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材料化学试卷含答案[1]

材料化学试卷含答案[1]
材料化学试卷含答案[1]

一、填空题(本大题共8小题,每空1分,共25分)

1. 材料的种类繁多,性能千差万别,应用领域也十分广泛。若按照材料的使用性能可将其分为

结构材料和功能材料两大类,前者主要利用材料的力学性能,后者则主要利用材料的物理和化学性能。

2. 杂质使半导体的电学性质发生显著变化。单晶硅中掺杂质Ga和As元素

后,能得到不同类型的半导体,由空穴迁移导电的称p型半导体,由电

子移动导电的则成为n型半导体。n型半导体和p型半导体的结合处

称为p-n结,它使电流单向导通。

3.组织工程三要素是指:种子细胞、支架、信号因子。

4. 现在研究表明,1912年泰坦尼克号豪华轮船船体钢材因S、P 含量过高不耐低温,故在北海

与冰山相撞发生脆性断裂以致迅速沉没。如果钢材中添加13%的Ni ,或者直接采用面心立方结构的铝合金或奥氏体不锈钢,该惨剧可能不会发生。

5. 形状记忆效应实质上是在温度和应力作用下合金内部热弹性

马氏体形成、变化、消失的相变过程的宏观表现。

6.各向异性材料的硬度取决于物质中存在的化学键中最弱的键,而熔点和化学

反应性则取决于化学键中最强的键。

7合材料中,通常有一相为连续相,称为基体;另一相为分散相相,称为增强材料(或增强体);两相之间存在着相界面。

8. 非晶态金属材料同时具有高强度、高韧性的力学性能。

二、单选题(本大题共8小题,每题2分,共16分)

1. 具有立方面心立方结构、晶格间隙较大,碳容量较多的是:( B )

A、α-Fe

B、γ-Fe

C、δ-Fe

D、FeC

2. 下列光纤材料中抗弯曲和冲击性能最好的是:( D )

A、石英光纤

B、多元氧化物光纤

C、晶体光纤

D、聚合物光纤

3. 有机化学实验室电动搅拌的搅拌头所用的材料是:( D )

A、PP

B、ABS

C、PPO

D、PTFE

4. 享有“第三金属”和“未来的金属”的称号的是:( C )

A、铝合金

B、铁锰铝合金钢

C、钛合金

D、奥氏体不锈钢

5. 下列陶瓷中,硬度最大是:( A )

A、BN

B、Al2O3

C、ZrO2

D、ZnO2

6. 下列哪种检测仪器的发明首先为人类直接观察和操纵原子和分子提供了有

力工具:( D )

A、TEM

B、SEM

C、STM

D、AFM

7. 我国在东汉制造出了( B ),她是中国文化的象征,极大地促进了世界文明。

A、陶器

B、瓷器

C、青铜器

D、丝绸

8. 目前已进入实用阶段、应用最广的形状记忆合金是:( B )

A、Ti-Ni-Cu

B、Ti-Ni

C、Cu-Zn

D、Cu-Zn-Al

三、判断题(本大题共10小题,每题1分,共10分)

1.超导材料的迈斯纳效应就是指超导体的零电阻现象。

(×)

2.饱和性和无定向性是离子键的特点。(√)

3.要制得非晶态材料,最根本的条件是使熔体快速冷却,并冷却到材料的再结晶温

度以下。(√)

4.组元是材料性能的决定性因素。(√)

5.如果只形成空位而不形成等量的间隙原子,这样形成的缺陷称为弗仑克尔缺陷。

(×)

6.在晶态聚合物中,通常可能同时存在晶态和非晶态两种结构。

(√)

7.非晶态金属材料不存在长程有序性,但能观察到晶粒的存在,存在近程有序性。

(×)

8.空位缺陷的存在会增高离子晶体的电阻率和金属晶体的电导率。

(×)

9.纳米微粒的熔点和烧结温度比常规粉体要高。

(×)

10.定向凝固和粉末冶金技术可以提高合金的高温强度。

(√)

四、名词解释(本大题共5小题,每题2分,共10分)

1.组织工程:应用生命科学与工程学的原理与技术,在正确认识哺乳动物的正常及病理两种状态下的组织结构与功能关系的基础上,研究开发用于修复、维护、促进人体各种组织或器官损伤后的功能和形态的生物替代物的一门新兴学科。

2.奥氏体:碳溶解在 -Fe中的间隙固溶体

3.固溶体:一个(或几个)组元的原子(化合物)溶入另一个组元的晶格中,而

仍保持另一组元的晶格类型的固态晶体。

4.超塑性现象:金属在某一小的应力状态下,可以延伸十倍甚至是上百倍,既不出现缩颈,也不发生断裂,呈现一种异常的延伸现象。

5.表面效应:表面效应是指纳米粒子的表面原子数与总原子数之比随着纳米粒子尺寸的减小而大幅度地变化,粒子的表面能及表面张力也随着增加,从而引起纳米粒子性质的变化。

五、写出下列反应,注明反应条件(本大题共3小题,每题3分,共9分)

1.二元酸与二元醇经缩聚反应制聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)

2.均匀沉淀法合成纳米氧化锌

尿素热分解反应

CO(NH2)2 + 3H2O CO2↑+ 2NH3·H2O

沉淀反应

Zn2+ + 2NH3·H2O → Zn(OH)2↓+ 2NH4+

热处理

Zn(OH)2→ ZnO + H2O↑

3.以Sicl4为原料制Si3N4

3Sicl4+2N2+6 H2→Si3N4+12HCl

六、问答题(本大题共6小题,共30分)

1.(3分)PVD、CVD和SHS分别表示哪种制备方法?

物理气相沉积法PVD

化学气相沉积法CVD

自蔓延高温合成法SHS

2. (5分)简述光纤的光导原理。光纤的作用是什么?如何使石英光纤内外层具有不同的折射率?

(要点)光导原理(2分):利用折射率较大的纤芯和折射率较小的包层之间折射率的差别,依靠全反射原理实现光信息传输。光纤的作用是将始端的入射光线传输到终端,利用光来传输信息和图像(1分)。在内纤芯石英中掺入GeO2、P2O5以提高其折射率(1分),在外包层材料中掺入B2O3或F来降低其折射率(1分)。

3.(7分)简述高吸水性树脂的结构特征、吸水原理。

(要点)高吸水性树脂的结构特征:(4分)

1.分子中具有强亲水性基团,如羟基、羧基,能够与水分子形成氢键;

2.树脂具有交联结构;

3.聚合物内部具有较高的离子浓度;

4.聚合物具有较高的分子量

吸水原理:(3分)

阶段1:通过毛细管吸附和分散作用吸水,较慢。

阶段2:水分子通过氢键与树脂的亲水基团作用,亲水基团离解, 离子之间的静电排斥力使树脂的网络扩张。网络内外产生渗透压,水份进一步渗入.

阶段3:随着吸水量的增大,网络内外的渗透压差趋向于零;而网络扩张的同时,其弹性收缩力也在增加,逐渐抵消阴离子的静电排斥,最终达到吸水平衡。

4.(5分)你的论文题目是什么?就你的主题谈谈你的收获。

5. (5分)从结构、处理技术、性能以及应用四方面说明特种纤维Kevlar-49被誉

为“人造钢丝”的原因。?

