新型无机材料概论复习题.doc

简答题1/粘度及其影响因素（以硅酸盐熔体为例）粘度：使相距一定距离的两个平行平面以一定速度相对移动所需的力硅酸盐熔体粘度与组成的关系-粘度的大小由熔体中硅氧四面体网络连接程度决定碱金属、碱土金属：熔体分化，网络断裂程度增加，粘度降低碱金属的硅酸盐熔体中加入Al2O3：当Al2O3/Na2O<1时：Al2O3代替SiO2起“补网”作用，提高粘度当Al2O3/Na2O>1时，Al进入[AlO6]位置中，粘度降低碱金属的硅酸盐熔体中加入B2O3：最初加入的B2O3，处于[BO4]中®结构聚集紧密，粘度升高；随着硼含量增加，硼处于三角体中®网络结构疏松，粘度下降R+对粘度的影响：浓度:O/Si低时，Si-O键决定粘度®随R+半径减小，熔体粘度减小O/Si高时，[SiO4]靠键力R-O相连®随R+半径减小，熔体粘度增大碱土金属离子：R2+浓度的影响：O/Si比离子极化对粘度的影响：离子变形，共价键成分增加®减弱了Si-O键力，粘度降低Pb2+>Ba2+>Cd2+>Zn2+>Ca2+>Mg2+2.表面能及其影响因素（以硅酸盐熔体为例）表面能：将表面增大一个单位面积所需要作的功组成对硅酸盐熔体表面张力的影响: Al2O3、CaO、MgO、SiO2增大表面张力；K2O、PbO、B2O3、Sb2O3、Cr2O3降低表面张力化学键型对熔体表面张力的影响: 具有金属键的熔体表面张力>共价键>离子键>分子键温度的影响：大多数硅酸盐熔体的表面张力随着温度的升高而降低®温度升高100℃，表面张力降低~1% 3.玻璃结构的晶子假说学说要点：硅酸盐玻璃由无数“晶子”组成。

“晶子”不同于一般微晶，是带有晶格变形的有序区域，分散于无定形介质中，“晶子”到无定形介质的过渡是逐步完成的，两者之间无明显界线。

（3分）意义及评价：揭示了玻璃的结构特征：微不均匀性、近程有序性。

无机材料科学基础试卷7一、名词解释（20分）1、正尖晶石、反尖晶石；2、线缺陷、面缺陷；3、晶子学说、无规则网络学说；4、可塑性、晶胞参数；二、选择题（10分）1、下列性质中（）不是晶体的基本性质。

A、自限性B、最小内能性C、有限性D、各向异性2、晶体在三结晶轴上的截距分别为2a、3b、6c。

该晶面的晶面指数为（）。

A、（236）B、（326）C、（321）D、（123）3、依据等径球体的堆积原理得出，六方密堆积的堆积系数（）立方密堆积的堆积系数。

A、大于B、小于C、等于D、不确定4、某晶体AB，A—的电荷数为1，A—B键的S=1/6，则A+的配位数为（）。

A、4B、12C、8D、65、在单位晶胞的CaF2晶体中，其八面体空隙和四面体空隙的数量分别为（）。

A、4，8B、8，4C、1，2D、2，46、在ABO3(钙钛矿)型结构中，B离子占有（）。

A、四面体空隙B、八面体空隙C、立方体空隙D、三方柱空隙晶体7、在硅酸盐熔体中，当R=O/Si减小时，相应熔体组成和性质发生变化，熔体析晶能力（），熔体的黏度（），低聚物数量（）。

A、增大B、减小C、不变D、不确定8、当固体表面能为1.2J/m2，液体表面能为0.9 J/m2，液固界面能为1.1 J/m2时，降低固体表面粗糙度，（）润湿性能。

A、降低B、改善C、不影响9、一种玻璃的组成为32.8%CaO，6.0 Al2O3%，61.2 SiO2%，此玻璃中的Al3+可视为网络（），玻璃结构参数Y=（）。

