材料化学课后习题答案.pdf

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定的铁磁性,称为亚铁磁性或铁氧体磁性。。答:1)铸造性能铸造性能是指材料用铸造方法获得优质铸件的性能。它取决于材料的流动性和收缩性。流动性好的材料,充填铸模的能力强,可获得完整而致密的铸件;收缩率小的材料,铸造冷却后,铸件缩孔小,表面无空洞,不会因收缩不均匀而引起开裂,尺寸比较稳定。金属材料中铸铁、青铜有较好的铸造性能,可以铸造一些形状复杂的铸件。工程塑料在某些成形工艺(如注射成形)方法中要求流动性好、收缩率小。2)塑性加工性能塑性加工性能是指材料通过塑性加工(锻造、冲压、挤压、轧制等)将原材料(如各种型材)加工成优质零件(毛坯或成品)的性能。它取决于材料本身塑性高低和变形抗力(抵抗变形能力)的大小。塑性加工的目的是使材料在外力(载荷)作用下产生塑性变形而成形,获得较好的性能。塑性抗力小表示材料在不太大的外力作用下就可进行变形。金属材料中铜、铝、低碳钢具有较好的塑性和较小的变形抗力,容易塑性加工成形,而铸铁、硬质合金则不能塑性加工成形。热塑性塑料可通过挤压和压塑成形。3)热处理性能热处理性能主要是指钢接受淬火的能力(即淬透性),用淬硬层深度来表示。不同钢种,接受淬火的能力不同。合金钢淬透性能比碳钢好,这意味着合金钢的淬硬层深度厚,也说明较大零件用合金钢制造后可以获得均匀的淬火组织和力学性能。7:..4焊接性能是指两种相同或不同的材料,通过加热、加压或两者并用将其连接在一起所表现出来的性能。影响焊接性能的因素很多,导热性过高或过低、热膨胀系数大、塑性低或焊接时容易氧化的材料,焊接性能一般较差。焊接性能差的材料焊接后,焊缝强度低,还可能出现变形、开裂现象。选择特殊焊接工艺不仅可以使金属与金属焊接,还可以使金属与陶瓷、陶瓷与陶瓷、塑料与烧结材料焊接。5)切削性能切削性能是指材料用切削***进行加工时所表现出来的性能。它取决于***使用寿命和被加工零件的表面粗糙度。凡使***使用寿命长,加工后表面粗糙度低的材料,其切削性能好;反之则切削性能差。金属材料的切削性能主要与材料的种类、成分、硬度、韧性、导热性等因素有关。一般钢材的理想切削硬度为HB160~230。钢材若硬度太低,切削时容易“黏刀”,使表面粗糙度高;若硬度太高,则切削时易磨损***。,前者包括铁、锰、铬及其合金,主要是铁碳合金,常作为结构材料使用;有色金属通常指除钢铁之外的所有金属,常作为功能材料使用。、六方最紧密堆积、体心立方密堆积三种。>Zn,Cu>Fe。,可将固溶体分为置换固溶体、间隙固溶体、缺位固溶体三种。。,可将铝合金分为变形铝合金、铸造铝合金两类。,根据过程性质可分为物理冶金、化学冶金;根据冶金工艺过程不同分为火法冶金、湿法冶金、电冶金。:金属在短波辐射照射下能放出电子的现象称为光电效应。: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)组成的具有金属性质的物质。:合金在固态下由不同组元互相溶解而形成的相称为固溶体。:是由过渡元素与硼、碳、氮、氢等原子直径较小的非金属元素形成的化合物。:碳在γ-Fe(晶胞参数a=356pm)中的间隙固溶体。:α-%的过饱和固溶体。?答:金属在弹性形变时,晶格形状发生暂时的变化,原子间距改变,除去外力后又恢复原状。塑性变形时,晶体内原子沿晶面滑动,除去外力后不复原。钢材是由许多晶粒组成的,晶粒取向和晶粒间的晶界对变形影响很大。滑动一般不易穿8:..这种集中的应力再加上外力,可使相邻并未产生滑动的晶粒开始滑动。