材料科学概论作业题

1、简述传统材料与新型材料之间的辨证关系传统材料是指已经成熟而且在工业生产中已大批量生产的材料。新型材料是指那些已在开展，具有优异性能和应用前景的材料。传统材料可通过采用新技术、提高技术含量、大幅度增加附加值而变成新材料。新型材料经过长期生产和应用可转变成传统材料。传统材料是新型材料的根底，新型材料是传统材料的推动力。2、按物化成分可将材料分为几大类？他们的性能特征取决于什么？按物化成分可将材料分为金属材料、无机非金属材料、有机高分子材料及复合材料。它们的性能特征主要取决于化学键。3、解释材料、材料科学与工程材料：是指人类社会可接受、能经济地制造出有用器件或物品的固体物质。材料科学与工程：是研究材料组成与结构、合成与制备性质和使用性能以及它们之间的关系。4、简述合金中两个根本相即：固溶体和化合物的特征及分类？固溶体特征：溶质原子占据溶剂原子晶体中所占局部位置或溶入到溶剂空隙中，并保持溶剂的晶体结构类型。化合物特征：产生位置总是总是处于固溶体之间的中间位置，也称中间相。中间相大多为金属化合物。中间相的结合键是各种化学键的混合。中间相可用化学式表示，但大多数中间相不遵循化学价规那么。中间相性能：硬而脆，有些具有特殊功能。固溶体分类：主要为置换型固溶体和间隙型固溶体，置换型固溶体可能是无限固溶体〔如Ag-Au、Au-Cu、Mo-W、Cu-Ni、Ni-Fe、Fe-Cr、Au-Ni〕，而间隙型固溶体只能是有限固溶体(Cu-Zn、Ag-Zn)。化合物分类：正常价化合物—按化合价规律形成〔Mg2Si、Mg2Sn、Mg2Pb、BaSe〕电子价化合物—按电子浓度规律形成〔Cu3Al、Cu5Sn〕间隙化合物—过渡金属+小半径非金属元素〔C、N、H、O、B〕当r非/r金＜0.59时——间隙相〔过渡金属+N或H、WC、TiC、VC〕当r非/r金＞0.59时——复杂结构的间隙化合物[〔过渡金属+B〕、〔Cr、Mn、Fe+C〕]5、根据所学知识，在进行产品设计时应考虑哪些方面的因素？在进行产品设计时：首先应考虑产品的使用性能和服役环境。使用性能包括产品的使用寿命、产品的失效形式、工作环境、特殊功能要求、性能要求的指标、平安性、本钱、产品再利用及废弃的处理。其次根据使用性能和服役环境应考虑如何进行产品成分设计、产品制造加工设计，从而生产出物理、化学、力学性能均能满足使用要求的产品。〔因为产品的使用性能是指产品在服役条件下所表现出来的特性，它是产品性质与服役条件、产品设计及加工融合在一起所决定的要素，产品的物理、化学、力学性能都是成分和结构的具体表达，它们决定着产品的使用范围〕。6、什么是矫顽力？是消除剩磁感应强度外加反向磁场的磁场强度的绝对值。7、碳元素在钢中的作用有哪些？①对熔点的影响，碳溶于熔融的液态铁中，使熔点降低，降低幅度随碳的质量分数增加而下降，ω(C)=4.3%的熔点最低，超过最低点，合金熔点随碳的质量分数增加而上升。②碳对δ、γ、α铁的影响，碳以间隙形式存在，也可以与铁形成渗碳体。③碳使钢的同素异构转变温度发生变化，而且使这种转变在某一温度范围内完成。④平衡组织：均为F+Fe3C8、在合金钢中，哪些合金元素具有较高的淬透性？哪些合金元素具有较高的红硬性？具有较高淬透性的合金元素有B、Cr、Ni、Mn、V、Mo，其中B的淬透性最好。具有较高红硬性的合金元素有W、Mo、V、Co,其中W的红硬性最好。9、工件加热全部转变为奥氏体后，经退火、正火、等温淬火、油冷淬火、单液淬火后将分别得到什么组织？退火：珠光体P正火：珠光体P等温淬火：下贝氏体〔下B〕油冷淬火：托氏体+马氏体+剩余奥氏体〔T+M+A′〕单液淬火：马氏体+剩余奥氏体〔M+A′〕10、淬火钢经低温、中温、高温回火后将得到什么组织？低温回火：回火马氏体+少量剩余奥氏体〔回火M+少量A′〕中温回火：回火托氏体高温回火：回火索氏体11、M的本质是什么？它的硬度为什么很高？是什么因素决定了它的脆性？M的本质是C在α-Fe中的过饱和固溶体。因为M中C的过饱和度大，固溶强化效果显著，所以其硬度很高。高碳M的脆性大，是由于其C的过饱和度大，那么内应力大。另外，孪晶结构增加了其脆性。