新材料概论考试范围
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新材料概论——碳纳米管碳纳米管是一种由碳原子组成的纳米材料,具有特殊的结构和优异的性能,被认为是未来材料科学发展的重要方向之一、本文将从碳纳米管的定义、制备方法、结构特点和应用领域等方面进行阐述。
首先,碳纳米管是由碳原子按照特定的方式排列而成的管状结构。
它们的直径通常在纳米尺度范围内,但长度可达数微米至数厘米。
碳纳米管可以分为单壁碳纳米管(SWCNTs)和多壁碳纳米管(MWCNTs)两种形式。
单壁碳纳米管具有单层碳原子构成的管状结构,而多壁碳纳米管由多个同心层组成,每层之间有适当的间隙。
制备碳纳米管的方法有很多种,包括化学气相沉积、物理气相沉积、电化学剥离等。
其中,化学气相沉积是最常用的方法之一、该方法在惰性气氛中将碳源分解并沉积在金属催化剂上,从而形成碳纳米管。
此外,还可以利用电弧放电、化学还原剥离等方法获得碳纳米管。
碳纳米管的结构特点使其具有许多独特的性能。
首先,碳纳米管具有优异的导电性能,其导电能力可媲美铜和银等传统导电材料。
其次,碳纳米管具有优异的机械性能,具有很高的抗拉强度和模量。
此外,碳纳米管还具有优异的光学性质和热导性能,具有良好的化学稳定性和抗辐射性能。
碳纳米管的应用领域非常广泛。
在电子器件方面,碳纳米管可以用于制备纳米晶体管和纳米电极,可用于高分辨率显示器、柔性电子器件和高性能电池等。
在能源领域,碳纳米管也可以用于制备锂离子电池和超级电容器,以提高能源存储和转换效率。
此外,碳纳米管还可以用于传感器、生物医药、纳米催化剂等领域。
总之,碳纳米管作为一种新型材料,具有独特的结构和优异的性能,在材料科学领域具有广阔的应用前景。
随着制备技术的不断改进和研究的深入,碳纳米管的应用范围将进一步扩大,为各个领域的科技发展和实际应用带来更多的可能性。
材料学专业代码(080502)本学科设有金属材料、无机材料和高分子材料三个学科方向,主要研究方向有金属及合金的固态相变及应用,金属基复合材料、功能材料腐蚀与防护金属电化学钝化,功能金属纤维及应用;先进结构陶瓷、功能陶瓷;金属基复合材料、树脂基导电复合材料;功能材料腐蚀与防护、金属电化学钝化;功能高分子材料、高分子膜材料、高分子纳米材料和高性能高分子复合材料。
着重于合成方法、合成工艺、结构与性能关系及其相关合成机理的研究。
本学科现有教授6名,副教授8人,其中博士后2人,博士9名,形成了具有较强实力的教学及科研师资队伍,多年来为国家输送了大量高层次人才。
近几年先后承担科研项目30余项,省、部级项目15项,包括河北省自然科学基金、国家人事部归国人员重点基金、河北省科技厅基金和石家庄市重大攻关项目等。
取得了多相重要研究成果,在新型材料结构研究与分析、高强度导电材料研究、耐磨管道、金属纤维、膜材料的制备与应用、等离子体聚合与改性、原位复合材料研究、电厂用耐热钢、陶瓷内衬钢管、表面工程、无损检测技术、环保、清洁能源、汽车和电子等领域,产生了很大的社会效益和经济效益,其多项研究成果填补国内空白,具有自主知识产权,为我国的经济发展做出了巨大贡献。
目前,已在国内外重要学术刊物上发表学术论文150余篇,其中SCI和EI收录50余篇。
并获得了多项省部级科学进步奖。
经过多年建设和发展,实验室现有力学性能分析和测试设备、大型精密显微镜、扫描电子显微镜SEM、XRD、各种热处理设备以及各种材料成分检测仪器设备、显微硬度计等。
材料学学科已经形成了以中青年教师为主、梯度结构合理的教学、科研队伍。
一、培养目标材料学学科的攻读硕士学位研究生的培养目标是培养德、智、体全面发展的高级专门科技人才,具体目标如下:1.拥护中国共产党,热爱社会主义,具有良好的道德品质和修养,综合素质高,适应能力强,工作和学习作风严谨,身体健康。
2.有坚实的数学、计算机基础,并能熟悉运用到本学科的理论和实践中;熟练掌握一门外国语。
《新媒体概论》考试范围一、名词解释1、新媒体2、SNS3、手机报4、手机电视5、维客6、社会化媒体7、微博客8、长尾理论9、媒介融合10、微信二、简答1、如何理解新媒体?2、如何理解三网融合?3、手机作为媒体,具有哪些显著特点?4、手机报有哪些传播特点?5、手机电视有哪些传播特点?6、与新闻跟帖和BBS相比,博客的把关机制有何不同?7、维客有哪些媒体价值?8、网络传播立法要考虑的因素有哪些?9、媒介融合可分为哪几个阶段?10、新媒体的发展趋势有哪些?三、填空1、一般而言,互联网和手机被视为新媒体的代表。
2、新媒体的根本特征是数字化、互动性。
3、莱文森首创了“人性化趋势”和“补救性媒介”的媒介演化理论。
4、如果按传输方式来分类,数字电视可分为:地面无线数字电视、有线数字电视、卫星数字电视。
5、作为新媒体的重要成员,手机媒体被称为继报刊、广播、电视、互联网之后的“第五媒体”。
6、手机是通过与互联网的融合,实现了从通信工具向媒体的跨越,成为一种新型的大众化革命性媒体。
7、从技术手段上看,手机报迄今为止有两种操作模式:彩信手机报模式和网站浏览模式。
8、Web2.0的核心是让用户参与创造内容。
9、新媒体道德的特性:自主性、多元性、开放性。
