材料导论 (35)
材料专业导论
材料专业导论材料专业是一门研究材料的组成、结构、性质及其应用的学科,它涉及了材料科学、工程学、物理学、化学等多个学科的知识。
材料是制造一切物品的基础,对于现代社会的发展起着至关重要的作用,而材料专业的学习则是培养材料科学与工程领域的专业人才的必经之路。
材料专业的学习内容主要包括材料的分类、制备、性能测试与评价、应用等方面。
首先,材料可以根据其组成和结构的不同进行分类,常见的分类包括金属材料、非金属材料、高分子材料、复合材料等。
每种材料都具有各自独特的性质和特点,因此在制备和应用时需要根据具体要求进行选择。
其次,材料的制备过程是材料专业学习的重要内容之一。
不同材料的制备方法各异,涉及到原料选择、加工工艺、热处理等多个方面。
熟练掌握材料的制备方法可以提高材料的性能和质量。
再次,材料的性能测试与评价是材料专业学习的重要环节。
通过对材料的物理、化学、力学等性能进行测试和评价,可以了解材料的优缺点,并为材料的应用提供依据。
最后,材料的应用是材料专业学习的终极目标。
不同材料具有各自的应用领域,比如金属材料广泛应用于制造业、电子领域;高分子材料被广泛用于塑料制品、橡胶制品等领域;复合材料则在航空航天、汽车等领域有着重要的应用。
材料专业的学习不仅包括理论知识的学习,还需要进行实践操作。
实验室是材料专业学习的重要场所,学生可以通过实验了解材料的制备过程,学习使用各种仪器设备进行性能测试,培养实践操作的能力。
此外,材料专业还注重学生的创新能力和解决问题的能力的培养。
学生需要参与科研项目,进行独立的实验设计和实施,解决实际问题,提高自己的综合能力。
材料专业的就业前景广阔。
随着科技的发展和工业的进步,对新材料的需求越来越大。
材料专业毕业生可以在各种制造业领域就业,如汽车制造、航空航天、电子等;也可以进入科研院所、高校从事科研工作;还可以选择自主创业,开展新材料的研发和应用。
材料专业毕业生的就业前景非常广阔,发展空间也十分可观。
材料科学与工程导论
材料科学与工程导论
材料科学与工程是一门研究材料的性能、结构、制备和应用的学科,它涉及到各种材料,包括金属、陶瓷、高分子材料和复合材料等。
材料科学与工程的发展对于现代工业、能源、医疗、环境等领域都具有重要意义。
首先,材料科学与工程的研究对象是各种材料的性能和结构。
通过对材料的组成、微观结构和宏观性能进行研究,可以揭示材料的内在规律,为材料的设计、制备和应用提供科学依据。
其次,材料科学与工程的研究内容包括材料的制备和加工技术。
材料的制备和加工技术直接影响到材料的性能和应用范围,因此对于材料的制备和加工技术的研究具有重要意义。
另外,材料科学与工程还涉及到材料的应用和性能调控。
通过对材料的应用和性能进行研究,可以开发出具有特定功能和性能的材料,满足不同领域的需求。
总的来说,材料科学与工程是一门重要的交叉学科,它涉及到多个领域,对于现代社会的发展具有重要意义。
随着科学技术的不断发展,材料科学与工程也在不断取得新的进展,为人类社会的发展做出了重要贡献。
在材料科学与工程领域,我们需要不断深化对材料的认识,推动材料科学与工程的发展,为人类社会的可持续发展做出更大的贡献。
希望通过我们的努力,能够推动材料科学与工程领域的发展,为人类社会的进步做出更大的贡献。
材料导论重点及归纳
1、材料的定义与分类材料是人类用来制造有用的构件、器件或物品的物质。
材料与物质的区别:①对材料而言,可采用“好”或“不好”等字眼加以评价,对物质则不能这样;②材料总是和一定的用途相联系的;③材料可由一种物质或若干种物质构成;④同一种物质,由于制备方法或加工方法的不同,可成为用途各异的不同类型的材料。
按化学组成和结构特点:金属材料、无机非金属材料、高分子材料、复合材料按材料性能:结构材料、功能材料按使用领域:建筑材料、电子材料、耐火材料、医用材料...2、材料的地位和作用材料是人类社会发展的基础和先导,是人类社会进步的里程碑和划时代的标志。
材料、能源、信息被称为人类社会的“三大支柱” 。
纵观人类利用材料的历史,可以清楚地看到,每一种重要新材料的发现和应用,都把人类支配自然的能力提高到一个新的水平。
材料科学技术的每一次重大突破都会引起生产技术的重大变革,甚至引起一次世界性的技术革命,大大地加速社会发展的进程,从而把人类物质文明推向前进。
人类文明的发展史就是材料的发展史材料的发展史就是人类文明的发展史石器时代、青铜器时代、铁器时代、? ? ?、半导体时代新材料是高技术发展的基础,是工业革命和产业发展的先导3、材料的性质材料性质:是材料的功能特性和效应的描述,是材料对电.磁.光.热.机械载荷的反应。
材料性质描述:力学性质:强度、硬度、刚度、塑性、韧性材料在力的作用下所表现出的特性即为材料的力学性质。
(1)弹性模量弹性模量是指材料在弹性极限范围内,应力与应变(即与应力相对应的单位变形量)的比值,用E 表示,即:(2)强度在外力作用下,材料抵抗变形和断裂的能力称为强度。
(有多种强度类型)材料在外力作用下发生塑性变形的最小应力叫屈服强度,用 d S表示。
工程上规定,试样产生0.2%塑性变形时的应力值为该材料的条件屈服强度,记为 d 0.2。
抗拉强度是将试样在拉力机上施以静态拉伸负荷,使其破坏(断裂)时的载荷。
大学材料导论知识点总结
大学材料导论知识点总结一、材料的基本概念1、材料的定义:材料是人类使用的各种原始、半成品和成品物质的统称。
它们通常包括金属、陶瓷、高分子材料、复合材料等,并且广泛应用于工业、建筑、医疗、航天航空等领域。
2、材料的分类:可以根据不同的属性将材料划分为金属材料、非金属材料和复合材料三大类。
金属材料包括铁、铜、铝等金属元素及其合金;非金属材料包括陶瓷、高分子材料等;复合材料是由两种或两种以上不同种类的材料组成的混合材料。
3、材料的性能:材料的性能包括力学性能、物理性能、热学性能、电学性能、化学性能等。
在材料导论中,学生将学习如何通过实验或者理论计算等方法来评价和分析材料的各种性能。
二、材料的结构和性质1、金属材料的结构和性质:金属材料通常以金属原子通过金属键连接而成的结晶结构,具有良好的导电、导热、可塑性和韧性等性质。
在材料导论课程中,学生将学习如何通过晶体学和相变等知识来理解和分析金属材料的结构和性质。
2、非金属材料的结构和性质:非金属材料通常以共价键或者离子键连接而成的分子、离子或原子结构,具有较好的绝缘、耐热、耐腐蚀等性质。
学生将学习如何通过结构化学等知识来理解和分析非金属材料的结构和性质。
3、复合材料的结构和性质:复合材料由两种或两种以上不同种类的材料组成,它具有各种不同种类材料的优点,并且能够弥补各种不同种类材料的缺点。
在材料导论中,学生将学习复合材料的组成、制备方法、结构和性质等知识。
三、材料的应用和研究方法1、材料的应用:材料广泛应用于工业、建筑、医疗、航天航空等领域。
在材料导论课程中,学生将学习各种材料的应用领域、特点以及相关的工程实例。