12、直径为10mm的共析钢小试样加热到Ac１+30℃a——M+A′ 单液淬火b——M+A′ 分级淬火c——T+M+A′ 油冷淬火d——下B 等温淬火e——S 正火f——P 完全退火g——P 等温退火13、说明直径为10mm的45钢试样分别经以下温度加热：700℃、760℃、答：700℃760℃840℃110014、甲、乙两厂生产同一零件，均选用45钢，硬度要求220～250HB，甲厂采用正火，乙厂采用调质处理，均能到达硬度要求，试分析甲、乙两厂产品的组织和性能差异。答：甲厂—— F+S乙厂—— 回火S，韧性较好15、说出以下材料常用的强化方法：H70；45钢；HT350；LY12；ZL102。答：H70——冷变形强化〔加工硬化〕45钢——固溶强化〔淬火〕HT350——变质〔孕育〕处理LY12——时效强化ZL102——变质处理16、指出以下材料牌号或代号的含义：H59；ZQSn10；QBe2；ZChSnSb11-6；LF21；LC4；ZL102。答：H59——含59%Cu的普通黄铜ZQSn10——含10%Sn的铸造Sn青铜QBe2——含2%Be的Be青铜ZChSnSb11-6——含11%Sb，6%Cu的Sn基轴承合金LF21——含1.0～1.6%Mn的防锈Al合金LC4——序号为4的超硬Al合金ZL102——含10～13%Si的铸造Al-Si合金17、试述以下零件进行时效处理的作用：形状复杂的大型铸件在500～600℃进行时效处理是：消除内应力铝合金件淬火后于140℃进行时效处理是：GCr15钢制造的高精度丝杠于150℃进行时效处理是：18、欲做以下零件：小弹簧、高速轴承、螺钉、手锯条、齿轮，试为其各选一材料〔待选材料：ZChPb16-16-2、Q195、45、65Mn、T10〕答：小弹簧——65Mn。高速轴承——ZChPb16-16-2螺钉——Q195手锯条——T10齿轮——4519、20CrMnTi的用途是什么？其合金元素的主要作用是什么？请制定其最终热处理工艺，指出最终组织。20CrMnTi的用途是制造汽车、拖拉机上的变速箱齿轮。Cr,Mn的主要作用是提高淬透性,Ti的主要作用是细化晶粒热处理工艺——930℃渗C+预冷830℃油淬+最终组织——心部：回火M+F齿面：回火M+K+A'20、陶瓷材料由哪些相组成？各组成相对陶瓷材料有什么作用或影响？答：陶瓷材料由晶体相、玻璃相和气相组成。晶体相的作用：它决定了陶瓷材料的力学、物理、化学性能。从而决定了陶瓷的特性和应用。玻璃相的作用：将分散的晶体相黏接起来，填充晶体之间的空隙，提高材料的致密度；降低烧结温度，加快烧结过程；阻止晶体转变，抑制晶体长大并填充气孔间隙；获得一定程度的玻璃特性。但玻璃相对陶瓷的强度、介电性能、耐热耐火性能不利。气相的影响作用：除多孔陶瓷外，气孔的存在对陶瓷性能是不利的，它将降低陶瓷的强度，是造成裂纹的根源。21、简述普通陶瓷的烧结过程，并指出其最终组织。答：普通陶瓷的烧结过程大致分为4个阶段。⑴蒸发阶段〔室温~300℃⑵氧化物分解和晶型转化阶段〔300℃~950℃〕此阶段发生较复杂的物理化学变化，包括黏土等矿物中结构水的排除；有机物、无机物的氧化；碳酸盐、硫化物等分解；石英的晶型转变〔β⑶玻化成瓷期〔950℃~烧成温度〕上述氧化反响继续进行，各种液相形成，同时，各组成物逐渐溶解；温度到达9502[Al2O3。2SiO2]2Al2O3。3SiO2+SiO2当温度升高到期1100℃3[2Al2O3。3SiO2]2[3Al2O3。2SiO2]+5SiO2与此同时，长石形成玻璃体液相，填充在固体颗粒的间隙中，坯体的气孔率下降，此时局部Al2O3和SiO2溶解于长石液体中，生成二次莫来石，进而使坯体的密度增大，温度达1200~1400℃⑷冷却阶段〔烧成温度~室温〕此阶段主要在原长石区域析出或长大成粗大针状二次莫来石，但数量不多；液相黏度大，不发和结晶，而在750~350℃其最终组织：点状一次莫来石、针状二次莫来石、块状残留石英、小黑洞气孔。22、特殊陶瓷与普通陶瓷的区别是什么？答：材料组成上，突破了传统陶瓷以黏土为主要原料的局限，特殊陶瓷一般以纯度较高的氧化物、碳化物,氮化物,硼化物,硅化物等为主要原料。