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功能材料复习题

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第一章

1晶面指数与面间距关系,根据晶面指数大小判断距离?

密勒指数简单的晶面,如(100)\(110),晶面上原子聚集密度较大,晶面之间的距离较大,结合力较弱,易分裂,这样的晶面为解离面。

2晶体成键方式?归纳饱和性与方向性?

离子键:产生于正、负电荷之间的静电引力。

共价键:一对为两个原子所共有的自旋相反、配对的电子结构称为共价键。共价键基本特点:饱和性和方向性。饱和性: ⅣA-ⅥA族元素是共价键结合,共价键的最大数目符合8-N定则(N为原子的价电子数目).

方向性: 原子总是在其价电子波函数最大的方向上形成共价键。共价键特点:强结合,晶体有很高的熔点和硬度,导电性很弱,一般属于绝缘体或半导体。

金属键:电子为晶体共有,即原属于各原子的价电子不再束缚在原子上,可在整个晶体内运动(可视为离域的共价键).

分子晶体的结合是依靠分子之间的作用力,这种作用力称为范德华力,其作用范围为

0.2-0.5nm,一般不具有方向性和饱和性。

3晶体缺陷?

点缺陷线缺陷面缺陷

4金属导体,半导体,绝缘体,电性质与能带结构关系(用能带理论解释)?

当大量原子构成固体时,电子能级结构发生很大变化,能级会极端密集,形成能带。

金属:①周期表中第一族元素的价电子都处于未被充满的带中,它们都是金属,这种能带称为导带。②碱土金属由于其:s能带和较高的能带有交迭,价电子仍在不满的能带中参与导电,使其晶体具有金属的性质。

绝缘体: 价电子把价带填满,空带与价带之间存在一个较宽的禁带。在非强电场作用下不会产生电流.

半导体: 能带结构与绝缘体的能带相似,只是禁带较窄。禁带宽度在2eV以下,通过热激发,把满带的电子激发到空带而具有导电能力。由于热激发的电子数目随温度按指数规律变化,所以半导体的电导率随温度的变化也是呈指数的。这是半导体的主要特征。

5 n型p型半导体概念?

n型半导体: 在四价的硅单晶中掺人五价的原子,成键后,多余一个电子,其能级离导带很近,易激发。这种多余电子的杂质能级称为施主能级。这类掺人施主杂质的半导体称为n

型半导体。

P型半导体: 在硅中掺人三价原子,成键后少一个电子,在距价带很近处,出现一个空穴能级。这个空穴能级能容纳由价带激发上来的电子,这种杂质能级称为受主能级。受主杂质的半导体称为P型半导体。

第二章

1高分子空间异构体?

全同(等规)立构体间同(间规)立构体无规立构体

2高分子形状?

线型、支链型、体型三种形状。

3线型、支链型、体型高分子在融化时的特点?

线型、支链型的大分子彼此间是靠分子间力聚集在一起的。因此加热可熔化,并可溶解于适当的溶剂中。支链型大分子不易紧密堆砌,难于结晶或结晶度很低。

交联型聚合物可以看成是许多线型或支链型大分子由化学键连接而成的体型结构。许多大分子键合在一起,已无单个大分子可言。所以交联型聚合物既不能熔融,也不能溶解。

4聚合机理?区别?

根据聚合机理,聚合反应被分为连锁聚合和逐步聚合两大类。

①连锁聚合反应

连锁聚合反应的必要条件要有自由基、阴离子、阳离子等活性中心,整个聚合反应由链引发、链增长、链终止等几步基元反应组成。

链引发使活性中心形成,单体只能与活性中心反应而使链增长,彼此间不能反应。活性中心破坏就是链终止,自由基聚合在不同的转化率下分离得到的聚合物的平均分子量差别不大,体系中始终由单体、高分子量聚合物所组成,没有分子量递增的中间产物。

②逐步聚合反应

逐步聚合反应的特征是在低分子转变成高分子的过程中,反应是逐步进行的。

在反应早期,大部分单体很快聚合成二聚体、三聚体、四聚体等低聚体,短期内转化率很高;低聚体间继续反应,分子量缓慢增加,直至最后,分子量才达到较高的数值。

在逐步聚合全过程中,体系由单体和分子量递增的一系列中间产物所组成,中间产物的任何两个分子之间都能反应。

5数均分子质量和重均分子质量概念?

①数均相对分子量

数均分子量的物理意义为:

各种不同分子量的分子分数与其对应的分子量乘积的总和。

②重均分子量

重均分子量的物理意义是:

各种不同分子量的分子之重量分数与其对应的分子量乘积的总和。

6聚合度?

n代表重复单元数,称为聚合度,用DP表示。有些书刊中用结构单元数来表示聚合度,用Xn来表示。

7非晶态高聚物的三种力学状态?及不同转变温度下特点?

玻璃态、高弹态和粘流态

在玻璃态,整个大分子链和链段(由若干个结构单元构成的运动单元)都被冻结,在聚合物受力时,仅能发生主链上键长和键角的微小变化,宏观上表现为形变量很小,形变与受力大小成正比,服从虎克定律。当外力去除后,形变能立即恢复,这种形变为普弹形变。

随着温度的升高,分子热运动能量增加,当温度高于玻璃化温度时,虽然整个大分子链仍不能移动,但链段却可随外力的作用而运动,由此产生很大的形变,外力解除后,形变能慢慢地恢复原状,这种形变称为高弹形变。

温度再继续升高,不仅链段,而且整个大分子链都能发生相对滑移,当外力去除后,形变不可恢复,这称形变称为粘流形变,聚合物的这种状态,称为粘流态。

从高弹态转变为粘流态的温度称为粘流温度(Tf)。

第三章

1超导现象?三要素?

某些金属、合金和化合物,在温度降到绝对零度附近某一特定温度时,它们的电阻率突然减小到无法测量的现象叫做超导现象

①零电阻性②完全抗磁性③迈斯纳效应

2迈斯纳效应

超导体一旦进入超导状态,体内的磁通量将全部被排出体外,磁感应强度恒为零,且不论对导体是先降温后加磁场,还是先加磁场后降温,只要进入超导状态,超导体就把全部磁通量排出体外。

3约瑟夫森效应?

两块超导体之间点接触,或通过正常导电膜或绝缘膜接触,形成弱连接,则超导体中的“库珀”对可以隧道效应穿过。

4超导体三个临界参数?及定义?

①临界温度

外磁场为零时,超导材料由正常态转变为超导态(或相反)的温度,以Tc表示。

②临界磁场

使超导材料的超导态破坏而转变到正常态所需的最小磁场强度,以Hc表示。

③临界电流

超导体无阻载流的能力也是有限的,当通过超导体中的电流达到某一特定值时,又会重新出现电阻,使其产生这一相变的电流称为临界电流,记为Ic。

5 第一类超导体和第二类超导体区别?

当温度低于Tc,外磁场小于Hc1时,

第二类超导体与第一类超导体相同,处于完全抗磁性状态。

外磁场界于Hc1与Hc2之间时,

第二类超导体处于超导态与正常态的混合状态,磁场部分穿透超导体内部。

外磁场大于Hc2时,

超导部分消失,导体转为正常态。

6超导同位素效应?

超导体的Tc 将反比于构成该超导体的同位素质量的平方根。

同位素质量越大,Tc 就越低。这一效应叫做同位

素效应。

7BCS理论?

当正常金属载流时,将会出现电阻,因为电子会受到散射而改变动量,使这些载流子沿电场方向的自由加速受到阻碍;

在超导情况下,组成库柏对的电子虽会受到不断的散射,由于在散射的过程中,库伯对的总动量维持不变,所以电流没有变化,呈无阻状态。

8超导材料按化学组成分为?(以及每个小类中各有那些)

元素超导体、合金超导体、化合物超导体。

①元素超导体

常压下,在目前所能达到的低温范围内,已发现具有超导电性的金属元素有28种。

过渡族元素18种,如Ti, V, Zr(锆), Nb(铌), Mo, Ta(钽),W, Re(铼)等;

非过渡族元素10种,如Bi, Al,Sn,Cd,Pb等。

按临界温度高低排列:

铌(Nb)Tc最高,为9.24K; 人造元素Tc(锝), Tc=7 .8K;

铅,Tc= 7.197K; La,6.00K; V,5.4K;Ta(钽),4.47K;汞,4.1.5K;

以下依次为Sn、In(铟)、Tl(铊)、Al。

元素超导体除V, Nb(铌), Ta(钽)以外,很难实用化(临界电流、临界磁场太小)②合金超导体

超导元素加入某些其他元素作合金成分,可以使超导材料的全部性能提高。

(1)最先应用的铌锆合金(Nb-75Zr),Tc=10.2K,Hc=~7特。

(2)继后发展了铌钛合金,虽然Tc稍低了些,但Hc高得多,在给定磁场能承载更大电流。目前铌钛合金是用于7~8特磁场下的主要超导磁体材料。

Nb-33Ti,Tc=9.3K,Hc=11.0特;

Nb-60Ti,Tc=9.3K,Hc=12.0特。

Nb-Ti合金线材虽然不是当前最佳的超导材料,但制造技术成熟,性能稳定,成本低,目前仍是使用线材中的主导。

③超导化合物

化合物超导体与合金超导体相比,临界温度和临界磁场都较高。

至1986年,Nb3Ge的Tc=23.2K,为超导体中最高。

超过10T的超导磁体只能用化合物系超导材料。

按晶格类型分为B1型、A15型、C15型和菱面晶型。

其中最受重视的是A15型,Nb3Sn、V3Ga最先引起人们的注意。其次是Nb3Ga、Nb3Al、Nb3(AlGe)等。

Nb3Sn,Tc=18.1K,Hc=24.5特;

V3Ga,Tc=16.8K,Hc=24特;

Nb3Al,Tc=18.8K,Hc=30特。

能够实际使用的只有Nb3Sn 和V3Ga。

其他化合物由于加工成线材较困难,尚不能使用。

9 “约瑟夫森”器件在那些方面的应用?

