武汉理工大学材料概论 Chap.1-summary
- 格式:ppt
- 大小:154.50 KB
- 文档页数:14
武汉理工大学材料科学基础(第2版)课后习题和答案第一章绪论1、仔细观察一下白炽灯泡,会发现有多少种不同的材料?每种材料需要何种热学、电学性质?2、为什么金属具有良好的导电性和导热性?3、为什么陶瓷、聚合物通常是绝缘体?4、铝原子的质量是多少?若铝的密度为2.7g/cm3,计算1mm3中有多少原子?5、为了防止碰撞造成纽折,汽车的挡板可有装甲制造,但实际应用中为何不如此设计?说出至少三种理由。
6、描述不同材料常用的加工方法。
7、叙述金属材料的类型及其分类依据。
8、试将下列材料按金属、陶瓷、聚合物或复合材料进行分类:黄铜钢筋混凝土橡胶氯化钠铅-锡焊料沥青环氧树脂镁合金碳化硅混凝土石墨玻璃钢9、Al2O3陶瓷既牢固又坚硬且耐磨,为什么不用Al2O3制造铁锤?第二章晶体结构1、解释下列概念晶系、晶胞、晶胞参数、空间点阵、米勒指数(晶面指数)、离子晶体的晶格能、原子半径与离子半径、配位数、离子极化、同质多晶与类质同晶、正尖晶石与反正尖晶石、反萤石结构、铁电效应、压电效应.2、(1)一晶面在x、y、z轴上的截距分别为2a、3b、6c,求出该晶面的米勒指数;(2)一晶面在x、y、z 轴上的截距分别为a/3、b/2、c,求出该晶面的米勒指数。
3、在立方晶系的晶胞中画出下列米勒指数的晶面和晶向:(001)与[210],(111)与[112],(110)与[111],(322)与[236],(257)与[111],(123)与[121],(102),(112),(213),[110],[111],[120],[321]4、写出面心立方格子的单位平行六面体上所有结点的坐标。
5、已知Mg2+半径为0.072nm,O2-半径为0.140nm,计算MgO晶体结构的堆积系数与密度。
6、计算体心立方、面心立方、密排六方晶胞中的原子数、配位数、堆积系数。
7、从理论计算公式计算NaC1与MgO的晶格能。
MgO的熔点为2800℃,NaC1为80l℃, 请说明这种差别的原因。
Material: Solids used by man kind to produce items which constitute the support for his living environmentCharacteristics of materials◆Have certain compositions;◆Can be processed;◆With certain shape and color;◆Can be used and reused or recycled.◆特点:☐具有一定的成分和配比;☐可成型加工;☐保持一定形状和外观;☐具有使用价值并可回收再利用。
材料性能的决定因素◆组成材料的各元素的原子结构,◆原子间的相互作用、相互结合,◆原子或分子在空间的排列分布和运动规律,◆原子集合体的形貌特征。
Classification of materials◆Atomic structures◆Nature of chemical bonds:☐ Metallic bond 金属键☐ Ionic bond 离子键☐ Covalent bond 共价键☐ Secondary bond 次价键☐ Van der Waals bond 范德华力☐ Hydrogen bond 氢键Classification:◆metals and their alloys:- metallic bonding◆Organic polymers: Covalent bonding & secondary bonding◆Ceramics:Ionic bonding & covalent bondingMetals and their alloys:◆ are good conductors of heat and electricity;◆ are opaque to visible light;◆ are hard, rigid;◆ can undergo plastic deformation◆ have a high melting temperature (Tm).Organic polymers:◆made up of long-chain molecules;◆ are electrical and thermal insulators;◆ are light and easily formable;◆ the best-known organic polymers are:☐ poly (vinyl chloride) (聚氯乙烯,PVC);☐ polyethylene (聚乙烯,PE);☐ polystyrene (聚苯乙烯,PS)。
Material: Solids used by man kind to produce items which constitute the support for his living environmentCharacteristics of materials◆Have certain compositions;◆Can be processed;◆With certain shape and color;◆Can be used and reused or recycled.◆特点:☐具有一定的成分和配比;☐可成型加工;☐保持一定形状和外观;☐具有使用价值并可回收再利用。