A、变性离子，3.26B、形成离子，3.26C、变性离子，2.34D、形成离子，2.3410、黏土泥浆胶溶必须使介质呈（）。

A、酸性B、碱性C、中性11、可以根据3T曲线求出熔体的临界冷却速率。

熔体的临界冷却速率越小，就（）形成玻璃。

A、越难B、越容易C、很快D、缓慢12、晶体结构中一切对称要素的集合称为（）。

A、对称型B、点群C、微观对称的要素的集合D、空间群三、填空（15分）1、a=b≠c α=β= 900，γ=1200的晶体属（）晶系。

材料概论习题及答案
1. 什么是材料？
材料是指用于制造或构成各种物品和工程的实物，通常具有一定方向性、物理性质和化学性质。

2. 材料分类的基本原则是什么？
材料分类的基本原则是根据其组成、结构和性质进行分类。

3. 金属材料的特点是什么？
金属材料的特点是具有良好的导电性、导热性、可塑性、韧性和强度，适用于高温、高压、高速、强腐蚀等极端工况下的使用。

4. 陶瓷材料的特点是什么？
陶瓷材料的特点是具有优异的耐腐蚀性、耐高温性和耐磨性，但是韧性和强度相对较低，易于破碎。

5. 高分子材料的特点是什么？
高分子材料的特点是具有良好的塑性、韧性和绝缘性，但是强度和刚度相对较差，易于老化和变形。

6. 复合材料的特点是什么？
复合材料的特点是将两种或两种以上不同材料经过特定的工艺组合而成，具有优异的性能，可以满足不同领域特定的需求。

7. 工程材料的应用范围包括哪些方面？
工程材料的应用范围包括建筑、装修、交通运输、电子、能源、医疗等方面。

8. 应该如何选取合适的材料？
应该根据使用环境、工作条件、使用要求等多方面因素来选取合适的材料，同时考虑材料的成本、可行性和环境影响等方面因素。

晶体结构名词解释多晶转变：当外界条件改变到一定程度时，各种变体之间发生结构转变，从一种变体转变成为另一种变体的现象。

同质多晶：同一化学组成在不同外界条件下（温度、压力、pH值等），结晶成为两种以上不同结构晶体的现象。

位移性转变：不打开任何键，也不改变原子最邻近的配位数，仅仅使结构发生畸变，原子从原来位置发生少许位移，使次级配位有所改变的一种多晶转变形式。

重建性转变：破坏原有原子间化学键，改变原子最邻近配位数，使晶体结构完全改变原样的一种多晶转变形式。

1.2晶格能与哪些因素有关？答：离子的电子结构；离子的晶体结构类型；正负离子平衡距离。

林规则1.3 鲍林规则（1）配位数规则：晶体结构中，阳离子周围形成一个阴离子配位多面体，阳离子的配位数取决于阳离子和阴离子半径之比。

根据不同的配位数，从几何关系可以计算出阴阳离子半径比的上、下限范围。

因而，可根据r+/r-值求得阳离子的配位数。

（2）静电价规则：在稳定的离子晶体结构中，所有相连接的阳离子到达一个阴离子的静电建强度，等于阴离子的电荷数。

设S为中心阳离子到达每一配位阴离子的静电建强度，Z为该阳离子的电荷数，n为阳离子配位数，则可得S=Z/n。

又设W为阴离子电荷数，m为阴离子配位数，则静电价规则规定m·S=W。

静电键规则是离子晶体中较严格的规则，它使晶体保持总的电性平衡。

本规则还可用于求得阴离子的配位数。

（3）配位多面体连接方式规则：在离子晶体中，阴离子配位多面体以共棱，特别是共面的方式存在时，结构的稳定性下降。

对于电价高，配位数小的阳离子，此规则的效应更为显著。

硅酸盐结构中，硅氧四面体的连接方式即为一例。

例1：以NaCl晶胞为例，试说明面心立方紧密堆积中的八面体和四面体空隙的位置和数量。

答：以NaCl晶胞中（001）面心的一个球（Cl-离子）为例，它的正下方有1个八面体空隙（体心位置），与其对称，正上方也有1个八面体空隙；前后左右各有1个八面体空隙（棱心位置）。

