材料化学材科基作业整合
材料化学材科基作业整合
1.非均匀形核——(1) 核心依附于液体内存在的杂质或容器表面形成。
(2) 新相是在母相中的缺陷处形核,由于缺陷在母相中的成分分布是不均匀的,因此晶核的分布也是不均匀的。
(3) 金属结晶时,晶核主要是在液体中杂质的表面、铸型内壁等处形成。
2.伪共晶——在非平衡凝固条件下,成分接近共晶成分的亚共晶或过共晶合金,凝固后的组织却可以全部是共晶体。
这种非共晶合金得到完全的共晶组织称为伪共晶。
3.杠杆定理——在合金相图的两相区中,平衡两相的成分点与合金的成分点位于一条直线上,前者为杠杆的端点,后者为杠杆的支点,平衡两相的相对量与支点到相应相端点的线段成反比。
4.比重偏析——合金凝固时,由于先后结晶的组成物在密度上的差别,轻的上浮,重的下沉,形成宏观化学成分不均匀的现象,称为比重偏析。
5.晶体的宏观特性包括:自限性、均匀性、各向异性和对称性。
6.金属结晶时的过冷度越大,结晶驱动力越大,临界晶核尺寸越小,临界形核功越小,结晶后的晶粒尺寸越小,金属强度越大。
7.冷变形金属经回复以后,力学性能和物理性能的变化主要是内应力和电阻下降。
加热时发生再结晶的驱动力是储存能,它的形核机制主要有多边形化、亚晶形成和亚晶粗化长大三种,再结晶以后,力学性能变化是强度、硬度下降和塑性、韧性提高。
8.理想密排六方结构的单位晶胞原子数为2个,原子半径为a/2,配位数为12,致密度为0.74,八面体间隙数为2,四面体间隙数为4,原子最密排晶面族为{0001}。
1.(1)图中所示为Fe-Fe3C合金相图,请标明各字母点的成分和温度,并填出各相区的组织组成物。
(2)分析含0.45%C铁碳合金的平衡凝固过程,画出冷却曲线。
解:(1)上课讲过;(2)画一下2. Nb 的晶体结构为bcc ,其晶格常数为0.3294nm ,密度为8.57g/cm 3,试求每106Nb 中所含的空位数目。
解:设空位之粒子数分别为x ,Ar为摩尔质量所以,106个Nb 中有7176.6个空位。
材料科学基础课后作业.
材料科学基础课后习题答案第一章8.计算下列晶体的离于键与共价键的相对比例 (1)NaF(2)CaO(3)ZnS解:1、查表得:X Na =0.93,X F =3.98根据鲍林公式可得NaF 中离子键比例为:21(0.93 3.98)4[1]100%90.2%e ---⨯=共价键比例为:1-90.2%=9.8% 2、同理,CaO 中离子键比例为:21(1.00 3.44)4[1]100%77.4%e---⨯=共价键比例为:1-77.4%=22.6%3、ZnS 中离子键比例为:21/4(2.581.65)[1]100%19.44%ZnS e --=-⨯=中离子键含量共价键比例为:1-19.44%=80.56%10说明结构转变的热力学条件与动力学条件的意义.说明稳态结构与亚稳态结构之间的关系。
答:结构转变的热力学条件决定转变是否可行,是结构转变的推动力,是转变的必要条件;动力学条件决定转变速度的大小,反映转变过程中阻力的大小。
稳态结构与亚稳态结构之间的关系:两种状态都是物质存在的状态,材料得到的结构是稳态或亚稳态,取决于转交过程的推动力和阻力(即热力学条件和动力学条件),阻力小时得到稳态结构,阻力很大时则得到亚稳态结构。
稳态结构能量最低,热力学上最稳定,亚稳态结构能量高,热力学上不稳定,但向稳定结构转变速度慢,能保持相对稳定甚至长期存在。
但在一定条件下,亚稳态结构向稳态结构转变。
第二章1.回答下列问题:(1)在立方晶系的晶胞内画出具有下列密勒指数的晶面和晶向:(001)与[210],(111)与[112],(110)与 [111],(132)与[123],(322)与[236](2)在立方晶系的一个晶胞中画出(111)和 (112)晶面,并写出两晶面交线的晶向指数。
(3)在立方晶系的一个晶胞中画出同时位于(101). (011)和(112)晶面上的[111]晶向。
解:1、2.有一正交点阵的 a=b, c=a/2。
材料科学基础作业解答
材料科学基础作业解答(共15页) -本页仅作为预览文档封面,使用时请删除本页-第一章1.简述一次键与二次键各包括哪些结合键这些结合键各自特点如何答:一次键——结合力较强,包括离子键、共价键和金属键。
二次键——结合力较弱,包括范德瓦耳斯键和氢键。
①离子键:由于正、负离子间的库仑(静电)引力而形成。
特点:1)正负离子相间排列,正负电荷数相等;2)键能最高,结合力很大;②共价键:是由于相邻原子共用其外部价电子,形成稳定的电子满壳层结构而形成。
特点:结合力很大,硬度高、强度大、熔点高,延展性和导电性都很差,具有很好的绝缘性能。
③金属键:贡献出价电子的原子成为正离子,与公有化的自由电子间产生静电作用而结合的方式。
特点:它没有饱和性和方向性;具有良好的塑性;良好的导电性、导热性、正的电阻温度系数。
④范德瓦耳斯键:一个分子的正电荷部位和另一个分子的负电荷部位间的微弱静电吸引力将两个分子结合在一起的方式。
也称为分子键。
特点:键合较弱,易断裂,可在很大程度上改变材料的性能;低熔点、高塑性。
2.比较金属材料、陶瓷材料、高分子材料在结合键上的差别。
答:①金属材料:简单金属(指元素周期表上主族元素)的结合键完全为金属键,过渡族金属的结合键为金属键和共价键的混合,但以金属键为主。
②陶瓷材料:陶瓷材料是一种或多种金属同一种非金属(通常为氧)相结合的化合物,其主要结合方式为离子键,也有一定成分的共价键。
