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材料概论范文材料概论范文 11 什么是材料 什么是材料的三层含义 材料 广义 人类社会可 接受的 能经济地制造有用器件的物质 材料 具体 用来生产和构成 制造 功能更多 更强大的各种产品 的物质 这样的物质有天然生成的 如砂金 石 橡胶 木等 也有人工合 成的 如钢 陶瓷 塑料 胶合板等 材料的含义原料 制品和中间产品 2 简述无机非金属材料的化学成分分类 使用性能分类 根据其化 学结合键的类型 材料可分为金属材料 无机非金属材料 高分子 材料和复合材料四大类 即材料的化学分类 按使用性能 材料可分为结构材料和功能材料两大类 3 为什么说材料是人类社会进步的里程碑 材料是我们衣食住行的 必备条件 是人类一切生活和生产活动的物质基础 它先于人类存 在 并且与人类的出现和进化有着密切的联系 材料是社会进步和经济发展的物质基础与先导 4 什么是金属材料 无机非金属材料 高分子材料 复合材料 金属材料以金属元 素或以金属元素为主构成的具有金属特性的材料的统称 包括纯金属 合金 金属间化合物和特种金属材料等 无机非金属材料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 包括氧化物 氮化物 卤化物 硼化物 硅酸盐 铝酸盐 磷酸盐 硼酸盐等 高分子材料由大量分子量特别大的大分子化合物组成的有机材料 亦称聚合物 复合材料由两种或两种以上不同性质的材料 通过物理或化学的 方法 在宏观上组成具有新性能的材料 5 什么是结构材料 功能材料 结构材料 或称工程材料 以强度 硬度 塑性 韧性等力学性质为主要性能指标的工程材料的统称 也就是要求强度 韧性 塑性等机械 力学 性能的材料 功能材料具有优良的电学 磁学 光学 热学 声学 力学 化 学 生物医学功能 特殊的物理 化学 生物学效应 能完成功能 相互转化 主要用来制造各种功能元器件而被广泛应用于各类高科 技领域的新材料 功能材料要求以光 电 磁 热 声 核辐射等特殊性能为主要功 用的材料 光导纤维 磁盘是常见的功能材料 6 简述传统材料与先进材料及其相互关系 传统材料生产技术成 熟 可大量工业化生产的材料 如钢铁 水泥 塑料 其特征是需 求量大 生产规模大 是很多支柱产业的基础 所以又称为基础材 料 先进材料 新型材料 建立在新思路 新概念 新工艺 新技术基 础之上 以性能优异 品质高 稳定性高为优势 其显著特征是投 资强度较高 更新换代快 风险大 知识和技术密集程度高 不以 规模取胜 相互关系两者互相依存 互相促进 互相转化 互相替代 7 材料科学与工程的四要素是什么 请说明四要素间的相互关系 材料科学与工程的四要素组成与结构 合成与制备 性能 使用效 能是一种材料的性能与其组成与结构乃至原子的排列息息相关 而 组成与结构又是合成与制备过程的结果 材料作为工业产品又必须 具备一定的 使用 效能以满足特定的使用要求从而取得应有的经济 效益和社会效益 这就是说 在材料的合成与制备 组成与结构 性能和使用效能四 者之间存在着强烈的相互依赖关系 21 什么叫晶体 什么叫非晶体 晶体与非晶体之间的相互联系与区 别 晶体 原子或原子团 离子或分子以周期性重复方式在三维空 间有规则排列形成的固体 非晶体内部质点在三维空间不呈周期性重复排列的固体晶体与非 晶体在一定条件下可以相互转化 晶体的原子排列长程有序 且有整齐规则的几何外形 晶体还有固 定的熔点 在熔化过程中 其温度始终保持不变 单晶体还有各向 异性的特点 具有近程有序排列 但不具有长程有序排列 非晶体外形为无规则形状的固体 在熔解过程中 没有明确的熔点 随着温度的升高 物质首先变软 然后逐渐由稠变稀 例如玻璃2 什么是微观结构 亚显微结构 显微结构 显微组织结构 宏观结 构 微观结构 0 01 m 高分辨电子显微镜 STM 所能分辨的结构 范围 结构组成单元主要是原子 分子 离子或原子团等质点 微观结构就是这些质点在相互作用力下的聚集状态 排列形式 也称 为原子级结构或分子级结构 如结晶物质的单胞 晶格特征 硅酸 盐中Si O四面体所组成的格架 空穴 氧离子配位等 亚显微结构 0 2 m 0 01 m 在普通电子显微镜 TEM和SEM 所能 分辨的结构范围 结构组成单元是微晶粒 胶粒等粒子 主要是单个粒子的形状 大小和分布 如晶体的构造缺陷 界面结 构 凝胶粒子的形貌等 显微结构 100 m 0 2 m 在光学显微镜下分辨出的结构范围 结构组成单元是该尺度范围的各个相 是在这个尺寸范围内物相的 种类 数量 颗粒的形貌及其相互之间的关系 如陶瓷中各种晶粒 的聚集方式 分布及相互结合状况等 亚显微结构和显微结构又可统称为显微组织结构 显微组织结构借助光学显微镜和电子显微镜观察到的晶粒或相的集 合状态 可以分辨尺寸约100 m 0 01 m的物体 宏观结构 100 m 用人眼可分辨的结构范围 结构组成单元是 相 颗粒 甚至是复合材料的组成材料 结构包括材料中的大孔隙 裂纹 不同材料的组合与复合方式 或形式 各组成材料的分布 等 如岩石层理与斑纹等 3 什么是材料的组成 结构 组
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