约瑟夫森器件的原理是所谓“约瑟夫森效应”—两块超导体之间点接触,或通过正常导电膜或绝缘膜接触,形成弱连接,则超导体中的“库柏对”可以隧道效应穿过。

约瑟夫森结中超导体之间的电流电压特性在磁场的作用下会发生变化。

在一定限度内电流可以无阻碍地通过介质,超过一定限三度则会产生电压—可进行二进制运算。

约瑟夫森器件用于集成电路具有开关速度快、功耗小、集成度高的特点,如果将其用于超导计算机的研制,相信会取得非常好的效果。

日本1983年11月研制了一种实验性约瑟夫森结逻辑电路.约瑟夫森效应为超导电子学开辟了广阔的前景,约瑟夫森器件已应用于很多方面。现在高温超导体的发现及在液氮温度区实现了约瑟夫森效应,将会大大扩大约瑟夫森器件的应用范围。图3-9为儿种常见的约瑟夫森结

第四章

1贮氢材料定义?

在室温和常压条件下能迅速吸氢(H2)并反应生成氢化物,使氢以金属氢化物的形式贮存起来,在需要的时候,适当加温或减小压力使这些贮存着的氢释放出来以供使用。

2贮氢原理?

金属吸留氢形成金属氢化物,然后对该金属氢化物加热,并把它放置在比其平衡压低的氢压力环境中使其放出吸留的氢,其反应式如下:

式中,M---金属; MHn---金属氢化物

P---H---反应的焓变化

反应进行的方向取决于温度和氢压力。

3储氢化合物种类?及代表?特点?

(1)稀土镧镍系(LaNi5 ) 活化容易,平衡压力适中且平坦,吸放氢平衡压差小,抗杂质气体中毒性能好,适合室温操作。

(2) 钛铁系

(3) 镁系(Mg2Ni )储氢容量高,资源丰富,价格低廉,放氢温度高(250-300℃ ),放氢动力学性能较差

(4)钛/锆系 金属间化合物,原子间隙由四面体构成,间隙多,有利于氢原子的吸附,活性好。

4吸氢放氢规律相图?

T1、T2、T3表示三个不

同温度下的等温曲线。

横轴表示固相中的氢原子H 和

金属原子M 的比(H/M),纵轴是氢压。

温度T1的等温曲线中p 和c 的变化如下: T1保持不动,pH2缓慢升高时氢溶解到金

属中,H/M 应沿曲线AB 增大。

达到B 点时,

应生成氢化物相,即

当变到C

点 相,

此后当再次逐渐升高压力时,

相的成分就逐渐靠近化学计量成分。 BC 之间的等压区域(平台)的存在可用

Gibbs 相律解释。

设某体系的自由度为f ,独立成分数为k ,相数为p ,它们的关系可表示为: f=k-p+2 该体系中独立成分是M 和H ,即k=2,所以f =4-p 。

(1)A B p =2,所以f =2。因而即使温度保持一定,压力也可变化。AB 表示在温度T1时氢的溶解度随压力变化的情况。 B C 平

气相,p=3,所以f =1。(3)C D 氢化物相的

p =2,所以f =2,压力可再一次发生变化

5贮氢材料的应用?

氢与金属间化合物在生成金属氢化物和释放氢的过程中,可以产生以下功能: ),()(22p H M n 气固+放氢,吸热 吸氢,放热 H MH n n ?+)(2固p1

p2 p3 p1 p2

p3 T1 T2 T3 T T T3 > > 温度 n2 n1 A B C D pH2 对应一个M 原子的氢原子数/n

(1)有热的吸收和释放现象,氢可作为一种化学能加以利用;

(2)热的释放与吸收也可作为一种热力功能加以利用;

(3)在一密封容器中,金属氢化物所释放出氢的压力与温度有一定关系,利用这种压力可做机械功;

(4)金属氢化物在吸收氢过程中还伴随着电化学性能的变化,可直接产生电能,这就是电化学功能。

1、高容量贮氢器

用高贮氢量的贮氢材料以及高强铝合金贮罐,从工艺上降低成本,减轻重量,这种高容量贮氢器可在氢能汽车、氢电动车、氢回收、氢净化、氢运输等领域得到广泛的应用。 利用贮氢材料吸收氢的特性,可从氯碱、合成氨的工业废气中回收氢;可方便而廉价地获取超高纯H2(99.9999%),实现氢的净化;还可将难与氢分离的气体,如氦经济地分离出来,无须惯用的深冷方法而实现氢的分离;

可用于吸收核反应堆的重水慢化器及冷却器中产生的氢、氖、氚等氢同位素,以避免核反应器材料的氢脆和防止环境污染,对吸收的氢同位索还可以利用贮氢材料的氢化物与氘化物平衡压力的差异、经济有效地实现氢氘分离,即氢的同位素分离。

2、静态压缩机

利用氢化物的平衡压力随温度指数变化的规律,室温下吸氢,然后提高温度以使氢压大幅度提高,同时使氢净化。这样不用机械压缩即可制高压氢,所用设备简单,无运转部件,无噪声,用于此目的贮氢合金称为静态压缩机

利用贮氢材料的热效应和平台压力的温度效应,只需用低品位热源如工业废热、太阳能作能源,即可进行供热、发电、空调和制冷。过去一股为2段式热泵,1次升温,现发展成3段式热泵,2次升温,可使65~90℃废热水升温至130 ℃或更高,可直接用于产生蒸气再发电

4、用作催化剂

贮氢材料可用作加氢和脱氢反应的催化剂,如LaNi5、TiFe 用作常温常压合成氨催化剂、电解水或燃料电池上的催化剂。它可降低电解水时的能耗,提高燃料电池的效率。

,并可充分利用环境热,制成新型空调器和冰箱,可节能80%。

5、发展镍氢电池

出于镉有毒,镍镉高容量可再充式电池因废电池处理复杂已处于被淘汰的阶段。因此金属氢化物镍氢电池发展迅速,基本化学过程是:

6、温度传感器、控制器

贮氢材料的氢平衡压随温度升高而升高的效应可以用作温度计。

从贮氢材料的p-T 曲线找到p 与T 的对应关系,将小型贮氢器上的压力表盘改为温度指示盘、经校正后即可制成温度指示器,这种温度计体积小,不怕震动,而且还可以通过毛细管在较远的距离上精确测定温度。这种温度计已广泛用于各种飞机。

第五章

1形状记忆效应概念?

在研究Ti-Ni 合金时发现:原来弯曲的合金丝被拉直后,当温度升高到一定值时,它又恢复到原来弯曲的形状。人们把种现象称为形状记忆效应(Shape Memory Effect )简称SME 2形状记忆机理?

大部分形状记忆合金的形状记忆机理是热弹性马氏体相变。 2

2)(21OH Ni H NiOH ?+放电 充电

3什么是马氏体相变?

钢中由奥氏体转变为马氏体的相变称为马氏体相变。

4热弹性马氏体?

具有马氏体逆转变,且Ms与As相差很小的合金,将其冷却到Ms点以下,马氏体晶核随温度下降逐渐长大,温度回升时马氏体又反过来同步地随温度上升而缩小,这种马氏体叫热弹性马氏体。

5应力诱发马氏体?应力弹性马氏体?

在Ms以上某一温度对合金施加外力也可引起马氏体转变,形成的马氏体叫应力诱发马氏体。有些应力诱发马氏体也属弹性马氏体,应力增加时马氏体长大,反之马氏体缩小,应力消除后马氏体消失,这种马氏体叫应力弹性马氏体。

6马氏体相变的特征温度及符号,热滞后?

马氏体相变的特征温度(形状记忆效应的特征温度)

Ms:马氏体相变开始点

Mf:马氏体相变结束点

As :逆马氏体相变开始点

Af :逆马氏体相变结束点

定义(As-Ms)为马氏体相变的热滞后

7为什么具有马氏体相变就会有记忆效应?

母相受力生成马氏体并发生形变,或先淬火得到马氏体,然后使马氏体发生塑性变形,变形后的合金受热(温度高于As)时,马氏体发生逆转变,回复母相原始状态;温度升高至Af时,马氏体消失,合金完全回复到原来的形状。

但是具有热弹性马氏体相变的材料并不都具有形状记忆效应。

8形状记忆材料应具备如下条件?

(1)马氏体相变是热弹性的;

(2)马氏体点阵的不变切变为孪变,亚结构为孪晶或层错;

(3)母相和马氏体均为有序点阵结构。

9记忆效应三种形式?(图文说明)

第一种称为单向形状记忆效应,

即将母相冷却或加应力,使之发生马氏体相变,然后使马氏体发生塑性变形,改变其形状,再重新加热到As以上,马氏体发生逆转变,温度升至Af点,马氏体完全消失,材料完全恢复母相形状。

一般没有特殊说明,形状记忆效应都是指这种单向形状记忆效应。

第二种称为可逆形状记忆效应。

有些形状记忆合金在加热发生马氏体逆转变时,对母相有记忆效应;当从母相再次冷却为马氏体时,还回复原马氏体的形状,这种现象称为双向形状记忆效应,又称可逆形状记忆效应。第三种情况是全方位形状记忆效应。

在Ti-Ni合金系中发现的,在冷热循环过程中,形状回复到与母相完全相反的形状,称为全方位形状记忆效应。

10形状记忆材料?

镍-钛系、铜系、铁系合金三大类

11Ti-Ni合金有哪些相及影响?

晶体结构是B2(CsCl结构)的母相

基本相-TiNi相:结构是棱面体点阵的R相(适当的热处理或成分条件下出现)

马氏体的结构为单斜晶体

析出相:Ti2Ni和Ni3Ti这三个金属间化合物,对记忆效应有影响.

12时效处理?

将淬火后的金属工件置於室温或较高温度下保持适当时间,以提高金属强度的金属热处理工艺。室温下进行的时效处理是自然时效;较高温度下进行的时效处理是人工时效。

13热循环对NiTi合金电阻-温度曲线的影响?采取那些措施改善?

NiTi合金从高温母相冷却到通常的马氏体相变之前,要发生菱形结构的R相变,使电阻率陡峭增高。在马氏体相变发生后,电阻率又急剧降低,形成一个独特的电阻峰。

热循环使Ms-Mf相变温度区增大了。

措施:

如果对该状态的材料进行应变量大于20%的深度加工,产生高密度位错,可消除上述影响。

采取时效处理使合金形成稳定析出物,也可以阻止滑移形变的进行,达到稳定相变温区的目的

14铜系形状记忆合金?

Cu-Zn-Al合金Cu-Al-Ni合金

15铁系形状记忆合金?

FeMnSi系合金

16形状记忆材料的应用?