③高分子材料:高分子材料中,大分子内的原子之间结合方式为共价键,而大分子与大分子之间的结合方式为分子键和氢键。
④复合材料:复合材料是由二种或者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. 晶体与非晶体的区别稳态与亚稳态结构的区别晶体与非晶体区别:答:性质上,(1)晶体有整齐规则的几何外形; (2)晶体有固定的熔点,在熔化过程中,温度始终保持不变; (3)晶体有各向异性的特点。
结构上,晶体原子排列有序,非晶体排列长程无序。
材料化学作业
t/℃
Ⅰ
1 L+ α 2
L
1 L+ β 2 ( α
Ⅱ
1
L L α
2
L L β
α
( α +β)共晶 +α +βⅡ
α +β初
+β)共晶
β
βⅡ
β (α +β)
βⅡ
α+
A
5 10
50 ( α +β)共晶
80 90
B
②说明室温下合金Ⅰ、 Ⅱ的相和组织是什么?并计算相和组织组成物的相对量 Ⅰ 室温下合金Ⅰ相组成 为α+β,相对含量可由如下计算求得, Ⅰ ωα+ωβ=1 ωα*(10-5)=ωβ*(90-10) 解得:ωα=94%, ωβ=6% 组织组成 为α+βⅡ,相对含量和相组成相对含量一样ωα=94%, ωβ=6% 室温下合金Ⅱ的相组成为α+β,相对含量可由如下计算求得, Ⅱ ωα+ωβ=1 ωα*(80-5)=ωβ*(90-80) 解得:ωα=11.8%, ωβ=88.2% 组织组成为β+( α+β)共晶, 相对含量可由如下计算得出 ω β +ω ( α+β)共晶=1 ω β *(90-80)= ω ( α+β)共晶*(80-50) 解得: ω β= 75% , ω ( α+β)共晶=25% ③:设合金中B的质量分数为WB则有 WB-50/ 90-WB=5/95 解得WB=52%
<1>根据Pb— Sn相图,说明ω(Sn)=30%的合金在下列温度其组织中存在哪些相,并求 相的相对含量。
t/℃
Hale Waihona Puke 327①高于300℃ a L b 232℃ α+ L c α e β+ L d β α + (α+β)共晶 + β c-e-d线上发生共晶反应: Pb
《化学与材料研制》 作业设计方案
《化学与材料研制》作业设计方案一、作业设计的背景化学作为一门基础科学,与材料研制有着密切的联系。
通过学习化学知识,学生能够了解材料的组成、结构和性质之间的关系,从而为材料的研制和创新提供理论基础。
然而,在传统的教学中,学生往往只是被动地接受知识,缺乏实践和创新的机会。
因此,设计一份以“化学与材料研制”为主题的作业方案,旨在激发学生的学习兴趣,培养学生的实践能力和创新思维。
二、作业目标1、知识与技能目标(1)学生能够掌握常见材料的化学组成、结构和性质。
(2)学生能够理解化学原理在材料研制中的应用。
(3)学生能够运用所学知识进行简单的材料研制实验。
2、过程与方法目标(1)通过查阅资料、实验探究等活动,培养学生的自主学习能力和探究能力。
(2)通过小组合作,培养学生的团队协作能力和交流表达能力。
3、情感态度与价值观目标(1)激发学生对化学和材料科学的兴趣,培养学生的科学素养。
(2)培养学生的创新意识和实践精神,让学生体验到科学研究的乐趣和成就感。
三、作业内容1、知识梳理(1)让学生总结常见材料(如金属材料、无机非金属材料、高分子材料)的化学组成、结构和性质,以思维导图或表格的形式呈现。
(2)要求学生查阅资料,了解化学在材料研制中的重要作用,撰写一篇 500 字左右的小论文。
2、实验探究(1)设计一个简单的金属材料腐蚀实验,让学生探究不同环境(如酸性、碱性、中性)对金属腐蚀速率的影响,并记录实验现象和数据,撰写实验报告。
(2)安排学生进行高分子材料的合成实验,如聚乙烯的制备,让学生了解聚合反应的原理和过程。
3、创新设计(1)给出一个材料研制的课题,如“开发一种新型环保材料”,让学生以小组为单位,设计实验方案,并进行可行性论证。
(2)要求学生利用废旧材料,如塑料瓶、易拉罐等,设计并制作一件具有实用价值的物品,如简易花瓶、笔筒等,并撰写制作过程和心得体会。
4、案例分析(1)提供一些材料研制的成功案例,如新型锂电池的研发、高强度碳纤维的制备等,让学生分析其中所运用的化学原理和技术,以及这些材料的应用前景。
《材料化学》 产教融合案例
《材料化学》产教融合案例产教融合案例:《材料化学》课程与实际生产相结合的教学模式一、案例背景《材料化学》是材料科学领域的一门重要课程,其教学目的是培养学生掌握材料化学的基本理论、基本知识和基本技能,以及具备运用所学知识解决实际问题的能力。
为了更好地实现这一教学目标,我们尝试将产教融合的教学模式引入《材料化学》课程中,以提升学生的实践能力和就业竞争力。
二、案例实施1. 确定合作企业:选择在材料化学领域具有代表性的企业,与其建立合作关系,共同开展产教融合教学。
2. 制定教学计划:根据企业需求和《材料化学》课程内容,制定相应的教学计划和课程大纲,将课程内容与实践项目相结合,确保教学内容与实际生产对接。
3. 实践教学环节:组织学生进入企业实地参观、实践,了解实际生产流程、设备、工艺等方面的知识,并参与企业的研发项目或实验工作,提升学生的实践能力和创新能力。
4. 师资队伍建设:加强与企业合作,建立双师型教师队伍,邀请企业专家参与课堂教学和实验指导,提高教学质量。
5. 课程评价与反馈:建立多元化的评价体系,将学生的理论考试成绩、实践项目成果、企业评价等多方面因素纳入评价范围,及时反馈教学成果,不断优化教学模式。
