第1讲材料的概念与分类

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？

第一章 基质沥青

第一节 沥青材料的概念及分类

一、沥青材料的概念

沥青材料是以沥青为主要成分的一种有机结合料，它是由一些非常复杂的高分子碳氢化合物及其非金属元素（氧、氮、硫）的衍生物所组成。它们几乎能完全溶于二氧化碳、苯等有机溶剂。常温是可为液态、半固态或固态，具有不透水性，不导电，耐酸、碱、盐的腐蚀等特性，同时还具有良好的黏结性。

二、 沥青材料的分类

沥青按其在自然界中获得的方式或来源，可分为地沥青和焦油沥青两大类。

1．地沥青：按产源可分为天然沥青和石油沥青。

（1）天然沥青 石油在自然条件下，长时间受各种自然因素作用，形成以纯粹沥青成分存在或渗入各种空隙性岩石中与砂石材料相混。前者可直接使用，后者可作为混合料使用，亦可用水熬煮或溶剂抽提得到纯地沥青后使用。

湖沥青资源有限，现在仅仅把它用作其他黏稠沥青材料性能的添加料，如某些欧洲国家，使用特立尼达湖沥青改善沥青混合料抗车辙能力。岩沥青是石油渗透到岩石内经长期自然因素作用所形成的天然沥青，可以通过一定的提炼工艺把它从岩石中提炼出来，制成成品沥青，也可以把含有沥青的岩石直接轧制，并根据岩石的成分、沥青的含量进行掺配调整，形成相应用途的沥青混合料。

（2）石油沥青 由弥散于石油胶体中的沥青，经各种石油精制加工而得到的产品，常用的有直馏沥青、氧化沥青、裂化沥青、熔剂脱沥青、调和沥青等，还可经过加工得到轻质沥青、乳化沥青等。根据石油沥青的用途可分为道路石油沥青和建筑石油沥青，前者主要用于路面工程，通常为直馏沥青或氧化沥青；后者主要用于防水、防腐等土建防护工程中，大多为氧化沥青。

2．焦油沥青

由各种有机物（煤、泥炭、木材等）干馏加工得到的焦油经再加工而得到。焦油沥青按其加工的有机物名称命名，如由煤干馏所得的煤沥青，经再加工所得的沥青，即称为煤（焦油沥青）。煤沥青尽管具有很强的黏

附性，但有毒，污染严重，一般不常使用。

第二节 沥青的组分和结构

第1讲 物质的组成与分类 性质的分散系

考纲要求 1.理解分子、原子、离子等含义。2.掌握物质分类的常用方法，理解常见不同类型物质间的相互联系和转化关系。3.理解物理变化与化学变化的区别和联系。4.知道胶体是常见的分散系，了解胶体与溶液的简单鉴别方法和胶体在生产、生活中的应用(胶体的渗析、凝聚、布朗运动和电泳等性质不作要求)。

