【正文】 最值得欣賞的風(fēng)景，是自己奮斗的足跡。橡膠混煉時(shí)，不易破壞，是炭黑在橡膠中的最小分散單位。保留一定的氣相，陶瓷的比重小，絕熱性好。解：定義：將原料加熱熔融（熔體），快冷卻（過(guò)冷卻）形成，室溫下保持熔體結(jié)構(gòu)的固體物質(zhì)，固體非晶態(tài)(無(wú)定形)物質(zhì)。 灰口鑄鐵的組織可看成是鋼加上片狀石墨?！鶤E’＋G (奧氏體＋石墨)；第二階段 中間石墨化1154～738℃，碳溶解度下降，奧氏體成分沿E’S’變化，過(guò)飽和碳析出石墨，二次石墨GII。解：灰口鑄鐵 ：基體組織和石墨兩部分組成 基體（鐵素體、鐵素體珠光體、珠光體）＋ 石墨影響因素：①石墨對(duì)鑄鐵機(jī)械性能的影響 石墨：松軟而脆弱的固態(tài)物質(zhì)，抗拉強(qiáng)度20MPa，延伸率趨近于零； 石墨存在基體中，尤如一種裂紋或孔洞，分割削弱基體，破壞基體組織連續(xù)性；還會(huì)引起應(yīng)力在該處集中，構(gòu)成裂紋源。碳對(duì)鐵碳合金機(jī)械性能有何影響。 共析滲碳體：w(C) ﹦，鐵碳合金在727℃發(fā)生恒溫共析轉(zhuǎn)變，形成珠光體，珠 光體是共析鐵素體和共析滲碳體的片狀混合物。解：概念：兩種或兩種以上的聚合物，通過(guò)物理或化學(xué)方法共混，形成宏觀上均勻、連續(xù)的高分子材料。③氫鍵和交聯(lián)結(jié)構(gòu)的影響。第三章 材料的組成和結(jié)構(gòu)Compositions and Structures of Materials思考題1． 高分子材料組成和結(jié)構(gòu)的基本特征 解：①平均分子量大和存在分子量分布；②高分子鏈具有多種形態(tài)；③分子鏈間以范氏力為主，部分化學(xué)鍵；分子內(nèi)為共價(jià)鍵；④組成與結(jié)構(gòu)的多層次性2．比較高分子鏈的構(gòu)型和構(gòu)象解：①構(gòu)型為分子中由化學(xué)鍵所固定的幾何排列，這種排列是穩(wěn)定的，要改變構(gòu)型必須通過(guò)化學(xué)鍵的斷裂；②構(gòu)象為C—C單鍵內(nèi)旋轉(zhuǎn)形成的大分子鏈在空間的不同形態(tài)（空間排列），構(gòu)象之間的轉(zhuǎn)換是通過(guò)單鍵的內(nèi)旋轉(zhuǎn)，分子熱運(yùn)動(dòng)足以使之實(shí)現(xiàn)，各種構(gòu)象之間的轉(zhuǎn)換速率極快，構(gòu)象是不穩(wěn)定的。 低表面能物質(zhì)：，石蠟 ， PE ，PTFE ，PA66 2） 溫度：溫度升高，表面能一般減小。② 結(jié)構(gòu)馳豫 剛制備的不穩(wěn)定態(tài)非晶材料，常溫或加熱保溫退火，許多性質(zhì)將隨時(shí)間發(fā)生變化，達(dá)到另一種亞穩(wěn)態(tài)。%碳的碳鋼在927℃今進(jìn)行氣體滲碳，此時(shí)D=*1011m2?s1，若表面含碳量為1%，%所需的時(shí)間。共價(jià)鍵晶體和離子鍵晶體的擴(kuò)散系數(shù)金屬鍵晶體的擴(kuò)散系數(shù)。③直接交換機(jī)制，相鄰原子成對(duì)的互相交換位置。解：①位錯(cuò)的滑移：在外力作用下，位錯(cuò)線在滑移面（即位錯(cuò)線和柏氏矢量構(gòu)成的晶面）上的運(yùn)動(dòng)，結(jié)果導(dǎo)致晶體永久變形。