1、工程应用

形状记忆材料在工程上的应用很多,最早的应用就是作各种结构件,如紧固件、连接件、密封垫等。另外,也可以用于一些控制元件,如一些与温度有关的传感及自动控制。

60年代初Ti - Ni合金首次被用于海军飞机液压系统的接头,并取得了成功。

2、把形状记忆合金制成的弹簧与普通弹簧安装在一起,可以制成自控元件。

在高温(Af以上温度)和低温时,形状记忆合金弹簧由于发生相变,母相与马氏体强度不同,使元件向左,右不同方向运动。这种构件可以作为暖气阀门,温室门窗自动开启的控制,描笔式记录器的驱动,温度的检测、驱动。形状记忆合金对温度比双金属片敏感得多,可代替双金属片用于控制和报警装置中。

3、Ti-Ni热机

1973年,美国试制成第一台Ti-Ni热机,利用形状记忆合金在高温,低温时发生相变,产生形状的改变,并伴随极大的应力,实现机械能和热能之间的相互转换。

第七章

1磁性材料的分类?

按磁化率大小分类:顺磁性、反磁性、铁磁性、反铁磁性、亚铁磁性。

按矫顽力分类:软磁材料,半硬磁材料,硬(永)磁材料。

2磁滞回线?

铁磁体磁化到技术饱和以后,

使它的磁化强度降低到零所

需要的反向磁场称为矫顽力。

剩磁

Hc矫顽力

3软磁材料磁滞回线?

软磁材料磁滞回线

4软磁材料性质?

磁导率大,矫顽力小(Hc≤100A/m),滞损耗低,磁滞回线呈细长条形。5硬磁材料性质?

磁滞回线包围面积大,(Hc≥400A/m) 矫顽力大。

6软磁材料种类?

Mn-Zn、Li-Zn铁氧体、Ni-Zn、NiCuZn 铁氧体、MnFe2O4 、NiFe2O4 7分类——按生产工艺、结晶组织和磁性能分类?

热轧非织构(无取向)硅钢片(DR)

冷轧非织构(无取向)硅钢片(DW)

电工硅钢片冷轧高斯织构(单取向)硅钢片(DQ)

冷轧立方织构(双取向)硅钢片(DG)

8高斯织构特点?

晶体的(110)面与轧制平面平行,易磁化的[001]轴在轧制方向上。

9立方织构?

10电工硅钢片硅含量?

电工硅钢片中Si的含量在0.5~4.8%Si。

11电工用纯铁热处理方法?

去应力退火去除杂质处理

12铁钴合金

纯铁中加入钴后,Bs明显提高,含钴35%的铁钴合金的Bs达2.45T,是迄今Bs最高的磁性材料。

13坡莫合金?

含w(Ni)35~80%的Fe-Ni合金称为坡莫合金。

14硬磁材料性能磁性比类别?

硬磁材料也称为永磁材料,是指材料被外磁场磁化以后,去掉外磁场仍然保持着较强剩磁的材料。

主要性能要求:高的磁能积,高的轿顽力,高的居里点,高稳定性,好的经济性。

主要种类:

铝镍钴系永磁合金、永磁铁氧体、铁铬钴系永磁合金、稀土永磁材料、可加工永磁合金、复合粘结永磁材料、单畴微粉永磁合金及塑料永磁材料。

15稀土永磁材料概念?

稀土永磁材料是稀土元素(R)与过渡族元素(Fe\Co\Cu\Zr)等或非金属元素B\C\N等组成的金属间化合物。

16稀土永磁材料分类?

17磁王?

Nd-Fe-B系合金

18永磁体的制备方法?

铸造法、粉末冶金(烧结)法和粘结法

19磁记录材料,读写操作?

(1)写操作

当写线圈中通过一定方向的脉冲电流时,铁芯内就产生一定方向的磁通。由于铁芯是高导磁率材料,而铁芯空隙处为非磁性材料,故在铁芯空隙处集中很强的磁场。

如图所示,在这个磁场作用下,载磁体就被磁化成相应极性的磁化位或磁化元。若在写线圈里通人相反方向的脉冲电流,就可得到相反极性的磁化元。如果我们规定按图中所示电流方向为写“1”,那么写线圈里通以相反方向的电流时即为写“0”。上述过程称为“写入”。(2)读操作

如何读出记录在磁表面上的二进制代码信息呢?也就是说,如何判断载磁体上信息的不

同剩磁状态呢?

当磁头经过载磁体的磁化元时,由于磁头铁芯是良好的导磁材料,磁化元的磁力线很容易通过磁头而形成闭合磁通回路。不同极性的磁化元在铁芯里的方向是不同的。当磁头对载磁体作相对运动时,由于磁头铁芯中磁通的变化,使读出线圈中感应出相应的电动势。

不同的磁化状态,所产生的感应电势方向不同。这样,不同方向的感应电势经读出放大器放大鉴别,就可判知读出的信息是“1”还是“0”。

20记录原理?

从磁滞回线可以看出,磁性材料被磁化以后,工作点总是在磁滞回线上。只

要外加的正向脉冲电流(即外加磁场)幅度足够大,那么在电流消失后磁感应

强度B并不等于零,而是处在+Br状态(正剩磁状态)。反之,当外加负向脉

冲电流时,磁感应强度B将处在-Br状态(负剩磁状态)。

这就是说,当磁性材料被磁化后,会形成两个稳定的剩磁状态,就像触

发器电路有两个稳定的状态一样。

如果规定用+Br状态表示代码“1”,-Br状态表示代码“0”,那么要使磁性材料记忆“1”,就要加正向脉冲电流,使磁性材料正向磁化;要使磁性材料记忆“0 ”,则要加负向脉冲电流,使磁性材料反向磁化。

磁性材料上呈现剩磁状态的地方形成了一个磁化元或存储元,它是记录一个二进制信息位的最小单位。

第八章

1半导体材料分类?

(1)元素半导体(2)化合物半导体(3)固溶体半导体

2硅和锗晶体的制备方法?

锗主要用直拉法,硅除了直拉法之外还用悬浮区熔法。

3化合物半导体?

由两种或两种以上元素以确定的原子配比形成的化合物并具有确定的禁带宽度和能带结构等半导体性质的化合物称为化合物半导体材料。

4发出不同光

磷砷化镓二极管发红光,磷化镓二极管发绿光,碳化硅二极管发黄光。

5半导体陶瓷?

半导体陶瓷是指导电性能介于导电陶瓷和绝缘介质陶瓷之间的一类材料,其电阻率介于

10-4-10-7之间。

6 PTC半导体陶瓷?

PTC热敏半导体陶瓷,是指一类具有正温度系数的半导体陶瓷材料。

典型的PTC半导体陶瓷材料系列有BaTiO3(钙钛矿结构)或以BaTiO3为基的(Ba, Sr, Pb)TiO3固溶半导体陶瓷材料,氧化钒等材料及以氧化镍为基的多元半导体陶瓷材料等。

7 NTC半导体淘瓷?

负温度系数( NTC , Negative Temperature Coefficient )热

敏半导体陶瓷是研究最早、生产最成熟、应用最广泛的半导体陶瓷之一。

NTC半导体陶瓷一般为尖晶石结构其通式为AB2O4,式中

A一般为二价正离子,B为三价正离子,O为氧离子。

8 CTR半导体陶瓷概念及应用?

负温度系数临界电阻CTR( Critical Temperature resister)

是利用材料从半导体相转变到金属状态时

电阻的急剧变化而制成,故称为急变温度热敏电阻。

主要是以V2O5为基础半导体陶瓷材料。这类材料常掺杂稀土氧化物来改善其性能。

用CTR半导体陶瓷材料制成的传感器在火灾报警、温度报警方面有很大用途

9半导体微结构材料分类?

半导体异质结,超晶格,量子阱材料

10p-n结及最大特性?

p-n结是在一块半导体单晶中用掺杂的办法做成两个导电类型不同的部分。

PN结的最大特性就是单向导电性。

11超晶格,超晶格种类?

两种或两种以上不同材料的薄层周期性地交替生长。

①组分超晶格②渗杂超晶格③多维超晶格④应变超晶格

12典型的半导体微结构材料?

GexSi1-x/Si异质结GaAs/AlGaAs超晶格

第九章

1激光?产生原理?

激光( LASER )是经受激辐射引起光频放大。受激发射。

2粒子数反转?

发光原子处在高能级的数目比低能级上的多,这种情况,称为粒子数反转。

3产生激光必要条件?

产生激光作用的必要条件是使原子或分子系统的两个能级之间实现粒子数反转。

4激活离子的作用?

激活离子的作用在于在固体中提供亚稳态能级,由光泵作用激发振荡出一定波长的激光。5第一台固体激光器的工作物质、基质?

红宝石为物质,刚玉单晶为基质

6光纤结构?

一次被覆层,缓冲层,二次被覆层

7包层纤芯材质?

包层用折射率较低(相对于纤芯材料而言)的有损耗(每公里几百分贝)的石英玻璃、多组分玻璃或塑料制成。

纤芯是由高透明固体材料(如高二氧化硅玻璃,多组分玻璃、塑料等)制成

8按材料分类?

玻璃光纤,胶套硅光纤,塑料光纤

9按照光纤的模式分类?

单模(Single-Mode)多模(Multi-Mode)

10按材料组分不同,光纤可分为?

高二氧化硅(石英)玻璃光纤;多组分玻璃光纤;塑料光纤。

11全反射原理?

12场致发光材料?

场致发光材料是禁带宽度比较大的半导体。

13光色玻璃

以普通的碱金属硼硅酸盐玻璃的成分为基础,加入少量的卤化银如氯化银,溴化银,碘化银或

它们的混合物作为感光剂,再加人极微量的敏化剂制成。

14光色互变原理

以极微小的晶粒形式存在的氯化银晶体(5-30 nm),经过光照射会发生光化学作用分解成氯原子和银原子。银原子使玻璃在可见光区产生均匀光吸收而着色变暗。

由于玻璃本身的惰性和不渗透性,

一方面使银原子不能在玻璃中自由行动,

另一方面氯原子也跑不出去,所以当光照结束后,光分解产生的氯和银原子又重新相逢,生成无色的氯化银,使光色玻璃复明。

——光色玻璃着色退色过程可逆的原因。

15液晶的三种结构类型

向列、近晶、胆甾型

16液晶的效应,温度效应及应用?