10、网络道德体系由网络礼仪、网络规范和网络道德原则构成。
11、网络道德的基本原则是全民原则、兼容原则、互惠原则和自由原则。
四、论述1、结合实际,谈谈新媒体的发展职业新闻传播有哪些影响。
2、结合现实,谈谈在新媒体经营中,如何运用长尾理论。
3、对媒介融合的理解。
4、微博与微信的比较。
五、分析1、关于搜索引擎与网络信息的真实性问题。
2、微博客的现实影响和发展前景问题。
3、微信收费的争议。
或许还有其他的什么,恕不一一列举,但也不用费心复习:)(五)有关新媒体伦理的困境……。
第一章测试1【判断题】 (10分)材料是人类社会生活的精神基础。
A.对B.错2【判断题】 (10分)青铜是铜锡合金。
A.对B.错3【判断题】 (10分)芯片是各种集成电路和原件刻蚀在线路板上的一个综合体。
A.错B.对4【判断题】 (10分)日常生活中家庭用到的空调洗衣机、冰箱电视的壳体材料基本是塑料这种高分子材料。
A.错B.对5【单选题】 (10分)材料是人类用于制造各种产品和有用物件的()。
A.生产力B.原料C.设备D.物质6【单选题】 (10分)恩格斯曾经这样论述,人类从低级阶段向文明阶段的发展,是从学会制开始的。
A.青铜器B.瓷器C.陶器D.铁器7【单选题】 (10分)目前风力发电机叶片所用的材料为。
A.高分子材料B.金属材料C.无机非金属材料D.复合材料8【多选题】 (10分)根据材料对社会历史发展作用,人类社会按照材料命名可以包括的时代为。
A.铁器时代B.新材料时代C.石器时代D.青铜器时代E.硅时代9【多选题】 (10分)以金属为主制造的建筑物包括。
A.金门大桥B.港珠澳大桥C.埃菲尔铁塔D.世界贸易中心大厦E.三峡大坝10【多选题】 (10分)超导计算机中的运算速度可以达到每秒8000万次,元件完全不发热。
这些优异性能主要基于超导陶瓷的基本特征。
A.完全抗磁性B.高度绝缘性C.完全导电性D.良好导热性E.完美半导体第二章测试1【判断题】 (10分)材料的组成与结构决定了材料的基本性质。
A.错B.对2【判断题】 (10分)材料合成是把原子和分子通过分子间作用力的方式结合起来,最终变成有着微观结构的宏观材料。
A.错B.对3【判断题】 (10分)原子的核外电子,包括原子核,是可以借助于显微镜这样的设备观察到的。
A.对B.错4【判断题】 (10分)金属键就是带正电荷的金属原子与核外带负电荷的自由电子通过静电作用而形成的化学键。
A.对B.错5【单选题】 (10分)材料的宏观尺度,就是通过人的肉眼可以见到的超过人眼极限分辨率以上的尺度。
新工艺新技术新材料新设备安全员考试选择题随着科学技术的不断进步和产业的快速发展,新工艺、新技术、新材料和新设备的应用越来越广泛。
然而,这些新领域的应用也带来了新的安全隐患和挑战。
为了确保生产环境的安全,对于从事相关工作的安全员来说,掌握相关知识是至关重要的。
本文将为大家提供一些相关的选择题,帮助大家更好地了解新工艺、新技术、新材料和新设备的安全措施。
1. 下列属于新工艺的是:A. 传统焊接B. 激光焊接C. 电弧焊接D. 空气压缩机操作解析:B、C属于新工艺,A属于传统工艺;D不属于焊接工艺。
2. 新技术中,下面哪项可以提高安全效率?A. 自动化控制系统B. 手动操作系统C. 人工智能系统D. 旧版软件解析:A属于现代化技术,可以提高安全效率;B属于传统的手动操作系统;C属于新技术探索的方向;D不是新技术。
3. 新材料的应用中,下列哪项是危险的?A. 纳米材料B. 金属材料C. 陶瓷材料D. 传统塑料解析:A是新材料中的一种,由于其微小尺寸可能产生一定的安全隐患;B、C属于传统材料;D不属于新材料。
4. 新设备使用中,下面哪个要求是错误的?A. 操作前需佩戴个人防护设备B. 定期检查设备运行状态C. 使用前要熟悉设备使用说明书D. 无需进行操作指导和培训解析:A、B和C是新设备使用的基本要求,D是错误的,新设备使用前需进行操作指导和培训。
5. 下面哪项属于新工艺、新技术、新材料和新设备的安全措施?A. 盲目操作B. 经验操作C. 安全操作规程D. 侥幸心态解析:A、B属于不安全的操作方式,C是新工艺、新技术、新材料和新设备的安全措施之一;D是不安全心态。
新工艺、新技术、新材料和新设备的广泛应用为工业生产带来了巨大的效益,但同时也带来了新的安全挑战。
对于安全员来说,了解新工艺、新技术、新材料和新设备的特点以及相应的安全控制措施是至关重要的。
通过选择题的方式,我们可以更好地了解相关知识,并在实际工作中采取正确的安全措施,确保生产环境的安全。
新材料科学概论课程编码:202607课程英文译名:New Materials Outline课程类别:专业选修课开课对象:机电学院开课学期:第6学期学分:2 总学时:32 理论课学时:32学时实验学时:0学时;上机学时:0学时先修课程:工程材料与成形技术基础教材:《新材料概论》陈光崔宗主编,科技出版社,北京,2003年参考书:《材料科学概论》北京工业大学出版社许并社主编2002.5出版一、课程的性质、目的与任务新材料科学概论是反映材料科学进展、介绍新型材料及其应用的提高性技术基础课。
本课程在机械类本科专业中的地位属于选修课。