专题二：新型无机材料概述无机非金属材料概述⏹无机非金属材料的定义除金属材料和高分子材料外的材料，或者除金属外的无机材料都称为无机非金属材料。

⏹无机非金属材料的分类按材料结构状态可分为1、非晶态材料：玻璃、非晶薄膜2、晶态材料：单晶（硅晶）、多晶（陶瓷、水泥）3、混合态材料：液晶、微晶玻璃按材料发展历程分：1、传统无机非金属材料：主要指含硅物质为原料经加热制成的硅酸盐材料：水泥、玻璃、陶瓷、耐火材料2、新型无机非金属材料：主要指新近发展或正在发展的具有优异性能和特殊功能，对科学技术尤其是对高技术的发展和产业具有决定意义的的无机非金属材料精细陶瓷、新型玻璃、能源材料、智能材料、人工晶体传统无机非金属材料：水泥1、主要性质：水化性、水硬性抗硫酸盐性、膨胀性、耐高温性2、原料条件：石灰石、黏土、辅助原料(包括石膏)3、设备装置：水泥回转窑（干法或湿法）立窑（普通和机械）4、反应条件：高温5、水泥成分：硅酸三钙、硅酸二钙、铝酸三钙、游离氧化钙3CaO·SiO2、2CaO·SiO2、3CaO·Al2O36、常见水泥制品：水泥砂浆、混凝土、钢筋混凝土⏹水泥的分类☐硅酸盐水泥，即国外通称的波特兰水泥☐铝酸盐水泥☐硫铝酸盐水泥☐铁铝酸盐水泥☐氟铝酸盐水泥☐以火山灰或潜在水硬性材料及其他活性材料为主要组分的水泥⏹水泥技术性质☐细度☐凝结时间☐安定性☐强度☐碱含量☐水化热水泥生产工艺：两磨一烧熟料水泥冷却加石膏磨细磨烧磨水泥水泥制品水泥电阻普通玻璃1、定义：一种较为透明的固体物质，在熔融时形成连续网络结 构，冷却过程中粘度逐渐增大并硬化而不结晶的硅酸盐类非金属材料2、原料条件：纯碱、石灰石和石英3、设备装置：高温玻璃熔炉4、主要成分：CaO · Na 2 O ·6SiO 25、常见玻璃：窗用玻璃、玻璃器皿、建筑幕墙玻璃、特种建筑玻璃(节能、自洁净、抗菌环保等)6、普通玻璃的生产流程：原料混合→高温融制→快速冷却→后加工加工（退火、镀膜等）⏹普通玻璃的分类☐引上法平板玻璃(分有槽/无槽两种)☐平拉法平板玻璃☐浮法玻璃⏹玻璃通性☐各向同性：均质玻璃在各个方向的性质如折射率、硬度、弹性模量、热膨胀系数等性能相同☐介稳性：当熔体冷却成玻璃体时，它能在较低温度下保留高温时的结构而不变化☐可逆渐变性：熔融态向玻璃态转化是可逆和渐变的☐连续性：熔融态向玻璃态转变时物理化学性质随温度变化是连续的传统陶瓷1、定义：指所有以粘土等无机非金属矿物为原料的工业产品,是陶器和瓷器的总称2、原料条件：粘土（高岭石、叶蜡石、蒙脱土等）3、设备装置：高温窑4、常见传统陶瓷：陶瓷器皿、建筑陶瓷、卫生洁具、工艺陶器5、传统陶瓷的生产流程：配料→原料混合→成型→干燥→烧制→冷却→陶瓷制品釉料制备及施釉⏹传统陶瓷的分类☐日用陶瓷☐艺术陶瓷☐建筑卫生陶瓷⏹传统陶瓷共性☐耐腐蚀☐易碎，抗压强度大，而抗拉、抗弯、抗冲击强度较小☐耐高温☐表面特性⏹耐火材料⏹定义：是由多种不同化学成分及不同结构矿物组成的非均质体，由较高熔点的化合物组成⏹功能：抵抗高温，满足高温使用条件⏹组成：颗粒相及基质相⏹分类☐按化学特性、化学成分分类，分为硅铝系耐火制品、碱性耐火制品、含锆耐火制品、含碳耐火制品☐按制造工艺和烧制方法分类，分为定形耐火材料、不定形耐火材料、隔热耐火材料和特殊耐火材料等☐也可分为非氧化物系和氧化物系匣钵推板三明治棚板铸管、套管新型无机非金属材料：⏹新型玻璃：⏹人工晶体：⏹新型陶瓷：专题报告⏹纳米材料：专题报告⏹多孔材料：⏹无机（光学）纤维：⏹薄膜（涂层）材料：专题报告⏹生物材料：自学⏹半导体材料：自学⏹新能源材料：自学新型玻璃材料⏹新型玻璃是指除平板玻璃和日用器皿玻璃以外的，采用精确、高纯或新型原料，采用新工艺在特殊条件下或严格控制形成过程制得的具有特殊功能或特殊用途的玻璃⏹新型玻璃的特点1、成分：（硅、硼、磷、锗、铅）酸盐、卤族、硫族等2、形状：板状、薄膜、纤维3、玻璃态：单一玻璃态、乳浊玻璃、微晶玻璃、泡沫玻璃4、功能：光、电、磁、声、生物等5、制备工艺：坩埚、池窑、电加热、真空熔炼等⏹新型玻璃材料的分类光学纤维、激光玻璃、红外玻璃1. 光学玻璃材料：SiO22. 电磁玻璃材料：液晶显示器用导电玻璃、磁性玻璃3. 热学玻璃材料：抗热震性、耐热、导热、透明微晶玻璃4. 力学及机械玻璃材料：云母切削微晶玻璃、氧氮玻璃等5. 生物化学玻璃材料：生物微晶玻璃、自清洁玻璃、多孔玻璃⏹新型玻璃材料的制备常规方法：原料混合→高温融制→成型→冷却→热处理（退火或核化晶化）→后精加工（镀膜）新方法：溶胶－凝胶法、气相沉积法、高速冷却法等新型玻璃材料（光导纤维）处于高温下的光导纤维光缆新型玻璃材料（微晶玻璃）微晶玻璃轴承计算机硬盘基板天文望远镜镜坯LCD面板微晶玻璃装饰板电器配套面板人工晶体材料⏹人工晶体定义是指采用人工合成技术及方法制备的晶体。

新型工程材料复习题1.什么是功能材料？人们常常将以物理、化学性能为主要技术指标应用的工程材料称为“功能材料”，因此，功能材料是指在电、磁、光、热、声、化、生物学等方面具有特殊性质，或者在其作用下表现出有特殊功能的材料。

减振合金、超导材料、贮氢合金、形状记忆合金、生物医用材料等。

结构材料：以强度、塑性等力学性能为主要技术指标应用的工程材料。

如工程结构材料、机器零件材料。

2. 简介工程材料的种类。

工程材料的种类繁多，有各种各样的分类方法，最常用的是按材料的组成与结合键特点进行分类，可分为金属材料、陶瓷材料、高分子材料和复合材料4大类。

金属材料：以金属键为主导电、导热、延展性好，具有金属光泽陶瓷材料：以共价键+离子键为主熔点、硬度、化学稳定性高、脆性大高分子材料：以共价键+分子键为主耐蚀、绝缘、减振性能好，密度小复合材料：两种或两种以上上述材料的组合混合键具有比强度、比模量高，抗疲劳、减振性能好，耐高温等特点。

