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材料的物质结构的基本性质、材料的性能与应用

第十一讲材料的物质结构的基本性质、材料的性能与应用。

一、内容提要：

本讲主要是讲解材料的物理性质、材料的力学性质、石膏胶凝材料、石灰胶凝材料以及水玻璃等问题。

二、本讲的重点：

石膏胶凝材料和石灰胶凝材料的性能与应用。

本讲的难点是：材料的物理性质、材料的力学性质中一些概念的区分以及一些指标的计算。

三、内容讲解：

1、材料科学与物质结构的基础知识

1. 1材料的组成：是指材料的化学成分或矿物成分。它不仅影响着材料的化学性质，而且也是决定材料物理力学性质的重要因素。

各种材料具有本身特有的化学成分和矿物成分，不同组成的材料，各具不同的化学、物理及力学性质，因此，材料组成是材料性质的基础，对材料的性质起着决定性作用。

1.2材料的结构

材料结构一般分为宏观结构、细观结构和微观结构三个层次。材料的微观结构是指物质的原子、分子层次上的结构，决定着材料的强度、硬度、弹塑性等性质。

材料的结构是指组成物质的质点是以什么形式联结在一起，物质内部这种微观结构，

与材料的物理、力学性质有着密切的关系。

固态物质按其内部原子的排列情况可以分为两大类：晶体与非晶体。在晶体中，原子(或分子)在三维空间做有规则的周期性重复排列；非晶体则不然，原子(或分子)散乱

分布，或者只有些局部的短程规则排列。这一点是晶体与非晶体的根本区别。一般固态

金属与合金都是晶体，而玻璃类物质是非晶体。

由于内部原子的排列情况不同，晶体与非晶体的性质也不同。构成晶体的质点是按一定的规则在空间呈有规律的排列，因此晶体具有一定的几何外形和固定的熔点，显示各向异性，但实际应用的晶体材料，通常是由许多细小的晶粒杂乱排列而成，故晶体材料在宏观上显示为各向同性。晶体也存在缺陷，晶体缺陷影响着材料的性质。而非晶体没有固定的熔点，没有固定的几何外形，各向同性，固态的非晶体实际上是一种过冷状态的液体，也称为玻璃态。．

材料的化学成分相同，如果所形成的结构不同，其性能差异也很大。如石英和硅藻土，其成分虽然都是二氧化硅，但其性能相差很大。

2、材料的基本性质：

(3)材料的亲水性与憎水性

材料的亲水性：材料在空气中与水接触时，能被水润湿的性质，称材料的亲水性，如砖、砼、木材等。

材料的憎水性：材料在空气中与水接触时，不能被水润湿的性质，称材料的憎水性，如石蜡、沥青

(4)材料的吸水性与吸湿性

材料的吸水性：是指材料在水中吸收水分的性质。材料的吸水性以吸水率表示。材料的吸水性与材料的孔隙率和孔隙特征有关。

吸湿性：材料在潮湿空气中吸收水分的性质称为吸湿性。潮湿材料在干燥空气中也会放出水分，称为材料的吸湿性。材料的吸湿性用含水率表示；含水率系指材料内部所含水的质量占材料干质量的百分率。

(5)材料的抗渗性与耐水性

材料的抗渗性：材料抵抗压力水渗透的性质称为抗渗性，或不透水性。材料的抗渗性通常用渗透系数来表示。渗透系数是指一定厚度的材料，在单位压力水头作用下，在单位时间内透过单位面积的水量。．

材料的耐水性是指材料长期在水作用下不破坏，强度也不显著降低的性质。材料的耐水性用软化系数来表示，可用下式表示：

(6)材料的抗冻性：

材料的抗冻性：材料在水饱和状态下，能经受多次冻融循环作用而不破坏，也不严重降低强度的性质，称为材料的抗冻性。、。

材料的抗冻性用抗冻等级表示。抗冻等级是以规定的试件、在规定的试验条件下，测得其强度降低不超过规定值，并无明显损坏和剥落时所能经受的冻融循环次数来确定。

(七)导热性与比热

当材料两侧存在温度差时，热量将由温度高的一侧，通过材料传递到温度低的一侧，

材料的这种传导热量的能力，称为导热性。

材料导热性可用导热系数来表示。导热系数的物理意义是：厚度为lm的材料，当温度改变1K时，在ls时间内通过lm2面积的热量。比热是指lkg重的材料，在温度改变1K时所吸收或放出的热量。

例2、试判断下列中说法正确的项（）

A、材料的吸水性是指材料在浸水状态下吸入水分的能力

B、材料的抗渗性是指材料在压力的作用下，材料抵抗水渗透的性能，用渗透系数来表示。

C、材料的吸湿性是指材料吸收空气中水分的能力。

D、材料的软化系数k越小，其耐水性越好。

答案为（D）

2.2、材料的力学性质

材料的力学性质是指材料在外力作用下的变形性和抵抗破坏的性质。

(1)材料的强度与硬度

材料在外力作用下抵抗破坏的能力，称为材料的强度。根据外力作用的形式不同，材料的强度有抗压强度、抗拉强度、抗弯强度及抗剪强度等。

硬度是指材料表面抵抗硬物压人或刻划的能力。材料的硬度愈大，其强度愈高。

(2)材料的弹性与塑性

材料在外力作用下产生变形，当外力去除后能完全恢复到原始形状的性质称为弹性。材料的这种可恢复的变形称为弹性变形，弹性变形属可逆变形，其大小与外力成正比，此时应力与应变的比值称为材料的弹性模量。

材料在外力作用下产生变形，当外力去除后，有一部分变形不能恢复，这种性

质称为材料的塑性，这种不能恢复的变形称为塑性变形，塑性变形为不可逆变形。

(3)材料的脆性与韧性

材料受外力作用，当外力达到一定数值时，材料发生突然破坏，且破坏时无明显的塑性变形，这种性质称为脆性，具有这种性质的材料称脆性材料。

材料在冲击或振动荷载作用下，能吸收较大的能量，同时产生较大的变形而不破坏的性质称为韧性。

3、无机气硬性胶凝材料

胶凝材料：是指在一定条件下通过自身的一系列变化而把其它材料胶结成具有强度的整体的材料。建筑上用来将散粒材料(如砂、石子等)或块状材料(如砖、石块等)粘结成为整体的材料，统称为胶凝材料。胶凝材料按其化学成分可分为无机胶凝材料和有机胶凝材料两大类。

无机胶凝材料：以无机矿物为主要成分，当其与水或水溶液拌和所形成的浆体，经过一系列的物理化学变化后产生胶结力而把其它材料胶结成为具有强度的整体。无机胶凝材料按其硬化条件的不同又分为气硬性胶凝材料和水硬性胶凝材料。

水硬性胶凝材料：是指既能在空气中硬化，又能在水中硬化并保持和发展其强度，如硅酸盐水泥，铝酸盐水泥。

气硬性胶凝材料：是指只能在空气中硬化，并能在空气中保持或继续发展其强度的胶凝材料，如石膏、石灰、水玻璃等。

石膏胶凝材料：包括建筑石膏、高强石膏、硬石膏水泥等，用途：可用于粉刷和制备砌筑砂浆，还可制成各种石膏制品。石灰是以碳酸钙为主要成分的原料(如石灰石、白垩等)，经过高温下适当的煅烧，分解和排出二氧化碳后所得到的产品，其主要成分是氧化钙。