考点一 物质的组成与分类

1．原子、分子、离子概念比较

(1)原子、分子、离子的概念

原子是化学变化中的最小微粒。分子是保持物质化学性质的最小微粒，一般分子由原子通过共价键构成，但稀有气体是单原子分子。离子是带电荷的原子或原子团。

(2)原子是怎样构成物质的？

2．元素与物质的关系

(1)元素：元素是具有相同核电荷数的一类原子的总称。元素在自然界的存在形式有游离态和化合态。

①游离态：元素以单质形式存在的状态。

②化合态：元素以化合物形式存在的状态。 (2)元素组成物质

元素――→组成 单质：同种元素组成的纯净物化合物：不同种元素组成的纯净物

(3)纯净物与混合物

①纯净物：由同种单质或化合物组成的物质。

②混合物：由几种不同的单质或化合物组成的物质。

3．同素异形体

(1)概念：同种元素形成的不同单质叫同素异形体。

(2)形成方式

①原子个数不同，如O2和O3；

②原子排列方式不同，如金刚石和石墨。

(3)性质差异：物理性质差别较大，同素异形体之间的转化属于化学变化。

4．简单分类法——交叉分类法和树状分类法

(1)交叉分类法的应用示例

(2)明确分类标准是对物质正确树状分类的关键

(3)树状分类法在无机化合物分类中的应用

无机化合物

 氢化物：HCl、H2S、H2O、NH3等氧化物 不成盐氧化物：CO、NO等成盐氧化物 碱性氧化物：Na2O、CaO等酸性氧化物：CO2、P2O5等两性氧化物：Al2O3等过氧化物：Na2O2、H2O2等酸 按电离出的H＋数 一元酸：HCl、HNO3等二元酸：H2SO4、H2S等三元酸：H3PO4等按酸根是否含氧 无氧酸：HCl、H2S等含氧酸：HClO4、H2SO4等按酸性强弱 强酸：HCl、H2SO4、HNO3等弱酸：CH3COOH、HF等按有无挥发性 挥发性酸：HNO3、HCl等难挥发性酸：H2SO4、H3PO4等碱 按水溶性 可溶性碱：NaOH、KOH、BaOH2等难溶性碱：MgOH2、CuOH2等按碱性强弱 强碱：NaOH、BaOH2、KOH等弱碱：NH3·H2O等盐 正盐：BaSO4、KNO3、NaCl等酸式盐：NaHCO3、KHSO4等碱式盐：Cu2OH2CO3等复盐：KAlSO42·12H2O等

材料科学基础复习总结{材加专用2011首发} 来源： ☆张帅☆的日志

第一章 材料的结构

一、概念

晶体：物质的质点（分子、原子或离子）在三维空间呈规则的周期性重复排列的物质。

空间点阵：把质点看成空间的几何点，点所形成的空间阵列。

晶格：用假想的空间直线，把这些点连接起来，所构成的三维空间格架。

晶胞：从晶格中取出具有代表性的最小几何单元。

配位数: 指晶格中任一原子周围所具有的最近且等距的原子数。

致密度:

合金：是指由两种或两种以上元素组成的具有金属特性的物质。

固溶体：指溶质组元溶于溶剂晶格中，并保持溶剂组元晶格类型而形成的均匀固体。

置换固溶体：溶质原子占据溶剂晶格的某些结点位置而形成的固溶体。

间隙固溶体：溶质原子占据溶剂晶格间隙而形成的固溶体。

间隙相：当r非/r金＜0.59时，形成具有简单晶格的化合物，称为间隙相。

二、思考题

1.在单位立方晶胞中画出(112)和(110)晶面，并求出两晶面交线的晶向指数。

2.已知铜的原子半径为0.127nm，求其晶格常数和致密度各为多少？

3.在立方晶胞中画出(112) 晶面和[221]， 晶向。

第2章 晶体缺陷

一、概念

肖特基缺陷：原子由于热振动脱离正常结点后，跑到晶体表面构成新的一层，这种缺陷称为肖特基缺陷。

弗仑克尔缺陷：原子由于热振动脱离正常结点后，跑到间隙处即产生一个空位的同时，出现一个间隙原子，这种缺陷称为弗仑克尔缺陷。 刃型位错：晶体中已滑移区与未滑移区的边界线（即位错线）若垂直于滑移方向，则会存在一多余半排原子面，它象一把刀刃插入晶体中，使此处上下两部分晶体产生原子错排，这种晶体缺陷称为刃型位错

螺型位错：晶体中已滑移区与未滑移区的边界线(即位错线)若平行于滑移方向，则在该处附近原子平面已扭曲为螺旋面，即位错线附近的原子是按螺旋形式排列的，这种晶体缺陷称为螺型位错

位错的滑移：在外加切应力作用下，通过位错中心附近的原子沿柏氏矢量方向在滑移面上不断地作少量位移（小于一个原子间距）而逐步实现的。