功能材料及其应用复习题
《功能材料及其应用》复习题
1、 根据磁化率的大小及其变化规律，物质的磁性分为 铁磁性 、
亚铁磁性、顺磁性 、逆磁性 和 反铁磁性 。
2、 根据随温度改变材料形状变化不同，形状记忆效应分为 单程记
忆效应、双程记忆效应和全程记忆效应。
3、智能材料由基体材料、 传感材料 、 驱动材料 和信息处理器四部分构成。
4、热弹性马氏体相变是马氏体随着 温度变化 可以 可逆地 长大或缩小。
5、形状记忆材料是通过 马氏体相变 及其 逆变 而具有 形状记忆 效
应的由两种以上元素所构成的材料。
6、磁致伸缩磁性材料磁化过程中发生 沿磁化方向 伸长(或缩短) 的现象。
7、纳米材料的基本特性包括 小尺寸效应、表面效应、量子尺寸效应和 宏观量子隧道效应。
8、按照空间维数将纳米材料分为 零维 、 一维 、 二维 和 三维
四种类型。
9、对非晶态合金，Tg表示 玻璃转变温度 、Tx表示 晶化温度 。
10、根据磁化率的大小及其变化规律，物质的磁性分为 铁磁性 、
亚铁磁性、顺磁性 、逆磁性 和 反铁磁性 。
11、NiTi形状记忆合金的两个特性是 形状记忆效应 和 超弹性 。
12、约束超导现象的三大条件是 临界温度 、 临界磁场 和 临界电流 。
13、马氏体相变是 非扩散型 相变，相变过程是以切变方式进行，由
于切变方向不同，产生结构相同，位向不同的马氏体，即马氏体变
体。
14、导电材料按导电机理可分为电子导电材料和离子导电材料两大
类。
15、所谓软磁材料就是矫顽力很低( ＜ 0.8KA/m) 的磁性材料。
16、硬磁材料是具有强的抗退磁能力和高的剩余磁感应强度的强磁性材料 , 又称永磁材料。
17、一切光纤的工作基础都是光的全内反射现象。
18、材料的表征就其任务来说主要有三个：成分分析、结构测定、形貌观察。
1. 材料是人类用来制造产品的物质，但在人类产生前业已存在。（×）
2. 材料的性能与材料的成分密切相关，而与其结构无关。（×）
3. 功能材料是以力学性能为其主要指标的材料。（×）
4. 超导材料的唯一特性是零电阻现象。（×）
5. 纳米材料即为含有颗粒尺寸在0.1～100nm范围内的材料。（×）
6. CVD为化学气相沉积技术的简称。（√）
7. 功能梯度材料是一种成分呈梯度改变的合金材料。（×）
8. 复合材料是合金材料的一种。（×）
9. 隐身材料就是一种肉眼不见其身影的材料。（×）
10. C60是由60个C原子组成的32面体结构，其中20个六边形、12个五边形，它是C的一种同素异构体。（√）
11、碳纳米管不是碳的四种同素异构体之一。（×）
12、金属的电阻率一般随温度升高而升高。（ √ ）
13、金属氢化物的吸氢与释氢是在同一温度、同一压力下进行的。（×
）
14、导体、半导体、绝缘体的导电性能不同,是因为它们的能带结构不同。（√ ）
15、材料的性能与材料的成分密切相关，而与其结构无关。（×）
16. 功能材料是以力学性能为其主要指标的材料。（×）
17. 纳米材料即为含有颗粒尺寸在0.1～100nm范围内的材料。（×）
18. CVD为化学气相沉积技术的简称。（√）
1. 下列指标中不是结构材料力学性能指标的是：（ C ）
（A）强度（B）硬度（C）切削性能（D）疲劳强度
2. 晶体中大量原子集合在一起，原来相同的能级分裂为大量的与原来能级很接近的新能级，这些新能级所分布的能量范围称为：（ A ）（A）能带（B）允带（C）满带（D）禁带
3.第二类超导材料具有两个临界磁场，上临界磁场HC1和下临界磁场HC2，当外磁场H满足：HC1 时：（ C ）
（A）R=0、B=0 （B）R≠0、B=0 （C）R=0、B≠0 （D）R≠0、B≠0
4.磁性材料：（ B ）
（A）在任何条件下都具有磁性（B）仅在居里温度以下才具有磁性（C）仅在居里温度以上具有磁性（D）在居里温度和熔点之间具有磁性。
5.制备石英光纤有多种方法，其中等离子体化学气相沉积法的缩写是：（ A ）
（A）PCVD （B）CVD （C）MCVD （D）AVD
6.生物材料植入人体后，与机体组织直接接触，在生理环境作用下逐渐被腐蚀，将这种反应称为：（ C ）
（A）宿主反应（B）过敏反应（C）生理腐蚀反应（D）失效反应
7.环境材料同时具有满意的使用性能和环境协调性能，环境的协调性指的是：（ B ）
（A）对资源和能源的消耗少，对环境无污染
（B）对资源和能源的消耗少，对环境污染少
（C）对资源和能源的消耗多，对环境污染少
（D）对资源和能源的消耗少，对环境污染多
8.形状记忆材料不属于下列材料中的哪一种：（ B ）
（A）合金材料（B）复合材料（C）功能材料（D）智能材料
9.梯度功能材料属于以下哪一种材料：（ A ）
（A）复合材料（B）合金材料（C）结构材料（D）形状记忆材料10.纳米尺度的物质，其熔点显著减小，这种效应被称为：（ B ）（A）表面效应（B）小尺寸效应（C）量子尺寸效应（D）宏观隧道效应
1、功能材料：以特殊的电、磁、声、光、热、力、化学及生物学等性能作为主要性能指标的一类材料。是用于非结构目的高技术材料。
2、储氢材料：在一定温度和压力下能可逆地大量吸收和放出氢气的特种材料。
3、迈斯纳效应：超导态下，外磁场的磁化使超导体表面产生感应电流，感应电流在超导体内产生的磁场正好和外磁场相抵消，导致超导体内部磁场为零，即具有完全抗磁性，这种现象就是迈斯纳效应。
4、复合材料：由两种以上不同的原材料组成，使原材料的性能得到充分发挥，并通过复合化而得到单一材料所不具备的性能的材料。
5、非晶合金：如果金属或合金的凝固速度非常快，原子来不及整齐排列便被冻结，最终的原子排列方式类似于液体，混乱排列，是非晶合金。
6、结构材料：指具有抵抗外场作用而保持自己的形状、结构不变的优良力学性能，用于结构目的的材料。
7、智能材料：是指具有感知环境（包括内环境和外环境）刺激，对之进行分析、处理、判断，并采取一定的措施进行适度响应的智能特征的材料。
8、信息材料：是为实现信息探测、传输、存储、显示和处理等功能使用的材料。
9、磁功能材料：指利用材料的磁性能和磁效应实现对能量及信息转换、存储或改变能量状态等功能作用的材料。
10、形状记忆合金的超弹性：在Af温度以上对记忆合金施以应力，使合金产生应力诱发马氏体相变。这时产生的马氏体是不稳定的，一旦应力消除，应变因应力诱发马氏体逆变为母相而回复，称为超弹性。
11、形状记忆效应：是指将材料在一定条件下进行一定限度以内的变形后，再对材料施加适当的外界条件，材料的变形随之消失而回复到变形前的形状的现象。
12、红外材料：指与红外线的辐射、吸收、透射和探测等相关的一些材料。
13、纳米结构是以纳米尺度的物质单元为基础按一定规律构筑或营造一种新的体系，包括一维、二维、三维体系。这些物质单元包括纳米微粒、稳定的团簇、纳米管、纳米棒、纳米丝以及纳米尺寸的孔洞。14、超导体的同位素效应是指超导体的临界温度依赖于依赖于同位素质量的现象。
1、描述超导材料的三个临界参数；
由正常态转变到超导态,即电阻变为零的温度为临界温度；
将可以破坏超导态所需的最小磁场强度称为称为临界磁场;
产生临界磁场的电流，即超导态允许流动的最大电流称为临界电流。