弗侖克爾缺陷：同時(shí)形成等量的空位和間隙原子，空位和間隙原子對(duì)其數(shù)量遠(yuǎn)少于肖脫 基（空位）缺陷。思考題1． 影響形成間隙型固溶體的因素解：A．晶格結(jié)構(gòu) (溶質(zhì)原子半徑小, 溶劑原子晶格間隙大)；B．平衡或保持電中性。226一平面與晶體兩軸的截距為a=，b=，并且與Z軸平行，則此平面的米勒指數(shù)是什么？解：：：1∞=3：2：0∴此平面的米勒指數(shù)為（320）。215鐵的單位晶胞為立方體，晶格常數(shù)為a=,請(qǐng)由鐵的密度算出每個(gè)單位晶胞所含的原子個(gè)數(shù)。）③ 共價(jià)晶體：共價(jià)鍵結(jié)合，具有方向性和飽和性；配位數(shù)和方向受限制，晶體的配位數(shù)為（8N）。① 從分子排列的有序性分類：（向列相）；b. 螺旋狀相（膽甾相）。陶瓷250~600GPa，金屬70~350GPa，~。金屬中過(guò)渡金屬具有較高的熔點(diǎn)，這可能是由于這些金屬的內(nèi)殼層電子沒(méi)有充滿，是結(jié)合鍵中有一定比例的共價(jià)鍵。4． 比較金屬材料、陶瓷材料、高分子材料、復(fù)合材料在結(jié)合鍵上的差別。影響因素：① 共價(jià)鍵數(shù)；② 原子的有效堆積（離子和金屬鍵合）。3．按材料特性，材料分為哪幾類？ 金屬通常分哪兩大類？無(wú)機(jī)非金屬材料分哪四大類？ 高分子材料按使用性質(zhì)哪幾類？解：按材料特性，材料分為：金屬材料、無(wú)機(jī)非金屬材料、和有機(jī)高分子材料三類。 ②無(wú)機(jī)非金屬材料的基本性能：、共價(jià)鍵及其混合鍵；；、耐高溫，抗氧化；；；；： 粉末制坯、燒結(jié)成型。解： 鎂原子的質(zhì)子為12 鎂原子的相對(duì)原子質(zhì)量M=%(12+13)+%(12+14)=3． 在元素周期表中，同一周期或同一主族元素原子結(jié)構(gòu)有什么共同特點(diǎn)？從左到右或從上到下元素結(jié)構(gòu)有什么區(qū)別？性質(zhì)如何遞變？解：①在同一周期中，各元素的原子核外電子層數(shù)相同，且等于其周期序數(shù)。5． 比較鍵能大小，簡(jiǎn)述各種結(jié)合鍵的主要特點(diǎn)，簡(jiǎn)述結(jié)合鍵類型及鍵能大小對(duì)材料的熔點(diǎn)﹑密度﹑導(dǎo)電性﹑導(dǎo)熱性﹑彈性模量和塑性有何影響。高分子中由于是通過(guò)二次鍵結(jié)合，分子之間堆垛不緊密，加上組成的原子質(zhì)量比較小，所以其密度最低。2． 晶面指數(shù)，致密度解：晶面指數(shù)：指面在3個(gè)晶軸上的截距系數(shù)的倒數(shù)比，當(dāng)化為最簡(jiǎn)單的整數(shù)比后，所得到的3個(gè)整數(shù)。（大多數(shù)金屬晶體具有面心立方，體心立方和密排六方結(jié)構(gòu)，金屬晶體的原子排列比較緊密，其中面心立方和密排六方結(jié)構(gòu)的配位數(shù)和致密度最高。解：屬于立方晶系d=ah2+k2+l2，面心立方j(luò)、k、l不全為奇數(shù)或不全為偶數(shù)時(shí)d=a2h2+k2+l2∴（100）面， d=a2h2+k2+l2=a2= （111）面，d=ah2+k2+l2=a3= （112）面，d=a2h2+k2+l2=a26=214計(jì)算（a）面心立方金屬的原子致密度；（b）面心立方化合物NaCl的離子致密度（離子半徑r(Na+)=,r(Cl)=）。