(1)温度效应

当胆甾型液晶的螺距与光的波长一致时,就产生强烈的选择性反射。白光照射时,因其螺距对温度十分敏感,就使它的颜色在几摄氏度温度范围内剧烈地改变,引起液晶的温度效应。该效应在金属材料的无损探伤,红外像转换,微电子学中热点的探测及在医学上诊断疾病,探查肿瘤有重要的应用。

例如有的液晶当温度升高时颜色按红、橙、黄、绿、青、蓝、紫的顺序变化,温度降低时,又按相反顺序变化.液晶的这种性质可以用来探测温度.

应用:

如果在病人皮肤表面涂一层液晶,由于肿瘤部分的温度与周围正常组织的温度不一样,液晶就显示出不同的颜色.

这种液晶还可以检查电路中的短路点.把液晶涂在印刷线路板上,由于短路处温度升高,这个

地方液晶显示的颜色就与其他地方不同.

(2)电光效应

液晶分子对电场的作用非常敏感,外电场的微小变化,就会引起液晶分子排列方式的改变,从而引起液晶光学性质的改变。

在外电场作用下,从液晶反射出的光线,在强度、颜色和色调上都有所不同,这是液晶的电光效应。该效应最重要的应用是在各种各样的显示装置上。

(3)光生伏特效应

在镀有透明电极的两块玻璃板之间,夹有一层向列型或近晶型液晶。

用强光照射,在电极间出现电动势的现象叫光生伏特效应,即光电效应。

该效应广泛应用于生物液晶中。

(4)超声效应

在超生波作用下,液晶分子的排列改变,使液晶物质显示出不同颜色和不同的透光性质。(5)理化效应

把液晶化合物暴露在有机溶剂的蒸气中,这些蒸气就溶解在液晶物质之中,从而使物质的物理化学性质发生变化,这是液晶的理化效应,利用该性质可以监测有毒气体。

另外,液晶还有应力效应,压电效应、辐照效应等

17液晶物质多数为什么化合物?

多数为脂肪族化合物、芳香族化合和胆甾族化合物。

18显示液晶器(LCD)的基本原理?简单液晶显示器的结构?

把液晶放在两个偏振片之间,在向列型液晶中,棒状分子的排列是彼此平行的.如果上下两玻璃棒定向是彼此垂直的,液晶分子将采取逐渐过渡的方式被扭转成螺旋状.

如果有光线进入,通过第一个偏振片后,将被液晶分子逐渐改变偏振方向.由于光线沿着分子排列的方向传播,光线最终将从另一端射出.

如果两玻璃板之间加上电压,分子排列方向将与电场方向平行,光线由于不能扭转将不会通过第二个极板.液晶显示器就是利用这一特性,在上下两片栅栏相互垂直的偏光板之间充满液晶,利用电场控制液晶的转动.不同的电场大小就会形成不同的灰阶亮度.

液晶显示器是一个由上下两片导电玻制成的液晶盒,盒内充有液晶,四周用密封材料——胶框密封,盒的两个外侧贴有偏光片。

工程材料学课后习题答案

第一章钢的合金化基础 1、合金钢是如何分类的? 1) 按合金元素分类:低合金钢,含有合金元素总量低于5%;中合金钢,含有合金元素总量为510%;中高合金钢,含有合金元素总量高于10%。 2) 按冶金质量S、P含量分:普通钢,P≤0.04≤0.05%;优质钢,P、S均≤0.03%;高级优质钢,P、S均≤0.025%。 3) 按用途分类:结构钢、工具钢、特种钢 2、奥氏体稳定化,铁素体稳定化的元素有哪些? 奥氏体稳定化元素, 主要是、、、C、N、等 铁素体稳定化元素, 主要有、、W、V、、、、B、、等 3、钢中碳化物形成元素有哪些(强-弱),其形成碳化物的规律如何? 1) 碳化物形成元素:、、、V、、W、、、等(按形成的碳化物的稳定性程度由强到弱的次序排列) ,在钢中一部分固溶于基体相中,一部分形成合金渗碳体, 含量高时可形成新的合金碳化物。 2) 形成碳化物的规律 a) 合金渗碳体——与碳的亲和力小,大部分溶入α或γ中,少部分溶入3C中,置换3C中的而形成合金渗碳体()3C; 、W、少量时,也形成合金渗碳体 b) 合金碳化物——、W 、含量高时,形成M6C(24C 42C)23C6(21W2C6 2W21C6)合金碳化物 c) 特殊碳化物——、V 等与碳亲和力较强时 i. 当<0.59时,碳的直径小于间隙,不改变原金属点阵结构,形成简单点阵碳化物(间隙相)、M2C。 . 当>0.59时,碳的直径大于间隙,原金属点阵变形,形成复杂点阵碳化物。 ★4、钢的四种强化机制如何?实际提高钢强度的最有效方法是什么? 1) 固溶强化:溶质溶入基体中形成固溶体能够强化金属; 2) 晶界强化:晶格畸变产生应力场对位错运动起到阻碍达到强化,晶格越细,晶界越细,阻碍位错运动作用越大,从而提高强度; 3) 第二相强化:有沉淀强化和弥散强化,沉淀强化着眼于位错运动切过第二相粒子;弥散强化着眼于位错运动绕过第二相粒子; 4) 位错强化:位错密度越高则位错运动越容易发生相互交割形成割阶,引起位错缠结,因此造成位错运动困难,从而提高了钢强度。 有效方法:淬火+回火,钢淬火形成马氏体,马氏体中溶有过饱和C和元素,产生很强的固溶强化效应,马氏体形成时还产生高密度位错,位错强化效应很大;是形成许多极细小的取向不同的马氏体,产生细晶强化效应。因此淬火马氏体具有很高强度,但脆性很大,淬火后回火,马氏体中析出碳化物粒子,间隙固溶强化效应虽然大大减小,但产生很强的析出强化效应,由于基体上保持了淬火时细小晶粒,较高密度的位错及一定的固溶强化作用,所以回火马氏体仍具有很高强度,并且因间隙固溶引起的脆性减轻,韧性得到改善。 ★5、固溶强化、二次硬化、二次淬火、回火稳定性的含义。 1) 固溶强化:当溶质原子溶入基体金属形成固溶体能强化金属。 2) 二次硬化:在含、W、V较多的钢中, 回火后的硬度随回火温度的升高不是单调降低, 而是在某一温度后硬度反而增加, 并在某一温度(一般为550℃左右)达到峰值。这种在一定回火温度下硬度出现峰值的现象称为二次硬化 3) 二次淬火:通过某种回火之后,淬火钢的硬度不但没有降低,反而有所升高,这种现象称为二次淬火。

功能材料试题及参考答案

功能材料试题及参考答案 篇一:功能材料试题参考答案 一、名词解释(共24分,每个3分) 居里温度:铁电体失去自发极化使电畴结构消失的最低温度(或晶体由顺电相到铁电相的转变温度)。 铁电畴:铁电晶体中许许多多晶胞组成的具有相同自发极化方向的小区域称为铁电畴。 电致伸缩:在电场作用下,陶瓷外形上的伸缩(或应变)叫电致伸缩。 介质损耗:陶瓷介质在电导和极化过程中有能量消耗,一部分电场能转变成热能。单位时间内消耗的电能叫介质损耗。 n型半导体:主要由电子导电的半导体材料叫n型半导体。 电导率:电导率是指面积为1cm2,厚度为1cm的试样所具有的电导(或电阻率的倒数或它是表征材料导电能力大小的特征参数)。压敏电压:一般取I=1mA时所对应的电压作为I随V陡峭上升的电压大小的标志称压敏电压。 施主受主相互补偿:在同时有施主和受主杂质存在的半导体中,两种杂质要相互补偿,施主提供电子的能力和受主提供空状态的能力因相互抵消而减弱。 二、简答(共42分,每小题6分)

1.化学镀镍的原理是什么? 答:化学镀镍是利用镍盐溶液在强还原剂(次磷酸盐)的作用下,在具有催化性质的瓷件表面上,使镍离子还原成金属、次磷酸盐分解出磷,获得沉积在瓷件表面的镍磷合金层。由于镍磷合金具有催化活性,能构成催化自镀,使得镀镍反应得以不断进行。 2.干压成型所用的粉料为什么要造粒?造粒有哪几种方式?各有什么特点? 答:为了烧结和固相反应的进行,干压成型所用粉料颗粒越细越好,但是粉料越细流动性越差;同时比表面积增大,粉料占的体积也大。干压成型时就不能均匀地填充模型的每一个角落常造成空洞、边角不致密、层裂、弹性后效等问题。为了解决以上问题常采用造粒的方法。造粒方式有两种方式:加压造粒法和喷雾干燥法。加压造粒法的特点是造出的颗粒体积密度大、机械强度高、能满足大型和异型制品的成型要求。但是这种方法生产效率低、自动化程度不高。喷雾干燥法可得到流动性好的球状团粒,产量大、可连续生产,适合于自动化成型工艺。但是这种方法得到的团粒体积密度不如喷雾干燥法大、机械强度不如喷雾干燥法高。 3.铁电体与反铁电体的自发极化有何不同特点?并分别解释为什么总的 ΣP=0?

