天津工业大学材料表界面作业题汇总解答
材料表界面 习题答案
材料表界面习题答案材料表界面习题答案近年来，随着科技的不断发展，材料表界面的研究成为了材料科学领域的热点之一。
材料表界面是指两个或多个不同材料之间的交界面，它们的性质和结构对材料的性能起着至关重要的作用。
因此，研究材料表界面的性质和行为对于开发新材料、改善材料性能以及解决材料失效问题具有重要意义。
一、材料表界面的定义和分类材料表界面是指材料中两个或多个不同相之间的交界面，它们的性质和结构往往与材料本身的性质有很大的差异。
根据不同的分类标准，材料表界面可以分为物理界面和化学界面。
物理界面是指两个相之间仅有形态和结构上的差异，而化学界面则是指两个相之间发生了化学反应，形成了新的化学物质。
二、材料表界面的性质和行为材料表界面的性质和行为受到多种因素的影响，包括界面能量、界面结构、界面化学反应等。
界面能量是指两个相之间的能量差异，它决定了界面的稳定性和相互作用力的大小。
界面结构则指的是界面上原子或分子的排列方式，它对界面的力学性能和电子结构具有重要影响。
界面化学反应是指两个相之间发生的化学反应，它可以导致界面的变化和材料性能的改变。
三、材料表界面的研究方法为了研究材料表界面的性质和行为，科学家们发展了多种研究方法。
其中，最常用的方法包括电子显微镜、X射线衍射、拉曼光谱等。
电子显微镜可以观察到材料表界面的形貌和结构，X射线衍射可以分析界面的晶体结构，而拉曼光谱则可以研究界面的振动和光学性质。
四、材料表界面的应用材料表界面的性质和行为在材料科学和工程中具有广泛的应用。
例如，在材料加工过程中，控制材料表界面的性质可以改善材料的加工性能和机械性能。
在材料设计中，通过调控材料表界面的结构和化学反应，可以开发出新的材料，如纳米材料和复合材料。
此外，材料表界面的研究还有助于解决材料失效问题，如腐蚀、疲劳和断裂等。
综上所述，材料表界面是材料科学领域的一个重要研究方向。
通过研究材料表界面的性质和行为，可以为开发新材料、改善材料性能以及解决材料失效问题提供理论指导和技术支持。
天津工业大学工程力学复习材料
BD
刚度合格
五、平面弯曲：
当作用在梁上的载荷和支反力均位于纵向对称面内时，梁 的轴线由直线弯成一条位于纵向对称面内的曲线。 三类强度计算： 校核强度 设计截面
M max WZ [ ]
WZ
M max [ ]
计算最大荷载
M max WZ [ ]
危险截面是弯矩绝对值最大的面 危险点是危险面上距中性轴最远点
620.75N.m 1432.5N.m
max AC
T1 Wp
16T1
d
3 1
16 620.75 103
40
3
49.4MPa[ ]
max DB
T2 Wp
16T1
d
3 2
16 1432.5 103
70
3
21.3MPa [ ]
强度合格 （3）刚度校核
1.41 +
_ 3.8
x=3.1m _ 3
(kN· m) M
+ 2.2
例
M=3kN.m,
q=3kN/m,
a=2m
解：求A、B处支反力 FAY=3.5kN;FBY=14.5KN 剪力图：如图，将梁分为三段 AC：q=0,FQC= FAY CB：q<0,FQB=-8.5kN BD：q<0,FQB=6kN 弯矩图： AC：q=0,FQC>0,直线,MC=7KN.M CB：q<0,抛物线,FQ=0,MB=6.04 BD：q<0,开口向下，MB=-6kN.m
所以：一组平行轴，对过质心的轴的惯性矩最小。
弯曲正应力强度条件
σ max
M
y max max Iz
材料设计科学与工程基础知识单选题100道及答案解析
材料设计科学与工程基础知识单选题100道及答案解析1. 材料设计中，决定材料性能的最基本因素是（）A. 化学成分B. 组织结构C. 加工工艺D. 使用环境答案：A解析：化学成分是决定材料性能的最基本因素。
2. 下列属于金属材料的是（）A. 陶瓷B. 塑料C. 铝合金D. 玻璃答案：C解析：铝合金是典型的金属材料。
3. 高分子材料的特点不包括（）A. 密度小B. 强度高C. 耐腐蚀D. 绝缘性好答案：B解析：高分子材料通常强度相对较低。
4. 复合材料的优点是（）A. 性能单一B. 制备简单C. 综合性能好D. 成本低答案：C解析：复合材料能结合多种材料的优点，具有综合性能好的特点。
5. 材料的热性能不包括（）A. 导热性B. 热膨胀性C. 磁性D. 比热容答案：C解析：磁性不属于材料的热性能。
6. 金属材料的强化方法不包括（）A. 固溶强化B. 弥散强化C. 老化强化D. 细晶强化答案：C解析：老化强化不是金属材料常见的强化方法。
7. 陶瓷材料的主要化学键是（）A. 金属键B. 共价键C. 离子键D. 范德华力答案：B解析：陶瓷材料主要以共价键结合。
8. 下列材料中，韧性最好的是（）A. 陶瓷B. 金属C. 高分子D. 复合材料答案：B解析：金属材料通常具有较好的韧性。
