讲述了各类高分子材料的特征、物理性质(如力,电,摩擦学等性质)及应用领域;此外,也介绍了各类功能高分子材料的制备及主要品种,应用范围及其加工工艺。 目标与任务:本课程是针对材料化学专业开设的一门必修课。通过对本课程的学习,使学生掌握高分子材料结构,合成和性能三者之间的关系,了解主要高分子材料及其应用,并进一步掌握当今高分子材料的研究及发展现状,开阔视野,拓宽知识面。本课程以课堂讲述为主,辅以资料查阅文献调研及习题解答。 (三)先修课程要求,与先修课与后续相关课程之间的逻辑关系和内容衔接; 高分子材料这门课以高分子导论为基础,某些章节与高分子导论有紧密的联系,应课程要求,需要具备化学合成及高分子物理方面的基础知识。 (四)教材与主要参考书。 教材: 《高分子材料导论》主编:张留成化学工业出版社2007 主要参考书目: 1.《高分子材料》第二版,贾红兵,宋晔,杭祖圣,南京大学出版社,2013 2.《高分子科学教程》主编:韩哲文华东理工大学出版社2001 3.《高分子化学与物理教程》主编:赫立新、潘炯玺化学工业出版社1997 4.《高聚物结构、性能与测试》主编:焦剑、雷渭媛化学工业出版社2003 5.《高分子化学》主编:潘祖仁化学工业出版社第四版 6.Hall C. Polymer Materials. The Macmillan press LTD. 1981. 二、课程内容与安排 第一章高分子材料概述 第一节材料科学及其发展现状 第二节高分子材料的基本概念的命名和分类

最新材料科学基础课后习题答案

《材料科学基础》课后习题答案 第一章材料结构的基本知识 4. 简述一次键和二次键区别 答:根据结合力的强弱可把结合键分成一次键和二次键两大类。其中一次键的结合力较强,包括离子键、共价键和金属键。一次键的三种结合方式都是依靠外壳层电子转移或共享以形成稳定的电子壳层,从而使原子间相互结合起来。二次键的结合力较弱,包括范德瓦耳斯键和氢键。二次键是一种在原子和分子之间,由诱导或永久电偶相互作用而产生的一种副键。 6. 为什么金属键结合的固体材料的密度比离子键或共价键固体为高? 答:材料的密度与结合键类型有关。一般金属键结合的固体材料的高密度有两个原因:(1)金属元素有较高的相对原子质量;(2)金属键的结合方式没有方向性,因此金属原子总是趋于密集排列。相反,对于离子键或共价键结合的材料,原子排列不可能很致密。共价键结合时,相邻原子的个数要受到共价键数目的限制;离子键结合时,则要满足正、负离子间电荷平衡的要求,它们的相邻原子数都不如金属多,因此离子键或共价键结合的材料密度较低。 9. 什么是单相组织?什么是两相组织?以它们为例说明显微组织的含义以及显微组织对性能的影响。 答:单相组织,顾名思义是具有单一相的组织。即所有晶粒的化学组成相同,晶体结构也相同。两相组织是指具有两相的组织。单相组织特征的主要有晶粒尺寸及形状。晶粒尺寸对材料性能有重要的影响,细化晶粒可以明显地提高材料的强度,改善材料的塑性和韧性。单相组织中,根据各方向生长条件的不同,会生成等轴晶和柱状晶。等轴晶的材料各方向上性能接近,而柱状晶则在各个方向上表现出性能的差异。对于两相组织,如果两个相的晶粒尺度相当,两者均匀地交替分布,此时合金的力学性能取决于两个相或者两种相或两种组织组成物的相对量及各自的性能。如果两个相的晶粒尺度相差甚远,其中尺寸较细的相以球状、点状、片状或针状等形态弥散地分布于另一相晶粒的基体内。如果弥散相的硬度明显高于基体相,则将显著提高材料的强度,同时降低材料的塑韧性。 10. 说明结构转变的热力学条件与动力学条件的意义,说明稳态结构和亚稳态结构之间的关系。 答:同一种材料在不同条件下可以得到不同的结构,其中能量最低的结构称为稳态结构或平衡太结构,而能量相对较高的结构则称为亚稳态结构。所谓的热力学条件是指结构形成时必须沿着能量降低的方向进行,或者说结构转变必须存在一个推动力,过程才能自发进行。热力学条件只预言了过程的可能性,至于过程是否真正实现,还需要考虑动力学条件,即反应速度。动力学条件的实质是考虑阻力。材料最终得到什么结构取决于何者起支配作用。如果热力学推动力起支配作用,则阻力并不大,材料最终得到稳态结构。从原则上讲,亚稳态结构有可能向稳态结构转变,以达到能量的最低状态,但这一转变必须在原子有足够活动能力的前提下才能够实现,而常温下的这种转变很难进行,因此亚稳态结构仍可以保持相对稳定。 第二章材料中的晶体结构 1. 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: 32)与[236] (001)与[210],(111)与[112],(110)与[111],(132)与[123],(2 (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。 解:(1)

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