3. 简介材料使用性能和工艺性能。

材料的性能分为使用性能和工艺性能两大类。

材料的使用性能主要包括力学性能（机械性能）、物理性能和化学性能；材料的工艺性能主要包括铸造性能、锻造性能、切削加工性能、热处理性能、焊接性能等。

材料的性能指标是设计、制造零件和工具的重要依据。

对于一般的工程材料应重点了解其力学性能，其次是工艺性能。

工程材料中最常用的力学性能是强度、硬度、塑性和韧性。

强度和硬度是金属材料抵抗塑性变形能力的标志。

对于具有一定塑韧性的材料，硬度高，其强度也高，一些金属材料（不是所有金属材料）的硬度和强度大致成正比，如钢、铸铁和黄铜。

塑性是材料受力断裂前承受永久变形的能力，伸长率低于5%的材料为脆性材料。

一般说，塑性高，韧性也高。

但韧性与塑性是不同的概念，韧性是材料受力断裂前吸收能量能力的度量。

在动载荷且存在缺口的情况下，用冲击试验来评价韧性，对于存在微裂纹和缺陷的材料则用断裂韧性评价。

在静载荷条件下，韧性可通过应力-应变曲线下所包围的面积来确定。

材料概论复习题及答案一、选择题（每题2分，共20分）1. 材料科学中，下列哪一项不是材料的基本性能？A. 力学性能B. 热学性能C. 光学性能D. 经济性能答案：D2. 材料的微观结构对其宏观性能的影响主要体现在哪些方面？A. 力学性能B. 热学性能C. 电学性能D. 所有以上选项答案：D3. 以下哪种材料不属于金属材料？A. 钢铁B. 铝合金C. 陶瓷D. 铜合金答案：C4. 材料的断裂韧性通常用来描述材料的哪种特性？A. 硬度B. 韧性C. 脆性D. 弹性答案：B5. 材料的疲劳寿命主要受哪些因素的影响？A. 材料的强度B. 材料的硬度C. 应力集中D. 所有以上选项答案：D6. 材料的热处理过程中，淬火的主要目的是？A. 提高硬度B. 提高韧性C. 提高耐腐蚀性D. 提高导电性答案：A7. 以下哪种材料具有最好的导电性能？A. 塑料B. 橡胶C. 玻璃D. 银答案：D8. 材料的塑性变形通常发生在哪个温度区间？A. 低于玻璃化转变温度B. 在玻璃化转变温度附近C. 高于玻璃化转变温度D. 以上都不对答案：C9. 材料的断裂模式主要分为哪两种？A. 拉伸断裂和压缩断裂B. 剪切断裂和拉伸断裂C. 脆性断裂和韧性断裂D. 疲劳断裂和蠕变断裂答案：C10. 材料的硬度通常通过哪种测试来测量？A. 拉伸测试B. 压缩测试C. 硬度测试D. 冲击测试答案：C二、填空题（每空1分，共20分）1. 材料的_______性能是指材料在受到外力作用时，抵抗变形和破坏的能力。

答案：力学2. 材料的热膨胀系数是指材料在单位温度变化下长度变化的_______。

答案：比例3. 金属材料的强化机制主要包括_______强化、_______强化和_______强化。

答案：固溶，加工，沉淀4. 陶瓷材料的主要特点是_______、_______和_______。

答案：高硬度，高熔点，低热导率5. 聚合物材料的玻璃化转变温度是指聚合物从_______状态转变为_______状态的温度。

材料概论模拟试题第一套一、填空题1.材料的分类方法很多，通常按组成、结构特点进行分类，可分为金属材料、无机非金属材料、和。

2.铸铁根据碳的存在形式不同，可分为两大类：、。

3.溶质组元溶入溶剂组元的晶格中所形成的单相固体称为固溶体，可分为那两种、。

4.碳原子溶入α-Fe中，形成α-Fe为基的固溶体，其晶格不变仍为。

5.较粗大的骨料用结合材料结合的称为；一般将成型好的材料按一定方向叠合成层状胶合在一起做成的材料叫做。

6.工业上习惯将纯金属分为有色金属和两大类，其中后者又包括铁、铬、三种。

7.无机非金属包括陶瓷、、的材料。

8.单体通常以碳和氢为主组成的简单化合物，也可与氧、氮、硫、磷、氯、氟、硅等结合构成，尽管元素种类为数不多，但由它们组合起来可以形成组成、结构不同的数量庞大的各种化合物，其数量与日俱增，一般是不饱和的、环状的或含多个官能团的小分子化合物，常见的有四种，即含有碳-碳双键的烯类单体、、、多官能团化合物。

