材料科学与工程基础作业讲评-4
第四章第一讲材料科学与工程基础(顾宜
第四章第一讲材料科学与工程基础(顾宜材料的性能materials property性能决定用途。
本章对材料的力学性能、热性能、电学、磁学、光学性能以及耐腐蚀性，复合材料及纳米材料的性能进行阐述。
4-1 固体材料的力学性能Mechanical Properties of Solid Materials结构件：力学性能为主非结构件：力学性能为辅，但必不可少mechanical property of materials stress and strain Elastic deformation Modulus Viscoelasticity permanent deformation Strength Fracture4-1-1 材料的力学状态mechanical states of matrials 1.金属的力学状态A 晶态结构，B 较高的弹性模量和强度，C 受力开始为弹性形变，接着一段塑性形变，然后断裂，总变形能很大， D 具有较高的熔点。
某些金属合金 A 呈非晶态合金， B 具有很高的硬度和强度，C 延伸率很低而并不脆。
D 温度升高到玻璃化转变温度以上，粘度明显降低，发生晶化而失去非晶态结构。
2. 无机非金属的力学状态A 玻璃相熔点低，热稳定性差，强度低。
B 气相(气孔)的存在导致陶瓷的弹性模量和机械强度降低。
C 陶瓷材料也存在玻璃化转变温度Tg。
D 绝大多数无机材料在弹性变形后立即发生脆性断裂，总弹性应变能很小。
陶瓷材料的力学特征高模量高强度高硬度低延伸率3. 聚合物的力学状态(1) 非晶态聚合物的三种力学状态①玻璃态②高弹态③粘流态(2) 结晶聚合物的力学状态A 结晶聚合物常存在一定的非晶部分，也有玻璃化转变。
B 在T g 以上模量下降不大Tm、TfC 在T m 以上模量迅速下降D 聚合物分子量很大，T mT f ,则在T m 与T f 之间将出现高弹态。
E 分子量较低，T m T f , 则熔融之后即转变成粘流态，玻璃化温度(Tg)是非晶态塑料使用的上限温度是橡胶使用的下限温度熔点(Tm)是结晶聚合物使用的上限温度4-1-2 应力和应变stress-strain If a load is static or changes relatively slowly with a time and is applied uniformly over a cross section or surface of a member, the mechanical behavior may be ascertained by a simple stress-strain test. These are mostly commonly conducted for materials at room temperature.4-1-2 应力和应变(stress and strain)应力：单位面积上的内力，其值与外加的力相等。
材料科学与工程基础作业讲评-3
解：FCC，每个晶胞4个原子， 则 ρ= n M / Vc NA 有：4*192.2/ a3*6.021023=22.4 得：a= 0.3847nm 又因为：FCC 所以有：a=4R /√2 R= 0.136nm 答：iridium的半径为0.136nm.
3.15 Below are listed the atomic weight, density, and atomic radius for three hypothetical alloys. For each determine whether its crystal structure is FCC, BCC, or simple cubic and then justify your determination. A simple cubic unit cell is shown in Figure 3.40.