三、案例效果通过产教融合的教学模式,我们取得了以下效果:1. 提高了学生的学习兴趣和主动性,学生更加关注实际生产中的问题,并积极寻找解决方案。
2. 提升了学生的实践能力和创新能力,学生在实践项目中能够充分发挥所学知识,解决实际问题,并不断探索新的思路和方法。
3. 加强了与企业之间的合作与交流,实现了教学资源共享和优势互补,促进了产学研用一体化的进程。
4. 提高了教师的实践教学能力和教学质量,教师通过与企业合作,不断更新教学内容和教学方法,提高了自身的教学水平和实践能力。
5. 提高了学生的就业竞争力,学生在实践中积累了实际工作经验,更加符合企业的需求,提高了就业竞争力。
四、案例总结通过产教融合的教学模式在《材料化学》课程中的应用,我们取得了一定的成果和经验。
《常见材料作业设计方案》
《常见材料》作业设计方案一、教学目标1. 让学生了解常见材料的种类、特点和用途。
2. 帮助学生学会如何选择适合的材料来进行实验或制作。
3. 提高学生的实验设计和操作能力。
4. 培养学生的观察能力和动手能力。
二、教学内容1. 金属材料:铁、铜、铝等金属的特点和用途。
2. 无机非金属材料:玻璃、陶瓷、水泥等材料的特点和用途。
3. 有机材料:塑料、橡胶、纤维等材料的特点和用途。
4. 复合材料:玻璃钢、碳纤维等材料的特点和用途。
三、教学过程1. 导入:通过展示一些常见材料的图片或实物,引导学生对材料进行初步了解。
2. 知识讲解:老师讲解各种常见材料的特点、用途和制备方法,引导学生认识不同材料的特性。
3. 实验操作:组织学生进行一些简单的实验,让他们亲自操作并体会各种材料的性质。
4. 制作实践:让学生根据所学知识制作一些小实物或手工制品,加深对材料的理解。
5. 总结反思:引导学生总结所学内容,思考材料的选择对实验或制作的影响,并提出自己的见解。
四、教学方法1. 多媒体教学:通过图片、视频等多媒体手段展示各种材料的特点和用途。
2. 实验操作:让学生亲自动手进行实验,提高他们的实践能力。
3. 小组讨论:组织学生分组讨论材料选择的问题,培养他们的合作能力和思维能力。
4. 教室互动:鼓励学生积极参与教室讨论,提高他们的进修兴趣和主动性。
五、教学评判1. 考试测试:设置选择题、填空题等形式的考试,检验学生对材料知识的掌握水平。
2. 实验报告:要求学生完成实验报告,评判他们对实验操作和材料选择的能力。
3. 作业表现:评判学生在制作实物或手工制品过程中的表现,包括创意、操作技能等方面。
六、教学反思通过本次教学,我发现学生对常见材料的了解还不够深入,需要进一步加强实验操作和制作实践的环节,以提高他们的动手能力和观察能力。
同时,要注重培养学生的创新认识,引导他们在实践中发挥想象力和创造力,从而更好地理解和运用各种材料。
希望通过不息改进教学方法和内容,能够激发学生对材料科学的兴趣,培养他们的实践能力和创新精神。
材料化学的基础和应用
材料化学的基础和应用材料化学是研究材料的组成、结构、性能以及其制备和应用的学科。
它是化学学科的重要分支,涉及广泛的领域,包括无机材料、有机材料、高分子材料等。
材料化学的基础和应用对于科学研究和工业发展具有重要意义。
材料化学的基础研究主要包括材料的组成和结构研究、材料性能测试和分析、材料性能与结构关系的探究等。
首先,材料的组成和结构研究是材料化学中的基础工作。
这涉及到对材料的化学成分、元素配比、晶体结构等方面的研究。
通过对材料的组成和结构的深入了解,可以为材料性能的改善和优化提供理论依据。
其次,材料性能测试和分析是材料化学的重要内容。
通过一系列的实验手段和仪器设备,可以对材料的力学性能、热学性能、电学性能等进行测试和分析,进而了解材料的物理特性。
最后,材料的性能与结构关系研究是材料化学的核心内容之一、通过对材料的组成、结构和性能的关系进行分析和探究,可以深入理解材料的性能变化规律,为材料设计和制备提供科学依据。
材料化学的应用涉及到许多领域,包括材料制备、能源储存与转换、环境保护和生物医学等。
首先,材料制备是材料化学的一个重要应用方向。
通过材料制备技术,可以将研究得到的新材料大规模制备出来,以实现其应用价值。
其次,能源储存与转换是材料化学的重要应用领域。
随着能源需求的增加和环境问题的日益突出,研发高效能源储存材料和可再生能源转换材料已经成为一项重要任务。
材料化学的研究可以帮助我们开发出更高效、环保的能源储存和转换技术。
再次,环境保护也是材料化学的重要应用领域之一、通过材料的改性和设计,可以开发出对环境友好的材料,用于水污染治理、气体吸附和净化等方面。
最后,生物医学是材料化学的一个新兴领域。
通过材料化学的研究和应用,可以设计和制备出用于组织工程、药物传输和生物成像等方面的生物医学材料,为医学和生物科学的发展做出贡献。
总之,材料化学的基础研究和应用研究对于科学研究和工业发展具有重要意义。
通过对材料的组成、结构和性能的研究,可以深入了解材料的特性和行为规律,为材料的设计和制备提供科学依据。
《材料作业设计方案》
《材料》作业设计方案一、设计目标:本次作业设计旨在帮助学生稳固材料学的基本知识,提高学生的分析和解决问题的能力,培养学生的实践操作能力和创新思维。
二、设计内容:1. 理论知识部分:(1)材料的分类和性质;(2)材料的加工和改性;(3)材料的性能测试和评判;(4)材料的应用领域和未来发展趋势。
2. 实践操作部分:(1)选取不同种类的材料,进行实验室实践操作,如拉伸实验、冲击实验等;(2)观察实验结果,记录数据,分析实验现象;(3)撰写实验报告,总结实验过程和结果。