9. 材料的疲劳性能是指（）A. 抵抗多次重复加载的能力B. 高温下的性能C. 低温下的性能D. 腐蚀环境下的性能答案：A解析：材料的疲劳性能指抵抗多次重复加载的能力。
10. 用于航空航天领域的材料通常要求（）A. 低密度B. 高强度C. 耐高温D. 以上都是答案：D解析：航空航天领域的材料需要具备低密度、高强度、耐高温等特性。
11. 纳米材料的特点不包括（）A. 表面效应B. 小尺寸效应C. 宏观量子隧道效应D. 大体积效应答案：D解析：纳米材料具有表面效应、小尺寸效应和宏观量子隧道效应，没有大体积效应。
12. 材料的硬度测试方法不包括（）A. 布氏硬度B. 洛氏硬度C. 维氏硬度D. 拉伸硬度答案：D解析：拉伸试验不是用于测试硬度的，常见的硬度测试方法有布氏、洛氏和维氏硬度。
(完整版)作业部分参考答案
22填空题1 •钢材的材料屈服标准值具有97.73 %的保证率，相当于取值为平均屈服强度减去 2_倍标准差。
2 .砼的材料强度标准值具有95 %的保证率，相当于取值为平均材料强度减去1.645倍标准差。
3.一般可变荷载有如下代表值：标准值、准永久值、频遇值和组合值。
4•影响结构抗力不定性的主要因素有结构构件材料性能的不定性、结构构件几何 参数的不定性、结构构件计算模式的不定性。
计算题：4•已知：一种钢管的外径D 的均值为 D 30.2cm ，变异系数 □ 0.03，壁厚t 的均值t1.25cm ，变异系数t 0.05。
求该钢管面积的统计参数。
【解】钢管面积的表达式为2 2A 一[D (D 2t) ] t(D t)4钢管面积的均值为21.25 (30.21.25)113.7 cm钢管面积的方差为A|mt(D-2t )t ) = (30.2-21.25)=87.0cm1.25 0.05 0.063cm钢管面积的变异系数为0.057113.7A |m1.25=3.9cmD -2 因此287.030.2 0.03 0.906cm20.063 3.9240.90642.5cm7.2号试题1.设功能函数Z=R-S,结构抗力R和作用效应S均服从正态分布，平均值(A) =2.56; (B) =3.53; (C) =10.6; (D) =12.4.2.用中心点法求：有一圆形截面钢杆，己知材料的屈服极陕P的均值恥二29HZ标准差◎严2.兀圆杆直経d的均值臨一3”恥皿标范警口A-0, 3crn.当钢杆頑受轻向拉力F—±1B/吋，试确定其可靠指标及失效聲率〜取极限状态方程Z=£ld s R-F4用中心点法m z =^m/m R F当F = 181^时*将吋29口曲，0 >=2. 5N/CDI J・叫= 3.Oc叭标潢番O 3c口代人得1、某地基由多层土组成，各土层的厚度、容重如图所示，试求各土层交界处的竖向自重应力，并绘出自重应力分布图。
材料表面与界面-习题含答案
第一章1、什么是Young 方程？接触角的大小与液体对固体的润湿性好坏有怎样的关系？答:Young 方程:界面化学的基本方程之一。
它是描述固气、固液、液气界面自由能γsv ，γSL ,γLv 与接触角θ之间的关系式,亦称润湿方程，表达式为:γsv -γSL =γLv COSθ.该方程适用于均匀表面和固液间无特殊作用的平衡状态.关系:一般来讲，接触角θ的大小是判定润湿性好坏的依据，若θ=0.cosθ=1，液体完全润湿固体表面,液体在固体表面铺展;若0＜θ＜90°，液体可润湿固体，且θ越小,润湿性越好；90°＜θ＜180°，液体不润湿固体；θ=180°，完全不润湿固体,液体在固体表面凝集成小球。
2、水蒸气骤冷会发生过饱和现象,在夏天的乌云中，用飞机撒干冰微粒,试气温骤降至293K ，水气的过饱和度(P/Ps ）达4，已知在293K 时,水的表面能力为0。
07288N/m,密度为997kg/m 3，试计算：（1）在此时开始形成雨滴的半径.（2）每一雨滴中所含水的分子数。
答:(1）根据Kelvin 公式有'2ln 0R RT M P P ργ=开始形成的雨滴半径为：0ln 2'p pRT MR ργ=将数据代入得：m R 101079.74ln 997293314.8018.007288.02'-⨯=⨯⨯⨯⨯⨯=（2）每一雨滴中所含水的分子数为N=N A n ，n=m/M=ρV/M ，得个661002.6018.03997)1079.7(14.34)(34233103'=⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯===-A A N M R N M V N ρπρ3、在293k 时，把半径为1。
0mm 的水滴分散成半径为1。
0μm 的小水滴，试计算（已知293K 时水的表面Gibbs 自由为0。