2、材料的研究方法:为了解释和分析材料的结构与性质,学者们提出了许多研究材料性质的方法。
例如,X射线衍射、透射电镜、扫描电镜等方法可以用来研究材料的结构;拉伸实验、冲击实验、硬度实验等方法可以用来研究材料的力学性能。
在材料导论中,学生将学习这些研究方法的原理、应用和操作技巧。
材料科学导论
材料科学导论材料科学导论材料科学是一门研究和应用材料的学科,它涵盖了材料的制备、性能、结构和应用等方面。
材料是现代科技发展的基础,无论是电子设备、汽车、建筑还是生物医学器械,都离不开优质的材料。
因此,材料科学的研究和应用对于社会的进步和发展起着重要的作用。
材料科学研究的内容十分广泛,其中包括金属材料、陶瓷材料、聚合物材料、复合材料等。
每一种材料都有其特殊的性能和应用领域。
例如,金属材料具有良好的导电性和热传导性,适用于电子、汽车等领域。
陶瓷材料具有优异的耐高温性能,可用于航空航天和高温装置中。
聚合物材料则具有良好的可塑性和耐腐蚀性,广泛应用于塑料制品和纤维材料等领域。
复合材料是由两种或多种不同材料组成的,它们的结合会产生比原材料更好的性能,如车辆和飞机上的碳纤维增强复合材料。
材料科学的研究方法主要包括材料制备、表征和性能测试等。
材料制备是指根据不同的要求和应用,选择不同的制备方法,包括熔炼、固相反应、溶液法等。
在材料制备的过程中,需要控制材料的成分、结构和形态,以实现所需的性能。
材料的表征是指使用各种技术手段对材料的成分、组织和性能进行分析和测试。
常用的表征方法有显微观测、X射线衍射、电子显微镜和热分析等。
而材料的性能测试则是对材料的各种特性进行量化和定量的测量,以评价材料的优劣和适用性。
材料科学的应用范围非常广泛。
在电子领域,材料科学的研究大大提升了电子器件的性能和可靠性,推动了信息技术的发展。
在能源领域,材料科学的研究为新能源的开发和利用提供了重要的支持,如太阳能电池、燃料电池等。
在医学领域,材料科学的应用促进了生物医学材料的研发,如人工关节、植入物等,有力地改善了人们的生活质量。
总之,材料科学是一门重要的学科,它对于社会的进步和发展有着不可替代的作用。
通过对不同材料进行研究和应用,能够改善生活品质,促进经济发展,推动科技创新。
因此,加强材料科学的研究和培养相关的专业人才,对于我们国家的可持续发展具有重要意义。
材料导论期末考点总结
材料导论期末考点总结材料导论是一门综合性的学科,广泛涉及材料科学、材料工程以及相关学科的知识体系。
期末考试是对学生对所学知识的综合应用能力的考察,理解和掌握期末考点对于顺利通过考试至关重要。
本文将对材料导论期末考点进行总结,以便学生在复习时有针对性地了解和把握重点内容。
一、晶体和晶体缺陷1.晶体的结构和性质:晶格、晶体结构类型、晶体的性质与晶格结构之间的关系。
2.晶体缺陷的分类和特点:点缺陷、线缺陷、面缺陷的具体分类和特点。
3.晶体缺陷的原因和形成机制:热原子运动、拉伸和压缩等外力、辐射等原因引起晶体缺陷形成的机制。
4.晶体缺陷对材料性能的影响:晶体缺陷对导电性、导热性、塑性、疲劳性等材料性能的影响。
二、金属材料的结构和性能1.金属晶体结构:简单立方、面心立方、体心立方晶体结构的特点和性质。
2.金属的力学性能:塑性和韧性的概念、强度、硬度、延性、弹性模量等力学性能的定义和计算方法。
3.金属的物理性能:导电性、导热性、合金化等物理性能的定义、计算和提高途径。
三、陶瓷材料的结构和性能1.陶瓷晶体结构:离子晶体结构的特点、堆垛方式、层间间隔和离子间离心距的关系。
2.陶瓷的物理性能:绝缘性、压电性、磁性、光学性质等物理性能的定义、计算和提高途径。
3.陶瓷的力学性能:脆性的概念、强度、硬度、韧性等力学性能的定义和计算方法。
四、高分子材料的结构和性能1.高分子链结构:线性链、支化链和交联链的结构特点和分子量对聚合物结构和性能的影响。
2.高分子的物理性能:热稳定性、熔融性、黏度、玻璃化转变温度等物理性能的定义和计算方法。
3.高分子的力学性能:强度、韧性、刚性、弹性恢复性等力学性能的定义和计算方法。
五、复合材料的结构和性能1.复合材料的组成和结构:基体材料、增强材料和界面相的特点和组成关系。
2.复合材料的力学性能:强度、韧性、疲劳性、层间剪切强度等力学性能的定义和计算方法。
3.复合材料的物理性能:导电性、导热性、热稳定性等物理性能的定义和计算方法。
材料导论复习重点(励杭泉版)
简答题1.晶粒细化为什么可以提高金属强度和韧性?晶界是位错运动的障碍,因而晶粒越细小,晶界的总面积越大,位错的运动越困难,材料的强度也就越高,细晶强化是指通过细化晶粒来提高金属的强度。
多晶体的强度高于单晶体,晶粒越细,强度越高。
此外晶粒细化还能使金属的韧性和塑性提高。
晶粒越细,单位体积中晶粒越多,变形时同样是变形量,便可以分散到更多的晶粒中,产生较均匀的变形而不改造成局部应力集中,引起裂纹的过早产生和发展2.具有什么的化合物能够结晶,讨论影响聚合物结晶度的因素?一切结构规整的聚合物分子链在适当条件小都可以结晶,但结晶度的高低则取决于分子链规整的程度以及外部条件。
化学规整性是指链的化学结构和构造的规整性。
从组成的角度看应该为均聚物链,如果是共聚连就不够规整,从几何的角度看应是线性链,有支化就不能算是规整。
立构规整性是指构型的规整性。
全同立构与间同立构的分子链具有规整性。
3.冷等静压成型的特点可以比较方便的提高成型压力,因胚体各向受力均匀,密度高而均匀,烧成缩水小。
所以不易变形,模具制作方便,寿命长,成本低,可以少用或不用粘黏剂。
可生产形状复杂,大件,细长的型胚。
成型质量高。
4.碳纤维与石墨纤维的区别?二者之间的联系?两者没有严格的分界线,区别仅在于碳化程度及石墨化程度的高低。
碳含量在92%~95%之间,模量在344GPA以下的为碳纤维,碳含量在99%以上,模量在344GPA以上的为石墨纤维。
在1300左右热解的为碳纤维,在1900以上热解的为石墨纤维。
特点:碳纤维有优异的扛蠕变和耐疲劳性能,并有突出的热稳定性。
不存在内应力,不需退火。
缺点:抗氧化性较差。
脆性,对应变敏感,耐冲击性差。
5.天然橡胶的优缺点各有哪些?优点:具有良好的综合性能,包括良好的弹性,较高的机械强度,耐屈挠,疲劳性能,多次形变发热低,良好气密性,防水性和可恢复原有弹性。
缺点:因含不饱和双键,所以化学性质活泼,易进行加成、取代、氧化、交联等反应,易老化,发生降解和交联,易老化。
《材料导论》复习题
《材料导论》期末考试复习题一:基础知识1.生物和生命科学、纳米技术、能源与环境、电子与信息、材料是目前科学技术的七大热点和重点领域。
2.材料、能源和信息并列成为现代科学技术的三大支柱。
3.材料的分类:金属(金属、金属合金)、非金属(有机高分子材料、无机非金属材料)4.高分子材料的定义:包含由小分子通过共价键形成长链的天然或人工合成的材料。
5.高分子材料的分类:弹性体、热固性及热塑性树脂。
