材料化学导论习题库高分子材料导论叙述高分子科学在
材料化学导论习题库
第一篇高分子材料导论
第一章
1.叙述高分子科学在科学技术发展中的地位。
2.说出获得诺贝尔奖的高分子科学家的名字和他们的主要贡献。
3.说出十种你日常生活中遇到的高分子的名称。
4.查阅最新的全世界合成材料的年产量，并与图1-2相比较，看又增长了多少？(提示：
从当年的“塑料工业”、“橡胶工业”和“合成纤维工业”的有关文章中可查到前一年的数据)
5.调查学习高分子的学生毕业后就业的百分比是多少？
6.下列产品中哪些属于聚合物？(1) 水；（2）羊毛；(3) 肉；(4) 棉花；(5) 橡胶轮胎；(6)
涂料
7.写出下列高分子的重复单元的结构式：(1) PE；(2) PS；(3) PVC；(4) POM；(5) 尼龙；
(6) 涤纶
8．用简洁的语言说明下列术语：（1）高分子；(2) 链节；（3）聚合度；(4) 多分散性；
(5) 网状结构；(6) 共聚物
9．说出具有下列重复单元的一种聚合物的名称。
A．亚乙基—CH2—CH2—
B．苯酚和甲酚缩合后的单元
C．氨基酸缩和后的单元
10．H（CH2CH2）3000H的分子量是多少？
11．平均分子量为100万的超高分子量PE的平均聚合度是多少？
12．已知一个PS试样的组成如下表所列，计算它的数均分子量、重均分子量和d。
组分重量分数平均分子量组分重量分数平均分子量
1 0.10 20.19 30.24 4 0.18 1.2万
2.1万
3.5万
4.9万
5
6
7
8
0.11
0.08
0.06
0.04
7.5万
10.2万
12.2万
14.6万
13．按值递增的次序排列数均分子量、重均分子量、Z均分子量和粘均分子量。
14．下列哪一种聚合物是单分散的？（1）天然橡胶；(2) 玉米淀粉；(3) 棉纤维素；(4) 牛奶酪蛋白；(5) 高密度聚乙烯；(6) 聚氯乙烯；(7) β—角蛋白；(8) 尼龙-66；(9) 脱氧核糖核酸；(10) 石腊
15．高分子结构有哪些层次？各层次研究的内容是什么？
16．什么是高分子的构型？什么是高分子的构象？请举例说明。
17．有一种等规度不高的聚丙烯，能否通过改变构象的办法提高它的等规度？为什么？18．由以下单体聚合得到的高分子是否存在有规立构体？有几种？
(1) CH2=CH－CH2－CH=CH2；(2) CH2=C(CH3)2
19．画出PE的平面锯齿形构象示意图。
20．当n=2000时，高密度聚乙烯分子链的近似长度为多少？重复单元数目相同的聚氯乙烯分子链的近似长度是多少？
21．线形聚合物和支化聚合物中碳原子的近似键角各是多少度？
22．用粗略的示意图表示：(1) 线型聚合物；(2) 带短支链的聚合物；(3) 交联聚合物23．试分析线形、支化、交联高分子的结构和性能特点。
24．下列聚合物中哪些是热固性的？哪些是热塑性的？（1）纤维素；(2) 未硫化橡胶；(3) A阶段酚醛树脂；(4) 硝酸纤维素；（5）模制的酚醛塑料；(6) 硫化橡胶
25．高分子的溶解过程是怎样的？为什么它们的溶解总要经过溶胀这一步。
第二章
1．纤维素中每个脱水葡萄糖单元中有多少羟基？
2．二醋酸纤维素和三醋酸纤维素哪个极性大？
3．纤维素水解产生的单糖和淀粉水解产生的单糖有差别？
4．如果年产纸108 t，则每年能得到多少木质素？
5．硝酸纤维素加热软化时会爆炸。添加什么物质使其能在低温下加工？
6．为什么商品甲基纤维素比纤维素更易溶于水？
7．为什么淀粉能被人消化；而纤维素却不能？
8．为什么可以预计壳聚糖能溶于盐酸？
9．古塔波胶(即硬质橡胶)和天然橡胶的差别何在？
10．完全氢化的天然橡胶和完全氢化的古塔波胶有什么差别？
11．在拉伸时，未硫化橡胶和古塔波胶哪一个更倾向于呈晶态？
12．哪种a-氨基酸不属于左旋型（L）系列？
13．脱氧核糖核酸高分子链中的重复单元是什么？
14．哪一种碱存在于脱氧核糖核酸中而不存在于核糖核酸中？
15．如果双螺旋分子中一条链的顺序为ATTACGTCAT，则相邻链的顺序是什么？
第三章
1．下列烯类单体适于何种机理聚合：自由基聚合，阳离子聚合或阴离子聚合？并说明理由。
CH2==CHCl CH2==CCl2 CH2==CHCN CH2==C(CN)2CH2==CHCH3 CH2==C(CH3)2CH2==CHC6H5 CF2==CF2 CH2==C(CN)COOR CH2==C(CH3)－CH==CH2
2．判断下列烯类能否进行自由基聚合，并说明理由。
CH2==C(C6H5)2ClHC==CHCl CH2==C(CH3)C2H5CH3CH==CHCH3 CH2==C(CH3)COOCH3 CH2==CHOCOCH3CH3CH==CHCOOCH3
3．以偶氮二异丁腈为引发剂，写出氯乙烯聚合历程中各基元反应式。
4．自由基聚合时，转化率和分子量随时间的变化有何特征？与机理有何关系？
5．写出下列常用引发剂的分子式和分解反应式：偶氮二异丁腈、过氧化二苯甲酰、异丙苯过氧化氢、过硫酸钾-亚硫酸盐体系、过氧化氢-亚铁盐体系。其中哪些属于水溶性，使用场所有何不同。
6．甲基丙烯酸甲酯在50℃下用偶氮二异丁腈引发聚合，已知该条件下，链终止既有偶合终止，又有歧化终止，生成聚合物经实验测定引发剂片断数目与聚合物分子数目之比为1﹕1.25，请问此聚合反应中偶合终止和歧化终止各占多少分数？
7．在自由基聚合反应中，链终止速率常数k t大于链增长速率常数k p，为什么还能生成长链聚合物分子？
8．氯乙烯、苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯聚合时，都存在着自动加速现象，三者有何异同？氯乙烯悬浮聚合时，选用半衰期适当（如2h）的引发剂，基本上接近匀速反应，解释其原因。
这三种单体聚合的终止方式有何不同？
9．什么叫链转移反应？有几种形式？对聚合速率和分子量有何影响？什么叫链转移常数？与链转移速率常数的关系？
10．在自由基聚合中，为什么聚合物链中单体单元大部分按头尾方式连接，且所得的聚合物多为无规立构？
11．已知在苯乙烯单体中加入少量乙醇进行聚合时，所得聚苯乙烯的分子量比一般本体聚合要低。但当乙醇量增加到一定程度后，所得到的聚苯乙烯的分子量要比相应条件下本体聚合所得的要高，试解释之。
12．苯乙烯以二叔丁基过氧化物为引发剂，苯为溶剂，在60℃下进行聚合。已知：[M]=1.0 mol·L-1，[I]=0.01 mol·L-1，R i=4×10-11mol·L-1·s-1，R p=1.5×10-7mol·L-1·s-1，C m=8.0×10-5，C i=3.2×10-4，C s=2.3×10-6，60℃下苯和苯乙烯的密度分别为0.839g·mL-1和0.887 g·mL-1，假定苯乙烯—苯体系为理想溶液。试求fk d、动力学链长和平均聚合度。
13．以过氧化苯甲酰为引发剂，在60℃下进行苯乙烯聚合动力学研究，获得数据如下：60℃下苯乙烯密度为0.887 g·mL-1，引发剂用量为单体质量的0.109％，R p=0.255×10-4 mol·L-1·s-1，X n=2460，f=80％，自由基寿命τ=0.82 s。试求k d、k p、k t，建立这三个常数的数量级概念，比较[M]和[M·]的大小和R i、R p、R t的大小。
14．什么原因造成聚合体系产生诱导期？何谓阻聚剂？何谓缓聚剂？它们与诱导期有什么关系？
15．单体(如苯乙烯)在储存和运输过程中，常需加入阻聚剂。聚合前用何法除去阻聚剂？若取混有阻聚剂的单体聚合，将会发生什么后果。
16．通常情况下，自由基聚合速率与引发剂浓度的1／2次方成正比。试问在何种反应条件下（即哪种类型的引发与终止），会出现与引发剂浓度存在下列关系：①一次方；②零次方。并解释造成这种动力学级数差别的聚合反应机理，推导出R p∝[I]和R p∝[I]0的动力学表达式。
17．工业上用自由基聚合生产的大品种有哪些？试简述它们常用的聚合方法和聚合条件。18．简要解释下列名词，并指出它们之间的异同点。
（1）○1本体聚合；②气相聚合；○3固相聚合；④熔融缩聚。
（2）○1悬浮聚合；②乳液聚合；○3界面缩聚。
(3)①溶液聚合；②淤浆聚合；○3均相聚合；○4沉淀聚合。
19．苯乙烯本体聚合的工业生产分两个阶段。首先于80一85℃使苯乙烯预聚至转化率33—35％。然后流入聚合塔，塔内温度从100℃递升至200℃。最后熔体挤出造粒。试解释采取上述步骤的原因。
20．乳液聚合的一般规律是：初期聚合速率随聚合时间的延长而逐渐增加，进入恒速聚合。之后，聚合速率逐渐下降。试从乳液聚合机理和动力学方程分析发生上述现象的原因。21．典型乳液聚合的特点是持续反应速度快，反应产物分子量高。在大多数本体聚合中又常会出现反应速度变快分子量增大的现象。试分析造成上述现象的原因并比较其异同。22．有下列催化剂和单体：
催化剂：(C6H5CO2)2、(CH3)3COOH+Fe2+、Na+萘、H2SO4、BF3+H2O、n-C4H9Li
单体：CH2＝CHC6H5、CH2＝C(CN)2、CH2＝C(CH3)2、CH2＝CH—O—C4H9、CH2＝CHCl、CH2＝C(CH3)COOCH3
a．写出各催化剂的链引发方程式；
b．每种引发剂各可引发哪些单体？为什么？