07288J .m —2）（1)表面积是原来的多少倍?(2）表面Gibbs 自由能增加了多少？(9分）答：(1）设大水滴的表面积为A 1，小水滴的总表面积为A 2,则小水滴数位N ，大水滴半径为r 1，小水滴半径为r 2。
工程材料作业习题及答案全
1、下列各种工件应该采用何种硬度实验方法来测定其硬度？锉刀、黄铜轴套、供应状态的各种非合金钢材、硬质合金刀片、耐磨工件的表面硬化层、调质态的机床主轴。
2、已知Cu（f.c.c）的原子直径为2.56A，求Cu的晶格常数a，并计算1mm3Cu中的原子数。
3、已知金属Ａ（熔点６００℃）与金属Ｂ（熔点５００℃）在液态无限互溶；在固态３００℃时Ａ溶于Ｂ的最大溶解度为３０％，室温时为１０％，但Ｂ不溶于Ａ；在３００℃时，含４０％Ｂ的液态合金发生共晶反应。
求：①作出Ａ－Ｂ合金相图（请用尺子等工具，标出横纵座标系，相图各区域名称，规范作图）②写出共晶反应式。
③分析２０％Ａ，４５％Ａ，８０％Ａ等合金的结晶过程，用结晶表达式表达。
４．一个二元共晶反应如下：Ｌ（７５％）←→α（１５％Ｂ）＋β（９５％Ｂ）（１）计算含５０％Ｂ的合金完全凝固时①初晶α与共晶（α＋β）的重量百分数。
②α相和β相的重量百分数。
③共晶体中的α相和β相的重量百分数。
（２）若显微组织中，测出初晶β相与（α＋β）共晶各占一半，求该合金的成分。
５．有形状，尺寸相同的两个Ｃｕ－Ｎｉ合金铸件，一个含Ｎｉ９０％，另一个含Ｎｉ５０％，铸件自然冷却，问哪个铸件的偏析严重，为什么？1.何谓铁素体，奥氏体，渗碳体，珠光体和莱氏体，它们的结构，组织形态，性能等各有何特点？2.分析含碳量为0.3%，1.3%，3.0%和5.0%的铁碳合金的结晶过程和室温组织。
3.指出下列名词的主要区别：一次渗碳体，二次渗碳体，三次渗碳体，共晶渗碳体和共析渗碳体。
4.写出铁碳合金的共晶反应式和共析反应式。
5.根据铁碳相图：①分析0.6%C的钢室温下的组织，并计算其相对量。
②分析1.2%C的钢室温下的相组成，并计算其相对量。
③计算铁碳合金中二次渗碳体和三次渗碳体的最大含量。
6．对某退火碳素钢进行金相分析，其组织为珠光体+网状渗碳体，其中珠光体占93%，问此钢的含碳量大约为多少？7．依据铁碳相图说明产生下列现象的原因：①含碳量为1.0%的钢比含碳量为0.4%的钢硬度高。
天津工业大学材料力学作业题解
π 2 2 FN螺栓 24 × p × ( D − d1 ) p × ( D 2 − d12 ) = = ≤ [σ ]螺栓 σ 螺栓 = 2 π 2 × A螺栓 d 6 d 4
得
[σ ]螺栓 × 6 × d 2 115 × 6 × 17.32 p≤ = = 6.8(MPa) D 2 − d12 186 2 − 652
FS2 （c）
α
B
（a）
1.4 拉伸试样上 A，B 两点间的距离 l 称为标距。受拉力作用后，用变形仪量出两点间的距离 为 ∆l = 4.5 × 10 mm 。若 l 的原长为，试求 A 与 B 两点间的平均应变 ε m 。 解：由平均应变的定义知，AB 的平均应变为
−2
εm =
∆l 5 × 10−2 = =5 ×10 −4 l 100 B l
二、应用截面法，取 m-m 截面以右，n-n 截面以下部分为研究对象，受力图如（c） ，由平衡 条件
∑M
得
O
=0 ， FN × 2 − 3 × 1 − M = 0
M = 1 kN ⋅ m
∑ F =0 ， F
y
S
− 3 + FN = 0
得 AB 杆的变形属于弯曲变形。
FS = 1 kN
FN
C n n
FN
Fmax =
[σ ] A 100 × 400 = = 50(kN) 2 cos α cos 2 26.6o
6
2.16 在图示杆系中，BC 和 BD 两杆的材料相同，且抗拉和抗压许用应力相等，同为 [σ ] 。为 使杆系使用的材料最省，试求夹角 θ 的值。 解： B 点的受力如图示，平衡条件为
D
∑F ∑F
解上二式，得
x
材料工程技术基础知识单选题100道及答案解析
材料工程技术基础知识单选题100道及答案解析1. 材料的强度指标通常用（）来表示。
A. 伸长率B. 屈服强度C. 硬度D. 冲击韧性答案：B解析：屈服强度是材料开始产生明显塑性变形时的应力，是衡量材料强度的重要指标。
2. 以下哪种材料属于金属材料（）A. 陶瓷B. 塑料C. 钢铁D. 玻璃答案：C解析：钢铁是典型的金属材料。
3. 材料的硬度越高，则其（）A. 耐磨性越好B. 韧性越好C. 塑性越好D. 强度越高答案：A解析：硬度高通常意味着耐磨性好。
4. 常见的晶体结构有（）A. 体心立方B. 面心立方C. 密排六方D. 以上都是答案：D解析：体心立方、面心立方、密排六方都是常见的晶体结构。
5. 合金元素在钢中的作用不包括（）A. 提高硬度B. 降低韧性C. 改善耐蚀性D. 细化晶粒答案：B解析：合金元素一般会改善钢的性能，不会降低韧性。
