【正文】 、 膽甾相 和 近晶相 三種。三、名詞解釋（每題6分，共12分）14 按聚合物的結(jié)構(gòu)和和導(dǎo)電機(jī)理劃分時(shí)，高分子導(dǎo)電聚合物的分類（）？15 有機(jī)化合物中電子存在的四種形式為（）？16. 電子導(dǎo)電聚合物的主要應(yīng)用領(lǐng)域是什么（）？答案： 14 按聚合物的結(jié)構(gòu)和和導(dǎo)電機(jī)理劃分時(shí)，高分子導(dǎo)電聚合物可分為：載流子為自由電子的電子導(dǎo)電聚合物；載流子為能在聚合物分子之間遷移的正負(fù)離子的離子導(dǎo)電聚合物；以氧化還原反應(yīng)為電子轉(zhuǎn)移機(jī)理的氧化還原型導(dǎo)電聚合物（導(dǎo)電能力是由于在可逆氧化還原反應(yīng)中電子在分子之間的轉(zhuǎn)移產(chǎn)生的）。15有機(jī)化合物中電子存在的四種形式是： a 內(nèi)層電子。該電子僅靠原子核，它受到原子核的吸引較強(qiáng)，一般不參與化學(xué)反應(yīng)，在正常電場作用下沒有遷移能力。 b σ電子。在分子中σ電子是成鍵電子，一般處在兩個(gè)成鍵原子中間。鍵能較高，離域性很小，被稱為定域電子。c π電子。這種電子與攙雜原子（O、N、S、P等）結(jié)合在一起，在化學(xué)反應(yīng)中具有重要意義，當(dāng)孤立存在時(shí)沒有離域性。d π電子是兩個(gè)成鍵原子中P電子相互重疊后產(chǎn)生的。當(dāng)π電子孤立存在時(shí)，這種電子具有有限離域性，電子可以在兩個(gè)原子核周圍運(yùn)行。在電場的作用下π電子可以在局部做定向移動(dòng)。16. 電子導(dǎo)電聚合物的主要應(yīng)用領(lǐng)域是：a 導(dǎo)電材料； b 電極材料； c 電顯示材料。1何謂電介質(zhì)材料？答 ：絕緣材料，他在較弱的電場下具有極化能力并能夠在其中長期存在電場的物質(zhì)。？？？。 一、名詞解釋（102’）（簡要作答）(1) 量子尺寸效應(yīng) (2)復(fù)合材料(3) 邁斯納效應(yīng)(4) 燃料電池 (5) 磁致伸縮效應(yīng) (6) 第二類超導(dǎo)體 (2)載流子 (3)本征半導(dǎo)體 (4)燃料電池 (5) 約瑟夫森效應(yīng) (9)CVD二、單選題（102’） 1. 為了保持超導(dǎo)態(tài)，隨著外磁場的增加，超導(dǎo)體的臨界電流密度Jc必須：(A) 減小 (B) 增加 (C) 先減小后增加 (D) 先增加后減小2. 以下哪種材料不屬于半導(dǎo)體材料：(A) 硅 (B) GaAs (C) 酞菁 (D) 石墨3. 形狀記憶合金不屬于下列材料中的哪一種(A) 合金材料 (B) 復(fù)合材料 (C) 功能材料 (D) 智能材料 4. 鐵由大塊材料尺寸逐漸減小至10nm，會(huì)出現(xiàn)(A) 矯頑力逐漸增大 (B) 矯頑力逐漸減小至零(C) 矯頑力先減小，然后增大 (D) 矯頑力先增大，然后減小為零5. 下列哪種電池被稱為“搖椅電池”：(A) 鎳氫電池 (B) 鉛酸電池 (C) 鋰離子電池 (D) 鈉硫電池6. 納米尺度的物質(zhì)，其熔點(diǎn)顯著減小，這種效應(yīng)被稱為 (A) 表面效應(yīng) (B) 小尺寸效應(yīng) (C) 量子尺寸效應(yīng) (D) 宏觀隧道效應(yīng)，材料處于(A) 超導(dǎo)態(tài) (B) 正常態(tài) (C) 電阻不為零但磁場線完全禁止進(jìn)入材料體內(nèi) (D)電阻為零但磁場線可以部分進(jìn)入材料體內(nèi)：(A)穩(wěn)定化的ZrO2 (B)NaSO4溶液 (C)穩(wěn)定化的Bi2O3 (D)摻雜的LaGaO3三、判斷題（102’）（打“214?！