3.1、石膏胶凝材料

石膏胶凝材料是一种以粉末状半水硫酸钙(CaS04?H2O)为主的气硬性胶凝材料。如建筑石膏、高强石膏等。生产石膏胶凝材料的原料有天然二水石膏、硬石膏和工业副产品石膏。建筑中使用最多的石膏胶凝材料是建筑石膏，其次是高强石膏，此外还有硬石膏水泥等。

作为气硬性胶凝材料的石膏，通常是天然二水石膏经过低温煅烧、脱水、磨细而成。

二水石膏在受热脱水过程中，根据不同条件，得到各种半水石膏和无水石膏的变体，并具有各自不同的结构和性质。如下图所示：

用途：（1）室内抹灰，粉刷（2）制成多孔的石膏制品（3）制作模型或雕塑（4）制作装饰涂料的填料以及人造大理石（5）制作各种石膏板。

（2）高强石膏：是二水石膏在加压蒸汽热处理条件下，形成α-半水石膏，再经干燥、磨细制成的气硬性胶凝材料。高强石膏的生产过程同建筑石膏类似，也是对二水古迹进行胶水处理，但是在蒸汽压力封闭式设备内热处理二水石膏，或者在具有某些盐类的水溶液内加热二水石膏，使其脱水为α-半水石膏，然后通过干燥磨成粉状产品。

高强石膏的密度通常为2600~2800 kg/m3,，初凝时间不早于3min，终凝时间不早于5min，不迟于30min。

（3）硬石膏：即无水石膏。硬石膏胶凝材料是由天然硬石膏或人工加热脱水所制得的无水石膏，掺加活化剂制成的粉状物料，又称硬石膏水泥。高温煅烧石膏民属于这一类。

硬石膏在活人剂的作用下，水化硬化能力增强，凝结时间缩短，强度提高。

与建筑石膏相比，硬石膏胶凝材料标准稠度用水量较小，凝结时间较长，强度较高，具有较好的而水性，可以在一般潮湿环境中应用，硬石膏材料具有较好的抗酸、抗碱侵蚀的能力，适合用作化学药品仓库的建筑材料。高温煅烧石膏的抗水性较好，而磨性好，

可以作为地板材料，故又称为地板石膏。

例4、指出下列错误的一个（）

A、建筑石膏可用于室内抹灰、粉刷，有良好的效果。

B、建筑石膏可用于制作各种石膏板

C、建筑石膏可用于湿度、温度过高的环境中

D、建筑石膏可用于制作装饰涂料的填料，也可以制造人造大理石。

答案为：（C）

3.2石灰胶凝材料：

石灰，是建筑石灰的简称，是在建筑上使用最早的矿物胶凝材料之一。石灰是具有不同化学成分和物理形态的生石灰、消石灰、水硬性石灰的统称。

石灰是一种气硬性胶凝材料，它是以碳酸钙为主要成分的原料如石灰石、白垩等，经过高温煅烧而成，其主要成分是氧化钙，煅烧反应式如下：

由于生产石灰的原料中常含有碳酸镁(MgC03)，所以石灰中也会含有一定量的氧化镁(MgO)。按照《建筑生石灰》等有关标准规定，

根据氧化镁含量的多少，石灰分为钙质石灰和镁质石灰两类。

根据成品加工方法不同，可将石灰分成以下几种：

（1）．块状生石灰：由原料煅烧而得的原产品，主要成分为氧化钙。

（2）．生石灰粉：由块状生石灰磨细而得的细粉，其细度一般要求为0.125毫米方孔筛的筛余(7～18)％，主要成分是氧化钙。

（3）．消石灰粉：将生石灰用适量水消化而得的粉末，亦称熟石灰，主要成分为氢氧化钙(Ca(OI-{}2)。

（4）．石灰浆：将生石灰用过量水(约为生石灰体积的3～4倍)消化而得的粘稠浆体，亦称石灰膏，主要成分为氢氧化钙和水。如果水量加得更多，所得到的白色悬浊液，称为石灰乳。在15C时溶有0．3％氢氧化钙的透明液体，称为石灰水。

石灰的消化与硬化：

（1）石灰的消化：生石灰加水变成粉末的方法称为消化，成品称为消石灰粉。石灰的消化过程用下面热反应化学式表示：

石灰的消化过程是一个可逆的过程，反应的方向取决于温度和周围介质中蒸汽压。在常温下，反应向右进行。

生石灰消化过程需要一定时间，如果生石灰消化不充分，在消石灰粉中残留有未消化的生石灰，则在使用后，由于未消化的生石灰继续消化，从而导致爆裂或不正常的膨胀现象。

消化时间取决于周围环境的温度和蒸汽压、生石灰的煅烧程度和杂质含量、石灰块的尺寸以及掺人的外加剂等因素。

生石灰消化成消石灰粉或石灰浆可以采用人工的方法，也可采用机械方法。一般，人工方法的劳动强度大，劳动条件恶劣，而且消化时间长，成品质量不均匀，但其成本低，所以目前也常使用。

（2）石灰硬化：石灰浆体的硬化包括两个同时进行的过程：干燥和碳酸

化。

石灰浆在干燥环境中，多余的游离水逐渐蒸发，使颗粒聚结在一起，同时生石灰浆体的内部形成大量的毛细孔隙。另外，当水分蒸发时，液体中氢氧化钙达到一定程度的过饱和，从而会产生氢氧化钙的析晶过程，加强了石灰浆中原来的氢氧化钙颗粒之间的结合。

石灰浆能吸收空气中的二氧化碳而碳酸化，其反应如下。

上式表明，Ca(OH)2与C02只有在水分存在下才能发生碳酸化过程，形成碳酸钙(CaCO3)。碳酸钙的固相体积比氢氧化钙的固相体积稍微增大一些，使石灰浆体的结构更加致密，

所以碳酸化也是石灰硬化的原因之一。

石灰浆在凝结硬化过程中收缩极大且发生开裂，因此，石灰浆不能单独使用，而必须掺人一些骨料最常用的是砂子。石灰砂浆中的砂子好像是砂浆中的骨架，它可减少和防止开裂。掺砂可节省石灰用量，降低成本。此外砂子可使砂浆形成较多的孔隙，以利于石灰浆内部水分的排除和吸收二氧化碳。

