材料化学试卷A卷及答案.docVIP

PAGE PAGE 1 填空题（共10 小题，每题2分，共计20分） 材料按化学组成与结构一般可分为 金属材料 、 无机非金属材料 、 聚合物材料 和复合材料四大类。 CVD、XRD、SEM、TG和NMR分别是 化学气相沉积法 、 X射线衍射分析方法 、 扫描电子显微镜 、 热重法 和 核磁共振波谱 的英文缩写。 现在研究表明，1912年泰坦尼克号豪华轮船船体钢材因 S、P 含量过高不耐低温，故在北海与冰山相撞发生脆性断裂以致迅速沉没。如果钢材中添加 13％的Ni ，或者直接采用面心立方结构的 铝合金或奥氏体不锈钢 ，该惨剧可能不会发生。 范德华力有三种来源分别是 取向力 、 诱导力 和色散力。 形状记忆效应实质上是在 温度 和应力作用下合金内部 热弹性马氏体 形成、变化、消失的相变过程的宏观表现。 各向异性材料的硬度取决于物质中存在的化学键中 最弱的键 ，而熔点和化学反应性则取决于化学键中 最强的键 。 晶体的缺陷按几何维度可划分为点缺陷、 线缺陷 、 面缺陷 和 体缺陷 。其中点缺陷又可分为 热缺陷 和杂质缺陷。 复合材料中，通常有一相为连续相，称为 基体 ；另一相为 分散相 相，称为 增强材料（或增强体） ；两相之间存在着 相界面 。 材料的电性能是材料被施加电场时所产生的 响应行为 。主要包括 导电性 、介电性、铁电性和 压电性 等。 非晶态金属材料 同时具有高强度、高韧性的力学性能。 名词解释（共 5小题，每题4分，共计20分） 合金：由两种或以上的金属非金属经过熔炼、烧结或其他方法组合而成并具有金属特性的物质。 奥氏体：碳溶解在g-Fe中的间隙固溶体。 固溶体：一个（或几个） 组元的原子（化合物）溶入另一个组元的晶格中，而仍保持另一组元的晶格类型的固态晶体。 超塑性现象：金属在某一小的应力状态下，可以延伸十倍甚至是上百倍，既不出现缩颈，也不发生断裂，呈现一种异常的延伸现象。 表面效应：表面效应是指纳米粒子的表面原子数与总原子数之比随着纳米粒子尺寸的减小而大幅度地变化，粒子的表面能及表面张力也随着增加，从而引起纳米粒子性质的变化。 判断题（共10 小题，每题1 分，共计10分） 超导材料的迈斯纳效应就是指超导体的零电阻现象。（×） 饱和性和无定向性是离子键的特点。（√） 要制得非晶态材料，最根本的条件是使熔体快速冷却，并冷却到材料的再结晶温度以下。（√） 组元是材料性能的决定性因素。（√） 如果只形成空位而不形成等量的间隙原子，这样形成的缺陷称为弗仑克尔缺陷。（×） 在晶态聚合物中，通常可能同时存在晶态和非晶态两种结构。（√） 非晶态金属材料不存在长程有序性，但能观察到晶粒的存在，存在近程有序性。（×） 空位缺陷的存在会增高离子晶体的电阻率和金属晶体的电导率。（×） 纳米微粒的熔点和烧结温度比常规粉体要高。（×） 定向凝固和粉末冶金技术可以提高合金的高温强度。（√） 简答题（共5小题，每题 6 分，共计 30分） 简述光纤的光导原理。光纤的作用是什么？如何使石英光纤内外层具有不同的折射率？ 答：光导原理：利用折射率较大的纤芯和折射率较小的包层之间折射率的差别，依靠全反射原理实现光信息传输。光纤的作用是将始端的入射光线传输到终端，利用光来传输信息和图像。在内纤芯石英中掺入GeO2、P2O5以提高其折射率，在外包层材料中掺入B2O3或F来降低其折射率。 举例说明金属材料与高分子改性的基本原理？ 答： 1.混合法则：在复合材料中，已知各组分材料的力学性能，物理性能的情况下，复合材料的力学性能和物理性能主要取决于组成复合材料的材料组分的体积的百分比（%）。 2.界面作用：复合材料的界面实质上是具有纳米级以上厚度的界面层，有的还会形成与增强材料和基体有明显差别的新相，称之为界面相。 简述高吸水性树脂的结构特征、吸水原理。 答：高吸水性树脂的结构特征： 1. 分子中具有强亲水性基团，如羟基、羧基，能够与水分子形成氢键； 2. 树脂具有交联结构； 3. 聚合物内部具有较高的离子浓度； 4. 聚合物具有较高的分子量 吸水原理： 阶段1：通过毛细管吸附和分散作用吸水，较慢。 阶段2：水分子通过氢键与树脂的亲水基团作用,亲水基团离解, 离子之间的静电排斥力使树脂的网络扩张。网络内外产生渗透压,水份进一步渗入。 阶段3：随着吸水量的增大,网络内外的渗透压差趋向于零;而网络扩张的同时,其弹性收缩力也在增加,逐渐抵消阴离子的静电排斥,最终达到吸水平衡。 从结构、处理技术、性能以及应用四方面说明特种纤维Kevlar－49被誉为“人造钢丝”的原因。 答：结构上，Kevlar－49的大分子链由苯基和酰胺基构成，这种分子