c．在这些聚合反应中对溶剂和温度有何要求？
23．有一正在进行聚合反应的苯乙烯聚合体系，请用最直观、方便的实验方法判断该体系是
自由基、阳离子还是阴离子聚合类型。
24．试从单体、引发剂，聚合方法及反应的特点等方面对自由基、阴离子和阳离子聚合反应进行比较。
25．在离子聚合反应过程中，能否出现自动加速效应？为什么？
26．为什么进行离子聚合和配位聚合反应时需预先将原料和聚合容器净化、干燥、除去空气并在密封条件下聚合？
27．何谓Ziegler-Natta催化剂？何谓定向聚合？两者有什么关系？有哪些方法可生成立构规整性聚合物？
28．聚乙烯有几种分类方法？这几种聚乙烯在结构和性能上有何不同？它们分别是由何种方法生产的？
29．试讨论丙烯进行自由基、离子和配位聚合时，能否形成高分子量聚合物的原因。30．无规、交替、嵌段、接枝共聚物的结构有何差异？在这些共聚物名称中，对前后单体的位置有何规定？
31．什么叫理想共聚？什么叫交替共聚？r1和r2必须取何值才能得到恒比共聚物？
32．已知丙烯腈(M1)与偏氯乙烯(M2)共聚时的r1=0.91，r2=0.37。
a．试作d[M l]／(d[M l]+d[M2])～[M1]／([M1]+[M2])曲线（亦称F l～f l曲线）；
b．由曲线求出恒比共聚物的f l[即[M1]／([M1]+[M2])]；
c．当原料的质量配比为M1：M2=20：80时，求反应初期共聚物中丙烯腈（M1）的质量分数。
33．在自由基共聚合反应中，苯乙烯的相对活性远大于醋酸乙烯，当醋酸乙烯均聚时如果加入少量苯乙烯，则醋酸乙烯难以聚合。试解释发生这一现象的原因。
34．以四氢呋喃为溶剂，正丁基锂为引发剂，使500 kg苯乙烯聚合，要求生成聚合物的分子量为104000，问应加多少重量的正丁基锂？
35．将1.0×10-3mol的萘钠溶于四氢呋喃中，然后迅速加入2.0mo1的苯乙烯，溶液的总体积为1L。假如单体立即均匀混合。发现2000s内已有一半单体聚合。计算在聚合了2000s 和4000s时的聚合度。
第四章
1．试比较逐步聚合与连锁聚合的区别，如何用实验方法测定一个未知单体（X）的聚合是按逐步聚合机理，还是按连锁聚合机理进行的？
2．推导等摩尔二元酸与二元醇缩聚在外加酸催化下的反应速率方程式，并与引发剂存在下的自由基聚合速率方程式进行比较，说明异同点。
3．等摩尔己二胺和己二酸进行缩聚，反应程度p为0.500，0.800，0.900，0.950，0.970，0.980，
X和DP并作图。
0．990，0.995时，试求数均聚合度n
4．反应程度为99.5％时，为获得分子量为15000的尼龙66，问己二胺与己二酸起始比例应该多少？这样的聚合物分子链端是什么基团？
5．用等摩尔己二胺与已二酸制备尼龙66，应加多少乙酸才能在转化率达99.7％时，得到分子量为16000的聚合物？
6．等摩尔二元醇和二元酸经外加酸催化缩聚，试证明p从0.98到0.99所需的时间与从开始至p=0.98需的时间相近。
7．己二酸与己二胺缩聚反应的平衡常数K=432，问两种单体等摩尔投料，要得数均聚合度为200的尼龙66，体系中含水量必须控制在多少？
8．等摩尔乙二醇与对苯二甲酸于280℃下缩聚，已知反应平衡常数K=4.9，若达平衡时，体
系中残存水量为单体的0.001％，问所得涤纶树脂的平均聚合度为多少？ 9．计算下列单体混合后反应到什么程度必然成为凝胶。 （a ）苯酐和甘油等摩尔比； （b ）苯酐：甘油=1.5：0.98；
（c ）苯酐：甘油：乙二醇=1.5：0.99：0.002； （d ）苯酐：甘油：乙二醇=1.5：0.5：0.7
10．为了保证缩聚反应时官能团等化学计量配比，可以采取哪些措施？
11．1000g 环氧树脂（环氧值0.2）用乙二胺或二次乙基三胺固化，以过量10％计，试求两种固化剂用量。
12．不饱和聚酯树脂的主要原料为乙二醇、马来酸酐和邻苯二甲酸酐。试说明三种原料各起什么作用？它们之间比例调整的原理是什么？用苯乙烯固化的原理是什么？如考虑室温固化时可选何种固化体系？
13．解释下列术语，并说明两者的关系或差异。
a ．反应程度和转化率。
b ．缩聚两原料的摩尔系数和过量百分数。
c ．平均官能度与凝胶点。
d ．界面缩聚和溶液缩聚。 14．写出并描述下列缩聚反应所形成的聚酯的结构。它们的结构与反应物质相对量有无关系。如有关系，请说明差别。
a b c
d
e
f R 1R R 2HO OH
HO COOH
HO OH
R COOH HOOC +
R 1HO OH
+
+R HO COOH R COOH HOOC R 1HO OH
+R HO COOH R 1HO OH +R COOH HOOC R 2HO OH
+R 1HO OH +第五章
1．聚合物化学反应有哪些特征？与低分子化学反应有什么区别？ 2．解释下列名词：
高分子效应，端基聚合物，遥爪聚合物，硫化反应，聚合物老化，无规断链反应，自然降解型高分子，绿色高分子。
3．利用大分子反应合成下列产物：
a ．聚乙烯胺；
b ．P(MMA-g-St)；
c ．P(Bu-b-St)；
d ．SBS 树脂；
e ．ABS 树脂； 4．从乙酸乙烯酯出发制取聚乙烯醇缩甲醛：
1) 写出各步反应式并注明各步主产物的名称及用途。 2) 纤维用和悬浮聚合分散剂用的聚乙烯醇有何差别？
3) 实验测得一聚乙酸乙烯酯样品的数均聚合度为200，将其进行湿法水解得聚乙烯醇，发现其数均聚合度降为180，试结合第三章所学知识，解释这一现象。
4) 下列合成路线是否可行？请说明理由。
乙酸乙烯酯
乙烯醇
聚乙烯醇
产物水解
缩醛化
5．下列聚合物用哪—类反应进行交联。
a ．乙二醇和马来酸酐合成的聚酯；
b ．聚异戊二烯；
c ．聚二甲基硅氧烷；
d ．聚乙烯；
e ．乙丙二元胶。
6．将PMMA 、PAN 、PE 、PVC 四种聚物进行热降解反应，分别得到何种产物。
7．利用热降解回收有机玻璃边角料时，如该边角料中混有PVC 杂质，则使MMA 的产率降低，质量变差，试用化学反应式说明其原因。
（1）
CH 2CH 2
n
CH 2
n
O
（2）
CH 2
n
CH
（3）
8．有些聚合物老化后龟裂变粘，有些则变硬发脆。这是为什么？ 9．橡胶为什么要经过塑炼后再进一步加工？ 10．橡胶制品常填充炭黑，试说明其道理。
11．聚乳酸为什么可以用作外科缝合线，伤口愈合后不必拆线？ 第六章
1．正己烷的稳定构象有多少种？画出最伸展的构象和最卷曲的构象的示意图，并用t 、g
和g'的符号表示这两种构象。
2．什么是链段？链段与链节有什么不同？如何理解链段越长，分子链刚性越大？ 3．聚合物的分子结构对主链的柔顺性有何影响？
4．举例说明具有哪些结构的聚合物可用作橡胶？哪些结构的聚合物可用作工程塑料？为什
么？
5．试从下列高聚物的链节结构，定性判断分子链的柔性或刚性，并分析原因。
6．纤维素的柔顺性如何？为什么？ 7．比较以下聚合物的柔顺性
8．画出锯齿形碳链的示意图，并根据键长和键角推导L max = (2/3)n 2l 2
。
9．现有一种三嵌段共聚物M －S －M （M 为甲基丙烯酸甲酯，S 为苯乙烯，两个M 段一样
长），当S 段重量百分数为50％时，在苯溶液中S 段的根均方末端距为10.2nm 。已知 C －C 键角为109.5°，键长为0.154nm ，分别求出S 段和每个M 段的聚合度。 10．叙述聚合物结晶的主要类型及其形成条件。
11．用什么事实可以证明结晶聚合物中有非晶态结构。 12．将下列两组聚合物的结晶难易程度排列成序： （1）PE ，PVC ，PS
（2）聚对苯二甲酸乙二醇酯，聚间苯二甲酸乙二醇酯，聚己二酸乙二醇酯 13. 为什么聚对苯二甲酸乙二醇酯从熔体淬火时得到透明体？
14．聚乙烯和聚丙烯都是有一定刚性的半透明塑料，为什么65％乙烯和35％丙烯的共聚物 却是柔软且透明的橡胶？
15．说明聚乙烯结晶度可高达95％，无规聚丙烯不能结晶，而聚异丁烯最大结晶度为20％
的原因。
16．通常聚乙烯的结晶度小于90％（质量分数），试用自己计算的数据解释聚乙烯比水轻
的原因。（ρa 取0.85，ρc 取1.01）
CH 2
C F
F
（1）
（6）
（5）
（4）
（3）
（2）
CH C
O N H CH 2
CH O
C CH 3
3
C O
CH
C CH 2
CH 3
CH 2
CH 2
CH 4H 9
CH CH 2CH 3
O
CH CH 2O （4）（3）（2）CH CH 2CH 3（1）CH CH 2
CH 2CH 3CH 2CH 2CH CH 2CH 2CH 3CH 217．试从全同聚丙烯结晶(α型)的晶胞参数(a=0.665nm ，b=2.096nm ，c=0.650nm ，β=
99°20′)出发。计算完全结晶聚丙烯的密度，并与表6－1中的文献值相比较。（提示： 对于单斜晶系，晶胞体积＝a ·b ·c ·sin β）
18．计算密度为970Kg ·M -3的线形聚乙烯和密度为917Kg ·M -3
的支化聚乙烯的结晶度， 并解释为什么两者的结晶度相差这么大？
19．为获得高结晶度的聚甲醛试样，要在适当的温度下对试样进行退火处理，试从其熔点 出发，估算最佳结晶温度。
20．排出下列聚合物的熔点顺序，并予以解释。 （1）聚对苯二甲酸乙二醇酯；（2）聚丙烯；（3）聚乙烯；（4）聚四氟乙烯；（5）聚乙