石灰浆在硬化时，不但游离水分要向环境排出、，而且碳酸化反应生成的水分也要蒸发到周围环境中去，所以只能用于较干燥的环境，不宜用于潮湿环境和水中。

(3)石灰的应用

（i）．建筑粉刷

建筑室内墙面和顶棚采用消石灰乳进行粉刷，施工方便，颜色洁白，建筑中应用十分广泛。

(ii)．建筑砂浆

石灰可以单独或者与水泥一起配制成砂浆，用作砖墙和混凝土基层的抹灰或砌筑。(iii)．三合土和灰土

三合土是利用消石灰粉、粘土砂子加水拌和夯实而成。灰土是消石灰粉、粘土加水拌和夯实而成。

(iv)．加固含水的软土地基

生石灰块可以直接用来加固含水的软土地基，俗称石灰桩。

(v)．无熟料水泥和硅酸盐制品

(vi)．磨制生石灰粉

生石灰粉是将块状生石灰磨细而成，在使用前先经加水消化成石灰浆。生石灰粉的细度一般要求在0.125毫米筛筛余不超过18％。如果生石灰粉加水后立即使用，其凝结硬化

快，而且由于水灰比较低，硬化后密实度、强度和抗水性都较高。

例5、指出下列哪一个不是石灰在建筑工程中的应用（）

A、建筑粉刷

B、加固含水的软土地基

C、磨制生石灰粉

D、制作模型或雕塑

答案为（D），

3.3、水玻璃

水玻璃俗称泡化碱，是一种水溶性硅酸盐，由碱金属氧化物和二氧化硅组成，如硅酸钠和硅酸钾等。硅酸钠是建筑上常用的水玻璃，其水溶液为无色或淡绿色粘稠液体。

水玻璃溶液在空气中吸收二氧化碳形成无定形硅胶，并逐渐干燥而硬化，其化学反应式为：

上述反应过程进行很慢，为加速硬化，常在水玻璃中加入促硬剂如氟硅酸钠，促使硅酸凝胶加速析出，其中氟硅酸钠的适宜掺量一般为水玻璃质量的(12～15)％。

水玻璃的应用：

（1）耐酸混凝土

应用水玻璃作胶结料，氟硅酸钠作促硬剂，可以配制耐酸混凝土。

(2)耐热混凝土

应用水玻璃作胶结料，掺人促硬剂氟硅酸钠，可以配制耐热混凝土，极限使用温度可以达到1200℃。

(3)灌浆材料

水玻璃可以作为灌浆材料，用于地基加固。

另外，水玻璃可以用来配制速凝剂，用于工程抢修、堵漏等，还可以用来涂刷材料表面，提高密实性和抗风化能力等等。

金属的性质和金属材料

单元2金属的性质和金属材料【学习目标】．了解常见金属的物理特征及其应用，初步形成物质性质决定物质用途的观点，能区分常见的金属和非金属。．能用金属活动性顺序表对有关的置换反应进行简单的判断，并能解释日常生活中的一些现象。．认识到加入其他元素可以得到改良金属特性的重要物质——合金，知道生铁和钢等重要的合金。【教学重点】物质性质决定物质用途的观点。【教学难点】金属活动性顺序的理解和应用。【教学手段】实验为主，多媒体为辅。【教学课时】2课时【教学用具】课本P38~39涉及的器材和药品。【第1课时】【教学流程】教师提示→学生看书→学生讨论并提问→教师解答或实验→巩固练习→归纳小结达成学习目标1和2，分三步完成：A．达成目标1B．达成目标2c．巩固目标2 教学过程教学流程

教师活动学生活动设计意图 A．教师提示→学生看书→学生讨论→得出结论．金属是一类用途广泛的重要材料，为什么金属具有如此广泛的用途呢？引导学生看P36图8-8和相应文字，组织讨论填充P37的表格。．课堂练习：P43“实践应用”1。．学生动手看书、讨论和填表，归纳得出结论。．学生在课本上完成。培养学生阅读和思考的习惯和能力，树立性质决定用途的观点。用时6分钟。 B．教师提示→学生讨论→演示和分组实验→得出结论刚才讨论了金属的物理性质，那么金属有哪些重要的化学性质呢？．检查前课作业2，即P37表格的复习情况，复习旧知识，引出有些金属能置换酸中的氢。．是否所有金属都能置换出酸中的氢？做P38图8-9的演示实验：某些金属与酸的反应。．由刚才的演示实验得知，铁的活动性比铜强。下面请大家利用实验桌上的器材，分组探究：活动性较强的金属能

选修三物质结构和性质带答案

1.已知A. B. C. D. E都是周期表中的前四周期的元素,它们的核电荷数 A

解答： A. B. C. D. E都是周期表中的前四周期的元素,它们的核电荷数AC>Si，故答案为：N>C>Si； (3)B元素为N2,结构式为N≡N,分子中有2个π键,与其互为等电子体的物质的化学式可能为CO或CN?，故答案为：2;CO或CN?； (4)上述A的氧化物为CO2，为直线形结构，分子中C原子采取sp杂化，属于分子晶体，其晶胞中微粒间的作用力为分子间作用力，故答案为：sp；分子间作用力；

常用材料特性

下面是本人总结的一些常用材料： *AL6061:（以镁、硅为主要合金元素）55-65/KG,中等强度<270Mpa，抗腐蚀性和机加工性好， 1.镀镍； 2.阳极氧化HRC42-55（a：阳极本色氧化，厚度8-15u；b：阳极黑色氧化，厚度20-30u；c：硬质阳极氧化，厚度12-20u；d：硬质阳极氧化黑，厚度20-30u）。 *6063：（以镁、硅为主要合金元素）60/kg，强度<200Mpa。 *7075：（以锌为主要合金元素）65/kg，高强度，是6061的2倍，可淬火但脆性抵其余性能和表面处理和6061同。 *2A12：（以铜为主要合金元素）35/kg，老标准LY12，强度470Mpa，耐热，制作高负荷零件，是硬铝合金中最常用。 *5A02：（以镁为主要合金元素）35/kg，老标准LF2，日本A5052，典型防锈合金，耐腐蚀性高、焊接性好、塑性高，强度245Mpa，制作中等负荷和焊接构件。 *Q235A：老标准A3钢，碳素结构钢，7/kg，易生锈，一般钣金件做烤漆处理，步骤：a：如果生锈，先除锈；b：作漆前经过“脱脂-磷化-钝化”处理；c：喷底漆晾干，喷表面漆；d：对喷涂的工件进行烘烤，形成漆膜保护工件。处理喷漆，还可以“喷粉”“喷塑”喷粉和烤漆差不多；但喷塑比烤漆厚，里硬外软，但金属表面的附着力小均匀性差。脱脂：除油脂；磷化：使金属与磷酸或磷酸盐化学反应，在表面形成一层稳定磷酸盐膜的处理方法，防腐蚀；钝化：化学清洗，为了材料的防腐蚀。 *SUS304:52/KG,做钝化处理、表面拉丝；不建议做机加件，因为切削性不好、粘刀；钝化处理：对不锈钢全面酸洗钝化处理，清除污垢，处理后表面变成均匀银白色，大大提高不锈钢抗腐蚀性能 *SUS303：45/kg，切削性好，耐腐蚀性好，强度为6061的2倍。 *SUS440C：160/kg，含碳量高，淬火HRC >55，加工后做退磁处理，耐磨、耐腐蚀。退磁：SUS440C冷加工后带有磁性，用大功率的退磁器退磁。 *S136(H)：35/kg，（瑞典）淬火硬度HRC45-55，表面可加工成镜面，加工后做退磁，耐腐蚀性和硬度比440C低；S136H是预加硬了的，硬度HRC30-35）。 * SUS316：不锈钢塑性、韧性、冷变性、焊接工艺性能良好，316高温强度好，316L高温性能稍差，但耐蚀性好于316，由于含碳量低且含有2%－3%的钼，提高了对还原性盐和各种无机酸和有机酸、碱、盐类的耐腐蚀性能，同时高温性强度。 *45钢：碳素结构钢中的中碳钢，8-12/kg，强度：600Mpa，为防锈，做氧化处理，俗称：发蓝、发黑。轴类零件用，如要求淬硬更高可用50钢。 *SKD11：46/kg，模具钢，淬火硬度>58，高硬度、高耐磨。 *ASP-23：520/kg，高硬度、高耐磨性、高韧性粉末高速钢，硬度高达HRC60-66，用于精密冲模的冲头。 *POM：俗称“赛钢”，白色45元/kg，黑65/kg，棒55/kg，防静电338/kg，耐磨性好。*UR：30/kg，俗称“优力胶”。*有机玻璃：（PMMA）28/kg，有一定强度和耐温变性，质较脆，表面硬度不够易擦毛。 *电木：（环氧树脂层压板）32/kg，电气绝缘性良好，作电器地板； *也可采用镀锌钢板做电器地板。