9.写出下列常见高分子化合物的缩写符号：聚四氟乙烯：聚甲基丙烯酸甲酯：聚乙烯醇：聚甲醛：10.实际上，绝大多数晶体都存在一定程度的与理想原子排列的轻度偏离，这些结构上的不完整性会对晶体的性能造成重大影响，依据其几何形状的不同分为：点缺陷、和。

11.金属材料在外力作用下所引起的变形一般可分为三个阶段：、、断裂阶段12.体心立方的配位数为，紧密堆积六方的配位数为，面心立方的配位数为。

13.金属强反射是由吸收和综合造成的。

14.金属腐蚀是一种常见的现象，导致腐蚀的基本原因可分为和两种。

15.以平板玻璃熔制为例将玻璃的熔置分为五个阶段：硅酸盐的形成阶段、玻璃液形成阶段、、玻璃液均化阶段、玻璃液冷却阶段。

16. 常用的选矿方法有重选法、浮选法和。

二、简答题1、简述材料的五大特性以及材料的发展趋势2、何为材料的力学强度？影响力学强度的主要因素有哪些？按作用力的方式不同，材料的力学强度可分为哪几种强度？3、石英、长石、高岭土三组分常被用来制备长石制瓷，长石制瓷是陶瓷的一种，请分阶段简述陶瓷的烧成过程三、判断题（正确的在括号内填T，错误的填F）1.共价键是化学键中最简单的类型。

材料概论复习题及答案一、选择题1. 材料科学的主要研究内容是什么？A. 材料的加工工艺B. 材料的性能与应用C. 材料的微观结构与宏观性能的关系D. 所有以上选项答案：D2. 金属材料的强化机制主要包括哪些？A. 固溶强化B. 细晶强化C. 相变强化D. 所有以上选项答案：D3. 非晶态材料的特点是什么？A. 具有长程有序性B. 具有短程有序性C. 没有固定的熔点D. 具有规则的晶体结构答案：C二、填空题4. 材料的力学性能主要包括________、________和________。

答案：硬度、韧性、弹性5. 陶瓷材料通常具有________、________和________等特性。

答案：高硬度、高熔点、耐腐蚀三、简答题6. 简述材料的分类及其特点。

答案：材料通常分为金属材料、无机非金属材料、有机高分子材料和复合材料。

金属材料具有良好的导电性和导热性，较高的强度和韧性。

无机非金属材料如陶瓷和玻璃，具有高硬度、高熔点和耐腐蚀性。

有机高分子材料具有良好的弹性和可塑性，易于加工。

复合材料结合了两种或两种以上材料的优点，具有更优异的性能。

四、论述题7. 论述材料科学在现代科技发展中的重要性。

答案：材料科学是现代科技发展的重要基础和推动力。

随着科技的进步，对材料的性能要求越来越高，新材料的研究和开发成为科技发展的关键。

例如，在航空航天领域，轻质高强度的材料是实现飞行器性能提升的关键；在电子行业，高性能的半导体材料是推动电子设备小型化、功能化的重要保障；在生物医学领域，生物兼容性好的材料对于人工器官的制造至关重要。

因此，材料科学的发展直接关系到科技进步和人类生活质量的提高。

五、计算题8. 某金属材料的屈服强度为300 MPa，抗拉强度为500 MPa，若要计算其弹性模量，需要知道其应力-应变曲线上的哪两个点？答案：要计算弹性模量，需要知道屈服点的应力和应变，以及弹性极限的应力和应变。

屈服强度为300 MPa时对应的应变点，以及抗拉强度为500 MPa时对应的应变点。

专业课原理概述部分一、选择题（每题1分，共5分）1. 下列哪种材料属于无机非金属材料？A. 金属B. 塑料C. 玻璃D. 木材2. 无机材料的主要成分是什么？A. 有机化合物B. 无机化合物C. 金属元素D. 碳氢化合物A. 金属B. 陶瓷C. 塑料D. 木材4. 无机材料的硬度通常比有机材料高，这是由于无机材料的什么结构特点导致的？A. 分子结构B. 晶体结构C. 纤维结构D. 网状结构5. 无机材料通常具有较高的熔点，这是由于无机材料的什么结构特点导致的？A. 分子间力较弱B. 晶体结构较紧密C. 纤维结构较松散D. 网状结构较松散二、判断题（每题1分，共5分）1. 无机材料的硬度通常比有机材料低。

