材料科学概论答案

1高分子材料的性能特点
组成：主要由C、H、O组成(无机高分子，如玻璃)分子量多分散性，只有一定的范围，是分子量不等的同系物的混合物；分子量很大（104-107，甚至更大）没有固定熔点，只有一段宽的温度范围；没有沸点和固定的熔点，分子间力很大，加热到200o C-300o C以上，材料破坏（降解或交联）。

链式结构,柔性分子链
由于这一突出特点，聚合物显示出了特有的性能，表现为“三高一低一消失”。

既是：⏹高分子量⏹高弹性⏹高黏度、⏹结晶度低、⏹无气态。

因此这些特点也赋予了高分子材料（如复合材料、橡胶等）高强度、高韧性、高弹性等特点。

大部分高分子的主链具有一定的内旋转自由度。

2弹性模量的定义及意义
定义：一般地讲，对弹性体施加一个外界作用，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。

意义：
弹性模量是工程材料重要的性能参数，从宏观角度来说，弹性模量是衡量物体抵抗弹性变形能力大小的尺度，从微观角度来说，则是原子、离子或分子之间键合强度的反映。

凡影响键合强度的因素均能影响材料的弹性模量，如键合方式、晶体结构、化学成分、微观组织、温度等。

因合金成分不同、热处理状态不同、冷塑性变形不同等，金属材料的杨氏模量值会有5%或者更大的波动。

但是总体来说，金属材料的弹性模量是一个对组织不敏感的力学性能指标，合金化、热处理（纤维组织）、冷塑性变形等对弹性模量的影响较小，温度、加载速率等外在因素对其影响也不大，所以一般工程应用中都把弹性模量作为常数。

弹性模量可视为衡量材料产生弹性变形难易程度的指标，其值越大，使材料发生一定弹性变形的应力也越大，即材料刚度越大，亦即在一定应力作用下，发生弹性变形越小。

弹性模量E是指材料在外力作用下产生单位弹性变形所需要的应力。

它是反映材料抵抗弹性变形能力的指标，相当于普通弹簧中的刚度。

3.橡胶的特点
1）高弹性橡胶的弹性模量小，一般在1～9.8MPa。

伸长变形大，伸长率可高达1000%，仍表现有可恢复的特性，并能在很宽的温度（-50～150℃）范围内保持有弹性。

（2）粘弹性橡胶是粘弹性体。

由于大分子间作用力的存在，使橡胶受外力作用。

产生形变时受时间、温度等条件的影响，表现有明显的应力松驰和蠕变现象。

（3）缓冲减震作用橡胶对声音及振动和传播有缓和作用，可利用这一特点来防除噪音和振动。

（4）电绝缘性橡胶和塑料一样是电绝缘材料，天然橡胶和丁基橡胶和体积电阻率可达到1015Ωcm以上。

（5）温度依赖性高分子材料一般都受温度影响。

橡胶在低温时处于玻璃态变硬变脆，在高温时则发生软化、熔融、热氧化、热分解以至燃烧。

（6）具有老化现象如同金属腐蚀、木材腐朽、岩石风化一样，橡胶也会因环境条件的变化而发生老化，使性能变坏，使寿命缩短。

（7）必须硫化橡胶必须加入硫黄或其它能使橡胶硫化（或称交联）的物质，使橡胶大分子交联成空间网状结构，才能得到具有使用价值的橡胶制品，但是，热塑性橡胶可不必硫化。

除此之外，橡胶密度低，属于轻质材料，硬度低，柔软性好；透气性较差，可做气密
性材料；还是较好的防水性材料等等。

使得橡胶材料和橡胶制品的应用范围特别广泛，制品不定多达数万种。

4钢的热处理工艺有那几种
1)退火2）正火3）淬火4）回火5）调质6）时效7）冷处理8）火焰加热表面淬火9）感应加热表面淬火10）渗碳11）氮化12）氮碳共渗。

5超导材料的定义
7什么是钢的奥氏体组织
10有色金属的分类
1、有色金属分为重金属、轻金属、贵金属、半金属和稀有金属五类。

2、有色合金按合金系统分：重有色金属合金、轻有色金属合金、贵金属合金、稀有金属合金等；按合金用途则可分：变形（压力加工用合金）、铸造合金、轴承合金、印刷合金、硬质合金、焊料、中间合金、金属粉末等。

3、有色材按化学成份分类：铜和铜合金材、铝和铝合金材、铅和铅合金材、镍和镍合金材、钛和钛合金材。

按形状分类时。

可分为：板、条、带、箔、管、棒、线、型等品种。

11铁碳合金的分类
按含碳量分类碳钢一般按含碳量、用途、质量和冶炼方法分类。

按含碳量可分为：低碳钢(C<0.25％)，中碳钢(0.25％<C<0.6％)，高碳钢(C>0.6％)；按钢的用途可分为碳素结构钢和碳素工具钢两大类；按钢的质量可分为：普通碳素钢(S≤0.055％，P≤0.45％)，优质碳素钢(S、P≤0.04％)和高级优质碳素钢(s≤0．030％，P≤0．035％)三大类；按冶炼方法可分为沸腾钢和镇静钢、半镇静钢。

按铸铁中存在形式分类根据碳在铸铁中存在的形式不同铸铁可分为：白口铸铁：绝大部分碳以渗碳体形式存在于铸铁中；灰口铸铁：绝大部分碳以片状石墨形式存在；可锻铸铁：由白口铸铁经石墨化退火制成，其中碳以团絮状石墨形式存在；球墨铸铁：在浇注前经球化处理，碳以球状或团状石墨存在。

13常见的高分子材料及其名称
高分子材料
塑料、橡胶、纤维，称为三大合成材料
⏹塑料主要品种有：聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯(四大通用塑料)等⏹合成橡胶主要用途为制造轮胎，约占60%⏹合成纤维主要品种有：涤纶（PET）、尼龙、聚丙烯腈、聚丙烯等;
14材料的强化手段有哪些，各有什么特点
强化机理就4种：
1.固溶强化
2.弥散强化
3.细晶强化
4.形变强化
根据这4种原理，强化金属材料的方法大概有以下几种：
1.调制处理方法
2.正火+回火方法
3.渗氮
4.渗碳
5.固溶处理
6.喷丸喷砂
7.锻打
15自然界中铝的储量及地位
铝是一种轻金属，其化合物在自然界中分布极广，地壳中铝的含量约为8％（重量），仅次于氧和硅，居第三位。

铝被世人称为第二金属，其产量及消费仅次于钢铁。

✈铝合金密度小、延性好、耐腐蚀、易加工、价格便宜。

因此，几乎从三十年代开始，人们就企图用铝合金建造飞机。

✈长期以来，铝合金一直被大量用于制造飞机机体和运载火箭箭体结构。

✈近年来，纤维增强树脂基复合材料在飞机机体和运载火箭箭体结构的应用日益增多，但是铝合金至今仍是飞机机体和运载火箭箭体结构的主要结构材料。

✈铝合金在目前的民用飞机结构上的用量约为70～80％，在军用飞机结构上的用量约为40～60％。

在最新型的B777客机上，铝合金占机体结构重量的70％。

✈一些最新型的军用飞机（F22，B2）结构上大量应用纤维增强树脂基复合材料和钛合金，铝合金用量已降到20％以下。

16复合材料的特点及优势。