金属材料学基础试题及答案

金属材料的基本知识综合测试一、判断题（正确的填√，错误的填×） 1、导热性好的金属散热也好，可用来制造散热器等零件。（） 2、一般，金属材料导热性比非金属材料差。（） 3、精密测量工具要选用膨胀系数较大的金属材料来制造。（） 4、易熔金属广泛用于火箭、导弹、飞机等。（） 5、铁磁性材料可用于变压器、测量仪表等。（） 6、δ、ψ值越大，表示材料的塑性越好。（） 7、维氏硬度测试手续较繁，不宜用于成批生产的常规检验。（） 8、布氏硬度不能测试很硬的工件。（） 9、布氏硬度与洛氏硬度实验条件不同，两种硬度没有换算关系。（） 10、布氏硬度试验常用于成品件和较薄工件的硬度。 11、在F、D一定时，布氏硬度值仅与压痕直径的大小有关，直径愈小，硬度值愈大。（） 12、材料硬度越高，耐磨性越好，抵抗局部变形的能力也越强。（） 13、疲劳强度是考虑交变载荷作用下材料表现出来的性能。（） 14、20钢比T12钢的含碳量高。（） 15、金属材料的工艺性能有铸造性、锻压性，焊接性、热处理性能、切削加工性能、硬度、强度等。（） 16、金属材料愈硬愈好切削加工。（） 17、含碳量大于0.60%的钢为高碳钢，合金元素总含量大于10%的钢为高合金钢。（） 18、T10钢的平均含碳量比60Si2Mn的高。（） 19、一般来说低碳钢的锻压性最好，中碳钢次之，高碳钢最差。（） 20、布氏硬度的代号为HV，而洛氏硬度的代号为HR。（） 21、疲劳强度是考虑交变载荷作用下材料表现出来的性能。（） 22、某工人加工时，测量金属工件合格，交检验员后发现尺寸变动，其原因可能是金属材料有弹性变形。（）二、选择题 1、下列性能不属于金属材料物理性能的是（）。 A、熔点 B、热膨胀性 C、耐腐蚀性 D、磁性 2、下列材料导电性最好的是（）。 A、铜 B、铝 C、铁烙合金 D、银 3、下列材料导热性最好的是（）。 A、银 B、塑料 C、铜 D、铝 4、铸造性能最好的是（）。 A、铸铁 B、灰口铸铁 C、铸造铝合金 D、铸造铝合金 5、锻压性最好的是（）。

用材料的性能参数

用材料的性能参数（硬铝、铸铁、Q235、不锈钢.....） ①YL108(YZAlSi12Cu2) 化学成分（质量分数）（%）: 硅(11.0~13.0)、铜（1.0~2.0）、锰（0.3~0.9）、镁（0.4~1.0）、铁（≤1.0）、镍（≤0.05）、锌（≤1.0）、铅（≤0.05）、锡（≤0.01）、铝（余量）抗拉强度 σb≥240 MPa 、伸长率δ（L0=50）≥1% 、布氏硬度HBS5/250/3≥ 90 ②YL112（YZAlSi9Cu4）化学成分（质量分数）（%）: 硅(7.5~9.5)、铜（3.0~4.0）、锰（≤0.5）、镁（≤0.3）、铁（≤1.2）、镍（≤0.5）、锌（≤1.2）、铅（≤0.1）、锡（≤0.1）、铝（余量）抗拉强度 σb≥240 MPa 、伸长率δ（L0=50）≥1% 、布氏硬度HBS5/250/3≥85 压铸铝合金主要特性：压铸的铁点是生产率高、铸件的精度高和合金的强度、硬度高，是少、无切削加工的重要工艺；发展压铸是降低生产成本的重要途径。③T7化学成分（质量分数）（%）: C（0.65~0.75）、Si(≤0.35)、Mn(≤0.4)、S(≤0.030)、P(≤0.035) 主要特性：经热处理（淬火、回火）之后，可得到较高的强度和韧性以及相当的硬度，但淬透性低，淬火变形，而且热硬性低。试样淬火：淬火温度（800~820℃）冷却介质（水）硬度值HRC≥62 ④T8化学成分（质量分数）（%）: C（0.75~0.84）、Si(≤0.35)、Mn(≤0.4)、S(≤0.030)、P(≤0.035) 主要特性：经淬火回火处理后，可得到较高的硬度和良好的耐磨性，但强度和塑

人教版高中化学选修三物质结构与性质综合练习题

《物质结构与性质》专题练习一选择题 1. 卤素单质及化合物在许多性质上都存在着递变规律。下列有关说法正确的是 A ．卤化银的颜色按AgCl 、AgBr 、AgI 的顺序依次加深 B ．卤化氢的键长按H —F 、H —C1、H —Br 、H —I 的顺序依次减小 C ．卤化氢的还原性按HF 、HCl 、HBr 、HI 的顺序依次减弱 D ．卤素单质与氢气化合按2F 、2Cl 、2Br 、2I 的顺序由难变易 2. 石墨烯是由碳原子构成的单层片状结构的新材料（结构示意图如下），可由石墨剥离而成，具有极好的应用前景。下列说法正确的是 A. 石墨烯与石墨互为同位素 B. 0.12g 石墨烯中含有6.02×1022 个碳原子 C. 石墨烯是一种有机物 D. 石墨烯中的碳原子间以共价键结合 3. 下列说法中错误．．的是: A ．CH 4、H 2O 都是极性分子 B ．在NH 4+ 和[Cu(NH 3)4]2+中都存在配位键 C ．元素电负性越大的原子，吸引电子的能力越强 D ．原子晶体中原子以共价键结合，具有键能大、熔点高、硬度大的特性 4．下列化合物，按其晶体的熔点由高到低排列正确的是 A ．SiO 2 CsCl CBr 4 CF 4 B ．SiO 2 CsCl CF 4 CBr 4 C ．CsCl SiO 2 CBr 4 CF 4 D ．CF 4 CBr 4 CsCl SiO 2 5. 在基态多电子原子中，关于核外电子能量的叙述错误的是 A. 最易失去的电子能量最高 B. 电离能最小的电子能量最高 C. p 轨道电子能量一定高于s 轨道电子能量 D. 在离核最近区域内运动的电子能量最低 6．下列叙述中正确的是 A ．NH 3、CO 、CO 2都是极性分子 B ．CH 4、CCl 4都是含有极性键的非极性分子 C ．HF 、HCl 、HBr 、Hl 的稳定性依次增强 D ．CS 2、H 2O 、C 2H 2都是直线型分子 7．下列叙述正确的是 A ．原子晶体中各相邻原子之间都以共价键结合 B ．分子晶体中都存在范德华力，分子内都存在共价键 C ．HF 、HCl 、HBr 、HI 四种物质的沸点依次升高 D ．干冰和氯化铵分别受热变为气体所克服的粒子间相互作用力属于同种类型 8． X 、Y 、Z 、M 是元素周期表中前20号元素，其原子序数依次增大，且X 、Y 、Z 相邻。X 的核电荷数是Y 的核外电子数的一半，Y 与M 可形成化合物M 2Y 。下列说法正确的是 A ．还原性：X 的氢化物>Y 的氢化物>Z 的氢化物