2、简述形状记忆材料应该具备的条件；
马氏体相变是热弹性的；
母相与马氏体相呈现有序点阵结构；
马氏体内部是孪晶变形的；
相变时在晶体学上具有完全可逆性
3、纳米材料的基本单元按维数分为哪几类？
(1)零维:在空间三维尺度在纳米尺度(纳米粉体、纳米团簇)；
(2)一维:在空间有两维在纳米尺度(纳米丝(棒、管)等；
(3)二维:在三维空间中有一维在纳米尺度(超薄膜、纤维材料)
(4)三维:尺寸为1-100nm的粒子为主体形成的纳米块体
4、简述非晶态合金的结构特点。
(1)结构长程无序
(2)结构短程有序
(3)组成和性质均匀性
(4) 结构处于热力学上的非平衡态, 总有进一步转变为稳定晶态的倾向。
5. 光在光纤中的传播原理是什么？传播模式又有几种？各自的特点又是什么？
答：原理：光的全反射模式：单模：光纤直径细，只有3～10微米，同波长相近，只能传播与光纤轴平行的一种模式，其余模式的光均被淘汰；不存在模式色散，传输频带宽，信息量大。多模：又分为梯度和阶跃两种，光纤直径为几十到上百微米，比光的波长大的多，可以同时传输多种模式的光，传输频率受模式色散的限制，信息量不高。
6、简述固态储氢的优势；
体积储氢容量高；无需高压及隔热容器；安全性好，无爆炸危险；可得到高纯氢，提高氢的附加值。
7、简述对生物医学材料的基本要求；
生物相容性：对人体无毒、无刺激，在体内不排斥无炎症，无凝血溶血反应
化学稳定性：耐体液侵蚀，不产生有害降解产物；不产生吸水膨润、软化变质；自身不变化
力学条件：足够的静态强度，具有适当的弹性模量和硬度，耐疲劳摩擦
其它要求：良好的空隙度，易加工形成，热稳定性好
8、描述超导材料的两个基本特性及其关系；
零电阻效应：在临界温度时，电阻变为零的现象。
迈斯纳效应：在超导态时，不允许磁场穿过，即具有完全抗磁性。
关系：相互独立又相互联系：单纯的零电阻不能保证具有迈斯纳效应；而迈斯纳效应存在必满足零电阻效应。
9、金属贮氢原理是什么？
金属大都能固溶一定量的氢而形成固溶体(MHx)，当氢含量超过一定限度后，金属与氢发生反应形成金属氢化物(MHy)。反应式如下：
金属与氢的反应，是一个可逆过程。正向反应，吸氢、放热；逆向反应，释氢、吸热。改变温度与压力条件可使反应按正向、逆向反复进行，实现材料的吸释氢功能。
10、氢能的特点及储氢方法
答：氢能是人类未来的理想能源。氢能具有热值高，如燃烧1kg氢可发热1．2×106kJ，相当于3kg汽油或4.5kg焦炭的发热量；资源丰富，地球表面有丰富的水资源，水中含氢量达11．1％；干净、无毒，燃烧后生成水，不产生二次污染；应用范围广，适应性强，可作为燃料电池发电，也可用于氢能汽车、化学热泵等。因此，氢能的开发和利用成为世界各国特别关注的科技领域。
11、储氢方法可分为物理法和化学法。
答：所谓物理方法储氢是指储氢物质和氢分子之间只有纯粹的物理作用或物理吸附。而化学法储氢则是储氢物质和氢分子之间发生化学反应、生成新的化合物，具有吸收或释放氢的特性。物理储氢技术又分高压压缩储氢、深冷液化储氢、活性炭吸附储气等；化学储氢技术包括金属氢化物储氢、无机化合物储氢、有机液态氢化物储氢等。
12、简述非晶态合金的形成条件与制备方法。
形成条件：
原则上，冷却速度要足够快，使熔体中原子来不及作规则排列就完成凝固过程，即可形成非晶态金属。实际上，还要考虑材料的成分与各组元的化学性质。组元间的电负性及原子尺寸相差越大越容易形成非晶态合金。
制备方法：1）由气相直接凝聚成非晶态固体，如真空蒸发、溅射、化学气相沉积等；2）由液态快速淬火获得非晶态固体，是目前应用最广泛的非晶态合金的制各方法；3）由结晶材料通过辐照、离子注入、冲击波等方法制得非晶态材料，可在金属表面产生非晶层。
13、什么是生物医学材料？其主要研究内容是什么？对这种材料有什么基本要求？
生物医学材料是用于与生命系统接触和发生相互作用的，并能对其细胞、组织和器官进行诊断治疗、替换修复或诱导再生的一类天然或人工合成的特殊功能材料。
研究内容：
生物体生理环境、组织内容、器官生理功能及其替代方法
具有特种生理功能的生物医学材料的合成、改性、加工成型以及材料的特种生理功能与其结构关系。
材料与生物体的细胞、组织、血液、体液、免疫、内分泌等生理系统的相互作用以及养活材料毒副作用的对策。
材料灭菌、消毒、医用安全性评价方法与标准以及医用材料与制品生产管理与国家管理法规。
材料基本要求：
生物相容性：对人体无毒、无刺激，在体内不排斥无炎症，无凝血溶血反应
化学稳定性：耐体液侵蚀，不产生有害降解产物；不产生吸水膨润、软化变质；自身不变化
力学条件：足够的静态强度，具有适当的弹性模量和硬度，耐疲劳摩擦
其它要求：良好的空隙度，易加工形成，热稳定性好
论述题
（1）论述实用储氢合金应满足那些要求？
答：理论上，能够在一定温度、压力下与氢形成氢化物并且具有可逆反应的金属或合金都可以作为储氢材料。但是，要使储氢合金材料达到实用的目的，必须满足下列要求。
(1)储氢最大，能量密度高。不同金属或合金的储氢量差别很大，一般认为可逆吸氢量不少丁150m1／g为好。
(2)吸氢和放氢速度快。吸氢过程中，氢分子在金属表面分解为氢原子，然后氢原子向金属内部扩散，金属氢化物的相转变，这些步骤都直接影响吸收氢的速率和金属氢化物的稳定性。
(3)氢化物生成热小。储氢合金用来吸收氢时生成热要小，一般在-29—46kJ/mol H2为宜。
(4)分解压适中。在室温附近，具有适当的分解压(0.1—1MPa)。若分解压过高，则吸氢时充氢压力较高，需要使用耐高压容器。若分解压＜0.1MPa，则必须加热才能释放氢，需要消耗能源。同时，其P—C— T 曲线应有较平坦和较宽的平衡压平台区，在这个区域内稍微改变压力，就能吸收或释放较多的氢气。
(5)容易活化。储复合金第一次与氢反应称为活化处理，活化的难易直接影响储复合金的实用价值。它与活化处理的温度、氢气压及其纯度等因素有关。
(6)化学稳定性好，经反复吸、放氢，材料性能不衰减，对氢气中所含的杂质(如O2、CO、CI2、H 2S、H2O等)敏感性小，抗中毒能力强，即使有衰减现象，经再生处理后,也能恢复到原来的水平，因而使用寿命长。
(7)在储存与运输中安全、无害。
(8)原料来源广、成本价廉。
目前研究并发展和投入应用的金属氢化物还没有一种完全具备上述特征，只能择重而取。
（2）论述形状记忆效应及其三种类型（画图说明）
具有一定形状的固体材料，在某一低温状态下经过塑性变形后，通过加热到这种材料固有的某一临界温度以上时，材料又恢复到初始形状的现象，称为形状记忆效应。具有形状记忆效应的材料称为形状记忆材料。
形状记忆效应可分为三种类型：单程形状记忆效应、双程形状记忆效应和全程形状记忆效应。所谓单程形状记忆效应就是材料在高温下制成某种形状，在低温时将其任意变形，再加热时恢复为高温相形状，而重新冷却时却不能恢复低温相时的形状。若加热时恢复高温相时的形状，冷却时恢复低温相形状，即通过温度升降自发可逆的反复恢复高低温相形状的现象称为双程形状记忆效应。当加热时恢复高温相形状，冷却时变为形状相同而取向相反的高温相形状的现象称为全程形状记忆效应。
