材料科學(xué)與工程復(fù)習(xí)思考題答案(已修改)
2024-11-19 07:58 本頁面
【正文】 第一章 緒論 材料科學(xué)與材料工程研究的對象有何異同？ 答： 材料科學(xué)：表征和發(fā)現(xiàn)材料的基本屬性（結(jié)構(gòu)、性能） 材料工程：研究材料的制備與加工技術(shù) ， 進(jìn)行材料剪裁和設(shè)計 為什么材料是人類賴以生存和發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)？ 為什么材料是科學(xué)技術(shù)進(jìn)步的先導(dǎo)？ 答： 先進(jìn)材料是社會現(xiàn)代化的先導(dǎo) ，科技發(fā)展 — 社會進(jìn)步 — 材料是基礎(chǔ)、是先導(dǎo) 材料的制備技術(shù)或方法主要有哪些？ 答： 從氣態(tài)制備材料：物理氣相沉積（ PVD） 化學(xué)氣相沉積（ CVD） 從液態(tài)制備材料：鑄造、注漿、注塑、熔融紡 絲、凝膠注模、溶膠 — 凝膠、溶液沉淀、聚合、?? 從固態(tài)制備材料：固相合成、粉末冶金、陶瓷燒結(jié) 材料的加工技術(shù)主要包括哪些內(nèi)容？ 答： 金屬：煅造、退火、回火、淬火等熱處理 、 車、刨、鏜、磨等加工，焊接 陶瓷：切割研磨、拋光、腐蝕、金屬化等 玻璃：鋼化、刻蝕、拋光、吹拉加工等 聚合物：熱塑焊接、熱塑加工等 1鋼鐵材料是如何分類的？其主要發(fā)展趨勢？ 答： 分類：鐵、鐵合金、非合金鋼、低合金鋼、合金鋼、高合金鋼，還可按用途、冶煉方法、材型、碳含量分類。 發(fā)展趨勢：高潔凈度，超細(xì)晶，高均勻性，微合金化 1有色 金屬材料分為哪些類別？ 各有何特點？ 答： 黑色金屬 ； 重有色金屬 ； 輕有色金屬 ； 貴金屬 ； 稀有金屬 ； 放射性金屬 ； 半金屬 1化工材料主要有哪些？ 答： 天然高分子 ； 半合成高分子 ； 合成高分子 ； 塑料 ； 橡膠纖維 ； 涂料 ； 膠粘劑 ；功能高分子 1建筑材料有何特點？ 答： 主要建材產(chǎn)品產(chǎn)量均為世界第一，是建材生產(chǎn)大國，但不是強(qiáng)國。建材屬于“三高一低”產(chǎn)品：高資耗、高能耗、高污染、低附加值。 1電子信息材料主要有哪些？其發(fā)展特點？ 答： 微電子材料、光電子材料、電子陶瓷、電池材料等，如各種半導(dǎo)體、芯片材料、基片材料、光刻材料、 連線或引線、封裝材料等。 發(fā)展特點與趨勢： 年年有更新， 3~5年換代， 5~8年性能提高一個數(shù)量級。產(chǎn)業(yè)與國外差距 5~10年，主要是原料基礎(chǔ)差，裝備水平較低，產(chǎn)業(yè)規(guī)模小，產(chǎn)品質(zhì)量可靠性差。在新型電子材料開發(fā)方面加強(qiáng)研發(fā)，建立高品質(zhì)電子信息材料的產(chǎn)業(yè)化基地，通過引進(jìn)消化吸收再創(chuàng)新培育一批龍頭骨干企業(yè)。 1航空航天材料的性能特點如何？ 答： 具有高性能、高可靠性、高比強(qiáng)度、高比剛度、高比容重等， 需耐受超高溫、超低溫、高真空、高輻射、高應(yīng)力等極端苛刻環(huán)境。 1先進(jìn)陶瓷材料如何分類？各有何特點？ 答： 結(jié) 構(gòu) 陶瓷：利用陶瓷材料耐高溫、耐磨、耐腐蝕等特性。如氧化鋁、氧化鋯碳化硅、氮化硅等。 功能陶瓷：利用陶瓷材料特殊的電、熱、光、敏感、生物等功能特性，如高溫超導(dǎo)陶瓷、高導(dǎo)熱陶瓷、絕熱陶瓷、壓電陶瓷、光電陶瓷、光導(dǎo)纖維、電子陶瓷、生物陶瓷等。 