金属及其性质

T-常见的金属材料一．温故知新 1. 金属共同的物理性质， a. 大多数金属：①都具有光泽，不透明； ②常温下除了外，大多数金属都是固体。 ③具有良好的性和______性； ④有良好的______(可以展成薄片，可以拉成细丝)； ⑤密度_____ ，熔点_____ 。 b ．金属的物理性质差异（特性）

不同金属在金属导电性、导热性、密度、熔点、硬度等方面差异较大。例题：1. 根据上表，以及学过知识完成下列问题：地壳中含量最多的金属元素是____ 人体中含量最多的金属元素是 ____ 导电性最好的金属是________，常见导线的材料主要是_______和________。熔点最低的金属是________，熔点最高的金属是____________（常温下为液体）。 2. 填一填 C . 相关补充：铅(Pb)：有毒性，硬度1.5，质地柔软。银(Ag)：银在地壳中的含量很少，是导电性和导热性最好的金属。钨(W)：是一种银白色金属，外形似钢，钨的熔点高，化学性质很稳定。锡(Sn)：银白色，质软，易弯曲，熔点231.89℃，富延展性。铬(Cr)：银白色，质硬，有很高的耐腐蚀性，铬镀在金属上可以防锈，坚固美观。金(Au)：很柔软，容易加工，化学性质非常稳定；熔点较高，任凭火烧；也不会锈蚀。 2 .合金 a.定义：在一种________中加热融合其他________或________而形成的具有金属特性的物质。生活中大量使用的是____________（选填“纯金属”或“合金”），合金属于_______物。例如，不锈钢中包含______，_______和_______。

高中化学选修3 物质结构与性质全册知识点总结

高中化学选修3知识点总结主要知识要点： 1、原子结构 2、元素周期表和元素周期律 3、共价键 4、分子的空间构型 5、分子的性质 6、晶体的结构和性质（一）原子结构 1、能层和能级（1）能层和能级的划分 ①在同一个原子中，离核越近能层能量越低。 ②同一个能层的电子，能量也可能不同，还可以把它们分成能级s、p、d、f，能量由低到高依次为s、p、d、f。 ③任一能层，能级数等于能层序数。 ④s、p、d、f……可容纳的电子数依次是1、3、5、7……的两倍。 ⑤能层不同能级相同，所容纳的最多电子数相同。（2）能层、能级、原子轨道之间的关系每能层所容纳的最多电子数是：2n2（n：能层的序数）。

2、构造原理（1）构造原理是电子排入轨道的顺序，构造原理揭示了原子核外电子的能级分布。（2）构造原理是书写基态原子电子排布式的依据，也是绘制基态原子轨道表示式的主要依据之一。（3）不同能层的能级有交错现象，如E（3d）＞E（4s）、E（4d）＞E（5s）、E （5d）＞E（6s）、E（6d）＞E（7s）、E（4f）＞E（5p）、E（4f）＞E（6s）等。原子轨道的能量关系是：ns＜（n-2）f ＜（n-1）d ＜np （4）能级组序数对应着元素周期表的周期序数，能级组原子轨道所容纳电子数目对应着每个周期的元素数目。根据构造原理，在多电子原子的电子排布中：各能层最多容纳的电子数为2n2 ；最外层不超过8个电子；次外层不超过18个电子；倒数第三层不超过32个电子。（5）基态和激发态 ①基态：最低能量状态。处于最低能量状态的原子称为基态原子。 ②激发态：较高能量状态（相对基态而言）。基态原子的电子吸收能量后，电子跃迁至较高能级时的状态。处于激发态的原子称为激发态原子。 ③原子光谱：不同元素的原子发生电子跃迁时会吸收（基态→激发态）和放出（激发态→较低激发态或基态）不同的能量（主要是光能），产生不同的光谱——原子光谱（吸收光谱和发射光谱）。利用光谱分析可以发现新元素或利用特征谱线鉴定元素。 3、电子云与原子轨道（1）电子云：电子在核外空间做高速运动，没有确定的轨道。因此，人们用“电子云”模型来描述核外电子的运动。“电子云”描述了电子在原子核外出现的概率密度分布，是核外电子运动状态的形象化描述。

各种金属材料的特点

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各种金属材料的特点铝材类铝材属于金属类别中有色金属之一,由于应用较广，单独介绍如下：常用有铝型材和压铸铝合金两种。其中主要由纯度高达9２％以上的铝锭为主要原材料，同时添加增加强度、硬度、耐磨性等性能金属元素，如碳、镁、硅、硫等,组成多种成分“合金”。１.1铝型材铝型材常见如屏风、铝窗等。它是采用挤出成型工艺,即铝锭等原材料在熔炉中熔融后，经过挤出机挤压到模具流出成型，它还可以挤出各种不同截面的型材。主要性能即强度、硬度、耐磨性均按国家标准GB60６3。优点有：重量轻仅2.8，不生锈、设计变化快、模具投入低、纵向伸长高达1０米以上。铝型材外观有光亮、哑光之分，其处理工艺采用阳极氧化处理,表面处理氧化膜达到0.12ｍ/m厚度。铝型材壁厚依产品设计最优化来选择，不是市场上越厚越好,应看截面结构要求进行设计,它可以在0.5~５ｍm不均。外行人认为越厚越强硬,其实是错误的看法。铝型材表面质量也有较难克服的缺陷：翘曲、变形、黑线、凸凹及白线。设计者水平高者及模具设计及生产工艺合理,可避免上述缺陷不太明显。检查缺陷应按国家规定检验方法进行,即视距40~５0CＭ来判别缺陷。铝型材在家具中用途十分广泛:屏风骨架、各种悬挂梁、桌台脚、装饰条、拉手、走线槽及盖、椅管等等，可进行千变万化设计和运用! 铝型材虽然优点多，但也存在不理想的地方: 未经氧化处理的铝材容易“生锈”从而导致性能下降，纵向强度方面比不上铁制品．表面氧化层耐磨性比不上电镀层容易刮花.成本较高,相对铁制品成本高出３~４倍左右。１.2压铸铝合金压铸合金和型材加工方法相比,使用设备均不同，它的原材料以铝锭(纯度92%左右)和合金材料,经熔炉融化,进入压铸机中模具成型。压铸铝产品形状可设计成像玩具那样，造型各异,方便各种方向连接，另外,它硬度强度较高,同时可以与锌混合成锌铝合金。压铸铝成型工艺分： 1、压铸成型 2、粗抛光去合模余料 3、细抛光另一方面，压铸铝生产过程，应有模具才能制造,其模具造价十分昂贵,比注塑模等其它模具均高。同时,模具维修十分困难，设计出错误时难以减料修复。压铸铝缺点: 每次生产加工数量应多,成本才低。抛光较复杂生产周期慢产品成本较注塑件高３～4倍左右。螺丝孔要求应大一点（直径4.5mｍ）连接力才稳定适应范围：台脚、班台连接件、装饰头、铝型材封口件、台面及茶几顶托等，范围十分广泛。（2）五金类 “五金”概念属通俗说法，标准分类应划分为黑色金属和有色金属两大类，它在家具中运用有管状、棒状、板状、线、角状几种。 2.１黑色金属件