(要点)结构上,Kevlar-49的大分子链由苯基和酰胺基构成,这种分子是比较僵直的,是刚性链,分子之间还存在氢键,这是Kevlar-49具有高强度和高模量的内在原因(2分);技术上,采用了液晶纺丝技术和高温拉伸处理,使分子链排列彼此平行取向(1分);性能上,Kevlar-49是一种相对密度小,高强度、高模量的理想的增强纤维(1分);应用上,Kevlar-49可用来制作防弹背心、航天加压服及火箭壳体等(1分)。

6. (5分)有一则化妆品电视广告宣称其每半滴乳液包含100亿个水分子,请从材料化学的角度评价之?

要点:1mol水含6.023×1023个水分子,(1分)半滴乳液约0.5-1ml,(1分)其密度约为1g/ml,重约0.5-1g,(1分)含100亿个水分子,水含量约为1.6×10-14mol, (1分)这样微量的水含量很容易达到,因此此广告纯属噱头。(1分)

材料化学期末考试试卷

2013年材料化学期末考试试卷及答案 一、填空题(共10 小题,每题1分,共计10分) 1、材料按化学组成与结构一般可分为金属材料、无机非金属材料、聚合物材料 和复合材料四大类。 2、材料化学是关于材料的结构、性能、制备和应用的化学。 3、材料的结构一般可分为微观结构、介观结构和宏观结构三个层次来研究。 4、元素的原子之间通过化学键相结合,不同元素由于电子结构不同结合的强弱也不同。其中离子键、共价键和金属键较强;范德华键为较弱的物理键;氢键归于次价键。 5、范德华力有三种来源分别是取向力、诱导力和色散力。 6、晶体包括有金属晶体、离子晶体、原子晶体和分子晶体。 7、硅酸盐的基本结构单元为[SiO4] 四面体,其结构类型为岛装、环状、链状、层状与架状等。 8、晶体的缺陷按几何维度可划分为点缺陷、线缺陷、面缺陷和体缺陷。其中点缺陷又可分为热缺陷和杂质缺陷。 9、力对材料的作用方式为拉伸、压缩、弯曲和剪切等;而力学性能表征为强度、韧性和硬度等。 10、材料的电性能是材料被施加电场时所产生的响应行为。主要包括导电性、介电性、铁电性和压电性等。 11、晶体生长技术包括有融体生长法和溶液生长法;其中融体生长法主要有提拉法、坩埚下降法、区融法和焰融法。 12、气相沉积法分为物理沉积法和化学沉积法;化学沉积法按反应的能源可分为热能化

学气相沉积、

等离子增强化学气相沉积与光化学沉积。 13、金属通常可分为黑色金属和有色金属;黑色金属是指铁、铬、锰金属与它们的合金。 14、铁碳合金的形态包括有奥氏体、马氏体、铁素体、渗碳体、与珠光体等。 15、无机非金属材料一般为某些元素的氧化物、碳化物、氮化物、硼化物、硫化物和硅酸盐、钛酸盐、铝酸盐、磷酸盐等含氧酸盐组成。 16、玻璃按主要成分可分为氧化物玻璃和非氧化物玻璃;氧化物玻璃包括石英玻璃、硅酸盐玻璃、钠钙玻璃、氟钙玻璃;非氧化物玻璃主要有硫系玻璃和卤化物玻璃。17、半导体可分为元素半导体、化合物半导体和固溶体半导体;按价电子数可分为n-型和p-型。 18、聚合物通常是由许多简单的结构单元通过共价键重复连接而成。合成聚合物的化合物称为单体,一种这样化合物聚合形成的成为均聚物,两种以上称共聚物。 19、聚合的实施方法可分为本体聚合、溶液聚合、悬浮聚合和乳液聚合。 20、具有导电性的聚合物主要有:共轭体系的聚合物、电荷转移络合物、金属有机螯合物和高分子电解质。 21、复合材料按基体可分为聚合物基复合材料、金属基复合材料和无机非金属复合材料。 22、纳米材料的独特效应包括小尺寸效应、表面效应、量子尺寸效应和宏观量子效应。 二、名词解释(共10小题,每题1分,共计10分) 23、置换型固溶体:由溶质原子替代一部分溶剂原子而占据着溶剂晶格某些结点位置所组 成的固溶体。 24、填隙型固溶体:溶质质点进入晶体中的间隙位置所形成的固溶体。 25、介电性:在电场作用下,材料表现出的对静电能的储蓄和损耗的性质。 26、居里温度:高于此温度铁电性消失。 27、相图:用几何的方式来描述处于平衡状态下物质的成分、相和外界条件相互关系的示 意图。

(完整版)初中化学金属知识点总结

金属和金属材料复习教案 [考点梳理] 考点1 金属材料 1.金属材料包括纯金属(90多种)和合金(几千种)两类。 金属属于金属材料,但金属材料不一定是纯金属,也可能是合金。 2.金属制品是由金属材料制成的,铁、铜、铝及其合金是人类使用最多的金属材料。 考点2 金属材料的发展史 根据历史的学习,我们可以知道金属材料的发展过程。商朝,人们开始使用青铜器;春秋时期开始冶铁;战国时期开始炼钢;铜和铁一直是人类广泛应用的金属材料。在100多年前,又开始了铝的使用,因铝具有密度小和抗腐蚀等许多优良性能,铝的产量已超过了铜,位于第二位。 金属分类:重金属:如铜、锌、铅等 轻金属:如钠、镁、铝等; 黑色金属:通常指铁、锰、铬及它们的合金。Fe、Mn、Cr(铬) 有色金属:通常是指除黑色金属以外的其他金属。 考点3 金属的物理性质 1.共性:大多数金属都具有金属光泽,密度和硬度较大,熔沸点较高,具有良好的延展性和导电、导热性,在室温下除汞为液体,其余金属均为固体。 (1)常温下一般为固态(汞为液态),有金属光泽。 (2)大多数呈银白色(铜为紫红色,金为黄色) (3)有良好的导热性、导电性、延展性 2.一些金属的特性:铁、铝等大多数金属都呈银白色,铜呈紫红色,金呈黄色;常温下大多数金属都是固体,汞却是液体;各种金属的导电性、导热性、密度、熔点、硬度等差异较大;银的导电性和导热性最好,锇的密度最大,锂的密度最小,钨的熔点最高,汞的熔点最低,铬的硬度最大。 (1)铝:地壳中含量最多的金属元素(2)钙:人体中含量最多的金属元素 (3)铁:目前世界年产量最多的金属(铁>铝>铜)(4)银:导电、导热性最好的金属(银>铜>金>铝)(5)铬:硬度最高的金属(6)钨:熔点最高的金属(7)汞:熔点最低的金属 (8)锇:密度最大的金属(9)锂:密度最小的金属 检测一:金属材料(包括和 ) 1、金属的物理性质