6.材料技术的发展趋势:从均质材料向复合材料发展、由结构材料往功能材料、多功能材料并重的方向发展、材料结构的尺度向越来越小的方向发展、由被动性材料向具有主动性的智能材料方向发展、通过仿生途径来发展新材料。
7.塑料:塑料是以合成树脂为主要成分,另加有(或不加)改性用的添加剂或加工助剂,在一定温度、压力条件下可塑化成型、并在常温下保持其形状的材料。
有时还包括塑料的半成品,如压塑粉、注塑粒料等。
经过成型加工,可制成具有特定形状又具有实用价值的塑料制品。
8.塑料的分类:合成塑料、天然塑料(按来源);热塑性塑料、热固性塑料(按热行为);通用塑料、工程塑料(使用范围和用途)。
9.塑料的特性:质轻、耐腐蚀、电绝缘、加工性能好;不耐热、易变形、不耐老化、易燃、原料受石化资源制约10.常用的塑料加工方式:挤出成型、注射成型、压延成型。
11.橡胶的定义:橡胶是一类线形柔性高分子聚合物。
其分子链柔顺性好,在外力作用下可产生较大的变形,除去外力后能迅速恢复原状。
12.橡胶的分类:天然橡胶、合成橡胶(按来源);热固性橡胶、热塑性橡胶(按加工性)。
13.橡胶配方的五大体系:生胶、填充补强、硫化促进、防老、软化增塑体系。
14.纤维的定义:指长度比直径大很多倍并且有一定的柔韧性的纤细物质。
15.涂料的定义和组成:涂料是合成树脂另一种应用形式,用来涂覆物体表面,形成保护或装饰膜层。
主要有三种组分:成膜物、颜料、溶剂。
16.黏合剂的定义:黏合剂也称胶黏剂,是一种把各种材料紧密地结合在一起的物质。
材料导论总结
模块22-48●Solution:A homogeneous mixture of chemicallydistinct substances that forms a phase 相●Solvent 溶剂: the substance present in the greater amount.●Solute溶质: the substance present in the lesser amount●Mixture 混合物: A material that has no fixed composition andcontains more than one phase●Alloy 合金: a combination of a metal and one or more otherelementsforming either a mixture or a solid solution.●Plastic alloy 塑料合金: blends of polymers or copolymers with otherpolymers or elastomers.●Diffusion:1.The transport of atoms through matter.2. The intermingling混合物in solid materials of atoms (in metals),ions (in ceramics), or molecules (in polymers).●Prerequisites for diffusion to occur:1. Adjacent site needs to beempty (vacancy 空位or interstitial 空隙).2. Sufficient energy must be available to break bonds and overcome lattice distortion●51.Diffusion FASTER for...•open crystal structures•lower density materials•materials w/secondary bonding•lower melting T materials•smaller diffusing atoms●Diffusion is affected by :Microstructure of solids, Temperature, Time ●58. 1.An abundance of line defects (dislocations) strengthen thematerials(Mutual interference in their movement through crystal prevents the planes of atoms from slipping)2.The presence of a few dislocation increase the ductility of acrystalline solid.●62.Point defects 点缺陷• 1 or 2 atom positions•Affect only the small volume of the crystal surrounding a single lattice site.●Dislocation:A linear array of atoms along which there is someimperfection in the bonding of the atoms●Area defect:exist in the form of grain boundaries(晶粒边界)模块3● 1.- Chemical properties are associated with the transformation ofone material into another.–Physical properties involve no change in the composition of the material.–Mechanical properties are defined as a measure of a material’s ability to carry or resist mechanical forces or stresses. Mechanical properties of a material affect how the material can be worked.●Elastic deformation:1. Metal returns to its original dimension aftertensile force is removed.●Plastic deformation:The metal is deformed to such an extent suchthat it cannot return to its original dimension.