常见金属材料特性

45—优质碳素结构钢{最常用中碳调质钢} 主要特性最常用中碳调质钢，综合力学性能良好，淬透性低，水淬时易生裂纹。小型件宜采用调质处理，大型件宜采用正火处理。应用举例主要用于制造强度高的运动件，如透平机叶轮、压缩机活塞。轴、齿轮、齿条、蜗杆等。（焊接件注意焊前预热，焊后消除应力退火）。 Q235A(A3钢){最常用中碳素结构钢} 主要特性具有高的塑性、韧性和焊接性能、冷却性能，以及一定的强度，好的冷弯性能。应用举例广泛用于一般要求的零件和焊接结构。如受力不大的拉杆、连杆、销、轴、螺钉、螺母、套圈、支架、机座、建筑结构。 40Cr{合金结构钢} 主要特性经调质处理后，具有良好的综合力学性能、低温冲击韧度及低的缺口敏感性，淬透性良好，油冷时可得到较高的疲劳强度，水冷时复杂形状的零件易产生裂纹，冷弯塑性中等，回火或调质后切削加工性好，但焊接性不好，易产生裂纹，焊接前应预热100～150℃，一般在调质状态下室使用，还可以进行碳氮共参和高频表面淬火处理。

应用举例调质处理后用于制造中速，中载的零件，如机床齿轮、轴、蜗杆、花键轴、顶针套等。调质并高频表面淬火后用于制造表面高硬度、耐磨的零件，如齿轮、轴、主轴、曲轴、心轴、套筒、销子、连杆、螺钉螺母、进气阀等。经淬火及中温回火后用于制造重载、中速冲击的零件，如油泵转子、滑块、齿轮、主轴、套环等。经淬火及低温回火后用于制造重载、低冲击、耐磨的零件，如蜗杆、主轴、轴、套环等，碳氮共渗处即后制造尺寸较大、低温冲击韧度较高的传动零件，如轴、齿轮等。 HT150{灰铸铁} 应用举例齿轮箱体，机床床身，箱体，液压缸，泵体，阀体，飞轮，气缸盖，带轮，轴承盖等。 35{各种标准件、紧固件的常用材料} 主要特性强度适当，塑性较好，冷塑性高，焊接性尚可。冷态下可局部镦粗和拉丝。淬透性低，正火或调质后使用。应用举例适于制造小截面零件，可承受较大载荷的零件:如曲轴、杠杆、连杆、钩环等，各种标准件、紧固件。

(完整版)物质结构与性质知识点总结

高中化学物质结构与性质知识点总结一.原子结构与性质. 一.认识原子核外电子运动状态，了解电子云、电子层（能层）、原子轨道（能级）的含义. 1.电子云：用小黑点的疏密来描述电子在原子核外空间出现的机会大小所得的图形叫电子云图.离核越近，电子出现的机会大，电子云密度越大；离核越远，电子出现的机会小，电子云密度越小. 电子层（能层）：根据电子的能量差异和主要运动区域的不同，核外电子分别处于不同的电子层.原子由里向外对应的电子层符号分别为K、L、M、N、O、P、Q. 原子轨道（能级即亚层）：处于同一电子层的原子核外电子，也可以在不同类型的原子轨道上运动，分别用s、p、d、f表示不同形状的轨道，s轨道呈球形、p轨道呈纺锤形，d轨道和f轨道较复杂.各轨道的伸展方向个数依次为1、3、5、7. 2.(构造原理）了解多电子原子中核外电子分层排布遵循的原理，能用电子排布式表示1～36号元素原子核外电子的排布. (1).原子核外电子的运动特征可以用电子层、原子轨道(亚层)和自旋方向来进行描述.在含有多个核外电子的原子中，不存在运动状态完全相同的两个电子. (2).原子核外电子排布原理. ①.能量最低原理:电子先占据能量低的轨道，再依次进入能量高的轨道. ②.泡利不相容原理:每个轨道最多容纳两个自旋状态不同的电子. ③.洪特规则:在能量相同的轨道上排布时，电子尽可能分占不同的轨道，且自旋状态相同. 洪特规则的特例:在等价轨道的全充满（p6、d10、f14）、半充满（p3、d5、f7）、全空时(p0、d0、f0)的状态，具有较低的能量和较大的稳定性.如24Cr [Ar]3d54s1、29Cu [Ar]3d104s1. (3).掌握能级交错图和1-36号元素的核外电子排布式. ①根据构造原理，基态原子核外电子的排布遵循图⑴箭头所示的顺序。 ②根据构造原理，可以将各能级按能量的差异分成能级组如图⑵所示，由下而上表示七个能级组，其能量依次升高；在同一能级组内，从左到右能量依次升高。基态原子核外电子的排布按能量由低到高的顺序依次排布。 3.元素电离能和元素电负性第一电离能：气态电中性基态原子失去1个电子，转化为气态基态正离子所需要的能量叫做第一电离能。常用符号I1表示，单位为kJ/mol。

物质结构与性质汇总(精华版)

物质结构与性质补充练习 1．（1）中国古代四大发明之一——黑火药，它的爆炸反应为： 2KNO3 + 3C + S == A + N2↑+ 3CO2↑ (已配平) ①除S外，上列元素的电负性从大到小依次为； ②在生成物中，A的晶体类型为，含极性共价键的分子的中心原子轨道杂化类型为； ③已知CN-与N2结构相似，推算HCN分子中σ键与π键数目之比为；（2）原子序数小于36的元素Q和T，在周期表中既处于同一周期又位于同一族，且原子序数T比Q 多2。T的基态原子外围电子（价电子）排布为，Q2+的未成对电子数是（3）在CrCl3的水溶液中，一定条件下存在组成为[CrCl n(H2O)6-n]x+（n和x均为正整数）的配离子，将其通过氢离子交换树脂（R-H），可发生离子交换反应：交换出来的H+经中和滴定，即可求出x和n,确定配离子的组成。将含0．0015 mol [CrCl n(H2O)6-n]x+的溶液，与R-H完全交换后，中和生成的H+需浓度为0．1200 mol·L-1 NaOH溶液25．00 mL，该配离子的化学式为。 2．（2010省质检）X元素在第3周期中电负性最大，Y、Z元素同主族且位置相邻，Y原子的最外层电子排布为ns n np n+2。请填写下列空白。（1）第一电离能：Y Z（填“>”、“<”或“=”）；（2）XY2是一种高效安全的消毒剂，熔点-59.5℃，沸点10℃，构成该晶体的微粒之间的作用力是；（3）ZX2常用于有机合成。已知极性分子ZX2中Z原子采用np3杂化，则该分子的空间构型是，分子中X、Z原子之间形成键（填“σ”或“π”）；（4）胆矾晶体（CuSO4·5H2O）中4个水分子与铜离子形成配位键，另一个水分子只以氢键与相邻微粒结合。某兴趣小组称取2.500g胆矾晶体，逐渐升温使其失水，并准确测定不同温度下剩余固体的质量，得到如右图所示的实验结果示意图。以下说法正确的是（填标号）； A．晶体从常温升至105℃的过程中只有氢键断裂 B．胆矾晶体中形成配位键的4个水分子同时失去 C．120℃时，剩余固体的化学式是CuSO4·H2O D．按胆矾晶体失水时所克服的作用力大小不同，晶体中的水分子可以分为3种（5）右图中四条曲线分别表示H2、Cl2、Br2、I2分子的形成过程中能量随原子核间距的变化关系，其中表示v的是曲线（填“a”、“b”或“c”），理由是。 3．（2010年厦门质检卷）A、B、C、D、E、F、G七种前四周期元素，其原子序数依次增大。A的原子中没有成对电子；B的基态原子中电子占据三种能量不同的原子轨道，