6. 以下哪种热处理工艺可以提高材料的硬度（）A. 退火B. 正火C. 淬火D. 回火答案：C解析：淬火能使材料获得高硬度。
7. 金属材料的疲劳极限是指（）A. 材料在无限次交变载荷作用下不发生断裂的最大应力B. 材料在一定次数交变载荷作用下不发生断裂的最大应力C. 材料在一次拉伸试验中能承受的最大应力D. 材料在压缩试验中能承受的最大应力答案：A解析：疲劳极限是材料在无限次交变载荷作用下不发生断裂的最大应力。
8. 陶瓷材料的主要特点是（）A. 高强度B. 高韧性C. 耐高温D. 良好的导电性答案：C解析：陶瓷材料具有耐高温的特性。
9. 复合材料的优点不包括（）A. 比强度高B. 可设计性强C. 成本低D. 抗疲劳性能好答案：C解析：复合材料通常成本较高。
10. 高分子材料的分子量越大，则其（）A. 强度越高B. 韧性越好C. 流动性越好D. 加工性能越好答案：A解析：分子量越大，高分子材料的强度越高。
11. 材料的导热性越好，则其（）A. 保温性能越好B. 散热性能越好C. 耐腐蚀性越好D. 耐磨性越好答案：B解析：导热性好，散热性能就好。
天津工业大学大三土木工程专业工程材料考试试卷及参考答案1
天津工业大学工程材料考试试卷及参考答案1一、单项选择题（5’）1.F.C.C．晶格属于_____。
A、体心立方晶格B、面心立方晶格C、密排六方晶格答案：B2.下列哪项不属于高分子材料的机械性能特点：______。
A、强度高B、弹性模量低C、弹性高D、粘弹性答案：A3.将组织偏离平衡状态的钢加热到适当温度，保温一段时间，后缓慢冷却，这种热处理工艺称为_____。
A、退火B、正火C、淬火D、回火答案：A4.下列哪项不是过冷奥氏体的高温转变产物？_____A、贝氏体B、珠光体C、索氏体D、屈氏体答案：A5.过渡族金属的结合键为金属键和_____的混合键。
A、共价键B、分子键C、离子键答案：A6.汽车齿轮材料最常采用的是_____。
A、高频淬火调质钢B、渗碳钢C、塑料答案：B7.下列哪项不是细化铸态金属晶粒的措施？______A、减小金属的过冷度B、变质处理C、震动D、电磁搅拌答案：A8.下列哪项不属于非晶体：_______。
A、松香B、石蜡C、玻璃D、氯化钠答案：D9.下列哪项不是属于共价晶体:_____。
A、金刚石B、碳化硅C、氯化钠答案：C10.下列哪项属性不属于金属键：_____。
A、导电性B、超导性C、导热性D、方向性答案：D11.下列哪项不属于晶体？_____A、玻璃B、水晶C、氯化钠D、金刚石答案：A12.体心立方晶格的配位数为______。
A、1B、2C、4D、8答案：D二、判断题（5’）1.金属键具有方向性，结合键在受到外力后容易破坏。
答案：错误2.金属键具有良好的导电性和导热性。
答案：正确3.体心立方晶格比面心立方晶格在空间的排列要紧密一些。
答案：错误4.离子晶体都是良好的绝缘体。
答案：正确5.陶瓷材料属于无机金属材料。
答案：错误6.典型的离子晶体都是有色不透明的。
答案：错误填空题（5’）1.齿轮失效的主要形式是_______。
答案：疲劳断裂2.钢在奥氏体化后进行冷却，冷却的方式有两种：等温处理和_______。
天津工业大学051—056纺织材料学试卷B
天津工业大学纺织学院纺织051—056《纺织材料学》试卷（B）一、名词解释：（每小题2分，共20分）1.结晶度2.工艺纤维3.滑脱长度4.差别化纤维5.临界捻度6.半衰期7.应力松弛8.极限氧指数9.织物风格10.克罗值二、填空题：（每空1分，共20分）1.棉纤维的截面由外到内可以分为层、层和2. 溶液纺丝可分为：、。
3. 棉经丝光后，结晶度比丝光前，吸湿量比丝光前，强力比丝光前。
4. 放湿达到回潮率总是大于吸湿达到的回潮率，这种现象称为。
5. 纤维间的切向阻力包括和。
6. 6.纤维长度长，成纱强力成纱条干。
7. 表示纱线细度的指标一般可以用、等。
8. 三原组织，强力最高的组织是。
9. 画出理想状态下纱线波谱图，正常情况纱线波谱图、机械障情况下纱线波谱图、、。
10.第九结构相表示呈直线状态。
三、选择题：（每小题1分，共10分）1.同一品种的棉纤维表现为( )A.平均周长相近B.成熟度相近C.截面积相近2.羊毛纤维长度和细度间的关系，一般是（）。
A.越长越粗B.越长越细C.长度与细度无关3.富强纤维比普通粘胶纤维（）。
A.耐磨B.弹性回复性能好C.湿强度4.羊毛纤维的天然卷曲主要由于（）。
A.双侧结构B.机械挤压形成C.皮芯结构5.低强高伸涤纶与棉混纺时，随着涤纶含量增加其纱线强力A. 逐渐增加B. 逐渐增加C. 先下降至一定值后又逐渐增加6.具有闪光效应的异形截面是( )。