二醇；（6）聚甲醛；（7）尼龙66
21．预计由以下单体聚合而成的全同立构聚合物哪一个T m 高。
22．列出下列单体所组成的聚合物熔点顺序，并说明理由。
23．解释合成纤维的加工成形过程中为什么要进行牵伸和热定形？
24．试述高分子液晶的形成条件，和向列型、近晶型、胆甾型液晶的结构特征。 25．什么是高分子合金？高分子合金常出现什么微观形态结构？
第七章
1．下列哪一种聚合物有明显的氢键？（1）天然橡胶；（2）高密度聚乙烯；（3）聚对苯二 甲酸乙二醇酯；（4）尼龙6；（5）聚乙烯醇；（6）纤维素；
2．什么是溶度参数？如何用粘度法测定聚合物的溶度参数？这种测定的依据是什么？ 3．解释产生下列现象的原因：
（1）聚四氟乙烯至今找不到合适的溶剂
（2）硝酸纤维素不溶于乙醇或乙醚，却溶于乙醇和乙醚的混合溶剂中。根据溶度参数 值预计该混合溶剂的最佳组成比是多少？
4．试指出下列结构的聚合物，其溶解过程各有何特征? （1）非极性非晶态聚合物，
（2）非极性晶态聚合物， （3）低交联度聚合物。
5．解释为什么邻苯二甲酸二丁酯与PVC 的互溶性好，是主增塑剂；而癸二酸二辛酯与PVC 的
互溶性较差，只能作辅助增塑剂。
6．为什么在脂肪族极性溶剂的同系物中，δ值随分子量增加而下降？
7．尼龙n 是结晶性高分子，它在室温下不溶于水或正己烷，但会溶胀而达到溶胀平衡。问n
增加时，在这两种溶剂中的溶胀度分别会增加还是减少？
8．一种聚合物具有溶度参数δ＝20.3(J/cm 3)1/2
(δd ＝10.2,δp ＝14.3,δh ＝10.2)，其溶度参
NH(CH 2)6NH C (CH 2)4C H OH
n
数球的半径为3.0，问一个δ＝20.4(δd ＝12.2,δp ＝16.3,δh ＝0)的溶剂能溶解它吗？ 为什么？
9．今有A 、B 两种尼龙试样，用端基滴定法测定分子量。两种试样的重量均为0.3111g ，以
0.0259mol ·dm -3
KOH 标准溶液滴定时，耗用碱液的体积为0.38ml ， （1）若A 试样的结构为
则其数均分子量为多少？
（2）若测知B 试样的数均分子量为6.38×104
，则B 试样的分子结构特征如何？ （3）推测两种尼龙试样的合成条件有何不同？
10．试述粘度法、膜渗透压法、VPO 法和光散射法测定聚合物分子量的表达式，列表说明这四
种方法的分子量适用范围，分子量统计意义和方法类型（即绝对或相对）。 11．怎样的分子量测定方法能够时间用来确定下面物质的分子量？
（1）由乙二醇、邻苯二甲酸酐和乙酸反应得到的可溶性聚合物的数均分子量，此试样的
分
子量已知近似为1200。
（2）分子量约为700,000的聚异丁烯的重均分子量。
12．下面是从聚酯在氯仿中的溶液，于20℃下的渗透压法测得的数据。测得结果用溶剂的高
度h 表示，氯仿的密度是1.48g/cm 2
。求数均分子量。
浓度（g/dl ）
0.57 0.48 0.17 0.10 h/cm
2.829
1.008
0.521
0.275
13．一系列窄分布聚苯乙烯样品的分子量由膜渗透压测定，它们的特性粘数由乌氏粘度计在 30℃甲苯溶液中测定，结果如下： M ×10－4
(g ·mol -1
) 7.6 13.5 16.3 33.6 44.0 55.6 85.0
[η]/m 3
Kg -1
0.0382 0.0592 0.0696 0.1054 0.1292 0.1650 0.2210
求Mark-Houwink 公式中常数K 和α。
14．一聚合物符合[η]＝KM ，试证明粘度法与光散射法测得的分子量相等。
15．从θ溶剂中的渗透压数据知道，一种聚合物的分子量是104
，在室温（300K ）下，当溶液
浓度为1.17Kg ·m -3
时，试预测其膜渗透压值为多大? 现从良溶剂中用光散射法测得的
分子量为3×104
, 试解释两种方法为何有这么大的差别？如果膜渗透压法测定也在良溶剂中进行，则上述差别是变得更大，更小，还是不变？
16．用GPC 法测定某聚合物试样得分子量分布。淋出体积Ve 已由普适校准曲线换算成分子
量，浓度检测信号H i 和各级分的分子量M i 列于下表。若不考虑加宽效应改正，试求该聚
合物的平均分子量n
M 、w M 和多分散系数d 。
CH2CH2
n
CH2CH
n
CH3
CH CH
n
CH2CH
n
CN
CH2C
n
CH3
CH
3
M
i
×10－4 20.0 16.0 11.0 8.00 6.00 5.00 3.50 2.50 2.00 1.20
H
i
5 50 150 250 400 410 300 200 70 20 17．试述GPC的原理。何谓普适校正？
18．画出非晶态聚合物的形变－温度曲线示意图，三种力学状态和两个热转变的分子机理。19．画出晶态聚合物的形变－温度曲线示意图，并说明与非晶态聚合物有何不同？
20．玻璃化转变的机理如何？说明塑料、橡胶、合成纤维的使用上限温度对应于什么转变？21．下列哪一种材料自由体积的百分数较高？（1）在T g时的聚苯乙烯；（2）在T g时的天然橡胶。
22．聚乙烯是结晶性聚合物，所以聚乙烯样品没有T g，这句话对吗？为什么？
23．比较以下聚合物的T g，并简要说明理由。
24．解释为什么聚氯丁二烯在室温下是橡胶？比较聚氯丁二烯、聚丁二烯和聚异戊二烯的T g，
并从结构上说明原因。
25．试述提高聚合物耐热性的途径。
26．从实验得到三种聚合物的形变－温度曲线如下，试问各适合用作什么材料（塑料、纤维或
橡胶）？为什么？
27．下列物理量在玻璃化转变区内，随着温度的改变如何变化？画出示意图来。（1）比容；
（2）杨氏模量；（3）力学损耗角正切；（4）比热；（5）介电损耗角正切。
28．如何解释聚合物的T g开始时随分子量增大而升高，当分子量达到一定值之后，T g变为与分子量无关的常数。
29．聚合物的多重转变的机理是什么？研究多重转变有何实际意义？
30．加热时拉长的橡胶带是膨胀还是收缩？为什么?
31．要使422K的聚乙烯的粘度减成一半，温度必须变为多少？（已知流动活化能ΔE＝2.38×
107J·Kg-1）
32．要使聚乙烯的粘度减小一半，重均分子量必须变为多少？
33．什么是牛顿流体？绝大多数聚合物在什么条件下是牛顿流体，什么条件下不是牛顿流
体？
为什么会有此特点？聚合物熔体在外力作用下除流动外还有何特点？
34．下列哪一种流体更易从模口挤出？（1）假塑性流体；（2）牛顿流体。
35．在设计外径为5cm管材的模口时，应选择哪一种内径的模口？（1）小于5cm；（2）5cm;
（3）大于5cm.
36．试述熔融指数（MI）的意义和测定方法。
37．将以下三种应力－应变曲线与聚苯乙烯、天然橡胶和尼龙对应，并简单说明理由。
38．商品聚合物薄膜通常是通过某种取向制得的。一般取向是不相同的，纵向（即机器方向）的取向比横向的高。你能根据应力－应变测试讲出机械加工方向吗？
39．强迫高弹性产生的原因和条件是什么？
40．什么是应力松弛？线形聚合物与交联聚合物的应力松弛曲线有什么不同？用串联模型模拟
的应力松弛方程适用于哪类聚合物。
41．从并联模型出发推导蠕变方程和蠕变回复方程。
42．一种高分子材料，经过某种成形工艺后，发现其产品在T g以上时，其蠕变速度比原料树
脂显著减慢。这种现象可能是由于发生了交联所产生，也可能是因为结晶度增加引起的。
试拟定两种实验方法予以鉴别。
43．一块橡胶，直径60mm，长度200mm，当作用力施加于橡胶下部，半个小时后拉长至300％（最大伸长为600％）。问（1）松弛时间？（2）如果拉长至400％，需多少时间？44．用于模拟某一线形聚合物的蠕变行为的四元件模型的参数为：E1＝5.0×108Pa，E2＝1.0×
108Pa，η2＝1.0×108Pa·s，η3＝5.0×1010Pa·s。蠕变试验开始时，应力为σ0＝1.0×
108Pa，求经过5s后的应变值。
45．解释为什么在机器和楼板之间安放橡皮环，可以减少机器振动对楼板的影响？
46．为了减轻桥梁振动可在桥梁支点处垫以衬垫。当货车轮距为10米，车速60Km/h通过桥梁
时，欲缓冲其振动有以下几种高分子材料可供选择：（1）E1＝2.0×108Pa，η1＝1010 Pa·s；（2）E2＝2.0×108Pa，η2＝108 Pa·s；（3）E3＝2.0×108Pa，η2＝106 Pa·s。
问哪一种合适？
47．PMMA的在测定频率为1Hz时，tanδ在130℃得到一峰值，如果测定改为1000Hz，在什么
温度下得到同样的峰值？（提示：WLF方程的参考温度用T g，PMMA的T g＝105℃）48．讨论影响聚合物介电常数的因素。
49．从下表中的数据比较PE和PVC在导电性、介电性上的优缺点，并从聚合物的结构分析这
些特点的原因。
E b
(KV ·mm -1
) ρv (Ω·m) tan δ (ω=10Hz) ε (ω=105
Hz) PE 40～50 >10
14
(3～5)×10－4
2.3～2.4 PVC
10～20
1012
～10
13
(4～8)×10－5
3.2～3.6
50．浅色的高分子材料制品，尤其时泡沫制品，常会粘满灰尘，难以清扫，这是什么原因？如
何加以克服？
51．说明下列各式的物理概念和实际意义
（1）??