被颉?80?！保?. 磁電阻現(xiàn)象是指在一定磁場下電阻增大的現(xiàn)象。2. 氫氣、氮?dú)?、一氧化碳、甲烷等都可用于SOFC中。3. 鎂基復(fù)合材料是同類金屬基復(fù)合材料中強(qiáng)度和模量最高的一種。4. 基于庫珀電子對的BCS理論可以用來解釋高溫超導(dǎo)現(xiàn)象。5. 超導(dǎo)體的三個(gè)臨界條件：轉(zhuǎn)變溫度，臨界磁場，臨界電流密度，一般來說，越高越好。5. 碳纖維指纖維中含碳量在95%左右的碳纖維和含碳量在99%左右的石墨纖維。6. 氧化鋁生物陶瓷具有良好的生物相容性，能與機(jī)體組織實(shí)現(xiàn)化學(xué)鍵性結(jié)合。7. 大部分形狀記憶材料是通過馬氏體相變呈現(xiàn)形狀記憶效應(yīng)的，將高溫相（奧氏體）向馬氏體的轉(zhuǎn)變稱為逆轉(zhuǎn)變。四、問答題（85’）1. 材料科學(xué)與工程的四要素是什么？2. 簡述SOFC的工作原理？ 3. 簡述形狀記憶合金記憶機(jī)理？，簡述磁致伸縮智能材料的應(yīng)用？，它們分別應(yīng)用于制備哪種基體的復(fù)合材料？：？絕緣體、半導(dǎo)體、和導(dǎo)體的能帶結(jié)構(gòu)如何？。 復(fù)合材料是由兩種或兩種以上化學(xué)性質(zhì)或組織結(jié)構(gòu)不同的材料組合而成。它是一種多相材料，主要包括______________和_____________，其材料主要特點(diǎn)是______________、______________________、_________________和________________等4個(gè)方面。判斷材料是否具有超導(dǎo)性的兩個(gè)基本特征是____________________________________和____________________________________。 1納米材料的基本物理效應(yīng)包括________________、_________________、_______________、___________________；納米微粒奇異的磁性主要表現(xiàn)在________________、________________和______________________3個(gè)方面。1從化學(xué)上分，材料可分為_________________、________________、________________、 ________________及_________________。從用途上分，材料大致可分為_____________和__________________兩大類。1_______、________、________是現(xiàn)代文明社會(huì)的三大支柱，其中_________是工藝技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)，能直接反映社會(huì)的生產(chǎn)水平，在當(dāng)今高科技的發(fā)展中起著基礎(chǔ)和先導(dǎo)作用。1. 簡述什么是材料及其在生產(chǎn)生活中的重要意義?？蔀槿祟惿鐣?huì)接受的、經(jīng)濟(jì)地制造有用物品的自然界物質(zhì)。廣義：“物品”包括食品、衣物和器件，狹義：“物品”僅包括器件；意義：我們的衣食住行的必備條件，人類一切生活和生產(chǎn)活動(dòng)的物質(zhì)基礎(chǔ)，先于人類存在，并且與人類的出現(xiàn)和進(jìn)化有著密切的聯(lián)系。 