生活中的材料

1、1.茶与咖啡的起源，以及在各自社会中的作用，描述相互的异同点。茶的起源：中国自古有神农发现茶叶的传说，成书于公元世纪神农本草经记载：“神农尝百草，日遇七十二毒，得茶而解之”。相传神农尝百草后感到不适，躺于树下。见到一种开白花的植物，便摘下嫩叶咀嚼而治好。到殷周时，茶不仅用作药物，而且开始成为饮料，因此后人便开始喝茶的习惯。诗经中亦有“谁谓茶苦，其甘如荠”。据陆羽茶经有“茶之为饮，发乎神农氏，闻于鲁周公。”的记载。中国俗语中的开门七件事“柴米油盐酱醋茶”亦表明茶在中国文化中的重要性。 黑色茶壶在古中国和平盛世的时候，茶也开始成为了文人雅士们的其中一个消遣，和“琴棋书画诗酒”并列。 茶叶的起源还有

2、其他传说，比如印度佛教创始人发现茶统的传说。印度和中国是最早饮茶的国家。茶叶从中国向东传到朝鲜，日本，向北传到蒙古，俄罗斯，后来通过丝绸之路传到中亚、西亚和欧洲。咖啡的起源：咖啡源自希腊语“Kaweh”，意思是“力量与热情”。大约公元六世纪时，有位阿拉伯牧羊人放牧时，看到每只山羊都显得无比兴奋，雀跃不已，他觉得很奇怪，经过细心观察发现，这些羊群是吃了草原上一种不知名的红色果实，卡尔好奇地尝了一些，发觉这些果实香甜美味，食后自己也觉得精神非常爽快，从此他就时常赶着羊群一同去吃这种美味果实。其神奇效力也就因此流传开来了。茶在社会中的作用：现代社会常把茶文化作为公关、结交朋友、叙旧的重要节目。茶不同

3、于其它的应酬，酒宴的文化内涵根本不能和它同日而语。一个以茶接待友人的人，给人一种超越尘嚣的潇洒，给人一种不落俗套的超然。茶文化培养人才，高校开设茶文化妆也，茶馆的开办，使得泡茶成为一门技艺。茶旅游业事业也发展起来，促进不少茶乡发展起来。茶文化对现代社会的作用主要有五个方面。一是茶文化以德为中心，重视人的群体价值，倡导无私奉献，反对见利忘义和唯利是图。二是茶文化是应付人生挑战的益友。三是有利于社区文明建设。四是对提高人们生活质量，丰富文化生活的作用明显。五是促进开放，推进国际文化交流。咖啡在社会中的作用：现代人觉得喝咖啡可以陪伴自己度过许多惬意的时光。而且可以速溶心情，速溶生活。每天早晨一杯香醇

4、美味的咖啡可以使人头脑清醒、神清气爽。因此在现代社会上咖啡已经被成为最受欢迎的早餐饮料。咖啡屋的出现为会议、学习、传播新闻、闲聊等活动提供了场所，而且现在咖啡屋成为政治会议以及作家、画家、艺术家和各种卓越人士寻找灵感的知名场所。很快，“咖啡休息时间”也在工作场所中流行。咖啡推动了法国的革命和美国的独立。相互的异同点：异：茶属于碱类，咖啡属于咖啡因类。两者都可以刺激神经使其兴奋，但咖啡的成瘾性更强点。同：都有苦味，可以提神其实都因含有咖啡因。茶叶中的咖啡因带有苦味，是构成茶汤滋味的重要成份。红茶茶汤中，与多无酚类结合成为复合物；茶汤冷后形成乳化现象。茶中特有的儿茶素类及其氧化缩和物可使除中咖啡因

5、的兴奋作用减缓而持续，故喝茶可使长途开车的人保持头脑清醒及较有耐力。咖啡中的咖啡因，有特别强烈的苦味，刺激中枢神经系统、心脏和呼吸系统。适量的咖啡因亦可减轻肌肉疲劳，促进消化液分泌。由于它会促进肾脏机能，有利尿作用，帮助体内将多余的钠离子排出体外。但摄取过多会导致咖啡因中毒。它们具体成份不同。茶叶中的有机化学成分和无机矿物元素含有许多营养成分和药效成分。咖啡和茶的区别是：咖啡使人兴奋，茶使人清醒。2.古今中外陶瓷的差异。古：白瓷釉料中没有或只有极微量的呈色剂，生坯挂釉，入窑经过高温火焰烧成的素白瓷器。中国传统瓷器的一种。以含铁量低的瓷坯，施以纯净的透明釉烧制而成。青花瓷又称白地青花瓷器，它是用

