材料科学与工程导论期末复习题
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;黏合剂一般是多组分体系;17.熔体流动指数MFI：在规定的温度和压力下,试样熔体每10min通过标准出料模孔的总重量克;单位:g/10min;18.热变形温度HDT：塑料试样在静弯曲负荷作用下,浸入一种等速升温的液体或空气传热介质中,当试样受热变形,变形量达到一定时的温度;19.维卡温度：是指测定高分子材料在合适的液体传热介质中,在一定的负荷、一定的等速升温条件下,试样被1毫米2压针头压入1毫米时的温度;20.高密度聚乙烯 HDPE：通过乙烯均聚-Ziegler-Natta法制备;只有少量的短支链;低密度聚乙烯 LDPE：通过乙烯均聚-自由基法制备;存在大量的长支链和短支链;线性低密度聚乙烯LLDPE：通过乙烯与少量α-烯烃共聚制备;短支链数目与LDPE相当,但没有长支链;的性能：优异的耐化学药品性、优异的电绝缘性、柔韧性好；耐热性差、力学性能较低、环境应力开裂现象严重;22．PE的交联：辐射交联、过氧化物交联和有机硅烷交联23.聚丙烯PP：Zieglar-Natta催化剂催化的阴离子配位聚合制成等规PP;分为等规、间规和无规三种不同立体构型;的性能：较好的耐热性、优异的电绝缘性、优良的耐化学药品性、优异的抗弯曲疲劳性；耐老化性差、抗冲击,特别低温冲击性差;25.聚氯乙烯PVC：聚氯乙烯树脂是氯乙烯单体在过氧化物、偶氮化合物等引发剂；或在光、热作用下按自由基聚合反应机理聚合而成的聚合物;一般可通过悬浮、乳液、本体、溶液法聚合制备;的性能：电绝缘性较好、耐溶剂性和耐腐蚀性较好、阻燃性较好、力学性能一般；热敏性明显、耐热性差、加工性能较差;的降解和稳定：降解机理：PVC分子链中的“缺陷”是导致降解的主要内因;热、光、机械应力是导致PVC降解的外因;PVC的稳定：与其他单体共聚；加入化学稳定剂;28.聚苯乙烯PS：聚苯乙烯树脂是由苯乙烯单体通过自由基聚合而成的聚合物;可通过本体、悬浮、乳液、溶液聚合制备;的结构：无轨线性分子,存在少量短支链；为无定型聚合物;的性能：拉伸强度和弯曲模量都很高,但抗冲击性和耐低温性差；耐热性差、导热率低、线膨胀系数大；具有良好的电绝缘性；化学稳定性较好；加工性好,但加工时易产生内应力;的改性：PS与顺丁或丁苯橡胶共聚或共混制备高抗冲PS;树脂：ABS树脂是丙烯腈、丁二烯、苯乙烯的三元共聚物;33.聚酰胺PA：分子主链上含有酰胺基团-NHCO-的高分子化合物;分为脂肪族P型和mp型、芳香族和透明PA;其中p型聚酰胺的聚合可以通过氨基酸的缩聚或内酰胺的开环聚合;mp型PA是通过二元胺与二元酸缩合而成的;的性能：良好的力学性能,且具有很好的耐磨性；电绝缘性在干燥的条件下良好；熔融温度比较高,但热变形温度低；具有良好的化学稳定性和耐溶剂性;35.透明PA：透明PA就是在PA分子链上引入侧基,破坏链的规整性,使其不能结晶;例如聚对苯二甲酰三甲基己二胺和聚2,2-双4-氨基环己基丙烷-壬二酸-己二酸三元共聚物;36.聚碳酸酯PC：分子主链中含有碳酸酯基的聚合物统称为聚碳酸酯,可看作二羟基化合物与碳酸的缩聚产物;可通过光气法和酯交换法制备;的性能：良好的力学性能,具有优异的抗冲击性能；具有较好的耐热性和耐寒性；有较好的电绝缘性；耐化学药品性一般；具有良好的耐臭氧性;的改性：制品残余内应力大、不耐溶剂、高温易水解；不耐磨损;一般用纤维增强和制成合金来改性;39.聚四氟乙烯PTFE：四氟乙烯的均聚制备;可通过本体、悬浮、乳液聚合制备; 的性能：力学性能不高,但有良好的自润滑性；具有优异的耐热性和耐寒性；具有极高的化学稳定性;电绝缘性良好；表面自由能很低,几乎和所有的材料都无法黏附;但加工性不好,不能采用一般热塑性塑料的加工方式;41.酚醛树脂PF：酚类化合物与醛类化合物经缩聚而得到的树脂统称为酚醛树脂;其中以苯酚和甲醛缩聚而得得树脂最为重要,是目前应用最广泛得一类热固性树脂的固化：热塑性PF六次甲基四胺固化；热固性PF热固化、酸固化;的性能：力学性能较好,但抗冲击性能差；耐化学药品性优良；电绝缘性良好；阻燃性好,吸水率高；43.环氧树脂ER：环氧树脂是指分子中含有两个或两个以上环氧基团的线性有机高分子化合物;一般分为缩水甘油醚、缩水甘油酯、缩水甘油胺、脂环脂肪族类;的固化：一般使用反应性固化剂固化剂本身可以与ER上的环氧基和叔羟基反应或催化性固化剂身不能与ER反应但可催化环氧基间聚合固化;ER的固化毒性小,反应活性低,树脂储存期长；固化速度慢,可加催化剂改善；固化产物具有良好的力学性能、电性能、更高的热稳定性;的性能：综合力学性能优良；化学稳定性优良；具有优良的电性能；尺寸稳定高;46.不饱和聚酯UP：不饱和聚酯是由二元酸饱和二元酸和不饱和二元酸同二元醇,经过缩聚反应而成的一种线型聚合物,通常采用直接酯化或酯交换反应制备;的固化交联体系：包括引发剂、交联剂、促进剂和阻聚剂;的性能：通过调节UP的化学组成,可以在很大范围上调整UP的性能,满足不同的需要;49.橡胶与热塑性弹性体：橡胶指具有可逆形变的高弹性聚合物材料;在室温下富有弹性,在很小的外力作用下能产生较大形变,除去外力后能恢复原状;橡胶属于完全无定型聚合物,它的玻璃化转变温度Tg低,分子量往往很大,大于几十万;热塑性弹性体指在室温下富有弹性,在很小的外力作用下能产生较大形变,除去外力后能恢复原状,常温下具有橡胶的弹性,高温下可塑化成型的一类弹性体;50.通用橡胶：NR、SBR、BR、 EPDM、IIR、NBR、CR；特种橡胶：SiR、ACM、FKM51.橡胶弹性的来源于高分子链的熵弹性：当高分子材料受到外力发生较大的形变时,其分子链通过分子内旋转发生变形,整体的熵值减少;当外力去除,变形了的高分子链有向熵值较高的原始状态自发回复的趋势;52.弹性体材料对结构的要求：1.大分子链要有足够的柔性；2. 在使用温度下要不结晶或结晶很少；3. 在使用温度下分子链间相对滑移要小,否则制品会产生很大的永久变形;53.橡胶材料的不同分类方法54.橡胶的配合指为了满足橡胶制品的性能、加工工艺和成本的要求,确定橡胶以及各种配合剂的种类和用量;55.橡胶配合的5大体系及其作用：1生胶体系——母体和基体材料2硫化体系——使橡胶产生交联3填充增强体系——提高力学性能、降低成本4软化增塑体系——提高加工性能、提高制品柔软度和耐寒性5防护体系——提高橡胶的耐老化性能56.拉伸强度,断裂伸长率,定伸应力,硬度,撕裂强度,疲劳性能,耐磨性能的定义的分子量分布呈双峰分布规律,低分子量部分有利于NR的加工,高分子量的部分使NR具有较高的强度;的结构组成及各个组成部分的作用：橡胶烃,丙酮抽出物,蛋白质,灰分,水分;59.分析NR的结构特点与其性能的关系;60.丁苯橡胶是丁二烯和苯乙烯的共聚物,SBR是用量最大的一种合成橡胶;的宏观结构参数：单体比例,平均分子量、分子量分布、分子结构的线性程度、凝胶含量；微观结构参数：丁二烯链段中顺1,4；反1,4和1,2结构的比例；苯乙烯、丁二烯单元的分布嵌段共聚/无规共聚;中苯乙烯单体比例对于丁苯橡胶各项性能的影响：随着苯乙烯含量的提高,玻璃化转变温度提高,模量定伸强度提高、弹性下降、加工性能变好;苯环还具有分散应力提高耐磨性的作用;耐热氧老化性能提高,耐寒性下降;综合各种性能,普通SBR的苯乙烯含量一般为～％;63.