三、设计步骤:1. 学生自主进修阶段:(1)学生阅读相关教材和资料,了解材料学的基本观点和知识;(2)学生在网上查找相关资料,了解材料的最新发展和应用情况。
2. 实验操作阶段:(1)学生根据实验要求,准备实验所需材料和仪器设备;(2)学生在实验室内进行实验操作,按照操作规程进行实验;(3)学生记录实验数据,并进行数据处理和分析。
3. 实验报告撰写阶段:(1)学生根据实验结果,撰写实验报告,包括实验目标、方法、结果和结论等内容;(2)学生对实验过程中遇到的问题和解决方法进行总结和反思;(3)学生提交实验报告,进行评分和点评。
四、评判标准:1. 知识掌握水平:学生对材料学的基本观点和知识的掌握情况;2. 实验操作能力:学生在实验操作过程中的仪器应用和数据记录能力;3. 实验结果分析:学生对实验结果的分析和总结能力;4. 报告撰写质量:学生实验报告的结构完备性和逻辑性;5. 创新思维能力:学生在实验过程中的问题解决和创新能力。
五、作业要求:1. 作业形式:实验报告;2. 提交时间:指守时间内提交;3. 作业评分:根据评判标准进行评分。
六、总结:通过本次作业设计,学生将能够全面了解材料学的基本知识和实践操作,提高自身的分析和解决问题的能力,为将来的进修和工作打下坚实的基础。
希望学生认真对待本次作业,取得优异的成绩。
材料化学的基础理论与实践
材料化学的基础理论与实践材料化学是物质科学的一个重要分支领域,它研究物质的性质、结构和变化的规律,为材料的开发、制备和应用提供指导。
材料化学的研究内容包括材料的合成、表征、物理性质、化学性质等方面,涉及到物理、化学、材料科学等学科领域,是一门交叉学科。
材料化学的理论基础主要包括化学平衡、反应动力学、统计热力学等方面。
其中,化学平衡是研究化学反应达到平衡状态的条件和规律的科学。
化学平衡的基础理论是化学动力学,它研究化学反应的速率和反应机理。
统计热力学则是研究大分子体系热力学性质的理论,它将物质分子的热运动过程考虑进去,建立了一系列热力学模型,可以预测大分子体系的热力学行为。
在材料化学的实践方面,材料的合成是一个重要的课题。
材料合成的方法包括化学法、物理法、生物法等,其中化学合成是主要的方法之一。
化学合成常常通过调节反应条件、控制反应速度、改变溶解度等措施来调整合成产物的结构、形貌和性质。
物理法主要包括凝固法、溅射法、蒸发法等,它们通过改变材料的物理状态或者利用物理效应来制备新材料。
生物法则是利用生物分子和生物体系来合成新材料,这种方法具有生物体系复杂、结构多样、功能多样等特点。
材料的表征是材料化学的重要内容之一。
材料表征主要包括结构表征、形貌表征、化学成分表征等方面。
其中,结构表征主要是通过X射线衍射、电子显微镜、红外光谱等技术手段来确定材料的结构。
形貌表征则是通过扫描电子显微镜、原子力显微镜等技术手段来观察材料的形态和表面形貌。
化学成分表征则是通过光谱分析、质谱分析等技术手段来鉴定材料的化学组成。
在材料应用方面,材料化学为材料的制备和应用提供了理论支撑和技术保障。
材料的应用可以广泛涉及到电子、光电、化学、医用等领域。
例如,纳米材料的研究、合成和应用已经成为材料化学的热点之一,它在电子、光电、磁性等方面都有重要的应用,如柔性液晶、高效发光材料、纳米传感器等。
总的来说,材料化学是一门复杂的学科,需要理论基础和实践经验的支持。
《材料作业设计方案-2023-2024学年高中通用技术地质版》
《材料》作业设计方案第一课时一、设计背景材料是化学学科的一个重要分支,研究对象主要是各种物质的性质、结构、制备及应用等方面。
对于化学专业的学生来说,材料课程是他们必须掌握的基础知识之一。
因此,设计一份既能够帮助学生加深对材料科学的理解,又能够促进学生学习兴趣的作业是非常必要的。
二、设计目的本作业的设计旨在通过富有趣味性的任务,激发学生对材料学科的兴趣,帮助他们更好地掌握课程内容,提高学习效果。
同时,通过不同类型的问题设置,培养学生的分析、判断和解决问题的能力。
三、设计内容1. 阅读理解:请学生阅读一篇关于常见材料的特点及应用领域的文章,然后回答相关问题,例如:什么是金属材料?金属材料的特点有哪些?金属材料在工业生产中的应用有哪些?2. 实验设计:设计一个简单的实验,让学生亲自体验操作,了解材料的一些基本性质,如导电性、导热性等。
学生需要记录实验数据,并进行数据分析和总结。
3. 素材创作:要求学生以自己感兴趣的材料为题材,创作一幅插画或写一篇小短文,展现该材料的特点及应用场景。
学生可以通过图画或文字来表达。
4. 知识检测:设置一些选择题和填空题,考察学生对材料的基本知识掌握情况。
涉及的知识点包括材料的分类、性质、结构等。
四、完成形式学生可以选择将作业内容写成纸质文档或电子文档,并按要求提交给老师。
对于设计的实验部分,老师可以要求学生在学校实验室进行操作,或者采用模拟实验的方式在家完成。
五、评分标准1. 阅读理解:根据学生回答问题的准确性和全面性评分。
2. 实验设计:主要考察学生操作的熟练程度、实验数据的准确性及数据分析的能力。
3. 素材创作:评分依据包括创作的原创性、表现力和与材料特点的契合度。
4. 知识检测:考察学生对课程知识的掌握情况,准确性和完整性是评分的主要标准。
六、总结通过本作业设计,学生可以在实际操作中加深对材料学科的理解,提高他们的动手能力和创造力。
同时,通过多样化的任务设置,激发学生的学习兴趣,培养他们全面发展的能力。