（×）3. 无机材料通常具有较高的熔点。

（√）4. 无机材料的主要成分是有机化合物。

（×）5. 陶瓷是一种无机非金属材料。

（√）三、填空题（每题1分，共5分）1. 无机材料的主要成分是______。

2. 无机材料的硬度通常比有机材料______。

4. 无机材料通常具有较高的______。

5. 陶瓷是一种______材料。

四、简答题（每题2分，共10分）1. 请简述无机材料的主要成分。

2. 请简述无机材料的硬度与有机材料的硬度之间的关系。

3. 请简述无机材料的电绝缘性能。

4. 请简述无机材料的熔点特点。

5. 请简述陶瓷材料的分类。

五、应用题（每题2分，共10分）1. 请举例说明无机材料在建筑领域的应用。

2. 请举例说明无机材料在电子领域的应用。

3. 请举例说明无机材料在能源领域的应用。

4. 请举例说明无机材料在环保领域的应用。

5. 请举例说明无机材料在生物医学领域的应用。

六、分析题（每题5分，共10分）1. 分析无机材料在现代社会中的重要性。

2. 分析无机材料在可持续发展中的作用。

七、实践操作题（每题5分，共10分）1. 设计一个实验方案，用于测试无机材料的硬度。

2. 设计一个实验方案，用于测试无机材料的电绝缘性能。

《材料概论》复习题1、材料可以按照形态分为几大类？每类的结构特点是什么？通过哪些技术手段可以获知材料的结构？1、晶体材料：构成物质的原子、分子在空间作长程有序的排列，具有一定点阵结构（自限性、各向异性、均一性、对称性、稳定性、定熔性）2、液晶材料：可以像液体一样流动，但分子取向有序。

3、非晶态材料：空间排列短程有序，长程无序。

（无定形固体，不具格子构造，内部结构是统计均一的各向同体，没有固定的熔点）4、纳米材料：三维空间中至少有一维处于纳米尺度范围（1—100nm）或由它们作为基本单元构成的材料。

（表面效应、小尺寸效应、量子尺寸效应、宏观量子隧道效应）谱学法（原子吸收光谱、紫外可见光谱—电子光谱、振动光谱、核磁共振等）、衍射法（X射线衍射分析）、显微法2、目前，碳的同素异形体有哪几种，分别论述碳原子的杂化态和碳原子形成的空间结构与其性能的关系。

3、橡胶的大分子结构有什么特点？从分子结构角度分析天然橡胶、丁苯橡胶的性能上各有哪些优缺点？丁苯橡胶的性能特点：1、存在大量的分子侧基(苯乙烯、乙烯基)分子链较僵硬,苯乙烯含量23.5%的SBR的Tg约为-45°C远低于NR的-72°C弹性和耐寒性差2、非结晶性橡胶,不具备自增强性,纯硫化橡胶的强度只有2~3MPa。

必须使用增强填料补强。

补强后的强度能达到纯NR硫化胶的水平。

3、耐撕裂性能也低于NR。

4、内耗大,动态生热和滚动阻力高于NR;5、耐曲挠疲劳性低于NR主链上双键含量及反应活性比天然橡胶低一耐热氧老化性、耐臭氧性能、耐磨性(高温,长时间)优于NR能提高SBR的使用上限温度比NR高10-20℃C。

但硫化速度较NR慢(因SBR的双键浓度较低和苯环的体积位阻效应)6、SBR的耐溶剂性能以及电绝缘性能与NR相似,因为均为非极性二烯类橡胶。

7、加工性能比NR稍差,尤其是S-SBR包辊性差,自粘互粘性差。

4、简述由聚丙烯腈原丝制备高模量碳纤维的工艺流程以及主要工艺参数，我国聚丙烯腈碳纤维发展方向是什么？单体蒸馏提纯——按配比混合——溶液聚合——脱单，过滤，脱泡——溶液过滤——纤维成型——热水牵伸——热水洗涤——热水再牵伸——热水洗涤——上油——热辊干燥——加压蒸汽牵伸——热辊定型——卷绕——排序加捻——200-300°预氧化——1000-1800°高温碳化——表面处理——干燥——上胶——展平解捻——缠绕——收丝发展方向：高强化、低成本化、高强高韧化、拉压均衡化、关键设备国产化5、什么是 VOC？VOC 排放对环境有什么危害？环境中 VOC 的主要来源有哪些？通过怎样的技术进步可以减少 VOC 的排放？并从这一角度，分析水性聚合物研究的重要性。

新材料与现代生活一、名词解释1、压电陶瓷；通过极化处理，具有压电效应的陶瓷称为压电陶瓷2、高分子合金；通过不同高分子共混，得到单一高分子不能具备的性能优良材料，称为高分了合金。

3、纳米技术；纳米技术是在1-100纳米范围对原子、分子等进行操纵和加工的技术4、宿主反应；宿主反应是机体组织与生物活体系统对材料作用的反应，通常可分为五类，即局部组织反应，全身毒性反应，过敏反应，致癌、致畸、致突变反应和适应性反应5、复合材料；由两种或两种以上不同物理、化学性质的材料复合而成的新材料; 其特点是保留了原有材料的优点，弥补了齐自的缺点，而显示新的性能的材料。

6、热嫩陶瓷；是指电阻率明显随温度变化的一类功能陶瓷。

在工作温度范围内，零功率电阻随温度变化而变化的陶瓷材料。

主要用于制作热敏电阻器、温度传感器、加热器以及限流元件等。

7、生物陶瓷；生物陶瓷是用于人体器官替换、修补及外科矫形等的陶瓷材料。

8、生物材料的材料反应；是对机体生理环境作用的反应，通常包括生理腐蚀、吸收、降解与失效等反应。

9、无机非金屈材料；除金屈材料和高分了材料以外的其他材料，包括传统无机材料和先进无机材料，是当代材料中的一个重耍组成部分10、超导材料；具有零电阻效应和完全抗磁性的导体材料。