6、含氧化钴的钴矿为原料，黑瓷为施黑色高温釉的瓷器。是在青瓷的基础上发展的品种，也用氧化铁作釉的呈色剂，增加铁的含量就成了黑瓷，其釉料中三氧化二铁的含量在5%以上。今： 现代陶瓷，又称精细陶瓷、特种陶瓷或高性陶瓷，按其应用功能分类，大体可分为高强度、耐高温和复合结构陶瓷及电工电子功能陶瓷两大类。在陶瓷坯料中加入特别配方的无机材料，经过1360度左右高温烧结成型，从而获得稳定可靠的防静电性能，成为一种新型特种陶瓷，通常具有一种或多种功能。中：中国人早在约公元前80002000年（新石器时代）就发明了陶器。陶瓷材料大多是氧化物、氮化物、硼化物和碳化物等。常见的陶瓷材料有粘土、氧化铝、高岭土等。陶瓷材料

7、一般硬度较高，但可塑性较差。除了在食器、装饰的使用上，在科学、技术的发展中亦扮演重要角色。 外：德崇尚坚固，法崇尚华丽，英规矩，美新奇。西洋陶瓷，质地坚硬，色彩在华丽之中含沈着之趣味，品类多，雕刻物品居多。意义：陶冶人的身心，使人变得有气质，有教养。了解中国的精通文化，使人受到熏陶。制陶是一种土与火的艺术，是人类利用自然的最早的尝试之一。陶器的发明使人类能经常进食经过高温处理的食物，改变了人类的饮食结构，促进了人类体质的发展。陶瓷器既可以作为实用器具，又具有艺术价值和观赏价值。陶瓷还是收藏品市场的大宗，具有很高的经济价值。近年来，随着我国经济的发展，国人文化水准提高，收藏与鉴赏古代陶瓷，成为一

8、种增强人文素养，提高文化品位的途径，也成为一种投资手段。3.分别简要描述古代和现代造纸术。古代：斩竹漂塘：砍下竹子置于水塘浸泡，使纤维充分吸水。可以再加上树皮、麻头、和旧鱼网等植物原料捣碎。煮楻足火：把碎料煮烂，使纤维分散，直到煮成纸浆。图中可见大锅中的碎料用大石压住，有助于完全煮烂。荡料入帘：待纸浆冷却，再使用平板式的竹帘把纸浆捞起，过滤水分，成为纸膜。此一步骤要有纯熟的技巧，才能捞出厚薄适中、分布均匀的纸膜。覆帘压纸：捞好的纸膜一张张叠好，用木板压紧，上置重石，将水压出。透火焙干：把压到半干的纸膜贴在炉火边上烘干，揭下即为成品。现代：机器造纸造纸厂一般需贮存足够用46个月的原料，使原料在贮

9、存中经过自然发酵，以利于制浆，同时保证纸厂的连续生产。经备料工段把芦苇、麦草和木材等原料切削成料片（供生产化学浆）或木断（供生产磨木浆），再把小片原料放到蒸煮器内加化学药液，用蒸汽进行蒸煮，把原料煮成纸浆，或或把木断送到磨木机上磨成纸浆，也可经过一定程度的蒸煮再磨成纸浆。然后用大量清水对纸浆进行洗涤，并通过筛选和净化把浆中的粗片、节子、石块及沙子等除去。再根据纸种的要求，用漂白剂把纸浆漂到所要求的白度，接着利用打浆设备进行打浆。然后在纸浆中加入改善纸张性能的填料、胶料、施胶剂等各种辅料，并再次进行净化和筛选，最后送上造纸机经过网部滤水、压榨脱水、烘缸干燥、压光卷取，并进行分切复卷或裁切生产出卷

10、筒纸和平板纸。如果生产要生产涂布印刷纸，则需要干燥中部或生产成卷筒纸后经涂布加工而实现。除以上基本过程外，还包括一些辅助过程，如蒸煮液的制备、漂液的制备、胶料的熬制及蒸煮废液和废气中的化学药品与热能的回收等。4.如何冶炼单晶硅？单晶硅的制法通常是先用碳在电炉中还原5iOs制得高纯度硅(多晶硅或无定形硅) si02十c卡斗szLc02 然后用提拉法或悬浮区熔法从熔体中生长出一定直径的棒状单晶硅。 单晶硅的制作普遍采用提拉法，该法可以生长出比较均匀、无缺陷的硅单晶体。具体 操作是：在场蜗中盛装高纯硅并使其温度保持在高于硅熔点100左右(约1680)，将 一颗小的敌品种浸入熔融硅中，随后将它缓缓地从