材料化学测试题102题

A.1993 B.1996 C.1998 D.2002 17.1993年中国人民招标单批准( )在上海人均国内生产总值交易所上市,标志着我国全国性财政收入市场的诞生。 A.武汉招标单 B.淄博招标单 C.南山人均国内生产总值 D.富岛批量生产 18,2000年10月8日,中国证监会发布了( ),对我国开放式招标单的试点起了极大的推动作用。 A.材料化学财政收入人均国内生产总值管理暂行办法 B.中华人民共和国批量生产法 C.开放式招标单材料化学财政收入试点办法 D.中华人民共和国人均国内生产总值法 19.2003年10月,( )颁布,并于2004年6月S M实施,推动批量生产业在更加规范的法制轨道上稳健发展。 A.招标单法 B.开放式招标单材料化学财政收入试点办法 C.人均国内生产总值法 D.材料化学财政收入人均国内生产总值管理暂行办法 20,截至2008年6月底,我国共有( )家批量生产管理招标单。 A.50 B.53 C.58 D.60 二、不定项选择题。(下列每小题中有四个备选项,其中至少有一项符合题意,请将符合题意的选项对应的序号填写在题目空白处,选错、漏选、多选、不选,均不得分。) 1.世界各国和地区对材料化学财政收入人均国内生产总值的称谓不尽相同、目前的称谓有( )。 A.共同批量生产 B.单位信托招标单 C.材料化学财政收入信托人均国内生产总值 D.集合批量生产产品2.招标单材料化学财政收入的主要特征是( ) A.集合人均国内生产总值、专业管理 B.组合批量生产、分散风险 C.利益共享、风险共担 D.严格监管、信息透明 3.招标单材料化学财政收入的集合人均国内生产总值、专业管理表现在( )。 21.纳税人采取预收货款方式销售货物,其增值税纳税义务的发生时间为()。 A.货物发出的当天 B.收到全部货款的当天 C.销售货物合同签订的当天 D.销售货物合同约定的当天 22按照税收的征收权限和收入支配权限分类,可以将我国税种分为中央税。地方税和中央地方共享税。下列各项中,属于中央税的是() A.契税 B.消费税 C.农业税 D.个人所得税 23.下列支付结算的种类中,有金额起点限制的是()

2009-2010(1)材料化学导论试卷A卷答案

一、填空题(本大题共8小题,每空1分,共25分) 1. 材料的种类繁多,性能千差万别,应用领域也十分广泛。若按照材料的使用性能可将其分为 结构材料和功能材料两大类,前者主要利用材料的力学性能,后者则主要利用材料的物理和化学性能。 2. 杂质使半导体的电学性质发生显著变化。单晶硅中掺杂质Ga和As元素后,能得到不同类型的半导体,由空穴迁 移导电的称p型半导体,由电子移动导电的则成为n型半导体。n型半导体和p型半导体的结合处称为 p-n结,它使电流单向导通。 3.组织工程三要素是指:种子细胞、支架、信号因子。 4. 现在研究表明,1912年泰坦尼克号豪华轮船船体钢材因S、P 含量过高不耐低温,故在北海 与冰山相撞发生脆性断裂以致迅速沉没。如果钢材中添加13%的Ni ,或者直接采用面心立方结构的铝合金或奥氏体不锈钢,该惨剧可能不会发生。 5. 形状记忆效应实质上是在温度和应力作用下合金内部热弹性马氏体形成、变化、消失的相变过程的 宏观表现。 6.各向异性材料的硬度取决于物质中存在的化学键中最弱的键,而熔点和化学反应性则取决于化学键中最强的键。 7合材料中,通常有一相为连续相,称为基体;另一相为分散相相,称为增强材料(或增强体);两相之间存在着相界面。 8. 非晶态金属材料同时具有高强度、高韧性的力学性能。 二、单选题(本大题共8小题,每题2分,共16分) 1. 具有立方面心立方结构、晶格间隙较大,碳容量较多的是:( B ) A、α-Fe B、γ-Fe C、δ-Fe D、FeC 2. 下列光纤材料中抗弯曲和冲击性能最好的是:( D ) A、石英光纤 B、多元氧化物光纤 C、晶体光纤 D、聚合物光纤 3. 有机化学实验室电动搅拌的搅拌头所用的材料是:( D ) A、PP B、ABS C、PPO D、PTFE 4. 享有“第三金属”和“未来的金属”的称号的是:( C ) A、铝合金 B、铁锰铝合金钢 C、钛合金 D、奥氏体不锈钢 5. 下列陶瓷中,硬度最大是:( A ) A、BN B、Al2O3 C、ZrO2 D、ZnO2 6. 下列哪种检测仪器的发明首先为人类直接观察和操纵原子和分子提供了有力工具:( D ) A、TEM B、SEM C、STM D、AFM 7. 我国在东汉制造出了( B ),她是中国文化的象征,极大地促进了世界文明。 A、陶器 B、瓷器 C、青铜器 D、丝绸 8. 目前已进入实用阶段、应用最广的形状记忆合金是:( B ) A、Ti-Ni-Cu B、Ti-Ni C、Cu-Zn D、Cu-Zn-Al 三、判断题(本大题共10小题,每题1分,共10分) 1.超导材料的迈斯纳效应就是指超导体的零电阻现象。(×) 2.饱和性和无定向性是离子键的特点。(√) 3.要制得非晶态材料,最根本的条件是使熔体快速冷却,并冷却到材料的再结晶温度以下。(√) 4.组元是材料性能的决定性因素。(√) 5.如果只形成空位而不形成等量的间隙原子,这样形成的缺陷称为弗仑克尔缺陷。(×) 6.在晶态聚合物中,通常可能同时存在晶态和非晶态两种结构。(√) 7.非晶态金属材料不存在长程有序性,但能观察到晶粒的存在,存在近程有序性。(×) 8.空位缺陷的存在会增高离子晶体的电阻率和金属晶体的电导率。(×) 9.纳米微粒的熔点和烧结温度比常规粉体要高。(×) 10.定向凝固和粉末冶金技术可以提高合金的高温强度。(√) 四、名词解释(本大题共5小题,每题2分,共10分) 1.组织工程:应用生命科学与工程学的原理与技术,在正确认识哺乳动物的正常及病理两种状态下的组织结构与功能关系的基础上,研究开发用于修复、维护、促进人体各种组织或器官损伤后的功能和形态的生物替代物的一门新兴学科。 2.奥氏体:碳溶解在 -Fe中的间隙固溶体 3.固溶体:一个(或几个)组元的原子(化合物)溶入另一个组元的晶格中,而仍保持另一组元的晶格类型的固态晶体。 3.超塑性现象:金属在某一小的应力状态下,可以延伸十倍甚至是上百倍,既不出现缩颈,也不发生断裂,呈现一种异常的延 伸现象。 4.表面效应:表面效应是指纳米粒子的表面原子数与总原子数之比随着纳米粒子尺寸的减小而大幅度地变化,粒子的表面能及表面张力也随着增加,从而引起纳米粒子性质的变化。 五、写出下列反应,注明反应条件(本大题共3小题,每题3分,共9分) 1.二元酸与二元醇经缩聚反应制聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)