新材料科学导论期末复习题(有答案版)

一、填空题: 1.材料性质的表述包括力学性能、物理性质和化学性质。 2.化学分析、物理分析和谱学分析是材料成分分析的三种基本方法。 3.材料的结构包括键合结构、晶体结构和组织结构。 4.材料科学与工程有四个基本要素,它们分别是:使用性能、材料的性质、制备/加工和结构/成分。 5.按组成和结构分,材料分为金属材料,无机非金属材料,高分子材料和复合材料。 6.高分子材料分子量很大,是由许多相同的结构单元组成,并以共价键的形式重复连接而成。 7.复合材料可分为结构复合材料和功能复合材料两大类。 8.聚合物分子运动具有多重性和明显的松弛特性。 9.功能复合材料是指除力学性能以外,具有良好的其他物理性能并包括部分化学和生物性能的复合材料。如有 光,电,热,磁,阻尼,声,摩擦等功能。 10.材料的物理性质表述为光学性质、磁学性质、电学性质和热学性质。 11.由于高分子是链状结构,所以把简单重复(结构)单元称为链节,简单重复(结构)单元的个数称为聚 合度。 12.对于脆性的高强度纤维增强体与韧性基体复合时,两相间若能得到适宜的结合而形成的复合材料,其性能显示 为增强体与基体的互补。(ppt-复合材料,15页) 13.影响储氢材料吸氢能力的因素有:(1)活化处理;(2)耐久性(抗中毒性能); (3)抗粉末化性能;(4)导热性能;(5)滞后现象。 14.典型热处理工艺有淬火、退火、回火和正火。 15.功能复合效应是组元材料之间的协同作用与交互作用表现出的复合效应。复合效应表现线性效应和非线性效 应,其中线性效应包括加和效应、平均效应、相补效应和相抵效应。 16.新材料发展的重点已经从结构材料转向功能材料。 17.功能高分子材料的制备一般是指通过物理的或化学的方法将功能基团与聚合物骨架相结合的过程。功能高 分子材料的制备主要有以下三种基本类型: ①功能小分子固定在骨架材料上; ②大分子材料的功能化; ③已有功能高分子材料的功能扩展; 18.材料的化学性质主要表现为催化性能和抗腐蚀性。 19.1977年,美国化学家MacDiarmid,物理学家Heeger和日本化学家Shirakawa首次发现掺杂碘的聚乙炔具有金 属的导电特性,并因此获得2000年诺贝尔化学奖。 20.陶瓷材料的韧性和塑性较低,这是陶瓷材料的最大弱点。 第二部分名词解释

试题库--建筑功能材料

建筑功能材料 一、填空题 1.决定涂料使用和涂膜主要性能的物质是。主要成膜物质 2.陶瓷制品按原料和焙烧温度不同可分为、和三大类。 陶器、瓷器、炻器 3.木材中表观密度大,材质较硬的是;而表观密度较小,木质较软的是。 硬材、软材 4.木质部是木材的主要部分,靠近髓心颜色较深的部分,称为;靠近横切面外部颜 色较浅的部分,称为;在横切面上深浅相同的同心环,称为。 芯材、边材、年轮 5.常用的安全玻璃的主要品种有、、和防盗玻璃等。 钢化、夹层、夹丝 6.木材的三个切面分别是、和。横切面、径切面;弦切面 7.据特点不同,塑料可分成热塑性塑料和热固性塑料。热性能 8.金属装饰材料分为和两大类。黑色金属、有色金属 9.按照树叶的是区分阔叶树和针叶树的重要特征。外观形状 10. 表示是指材料内部被水填充程度,即材料吸收水分的体积占干材料的自然体积 百分含量。含水率 11.建筑工程中的花岗岩属于岩,大理石属于岩,石灰石属于岩。 岩浆、变质、沉积 12.天然石材按体积密度大小分为、两类。重质石材、轻质石材 13.砌筑用石材分为和料石两类。毛石 14.铝合金按照合金元素可分为和。二元合金、三元合金 二、单选题 1.下列树种,属硬木材(B)。(A)松树(B)楸子(C)杉树(D)柏树 2.我国木材的标准含水率为(B)。(A)12% (B)15% (C)18% (D)30% 3.木材湿涨干缩沿(C)方向最大。(A)顺纹(B)径向(C)弦向(D)横纹 4.木材在适当温度、一定量空气且含水率为()时最易腐朽。 (A)10%-25% (B)25%-35% (C)35%-50% (D)50%-60% 5.塑料的主要性质决定于所采用的(A)。 (A)合成树脂(B)填充料(C)改性剂(D)增塑剂 6.不用于室外装饰(D)。(A)陶瓷面砖(B)陶瓷饰砖(C)防滑面砖(D)釉面砖 7.人造石材按所用的胶凝材料的不同可以分为(A)类 (A)4 (B)3 (C)5 (D)6 三、多选题 1.花岗岩与大理石相比(BCDE)。 (A)表观密度大(B)硬度大(C)抗风化能力强 (D)耐酸性好(E)耐磨性好 四、判断题 1.花岗石板材既可用于室内装饰又可用于室外装饰。√ 2.大理石板材既可用于室内装饰又可用于室外装饰。× 3.汉白玉是一种白色花岗石,因此可用作室外装饰和雕塑。×

纳米功能材料试题大学期末复习资料

《纳米功能材料》—思考题 第一章、概论 1.纳米材料定义及分类。 定义:利用物质在小到原子或分子尺度以后,由于尺寸效应、表面效应或量子效应所出现的奇异现象而发展出来的新材料。 分类:纳米粒子(零维纳米结构);纳米线、纳米棒(一维纳米结构);薄膜(二维纳米结构);纳米复合材料和纳米晶材料(三维纳米结构)。 2.功能材料定义及分类。 定义:是指通过光、电、磁、热、化学、生化等作用后具有特定功能的材料。 分类:常见的分类方法:(1)按材料的化学键分类:金属材料、无机非金属材料、有机材料、复合材料;(2)按材料物理性质分类:磁性材料、电学材料、光学材料、声学材料、力学材料;其他分类方法:(3)按结晶状态分类:单晶材料、多晶材料、非晶态材料;(4)按服役的领域分类:信息材料、航空航天材料、能源材料、生物医用材料等。 3.按照产物类型,纳米材料如何划分类别。 按照产物类型进行划分:(1)纳米粒子(零维):通过胶质处理、火焰燃烧和相分离技术合成;(2)纳米棒或纳米线(一维):通过模板辅助电沉积,溶液-液相-固相生长技术,和自发各向异性生长的方式合成;(3)薄膜(二维):通过分子束外延和原子层沉积技术合成;(4)纳米结构块体材料(三维):例如自组织纳米颗粒形成光带隙晶体 4.纳米结构和材料的生长介质类型? (1)气相生长,包括激光反应分解合成纳米粒子、原子层沉积形成薄膜等;

(2)液相生长,包括胶质处理形成纳米粒子、自组织形成单分散层等;(3)固相生成,包括相分离形成玻璃基体中的金属颗粒、双光子诱导聚合化形成三维光子晶体等;(4)混合生长,包括纳米线的气-液-固生长等。 5.按照生长介质划分: (1)气相生长,包括激光反应分解合成纳米粒子、原子层沉积形成薄膜等; (2)液相生长,包括胶质处理形成纳米粒子、自组织形成单分散层等;(3)固相生成,包括相分离形成玻璃基体中的金属颗粒、双光子诱导聚合化形成三维光子晶体等;(4)混合生长,包括纳米线的气-液-固生长等 6.纳米技术的定义? 定义:由于纳米尺寸,导致的材料及其体系的结构与组成表现出奇特而明显改变的物理、化学和生物性能、以及由此产生的新现象和新工艺。 7.制备纳米结构和材料的2大途径是什么?各自的特点或有缺点? 两大途径:自下而上;自上而下。 8.什么是描述小尺寸化的“摩尔定律”? 当价格不变时,上可容纳的元器件的数目,约每隔18-24个月便会增加一倍,性能也将提升一倍。 9.根据自己的理解,说明促进纳米材料相关科学与技术发展的意义。 新世纪高科技的迅速发展对高性能材料的要求越来越迫切,而纳米材料的合成为发展高性能的新材料和对现有材料性能的改善提供了一个新的途径。纳米科技是一门新兴的尖端科学技术。它将是21世纪最先进、最重要的科学技术之一,它的迅速发展有可能迅速改变物质产品的生产方式,引发一场新的产业革命,导致社会发生巨大变革。正如像自来水、电、抗生素和微电子的发

功能材料试题B参考答案

功能材料试题B参考答案 一、名词解释(共24分,每个3分) 居里温度:铁电体失去自发极化使电畴结构消失的最低温度(或晶体由顺电相到铁电相的转变温度)。 铁电畴:铁电晶体中许许多多晶胞组成的具有相同自发极化方向的小区域称为铁电畴。 电致伸缩:在电场作用下,陶瓷外形上的伸缩(或应变)叫电致伸缩。 介质损耗:陶瓷介质在电导和极化过程中有能量消耗,一部分电场能转变成热能。单位时间内消耗的电能叫介质损耗。 n型半导体:主要由电子导电的半导体材料叫n型半导体。 电导率:电导率是指面积为1cm2,厚度为1cm的试样所具有的电导(或电阻率的倒数或它是表征材料导电能力大小的特征参数)。 压敏电压:一般取I=1mA时所对应的电压作为I随V陡峭上升的电压大小的标志称压敏电压。 施主受主相互补偿:在同时有施主和受主杂质存在的半导体中,两种杂质要相互补偿,施主提供电子的能力和受主提供空状态的能力因相互抵消而减弱。 二、简答(共42分,每小题6分) 1.化学镀镍的原理是什么?

答:化学镀镍是利用镍盐溶液在强还原剂(次磷酸盐)的作用下,在具有催化性质的瓷件表面上,使镍离子还原成金属、次磷酸盐分解出磷,获得沉积在瓷件表面的镍磷合金层。由于镍磷合金具有催化活性,能构成催化自镀,使得镀镍反应得以不断进行。 2.干压成型所用的粉料为什么要造粒?造粒有哪几种方式?各有什 么特点? 答:为了烧结和固相反应的进行,干压成型所用粉料颗粒越细越好,但是粉料越细流动性越差;同时比表面积增大,粉料占的体积也大。干压成型时就不能均匀地填充模型的每一个角落常造成空洞、边角不致密、层裂、弹性后效等问题。为了解决以上问题常采用造粒的方法。造粒方式有两种方式:加压造粒法和喷雾干燥法。加压造粒法的特点是造出的颗粒体积密度大、机械强度高、能满足大型和异型制品的成型要求。但是这种方法生产效率低、自动化程度不高。喷雾干燥法可得到流动性好的球状团粒,产量大、可连续生产,适合于自动化成型工艺。但是这种方法得到的团粒体积密度不如喷雾干燥法大、机械强度不如喷雾干燥法高。 3.铁电体与反铁电体的自发极化有何不同特点?并分别解释为什么总的 ΣP=0? 答;铁电体自发极化的特点是单元晶胞中的偶极子成对的按相同方向平行排列,晶体中存在着一个个由许多晶胞组成的自发极化方向相同的小区域-铁电畴,但各个铁电畴的极化方向是不同的、杂乱无章的

