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材料化学考试题及答案一、选择题（每题2分，共20分）1. 材料化学中，以下哪种材料不属于金属材料？A. 钢B. 陶瓷C. 铝D. 铜答案：B2. 以下哪种技术不是用于制备纳米材料的？A. 溶胶-凝胶法B. 激光烧蚀C. 机械研磨D. 电化学沉积答案：C3. 材料的热处理过程中，淬火的目的是：A. 提高硬度B. 增加韧性C. 减少脆性D. 增加导电性答案：A4. 下列哪种材料具有超导性？A. 铜B. 铝C. 陶瓷D. 铌钛合金答案：D5. 以下哪种材料是半导体材料？A. 石墨B. 金刚石C. 硅D. 金答案：C6. 材料的疲劳断裂通常发生在：A. 材料表面B. 材料内部C. 材料的缺陷处D. 材料的接合处答案：C7. 以下哪种测试方法用于评估材料的热稳定性？A. 拉伸试验B. 压缩试验C. 热重分析D. 硬度测试答案：C8. 材料的断裂韧性通常用以下哪个参数表示？A. 弹性模量B. 屈服强度C. 疲劳极限D. 临界应力强度因子答案：D9. 以下哪种材料是磁性材料？A. 橡胶B. 塑料C. 铁D. 玻璃答案：C10. 材料的塑性变形通常发生在：A. 弹性范围之外B. 弹性范围之内C. 断裂点D. 疲劳点答案：A二、填空题（每题2分，共20分）1. 材料的______是指材料在受到外力作用时，能够发生形变而不立即断裂的能力。
答案：韧性2. 金属材料的______是指材料在受到外力作用时，能够抵抗永久变形的能力。
答案：硬度3. 材料的______是指材料在受到外力作用时，能够抵抗断裂的能力。
答案：强度4. 纳米材料的______特性使其在许多领域具有独特的应用潜力。
答案：量子尺寸效应5. 材料的______是指材料在受到重复或交变应力作用时，发生断裂的能力。
答案：疲劳6. 材料的______是指材料在受到温度变化时，能够保持其性能不变的能力。
答案：热稳定性7. 材料的______是指材料在受到电场作用时，能够抵抗电流通过的能力。
材料制备科学与技术答案【篇一：化学与人类_尔雅慕课_课后答案】.1化学研究的对象和内容1.天然气中主要成分是什么？（）a、丁烷b、丙烷c、乙烷d、甲烷我的答案：d2.（）研究除碳元素以外的所有元素的单质及其化合物的性质。
a、生物化学b、有机化学c、无机化学d、物理化学我的答案：c3.分析化学是研究（）成分的测定方法和原理。
a、原子b、量子c、物质d、电子我的答案：c4.甲烷的泄露会引起人的中毒。
（）我的答案：x5.有机化学研究的是碳氢化合物及其衍生物的性能。
（）我的答案：√6.化学是一门研究物质变化的科学。
（）我的答案：√1.2煤气和爆炸极限1煤气中的臭味是因为在其中人为加入了什么？（）a、甲醇b、乙醇c、乙醚d、硫醇我的答案：d2在常温常压下，氢会呈现什么状态？（）a、固态b、气态c、液态d、混合态我的答案：b31.3关于广告的问题1上个世纪80年代谁表演了“水变油”的荒唐骗局。
（）a、王洪志b、李洪成c、王洪成d、李洪志我的答案：c2．1卡路里是等于多少焦耳？（）a、4.19b、5.19c、6.19d、7.19我的答案：a34二恶烷别名又叫做二氧六环。
（）我的答案：√1.4化学与新闻专业的关系1白金是哪种化学元素的俗称？（）a、金b、银c、铂d、钋我的答案：c2铹元素的名称是为纪念回旋加速器的发明者（）。
a、洛伦兹b、伦琴c、斯特恩d、劳伦斯我的答案：d3氯是一种非金属元素。
（）我的答案：√2.1石油是一种碳氢化合物的混合物1石油实际上是以（）为主的烃类化合物。