（3）根据你对这门课的学习，请选择一种功能材料展开论述，谈谈你对其背景、应用及发展前景或趋势的认识。
（4）论述非晶态合金的性能特点与原因？
答：1）力学性能：非晶态合金由于组织均匀，没有位错、晶界等晶体缺陷，具有极高的强度和硬度；非晶态合金的延伸率一般较低，但
其韧性很好，压缩变形时，压缩率可达40％。
2）软磁特性：非晶态合金由于其结构上的特点——无序结构，不存在磁晶各向异性，因而易于磁化，磁导率、饱和磁感应强度高；矫顽力低、损耗小，是理想的软磁材料。
3）耐蚀性能：非晶态合金具有优异的耐腐蚀性能。
①非晶态合金的耐蚀性主要是由于生产过程中的快冷，导致扩散来不及进行，所以不存在第二相，组织均匀；②其无序结构中不存在晶界，位错等缺陷；③非晶态合金本身活性很高能够在表面迅速形成均匀的钝化膜，阻止内部进一步腐蚀。
（4）论述形状记忆过程。
①马氏体的自适应形成
由母相中形成马氏体时，不同取向的马氏体变体的应变在母相中的方向不同。当某一变体在母相中形成时，产生某一方向的应变场，随变体的长大，应变能不断增加，变体的长大越来越困难。为降低应变能，在已形成的变体周围会形成新的变体，新变体的应变方向与已形成的变体的应变场互相抵消或部分抵消。有均匀体积变化，无明显形状改变。
②马氏体的再取向
对组织为自适应马氏体的样品施加外力时，在较小的应力作用下，马氏体变体以其应变方向与外加应力相适应而再取向。即变体的应变方向与外加应力方向最接近的变体通过吞并其它应变方向与外加应力不相适应的变体而长大，直至整个样品内的各个不同取向的变体最终转变成一个变体。这时，由母相转变为马氏体所产生的相变应变不再互相抵消，而是沿外加应力方向累积起来，样品显示出宏观形状的变化。卸去应力后，变形保持下来。
③马氏体的逆转变
将变形马氏体加热到As点以上，马氏体将发生逆转变，因为马氏体的对称性低，转变为奥氏体时只形成几个位向，甚至只有一个位向——母相原来的位相。逆转变完成后，便完全恢复了原来母相的晶体，宏观
变形也完全恢复。
（5）试说明软磁材料、硬磁材料的主要性能指标。
答：软磁材料：容易反复磁化，且在外磁场去掉后，容易退磁的材料。特点：软磁材料磁
滞回线细长，磁导率高，矫顽力低，铁芯损耗低，容易磁化，也容易去磁。
用途：发电机、电动机、变压器、电磁铁、各类继电器与电感、电抗器的铁心；磁头与磁记录介质；计算机磁心等。要求：高的饱和磁感应强度、高的最大磁导率、高的居里温度和低的损耗。
分类：高磁饱和材料，中磁饱和中导磁材料，高导磁材料，高硬度、高电阻、高导磁材料，矩磁材料，恒磁导率材料，磁温度补偿材料，磁致伸缩材料。
硬磁材料，又称永磁材料。磁性硬是指磁性材料经过外加磁场磁化以后能长
期保留其强磁性（简称磁性），其特征是矫顽力（矫顽磁场）高，一般Hc＞104A/m，剩余磁感应值大于1T以上。
这里的硬和软主要指磁学性能上的硬和软，但一般情况下和力学性能上的硬和软有一定关系。
用途：
硬磁材料主要用来储藏和供给磁能，作为磁场源。硬磁材料在电子工业中广泛用于各种电声器件、在微波技术的磁控管中亦有应用。
二、评价永磁材料的几个重要指标：
（1）剩余磁感应强度Br：高的剩余磁感应强度（或磁通密度，符号为Br）和高的剩余磁化强度（符号为Mr）.
（2）矫顽力Hc：高的矫顽力，矫顾力（符号为Hc）是永磁材料抵抗磁的和非磁的干扰而保持其永磁性的量度；
（3）最大磁能积（BH)max：高的最大磁能积，最大磁能积[符号为(BH)
max ]是永磁材料单位体积存储和可利用的最大磁能量密度的量度，简单地说就是永久磁铁磁极之间的空隙中所能提供磁能的量度，它在数值上等于退磁曲线上各点所对应的磁感应强度和磁场强度乘积中的最大值，当永久磁铁的工作点位于退磁曲线上具有(BH)max的那一点时，为提供相同的磁能所需的永磁材料体积最小。
（4）高的稳定性即指其有关磁性能在长时间使用过程中或者在受到外加干扰磁场和温度、震动和冲击等外界环境因素影响时保持不变的能力，材料稳定性的好坏直接关系到永久磁铁工作的可靠性。
工程材料学课后习题答案
第一章钢的合金化基础 1、合金钢是如何分类的？ 1) 按合金元素分类：低合金钢，含有合金元素总量低于5%；中合金钢，含有合金元素总量为510%；中高合金钢，含有合金元素总量高于10%。 2) 按冶金质量S、P含量分：普通钢，P≤0.04≤0.05%;优质钢，P、S均≤0.03%；高级优质钢，P、S均≤0.025%。 3) 按用途分类：结构钢、工具钢、特种钢 2、奥氏体稳定化，铁素体稳定化的元素有哪些？ 奥氏体稳定化元素, 主要是、、、C、N、等 铁素体稳定化元素, 主要有、、W、V、、、、B、、等 3、钢中碳化物形成元素有哪些（强-弱），其形成碳化物的规律如何？ 1) 碳化物形成元素：、、、V、、W、、、等(按形成的碳化物的稳定性程度由强到弱的次序排列) ，在钢中一部分固溶于基体相中，一部分形成合金渗碳体, 含量高时可形成新的合金碳化物。 2) 形成碳化物的规律 a) 合金渗碳体——与碳的亲和力小，大部分溶入α或γ中，少部分溶入3C中，置换3C中的而形成合金渗碳体（）3C; 、W、少量时，也形成合金渗碳体 b) 合金碳化物——、W 、含量高时，形成M6C(24C 42C)23C6(21W2C6 2W21C6)合金碳化物 c) 特殊碳化物——、V 等与碳亲和力较强时 i. 当<0.59时，碳的直径小于间隙，不改变原金属点阵结构，形成简单点阵碳化物（间隙相）、M2C。 . 当>0.59时，碳的直径大于间隙，原金属点阵变形，形成复杂点阵碳化物。 ★4、钢的四种强化机制如何？实际提高钢强度的最有效方法是什么？ 1) 固溶强化：溶质溶入基体中形成固溶体能够强化金属； 2) 晶界强化：晶格畸变产生应力场对位错运动起到阻碍达到强化，晶格越细，晶界越细，阻碍位错运动作用越大，从而提高强度； 3) 第二相强化：有沉淀强化和弥散强化，沉淀强化着眼于位错运动切过第二相粒子；弥散强化着眼于位错运动绕过第二相粒子； 4) 位错强化：位错密度越高则位错运动越容易发生相互交割形成割阶，引起位错缠结，因此造成位错运动困难，从而提高了钢强度。 有效方法：淬火+回火，钢淬火形成马氏体，马氏体中溶有过饱和C和元素，产生很强的固溶强化效应，马氏体形成时还产生高密度位错，位错强化效应很大；是形成许多极细小的取向不同的马氏体，产生细晶强化效应。因此淬火马氏体具有很高强度，但脆性很大，淬火后回火，马氏体中析出碳化物粒子，间隙固溶强化效应虽然大大减小，但产生很强的析出强化效应，由于基体上保持了淬火时细小晶粒，较高密度的位错及一定的固溶强化作用，所以回火马氏体仍具有很高强度，并且因间隙固溶引起的脆性减轻，韧性得到改善。 ★5、固溶强化、二次硬化、二次淬火、回火稳定性的含义。 1) 固溶强化：当溶质原子溶入基体金属形成固溶体能强化金属。 2) 二次硬化：在含、W、V较多的钢中, 回火后的硬度随回火温度的升高不是单调降低, 而是在某一温度后硬度反而增加, 并在某一温度(一般为550℃左右)达到峰值。这种在一定回火温度下硬度出现峰值的现象称为二次硬化 3) 二次淬火：通过某种回火之后，淬火钢的硬度不但没有降低，反而有所升高，这种现象称为二次淬火。
功能材料试题及参考答案