制备工艺上，突破传统工艺、采用新工艺技术，如真空烧结、保护气氛烧结、热压烧结、热等静压烧结等。产品形态上，除传统的烧结体或粉体外，还有薄膜和纤维等。应用上，由材料固有的静态物性→物理效应和微观机能。23、陶瓷材料：以粉体为原料，通过成型和烧结等所制得的无机非金属材料制品。24、简要说明Al2O3陶瓷制备工艺的主要工序，其中预烧的目的是什么？为提高烧结性能，常参加哪些两类添加剂？答：制备的主要工序：Al2O3+塑化剂→球磨混合→造粒→成型→预烧→修坯→烧结→机加工〔研磨或抛光〕预烧的目的：是使γ-Al2O3转变α-Al2O3，从而减少烧结过程中坯体的收缩；除去Na2O并提高Al2O3陶瓷的纯度。为提高Al2O3陶瓷烧结性能，常参加形成固溶体的变价氧化物和能与Al2O3形成低溶点液相的物质。它们均可降低烧结温度。但变价氧化物对电气性能不利，在生产刚玉绝缘子时，常采用参加形成液相的添加剂。25、SiC陶瓷原料的生产方法有哪两种？答：第一种方法是将硅石〔石英〕、焦碳等配料直接加热，即：1900~1900~2000SiO2+CSiC+2CO↑最终得到α-SiC和β-SiC的混合物，得到的粉末纯度在99%以上。第二种方法是使Si和C直接反响，即：Si+CSiC1Si+CSiC1000~14此方法工艺简单，但使用的硅原料本钱高于SiO2。26、软磁铁氧体和硬磁铁氧体有什么区别？各有什么主要用途？答：软磁铁氧体：磁导率高、低的矫顽力Hc、低剩磁Br、低磁滞损耗〔BH〕，磁滞回线细窄而陡峭，在较弱的外磁场下就能获得高的磁感应强度，并随外磁场的增加很大到达饱和，当外磁场去除后，磁性即根本消失。所以软磁铁氧体具有易磁化易退磁的特点。其突出优点是电阻率高、涡流损耗小。主要用作高频领域的铁芯材料，如电感线圈的磁芯、天线磁芯、变压器磁芯、滤波器磁芯等。硬磁铁氧体：磁化后矫顽力Hc高、剩磁Br高、磁滞损耗〔BH〕大，磁滞回线宽而高，所以磁化后不易退磁并能长期保存磁性。主要用作永磁性材料，如用于扬声器、电表、磁力举重设备、磁力选矿设备等。27、保证透明陶瓷透光性的措施有哪些？获得高透明多晶体陶瓷应具备那些条件？答：保证透明陶瓷透光性的措施：⑴采用高纯原料。⑵适当的转相〔预烧〕温度。⑶充分排除气孔〔采用热压烧结或热等静压烧结〕。⑷细化晶粒，参加适当的添加剂，抑制晶粒长大。⑸调节气氛获得高透明多晶体陶瓷应具备的条件：⑴高密度。⑵晶界处无气孔和空洞或其尺寸比入射的可见光波长小得多。⑶晶界处无杂质和玻璃相或它们与主晶相光学性质差异很小。⑷晶粒细小，尺寸接近均一，晶粒内无气泡封入。28、激光具有哪些优异性能？答：⑴方向性好，亮度高，能量集中，能在直径为微米级的圆斑内产生104~106K的高温；⑵单色性好，谱线宽度小，这是一般光源光谱线所无法比较的；⑶相干性好，即相干长度很大，比普通光束高数十倍，甚至数百倍；⑷激光传递信息量大，只有简并度高的激光才能实现微波通讯和光通讯；⑸高简并度的强激光电磁场的场强非常大，它与物质相互作用会引起倍频、和频、差频等许多新物质效应。29、胶凝材料分为哪两类？并举列说明。答：胶凝材料分为：气硬性胶凝材料，如石灰、石膏、水玻璃等水硬性胶凝材料，如水泥30、高分子材料：是通过有机高分子化合物或以有机高分子化合物〔分子量大，一般在103~107〕为主，辅以各种添加剂、填料等物质，经加工而形成的一种材料。31、立体异构体〔又称立构〕：是指化学组成相同，链结构也相同，但立体结构不同，即：原子或原子团在三维空间由化学键连接的排列不同，这种情况称为高分子的立构。立构可分为两类：一是手性碳原子产生的光学异构体；二是分子中双键或环上的取代基空间排布不同的几何异构体。高分子的立构规整性对材料的性质极其重要，它决定了高分子材料的力学性能。32、逐步聚合反响：带有双官能团的两种化合物反响时，可以结合成为一种高聚物，在形成高聚物过程中每一步都得到稳定的产物，所以称为逐步聚合反响。33、链锁聚合反响包括哪几个反响阶段？答：链锁聚合反响包括：⑴引发反响阶段——生成活泼反响活性中心的反响。