本课程的任务是使学生了解材料工程的发展状况,了解必要的现代的新型材料的科学知识和未来材料的发展方向。
使学生熟悉处理材料新问题的方法,开拓思路,提高分析问题和解决问题的能力。
二、课程的基本要求本课程目的是使学生对材料科学与工程建立整体与全貌的认识,了解现有材料的分类、特性、应用范围及其与相关学科领域的关系,把握高技术新型先进材料发展趋势。
本课程内容由材料学纲要、无机非金属材料新材料、生物材料、功能复合材料、纳米材料、高分子新材料和非晶合金等组成。
课堂教学要求的内容主要有:1.材料的设计;2.材料的成分与组织结构;3.材料的合成与加工;4.材料的性质和特点;5.材料的性能;6.新材料的发展和应用。
三、课程的基本内容及学时分配第一章材料科学与工程综述 2学时1.1材料及其分类1.2材料是人类社会进步的里程碑1.3先进材料是高新技术发展和社会现代化的基础和先导1.4材料科学与工程的形成与内涵1.5材料组成、制备、结构、性能和使用效能之间的关系1.6材料的应用第二章结构材料 2学时2.1材料的性能2.2金属材料2.3陶瓷材料2.4高聚物材料第三章电性材料 2学时3.1导体、半导体和绝缘体材料3.2超导材料3.3铁电、压电和介电材料第四章磁性材料 2学时4.1材料的磁性4.2物质磁性分类4.3磁性材料的分类4.4 几种新型磁性材料4.5磁性材料的应用第五章超导材料 2学时5.1零电阻现象5.2产生超导的原因5.3超导体的临界条件5.4超导材料的发展5.5超导氧化物5.6超导材料的应用与前景第六章光学材料 2学时6.1光纤材料6.2光色材料6.3红外材料第七章新能源材料 2学时7.1概述7.2新型二次电池7.3燃料电池第八章生物材料 2学时8.1概述8.2硬组织相容性材料8.3软组织相容性材料8.4血液相容性材料8.5生物降解材料第九章环境材料 2学时9.1环境材料的提出9.2环境材料的定义与研究内容9.3材料的环境协调性评价9.4材料的生态设计9.5材料的环境友好加工9.6传统材料的环境材料化9.7天然材料的加工和应用9.8绿色包装材料9.9绿色建材9.10环境净化、替代和修复材料9.11环境降解材料第十章智能材料 2学时10.1智能材料概述10.2电/磁流变智能材料10.3磁致伸缩智能材料第十一章形状记忆材料 2学时11.1形状记忆效应11.2形状记忆合金11.3形状记忆陶瓷11.4形状记忆聚合物第十二章梯度功能材料 2学时12.1梯度功能材料及其特点12.2热防护梯度功能材料12.3梯度折射率材料12.4梯度功能材料的应用第十三章复合材料 2学时13.1复合材料概述13.2增强材料13.3纤维增强材料13.4金属基复合材料13.5陶瓷基复合材料13.6碳/碳复合材料第十四章纳米材料 2学时14.1基本概念14.2纳米材料的诞生、发展与纳米科技的起源14.3纳米科技的崛起14.4纳米材料的特异效应14.5纳米结构单元14.6纳米组装体系第十五章软物质 2学时15.1概述15.2软物质的基本特征15.3软物质中熵的作用15.4软物质的自组织15.5几种典型的软物质体系考试 2学时四、习题及课外教学要求对课程的重点和难点:课堂讨论并讲解。
第1章材料概论1。
材料的定义:材料是人类用于制造物品、器件、构件、机器或其它产品的那些物质.2.材料是物质,但不是所有物质都可以称为材料.如燃料和化学原料、工业化学品、食物和药物,一般都不算是材料。
3.材料的分类根据材料的来源分类:天然材料,人工材料(钢铁材料,陶瓷材料,合成纤维,复合材等)材料按化学组成(或基本组成)分类:①金属材料②无机非金属材料(以某些元素的氧化物、碳化物、氢化物、卤素化合物以及硅酸盐、铝酸盐、磷酸盐、硼酸盐等物质组成的材料。
)如:陶瓷,玻璃,水泥,耐火材料③高分子材料(聚合物)④复合材料(是由两种或两种以上化学本质不同的材料组合在一起,使之互补性能优势,从而制成的一类新型材料.一种组成为基体,其粘结作用,另一种或几种为增强体或功能组元,起增加强度或功能的作用.)按基体材料分类:金属基复合材料,陶瓷基复合材料,水泥、混凝土基复合材料,塑料基复合材料,橡胶基复合材料等。
按增强剂形状分类:粒子、纤维及层状复合材料。
材料按用途来分类:结构材料(以力学性能为基础,制造受力构件所用材料。
),功能材料(主要是利用物质的独特物理、化学性质或生物功能等而形成的一类材料。
)一种材料往往既是结构材料又是功能材料,如铁、铜、铝等。
结构材料对物理或化学性能也有一定要求,如光泽、热导率、抗辐照、抗腐蚀、抗氧化等。
材料按结晶状态分类:单晶材料(由一个比较完整的晶粒构成的材料,如单晶纤维、单晶硅;)多晶材料(由许多晶粒组成的材料,其性能与晶粒大小、晶界的性质有密切的关系。
)非晶态材料(由原子或分子排列无明显规律的固体材料,如玻璃、高分子材料。
)准晶材料(指准周期性晶体材料的简称,准晶仍然是晶体,准晶中的原子分布有严格的位置序,但位置序无周期性,即没有周期性平移对称关系。
)材料按使用领域分类:根据材料服役的技术领域可分为信息材料、航空航天材料、能源材料、生物医用材料等。