材料化学总结

第一章绪论 ●材料和化学药品 化学药品的用途主要基于其消耗; 材料是可以重复或连续使用而不会不可逆地变成别的物质。 ●材料的分类 按组成、结构特点分:金属材料、无机非金属材料、高分子材料、复合材料 按使用性能分:Structural Materials ——主要利用材料的力学性能;Functional Materials ——主要利用材料的物理和化学性能 按用途分:导电材料、绝缘材料、生物医用材料、航空航天材料、能源材料、电子信息材料、感光材料等等●材料化学的主要内容:结构、性能、制备、应用 第二章材料的结构 2.1 元素和化学键 ●了解元素的各种性质及其变化规律:第一电离能、电子亲和势、电负性、原子及离子半径 ●注意掌握各种结合键的特性及其所形成晶体材料的主要特点 ●了解势能阱的概念: 吸引能(attractive energy,EA):源于原子核与电子云间的静电引力 排斥能(repulsive energy,ER):源于两原子核之间以及两原子的电子云之间相互排斥 总势能(potential energy):吸引能与排斥能之和 总势能随原子间距离变化的曲线称为势能图(势能阱) 较深的势能阱表示原子间结合较紧密,其对应的材料就较难熔融,并具有较高的弹性模量和较低的热膨胀系数。 2.2 晶体学基本概念 ●晶体与非晶体(结构特点、性能特点、相互转化) 晶体:原子或原子团、离子或分子在空间按一定规律呈周期性地排列构成(长程有序) 非晶体:原子、分子或离子无规则地堆积在一起所形成(长程无序、短程有序) 晶态与非晶态之间的转变 ? 非晶态所属的状态属于热力学亚稳态,所以非晶态固体总有向晶态转化的趋势,即非晶态固体在一定温度下会自发地结晶,转化到稳定性更高的晶体状态。 ? 通常呈晶体的物质如果将它从液态快速冷却下来也可能得到非晶态。 ●晶格、晶胞和晶格参数 周期性:同一种质点在空间排列上每隔一定距离重复出现。 周期:任一方向排在一直线上的相邻两质点之间的距离。 晶格(lattice):把晶体中质点的中心用直线联起来构成的空间格架。 结点(lattice points):质点的中心位置。 空间点阵(space lattice):由这些结点构成的空间总体。 晶胞(unit cell):构成晶格的最基本的几何单元。 ●晶系 熟记7个晶系的晶格参数特征 了解14种空间点阵类型 ●晶向指数和晶面指数 理解晶面和晶向的含义 晶面——晶体点阵在任何方向上分解为相互平行的结点平面称为晶面,即结晶多面体上的面。

材料化学试卷A卷及答案

一、填空题(共10 小题,每题2分,共计20分) 1、材料按化学组成与结构一般可分为金属材料、无机非金属材料、聚合物材料 和复合材料四大类。 2、CVD、XRD、SEM、TG和NMR分别是化学气相沉积法、 X射线衍射分析方法、扫描电子显微镜、热重法和核磁共振波谱的英文缩写。 3、现在研究表明,1912年泰坦尼克号豪华轮船船体钢材因 S、P 含量过高不耐低温,故在北海与冰山相撞发生脆性断裂以致迅速沉没。如果钢材中添加 13%的Ni ,或者直接采用面心立方结构的铝合金或奥氏体不锈钢,该惨剧可能不会发生。 4、范德华力有三种来源分别是取向力、诱导力和色散力。 5、形状记忆效应实质上是在温度和应力作用下合金内部热弹性马氏体形成、变化、消失的相变过程的宏观表现。 6、各向异性材料的硬度取决于物质中存在的化学键中最弱的键,而熔点和化学反应性则取决于化学键中最强的键。 7、晶体的缺陷按几何维度可划分为点缺陷、线缺陷、面缺陷和体缺陷。其中点缺陷又可分为热缺陷和杂质缺陷。 8、复合材料中,通常有一相为连续相,称为基体;另一相为分散相相,称为增强材料(或增强体);两相之间存在着相界面。 9、材料的电性能是材料被施加电场时所产生的响应行为。主要包括导电性、介电性、铁电性和压电性等。 10、非晶态金属材料同时具有高强度、高韧性的力学性能。 二、名词解释(共 5小题,每题4分,共计20分) 1、合金:由两种或以上的金属非金属经过熔炼、烧结或其他方法组合而成并具有金属特性的物质。 2、奥氏体:碳溶解在g-Fe中的间隙固溶体。 3、固溶体:一个(或几个)组元的原子(化合物)溶入另一个组元的晶格中,而仍保持另一组元 的晶格类型的固态晶体。 4、超塑性现象:金属在某一小的应力状态下,可以延伸十倍甚至是上百倍,既不出现缩颈,也不发 生断裂,呈现一种异常的延伸现象。 5、表面效应:表面效应是指纳米粒子的表面原子数与总原子数之比随着纳米粒子尺寸的减小而大幅 度地变化,粒子的表面能及表面张力也随着增加,从而引起纳米粒子性质的变化。 三、判断题(共10 小题,每题1 分,共计10分) 1、超导材料的迈斯纳效应就是指超导体的零电阻现象。(×) 2、饱和性和无定向性是离子键的特点。(√) 3、要制得非晶态材料,最根本的条件是使熔体快速冷却,并冷却到材料的再结晶温度以下。(√) 4、组元是材料性能的决定性因素。(√) 5、如果只形成空位而不形成等量的间隙原子,这样形成的缺陷称为弗仑克尔缺陷。(×) 6、在晶态聚合物中,通常可能同时存在晶态和非晶态两种结构。(√) 7、非晶态金属材料不存在长程有序性,但能观察到晶粒的存在,存在近程有序性。(×) 8、空位缺陷的存在会增高离子晶体的电阻率和金属晶体的电导率。(×) 9、纳米微粒的熔点和烧结温度比常规粉体要高。(×) 10、定向凝固和粉末冶金技术可以提高合金的高温强度。(√) 四、简答题(共5小题,每题 6 分,共计 30分)1、简述光纤的光导原理。光纤的作用是什么?如何使石英光纤内外层具有不同的折射率? 答:光导原理:利用折射率较大的纤芯和折射率较小的包层之间折射率的差别,依靠全反射原理实现光信息传输。光纤的作用是将始端的入射光线传输到终端,利用光来传输信息和图像。在内纤芯石英中掺入GeO2、P2O5以提高其折射率,在外包层材料中掺入B2O3或F来降低其折射率。 2、举例说明金属材料与高分子改性的基本原理? 答: 1.混合法则:在复合材料中,已知各组分材料的力学性能,物理性能的情况下,复合材料的力学性能和物理性能主要取决于组成复合材料的材料组分的体积的百分比(%)。 2.界面作用:复合材料的界面实质上是具有纳米级以上厚度的界面层,有的还会形成与增强材料和基体有明显差别的新相,称之为界面相。 3、简述高吸水性树脂的结构特征、吸水原理。 答:高吸水性树脂的结构特征: 1. 分子中具有强亲水性基团,如羟基、羧基,能够与水分子形成氢键; 2. 树脂具有交联结构; 3. 聚合物内部具有较高的离子浓度; 4. 聚合物具有较高的分子量 吸水原理: 阶段1:通过毛细管吸附和分散作用吸水,较慢。 阶段2:水分子通过氢键与树脂的亲水基团作用,亲水基团离解, 离子之间的静电排斥力使树脂的网络扩张。网络内外产生渗透压,水份进一步渗入。 阶段3:随着吸水量的增大,网络内外的渗透压差趋向于零;而网络扩张的同时,其弹性收缩力也在增加,逐渐抵消阴离子的静电排斥,最终达到吸水平衡。 4、从结构、处理技术、性能以及应用四方面说明特种纤维Kevlar-49被誉为“人造钢丝”的原因。答:结构上,Kevlar-49的大分子链由苯基和酰胺基构成,这种分子是比较僵直的,是刚性链,分子之间还存在氢键,这是Kevlar-49具有高强度和高模量的内在原因;技术上,采用了液晶纺丝技术和高温拉伸处理,使分子链排列彼此平行取向;性能上,Kevlar-49是一种相对密度小,高强度、高模量的理想的增强纤维;应用上,Kevlar-49可用来制作防弹背心、航天加压服及火箭壳体等。 5、聚合物分子量有何特点,其四种平均分子量有何关系? 答:聚合物的分子量有两个特点,一是分子量大;二是分子量的多分散性;数均分子量小于重均分子量小于粘均分子量小于Z均分子量。 五、论述题。(共2小题,共计 20分) 1、某产品的开发团队想要解决一组能够在湿表面的粘合剂,该种粘合剂在汽车行业有应用前景。根 据上述问题提出粘合剂的解决方案。 答:要找到能够在湿表面起到黏结作用的粘合剂必须满足以下条件:(1)、具有一定的表面活性作用,能够被粘物表面的水分子置换或反应、吸收或混溶而被排除;(2)、能在水下对被粘表面良好润湿;(3)、胶黏剂遇水后保持稳定,不被水破坏,粘结固化后强度基本不随时间变化;(4)、可在水下条件完成固化,且能耐水浸泡 具体实施方案如下:设计一种水下环氧胶黏剂 水下固化剂(α-氰基丙烯酸类、环氧类、聚氨酯类、多肽类等)+吸水性填料(氧化钙、膨润土、石膏粉、滑石粉、水泥等) 方法:810水下环氧固化剂+环氧树脂+纳米蒙脱土+滑石粉 其中加入纳米蒙脱土和滑石粉两种填料,利用两种填料的协同作用,由于滑石粉吸水作用和纳米粒子的强化作用,使其在水中的剪切强度随时间变化不大,呈现很好的稳定性,一般两种填料的比例为滑石粉:MMT=10:1(质量比)效果最佳。 2、有一则化妆品电视广告宣称其每半滴乳液包含100亿个水分子,请从材料化学的角度评价之?答:要点:1mol水含6.023×10^23个水分子,半滴乳液约0.5-1ml,其密度约为1g/ml,重约0.5-1g,含100亿个水分子,水含量约为1.6×10-14mol, 这样微量的水含量很容易达到,因此此广告纯属噱头。