、●Elastic deformation弹性形变: If the material reverts返回back to itsnormal size and shape upon removal of the load载荷●Plastic deformation塑性形变: when the load is removed thematerial will not return to its original dimensions (or the material is permanently deformed永久变形●24.fatigue limit: the maximum stress that can be sustained for aninfinite number of stress cycles;●fatigue strength: the maximum stress that can be sustained for aspecified number of cycles;●Endurance ratio耐久比:The quotient商of endurance limit totensile strength1. Varies between 0.25-0.45, depending on the material2.Fatigue (Endurance) ratio 耐久比:For many ferrous alloys, the endurance limit is about one-half the tensile strength of the metal●when is fatigue ratio needed:-Avoid the high cost in running fatigue testsAttempt to duplicate service conditions in a lab–Attempt to duplicate service conditions in a lab●Modulus of rigidity:The ratio of the shearing stress to the shearingstrain in elastic region●Modulus of rupture:The maximum bending stress in tension at failureis called the bend strength (弯曲强度)for ceramic materials and is often referred to as the modulus of rupture (MOR-断裂模量).●34.(R)回弹摸量modulus of resilience:1。
材料导论
1)简述材料环的组成要素。
答:材料是宇宙中可用来制造有用物品的物质。
这些物质以各种形式分布在地球上、地壳中、海洋中甚至大气中。
这些物质不断地被发掘、被提取、被加工、被利用。
在材料的使用过程中有一部分会自动回到最初在大自然中的存在形式,在物品的使用寿命过后大部分材料可以被重新利用。
物质在这一系列过程中,从一种存在形式转化为另一种存在形式,生生不息。
这一过程可以看做是一个循环圈,我们将之称为材料环。
2)简述材料的四大分类及各类材料的组成、特点。
答:一、金属材料金属材料是指金属元素或以金属元素为主构成的具有金属特性的材料的统称。
包括纯金属、合金、金属材料金属间化合物和特种金属材料等。
特点:高韧性,延展性好,强度高,导电性好。
二、无机非金属材料无机非金属材料是以某些元素的氧化物、碳化物、氮化物、卤素化合物、硼化物以及硅酸盐、铝酸盐、硼酸盐等物质组成的材料。
是除有机高分子材料和金属材料以外的所有材料的统称。
特点:高熔点、高硬度、耐腐蚀、耐磨损、高强度和良好的抗氧化性等基本属性,以及宽广的导电性、隔热性、透光性及良好的铁电性、铁磁性和压电性。
三、高分子材料高分子材料是有相对分子质量较高的化合物构成的材料,包括橡胶、塑料、纤维、涂料、胶粘剂和高分子基复合材料。
特点:有很高的分子量,质轻,密度小,有优良的力学性能,绝缘性能,隔热性能。
四、复合材料复合材料是由连续相的基体和被基体包容的相增强体组成。
基体材料分为金属和非金属两大类。
增强材料主要有玻璃纤维、碳纤维、硼纤维、芳纶纤维、碳化硅纤维、石棉纤维、晶须、金属丝和硬质细粒等。
特点:具有质量轻,较高的比强度、比模量、较好的延展性、抗腐蚀、隔热、隔音、减震、耐高(低)温等特点。
3)简述热塑性材料与热固性材料的区别。
答:热塑性材料:由线形长链分子组成,加热到某一温度(玻璃化温度或熔点)时发生流动,可以反复进行加工成型。
可以是结晶的也可以时非结晶的。
常见的有聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚乙烯,等等。
材料专业导论试题及答案
材料专业导论试题及答案一、选择题(每题2分,共20分)1. 材料科学主要研究材料的________。
A. 组成、结构、性能B. 制备、加工、应用C. 组成、结构、性能、制备、加工、应用D. 性能、应用答案:C2. 下列哪种材料不属于金属材料?A. 钢B. 铝C. 塑料D. 铜答案:C3. 以下哪种方法不是用来提高材料强度的?A. 冷加工B. 热处理C. 合金化D. 腐蚀答案:D4. 材料的硬度是指材料的________。
A. 抗拉强度B. 抗弯强度C. 耐磨性D. 抗冲击性答案:C5. 陶瓷材料通常具有哪些特性?A. 高熔点B. 低热导率C. 良好的电导性D. 以上都是答案:A6. 材料的疲劳是指材料在________下的性能退化。
A. 静态载荷B. 循环载荷C. 冲击载荷D. 拉伸载荷答案:B7. 聚合物材料的玻璃化转变温度是指材料从________状态转变为________状态的温度。
A. 玻璃态,高弹态B. 高弹态,玻璃态C. 玻璃态,液态D. 液态,玻璃态答案:A8. 材料的腐蚀是指材料与________发生反应的过程。
A. 氧气B. 水C. 酸、碱、盐D. 以上都是答案:D9. 金属材料的塑性变形是指在________作用下材料发生永久变形而不破裂。
A. 静载荷B. 动载荷C. 拉伸应力D. 压缩应力答案:C10. 材料的断裂韧性是指材料在________条件下抵抗裂纹扩展的能力。
A. 静态载荷B. 循环载荷C. 冲击载荷D. 拉伸应力答案:B二、填空题(每题2分,共20分)1. 材料科学中的“四要素”包括材料的组成、结构、________和性能。
答案:性能2. 金属材料的塑性变形可以通过________来实现。
答案:冷加工3. 材料的热处理过程包括加热、________和冷却。
答案:保温4. 材料的硬度测试方法有布氏硬度、洛氏硬度和________。
答案:维氏硬度5. 陶瓷材料的脆性断裂是由于其内部存在的________。
材料学导论试题答案
材料科学导论试题一、必作题(每题10分,共50分)1)材料的组织结构与其性能之间有什么样的关系?材料的性能往往取决于材料组分,结构。
材料的结构决定其性能,对结构的控制和改性,可获得不同特性、不同性能的材料。
材料的组织结构通常由自身原料和后期加工决定的。
材料的加工成型不是单纯的物理过程,而是决定材料最终结构和性能的重要环节。