11、熔融硅中拉起来并同时旋转拉杆。在 品种向上提拉时，熔融的硅便附在上面，晶体尺寸便逐渐增大，直至达到最终尺寸。目前， 利用提拉法可以生长出直径约为150mm的优质硅单晶，可望达到200mm。5.请论述玻璃材料的历史由来。玻璃最初由火山喷出的酸性岩凝固而得，约公元前3700年前，古埃及人已制出玻璃装饰品和简单玻璃器皿，当时只有有色玻璃。约公元前1000年前，中国制造出无色玻璃。公元12世纪，出现了商品玻璃，并开始成为工业材料。18世纪，为适应研制望远镜的需要，制出光学玻璃；1874年，比利时首先制出平板玻璃。1906年，美国制出平板玻璃引上机，此后，随着玻璃生产的工业化和规模化，各种用途和各种性能

12、的玻璃相继问世。还有有一个故事是3000多年前，一艘欧洲腓尼基人的商船，满载着晶体矿物“天然苏打”，航行在地中海沿岸的贝鲁斯河上。这时他们发现了有一个亮晶晶的东西，而且这东西上粘有一些石英砂和融化的天然苏打。原来是由于海水落潮，商船搁浅了，于是船员们纷纷登上沙滩。这时他们在沙滩上做饭了。在做饭的过程当中用来做锅的支架的天然苏打，在火焰的作用下，与沙滩上的石英砂发生化学反应而产生的晶体，这就是最早的玻璃。6.介绍一种陶瓷或者玻璃，并阐述其性能和结构的关系。防弹玻璃: 防弹玻璃是由玻璃（或有机玻璃）和优质工程塑料经特殊加工得到的一种复合型材料，它通常是透明的材料，譬如PVB/聚碳酸酯纤维热塑性塑料

13、（一般为力显树脂即lexan 树脂也叫LEXAN PC RESIN）。它具有普通玻璃的外观和传送光的行为，对小型武器的射击提供一定的保护。最厚pc板能做到136毫米厚，最大宽度达2166毫米宽，有效时间达6664天。性能：不同厂商生产的防弹玻璃各异。但基本上都是在普通的玻璃层中夹上聚碳酸酯材料层，这一过程称为层压。在这个过程中，形成了一种类似普通玻璃但比普通玻璃更厚的物质。聚碳酸酯是一种硬性透明塑料人们通常用它的品牌（莱克桑、Tuffak或者Cyrolon）来称呼它。防弹玻璃的厚度在7毫米到75毫米之间。射在防弹玻璃上的子弹会将外层的玻璃击穿，但聚碳酸酯玻璃材料层能够吸收子弹的能量，从而阻止它

14、穿透玻璃内层。这些大块的防弹玻璃已经在在第二次世界大战期间做了公共的的用途，通常厚达10.0厘米至12.0厘米，而且极端重。结构：防弹玻璃实际上是由透明胶合材料将多片玻璃或高强度有机板材粘接在一起制成的。一般有以下三层结构：承力层：该层首先承受冲击而破裂，一般采用厚度大、强度高的玻璃，能破坏弹头或改变弹头形状，使其失去继续前进的能力。过渡层：一般采用有机胶合材料，粘接力强、耐光性好，能吸收部分冲击能，改变子弹前进方向。 在夹层玻璃中夹一层非常结实而透明的化学薄膜。这不仅能有效地防止枪弹射击，而且还具有抗浪涌冲击、抗爆、抗震和撞击后也不出现裂纹等性能。安全防护层：这一层采用高强度玻璃或高强透明有

15、机材料，有较好的弹性和韧性，能吸收绝大部分冲击能，并保证子弹不能穿过此层防弹玻璃最重要的性能指标就是防弹能力。防弹能力的指标是从两方面来衡量的，一方面是安全防护能力，另一方面是所防护枪支的杀伤能力。7.介绍一个与材料学相关的诺贝尔奖，并用通俗的语言论述其发现和意义。德国人卡尔齐格勒和意大利人居里奥纳塔各自独立的利用配合催化剂成功地合成出高密度聚乙烯和聚丙烯，并于1955年实现工业化生产，今天这两种聚合物已成为产量最大、用途最广的合成高分子材料。1963年，两人因此成就成为诺贝尔化学奖的获得者。一种有机金属催化剂，又叫Z-N催化剂，用于合成非支化高立体规整性的聚烯烃。典型的齐格勒-纳塔催化剂是双