⑵链增长反响——活性链不断与单体进行连锁反响。⑶链终止反响——活性链消亡的反响。⑷链转移反响——活性链向其它物质转移的反响。34、配位聚合物有哪些特点？答：⑴不仅在改良合成高聚物性能上有重要意义，对了解生物体内许多反响也有重要意义。⑵配位聚合不发生向聚合物链转移，可得到完全线性的高聚物，如高密度聚乙烯。⑶使许多不能用游离基、阳离子、阴离子聚合的α-烯烃、共轭烯烃可用配位聚合。35、自游基聚合、阳离子聚合、阴离子聚合、配位聚合有什么区别？答：其区别如下：⑴活性中心不同：①自游基：由能产生均裂的引发剂〔如过氧化物、偶氮公物〕引发或单体自身热引发、光引发和辐射引发得到游离基活性中心②阳离子：引发剂主要是由路易斯酸催化剂与助催化剂〔水、醇、卤代烷等〕反响得到正离子或正碳离子活性中心，要求得到的负离子是低亲核的。③阴离子：引发剂主要是由路易斯碱作催化剂，得到负离子活性中心。④配位络合：由主引发剂第Ⅳ～Ⅷ副族的过渡金属元素构成的化合物和助引发剂Ⅰ～Ⅲ主族金属的有机化合物反响得到活性中心，当活性中心通过烯类单体时，单体双键上π电子与过渡金属上空d轨道络合，促使双键活化进行聚合。⑵链终止不同：自游基聚合链终止有偶合终止和双基歧化终止。阳离子聚合链终止是单基终止。阴离子聚合无链终止，最终得到的高聚物具有活性，称为活性高分子，如参加其它单体时仍可进行聚合。从而可对材料进行改性。如嵌段共聚物SBS。配位络合不存在链终止反响。⑶链转移反响不同：①自游基链转移有多种方式：自游基可向溶剂、聚合物、引发剂、阻凝剂或分子内转移。②阳离子链转移：只能向单体转移。③阴离子链转移：参加能与活性链反响并重新生成引发活性中心而到达链转移。④配位络合不存在链转移，所以配位络合可得到完全线性的高聚物。⑷发生聚合的单体有所不同①发生自游基聚合的单体应具有1，1-二取代的烯类结构的化合物，并且取代基为吸电子基团。②发生阳离子聚合的单体应具有1，1-二取代的烯类结构的化合物，但取代基为给电子基团。③发生阴离子聚合的单体同①，但条件比①苛刻得多，而且引发剂也不同。④发生配位络合聚合的单体：对能发生游离基聚合、阳离子聚合、阴离子聚合的单体一般均能进行配位络合聚合；对它们不能聚合的单体一般也能发生配位络合聚合。36、高分子材料有哪些性能特点？答：高分子材料具有以下性能特点：低强度——σb≈100MPa高弹性——如橡胶的弹性变形率为100~1000%，金属一般为1%；低弹性模量——塑料和橡胶分别为金属的1/10和1/1000。高耐磨性———比金属好，如汽车外轮胎。高绝缘性低耐热性低导热性——是金属的1/100~1/1000高热膨胀性——约为金属的3~10倍高耐腐蚀性——耐酸、碱等。老化——受氧、光、热、机械力等长时间作用后，性能逐渐恶化。37、工程塑料组成物有哪两类？可分为哪两类？常用工程塑料有哪些？答：⑴工程塑料组成物：合成树脂——高分子化合物，如聚乙烯、酚醛塑料等。添加剂——填料或增强、增塑、固化、润滑、稳定、着色、阻燃剂等。⑵分类热塑性塑料——结构为线性，加热软化，冷却后又硬化成形，可反复进行，能溶于适当溶剂，结晶度通常在20~85%。加工成型简便，机械性能较好；耐热性和刚性较差。如聚乙烯。热固性塑料——立体网状结构，固化后受热不熔融，在溶剂中也不溶解。机械性能差；耐热性和刚性较好。如酚醛树脂、环氧树脂。⑶常用工程塑料有机玻璃〔PMMA)——密度仅玻璃的一半，σb=42~50MPa，比普通玻璃高7~18倍。用于透明件，装饰件，绝缘件。聚氯乙烯〔PVC〕——σb=30~60MPa，使用温度-15~55℃。硬PVC耐油、耐蚀，用于化工管道，电器绝缘材料及电线绝缘层、套管。软PVC聚丙烯PP——刚性大,重量轻，耐热〔-35~121℃ABS塑料——硬、韧、刚的混合特性较好；容易电镀。用于零件〔齿轮，泵叶轮,轴承等,电机、仪表外壳，管道，汽车零件及车身。聚酰胺〔PA,尼龙〕——耐磨,减摩性及韧性好。耐蚀,无毒。用于耐磨,耐蚀的承载转动零件〔齿轮,轴承,螺钉和螺母等小型零件〕。酚醛树脂〔PF〕——如热固性酚醛树脂〔胶木〕,耐磨、性脆；绝缘性好〔不小于10KV〕；耐热、不耐碱。