二、判断题B1、无机非金屈材料与复合材料并没有明显的界限。

A2、包装用的铝箔就是用金属铝制备的。

A3、新型硅酸盐材料指的就是无机材料，它不一定含有硅酸盐。

B4、现代核潜艇的外壳都是使用钛合金制造的，因为钛合金强度高、耐腐蚀。

A5、陶器和瓷器是不相同的，虽然用的原料可能完全相同，但还是不同的东西。

A6、玻璃的主耍成分是石英砂和芒硝。

A7.有机玻璃实际上是一种塑料，就是一种高分了聚合物材料。

B8.传统无机材料主耍是指传统硅酸盐材料。

B9、环境皱感型高分了材料可以同时感受到环境变化，如温度、湿度、气压、电场、磁场，使分子内部发生变化。

A10、光纤是用透明、不导电的材料制作的。

《无机材料》考试试卷（A）卷（闭卷时间120分钟）一、名词解释点群、晶子假说、一致熔融化合物、触变性、硼反常现象二、简答题1、试写出少量Mgo掺杂到AI2O3中和少量YF3掺杂到CaFz中的缺陷反应方程与对应的固溶式。

2、说明熔体中聚合物形成过程?从结构上来说明在SiOz熔体中随着O加入量的不同，熔体粘度、形成玻璃能力如何变化，为什么？（6 Na2分）3、试比较伊利石和蒙脱石的结构特点。

4、说明影响扩散的因素？5、完成下列缺陷反应式（10分）2Fe O >YF y >6、在硅酸盐晶体结构中，［Siθ4四面体或孤立存在，或共顶连接，而不共棱,更不共面,解释之。

三、计算题在KCL晶体中掺入10- 5rn oi%CaCl,低温时Kel中的K+离子扩散以非本征扩散为主，试回答在多高温度以上,K离子扩散以热缺陷控制的本征扩散为主？（KCl 的肖特基缺陷形成能Δ H=251kJ∕mol, R=8. 314J∕molK）参考答案一、名词解释点群:又名对称型,是指宏观晶体中对称要素的集合品子假说:苏联学者列别捷大提出品子假说,他认为玻璃是高分散品体（品子）的结合体,硅酸盐玻璃的晶子的化学性质取决于玻璃的化学组成,玻璃的结构特征为微不均匀性和近程有序性。

一致熔融化合物:是一种稳定的化合物。

它与正常的纯物质一样具有固定的熔点,熔化时,所产生的液相与化合物组成相同,故称一致熔融化合物。

触变性:是泥浆从稀释流动状态到稠化的凝聚状态之间存在的介于两者之间的中间状态。

即泥浆静止不动时似凝固体,一绎扰动或摇动,凝圜的泥浆又重新获得流动。

如冉静止又重新凝固,可重复尢数次。

硼反常现象:硼酸盐玻璃与相问条件下的硅酸盐玻璃相比,其性质随R。

或R。

加入量的变化规律相反,这种现象称硼反常现象。

二、简答题1、少量MgO掺杂到用2。

3中缺陷反应方程及固溶式为+ % + 2% , ALMg少量YF3掺杂到CaF2中缺陷反应方程及固溶式如下：织+岑+ 2号，CaI匕玛”2、熔体中聚合物形成分三个阶段。

无机材料科学考试试题一、选择题（每题 3 分，共 30 分）1、以下哪种材料不属于无机材料？（）A 陶瓷B 塑料C 玻璃D 水泥2、无机材料的晶体结构中，原子或离子的结合键主要包括（）A 共价键、离子键、金属键B 氢键、范德华力、共价键C 离子键、氢键、金属键D 范德华力、金属键、离子键3、常见的无机非金属材料中，硬度最大的是（）A 金刚石B 刚玉C 石英D 碳化硅4、下列关于无机材料热性能的描述，错误的是（）A 热膨胀系数越大，材料受热时尺寸变化越大B 热导率高的材料，传热性能好C 比热容越大，材料吸收相同热量时温度升高越多D 耐火材料通常具有较高的熔点5、水泥的主要成分是（）A 氧化钙、二氧化硅、氧化铝B 氧化钙、氧化镁、氧化铁C 碳酸钙、二氧化硅、氧化铝D 碳酸钙、氧化镁、氧化铁6、玻璃的生产过程中，退火的目的是（）A 消除内应力B 提高强度C 增加透明度D 改变颜色7、陶瓷材料的成型方法不包括（）A 注浆成型B 挤出成型C 压铸成型D 压制成型8、无机材料的电学性能中，属于绝缘体的是（）A 硅B 铜C 陶瓷D 铝9、以下哪种方法不能提高无机材料的强度（）A 细化晶粒B 引入缺陷C 增加孔隙率D 进行热处理10、纳米材料的一个重要特性是（）A 表面能高B 比表面积小C 化学稳定性差D 磁性弱二、填空题（每题 2 分，共 20 分）1、无机材料按化学组成可分为_____、＿____和_____。