功能高分子材料复习题

1.功能高分子概述 功能高分子材料是指那些具有独特物理特性(如光,电,磁灯)或化学特性(如反应,催化等)或生物特性(治疗,相容,生物降解等)的新型高分子材料 主要研究目标和内容:新的制备方法研究,物理化学性能表征,结构与性能的关系研究,应用开发研究。 2.构效关系分析 官能团的性质与聚合物功能之间的关系,功能高分子中聚合物骨架的作用,聚合物骨架的种类和形态的影响。 3.什么叫反应型高分子?应用特点? 反应型功能高分子材料是指具有化学活性,并且应用在化学反应过程中的功能高分子材料,包括高分子试剂和高分子催化剂。 应用特点:具有不溶性,多孔性,高选择性和化学稳定性,大大改进了化学反应的工艺过程,且可回收再用。 4.常用的氧化还原试剂,卤代试剂,酰基化试剂分别有哪些? 常用的氧化还原试剂:醌型,硫醇型,吡啶型二茂铁型,多核芳香杂环型。 卤代试剂:二卤化磷型,N-卤代酰亚胺型,三价碘型。 酰基化试剂(分别使氨基,羧基和羟基生成酰胺,酸酐和酯类化合物):高分子活性酯和高分子酸酐。 5.高分子酸碱催化剂的制备及应用 阳离子交换树脂:苯乙烯与少量二乙烯基苯共聚,可得到交联聚苯乙烯,将交联聚苯乙烯制成微孔状小球,再在苯环上引入磺酸基、羧基、氨基等,可得到各种阳离子交换树脂。 CH=CH 2 2 CH=CH 2+CH-CH 2-CH-CH 2 CH-CH 2 CH-CH 2n CH-CH 2 CH-CH 2 CH-CH 2CH-CH 2 CH-CH 2 CH-CH 2 交联苯乙烯 P P SO 3H + H 2SO 4(发烟)+ H 2O 交联苯乙烯强酸性阳离子交换树脂水处理剂、酸性催化剂 阳离子交换树脂还能代替硫酸作催化剂,产率高,污染少,便于分离 阴离子交换树脂:在交联苯乙烯分子中的苯环上引入季铵碱基,则得到阴离子交换树脂

《工程材料学》复习题

《工程材料学》复习题 一、名词解释 1、硬度, 2、铁素体, 3、枝晶偏析, 4、过冷奥氏体, 5、固溶体, 6、再结晶 7、相 8、 非自发形核9、枝晶偏析10、共晶反应11、淬硬性12、硬度 二、填空题.工程上常用的硬度主要有、、三种。 2. α-Fe的晶格类型分别属于晶格,可有个铁原子构成。 3. 铁碳合金固态基本相结构包括,固溶体型、。 4. 金属冷塑性变形后产生内应力,一般可以分为:、、 。若完全消除加工硬化,其加热温度应高于 温度。 C相图中GS线是指临界温度线,工程上也 5. Fe-Fe 3 称作线,S点是指、C点是指、E点是指、G点是指。 6. 珠光体是和组成的两相机械混合物。 7. 根据回火温度计对淬火钢的力学性能要求,一般将回火分为三 类:、、。 8. 按钢化学成分进行分类,碳素钢又可分为三 类:、、。渗碳钢又可分为:和两类。 9. 过冷奥氏体不同等温下其转变产物不同,可以分为三种类 型:、、。 10、体心立方和面心立方晶格中,单位晶胞的原子数分别是___________和___________。 11、按照几何特性,金属晶体中的主要缺陷有: ___________、___________和、 ___________。 12、亚共晶白口铸铁的室温组织为___________、___________ 和 ___________。 13、工程中常用的特殊性能钢有_________、_________、_________。 14、合金元素对铝的强化作用主要表现为___________、___________和__________。 15、40CrMn所代表的含义:40___________、Cr___________、Mn___________。 16、过冷奥氏体等温转变过程中,中温转变产物有:___________、__________。 17、液态金属总是在过冷的条件下结晶,其冷却速度越快,则形核率越 _________,结 晶后的晶粒便越_________,其强度越________,塑性和韧性越__________。 18、钢的质量是按和的含量高低进行分类的。 19、体心立方、面心立方及密排六方晶格的主要滑移系数目分别是___________、 ___________、___________。

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页眉 工程材料习题集 钢的合金化基础第一章 1合金元素在钢中有哪四种存在形式?(马氏体),以溶质形式存在形成固溶体;、γ(奥氏体)、M①溶入α(铁素体)形成强化相:碳化物、金属间化合物;②形成非金属夹杂物;③。、以游离状态存在:CuAg④ 其中哪三个可无限溶解在奥氏体中?哪两个铁素体形成元素可写出六个奥氏体形成元素,2 无 限溶解在铁素体中?,其中(锰、钴、镍、铜、碳、氮)C、NCo、Ni、Cu、①奥氏体形成元素:Mn、(铜、碳、氮)为有限溶NC、、Co、Ni(锰、钴、镍)可无限溶解在奥氏体中,CuMn、解;(铬、钒)可无限溶解在铁素体中,其余为有限溶解。、V②Cr 写出钢中常见的五种非碳化物形成元素。3Co 、、Cu、Si、Al①非碳化物形成元素:Ni按碳化物稳定性由弱到强的顺序按由强到弱的顺序写出钢中常见的八种碳化物形成元素。4 写出钢中常见的四种碳化物的分子式。Fe Mn、Cr、(弱)、、V、(中强)W、MoNb①碳化物由强到弱排列:(强)Ti、C→MC→MFeC→MC②碳化物稳定性由弱到强的顺序:63623容易加工硬化?奥氏体层而高锰奥氏体钢难于冷变形,5为什么高镍奥氏体钢易于冷变形,错能高和低时各形成什么形态的马氏体?越有层错能越低,镍是提高奥氏体层错能的元素,锰是降低奥氏体层错能的元素,①利于位错扩展而形成层错,使交滑移困难,加工硬化趋势增大。钢;奥氏体层错Cr18-Ni8 奥氏体层错能越低,形成板条马氏体,位错亚结构。如②合金。能越高,形成片状马氏体,孪晶亚结构。如Fe-Ni钢的强化机制的出发点是什么?钢中常用的四种强化方式是什么?其中哪一种方式在提6 高强度的同时还能改善韧性?钢中的第二相粒子主要有哪两个方面的作用?①强化机制的出发点是造成障碍,阻碍位错运动。、第二相强化、位错钢中常用的四种强化方式:固溶强化、晶界强化(细晶强化)②强化(加工硬化)。晶界强化(细晶强化)在提高强度的同时还能改善韧性。③沉淀强化。钢中的第二相粒子主要作用:细化晶粒、弥散④/ 钢中常用的韧性指标有哪三个?颈缩后的变形主要取决于什么?7韧性指标:冲击韧度①? TK、韧脆转变温度、平面应变断裂韧度。ICk k颈缩后的变形用?表示,主要取决于微孔坑或微裂纹形成的难易程度。②P钢中碳化物应保持什么形晶粒大小对极限塑性有什么影响?为什么?为了改善钢的塑性,8 态?细化晶粒对改善均匀塑性(εu) 贡献不大,但对极限塑性(εT)却会有一定好处。因为① 随着晶粒尺寸的减少,使应力集中减弱,推迟了微孔坑的形成。应为球状、钢中的碳化物(第二相)充分发挥弥散强化的作用,②为了改善钢的塑性,细小、均匀、弥散地分布。页脚 页眉 9改善延性断裂有哪三个途径?改善解理断裂有哪两种方法?引起晶界弱化的因素有哪两个? ①改善延性断裂有三个途径:(1)减少钢中第二相的数量:尽可能减少第二相数量,特别是夹杂物的数量。细化、球化第二相颗粒。(2)提高基体组织的塑性:宜减少基体组织中固溶强化 效果大的元素含量。(3)提高组织的均匀性:目的是防止塑性变形的不均匀性,以减少应力集中;碳化物强化相呈细小弥散分布,而不要沿晶界分布。 ②改善解理断裂有两种方法:(1)细化晶粒;(2)加入Ni元素降低钢的T。k③引起晶界弱化的因素有两个:(1)溶质原子(P、As、Sb、Sn)在晶界偏聚,晶界能r下降,裂纹易于沿晶界形成和扩展。(2)第二相质点(MnS、Fe3C)沿晶界分布,微裂纹g易于在晶界形成,主裂纹易于

高分子材料试题及答案.pdf

《高分子材料》试卷答案及评分标准 一、填空题(20分,每空1分): 1、材料按所起作用分类,可分为功能材料和结构材料两种类型。 2、按照聚合物和单体元素组成和结构变化,可将聚合反应分成 加成聚合反应和缩合聚合反应两大类。 3、大分子链形态有伸直链、折叠链、螺旋链、无规线团四种基本类型。 4、合成胶粘剂按固化类型可分为化学反应型胶粘剂、热塑性树脂溶液胶粘剂、热熔胶粘剂 三种。 5、原子之间或分子之间的系结力称为结合键或价键。 6、高分子聚合物溶剂选择的原则有极性相近、溶解度参数相近、 溶剂化原则。 7、液晶高分子材料从应用的角度分为热致型和溶致型两种。 8、制备高聚物/粘土纳米复合材料方法有插层聚合和插层复合两种。 二、解释下列概念(20分,每小题4分): 1、 材料化过程:由化学物质或原料转变成适于一定用场的材料,其转变 过程称为材料化过程或称为材料工艺过程。 2、 复合材料:由两种或两种以上物理和化学性质不同的物质,用适当的 工艺方法组合起来,而得到的具有复合效应的多相固体材料称之为复合材料。 3、 聚合物混合物界面:聚合物的共混物中存在三种区域结构:两种聚合物 各自独立的相和两相之间的界面层,界面层也称为过渡区,在此区域发生两相的粘合和两种 聚合物链段之间的相互扩散。 4、 共混法则:共混物的性能与构成共混物的组成均质材料的性能有关, 一般为其体积分数或摩尔分数与均质材料的性能乘积之和。或是倒数关系。 5、 纳米复合材料:是指复合材料结构中至少有一个相在一维方向上是纳米 尺寸。所谓纳米尺寸是指1nm~100nm的尺寸范围。纳米复合材料包括均质材料在加工过程中所析出纳米级尺寸增强相和基体相所构成的原位复合材料、纳米级尺寸增强剂的复合材料以及刚性分子增强的分子复合材料等。 三、比较下列各组聚合物的柔顺性大小,并说明理由(5分,每小题2.5分): 1、 聚丙烯与聚苯烯 聚丙烯>聚苯烯,原因:随着长链上侧基体积的增大,限制了分子链的运动,分子的柔性降低。 2、 聚乙烯、氯化聚乙烯和聚氯乙烯 聚乙烯>氯化聚乙烯>聚氯乙烯,原因:随着长链上氯原子的增加,分子间作用力增强,分子的柔性降低。 四、比较下列各组聚合物的Tg大小,并说明理由(5分,每小题2.5分): 1、 聚丙烯、聚氯乙烯、聚乙烯醇和聚丙烯腈 聚丙烯<聚氯乙烯<聚乙烯醇<聚丙烯腈,原因:随着分子链上侧基的极性增强,分子链产生的内旋转受到限制越大,是其Tg增高。 2、 聚( 3、3-二甲基—1-丁烯)、聚苯乙烯和聚乙烯基咔唑 聚(3、3-二甲基—1-丁烯)<聚苯乙烯<聚乙烯基咔唑,原因:随着分子链上侧基体积的增大,分子运动越困难,所以Tg增高。 五、按照给出条件鉴别高分子材料(6分,每小题3分): 1、 序号 密度(g/cm3) 洛氏硬度 软化温度℃ 冲击强度J/m