A. 三叶形B. 三角形C.哑铃型形7. 将纺织材料先在约50记温度下烘干烘燥，然后再在标准状态下，由吸湿达到平衡的过程称( )。
A. 吸湿平衡B. 调湿处理C. 预调湿8.绳子上悬挂比其断裂强度小的重物，经一定时间后。
绳子断裂，这种断裂属于（）。
A.应力松弛断裂B.动态疲劳断裂C.蠕变伸长断裂9.纤维层中夹持的静止空气愈多，则纤维的绝热性( )。
A.愈好B.愈差C.两者无关10.相同特数的玻璃纤维纱和丙纶长丝纱比较，玻璃纤维纱线的直径（玻璃纤维纱线密度大于丙纶纤维纱密度）A.大B.小C.二者相等四、简答与计算题：（每题5分，共30分）1. 涤/棉65/35混纺纱,测的平均缕纱（100米）的湿重1.82克，烘干后重量为1.75克，求混纺纱回潮率、线密度、直径。
模具材料及表面处理课后习题部分答案
1、模具及模具材料一般可以分哪几类？答：按照模具的工作条件分三类：冷作模具、热作模具、成形模具模具材料分类：（1）模具钢：冷作模具钢、热作模具钢、塑料模具钢（2）其他模具材料：铸铁、非铁金属及其合金、硬质合金、钢结硬质合金、非金属材料2、评价冷作模具材料塑性变形抗力的指标有哪些？这些指标能否用于评价热作模具材料的塑性变形抗力？为什么？答：评价冷作模具材料塑性变形抗力的指标主要是常温下的屈服点σs或屈服强度σ0.2；不能评价；因为评价热作模具材料塑性变形抗力的指标应为高温屈服点或高温屈服强度，热作模具的加工对象是高温软化状态的材料，所受的工作应力要比冷作模具小得多。
3、反映冷作模具材料断裂抗力的指标有哪些？答：抗拉强度、抗压强度、抗弯强度等；4、磨损类型主要有哪些？答：磨料磨损、粘着磨损、氧化磨损、疲劳磨损；5、模具失效有哪几种形式？模具失效分析的意义是什么？答：失效形式：断裂、过量变形、表面损伤、冷热疲劳；失效分析意义：模具的失效分析是对已经失效的模具进行失效过程的分析，以探索并解释模具的失效原因，其分析结果可以为正确选择模具材料、合理制定模具制造工艺、优化模具结构设计以及模具新材料的研制和新工艺的开发等提供有指导意义的数据，并且可预测模具在特定使用条件下的寿命。
第二章冷作模具材料6、冷作模具钢应具备哪些使用性能和工艺性能？答：（1）使用性能：良好的耐磨性、高强度、足够的韧性、良好的抗疲劳性能、良好的抗咬合能力；（2）工艺性能：可锻性、可加工性、可磨削性、热处理工艺性；热处理工艺性包括：淬透性、回火稳定性、脱碳倾向、过热敏感性、淬火变形与开裂倾向等。
7、比较低淬透性冷作模具钢与低变形冷作模具钢在性能、应用上的区别。
答：低淬透性冷作模具钢：（1）碳素工具钢：性能：锻造工艺性好，易退火软化，热处理后有较高的硬度和耐磨性。
缺点：淬透性低，热硬性、耐磨性差，淬火温度范围窄；应用：适宜制造尺寸较小，形状简单，受载较轻，生产批量不大的冷作模具。
天津工业大学纺织材料学试题
天津工业大学纺织材料学试题2005年一、名词解释：30分1两型毛毛纤维有明显的粗细不匀，同一根毛纤维上具有绒毛和粗毛特征，髓质层呈断续状分布，存在于未改良好的杂交羊和粗毛羊的被毛中。
2中长纤维长度和细度介于棉型化纤和毛型化纤之间的一类化学纤维，长度一般为51－76cm，细度0.2－0.3te某，可采用棉型纺纱设备或专用纺纱设备加工仿毛型产品。
3纤维的结晶度:纤维内部结晶部分所占整个纤维的体积或重量百分比。
4品质长度是纺织纤维的长度指标，用来确定纺纱工艺参数。
不同测试方法得出的品质长度不同，目前主要是指用罗拉式长度分析仪测得的比主体长度长的那一部分纤维的重量加权平均长度。
5吸湿滞后性：又称“吸湿保守性”。
同样的纤维材料在同一温湿度条件下，由放湿达到的平衡回潮率和由吸湿达到的平衡回潮率不同，前者大于后者，这种现象叫做吸湿滞后性。
6蠕变:纺织材料在一定外力作用下，变形随时间变化而增加的现象。
7合成纤维的热塑性将合成纤维或制品加热到玻璃化温度以上，并加一定外力强迫其变形，然后冷却并去除外力，这种变形就可固定下来，以后遇到的温度不超过玻璃化温度，则纤维或制品的形状就不会有大的变化，这种性质称为合成纤维的热塑性。
8绝热率是指热体不包覆试样时在单位时间内的散热量与包覆试样时的散热量的差值与前者的百分比。
（或用公式表示）纺织材料的绝热率越大，保暖性越好。
9差别化纤维是非常规生产得到的具有特殊性能的化学纤维的总称。
如异形纤维、高吸湿纤维、抗起毛起球性纤维以及仿天然纤维、易染色纤维等。
10非制造布一种由纤维网构成的纺织品，这种纤维网可以是梳理网或由纺丝方法直接制成的纤维薄网，纤维杂乱或者有某些定向铺置，纤维网应经过机械或化学方法加固。
二填空(本题共30个空，每空1分，满分共30分。
)1在测定纤维拉伸性质时，应注意的环境条件为温度、湿度。
2纤维之间的切向阻力包括抱合力和摩擦力3在天然纤维中耐光性最差的纤维是蚕丝；合成纤维中耐光性最差的是丙纶。