金属材料性能及国家标准

金属材料性能为更合理使用金属材料，充分发挥其作用，必须掌握各种金属材料制成的零、构件在正常工作情况下应具备的性能（使用性能）及其在冷热加工过程中材料应具备的性能（工艺性能）。 ???? 材料的使用性能包括物理性能（如比重、熔点、导电性、导热性、热膨胀性、磁性等）、化学性能（耐用腐蚀性、抗氧化性），力学性能也叫机械性能。 ???? 材料的工艺性能指材料适应冷、热加工方法的能力。 ???? （一）、机械性能 ???? 机械性能是指金属材料在外力作用下所表现出来的特性。 ??? 1 、强度：材料在外力（载荷）作用下，抵抗变形和断裂的能力。材料单位面积受载荷称应力。 ??? 2 、屈服点（бs ）：称屈服强度，指材料在拉抻过程中，材料所受应力达到某一临界值时，载荷不再增加变形却继续增加或产生 0.2%L 。时应力值，单位用牛顿 / 毫米 2 （ N/mm2 ）表示。 ??? 3 、抗拉强度（бb ）也叫强度极限指材料在拉断前承受最大应力值。单位用牛顿 / 毫米 2 （ N/mm2 ）表示。 ??? 4 、延伸率（δ）：材料在拉伸断裂后，总伸长与原始标距长度的百分比。 ?? 5、断面收缩率（Ψ）材料在拉伸断裂后、断面最大缩小面积与原断面积百分比。??? 6 、硬度：指材料抵抗其它更硬物压力其表面的能力，常用硬度按其范围测定分布氏硬度（ HBS 、 HBW ）和洛氏硬度（ HKA 、 HKB 、 HRC ） ??? 7 、冲击韧性（ Ak ）：材料抵抗冲击载荷的能力，单位为焦耳 / 厘米 2 （ J/cm 2 ） . （二）、工艺性能 ???? 指材料承受各种加工、处理的能力的那些性能。 8 、铸造性能：指金属或合金是否适合铸造的一些工艺性能，主要包括流性能、充满铸模能力；收缩性、铸件凝固时体积收缩的能力；偏析指化学成分不均性。 9 、焊接性能：指金属材料通过加热或加热和加压焊接方法，把两个或两个以上金属材料焊接到一起，接口处能满足使用目的的特性。 10 、顶气段性能：指金属材料能承授予顶锻而不破裂的性能。 11 、冷弯性能：指金属材料在常温下能承受弯曲而不破裂性能。弯曲程度一般用弯曲角度α（外角）或弯心直径 d 对材料厚度 a 的比值表示， a 愈大或 d/a 愈小，则材料的冷弯性愈好。 12 、冲压性能：金属材料承受冲压变形加工而不破裂的能力。在常温进行冲压叫冷冲压。检验方法用杯突试验进行检验。 13 、锻造性能：金属材料在锻压加工中能承受塑性变形而不破裂的能力。（三）、化学性能 ???? 指金属材料与周围介质扫触时抵抗发生化学或电化学反应的性能。 14 、耐腐蚀性：指金属材料抵抗各种介质侵蚀的能力。 15 、抗氧化性：指金属材料在高温下，抵抗产生氧化皮能力。 >> 返回金属材料的检验

机械加工常用金属材料及特性

简介：1. 45——优质碳素结构钢，是最常用中碳调质钢。主要特征: 最常用中碳调质钢，综合力学性能良好，淬透性低，水淬时易生裂纹。小型件宜采用调质处理，大型件宜采用正火处理。应用举例 1. 45——优质碳素结构钢，是最常用中碳调质钢。主要特征: 最常用中碳调质钢，综合力学性能良好，淬透性低，水淬时易生裂纹。小型件宜采用调质处理，大型件宜采用正火处理。应用举例: 主要用于制造强度高的运动件，如透平机叶轮、压缩机活塞。轴、齿轮、齿条、蜗杆等。焊接件注意焊前预热，焊后消除应力退火。 2. Q235A（A3钢）——最常用的碳素结构钢。主要特征: 具有高的塑性、韧性和焊接性能、冷冲压性能，以及一定的强度、好的冷弯性能。应用举例: 广泛用于一般要求的零件和焊接结构。如受力不大的拉杆、连杆、销、轴、螺钉、螺母、套圈、支架、机座、建筑结构、桥梁等。 3. 40Cr——使用最广泛的钢种之一，属合金结构钢。主要特征: 经调质处理后，具有良好的综合力学性能、低温冲击韧度及低的缺口敏感性，淬透性良好，油冷时可得到较高的疲劳强度，水冷时复杂形状的零件易产生裂纹，冷弯塑性中等，回火或调质后切削加工性好，但焊接性不好，易产生裂纹，焊前应预热到100～150℃，一般在调质状态下使用，还可以进行碳氮共渗和高频表面淬火处理。应用举例:调质处理后用于制造中速、中载的零件，如机床齿轮、轴、蜗杆、花键轴、顶针套等，调质并高频表面淬火后用于制造表面高硬度、耐磨的零件，如齿轮、轴、主轴、曲轴、心轴、套筒、销子、连杆、螺钉螺母、进气阀等，经淬火及中温回火后用于制造重载、中速冲击的零件，如油泵转子、滑块、齿轮、主轴、套环等，经淬火及低温回火后用

高考专题复习《物质结构与性质》知识考点

《物质结构与性质》精华知识点课本：1、熟记1-36号元素电子排布 1、核电荷数从1到18的元素的原子结构示意图 H He Li Be B C N O F Ne Na Mg Al Si p S Cl Ar 2、原子的核外电子排布式和外围电子（价电子）排布式（原子核外电子排布时，先排4s 后排3d，形成离子时先失去最外层电子）核外电子排布式外围电子排布式核外电子排布式外围电子排布式 26Fe：[Ar]3d64s2 3d64s2 26 Fe2+：[Ar]3d6 3d6 26Fe3+：[Ar]3d5 3d5 29 Cu：[Ar]3d104s1 3d104s1 29Cu +：[Ar]3d10 3d10 29 Cu 2+：[Ar]3d9 3d9 24Cr： [Ar]3d54s1 3d54s1 24 Cr3＋[Ar] 3d3 3d3 30Zn : [Ar]3d104s2 3d104s2 30 Zn2+ [Ar]3d10 3d10 22Ti2+ [Ar]3d2 3d2 25 Mn [Ar]3d54s2 3d5 4s2 31Ga[Ar]3d104s24P1 4s24P1 32 Ge[Ar]3d104s24P2 4s24P2