2-11 金为fcc结构，其密度为19.3Mg/m-3(a)算出一个金原 子的质量？(b)每mm3 的金有多少个原子？(c)根据金的密度， 某颗含有1021个原子的金粒，体积是多少？(d)假设金原子是 球形(rAu=0.1441nm),并忽略金原子之间的空隙，则1021个原 子占多少体积？(e)这些金原子体积占总体积的多少百分比？ 2-11：（a）: Au：fcc. a = 4.0788A0 19.3 (g/cm3) =
3-28默画出Fe-Fe3C相图，说明相图中的主要 点、线的意义，填出各相区的主要组织和组成 物。
J包晶点, HJB——包晶线 LB+δH S 共析点，PSK——共析线 AS Fe3C C 共晶点，ECF——共晶线 LC Fe3C
AJ FP+ AE+
3-30钢和铸铁在成分、组织和性能上的主要区 别是什么？ 钢：含碳量少（<2.1%），由渗碳体或铁素体 和珠光体构成，强度、韧性好， 铸铁：含碳量较高（>2.1%），由莱氏体和渗 碳体及珠光体构成，基 体中分布片或球状石墨，具有良好的铸造性、减 摩耐磨性等 。
材料工程基础部分讲解及课后答案PPT课件
uz
0
积分得：
x
c1ea
2
a
2 a2
2 a3 ;
y
c2eb
2
b
2 b2
2 b3 ;
当 0时刻，x a, y b, z c 代入上式得：
z c3
c1
a
2 a3
c2
b
2 b3
又因：a b 0
c3 c
第3页/共39页
x
（a
2 a3
）ea
2 a
2 a2
2 a3
;
y （ a
2 ）ea
解：
，10m油m的
0.09807。Pa求 s 作 用 在 平
第15页/共39页
1-12 试确定下列各流场是否满足不可压缩流体的连续条件：
解：由流体的连续性方程 d divu 0得，当流体不可压缩
时，
d
divu 0 即：ux uy uz 0
x y z
（1）
ux x2 y2 uy 2xy uz 0
解：由题意，流体运动的速度的欧拉描述为
u u u x2; y 2; xz
x
y
z
dx d
ux
x2 ;
dy d
uy
y 2;
dz d
uz
xz
积分得： x
2
2
c1;
3
y c2e 3 ;
2
z c3e
代入已知条件τ=1时刻，质点p的坐标为（1，3，2）
求得：c1 3;
-1
c2 3e 3 ;
c2 2e2;
求 1 时刻的流线方程；
2 0时在a,b, c处流体质点的迹线。
解：（1） 由流线方程
工程材料作业讲评
作业 1. 概述三种硬度计的异同点 原理、特点、适用范围）； （原理、特点、适用范围）； 复习思考题： 2. P13 复习思考题：4；
• 1.概述三种硬度计的异同点。 概述三种硬度计的异同点。 概述三种硬度计的异同点
• 参考答案：三种硬度计的共同点主要是(1).布氏、洛氏、维氏三 三种硬度计的共同点主要是(1).布氏、洛氏、 (1).布氏
(1).钢筋直径由10mm被均匀拉伸后变为9.2mm，由于拉伸过程钢筋均匀变形， (1).钢筋直径由10mm被均匀拉伸后变为9.2mm，由于拉伸过程钢筋均匀变形，故可 钢筋直径由10mm被均匀拉伸后变为9.2mm 用拉伸前后体积与质量的简单关系建立方程。 吨直径为10mm 10mm的钢筋的初始 用拉伸前后体积与质量的简单关系建立方程。设1吨直径为10mm的钢筋的初始 长度为L 拉至9.2mm后长度变为L 将计算单位统一至m Kg后得 9.2mm后长度变为 后得： 长度为L0，拉至9.2mm后长度变为L1。将计算单位统一至m、Kg后得： /4× (7.85× )=1000， [π/4×(0.01)2×L0]×(7.85×103)=1000，L0=1622.8m /4× (7.85× )=1000， [π/4×(0.0092)2×L1]×(7.85×103)=1000， L1=1917.3m 这样， 吨钢筋由直径10mm被均匀拉至直径9.2mm， 这样，1吨钢筋由直径10mm被均匀拉至直径9.2mm，总长可增加 10mm被均匀拉至直径9.2mm =1917.3ΔL=L1-L0=1917.3-1622.8=294.5m 当这种10mm的钢筋被瘦身后，无视直径尺寸要求，按照长度进行销售时， 10mm的钢筋被瘦身后 当这种10mm的钢筋被瘦身后，无视直径尺寸要求，按照长度进行销售时，可多牟 4000/1622.8×294.5=725.9元 利 4000/1622.8×294.5=725.9元 钢筋直径由10mm被均匀拉伸后变为9.2mm 10mm被均匀拉伸后变为9.2mm， (2). 