? ??+=c A M RT c 21π
（2）
()τ
σσt e
t -=0
习题与思考题答案
第一章 6.（2），（3），（4），（5）和（6） 9. A 聚乙烯；B 酚醛树脂；C 尼龙 10. 84002 11. 3.57×104
12. n M ＝3.23×104，w M ＝5.198×104，d ＝1.61 13. n M ，v M ，w M ，z M
14. （4），（7），（9） 17. 不能
18. （1）存在，有全同立构和间同立构两种；（2）不存在
20. PE ： 1/2
2502.963L l n nm ??=??= ?
??
；PVC ：为螺旋链，计算困难。
第二章 1. 3个
2. 二醋酸纤维素
3. 相同
4. 2～3×107t
5. 樟脑
6. 因为减少了纤维素中易形成氢键的羟基数目 10. 没有差别 11. 古塔波胶 12. 甘氨酸
13. 胸腺嘧啶（T ） 14. TAATGCAGTA
1. 27种，最伸展构象为ttt ，最卷曲构象为ggg 或g g g '''
7. （2）>（1）>（3）
9. S 段的聚合度为1097，M 段的聚合物为570 12. 按容易结晶为序：PE>PVC>PS ，
聚己二酸乙二醇酯>聚对苯二甲酸乙二醇酯>聚间苯二甲酸乙二醇酯 16. 聚乙烯的密度计算值小于0.991 17. 0.936g/cm 3
18. 根据表6-1的数据，对于线形聚乙烯，结晶度（质量百分数）为78.6％或78.1％；对于支化聚乙烯，结晶度为45.8％或44.5％。
19. 从表7-2查得聚甲醛的熔点为453K ，计算得最佳结晶温度为362～385K 。 20. （4）>（1）>（7）>（6）>（2）>（3）>（5） 21. 后一个的m T 高。
22. （1）>（3）>（2）>（4）
第七章 1. （4），（5），（6）
8. 不能，在三维溶度参数坐标中聚合物的点与溶剂的点之间的距离为5.2，大于溶度球的半径。
9. （1）3.16×104g/mol ；（2）两个链端均为羧基。 11. （1）端基分析法，气相渗透法；（2）光散射法，GPC 法，粘度法
12. 7.3×104
13. a ＝0.72，K ＝1.26×10-5 15. π＝29.77kg/m 2
16. n M ＝4.48×104，w M ＝5.78×104，d ＝1.29 20. g T ，d T ，m T
21. 一样高
26. （A ）塑料；（B ）纤维；（C ）橡胶 31. 471K
32. 重均分子量必须减少18％ 34. （1） 35. （1）
37. （a ）聚苯乙烯；（b ）尼龙；（c ）天然橡胶 43. （1）58.7min ；（2）53.8min 44. 1.203
46. 选（2）号材料，因其τ值与货车车轮对桥梁支点的作用时间具有相同的数量级。
47. 156℃
2. （d），（e），（f），（g）
3. 构象
4. 低密度聚乙烯
11. 4型树脂
27. 乙丙橡胶
29. 聚氯乙烯弹性最差，氯丁橡胶弹性最好。
36. 合成橡胶的分子量较高，模量较低，内聚能较低。相反，合成纤维的分子量较低，模量较高，内聚能较高。塑料的三种性质均居中。合成橡胶分子结构为柔性链，主链上大多带有孤立双键。合成纤维一般具有强极性基团或能形成氢键，分子间作用力很强，易结晶。
材料物理与化学历年复试笔试题(重要)
华工材物化复试笔试题 2010年 1、一个人海中溺水，救生员离海有一距离，救生员在水中、陆地上的速度不一样，找一最快路线。 2 、列举生活常见的发光显示器，并说明主要特征。 有机发光显示器（OLED，Organic Light Emitting Display）是一种利用有机半导体材料制成的、用直流电压驱动的薄膜发光器件，OLED显示技术与传统的LCD 显示方式不同，无需背光灯，采用非常薄的有机材料涂层和玻璃基板，当有电流通过时，这些有机材料就会发光。而且OLED显示屏幕可以做得更轻更薄，可视角度更大，并且能够显著节省电能。OLED的工作原理十分简单，有机材料ITO 透明电极和金属电极分别作为器件的阳极和阴极，在一定电压的驱动下，电子和空穴分别从阴极和阳极注入到电子和空穴传输层，电子和空穴相遇形成激子，使发光分子激发而发出可见光。根据使用的有机材料不同，OLED又分为高分子OLED和小分子OLED，二者的差异主要表现在器件制备工艺上：小分子器件主要采用真空热蒸发工艺；高分子器件则采用旋转涂覆或喷涂印刷工艺。 特点： 1.薄膜化的全固态器件，无真空腔，无液态成份； 2. 高亮度，可达300 cd/m2以上； 3.宽视角，上下、左右的视角宽度超高170度； 4.快响应特性，响应速度为微秒级，是液晶显示器响应速度的1000倍； 5.易于实现全彩色； 6.直流驱动，10V以下，用电池即可驱动； 7.低功耗； 8.工艺比较简单，低成本； 9.分辨率；10.温度特性，在-40℃~70℃范围内都可正常工作。 3 、发光二极管原理，光电二极管的原理 （1）发光二极管（LED）由镓（Ga）与砷（AS）、磷（P）的化合物制成的二极管，当电子与空穴复合时能辐射出可见光，因而可以用来制成发光二极管。在电路及仪器中作为指示灯，或者组成文字或数字显示。磷砷化镓二极管发红光，磷化镓二极管发绿光，碳化硅二极管发黄光。 它的基本结构是一块电致发光的半导体材料，置于一个有引线的架子上，然后四周用环氧树脂密封，起到保护内部芯线的作用，所以LED的抗震性能好。发光二极管的核心部分是由P型半导体和N型半导体组成的晶片，在P型半导体和N型半导体之间有一个过渡层，称为PN结。在某些半导体材料的PN结中，注入的少数载流子与多数载流子复合时会把多余的能量以光的形式释放出来，从而把电能直接转换为光能。PN结加反向电压，少数载流子难以注入，故不发光。这种利用注入式电致发光原理制作的二极管叫发光二极管，通称LED。当它处于正向工作状态时（即两端加上正向电压），电流从LED阳极流向阴极时，半导体晶体就发出从紫外到红外不同颜色的光线，光的强弱与电流有关 （2）光电二极管（Photo-Diode，PD）是将光信号变成电信号的半导体器件，由
新材料科学导论期末复习题(有答案版)
一、填空题： 1.材料性质的表述包括力学性能、物理性质和化学性质。 2.化学分析、物理分析和谱学分析是材料成分分析的三种基本方法。 3.材料的结构包括键合结构、晶体结构和组织结构。 4.材料科学与工程有四个基本要素，它们分别是：使用性能、材料的性质、制备/加工和结构/成分。 5.按组成和结构分，材料分为金属材料，无机非金属材料，高分子材料和复合材料。 6.高分子材料分子量很大，是由许多相同的结构单元组成，并以共价键的形式重复连接而成。 7.复合材料可分为结构复合材料和功能复合材料两大类。 8.聚合物分子运动具有多重性和明显的松弛特性。 9.功能复合材料是指除力学性能以外，具有良好的其他物理性能并包括部分化学和生物性能的复合材料。如有 光，电，热，磁，阻尼，声，摩擦等功能。 10.材料的物理性质表述为光学性质、磁学性质、电学性质和热学性质。 11.由于高分子是链状结构，所以把简单重复（结构）单元称为链节，简单重复（结构）单元的个数称为聚 合度。 12.对于脆性的高强度纤维增强体与韧性基体复合时，两相间若能得到适宜的结合而形成的复合材料，其性能显示 为增强体与基体的互补。（ppt-复合材料，15页） 13.影响储氢材料吸氢能力的因素有：（1）活化处理；（2）耐久性（抗中毒性能）； （3）抗粉末化性能；（4）导热性能；（5）滞后现象。 14.典型热处理工艺有淬火、退火、回火和正火。 15.功能复合效应是组元材料之间的协同作用与交互作用表现出的复合效应。复合效应表现线性效应和非线性效 应，其中线性效应包括加和效应、平均效应、相补效应和相抵效应。 16.新材料发展的重点已经从结构材料转向功能材料。 17.功能高分子材料的制备一般是指通过物理的或化学的方法将功能基团与聚合物骨架相结合的过程。功能高 分子材料的制备主要有以下三种基本类型： ①功能小分子固定在骨架材料上； ②大分子材料的功能化； ③已有功能高分子材料的功能扩展； 18.材料的化学性质主要表现为催化性能和抗腐蚀性。 19.1977年，美国化学家MacDiarmid，物理学家Heeger和日本化学家Shirakawa首次发现掺杂碘的聚乙炔具有金 属的导电特性，并因此获得2000年诺贝尔化学奖。 20.陶瓷材料的韧性和塑性较低，这是陶瓷材料的最大弱点。 第二部分名词解释
材料化学考试试题重点
1、什么是材料化学？其主要特点是什么？ 答：材料化学是与材料相关的化学学科的一个分支，是与材料的结构、性质、制备及应用相关的化学。材料化学的主要特点是跨学科性和实践性 2、一些物理量在元素周期表中规律， 答：电离势同一周期的主族元素从左到右增大，稀有气体最大；同一周期的副族元素从左到右略有增加。同一主族，从上到下减小；同一副族从上到下呈无规则变化。电子亲和势同周期从左到右大体上增加，同族元素变化不大。电负性同周期从左到右变大，同主族从上到下减小。 材料中的结合键有哪几种？各自的特点如何？对材料的特性有何影响？ 3、原子间结合键有哪些，怎么分类？ 答：依据键的强弱可分为主价键和次价键。主价键是指两个或多个原子之间通过电子转移或电子共享而形成的键合，即化学键；主要包括离子键、共价键和金属键。次价键如范德华键是一种弱的键合力，是物理键，氢键也是次价键。 4、谈谈化学锈蚀和电化学锈蚀的各自特点和机理。 答：化学锈蚀是指金属与非电解质接触时，介质中的分子被金属表面所吸附并分解成原子，然后与金属原子化合，生成锈蚀产物。可以利用致密氧化膜的保护特性。电化学锈蚀原理与金属原电池的原理相同。即当两种金属在电解质溶液中构成原电池时，作为原电池负极的金属就会被锈蚀。在金属材料上外加较活泼的金属作为阳极，而金属材料作为阴极，电化学腐蚀时阳极被腐蚀金属材料主体得以保护。 5、如何防止或减轻高分子材料的老化？ 答：在制造成品时通常都要加入适当的抗氧化剂和光稳定剂（光屏蔽剂、紫外线吸收剂、猝灭剂）可提高其抗氧化能力。 6、试解释为何铝材不易生锈，而铁则较易生锈?