a、烯烃b、炔烃c、烷烃d、环烃我的答案：c2以下哪项不是当今人类使用的四大能源之一？（）a、石油b、煤c、原子能d、风能我的答案：d3煤是地球上分布最广、储量最大的能源资源。
（）我的答案：√ 2.2汽油的制备1以下哪一项不是内燃机气缸的工作原理？（）a、进气b、排气c、点火d、爆缸我的答案：d2所谓93号汽油就是指（）为93的汽油。
《薄膜材料及其制备技术》试题——材料科学与工程学院20XX 级研究生1， 在T=291K 时，水的表面张力系数（或表面能）10.073N m s -=?，63118.01610v m mol a --=醋，如果水滴半径810r m -=，请计算此时的蒸汽压'p （用p 表示）以及水滴内外压强差p D 。
（10分）2， 设T 温度下的过饱和蒸气压为'p ，该温度下的饱和蒸气蒸气为p 。
试证明：过饱和气体发生凝聚时，凝聚体单位体积自由能变化为ln('/)B V k T G p p va D =- （v α为凝聚体单个原子或分子的体积）。
（10分）3， 试从微观键能的观点证明：描述浸润问题的Young 方程cos LV SV SL s q s s =- 可以近似写作2cos 2LL LS u u q = （其中，LL u 为单位面积的液相原子之间的键能；LS u 为固-液界面上单位面积的固-液原子之间的键能）。
（10分）4，请论述真空度对成膜质量的影响。
（10分）5，衬底温度（即生长温度）是如何影响薄膜生长模式的？（10分）6，论述晶格失配（既失配应力）与薄膜生长模式的关系。
（10分）7，论述衬底表面对形核难易程度：凹面>平面>凸面。
即凹面处最容易形核，而凸面处最难形核。
（10分）8，试解释层状生长（即二维成核）机理与Step-flow生长机理，并进一步论证高温时薄膜倾向于step-flow生长。
（10分）9，自行查找文献，举例说明一至二种薄膜生长的原位观测或检测手段。
（10分）10，自行查找文献，阐述一至二种薄膜生长技术及其特点，并举例讲述其具体制备薄膜的实例及成膜质量。
（10分）。
注浆成形：将陶瓷原料制备出具有一定流动性的称之为泥浆的浆料。
经陈腐、调节添加剂等方法使浆料性能稳定在利于注浆成型的范围。
将泥浆注人石膏质多孔模型中，由于石膏的毛细孔吸水作用，将泥浆中部分水分吸人模型壁中，致使泥浆从靠近石膏模型面的部分开始逐渐固化而形成具有一定保型性能的陶瓷坯层。
最后将余浆排出，经离型脱模后干燥便得到陶瓷坯体。
作为一种主要的成型方法，传统的注浆成型仍在日用瓷和卫生瓷等生产中发挥着重要作用。
反应烧结：反应烧结法是通过多孔坯件同气相或液相发生化学反应，使坯件质量增加、孔隙减小，并烧结成具有一定强度和尺寸精度的成品的一种烧结工艺。
溶胶一凝胶法：溶胶一凝胶法是指将一种或多种固相以微小的胶体颗粒形式均匀地分散在液相介质中，形成稳定的胶体溶液，使不同的颗粒在溶胶中达到分子水平的混合，然后通过适当的加热或调整PH等方法改变胶体溶液的稳定性，使之发生胶凝作用转变成凝胶，凝胶经适当的温度煅烧，在煅烧过程中各物相相互反应生成所需制备的粉体。
反应烧结：反应烧结法是通过多孔坯件同气相或液相发生化学反应，使坯件质量增加、孔隙减小，并烧结成具有一定强度和尺寸精度的成品的一种烧结工艺。
凝胶注浆：陶瓷浆料原位凝固成型是20世纪90年代迅速发展起来的新的胶态成型技术。
其成型原理不同于依赖多孔模吸浆的传统注浆成型，而是通过浆料内部的化学反应形成大分子网络结构或陶瓷颗粒网络结构，从而使注模后的陶瓷浆料快速凝固为陶瓷坯体。
简述粉体液相合成过程中防止团聚的办法。
一是在体系中加人有机大分子，使其吸附在颗粒表面，形成空间阻挡层，阻止颗粒之间互相碰撞团聚。
常用的有机大分子是聚丙烯酰胺、聚乙二醇等。