钢筋直径由10mm被均匀拉伸后变为9.2mm， 冷拉率= 1917.3-1622.8）/1622.8×100%=18.15%， 冷拉率=（1917.3-1622.8）/1622.8×100%=18.15%， 大大超过国家规定的盘圆钢筋拉直的规定冷拉率（4%）， ），所以这批瘦身后的钢筋 大大超过国家规定的盘圆钢筋拉直的规定冷拉率（4%），所以这批瘦身后的钢筋 是不合格的。 是不合格的。 (3).由于这批钢筋在瘦身处理中的冷拉率严重超过国家标准 由于这批钢筋在瘦身处理中的冷拉率严重超过国家标准， (3).由于这批钢筋在瘦身处理中的冷拉率严重超过国家标准，虽然瘦身后钢筋未 发生颈缩，但是提早消耗了大量的塑性。 发生颈缩，但是提早消耗了大量的塑性。用这样的钢筋盖成的楼房一旦遇到地 震等强烈外来冲击，混凝土中的钢筋在提供部分的塑性变形后就直接断裂， 震等强烈外来冲击，混凝土中的钢筋在提供部分的塑性变形后就直接断裂，致 使楼房直接坍塌。而质量过关的钢筋由于具有充分的塑性变形能力， 使楼房直接坍塌。而质量过关的钢筋由于具有充分的塑性变形能力，用其盖的 楼房即便最终完全倒塌，钢筋也只是弯曲而不断裂。（主要回答依据是塑性， 楼房即便最终完全倒塌，钢筋也只是弯曲而不断裂。 主要回答依据是塑性， 其他关于瘦身钢筋在使用中弹性、屈服强度会降低等概念都是错误的！！） 其他关于瘦身钢筋在使用中弹性、屈服1吨，黑企业可牟利多少钱？ ：（1 拉细这样的钢筋1 黑企业可牟利多少钱？ • （2）10mm的一级钢筋经过这样的拉细，伸长率是多少？ 10mm的一级钢筋经过这样的拉细，伸长率是多少？ 的一级钢筋经过这样的拉细 根据国家关于钢筋加工的相关规定， 根据国家关于钢筋加工的相关规定，盘圆一级钢筋允许 冷拉，以对钢筋进行调直并去掉其表面的锈迹， 冷拉，以对钢筋进行调直并去掉其表面的锈迹，方便使 按照国家标准，盘圆一级钢筋的冷拉率不宜大于4% 4%。 用。按照国家标准，盘圆一级钢筋的冷拉率不宜大于4%。 冷拉率为：钢筋冷拉伸长值与钢筋冷拉前长度的比值。 冷拉率为：钢筋冷拉伸长值与钢筋冷拉前长度的比值。 问根据国家规定，这批钢材还能用吗？ 问根据国家规定，这批钢材还能用吗？ • （3）结合低碳钢拉伸过程中的加工硬化原理，说明这 结合低碳钢拉伸过程中的加工硬化原理， 样的钢材用来盖大楼会有什么危害？ 样的钢材用来盖大楼会有什么危害？
《材料科学与工程基础》习题和思考题及答案
《材料科学与工程基础》习题和思考题及答案《材料科学与工程基础》习题和思考题及答案第二章2-1.按照能级写出N、O、Si、Fe、Cu、Br原子的电子排布（用方框图表示）。
2-2.的镁原子有13个中子，11.17%的镁原子有14个中子，试计算镁原子的原子量。
2-3.试计算N壳层内的最大电子数。
若K、L、M、N壳层中所有能级都被电子填满时，该原子的原子序数是多少？2-4.计算O壳层内的最大电子数。
并定出K、L、M、N、O 壳层中所有能级都被电子填满时该原子的原子序数。
2-5.将离子键、共价键和金属键按有方向性和无方向性分类，简单说明理由。
2-6.按照杂化轨道理论，说明下列的键合形式：（1）CO2的分子键合（2）甲烷CH4的分子键合（3）乙烯C2H4的分子键合（4）水H2O的分子键合（5）苯环的分子键合（6）羰基中C、O间的原子键合2-7.影响离子化合物和共价化合物配位数的因素有那些？2-8.试解释表2-3-1中，原子键型与物性的关系？2-9.0℃时，水和冰的密度分别是1.0005g/cm3和0.95g/cm3，如何解释这一现象？2-10.当CN=6时，K+离子的半径为0.133nm(a)当CN=4时，半径是多少？(b)CN=8时，半径是多少？2-11.(a)利用附录的资料算出一个金原子的质量？(b)每mm3的金有多少个原子？(c)根据金的密度，某颗含有1021个原子的金粒，体积是多少？(d)假设金原子是球形(rAu=0.1441nm),并忽略金原子之间的空隙，则1021个原子占多少体积？(e)这些金原子体积占总体积的多少百分比？2-12.一个CaO的立方体晶胞含有4个Ca2+离子和4个O2-离子，每边的边长是0.478nm，则CaO的密度是多少？2-13.硬球模式广泛的适用于金属原子和离子，但是为何不适用于分子？2-14.计算（a）面心立方金属的原子致密度；（b）面心立方化合物NaCl的离子致密度（离子半径rNa+=0.097，rCl-=0.181）；（C）由计算结果，可以引出什么结论？2-15.铁的单位晶胞为立方体，晶格常数a=0.287nm，请由铁的密度算出每个单位晶胞所含的原子个数。
材料科学和工程基础作业讲评优质课件专业知识讲座
KIC=Y(a)1/2, Y= KIC /[(a)1/2]=(40 Mpa m 1/2 ) /
[(365Mpa)(3.14*0.0025/2m)1/2]=1.75 另外受力： = KIC /[(a)1/2 Y]=(40 Mpa m 1/2 )/