乳聚SBR和溶聚SBR结构性能对比低温ESBR比高温ESBR具有更好的综合性能;与低温ESBR相比,SSBR的弹性高、内耗低,滚动阻力小；耐磨性能提高、抗湿化性不变或稍有提高;但S-SBR突出缺点是加工性能不好;注意：除了橡胶本身的结构,增强填料与橡胶间的相互作用强弱及其在橡胶中分散的均匀性也对材料最终的动态损耗特性起到了决定性的作用;64.聚丁二烯BR的结构对性能的影响： 1. 乙烯基：含量增大,也会导致Tg增大,弹性下降、加工性能、橡胶与地面的摩擦系数提高,橡胶抗湿滑性提高；但耐磨性能会略有下降; 2. 顺式1,4结构:分子链的回弹性高；其含量增高会导致弹性增大、加工性能与强度的下降; 3. 反式1,4结构:分子链的对称性高,分子间排布较紧密；其含量增多,弹性减小、模量和加工性能变好;65.顺丁橡胶的结构特点及性能66.丁基橡胶是异丁烯与少量异戊二烯的共聚物;缩写IIR;是在低温下-100～-90o C下,通过阳离子聚合机理得到的;的结构特点及优缺点,IIR高耐热性、耐透气性和阻尼减振性优异的结构各是什么68.氯丁橡胶由2-氯1,3-丁二烯通过乳液自由基聚合而来的橡胶;缩写CR;其性能特点为：结晶性橡胶——纯胶强度高,交联纯胶的强度略高于交联纯NR;弹性低、动态内耗大、耐寒性差;含有大量—Cl取代基团——阻燃性、耐烷烃油好、黏和强度高、但电绝缘性差;C－Cl和C＝C的共扼——耐热性、耐候性和耐O3性优异,但低于IIR和EPDM;69.乙丙橡胶是乙烯与丙烯在齐格勒—纳塔型催化剂催化下的无规共聚物;根据是否加入第三种双烯类共聚单体分为：二元乙丙橡胶缩写EPM和三元乙丙橡胶缩写EPDM;70.乙丙橡胶的结构特点及性能影响：高饱和性,乙烯丙烯比例,分子量和分子量分布;71.乙丙橡胶的性能优点和缺点;72.丁腈橡胶通过丁二烯和丙烯腈单体乳液自由基聚合而制得的高分子弹性体;缩写NBR;是在耐油橡胶中用量最大的一种;中,丙烯腈、丁二烯的含量及结构对于NBR性能是如何影响的的结构特点和性能;75.硅橡胶SiR是一种分子链兼具无机和有机性质的高分子弹性材料,其分子主链由硅原子和氧原子交替组成—Si—O—Si—;分子侧链是与硅原子相连接的碳氢或取代碳氢的有机基团;硅橡胶属于一种半无机的饱和、杂链、非极性弹性体;76.氟橡胶Fluoro Rubber是指主链或侧链上的碳原子上含有氟原子的一种合成高分子弹性体;分子主链高度饱和；氟原子的原子半径小,极性非常大,分子间作用力大;属于碳链饱和极性橡胶;77.氟橡胶优点：优异的耐油性能,在所有橡胶中最好；优异的耐高温性能,长期使用250℃,短期350℃；良好的阻燃性；耐高真空性,气密性优于IIR;缺点：弹性差、低温性能差、加工性能差；耐水性和极性物质性能较差；需要二段硫化；价格高;78.聚丙烯酸是一种结晶性的塑料或纤维材料;但经过醇酯化后,烷基屏蔽了极性基,降低了分子间作用力,提高了分子链的柔性,可以用作弹性体;丙烯酸酯橡胶是由丙烯酸酯主要是烷基酯,与少量供交联反应的活性单体共聚而成的弹性体;缩写ACR;79.热塑性弹性体是指在常温下具有橡胶的弹性,高温下具有可塑化成型的一类弹性体材料;热塑性弹性体可以采用类似热塑性树脂的加工工艺来反复加工和回收再利用;80.共聚型TPE是采用嵌段共聚的方式将柔性链软段同刚性链硬段交替连接成大分子;由二异氰酸酯和聚醚或聚酯多元醇以及低分子量二元醇类扩链剂反应而的;氨基甲酸酯链段硬段间可形成氢键——硬段的聚集微区呈结晶态;性能：由于物理交联点为结晶微区——TPU具有优异的力学性能25～70MPa、耐磨性、抗撕裂性能;耐非极性溶剂、但不耐水和极性溶剂；最高使用温度为120o C——硬段结晶熔点;聚酯型TPU具有更好的力学强度和耐磨性、耐非极性溶剂性；聚醚型TPU具有更好的弹性、低温性能、热稳定性、耐水性和耐生物降解性;83.高性能TPV的本质特征：高弹性、优良的热塑流动性和可反复加工及使用性能;84.长丝Continuous filament：长度很长一般以千米计的单根或多根连续的化学纤维丝条；单丝Monofil：一根单纤维的连续丝条,用单孔喷丝头纺成；也包括3～6根单丝的少孔丝；鬃丝：较粗的合成纤维单丝直径～2mm；复丝Multi- filament：由数十根单纤维组成的丝条;化学纤维的复丝一般8～100根单纤维组成;帘线丝：用于轮胎帘子线的复丝,一般由一百多根到几百根单纤维经拉伸、加捻、合股制成;85.异形纤维：经一定的几何形状非圆形的喷丝孔纺制的具有特殊横截面形状的化学纤维,也称“异形截面纤维”;贯通纤维轴向具有空腔的化学纤维称为中空纤维Hollow fiber,一般也归入异形纤维;86.复合纤维：“双组分纤维”或“多组分纤维”,由两种或两种以上聚合物用复合纺丝法纺制而成;将两种或两种以上的纺丝液,分别输入同一纺丝组件,在适当部位汇合,从同一喷丝孔喷出形成一根纤维;87.共混纤维：是指通过两种或多种聚合物混合后纺成的化学纤维;88.高性能纤维：超高分子量聚乙烯纤维、高强维纶、芳香族聚酰胺纤维、芳香族聚酯纤维、碳纤维、聚苯并咪唑纤维、酚醛树脂纤维、聚四氟乙烯纤维、碳化硅纤维、氧化铝纤维、硼纤维等;89.高性能纤维特点：高强高模,耐高温,耐化学药品;90.功能纤维：在一般纤维具有的物理机械性能基础上,具有某种特殊功能的纤维;物理、力学、物理化学、反应化学、生物等功能：防水、防火、防油、防污、防臭、防蛀、抗皱、抗起球、抗紫外线、抗红外线、抗静电、抗微波、耐疲劳、耐腐蚀、耐冷、耐压及高强、高亮、高弹性、高透气、高吸湿、高保暖性;91.成纤聚合物的一般要求：大分子必须是线型的、能伸直的分子,支链尽可能少,没有庞大侧基；分子之间有适当的相互作用力,或具有一定规律性的化学结构和空间结构；具有适当高的平均分子量和较窄的分子量分布；具有一定的热稳定性,其熔点或软化点应比允许使用温度高得多;92.纤维重要的机械性能定义：初始模量,屈服点及屈服应力/应变,断裂强力,断裂强度,断裂长度,强度极限等;93.聚酯纤维是由大分子链中的各链节通过酯基相连的成纤高聚物纺制而成的合成纤维,目前,聚酯纤维通常是指聚对苯二甲酸乙二酯纤维;94.聚丙烯腈纤维acrylic fibers是指由聚丙烯腈或丙烯腈含量占85％以上的线型聚合物所纺制的纤维;我国聚丙烯腈纤维的商品名称为腈纶;95.涂料定义：涂布在物体表面而形成的具有保护装饰或特殊作用如绝缘、防腐、标志等的膜层材料;96.涂料作用：保护作用,装饰作用,标志作用,特殊作用;97.涂料组成：一般包含成膜物质、颜料和溶剂三种组分,此外还包括催干剂、填充剂、增塑剂、增稠剂和稀释剂等98.成膜物质：也称基料,是涂料的最主要成分;其性质对涂料的性能如保护性能、力学性能等起主要作用;成膜物质应能溶解于适当的溶剂,而且必须与物体表面和颜料具有良好的结合能力;与塑料、橡胶、纤维等所用聚合物最大差别是,涂料所用聚合物的平均分子量一般较低;99.颜料：主要起遮盖、赋色和装饰作用,并对表面起抗腐蚀的保护作用;一般分两种,一种为无机颜料,常见的钛白粉,铬黄等,还有种为有机颜料,如炭黑,大红粉等;100.溶剂：用以溶解成膜物质的易挥发性有机液体;常用的有甲苯、二甲苯、丁醇、丁酮和乙酸乙酯等;溶剂的挥发是涂料对大气污染的主要根源,溶剂的安全性、对人体的毒性也是选择溶剂时应该考虑的;目前以水作为溶剂的水性涂料很大程度降低了污染和对人的毒性;101.