功能材料试题及参考答案 篇一：功能材料试题参考答案 一、名词解释（共24分，每个3分） 居里温度：铁电体失去自发极化使电畴结构消失的最低温度（或晶体由顺电相到铁电相的转变温度）。 铁电畴：铁电晶体中许许多多晶胞组成的具有相同自发极化方向的小区域称为铁电畴。 电致伸缩：在电场作用下，陶瓷外形上的伸缩（或应变）叫电致伸缩。 介质损耗：陶瓷介质在电导和极化过程中有能量消耗，一部分电场能转变成热能。单位时间内消耗的电能叫介质损耗。 n型半导体：主要由电子导电的半导体材料叫n型半导体。 电导率：电导率是指面积为1cm2，厚度为1cm的试样所具有的电导（或电阻率的倒数或它是表征材料导电能力大小的特征参数）。压敏电压：一般取I=1mA时所对应的电压作为I随V陡峭上升的电压大小的标志称压敏电压。 施主受主相互补偿：在同时有施主和受主杂质存在的半导体中，两种杂质要相互补偿，施主提供电子的能力和受主提供空状态的能力因相互抵消而减弱。 二、简答（共42分，每小题6分）
1.化学镀镍的原理是什么？ 答：化学镀镍是利用镍盐溶液在强还原剂（次磷酸盐）的作用下，在具有催化性质的瓷件表面上，使镍离子还原成金属、次磷酸盐分解出磷，获得沉积在瓷件表面的镍磷合金层。由于镍磷合金具有催化活性，能构成催化自镀，使得镀镍反应得以不断进行。 2.干压成型所用的粉料为什么要造粒？造粒有哪几种方式？各有什么特点？ 答：为了烧结和固相反应的进行，干压成型所用粉料颗粒越细越好，但是粉料越细流动性越差；同时比表面积增大，粉料占的体积也大。干压成型时就不能均匀地填充模型的每一个角落常造成空洞、边角不致密、层裂、弹性后效等问题。为了解决以上问题常采用造粒的方法。造粒方式有两种方式：加压造粒法和喷雾干燥法。加压造粒法的特点是造出的颗粒体积密度大、机械强度高、能满足大型和异型制品的成型要求。但是这种方法生产效率低、自动化程度不高。喷雾干燥法可得到流动性好的球状团粒，产量大、可连续生产，适合于自动化成型工艺。但是这种方法得到的团粒体积密度不如喷雾干燥法大、机械强度不如喷雾干燥法高。 3.铁电体与反铁电体的自发极化有何不同特点？并分别解释为什么总的 ΣP＝0？
土木工程材料期末试题及答案
《土木工程材料》 一：名词解释（每小题3分，共15分） 1、亲水材料 2、混凝土拌合物的和易性 3、混凝土拌合物的流动性 4．合理砂率 二、填空题（每空1.5分，共25分） 1、水泥的水化反应和凝结硬化必须在（）的条件下进行。 2、新拌砂浆的和易性包括（）和（）两方面。 3、Q235-A.Z牌号的钢中，符号Q表示（）。 4、合理砂率实际上保持混凝土拌合物具有良好（）和（）的最小砂率。 5、钢材的热处理方法有（）、（）、（）、（）。 6、材料的耐水性用（）来表示。 7、硅酸盐水泥适用于（）的混凝土工程。 8、配制混凝土时，若水灰比（）过大，则（）。 9、砂浆的保水性用（）表示。 10、普通碳素钢按屈服点、质量等级及脱氧方法分为若干牌号，随牌号提高，钢材 （）。 11、（）含量过高使钢材产生热脆性。 12、材料的体积吸水率（）与质量吸水率（）存在如下关系：（） 13、在100g含水率为3的湿砂中，水的质量为（）。 14、普通混凝土破坏一般是（）先破坏。 15、砂浆的强度主要取决于（）。 16、有抗冻要求的混凝土工程，宜选用（）水泥。 17、矿渣硅酸盐水泥与火山灰质硅酸盐水泥比较，二者（）不同。 三，判断题（每小题1分，共15分） 1..常用的炼钢方法有转炉炼钢法，平炉炼钢法，电炉炼钢法三种。（） 2.抗压性能是建筑钢材的重要性能。（） 3.洛氏硬度一般用于较软材料。（） 4、道路水泥、砌筑水泥、耐酸水泥、耐碱水泥都属于专用水泥。（） 5、混凝土抗压强度试件以边长150㎜的正立方体为标准试件，其集料最大粒径为40㎜。（） 6、混凝土外加剂是在砼拌制过程中掺入用以改善砼性质的物质，除特殊情况外，掺量 不大于水泥质量的5%（） 7、在硅酸盐水泥熟料中含有少量游离氧化镁，它水化速度慢并产生体积膨胀，是引起 水泥安定性不良的重要原因（） 8、凡细度、终凝时间、不溶物和烧失量中任一项不符合标准规定时，称为废品水泥（） 9、砼配合比设计的三参数是指:水灰比,砂率,水泥用量。（） 10、按现行标准，硅酸盐水泥的初凝时间不得超过45 min。（） 四、问答题（每小题5分，共20分） 1、提高混凝土耐久性的主要措施有哪些？ 2.在土木工程中普通混凝土有哪些主要优点？
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
试题库--建筑功能材料
建筑功能材料 一、填空题 1.决定涂料使用和涂膜主要性能的物质是。主要成膜物质 2.陶瓷制品按原料和焙烧温度不同可分为、和三大类。 陶器、瓷器、炻器 3.木材中表观密度大，材质较硬的是；而表观密度较小，木质较软的是。 硬材、软材 4.木质部是木材的主要部分，靠近髓心颜色较深的部分，称为；靠近横切面外部颜 色较浅的部分，称为；在横切面上深浅相同的同心环，称为。 芯材、边材、年轮 5.常用的安全玻璃的主要品种有、、和防盗玻璃等。 钢化、夹层、夹丝 6.木材的三个切面分别是、和。横切面、径切面；弦切面 7.据特点不同，塑料可分成热塑性塑料和热固性塑料。热性能 8.金属装饰材料分为和两大类。黑色金属、有色金属 9.按照树叶的是区分阔叶树和针叶树的重要特征。外观形状 10. 表示是指材料内部被水填充程度，即材料吸收水分的体积占干材料的自然体积 百分含量。含水率 11.建筑工程中的花岗岩属于岩，大理石属于岩，石灰石属于岩。 岩浆、变质、沉积 12.天然石材按体积密度大小分为、两类。重质石材、轻质石材 13.砌筑用石材分为和料石两类。毛石 14.铝合金按照合金元素可分为和。二元合金、三元合金 二、单选题 1.下列树种，属硬木材（B）。（A）松树（B）楸子（C）杉树（D）柏树 2.我国木材的标准含水率为（B）。（A）12% （B）15% （C）18% （D）30% 3.木材湿涨干缩沿（C）方向最大。（A）顺纹（B）径向（C）弦向（D）横纹 4.木材在适当温度、一定量空气且含水率为（）时最易腐朽。 （A）10%-25% （B）25%-35% （C）35%-50% （D）50%-60% 5.塑料的主要性质决定于所采用的（A）。 （A）合成树脂（B）填充料（C）改性剂（D）增塑剂 6.不用于室外装饰（D）。（A）陶瓷面砖（B）陶瓷饰砖（C）防滑面砖（D）釉面砖 7.人造石材按所用的胶凝材料的不同可以分为（A）类 （A）4 （B）3 （C）5 （D）6 三、多选题 1.花岗岩与大理石相比（BCDE）。 （A）表观密度大（B）硬度大（C）抗风化能力强 （D）耐酸性好（E）耐磨性好 四、判断题 1.花岗石板材既可用于室内装饰又可用于室外装饰。√ 2.大理石板材既可用于室内装饰又可用于室外装饰。× 3.汉白玉是一种白色花岗石，因此可用作室外装饰和雕塑。×
(完整版)工程材料期末考试题