其他常见的分类方法:传统材料(基础材料)如钢铁、水泥、塑料等.新型材料(先进材料)4.新材料一般具有以下特点:(1)具有一些优异性能或特定功能如:超高强度、超高硬度、超塑性等力学性能,超导性、磁致伸缩、能量转化、形状记忆等特殊物理或化学性能(2)新材料的发展与材料科学理论比传统材料更为密切(3)新材料的制备和生产往往与新技术、新工艺紧密相关(4)更新换代快,样式多变5.所有材料的宏观性能都是由其化学组成和内部组织结构决定。
新材料概论课程教学大纲课程名称:新材料概论英文名称:Introduction to New Materials课程编号:x4011331学时数:32其中实验(实训)学时数:0 课外学时数:0学分数:2.0适用专业:材料成型及控制、材料科学与工程(材料加工工程方向)、材料科学与工程(卓越工程师)、金属材料工程一、课程的性质和任务《新材料概论》是材料成型及控制、材料科学与工程(材料加工)、材料科学与工程(卓越工程师)、金属材料工程专业的选修课程。
目的是提高本科学生的专业知识及能力,并了解目前新材料的发展、特性和应用,同时通过联系本专业基础知识,理解材料的新特性的原理。
本课程以新材料的特点、制备与加工方法、应用领域及发展前景为主线条,充分反映了新材料的最新研究成果和进展。
使学生通过本课程的学习,掌握新材料的特点和发展趋势,为新材料设计、制备与加工的深入学习奠定基础。
通过学习本课程,使学生能够熟悉各种新型材料及其主要应用领域,掌握新型材料特性并理解其特性的形成机制,掌握提高材料性能的主要加工方法,掌握检测性能的主要方法。
二、课程教学内容的基本要求、重点和难点基本要求为了解典型新材料(新金属材料、先进复合材料、纳米材料、微电子材料、和材料检测技术)的背景、制备、加工和特性。
教学方法为课堂讲授并结合多媒体,结合实例启发学生掌握重点及难点。
(一)新材料概述了解新材料的概念和新材料的发展。
重点:新材料的概念。
(二)金属材料了解高强度轻合金、超导材料、形状记忆材料和超塑性材料特性,理解强化机制、形状记忆机制、超塑性机制,掌握超塑性变形对材料的要求,熟练掌握超塑性变形对变形条件的要求。
重点:新金属材料特性,超塑性变形对材料的要求。
难点:强化机制,超塑性变形机制。
(三)复合材料了解传统复合材料的新发展,掌握常用基体及增强材料的性能与特点,理解复合材料强化机理,熟练掌握界面特性。
重点:复合材料强化方法,界面的力学性能。
材料概论练习题答案 1材料概论练习题答案-1介绍1.什么是材料?答:材料由若干相互作用的元素按一定比例组成,具有一定的结构水平和一定的性能,可用于制造商品、装置、部件、机器或其他产品。
2.人类文明史与材料发展之间的关系?答:材料是人类文明的里程碑;材料是人类赖以生存和发展的重要物质基础;人类的历史曾以使用的主要材料来加以划分。
3.根据成分和结构特征,可以划分哪些类型的材料?无机非金属材料水泥、陶瓷、玻璃、耐火材料金属材料黑色、有色、特殊金属材料、聚合物材料塑料、橡胶、纤维、涂料、粘合剂复合材料金属基、陶瓷基、树脂基、碳-碳材料4材料科学和工程的概念?答:材料科学与工程是关于材料成分、结构、工艺和它们性能与应用之间有关知识开发和应用的科学。
它是一个多学科的交叉领域,是从科学到工程的一个专业连续领域。
同时材料科学与工程学科以数学、力学及物理、化学自然科学为基础,以工程学科为服务和支撑对象,是一个理工结合、多学科交叉的新兴学科,其研究领域涉及自然科学、应用科学和工程学。
5.日本专家岛村昭治将材料的发展历史划分为哪五代?答:旧石器时代新石器时代青铜器时代铁器时代高分子材料和硅材料的时代第2章MSE的四个基本要素1.材料科学与工程的四个要素是什么?答:成分、结构、合成和加工、性质/性能2.什么是材料的化学组成?相的概念?材料相的组成?答:材料的化学成分:构成材料的最基本、最独立的物质可以是纯元素或稳定的化合物,以及它们的类型和数量;相:材料中具有相同化学成分和相同结构的均匀部分称为相;组成材料的相的类型和数量称为相组成3材料的结构是什么?答:材料的结构是指材料的组元及其排列和运动方式。
包含形貌、化学成分、相组成、晶体结构和缺陷等内涵。
材料的结构决定材料的性能4.材料的合成的概念?材料加工的概念?答:合成:通常指用物理和化学方法将原子和分子结合起来制造新材料。
合成是发现固体中新的化学和物理现象的主要来源。
加工:这里所指的是成型加工,除了上述为生产出有用材料对原子和分子控制外,还包括在较大尺度上的改变,有时也包括材料制造等工程方面的问题合成与加工是指建立原子、分子和分子聚集体的新排列,在从原子尺度到宏观尺度的所有尺度上对结构进行控制以及高效而有竞争力地制造材料和零件的演变过程5.材料的性能、材料的功能以及材料使用性能的含义?答:材料性能:合成和加工是指建立原子、分子和分子聚集体的新排列,从原子尺度到宏观尺度的所有尺度上的结构控制,以及高效、有竞争力地制造材料和零件的进化过程;材料的功能:指当一种材料(材料)对应于一个输入信号,或其中一些材料将产生一定的输出,即可以产生另一种效果时,质量或数量的变化。
1. 简述什么是材料及其在生产生活中的重要意义。
可为人类社会接受的、经济地制造有用物品的自然界物质。