傳統(tǒng)材料：指已經(jīng)成熟且在工業(yè)中批量生產(chǎn)并大量應(yīng)用的材料，如鋼鐵、水泥、塑料等。由于其量大、產(chǎn)值高、涉及面廣泛，又是很多支柱產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)，又稱為基礎(chǔ)材料。 新型材料：正在發(fā)展，且具有優(yōu)異性能和應(yīng)用前景的一類材料。新型材料與傳統(tǒng)材料之間并沒有明顯的界限，傳統(tǒng)材料通過采用新技術(shù)，提高技術(shù)含量，提高性能，大幅度增加附加值而成為新型材料；新材料在經(jīng)過長期生產(chǎn)與應(yīng)用之后也就成為傳統(tǒng)材料。傳統(tǒng)材料是發(fā)展新材料和高技術(shù)的基礎(chǔ)，而新型材料又往往能推動(dòng)傳統(tǒng)材料的進(jìn)一步發(fā)展。4. 材料科學(xué)與工程研究的主要內(nèi)容是什么。 研究材料組成、結(jié)構(gòu)、生產(chǎn)過程、材料性能與使用效能以及它們之間的關(guān)系。5. 什么是金屬材料，其基本特點(diǎn)有哪些。以金屬元素為主而構(gòu)成的并具有一般金屬特性的材料，包括純金屬和合金。固體狀態(tài)下具有晶體結(jié)構(gòu)，具有獨(dú)特的金屬光澤且不透明，導(dǎo)電導(dǎo)熱性良好，有延展性。6. 什么是無機(jī)非金屬材料，其基本特點(diǎn)有哪些。無機(jī)非金屬材料：以金屬元素或非金屬元素的化合物或非金屬元素單質(zhì)為組元，原子與原子之間通過離子鍵和共價(jià)鍵而鍵合。主要有凝膠材料（玻璃、陶瓷、水泥），傳統(tǒng)材料（混凝土、氧化物），新型材料（氧化、非氧化物陶瓷、復(fù)合陶瓷）。耐壓強(qiáng)度高、硬度大、耐高溫、抗腐蝕、延展性低。7. 什么是高分子材料，其基本特點(diǎn)有哪些由M較高的化合物構(gòu)成的材料，包括橡膠、塑料、纖維、涂料和高分子復(fù)合材料等。分子量大，密度小，絕緣絕熱，力學(xué)性能好。8. 什么是復(fù)合材料，其基本特點(diǎn)有哪些。由兩種或者兩種以上物理和化學(xué)性質(zhì)不同的物質(zhì)組合而成的一種多相固體材料，復(fù)合材料中，通常有一相為連續(xù)相，成為基體；另一相為分散相，稱為增強(qiáng)材料。比強(qiáng)度大、比剛度大，成型工藝性能好，抗震性能好，高溫性能好，抗蠕變能力好，耐腐蝕性能好。9. 什么是晶體，其基本特點(diǎn)有哪些。晶體：由原子或分子在空間按一定規(guī)律周期重復(fù)地排列構(gòu)成的固體物質(zhì)。 晶體中原子或分子的排列具有三維空間的周期性，隔一定的距離就重復(fù)出現(xiàn)；固定的熔點(diǎn) ；各向異性：不同方向的性能不同；一般有規(guī)則的外形。11. 什么是材料的力學(xué)強(qiáng)度、塑性、硬度和韌性。強(qiáng)度（strength）：材料在力的作用下抵抗塑性變形和斷裂的能力。分為抗拉、抗壓、抗彎、抗剪強(qiáng)度等。塑性（plasticity）：塑性是金屬在外力作用下能穩(wěn)定地改變自己的形狀和尺寸，而各質(zhì)點(diǎn)間的聯(lián)系不被破壞的性能；硬度（hardness）：材料抵抗局部變形，特別是塑性變形、壓痕或劃痕的能力稱為硬度；韌性（toughness）：韌性是指金屬在沖斷前吸收變形能量的能力，即抵抗沖擊破壞的能力。12什么是合金，其基本特點(diǎn)是什么。 合金，是由兩種或兩種以上的金屬與非金屬經(jīng)一定方法所合成的具有金屬特性的物質(zhì)。