这样滑动由少数晶粒传布到整体,不同取向的晶粒相互制约、相互协调,以适应外力的影响。所以晶粒金属的强度和塑性都比粗晶粒高。,而必须经过若干次轧制和加温再结晶的重复工序,才能制出合格的钢板?答:经过塑性变形后的金属,由于晶面之间产生滑动、晶粒破碎或伸长等原因,致使金属产生内应力,从而发生硬化以阻止再产生滑动,这使金属的强度、硬度增加,塑性、韧性降低。硬化的金属结构处于不稳定的状态,有自发地向稳定状态转化的倾向。加热提高温度,原子运动加速可促进这种转化以消除内应力。加热时应力较集中的部位,能量最高,优先形成新的晶核,进行再结晶。经再结晶的金属硬度和强度降低,塑性和韧性提高,使金属恢复到变形前的性能。钢锭经过锻炼轧制,将粗晶粒的结构破碎成小晶粒,同时使原来晶界间的微隙弥合,成为致密的结构,从而大大提高了其机械性能。。答:在一定温度和压力下,许多金属、合金或金属间化合物与氢能生成金属氢化物。反应过程一般是在吸收少量的氢时,金属、合金或金属间化合物的结构不变,当氢含量提高到一定量时氢与金属、合金或金属间化合物化合生成金属氢化物,如果氢压高,可以形成过饱和氢化物。金属、合金或金属间化合物与氢的反应是可逆过程,改变温度和压力条件可以使金属氢化物释放出氢。储氢材料表面由于氧化膜及吸附其他气体分子,初次使用一般几乎无吸氢能力,或者需经历较长时间。通常要进行活化处理,其工艺是在高真空中加热到3000C后,通以高纯氢,如此反复数次破坏表面氧化膜并被净化,而获得良好的反应活性。。答:材料在某一温度下受外力而变形,当外力去除后,仍保持其变形后的形状,但当温度上升到某数值时,材料会自动回复到变形前原有的形状,似乎对以前的形状仍保持着记忆。、AX型晶体、AX型晶体、223ABO型晶体、ABO型晶体、金刚石和石墨的晶体、硅酸盐晶体等类型。、SiO、TiO、AlO、FeO这几种金属氧化物中,酸性最强的是PO,碱2522232325性最强的是FeO。、碳化物陶瓷、氮化物陶瓷、硼化物陶瓷等几种。(AlO2SiOHO)、长石(KOAlO6SiO,NaOAlO232222322236SiO)、石英(SiO)等原料烧制而成。,即硅酸三钙(3CaOSiO,简写为CS)、硅酸23二钙(2CaOSiO,简写为CS)、铝酸三钙(3CaOAlO,简写为CA)、222339:..4CaOAlOFeO,简写为CAF)。,分别是溶解期、胶化期、硬化期(结晶期)。?由它们组成的材料性能有何区别?答:1)无机非金属材料的结合键包括共价键和离子键两类;2)键的比例对性能具有决定性作用,由于二者具有相对高的能量,其混合键的键能也比较大,一般为100-500kJ/mol(金属为60-250kJ/mol),从而给无机非金属材料带来熔点高、硬度高、脆性大、透明度高、导电性低的性质特点。。。答:1)热力学性能:与金属材料和高分子材料相比,耐高温是陶瓷材料的优异特性之一;2)力学性能:与金属材料相比,无机非金属材料由于化学键多为离子键和共价键,键能高且键具有明显的方向性,所以晶体结构复杂,其弹性、硬度、塑性、强度、断裂和冲击性能等与金属材料差异较大;3)电学性能:金属能导电,主要是其具有核外自由运动的自由电子,而无机非金属材料一般都不具有自由电子,所以导电性较差,那意味着此类材料多为良好的绝缘体;4)磁学性能:无机非金属材料具有强磁性、高电阻和低松弛损失等特性,将其用于电子技术中的高频器件比用磁性金属优越;5)光学性能:无机非金属材料光学性能具有多样性和复杂性,主要包括对光的折射、反射、吸收、散射和透射,以及受激辐射光放大的特性等多方面;6)化学性能:无机非金属材料多由氧化物组成,随着其键合力的增加而酸性越强,碱性越弱。?