2、晶体的缺陷包括_____、＿____和_____。

3、金属材料的强化机制主要有_____、＿____、＿____和_____。

4、耐火材料的主要性能要求包括_____、＿____和_____。

5、陶瓷的基本性能包括_____、＿____和_____。

三、简答题（每题 10 分，共 30 分）1、简述无机材料的定义和分类，并举例说明。

无机材料是指由无机物单独或混合其他物质制成的材料。

无机材料通常具有高硬度、耐高温、耐化学腐蚀等特性。

无机材料科学基础复习资料第三章练习题一、填空1.玻璃具有下列通性：各向同性、介稳性、熔融态向玻璃态转化的可逆与渐变性、熔融态向玻璃态转化时物理、化学性能随温度变化的连续性。

2.在硅酸盐熔体中，当低聚物为主要成分时，体系粘度低，结晶能力高。

3.物质在熔点时的粘度越高越容易形成玻璃，tg/tm大于2/3(大于，等于，小于)时容易形成玻璃。

4.熔体是物质在液相温度以上存在的一种高能量状态，在冷却的过程中可以出现结晶化、玻璃化和分相三种不同的相变过程。

5.当SiO 2含量较高时，碱金属氧化物降低熔体粘度的能力为Li 2O<Na 2O<K 2O。

在6.2na2o-Cao-al2o3-32-sio2玻璃中，结构参数Y为3。

7.从三t曲线可以求出为避免析出10-6分数的晶体所需的临界冷却速率，该速率越小，越容易形成玻璃。

8.在NaCl和SiO2中，SiO2因其极性共价键结构而易于形成玻璃。

9.在Na 2O-SiO 2熔体中，当Na 2O/Al 2O 3<1时，加入Al 2O 3可以降低熔体粘度。

10.硅酸盐熔体中聚合物种类，数量与熔体组成（o/si）有关，o/si比值增大，则熔体中的高聚体[sio4]数量减少。

11.硅酸盐熔体中同时存在许多聚合度不同的负离子基团，它们的类型、大小和复杂度随熔体的组成和温度而变化。

当温度恒定时，熔体中碱性氧化物的含量增加，O/Si比增加，熔体中高聚物的数量减少。

二、问答题1.试着描述熔体粘度对玻璃形成的影响？在硅酸盐熔体中，分析了添加-价碱金属氧化物、二价金属氧化物或B2O3后熔体粘度的变化？为什么？1答：1）熔体粘度对玻璃的形成起着决定性的作用。

当熔体在熔点处具有较大的粘度，且粘度随温度的降低而急剧增加时，容易形成玻璃。

2)在硅酸盐熔体中，加入r2o，随着o/si比增加，提供游离氧，桥氧数减小，硅氧网络断裂，使熔体粘度显著减小。

加入ro，提供游离氧，使硅氧网络断裂，熔体粘度降低，但是由于r的场强较大，有一定的集聚作用，降低的幅度较小。

材料学概论考研试题及答案试题：一、单项选择题（每题2分，共10分）1. 材料科学中的“相”是指：A. 物质的宏观形态B. 物质的微观结构C. 物质的化学成分D. 物质的物理状态2. 下列哪项不是金属材料的强化机制？A. 固溶强化B. 形变强化C. 相界强化D. 腐蚀强化3. 陶瓷材料的主要特点是：A. 高强度和高韧性B. 高硬度和低密度C. 高导电性和高热导率D. 低强度和高塑性4. 下列关于合金的说法错误的是：A. 合金的熔点通常低于其组成金属的熔点A. 合金的硬度通常高于其组成金属的硬度C. 合金的耐腐蚀性通常高于其组成金属的耐腐蚀性D. 合金的导电性通常低于其组成金属的导电性5. 聚合物的玻璃化转变温度（Tg）是指：A. 聚合物从橡胶态转变为玻璃态的温度B. 聚合物从玻璃态转变为橡胶态的温度C. 聚合物从液态转变为固态的温度D. 聚合物从固态转变为液态的温度二、简答题（每题10分，共20分）1. 简述金属的疲劳现象及其影响因素。

2. 描述一下什么是纳米材料，并说明其独特的物理性能。

三、计算题（每题15分，共30分）1. 一块合金的质量为100克，其中含有20克的铝和30克的铜。

如果合金的密度为2.8g/cm³，求合金的体积。

2. 一个立方体形状的钢材，其边长为0.1米，若钢材的杨氏模量为200 GPa，求该立方体钢材在受到100 N的拉伸力作用下，其长度的相对变化量。

四、论述题（每题20分，共20分）1. 论述材料的断裂韧性与其微观结构之间的关系。

答案：一、单项选择题1. B2. D3. B4. D5. B二、简答题1. 金属的疲劳现象是指在低于材料屈服强度的循环应力作用下，材料发生逐渐的损伤累积，最终导致断裂的现象。

影响疲劳的因素包括应力集中、材料的微观结构、表面处理、环境因素等。

2. 纳米材料是指至少在一个维度上具有纳米级尺寸的材料。

由于其独特的尺寸效应、表面效应和量子效应，纳米材料展现出许多特殊的物理性能，如高强度、高热导率、高电导率以及特殊的光学和磁学性质。