用于电器插座，开关，机，仪表盒；汽车刹车片,内燃机曲轴皮带轮,齿轮,耐酸泵等；日用非食物器皿。38、橡胶的分类、性能、作用、品种有哪些？答：分类：天然橡胶——耐油和耐溶剂性差，易老化，不耐高温。合成橡胶——如，丁苯橡胶、氯丁橡胶。特种橡胶——耐高、低温，耐酸、碱、油，辐射等的橡胶。性能：高弹性，变形量100~1000%；弹性模数低，仅1MN/m。用途：轮胎，工业、生活及医疗用品。39、胶粘剂的组成及作用？答：组成：粘性的树脂或橡胶+添加剂。作用：代替传统的焊、铆及螺纹连接。40、复合材料的概念和特征复合材料——指利用先进的材料制备技术将两种〔以上〕性质不同的材料优化组合而成的新材料。特征：⑴是根据需要设计制造的人造材料。⑵必须由两种及两种以上不同组分与性能的材料组成，而且各组分间有明显界限。⑶具有结构可设计性。⑷具有单一组分材料所不能到达的特殊、综合性能。41、复合材料性能特点有哪些？性能特点——比强度和比模量高{比强度=强度/密度MPa/〔g/cm3〕,比模量=模量/密度GPa/〔g/cm3〕。}，抗疲劳与断裂平安性好〔陶瓷基复合材料的脆性得到明显改善〕，良好的减震性、高温性〔聚合物基复合材料的最高耐温上限为350C；金属基复合材料按不同的基体性能，其使用温度在3501100C范围内变动；陶瓷基复合材料的使用温度可达1400C；碳/碳复合材料的使用温度最高可达2800C〕42、简述复合材料根本结构的特征？并举例说明。答:复合材料的根本结构由基体和增强相两个组分构成：基体：构成复合材料的连续相；如:非金属基〔树脂、橡胶、陶瓷〕，金属基〔如，钢〕。增强相：复合材料中独立的形态,分布在整个基体中的分散相，这种分散相的性能优越，会使材料的性能显著改善和增强。增强相一般较基体硬，强度、模量较基体大，或具有其它特性。可以是纤维状、颗粒状或弥散状。增强相与基体之间存在着明显界面。实例：玻璃钢——玻璃纤维增强塑料钨钴类硬质合金——陶瓷颗粒增强钴轮胎——纤维增强橡胶钢筋混凝土——陶瓷基复合材料多孔性铁基和青铜基自润滑衬套——夹层结构复合材料43、常见复合材料有哪些？并说明各具有哪些性能和用途？玻璃钢增强剂——玻璃纤维〔主要是SiO2〕，比强度和比模量高，耐蚀，绝缘。粘结剂〔基体〕——热固性的酚醛、环氧树脂，热塑性的聚脂。性能〔与基体相比〕——(比)强度，疲劳性能，韧性，蠕变抗力高。用途——轴承，轴承架，齿轮，车身。碳纤维树脂复合材料增强剂——碳纤维(石墨)，强度和弹性模量高，且2000℃以上保持不变；-180粘结剂〔基体〕——环氧树脂，酚醛树脂，聚四氟乙烯。性能〔与基体相比〕——强度，疲劳性能，韧性，耐蚀，蠕变抗力高。用途——火箭外壳，齿轮，轴承，活塞，密封圈，化工容器。硼纤维树脂复合材料增强剂——硼纤维,σb=2750～3140MPa，E=382～392MPa〔4倍于玻纤〕。基体——环氧树脂等。性能——抗压、剪切和疲劳强度高，蠕变小，硬度和弹性模量高，耐辐射,化学稳定〔水,有机溶剂,燃料,润滑剂〕,导热性能和导电性能好。用途——航空和宇航材料。硼纤维金属复合材料基体——铝镁及其合金，钛及其合金。性能——如铝基复合材料的强度、弹性模量、疲劳极限高于高强铝合金，比强度高于钢和钛合金。用途——航空、火箭。44、单向排布长纤维陶瓷基复合材料是如何到达增韧目的的？单向排布长纤维增韧陶瓷复合材料具有各向异性，沿纤维长度方向的性能大大高于横向性能。当材料产生裂纹的平面垂直于纤维时，裂纹扩展受阻，要使裂纹继续扩展必须提高外加应力，克服纤维拔出功和纤维断裂功。另外，裂纹在开展过程中会出现转向，增加裂纹扩展阻力，从而进一步提高韧度。总之，在单向排布纤维陶瓷复合材料中，韧度的提高来自于：纤维拔出、纤维断裂和裂纹扩展。45、为什么说金属基复合材料界面层成分、结构非常复杂？其界面结合方式有哪些？答：金属基复合材料界面层成分、结构非常复杂，是因为：⑴基体与增强材料作用生成化合物⑵基体与增强材料相互扩散形成扩散层⑶增强材料外表的涂层。界面结合方式：⑴机械结合：指增强纤维外表凸凹不平的形态而产生的机械铰合；基体收缩应力裹紧纤维产生的摩擦阻力结合。⑵溶解和浸润结合⑶反响结合：反响产物并不一定是单一化合物，可能存在多种产物，而且大多为脆性。