《材料科学与工程基础》习题和思考题及答桉(2)

实质是什么？它对材料的拉伸强度、硬度、尺寸稳定性、冲击强度和断裂伸长率有什么影响？4-13有哪些方法可以改善材料的韧性，试举例说明。4-14.有哪些途径可以提高材料的刚性？4-15高聚物的实际强度大大低于理论强度，你能从哪些方面给予解释？4-16孪生与滑移有何区别？在哪些情况下可以看到金属中的变形孪晶？4-17画出bcc金属的（112）平面，并指出lt111gt滑动方向在这平面上。4-18请解释杂质原子会阻止差排的移动。

1/24-19某钢板的屈服强度为690MPa，KIC值为70MPam，如果可容许最大裂缝是2.5mm，且不许发生塑性变形，则此钢的设计极性强度是多少？4-20玻璃的理论强度超过7000MPa。一块平板玻璃在60MPa弯曲张力下破坏。我们假定裂2-纹尖端为氧离子尺寸（即裂纹尖端曲率半径为氧离子半径，RO0.14nm)

，问对应这种低475应力断裂，相应的裂纹深度为多大？4-21某钢材的屈服强度为1100MPa抗拉强度为1200MPa，断裂韧性IC)

90MPa1/2。

（K为m（a）在一钢板上有2mm的边裂，在他产生屈服之前是否会先断裂？（b）在屈服发生之前，不产生断裂的可容许断裂缝的最大深度是多少？（假设几何因子Y等于1.1，试样的拉应力与边裂纹垂直）4-22.简要说明金属断裂的类型及其特征。4-23冷变形金属在加热过程中要发生哪些变化？简要说明再结晶过程的一般规律。4-24.按照粘附摩擦的机理，说明为什么极性高聚物与金属材料表面间的摩擦系数较大，而非极性高聚物则较小。4-25.SN曲线是怎样得到的？它有何特点和用途?

（1）摩尔热容；4-26.写出下列物理量的量纲：

（3）线膨胀系数和体膨胀系数；（2）比热容；（4）热导率4-27为什么非晶态高聚物在玻璃化转变前后热膨胀系数不同？4-28有一块面积为0.25m2、厚度为10mm的25钢板，两表面的温度分别为300℃和100℃，试计算该钢板每小时损失的热量？4-29.试从金属、陶瓷和高聚物材料的结构差别解释它们在热容、热膨胀系数和热导率等性能方面的差别。4-30何为半分解温度？它与高分子化学键之间有什么关系？4-31为什么耐热塑料的分子主链上多有苯环或杂环？为什么天然橡胶、顺丁橡胶不耐老化而乙丙橡胶却具有良好的耐老化性能？4-32讨论影响材料热膨胀性的主要因素？4-33为什么高分子材料是热的不良导体？4-34高分子材料的阻燃性主要由哪几个指标表示？4-35增加高分子材料的阻燃性一般有哪些方法？4-36写出下列物理量的量纲：

（2）电导率；（1）电阻率；（4）禁带宽度；（3）迁移率；（5）极化率；（6）相对介电常数；（7）介电损耗；（8）介电强度4-37试述导体、半导体和绝缘体的电子能带结构区别。

34-38已知硅和锗在300K的电阻率分别为2.3×10μΩm和0.46μΩm，试分别计算硅和锗在250℃的电导率。

4764-39为什么金属材料的电导率随温度的升高而降低，半导体和绝缘材料的电阻率却随着温度的升高而下降？为什么非本征半导体的电阻率对温度的依赖性比本征半导体的电阻率对温度的依赖性小？当温度足够高时，为什么非本征半导体的电导率与本征基材的电导率趋于一致？4-40试述介电材料在电场中的极化机理，写出介电常数与极化强度之间的关系。4-41分别画出非极性分子和极性分子组成的介电材料与电场频率的关系曲线，指出不同频率范围内的极化机理。

（2）聚4-42.在下列高聚物材料中，哪些有可能利用高频塑化法加工成型？

（1）酚醛树脂；乙烯；（3）聚苯乙烯；（4）聚氯乙烯4-43同一聚合物处在高弹态时的电阻率远低于玻璃态时的电阻率，从材料结构因素解释这一现象。4-44产生介电损耗的原因是什么？主要的影响因素有哪些?