《材料的发展作业设计方案-2023-2024学年科学人教版》
《材料的发展》作业设计方案第一课时作业设计方案标题:《材料的发展》作业设计方案一、背景介绍材料科学是一门研究材料的性能、制备、结构和应用的学科,是现代科技发展的基础。
材料的发展对于各个领域的技术革新和经济发展起着至关重要的作用。
本作业设计旨在让学生了解材料的发展历程、影响因素以及应用领域,从而培养他们的科学素养和创新意识。
二、设计目标1. 了解材料的种类、性能和应用领域;2. 掌握材料的发展历程以及影响材料发展的因素;3. 培养学生的创新能力和科学素养;4. 提高学生对材料科学的兴趣和认识。
三、设计内容1. 第一部分:材料的种类和性能介绍金属材料、陶瓷材料、聚合物材料和复合材料的基本概念、性能特点以及在工程领域的应用;通过案例分析和实例展示,让学生深入了解不同材料的特点和优缺点。
2. 第二部分:材料的发展历程从原始社会的石器和陶器到现代的高新材料,介绍材料的发展历程和关键技术突破;通过多媒体资料和图表展示,让学生了解材料科学的发展脉络。
3. 第三部分:影响材料发展的因素介绍材料发展中的技术、经济、环境等多方面因素;通过讨论和小组研讨,引导学生思考材料的选择与应用背后的动因。
4. 第四部分:材料的应用领域通过案例分析和实地考察,介绍材料在航空航天、汽车制造、能源领域等各个行业的应用;让学生了解材料科学在现代社会中的重要性和作用。
四、设计方法1. 教师讲解与学生讨论相结合:教师通过讲解材料的相关知识,引导学生展开思考和讨论,促使他们深入理解。
2. 多媒体资料展示:通过图片、视频等多媒体资料展示材料的应用和发展历程,激发学生的学习兴趣。
3. 小组合作学习:设置小组讨论环节,让学生自主合作,探讨材料的选择和应用,培养他们的团队合作能力和创新思维。
4. 实地考察和案例分析:组织学生进行实地考察,了解材料在实际工程项目中的应用,结合案例分析,深入探讨材料的发展和应用。
五、作业要求1. 撰写一份关于材料的发展历程和应用领域的小论文,展示对材料科学的理解和思考;2. 设计一个材料应用项目,包括材料选择、工艺流程等内容,展示对材料应用的实际操作能力;3. 参与小组讨论,展示对材料选择与应用的思考和总结。
《常用材料作业设计方案》
《常用材料》作业设计方案一、设计背景材料是我们生活中不可或缺的一部分,而常用材料更是我们平时生活中经常接触到的材料。
通过对常用材料的进修,可以帮助学生了解材料的性质、用途和特点,培养他们对材料的认识和运用能力。
因此,设计一份以《常用材料》为主题的作业,可以帮助学生更深入地了解材料知识,提高他们的进修兴趣和进修效果。
二、设计目标1. 培养学生对常用材料的认识和了解,提高他们的材料运用能力。
2. 激发学生对材料科学的兴趣,增进他们对相关知识的进修和探索。
3. 培养学生的观察、分析和实验能力,提高他们的综合素质和创新能力。
三、设计内容1. 理论知识:介绍常用材料的种类、性质、用途和特点,如金属材料、塑料材料、陶瓷材料等。
2. 实验探究:设计一些简单的实验,让学生通过实践来了解材料的性质和特点,如金属的导电性、塑料的可塑性等。
3. 创意设计:让学生通过动手实践,设计制作一些小创意品,如用废旧材料制作手工艺品、设计一个环保材料产品等。
4. 进修反思:让学生对所学知识进行总结和反思,提出自己的见解和建议,增进他们对材料知识的深入理解和运用。
四、作业要求1. 按时完成作业,并按要求提交。
2. 保持作业的整洁和规范,注意书写和排版。
3. 注意实验安全,恪守实验室规定,做好实验记录和实验报告。
4. 提高综合素质,积极参与讨论和交流,展示个人才华和创造力。
五、评判标准1. 完成度:作业内容是否齐全、准确、清晰。
2. 创新性:作业设计是否独具创意,能否展示个人特色。
3. 实践能力:实验操作是否规范、安全,实验结果是否准确。
4. 表达能力:书写是否规范、清晰,表达是否准确、简洁。
六、总结通过设计这份以《常用材料》为主题的作业,可以帮助学生更好地了解材料知识,提高他们的进修兴趣和进修效果。
同时,也可以培养学生的观察、分析和实验能力,提高他们的综合素质和创新能力。
希望学生能够认真完成这份作业,不息提高自己的材料运用能力,为将来的进修和工作打下坚实的基础。
《材料的发展作业设计方案》
《材料的发展》作业设计方案一、设计背景材料科学是摩登科学技术的基础和支柱之一,它的发展对各个领域都有着重要的影响。
本次作业旨在让学生了解材料的发展历程、分类以及应用,培养学生对材料科学的兴趣和认识。
二、设计目标1. 了解材料的发展历程,掌握材料的基本观点和分类;2. 探讨材料在不同领域的应用,理解材料科学的重要性;3. 提高学生的思辨能力和团队合作认识。
三、设计内容1. 进修任务:(1)阅读相关资料,了解材料的发展历程;(2)整理材料的分类及特性,制作PPT进行展示;(3)钻研材料在建筑、医疗、电子等领域的应用,并撰写小论文。
2. 进修方法:(1)个人进修:通过阅读资料、上网查找信息等方式获取知识;(2)小组合作:分组讨论,共同整理资料并撰写论文;(3)PPT展示:每组进行PPT展示,分享所学知识。
3. 评判方式:(1)个人作业:包括对材料发展历程的理解、材料分类的掌握等;(2)小组作业:包括PPT展示和小论文的撰写;(3)教室表现:包括参与讨论、展示表现等。
四、时间安排第1周:介绍作业内容,分组并确定钻研方向;第2周:个人进修,整理资料;第3周:小组合作,撰写小论文;第4周:PPT制作及展示。