材料的加工有可能受温度、压强、应力及作用时间等变化的影响,导致材料降解、交联以及其他化学反应,使材料的化学结构发生变化,从而影响材料的性能。
2)金属材料是由晶体组成的,常见的金属晶体结构点阵有哪些种类,试举例说明之。
最典型的是面心立方点阵(A1)、体心立方点阵(A2)和密排六方点阵(A3) 面心立方点阵:面心立方点阵的每个阵点上只有一个金属原子,结构很简单。
体心立方点阵:体心立方结构晶胞除了晶胞的8个角上各有一个原子外,在晶胞的中心尚有一个原子。
因此体心立方晶胞原子数为2。
密排六方结构可看成是由两个简单六方晶胞穿插而成。
密排六方结构亦是原子排列最密集的晶体结构之一。
3)什么是碳钢,合金钢?它们的主要区别在哪里?钢的强度是由什么因素决定的?碳钢:主要指碳的质量分数小于2.11%而不含有特意加入的合金元素的钢。
有时也称为普碳钢或碳素钢。
指含碳量Wc小于2.11%的铁碳合金。
碳钢除含碳外一般还含有少量的硅、锰、硫、磷。
合金钢:钢里除铁、碳外,加入其他的元素,就叫合金钢。
在普通碳素钢基础上添加适量的一种或多种合金元素而构成的铁碳合金。
区别:合金钢含有一种或多种特意加入的合金元素。
因素:钢的含碳量。
含碳量越高,钢的强度越高,而塑性越低。
钢的强度认定标准是屈服强度和抗拉强度,而影响屈服强度的内在因素有:结合键、组织、结构、原子本性。
4)实际的金属当中存在哪些缺陷,它们的特点是什么?这些特点对钢的性能产生了什么样的影响?人们怎样利用这些特点来发展金属材料?点缺陷、线缺陷、面缺陷三种缺陷。
其中点缺陷包括空位、间隙原子、置换原子。
泰山医学院材料导论题库
泰山医学院《材料导论》试题库1、The nucleus of an atom containsA ProtonsB ElectronsC NeutronsD All of the abovev E Both A and C2、What type(s) of electron subshell(s) does an L shell contain?A a p f sB s and fv C s and p3、What is the maximum number of electrons that an M shell may contain?v A.18B.32C.84、Match the electron structure below with the element type it represents.1s22s22p63s23p63d104s1A. Inert gasB. HalogenC. Alkali metalD. Alkaline earth metalv E. Transition metal5、What is the predominant type of bonding for titanium (Ti)?A. IonicB. HydrogenC. CovalentD. van der Waalsv E. Metallic6、Of those elements in the list situated below the periodic table, select the one that is one electron short of having its outer shell of electrons completely filled.v A. IB. NC. SD. SrE. Ar7、Which of the following materials may form crystalline solids?A. PolymersB. MetalsC. Ceramicsv D. All of the above8、Which of the following are the most common coordination numbers for ceramic materials?A. 2B. 3 and 6C. 4 and 12v D. 4,6 and 89、Which crystal system(s) listed below has (have) the following relationship for the unit cell edge lengths?a =b ≠cA. CubicB. HexagonalC. TriclinicD. MonoclinicE. RhombohedralF. OrthorhombicG. Tetragonalv H. Both C and E10、Which crystal system(s) listed below has (have) the following interaxial angle relationship? α= β = γ = 90°v A. CubicB. HexagonalC. TriclinicD. MonoclinicE. RhombohedralF. OrthorhombicG. Both A and D11、把a、b、c、d四块金属片浸入稀硫酸中,用导线两两相连组成原电池。
生物医用材料导论
1)生物医用材料的生物相容性是指材料在生理环境中,生物体对植入的生物材料的反应和产生有效作用的能力,用以表征材料在特定应用中与生物机体相互作用的生物学行为.2)生物医用材料的生物相容性具体包括血液相容性、组织相容性和力学相容性.3)材料设计大体可分为三个层次:微观层次、亚微观层次和宏观层次.4)生物医用复合材料的结构设计可采用结构仿生和功能梯度材料的结构设计方法进行材料的结构设计.5)材料与生物体的相互作用主要包括血液反应、组织反应和免疫反应.6)原子示踪方法分为:简单示踪法、物理混合示踪法和标记化合物示踪法.7)生物医用材料按材料的组成和性质分为:医用金属材料、高分子材料、无机材料和复合材料.8)生物医用材料按材料的功能分为:血液相容性材料、软组织相容性材料、硬组织相容性材料、生物降解材料和高分子药物.9)生物医用材料按材料来源分为:自体组织、同种异体器官及组织、异种器官及组织、天然生物材料和人工合成材料. 10)生物医用材料按使用部位分为:硬组织材料、软组织材料、心血管材料、血液代用材料和分离、过滤、透析膜材料. 11)当前研究比较活跃的生物材料主要有:高抗凝血材料、生物活性陶瓷及玻璃、钛及钛合金、钛镍记忆合金、生物活性缓释材料及描靶药物载体材料、生物粘合剂、可生物降解与可吸收性生物材料、智能与杂化材料和血液净化材料.12)生物医用金属材料最重要的应用有:骨折内固定板、螺钉、人工关节和牙根种植体等.13)金属材料的毒性:金属的毒性主要作用于细胞,可抑制酶的活动,阻止酶通过细胞膜的扩散和破坏溶酶体.14)生物医用金属材料在人体生理环境下的腐蚀主要有八种类型:均匀腐蚀、点腐蚀、电偶腐蚀、缝隙腐蚀、晶间腐蚀、磨蚀、疲劳腐蚀和应力腐蚀.15)医用金属材料的表面处理没明确说明指的是钛和钛合金.16)医用金属材料的表面改性方法:等离子喷涂涂层、烧结涂层、溶胶-凝胶法涂覆的烧结涂层、表面化学热处理诱导羟基磷灰石涂层、电泳沉积法、离子束增强沉积、水热反应法、热分解法、电化学沉积法、表面修饰法、激光熔覆涂层、类金刚石碳膜.17)生物医用无机材料的基本条件与要求:良好的生物相容性、杂质元素及溶出物含量低、有效性、成型加工功能、良好的耐消毒灭菌性.18)生物惰性医用无机材料,主要是指化学性能稳定,生物相容性好的无机材料. 