当到达一定厚度后，会降低界面结合强度。⑷混合结合：实际中复合材料的结合方式常常几种方式同时存在。46、增强纤维与基体复合时应注意有关强化的哪几个问题？答：⑴增强纤维的强度和弹性模量应比基体高。⑵基体与纤维之间要有一定黏结作用，且应具有适当的结合强度，便于应力的传递。⑶纤维应有合理的含量、尺寸和分布。纤维含量越高，抗拉强度、弹性模量越大；纤维越细，缺陷越小，并且比外表积也越大，材料结合力越大，那么材料强度越高；纤维的排布方向应符合构件的受力要求。由于纤维纵向比横向的抗拉强度高几十倍，应尽量使纤维的排列方向平行于应力作用方向。⑷线膨胀系数匹配。⑸有良好的相容性〔高温下基体与纤维之间不发生生化学反响，基体不腐蚀和损伤纤维〕。47、复合材料分类⑴按性能分类：普通复合材料：普通玻璃、合成或天然纤维增强复合材料普通聚合物复合材料，如玻璃钢、钢筋混凝土等。先进复合材料：高性能增强相〔碳、硼、氧化铝、SiC纤维及晶须等〕增强高温聚合物、金属、陶瓷和碳〔石墨〕等复合材料。先进复合材料的比强度和比刚度应分别达400MPa/(g/cm3)和40GPa/(g/cm3)以上。⑵按基体材料分类：聚合物复合材料、金属基复合材料、陶瓷基复合材料、碳碳复合材料、水泥基复合材料。⑶按用途分类：结构复合材料、功能复合材料、结构/功能一体化复合材料⑷按增强相分类：颗粒增强复合材料、晶须增强复合材料、短纤维增强复合材料、连续纤维增强复合材料、混杂纤维增强复合材料、三向编织复合材料。48、复合材料界面复合材料的界面是指基体与增强相之间化学成分有显著变化的、构成彼此结合的、能起载荷传递作用的微小区域。复合材料的界面是一个多层结构的过渡区域，约几个纳米到几个微米。1、外力场2、基体3、基体外表区4、相互渗透区5、增强剂外表区6、增强相49、热固性聚合物:通常为分子量较小的液态或固态预聚体，经加热或加固化剂发生交联化学反响并经过凝胶化和固化阶段后，形成不溶、不熔的三维网状高分子。主要包括：环氧〔EP〕、酚醛、双马、聚酰亚胺树脂等。环氧树脂是线型结构，必须参加固化剂使它变为不溶不熔的网状结构才有用途。常用的固化剂包括脂肪族或芳香族胺类，有机多元酸或酸酐等。各种热固性树脂的固化反响机理不同，根据使用要求的差异，采用的固化条件也有很大的差异。一般的固化条件有室温固化、中温固化〔120C左右〕和高温固化〔170热塑性聚合物:它们是一类线形或有支链的固态高分子，可溶可熔，可反复加工而无化学变化。包括各种通用塑料〔聚丙烯、聚氯乙烯等〕、工程塑料〔尼龙、聚碳酸酯等〕和特种耐高温聚合物〔聚酰胺、聚醚砜、聚醚醚酮等〕。这类高分子分非晶〔或无定形〕和结晶两类。通常结晶度在20-85%之间。具有质轻、比强度高、电绝缘、化学稳定性、耐磨润滑性好，生产效率高等优点。与热固性聚合物相比，具有明显的力学松弛现象；在外力作用下形变大；具有相当大的断裂延伸率；抗冲击性能较好。50、复合材料增强相的特点：⑴具有很低的比重；⑵组成这些化合物的元素都处在元素周期表中的第二、第三周期；⑶它们大多数都是以结合力很强的共价键结合；⑷具有很高的比强度、比刚度和高温稳定性。51、胶凝材料：指通过物理、化学作用，能将浆体变成巩固的块体，并能将散料〔沙子、石子〕或纤维材料或块状材料〔砖、石块〕等黏结成为整体的材料。52、水泥：凡细磨材料，参加适当水后成为塑性浆体，既能在空气中硬化又能在水中硬化，并能将沙、石材料牢固地胶结在一起的水硬性胶凝材料。水泥是极其重要的建筑材料和工程材料。1、钢的淬透性越高，那么其C曲线的位置越〔靠右〕，说明临界冷却速度越〔小〕。2、球化退火的主要目的是〔降低硬度,提高切削性及韧性〕，它主要适用于〔过共析钢〕钢。3、亚共析钢的正常淬火温度范围是〔Ac3+30～50℃〕，过共析钢的正常淬火温度范围是〔Ac1+30～50℃4、淬火钢进行回火的目的是〔消除淬火应力，调整力学性能〕，回火温度越高，钢的强度与硬度越〔低〕。5、一块纯铁在912℃发生α-Feγ-Fe转变时，体积将(减小6、在铁碳合金室温平衡组织中，含Fe3CII最多的合金成分点为(2.11%),含Le′最多的合金成分点为(4.3%)。