材料化学课后题答案15235.ppt

* 一合金的成分为90Pb-10Sn。（a）请问此合金 在100℃、200℃、300℃时含有哪几种相？ （b）在哪个温度范围内将将只有一相存在？ 300℃时，此合金含晶体α和液体L 200℃时，此合金只含有晶体α 100℃时，此合金含有晶体α和β 在140℃到275℃时，此合金只有一相存在。 * 固溶体合金的相图如下图所示，试根据相图确定： （a）成分为40％B的合金首先凝固出来的固体成分是？ （b）若首先凝固出来的固体成分含60％B，合金成分为？ （c）成分为70％B的合金最后凝固的液体成分是？ （d）合金成分为50％B，凝固到某温度时液相含有40％ B， 固体含有80％B，此时液体和固体各占多少分数？ （a）80％B （b）20％B （c）25％B （d）WL/Wα＝(Cα-C0)/(C0-CL) =(80%B-50%B)/(50%B-40%B) =3/1 所以液体占25％，固体占75％ * 黑色金属： 铁、钴、锰金属及它们的合金 有色金属： 马氏体： 奥式体： 超耐热合金： 除铁、钴、锰之外的金属 碳溶解在γ-Fe中形成的间隙固溶体 碳溶解在α-Fe中形成的过饱和固溶体 能在700～1200℃高温下仍能长时间保持所 需力学性能，具抗氧化、抗腐蚀能力，且能 满意工作的金属材料通称超耐热合金。 * 金属间化合物： 金属固溶体： 一个（或几个）金属组元的原子溶入另一 个金属组元的晶格中，而仍保持另一金属 组元的晶格类型的固态晶体。 形成金属固溶体后，继续增大溶质金属的 量，溶质析出与溶剂反应，形成一种晶格 类型及性能与任意合金组元不同新相 * 简述形状记忆合金的原理 形状记忆效应源于某些特殊结构合金在特定温度下发生的 马氏体－奥氏体相组织结构的相互转化。当温度降低时， 面心立方结构的母体奥氏体逐渐转变成体心立方或体心四 方结构的马氏体，温度上升时，马氏体又会向奥氏体转变， 最终恢复到原来的形状。 * 介绍储氢合金类别，并说明其储氢、释氢化学过程 储氢：一个金属原子能与两个、三个甚至更多的氢原子结合，生成稳定的金属氢化物，同时放出热量。 释氢：将其稍稍加热，氢化物又会发生分解，将吸收的氢释放出来，同时吸收热量。 * 讨论储氢合金在镍氢电池领域的工作原理 充电时，金属作为阴极电解KOH水溶液时，生成的氢 原子在材料表面吸附，继而扩散入电极材料表面进行 氢化反应生成金属氢化物；放电时，金属氢化物作为 阴极释放所吸收的氢原子并氧化为水。电极反应为： 充电： M+H2O+e- MH+OH- Ni(OH)2+OH- NiOOH+H2O+e- 放电： MH+OH- M+H2O+e- NiOOH+H2O+e- Ni(OH)2+OH- * 超塑性合金一般具有怎样的结构特点？ 超塑性合金的组织结构基础是晶粒一般为微小等 轴的晶粒。 Chapter2 Structure of Materials * * 什么是材料化学？其主要特点是什么？ 材料化学是与材料相关的化学学科的一个分支，是与材料的结构、性质、制备及应用相关的化学。 材料化学的主要特点是跨学科性和实践性 * 材料与试剂的主要区别是什么？ 试剂在使用过程中通常被消耗并转化成别的物质 材料则一般可重复、持续使用，除正常损耗外，它不会不可逆地转变成其他物质 * 简述材料化学的主要研究内容 结构：组成原子、分子在不同层次上彼此结合的形式、状态和空间分布 性能：材料固有的化学、物理及力学方面的性能 制备：将原子、分子聚合起来并最终转变为有用产品的一系列连续的过程 应用 * 材料中的结合键有哪几种？各自的特点如何？对材料的特性有何影响？ * 类 型 键本身特点 键合 强弱 形成晶体的特点 离子键 无饱和性、无方向性、高配位数 最强 高熔点、高强度、高硬度、低膨胀系数、塑性较差、固态不导电、熔态离子导电 共价键 有饱和性、有方向性、低配位数 强 高熔点、高强度、高硬度、低膨胀系数、塑性较差、在熔态也不导电 金属键 电子共有化，可以自由流动；无饱和性、无方向性、配位数高 较强 塑性较好、有光泽、良好的导热、导电性 范德华键 无饱和性、无方向性 最弱 氢键 有饱和性、有方向性 弱 　 各种结合键主要特点比较 * 计算体心立方结构和六方密堆结构的堆积系数 单位晶胞原子数 n = 2 bcc （1）体心立方 * （2）六方密堆 hcp n = 6 * fcc n = 4 （3）面心立方 * 已知K+和Cl-的半径分别为0.133 nm 和0.181 nm，试分析KCl的晶体结构，并计算堆积系数 解：因为r+/ r- = 0.133/0.181 = 0.735，其值处于0.732和1.000之间，所以正离子配位数应为8，处于负离子立方体的中心，属于下面提到的CsCl型结构。 a0 = 2