19)大量动物实验及临床应用证明,LTI碳作为最理想的人工机械瓣膜材料,有以下优点:①LTI碳涂层有足够的强度,十分耐磨,心脏耐磨模拟实验结果表明可耐用数十年.②具有优异的血液相容性,不产生血凝和血栓.原因是Si-LTI碳与血液之间能生成一种蛋白质中间吸附层,此层不引起蛋白质的改变.③抛光后的Si-C涂层,是致密不透性的,不会引起降解反应.④无毒,无刺激性,不致癌. 20)生物活性医用无机材料从广义上讲又称为生物活性陶瓷,在体内有一定溶解度,能释放对机体无害的某些离子,能参与体内代谢,对骨质增生有刺激或诱导作用,能促进缺陷组织的修复,显示有生物活性.21)将生物活性玻璃陶瓷也称为生物活性微晶玻璃,它是一种多相复合材料,含有一种以上的结晶相及玻璃相.22)生物活性骨水泥作为一种医用材料,必须满足如下要求:①浆体易于成型,可填充不规则的骨腔.②在环境中能自行凝固,硬化时间要合理.③有优良的生物活性和骨诱导潜能可吸收,不影响骨重塑或骨折愈合过程,能被骨组织爬行代替.④良好的机械性能以松质骨力学性能的中介值为标准,抗压强度大于5MPa,压缩模量45~100MPa和耐久性能.⑤无毒和具有免疫性.23)巨噬细胞对β-TCP陶瓷的降解包括细胞内降解吞噬和细胞外降解两个方面. 24)生物医用高分子材料,顾名思义,是和医学、生物学发展有关的高分子的材料总称.生物医用材料是以医用为目的,用于和活体组织接触,具有功能的无生命材料.以医用为目的,用于和活体组织接触,具有诊断、治疗或替换基体中组织、器官或增进其功能的无生命高分子材料,即“与生物相关的高分子材料”,亦称生物医用高分子材料.25)生物医用高分子材料根据来源,可分为天然生物医用高分子材料和合成生物医用高分子材料.26)生物医用复合材料是由两种或两种以上不同材料复合而成的生物医用材料,它主要用于人体组织的修复、替换和人工器官的制造.27)生物医用复合材料根据复合材料的三要素分类如下:①按基体材料分类,有陶瓷基生物医用复合材料、高分子基生物医用复合材料、金属基生物医用复合材料.②按材料植入体内后引起的组织材料反应分类,有近于生物惰性的复合材料、生物活性复合材料和可吸收生物医用复合材料.③按增强体的形态和性质分为纤维增强生物医用复合材料和颗粒增强生物医用复合材料.28)生物医用复合材料的特点:比强度、比模量高;抗疲劳性能好;抗生理腐蚀性好;力学相容性能好;组成多元.29)界面的结合力:机械结合力摩擦力、物理结合力范德华力和氢键和化学结合力化学键.30)界面结合类型:机械结合、溶解和润湿结合、反应结合、混合结合.31)生物医用敏感材料属于敏感材料范畴,是功能材料在医学上的一个重要分支.电磁声光热.32)生物医用敏感材料按用途可分为两大类型:治疗用医用敏感材料、检测用的敏感材料.33)仿生学是研究生物系统的结构性质、能量转换和信息传递与处理的原理,它将所获得的知识,用来改进和完善现有科学设备、装置,以及为创造新科学技术装置、建筑结构和新工艺提供原理、设计思想或规划蓝图.它运用生物系统的方法来解决工程问题,是系统设计的一种新方法.34)仿生研究主要包括仿生分析、设计和制备三个步骤.35)组织工程学原理:应用工程学和生命科学的原理和方法来了解正常的和病理的哺乳类组织的结构——功能的关系,并研制活的生物组织代用品,用于修复、维持、改善人体组织的功能.以生物替代为目的,研究和开发修复和改善人体组织包括部分器官功能和形态的新兴学科即组织工程学.36生物医用材料和器材主要有三个方面的用途:诊断、治疗和康复.37生物医用材料标准是用于评价和生产生物医用材料及其制品的技术规范,是由官方或民间组织提出的或得到公众认可的法规性文件.它包含生物学性能评价标准和非生物学性能评价标准.38干细胞生物学:是未成熟细胞.它未充分分化,具有再生各种组织和器官和人体潜在功能,医学上称之为“万能细胞”. 39成体干细胞生物学特性:①具有自我更新和分化潜能.②数量少.③存在于特定的微环境中.④处于相对静止状态.⑤体积小,细胞浆小,细胞核较大.⑥成体干细胞数量和活性随年龄增加.40干细胞工程的临床应用:①多能干细胞可以帮助我们理解人类发育过程中的复杂事件,确定参与导致细胞特化的决定因素.②人体多能干细胞研究能大大地改变研制药品和进行安全性实验的方法.③人体多能干细胞最为深远的用途是生产细胞和组织,许多疾病及功能失调往往是由于干细胞功能失调或组织破坏引起的.④体细胞核转移SCNT方法治疗性克隆是克服某些患者的组织不相容的一个方法.患者可以用自己的遗传物质制造适合自己的细胞.41HAP42HA43PMMA44PLA45PGA4645S547杂化材料。
大一材料科学导论知识点
大一材料科学导论知识点材料科学导论是材料科学与工程专业的基础课程之一,它主要介绍了材料科学的基本概念、发展历程以及相关的核心知识点和理论基础。
本文将围绕大一材料科学导论的知识点展开论述,帮助大家更好地理解和掌握这门课程。
一、材料的基本概念在学习材料科学导论之前,首先要了解材料的基本概念。
材料是人类用来满足需求的物质实体,可以分为金属材料、非金属材料和复合材料等多种类型。
材料的性能取决于其组成成分、结构以及制备工艺。
二、材料的分类和性能1.材料的分类材料可以按照其成分和结构进行分类。
按成分可分为金属材料、无机非金属材料和有机高分子材料等;按结构可分为晶体材料、非晶材料和纳米材料等。
2.材料的性能材料的性能是指材料在特定条件下表现出来的特征和行为。
常见的材料性能包括力学性能、热学性能、电学性能、磁学性能和光学性能等。
三、材料性能与结构的关系1.影响材料性能的因素材料的性能与其结构密切相关。
材料的微观结构可以通过原子、微观晶体结构来描述,而宏观结构指的是材料在大尺度上的形态和组织结构。
不同的结构会对材料的性能产生不同的影响。
2.结构与性能的关系结构与性能的关系是材料科学研究的重要内容。
例如,晶体结构的不同会导致材料的力学性能有所差异,非晶态结构则决定了材料的导热性能。
了解结构与性能的关系有助于我们设计和选择适用于特定应用的材料。
四、材料的制备和加工1.材料的制备方法材料的制备方法多种多样,包括传统的熔炼、冶金、陶瓷制备,以及近年来发展起来的各种先进制备技术,如纳米材料的制备、薄膜的制备等。
2.材料的加工方法材料的加工是将原始材料进行成型、改变形状的过程。
常见的加工方法有锻造、铸造、焊接、涂覆、切削等。
不同的材料对应不同的加工方法,选择合适的加工方法可以提高材料的性能和使用价值。
五、材料的性能测试和评价为了评估材料的性能是否满足使用要求,需要进行性能测试和评价。
常用的材料测试方法包括力学测试、热学测试、电学测试和光学测试等。