五、资源准备1. 相关书籍、资料;2. 电脑、投影仪等展示设备;3. 学校图书馆、网络资源。
六、作业要求1. 个人作业需独立完成,不得抄袭;2. 小组作业需充分合作,保证质量;3. 作业提交前需进行自查和修改。
七、总结通过本次作业设计,学生将能够全面了解材料的发展历程和分类,认识到材料科学在摩登社会中的重要性,培养学生的团队合作认识和独立思考能力。
希望学生能够在本次作业中有所收获,对材料科学有更深入的认识和理解。
《材料的分类作业设计方案-2023-2024学年高中通用技术地质版》
《材料的分类》作业设计方案第一课时一、设计背景:材料是我们生活中不可或缺的重要元素,它们在各个领域发挥着重要的作用。
对于学生来说,了解不同材料的分类及其特点,有助于拓宽视野,提高科学素养。
因此,设计一份以“材料的分类”为主题的作业,将有助于学生加深对材料的认识。
二、设计目标:1. 让学生了解不同材料的分类及其特点;2. 提高学生的观察力和分类能力;3. 培养学生的科学素养和团队合作意识。
三、设计内容:1. 学生分组,每组选择一种材料,对其进行分类研究;2. 学生通过实地调研、文献查找等方式获取相关资料;3. 学生根据研究结果,制作海报或小册子,介绍所选择的材料的分类及其特点;4. 学生展示自己的成果,并进行互动交流。
四、作业流程:1. 第一周:确定小组成员,选择研究材料,并制定研究计划;2. 第二周至第三周:实地调研、文献查找,搜集相关资料;3. 第四周至第五周:整理研究成果,制作海报或小册子;4. 第六周:展示成果,进行互动交流。
五、作业要求:1. 海报或小册子内容包括:材料的分类、特点及应用领域等;2. 学生需要展示自己的研究过程,包括调研方法、资料来源等;3. 学生需在展示时回答相关问题,展示团队合作能力和表达能力。
六、作业评价:1. 内容完整、准确、凝练;2. 展示形式新颖、具有吸引力;3. 回答问题准确、思路清晰;4. 团队协作和表达能力表现良好;七、作业时间安排:总共需要六周时间,每周安排2-3个课时进行研究和制作,第六周进行展示。
在展示结束后,进行总结反思,并对学生的表现进行评价。
八、作业效果预期:通过本次作业设计,学生将更深入地了解不同材料的分类及其特点,培养自己的观察力和分类能力,同时提高科学素养和团队合作意识。
希望学生通过这次作业,能够对材料有更深入的认识,并在未来的学习和生活中运用所学知识。
第二课时一、教学目标1.1 知识与技能目标1) 了解材料的分类及其特点;2) 掌握金属、非金属和合金的性质和用途;3) 能够正确使用分类方法对材料进行区分;4) 能够根据实际情况选择合适的材料。
《材料的发展作业设计方案-2023-2024学年科学人教版》
《材料的发展》作业设计方案
一、作业设计背景与目标
在当今科技迅猛发展的时代,材料科学作为支持摩登工业和科技进步的基石,其重要性日益凸显。
从古代的石器、青铜器到摩登的高分子材料、纳米材料,材料的发展历程不仅是人类文明进步的重要标志,也是科技革命和产业变革的关键因素。
因此,通过《材料的发展》这一主题的作业设计,旨在帮助学生系统地了解材料科学的演变过程,理解不同材料在历史和摩登社会中的应用,培养学生的科学素养和创新思维。
二、作业设计目标
1. 知识与理解:使学生掌握材料科学的基本观点,了解材料的发展历程,认识不同材料的特性和应用领域。
2. 技能与能力:培养学生收集、整理和分析信息的能力,提高学生的批判性思维和创新能力。
3. 情感态度与价值观:激发学生对材料科学的兴趣,增强学生的环保认识和可持续发展观念。
三、作业内容与要求
1. 作业主题:《材料的发展》
2. 作业形式:钻研报告
3. 作业内容:
a. 材料科学概述:简要介绍材料科学的基本观点和钻研范畴。
b. 材料发展史:分阶段叙述材料的发展历程,包括古代材料、近代材料和摩登材料。
c. 典型材料分析:选取几个具有代表性的材料(如钢铁、塑料、半导体材料等),分析其特性、制备方法、应用领域及对社会发展的影响。
d. 未来材料展望:探讨未来材料科学的发展趋势,如智能材料、生物可降解材料等。
4. 作业要求:
a. 字数要求:不少于1300字。
b. 格式要求:采用知乎文章格式,包括标题、引言、正文、结论和。
《材料的发展作业设计方案-2023-2024学年科学人教版》
《材料的发展》作业设计方案一、作业设计目标:通过本次作业,让学生了解材料的发展历程、特点和应用领域,培养学生对材料科学的兴趣和认识,提高学生的创新能力和实践能力。
二、作业设计内容:1. 钻研材料的发展历程:学生需要选择一个具有代表性的材料,比如金属、陶瓷、聚合物等,对其发展历程进行钻研,包括材料的发现、制备方法、应用领域等方面的内容。
2. 分析材料的特点:学生需要分析所选材料的物理性质、化学性质、机械性能等特点,探讨这些特点对材料在不同领域的应用影响。
3. 探讨材料的应用领域:学生需要选择一个具体的应用领域,比如建筑、医疗、航空航天等,深入钻研所选材料在该领域的应用情况,分析其优势和局限性,并提出改进建议。
4. 设计创新方案:学生需要结合所学知识和对材料的理解,设计一个创新方案,可以是新材料的研发、材料性能的改进、材料应用的拓展等,要求方案具有可行性和创新性。
三、作业设计步骤:1. 选择材料和应用领域:学生起首需要选择一个具有代表性的材料和一个应用领域,确定钻研和分析的方向。
