新型工程材料考试复习资料..docVIP

新型工程材料 1﹑新型材料的主要特征？ 答：①获得途径：以前不存在，自然界也不存在。在人们制造过程当中按照认为目的去设计制造出来的。 ②多学科相互交叉﹑相互渗透﹑相互研究。 ③新型材料具有高新性能，能满足尖端技术以及设备制造的需要。 ④新型材料由军事需要，经济需要推动。 ⑤开发与利用联系更加紧密。 ⑥因注重生态环境，资源协调性进行描述。 生产制备为知识密集、技术密集和资金 密集。 （2）与新技术和新工艺发展密切结合。 如：大多新型材料通过极端条件（如超高压、 超高温、超高真空、超高密度、超高频、超高 纯和超高速快冷等）形成。 （3）一般生产规模小，经营分散，更新换代 快，品种变化频繁。 （4）具有特殊性能。 如超高强度、超高硬度、超塑性，及超导性、 磁性等各种特殊物理性能。 （5）其发展与材料理论关系密切。 非平衡的亚稳态大致有以下几种类型： （1）细晶组织 当组织细小时，界面增多，自由能升高，故为亚稳状态。 （2）高密度晶体缺陷的存在 晶体缺陷使原子偏离平衡位置，晶体结构排列的规则性下降，故体系自由能增高。 （3）形成过饱和固溶体 即溶质原子在固溶体中的浓度超过平衡浓度，甚至在平衡状态是互不溶解的组元发生了相互溶解 。 （4）发生非平衡转变，生成具有与原先不同结构的亚稳新相 例如钢及合金中的马氏体、贝氏体，以及合金中的准晶态相 （5）由晶态转变为非晶态，由结构有序变为结构无序，自由能增高 。 亚稳态即为体系高于平衡态时自由能的状态的一种非平衡。它是由于动力学的原因，材料体系可能处于的一种相对稳定的非平衡态。亚稳态时的性能不同于平衡态时的性能，而且亚稳态可因形成条件的不同而呈多种形式，它们所表现的性能迥异，在很多情况下，亚稳态材料的某些性能会优于其处于平衡态时的性能，甚至出现特殊的性能。 常见的材料亚稳态有如下形式： （1）细晶组织 （2）具有高密度晶体缺陷 （3）过饱和固溶体 （4）形成非平衡相 （5）非晶态 3﹑试述生物材料的性能要求？ 答：作为体内植人物的材料，不仅在生理条件下物理机械性能要长期保持稳定，而且还要对人体的组织、血液、免疫等系统不产生不良影响。物理性能要求1．溶出物及可渗出物 生物材料及装置植入人体后引起的生物学反应大部分是由材料聚合加工过程中残留的低分于物质引起。这类物质包括引发剂、催化剂、残余单体、中间产物及添加剂等。这些残留物质在材料植人体内后逐渐溶出或渗出，对局部的组织、细胞乃至全身产生严重的生理反应，因此必须将这些物质含量控制在安全浓度以下。2．机械物理性能 人体是一个生命体，各组织以及器官间普遍存在着许多动态的相互作用，因此植入体内的材料要考虑在应力作用下的性质。这些性质包括强度、模量、抗蠕变、疲劳、光滑、渗透性、吸水性。如人工心脏材料必须考虑其在心脏有节奏地收缩与舒张压力变化下的应力老化。3．成型加工性能 生物材料要达到其临床应用价值，必须通过各种专门的加工技术，制成所要求形状、尺寸的修补件和人工器官。有些材料尽管性能不错，但是由于加工成型困难而限制了它的使用。更有甚者，会因为加工处理不当而造成失败。因此，近年来对于材料的加工技术也给予了相当的重视，获得较大进展。4．灭菌性能 生物医用材料及其制品必须经过消毒灭菌方可使用。灭菌方法有环氧乙烷、加热、γ射线、电子束、60Co(钴)、醛、氧化乙烯等。但灭菌可使一些材料的物理和生物性能改变。因此，在材料的灭菌方法的选用上必须充分考虑到灭菌对材料性能的影响以及可能带来的生物学危害作用。 (二)材料的生物学性能1．生物稳定性 材料在生物体内的组织反应与材料本身的化学组成、高次结构及表面特性等因素有关。生物稳定性好的材料，长时间在体内埋植，形成一个稳定的结构，一般对生物体不会产生太大的影响。但生物稳定性较差的材料，在体内长时间埋植后会引起各种不良的生物反应，因此．对于永久性植入体内的材料要求具有良好的生物稳定性，即在生物的复杂环境中材料的高次结构及低次结构不发生变化．不降解，同时本身的组成不引起生物体的生物反应。2．生物相容性 生物相容性是生物医用材料与人体之间相互作用产生各种复杂的生物、物理，化学反应的一种概念。植入人体内的生物医用材料及各种人工器官、医用辅助装置等医疗器械，必须对人体无毒性、无致敏性、无刺激性、无遗传毒性和无致癌性，对人体组织、血液、免疫等系统不产生不良反应。超导现象是指材料在低于某一温度时，电阻变为零的现象，而这一温度称为超导转变温度（Tc）。超导现象的特征是零电阻和完全抗磁性。具有在一定的低温条件下呈现出电阻等于零以及排斥磁力线的性质的材料。现已发现有28种元素和几千种合金和化合物可以成为超导体。超导材料特性零电阻性超导材料处于超导