7、珠光体的本质是(层片状的共析体(F+共析Fe3C))。8、在过冷A等温转变产物中，P和T的主要相同点是〔都是共析体〔F+层片状Fe3C〕〕。不相同点是〔T的层片间距较小〕9、用光学显微镜观察，上B的组织特征呈〔羽毛〕状，而下B那么呈〔黑色针〕状。10、M的显微组织形态主要有〔板条状〕、〔针状〕两种,其中〔板条M〕的韧性较好。11、除〔Co〕、〔Al〕外，几乎所有的合金元素都使Ms、Mf点下降，因此淬火后相同C质量分数的合金钢与C钢相比，剩余A〔增多〕,使钢的硬度〔下降〕。12、20是〔优质碳素结构〕钢，可制造〔冲压、焊接件〕。13、T12是〔碳素工具〕钢，可制造〔锉刀、量规等〕。14、16Mn是〔低合金结构〕钢，可制造〔桥梁〕。15、40Cr是〔合金调质〕钢，可制造〔车床齿轮〕。16、20CrMnTi是〔合金渗碳〕钢，Cr,Mn的主要作用是〔提高淬透性〕,Ti的主要作用是〔细化晶粒〕，热处理工艺是〔渗碳+淬火+低温回火〕17、9SiCr是〔低合金刃具钢〕钢，可制造〔板牙、丝锥〕。18、5CrMnMo是〔热模具钢〕钢，可制造〔热锻、压铸模〕。19、Cr12MoV是〔冷模具钢〕钢，可制造〔冷冲、冷挤压模〕。20、60Si2Mn是〔合金弹簧钢〕钢。21、1Cr13是〔M型不锈钢〕钢，可制造〔汽轮机叶片〕。22、灰口铸铁中C主要以〔石墨〕形式存在，可制造〔床身、导轨〕23、可锻铸铁中G的形态为〔团絮状〕，可制造〔管接头、阀门〕。24、球墨铸铁中G的形态为〔球状〕，可制造〔曲轴、连杆〕。25、蠕墨铸铁中G的形态为〔蠕虫状〕，可制造〔热交换器〕。26、影响石墨化的主要因素是〔化学成分〕和〔冷却速度〕。27、球墨铸铁的强度、塑韧性均较普通灰口铸铁高，是因为〔其球状G的应力集中效应小〕。28、HT200牌号中“HT”表示〔灰铸铁〕,“200”表示〔b≥200MPa〕。29、生产球墨铸铁选用〔稀土Mg〕作球化剂。30、陶瓷材料的性能：具有〔高熔点〕、〔高硬度〕、高化学稳定性、耐高温、耐磨、耐氧化、耐腐蚀、〔弹性模量大〕等特点，但〔塑性〕、〔韧性〕、可加工性、抗热震性、使用可靠性不如金属材料。31、普通陶瓷的主要原料是〔黏土〕〔石英〕〔长石〕。32、陶瓷生产工艺过程比较复杂，但根本的工艺可分为〔原料配制〕、〔坯料成型〕、〔制品烧结〕等三大步骤。33、黏土是一种含水的铝硅酸盐矿物，其主要成分为〔SiO2〕、〔Al2O3〕、H2O、Fe2O3、TiO334、陶瓷的质量取决于原料的〔纯度〕、细度、坯料的均匀性、〔成形密度〕、〔烧结温度〕和窑内气氛、冷却速度等。35、硅酸盐的晶体结构很复杂，但构成它的根本单元都是〔[SiO4]〕四面体，〔四个氧离子〕紧密排列成四面体，〔硅离子〕位于四面体心的间隙中。36、根据Al2O3陶瓷瓷坯中主晶相的不同，可将Al2O3陶瓷分为〔刚玉瓷〕、〔刚玉—莫来石瓷〕、〔莫来石瓷〕等。37、SiC陶瓷具有〔高硬度〕和〔高温强度〕，莫氏硬度13，在140038、功能陶瓷性能的调节优化方法有非化学式计量、〔离子置换〕、〔掺杂〕等，另外还可通过改变工艺条件而改变陶瓷的〔结构〕，从而改变陶瓷的性能。39、在三价稀土氧化物中掺入二价阳离子将产生〔O2-空位〕，假设掺入四价阳离子会产生〔间隙氧离子〕，从而改变三价稀土氧化物的导电性。40、表征压电材料的参数是〔机电耦合系数K〕〔K=通过压电效应转换的电能/输入的机械能〕，K值恒小于1，它是压电材料进行〔机—电能量转换〕的能力反映。41、判断材料是否具有超导性，有两个根本特征：一是〔超导电性〕，二是〔完全抗磁性〕。42、铁氧体是作为〔高频用磁性材料〕而制备的金属氧化物烧结磁性体，它分为〔软磁铁氧体〕和〔硬磁铁氧体〕。43、能产生激光的固体材料都是由〔基质晶体〕和〔激活离子〕两局部组成。实际上掺杂离子就是〔激活离子〕44、〔界面〕对复合材料特别是力学性能起着极为重要的作用。45、对于单向排列的纤维增强复合材料，当材料产生裂纹的平面垂直于纤维时，裂纹扩展受阻，要使裂纹继续扩展必须提高〔外加应力〕，克服纤维〔拔出功〕和纤维〔断裂功〕。