答：铝在空气中可以生成致密得氧化物膜，阻止与空气得进一步接触，所以不易生锈；铁在空气中生成疏松得氧化物膜，不能隔绝空气，特别是铁在潮湿得空气中能够发生电化学反应，因此加大了锈蚀，所以铁较易生锈。 7、谈谈热膨胀系数相关知识。 答：热膨胀系数分线膨胀系数和体膨胀系数。不同材料的膨胀系数不同。金属和无机非金属的膨胀系数较小，聚合物材料的膨胀系数较大。因素分析：原子间结合键越强，热胖胀系数越小，结合键越弱则热膨胀系数较大；材料的结构组织对其热膨胀系数也有影响，结构致密的固体，膨胀系数大。 8、用什么方式是半导体变为导体？ 答：升高温度，电子激发到空带的机会越大，因而电导率越高，这类半导体称为本征半导体。另一类半导体通过掺杂使电子结构发生变化而制备的称为非本征半导体。 9、用能带理论说明什么是导体、半导体和绝缘体。 答：导体：价带未满，或价带全满但禁带宽度为零，此时，电子能够很容易的实现价带与导带之间的跃迁。半导体：价带全满，禁带宽度在之间，此时，电子可以通过吸收能量而实现跃迁。绝缘体：价带全满，禁带宽度大于5eV，此时，电子很难通过吸收能量而实现跃迁。 10、光颜色的影响因素？ 答：金属颜色取决于反射光的波长，无机非金属材料的颜色通常与吸收特性有关。引进在导带和价带之间产生能级的结构缺陷，可以影响离子材料和共价材料的颜色。 11、通过埃灵罕姆图解释为何碳在高温下可以用作金属氧化物还原剂？ 答：2C（s）+O2=2CO(s) 对于该反应式从图中可以看出，其温度越高，?G0的负值越大，其稳定性也就越高，即该反应中碳的还原性越强。 12、埃灵罕姆图上大多数斜线的斜率为正，但反应C+O2=CO2的斜率为0，反应2C+O2=2CO的斜率为负，请解释原因。 答：△G0=△H0-T△S0，?G0与温度T关系式的斜率为-△S0 对于反应C+O2=CO2，氧化过程气体数目不变，则?S0=0, (-?S0)=0，斜率为零。 对于反应2C+O2=2CO，氧化过程气体数目增加，则?S0>0, (- ?S0)<0，斜率为负。 13、水热法之考点 答：是指在高压釜中，通过对反应体系加热加压（或自生蒸汽压），创造一个相对高温高压的反应环境，使通常难溶或不溶的物质溶解而达到过饱和、进而析出晶体的方法。利用水热法在较低的温度下实现单晶的生长，避免了晶体相变引起的物理缺。 14、化学气相沉积法之考点 答：优点：沉积速度高，可获得厚涂层；沉积的涂层对对底材有良好的附着性；真空密封性良好；在低温下可镀上高熔点材料镀层；晶粒大小和微结构可控制；设备简单、经济。缺点：不适合与低耐热性工件镀膜；反应需要挥发物不适用一般可电镀金属；需要可形成稳定固体化合物的化学反应；反应释放剧毒物质，需要封闭系统；反应物使用率低且某些反应物价格昂贵。 15、输运法作用 答：可用于材料的提纯、单晶的气相生长和薄膜的气相沉积等，也可用于新化合物的合成。 16、溶胶—凝胶法的原理以及优缺点是什么？ 答：溶胶－凝胶法就是用含高化学活性组分的化合物作前驱体，在液相下将这些原料均匀混合，并进行水解、缩合化学反应，在溶液中形成稳定的透明溶胶体系，溶胶经陈化胶粒间缓慢聚合，形成三维空间网络结构的凝胶，凝胶网络间充满了失去流动性的溶剂，形成凝胶 优点：（1）由于溶胶－凝胶法中所用的原料首先被分散到溶剂中而形成低粘度的溶液，因此，就可以在很短的时间内获得分子水平的均匀性，在形成凝胶时，反应物之间很可能是在分子水平上被均匀地混合。（2）由于经过溶液反应步骤，那么就很容易均匀定量地掺入一些微量元素，实
《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
2009-2010(1)材料化学导论试卷A卷答案
一、填空题（本大题共8小题，每空1分，共25分） 1. 材料的种类繁多，性能千差万别，应用领域也十分广泛。若按照材料的使用性能可将其分为 结构材料和功能材料两大类，前者主要利用材料的力学性能，后者则主要利用材料的物理和化学性能。 2. 杂质使半导体的电学性质发生显著变化。单晶硅中掺杂质Ga和As元素后，能得到不同类型的半导体，由空穴迁 移导电的称p型半导体，由电子移动导电的则成为n型半导体。n型半导体和p型半导体的结合处称为 p-n结，它使电流单向导通。 3.组织工程三要素是指：种子细胞、支架、信号因子。 4. 现在研究表明，1912年泰坦尼克号豪华轮船船体钢材因S、P 含量过高不耐低温，故在北海 与冰山相撞发生脆性断裂以致迅速沉没。如果钢材中添加13％的Ni ，或者直接采用面心立方结构的铝合金或奥氏体不锈钢，该惨剧可能不会发生。 5. 形状记忆效应实质上是在温度和应力作用下合金内部热弹性马氏体形成、变化、消失的相变过程的 宏观表现。 6.各向异性材料的硬度取决于物质中存在的化学键中最弱的键，而熔点和化学反应性则取决于化学键中最强的键。 7合材料中，通常有一相为连续相，称为基体；另一相为分散相相，称为增强材料（或增强体）；两相之间存在着相界面。 8. 非晶态金属材料同时具有高强度、高韧性的力学性能。 二、单选题（本大题共8小题，每题2分，共16分） 1. 具有立方面心立方结构、晶格间隙较大，碳容量较多的是：（ B ） A、α-Fe B、γ-Fe C、δ-Fe D、FeC 2. 下列光纤材料中抗弯曲和冲击性能最好的是：( D ) A、石英光纤 B、多元氧化物光纤 C、晶体光纤 D、聚合物光纤 3. 有机化学实验室电动搅拌的搅拌头所用的材料是：（ D ） A、PP B、ABS C、PPO D、PTFE 4. 享有“第三金属”和“未来的金属”的称号的是：（ C ） A、铝合金 B、铁锰铝合金钢 C、钛合金 D、奥氏体不锈钢 5. 下列陶瓷中，硬度最大是：（ A ） A、BN B、Al2O3 C、ZrO2 D、ZnO2 6. 下列哪种检测仪器的发明首先为人类直接观察和操纵原子和分子提供了有力工具：（ D ） A、TEM B、SEM C、STM D、AFM 7. 我国在东汉制造出了（ B ），她是中国文化的象征，极大地促进了世界文明。 A、陶器 B、瓷器 C、青铜器 D、丝绸 8. 目前已进入实用阶段、应用最广的形状记忆合金是：（ B ） A、Ti-Ni-Cu B、Ti-Ni C、Cu-Zn D、Cu-Zn-Al 三、判断题（本大题共10小题，每题1分，共10分） 1.超导材料的迈斯纳效应就是指超导体的零电阻现象。（×） 2.饱和性和无定向性是离子键的特点。（√） 3.要制得非晶态材料，最根本的条件是使熔体快速冷却，并冷却到材料的再结晶温度以下。（√） 4.组元是材料性能的决定性因素。（√） 5.如果只形成空位而不形成等量的间隙原子，这样形成的缺陷称为弗仑克尔缺陷。（×） 6.在晶态聚合物中，通常可能同时存在晶态和非晶态两种结构。（√） 7.非晶态金属材料不存在长程有序性，但能观察到晶粒的存在，存在近程有序性。（×） 8.空位缺陷的存在会增高离子晶体的电阻率和金属晶体的电导率。（×） 9.纳米微粒的熔点和烧结温度比常规粉体要高。（×） 10.定向凝固和粉末冶金技术可以提高合金的高温强度。（√） 四、名词解释（本大题共5小题，每题2分，共10分） 1.组织工程：应用生命科学与工程学的原理与技术，在正确认识哺乳动物的正常及病理两种状态下的组织结构与功能关系的基础上，研究开发用于修复、维护、促进人体各种组织或器官损伤后的功能和形态的生物替代物的一门新兴学科。 2.奥氏体：碳溶解在 -Fe中的间隙固溶体 3.固溶体：一个（或几个）组元的原子（化合物）溶入另一个组元的晶格中，而仍保持另一组元的晶格类型的固态晶体。 3.超塑性现象：金属在某一小的应力状态下，可以延伸十倍甚至是上百倍，既不出现缩颈，也不发生断裂，呈现一种异常的延 伸现象。 4.表面效应：表面效应是指纳米粒子的表面原子数与总原子数之比随着纳米粒子尺寸的减小而大幅度地变化，粒子的表面能及表面张力也随着增加，从而引起纳米粒子性质的变化。 五、写出下列反应，注明反应条件（本大题共3小题，每题3分，共9分） 1.二元酸与二元醇经缩聚反应制聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）
金属材料学考试题库
第一章钢中的合金元素 1、合金元素对纯铁γ相区的影响可分为哪几种 答：开启γ相区的元素：镍、锰、钴属于此类合金元素 扩展γ相区元素：碳、氮、铜属于此类合金元素 封闭γ相区的元素：钒、鈦、钨、钼、铝、磷、铬、硅属于此类合金元素 缩小γ相区的元素：硼、锆、铌、钽、硫属于此类合金元素 2、合金元素对钢γ相区和共析点会产生很大影响，请举例说明这种影响的作用 答：合金元素对α-Fe、γ-Fe、和δ-Fe的相对稳定性以及同素异晶转变温度A3和A4均有很大影响 A、奥氏体（γ）稳定化元素 这些合金元素使A3温度下降，A4温度上升，即扩大了γ相区，它包括了以下两种情况：（1）开启γ相区的元素：镍、锰、钴属于此类合金元素 （2）扩展γ相区元素：碳、氮、铜属于此类合金元素 B、铁素体（α）稳定化元素 （1）封闭γ相区的元素：钒、鈦、钨、钼、铝、磷、铬、硅 （2）缩小γ相区的元素：硼、锆、铌、钽、硫属于此类合金元素 3、请举例说明合金元素对Fe-C相图中共析温度和共析点有哪些影响 答： 1、改变了奥氏体相区的位置和共析温度 扩大γ相区元素：降低了A3，降低了A1 缩小γ相区元素：升高了A3，升高了A1 2、改变了共析体的含量 所有的元素都降低共析体含量 第二章合金的相组成 1、什么元素可与γ-Fe形成固溶体，为什么