通性：熔點(diǎn)低于其組分中任一種組成金屬的熔點(diǎn)；硬度大于其任一組分的硬度；導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性低于任一組分的金屬；有的抗腐蝕能力強(qiáng)。13. 什么是形狀記憶合金，舉例說明其可能的用途。合金的形狀被改變之后，一旦加熱到一定的躍變溫度時(shí)，它又可以魔術(shù)般地變回到原來的形狀，人們把具有這種特殊功能的合金稱為形狀記憶合金。記憶合金在臨床醫(yī)療領(lǐng)域內(nèi)有著廣泛的應(yīng)用。例如人造骨骼、傷骨固定加壓器、牙科正畸器、各類腔內(nèi)支架、栓塞器、心臟修補(bǔ)器、血栓過濾器、介入導(dǎo)絲和手術(shù)縫合線等等。14. 什么是陶瓷，其基本優(yōu)缺點(diǎn)是什么？陶瓷是金屬與非金屬的固體化合物，以離子鍵（如MgO、Al2O3）、共價(jià)鍵（金剛石、Si3NBN）以及離子鍵和共價(jià)鍵的混合鍵結(jié)合在一起。優(yōu)點(diǎn)：熔點(diǎn)高、硬度大、化學(xué)穩(wěn)定性好、耐高溫、耐磨損、耐氧化和腐蝕、比重小、強(qiáng)度和模量高等，可在各種苛刻的環(huán)境下工作；另一方面，陶瓷材料在磁、電、光、熱等方面的性能和用途具有多樣性和可變性；弱點(diǎn)：脆性大、韌性差，常因存在裂紋、空隙、雜質(zhì)等。15. 普通陶瓷的傳統(tǒng)制備技術(shù)包括那幾步？陶瓷原料的處理——陶瓷原料經(jīng)過配料和加工——坯料成型——坯體干燥——施釉—燒成17. 什么是壓電陶瓷，舉例說明其可能的應(yīng)用。壓電陶瓷，一種能夠?qū)C(jī)械能和電能互相轉(zhuǎn)換的功能陶瓷材料，屬于無機(jī)非金屬材料。這是一種具有壓電效應(yīng)的材料。在打火機(jī)、煤氣灶、燃?xì)鉄崴鞯扔镁呱隙伎梢砸姷剿嫩櫽?。地質(zhì)探測儀里有壓電陶瓷元件，用它可以判斷地層的地質(zhì)狀況，查明地下礦藏；醫(yī)生將壓電陶瓷探頭放在人體的檢查部位，便能了解人體內(nèi)部狀況。18. 根據(jù)主鏈結(jié)構(gòu)，高分子材料可以分為哪幾類，其基本特點(diǎn)各是什么？可分為碳鏈高分子、雜鏈高分子、元素有機(jī)高分子、無機(jī)高分子。碳鏈高分子指主鏈完全由碳原子構(gòu)成的大分子。根據(jù)主鏈上碳原子間化學(xué)鍵的類型，又分為飽和鍵和不飽和鍵碳鏈高分子。雜鏈高分子是指大分子主鏈中既有碳原子，又有氧、氮、硫等其它原子。常見的這類高分子材料有聚醚、聚酯、聚酰腦、聚服、聚礬、聚硫橡膠等。元素有機(jī)高分子是指大分子主鏈上沒有碳原子，而由硅、硼、鋁、氧、氮、硫、磷等原子組成，但側(cè)基卻由有機(jī)基團(tuán)如甲基、乙基、芳基等組成。典型的例子是有機(jī)硅橡膠。無機(jī)高分子：主鏈及側(cè)基均無碳原子。19. 鏈?zhǔn)骄酆系幕咎攸c(diǎn)是什么？：整個(gè)聚合過程由鏈引發(fā)、鏈增長、鏈終止等幾步基元反應(yīng)，體系始終由單體、相對分子質(zhì)量高的高分子和微量引發(fā)劑組成，沒有相對分子質(zhì)量遞增的中間產(chǎn)物。隨聚合時(shí)間延長，高分子物質(zhì)的生成量(轉(zhuǎn)化率)逐漸增加，而單體則隨時(shí)間而減少。20. 簡述聚合物的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。