工程材料期末复习考试题 一、填空题（每空1分，共20分） 1.机械设计时常用抗拉强度和屈服强度两种强度指标。 2.若退火亚共析钢试样中先共析铁素体占41.6％，珠光体58.4％，则此钢的含碳量为约0.46％。 3.屈强比是屈服强度与，抗拉强度之比。 4.一般工程结构用金属是多晶体，在各个方向上的性能相同，这就是实际金属的各向同性现象。 5.实际金属存在点缺陷、线缺陷和面缺陷三种缺陷。实际晶体的强度比理想晶体的强度低（高，低）得多。 6.根据组成合金的各组元之间的相互作用不同，合金的结构可分为两大类： 固溶体和金属化合物。固溶体的晶格结构同溶剂，其强度硬度比纯金属的高。 7.共析钢加热至Ac1时将发生珠光体向奥氏体的转变，其形成过程包括四个阶段。 8.把两个45钢的退火态小试样分别加热到Ac1～Ac3之间和Ac3以上温度水冷淬火，所得到的组织前者为马氏体+铁素体+残余奥氏体，后者为马氏体＋残余奥氏体。 二、判断改错题（对打√，错打“×”并改错，每小题1分，共10分）（）1.随奥氏体中碳含量的增高，马氏体转变后，其中片状马氏体减少，板条状马氏体增多。(×，片状马氏体增多，板条马氏体减少) （）2.回火屈氏体、回火索氏体和过冷奥氏体分解时形成的屈氏体、索氏体，只是形成过程不同，但组织形态和性能则是相同的。(×，组织形态和性能也不同)（）3.退火工件常用HRC标出其硬度，淬火工件常用HBS标出其硬度。(×，退火工件硬度用HBS标出，淬火工件硬度用HRC标出；)
（）4.马氏体是碳在α－Fe中所形成的过饱和固溶体；当发生奥氏体向马氏体的转变时，体积发生膨胀。√； （）5.表面淬火既能改变工件表面的化学成分，也能改善其心部组织与性能。 (5.×，表面淬火只能改变工件表面的组织与性能。) （√；）6.化学热处理既能改变工件表面的化学成分，也能改善其心部组织与性能。 （√）7.高碳钢淬火时，将获得高硬度的马氏体，但由于奥氏体向马氏体转变的终止温度在0℃以下，故钢淬火后的组织中保留有少量的残余奥氏体。 （）8.为了消除加工硬化便于进一步加工，常对冷加工后的金属进行完全退火。 ×，进行再结晶退火； （）9.片状珠光体的机械性能主要决定于珠光体的含碳量。×，取决于珠光体的片间距； （）10.由于钢回火的加热温度在A1以下，所以淬火钢在回火时没有组织变化。×，尽管钢回火的加热温度在A1以下，但是淬火钢在回火时仍有组织变化。 三、选择题（每小题1分，共10分） 1.钢在淬火后所得的组织是（A ） A.淬火马氏体 B.回火索氏体 C.回火屈氏体 D.索氏体 2.在淬火钢中，当含碳量增加到0.6％以后，随含碳量的增加，硬度增加缓慢， 这是因为（ A ） A. 随含碳量的增加，残余奥氏体的量增多 B. 随含碳量的增加，片状马氏体的量增多 C. 随含碳量的增加，淬火内应力增大 D. 随含碳量的增加，非马氏体的量减少 3.若钢中加入的合金元素能使C曲线左移，则将使钢的淬透性（B ）
功能材料复习题
第一章 1晶面指数与面间距关系，根据晶面指数大小判断距离？ 密勒指数简单的晶面，如(100)\(110)，晶面上原子聚集密度较大，晶面之间的距离较大，结合力较弱，易分裂，这样的晶面为解离面。 2晶体成键方式？归纳饱和性与方向性？ 离子键：产生于正、负电荷之间的静电引力。 共价键：一对为两个原子所共有的自旋相反、配对的电子结构称为共价键。共价键基本特点:饱和性和方向性。饱和性: ⅣA-ⅥA族元素是共价键结合，共价键的最大数目符合8-N定则(N为原子的价电子数目). 方向性: 原子总是在其价电子波函数最大的方向上形成共价键。共价键特点：强结合，晶体有很高的熔点和硬度，导电性很弱，一般属于绝缘体或半导体。 金属键：电子为晶体共有，即原属于各原子的价电子不再束缚在原子上，可在整个晶体内运动(可视为离域的共价键). 分子晶体的结合是依靠分子之间的作用力，这种作用力称为范德华力，其作用范围为 0.2-0.5nm，一般不具有方向性和饱和性。 3晶体缺陷? 点缺陷线缺陷面缺陷 4金属导体，半导体，绝缘体，电性质与能带结构关系（用能带理论解释)？ 当大量原子构成固体时，电子能级结构发生很大变化，能级会极端密集，形成能带。 金属：①周期表中第一族元素的价电子都处于未被充满的带中，它们都是金属，这种能带称为导带。②碱土金属由于其:s能带和较高的能带有交迭，价电子仍在不满的能带中参与导电，使其晶体具有金属的性质。 绝缘体: 价电子把价带填满，空带与价带之间存在一个较宽的禁带。在非强电场作用下不会产生电流. 半导体: 能带结构与绝缘体的能带相似，只是禁带较窄。禁带宽度在2eV以下，通过热激发，把满带的电子激发到空带而具有导电能力。由于热激发的电子数目随温度按指数规律变化，所以半导体的电导率随温度的变化也是呈指数的。这是半导体的主要特征。 5 n型p型半导体概念？ n型半导体: 在四价的硅单晶中掺人五价的原子，成键后，多余一个电子，其能级离导带很近，易激发。这种多余电子的杂质能级称为施主能级。这类掺人施主杂质的半导体称为n 型半导体。 P型半导体: 在硅中掺人三价原子，成键后少一个电子，在距价带很近处，出现一个空穴能级。这个空穴能级能容纳由价带激发上来的电子，这种杂质能级称为受主能级。受主杂质的半导体称为P型半导体。 第二章 1高分子空间异构体？ 全同(等规)立构体间同(间规)立构体无规立构体 2高分子形状？ 线型、支链型、体型三种形状。 3线型、支链型、体型高分子在融化时的特点？ 线型、支链型的大分子彼此间是靠分子间力聚集在一起的。因此加热可熔化，并可溶解于适当的溶剂中。支链型大分子不易紧密堆砌，难于结晶或结晶度很低。 交联型聚合物可以看成是许多线型或支链型大分子由化学键连接而成的体型结构。许多大分子键合在一起，已无单个大分子可言。所以交联型聚合物既不能熔融，也不能溶解。
工程材料期末试题及解答
第一章 一、填空题 1．工程材料按成分特点可分为金属材料、非金属材料、复合材料；金属材料又可分为有色金属和黑色金属两类；非金属材料主要有无机非金属、有机非金属；复合材料是指。 2．金属材料的力学性能主要包括强度、硬度、塑性、韧性等；强度的主要判据有屈服点和抗拉强度，强度和塑性可以用拉伸试验来测定；洛氏硬度测量方法简便、不破坏试样，并且能综合反映其它性能，在生产中最常用。 3．理解静拉伸试验过程和应力-应变曲线图。 二、判断题材料所受的应力小于屈服点σs时，是不可能发生断裂的。（×） 第二章 1 名词解释 晶体：指其原子（原子团或离子）按一定的几何形状作有规律的重复排列的物体 过冷度：实际结晶温度与理论结晶温度之差称为过冷度 变质处理：有意地向液态金属中加入某些变质剂以细化晶粒和改善组织达到提高材料性能的目的。 各向异性：在晶体中，由于各晶面和各晶向上的原子排列密度不同，因而导致在同一晶体的不同晶面和晶向上的各种性能的不同形核率：在单位时间内，单位体积中所产生的晶核 2 填空 三种常见的金属晶格体心立方，面心立方，密排六方。 晶体缺陷的形式包括点缺陷，线缺陷，面缺陷。 3 问答 1 简述形过冷度和难熔杂质对晶体的影响。 答：过冷度影响：金属结晶石，形核率和长大速度决定于过冷度。在一般的液态金属的过冷范围内，过冷度愈大，形核率愈高，则长大速度相对较小，金属凝固后得到的晶粒就愈细；当缓慢冷却时，过冷度小，晶粒就粗大。 难熔杂质的影响：金属结晶过程中非自发形核的作用王伟是主要的。所以某些高熔点的杂质，特别是当杂质的晶体结构与经书的晶体结构有某些相似时将强烈的促使非自发形核，大大提高形核率。 