材料科學與工程導論試題(文件)
【正文】 陶瓷材料的最大弱點。1 顆粒增韌的增韌機理主要包括 相變增韌 、 裂紋轉向增韌 、和 分叉增韌 。 （ √ ）純鋁中含有Fe、Si等元素時會使其性能下降。 （ √ ）陶瓷材料在低溫下熱容小，在高溫下熱容大。（ √ ）復合材料有高的強度和彈性模量、良好的減震性。石墨的存在對鑄鐵有著什么樣的作用？簡述其原因。與小分子相比高分子有什么特點？答：與小分子相比，高分子：分子量不確定，只有一定的范圍，是分子量不等的同系物的混合物；沒有固定熔點，只有一段寬的溫度范圍；分子間力很大，沒有沸點，加熱到2000C~3000C以上，材料破壞（降解或交聯(lián)）。高彈態(tài) 鏈段運動已充分發(fā)展。特點：玻璃化轉變是一個松弛過程。離子晶體在陶瓷材料中占有很重要的地位。以共價鍵結合的晶體稱為共價晶體。最硬的金剛石、SiC、Si3NBN等材料都屬于共價晶體。其作用是：將分散的晶體相粘結起來，填充晶體之間的空隙，提高材料的致密度；降低燒成溫度，加快燒結過程；阻止晶體轉變、抑止晶粒長大。它降低材料的強度，是造成裂紋的根源。剛度是由彈性模量衡量的，而彈性模量又反映其化學鍵的鍵能。陶瓷材料的強度也受晶粒大小的影響。陶瓷內(nèi)部和表面所產(chǎn)生的微裂紋，由于裂紋尖端的應力集中，內(nèi)部裂紋在受到外應力時擴展很快，這是導致陶瓷材料斷裂的根本原因。高溫體積穩(wěn)定性：在高溫下外形體積及線度保持穩(wěn)定的能力。1簡述復合材料的發(fā)展趨勢， 答：由宏觀復合向微觀復合發(fā)展；向多元混雜復合和超混雜復合發(fā)展；由結構復合為主向結構復合與功能復合并重的方向發(fā)展；被動復合向主動復合材料發(fā)展；由常規(guī)設計向仿生設計方向發(fā)展；1簡述纖維增強機理，并說明增強纖維起到強化基體作用需要具備哪些條件。答：顆粒增強復合材料 是指由高強度、高彈性模量的脆性顆粒作增強體與韌性基體或脆性基體經(jīng)一定工藝復合而成的多相材料。1簡述短纖維增韌機理。當短纖維的質量分數(shù)適當時，復合材料的斷裂功顯著提高，從而使斷裂韌性得到提高。二、判斷題：壓電陶瓷材料不管在什么溫度下均有壓電效應。主要有，電子陶瓷，超導陶瓷，磁性陶瓷，敏感陶瓷，生物陶瓷，光學陶瓷等。答：納米材料：通常定義為材料的顯微結構中，包括顆粒直徑、晶粒大小、晶界、厚度等特征尺寸都處于納米尺寸水平的材料。負溫度系數(shù)熱電材料：溫度升高，材料的電導率下降。什么是生物陶瓷材料？它應具有哪些要求？答：生物陶瓷材料：用于人體器官替換、修補以及外科矯形的陶瓷材料。什么是正溫度系數(shù)熱電材料、負溫度系數(shù)熱電材料？答：正溫度系數(shù)熱電材料：溫度升高，材料的電導率增加。超導材料的兩個基本特征：零電阻效應、邁斯納效應。 （ √ ）三、簡答題：什么是功能陶瓷，功能陶瓷的分類主要有哪些？答：功能陶瓷是指具有電、光、磁以及部分化學功能的多晶無機固體材料。材料的壓電效應取決于晶體結構的 不對稱性 ，晶體必須有 極軸 ，才有壓電效應。通常是將長纖維剪斷，再與基體粉體材料混合、熱壓制得。這種復合強化機制類似與合金的析出強化機理，基體乃是承受載荷的主體。條件：增強纖維的強度和彈性模量應比基體材料的高；基體與纖維之間要有一定的粘結力，并具有一定的強度；纖維應有一定的含量、尺寸和分布；纖維與基體之間的線膨脹系數(shù)相匹配；纖維與基體之間有良好的相容性?？乖裕旱挚谷墼蛉廴谝呵治g的能力。主要的種類有：硅酸鹽水泥、鋁酸鹽水泥、硫鋁酸鹽水泥、氟鋁酸鹽水泥、火山灰水泥1衡量耐火材料性能的指標主要有哪些？答：耐火度：材料在高溫下不熔化的性質。塑性、韌性 陶瓷材料的塑性和韌性較低，這是陶瓷最大的弱點。強度 陶瓷材料的強度取決于鍵的結合力，理論強度很高。答：硬度 陶瓷的硬度很高，多為1000Hv～1500Hv陶瓷硬度高的原因是離子晶體中離子堆積密度大、以及共價晶體中電子云的重疊程度高引起的。這些空隙可由玻璃相來填充，還有少部分殘留下來形成氣孔。晶體相是陶瓷材料最主要的組成相，主要是某些固溶體或化合物，其結構、形態(tài)、數(shù)量及分布決定了陶瓷材料的特性和應用。共價鍵晶體具有強度高、硬度高、熔點高、結構穩(wěn)定等特點。但這樣的晶體脆性大，無延展性，熱膨脹系數(shù)小，固態(tài)時絕緣，但熔融態(tài)可導電等特點。高分子的廢棄物造成了環(huán)境問題，可采取什么措施？答：1．開發(fā)可降解的高分子材料 2．回收利用舉例說明陶瓷材料的結合鍵主要有哪兩種，各有什么特點？答：陶瓷材料的組成相的結合鍵為離子鍵（MgO、Al2O3）、共價鍵（金剛石、Si3N4）。粘流態(tài) 由于鏈段的劇烈運動，整個大分子鏈重心發(fā)生相對位移，產(chǎn)生不可逆位移即粘性流動；交聯(lián)聚合物無粘流態(tài)存在什么是玻璃化轉變溫度，有何特點？答：聚合物的玻璃化轉變是指從玻璃態(tài)到高彈態(tài)之間的轉變。玻璃態(tài) 鏈段運動處于“凍結”狀態(tài)，模量高形變小。簡述鎂合金的主要優(yōu)缺點。 （ √ ）三、簡答題：碳鋼按照不同的分發(fā)可以分為哪幾類？答：按碳的質量百分數(shù)分：低碳鋼（C：≤％） 中碳鋼（C：％≤ C ≤ ％） 高碳鋼（C：＞％）按鋼的質量分（主要是雜質硫、磷的含量）：
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