46、树脂基和金属基复合材料设计的主要目标是提高基体〔室温和高温强度〕及〔弹性模量〕。陶瓷基复合材料设计的主要目标是〔增韧〕。47、复合材料的性能取决于组分材料的〔性能〕、〔数量〕、〔分布方式〕和〔界面结构〕。48、水泥按用途和性能可分为通用水泥、专用水泥、特性水泥三大类。1、高合金钢既具有良好的淬透性，也具有良好的淬硬性。〔NO〕2、钢的淬透性高，那么其淬透层的深度也越大。〔YES〕3、外表淬火既能改变钢的外表组织，也能改变心部组织和性能。〔NO〕4、经退火后再高温回火的钢，能得到回火S组织，具有良好的综合机械性能。〔NO〕5、但凡由液体凝固成固体的过程都是结晶过程。〔NO〕6、室温下，金属晶粒越细，那么强度越高、塑性越低。〔NO〕7、晶粒度级数数值越大，晶粒越细。〔YES〕8、铁素体的本质是碳在α-Fe中的间隙相。〔NO〕9、20钢比T12钢的碳质量分数要高。〔NO〕10、在退火状态〔接近平衡组织〕45钢比20钢的塑性和强度都高。〔NO〕11、在铁碳合金平衡结晶过程中，只有碳质量分数为4.3%的铁碳合金才能发生共晶反响。〔NO〕12、M是C在α-Fe中的过饱和固溶体。当A向M转变时，体积要收缩。〔No〕13、当把亚共析钢加热到Ac1和Ac3之间的温度时，将获得由F和A构成的两相组织，在平衡条件下，其中A的w(C)总是大于钢的w(C).〔YES〕14、当共析成分的A在冷却发生P转变时，温度越低，其转变产物组织越粗。〔No〕15、所有的合金元素都能提高钢的淬透性。〔No〕16、合金元素对钢的强化效果主要是固溶强化。〔No 〕17、T8钢与20MnVB相比，淬硬性和淬透性都较低。〔No〕18、T8钢比T12和40钢有更好的淬透性和淬硬性。〔No〕19、调质钢的合金化主要是考虑提高其红硬性。〔No〕20、A型不锈钢可采用加工硬化提高强度。〔Yes〕21、高速钢需要反复锻造是因为硬度高不易成形。〔No〕22、W18Cr4V高速钢采用很高温度淬火，其目的是使碳化物尽可能多地溶入A中，从而提高钢的红硬性。〔Yes〕23、A不锈钢的热处理工艺是淬火后低温回火处理。〔No〕24、灰口铸铁可以经过热处理改变基体组织和石墨形态。〔No〕25、可锻铸铁在高温时可以进行锻造加工。〔No〕26、石墨化的第三阶段不易进行。〔Yes〕27、可以通过球化退火使普通灰口铸铁变成球墨铸铁。〔No〕28、球墨铸铁可通过调质处理和等温淬火工艺提高其机械性能。〔Yes〕29、黏土是瓷坯中Al2O3的主要来源，是坯体耐火度的主要保证，也是莫来石的主要来源。〔Yes〕30、特种陶瓷成型、烧结之前均要参加塑化剂。〔No〕31、长石烧结冷却后，构成陶瓷的主晶相。〔No〕32、普通陶瓷材料的主晶相是莫来石，特种陶瓷材料的主晶相是氧化物或非氧化物。〔Yes〕33、普通陶瓷材料的玻璃相比特种陶瓷材料的玻璃相少。〔No〕34、离子晶体和共价键晶体的陶瓷材料在熔融态和固态时均不导电。〔No〕35、BeO的化学稳定性很高，可在空气、氢气、一氧化碳、氩气、氮气等气体中使用到1700℃。〔36、柔软的六方BN与石黑结构相似，均具有导电性。〔No〕37、超导体呈现的超导现象只取决于温度的大小。〔No〕38、对于软磁铁氧体，主要是利用它的高电阻、高频涡流损耗小的特点。〔Yes〕39、硬磁铁氧体矫顽力Hc、剩磁Br、磁能积〔BH〕均很小。〔No〕40、BaTiO3陶瓷具有多种功能，即具有压电效应、热释电效应、铁电效应和对外界条件敏感的特性，因此它可以制作振子、热—电转换器、电容器和温度传感器等。〔Yes〕41、道路水泥要求硅酸盐水泥熟料中含较多的铁铝酸盐。〔Yes〕32、普通陶瓷烧结后的室温组织为：点状一次莫来石、针状二次莫来石、块状残留石英、小黑洞气孔。1、金属结晶时，冷却速度越快，其实际结晶温度将：〔b〕a.越高 b.越低 c.越接近理论结晶温度2、为细化晶粒，可采用：〔b〕a.快速浇注 b.加变质剂 c.以砂型代金属型3、固溶体的晶体结构：〔b〕a.与溶剂相同b.与溶质相同 c.为其它晶格类型4、间隙相的性能特点是：(c)a.熔点高、硬度低b.硬度高、熔点低c.硬度高、熔点高5、淬硬性好的钢具有〔b〕a.