2 简述铸锭的组织结构特点。 答：铸锭是由柱状晶粒和等轴晶粒组成的，组织部均匀，不同形状的晶粒对性能由不同的影响。 3．凝固过程中晶粒度大小的控制。 答：主要有两种方法：1增大过冷度，2变质处理 第三章 1.金属塑性变形是在什么应力作用下产生的？金属的塑性变形有哪几种基本方式？它们之间有何区别 金属的塑性形变是在切应力的作用下产生的。金属的塑性形变有滑移和孪生两种形式。它们之间的区别是：1滑移是金属键一个个断裂，而孪生是孪生面上的键同时发生断裂；2孪生之后，虽然晶体结构为改变，但孪生的晶体的晶格位向已经发生改变。 2.塑性变形对金属的组织、结构和性能有哪些影响？ 组织结构影响：当工件的外形被拉长或者压扁时其内部的晶粒的形状也被拉长或压扁。 性能影响：强硬度提高，塑韧性降低，电阻增加，耐腐蚀性降低 3.什么叫再结晶？再结晶前、后组织和性能有何变化？ 当变形金属加热至较高温度，原子具有较大扩散能力时，会在变形最激烈的区域自发的形成新的细小等轴晶粒称为再结晶。再结晶前后组织上的变化是，在形变激烈能量高的地方形核。性能上的变
无机功能材料复习题
第二章发光材料第四章超硬材料 一，选择题： 1、下列拿一个不是属于影响发光强度的因素（） A 晶体结构 B 激活剂、敏化剂浓度 C 激发源类型 D 环境的压力 答案：D 2、下列哪个不是影响发光材料的发光强度的因素（） A.晶体结构 B.激活剂 C.大气压 D.温度答案：C 3、下列不属于超硬材料中碳及其相关化合物的的是：（） A：金刚砂 B：金刚石 C：刚玉 D：氮化硼 答案：A 4.Stokes 发光与Anti-stokes 发光中吸收光能量与发射光能量的比较分别是（C） A Stokes 发光中E发>E吸，Anti-stokes 发光中E发>E吸 B Stokes 发光中E发>E吸，Anti-stokes 发光中E发 功能材料试题B参考答案 一、名词解释（共24分，每个3分） 居里温度：铁电体失去自发极化使电畴结构消失的最低温度（或晶体由顺电相到铁电相的转变温度）。 铁电畴：铁电晶体中许许多多晶胞组成的具有相同自发极化方向的小区域称为铁电畴。 电致伸缩：在电场作用下，陶瓷外形上的伸缩（或应变）叫电致伸缩。 介质损耗：陶瓷介质在电导和极化过程中有能量消耗，一部分电场能转变成热能。单位时间内消耗的电能叫介质损耗。 n型半导体：主要由电子导电的半导体材料叫n型半导体。 电导率：电导率是指面积为1cm2，厚度为1cm的试样所具有的电导（或电阻率的倒数或它是表征材料导电能力大小的特征参数）。 压敏电压：一般取I=1mA时所对应的电压作为I随V陡峭上升的电压大小的标志称压敏电压。 施主受主相互补偿：在同时有施主和受主杂质存在的半导体中，两种杂质要相互补偿，施主提供电子的能力和受主提供空状态的能力因相互抵消而减弱。 二、简答（共42分，每小题6分） 1.化学镀镍的原理是什么？ 答：化学镀镍是利用镍盐溶液在强还原剂（次磷酸盐）的作用下，在具有催化性质的瓷件表面上，使镍离子还原成金属、次磷酸盐分解出磷，获得沉积在瓷件表面的镍磷合金层。由于镍磷合金具有催化活性，能构成催化自镀，使得镀镍反应得以不断进行。 2.干压成型所用的粉料为什么要造粒？造粒有哪几种方式？各有什 么特点？ 答：为了烧结和固相反应的进行，干压成型所用粉料颗粒越细越好，但是粉料越细流动性越差；同时比表面积增大，粉料占的体积也大。干压成型时就不能均匀地填充模型的每一个角落常造成空洞、边角不致密、层裂、弹性后效等问题。为了解决以上问题常采用造粒的方法。造粒方式有两种方式：加压造粒法和喷雾干燥法。加压造粒法的特点是造出的颗粒体积密度大、机械强度高、能满足大型和异型制品的成型要求。但是这种方法生产效率低、自动化程度不高。喷雾干燥法可得到流动性好的球状团粒，产量大、可连续生产，适合于自动化成型工艺。但是这种方法得到的团粒体积密度不如喷雾干燥法大、机械强度不如喷雾干燥法高。 3.铁电体与反铁电体的自发极化有何不同特点？并分别解释为什么总的 ΣP＝0？ 答;铁电体自发极化的特点是单元晶胞中的偶极子成对的按相同方向平行排列，晶体中存在着一个个由许多晶胞组成的自发极化方向相同的小区域－铁电畴，但各个铁电畴的极化方向是不同的、杂乱无章的 . . 一、填空题（每空1分，共20分） 1.机械设计时常用抗拉强度和屈服强度两种强度指标。 2.若退火亚共析钢试样中先共析铁素体占41.6％，珠光体58.4％，则此钢的 含碳量为约0.46％。 3.屈强比是屈服强度与，抗拉强度之比。 4.一般工程结构用金属是多晶体，在各个方向上的性能相同，这就是实际金属 的各向同性现象。 5.实际金属存在点缺陷、线缺陷和面缺陷三种缺陷。实际晶体的强度比理想晶体 的强度低（高，低）得多。 6.根据组成合金的各组元之间的相互作用不同，合金的结构可分为两大类： 固溶体和金属化合物。固溶体的晶格结构同溶剂，其强度硬度比纯金属的高。 7.共析钢加热至Ac1时将发生珠光体向奥氏体的转变，其形成过程包括四个阶 段。 8.把两个45钢的退火态小试样分别加热到Ac1～Ac3之间和Ac3以上温度水冷淬火，所得到的组织前者为马氏体+铁素体+残余奥氏体，后者为马氏体＋残余奥氏体。 二、判断改错题（对打√，错打“×”并改错，每小题1分，共10分）（）1.随奥氏体中碳含量的增高，马氏体转变后，其中片状马氏体减少，板条状马氏体增多。(×，片状马氏体增多，板条马氏体减少) （）2.回火屈氏体、回火索氏体和过冷奥氏体分解时形成的屈氏体、索氏体，只是 形成过程不同，但组织形态和性能则是相同的。(×，组织形态和性能也不同) （）3.退火工件常用HRC标出其硬度，淬火工件常用HBS标出其硬度。(×，退火工 件硬度用HBS标出，淬火工件硬度用HRC标出；) .专业. .专注. （）4.马氏体是碳在α－Fe中所形成的过饱和固溶体；当发生奥氏体向马氏体的转变时，体积发生膨胀。√； （）5.表面淬火既能改变工件表面的化学成分，也能改善其心部组织与性能。(5.×，表面淬火只能改变工件表面的组织与性能。) （√；）6.化学热处理既能改变工件表面的化学成分，也能改善其心部组织与性能。（√）7.高碳钢淬火时，将获得高硬度的马氏体，但由于奥氏体向马氏体转变的终止温度在0℃以下，故钢淬火后的组织中保留有少量的残余奥氏体。 （）8.为了消除加工硬化便于进一步加工，常对冷加工后的金属进行完全退火。×，进行再结晶退火； （）9.片状珠光体的机械性能主要决定于珠光体的含碳量。×，取决于珠光体的片间距； （）10.由于钢回火的加热温度在A1以下，所以淬火钢在回火时没有组织变化。×，尽管钢回火的加热温度在A1以下，但是淬火钢在回火时仍有组织变化。 三、选择题（每小题1分，共10分） 1.钢在淬火后所得的组织是（A） A.淬火马氏体 B.回火索氏体 C.回火屈氏体 D.索氏体 2.在淬火钢中，当含碳量增加到0.6％以后，随含碳量的增加，硬度增加缓慢， 这是因为（A） A. 随含碳量的增加，残余奥氏体的量增多 B. 随含碳量的增加，片状马氏体的量增多 C. 随含碳量的增加，淬火应力增大 D. 随含碳量的增加，非马氏体的量减少 3.若钢中加入的合金元素能使C曲线左移，则将使钢的淬透性（B） A.