16、组分：四氯化钛-三乙基铝TiCl4-Al(C2H5)3最初，烯烃聚合采用的是自由基聚合，采用这一机理需要高压反应条件，并且反应中存在着多种链转移反应，导致支化产物的产生。对于聚丙烯，问题尤为严重，无法合成高聚合度的聚丙烯。1950年代德国化学家卡尔齐格勒合成了这一催化剂，并将其用于聚乙烯的生产，得到了支链很少的高密度聚乙烯。意大利化学家居里奥纳塔将这一催化剂用于聚丙烯生产，发现得到了高聚合度，高规整度的聚丙烯。 从生产角度来讲，齐格勒-纳塔催化剂的出现使得很多塑料的生产不再需要高压，减少了生产成本，并且使得生产者可以对产物结构与性质进行控制。从科学研究角度上，齐格勒纳塔催化剂带动了对聚合反应机

17、理的研究。随着机理研究的深入，一些对产物控制性更好的有机金属催化剂系统不断出现，如茂金属催化剂、凯明斯基催化剂等。基于这些贡献，卡尔齐格勒和居里奥纳塔分享了1963年的诺贝尔化学奖。8.描述白光LED的机理及结构，LED是英文什么的缩写。机理：不同色光合成白光有不同的合成，可以是两种，三种或者更多种色光合成白光，颜色种类用的多的话，它的像素就高，但是流明效率降低，这与对合成白光的质量要求有关。白光LED的合成途径大体上有2条路可以走，第一条是RGB，也就是红光LED+绿光LED+蓝光LED，LED走RGB合成白光的这种办法主要的问题是绿光的转换效率底，现在红绿蓝LED转换效率分别达到30%，1

18、0%和25%，白光流明效率可以达到60lm/w。通过进一步提高蓝绿光LED的流明效率，则白光流明效率可达到200lm/w。由于合成白光所要求的色温和显色指数不同，对合成白光的各色LED流明效率有不同的。第二条路是LED+不同色光荧光粉:第一个方法是用紫外或紫光LED+RGB荧光粉来合成LED，这种工作原理和日光灯是类似的，但是比日光灯的性能要优越，其中紫光LED的转换系数可达80%，各色荧光粉的量子转换效率可以达到90%，还有一个办法是用蓝光LED+红绿荧光粉，蓝光LED效率60%，荧光粉效率70%；还有是蓝光LED+黄色荧光粉来构成白光。结构：YAG荧光；粉层；金线；LED芯片它是在蓝色Ga

19、N芯片的表面涂复YAG荧光粉制成的。制作时先将LED芯片放置在导线结构中用金属线压焊连接，然后在芯片周围涂敷YAG荧光粉，最后用环氧树脂封接。树脂既有保护芯片的使用，又有集光镜的作用。缩写：Light-Emitting Diode9.描述太阳能电池的机理和种类，并阐述其中一种。机理：当光射到p-n结时，本导体材料被激发形成电子和空穴。在空间电荷电场的作用下这些电子和空穴被分开，在p-n结两端聚集，形成了光生电压，这就是p-n结太阳能电池的基本原理。种类：（1）硅太阳能电池（2）多晶体薄膜电池（3）有机聚合物电池（4）纳米晶电池（5）有机薄膜电池（6）染料敏化电池（7）塑料电池 有机薄膜电池：有

20、机薄膜太阳能电池，就是由有机材料构成核心部分的太阳能电池。大家对有机太阳能电池不熟悉，这是情理中的事。如今量产的太阳能电池里，95%以上是硅基的，而剩下的不到5%也是由其它无机材料制成的。10.列举传统电池（电化学电池）的种类，并阐述其中一种的优缺点。电化学电池分为原电池和电解池两大类。其中原电池又可以分为：一次电池（原电池）；二次电池（可充电电池）；铅酸蓄电池；燃料电池。其中：一次电池可分为：糊式锌锰电池、纸板锌锰电池、碱性锌锰电池、扣式锌银电池、扣式锂锰电池、扣式锌锰电池、锌空气电池、一次锂锰电池等。二次电池可分为：镉镍电池、氢镍电池、锂离子电池、二次碱性锌锰电池等。铅酸蓄电池可分为：开口