材料性能的决定因素◆组成材料的各元素的原子结构,◆原子间的相互作用、相互结合,◆原子或分子在空间的排列分布和运动规律,◆原子集合体的形貌特征。
Classification of materials◆Atomic structures◆Nature of chemical bonds:☐ Metallic bond 金属键☐ Ionic bond 离子键☐ Covalent bond 共价键☐ Secondary bond 次价键☐ Van der Waals bond 范德华力☐ Hydrogen bond 氢键Classification:◆metals and their alloys:- metallic bonding◆Organic polymers: Covalent bonding & secondary bonding◆Ceramics:Ionic bonding & covalent bondingMetals and their alloys:◆ are good conductors of heat and electricity;◆ are opaque to visible light;◆ are hard, rigid;◆ can undergo plastic deformation◆ have a high melting temperature (Tm).Organic polymers:◆made up of long-chain molecules;◆ are electrical and thermal insulators;◆ are light and easily formable;◆ the best-known organic polymers are:☐ poly (vinyl chloride) (聚氯乙烯,PVC);☐ polyethylene (聚乙烯,PE);☐ polystyrene (聚苯乙烯,PS)。
(完整版)武汉理工大学材料概论期末试卷一、Fill in the blanks (1’×10 = 10’)1. The four basic types of bonding arrangements which hold atoms togeth er are the _________ bond,_________ bond, ionic bond and the van der Waals forces.2. One of the main factors on the brittle nature of glass is the _________.3. The small molecules in polymers are termed _________, the reactions by which they combine aretermed _________.4. A property of a material is determined by analyzing the _________ of t he material to some outsideinfluence, generally by means of a _________ standard test.5. Hardened concrete should be _________, strong, watertight and resista nt to abrasion.6. It is the behavior and properties of the _________ that generally contro l the properties of composites.7. _________ is not only one of the most a bundant elements in the earth’s crust, but it is also the mostabundant metal in the earth’s crust.二、True or false (indicate with “√” or “×”, 1’×10 = 10’)1. All amorphous materials are glasses.2. Magnesium is the lightest of all structural metals.3. Al2O3 纤维和Al 基体组成颗粒增强复合材料。
武汉理工大学材料学院材料科学基础大纲第一部分考试说明一、考试性质《材料科学基础》是材料学科的专业基础课,着重研究材料的成分、加工方法与材料的组织、性能之间的关系以及其变化规律,它是如何发挥材料潜力使用好现有材料和研究开发新材料的理论基础,也是学习材料学科专业课的先行课程,所以设立为材料学科专业硕士研究生的入学专业基础考试课程。
二、考试的学科范围考查的详细要点见第二部分。
知识面要全面兼顾,重点在于基础。
三、评价目标对《材料科学基础》的基本理论掌握,应用基本理论分析常见的工程现象的能力。