提高 B.降低 C.不改变 D.对小试样堤高，对大试样则降低 《纳米功能材料》—思考题 第一章、概论 1.纳米材料定义及分类。 定义：利用物质在小到原子或分子尺度以后，由于尺寸效应、表面效应或量子效应所出现的奇异现象而发展出来的新材料。 分类：纳米粒子（零维纳米结构）；纳米线、纳米棒（一维纳米结构）；薄膜（二维纳米结构）；纳米复合材料和纳米晶材料（三维纳米结构）。 2.功能材料定义及分类。 定义：是指通过光、电、磁、热、化学、生化等作用后具有特定功能的材料。 分类：常见的分类方法：（1）按材料的化学键分类：金属材料、无机非金属材料、有机材料、复合材料；（2）按材料物理性质分类：磁性材料、电学材料、光学材料、声学材料、力学材料；其他分类方法：（3）按结晶状态分类：单晶材料、多晶材料、非晶态材料；（4）按服役的领域分类：信息材料、航空航天材料、能源材料、生物医用材料等。 3.按照产物类型，纳米材料如何划分类别。 按照产物类型进行划分：（1）纳米粒子（零维）：通过胶质处理、火焰燃烧和相分离技术合成；（2）纳米棒或纳米线（一维）：通过模板辅助电沉积，溶液-液相-固相生长技术，和自发各向异性生长的方式合成；（3）薄膜（二维）：通过分子束外延和原子层沉积技术合成；（4）纳米结构块体材料（三维）：例如自组织纳米颗粒形成光带隙晶体 4.纳米结构和材料的生长介质类型？ （1）气相生长，包括激光反应分解合成纳米粒子、原子层沉积形成薄膜等； （2）液相生长，包括胶质处理形成纳米粒子、自组织形成单分散层等；（3）固相生成，包括相分离形成玻璃基体中的金属颗粒、双光子诱导聚合化形成三维光子晶体等；（4）混合生长，包括纳米线的气-液-固生长等。 5.按照生长介质划分： （1）气相生长，包括激光反应分解合成纳米粒子、原子层沉积形成薄膜等； （2）液相生长，包括胶质处理形成纳米粒子、自组织形成单分散层等；（3）固相生成，包括相分离形成玻璃基体中的金属颗粒、双光子诱导聚合化形成三维光子晶体等；（4）混合生长，包括纳米线的气-液-固生长等 6.纳米技术的定义？ 定义：由于纳米尺寸，导致的材料及其体系的结构与组成表现出奇特而明显改变的物理、化学和生物性能、以及由此产生的新现象和新工艺。 7.制备纳米结构和材料的2大途径是什么？各自的特点或有缺点？ 两大途径：自下而上；自上而下。 8.什么是描述小尺寸化的“摩尔定律”？ 当价格不变时，上可容纳的元器件的数目，约每隔18-24个月便会增加一倍，性能也将提升一倍。 9.根据自己的理解，说明促进纳米材料相关科学与技术发展的意义。 新世纪高科技的迅速发展对高性能材料的要求越来越迫切,而纳米材料的合成为发展高性能的新材料和对现有材料性能的改善提供了一个新的途径。纳米科技是一门新兴的尖端科学技术。它将是21世纪最先进、最重要的科学技术之一,它的迅速发展有可能迅速改变物质产品的生产方式,引发一场新的产业革命,导致社会发生巨大变革。正如像自来水、电、抗生素和微电子的发 《工程材料学》复习题 一、名词解释 1、硬度， 2、铁素体， 3、枝晶偏析， 4、过冷奥氏体， 5、固溶体， 6、再结晶 7、相 8、 非自发形核9、枝晶偏析10、共晶反应11、淬硬性12、硬度 二、填空题．工程上常用的硬度主要有、、三种。 2. α－Fｅ的晶格类型分别属于晶格，可有个铁原子构成。 3. 铁碳合金固态基本相结构包括，固溶体型、。 4. 金属冷塑性变形后产生内应力，一般可以分为：、、 。若完全消除加工硬化，其加热温度应高于 温度。 C相图中GS线是指临界温度线，工程上也 5. Fe－Fe 3 称作线，S点是指、C点是指、E点是指、G点是指。 6. 珠光体是和组成的两相机械混合物。 7. 根据回火温度计对淬火钢的力学性能要求，一般将回火分为三 类：、、。 8. 按钢化学成分进行分类，碳素钢又可分为三 类：、、。渗碳钢又可分为：和两类。 9. 过冷奥氏体不同等温下其转变产物不同，可以分为三种类 型：、、。 10、体心立方和面心立方晶格中，单位晶胞的原子数分别是___________和___________。 11、按照几何特性，金属晶体中的主要缺陷有： ___________、___________和、 ___________。 12、亚共晶白口铸铁的室温组织为___________、___________ 和 ___________。 13、工程中常用的特殊性能钢有_________、_________、_________。 14、合金元素对铝的强化作用主要表现为___________、___________和__________。 15、40CrMn所代表的含义：40___________、Cr___________、Mn___________。 16、过冷奥氏体等温转变过程中，中温转变产物有：___________、__________。 17、液态金属总是在过冷的条件下结晶，其冷却速度越快，则形核率越 _________，结 晶后的晶粒便越_________，其强度越________，塑性和韧性越__________。 18、钢的质量是按和的含量高低进行分类的。 19、体心立方、面心立方及密排六方晶格的主要滑移系数目分别是___________、 ___________、___________。 机械工程材料模拟练习题 一、填空题（每空0.5分） 1.常用测定硬度的方法有布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度测试法。 2. 金属材料的力学性能主要包括强度、硬度、弹性、塑性等；强度的主要判据有屈服强度和抗拉强度，强度和塑性可以用拉伸实验来测定；压入法测量方法简便、不破坏试样，并且 能综合反映其它性能，在生产中最常用。 3. 铁碳合金在室温下平衡组织组成物的基本相是铁素体和渗碳体，随着碳的质量分数的增加，渗碳体相的相对量增多，铁素体相的相对量 却减少。 4. 珠光体是一种复相组织，它由铁素体和渗碳体按一定比例组成。珠光体用符号P表示。 5. 铁碳合金中，共析钢的w=0.77%,室温平衡组织为珠光体；亚共析钢的 w=0.0218%-cc0.77%，室温平衡组织为铁素体和珠光体；过共析钢的w=0.77%-2.11%,室温平衡组织为珠光c 体和二次渗碳体。 6. 铁碳合金结晶过程中，从液体中析出的渗碳体称为一次渗碳体；从奥氏体中析出的渗碳体称为二次渗碳体；从铁素体中析出的渗碳体称为三次渗碳体。 7. 低碳钢的碳质量分数范围是：Wc≤0.25%、中碳钢：Wc=0.25%-0.6%、高碳钢：Wc>0.6%。 8. 金属的晶粒越细，强度、硬度越高，塑性、韧性越好。实际生产中可通过增加过冷度、变质处理和附加振动来细化晶粒。 9. 常用金属中，γ-Fe、Al、Cu 等金属具有面心立方晶格，α-Fe具有体心立 方晶格。 10. 金属的结晶是在过冷的情况下结晶的,冷却速度越快,过冷度越大，金属结晶后的晶粒越细小,力学性能越好。 11. 钢的热处理工艺是由（加热）、（保温）和（冷却）三个步骤组成的；热处理基本不改变钢件的（形状和尺寸），只能改变钢件的（结构组织）和（力学性能）。 12. 