材料分析技术作业题（含答案）
材料分析技术作业题（含答案）精心整理第一章1、名词解释：（1）物相:在体系内部物理性质和化学性质完全均匀的一部分称为“相”。
在这里，更明白的表述是：成分和结构完全相同的部分才称为同一个相。
（2）K系辐射:处于激发状态的原子有自发回到稳定状态的倾向，此时外层电子将填充内层空位，相应伴随着原子能量的降低。
原子从高能态变成低能态时，多出的能量以X射线形式辐射出来。
当K电子被打出K层时，原子处于K激发状态，此时外层如L、M、N……层的电子将填充K层空位，产生K系辐射。
（3）相干散射:由于散射线与入射线的波长和频率一致，位相固定，在相同方向上各散射波符合相干条件（4）非相干散射:X射线经束缚力不大的电子（如轻原子中的电子）或自由电子散射后，可以得到波长比入射X射线长的X射线，且波长随散射方向不同而改变。
（5）荧光辐射:处于激发态的原子，要通过电子跃迁向较低的能态转化，同时辐射出被照物质的特征X射线，这种由入射X射线激发出的特征X射线称为二次特征X射线即荧光辐射。
（6）吸收限:激发K系光电效应时，入射光子的能量必须等于或大于将K电子从K层移至无穷远时所作的功WK，即将激发限波长λK和激发电压VK联系起来。
从X射线被物质吸收的角度，则称λK为吸收限。
（7）★俄歇效应:原子中K层的一个电子被打出后，它就处于K激发状态，其能量为EK。
如果一个L层电子来填充这个空位，K 电离就变成L电离，其能量由EK变成EL，此时将释放EK-EL的能量。
释放出的能量，可能产生荧光X射线，也可能给予L层的电子，使其脱离原子产生二次电离。
即K层的一个空位被L层的两个空位所代替，这种现象称俄歇效应.2、特征X射线谱与连续谱的发射机制之主要区别？特征X射线谱是高能级电子回跳到低能级时多余能量转换成电磁波。
连续谱：高速运动的粒子能量转换成电磁波。
3、计算0.071nm(MoKα)和0.154nm(CuKα)的X射线的振动频率和能量4、x射线实验室用防护铅屏，若其厚度为1mm，试计算其对Cukα、Mokα辐射的透射因子（I透射/I入射）各为多少？第二章1.名词解释：晶面指数：用于表示一组晶面的方向，量出待定晶体在三个晶轴的截距并用点阵周期a,b,c度量它们，取三个截距的倒数，把它们简化为最简的整数h,k,l，就构成了该晶面的晶面指数。
天津工业大学2020-2021年材料科学基础期中考试答案
班级：姓名：学号：注：试卷满分：100 考试形式：（闭卷）考试时间：120分钟一、填空题（总分15分，每题0.5分）得分[ ](1)晶体是内部质点在三维空间成周期性重复排列的固体。
(2)晶体结构中主要存在两种间隙形式，它们是四面体和八面体。
NaCl属于立方晶系，Cl-离子位于面心立方结构的面心位置，填充全部八面体间隙。
(3)根据等大球体的最密堆积原理，ABAB…型对应的是密排六方（堆积类型），ABCABC…型对应的是面心立方（堆积类型）。
(4)位错有滑移和攀移两种基本的运动形式。
对于螺型位错线，其伯氏矢量平行于位错线，其滑移运动方向垂直于伯氏矢量。
(5)闪锌矿属于是立方晶系，结构中S2-构成面心立方点阵，Zn2+占据四面体空隙的1/2，RZn 2+/RS2-=0.414，配位数为 4 ，每个晶胞中含有 4 个ZnS分子。
(6)硅酸盐晶体中[SiO4]四面体的结合方式有岛状、链状、层状、组群状、架状，镁橄榄石为岛状晶体结构。
(7)玻璃形成的结晶化学因素为：复合阴离子团大小与排列方式、键强和键型。
(8)按照溶质原子进入溶剂点阵的位置区分，固溶体可分为置换式固溶体和间隙式固溶体。
无序固溶体转变为有序固溶体时，合金性能变化的一般规律是强度和硬度增加，塑性降低。
二、选择题（总分15分，每题1分）得分[](1) 下列不属于晶体特征的是（ C ）（A）对称性（B）最小内能性（C）透光性（D）各向异性(2)下列选项中，不属于七大晶系的是（ B ）（A）三斜和单斜（B）斜方和直方（C）四方和立方（D）三方和六方(3) 理想的面心立方的致密度为( A )。
(A) 74% (B) 68% (C) 52% (D) 50%(4)在晶体中形成空位的同时又产生间隙原子，这样的缺陷称为（ D ）。
(A) 肖特基缺陷(B) 混合位错(C) 韧位错(D) 佛伦克尔缺陷(5) MgO与NiO形成（ A ）其中r Mg2+=0.072nm ，r Ni2+=0.070nm（A）连续置换固溶体（B）有限置换固溶体（C）间隙固溶体（D）不能形成固溶体(6) 在硅酸盐晶体结构中，形状四节环的络阴离子是( C )。
材料表界面思考题答案汇总
3. 将1kg 密度为 998.2kg/m3 的水缓慢地等温喷雾成平均半径为10-6 m 的水滴，试求此喷雾操作
所需最小功。设水的表面张力为 72.8 ×10−3 N / m 。 1kg