[(3.14*0.004/2m)1/2 1.75]=288.4MPa,
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9.17 Some aircraft component is fabricated from an aluminum alloy that has a plane strain fracture toughness of 35 MPa.m1/2. It has been determined that fracture results at a stress of 250 MPa when the maximum (or critical) internal crack length is 2.0 mm. For this same component and alloy, will fracture occur at a stress level of 325 Mpa when the maximum internal crack length is 1.0 mm? Why or why not?
材料科学与工程基础作业讲评-9
路漫漫其悠远
4-66为什么有些透明材料是带色 的，有些是无色的？
选择性吸收；
材料科学与工程基础作 业讲评-9
路漫漫其悠远
2020/7/17
4-63、当可见光垂直入射并透过20mm厚 的某种透明材料时，透射率为0.85，当 该种透明材料的厚度增加到40mm时，透 射率为多少？已知折射率为1.6。
R=（n1-1）2/（n1+1）2=0.053 T=（1-R）2e- β l；
0.85=（1-0.053）2e- β *0.02； β =2.6
内部折光指数不均匀
路漫漫其悠远
4-70有哪些方法可以改善材料的透明 性。
增加聚合物材料透明性的方法
加速成核或由熔体急剧冷却——减
少球晶大小；
拉伸——球晶转变为取向微丝
路漫漫其悠远
19.4 Distinguish between materials that are opaque, translucent, and transparent in terms of their appearance and light transmittance.
不透明，透过率接近0 半透明 透明，透过率接近1
路漫漫其悠远
19.7 (a) Briefly explain why metals are opaque to electromagnetic radiation having photon energies within the visible region of the spectrum.
材料科学与工程基础习题评讲PPT学习教案
2/3a -b c/2 2/3 -1 1/2 3/2 -1/1 2/1 3/2 -2/2 4/2
(3 2 4)
plane B ( 2 2 1)
第22页/共59页
3.61* Sketch within a cubic unit cell the following planes:
a
第23页/共59页
3.61* Sketch within a cubic unit cell the following planes:
a
b
c
第24页/共59页ຫໍສະໝຸດ dfeg h
第25页/共59页
3.62 Sketch the atomic packing of (a) the (100) plane for the FCC crystal structure, and (b) the (111) plane for the BCC crystal structure (similar
（6）羰基中C、O间的原子键合 C sp2杂化
第10页/共59页
2-10 当CN=6时，K+离子的半径为0.133nm (a) 当CN=4时，对应负离子半径是多少？ (b) 当CN=8时，对应负离子半径是多少？
若(按K+半径不变) 求负离子半径, 则： CN=6 R = r/0.414=0.133/0.414 = 0.321 nm CN=4 R = r/0.225=0.133/0.225 = 0.591 nm CN=8 R = r+/0.732=0.133/0.732 = 0.182 nm
l ＝0 corresponds to an s subshell l ＝1 corresponds to a p subshell l ＝2 corresponds to a d subshell l ＝3 corresponds to an f subshell For the K shell, the four quantum numbers for each of the two
矿大材料科学与工程作业评讲1