完全退火适用于（亚共析碳）钢，其加热温度为（Ac3以上30-50°C），冷却速度（缓慢），得到（铁素体和珠光体）组织。 13. 球化退火又称为（均匀化）退火，其加热温度在（Ac1）＋20-30℃，保温后（随炉缓慢）冷却，获得（球状珠光体）组织；这种退火常用于高碳工具钢等。 14. 中碳钢淬火后，再经低温回火后的组织为（回火马氏体），经中温回火后的组织为（回火托氏体），经高温回火后的组织为（回火索氏体）；淬火高温回火后具有（综合力学）性能。 15. 钢的高温回火的温度范围在（500-650°C），回火后的组织为（回火索氏体）。这里开始！！！16. 按化学成份分类，就含碳量而言，渗碳钢属低碳钢, 调质钢属中碳钢, 滚动轴承钢属高碳钢。 17. 高速钢W18Cr4V 中合金元素W 的作用是提高钢的红硬性和回火稳定性； Cr 页眉 工程材料习题集 钢的合金化基础第一章 1合金元素在钢中有哪四种存在形式？（马氏体），以溶质形式存在形成固溶体；、γ（奥氏体）、M①溶入α（铁素体）形成强化相：碳化物、金属间化合物；②形成非金属夹杂物；③。、以游离状态存在：CuAg④ 其中哪三个可无限溶解在奥氏体中？哪两个铁素体形成元素可写出六个奥氏体形成元素，2 无 限溶解在铁素体中？，其中（锰、钴、镍、铜、碳、氮）C、NCo、Ni、Cu、①奥氏体形成元素：Mn、（铜、碳、氮）为有限溶NC、、Co、Ni（锰、钴、镍）可无限溶解在奥氏体中，CuMn、解；（铬、钒）可无限溶解在铁素体中，其余为有限溶解。、V②Cr 写出钢中常见的五种非碳化物形成元素。3Co 、、Cu、Si、Al①非碳化物形成元素：Ni按碳化物稳定性由弱到强的顺序按由强到弱的顺序写出钢中常见的八种碳化物形成元素。4 写出钢中常见的四种碳化物的分子式。Fe Mn、Cr、（弱）、、V、（中强）W、MoNb①碳化物由强到弱排列：（强）Ti、C→MC→MFeC→MC②碳化物稳定性由弱到强的顺序：63623容易加工硬化？奥氏体层而高锰奥氏体钢难于冷变形，5为什么高镍奥氏体钢易于冷变形，错能高和低时各形成什么形态的马氏体？越有层错能越低，镍是提高奥氏体层错能的元素，锰是降低奥氏体层错能的元素，①利于位错扩展而形成层错，使交滑移困难，加工硬化趋势增大。钢；奥氏体层错Cr18-Ni8 奥氏体层错能越低，形成板条马氏体，位错亚结构。如②合金。能越高，形成片状马氏体，孪晶亚结构。如Fe-Ni钢的强化机制的出发点是什么？钢中常用的四种强化方式是什么？其中哪一种方式在提6 高强度的同时还能改善韧性？钢中的第二相粒子主要有哪两个方面的作用？①强化机制的出发点是造成障碍，阻碍位错运动。、第二相强化、位错钢中常用的四种强化方式：固溶强化、晶界强化（细晶强化）②强化（加工硬化）。晶界强化（细晶强化）在提高强度的同时还能改善韧性。③沉淀强化。钢中的第二相粒子主要作用：细化晶粒、弥散④/ 钢中常用的韧性指标有哪三个？颈缩后的变形主要取决于什么？7韧性指标：冲击韧度①? TK、韧脆转变温度、平面应变断裂韧度。ICk k颈缩后的变形用?表示，主要取决于微孔坑或微裂纹形成的难易程度。②P钢中碳化物应保持什么形晶粒大小对极限塑性有什么影响？为什么？为了改善钢的塑性，8 态？细化晶粒对改善均匀塑性(εu) 贡献不大，但对极限塑性(εT)却会有一定好处。因为① 随着晶粒尺寸的减少，使应力集中减弱，推迟了微孔坑的形成。应为球状、钢中的碳化物（第二相）充分发挥弥散强化的作用，②为了改善钢的塑性，细小、均匀、弥散地分布。页脚 页眉 9改善延性断裂有哪三个途径？改善解理断裂有哪两种方法？引起晶界弱化的因素有哪两个？ ①改善延性断裂有三个途径：（1）减少钢中第二相的数量：尽可能减少第二相数量，特别是夹杂物的数量。细化、球化第二相颗粒。（2）提高基体组织的塑性：宜减少基体组织中固溶强化 效果大的元素含量。（3）提高组织的均匀性：目的是防止塑性变形的不均匀性，以减少应力集中；碳化物强化相呈细小弥散分布，而不要沿晶界分布。 ②改善解理断裂有两种方法：（1）细化晶粒；（2）加入Ni元素降低钢的T。k③引起晶界弱化的因素有两个：（1）溶质原子(P、As、Sb、Sn)在晶界偏聚，晶界能r下降，裂纹易于沿晶界形成和扩展。（2）第二相质点(MnS、Fe3C)沿晶界分布，微裂纹g易于在晶界形成，主裂纹易于 《高分子材料》试卷答案及评分标准 一、填空题（20分,每空1分）： 1、材料按所起作用分类,可分为功能材料和结构材料两种类型。 2、按照聚合物和单体元素组成和结构变化,可将聚合反应分成 加成聚合反应和缩合聚合反应两大类。 3、大分子链形态有伸直链、折叠链、螺旋链、无规线团四种基本类型。 4、合成胶粘剂按固化类型可分为化学反应型胶粘剂、热塑性树脂溶液胶粘剂、热熔胶粘剂 三种。 5、原子之间或分子之间的系结力称为结合键或价键。 6、高分子聚合物溶剂选择的原则有极性相近、溶解度参数相近、 溶剂化原则。 7、液晶高分子材料从应用的角度分为热致型和溶致型两种。 8、制备高聚物/粘土纳米复合材料方法有插层聚合和插层复合两种。 二、解释下列概念（20分,每小题4分）： 1、 材料化过程：由化学物质或原料转变成适于一定用场的材料,其转变 过程称为材料化过程或称为材料工艺过程。 2、 复合材料：由两种或两种以上物理和化学性质不同的物质,用适当的 工艺方法组合起来,而得到的具有复合效应的多相固体材料称之为复合材料。 3、 聚合物混合物界面：聚合物的共混物中存在三种区域结构：两种聚合物 各自独立的相和两相之间的界面层,界面层也称为过渡区,在此区域发生两相的粘合和两种 聚合物链段之间的相互扩散。 4、 共混法则：共混物的性能与构成共混物的组成均质材料的性能有关, 一般为其体积分数或摩尔分数与均质材料的性能乘积之和。或是倒数关系。 5、 纳米复合材料：是指复合材料结构中至少有一个相在一维方向上是纳米 尺寸。所谓纳米尺寸是指1nm~100nm的尺寸范围。纳米复合材料包括均质材料在加工过程中所析出纳米级尺寸增强相和基体相所构成的原位复合材料、纳米级尺寸增强剂的复合材料以及刚性分子增强的分子复合材料等。 三、比较下列各组聚合物的柔顺性大小,并说明理由（5分,每小题2.5分）： 1、 聚丙烯与聚苯烯 聚丙烯>聚苯烯,原因：随着长链上侧基体积的增大,限制了分子链的运动,分子的柔性降低。 2、 聚乙烯、氯化聚乙烯和聚氯乙烯 聚乙烯>氯化聚乙烯>聚氯乙烯,原因：随着长链上氯原子的增加,分子间作用力增强,分子的柔性降低。 四、比较下列各组聚合物的Tg大小,并说明理由（5分,每小题2.5分）： 1、 聚丙烯、聚氯乙烯、聚乙烯醇和聚丙烯腈 聚丙烯<聚氯乙烯<聚乙烯醇<聚丙烯腈,原因：随着分子链上侧基的极性增强,分子链产生的内旋转受到限制越大,是其Tg增高。 2、 聚（ 3、3-二甲基—1-丁烯）、聚苯乙烯和聚乙烯基咔唑 聚（3、3-二甲基—1-丁烯）<聚苯乙烯<聚乙烯基咔唑,原因：随着分子链上侧基体积的增大,分子运动越困难,所以Tg增高。 五、按照给出条件鉴别高分子材料（6分,每小题3分）： 1、 序号 密度（g/cm3） 洛氏硬度 软化温度℃ 冲击强度J/m功能材料试题B参考答案
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