答：镍可与γ-Fe形成无限固溶体 决定组元在置换固溶体中的溶解条件是： 1、溶质与溶剂的点阵相同 2、原子尺寸因素（形成无限固溶体时，两者之差不大于8%） 3、组元的电子结构（即组元在周期表中的相对位置） 2、间隙固溶体的溶解度取决于什么举例说明 答：组元在间隙固溶体中的溶解度取决于： 1、溶剂金属的晶体结构 2、间隙元素的尺寸结构 例如：碳、氮在钢中的溶解度，由于氮原子小，所以在α-Fe中溶解度大。 3、请举例说明几种强、中等强、弱碳化物形成元素 答：铪、锆、鈦、铌、钒是强碳化物形成元素；形成最稳定的MC型碳化物钨、钼、铬是中等强碳化物形成元素 锰、铁、铬是弱碳化物形成元素 第四章合金元素和强韧化 1、请简述钢的强化途径和措施 答：固溶强化 细化晶粒强化 位错密度和缺陷密度引起的强化 析出碳化物弥散强化 2、请简述钢的韧化途径和措施 答：细化晶粒 降低有害元素含量 调整合金元素含量
材料科学与工程专业概论
材料是物 质， 但不是所有物质都可以称为材料。如燃料和化学原料、工业化学品、食物和药物， 一般都不算是材料。材料是人类赖以生存和发展的物质基础。 二. 材料的分类 然后我们看材料的分类。材料可按其成分及物理化学性质可分为： a 金属材料（铸铁、碳钢、铝合金 卜 b 无机非金属材料（水泥、玻璃、陶瓷卜 c 有机高分子材料（塑料、合成橡胶、合成纤维 ） d 复合材料（由两种或两种以上物理、化学、力学性能不同的物质，经人工组合而成的 多相固体材料，如石墨/铝复合材料、碳/陶瓷基复合材料、碳/碳复合材料）。按使用用途材 料可分为结构材料（主要利用材料的强度、韧性、 弹性等力学性能，用于制造在不同环境下 工作时承受载荷的各种结构件和零部件的一类材料， 即机械结构材料和建筑结构材料） 和功 能材料（由两种或两种以上物理、化学、 力学性能不同的物质，经人工组合而成的多相固体 材料）。 按照应用领域来分材料可以分为电子材料、航空航天材料、核材料、建筑材料、能源材 料、生物材料等。按来源可分为人工材料和天然材料。 三、 材料的地位和作用 1. 材料是人类文明的里程碑 我们中学阶段学过经济发展史，纵观人类利用材料的历史，材料起着举足轻重的作用， 是一切生产和生活的物质基础，是生产力的标志，是人类进步的里程碑。 石器时代：早在一百万年以前， 人类开始进入旧石器时代，可以使用石头作为工具。一 万年以前，人类开始进入新石器时代， 将石头加工成器具和工具如左下角图， 在8000年前, 开始人工烧制成陶器，用于器皿和装饰品如彩陶双耳罐。 青铜器时代：五千年以前，人类开始进入青铜器时代，青铜烧注成型， 用金 属，越王勾践曾使用的青铜剑，中国商代司母戊鼎。 铁器时代：3000年以前人类开始进入铁器时代，生铁冶炼及处理技术推动了农业、水 利、和军事的发展和人类社会进步，直至 18世纪进入了近代工业快速发展时代。 材料是人类进化和文明的标志。石器、青铜器、铁器这些具体的材料被历史学家作为划 分时代的重要标志。材料的发展创新是各个高新技术领域发展的突破口， 新型材料是当代社 会发展进步的促进剂，是现代社会经济的先导，是现代工业和现代农业发展的基础， 也是国 防现代化的保证。材料的发展深刻地影响着世界经济、 军事和社会的发展，同时也改变着人 们在社会活动中的实践方式和思维方式，由此极大地推动了社会进步。 2. 材料是经济和社会发展的先导 第一次工业革命，钢铁工业的发展为蒸汽机的发明和利用奠定了基础。 的发明促进了机械制造和铁路运输等行业发展 . 第二次工业革命，合金钢、铝合金及其他非金属材料的发展是此次工业革命的支撑， 电动机的发明奠定基础.使制造业大力迈入电气化时代 同学们大家好，祝贺同学们考入辽宁工程技术大学材料学院。 相信在座同学除了对大学 生活怎么进行规划感到迷茫， 也会对自己所学专业仍然存在疑虑： 材料学是研究什么的？我 们可以在材料学里学到什么呢？学了这个学科有什么用处呢？因此我们开设这门材料科学 与工程专业概论以解答同学们的这些问题，让咱们对材料学从一个感性认识上升到理性认 识。 一、材料的定义 首先第一节我们介绍一下材料的定义。 材料是人类用于制造物品、器件、构件、机器或其他产品的那些物质。 人类开始大量使 转炉和平炉炼钢
材料科学与工程导论课后习题答案-杨瑞城-蒋成禹
第一章 材料与人类 1.为什么说材料的发展是人类文明的里程碑？ 材料是一切文明和科学的基础，材料无处不在，无处不有，它使人类及其赖以生存的社会、环境存在着紧密而有机的联系。纵观人类利用材料的历史，可以清楚地看到，每一种重要材料的发现和利用，都会把人类支配和改造自然的能力提高到一个新的水平，给社会生产和人类生活带来巨大的变化。 2.什么是材料的单向循环？什么是材料的双向循环？两者的差别是什么？ 物质单向运动模式：“资源开采-生产加工-消费使用-废物丢弃” 双向循环模式：以仿效自然生态过程物质循环的模式，建立起废物能在不同生产过程中循环，多产品共生的工业模式，即所谓的双向循环模式（或理论意义上的闭合循环模式）。 差别：单向循环必然带来地球有限资源的紧缺和破坏，同时带来能源浪费，造成人类生存环境的污染。 无害循环：流程性材料生产中，如果一个过程的输出变为另一个过程的输入，即一个过程的废物变成另一个过程的原料，并且经过研究真正达到多种过程相互依存、相互利用的闭合的产业“网”、“链”，达到了清洁生产。 地球 原材料 工业原料 废料 产品 工程材料 资源开采 冶金等初加工 进一步加工 人类使用后失效 组合加工制造 地球 综合利用变为无害废物 综合利用变为无害废物 废料 工业用原料 原材料 产品 工程材料 经过人类处理重新利用后的无害废物
3.什么是生态环境材料？ 生态环境材料是指同时具有优良的使用性能和最佳环境协调性能的一大类材料。这类材料对资源和能源消耗少，对生态和环境污染小，再生利用率高或可降解化和可循环利用，而且要求在制造、使用、废弃直到再生利用的整个寿命周期中，都必须具有与环境的协调共存性。因此，所谓环境材料，实质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，它是材料工作者在环境意识指导下，或开发新型材料，或改进、改造传统材料，任何一种材料只要经过改造达到节约资源并与环境协调共存的要求，它就应被视为环境材料。 4.为什么说材料科学和材料工程是密不可分的系统工程？ 材料科学与工程的材料科学部分主要研究材料的结构与性能之间所存在的关系，即集中了解材料的本质，提出有关的理论和描述，说明材料结构是如何与其成分、性能以及行为相联系的。而另一方面，与此相对应，材料工程部分是在上述结构-性能关系的基础上，设计材料的组织结构并在工程上得以实施与保证，产生预定的种种性能，即涉及到对基础科学和经验知识的综合、运用，以便发展、制备、改善和使用材料，满足具体要求。两者只是侧重点不同，并没有明显的分界线，一般在使用材料科学这一术语时，通常都包含了材料工程的许多方面；而材料工程的具体问题的解决，毫无疑问，都必须以材料科学作为基础与理论依据，所以材料科学与材料工程是一个整体。 5.现代材料观的六面体是什么？怎样建立起一个完整的材料观？ 材料科学与工程研究材料组成、性能、生产流程和使用效能四个要素，构成四面体。 成分、合成与加工、结构、性能及使用效能连接在一起组成一个六面体。 6.什么是材料的使用效能？ 指材料在使用条件下的表现，如使用环境、受力状态对材料特征曲线以及寿命的影响。效能往往决定着材料能否得到发展和使用。 7.试讲一下材料设计与选用材料的基本思想与原则？ 材料设计是应用已知理论与信息，预报具有预期性能的材料，并提出其制备合成方案。材料设计可根据设计对象所涉及的空间尺度划分为显微结构层次、原子分子层次和电子层次设计，以及综合考虑各个层次的多尺度材料设计。 从工程角度，材料设计是依据产品所需材料的各项性能指标，利用各种有用信息，建立相关模型，制定具有预想的微观结构和性能的材料及材料生产工艺方法，以满足特定产品对新材料的需求。 选材原则：1）胜任某一特定功能；2）综合性能比较好；3）材料性能差异定量化；4）成本、经济与社会效益；5）与环境保护尽可能地一致，即对环境尽可能友好。 选材思想：设计-工艺-材料-用户最佳组合的结果 第二章工程材料概述 工程材料分为：金属材料、陶瓷材料、聚合物材料、复合材料以及不宜归入上述四类的“其他材料”。 1.什么是黑色金属？什么是有色金属？
材料化学试题库