2. 收集资料:学生需要通过图书、期刊、网络等渠道,收集与所选材料和应用领域相关的资料,了解其发展历程、特点和应用情况。
3. 撰写钻研报告:学生根据收集到的资料,撰写钻研报告,包括材料的发展历程、特点分析、应用领域钻研和创新方案设计等内容。
4. 展示效果:学生需要将钻研报告进行展示,可以是口头报告、海报展示、PPT演示等形式,与同砚分享自己的钻研效果。
四、作业评判标准:1. 钻研深度:学生对所选材料和应用领域的钻研是否深入,是否能够全面分析其特点和应用情况。
2. 创新性:学生设计的创新方案是否具有奇特性和可行性,是否能够解决实际问题或提出新的思路。
3. 展示能力:学生在展示效果时是否清晰、流畅,能否准确表达自己的观点和想法。
4. 综合能力:学生在整个作业过程中是否能够独立思考、团队合作,是否能够整合各方面知识,展现综合素质。
《材料的分类作业设计方案-2023-2024学年高中通用技术地质版》
《材料的分类》作业设计方案一、教学目标:1. 知识目标:了解材料的分类及其特点,掌握各种材料的基本性质和用途。
2. 能力目标:培养学生观察、分析和归纳的能力,提高学生的实验操作和数据处理能力。
3. 情感目标:激发学生对科学的兴趣,培养学生对环境珍爱和资源利用的认识。
二、教学重点和难点:1. 重点:掌握各种材料的分类方法和特点。
2. 难点:理解材料的分类与实际应用之间的联系。
三、教学过程设计:1. 导入(5分钟):教师通过引入一些平时生活中常见的材料,让学生观察并猜测这些材料的分类方法,引发学生的好奇心和思考。
2. 进修材料分类(15分钟):教师介绍材料的分类方法,包括金属材料、非金属材料、合成材料等,并结合实例进行诠释和讨论,让学生了解不同材料的特点和用途。
3. 实验操作(30分钟):学生分组进行实验,通过实验操作,让学生感受不同材料的性质差别,如金属的导电性、非金属的绝缘性等,培养学生的实验操作和数据处理能力。
4. 数据分析(20分钟):学生根据实验结果,进行数据分析和归纳,总结各种材料的特点和用途,加深对材料分类的理解。
5. 拓展应用(15分钟):教师引入一些新颖的材料,让学生探讨这些材料的分类方法和应用领域,拓展学生的知识面和思维深度。
6. 总结反思(10分钟):教师对本节课的内容进行总结,让学生回顾所学知识,提出问题和建议,引导学生对材料分类的认识进行反思和深化。
四、作业安置:1. 完成材料分类的作业,包括填空题、选择题和解答题等,稳固所学知识。
2. 搜集一些平时生活中常见的材料,归纳它们的分类方法和特点,编写一份小结报告。
3. 设计一个实验方案,探究某种材料的特性,进行实验操作并记录数据,撰写实验报告。
五、评判方式:1. 作业评判:根据学生完成的作业情况,综合思量正确率、逻辑性和深度,给予评分和评判。
2. 实验评判:根据学生的实验操作和数据处理能力,以及实验报告的撰写质量,进行评判和点评。
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1.非均匀形核——(1) 核心依附于液体内存在的杂质或容器表面形成。
(2) 新相
是在母相中的缺陷处形核,由于缺陷在母相中的成分分布是不均匀的,因此晶核的分布也是不均匀的。
(3) 金属结晶时,晶核主要是在液体中杂质的表面、铸型内壁等处形成。
2.伪共晶——在非平衡凝固条件下,成分接近共晶成分的亚共晶或过共晶合金,
凝固后的组织却可以全部是共晶体。
这种非共晶合金得到完全的共晶组织称为伪共晶。
3.杠杆定理——在合金相图的两相区中,平衡两相的成分点与合金的成分点位
于一条直线上,前者为杠杆的端点,后者为杠杆的支点,平衡两相的相对量与支点到相应相端点的线段成反比。
4.比重偏析——合金凝固时,由于先后结晶的组成物在密度上的差别,轻的上
浮,重的下沉,形成宏观化学成分不均匀的现象,称为比重偏析。
5.晶体的宏观特性包括:自限性、均匀性、各向异性和对称性。
6.金属结晶时的过冷度越大,结晶驱动力越大,临界晶核尺寸越小,临界
形核功越小,结晶后的晶粒尺寸越小,金属强度越大。
7.冷变形金属经回复以后,力学性能和物理性能的变化主要是内应力和电阻
下降。
加热时发生再结晶的驱动力是储存能,它的形核机制主要有多边形化、亚晶形成和亚晶粗化长大三种,再结晶以后,力学性能变化是强度、硬度下降和塑性、韧性提高。
8.理想密排六方结构的单位晶胞原子数为2个,原子半径为a/2,配位数为
12,致密度为0.74,八面体间隙数为2,四面体间隙数为4,原子最密排晶面族为{0001}。
1.(1)图中所示为Fe-Fe3C合金相图,请标明各字母点的成分和温度,并填出
各相区的组织组成物。
(2)分析含0.45%C铁碳合金的平衡凝固过程,画出冷却曲线。
解:(1)上课讲过;(2)画一下
2. Nb 的晶体结构为bcc ,其晶格常数为0.3294nm ,密度为8.57g/cm 3,试求每106Nb 中所含的空位数目。
解:设空位之粒子数分别为x ,Ar
为摩尔质量
所以,106个Nb 中有7176.6个空位。
3. 已知平均晶粒直径为1 mm 和0.0625 mm 的α-Fe 的屈服强度分别为112.7 MPa 和196 MPa ,问平均晶粒直径为0.0196 mm 的纯铁的屈服强度为多少? 解:12
0s kd
σσ-=+
13
2
0112.7(110)k d
σ--=+⨯
13
2
0196(0.062510)k d
σ--=+⨯
解得 σ0=84.935 MPa k=0.878
故13
2
84.9350.878(0.019610)