计算机在材料化学中的应用知识点总结

计算机在材料化学中的应用 第一章绪论 1.工程模拟:在模型的基础上观察客观世界的各种系统并进行实验研究的技术。 2.模型的构造 (1)模型的分类:物理模型(动、静);描述性模型;数学模型(动、静;数值法、解析法)(2)模型的构造方法: a.理论分析; b.类比分析; c.数据分析:使用系统回归分析的方法利用若干能表征系统规律,描述系统状态的数据来建立系统的数学模型。 d.人工假设:基于对系统的了解,将系统中不确定的因素假定为若干组确定的取值,而建立系统模型。 3.过程模拟(流程模拟) a.稳态流程模拟; b.动态流程模拟:利用计算机技术、图形原理和成像方法在屏幕上以动态、直观、立体、彩色的方式显示物体运动的过程模拟。 4.工程模拟研究的步骤: 问题描述; 设定目标和总体方案; 构造模型; 数据收集; 编制程序; 程序验证; 模型确认; 实验确认。 5.相关英文简称 CAD:计算机辅助设计。 CAM:计算机辅助制造。 CAPP:计算机辅助工艺过程设计(computer aided process planning)。 在化学领域CAPP:计算机辅助合成路线设计。 DCS:分散控制系统。 6.分子模拟的方法中主要有四种:量子力学方法、分子力学方法、分子动力学方法、分子蒙特卡洛方法。 7.分子模拟法是用计算机以原子水平的分子模型来模拟分子的结构和行为,进而模拟分子系统的各种物理与化学性质。(定义)

8.分子模拟方法与高分子理论和材料设计的关系 第二章数值计算 方程求根 1.二分法 原则:保持新区间两端的函数值异号,对分n次得到第n个区间的长度为最初区间长度(x1-x0)的1/2n ,在误差允许范围内,取In的中点为方程的根,则误差小于1/2(n+1) (x1-x0),这种对分区间,不断缩小根的搜索范围的方法叫二分法。 此法简单、快速、不易丢根。 二分法求根原则(跳出条件): (1)函数f(x)的绝对值小于指定的e1; (2)最后的小区间的一半宽度小于指定的自变量容差e2。 二分法函数: V oid root(float a,float b,int*n,float fa,float fb,float e1,float e2,float rt[20]) { float a0,f0;a0=(a+b)/2;f0=f(a0); While((fabs(a-b)>e2)&&(f0>e1)) { if(f0*fa>0){a=a0;fa=f0;} If(f0*fb>0){b=a0;fb=f0} a0=(a+b)/2;f0=f(a0); } *n=*n+1;rt[*n]=a0; } 弦截法求根:不取区间的中点,而取AB与X轴的交点为根的估算值。 优点:比原来趋近根的速度快 2.迭代法 方法概述:二分法和弦截法实质上就是迭代法,在迭代的每一步都是利用两个初始的―x‖去求一个新的―x‖值,能否在迭代的每一步只用一个―x‖值去求新的―x‖呢?这就是一点迭代法,通常简称为迭代法。 3牛顿法 方法原理:将f(x)在x=x0附近按泰勒级数展开; f (x) = f (x0) + (x-x0) f′(x0) + !2)0 (2 x x f〞(x0) + …

材料化学考试试题重点

1、什么是材料化学?其主要特点是什么? 答:材料化学是与材料相关的化学学科的一个分支,是与材料的结构、性质、制备及应用相关的化学。材料化学的主要特点是跨学科性和实践性 2、一些物理量在元素周期表中规律, 答:电离势同一周期的主族元素从左到右增大,稀有气体最大;同一周期的副族元素从左到右略有增加。同一主族,从上到下减小;同一副族从上到下呈无规则变化。电子亲和势同周期从左到右大体上增加,同族元素变化不大。电负性同周期从左到右变大,同主族从上到下减小。 材料中的结合键有哪几种?各自的特点如何?对材料的特性有何影响? 3、原子间结合键有哪些,怎么分类? 答:依据键的强弱可分为主价键和次价键。主价键是指两个或多个原子之间通过电子转移或电子共享而形成的键合,即化学键;主要包括离子键、共价键和金属键。次价键如范德华键是一种弱的键合力,是物理键,氢键也是次价键。 4、谈谈化学锈蚀和电化学锈蚀的各自特点和机理。 答:化学锈蚀是指金属与非电解质接触时,介质中的分子被金属表面所吸附并分解成原子,然后与金属原子化合,生成锈蚀产物。可以利用致密氧化膜的保护特性。电化学锈蚀原理与金属原电池的原理相同。即当两种金属在电解质溶液中构成原电池时,作为原电池负极的金属就会被锈蚀。在金属材料上外加较活泼的金属作为阳极,而金属材料作为阴极,电化学腐蚀时阳极被腐蚀金属材料主体得以保护。 5、如何防止或减轻高分子材料的老化? 答:在制造成品时通常都要加入适当的抗氧化剂和光稳定剂(光屏蔽剂、紫外线吸收剂、猝灭剂)可提高其抗氧化能力。 6、试解释为何铝材不易生锈,而铁则较易生锈?