醇酸树脂涂料是以醇酸树脂为成膜物质的一类涂料;醇酸树脂是由多元醇、多元酸与一元酸经酯化缩聚反应制得的涂料用树脂;原料：多元醇、多元酸和单元酸油;102.丙烯酸树脂涂料以丙烯酸树脂为主要成膜物质的涂料;103.凡是用异氰酸酯或其反应产物为原料的涂料都统称为聚氨酯涂料;104.环氧树脂涂料是以环氧树脂为基料的涂料;105.聚酯树脂是由二元醇、三元醇和二元酸缩聚得到的线形树脂,主要品种为羟基过量的端羟基树脂,羧基过量的聚酯用于制备粉末涂料;106.硝基漆硝酸纤维素漆是以硝酸纤维素硝化棉为主要成膜物、并加入不干性醇酸树脂和改性松香甘油酯以及增韧剂、溶剂、颜料等混合调配而成;107.粘合剂Bonding agent又称胶黏剂,是通过粘附作用使被粘物结合在一起的物质,是最重要的辅助材料之一;能将同种或两种或两种以上同质或异质的制件或材料连接在一起,固化后具有足够强度的有机或无机的、天然或合成的一类物质,习惯上简称为胶;108.合成胶粘剂由主剂和助剂组成,主剂又称为主料、基料或粘料；主剂是胶粘剂的主要成分,主导胶粘剂粘接性能,同时也是区别胶粘剂类别的重要标志;主剂一般由一种或两种,甚至三种高聚物构成,要求具有良好的粘附性和润湿性等；助剂有固化剂、稀释剂、增塑剂、填料、偶联剂、引发剂、增稠剂、防老剂、阻聚剂、稳定剂、络合剂、乳化剂等,根据要求与用途还可以包括阻燃剂、发泡剂、消泡剂、着色剂和防霉剂等成分;109.粘接胶结是用粘合剂将被粘物表面连接在一起的过程;要达到良好的粘接,必须具备两个条件：1粘合剂要能很好地润湿被粘物表面；2粘合剂与被粘物之间要有较强的相互作用；涉及理论：吸附理论；化学键形成理论；扩散理论；静电理论；机械作用力理论;二：综合知识1.简述聚丙烯等规度和分子量对于拉伸强度和抗冲击强度的影响,并分析其微观结构的原因；2在加工过程中采用什么措施可以减小聚丙烯球晶的尺寸;1分子量较低时,等规度增加,结晶度增加；分子量较高时,等规度增大,结晶度不变;分子量增加,结晶度下降,材料变软,拉伸强度降低,抗冲击性能提高;这是因为随着分子量的增加,分子缠结严重,从而使结晶度下降;等规度增大,分子链的规整性增大,排列紧凑,结晶性能提高;拉伸强度提高,抗冲击强度下降;2a．降低熔融温度,缩短熔融时间；b．采用中等降温速率；c．提高加工时的剪切应力；d．增加成核剂用量;2.1聚氯乙烯热稳定性差的原因是什么简述铅盐类热稳定剂提高聚氯乙烯热稳定性的机理;2说明为什么PVC硬制品要采用低分子量PVC；而PVC软制品要采用高分子量PVC;1原因：分子链中的缺陷和支链是导致热稳定性差的主要内因,分子中这些薄弱结构,特别是烯丙基氯,分解产生氯自由基,氯自由基向聚氯乙烯分子转移,从中吸取氢原子,形成氯化氢和链自由基,聚氯乙烯链自由基脱除氯自由基,在大分子中形成双键或烯丙基,双键的形成将使邻近单元活化,其中的烯丙基氢更易被新生的氯自由基所夺取,即发生所谓的“拉链式”连锁脱氯化氢反应；氧易使聚氯乙烯中的烯丙基氢或叔氢原子氧化,增加了氯原子的不稳定性,故热稳定性差;机理：PVC 分解过程中发生氧化断链放出HCl,铅盐类热稳定剂能和放出的HCl 反应,清除HCl,提高PVC 稳定性;2在合成PVC 时,主要通过控制聚合反应的温度来控制PVC 的分子量,在较低聚合反应温度下生产的PVC,分子量高,结晶度高,颗粒为疏松性；在较高聚合反应温度下生产的PVC,分子量低,结晶度低,颗粒为紧密型；从加工性能,高分子量PVC 颗粒疏松,吸收增塑剂的能力强,塑性好,更易制作软制品；从力学性能,高分子链链长,分子链间的缠结点多,更具有类似橡胶的结构,更软更韧更适合制软制品;反之亦然3.1写出热塑性和热固性酚醛树脂的合成反应式及各自的反应条件;2写出使用六甲基次胺固化热塑性酚醛树脂的反应式;1热塑性酚醛树脂条件：甲醛：苯酚<1,酸性条件下强酸---通用性酚醛树脂；弱酸---高邻位酚醛树脂;热固性酚醛树脂第一步：甲醛与苯酚的加成反应第二步：羟甲基酚的缩聚反应,两种可能的缩聚反应条件：甲醛：苯酚>1,碱性条件下,含有可反应羟甲基,不需固化剂,加热即可固化2热塑性酚醛树脂＋CH 26N 44.在汽车工业中,可以采用聚碳酸酯和聚苯乙烯制造大灯罩,但目前多采用聚碳酸。
东北大学《材料科学导论》期末考试必备真题集(含答案)75
材料科学导论复习题B一、填空题，在给定题目的空格处添上合适的词语或句子，使句子所表达的意思完整。
1、每个特定的材料都含有一个以原子和电子尺度到宏观尺度的结构体系，对于大多数材料，所有这些结构尺度上化学成分和分布是立体变化的，这是制造该种特定材料所采用的合成和加工的结果。
2、21 世纪，以微型计算机、多媒体和网络技术为代表的通信产业，以基因工程、克隆技术为代表的生物技术，以核能、风能、太阳能、潮汐能等为代表的新能源技术，以探索太空为代表的宇航技术以及为人类持续发展所需的环境工程等，都对材料开发提出了更新的要求，复合化、功能化、智能化、低维化将成为材料开发的目标。
3、金属是指元素周期表中的金属元素，存在于自然界的 94 种元素中，有 72 种是金属元素。
4、材料的性能依赖于材料本身的结构，了解材料的结构是了解材料性能的基础。
5、目前，自然界中已知的矿物约有 3000 多种，能被工业、农业利用的约 200 余种，而比较重要的只有 100 多种。
6、橡胶压出成型是利用压出机，使胶料在螺杆或柱塞推动下，连续不断地向前运动，然后借助于口模压出各种所需形状的半成品，以完成造型或其他作业的工艺过程。
，7、有色金属的种类很多，根据它们的蕴藏状况和物理特性基本上可分重金属、轻金属、贵金属和稀有金属等四大类。
8、包装材料的工艺性能是指包装材料在加工、使用过程中，便于成型和组装的一些性能。
如切削、钉着性、可塑性、可锻性、可焊性、可粘(缝)性、可涂覆印刷性等。
9、由于陶瓷属于绝缘材料不能传导电流，并且介电常数大，因而大量地用于电绝缘子和电容器。
10、热导率、热胀系数与电导率是最重要的物理性质。
这些性质都是温度的函数，必须注意在使用温度下的物理性质。
三、简答及名词解释1、简述包装材料及其分类。
现代包装种类很多，根据包装分类的角度不同，可形成多样化的分类方法。
如按内外层次分有内包装和外包装；按包装功能分有防水包装、防潮包装、防霉包装、防辐射包装、防盔包装、防伪包装等；按流通中的作用分有工业包装、商业包装和消费包装等。
(word完整版)材料科学导论试题答案
材料科学导论试题一、必作题（每题10分，共50分）1）分析材料强化的主要方法及原理。
材料强化的原理:一是提高合金的原子间结合力，提高其理论强度，另一强化途径是向晶体内引入大量晶体缺陷，如位错、点缺陷、异类原子、晶界、高度弥散的质点或不均匀性(如偏聚)等，这些缺陷阻碍位错运动，也会明显地提高材料强度。
材料强化方法主要有：结晶强化、形变强化、固溶强化、相变强化、晶界强化等.其中结晶强化通过控制结晶条件,在凝固结晶以后获得良好的宏观组织和显微组织，从而提高金属材料的性能，包括细化晶粒、提纯强化。
形变强化是指金属材料经冷加工塑性变形可以提高其强度。
这是由于材料在塑性变形后位错运动的阻力增加所致。
固溶强化是指通过合金化(加入合金元素）组成固溶体，使金属材料得到强化。
