【正文】 、 膽甾相 和 近晶相 三種。三、名詞解釋（每題6分，共12分）14 按聚合物的結構和和導電機理劃分時，高分子導電聚合物的分類（）？15 有機化合物中電子存在的四種形式為（）？16. 電子導電聚合物的主要應用領域是什么（）？答案： 14 按聚合物的結構和和導電機理劃分時，高分子導電聚合物可分為：載流子為自由電子的電子導電聚合物；載流子為能在聚合物分子之間遷移的正負離子的離子導電聚合物；以氧化還原反應為電子轉移機理的氧化還原型導電聚合物（導電能力是由于在可逆氧化還原反應中電子在分子之間的轉移產(chǎn)生的）。15有機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，一般不參與化學反應，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）結合在一起，在化學反應中具有重要意義，當孤立存在時沒有離域性。d π電子是兩個成鍵原子中P電子相互重疊后產(chǎn)生的。當π電子孤立存在時，這種電子具有有限離域性，電子可以在兩個原子核周圍運行。在電場的作用下π電子可以在局部做定向移動。16. 電子導電聚合物的主要應用領域是：a 導電材料； b 電極材料； c 電顯示材料。1何謂電介質材料？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。？？？。 一、名詞解釋（102’）（簡要作答）(1) 量子尺寸效應 (2)復合材料(3) 邁斯納效應(4) 燃料電池 (5) 磁致伸縮效應 (6) 第二類超導體 (2)載流子 (3)本征半導體 (4)燃料電池 (5) 約瑟夫森效應 (9)CVD二、單選題（102’） 1. 為了保持超導態(tài)，隨著外磁場的增加，超導體的臨界電流密度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，其熔點顯著減小，這種效應被稱為 (A) 表面效應 (B) 小尺寸效應 (C) 量子尺寸效應 (D) 宏觀隧道效應，材料處于(A) 超導態(tài) (B) 正常態(tài) (C) 電阻不為零但磁場線完全禁止進入材料體內(nèi) (D)電阻為零但磁場線可以部分進入材料體內(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。”或“180?！保?。1. 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、氮氣、一氧化碳、甲烷等都可用于SOFC中。3. 鎂基復合材料是同類金屬基復合材料中強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現(xiàn)象。5. 超導體的三個臨界條件：轉變溫度，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，能與機體組織實現(xiàn)化學鍵性結合。7. 大部分形狀記憶材料是通過馬氏體相變呈現(xiàn)形狀記憶效應的，將高溫相（奧氏體）向馬氏體的轉變稱為逆轉變。四、問答題（85’）1. 材料科學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理？，簡述磁致伸縮智能材料的應用？，它們分別應用于制備哪種基體的復合材料？：？絕緣體、半導體、和導體的能帶結構如何？。 復合材料是由兩種或兩種以上化學性質或組織結構不同的材料組合而成。它是一種多相材料，主要包括______________和_____________，其材料主要特點是______________、______________________、_________________和________________等4個方面。判斷材料是否具有超導性的兩個基本特征是____________________________________和____________________________________。 1納米材料的基本物理效應包括________________、_________________、_______________、___________________；納米微粒奇異的磁性主要表現(xiàn)在________________、________________和______________________3個方面。1從化學上分，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)代文明社會的三大支柱，其中_________是工藝技術發(fā)展的基礎，能直接反映社會的生產(chǎn)水平，在當今高科技的發(fā)展中起著基礎和先導作用。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邮艿摹⒔?jīng)濟地制造有用物品的自然界物質。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)活動的物質基礎，先于人類存在，并且與人類的出現(xiàn)和進化有著密切的聯(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，又稱為基礎材料。 新型材料：正在發(fā)展，且具有優(yōu)異性能和應用前景的一類材料。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，提高技術含量，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)展新材料和高技術的基礎，而新型材料又往往能推動傳統(tǒng)材料的進一步發(fā)展。4. 材料科學與工程研究的主要內(nèi)容是什么。 研究材料組成、結構、生產(chǎn)過程、材料性能與使用效能以及它們之間的關系。5. 什么是金屬材料，其基本特點有哪些。以金屬元素為主而構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)下具有晶體結構，具有獨特的金屬光澤且不透明，導電導熱性良好，有延展性。6. 什么是無機非金屬材料，其基本特點有哪些。無機非金屬材料：以金屬元素或非金屬元素的化合物或非金屬元素單質為組元，原子與原子之間通過離子鍵和共價鍵而鍵合。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、復合陶瓷）。