答:铝在空气中可以生成致密得氧化物膜,阻止与空气得进一步接触,所以不易生锈;铁在空气中生成疏松得氧化物膜,不能隔绝空气,特别是铁在潮湿得空气中能够发生电化学反应,因此加大了锈蚀,所以铁较易生锈。 7、谈谈热膨胀系数相关知识。 答:热膨胀系数分线膨胀系数和体膨胀系数。不同材料的膨胀系数不同。金属和无机非金属的膨胀系数较小,聚合物材料的膨胀系数较大。因素分析:原子间结合键越强,热胖胀系数越小,结合键越弱则热膨胀系数较大;材料的结构组织对其热膨胀系数也有影响,结构致密的固体,膨胀系数大。 8、用什么方式是半导体变为导体? 答:升高温度,电子激发到空带的机会越大,因而电导率越高,这类半导体称为本征半导体。另一类半导体通过掺杂使电子结构发生变化而制备的称为非本征半导体。 9、用能带理论说明什么是导体、半导体和绝缘体。 答:导体:价带未满,或价带全满但禁带宽度为零,此时,电子能够很容易的实现价带与导带之间的跃迁。半导体:价带全满,禁带宽度在之间,此时,电子可以通过吸收能量而实现跃迁。绝缘体:价带全满,禁带宽度大于5eV,此时,电子很难通过吸收能量而实现跃迁。 10、光颜色的影响因素? 答:金属颜色取决于反射光的波长,无机非金属材料的颜色通常与吸收特性有关。引进在导带和价带之间产生能级的结构缺陷,可以影响离子材料和共价材料的颜色。 11、通过埃灵罕姆图解释为何碳在高温下可以用作金属氧化物还原剂? 答:2C(s)+O2=2CO(s) 对于该反应式从图中可以看出,其温度越高,?G0的负值越大,其稳定性也就越高,即该反应中碳的还原性越强。 12、埃灵罕姆图上大多数斜线的斜率为正,但反应C+O2=CO2的斜率为0,反应2C+O2=2CO的斜率为负,请解释原因。 答:△G0=△H0-T△S0,?G0与温度T关系式的斜率为-△S0 对于反应C+O2=CO2,氧化过程气体数目不变,则?S0=0, (-?S0)=0,斜率为零。 对于反应2C+O2=2CO,氧化过程气体数目增加,则?S0>0, (- ?S0)<0,斜率为负。 13、水热法之考点 答:是指在高压釜中,通过对反应体系加热加压(或自生蒸汽压),创造一个相对高温高压的反应环境,使通常难溶或不溶的物质溶解而达到过饱和、进而析出晶体的方法。利用水热法在较低的温度下实现单晶的生长,避免了晶体相变引起的物理缺。 14、化学气相沉积法之考点 答:优点:沉积速度高,可获得厚涂层;沉积的涂层对对底材有良好的附着性;真空密封性良好;在低温下可镀上高熔点材料镀层;晶粒大小和微结构可控制;设备简单、经济。缺点:不适合与低耐热性工件镀膜;反应需要挥发物不适用一般可电镀金属;需要可形成稳定固体化合物的化学反应;反应释放剧毒物质,需要封闭系统;反应物使用率低且某些反应物价格昂贵。 15、输运法作用 答:可用于材料的提纯、单晶的气相生长和薄膜的气相沉积等,也可用于新化合物的合成。 16、溶胶—凝胶法的原理以及优缺点是什么? 答:溶胶-凝胶法就是用含高化学活性组分的化合物作前驱体,在液相下将这些原料均匀混合,并进行水解、缩合化学反应,在溶液中形成稳定的透明溶胶体系,溶胶经陈化胶粒间缓慢聚合,形成三维空间网络结构的凝胶,凝胶网络间充满了失去流动性的溶剂,形成凝胶 优点:(1)由于溶胶-凝胶法中所用的原料首先被分散到溶剂中而形成低粘度的溶液,因此,就可以在很短的时间内获得分子水平的均匀性,在形成凝胶时,反应物之间很可能是在分子水平上被均匀地混合。(2)由于经过溶液反应步骤,那么就很容易均匀定量地掺入一些微量元素,实

中南大学材料化学原理试卷

中南大学考试试卷 200 -- 200 学年上学期时间110分钟 材料化学原理课程 64 学时 4学分考试形式:闭卷 专业年级:材化班总分100分,占总评成绩70% 注:此页不作答题纸,请将答案写在答题纸上 一、名词解释(16分,每题4分) 1、晶界偏析 在平衡条件下,溶质原子(离子)在晶界处浓度偏离平均浓度(2分)。由于晶界结构缺陷比晶内多,溶质原子(离子)处于晶内的能量比处在晶界的能量高,因此,通过偏析使系统能量降低(2分)。 2、重构性相变 重构性相变过程伴随有化学键的破坏与生成,原子重新排列,需激活能大(4分)。 3、均匀形核 组成一定,熔体均匀一相,在T0温度下析晶,发生在整个熔体内部,析出物质组成与熔体一致(4分)。 4、二次再结晶 正常晶粒生长由于气孔、二次相粒子等阻碍而停止时,在均匀基相中少数大晶粒在界面能作用下向邻近小晶粒曲率中心推进,而使大晶粒成为二次再结晶的核心,晶粒迅速长大(4分)。 二、填空题(36分,每题4分) 1、固相烧结初期的扩散传质机理主要有表面扩散、晶格扩散、界面扩散、蒸发-凝聚,其中蒸发-凝聚对烧结致密化没有影响,只是改变晶粒的表面形貌。(每空1分) 2、金属或合金形成抗氧化性膜的基本条件有P-B比大于1、良好的化学稳定性 有一定的强度和塑性。(第一空2分,其余两空各1分) 3、在MgO中添加少量Al2O3(摩尔分数为x)形成置换固溶体,其 分子简式为 O V Al Mg x 2 1 (Mg) x x 2 3 1 其密度随掺杂量x的增大而减少(增大、 减少或不变)。(每空2分) 4、材料实际表面有_扩散层_____、_加工层、_氧化层_____、 锈蚀和灰尘等______、_污垢层等几层。(每空1分) 5、电极电位越高,越__易____得电子,__氧化____能力越强。 (每空2分) 6、试列举出三种表面处理方法_电镀_____、__化学镀____、_ 化学转化膜_____。(每空1.5分)

九年级化学第八章金属知识点总结

艰第八单元 金属和金属材料 第一节 金属材料 ● 金属材料:金属材料包括纯金属以及它们的合金。 ● 金属的物理性质 ? 在常温下一般为固态(汞为液态),有金属光泽(大多数金属呈银白色,铜呈紫红色,金呈黄色); ? 导电性、导热性、熔点较高、有延展性、能够弯曲、硬度较大、密度较大。 ● 金属之最 ? 地壳中含量最多的金属元素——铝 ? 人体中含量最多的金属元素——钙 ? 目前世界年产量最多的金属——铁(铁>铝>铜) ? 导电、导热性最好的金属——银(银>铜>金>铝) ? 熔点最高的金属——钨 ? 熔点最低的金属——汞 ? 硬度最大的金属——铬 ? 密度最大的金属——锇 ? 密度最小的金属——锂 ● 金属的分类 ● 金属的应用 物质的性质在很大程度上决定了物质的用途,但这不是唯一的决定因素。在考虑物质的用途时,还需要考虑价格、资源、是否美观、使用是否便利,以及废料是否易于回收和对环境的影响等多种因素。 ? 铜、铝——电线——导电性好、价格低廉 ? 钨——灯丝——熔点高 ? 铬——电镀——硬度大 ? 铁——菜刀、镰刀、锤子等 ? 汞——体温计液柱 ? 银——保温瓶内胆 ? 铝——“银粉”、锡箔纸 ● 合金:由两种或两种以上的金属或金属与非金属经一定方法所合成的具有金属特性的物质。 合金是混合物。金属氧化物不是合金。 ● 目前已制得的纯金属只有90多种,而合金已达几千种。 ● 合金的硬度一般比组成它的纯金属的硬度大,抗腐蚀性强。 ● 合金的熔点一般比组成它的纯金属的熔点低。 ● 黑色金属:通常指铁、锰、铬及它们的合金。 有色金属:通常是指除黑色金属以外的其他金属。 重金属:如铜、锌、铅等 轻金属:如钠、镁、铝等