相变强化是指合金化的金属材料，通过热处理等手段发生固态相变，获得需要的组织结构，使金属材料得到强化，分为沉淀强化、马氏体强化。
在实际生产上，强化金属材料大都是同时采用几种强化方法的综合强化,以充分发挥强化能力。
2）纯铁、低碳钢、中碳钢、高碳钢、铸铁在碳含量上有什么不同.通常碳含量小于0。
02%的为纯铁或熟铁，在0.02—2.1%之间的为钢，钢分为低碳钢、中碳钢和高碳钢:在0.02-0.25%之间的叫低碳钢，强度较低、塑性和可焊性较好；在0。
25～0.60％之间的叫中碳钢,有较高的强度，但塑性和可焊性较差；在0。
60%-2.1％之间的叫高碳钢，塑性和可焊性很差，但热处理后会有很高的强度和硬度。
而碳含量大于2。
1％的为铸铁或生铁.3）晶体中的缺陷有什么？晶体缺陷是指由于晶体形成条件、原子的热运动及其它条件的影响，使得原子的排列往往存在偏离理想晶体结构的区域。
这些与完整周期性点阵结构的偏离就是晶体中的缺陷。
晶体中存在的缺陷种类很多，根据几何形状和涉及的范围常可分为点缺陷、面缺陷、线缺陷几种主要类型。
点缺陷是指三维尺寸都很小，不超过几个原子直径的缺陷。
材料导论期末试题及答案
材料导论期末试题及答案第一部分：选择题题目一：材料的基本分类包括哪些？答案：常见的材料分类包括金属材料、非金属材料和复合材料。
题目二：以下哪种材料属于金属材料？A. 玻璃B. 陶瓷C. 铝D. 塑料答案：C. 铝题目三：复合材料的特点是什么？答案：复合材料由两种或两种以上的不同材料组成，具有综合利用不同材料的特点的优势，如高强度、高韧性、轻量化等。
题目四：在材料测试过程中，下列哪种测试方法可以得到材料的硬度值？A. 拉伸试验B. 弯曲试验C. 冲击试验D. 巴氏硬度试验答案：D. 巴氏硬度试验第二部分：非选择题题目五：请简述金属材料的特点及应用领域。
答：金属材料具有高强度、导电、导热等特点，常见的金属材料有铁、铝、铜等。
金属材料广泛应用于机械制造、建筑、电子等领域。
在机械制造领域，金属材料被用于制造强度要求高的零部件，如汽车发动机、飞机结构等。
在建筑领域，金属材料常用于建筑结构中，如钢结构、铝合金窗户等。
在电子领域，金属材料被用于制造电子元器件，如导线、电路板等。
金属材料由于其优良的性能，得到了广泛的应用。
题目六：什么是非金属材料？请列举三种非金属材料并简要介绍其应用。
答：非金属材料是指那些不含金属元素或金属化合物的材料，其特点一般是密度低、导电性能差、导热性能差等。
常见的非金属材料包括陶瓷、塑料和纤维素材料。
陶瓷材料具有高温耐久性和化学稳定性，在航空航天、能源和化工等领域得到广泛运用。
塑料材料具有良好的韧性和可塑性，广泛应用于包装、建筑、电子等行业。
纤维素材料具有较高的强度和较低的密度，常用于纸制品、纺织品等领域。
题目七：什么是复合材料？请说明复合材料的优点并列举两类复合材料。
答：复合材料是由两种或两种以上的不同材料经过一定的工艺和结合方式组合而成的新型材料。
复合材料具有以下优点：1. 综合利用材料的优点，发挥各种材料的优势，例如高强度、高韧性、轻量化等。
2. 具有可调性，通过改变复合材料中各材料的组合比例和结构，可以调节复合材料的性能。
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。
(完整版)材料科学与工程导论试题
第二章材料科学与工程的四个基本要素作业一第一部分填空题（10个空共10分，每空一分）1．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、结构与成份和合成与加工。
2．材料性质的表述包括力学性质、物理性质和化学性质。
3．强度可以用弹性极限、屈服强度和比例界限等来表征。
4．三类主要的材料力学失效形式分别是：断裂、磨损和腐蚀。
5．材料的结构包括键合结构、晶体结构和组织结构。
6．晶体结构有三种形式，它们分别是：晶体、非晶体和准晶体。
7．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。
8．材料的强韧化手段主要有固溶强化、加工强化、弥散强化、第二相强化和相变增韧。
第二部分判断题（10题共20分，每题2分）1．材料性质是功能特性和效用的描述符，是材料对电.磁.光.热.机械载荷的反应。
（√）2．疲劳强度材料抵抗交变应力作用下断裂破坏的能力。
（√）3．硬度是指材料在表面上的大体积内抵抗变形或破裂的能力。
（错）4．性能是包括材料在内的整个系统特征的体现；性质则是材料本身特征的体现。
（√）5．晶体是指原子排列短程有序，有周期。
（错）6．材料的热处理是指通过一定的加热、保温、冷却工艺过程，来改变材料的相组成情况，达到改变材料性能的方法。
（√）7．材料表面工程包括表面改性和表面保护两个方面。
（错）8．材料复合的过程就是材料制备、改性、加工的统一过程。
（√）9．材料合成与加工过程是在一个不限定的空间，在给定的条件下进行的。
（错）10．材料中裂纹的形成和扩展的研究是微观断裂力学的核心问题。
（√）第三部分简答题（4题共40分，每题10分）1．材料性能的定义是什么？答：在某种环境或条件作用下，为描述材料的行为或结果，按照特定的规范所获得的表征参量。
2．金属材料的尺寸减小到一定值时，材料的工程强度值不再恒定，而是迅速增大，原因有哪两点？答：1）按统计学原理计算单位面积上的位错缺陷数目，由于截面减小而不能满足大样本空间时，这个数值不再恒定；2）晶体结构越来越接近无缺陷理想晶体，强度值也就越接近于理论强度值。
材料科学与工程期末考试复习试题
材料科学与工程期末考试复习试题材料科学与工程期末考试复习试题1.相律是在完全平衡状态下，系统的相数、组元数和温度压力之间的关系，是系统的平衡条件的数学表达式：f=C-P+22.二元系相图是表示合金系中合金的间关系的图解。
3.晶体的空间点阵分属于大晶系，其中正方晶系点阵常数的特点为，请列举除立方和正方晶系外其他任意三种晶系的名称交。
4.合金铸锭的宏观组织包括三部分。
5．在常温和低温下，金属的塑性变形主要是通过的方式进行的。
此外还有和折等方式。
6.成分过冷区从小到大，其固溶体的生长形态分别为。
1．原子扩散的驱动力是：组元的化学势梯度2．凝固的热力学条件为：过冷度3.某金属凝固时的形核功为△G*，其临界晶核界面能为△G，则△G*和△G 的关系为△△G5．金属液体在凝固时产生临界晶核半径的大小主要取决于过冷度。
6．菲克第一定律表述了稳态扩散的特征，即浓度不随变化。
7.冷变形金属加热过程中发生回复的驱动力是：冷变形过程中的存储能9.合金铸锭的缺陷可分为缩孔和偏析两种。
1.体心立方结构是原子的次密排结构，其致密度为。
2.同一种空间点阵可以有无限种晶体结构，而不同的晶体结构可以归属于同一种空间点阵。
3.结晶时凡能提高形核率、降低生长率的因素，都能使晶粒细化。
4.合金液体在凝固形核时需要能量起伏、结构起伏和成分起伏。
5.小角度晶界的晶界能比大角度晶界的晶界能高。
6.非均匀形核时晶核与基底之间的接触角越大，其促进非均匀形核的作用越大。
7.固溶体合金液体在完全混合条件下凝固后产生的宏观偏析较小。
8.冷形变金属在再结晶时可以亚晶合并、亚晶长大和原晶界弓出三种方式形核。
9.动态再结晶是金属材料在较高温度进行形变加工同时发生的再结晶、其形变硬化与再结晶软化交替进行。