二是用表面张力小的液体如乙醇、丙酮等有机液体做溶剂，可减轻团聚。
另外，可采用冷冻干燥办法，使液相凝固成固体，通过减压，使溶剂升华排除，也可防止团聚。
机械化学法的基本原理及其特点。
机械化学法的基本原理是通过对反应体系施加机械能诱导其发生扩散及化学反应等一系列化学和物理化学过程，从而达到合成新品种粉体的目的。
⑴实现快速凝固的途径有哪些？答：动力学急冷法，热力学深过冷法，快速定向凝固法。
⑵简述金属粉末的快速凝固方法及工艺特点？答：方法：利用雾化制粉方法实现金属粉体的快速凝固，工艺特点：①水雾化法：水雾化法粉末的形状不太规则②气雾化法：粉末细小，均匀，形状相对规整，近视球形，粉末收得率高③喷雾沉积法：除具有快速凝固的一般特征外，还具有把雾化制粉过程和金属成形结合起来，简化生产工艺，降低生产成本，解决了RS∕PM法中粉末表面氧化的问题，消除了原始颗粒界面对合金能的不利影响。
⑶用单辊法制备金属带材的快速凝固工艺特点是什么？答：①单辊需要以2000~10000r∕min的高速度旋转，同时要保证单辊的转速均匀性很高，径向跳动非常小，以控制薄膜的均匀性②为了防止合金溶液的氧化，整个快速凝固过程要在真空或保护性气氛吓死进行③为了获得较宽并且均匀的非晶合金带材，液流必须在单上均匀成膜，液流出口的设计及流速的控制精度要求很高。
⑷常用金属线材的快速凝固方法有哪些？他们的工艺特点是什么？答：玻璃包覆熔融纺线法：容易成型连续等径，表面质量改的线材。
合金溶液注入快冷法：装置简单。
旋转水纺线法：原理和装置简单，操作方便，可实现连续生产。
传送带法：综合了合金注入液体冷却法和旋转液体法，可实现连续生产。
⑸喷射成型的基本原理是什么？其基本特点是什么？基本原理：在高速惰性气体（氩气和氦气）的作用下，将熔融的金属盒合金液流雾化成弥散的液态颗粒，并将其喷射到水冷的金属沉积器上，迅速形成高度致密的预成形毛坯。
特点：高度致密，低含氧量，快速凝固的显微组织特征，合金性能搞，工艺流程短，高沉积效率，灵活的柔性制造系统，近终形成形，可制备高性能金属基复合材料。
⑹气体雾化法是利用气体的冲击力作用于熔融液流，使气体的动能转化为熔体的表面，从而形成细小的液滴并凝固成粉末颗粒。
⑻⑺喷射成形又称喷射雾化沉积或喷射铸造等是用快速凝固方法制备大块，致密材料的高新技术，它把液态金属的雾化（快速凝固）和雾化熔滴的沉积（熔滴动态致密化）自然结合起来。
生物医学材料性能与制备考试题库一、选择题1. 生物医学材料的主要功能是什么？A. 修复或替换人体组织或器官B. 用于装饰C. 作为食品添加剂D. 作为建筑材料2. 下列哪种材料不属于生物医学材料？A. 钛合金B. 聚乳酸C. 硅橡胶D. 聚氯乙烯3. 生物相容性是指材料与生物体的哪种相互作用？A. 物理作用B. 化学作用C. 生物作用D. 机械作用4. 以下哪个不是生物医学材料的制备方法？A. 熔融纺丝B. 溶液纺丝C. 电化学沉积D. 热压成型5. 哪种表面处理技术可以提高材料的生物相容性？A. 涂层B. 抛光C. 腐蚀D. 氧化二、填空题6. 生物医用材料按其使用部位可分为________、________和________三大类。
7. 常用的生物医用金属材料包括_______、_______和_______等。
8. 生物医用陶瓷材料具有_______、_______和_______等特性。
9. 聚乳酸（PLA）是一种_______材料，常用于_______和_______。
10. 生物医用高分子材料的生物相容性评价包括_______、_______和_______。
三、简答题11. 简述生物医用材料的生物相容性评价方法。
12. 阐述生物医用材料的分类及其应用领域。
