材料制备与表征复习范围2

1材料的性能与材料的成分密切相关，而与其结构无关。这句话对吗？

答：不对。高分子材料的结构决定其性能，对结构的控制和改性，可获得不同特性的高分子材料。高分子材料独特的结构和易改性、易加工特点，使其具有其他材料不可比拟、不可取代的优异性能，从而广泛用于科学技术、国防建设和国民经济各个领域，并已成为现代社会生活中衣食住行用各个方面不可缺少的材料。

2什么是能带理论？绝缘体、半导体、和导体的能带结构如何？

答：在形成分子时，原子轨道构成具有分立能级的分子轨道。晶体是由大量的原子有序堆积而成的。由原子轨道所构成的分子轨道的数量非常之大，以至于可以将所形成的分子轨道的能级看成是准连续的，即形成了能带。在0K时电子在能带中所占据的最高充填能级称为费米能级。固体的能带可以用能态密度表示，它表示了在单位能量间隔内电子状态的数目。能态密度为零的区间称为禁带，最高完全占据的能带称为价带，最低未完全占据的能带称为导带。

金属材料中导带被部分充填，因而具有电子导电性。

半导体和绝缘体的导带都是空的，价带完全充满，两者的区别是禁带的宽度不同。

绝缘体：价带为满带，禁带较宽达3～6eV，满带电子不能或较难激发到相邻的空带半导体：价带为满带，禁带宽度为0.1～1.5eV，一定条件下满带电子可激发到相邻的空带，从而在满带上留下空穴，空带中的电子和满带中的空穴都参与导电。导体：价带部分填入，电子很容易跃迁到高能态形成电流，或价带为满带，但与相邻空带相连或重叠，相当于一个未满的能带。

4. 超导体的主要性能指标有几个？简述其主要应用领域？

答：三个1）临界温度Tc 2）临界磁场强度Hc 3）临界电流密度Jc

应用领域：超导输电、超导发电机、电能的超导储存、超导磁悬浮、电磁炮、超导计算机、生物超导、医学检测等。

5 超导材料零电阻效应迈斯纳效应

答：具有在一定的低温条件下呈现出电阻等于零以及排斥磁力线的性质的材料。现已发现有28种元素和几千种合金和化合物可以成为超导体。

在较高的温度时是导体或半导体，甚至是绝缘体，可是当温度降到某一特定值Tc时，它的直流电阻突然下降为零，这一现象称为零电阻效应。

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。

6 介电常数的概念

答：介电常数又叫介质常数，介电系数或电容率，它是表示绝缘能力特性的一个系数，以字母ε表示，单位为法/米(F/m)。

定义为电位移D和电场强度E之比，ε=D/Ε。电位移D的单位是库/二次方米(C／m^2)。

7 材料按组成结构分为哪几种材料；按性能分为哪两种材料？

答：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。

按化学状态分类金属材料无机物非金属材料陶瓷材料有机材料高分子材料

按物理性质分类高强度材料耐高温材料超硬材料导电材料绝缘材料磁性材料透光材料半导体材料

按状态分类单晶材料多晶质材料非晶态材料准晶态材料

按物理效应分类压电材料热电材料铁电材料光电材料电光材料声光材料磁光材

料激光材料

按用途分类建筑材料结构材料研磨材料耐火材料耐酸材料电工材料电子材料光学材料感光材料包装材料

按组成分类单组分材料复合材料

8 举出催化剂制备的四种方法

答：沉淀法、浸渍法、混合法、离子交换法。

9．固体催化剂的主要组成

答：固体催化剂一般由活性组分、助催化剂和载体组成。

活性组分----- 起催化作用，多用金属或金属氧化物

助催化剂-----助催化剂在催化剂中的含量很少，它们对于反应没有活性或者活性很小，但是加入到催化剂中去后却能提高催化剂的活性、选择性和稳定性。

载体-------是承载活性组分和助催化剂、增大表面积的多孔性物质。

10．金属可以作为加氢、脱氢反应和重整反应的催化剂，也可以作为氧化反应的催化剂，试举出具体例子说明，金属作为氧化反应催化剂的催化机理（找安徽理工大学）。

11．指出在金属催化剂上三种重要的反应类型。用于加氢催化剂的单组分金属在周期表中相对集中，请写出不少于10 种用于加氢的金属元素，并指出它们在周期表种的位置。（找安徽理工大学）。

12 写出两种位错的名称及特点。

答：位错有两种基本类型：边位错和螺旋位错。

边位错线上的每个格子点（分子、原子或离子），面对一个间隙，取代了邻近的格子点。杂质原子就易于在此间隙处富集。对比理想晶格与边位错晶格的平移圈（剪头的方块线），清楚地看出后者比前者少一个平移单位。

螺旋位错有一螺旋轴，它与位错线相平行。

13简单描述铁电体的极化反转过程

14金属催化剂的电子因素及几何因素，晶格缺陷理论，负载型金属催化剂、合金催化剂。

15、催化剂的制备

沉淀法，浸渍法，离子交换法，催化剂焙烧，还原，固体催化剂失活与与再生

16 金属氧化物的催化作用

半导体性质和半导体催化，过渡金属氧化物多价态特性及氧化反应中的Redox过程，氧的活化，

17 负载型金属催化剂的溢流(spillover)现象

答：所谓溢流（Spillover）现象，是指固体催化剂表面的活性中心（原有的活性中心）经吸附产生出一种离子的或者自由基的活性物种，它们迁移到别的活性中心处（次级活性中心）的现象。

18工业催化剂为适应反应工程的要求制成各种形状，有圆柱形，环形，球形，网状，粉末，及不规则形状（如三叶草，等）对流化催化裂化过程，适合的催化剂形状应当是那种形状A:三叶草形,或蜂窝形;B:;圆柱形,丝网形,C:细粒或微球形（选择题）

19简述分子筛的结构特点，X、Y型分子筛的区别.

答：X型（SiO2/Al2O3（mol）=2.2~3.0；13X NaX,10X CaX）、Y(SiO2/Al2O3>3.0)。也有用硅铝原子比来区分X、Y型分子筛的： Si/Al =1~1.5 X型；Si/Al =1.5~3.0 Y 型。