广义:“物品”包括食品、衣物和器件,狭义:“物品”仅包括器件;意义:我们的衣食住行的必备条件,人类一切生活和生产活动的物质基础,先于人类存在,并且与人类的出现和进化有着密切的联系。
2. 简述材料与原料以及物质的关系。
原料一般不是为获得产品,而是生产材料,往往伴随化学变化。
材料的特点往往是为获得产品,一般从材料到产品的转变过程不发生化学变化。
材料是物质,但不是所有物质都可以称为材料。
材料总是和一定的用途相联系,可由一种或若干种物质构成。
同一种物质,由于制备方法或加工方法不同,可成为用途迥异的不同类型和性质的材料。
3.简述传统材料与新型材料的关系。
传统材料:指已经成熟且在工业中批量生产并大量应用的材料,如钢铁、水泥、塑料等。
由于其量大、产值高、涉及面广泛,又是很多支柱产业的基础,又称为基础材料。
新型材料:正在发展,且具有优异性能和应用前景的一类材料。
新型材料与传统材料之间并没有明显的界限,传统材料通过采用新技术,提高技术含量,提高性能,大幅度增加附加值而成为新型材料;新材料在经过长期生产与应用之后也就成为传统材料。
传统材料是发展新材料和高技术的基础,而新型材料又往往能推动传统材料的进一步发展。
4.材料科学与工程研究的主要内容是什么。
研究材料组成、结构、生产过程、材料性能与使用效能以及它们之间的关系。
5. 什么是金属材料,其基本特点有哪些。
以金属元素为主而构成的并具有一般金属特性的材料,包括纯金属和合金。
固体状态下具有晶体结构,具有独特的金属光泽且不透明,导电导热性良好,有延展性。
6. 什么是无机非金属材料,其基本特点有哪些。
无机非金属材料:以金属元素或非金属元素的化合物或非金属元素单质为组元,原子与原子之间通过离子键和共价键而键合。
主要有凝胶材料(玻璃、陶瓷、水泥),传统材料(混凝土、氧化物),新型材料(氧化、非氧化物陶瓷、复合陶瓷)。
新材料导论材料概论材料的定义:材料是人类用于制造物品、器件、构件、机器或其它产品的物质。
材料的分类按物理、化学属性分:金属(Metals),非金属(non-ferrous),高分子化合物(Polymers),复合材料(Composites)材料概况按组成与结构划分:金属材料,无机非金属材料,高分子材料,复合材料。
按用途划分:电子信息材料,航空航天材料,能源材料,生物医用材料。
按性能划分:结构材料,功能材料。
按应用与发展划分:传统材料,新材料。
材料在汽车上的各种成分:塑料10%--20%,铝合金5%--10%,铁合金60%--75%,15%--20%低合金高强钢,其它。
汽车材料:价廉,易成形,长寿,高可靠性,低油耗,低污染,便于回收。
新材料的发展趋势1.注重多学科交叉,综合利用现代科学技术最新成就,促进材料科学与材料工程、各大类材料之间的交叉、借鉴、互补,充实和完善以成分与结构、性质、合成与加工、使用性能为核心知识,能指导各类材料研究与开发的材料科学与工程学科。
2.整体向着高性能化、多功能化、复合化、智能化和经济实用化方向发展。
3.结构材料仍然是研究与开发的主体,高技术新材料研究与开发与现有材料提升改造并重,以满足工业经济和国防安全的基础产业的需求;功能材料是21世纪新材料研究与开发的热点,其动力主要来自于高技术需求和有关材料行为深层次的认识和控制的科学进展。
4.重视基础性研究,实现在微观、介观和宏观不同层次上,在分子、原子、电子层次上按预定性能设计和制备新材料。
5.高度重视材料及其制品和生态环境与资源的协调性。
6.新材料的合成与加工技术(制备技术)和表征评价技术及其装备的研究与开发是新材料发展的重要基础,倍受重视。
高性能结构材料高分子材料的分类按用途分塑料、橡胶、纤维、胶粘剂、涂料等。
高分子材料的应用进展高分子材料因具有从可流动的凝胶体到柔软弹性体再到刚性固体的极宽的力学状态而获得了广泛应用。
现在,以塑料、合成橡胶和合成纤维为代表的三大合成材料的体积已经超过了所有金属材料的总和,并继续高速发展。
三、问答题1.与金属材料相比,陶瓷材料有那些优异性能?答:陶瓷具有优越的强度、硬度、绝缘性、热传导、耐高温、耐氧化、耐腐蚀、耐磨耗等特点,可以承受金属材料和高分子材料难以胜任的任何严酷工作环境。
2.简述制备特种陶瓷的的工艺过程及其步骤。
答: 特种陶瓷的工艺过程包括:(1)原料配制(2)成形技术(3)烧结(1)特种陶瓷的原料具有下述特点:纯度高;颗粒细小;只加入很少甚至完全不加入助熔剂以提高可塑性的添加剂;采用的原料为人工合成。
主要有:碳化硅、氮化硅、氧化锆、增韧氧化锆、氧化铝等。
(2)模压成型、挤压成型等技术可用于特种陶瓷的成形。
此外,为了保证特种陶瓷制品的优异性能,可以采用以下方法成形,以提高配体的致密度、均匀性或、尺度精度等,如冷等压成型、注射成形法、凝胶注膜成型、干压成形、流延成形等新方法。
(3)一种或多种固体(金属、氧化物、氮化物 、黏土等)粉末经过成形,当加热到一定温度后便开始收缩,在地狱熔点温度下即变成致密的、坚硬的烧结体,这种过程称为“烧结”。
3分别叙述下列陶瓷的性能及主要用途。
(1)32O Al (2)2r O Z (3)43i N S (5)C S i答(1)32O Al 性能特点:强度高于黏土类陶瓷,硬度高,有很好的耐磨性。
耐高温,可以再1600C 0高温下长期使用。
耐腐蚀性很强。
