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一章 1. 氧化铝既牢固又坚硬且耐磨，但为什么不能用来制造鎯头？ 答：氧化铝脆性较高，且抗震性不佳。 2. 将下列材料按金属、陶瓷、聚合物和复合材料进行分类： 黄铜、环氧树脂、混泥土、镁合金、玻璃钢、沥青、碳化硅、铅锡焊料、橡胶、纸杯。 答：金属：黄铜、镁合金、铅锡焊料 陶瓷：碳化硅 聚合物：环氧树脂、沥青、橡胶、纸杯 复合材料：混泥土、玻璃钢 3. 下列用品选材时，哪些性能特别重要？ 汽车曲柄、电灯泡灯丝、剪刀、汽车挡风玻璃、电视机荧光屏。 答：汽车曲柄：强度，耐冲击韧度，耐磨性，抗疲劳强度； 电灯泡灯丝：熔点，耐高温，电阻大； 剪刀：硬度和高耐磨性，足够的强度和冲击韧性； 汽车挡风玻璃：透光性，硬度； 电视机荧光屏：光学特性，足够的发光亮度。 4. 概述材料科学的发展史，谈谈你的认识和体会。 5 五大基础材料是什么？各有哪些特点？ 答：五大基础材料是金属、陶瓷、高分子材料、复合材料和半导体材料。 金属：强度高、延展性好、导电导热，但不透明、易腐蚀。 陶瓷：硬度高、耐高温、绝缘、隔热，但是脆性大、难加工。 高分子材料：质轻、绝缘、易成型，但强度低、耐温性差。 复合材料：比强度比模量高、性能可设计，但界面较弱。 半导体材料：导电性介于导体与绝缘体之间，化学纯度和表面加工精度高，但性能易受成分、尺寸、加工等因素的影响。 6. 什么叫材料科学？什么叫材料科学与工程？它们是如何产生的？二者的主要区别是什么？ 答：材料科学是研究材料的组成、结构与性能之间关系的一门学科。它是从化学的角度，研究材料的化学组成与原子结构、原子结合键及其微观结构的相互关系。从晶体学和固体物理学的角度，分析和研究材料的组织形态、微结构、内部缺陷与性质和性能的相互关系。 材料科学与工程是研究有关材料的组成、结构、制备工艺与其性质和性能以及它们之间相互关系的技术开发及应用的一门学科。主要有四方面因素促使材料科学的产生，其一，基础学科的发展。二、工艺。三、各种材料的表征仪器和设备。四、不同类型的材料可以相互替代和补充，充分发挥各种材料固有的优异特性。由于材料的研究的目的是面向实际、面向工程应用。因此，材料科学与工程就出现了。许多大学的冶金系、材料系多数更名为材料科学与工程系；侧重于基础研究的叫材料科学系，着重于工艺研究的叫材料工程系。 7. 什么叫新材料？当今新材料的发展方向有哪些？简谈你自己对新材料研发的认识和看法。 答：新材料是指新近发展的或正在研发的、性能超群的一些材料。发展方向主要有以下六个方向：一、信息科学技术 二、新能源科学技术 三、生物科学技术 四、空间科学技术 五、生态环境科学技术 六、用高技术改造、更新现有材料。 8. 什么叫纳米材料？纳米材料有哪些效应？举例说明。 答：纳米材料是指三维空间中至少有一维处于纳米尺度范围（1-100nm）或由它们作为基本单元构成的材料。纳米材料有小尺寸效应、表面效应、量子尺寸效应和量子隧道效应。如（量子尺寸效应）高的光学非线性，特异的催化和光催化性质。 二章 9. 材料的四个结构是什么？它们影响材料的哪些性能？ 答：材料的四个结构分别是： 一、原子结构（一级结构）决定原子的结合方式，决定其化学性质和物理性质。 二、原子键合（二级结构）决定结合力大小，影响其物理、力学等性能。 三、 原子排列（三级结构）决定材料的形态，影响其物理、力学等性能，它与加工工艺密切相关。 四、显微组织（四级结构）影响材料力学性能如强度、塑性等，主要由加工工艺决定。 10. 材料的三级和四级结构可以通过加工工艺来改变，那么材料的二级结构可以改变吗？为什么？ 答：原子的结合键是材料的二级结构。对于单一的材料来说，其价键结构是不可以通过加工工艺来改变的。但是实际工程应用中，通过一定的加工工艺来改变材料的二级结构，比如金刚石具有共价键，石墨具有共价键和物理键，而石墨等碳质原料和某些金属在高温高压下可以反应生成金刚石，即一定程度上改变了材料的二级结构。 三章 11. 简述陶瓷材料的相组成及常见的相结构。 答：陶瓷材料中的相组成较为复杂，常见的相有晶相、玻璃相和气相。它们对陶瓷性能都有很大影响。 晶相是陶瓷材料的主要组成相，常见结构有氧化物结构和硅酸盐结构。氧化物结构包括AB型结构(NaCl型)、AB2型结构(金红石型)、A2B3型结构(刚玉型)以及其它一些结构。硅酸盐的结构特点是硅、氧离子组成四面体，硅离子位于四面体中心。硅氧四面体SiO44-之间又以共有顶点的氧离子相互连接起来。由于连接方式不同而形成多种硅酸盐结构，如岛状、环状、链状和层状等。 玻璃相是在陶瓷烧结时形成的一种非晶态物质，其结构是由离子多面体（如硅氧四面体）构成的无规则排列的空间网络，如非晶态石英的结构。玻璃相热稳定性差，在较低温度下即开始软化。玻璃相的作用