液滴数n = V总 = 998.2kg/m3 = 2.39×1014 个 V液滴 4 π (10−6 m)3 3
P7 W=n × w1 = nσ A = 2.39 ×1014 × 72.8×10−3 N • m−1 × 4×π × (10−6 )2 = 218.79J
—气、液—气）；界面（固—液、液—液、固—固） （2）表界面是相与相之间的过渡区域，其结构、能量、组成等都呈现出连续性变化，是一个结构复杂，
厚度约为几个分子维度的准三维区域，因此，表界面并不是几何学上的平面。
第二章：液体表面
2. 试述表面张力（表面能）产生的原因。
P6 原因为液体表面层的分子所受的力不均匀而产生的。液体表面层即气液界面中的分子受到指向液体内 部的液体分子的吸引力，也受到指向气相的气体分子的吸引力，由于气相吸引力太小，这样，气液界面的分 子净受到指向液体内部并垂直于表面的引力作用，即为表面张力。这里的分子间作用力为范德华力。
6. 毛细管法测定液体表面张力的原理是什么？为什么要对毛细管法进行修正？请对教科书 P11 例题按(2-23)式进行计算。
P10
（1） 原理：液体在毛细管中易产生毛细现象。由Laplace方程推广到一般情况:Δρgh= 2σ cosθ 1 r
) 其中的Δρ为气液两相密度之差,θ为液体与管壁之间的接触角,θ ∈ ⎡⎣00,1800 r为毛细管的半径.由式 1
(2)
V1
=
4 3
π
⋅ r3
=
4 3
材料工程作业部分参考答案(简答1234,计算1246)
问题1 冬天，经过在白天太阳底下晒过的棉被，晚上盖起来为什么感到很暖和？并且经过拍打以后，为什么效果更加明显？回答：棉被经过晾晒以后，可使棉花的空隙里进入更多的空气。
而空气在狭小的棉絮空间里的热量传递方式主要是导热，由于空气的导热系数较小，具有良好的保温性能。
而经过拍打的棉被可以让更多的空气进入，因而效果更明显。
问题2 冬天，在相同的室外温度条件下，为什么有风比无风时感到更冷些？回答：假定人体表面温度相同时，人体的散热在有风时相当于强制对流换热，而在无风时属自然对流换热（不考虑热辐射或假定辐射换热量相同时）。
而空气的强制对流换热强度要比自然对流强烈。
因而在有风时从人体带走的热量更多，所以感到更冷一些。
讨论：读者应注意的是人对冷暖感觉的衡量指标是散热量的大小而不是温度的高低，即当人体散热量低时感到热，散热量高时感到冷，经验告诉我们，当人的皮肤散热热流为58W/㎡时感到热，为232W/㎡时感到舒服，为696W/㎡时感到凉快，而大于为928W/㎡时感到冷。
问题3 夏季在维持20℃室内工作，穿单衣感到舒适，而冬季保持在22℃的室内工作时，为什么必须穿绒衣才觉得舒服？回答：首先，冬季和夏季的最大区别是室外温度不同。
夏季室外温度比室内温度高，因此通过墙壁的热量传递方向是由室外传向室内。
而冬季室外气温比室内气温低，通过墙壁的热量传递方向是由室内传向室外。
因此冬季和夏季墙壁内表面温度不同，夏季高而冬季低。
因此，尽管冬季室内温度22℃比夏季略高20℃，但人体在冬季通过辐射与墙壁的散热比夏季高很多。
根据上题人体对冷暖的感受主要是散热量的原理，在冬季散热量大，因此要穿厚一些的绒衣。
问题4 有人将一碗热稀饭置于一盆凉水中进行冷却。
为使稀饭凉得更快一些，你认为他应该搅拌碗中的稀饭还是盆中的凉水？为什么？回答：从稀饭到凉水是一个传热过程。
显然，稀饭和水的换热在不搅动时属自然对流。
而稀饭的换热比水要差。
因此要强化传热增加散热量，应该用搅拌的方式强化稀饭侧的传热。
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课后习题解答
第一次作业
1、表面张力产生的原因？
液体表面层的分子所受的力不均匀而产生的。
液体表面层即气液界面中的分子受到指向液体内部的液体分子的吸引力，也受到指向气相的气体分子的吸引力，由于气相吸引力太小，这样，气液界面的分子净受到指向液体内部并垂直于表面的引力作用，即为表面张力。
这里的分子间作用力为范德华力。
2、毛细管插入汞中，管中汞柱表面呈凸形，管中液面比管外液面低。
若在常压下，气温降低了，此时毛细管中汞面是上升、不变、还是下降？为什么？ （提示：表面张力随温度的降低而升高）
毛细管中汞面是下降。
因为气温降低，表面张力将升高，根据Laplace 方程，r p /2σ=∆，对于凸液面，表面张力增大，液面下降。
下降高度pgh
h ∆=σ2。
第二次作业
1、请解释下列现象中的任一个：
（1）过冷水
（2）过热液体
（3）过饱和液体
（1）根据Kelvin 公式，微小晶体的蒸气压要比大晶体的蒸气压大，故小晶
体的蒸气压曲线在上方，它与过冷水曲线的交点即为小晶体的熔点。
小晶体的熔点低于O点对应的温度，所以对液态水来说，温度到达O点对应的温度不会结晶，形成虚线所示的过冷水。