<2
-
β＋(β＋α)共
室温相： α+β 室温组织： β先＋(β＋α)共
2019/11/28
T℃ Ⅰ 1L
α2
Ⅱ 1 2β
A 5 20 50 80 90 B T℃
1 L→β L→(β＋α) 2
t→
Ⅰ合金：
⑵.计算相对量
T℃ Ⅰ
Ⅱ
1L
1
室温相： α+β
α2
2β
室温组织： α+βⅡ 90 20
W % 90 5 82.4% W % 1W % 17.6%
A 5 20 50 80 90 B
室温相与组织组成物 相对量相同
2019/11/28
Ⅱ合金：
室温相： α+β
W
%
90 80 90 5
11.8%
T℃ Ⅰ 1L
α2
Ⅱ 1 2β
W % 1W % 88.2% 室温组织： β先＋(β＋α)共
A 5 20 50 80 90 B
W
2019/11/28
WA% 1WF % 55.3%
习题5：（P189）
12. (1)标出X、Y、Z合金位置 X：wPb= 0.75,wSn= 0.15,wZn= 0.10 Y：wPb= 0.50,wSn= 0.30,wZn= 0.20 Z：wPb= 0.10,wSn= 0.10,wZn= 0.80
在固态下能否无限互溶？为什么？
• 不能。虽然Ag和Al结构相同，原子半径相差很小，但 Ag的价电子数为1，Al为3，理论溶解度只有18%，所以 在固态下它们不能无限互溶。
2019/11/28
7. 立方ZnS的密度为4.1Mg/m3，试计算两离子的中心距离。
材料工程基础讲稿4
如前所述，与亚共析钢相似，即使在过共析钢中，当碳合量和冷却 条件与奥氏体晶粒较合适时，也可能产生渗碳体的魏氏组织。此时， 渗碳体往往以针状或扁片状、条状出现在奥氏体晶粒内部。其组织 形态如前面图所示。
一般认为,钢中魏氏组织的存在，虽然对抗拉强度影响不大，但却能 显著降低其塑性，特别是冲击韧性将大为降低，有的甚至能降低50 一75％，因此，希望能通过退火或正火予以消除。后来，一些研究 说明，对上述这一结论应重新加以考虑。研究指出，过去一些关于 针状铁索体(魏氏组织)使钢的机械性能恶化的结论，都是在与热处 理后具有细晶粒组织的钢相比前提下做出的。 实际上，主要是奥氏体晶粒粗大所造成的影响。
魏氏组织
魏氏组织形成与那些因素有关系?通过那些方法可 以消除魏氏组织？为什么低碳钢渗碳后空冷时极 易出现魏氏组织？
钢中魏氏组织的形成，主要决定于其化学成 分(含碳量)、奥氏体的晶粒度和冷却速度(转 变温度)。
消除魏氏组织的常用方法是细化奥氏体 晶粒的正火、退火以及锻造等。 低碳钢渗碳过程中，由于惨碳温度高， 保温时间长，表层含碳且增加，故在渗碳后 空冷时极易出现魏氏组织，以致大大地降低 其机械性能。
/jpkc2007/gccl/class/chap3/sec2.asp
/jpkc2007/gccl/class/chap3/sec2.asp
钢中魏氏组织的形成，主要决定于其化学成分(含碳量)、奥氏体的晶粒度和冷 却速度(转变温度)。 随着上述三个参数的变化，先共析铁素体大体上以下列三种金相状态存在，即 块状铁素体、魏氏组织铁素体及晶界网状铁素体。它们各自的形成温度范围与 成分范围如图下图所示。可以看出，不同碳含量的钢，奥氏体品粒大小不同时， 形成魏氏组织的温度也不一致。碳含量越高，奥氏体晶粒越小，就必须有较大 的冷却速度(即较大的过冷度或较低的转变温度)才能形成魏氏组织。
《材料科学与工程基础》课程大纲
《材料科学与工程基础》课程大纲一、课程概述课程名称（中文）：材料科学与工程基础（英文）：Fundamentals of Materials Science and Engineering课程编号：14241009课程学分：3课程总学时：48课程性质：专业课二、课程内容简介《材料科学与工程基础》是一门以材料为研究对象的科学，其研究内容涉及高分子材料、无机非金属材料、复合材料等各种材料的成分、结构、加工同材料性能及材料应用之间的相互关系，在材料科学与工程专业教学计划中是一门重要的专业基础课。
通过本课程的学习，使学生充分掌握材料科学的基础理论，深入理解材料的组成-结构-工艺-性能之间的关系。
为后继专业课程的学习打下良好的基础。
三、教学目标与要求通过本课程的教学，使学生获得材料科学与工程专业高等工程技术人才所必须掌握的材料科学的基本概念、基本理论和基本原理等知识，培养学生分析解决生产实际问题的能力，进行新材料、新工艺研究开发的初步能力，培养学生的专业素质、科学思维、创新精神要求通过本课程的教学,使学生掌握本课程中的基本概念、基本原理和相关的知识，了解用物理化学等基本原理阐明材料形成过程中的组成、结构、工艺与性能之间关系及相互联系，注重知识的连贯性和增强分析问题和解决问题的能力。