（b）原子堆積因子是金屬正離子和自由電子之間的庫(kù)侖力。（1）求其變化時(shí)的體積變化V/O。 C． 晶體結(jié)構(gòu)類型和晶胞大小 當(dāng)組元A和B有相同晶體結(jié)構(gòu)， B原子才有可能連續(xù)不斷地置換A原子，固溶度較大； 晶體結(jié)構(gòu)不同，最多只能形成有限型固溶體 D．電價(jià)（原子價(jià)，電子濃度 ）原子價(jià)（離子價(jià)）相同，固溶度大；價(jià)態(tài)差越大，固溶度降低。3． 簡(jiǎn)述刃型位錯(cuò)、螺型位錯(cuò)與位錯(cuò)線、柏氏矢量和位錯(cuò)滑移方向之間的關(guān)系。思考題一．體積（晶格）擴(kuò)散的微觀機(jī)制類型解：體積擴(kuò)散是金屬原子從一個(gè)平衡位置轉(zhuǎn)移到另一個(gè)平衡位置。5．鐵的自擴(kuò)散系數(shù) α(Fe ) 與 γ( Fe )解：，擴(kuò)散系數(shù)越大；間隙機(jī)制和空位機(jī)制都遵循熱激活規(guī)律，溫度提高，超過(guò)能壘幾率越大，同時(shí)晶體的平衡空位濃度也越高，擴(kuò)散系數(shù)提高。5. α(Fe )屬于體心結(jié)構(gòu)，γ( Fe )屬于面心結(jié)構(gòu)，面心結(jié)構(gòu)點(diǎn)陣比體心結(jié)構(gòu)點(diǎn)陣緊密，鐵在面心立方點(diǎn)陣中的自擴(kuò)散系數(shù)DγFe與在體心立方點(diǎn)陣的Dα(Fe)相比， 在912℃時(shí)，Dα(Fe)≈280DγFe作業(yè)題245．在鋼棒表面上，每20個(gè)鐵的晶胞中有一個(gè)碳原子，在離表面1mm處每30個(gè)鐵的晶胞中有一個(gè)碳原子。解：D=D0?eQRT=105e191273+550=1017m?s1∴550℃1017m?s1。要克服原有原子、分子或離子之間的相互作用。改變潤(rùn)濕性主要取決于gSg ，gLg ， gSL的相對(duì)大小，改變gSg較難，實(shí)際上更多的是考慮改變gLg 和 gSL。主鏈含不能內(nèi)旋轉(zhuǎn)的芳環(huán)、芳雜環(huán)時(shí)，可提高分 子鏈的剛性。6．與低分子晶體比較，聚合物晶體的特點(diǎn)。思考題1． 鐵碳合金中的一次滲碳體、二次滲碳體、三次滲碳體、共晶滲碳體、共析滲碳體的主要區(qū)別是什么?解：一次滲碳體：w(C) ﹥%時(shí)，從液相中直接結(jié)晶出的粗大片狀滲碳體。 ②共晶轉(zhuǎn)變（ECF），%的液相，生成γ (A)相奧氏體和滲碳體的混合物(Ld，萊氏體)③共析轉(zhuǎn)變（PSK） ，%的奧氏體，%的鐵素體和滲碳體的混合物(P， 珠光體)2 分析 w(C) ＝％、 w(C)＝％、 w(C)＝ ％、 w(C)＝％的鐵碳合金從液態(tài)平衡冷卻到室溫的轉(zhuǎn)變過(guò)程，用組織示意圖說(shuō)明各階段的組織變化。②化合態(tài)的滲碳體；亞穩(wěn)態(tài)，在一定條件下分解為鐵和石墨。解：第一階段 高溫石墨化 C39。Fe －Fe3C相圖中凡是有滲碳體存在的相區(qū)，在Fe－G 相圖中均由石墨取代；凡是析出滲碳體的點(diǎn)線在Fe－G