10.金属-非金属型共晶具有粗糙-光滑型界面，所以它们多为树枝状、针状或螺旋状形态。
11.孪生变形的速度很快是因为金属以孪生方式变形时需要的临界分切应力小。
12.相图的相区接触法则是相邻相区相数差1。
材料科学与工程专业导论作业
《材料科学与工程》专业导论课程期末作业2015年12月《材料科学与工程》专业导论课程期末作业一．问答题1.物质和材料有何区别？材料科学与工程学科的含义是什么？答：①物质是质量的空间分布，所有的材料都是物质，然而不是所有的物质都是材料。
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。
②材料科学与工程学科的含义是：以材料学、化学、物理学为基础，系统学习材料科学与工程专业的基础理论和实验技能，并将其应用于材料的合成、制备、结构、性能、应用等方面研究的学科。
2.按照材料得物理化学属性分，材料可分为哪几大类？各有什么特点？答：①从物理化学属性来分，可分为金属材料、无机非金属材料、有机高分子材料和不同类型材料所组成的复合材料。
②（1）金属材料是一种具有光泽（即对可见光强烈反射）、富有延展性、容易导电、导热的材料。
（2）无机非金属材料是具有高熔点、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、铁磁性和压电性的材料。
（3）有机高分子材料是具有机械强度大、弹性高、可塑性强、硬度大、耐磨、耐热、耐腐蚀、耐溶剂、电绝缘性强、气密性好、可燃性,难溶于水,熔沸点低,绝缘性,反应速率慢,反应产物复杂,稳定性差,同分异构现象普遍，质地轻、原料丰富、加工方便、性能良好、用途广泛的材料。
3.请说明材料科学与工程的要素模型。
答：四要素模型，研究材料组成、结构、生产过程、材料性能与使用效能以及它们之间的关系五要素模型，研究材料组成、结构、成分、生产过程材料性能与使用效能以及它们之间的关系（结构／成分并非同义词）.4.材料科学与工程的二级学科有那几个？各自的研究内容是什么？答：有五个，分别是材料物理与化学，材料学，材料加工工程，高分子材料与工程与资源循环与利用。
①材料物理与化学主要研究内容是以理论物理、凝聚态物理和固体化学等为理论基础，应用现代物理与化学研究方法和计算技术，研究材料科学中的物理与化学问题。
材料科学与工程导论期末复习题
1.解决不同工程用途所需要的材料称为工程材料，按物理化学属性将其分为（金属材料）、（陶瓷材料）、（高分子聚合物材料）和（复合材料）。
2.钢是以铁为主要元素、含碳量分数小于（2.11%），并含有其他元素的合金；铸铁是指含碳质量分数大于（2.11%），并含有较多Si、Mn及杂质元素S、P的多元铁碳合金。
3.陶瓷材料是由陶瓷粉料经过（成形）、（高温烧结）烧成的一类无机非金属材料，主要分为（传统陶瓷材料）和（新型陶瓷材料）。
4.材料是人类社会所能接受的、可经济地用于制造（有用器件）的物质，是人类赖以生存和发展的（物质基础）。
5.性质是材料（功能特性）和效用的定量度量和描述。
任何一种材料都有其（特征的性能）和由之而来的应用。
6.使用材料及开发高性能的新材料，必须了解影响材料性能的各种因素，其中最基本因素就是材料的（内部结构），材料的性能由其（内部组织结构）所决定。
7.区分晶体与非晶体，主要是从内部的原子（分子）的（排列情况）来确定，而不是其外形。
晶体中原子在三维空间作有（规则的）、（周期性的重复排列），而非晶体不具有这一特点。
8.除了在某些特殊条件下，元素难得以（原子态）存在，基本上均以（分子态或液态）、固态存在，后二者称为（凝聚态）。
9.正、负离子经（库仑静电引力）相互结合起来结合键称为（离子键），所结合而成的固体称为（离子固体）。
10.金属键没有（饱和性和明显方向性），将原子维持在一起的电子并不固定在一定的位置上，故金属键结合的金属晶体一般以（密堆积方式）排列。
11.热力学把所选择的（研究对象）或物体本身称为系统，在系统外(与系统有密切联系)的其余部分称为环境。
12.研究炼钢炉内的钢水情况时，则(钢水)是体系，(炉渣、炉气、炉体)等都是环境，它们之间既有热的交换，又有化学反应引起的物质交换，所以钢水是敞开系统。
13.实际晶体材料几乎都是(很多小晶体即晶粒)组成的多晶体，其相邻的晶粒在交界处形成(晶界)。
【大学课件】材料科学与工程学导论试卷集锦--试卷答案.doc
I 第一部分 I 第二部分 I:第三部分 II 第四部分 I 第五部分名词解释 填空题 判断题 简答题问答题| 说明：1、本试卷共五部分题，总分是100。
I材料科学与工程导论试卷（A ）2005〜2006学年第一学期学号： ______________ 姓名： ____________________题号 总分得分 签字 日期订I:2、本试卷共5页。
II 丨 注：请同学们将答案写在装订线的右边（包括答题纸），谢谢!I I线丨（5题共30分，每题6分） （10个空共10分，每空1分）（5题共10分，每题2分） （4题共20分，每题5分） （3题任选2题共30分，每题15分）第一部分名词解释（5题共30分，每题6分）1 • 抗拉强度材料承受拉伸载荷时，断裂前单位面积上所承受的最大应力.2.延伸率材料在外力作用下被拉断后，在标距内总伸长长度同原来标距长度相比的百分数3.热膨胀系数材料温度每升高1K所增加的长度与原来长度的比值，称为线膨胀系数。
4.介电常数反映电介质材料极化行为的一个主要宏观物理量。
表示电容器在有电介质时的电容与在真空状态时的电容之比。
5.高分子的玻璃化转变第二部分填空题（10个空共10分，每空1分）1.材料承受载荷时，产生屈服现象时的临界应力称为屈服强度2.材料在弹性范围内，正应力与正应变成比列关系，比例系数称为正弹性模量O3.纯铁常温晶体结构为体心立方，称为a —铁O4.材料典型的热处理工艺包括退火淬火回火和正火。
、、5.水泥主要矿物成分中，能提高强度的矿物是C3SO6.结构陶瓷材料主要包括氧化铝碳化硅氮化硅、、O 7.属于杂链高分子材料。
第三部分判断题（5题共10分，每题2分）1.材料的加工与合成主要内容包括材料制备、材料加工、表面工程、材料复合。
（是）2.材料性质是功能特性和效用的描述符，是材料对电、磁、光、热、机械载荷的反应。
（是）3.材料在弹性范围内，应力与应变保持直线关系，开始偏离直线时的应力称为弹性应力。
材料科学与工程导论1.0
材料科学与工程导论复习题——2013年一、名词解释1、材料材料是人类用于制造机器、构件和产品的物质，是人类赖以生存和发展的物质基础。
2、新材料新材料，主要是指那些正在发展，且具有优异性能和应用前景的一类材料。
3、结构材料结构材料是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。
4、功能材料具有某种优良的电学、磁学、热学、声学、光学、化学和生物学功能及其相互转化的功能，被用于非结构目的高技术材料。
5、复合材料复合材料是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。
6、弹性模量一般地讲，对弹性体施加一个外界作用（称为“应力”）后，弹性体会发生形状的改变（称为“应变”），“弹性模量”的一般定义是：应力除以应变。