四、教学内容与学时安排第一章绪论（2学时）1. 教学目的与要求：了解本课程的学习内容、性质和作用。
2. 教学重点与难点：《材料科学基础》课程的性质、任务和内容，以及在材料科学与工程技术中的作用。
第二章材料结构基础（18学时）1. 教学目的与要求：掌握描述原子中电子的空间位置和能量的四个量子数、核外电子排布遵循的原则;元素性质、原子结构和该元素在周期表中的位置三者之间的关系；原子间结合键分类及其特点；正确理解并掌握高分子链的近程和远程结构。
掌握结晶的热力学、结构和能量条件；相律的应用、克劳修斯——克拉珀龙方程的应用；均匀形核的临界晶核半径和形核功的推导；润湿角的变化范围及其含义；液—固界面的分类及其热力学判据；晶体的生长方式及其对生长速率的关系；阿弗拉密方程的应用；液—固界面结构和液—固界面前沿液体的温度分布对晶体形态的影响；减小晶粒尺寸的方法；了解亚稳相出现的原因；高分子结晶与低分子结晶的相似性和差异性；2. 教学重点与难点：重点：（1）晶向、晶面的表示及其指数的计算；（2）面心立方、体心立方、密排六方晶体的主要参数和计算方法；（3）立方晶体的间隙；（4）点缺陷的主要类型，扩散激活能和FICK第一定律；（5）四种转变类型及特点。
材料科学与工程基础作业讲评-4
立方晶系：Ca2+占立方体顶角，O2-占立方体面心，Ti4+占立方体体心 配位数：Ca2+为12（12个O2-），Ti4+为6（6个O2-）， O2-为（4个Ca2+, 2个Ti4+）
3-24 简要说明硅酸盐的几种结构单元 的主要特点。 书p131 岛状结构：SiO四面体不共顶，非桥氧比例大，需 形成较多离子键，(4) 环状结构：SiO四面体共二顶成环，非桥氧比例较 大， (2) 链状结构：SiO四面体共二顶成链，非桥氧比例较 大，(2) 层状结构：SiO四面体共三顶成层，非桥氧比例较 小，需形成较少离子键，(1) 架状结构：SiO四面体共四顶（架状），无非桥氧， 不需再成离子键，(0)
高分子链中单键可内旋转，稳定构象数多 （1）PE聚乙烯>PP聚丙烯>PS聚苯乙烯 侧基体积增 大，内旋转位垒增加 （2）POM聚甲醛>PE>聚乙炔 POM中O上键角大，侧 基少,位垒小，聚乙炔链上为共轭双键，难内旋转 （3）PP>PVC聚氯乙烯>PAN聚丙烯晴 侧基极性增 大，相互作用强，内旋困难 （4）POM>聚苯醚 后者主链上有较大环状结构，内 旋困难 （5）PA66>聚对苯二甲酰对苯二胺 同上 主链上有大 量苯环
3-17无机玻璃和网络聚合物有何异同之处？ 从结构及物理状态的变化说明。 相同点： 固体—三维网状结构，无定形 不同点： 结构 （1）玻璃：离子键和共价键的混合键 （2）网络聚合物：共价键，物理相互 作用 物理状态变化 （1）加热软化 熔融 反复 可行（2）加热不熔融，直至分解 结构破 坏
英文
4.10 What is the difference between configuration and conformation in relation to polymer chains? vinyl chloride). 构型-高分子链的组成和结构，主要指高分子链的结构 单元的化学组成、键接方式、空间构型和高分子链的 形态等。Cl取代位置 构象-由C-C单键内旋转形成的空间排列叫大分子链的 构象，构象数越多表示分子链越柔。
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3-14为什么高分子链具有柔性？试比较下列各组内高分子链柔性的大小【取 决于高分子链的内旋转能力，高分子链的构象数越多，则表示该高分子链越 柔顺】并简要说明理由：（1）聚乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯； （2）聚乙烯、聚乙炔、聚甲醛；（3）聚氯乙烯、聚丙烯腈、聚丙烯； （4）聚甲醛、聚苯醚；（5）尼龙66、聚对苯二甲酰对苯二胺。
第七次作业 中文
3-19 一玻璃含80%(wt)的SiO2和20%(wt)的 Na2O，问非桥氧的分数为多少？ 【熔体中与两个硅
离子相连接的氧称为桥氧，而只与一个硅离子链接的氧称为非桥 氧】
基数 100g=80gSiO2+20gNa2O ∴SiO2: 80g/[(28.1+2×16.0)g/mol]=1.33mol Na2O: 20g/[(2×23.0+16.0)g/mol]=Na的mol数=2×0.32=0.64mol 桥氧+非桥氧的mol数【氧的总数量】 =2×1.33+0.32=2.98mol ∴非桥氧的分数=0.64/2.98=0.215
3-22 CaTiO3为标准钙钛矿型结构，简述 其结构特征，分析其中钙离子、钛离子和氧 离子的配位数。
