材料工程导论

1、金属材料、无机非金属材料、有机材料和复合材料的基本性能？

（1）a. 金属键，常规法生产的为晶体结构；b. 常温下固体熔点较高；c. 金属光泽；d. 纯金属范性大、展性、延性大；e. 强度较高；f. 导热、导电性好；g. 空气中易氧化，如钢、铁等生成氧化膜，合金可改性抗氧化性；h.高温强度差。

（2）a. 离子键、共价键及其混合键；b. 硬而脆；c. 熔点高、耐高温抗氧化；d. 导热、导电性差；e. 耐化学腐蚀性好；f. 耐磨；g. 成型方式为粉末制坏、烧制成型但是成型加工困难。

（3）a. 共价键，部分范氏键；b. 分子量大，无明显熔点，有玻璃化转变温度Tg 和粘流温度Tf；c. 力学状态有三态：玻璃态、高弹态、粘流态；d. 比重小；e. 绝缘性好；f. 优越的化学稳定性；g. 成型方法多但是耐热性差，易老化。

（4）a. 抗疲劳性能良好；b. 结构件减震性好；c. 比强度和比量高；d. 耐烧能性和耐高温性能好；e. 具有良好的减摩、耐摩和耐润滑性能。

2、现代材料观的四面体和六面体是什么？

将使用效能、性能、成分、合成/制备连接在一起组成一个四面体。

将成分、结构、合成与加工、性能及使用性能连接在一起组成一个六面体。

3、材料科学与工程研究内容的科学性和技术性？

科学性：

a. 从化学角度出发，研究材料的化学组成、键性、结构与性能的关系.

b. 从物理角度，阐述材料的组成原子、分子及其运动状态与各物性之间的关系.

c. 材料的制备工艺.

技术性：

d. 材料的性能表征。

e. 材料的应用。

4、何谓材料的工艺性能和使用性能？

（1）工艺性能是指制造工艺过程中材料适应加工的性能。

（2）使用性能是指材料制成零件或产品后，在使用过程中能适应或抵抗外界对它的力、化学、电磁、温度等作用而必须具有的能力。

5、符号HBS或HBW之前的符号后面的数字按顺序分别什么？如120HBS10/1000/30表示什么？

符号HBS或HBW之前的数字表示硬度值，符号后面的数字按顺序分别表示球体直径、载荷及载荷保持时间。如:120HBS10/1000/30表示直径为10mm的钢球在1000kgf（9.807kN）载荷作用下保持30s测得的布氏硬度值为120。

6、何谓疲劳和疲劳极限？

（1）零件在循环应力的作用，即使工作时承受的应力低于材料的屈服点或规定残余伸长应力，在经受一定的应力循环后也会发生突然断裂，这种现象称为疲劳。

（2）当应力低于某值时，应力循环到无数次也不会发生疲劳断裂，此应力值称为材料的疲劳极限。即表示材料在无数次交变载荷作用而不破坏的最大应力。

7、疲劳失效的特点？

(1) 疲劳断裂表现为低应力下的破坏断裂。疲劳失效在远低于材料的静载极限强度甚至远低于材料屈服强度下发生。

(2) 疲劳破坏宏观上无塑性变形。与静载荷作用下材料的破坏相比，具有更大的危险性。

(3) 疲劳是与时间有关的一种失效方式，具有多阶段性。疲劳失效过程是累积损伤的过程。由交变应力(应变)作用引起的损伤是随着载荷次数逐次增加的。

(4) 与单向静载断裂相比，疲劳失效对材料的微观组织和缺陷更加敏感。这是因为疲劳有极大的选择性，几乎总是在构件材料表面的缺陷处发生。

(5)疲劳失效受载荷历程的影响。过载损伤会导致疲劳强度的下降。

8、断裂韧度KlC？

反应材料有裂纹存在时，抵抗脆性断裂的能力。即Kl的临界值称为断裂韧度KlC。是材料固有力学性能指标，是强度和韧度的总和体现。

9、蠕变和蠕变变形？

蠕变：材料在较高的温度和恒定荷载的长时间作用下产生缓慢塑性变形的现象。

蠕变变形：有蠕变产生的塑性变形。

蠕变断裂：由蠕变变形导致的材料的断裂。

10、蠕变机理？

（1）位错运动: 在蠕变的整个阶段都有位错滑移产生，它是蠕变过程中的重要机制。（2）扩散性蠕变: 当温度很高，应力很低时，蠕变速率与应力成正比，这种蠕变与位错关系不大，蠕变主要是由应力作用下物质的定向流动造成（空位、原子的定向扩散），称为扩散蠕变。包括晶内扩散（或Nabarro-Herring蠕变，较高温度）和沿晶扩散（或Coble蠕变，较低温度）。晶粒减小，晶界滑动对蠕变的作用越大。

（3）晶界滑移:高温和应力的作用下，晶粒发生转动（晶界滑动和迁移）。

11、蠕变断裂机理？

（1）裂纹萌生（2）裂纹扩展（3）断裂

12、抗磁性与顺磁性？

（1）材料被磁化后，磁化矢量与外加磁场方向相反，称为抗磁性。

（2）材料被磁化后，磁化矢量与外加磁场方向相同，称为顺磁性。

13、基本磁化曲线和起始磁化曲线？

（1）在画磁滞回线时，如果对磁感应强度（或磁场强度）最大值取不同的数值，就得到一系列的磁滞回线，连接这些回线顶点的曲线叫基本磁化曲线,又称正常磁化曲线。

（2）起始磁化曲线：磁性材料由磁中性状态(B＝0,H＝0)在H 缓慢单调增大的情况下测得的磁化曲线B(H)或M(H)。

14、何谓趋肤效应？

交变电流通过导体时，由于感应作用引起导体截面上电流分布不均匀，愈近导体表面电流密度越大。这种现象称“趋肤效应”。趋肤效应使导体的有效电阻增加。频率越高，趋肤效应越显著。

15、材料的耐热性？

耐热性：指在受负荷下，材料失去其物理机械性能而发生永久变形的温度。材料的使用上限温度。

16、介电性、极化？介质极化包括哪3个部分？

（1）介电性：在外加电场作用下，材料表面感生出电荷的性能。

（2）极化是指在外加电场作用下，介质内部质点（原子、离子、分子）或不同区域的正负电荷重心发生分离形成内部电偶极钜（偶极子）的过程。

（3）介质极化一般包括三个部分:电子极化、离子极化、偶极子极化.

17、何谓材料的结构？材料结构包括的内容？

材料结构是指组成材料的原子（或离子、分子）相互结合的方式或构成的形式（这些形式称为结构要素）以及结构要素按一定次序的组合、排列及相互间的各种关系。

（1）组成材料原子（或离子、分子）的构造。

（2）组成材料原子（或离子、分子）间的结合。