良好的电绝缘性能;在高频下的电绝缘性能尤为突出,每毫米厚度可耐电压8000v 以上。
任性低,抗热震性差,不能承受温度的急剧变化。
主要用途,机械方面:有耐磨氧化铝陶瓷衬砖、衬板、衬片和氧化铝瓷钉、陶瓷密封件、黑色氧化铝陶瓷切削刀具、红色氧化铝陶瓷柱塞等。
电子、电力方面,有各种氧化铝陶瓷底板、基片、陶瓷膜、高压钠灯透明氧化铝陶瓷,以及各种氧化铝陶瓷电绝缘瓷件、电子材料,磁性材料等。
化工方面,有氧化铝陶瓷化工填料球、氧化铝陶瓷微滤膜、氧化铝陶瓷耐腐蚀涂层等。
医学方面,有氧化铝陶瓷人工骨、羟基磷灰石涂层多晶氧化铝人工牙齿、人工关节等。
第1章材料概论1.能量:可为人类经济利用的成为能源。
知识:需要利用和传播的叫做信息。
物质:可用于制造有用物品的叫做材料。
20世纪70年代,信息、材料和能源称为当代文明的三大支柱;20世纪80年代,新材料、信息技术和生物技术并列为新技术革命的重要标志;20世纪90年代,材料、信息、能源和生物技术作为国民经济发展的四大支柱产业。
2.材料的定义:为人类社会所接受地、经济地制造有用器件的物质叫做材料。
材料的判据:①资源判据②能源判据③环保判据④质量判据⑤经济判据3.新材料一般具有的特点:①具有一些优异性能或特定功能。
②新材料的发展与材料科学理论的关系比传统材料更为密切。
③新材料的制备生产往往与新技术和新工艺紧密相关。
④更新换代快,样式多变。
⑤新材料大多是知识密集、技术密集、附加值高的高技术材料,传统材料通常为资源型或劳动集约型材料。
4.材料结构的基本概念组元:组成材料最基本、独立的物质,可以是纯元素,也可以是稳定的化合物。
相:材料中同一化学成分并且结构和性能相同的均匀连续部分称。
组织:材料内部的微观形貌。
5.(大题)固溶体:合金由液态结晶为固态时,一组元的晶格中溶入另一种或多种其他组元而形成的均匀相称为固溶体。
保留晶格的组元称为溶剂,溶入晶格的组元称为溶质。
6.硅酸盐结构分类a 岛状硅酸盐:含有限Si-O团的硅酸盐,包括含孤立Si-O团和含成对或环状Si-O团两类。
b 链状硅酸盐:Si-O团共顶连接成一维结构,又含单链和双链两类。
c 层状硅酸盐:Si-O团底面共顶连接成二维结构。
d 骨架状硅酸盐:Si-O团共顶连接成三维结构。
7.高分子材料化学稳定性好的原因:1.分子链上各原子是由共价键结合而成的,键能较高结合牢固;2.高分子的特殊形态,使得大分子链上能够参加化学反应的集团在与化学反应介质的接触上比较困难; 3.高聚物大都是绝缘体,不会产生电化学腐蚀。
8.高分子材料的老化:1.由于大分子链之间产生交联,使其从线型结构或支链结构变为体型结构,变脆,失去弹性。
作业11。
人类使用材料的历史经历了哪些时代?答:人类使用材料的历史经历了石器时代、青铜器时代、铁器时代、水泥时代、钢时代、硅时代、新材料时代。
2.材料的化学(键)分类和使用性能分类?答:材料的化学(键)分类:金属材料、无机非金属材料、高分子材料、复合材料.材料的使用性能分类:结构材料、功能材料。
3.什么是材料科学、材料工程、材料科学与工程?答:材料科学:一门以固体材料为研究对象,以固体物理、固体化学、热力学、动力学、量子力学、冶金、化工为理论基础的边缘交叉基础应用学科,是运用电子显微镜、X射线衍射、热谱、电子离子探针等各种精密仪器和技术,探讨材料的组成、结构、制备工艺和加工使用过程与其机械、物理、化学性能之间的规律的一门基础应用学科.材料工程:运用材料科学的理论知识和经验知识,为满足各种特定需要而发展、制备和改进各种材料的工艺技术。
材料科学与工程:研究材料的组成与结构、合成与制备(工艺)、性能、使用效能(用途)四者之间相互关系和规律的一门科学.4。
简述无机非金属材料及其特点?答:无机非金属材料是一种或多种非金属元素(如O、C、N等,通常为O)的化合物,主要为金属氧化物和金属非氧化物,不含C—H—O链。
无机非金属材料的特点:①组成:一种或多种非金属元素(如O、C、N等,通常为O)的化合物.②结构:结合键主要为离子键、共价键或离子-共价混合键.③性能:高熔点、高强度、耐磨损、高硬度、耐腐蚀和抗氧化的基本属性,宽广的导电性、导热性和透光性以及良好的铁电性、铁磁性和压电性,很差的延展性及耐冲击性。
④合成与制备(艺):(暂忽略)。
⑤使用效能(应用):(暂忽略)。
作业21。
从CaO-SiO2二元相图分析矿物组成与化学组成、工艺条件的关系?答:①CaO—SiO2二元相图.②矿物组成与化学组成的关系:在870—1125℃之间,随着SiO2质量分数的降低,CaO质量分数的提高,所形成的矿物组成依次为α磷石英,α磷石英+β—CS,β—CS,β-CS+ C2S,C2S,C2S+C3S,C3S,C3S+CaO,CaO。
第一章1.材料可以这样来表述:材料是由一种化学物质为主要成分、并添加一定的助剂作为次要成分所组成的,可以在一定温度和压力下使之熔融,并在模具中塑制成一定形状,冷却后在室温下能保持既定形状,并可在一定条件下使用的制品,其生产过程必须实现最高的生产率、最低的原材料成本和能耗,最少地产生废物和环境污染物,并且其废弃物可以回收、再利用。
2.材料是用来制造器件的物质;材料是经过工业加工的采掘工业、农业的劳动对象等。