1什么是復(fù)合材料？ 如何設(shè)計和制備復(fù)合材料？ 答： 將兩種或兩種以上不同特性的材料通過特定的制備工藝進(jìn)行復(fù)合而取得性能互補(bǔ)的新型材料?？煞譃闃渲?、陶瓷基、金屬基復(fù)合材料。 1新能源材料有哪些？ 各有何特點？ 答： Ni/MH； 鋰離子 ； 燃料電池材料 ； 太陽能電池材料 ； 核能材料 超導(dǎo)材料的三個臨界參數(shù)是什么？ 如何區(qū)分低溫超導(dǎo)與高溫超導(dǎo)？ 答： 臨界溫度 Tc； 臨界磁場 Hc； 臨界電流 Ic 2納米材料與納米技術(shù)的異同？它們對科技發(fā)展的作用？ 答： 納米材料：主要指結(jié)構(gòu)尺寸在 1~100nm范圍內(nèi)的材料，包括單晶、非晶、準(zhǔn)晶，也可以是零維、一維、二維、三維。 納米技術(shù)： 能操作細(xì)小到 ～ 100nm物件的一類新發(fā)展的高技術(shù)。 2生物醫(yī)用材料有哪些？應(yīng)具備什么特性？ 答： 醫(yī)用金屬和合金、醫(yī)用高分子、生物陶瓷、生物衍生（加工）材料、生物醫(yī)用復(fù)合材料，也可分為生物惰性材料、生物 活性材料、可降解生物材料。 特性： 生物相容性、抗血栓、耐蝕性、滅菌性、耐久性等。 2什么是生態(tài)環(huán)境材料？如何對其生命周期進(jìn)行評價？ 答 : 同時具有良好使用性能和環(huán)境協(xié)調(diào)性的材料。 通過確定和量化與評估對象相關(guān)的能源消耗、物質(zhì)消耗和廢棄物排放，來評估某一產(chǎn)品、過程或事件的環(huán)境負(fù)荷；定量評價由于這些能源物質(zhì)消耗和廢棄物排放所造成的環(huán)境影響。 第二章 材料的液態(tài)成形技術(shù) 鑄造具有哪些優(yōu)缺點？適用范圍如何？發(fā)展方向？ 答：優(yōu)點： 適應(yīng)性強(qiáng)，工藝靈活性大 ， 鑄件大小不受限制 ， 鑄件精度較高 ， 成本低廉。 缺點： 零件 質(zhì)量不穩(wěn)定，生產(chǎn)過程勞動強(qiáng)度大、條件差、生產(chǎn)率低。 適用范圍： 各類機(jī)械工業(yè)中鑄件 發(fā)展方向： (1) 提高尺寸精度和表面質(zhì)量； (2) 先進(jìn)的造型技術(shù)及自動化生產(chǎn)線 (3) 高效、節(jié)能，減少污染； (4) 降低成本，改善勞動條件。 金屬的鑄造性能主要包括哪些？ 答： 主要包括金屬的充型能力、收縮特性、吸氣性以及成分偏析傾向性等性能。 鑄件的凝固方式有哪些？其主要的影響因素？ 答： 依據(jù)凝固區(qū)的寬窄分為逐層凝固、糊狀凝固、中間凝固。 影響凝固方式的主要因素 ： 合金的凝固溫度范圍 ； 鑄件凝固期間固液相界面前沿的溫度梯度 什么金屬傾向于逐層凝固？ 如何改變鑄件的凝固形式？ 答： 逐層凝固有利于充型，可防止縮孔和縮松。 什么是縮松和縮孔？其形成的基本條件和原因是什么？ 答： 液態(tài)金屬在凝固過程中，由于液態(tài)收縮和凝固收縮，往往在鑄件最后凝固的 部位出現(xiàn)大而集中的孔洞，稱為縮孔；細(xì)小而分散的孔洞則稱為縮松。 縮孔 形成的基本條件是金屬在恒溫或很窄的溫度范圍內(nèi)結(jié)晶，鑄件由表及里逐層凝固。產(chǎn)生的基本原因是金屬的液態(tài)收縮和凝固收縮值大于固態(tài)收縮值，且得不到補(bǔ)償。縮孔產(chǎn)生的部位在鑄件最后凝固區(qū)域。 縮松 形成的基本原因是金屬的
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