7、抗拉强度抗拉强度是金属由均匀塑性变形向局部集中塑性变形过渡的临界值，也是金属在静拉伸条件下的最大承载能力。
8、屈服强度是金属材料发生屈服现象时的屈服极限，亦即抵抗微量塑性变形的应力。
9、延伸率材料在拉伸断裂后总伸长与原始标距长度的百分比。
10、塑性外力作用下，材料发生不可逆的永久性变形而不破坏的能力。
11、韧性材料从塑性变形到断裂全过程吸收能量的能力。
12、硬度材料在表面上的小体积内抵抗变形或破裂的。
13、蠕变极限表示材料抵抗蠕变能力大小的指标，一般用规定温度下和规定时间内达到一定总变形量的应力值表示。
14、疲劳极限材料能经受“无限”次循环而不发生疲劳破坏的最大应力值，称为材料的疲劳极限或持久极限。
15、退火通过缓慢冷却，获得接近平衡态的组织，达到均匀化、消除内应力的目的。
16、淬火快速冷却，获得远离平衡态的不稳定组织，达到强化材料的目的。
17、回火淬火或正火的材料重新加热，可以松懈淬火应力和使组织向稳定态过度，改善材料的延展性和韧性。
18、正火在奥氏体状态下，空气或保护气体冷却获得珠光体均匀组织，提高强度，改善韧性。
材料科学与工程期末考试复习试题
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材料科学与工程期末考试复习试题1.相律是在完全平衡状态下，系统的相数、组元数和温度压力之间的关系，是系统的平衡条件的数学表达式：f=c-p+22.二元系相图是表示合金系中合金的间关系的图解。
3.晶体的空间点阵分属于大晶系，其中正方晶系点阵常数的特点为，请列举除立方和正方晶系外其他任意三种晶系的名称交。
4.合金铸锭的宏观组织包括三部分。
5．在常温和低温下，金属的塑性变形主要是通过的方式进行的。
此外还有和折等方式。
6.成分过冷区从小到大，其固溶体的生长形态分别为。
1．原子扩散的驱动力是：组元的化学势梯度2．凝固的热力学条件为：过冷度3.某金属凝固时的形核功为△g*，其临界晶核界面能为△g，则△g*和△g的关系为△g*=1/3△g5．金属液体在凝固时产生临界晶核半径的大小主要取决于过冷度。
6．菲克第一定律表述了稳态扩散的特征，即浓度不随变化。
7.冷变形金属加热过程中发生回复的驱动力是：冷变形过程中的存储能9.合金铸锭的缺陷可分为缩孔和偏析两种。
1.体心立方结构是原子的次密排结构，其致密度为。
2.同一种空间点阵可以有无限种晶体结构，而不同的晶体结构可以归属于同一种空间点阵。
3.结晶时凡能提高形核率、降低生长率的因素，都能使晶粒细化。
4.合金液体在凝固形核时需要能量起伏、结构起伏和成分起伏。
5.小角度晶界的晶界能比大角度晶界的晶界能高。
6.非均匀形核时晶核与基底之间的接触角越大，其促进非均匀形核的作用越大。
7.固溶体合金液体在完全混合条件下凝固后产生的宏观偏析较小。
8.冷形变金属在再结晶时可以亚晶合并、亚晶长大和原晶界弓出三种方式形核。
9.动态再结晶是金属材料在较高温度进行形变加工同时发生的再结晶、其形变硬化与再结晶软化交替进行。
(完整版)材料科学与工程导论试题
第二章材料科学与工程的四个基本要素作业一第一部分填空题（10个空共10分，每空一分）1．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、结构与成份和合成与加工。
2．材料性质的表述包括力学性质、物理性质和化学性质。
3．强度可以用弹性极限、屈服强度和比例界限等来表征。
4．三类主要的材料力学失效形式分别是：断裂、磨损和腐蚀。
5．材料的结构包括键合结构、晶体结构和组织结构。
6．晶体结构有三种形式，它们分别是：晶体、非晶体和准晶体。
7．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。
8．材料的强韧化手段主要有固溶强化、加工强化、弥散强化、第二相强化和相变增韧。
第二部分判断题（10题共20分，每题2分）1．材料性质是功能特性和效用的描述符，是材料对电.磁.光.热.机械载荷的反应。
（√）2．疲劳强度材料抵抗交变应力作用下断裂破坏的能力。
（√）3．硬度是指材料在表面上的大体积内抵抗变形或破裂的能力。
（错）4．性能是包括材料在内的整个系统特征的体现；性质则是材料本身特征的体现。
（√）5．晶体是指原子排列短程有序，有周期。
（错）6．材料的热处理是指通过一定的加热、保温、冷却工艺过程，来改变材料的相组成情况，达到改变材料性能的方法。
（√）7．材料表面工程包括表面改性和表面保护两个方面。
（错）8．材料复合的过程就是材料制备、改性、加工的统一过程。
（√）9．材料合成与加工过程是在一个不限定的空间，在给定的条件下进行的。
（错）10．材料中裂纹的形成和扩展的研究是微观断裂力学的核心问题。
（√）第三部分简答题（4题共40分，每题10分）1．材料性能的定义是什么？答：在某种环境或条件作用下，为描述材料的行为或结果，按照特定的规范所获得的表征参量。
2．金属材料的尺寸减小到一定值时，材料的工程强度值不再恒定，而是迅速增大，原因有哪两点？答：1）按统计学原理计算单位面积上的位错缺陷数目，由于截面减小而不能满足大样本空间时，这个数值不再恒定；2）晶体结构越来越接近无缺陷理想晶体，强度值也就越接近于理论强度值。
大学材料导论期末考试试题
大学材料导论期末考试试题### 大学材料导论期末考试试题一、选择题（每题2分，共20分）1. 材料科学中，下列哪一项不是材料的基本性能？A. 强度B. 韧性C. 导电性D. 颜色2. 金属材料的塑性变形主要通过以下哪种机制发生？A. 位错运动B. 原子扩散C. 相变D. 化学反应3. 在材料科学中，下列哪一项不是常见的材料分类？A. 金属B. 陶瓷C. 塑料D. 生物材料4. 以下哪种材料具有最高的热导率？A. 铜B. 铝C. 银D. 金5. 材料的疲劳寿命通常与下列哪个因素无关？A. 材料的强度B. 材料的韧性C. 材料的表面处理D. 材料的密度二、填空题（每空2分，共20分）6. 材料的硬度是指材料________的能力。
7. 材料的________是指材料在受到外力作用时，抵抗永久变形的能力。
8. 材料的________是指材料在受到外力作用时，抵抗断裂的能力。
9. 金属材料的热处理包括________、________和________等过程。
10. 陶瓷材料通常具有________、________和________等特点。
三、简答题（每题10分，共30分）11. 简述材料科学中的“三元相图”及其在材料设计中的应用。
12. 解释什么是“超导材料”，并简述其在现代科技中的应用。
13. 描述“纳米材料”的特性，并举例说明其在日常生活中的应用。
四、计算题（每题15分，共30分）14. 已知某金属的杨氏模量为200 GPa，泊松比为0.3。
若该金属受到一个10 MPa的拉伸应力，请计算其相应的应变。
15. 假设一个材料的疲劳寿命与其应力幅值的倒数成正比，即S=k/N，其中S是应力幅值，N是寿命周期数，k是比例常数。
如果已知在100 MPa应力幅值下，材料的寿命周期数为1000次，求在200 MPa应力幅值下，材料的寿命周期数。
五、论述题（共30分）16. 论述材料的微观结构如何影响其宏观性能，并给出两个具体的例子。
东北大学《材料科学导论》期末考试必备真题集(含答案)18