（2）沸腾时，气泡的形成必须经过从无到有，从小到大的过程。
而最初形成的半径极小的气泡内的饱和蒸汽压远小于外压，
液体中的小气泡，其曲率半径是负的，根据Kelvin公式，其半径越小，气泡内的饱和蒸气压越小。
小气泡内部承受的压力=p外+∆p = p外+2γ/r
因此在外压的压迫下，小气泡难以形成，液体不能沸腾，要想沸腾，必须过热，使小气泡的饱和蒸气压等于外压而沸腾。
过热较多沸腾时，容易暴沸。
（3）根据Kevlin公式，微小晶体颗粒的饱和浓度大于普通晶体的饱和浓度，晶体颗粒越小，溶解度越大。
当溶液在恒温下浓缩时，溶质的浓度逐渐增大，达到普通晶体的饱和度时，对微小晶体仍未达到饱和，所以不析出微小晶体，溶液称为过饱和溶液。
在一个饱和溶液中，若有大小不同的粒子存在，对于大粒子已饱和的溶液，对小粒子仍未达到饱和，所以陈放一段时间，小粒子将消失，大粒子略有增大，这就是重量分析中的陈化过程。
第三次作业
1
当1滴液体的体积小于6μL 时，可忽略地球引力对其形状的影响，认为液滴呈标准圆的一部分。
如图所示，在直角三角形 ACO ′中，α+β= 90°，θ= 90°+(β-α) =(β+α)+(β-α)=2β，
r h O A O C =''=
βtan 22sin r h h
+=β，22cos r h r +=β
22222222cos sin 22sin sin r h hr r h r
r h h +=
+∙+===βββθ 2、20℃时水的表面张力为72.8mN/m ，汞的表面张力为484mN/m ，而汞－水的界面张力为375mN/m ，请判断：
（1）水能否在汞的表面上铺展开？
（2）汞能否在水的表面上铺展开？
（1） S LS =σSG - σSL - σLG =484-375-72.8=36.2>0
水能在汞的表面上铺展。
（2） S LS =σSG - σSL - σLG =72.8-375-484=-786.2<0
汞不能在水的表面上铺展。
第四次第五次作业
1、什么是表面活性剂？表面活性剂的分子结构有什么特点？表面活性剂的浓度对溶液的表面张力有怎样的影响？为什么有这样的影响？
（1）表面活性剂是指能使溶剂表面张力降低，且使表面呈现活性状态的物
质。
（2）分子结构是由两种不同性质的基团所组成。
一种为非极性亲油基团，另外一种为极性亲水基团，即表面活性剂既具有亲水性又有疏水性，形成一种所谓的“两亲结构”的分子。
（3）随着表面活性剂浓度的增加，表面张力而下降，当达到临界浓度时，表面张力就不再发生变化。
（4）表面活性剂其亲水端向水，亲油段相空气，其浓度的上升会使分子聚集在表面，这样，空气和水的接触面减小，表面张力急剧下降，与此同时，水中的表面活性剂也聚集在一起，排列成憎水基向里，亲水基向外的胶束。
表面活性剂浓度进一步增加，水溶液表面聚集了足够多的表面活性剂的分子，无间隙地布满在水溶液表面上，形成单分子膜。
此时，空气和水完全处于隔绝状态，表面张力趋于平缓。
2、何谓HLB值？HLB值对表面活性剂的选用有何指导意义？
（1）HLB值是指表面活性剂的亲水性与亲油性的相对大小。
（2）HLB越大表示该表面活性剂的亲水性越强,HLB值越低，则亲油性越强.由此,可根据表面活性剂的HLB值的大小,初步选择我们所需要的活性剂类型。
3、什么是相转移温度？用PIT表示表面活性剂的亲水、亲油性较HLB值有什么优点？
（1）相转型温度是指非离子型表面活性剂在低温下可形成水包油(O/W)型乳状液,随着温度升高，溶解度降低,HLB值下降，使得乳状液从原来的（Ｏ／Ｗ）型转变为油包水型（Ｗ／Ｏ）所对应的温度。
又称为亲水-亲油平衡温度。
（2）与HLB都可以反映出亲水亲油性，PIT但是，PIT可以反映出油的种类、水溶液性质、温度和相体积等的影响。
同时PIT测定简单、精度高。
4、什么是CMC浓度？试讨论影响CMC的因素。
请设计一种实验测定CMC 的方法。
（1）CMC浓度是指随着表面活性剂浓度上升，溶液的表面张力逐渐下降，直至表面张力几乎不变时所发生转折时的浓度。
（2）疏水基的影响、亲水基、温度、添加剂（电解质、有机物）。
（3）测定方法：测定电导率、渗透压、冰点、增溶性、洗净力等物理量发
生显著变化的转折点
5、温度对离子型表面活性剂和非离子型表面活性剂溶解度的影响有什么不同？为什么离子型表面活性剂在K.P点以上溶解度迅速增大，而非离子型表面活性剂溶液在C.P点变成浑浊？
（1）离子型：在足够低的温度下，溶解度随温度升高而慢慢增大，当温度达到一定值后，溶解度会突然增大——Krafft现象非离子型：溶解度随温度升高而下降，当温度升高到一定温度时，溶液会突然变浑浊
（2）离子型：表面活性剂以胶束形式溶解非离子型：温度上升时，氢键被削弱，达到C.P.点时，氢键断裂，表面活性剂从溶液中析出，溶液变得浑浊。