一填空题 01）材料是具有使其能够用于机械、结构、设备和产品性质的物质。这种物质具有一定的 性能或功能。 02）材料按照化学组成、结构一般可分为金属材料、无机非金属材料、聚合物材料和复合 材料。 03）材料按照使用性能可分为结构材料和功能材料。结构材料更关注于材料的力学性能； 而另一种则考虑其光、电、磁等性能。 04）材料化学是关于材料的结构、性能、制备和应用的化学。 05）一般材料的结构可分为三个层次，分别是微观结构、介观结构和宏观结构。 06）对于离子来说，通常正离子半径小于相应的中性原子，负离子的半径则变大。 （7）晶体可以看成有无数个晶胞有规则的堆砌而成。其大小和形状由晶轴（a，b，c）三条边和轴间夹角（α，β，γ）来确定，这6个量合称晶格参数。 08）硅酸盐基本结构单元为硅氧四面体，四面体连接方式为共顶连接。 09）晶体的缺陷按照维度划分可以分为点缺陷、线缺陷、面缺陷和体缺陷，其延伸范围为 零维、一维、二维和三维。 010）位错分为韧型位错、螺型位错以及由前两者组成的混合位错三种类型。 （11）固溶体分为置换型固溶体和填隙型固溶体，前者溶质质点替代溶剂质点进入晶体结点 位置；后者溶质质点进入晶体间隙位置。 （12）材料热性能主要包括热容、热膨胀和热传导。 （13）材料的电性能是指材料被施加电场时的响应行为，包括有导电性、介电性、铁电性和压电性等。 014）衡量材料介电性能的指标为介电常数、介电强度和介电损耗。 015）磁性的种类包括：反磁性、顺磁性、铁磁性、反铁磁性和铁氧体磁性等。 016）铁磁材料可分为软磁材料、硬磁材料和矩磁材料。 017）材料的制备一般包括两个方面即合成与控制材料的物理形态。 （18）晶体生长技术主要有熔体生长法和溶液生长法，前者主要包括有提拉法、坩埚下降法、区融法和焰融法等。 （19）溶液达到过饱和途径为：一，利用晶体的溶解度随改变温度的特性，升高或降低温度而达到过饱和；二，采用蒸发等办法移去溶剂，使溶液浓度增高。 （20）气相沉积法包括物理气相沉积法PVD和化学气相沉积法CVD。
高分子材料论文
高 分 子 材 料 论 文 课题名称：高分子材料导论学院： 班级： 姓名： 学号：
高分子材料回收利用与发展可降解材料现代文明以经济腾飞和生活水平的提高为主要标志。随着经济发展，大规模的物质循环不可避免地引起各种问题，如资源短缺、环境恶化已为全球所关注。科学家预言地球能源（煤、石油、天然气等）不久将消耗完，会发生严重的能源危机；现代工业以及消费业的发展已给大自然带来严重的影响，大气、海洋等受污染，温室效应发生和臭氧层的破坏等等。所有这些已严重影响着自然界的生态平衡，最终必然会阻碍世界经济的高速发展。 材料的制造、加工、应用等均与环境和资源有直接的关系。高分子材料自从上世纪初问世以来，因重量轻、加工方便、产品美观实用等特点，颇受人们欢迎，其应用越来越广，从而使用过的高分子材料日益增加。据统计，2011年，我国塑料制品的产量达5474万吨，同比增长22%。其中，塑料薄膜的产量为844万吨，占总产量的15%；日用塑料制品的产量为458万吨，占总产量的8%；塑料人造革、合成革的产量为240万吨，占总产量的4%。如何处理这些废料已成为非常重要的课题。 处理废旧高分子材料比较科学的方法是再循环利用。循环是废旧高分子材抖利用的有利途径，不仅使环境污染得到妥善的解决，而且资源得到最有效的节省和利用。从资源利用的角度，对废旧高分子材料的利用首先应考虑材料的循环，然后考虑化学循环及能量回收。 回收：我国塑料回收面临的困难是数量大、分布广、品种多、体积大，许多废塑料与其它城市垃圾混在一起。处理废塑料的主要方法是：填埋和简单焚烧，但可供填埋场地不断减少，填埋费用急剧上升以及简单焚烧带来的二次污染等问题也给我们敲响了警钟。国外在废塑料回收方面已积累了不少经验，他们把废塑料的回收作为一项系统工程，政府、企业、居民共同参与。德国于1993年开始实施包装容器回收再利用，1997年回收再利用废塑料达到60万t，是当年消费量（80万t）的75%。目前，德国在全国设立300多个包装容器回收、分类网点，各网点统一将塑料制品分为瓶、薄膜、杯、PS发泡制品及其他制品，并有统一颜色标志[2]。利用：主要有再生利用、热能利用以及分解产物的利用（包括热分解和化学分解）。 1、再生利用：再生利用分简单再生和改性再生两类。 简单再生，指废塑料经过分类、清洗、破碎、造粒后直接进行成型加工，一般只能制成档次较低的产品。 改性再生，指通过化学或机械方法对废塑料进行改性。改性后的再生制品力学性能得到改善，可以做档次较高的制品。在化学添加剂方面，汽巴-嘉基公司生产出一种含抗氧剂、共稳定剂和其他活性、非活性添加剂的混合助剂，可使回收材料性能基本恢复到原有水平；荷兰有人开发了一种新型化学增容剂，能将包含不同聚合物的回收塑料键合在一起。美国报道采用固体剪切粉碎工艺（Solid State Shear Pulverization, S3P）进行机械加工，无须加热和熔融便可将树脂进行分子水平剪切，形成互容的共混物。共混物大部分由HDPE和LLDPE组成，极限拉伸强度和挠曲模量可与HDPE和LLDPE纯料相媲美[5]。 2、焚烧回收热能： 对于难以进行清洗分选回收的混杂废塑料，可以在专门的焚烧炉中焚烧以回收热能。木材的燃烧热为14.65 GJ/kg，聚乙烯为46.63 GJ/kg，聚丙烯为43.95 GJ/kg，聚氯乙烯为18.08 GJ/kg，ABS为35.26 GJ/kg，均高于木材，若能将这部分热能加以回收是很有意义的。废塑料热能回收可最大限度减少对自然环境的污染，不需要繁杂的预处理，也不需与生活垃圾分离，焚烧后废塑料的质量和体积可分别减少80%和90%以上，燃烧后的渣滓密度较大，
材料化学试题库完整
一填空题 （1）材料是具有使其能够用于机械、结构、设备和产品性质的物质。这种物质具有一定的性能或功能。 （2）材料按照化学组成、结构一般可分为金属材料、无机非金属材料、聚合物材料和复合材料。 （3）材料按照使用性能可分为结构材料和功能材料。结构材料更关注于材料的力学性能；而另一种则考虑其光、电、磁等性能。 （4）材料化学是关于材料的结构、性能、制备和应用的化学。 （5）一般材料的结构可分为三个层次，分别是微观结构、介观结构和宏观结构。 （6）对于离子来说，通常正离子半径小于相应的中性原子，负离子的半径则变大。 （7）晶体可以看成有无数个晶胞有规则的堆砌而成。其大小和形状由晶轴（a，b，c）三条边和轴间夹角（α，β，γ）来确定，这6个量合称晶格参数。 （8）硅酸盐基本结构单元为硅氧四面体，四面体连接方式为共顶连接。 （9）晶体的缺陷按照维度划分可以分为点缺陷、线缺陷、面缺陷和体缺陷，其延伸围为零维、一维、二维和三维。 （10）位错分为韧型位错、螺型位错以及由前两者组成的混合位错三种类型。 （11）固溶体分为置换型固溶体和填隙型固溶体，前者溶质质点替代溶剂质点进入晶体结点位置；后者溶质质点进入晶体间隙位置。 （12）材料热性能主要包括热容、热膨胀和热传导。 （13）材料的电性能是指材料被施加电场时的响应行为，包括有导电性、介电性、铁电性和压电性等。 （14）衡量材料介电性能的指标为介电常数、介电强度和介电损耗。 （15）磁性的种类包括：反磁性、顺磁性、铁磁性、反铁磁性和铁氧体磁性等。 （16）铁磁材料可分为软磁材料、硬磁材料和矩磁材料。 （17）材料的制备一般包括两个方面即合成与控制材料的物理形态。 （18）晶体生长技术主要有熔体生长法和溶液生长法，前者主要包括有提拉法、坩埚下降法、区融法和焰融法等。 （19）溶液达到过饱和途径为：一，利用晶体的溶解度随改变温度的特性，升高或降低温度而达到过饱和；二，采用蒸发等办法移去溶剂，使溶液浓度增高。 （20）气相沉积法包括物理气相沉积法 PVD和化学气相沉积法 CVD。 （21）液相沉淀法包括直接沉淀法、共沉淀法、均匀沉淀法和水解法。 （22）固态反应一般包括相界面上的反应和物质迁移两个过程，反应物浓度对反应的影响很小，均相反应动力学不适用。 （23）自蔓延高温合成按照原料组成可分为元素粉末型、铝热剂型和混合型。 （24）金属通常可分为黑色金属和有色金属；黑色金属是指铁、铬、锰金属与它们的合金。（25）合金基本结构为混合物合金、固溶体合金和金属间化合物合金。 （26）铁碳合金的形态包括有奥氏体、马氏体、铁素体、渗碳体与珠光体等。 （27）金属材料热处理包括整体热处理、表面热处理和化学热处理。 （28）超耐热合金包括铁基超耐热合金、镍基超耐热合金和钴基超耐热合金。 （29）提高超耐热合金性能的途径有改变合金的组织结构和采用特种工艺技术，后者主要有定向凝固和粉末冶金。 （30）产生合金超塑性的条件为产生超细化晶粒与适宜的温度和应变速率。 （31）无机非金属材料主要有以氧化物、碳化物、氮化物、硼化物、硫系化合物（包括硫化物、硒化物及碲化物）和硅酸盐、钛酸盐、铝酸盐、磷酸盐等含氧酸盐为主要组成的无机材
高分子材料导论 习题