耐壓強度高、硬度大、耐高溫、抗腐蝕、延展性低。7. 什么是高分子材料，其基本特點有哪些由M較高的化合物構成的材料，包括橡膠、塑料、纖維、涂料和高分子復合材料等。分子量大，密度小，絕緣絕熱，力學性能好。8. 什么是復合材料，其基本特點有哪些。由兩種或者兩種以上物理和化學性質不同的物質組合而成的一種多相固體材料，復合材料中，通常有一相為連續(xù)相，成為基體；另一相為分散相，稱為增強材料。比強度大、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，其基本特點有哪些。晶體：由原子或分子在空間按一定規(guī)律周期重復地排列構成的固體物質。 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出現(xiàn)；固定的熔點 ；各向異性：不同方向的性能不同；一般有規(guī)則的外形。11. 什么是材料的力學強度、塑性、硬度和韌性。強度（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，而各質點間的聯(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。通性：熔點低于其組分中任一種組成金屬的熔點；硬度大于其任一組分的硬度；導電性和導熱性低于任一組分的金屬；有的抗腐蝕能力強。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，它又可以魔術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)療領域內(nèi)有著廣泛的應用。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、心臟修補器、血栓過濾器、介入導絲和手術縫合線等等。14. 什么是陶瓷，其基本優(yōu)缺點是什么？陶瓷是金屬與非金屬的固體化合物，以離子鍵（如MgO、Al2O3）、共價鍵（金剛石、Si3NBN）以及離子鍵和共價鍵的混合鍵結合在一起。優(yōu)點：熔點高、硬度大、化學穩(wěn)定性好、耐高溫、耐磨損、耐氧化和腐蝕、比重小、強度和模量高等，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：脆性大、韌性差，常因存在裂紋、空隙、雜質等。15. 普通陶瓷的傳統(tǒng)制備技術包括那幾步？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用。壓電陶瓷，一種能夠將機械能和電能互相轉換的功能陶瓷材料，屬于無機非金屬材料。這是一種具有壓電效應的材料。在打火機、煤氣灶、燃氣熱水器等用具上都可以見到它的蹤影。地質探測儀里有壓電陶瓷元件，用它可以判斷地層的地質狀況，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)主鏈結構，高分子材料可以分為哪幾類，其基本特點各是什么？可分為碳鏈高分子、雜鏈高分子、元素有機高分子、無機高分子。碳鏈高分子指主鏈完全由碳原子構成的大分子。根據(jù)主鏈上碳原子間化學鍵的類型，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，但側基卻由有機基團如甲基、乙基、芳基等組成。典型的例子是有機硅橡膠。無機高分子：主鏈及側基均無碳原子。19. 鏈式聚合的基本特點是什么？：整個聚合過程由鏈引發(fā)、鏈增長、鏈終止等幾步基元反應，體系始終由單體、相對分子質量高的高分子和微量引發(fā)劑組成，沒有相對分子質量遞增的中間產(chǎn)物。隨聚合時間延長，高分子物質的生成量(轉化率)逐漸增加，而單體則隨時間而減少。20. 簡述聚合物的結構特點。鏈結構：1 一級結構（進程結構）：直線型鏈狀，存在分子鏈支化、交聯(lián)、互穿網(wǎng)絡等2 二級結構：聯(lián)眾單間可旋轉，鍵的空間位置受其鍵角的限制，可看成由多個鏈段組成，形態(tài)有伸直鏈、無規(guī)線團、折疊連、螺旋鏈，柔順性。 聚集態(tài)結構（三級結構）：可能呈無規(guī)線團構象，也可能排列整齊，呈現(xiàn)伸展鏈、折疊連及螺旋鏈等構象，有吃形成非晶態(tài)（包括玻璃態(tài)、高彈態(tài)）、結晶態(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。分子量有兩大特點：一是相對分子質量很高，達幾萬至幾百萬；二是具有多分散性。根據(jù)相對分子質量分布因數(shù)成分布曲線，還可定義相對分子質量分布的寬度，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，如何計算。聚合物溶液冰點的下降、沸點的升高、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，如對光的散射性、擴散性質等，不但與溶液中大分子的數(shù)目有關，還與大分子的尺寸有關。根據(jù)這些性質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電。聚乙炔為共軛聚合物，組成主鏈的碳原子有四個價電子，其中三個為σ電子（兩個與相鄰的碳原子連接，一個與氫原子鏈合），余下的一個價電子π電子與聚合物鏈所構成的平面相垂直。由于分子中雙鍵的π電子的非定域性，因此表現(xiàn)出一定的導電性。26. 什么是復合材料的界面，其特點和作用是什么？ 復合材料中增強體與基體接觸構成的界面。 特點：具有一定厚度，在結構和性能上與基體和增強體有明顯差別的界面相?？梢允欠磻a(chǎn)物層、擴散結合層、成分過渡層、殘余應力層、涂層或間隙。作用：傳遞作用（將外力傳遞到增強物）、阻斷作用（阻止裂紋擴散，分散應力）、保護作用（防腐蝕，保護增強體）31. n型半導體的結構特點是什么？ 在硅或鍺晶體中摻入少量的五價元素磷（或銻），晶體點陣中的某些半導體原子被雜質取代，磷原子的最外層有五個價電子，其中四個與相鄰的半導體原子形成共價鍵，必定多出一個電子，這個電子幾乎不受束縛，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的帶正電的離子。每個磷原子給出一個電子，稱為施主原子。32. p型半導體的結構特點是什么？在硅或鍺晶體中摻入少量的三價元素，如硼（或銦），晶體點陣中的某些半導體原子被雜質取代，硼原子的最外層有三個價電子，與相鄰的半導體