功能材料 考试必备 复习思考题

功能材料复习思考题 一、基本概念题 1、超导体的同位素效应是指超导体的临界温度依赖于依赖于同位素质量的现象。 2、气敏陶瓷是吸收某种气体后电阻率发生变化的一种功能陶瓷,其气敏特性,大多通过待测气体在陶瓷表面附着,产生某种化学反应、与表面产生电子的交换等作用来实现的,这种气敏现象称为表面过程。湿敏陶瓷:是指对气体、液体和固体物质中水分含量敏感的陶瓷材料。 3、精细陶瓷按照化学组成可分为氧化物陶瓷、非氧化物陶瓷;按照陶瓷材料的功能可分为结构陶瓷、功能陶瓷、生物陶瓷。精细陶瓷生产的基本工序包括粉体制备、成形和烧结。 4、形状记忆合金中生物相容性好的是Ti-Ni基形状记忆合金,不具有生物相容 性的是Cu基形状记忆合金。 5、第二类超导体的主要特征是有两个临界磁场,在混合态下,第二类超导体仍 具有零电阻,但不具有完全抗磁性。 6、相对于用天然无机物烧结的传统陶瓷,以精制的人工合成的无机化合物或高纯天然无机物为原料,采用精密控制的制造加工工艺烧结,具有远胜过以往独特性能的优异特性的陶瓷,称为精细陶瓷。 7、形状记忆合金应具备的条件是:合金能够发生热弹性马氏体相变;母相和马 氏体的晶体结构通常是有序的;(3)母相的晶体结构具有较高的对称性,而马氏体的晶体结构具有较低的对称性。 8、储氢合金吸氢、放氢时体积会膨胀、收缩,反复的吸氢、放氢,会使合金中 产生裂纹、破碎、粉化,这对储氢合金的应用是有害的。 9、形状记忆效应的变形具有一定的限度,取决于母相与马氏体的晶体结构参数。 10、非晶态合金的主要缺点表现在两方面,一是由于采用急冷方法制备材料,使 其厚度受到限制,二是热力学上不稳定,受热有晶化倾向。 11、精细陶瓷的制备工艺流程中预烧合成的目的是去除去除原料中挥发的杂质,化学结合和物理吸附的水分、气分、有机物等;使原料颗粒致密化及结晶长大,以减小在以后烧结中的收缩,提高产品合格率;完成同质异晶的晶型转变,形成稳定的结晶相。 12、马氏体相变是非扩散型相变,相变过程是以切变方式进行,由于切变方向不 同,产生结构相同,位向不同的马氏体,即马氏体变体。 13、Ms、As、M f、A f是表征记忆合金的热弹性马氏体相变的特征温度,也是形 状记忆过程中变形及形状恢复的特征温度。定义(As-Ms)为热滞后,是形状记忆合金的一个重要参量。 14、马氏体相变是非扩散型相变,相变过程是以切变方式进行。外加应力可以改变相变温度,即使温度在Ms点以上,只需进行适当的变形也可以发生马氏体相变,称为应力诱发马氏体相变。热弹性马氏体相变是指马氏体相变过程中,马氏体片随着温度的升降表现出弹性式消长,称为热弹性马氏体相变。 15、超导态下,外磁场的磁化使超导体表面产生感应电流,感应电流在超导体内产生的磁场正好和外磁场相抵消,导致超导体内部磁场为零,即具有完全抗磁性,这种现象就是迈斯纳效应。 16、非晶态合金是指由一定成分的液态合金经高速冷却而形成的在常温和低温固态下原子排列具有短程有序而长程无序的金属合金。 17、功能陶瓷是指利用材料的电、磁、光、声、热等直接的性能或其耦合效应

工程材料学习题集答案整理最终版

工程材料习题集 第一章钢得合金化基础 1合金元素在钢中有哪四种存在形式? ①溶入α(铁素体)、γ(奥氏体)、M(马氏体),以溶质形式存在形成固溶体; ②形成强化相:碳化物、金属间化合物; ③形成非金属夹杂物; ④以游离状态存在:Cu、Ag。 2写出六个奥氏体形成元素,其中哪三个可无限溶解在奥氏体中?哪两个铁素体形成元素可无限溶解在铁素体中? ①奥氏体形成元素:Mn、Co、Ni、Cu、C、N(锰、钴、镍、铜、碳、氮),其中Mn、Co、Ni(锰、钴、镍)可无限溶解在奥氏体中,Cu、C、N(铜、碳、氮)为有限溶解; ②Cr、V(铬、钒)可无限溶解在铁素体中,其余为有限溶解。 3写出钢中常见得五种非碳化物形成元素。 ①非碳化物形成元素:Ni、Si、Al、Cu、Co 4按由强到弱得顺序写出钢中常见得八种碳化物形成元素。按碳化物稳定性由弱到强得顺序写出钢中常见得四种碳化物得分子式。 ①碳化物由强到弱排列:(强)Ti、Nb、V、(中强)W、Mo、Cr、(弱)Mn、Fe ②碳化物稳定性由弱到强得顺序:Fe3C→M23C6→M6C→MC 5为什么高镍奥氏体钢易于冷变形,而高锰奥氏体钢难于冷变形,容易加工硬化?奥氏体层错能高与低时各形成什么形态得马氏体? ①镍就是提高奥氏体层错能得元素,锰就是降低奥氏体层错能得元素,层错能越低,越有利于位错扩展而形成层错,使交滑移困难,加工硬化趋势增大。 ②奥氏体层错能越低,形成板条马氏体,位错亚结构。如Cr18-Ni8钢;奥氏体层错能越高,形成片状马氏体,孪晶亚结构。如Fe-Ni合金。 6钢得强化机制得出发点就是什么?钢中常用得四种强化方式就是什么?其中哪一种方式在提高强度得同时还能改善韧性?钢中得第二相粒子主要有哪两个方面得作用? ①强化机制得出发点就是造成障碍,阻碍位错运动。 ②钢中常用得四种强化方式:固溶强化、晶界强化(细晶强化)、第二相强化、位错强化(加工硬化)。 ③晶界强化(细晶强化)在提高强度得同时还能改善韧性。 ④钢中得第二相粒子主要作用:细化晶粒、弥散/沉淀强化。 7钢中常用得韧性指标有哪三个?颈缩后得变形主要取决于什么? α、平面应变断裂韧度K IC、韧脆转变温度T k。 ①韧性指标:冲击韧度 k ε表示,主要取决于微孔坑或微裂纹形成得难易程度。 ②颈缩后得变形用P 8晶粒大小对极限塑性有什么影响?为什么?为了改善钢得塑性,钢中碳化物应保持什么形态? ①细化晶粒对改善均匀塑性(εu)贡献不大,但对极限塑性(εT)却会有一定好处。因为随着晶粒尺寸得减少,使应力集中减弱,推迟了微孔坑得形成。 ②为了改善钢得塑性,充分发挥弥散强化得作用,钢中得碳化物(第二相)应为球状、细小、均匀、弥散地分布。 9改善延性断裂有哪三个途径?改善解理断裂有哪两种方法?引起晶界弱化得因素有哪两

材料概论试题

1.何为材料,为何材料是人类社会生活的物质基础? 材料是人类用于制造物品、器件或其他产品的物质。是人类要生存需要的最基本的物质生活资料。物质生产活动是人类从事其他各种社会活动的先决条件。 2.材料科学与工程的四个基本要素是什么?请说明他们之间的关系。 材料的四个基本要素:结构与成分、性质、合成与制备、用途与性能 3.复合材料设计的基本思想是什么?举一例说明。 达到功能复合,能保留原组成原料的特性,并通过复合效应得到原来所不具有的更为优越的新性能。 碳纤维复合材料制造大飞机;轮胎是由橡胶、碳黑、帘子线等材料构成的。 4.从燕子造窝到人用草拌泥造房、再到我们用碳纤维复合材料制造大飞机的过程,你得到了哪些启示? 这些复合材料的制备都还停留在经验的层面上,而碳纤维复合材料制造大飞机虽然使用了 一贯的复合思想,但相比之下更具有系统性、科学性。如今我们创造新的复合材料不再需 要像过去一样完全依靠试错法,而有相关的理论指导,所以我们在探索新领域时可以从一些已有的思想中获取灵感,再用理论化地手段将其转化为材料科学。 5.绿色建筑的基本涵义? 绿色建筑指在建筑的全寿命周期内,最大限度地节约资源,保护环境和减少污染,为人们提供健康、舒适和高效的使用空间,与自然和谐共生的建筑物。 6.建筑生态环境材料的基本涵义?生态环境材料是指那些具有良好的使用性能和优良的环境协调性的材料 7.看《终结者2》推测那个人材料的性能与特点,并推测由什么方法合成。( 描述电影中未来人

材料的特点和性能,并设想可由什么方式合成? 终结者2 中的机器人由液态金属构成,具有流动性和高强度性,韧性好,可再组合。 合成方法: 合金合成法,置于电解液中的镓基液态合金在和铝合金结合后,能长期高速运转。 8.试说明金属材料在民航飞机中的应用情况 铝合金用作承力件,钛合金用于具有一定耐热性和耐腐蚀性的板材结构件,高强度结构钢,用于前后起落架;不锈钢,用于发动机的一些装置。高温合金用于耐高温的板材结构件和螺栓,螺母等固件和排气孔的蜂窝结构 9.说明燃料电池的工作原理及其特点。 燃料电池的工作原理是通过氧化还原反应将化学能直接转化为电能。 燃料范围广,不受卡诺循环限制、能量转换效率高、超低污染、运行噪声低、可靠性高、维护方便等 10.说明质子交换膜燃料电池的特性 a.可低温运行。b ?比能量和比功率高;c?结构紧凑、质量小,水易排出。 d ?采用固态电解质不会出现变形、迁移或从燃料电池中气化,无电解液流失。e .可靠性高,寿命长。 f .因唯一的液体是水,本质上可避免腐蚀。 11.什么是有机半导体? 具有半导体性质的有机材料,即导电能力介于金属和绝缘体之间 12.导电机理是什么,为什么有机物能导电?含有共轭基团的有机分子之间形成连续共轭的大pai 结构,用来传导电子和空穴,然后在电场的作用下, 载流子可以沿聚合物链作定向运动,从而使高分子材料导电

功能材料-2015期末考试题.