13. 解释什么是生物医用材料的降解性，并举例说明其在生物医学中的应用。
14. 描述生物医用材料的表面改性技术及其目的。
四、论述题15. 论述生物医用材料在现代医疗中的重要性及其发展趋势。
16. 讨论生物医用材料的制备技术对材料性能的影响。
五、案例分析题17. 某患者因车祸导致腿部骨折，需要使用生物医用材料进行修复。
请分析可能使用的生物医用材料类型，并讨论其选择标准。
18. 考虑一种生物医用材料的临床应用案例，分析其在生物医学领域中的优势和可能面临的挑战。
六、计算题19. 假设一种生物医用材料的降解速率与时间成线性关系，已知在第10天时材料的剩余质量为80%，求在第20天时材料的剩余质量百分比。
1．简述鲍林离子晶体结构的规则。
①围绕每一阳离子，形成一个阴离子配位多面体，阴、阳离子的间距决定于它们的半径之和，而阳离子的配位数取决于它们的半径之比。
②静电价规则。
在一个稳定的晶体结构中，从所有相邻接的阳离子到达一个阴离子的静电键的总强度，等于阴离于的电价数。
对于一个规则的配位多面体面言，中心阳离子到达每一配位阴离子的静电键强度S，等于该阳离子的电荷数Z除以它的配位数n，即S＝Z／n。
③在配位结构中，两个阴离子多面体以共棱，特别是共面方式存在时，结构的稳定性便降低。
对于电价高而配位数小的阳离子此效应更显著；当阴、阳离子的半径比接近于该配位多面体稳定的下限值时，此效应更为显著。
④在一个含有不同阳离子的晶体中，电价高而配位数小的那些阳离子，不趋向于相互共有配位多面体的要素。
⑤在一个晶体中，本质不同的结构组元的种类，倾向于为数最少。
这一规则也称为节省规则。
2．解释类质同像并指出发生类质同像的必备条件。
类质同像是指在晶体结构中部分质点为其他质点所代换，晶格常数变化不大，晶体结构保持不变的现象。
如果相互代换的质点可以成任意的比例，称为完全的类质同像。
如果相互代换只局限于一个有限的范围内，则称为不完全类质同像。
当相互代换的质点电价相同时称为等价类质同像，如果相互代换的质点电价不同，则称为异价类质同像，此时，必须有电价补偿，以维持电价的平衡。
类质同像的形成，必须具备下列条件：①质点大小相近。
相互代替的原子(离子)有近似的半径如以r1和r2表示相互代换的原于(离子)半径。
根据经验数据：(r1-r2 )/r2＜15％，完全类质同像；(r1-r2 )/r2 =15％～25％，一般为有限的代换，在高温的条件下完全类质同像；(r1-r2 )/r2=25％～40％，在高温条件下形成有限的代换，低温条件下不能形成类质同像。
②电价总和平衡。
在离子化合物中，类质同像代换前后，离子电价总和应保持平衡。
③相似的化学键性。
类质同像的置换受到化学键性的限制，离子类型不同，惰性气体型离子易形成离子键，而铜型离子趋向于共价结合，这两种不同类型的离子之间，不易形成类质同像代换。
④热力学条件：除考虑决定类质同像的内因外，还要考虑外部条件的影响。
温度升高类质同像代换的程度增大，温度下降则类质同像代换减弱。
组分的浓度对类质同像也会产生影响。
3．缺陷反应表示方法和缺陷反应方程式的基本原则目前采用国际上通用的克罗格—文克(Kroger-Vink)符号。
①在Kroger-Vink符号系统中，用一个主要符号来表示缺陷的名称，具体符号是：空位缺陷用V，杂质缺陷则用该杂质的元素符号表示，异类杂质用F，电子缺陷用e表示；空穴(电子空缺)用h 表示。
②缺陷符号右下角的符号是标志缺陷在晶体中所占的位置：用被取代的原子的元素符号表示的缺陷是处于该原子所在的点阵格位上；用字母i表示的缺陷是处于晶格点阵的间隙位置。
③在缺陷符号的右上角标明缺陷所带有效电荷的符号：“×”表示缺陷是中性，“．”表示缺陷带有正电荷，“′”表示缺陷带有负电荷。