21、式铅酸蓄电池、全密闭铅酸蓄电池。燃料电池可分为：氢氧燃料电池、甲烷燃料电池、甲醇燃料电池、熔融盐燃料电池、固体氧化物燃料电池。碱性锌锰电池：优点：售价便宜，品牌也多，而且就算在外面小地方旅行时电池没电了或者故障了，也可以随时在小杂货店或者超市买到，买来就可以用，适合应急。 缺点：虽然售价便宜，但是需要经常投入，用完了就得扔，也不环保。特别是作为备用电池带出门可能要带很多，增加负担，使用这种电池的相机也会变重，不轻便。11.论述你所知道一种纳米材料及其性能等。纳米陶瓷材料：传统的陶瓷材料中晶粒不易滑动，材料质脆，烧结温度高。纳米陶瓷的晶粒尺寸小，晶粒容易在其他晶粒上运动，因此，纳米陶瓷材料具有极

22、高的强度和高韧性以及良好的延展性，这些特性使纳米陶瓷材料可在常温或次高温下进行冷加工。如果在次高温下将纳米陶瓷颗粒加工成形，然后做表面退火处理，就可以使纳米材料成为一种表面保持常规陶瓷材料的硬度和化学稳定性，而内部仍具有纳米材料的延展性的高性能陶瓷。12.在生活中你觉得你需要一种什么样的新材料，而这种材料还没有被发现或者创造，为什么需要？希望有一种对人体无害的香烟的材料。虽然本人不抽烟，不过上这门课做PPT报告的时候，就我做的是关于香烟的内容。准备这PPT的时候，我发现香烟内的化学物质主要是干烟草，但是经过化学处理又加了很多添加成分。燃点香烟的烟雾含约4000种化学物质，很多是有毒物质，引致异

23、变物质及有数千种致癌物质。虽然现在已经开发了电子烟。电子烟的成分是只有尼古丁的，没有香烟中的焦油、悬浮微粒等其他有害成分。因此很多人觉得这对身体没有很大的坏处，而且已经成为用于戒烟和替代香烟的制品。不过我觉得实际上尼古丁是很多香烟内的成分当中对人体最有害的成分，而且尼古丁就是令人产生依赖成瘾的主要物质之一。因此虽然现在还没有创造这种材料，可是我觉得既有香烟近似的味道，甚至比一般香烟的口味要多出很多，也像香烟一样能吸出烟、吸出味道跟感觉来的，而且对人体无害的香烟的新材料是对现代社会的吸烟者来说非常必要的一种材料。13.请问你为什么选该门课，论述材料学与你所学学科或者爱好的关系。 我选这门课的原因

24、是很简单，和我的爱好有关。就是平时我比较喜欢把某个东西拆卸和装配的，因此对材料、物质、工艺或者艺术等这样的部分有兴趣的。而且我所知道的材料学就是研究材料的制备或加工工艺、材料结构与材料性能三者之间的相互关系的科学。虽然我对物理学、材料化学、电子工程和生物学等对这种理科部分是个门外汉的，不过我在韩国当兵的时候，由于每天看装甲车或者坦克车的，而且需要学习这种对机械的内容。有时候车子出了问题或者需要整备的话，就像机务员那样修理的。这时候就慢慢开始喜欢这种机械部分和有了把东西拆卸和装配的爱好，同时这种材料学也有兴趣的。而且这门课是我们生活当中的材料学的内容，因此选这门课之前，我感觉到这门课蛮有意思的，

25、而且想知道有哪些生活中的材料。听这门课的时候，比以前更了解生活中的材料学的内容。尤其是做个人PPT报告的时候，就学到了很多很多的东西。这就是我选该门课的原因和材料学与我的爱好的关系。14.鲁伯特水滴“Ruperts drop”原理和什么材料相关，该种材料有什么特点？鲁伯特水滴“Ruperts drop”原理和钢化玻璃有关。所谓的钢化玻璃 （Tempered glass/Reinforced glass） 属于安全玻璃。钢化玻璃其实是一种预应力玻璃，为提高玻璃的强度,通常使用化学或物理的方法，在玻璃表面形成压应力，玻璃承受外力时首先抵消表层应力，从而提高了承载能力，增强玻璃自身抗风压性，寒暑性，冲击性等。特点：安全性：当玻璃受外力破坏时，碎片会成类似蜂窝状的钝角碎小颗粒，不易对人体造成严重的伤害。高强度：同等厚度的钢化玻璃抗冲击强度是普通玻璃的35倍，抗弯强度是普通玻璃的35倍。热稳定性：钢化玻璃具有良好的热稳定性，能承受的温差是普通玻璃的3倍，可承受300的温差变化。15.什