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《材料工程基础》复习思考题

第一章绪论

1、材料科学与材料工程研究的对象有何异同？

答：材料科学侧重于发现和揭示组成与结构，性能，使用效能，合成与加工等四要素之间的关系，提出新概

念，新理论。而材料工程指研究材料在制备过程中的工艺和工程技术问题，侧重于寻求新手段实现新材料的

设计思想并使之投入使用，两者相辅相成。

6、进行材料设计时应考虑哪些因素？

答：.材料设计的最终目标是根据最终需求，设计出合理成分，制订最佳生产流程，而后生产出符合要求的

材料。材料设计十分复杂，如模型的建立往往是基于平衡态，而实际材料多处于非平衡态，如凝固过程的偏

析和相变等。材料的力学性质往往对结构十分敏感，因此，结构的任何细小变化，性能都会发生明显变化。

相图也是材料设计不可或缺的组成部分。

7、在材料选择和应用时，应考虑哪些因素？

答：一，材料的规格要符合使用的需求：选择材料最基本的考虑，就在满足产品的特性及要求，例如：抗拉

强度、切削性、耐蚀性等；二，材料的价格要合理；

三，材料的品质要一致。

8、简述金属、陶瓷和高分子材料的主要加工方法。

答：金属：铸造（砂型铸造、特种铸造、熔模铸造、金属型铸造、压力铸造、低压铸造、离心铸造、连续铸

造、消失模铸造）、塑性加工（锻造、板料冲压、轧制和挤压、拉拨）、热处理、焊接（熔化焊、压力焊、钎

焊）；橡胶：塑炼、混炼、压延、压出、硫化五部分；高分子：挤制成型、干压成型、热压铸成型、注浆成

型、轧膜成型、等静压成型、热压成型和流延成型。

10、如何区分传统材料与先进材料？

答：传统材料指已经成熟且已经在工业批量生产的材料，如水泥、钢铁，这些材料量大、产值高、涉及面广，

是很多支柱产业的基础。先进材料是正在发展，具有优异性能和应用前景的一类材料。二者没有明显界限，

传统材料采用新技术，提高技术含量、性能，大幅增加附加值成为先进材料；先进材料长期生产应用后成为

传统材料，传统材料是发展先进材料和高技术基础，先进材料推到传统材料进一步发展。

18、什么是复合材料？如何设计和制备复合材料？

答：由两种以上在物理和化学上不同的物质组合起来而得到的一种多相固体。首先应明确设计条件，选材，

之后进行设计选材和层合板设计，然后进行结构设计,确定材料微观结构模型。选材时须同时考虑材料的机

械性能、使用环境和工艺性等因素,在初步设计阶段就应对结构的可维护性、可修理性和维修的费用进行考

虑与评估。在整个设计过程中，应视不同阶段进行相应试验，包括某些工艺试验。

22、生物医用材料有哪些？应具备什么特性？

答：生物医用材料有1，医用金属和合金2，医用高分子3，生物陶瓷4，生物衍生材料生物5，医用复合材

料。生物医用材料除满足一定的理化性质外还必须满足生物学性能即生物相容性。

23、什么是生态环境材料？如何对其生命周期进行评价？

答：生物环境材料应是同时具有满意的使用性能和优良的环境协调或者能够改善环境的材料。所谓环境协调

性是指资源和能源消耗少，环境污染小和循环再利用率高。通过确定和量化与评估对象相关的能源消耗，

物质消耗和废物排放，来评估一产品，过程和事件的环境载荷；定量评价由于这些能源物质消耗和废弃物

排放所造成的环境影响；辨别和评价改善环境的机会。评估过程应包括该产品、过程和事件的寿命全过程，

包括原材料的提取与加工、制造、运输和销售、使用、再使用、维持、循环回收，直到最终的废弃。LCA

应包括目的与范围的确定，清单分析，影响评估和生命周期解释。

第二章材料的液态成形技术

3、影响液态金属充型能力的因素有哪些？如何提高充型能力？

影响因素：1)金属的流动性：金属的流动性越好，充填铸型的能力越强。2）铸型的性质1铸型的蓄热系数：

铸型的导热系数、比热和密度越大，铸型的蓄热系数就越大，铸型的激冷能力就越强，金属液在其中保持液

态的时间也就越短，使充型能力降低。相反，铸型的蓄热系数小，则容易被金属液充满。2铸型的温度：预

热铸型可以减小液态金属与铸型温差，减慢合金散热，提高充型能力。3铸型的表面状态和铸型中的气体：

光滑的铸型壁表面，或其涂有导热系数小的涂料均可提高充型能力。铸型具有一定发气能力，能在金属液与

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铸型之间形成一层气膜，减小合金充型流动时的摩擦阻力，提高充型能力。3)浇注条件