《功能材料》期末考试题 基本概念: 功能材料:功能材料是指那些具有优良的电学、磁学、光学、热学、声学、力学、化学、生物医学功能,特殊的物理、化学、生物学效应,能完成功能相互转化,主要用来制造各种功能元器件而被广泛应用于各类高科技领域的高新技术材料。液晶:液晶是介于晶态和液态之间的一种热力学稳定的过渡中间相态,它既具有晶态的各向异性,又具有液态的流动性 阻尼合金:阻尼合金是一种阻尼(内耗)大,能使振动迅速衰减的特种金属材料,也称减振合金、防振合金、消声合金、哑巴金属等。 弹性反常:一般金属及合金的弹性模量随温度升高而降低,即βE<0,这是弹性模量―温度关系的正常变化。但是某些铁磁性材料在一定温度范围内弹性模量随温度的变化很小(βE 0),甚至增加(βE >0)。这是弹性模量―温度关系的反常变化,称为弹性反常。 弹性后效:理想的弹性材料在弹性变形范围内,应力和应变的关系服从虎克定律。但在实际弹性材料发生弹性变形时,会产生应变落后于应力,且与时间有关。这个现象称为弹性后效。 热双金属:热双金属(thermobimetal)是指由两个(或多个)具有不同热膨胀系数的金属或合金组元层牢固地结合在一起的复合材料。 非平衡载流子:在外界作用下(光照、电化学法),半导体中的自由电子浓度n和空穴浓度p都是偏离平衡值,多出来的这部分载流子称为非平衡载流子,即过剩的载流子。 载流子寿命:在热平衡条件下,电子不断地由价带激发到导带,产生电子空穴对,与此同时,它们又不停地因复合而消失。平衡时,电子与空穴的产生率等于复合率,从而使半导体中载流子的密度维持恒定。载流子间的复合使载流子逐渐消失,这种载流子平均存在的时间,就称之为载流子寿命。 漂移迁移率:半导体内自由电子或空穴在单位电场作用下漂移的平均速度,简称迁移率。霍尔效应:将有电流通过的固体样品置于均匀磁场中,如果电流方向与磁场垂直,则在垂直于电流和磁场组成的平面方向会形成一稳定的横向电场,这个现象称为霍尔效应。 PN的击穿:当反向偏压升到某一电压值时,反向电流急剧增大,称为击穿,其电压为击穿电压V B。

工程材料学学期期末考试试题(B)及详解答案

工程材料学学期期末考试试题(B )及详解答案 试卷代号 B 、名词解释:(每小题2分,共10分) 1. 相 2. 加工硬化 3. 调质 4.马氏体 5.同素异晶性 、填空题:(每空0.5分,共20分) .缺陷。 学年第1学期《工程材料学》 考试试题 考试日期: 1.按结合键的性质,工程材料通常分为. 等四类。 2.金属材料的晶体结构有 、密排六方三种。 3.晶体中的缺陷按尺寸的大小分为. 三种缺陷 ,位错属于— 4.固溶体按溶质原子的位置分为. 两种。 5.珠光体是. 反应的产物,它是. .体和 .体的机械混合物。 6. 45钢的含碳量是. T10A 钢的含碳量是.

现象。 胞原子数为. 10、钢的常见表面热处理方法有 判断题:(在题后括号内将正确的划2,错误的划Xo 每小题 45钢在淬火后出现屈氏体组织是由于加热温度不够高造成的。( 锡在室温下变形属于冷加工(锡熔点为 232C )o () 室温下,金属的晶粒越细小,其强度硬度越高,而塑性与韧性越差。( 10.不锈钢1Cr18Ni9Ti 中Ti 的作用是避免晶间腐蚀() 8. 弹簧钢通常采用调质处理工艺以提高其性能。( ) 9. 以铝、镁、钛为基的合金称为轻合金。() 7. 塑性变形后的金属加热时,随温度的升高将依次发生 8. aFe 是. 晶体结构,其晶胞原子数为. Cu 是 晶体结构,其晶 9、 除Co 以外,合金元素的加入,均使钢的 C 曲线 ,临界冷却速度. 钢的淬透性. ,所以35CrMo 钢比35钢的淬透性. 11.在 Fe-C 合金中,丫 — + Fe3C 是. 转变,而 L7丫+ Fe3C 是. 转变。 12.钢的回火分为. 三种类型,其主要产物分别是. 13.单晶体塑性变形的基本方式为. 和孪晶。 1分,共10分) 1. 洛氏硬度的表示符号为HB 0 () 2. 3. 铸铁不能进行热处理。() 4. 过冷是纯金属凝固的必要条件。() 5. 6. 杠杆定律只适用于两相区。() 7.

工程材料试题B答案

工程材料(B) 一、填空题 1.屈服强度指的是材料的。2.晶体结构主要分为个晶系和种晶格。 3 4.常温下,钢与铸铁的晶粒越,其机械性能越,在结晶过程中若加快冷却速度可达到晶粒的目的。 5.下列铸铁中石墨的存在状态及获取方法是:孕育铸铁、;球墨铸铁、;可锻铸铁、。 6.写出下列力学指标的符号:抗拉强度;布氏硬度;断裂韧性。7.钢的室温组织有、、。 8.平衡状态下,含碳量为0.60%的铁碳合金由液态冷至室温的组织转变过程为:液态、、、及。 9.晶核形成有和两种方式。 10.共析钢的室温组织是,它是和的机械混合物。 二、判断题 1.普通碳素结构钢一般都在供货状态下使用,不做热处理。()2.硅在钢中可以起到强化的作用,所以碳钢中不限制其含量的多少。()3.硬度不是金属材料的独立的性能指标。()4.黄铜是铜锡合金。()5.Q235-A是A型球墨铸铁。()6.高分子材料是由相对分子质量104以上的化合物构成的材料。()7.环氧树脂是一种热塑性树脂。()8.陶瓷材料的主要结合键是金属键和离子键。()9.树脂基复合材料是应用最广的一类复合材料。()10.在冷或热状态下的压力作用下,材料产生塑性变形的能力叫压力加工性能。() 三、解词 1.过冷度 2.固溶体 3.贝氏体 4.玻璃钢

四、问答题 1.何谓同素异构转变?给出铁的同素异构转变过程 3.分析并举例(比如轴类)说明如何选择零部件用钢。 3.分析下列牌号钢铁材料的种类、含碳量及主要合金元素含量、用途及常用的最终热处理工艺。(15分) Q235-AF、20CrMnTi、45、40Cr、GCr15、60Si2Mn、65 4.什么是锡青铜?为什么工业用锡青铜的含锡量为3~14%?

功能材料期末复习资料

1、名词解释(共24分,每个3分) 居里温度:铁电体失去自发极化使电畴结构消失的最低温度(或晶体由顺电相到铁电相的转变温度)。 铁电畴:铁电晶体中许许多多晶胞组成的具有相同自发极化方向的小区域称为铁电畴。 电致伸缩:在电场作用下,陶瓷外形上的伸缩(或应变)叫电致伸缩。 介质损耗:陶瓷介质在电导和极化过程中有能量消耗,一部分电场能转变成热能。单位时间内消耗的电能叫介质损耗。 n型半导体:主要由电子导电的半导体材料叫n型半导体。电导率:电导率是指面积为1cm2,厚度为1cm的试样所具有的电导(或电阻率的倒数或它是表征材料导电能力大小的特征参数)。 压敏电压:一般取I=1mA时所对应的电压作为I随V陡峭上升的电压大小的标志称压敏电压。 施主受主相互补偿:在同时有施主和受主杂质存在的半导体中,两种杂质要相互补偿,施主提供电子的能力和受主提供空状态的能力因相互抵消而减弱。 二、简答(共42分,每小题6分) 1.化学镀镍的原理是什么?答:化学镀镍是利用镍盐溶液在强还原剂(次磷酸盐)的作用下,在具有催化性质的瓷件表面上,使镍离子还原成金属、次磷酸盐分解出磷,获得沉积在瓷件表面的镍磷合金层。由于镍磷合金具有催化活性,能构成催化自镀,使得镀镍反应得以不断进行。 2.干压成型所用的粉料为什么要造粒?造粒有哪几种方式?各有什么特点? 答:为了烧结和固相反应的进行,干压成型所用粉料颗粒越细越好,但是粉料越细流动性越差;同时比表面积增大,粉料占的体积也大。干压成型时就不能均匀地填充模型的每一个角落常造成空洞、边角不致密、层裂、弹性后效等问题。为了解决以上问题常采用造粒的方法。造粒方式有两种方式:加压造粒法和喷雾干燥法。加压造粒法的特点是造出的颗粒体积密度大、机械强度高、能满足大型和异型制品的成型要求。但是这种方法生产效率低、自动化程度不高。喷雾干燥法可得到流动性好的球状团粒,产量大、可连续生产,适合于自动化成型工艺。但是这种方法得到的团粒体积密度不如喷雾干燥法大、机械强度不如喷雾干燥法高。 3.铁电体与反铁电体的自发极化有何不同特点?并分别解释为什么总的ΣP= 0? 答;铁电体自发极化的特点是单元晶胞中的偶极子成对的按相同方向平行排列,晶体中存在着一个个由许多晶胞组成的自发极化方向相同的小区域-铁电畴,但各个铁电畴的极化方向是不同的、杂乱无章的分布;反铁电体自发极化的特点是单元晶胞中的偶极子成对的按相反方向平行排列且这两部分偶极子的偶极矩大小相等方向相反。铁电体ΣP=0是由于一般情况下整个铁电晶体的内部不同方向取向的电畴其自发极化强度可相互抵消,所以铁电晶体的ΣP=0;反铁电体晶胞中偶极子以反平行方向排列偶极子的偶极矩在晶胞内部自行抵消,所以对外不显示极性ΣP=0。 4.独石电容器的的特点是什么? 答:性能特点:大容量、小体积、长寿命、高可靠性适应电子设备向集成化、小

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