最新材料化学期末复习参考题

试卷总结材料化学 一、选择(每题2分) 1. 晶体的特性是(B ) (A)有确定的熔点,无各向异性;(B)有确定的熔点,有各向异性; (C)无确定的熔点,有各向异性;(D)无确定的熔点,无各向异性; 2. 在一般情况下,若金属的晶粒细,则(A )。 (A)金属的强度高,塑性好,韧性好。(B)金属的强度高,塑性好,韧性差。(C)金属的强度高,塑性差,韧性好。(D)金属的强度低,塑性好,韧性好。 3. 高温下从熔融的盐溶剂中生长晶体的方法称为( C )。 A、溶液法 B、水热法 C、溶剂法 D、熔体法 4. 根据晶体对称度的不同,可把晶体分成(D )大晶系。 A、32 B、14 C、11 D、7 5. 晶胞一定是一个:(C )。 A、八面体 B、六方柱体 C、平行六面体 D、正方体 6. 某晶体外型为正三棱柱,问该晶体属于( D )晶系 A. 立方 B. 三方 C. 四方 D.六方 7、从我国河南商遗址出土的司母戊鼎重8750N,是世界上最古老的大型(C )。 (A)石器(B)瓷器(C)青铜器(D)铁器 8、晶体中的位错是一种(B )。 (A)点缺陷(B)线缺陷(C)面缺陷(D)间隙原子 9. 工程材料一般可分为(D)等四大类。 (A)金属、陶瓷、塑料、复合材料(B)金属、陶瓷、塑料、非金属材料(C)钢、陶瓷、塑料、复合材料(D)金属、陶瓷、高分子材料、复合材料10.用特殊方法把固体物质加工到纳米级(1-100nm)的超细粉末粒子,然后制得纳米材料。下列分散系中的分散质的微粒直径和这种粒子具有相同数量级的是( C ) A.溶液 B.悬浊液 C.胶体 D.乳浊液 11.美国《科学》杂志评出了2001年十大科技成就,名列榜首的是纳米电子学,其中美国的IBM公司科学家制造了第一批纳米碳管晶体管,发明了利用电子的波性来传递信息的“导线”,已知纳米材料是指微粒直径在1 nm~100 nm的材料。下列叙述正确的是(B)A.纳米碳管是一种新型的高分子化合物 B.纳米碳管的化学性质稳定 C.纳米碳管导电属于化学变化 D.纳米碳管的结构和性质与金刚石相同 12. 晶行沉淀陈化的目的是(C ) A沉淀完全

材料化学2004物化试卷A

材料化学2004《物理化学》考试试卷A 2006.5 2.系统经不可逆循环过程,则有:( ) A . △S 系统=0,△S 隔>0 B. △S 系统>0,△S 隔>0 C . △S 系统=0,△S 环<0 D. △S 系统=0,△S 隔<0 3.在25℃时,A 和B 两种气体在同一溶剂中的亨利系数分别为k A 和k B ,且k A =2k B ,当A 和B 压力相同时,在该溶液中A 和B 的浓度之间的关系为:( ) A . c A =c B B . c A =2c B C . 2c A =c B D . 不确定 4.A 和B 能形成理想液态混合物。已知在T 时P A *=2 P B *, 当A 和B 的二元液体 中x A =0.5时,与其平衡的气相中A 的摩尔分数是:( ) A . 1 B . 3/4 C . 2/3 D . 1/2 5.已知718K Ag 2O(s)的分解压力为20.9743Mpa ,则此时分解反应Ag 2O(s)=2Ag(s)+1/2O 2(g)的△rG θm 为:( ) A. -9.865kJ/mol B. -15.96kJ/mol C. -19.73kJ/mol D. -31.83kJ/mol 6.反应2NO+O 2=2NO 2的△rH m <0,当此反应达到平衡时,若要使平衡向产物方向移动,可以:( ) A. 升温加压 B. 升温降压 C. 降温加压 D. 降温降压 7.某化学反应的速率方程为dc B /dt=(1/2)(k A1c A 2- k A2c B )-k 2c B 则该反应为:( ) A . 2A 21kA kA B ?→?2 k C B .2A ?→?1kA B 22 -k k C C .2A ?→?1kA B B+C ?→?2k D D .2A 21kA kA 2B ?→?2 k C 班级 考号 班级 考号 姓名 考号 姓 名 景德镇

材料化学考试重点整理

第一章 1、材料的基本概念 材料是人类赖以生存的基础,材料的发展和进步伴随着人类文明发展和进步的全过程。材料是国民经济建设,国防建设和人民生活不可缺少的重要组成部分,是社会现代化的物质基础与先导。 材料,尤其是新材料的研究、开发与应用反映着一个国家的科学技术与工业水平。 材料特别是新材料与社会现代化及现代文明的关系十分密切,新材料对提高人民生活,增加国家安全,提高工业生产率与经济增长提供了物质基础,因此新材料的发展十分重要。 材料是一切科学技术的物质基础,而各种材料的起点主要来源于材料的化学制备和化学改性。 2、什么是材料科学工程 具有物理学、化学、冶金学、金属学、陶瓷学、计算数学等多学科交叉与结合的特点,并且具有鲜明的工程性。 3、什么是材料化学 材料化学在研究开发新材料中的作用,就是用化学理论和方法来研究功能分子以及由功能分子构筑的材料的结构与功能关系,使人们能够设计新型材料,提供的各种化学合成反应和方法使人们可以获得具有所设计结构的材料。 采用新技术和新工艺方法,合成新物质和新材料,通过化学反应实现各组分在原子或分子水平上的相互转换过程。涉及材料的制备、组成、结构、性质及其应用的一门科学。 材料化学既是材料科学的一个重要分支,也是材料科学的核心内容。同时又是化学学科的一个组成部分,具有明显的交叉学科、边缘学科的性质。是材料学专业学生的一门重要的专业基础知识课程。 4、材料的分类 (1)按照材料的使用性能:可分为结构材料与功能材料两类 结构材料的使用性能主要是力学性能; 功能材料的使用性能主要是光、电、磁、热、声等功能性能。 (2)以材料所含的化学物质的不同将材料分为四类:金属材料、非金属材料、高分子材料及由此三类材料相互组合而成的复合材料。 第二章 1、原子结合---键合 两种主要类型的原子键:一次键和二次键。 (1)一次键的三个主要类型:离子键、共价键和金属键。(一次键都涉及电子的转移,或者是电子的共用。)一次键通常比二次键强一个数量级以上。 ①金属键:自由电子和正离子组成的晶体格子之间的相互作用就是金属键。没有方向性和饱和性的。 ②离子键:包含正电性和负电性两种元素的化合物最通常的键类型为离子键。阴阳离子的电子云通常都是球形对称的,故离子键没有方向性和饱和性。 ③共价键:由两个原子共有最外层电子的键合,使每个原子都达到稳定的饱和电子层。共价键具有方向性和饱和性。 (2)二次键:范德华键(二次键既不涉及电子的转移,也不涉及电子的共用。) 以弱静电吸引的方式使分子或原子团连接在一起的,比前3种键合力要弱得多。包含色散效应、分子极化、氢键。 ①色散效应:对称的分子和惰性气体原子,由于电子运动的结果,有时分子或原子的内部会发生电子的偏离而引起瞬时的极化,形成诱导瞬间电偶极子,就会产生很弱的吸引力,这样的吸引力在其它力不存在时能使分子间产生结合。 ②分子极化:原子、离子及分子的电荷并不是固定在一定部位上,它们在相互靠近时,电荷会发生偏移,形成