鏈結(jié)構(gòu)：1 一級(jí)結(jié)構(gòu)（進(jìn)程結(jié)構(gòu)）：直線型鏈狀，存在分子鏈支化、交聯(lián)、互穿網(wǎng)絡(luò)等2 二級(jí)結(jié)構(gòu)：聯(lián)眾單間可旋轉(zhuǎn)，鍵的空間位置受其鍵角的限制，可看成由多個(gè)鏈段組成，形態(tài)有伸直鏈、無規(guī)線團(tuán)、折疊連、螺旋鏈，柔順性。 聚集態(tài)結(jié)構(gòu)（三級(jí)結(jié)構(gòu)）：可能呈無規(guī)線團(tuán)構(gòu)象，也可能排列整齊，呈現(xiàn)伸展鏈、折疊連及螺旋鏈等構(gòu)象，有吃形成非晶態(tài)（包括玻璃態(tài)、高彈態(tài)）、結(jié)晶態(tài)（包括不同晶型及液晶態(tài)）和粘流態(tài)等聚集狀態(tài)。21. 簡述高分子材料的分子量及其分子量分布的特點(diǎn)。分子量有兩大特點(diǎn)：一是相對分子質(zhì)量很高，達(dá)幾萬至幾百萬；二是具有多分散性。根據(jù)相對分子質(zhì)量分布因數(shù)成分布曲線，還可定義相對分子質(zhì)量分布的寬度，用以表征其多分散性的程度。22. 什么是高分子的數(shù)均和重均分子量，如何計(jì)算。聚合物溶液冰點(diǎn)的下降、沸點(diǎn)的升高、滲透壓等，只決定于溶液中大分子的數(shù)目，這就是聚合物溶液的依數(shù)性。根據(jù)溶液依數(shù)性測得的聚合物分子量平均值稱為數(shù)均分子量。聚合物溶液的另外一些性質(zhì)，如對光的散射性、擴(kuò)散性質(zhì)等，不但與溶液中大分子的數(shù)目有關(guān)，還與大分子的尺寸有關(guān)。根據(jù)這些性質(zhì)測得的平均分子量叫重均分子量。25. 簡述聚乙炔為什么能導(dǎo)電。聚乙炔為共軛聚合物，組成主鏈的碳原子有四個(gè)價(jià)電子，其中三個(gè)為σ電子（兩個(gè)與相鄰的碳原子連接，一個(gè)與氫原子鏈合），余下的一個(gè)價(jià)電子π電子與聚合物鏈所構(gòu)成的平面相垂直。由于分子中雙鍵的π電子的非定域性，因此表現(xiàn)出一定的導(dǎo)電性。26. 什么是復(fù)合材料的界面，其特點(diǎn)和作用是什么？ 復(fù)合材料中增強(qiáng)體與基體接觸構(gòu)成的界面。 特點(diǎn)：具有一定厚度，在結(jié)構(gòu)和性能上與基體和增強(qiáng)體有明顯差別的界面相?？梢允欠磻?yīng)產(chǎn)物層、擴(kuò)散結(jié)合層、成分過渡層、殘余應(yīng)力層、涂層或間隙。作用：傳遞作用（將外力傳遞到增強(qiáng)物）、阻斷作用（阻止裂紋擴(kuò)散，分散應(yīng)力）、保護(hù)作用（防腐蝕，保護(hù)增強(qiáng)體）31. n型半導(dǎo)體的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是什么？ 在硅或鍺晶體中摻入少量的五價(jià)元素磷（或銻），晶體點(diǎn)陣中的某些半導(dǎo)體原子被雜質(zhì)取代，磷原子的最外層有五個(gè)價(jià)電子，其中四個(gè)與相鄰的半導(dǎo)體原子形成共價(jià)鍵，必定多出一個(gè)電子，這個(gè)電子幾乎不受束縛，很容易被激發(fā)而成為自由電子，這樣磷原子就成了不能移動(dòng)的帶正電的離子。每個(gè)磷原子給出一個(gè)電子，稱為施主原子。32. p型半導(dǎo)體的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是什么？在硅或鍺晶體中摻入少量的三價(jià)元素，如硼（或銦），晶體點(diǎn)陣中的某些半導(dǎo)體原子被雜質(zhì)取代，硼原子的最外層有三個(gè)價(jià)電子，與相鄰的半導(dǎo)體