283.255M Pa s σ--=+⨯=
4. 根据铁——碳相图,计算W(C)为0.1%以及1.2%的铁碳合金在室温时平衡状态下相的相对量,计算共析体(珠光体)的相对量? 9. 解:
(1) 在室温下,铁-碳合金的平衡相是Fe -α(含碳0.008%)和Fe 3C (碳的质
量分数是6.69%),所以W(C)为0.1%的合金在室温时平衡状态下α相的相对量(质量分数)Aα及Fe 3C 的相对量A Fe 3C 为:
%
62.98%38.11%
38.1008
.069.60008.01.03=-==--=
A
C
Fe A
α
(2) W(C)为1.2%的合金
%
11.82%89.171%
89.17008
.069.60008.02.13=-==--=
A
C
Fe A
α
(3) W(C)为0.1%的合金在室温下平衡状态下的组织是α-Fe 和共析体,其组织
可近似看作和共析转变完时一样。
在共析温度,α-Fe 中碳的成分是0.02%,共析的碳的成分是0.77% 所以
W (C )为0.1%的合金在室温时组织中共析体的相对量A P 为
%
67.1002
.077.002.01.0=--=
A
P
W (C )为1.2%的合金在室温下平衡状态下的组织是Fe 3C 和共析体的相对量A P 为
%
71.9277
.069.62.169.6=--=A
P
5. 估计1立方厘米的铜在熔点温度含10个原子和60个原子团数目?已知:液态下铜原子体积为1.6×10-29m 3,σSL =0.177J/m 2
,T m =1356K
解 根据)exp(KT
G n i i n ∆-
=
先求10个原子及60个原子团的能量i G ∆
原子集团体积V=N×Ω,N——原子数,Ω——原子体积 设集团是球状,半径为r ,则
3
1)
43(
π
Ω=N r
集团表面积3
22)
43(44π
ππΩ==N r A
在熔点产生10个原子及60个原子集团的能量变化为:
J
N A G J N A G 20
3
2
29
3
2
606020
3
2
29
3
2
101010
3.83177.0)
410
6.1603(
4)
43(
4102.25177.0)
410
6.1103(4)43(4----⨯=⨯⨯⨯⨯=Ω==∆⨯=⨯⨯⨯⨯=Ω==∆π
πσπ
πσπ
πσππσ每cm 3有Cu 的原子数
3
22
23
10
25.610
6.111--⨯=⨯=
Ω=
cm
n
在1cm 3中10个原子及60个原子集团数
3
23
20
22
60
60
3
16
23
20
22
1010
2905)1356
10
38.110
3.83exp(10
25.6)exp(
1085.8)1356
1038.1102.25exp(1025.6)exp(------=⨯⨯⨯-
⨯=∆-=⨯=⨯⨯⨯-⨯=∆-=cm
KT
G n cm
KT G n n
n
6. 经大形变量的冷加工铜块,储存能为2×106 J/m 2,大角度界面能的典型值为0.5J/m 2,如果按照经典的均匀形核理论,形成再结晶临界晶核尺寸有多大?若储存能主要由位错贡献,建立位错密度和临界核心尺寸的关系。
如果形成1个半径为2nm 的核心,要求形核处的位错密度多大?评论经典形核的可能性?(G =4×1010 Pa ,b ≈0.25nm )
解:按照经典形核理论,临界核心半径r *=2γ/ΔG 其中,ΔG 是提供形核的驱动能,γ是界面能。
现在ΔG 是提供单位体积的储存能,把界面能及储存能带入得: r *=2γ/ΔG=(2×0.5)/(2×106)m=5×10-7 m 单位长度位错的能量为Gb 2/2,设位错密度为ρ,
单位体积的位错能量为ρGb 2/2,若储存能E 主要是由位错贡献, 则临界晶核半径与位错密度的关系为: r *
=4γ/ρGb 2
如果形成一个半径为2 nm 的核心,要求的位错密度ρ为: ρ=4γ/r *Gb 2 = 4×1017 m -2
大加工量的金属材料的位错密度约为1016 m -2,这样大小的临界半径核心基本上是不可能形成的。
上面讨论的经典形核的临界核心半径为5×10-7 m ,即500 nm 。
显然是不可能用经典形核方式形核的。
7. 有两根左螺旋位错线,各自的能量都为E 1,当它们无限靠拢时,总能量为多少?
解:由于位错的应变能与b 2成正比,同号螺型位错的能量又相同,因此其伯氏矢量b 必然相同。
若它们无限靠拢时,合并为伯氏矢量为2b 的新位错,其总能量应为4E 1。
但是,实际上此位错反应是无法进行的,因为合并后能量是增加的,何况同性相斥,两同号位错间的排斥力将不允许它们无限靠拢。
8. 镍的平衡熔点为1728K ,固相的V s =6.6cm 3/mol ,液/固相界面能γ=2.25×10-5 J/cm 2,如球形粒子半径是1cm ,1um ,0.01um 时,熔点各降低多少?设ΔH=18066J/mol
解 熔点与曲径半径的关系为
m
m
S m H T kV T T ∆-
=γ2
现讨论的是球体,曲率半径就是球体半径r 。
把各不同半径数据代入得:
K
T K T K T cm r m r cm r 5.169918066
1728
10
25.26.6102172871.172718066
172810
25.26.61021728172818066
1728
10
25.26.61217285
6
154
15
1≈⨯⨯⨯⨯⨯-
=≈⨯⨯⨯⨯⨯-=≈⨯⨯⨯⨯⨯-=---μ。