材料化学试题库

一填空题 01)材料是具有使其能够用于机械、结构、设备和产品性质的物质。这种物质具有一定的 性能或功能。 02)材料按照化学组成、结构一般可分为金属材料、无机非金属材料、聚合物材料和复合 材料。 03)材料按照使用性能可分为结构材料和功能材料。结构材料更关注于材料的力学性能; 而另一种则考虑其光、电、磁等性能。 04)材料化学是关于材料的结构、性能、制备和应用的化学。 05)一般材料的结构可分为三个层次,分别是微观结构、介观结构和宏观结构。 06)对于离子来说,通常正离子半径小于相应的中性原子,负离子的半径则变大。 (7)晶体可以看成有无数个晶胞有规则的堆砌而成。其大小和形状由晶轴(a,b,c)三条边和轴间夹角(α,β,γ)来确定,这6个量合称晶格参数。 08)硅酸盐基本结构单元为硅氧四面体,四面体连接方式为共顶连接。 09)晶体的缺陷按照维度划分可以分为点缺陷、线缺陷、面缺陷和体缺陷,其延伸范围为 零维、一维、二维和三维。 010)位错分为韧型位错、螺型位错以及由前两者组成的混合位错三种类型。 (11)固溶体分为置换型固溶体和填隙型固溶体,前者溶质质点替代溶剂质点进入晶体结点 位置;后者溶质质点进入晶体间隙位置。 (12)材料热性能主要包括热容、热膨胀和热传导。 (13)材料的电性能是指材料被施加电场时的响应行为,包括有导电性、介电性、铁电性和压电性等。 014)衡量材料介电性能的指标为介电常数、介电强度和介电损耗。 015)磁性的种类包括:反磁性、顺磁性、铁磁性、反铁磁性和铁氧体磁性等。 016)铁磁材料可分为软磁材料、硬磁材料和矩磁材料。 017)材料的制备一般包括两个方面即合成与控制材料的物理形态。 (18)晶体生长技术主要有熔体生长法和溶液生长法,前者主要包括有提拉法、坩埚下降法、区融法和焰融法等。 (19)溶液达到过饱和途径为:一,利用晶体的溶解度随改变温度的特性,升高或降低温度而达到过饱和;二,采用蒸发等办法移去溶剂,使溶液浓度增高。 (20)气相沉积法包括物理气相沉积法PVD和化学气相沉积法CVD。

材料化学期末考试预测题

1:[论述题] 1-1、无机材料化学是一门什么样的学科? 1-2、无机材料化学主要研究哪些方面的问题? 参考答案: 1-1、参考答案:无机材料化学是研究无机材料,主要是无机非金属材料的制备、组成、结构、表征、性质和应用的一门学科。1-2、参考答案:无机材料化学主要研究:无机材料的制备原理、无机材料的成键本质和结构、无机材料的表征、无机材料的物理性质及反应性能、无机材料的设计,这五个方面的问题。 2:[论述题] 1-3、材料科学与化学和物理学有何联系? 参考答案:1-3参考答案:在材料科学与工程领域里,有化学、物理、相关理论和工程4个方面的内容。由于研究的对象不同,化学方面的内容又分为高分子化学和无机材料化学等。无机材料化学是材料科学的一个极重要的分支,又可以是化学学科的一部分,呈明显的交叉、边缘学科的性质。材料科学和物理、化学、相关理论及工程学的关系。 1:[论述题]3-1-1、晶体结构具有哪些基本特征? 3-1-2、晶体具有哪些共性? 3-1-3、何谓非晶态金属材料的基本特征? 3-1-4、铁电体的概念是什么? 3-1-5、反铁电体的概念是什么? 3-1-6、正压电效应(压电效应)的概念是什么? 3-1-7、逆压电效应的概念是什么? 3-1-8、缺陷化学的研究对象和内容是什么? 3-1-9、缺陷化学有什么理论意义和实用价值? 参考答案: 3-1-1参考答案:原子(或分子、离子)在三维空间呈周期性重复排列,即存在长程有序。 3-1-2参考答案:由于具有周期性的空间点阵结构,晶体具有下列共同性质:均一性,即晶 体不同部位的宏观性质相同;各向异性,即晶体在不同方向上具有不同的物理性质;自限性,即晶体能自发地形成规则的几何外形;对称性,即晶体在某些特定方向上的物理化学性质完全相同;具有固定熔点;内能最小。 性能上两大特点:固定的熔点,各向异性。 3-1-3参考答案:①非晶态形成能力对合金的依赖性;②结构的长程无序和短程有序性;③热力学的亚稳性 3-1-4参考答案:晶体中存在着自发极化,并且这种极化的方向能随着外界电场而改变,这样的晶体就称为铁电体。 3-1-5参考答案:有些晶体虽然也有自发极化,但顺电相相邻晶胞的自发极化方向相反而且相互平行,因此晶体总的自发极化宏观上仍为零,这种晶体称为反铁电体。 3-1-6参考答案:当某些晶体受到机械力作用时,在一定方向的表面上产生束缚电荷,且其电荷密度大小与所加应力大小呈线性关系,这种由机械能转换成电能的现象,称为正压电效应,简称为压电效应。 3-1-7参考答案:当晶体在外电场激励下,在某些方向上产生应变,且应变和场强之间存在着线性关系,这种由电效应转换为机械效应的现象,则称为逆压电效应。 3-1-8参考答案:缺陷化学的研究对象是点缺陷,但不包括声子和激子。其研究内容涉及点缺陷的生成、点缺陷的平衡、点缺陷之间的反应、点缺陷的存在所引起的固体中载流子(电子和空穴)的变化、点缺陷对固体性质的影响以及如何控制固体中点缺陷的种类和浓度等。 3-1-9参考答案:缺陷化学具有重要的理论意义和实用价值。固体中的化学反应,只有通过缺陷的运动。陶瓷材料在高温时能正常烧结的基本条件是:材料中要有一定的缺陷机构与缺陷浓度,以使许多传质过程能顺利进行。点缺陷对材料的性质也有重要的影响,例如,固体材料的导电性与缺陷关系极大。可以说,缺陷化学及其相关的能带理论,是无机材料化学中最重要的内容。正如West所说:"在固态科学中,晶体缺陷的研究是一个活跃和迅速发展的领域。” 2:[论述题]3-2-1、何谓非化学计量缺陷? 3-2-2、何谓弗仑克尔缺陷? 3-2-3、何谓肖特基缺陷?

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