每个晶胞中Cd和S数目相等x个. xM/NA= ρ a3, x=4, So, there are 4 Cd 2+ and S 2- ions in per unit cell.
3.41 A hypothetical AX type of ceramic material is known to have a density of 2.65 g/cm 3 and a unit cell of cubic symmetry with a cell edge length of 0.43 nm. The atomic weights of the A and X elements are 86.6 and 40.3 g/mol, respectively. On the basis of this information, which of the following crystal structures is (are) possible for this material: rock salt, cesium chloride, or zinc blende? Justify your choice(s).
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3.38 Cadmium sulfide (CdS) has a cubic unit cell, and from x-ray diffraction data it is known that the cell edge length is 0.582 nm. If the measured density is 4.82 g/cm 3 , how many Cd 2+ and S 2— ions are there per unit cell?
2-37如果Fe3+/Fe2+比为0.14，则FeO的密度是多少？ （FeO为NaCl结构；（r0+rFe）平均为0.215nm） 2-37 已知: Fe3+离子数/ Fe2+离子数 = 0.14 = 14/100 即: 114个正离子中有14个Fe3+,100个Fe2+, 正电荷总数为: 2×100+3×14 = 242
半径比 CN structures CsI 0.773 8:8 cesium chloride氯化铯【体心立方】 NiO 0.493 6:6 Rock salt 岩盐【主要成分为氯化钠，晶体 都属等轴晶系六八面体晶类的卤化物】 KI 0.627 6:6 Rock salt NiS 0.375 4:4 Zinc blend (sphalerite)混合锌（闪锌矿）
简单的高分子链，以及分子间作用力强的高分子链易于形成晶态结构；一次结 构比较复杂和不规则的高分子链则往往形成非晶态【即无定形】结构
3-11聚合物共聚物形态结构有那些基本类型？其结构 是怎样的？各举一个例子。书p149
无规共聚物： 均相， 无规乙-丙共聚物 接枝共聚物：主链和支链分相， 聚丁二稀接 枝苯乙稀（HIPS中） 嵌段共聚物：不同嵌段分相， SBS
4.28 Compute the density of totally crystalline polyethylene. The orthorhombic正交晶 unit cell for polyethylene is shown in Figure 4.10; also, the equivalent of two ethylene 乙烯 mer units is contained within each unit cell. M=ρV ρ=M/V=2[(12*2+1*4)/NA]/(abc) =0.998(g/cm3)
2-22由X射线衍射数据显示，MgO立方体的单位 晶胞尺寸是0.412nm，其密度3.83Mg/m3，请 问在每单位晶胞中有多少Mg2+离子和O2-离子? MgO: 40.31 3.83g/cm3 = [40.31×x] / [6.02×1023个 /mol ×(0.412×10-7cm)3] x = 4 (4个Mg2+, 4个O2-)
3-17无机玻璃和网络聚合物有何异同之处？ 从结构及物理状态的变化说明。 相同点： 固体—三维网状结构，无定形 不同点： 结构 （1）玻璃：离子键和共价键的混合键 （2）网络聚合物：共价键，物理相互 作用 物理状态变化 （1）加热软化 熔融 反复 可行（2）加热不熔融，直至分解 结构破 坏