33 As: [Ar]3d 104s 24P 3 4s 24P 3 24Se : [Ar]3d 104s 24P 3 4s 24P 3 3、元素周期表（对应选择第11题）（1）同周期，原子半径减小，同主族原子半径增加；对于电子层结构相同的离子来说，核电荷数越大，离子半径越小：Al 3+＜Mg 2+＜Na +＜F －＜O 2- Ca 2+＜K +＜Cl －＜S 2- （2）p 轨道有2个未成对电子，有P 2和P 4。C:2S 22P 2 、Si:3S 23P 2、O ：2S 22P 4、S ：3S 23P 4 （3）（3S 23P 6 3d 10）第三周期内层电子全充满，Cu 和Zn （4）Cr ：3d 54s 1， 6个未成对电子数，第四周期未成对电子数最多（5）氟元素的非金属性最强，因此：①F 无正价②气态氢化物中最稳定的是HF 。（6）最高价含氧酸酸性最强的是：高氯酸（HClO 4）（7）Al 元素：原子有三个电子层，简单离子在本周期中半径最小（8）某元素的最高价氧化物对应的水化物能与其气态氢化物化合生成盐，则该元素是：氮（氨气和硝酸反应生成硝酸铵）。（9）气态氢化物的稳定性：（同周期增强，同主族减弱）CH 4< NH 3< H 2O

金属材料的使用性能

金属材料的使用性能 1. 密度(比重):材料单位体积所具有的质量，即密度＝质量/体积，单位为g/cm3。 2. 力学性能: 金属材料在外力作用下表现出来的各种特性，如弹性、塑性、韧性、强度、硬度等。 3. 强度: 金属材料在外力作用下抵抗变形和断裂的能力。屈服点、抗拉强度是极为重要的强度指标，是金属材料选用的重要依据。强度的大小用应力来表示，即用单位面积所能承受的载荷(外力)来表示。 4. 屈服点: 金属在拉力试验过程中，载荷不再增加，而试样仍继续发生变形的现象，称为“屈服”。产生屈服现象时的应力，即开始产生塑性变形时的应力，称为屈服点，用符号σs表示，单位为MPa。 5. 抗拉强度: 金属在拉力试验时，拉断前所能承受的最大应力，用符号σb表示，单位为MPa。 6. 塑性: 金属材料在外力作用下产生永久变形(去掉外力后不能恢复原状的变形)，但不会被破坏的能力。 7. 伸长率: 金属在拉力试验时，试样拉断后，其标距部分所增加的长度与原始标距长度的百分比，称为伸长率。用符号δ，%表示。伸长率反映了材料塑性的大小，伸长率越大，材料的塑性越大。 8. 韧性: 金属材料抵抗冲击载荷的能力，称为韧性，通常用冲击吸收功或冲击韧性值来度量。 9. 冲击吸收功: 试样在冲击载荷作用下，折断时所吸收的功。用符号A?k表示，单位为J 。 10. 硬度: 金属材料的硬度，一般是指材料表面局部区域抵抗变形或破裂的能力。根据试验方法和适用范围的不同，可分为布氏硬度和洛氏硬度等多种。布氏硬度用符号HB表示：洛氏硬度用符号HRA、HRB或HRC表示。部分常用钢的用途 (一)各牌号碳素结构钢的主要用途: 1.牌号Q195，含碳量低，强度不高，塑性、韧性、加工性能和焊接性能好。用于轧制薄板和盘条。冷、热轧薄钢板及以其为原板制成的镀锌、镀锡及塑料复合薄钢板大量用用屋面板、装饰板、通用除尘管道、包装容器、铁桶、仪表壳、开关箱、防护罩、火车车厢等。盘条则多冷拔成低碳钢丝或经镀锌制成镀锌低碳钢丝，用于捆绑、张拉固定或用作钢丝网、铆钉等。 2.牌号Q215，强度稍高于Q195钢，用途与Q195大体相同。此外，还大量用作焊接钢管、镀锌焊管、炉撑、地脚螺钉、螺栓、圆钉、木螺钉、冲制铁铰链等五金零件。

材料的力学性能使用性能和工艺性能使用性能是指金属材料

第一节材料的力学性能使用性能和工艺性能：使用性能是指金属材料在使用过程中表现出来的性能，包括力学性能、物理性能(如电导性、热导性等)、化学性能(如耐蚀性、抗氧化性等)。所谓工艺性能是指金属材料在各种加工过程中所表现出来的性能，包括铸造性能、锻造性能、焊接性能、热处理性能和切削加工性能等。材料的力学性能是指材料在各种载荷(外力)作用下表现出来的抵抗能力，它是机械零件设计和选材的主要依据。常用的力学性能有：强度、塑性、硬度、冲击韧度和疲劳强度等。一、刚度定义：工程上，指构件或零件在受力时抵抗弹性变形的能力。计算：等于材料弹性模量E 与零构件截面积A 的乘积。零构件发生过弹性变形的原因是刚度不足；金属和合金的弹性模量不能通过合金化和热处理、冷变形等方法改变；提高零构件刚度方法是增加横截面积或改变截面形状。二、强度强度是指材料在外力作用下抵抗变形或断裂的能力。由于所受载荷的形式不同，金属材料的强度可分为抗拉强度、抗压强度、抗弯强度和抗剪强度等。有些金属材料，如高碳钢、铸铁等，在拉伸试验中没有明显的屈服现象。所以国标中规定，以试样的塑性变形量为试样标距长度的0.2%时的应力作为屈服强度，用σ0.2表示。三、塑性塑性是指金属材料在载荷作用下，产生塑性变形而不破坏的能力。金属材料的塑性也是通过拉伸试验测得的。常用的塑性指标有伸长率和断面收缩率。（1）伸长率： %10000?-= l l l k δ 长试样和短试样的伸长率分别用δ 10和δ5表示，习惯上δ10也常写成δ。 (2)断面收缩率：

%10000?-= S S S k ψ 四、硬度硬度是衡量材料软硬程度的指标，它表示材料在外力作用下抵抗变形或破裂的能力。常用的有：布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度试验方法。 HB=S F ?102.0=Dh F π?102.0 用淬火钢球作压头测得的硬度用符号HBS 表示，适合于测量布氏硬度值小于450的材料；用硬质合金球作压头测得的硬度用符号HBW 表示，适合于测量布氏硬度值450～650的材料。布氏硬度压痕大，试验结果比较准确。但较大压痕有损试样表面，不宜用于成品件与薄件的硬度测试，而且布氏硬度整个试验过程较麻烦。（2）洛氏硬度 HR=N-S h 常用的洛氏硬度是HRA 、HRB 和HRC 三种。（3）维氏硬度维氏硬度也是根据压痕单位表面积上的载荷大小来计算硬度值。所不同的是采用相对面夹角为136°的正四棱锥体金刚石作压头。维氏硬度适用范围宽(5～1000 HV)，可以测从极软到极硬材料的硬度，尤其适用于极薄工件及表面薄硬层的硬度测量(如化学热处理的渗碳层、渗氮层等)，其结果精确可靠。缺点是测量较麻烦，工作效率不如洛氏硬度高。五、冲击韧度金属材料在冲击载荷作用下抵抗破坏的能力称为冲击韧度。物理意义：试样在冲断时单位横截面积上所消耗的冲击功A K ，单位为J/cm 2。a K 值越大，表示材料的冲击韧性越好。应用：（1）评价材料冶金质量和锻造及热处理的缺陷（因其对材料中的缺陷比较敏感），与屈服强度结合用于一般零件抗断裂设计。（2）低温冲击试验，测量材料的韧脆转变温度T K 。T 〉T K 为韧性断裂，不希望材料在T K 温度以下工作。