东北大学继续教育学院材料科学导论复习题一、选择填空，在给出的a、b、c、d选项中选择一或多个你认为最合适的答案，使得题目中给出描述完整准确。
1、材料的性质是在元器件或设备实现预期的使用性能而得到利用的。
即材料的使用性能取决于（ b ）。
a 材料的组成b 材料的基本性能c 材料的结构d 材料的合成与加工工艺2、钢铁、有色金属、玻璃、陶瓷、高分子材料等的原材料多数来自（ d ）、为矿物资源，形成于亿万年之前，是不可再生的资源。
因此，在材料生产中必须节省资源、节约能源、回收再生。
a 工业b 农业c 材料加工行业d 采掘工业3、高分子材料、金属材料和无机非金属材料，不论其形状大小如何，其宏观性能都是由（ b ）。
a 它的化学成分所决定的 b其化学组成和组织结构决定的。
c 其加工工艺过程所决定的 d其使用环境所决定的4、如果使用温度是室温，就可以优先考虑高分子材料，因为在相同密度的材料中它们是b、d 的。
a 最容易得到 b最便宜c 最常见d 加工最方便5、根据其性能及用途的不同，可将陶瓷材料分为（ a、c ）和两大类。
a 结构材料用陶瓷 b特种陶瓷c功能陶瓷 d 传统陶瓷6、金属材料与无机非金属材料成型加工时由于工艺条件的不同也会造成制品性能的差异。
因此，材料的（ a、d ）的总和决定了制品性能。
a 内在性能 b成型加工c附加性能 d 成型加工所赋予的附加性能7、材料的化学性能是指材料抵抗各种介质作用的能力。
它包括溶蚀性、耐腐蚀性、抗渗入性、抗氧化性等，可归结为材料的（ c ）。
a 有效性b 实用性c 稳定性d 可用性8、切削物体或对物体进行塑性变形加工的工具材料可分为高碳钢、高速钢、超硬质合金、金刚石等材料,其中可列入超硬质材料范畴的是（ c、d ）。
a高碳钢 b高速钢c超硬质合金 d金刚石9、纳米材料通常定义为材料的显微结构中，包括（ a、b、c、d ）等特征尺度都处于纳米尺寸水平的材料，通常由直径为纳米数量级的粒子压缩而成。
材料科学与工程基础期末考试复习解答题汇总 (2)
( 2分 )
含0.18%碳的碳钢在927℃进行气体渗碳，D = 1.28χ10-11m2/s, 若表面的碳含量为1％，试求距表面0.60mm处的碳含量达到 0.30％所需的时间。 ( 8分 ) CS =1％, C0=0.18% , Cx= 0.30％ , 1.28χ10-11m2/s, X=0.60*10-3 m , D =
复合材料是由二种或二种以上的材料组合而成的物质，因而 其结合键非常复杂，不能一概而论。
3 比较键能大小和各种结合键的主要特点。
化学键能 >物理键能， 共价键能 ≥离子键能 > 金属键能 > 氢键能> 范氏键能 共价键中：叁键键能 > 双键键能 > 单键键能 金属键，由金属正离子和自由电子，靠库仑引力结合，电 子的共有化，无饱和性，无方向性； 离子键以离子为结合单元，无饱和性，无方向性； 共价键共用电子对，有饱和性，有方向性； 范德华力，原子或分子间偶极作用，无方向性，无饱和性； 氢键，分子间作用力，氢桥，有方向性和饱和性。
10．在912℃时，铁从bcc转变为fcc。此温度时铁的两种结构的 原子半径分别为0.126nm和0.129nm,试求其结构变化时的体积 变化率为多少? (9分) 两个bcc铁晶胞 (2个铁原子/晶胞)，一个fcc铁晶胞(4个铁原 子/晶胞)均含有4个铁原子 两个bcc铁晶胞 : V＝2a3＝2×(4×0.126/ 31/2)3＝0.0493 nm3 ( 2分) 一个fcc铁晶胞: V＝a3＝(4×0.129/ 21/2)3＝0.0486 nm3 ( 2分) 912℃结构变化时,体积变化率为: ΔV/ V0＝（0.0486- 0.0493/0.0493＝-0.014＝-1.4% 从室温加热铁到912℃时，体积逐渐增大； 912℃时，铁从bcc转变为fcc，体积减小； 912℃到1000℃，体积逐渐增大；
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1.解决不同工程用途所需要得材料称为工程材料，按物理化学属性将其分为(金属材料）、(陶瓷材料)、（高分子聚合物材料)与（复合材料）。
2.钢就是以铁为主要元素、含碳量分数小于（2、11%）,并含有其她元素得合金；铸铁就是指含碳质量分数大于(２、11%)，并含有较多Sｉ、Mn及杂质元素S、Ｐ得多元铁碳合金。
3.陶瓷材料就是由陶瓷粉料经过（成形）、(高温烧结）烧成得一类无机非金属材料，主要分为（传统陶瓷材料)与（新型陶瓷材料）.4.材料就是人类社会所能接受得、可经济地用于制造（有用器件)得物质，就是人类赖以生存与发展得（物质基础）。
5.性质就是材料(功能特性）与效用得定量度量与描述。
任何一种材料都有其(特征得性能）与由之而来得应用。
6.使用材料及开发高性能得新材料,必须了解影响材料性能得各种因素，其中最基本因素就就是材料得(内部结构)，材料得性能由其(内部组织结构）所决定.7.区分晶体与非晶体,主要就是从内部得原子(分子)得（排列情况）来确定,而不就是其外形。
晶体中原子在三维空间作有（规则得)、（周期性得重复排列),而非晶体不具有这一特点。
8.除了在某些特殊条件下，元素难得以(原子态)存在，基本上均以（分子态或液态)、固态存在，后二者称为（凝聚态）.9.正、负离子经（库仑静电引力)相互结合起来结合键称为（离子键)，所结合而成得固体称为(离子固体）。
10.金属键没有（饱与性与明显方向性)，将原子维持在一起得电子并不固定在一定得位置上,故金属键结合得金属晶体一般以（密堆积方式）排列.11.热力学把所选择得（研究对象）或物体本身称为系统，在系统外（与系统有密切联系)得其余部分称为环境.12.研究炼钢炉内得钢水情况时,则（钢水)就是体系,（炉渣、炉气、炉体)等都就是环境，它们之间既有热得交换,又有化学反应引起得物质交换,所以钢水就是敞开系统..13.实际晶体材料几乎都就是（很多小晶体即晶粒)组成得多晶体，其相邻得晶粒在交界处形成(晶界）。
14.材料中具有(同一化学成分且结构相同)得均匀部分称为相.相与相之间有(明显得界面)，简称相界15.(固溶体）与化合物就是(固态）金属材料中得两类基本组成相。
１6、材料加工:使材料成型为有用得产品或改变其性能１7、硬质合金:硬质合金又称黏结碳化物，就是由碳化物得硬质相与金属得粘结相组成得粉末冶金材料,也属于复合材料。
１8、结构敏感性：对材料得显微组织结构具有敏感性得材料性能；结构敏感性除了屈服强度，断裂强度，还有疲劳强度，蠕变强度，还有一定得塑性与韧性.１9、原子排列得短程有序：假如材料中得原子得某种规则排列只延伸至该原子最邻近得区域,则该材料具有短程有序性。
20、空间点阵：就是材料晶体结构得几何抽象与概括性描述２１、位错:晶格中一个晶体相对于另一个晶体发生滑移，滑移面上得滑移区与未滑移区得交界线称为位错。
21、扩散:使材料内部原子得扩散，起源于原子得热运动。
２２、合金：有两种或两种以上得金属与非金属经一定得方法合成得具有金属特性得物质。
２3、组织：材料内部组成物得宏观与围观得型态称为组织.一、简答1、材料科学与材料工程得概念及联系？材料科学就是一门学科，它致力于材料本质得发现与解析;材料工程就是工程得一个领域，它得目得在于采用经济而又能为社会所接受得生产加工、加工工艺，控制材料得结构、性能与形状以达到使用要求。