材料必须具备如下几个要点:(1)一定的组成和配比;(2)成型加工性;(3)形状保持性;(4)经济性;(5)回收和再生性。
3.材料的分类方法很多,通常是按组成、结构特点进行分类:金属材料、无机非金属材料、有机高分子材料和复合材料。
4.材料的要素:(1)性质(2)使用性能(3)结构与成分(4)合成和加工5.合成与加工是在各种设备和机械中实现的,结构与成分研究更取决于探测工具——仪器设备的进展。
第二章1.组成材料最基本,独立的物质称为材料的组元。
2.材料中具有同一化学成分并且结构相同的均匀部分称为相。
3.材料内部的微观形貌称为材料的组织。
组织是材料性能的决定性因素。
4.固态溶体,即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。
按照溶质原子在溶剂晶格中的位置不同,固溶体可分成两种类型:置换型固溶体和间隙型固溶体。
5.复合体是指有两种或两种以上不同材料通过一定的方式复合而构成的新型材料,各相之间存在着明显的界面。
在复合材料中各相不但保持着各自的固有特性,而且可最大限度地发挥各种材料相的特性,并赋予单一材料所不具备的优良特殊性能。
6.金属是指具有良好的导电性和导热性,有一定的强度和塑性并具有光泽的物质,包括纯金属和合金两类。
7.合金是指由两种或两种以上的金属元素或金属元素与非金属元素构成的具有金属性的物质。
8.组成高分子化合物的相同结构单元称为重复单元,每个重复单元又称为大分子链的一个链节,一个高分子化合物中重复单元的数目n叫做链节数,在大多数场合下链节数可称为聚合度,记为DP。
9.聚乙烯(PE)聚丙烯(PP)聚苯乙烯(PS)聚氯乙烯(PVC)聚乙烯醇(PV A) 聚碳酸酯(PC)聚氨酯(PU)10.材料的结构是指材料的组成单元之间相互吸引和排斥作用达到平衡式的空间排布,从宏观到微观可分成不同的层次,即宏观组织结构、显微组织结构及微观结构。
宏观组织结构是用肉眼或放大镜能观察到的晶粒、相的集合状态。
显微组织结构或称亚微观结构,是借助光学显微镜、电子显微镜可观察到的晶粒、相的集合状态或材料内部的微区结构。
比显微组织结构更细的一层结构即微观结构,包括原子及分子的结构以及原子和分子的排列结构。
因为一般分子的尺寸很小,故把分子结构排列列为微观结构。
11.材料中的化学键合:金属键,离子键,共价键,氢键,范德华键。
12.按晶格的边长,晶轴相交的角度等可将晶体分类为几大晶系:立方晶系,正方晶系,三方晶系,斜方晶系,单斜晶系,三斜晶系,六方晶系。
13. 点缺陷:理想晶体中的一些原子被外界原子所代替,或者在晶格间隙中掺入原子,或者留有原子空位,破坏了有规则的周期性排列,引起质点间势场的畸变,这样造成晶体结构的不完整,仅仅局限在原子位置。
一般分为三类,结构位置缺陷,组成缺陷,电荷缺陷。
14.金属材料的结构:体心立方结构,面心立方结构,紧密堆积六方结构,金刚石型结构。
15.无机非金属材料结构:金刚石结构,硅酸盐结构(链状机构,层状结构,网状结构),玻璃结构,陶瓷结构(结晶相,固溶体相,玻璃相,气相)。
16.玻璃相的作用:将分散的晶相粘结起来,填充晶相之间的空隙,提高材料的致密度;降低烧成温度,加快烧结过程;阻止晶体转变,抑制晶体长大及填充气孔间隙;获得一定程度的玻璃特性,如透光性。
17.高分子材料的结构:链结构(影响大分子链柔顺性的主要因素:主链结构,取代基的特性,链的长度);交联网状结构;高分子化合物的聚集态结构。
18.高分子材料之所以具有良好的化学稳定性,其中主要原因有三方面:一是分子链上各原子是由共价键结合而成的,键能很高,结合很牢;二是高分子的特殊形态,使得大分子链上能够参加化学反应基团在与化学反应介质接触上比较困难,如晶态高聚物由于长链分子间堆砌紧密,具有相当高的化学稳定性,无定形高聚物处于玻璃态时,因大分子链不能自由运动,反应基团被固定,化学反应也难以进行,即使在高弹性态和黏流态时,也因大分子链杂乱无章,彼此缠结,许多基团被包裹起来,难以与其他反应介质接触,故与低分子物质相比,化学反应仍然比较缓慢;三是高聚物大都是绝缘体,不会产生电化学腐蚀。
聚四氟乙烯不仅C-F键结合很牢,而且分子规整对称,易于结晶,加之氟原子组成了严密的保护层,包围了碳链,故使得它的化学性质非常稳定。
19.高分子材料的老化:指在加工、存储和使用过程中,受化学结构影响,在光、热、氧、高能辐射、气候、生物等因素的综合作用下,使其失去原有性能而丧失使用价值的过程。
20.材料的力学性能:指材料受外力作用时的变形行为及其抵抗破坏的能力。
强度:材料在载荷作用下抵抗明显的塑性变形或破环的最大能力。
塑性:材料在荷载作用下,应力超过屈服点后能产生显著的残余变形而不即行断裂的性质。
屈服强度指材料在外力作用下发生塑性形变的最小应力。
弹性:材料受到载荷作用下产生变形,当载荷去除后变形消失而恢复原状的能力。
刚度:材料在载荷的作用下抵抗弹性变形的。
硬度:材料抵抗其他较硬物体压入表面的能力。
常用的硬度试验方法有布氏、维氏和洛氏实验。
21. 疲劳极限:材料在受到拉伸、压缩、弯曲、扭曲或这些外力的组合反复作用时,应力的振幅超过某一限度即会导致材料的断裂,这一限度称为疲劳极限。