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4.10 What is the difference between configuration and conformation in relation to polymer chains? vinyl chloride). 构型-高分子链的组成和结构，主要指高分子链的结构 单元的化学组成、键接方式、空间构型和高分子链的 形态等。Cl取代位置 构象-由C-C单键内旋转形成的空间排列叫大分子链的 构象，构象数越多表示分子链越柔。
保持电荷平衡
O2-负离子数为:242/2 =121 共 121/4 = 30.25 个晶胞 (从FeO(NaCl型)知每晶胞有4个O2-) ∴ ρ= (121×16+114×55.8) / [30.25×6.02×1023(2×0.215×10-7)3 = 5.73 (g/cm3)
3.29 On the basis of ionic charge and ionic radii, predict the crystal structures for the following materials: (a) CsI, (b) NiO, (c) KI, and (d) NiS. Justify your selections.
立方晶系：Ca2+占立方体顶角，O2-占立方体面心，Ti4+占立方体体心 配位数：Ca2+为12（12个O2-），Ti4+为6（6个O2-）， O2-为（4个Ca2+, 2个Ti4+）
3-24 简要说明硅酸盐的几种结构单元 的主要特点。 书p131 岛状结构：SiO四面体不共顶，非桥氧比例大，需 形成较多离子键，(4) 环状结构：SiO四面体共二顶成环，非桥氧比例较 大， (2) 链状结构：SiO四面体共二顶成链，非桥氧比例较 大，(2) 层状结构：SiO四面体共三顶成层，非桥氧比例较 小，需形成较少离子键，(1) 架状结构：SiO四面体共四顶（架状），无非桥氧， 不需再成离子键，(0)
高分子链中单键可内旋转，稳定构象数多 （1）PE聚乙烯>PP聚丙烯>PS聚苯乙烯 侧基体积增 大，内旋转位垒增加 （2）POM聚甲醛>PE>聚乙炔 POM中O上键角大，侧 基少,位垒小，聚乙炔链上为共轭双键，难内旋转 （3）PP>PVC聚氯乙烯>PAN聚丙烯晴 侧基极性增 大，相互作用强，内旋困难 （4）POM>聚苯醚 后者主链上有较大环状结构，内 旋困难 （5）PA66>聚对苯二甲酰对苯二胺 同上 主链上有大 量苯环
1, so, it is a cesium chloride crystal structure ,for only this structure includes only one formula unit in per unit.
3.63 For each of the following crystal structures, represent the indicated plane in the manner of Figures 3.24 and 3.25, showing both anions and cations: (a) (100) plane for the rock salt crystal structure, (b) (110) plane for the cesium chloride crystal structure, (c) (111) plane for the zinc blende crystal structure, and (d) (110) plane for the perovskite crystal【钙钛矿型结构】 structure.
第八次作业 中文
3-1与金属材料和无机非金属材料比较，高分子 材料的组成和结构有什么特征？ ⑴ ⑵ ⑶ ⑷ ⑸ ⑹ 键合方式不同, 三种分别 组成上:大多使用助剂 分子量大,分子量分布 分子链多种形态: 空间立构, 支化和交链, 构象 结构多层次性 结晶形态多样, 取向结构, 无立方晶系 结晶不完全
3.63 (a)
(b)
(c)
(d)
3.42 The unit cell for Mg Fe2O4 (MgO-Fe2O3) has cubic symmetry with a unit cell edge length of 0.836 nm. If the density of this material is 4.52 g/cm3 , compute its atomic packing factor. For this computation, you will need to use ionic radii listed in Table 3.4. xM/NA= ρ a3, x= 8 so, on the basis of Tab.3.4, all the atoms in per unit cell take up space. APF=V原子/V晶胞=0.689