一个缺陷总共带有几个单位的电荷，则用几个这样的符号。
基本原则①质量平衡：缺陷反应方程式两边的物质的质量应保持平衡。
②位置关系：MaXb中，M位置的数目必须永远与X位置的数目成比例。
③位置增殖：当缺陷发生变化时，有可能引入M空位VM，也可能把VM消除。
引入或消除空位时，相当于增加或减少M格点数，但这种变化要服从格点数比例关系。
④电中性。
在缺陷反应前后，晶体必须保持电中性，即缺陷反应方程式两边的有效电荷应该相同。
⑤表面位置：肖特基缺陷中，原子迁移到晶体表面，在晶体内部留下空位，同时增加了晶格点阵结点的位置数目。
4．简述高温固相反应特点和机理。
(1)由扩散基本理论已知，即使在较低温度下，固体中质点也可能扩散迁移，并随温度升高扩散速度以指数规律增长。
因此，固态物质间可以直接进行反应。
在多数情况下，固相反应总是发生在两种组分界面上的非均相反应。
对于粒状物料，反应首先是通过颗粒间的接触点或面进行，随后是反应物通过产物层进行扩散迁移，使反应得以继续。
因此参与反应的固相相互接触是反应物间发生化学作用和物质输送的先决条件，固相反应一般包括相界面上的反应和物质迁移两个过程。
(2)在低温情况下，固体的化学性质一般是不活泼，因而，固相反应通常在高温下进行。
固相反应开始温度通常远低于反应物的熔点或系统的低共熔点，通常相当于一种反应物开始呈现明显扩散作用的温度，这个温度称为泰曼温度或烧结开始温度。
对于不同物质的泰曼温度与其熔点Tm间存在一定的关系。
例如，对于金属为0.3-0.4Tm；盐类和硅酸盐则分别为0.5-0.7Tm和0.8-0.9Tm。
5. 什么是模板法，分为几种，各自特点。
模板法是合成结构型复合材料的一种重要方法。
以主体构型去控制，影响和修饰所得客体的尺寸、形貌和性质等因素的方法。
模板法根据模板自身的特点和局限性的不同可以分为“硬模板法”和“软模板法”软模板：以分子间或分子内的弱相互作用维系特异形状的模板，主要指分子自组装体。
硬模板：则是指以共价键维系特异形状的模板6. 超声效应、超声空化机制、超声波的特点超声波在传播过程中与媒质相互作用，相位和幅度发生变化，可以使媒质的状态、组成、结构、功能和性质等发生变化。
这类变化称之为超声效应。
空化机制，超声波是一种高频机械波，具有能量集中、穿透力强等特点。
超声波由一系列疏密相间的纵波构成，并通过液体介质向四周传播。
当声能足够高时，在疏松的半周期内，液相分子间的吸引力被打破，形成空化核。
空化核的寿命约为0.1μs，它在爆炸的瞬间可以产生大约 4000-6000 K 和100MPa的局部高温高压环境，并产生速度约110m/s具有强烈冲击力的微射流，这种现象称为超声空化。
特点：超声波在介质中的反射、折射、衍射、散射等传播规律，与(可闻)声波的规律并没有本质上的区别。
但是超声波的波长很短，只有几厘米，甚至千分之几毫米。
与(可闻)声波比较，超声波具有许多奇异特性：1、超声波的波长很短，通常的障碍物的尺寸要比超声波的波长大好多倍，因此超声波的衍射本领很差，但它在均匀介质中能够定向直线传播，超声波的波长越短，这一特性就越显著。
因此，超声波在传播时，方向性强，能量易于集中。
2、超声波能在各种不同介质中传播，可传播足够远的距离。
3、超声与传声介质的相互作用适中，易于携带有关传声介质状态的信息（诊断或对传声介质产生效应）。
超声波是一种波动形式，它可以作为探测与负载信息的载体或媒介（如B超等用作诊断）；超声波同时又是一种能量形式，当其强度超过一定值时，它就可以通过与传播超声波的介质发生相互作用，影响、改变以致破坏后者的状态、性质及结构（用作治疗）。
7. 微波的特性、微波加热的特点、微波加热原理。