《材料专业导论》教材
《材料专业导论》教材
以下是一些与材料专业相关的导论教材:
《材料科学与工程导论》(李廷希、张文丽、黄伯云编著):这本书是教育部高等学校材料科学与工程教学指导委员会规划教材,涵盖了材料科学与工程的基础知识,适合初学者入门。
《功能材料导论》(李廷希、张文丽、黄伯云编著):这本书介绍了功能材料的种类、性能和应用,对于了解功能材料有很大帮助。
《材料导论》(张会著):这本书从材料对人类文明发展的重要性出发,阐述了材料的结构、性能、制备、应用及其相互关系,并介绍了近年来国内外材料领域的新理论、新成果和新发展。
以上书籍内容仅供参考,如需获取更具体的信息,建议查阅学校图书馆或网上商城的相关书籍。
材料类专业导论
材料类专业导论材料类专业导论材料类专业是一门应用类的学科,旨在培养学生掌握材料学基础理论和实践技能,能够在各个领域从事材料科学与工程方面的工作。
材料类专业涵盖了材料的各个领域,包括金属、非金属、高分子、复合材料等材料。
同样也涉及了材料制备、表征、性能、应用等多个方面。
作为一门技术性较强的学科,材料类专业注重培养学生理论知识和实践技能的结合,且开设的基础科学课程较多,如数学、物理、化学等。
在材料类专业中,学生需要学习和掌握材料的组成、结构、性质和处理方法等知识。
除此之外,他们还需要掌握材料的加工技术和分析方法,例如金属材料热处理、非金属材料的制备和改性等。
学生还需要具备广泛的辅助技能,例如电脑编程、实验室管理、数据分析和产品开发能力等。
材料类专业的学生通常将专业应用于工程领域。
例如材料工程师可以从事材料制造、材料测试、质量控制等工作;材料科学家则致力于材料的基础研究和新型材料的探索;而材料分析师可以从事化学分析、材料检测等工作。
此外,材料类专业的学生还可以在汽车制造、航空航天、建筑、电子、医药等领域寻找职业发展机会。
材料类专业是一门重要的学科,在现代工业化进程中发挥着重要的作用。
然而,随着科技的迅猛发展,材料的应用领域和需求也越来越广泛,许多新型材料在应用领域中取得了广泛的应用。
材料类专业也应该紧跟时代的发展,发掘新型材料、改进材料制备工艺、研究材料性能等方面的研究也越来越重要。
总之,材料类专业为学生提供了一个广阔的职业发展方向。
在这个快速变化的时代,需要不同领域的材料来创新和解决问题。
因此,学生们在这个专业学习知识和技能,可以帮助他们为社会创造更加美好的未来。
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Video 5: Amorphous or Crystalline State of PolymersNow, let’s talk about the solid state of polymers.Structurally, materials in solid state may be amorphous or crystalline.We all know that substances having small molecules (such as water, CO2 and methane) are normally totally crystalline as solids, or totally amorphous as liquids.In contrast, polymers are macro-molecules with high-molecular weight, and may have a wide molecular weight distribution. Therefore, the concept of crystallinity in polymers must be different from that in low-molecular-weight substances.今天讲固态聚合物形态。
从结构上讲,固态材料可呈无定形和结晶两种形态。
固态小分子物质如水、二氧化碳和甲烷通常可呈完全结晶形态,而液相则是完全无定形的。
相比而言,聚合物分子量很高,且具有一定分子量分布。
因此,聚合物的结晶与小分子物质的结晶不同。
When polymers are cooled from the molten state or concentrated from a dilute solution, their chains could be randomly twisted, coiled and entangled. This twisting, coiling prevents the strict ordering of polymer chains, resulting in a disorder arrangement of polymer chains, only a short-range order of repeating units. Consequently, we can only get an amorphous solid. This is a common situation for polymers in solid state. Possibly, individual polymer chains are folded (back and forth) on themselves and packed in a regular manner or in an orderly fashion. This will form a three-dimensional long-range ordered arrangement, that is, a crystalline structure of polymer.熔融态聚合物冷却时,或聚合物稀溶液浓缩时,分子链会随机蜷缩、缠绕。
这种卷曲、缠结会阻止分子链有序排列,使分子链呈无序排布,只有重复单元结构可做短程有序排布。
因此,通常固态聚合物呈无定形状态。
当然,单根分子量也有可能自己来回折叠,以有序方式规整堆积,形成三维、长程有序排布,即形成聚合物结晶结构。
But, in fact, since polymer chains are very long, they have high molecular weights,wide distributions of molecular weight, and complex structures,It is impossible for the chains to fit into a perfect arrangement as that observed in low-molecular-weight materials. Polymer molecules are often only partially crystalline or semi-crystalline. Almost no polymer is 100% crystalline.实际上,聚合物分子量高、分布宽,分子链很长且结构复杂。