其性能、应用有何区别?答:1)氧化物陶瓷:种类繁多,在陶瓷家族中占有非常重要的地位,最常用的氧化物陶瓷有AlO、SiO、ZrO、MgO、CeO、CaO、CrO、莫来石(AlOSiO)32222223322和尖晶石(MgAlO)等,陶瓷中的AlO和SiO相当于金属材料中的钢铁和铝合2432210:..2)碳化物陶瓷:一般具有比氧化物更高的熔点,最常用的是SiC、WC、BC、TiC4等,碳化物陶瓷在制备过程中需要气氛保护;3)氮化物陶瓷:应用最广泛的是SiN,其具有优良的综合力学性能和耐高温性34能,另外,TiN、BN、AlN等氮化物陶瓷的应用也日趋广泛;4)硼化物陶瓷:应用并不广泛,主要是作为添加剂或第二相加入其它陶瓷基体中,以达到改善性能的目的。?答:水泥的水化硬化过程:3CaOSiO+nHO2CaOSiO(n-1)HO+Ca(OH)222222CaOSiO+mHO2CaOSiOmHO22223CaOAlO+6HO3CaOAlO6HO2322324CaOAlOFeO+7HO3CaOAlO6HO+?分别描述其性能特点。答:1)半导体陶瓷:其为导电性能介于导体和绝缘体之间的一类陶瓷,种类繁多。当温度、湿度、电场、光等其中一个条件发生变化时,导电性会产生变化,相应的称为热敏、湿敏、磁敏、光敏等半导体类陶瓷。主要用于自动控制的传感器,某些也可利用电阻特性作为高温发热元件或导电原件;2)压电陶瓷:在石英、钛酸钡、锆钛酸铅(PZT)及锆钛酸铅镧(PLZT)等物质的两界面上加一定的电压,将产生一定的机械变形,如电压为交变电压,这些物质则相应产生交变振动,且这种过程具有可逆性,这种现象称为压电效应。利用正、逆压电效应可实现机械能和电能的相互转换,如常见的燃气及气体打火机点火器、音乐卡及手机中的电声喇叭、医疗及工业用的超声检测仪探头及其他换能器等电器元件都有压电陶瓷的应用;3)磁性陶瓷:在磁场中能被强烈磁化的陶瓷称为磁性陶瓷。其中铁酸盐的磁性陶瓷称为铁氧体。软磁材料是那些易于反复磁化的材料,其磁导率高,但磁矫顽抗力小,电动机、变压器的硅钢片都是典型的软磁材料。软磁铁氧体包括Mn-Zn、Fe-Si、Fe-Ni、Ni-Zn系铁氧体,主要用于感应铁心、电视机显像管偏转线圈及行输出变压器。硬磁材料与软磁材料正好相反,在磁场中难以被磁化,并在撤去磁场后仍保持高的剩余磁化强度。主要包括钡和锶的铁氧体和稀土磁体,其中稀土钕-铁-硼磁体为目前最强磁性的永磁材料,用于制造器件可大大降低重量和尺寸,这对于航空航天工业具有重要的意义。其已广泛用于扬声器、永磁发电机和电动机,及各种磁性仪器仪表。4)生物陶瓷:生物陶瓷在人体内化学稳定性好,组织相容性好,无各种排异现象,其抗压强度高,易于高温消毒,是牙齿、骨骼、关节等硬组织良好的置换修复材料,但脆性大、成形加工较难是其主要缺点。第七章高分子材料一、,将存在于聚合物分子中重复出现的原子团称为结构单元,高聚物中结构单元的数目称为聚合度。、PB、PS、PVC分别为聚丙烯、聚丁二烯、聚苯乙烯、聚***乙烯的缩写。,包括近程结构和远程结构。前11:..又称一级结构,包括高分子链中原子的种类和排列、取代基和端基的种类、结构单元的排列顺序等后者指分子的尺寸、形态,链的柔顺性以及分子在环境中的构想,又称二级结构。、链增长、链终止等基元反应。,慢增长,无终止。,是世界上最早实现工业化生产的塑料;产量最大的合成橡胶是丁苯橡胶。聚丙烯***纤维蓬松柔软、轻盈、保暖性好,性能极似羊毛,固有“人造羊毛”之称。,可将功能高分子分为化学、物理和生命功能高分子材料三大类二、,,、冷却硬化特性的塑料品种三、,具体如下:(1)按加工条件下的流