※<习题一> (1) 在酯化反应中丙三醇、乳酸、均苯四甲酸二酐中分别有几个功能团？ (2) 交联聚合物具有什么样的特性？ (3) 分子量为10000的线形聚乙烯（CH2-CH2）、聚丙烯（CH2-CHCH3）、聚氯乙烯 （CH2-CHCl）、聚苯乙烯（CH2-CHC6H5）的聚合度Dp分别为多少？ (4) 下列那些聚合物是热塑性的：硫化橡胶，尼龙、酚醛树脂，聚氯乙烯，聚苯乙烯？ (5) PBS是丁二醇与丁二酸的缩聚产物，其可能的端基结构是什么？ (6) PV A（聚乙烯醇）的结构式如下所示，请按标准命名法加以命名。 (7) 谈谈自己对高分子的认识 ※<习题二> (1) 端基分别为酰氯（-COCl）和羟基（-OH）的单体可以发生缩聚反应生成聚酯，这个反应放出的小分子副产物是什么？ (2) 连锁聚合中包含哪些基元反应？ (3) 偶合终止与歧化终止的聚合产物在分子量上有什么区别？ (4) 从纤维素制备醋酸纤维素，产物的分子量和聚合度与原料相比有什么样的变化趋势？ (5) A和B是两种内酯单体，如果采用羟基化合物为引发剂开环聚合可以制备端基为羟基的聚合产物。现需要制备两端为A链段，中间为B链段的嵌段共聚物，也称为ABA型三嵌段共聚物，请设计一条合成路线来制备这种共聚物。 (6) 简要分析老化与降解之间的关系。 (7) 研究高分子的降解与回收具有什么样的意义？ (8) 简要叙述高分子合成与分子设计的原则。 ※<习题三> (1) 聚乙烯的齐聚物（聚合度低于10）是什么状态的物质？ ）分别conformation、构象（）configuration、构型（）constitution高分子的构造（(2)
材料化学习题答案(完整版)
第二章 2.1 扩散常常是固相反应的决速步骤，请说明： 1) 在用MgO 和32O Al 为反应物制备尖晶石42O MgAl 时，应该采用哪些方法加快 固相反应进行？ 2) 在利用固相反应制备氧化物陶瓷材料时，人们常常先利用溶胶-凝胶或共沉 淀法得到前体物，再于高温下反应制备所需产物，请说明原因。 3) “软化学合成”是近些年在固体化学和材料化学制备中广泛使用的方法，请 说明“软化学”合成的主要含义，及其在固体化学和材料化学中所起的作用 和意义。 答： 1. 详见P6 A.加大反应固体原料的表面积及各种原料颗粒之间的接触面积； B.扩大产物相的成核速率 C.扩大离子通过各种物相特别是产物物相的扩散速率。 2. 详见P7最后一段P8 2.2节一二段 固相反应中反应物颗粒较大，为了使扩散反应能够进行，就得使得反应温度 很高，并且机械的方法混合原料很难混合均匀。共沉淀法便是使得反应原料在高 温反映前就已经达到原子水平的混合，可大大的加快反应速度； 由于制备很多材料时，它们的组分之间不能形成固溶的共沉淀体系，为了克 服这个限制，发展了溶胶-凝胶法，这个方法可以使反应物在原子水平上达到均 匀的混合，并且使用范围广。 3. P22 “软化学”即就是研究在温和的反应条件下，缓慢的反应进程中，采取迂回 步骤以制备有关材料的化学领域。 2.2 请解释为什么在大多数情况下固体间的反应很慢，怎样才能加快反应速 率？ 答：P6 以MgO 和32O Al 反应生成42O MgAl 为例，反应的第一步是生成42O MgAl 晶核， 其晶核的生长是比较困难的，+2Mg 和+3Al 的扩散速率是反应速率的决速步，因 为扩散速率很慢，所以反应速率很慢，加快反应速率的方法见2.1（1）。 第三章 （张芬华整理） 3.1 说明在简单立方堆积、立方密堆积、六方密堆积、体心立方堆积和hc 型堆 积中原子的配位情况。 答：简单立方堆积、 6 立方密堆积、 12
材料化学导论复习提纲
材料化学导论复习提纲 第一章绪论 一、材料的分类（按成分分类、按功能分类） 1、按组成、结构特点分 金属材料：由金属及合金构成的材料。 黑色金属：如钢Fe、Mn、Cr及其合金； 有色金属：黑色金属以外的各种金属及其合金。 无机非金属材料：由非金属单质或金属与非金属组成的化合物所构成的材料。 传统无机非金属材料：水泥、玻璃、陶瓷等 新型无机非金属材料：高温结构陶瓷、光导纤维等。如水晶(SiO2)、金刚石(C)、刚玉(Al2O3)、 新型陶瓷材料或精细陶瓷。 高分子材料：以脂肪族或芳香族的C-C 共价键为基础结构的大分子组成。 天然高分子材料：木材,天然橡胶,棉花,动物皮毛等。 合成高分子材料：塑料,合成橡胶,合成纤维和粘合剂等。 复合材料：金属、无机非金属和有机高分子材料有机结合，可以在性能上起到协同作用，从而获得全新性能的一类材料。如碳纤维等。 2、按使用性能分 结构材料：主要利用材料的力学性能的材料。 功能材料：主要利用材料的物理和化学性能的材料。 二、原料与材料的区别、（化学过程与材料过程？）。 材料：人类能用来制作有用物件的物质。是为获得产品，无化学变化。 原料：人们在自然界经过开采而获得的劳动对象。是生产材料，往往伴随化学变化。 注意：材料和原料合成为原材料。 三、.材料的发展过程（了解）。 第一代：天然材料 在原始社会，生产技术水平低下，人类使用的材料只能是自然界的动物、植物和矿物，主要的工具是棍棒，用石料加工的磨制石器。 第二代：烧炼材料 烧炼材料是烧结材料和冶炼材料的总称。天然的矿、土烧结的砖瓦、陶瓷、玻璃、水泥，都属于烧结材料；从天然矿石中提炼的铜、铁等，属于冶炼材料。 第三代材料：合成材料 如合成塑料、合成橡胶、合成纤维。 第四代：可设计的材料 近代出现的根据实际需要去设计特殊性能的材料。 第五代：智能材料 随时间、环境的变化改变自己的性能或形状的材料。如形状记忆合金。 第二章 一、晶体的对称性：点对称操作的独立操作元素、点对称操作与平移对称操作的组合（空间群）。 晶体的对称性：指对晶体施加某种几何操作后，晶体可以完全复原的性质。这种几何操作为对称操作。 点对称操作：在晶体对称操作过程中，若至少有一个点保持不变，则这种对称操作称为点对称操作。晶体的这种对称性称为点对称性或宏观对称性。 能使点阵结构复原的对称元素：平移群、对称中心（又称倒反）、镜面、旋转轴、旋转反轴。 空间点阵结构中只能容纳有限的几种旋转轴，即二重轴、三重轴、四重轴和六重轴，所以其最基本的对称元素只有七种。 1、旋转对称性：指以一个假想直线为轴，绕此直线旋转一定的角度可使图形相同部分重合。 （该直线称为对称轴，以L表示，分为n重旋转轴，其中n＝360/α, α为旋转角度。受点阵结构的限制，晶体中只存在1，2，3，4，6几种旋转轴，用L1， L2 ，L3，L4，L6 表示。）
无机材料物理化学考试题
晶体结构 名词解释 多晶转变：当外界条件改变到一定程度时，各种变体之间发生结构转变，从一种变体转变成为另一种变体的现象。 同质多晶：同一化学组成在不同外界条件下（温度、压力、pH值等），结晶成为两种以上不同结构晶体的现象。 位移性转变：不打开任何键，也不改变原子最邻近的配位数，仅仅使结构发生畸变，原子从原来位置发生少许位移，使次级配位有所改变的一种多晶转变形式。 重建性转变：破坏原有原子间化学键，改变原子最邻近配位数，使晶体结构完全改变原样的一种多晶转变形式。 1.2晶格能与哪些因素有关？ 答：离子的电子结构；离子的晶体结构类型；正负离子平衡距离。林规则 1.3 鲍林规则 （1）配位数规则：晶体结构中，阳离子周围形成一个阴离子配位多面体，阳离子的配位数取决于阳离子和阴离子半径之比。根据不同的配位数，从几何关系可以计算出阴阳离子半径比的上、下限范围。因而，可根据r+/r-值求得阳离子的配位数。 （2）静电价规则：在稳定的离子晶体结构中，所有相连接的阳离子到达一个阴离子的静电建强度，等于阴离子的电荷数。设S为中心阳离子到达每一配位阴离子的静电建强度，Z为该阳离子的电荷数，n为阳离子配位数，则可得S=Z/n。又设W为阴离子电荷数，m为阴离子配位数，则静电价规则规定m·S=W。静电键规则是离子晶体中较严格的规则，它使晶体保持总的电性平衡。本规则还可用于求得阴离子的配位数。 （3）配位多面体连接方式规则：在离子晶体中，阴离子配位多面体以共棱，特别是共面的方式存在时，结构的稳定性下降。对于电价高，配位数小的阳离子，此规则的效应更为显著。硅酸盐结构中，硅氧四面体的连接方式即为一例。 例1：以NaCl晶胞为例，试说明面心立方紧密堆积中的八面体和四面体空隙的位置和数量。答：以NaCl晶胞中（001）面心的一个球（Cl-离子）为例，它的正下方有1个八面体空隙（体心位置），与其对称，正上方也有1个八面体空隙；前后左右各有1个八面体空隙（棱心位置）。所以共有6个八面体空隙与其直接相邻，由于每个八面体空隙由6个球构成，所以属于这个球的八面体空隙数为6×1/6=1。 在这个晶胞中，这个球还与另外2个面心、1个顶角上的球构成4个四面体空隙（即1/8小立方体的体心位置）；由于对称性，在上面的晶胞中，也有4个四面体空隙由这个参与构成。所以共有8个四面体空隙与其直接相邻，由于每个四面体空隙由4个球构成，所以属于这个球的四面体空隙数为8×1/4=2。 例2下列硅酸盐矿结构各属何种结构类型？（有Al3+离子的要说明其在结构中所处的位臵）：下列硅酸盐矿结构各属何种结构类型？（有Al3+离子的要说明其在结构中所处的位置）： CaMg[Si2O6] Ca2Al[AlSiO7] Mg[Si4O10](OH)2 K[AlSi3O8]