因此,聚合物分子链不大可能像低分子物质那样形成完全规整排布。
聚合物分子常常只能是部分结晶或半结晶的,几乎没有100%结晶的。
The crystalline regions or domains in polymers are dispersed within the remaining amorphous material. We can say that the crystalline regions are connected with the disordered amorphous regions. Amorphous regions separate and connect crystalline regions. Polymer chains that run through both the ordered and the disordered segments. Usually, the crystalline regions are much smaller in size, and contain many imperfections, such as vacancy, or screw dislocation.聚合物结晶区域分散于无定形区域中,可以说,结晶区域由无序的无定形区域连接,无定形区域被结晶区域分隔和连接,聚合物链穿越有序和无序区域。
通常,结晶区域非常小,且结晶部分仍含有许多缺陷,如空穴,位错等。
We can use the degree of crystallinity, called DC, to show the fraction of total polymer in crystalline regions, or to measure the fraction of existing imperfections. Generally, the value of DC of polymer materials may vary or range from a few percentage points, almost completely amorphous, to about 90-95%, almost entirely crystalline.可用结晶度表述聚合物中结晶部分、或无定形部分的含量。
通常,结晶度可从百分之几(几乎完全无定形)变化到90-95%(几乎完全结晶)。
Examples of crystalline polymers include polyethylene, polyacrylonitrile and PET. Typical examples of amorphous polymers are Poly (methyl methacrylate), PMMA and polycarbonate.Simply to say, polymers in so lid state are semi-crystalline, have a mixed amorphous and crystalline structure. Degree of crystallinity indicates the fraction of crystalline structure or imperfections existing in polymers.典型结晶聚合物:聚乙烯、聚丙烯腈、聚酯;典型无定形聚合物:聚甲基丙烯酸甲酯和聚碳酸酯。
简言之,固态聚合物通常是半结晶的,非晶-无定形和结晶结构相互混合;可用结晶度表示聚合物中结晶或非晶结构的含量。
Then, we want to know the tendency for a polymer to crystallize, or what factors will influence the formation of crystalline structure.Usually, this tendency depends on how much the intermolecular bonding forces are, and the structural features of polymer chains.If polymer molecules have specific polar groups that can form strong intermolecular bonding, they are crystallizable.那么,如何知道聚合物结晶的趋势?什么因素会影响结晶结构的形成呢?通常,结晶结构的形成与分子间作用力以及聚合物链的结构特点有关。
聚合物分子含有极性基团,该基团能够形成较强分子间作用力,聚合物容易结晶。
For example, the groups like amide i n nylon, provide sites for hydrogen bonding. Therefore, nylon is a highly crystalline, high melting polymer.PVC or PAN have polar side groups –Cl (chloride), or –CN (cyano group), respectively, exhibiting polar bonding.They are crystalline and have higher melting points than polyethylene.例如:尼龙分子链中含有酰胺基团,可形成氢键。
因此,尼龙结晶度高,熔点高。
与聚乙烯相比,聚氯乙烯或聚丙烯腈含有极性侧基–Cl,-CN,形成较强极性相互作用,更容易结晶,且熔点较高。
The structural features of polymer chains we need to consider include structural regularity, stereo-regularity or tacticity, and chain flexibilityFor example, in comparison with HDPE, LLDPE and LDPE contains lots of short and long branches. These branches bring about irregularities in polymer chains and prevent the close packing of polymer chains. As a result, degree of crystallinity and melting point of LLDPE and LDPE are much lower than those of HDPE.聚合物分子链的结构特点,包括结构规整度、空间立构规整度或立构体、及链柔顺性等会影响聚合物的结晶。