分析问题要求文字语言通顺,层次清楚;回答问题要求要点明确,即提出论点,指明方向,简要说明理由;计算题要有明确原理,原始数据来源,准确的结果,合理的计量单位。
四、考试形式与试卷结构考试时间180分钟,采用闭卷笔试。
题形为问答方式的分析和论述题,含通用的计算内容。
按题目内容分小题按要点记分。
五、参考书目侧重公有的基础理论,不限书目。
可以为任何90年后出版的材料专业的教科书。
例如西安交大石德柯等编《材料科学基础》,清华潘金生等编《材料科学基础》,哈工大李超编《金属学原理》,中南矿冶曹明盛编《物理冶金基础》等等。
第二部分考查要点一、材料的晶体结构名词概念晶体与非晶体晶格与晶胞晶向指数与晶面指数体心立方面心立方密排六方内容要求1.晶胞中晶向指数与晶面指数表示方法,即指数与图形对应关系。
2.金属中常见三种典型晶型的原子位置、单胞中原子数、致密度、配位数、密排面与密排方向。
3.立方晶系中方向指数的夹角和晶面间距。
二、晶体缺陷名词概念单晶体与多晶体晶粒与晶界点缺陷线缺陷面缺陷空位位错柏氏矢量刃型位错和螺型位错滑移与攀移内容要求1.定性说明晶体平衡时为什么存在一定的空位浓度。
2.简单立方晶系中刃型位错和螺型位错原子模型,及其对应的柏氏矢量。
3.位错滑移运动的条件及其结果。
4.晶体中的界面形式、界面能及其对晶粒形貌的影响。
三、材料的相结构名词概念固溶体与化合物电子浓度内容要求1.固溶体有哪些类型,影响固溶体溶解度的因素。
复合材料笔记第一章总论1.复合材料定义:复合材料是由两种或两种以上物理和化学性质不同的物质组合而成的一种多相固体材料。
在复合材料中,通常有一相为连续相,称为基体;另一相为分散相,称为增强材料。
2.复合材料的分类:1.按增强材料的形态分类1)连续纤维复合材料2)短纤维复合材料3)粒状填料复合材料4)编织复合材料2.按增强纤维的种类分类1)玻璃纤维复合材料2)碳纤维复合材料3)有机纤维复合材料4)金属纤维复合材料5)陶瓷纤维复合材料此外,如果用两种或两种以上纤维增强同一基体制成的复合材料称为混杂复合材料。
3.按基体材料分类1)合物基复合材料2)金属基复合材料3)无机非金属基复合材料4.按材料作用分类①结构复合材料(用于制造受力构件的复合材料)②功能复合材料(具有各种特殊性能的复合材料)3.复合材料的特点①综合发挥各种组成材料的优点,使一种材料具有多种性能,具有天然材料所没有的性能。
②可按对材料性能的需要进行材料的设计和制造。
③可制成所需的任意形状的产品,可避免多次加工次序。
性能的可设计性是复合材料的最大特点。
4.影响复合材料性能的因素有:增强材料的性能、含量及分布状况,基体材料的性能、含量,以及它们之间的界面结合情况,作为产品还与成型工艺和结构设计有关。
5.聚合物基复合材料的主要性能1)比强度大、比模量大2)耐疲劳性好3)减震性好4)过载时安全性好5)具有多种功能性(①耐烧蚀性好—较高的比热、熔融热和气化热②有良好的摩擦性能,包括良好的摩阻特性及减摩特性③高度的电绝缘性能④优良的耐腐蚀性能⑤有特殊的光学、电学、磁学的特性)6)有很好的加工工艺性6.金属基复合材料的主要性能1)高比强度、高比模量2)导热、导电性能3)热膨胀系数小、尺寸稳定性好4)良好的高温性能5)耐磨性好6)良好的疲劳性能和断裂韧性7)不吸潮、不老化、气密性好7.陶瓷基复合材料的主要性能陶瓷材料强度高、硬度大、耐高温、抗氧化,高温下抗磨损性好、耐化学腐蚀性优良、热膨胀系数和相对密度小。
材料科学基础大纲目录第二章晶体结构 (1)2.1 结晶学基础 (1)2.2 结合力与结合能 (1)2.3 堆积(记忆常识) (1)2.4 单质晶体结构(了解) (2)2.5 无机化合物结构(重点每年必考) (2)2.6 硅酸盐晶体结构 (3)第三章晶体结构缺陷 (5)3.1 结构缺陷类型 (5)3.2 点缺陷 (5)3.5 固溶体 (6)3.6 非化学计量化学物 (7)第四章非晶态结构与性质 (8)4.2 熔体的性质 (8)4.3 玻璃的形成 (8)第五章表面结构与性质 (9)5.1 固体表面及其结构 (9)5.3 润湿与黏附 (10)第六章相图(必考) (12)第七章扩散 (13)7.1 菲克定律(重点) (13)7.5 多元系统的扩散 (13)7.6 影响扩散的因素 (14)第八章相变 (14)8.1 相变概述 (14)8.2 成核生长相变 (15)第九章固态反应 (17)9.1 概论 (17)9.3 反应动力学 (17)9.5 影响因素 (19)第十章烧结 (20)10.1 概述 (20)10.2 烧结过程及机理 (20)10.4 再结晶和晶粒长大 (20)10.7 影响因素 (21)第十一章腐蚀 (21)第十二章疲劳与断裂 (22)第二章 晶体结构2.1 结晶学基础1、概念:晶体:晶体是内部质点在三维空间成周期性重复排列的固体,即晶体是具有格子构造的固体。
晶胞 :晶胞是从晶体结构中取出来的反映晶体周期性和对称性的最小重复单元。
晶胞参数:胞的形状和大小可以用6个参数来表示,此即晶格特征参数,简称晶胞参数。
七大晶系:布拉菲(Bravais )依据晶胞参数之间关系的不同,把所有晶体划归为7类,即7个晶系。
晶面指数:结晶学中经常用(hkl )来表示一组平行晶面,称为晶面指数。
数字hkl 是晶面在三个坐标轴(晶轴)上截距的倒数的互质整数比。
晶面族 :晶体结构中原子排列状况相同但不平行的两组以上的晶面,构成一个晶面族。