22.耐磨性:材料对磨损的抵抗能力,可用磨损量表示。
23.固体加热时,有三个重要的热效应,即吸热、传热、膨胀。
24.(线)膨胀系数:是温度变化1K时材料单位长度的变化量。
25.热传导的机制主要可分为三种,即自由电子的传导,晶格振动的传导和分子或链段的传导等。
26.铁电性:研究介电常数大的物质,当电场强度ξ增加时,极化强度开始时按比例增大,接着突然升高在电场强度很大时增加速度又减慢而趋向于极限值。
除去电场后剩余一部分极化状态Pr,必须加上相反的电场强度ξt才能完全消除极化状态,也就是出现滞后现象,与铁磁体类似,因而人们称这种现象为铁电性。
27.压电效应:某些晶体结构受外界应力作用而变形时,好像电场施加在铁电体一样有偶极矩形成,在相应晶体表面产生与应力成比例的极化电荷,它像电容器一样,可用电位计在相反表面上测出电压;如果施加相反应力,则改变电位符号。
这些材料还有相反的效应,若将它放在电场中,则晶体将产生与电场强度成比例的应变。
这种具有使机械能和电能相互转换的现象称压电效应。
由于形变产生的电效应,称为正压电效应;对材料施加以电压而产生形变时,称为逆压电效应。
28.荧光性:一种物质在吸收电能或光能后,通过电子跃迁,再释放出光的现象。
29.磁性:抗磁性,顺磁性,反铁磁性,铁磁性和亚铁磁性。
第五章1.玻璃的主要化学组成:二氧化硅,三氧化二铝,氧化钙,氧化钠,氧化钾,氧化铁2.玻璃的熔制过程:硅酸盐形成阶段;玻璃形成阶段;玻璃液澄清阶段;玻璃液的均化阶段;玻璃液冷却阶段。
3.玻璃的成型方法可分为人工成型和机械成型两种类型。
4.保护气体:氮氢混合气体5.为什么要进行玻璃退火?答:玻璃制品在生产过程中,经受激烈的、不均匀的温度变时,将产生热应力。
这种热应力将降低制品的强度和热稳定性。
高温成型或热加工的制品,若不经退火,令其自然冷却,很可能在成型后的冷却、存放以及机械加工的工程中自行破裂。
此外玻璃制品自高温自然冷却时,其内部的结构变化是不均匀的,由此将造成其光学性质上的不均匀。
退火就是消除或减少玻璃中热应力至允许值的热处理过程。
6.玻璃制品的深加工可分为冷加工、热加工和表面处理三大类。
7.表面处理可分为三类:玻璃的光滑面或散光面的形成,是通过表面处理以控制玻璃表面的凹凸;改变玻璃表面的薄层组成,改善表面性质,以得到新的性能;在玻璃表面上用其他物质形成薄层而得到新性质,即是表面涂层。
8.按照制品的性能和用途可将陶瓷制品分为普通陶瓷和特种陶瓷(也称新型陶瓷,精细陶瓷或精密陶瓷)。
9.按照陶瓷坯体致密度的不同,可把陶瓷制品分为陶器与瓷器两大类。
陶器通常是未烧结或部分烧结、有一定的吸水率、断面粗糙无光、不透明、敲之声音粗哑,有的无釉,有的施釉。
瓷器的坯体已烧结,基本上不吸水,致密,有一定透明性,敲之声音清脆,断面有贝壳状光泽,通常根据需要施有各种类型的釉。
10.普通陶瓷的基本制备工艺基本上可分为两种类型:一种是制品一次烧成;另一种是制品二次烧成。
一次烧成工艺简单,设备投资小,生产周期短,但工艺难度较大,除要求生产坯有足够的强度外,对坯釉配方的匹配性及烧成时工艺制度也要求严格。
二次烧成工艺是将坯体先经过一次素烧,然后再施釉入窑烧成,多用于生坯强度较低或坯釉烧成温度相差太大的陶瓷制品。
11.普通陶瓷生产所用的主要原料:具有可塑性的粘土类原料具有非可塑性的石英类原料长石类原料【粘土在陶瓷工业中的作用概括起来有以下几点:(l)粘土的可塑性:指与适量的水混炼以后形成的泥团在一定外力的作用下产生变形但不开裂,当外力去掉以后仍能保持其形状不变的性质;(2)粘土的结合性:是指黏土能够粘结一定细度的废塑性物料,形成良好的可塑泥团并有一定干燥强度的性能。
】12.陶瓷坯料按成型方法不同分为:可塑料,干压料和注浆料。
13.陶瓷的成型:可塑成型,注浆成型,压制成型。
14.釉是熔融在陶瓷制品表面上一层很薄的玻璃态物质,由碱金属、碱土金属或其他金属的硅酸盐及硼酸盐所构成。
外观可以是有色的或无色的,可以是透明的、半透明的或不透明的。
釉层不仅改善了陶瓷的表面质量,而且能提高陶瓷的机电性能,增加其热稳定性。
艺术釉的采用还可增加产品的艺术性,提高其附加值。
15.胶凝材料是指在物理、化学作用下, 能从浆体变成坚固的石状体,并能胶结其他物料而有一定机械强度的物质的通称。
凡细磨成粉末状,加入适量水后,可成为塑性浆体,既能在空气中硬化,又能在水中硬化,并能将砂、石等材料牢固地胶结在一起的水硬性胶凝材料,通称为水泥.16.按水泥的用途和性能可将其分为:通用水泥,专用水泥以及特性水泥三大类。
通用水泥为用于大量木建筑工程等一般用途的水泥,如硅酸盐水泥,矿渣硅酸盐水泥,火山灰质硅酸盐水泥和粉煤灰硅酸盐水泥等。
17.硅酸盐水泥的组分材料主要有:硅酸盐水泥熟料,石膏,活性混合材料,非活性混合材料,窑灰18.水泥熟料矿物组成:硅酸三钙(3CaO·SiO2,简写为C3S); 硅酸二钙(2CaO·SiO2,简写为C2S); 铝酸钙主要是铝酸三钙(3CaO·Al2O3,简写为C3A);铁相固溶体通常以铁铝酸四钙为代表(4CaO·Al2O3·Fe2O3,简写为C4AF)19.水泥的生产过程大致分为三个阶段:生料制备,熟料煅烧和水泥粉磨(二磨一烧)。