微波特性：a) 似光性。
微波波长非常小，当微波照射到某些物体上时，将产生显著的反射和折射，就和光线的反、折射一样;b) 穿透性。
微波照射于介质物体时，能够深入该物体内部的特性称为穿透性;c) 信息性。
微波波段的信息容量非常巨大，即使是很小的相对带宽，其可用的频带也是很宽的，可达数百甚至上千兆赫;d) 非电离性。
微波的量子能量不够大，因而不会改变物质分子的内部结构或破坏其分子的化学键，所以微波和物体之间的作用是非电离的。
e)选择性加热。
物质吸收微波的能力，主要由其介质损耗因数来决定。
介质损耗因数大的物质对微波的吸收能力就强，相反，介质损耗因数小的物质吸收微波的能力也弱。
由于各物质的损耗因数存在差异，微波加热就表现出选择性加热的特点。
物质不同，产生的热效果也不同。
微波加热特点：a) 快速加热。
微波能以光速(3×109m/s)在物体中传播，瞬间(约109秒以内)就能把微波能转换为物质的热能，并将热能渗透到被加热物质中，无需热传导过程。
b) 快速响应能力。
能快速启动、停止及调整输出功率，操作简单。
c) 加热均匀。
里外同时加热。
d) 选择性加热。
介质损耗大的，加热后温度高，反之亦然。
e) 加热效率高。
由于被加热物自身发热，加热没有热传导过程，因此周围的空气及加热箱没有热损耗。
f) 加热渗透力强。
透热深度和波长处于同一数量级，可达几厘米到十几厘米，而传统加热为表面加热，渗透深度仅为微米数量级。
g) 安全无害。
由于微波能是控制在金属制成的加热室内和波导管中工作，所以微波泄漏极少，没有放射线危害及有害气体排放，不产生余热和粉尘污染，既不污染食物，也不污染环境。
微波加热原理：1.“内加热”微波靠介质的偶极子转向极化和界面极化在微波场中的介电耗损而引起的体内加热。
通俗地说, 是极性介质在微波场作用下随其高速旋转而产生相当于“分子搅拌”的运动, 从而被均匀快速地加热, 此即“内加热”2. 非热效应”微波加速有机反应的原理，传统的观点认为是对极性有机物的选择性加热，是微波的致热效应。
极性分子由于分子内电荷分布不平衡，在微波场中能迅速吸收电磁波的能量，通过分子偶极作用以每秒 4.9×109 次的超高速振动，提高了分子的平均能量，使反应温度与速度急剧提高。
8. 微波对于不同物质的作用、选择合适的加热材料不同物质具有不同的微波特性，通常来说：金属反射微波；石英、特氟隆等是吸收微波的能力非常弱，这些物质能被微波穿透；在通常的反应物中，除非极性溶剂吸收微波的能力很弱以外，其余的溶剂、底物、催化剂等都具有不同吸收微波的能力。
溶剂通常可分为极性溶剂和非极性溶剂。
极性溶剂因为在分子结构上处于非平衡状态具有偶极距，在微波场的作用下产生来回旋转，分子和分子就容易发生碰撞，分子间的碰撞提高了反应体系的能量。
非极性分子就不会出现这种情况。
所以极性溶剂通常能很容易吸收微波，非极性溶剂却不容易吸收微波。
从这里我们也就可以理解不同极性的溶剂吸收微波的能力也是不一致。
离子溶液在微波场的环境中，阴阳离子也会发生来回迁移，并使得离子发生碰撞，提高反应体系能量。
选择合适的加热材料：即良导体、绝缘体、微波介质和磁性化合物四种材料。
9. 微波反应的影响因素。
从反应物体系看：我们通常可以改变的是溶剂，底物，催化剂，以及反应体系中各种物质的比例等。
从辅助条件看：搅拌强度，是否预搅拌，气体保护，气体添加等。
从微波反应看：反应的温度，反应的时间，微波的利用率。
为了安全，有些反应不能做,一般意义上在微波场作用下容易发生爆管的反应是不能做的。
（比如：反应是连锁反应；反应物/溶剂带有CN或者N基团；反应物/溶剂闪点低于40度。
）有些反应要特别小心（比如：反应是放热反应；反应产生气体）。