材料科学与材料工程之间得主要区别在于着眼点得不同.材料科学着重于发现材料得本质，由此对结构与组成、性质、使用性能之间得关系做出描述与解释；而材料工程则就是应用材料科学得理论与知识,对材料进行控制并实现其具体应用。
2、陶瓷材料得分类及区别?一般分为传统陶瓷材料与新型陶瓷材料传统陶瓷虽然具有耐高温、抗腐蚀、等特点,但其所使用得天然原料含有较多杂质，也就无法控制制品得性能,因而很难满足更高得要求。
新型陶瓷材料主要以高纯、超细人工合成得无机化合物为原料,采用精密控制工艺烧结而成，有更加优异得力学、化学性能,而且具有某些特殊得物理性能.3、材料性能指标得条件性？其一，在不同得外界条件下，同一种材料也会有不同得性能;其二，材料得性能指标具有相对意义,具有条件性.在不同得试验规范下，相同得材料也会有不同得性能指标。
4、弹性变形得不完整性？理想得弹性变形就是单值,可逆得小变形,加载时立即变形，卸载时立即恢复原状,变形与时间无关，加载曲线与卸载曲线重合.但实际使用得材料往往就是多晶材料,存在各种晶体缺陷,弹性变形时，并不就是完全弹性得，会出现包申格效应、弹性后效、与弹性滞后等现象。
5、晶体中各种缺陷得概念及对晶体结构与性能得影响？点缺陷：在三维空间各个方向上得尺寸都很小，故称零维缺陷。
线缺陷：在三维空间两个方向上得尺寸很小,而在另一方向上尺寸较大,故称一维缺陷。
面缺陷:在三维空间一个方向上得尺寸很小，另两个方向尺寸较大，故称二维缺陷。
体缺陷：在三维空间三个方向上得尺寸较大,故称三维缺陷.点缺陷对晶体结构与性能得影响:点缺陷周围得点阵畸变提高了金属材料得强度，其她材料得点缺陷直接影响其导电等性质；线缺陷对晶体结构与性能得影响：大量位错在金属得某些平面上得滑动就引起金属得塑性变形，而面对位错得产生、增殖与设置运动障碍就强化了金属；面缺陷对晶体结构与性能得影响:无论哪一类型面缺陷处得原子排列都很不规则,处于较高得能量状态.体缺陷对晶体结构与性能得影响:6、各种典型材料得原子排列与性能特点?①金属材料：具有简单、高对称得密排结构，具有一定得强度,较好得塑性与韧性②陶瓷材料:由多种元素组成晶体结构，十分复杂，其中非晶体原子可排成简单立方，面心立方,密排六方等结构;强度、硬度高,但脆性较低。
③高聚物材料：它得原子排列较金属与陶瓷更为复杂,大量原子形成一个大分子链,许多大分子链组成了高聚物；强度很高，但晶态与非晶态性能差别大。
７、工程材料得结晶倾向、过程及影响因素?*（改）每种材料都有结晶与玻璃化两种倾向，相互竞争过程:形核长大两者交替进行具体表现：△T＝Ｔm—Ｔg Tm为结晶温度Tg为转变成玻璃态得温度影响因素：①液体得粘度：粘度大，原子流动困难，难结晶；②晶体结构复杂程度：复杂,原子调整困难,难结晶△T越大，原子有充分时间调整为长程有序,易结晶,△T越小,则易玻璃化;8、晶体/非晶体原子排列方式及影响因素?*原子取向与位置都具有长程有序排列得材料即为晶体材料非晶体材料其结构特征就是原子排列得短程有序,而长程无序。
影响因素：首先,原子得键合方式；其次，有时晶体结构还必须满足组成原子得化合价要求;最后,某些键合无方向性,多倾向于密堆积以降低系统能量;9、固溶体概念、分类与性质?溶质组元进入溶剂组元得晶格中所形成得单相固体称为固溶体。
按照溶质原子在溶剂原子晶格内得位置不同，固溶体分为置换固溶体与间隙固溶体性质：固溶体得强度、硬度高于其溶剂组元,产生了强化效果,同时塑性、韧性变化不大。
因而固溶体具有较好得综合力学性能，良好得塑性成型性能;１0、金属中晶粒得取向及应用?通常,金属内各晶粒得取向就是完全任意得，也有例外，晶粒单方向排列得取向会造成性能得方向性。
铁[100］方向上比其她方向上有更高得磁导率。
使晶粒得[100]方向与磁场方向一致，变压器磁性能得到显著提高，在电力损耗方面每年可节省出上百亿美元(美国）1１、粉末材料烧结过程及机理?烧结就是一种高温处理方法，就是材料微粒连接在一起并且逐渐减小它们之间得孔隙体积得过程。
机理：将粉末材料在模型里制成一定形状之后，粉末在很多部位上彼此接触,但微粒之间存在着大量得孔隙.为了降低表面能，高温下原子向边界（表面）扩散，使微粒连接在一起,最终使孔隙缩小。
进行长时间烧结，就可以消除孔隙,并使材料变得致癌(致密化）。
在较高温得烧结，由于原子得扩散加快，密实化得速度也增加。
１２、举例说明金属原子得空位扩散机制/间隙扩散机制及扩散条件？空位扩散机制：扩散原子跳入空位,同时有空位移动与之配合。
条件：①一就是由热激活获得能够越过位垒得能量;②二就是晶体内有点阵空位或其她缺陷；间隙扩散机制：在间隙固溶体中,晶体结构内存在着间隙原子，这些溶质原子尺寸小而易动，她们从一个位置跳到另给一个位置得扩散即为间隙扩散。
条件：间隙扩散时,溶质原子必须挤开溶剂原子才能进入相邻得空缺间隙位置,其扩散激活能就就是溶质原子发生跳动时所需得额外能量.１3热力学意义上得材料系统与环境得概念、分类与联系？系统：热力学把所选择得研究对象或物体本身称为系统；环境:在系统之外得,而与系统有密切相连得其余部分称为环境。
分类：依据系统与环境之间就是否有能量及物质交换，可将系统分为三类：既有物质交换又有能量交换，这样得系统称为敞开(开放)系统；只有能量交换，而无物质交换，称为关闭（封闭）系统；既无能量交换，有无物质交换，称为隔离系统（孤立系统)。
14、低合金高强度钢得概念、性质及强韧化手段?低合金高强度钢：就是指在低碳钢中加入少量（一般不大于5%）合金元素低合金钢具有较高强度与韧性,且耐腐蚀、耐低温,其焊接性、成形性等工艺性能好，生产成本较低。
强韧化手段:细晶强化、析出强化15、材料得磨损分类、机理及防护措施？+按照磨损得机理，可将磨损分为6种基本类型:黏着磨损,磨料磨损、疲劳磨损、腐蚀磨损、微动磨损与冲蚀磨损。
黏着磨损：当两个表面相对滑动时由于从一个表面上拉掉一些材料而黏附于另一个表面上。
克服或减轻这一类型磨损润滑措施非常有效。
磨料磨损:由于氧化物颗粒或外来硬颗粒通常必金属硬,造成磨料磨损。
防护措施：发展多种耐磨与抗磨材料；对材料表面进行耐磨处理16、各种材料得原子排列特征?*金属:具有简单、高对称得密排结构陶瓷:具有正负离子相间排列得强约束，以及一定得配位要求与方向要求高分子材料：由众多原子聚合成大分子，大分子又结合排列;17、相与组织得区别于联系？各种材料中得相与组织特点?(改）组织与相就是有密切联系得两个概念，材料得显微组织组织实际上就是指各个晶粒或各种相所形成得具体形貌或形态。
在不同得工艺条件下,相得晶粒大小、数量、形态及其分布会有所不同，从而材料内部会呈现不同得微观形貌特征。
同样得相可以形成不同得组织。
①固溶体与化合物就是固态金属材料中得两类基本组成相②各类陶瓷得结构组成各不相同，但都由晶相.玻璃相,气相三部分组成。
③整个高聚物得组织通常由晶区与非晶区混合构成④复合材料得结构通常就是以一个相为连续相，构成基体材料；另一个相就是不连续相,以独立得形态分布在整个连续相中，构成增强相。
18、材料断裂得分类及断口特征、机理?＊断裂得分类：根据材料静拉伸试验中发生断裂时得塑性大小以及断口得宏观特征，可将断裂分成脆性断裂与韧性断裂。
韧性断裂:在断裂部件上可以观察到大量得变形，包括颈缩现象.通常,韧性断裂起因于单纯得过载，即材料受到了过高得应力。