（1）磁感应强度；4-45写出下列物理量的量纲：

（3）磁导率和相对磁导率；（2）磁化强度；（4）磁化率；4-46铁磁性材料和稀土磁性材料的磁性来源有何异同点？4-47软磁材料和硬磁材料在结构上主要区别是什么？列举几种常见的软磁材料和硬磁材料。4-48为什么金属对可见光是不透明的？元素半导体硅和锗对可见光是否透明？4-49已知碲化锌的Eg2.26eV，它对哪一部分可见光透明？4-50当可见光垂直入射并透过20mm厚的某种透明材料时，透射率为0.85，当该种透明材料的厚度增加到40mm时，透射率为多少？已知该透明材料的折射率为1.6。4-51金属的颜色取决于什么？4-52为什么有些透明材料是带色的，有些是无色的？4-53为什么聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯等非晶态塑料是透明的，而向聚乙烯、聚四氟乙烯等结晶性塑料往往是半透明或不透明的？4-54为什么常见的很多陶瓷材料是不透明的？4-55试述磷光和荧光的区别。4-56有哪些方法可以改善材料的透明性。4-57化学腐蚀、电化学腐蚀和物理腐蚀有哪些区别？试举例说明。

4774-58何谓标准电极电位？如何用标准氢电极测定一种金属的标准电极电位？4-59将两个锌电极分别浸在氧含量较低和较高的水溶液中并用铜导线将两个锌电极连接起来时哪个电极受腐蚀？写出两个电极上的半电池反应。4-60什么样的金属氧化膜对金属具有良好的防氧化保护作用?

第五章5-1解释以下名词铸造、合金流动性、焊接性、碳当量5-2炼铁过程的主要物理化学变化有哪些？写出反应式？5-3为什么在炼铁过程中要造渣？5-4炼钢的过程有哪些？要清除钢水中的杂质，应采取什么样的工艺措施？5-5简述铜制备原理及制备方法？5-6简述铝制备原理及制备方法？5-7影响金属材料可锻性的因素有哪些？5-8怎样评定金属材料的可焊性？5-9简述常用的焊接方法？5-10影响金属材料切削加工性的因素有哪些？5-11简述粉末冶金的加工工艺？5-12为什么在聚合物成型加工中，多采用耗散混合熔融的熔融方式？5-13聚合物加工中可能产生哪些物理变化和化学变化？5-14聚合物加工一般要经历哪些基本过程，举例说明。5-15.将低分子单体变为聚合物，可通过哪些聚合机理合成？采用哪些聚合实施方法实现？为什么？5-16.制备高分子材料包括哪些过程？每一过程的作用和控制因素是什么？5-17简述陶瓷制备的基本过程。分析各工序对陶瓷性能的影响。5-18玻璃的共性有哪些？简述玻璃生成的一般过程。5-19分析浮法玻璃生产线的工作原理。

478中文思考题、习题部分答案2-2：

12Mg：

25.11172-3：

N壳层：

共32个电子；K、L、M、N全满时：

70个2-4O壳层：

共50个电子K、L、M、N、O全满时：

102个2-6：

CO2：

Csp杂化，CH4：

Csp3杂化，CH2CH2：

Csp2杂化，H2O：

Osp3杂化，苯环：

Csp2杂化，羰基：

Csp2杂化。2-10：若按K半径不变求负离子半径则：

CN6r-0.321nmCN4r-0.591nmCN8r-0.182nm2-11：（a）：

一个Au原子：

3.274×10-22（g）（b)

5.895×1019个（c)

v1.696×10-2（cm3)

dv’1.253×10-2cm3ev’/v73.882-123.41g/cm32-14（a)

PF0.74（b)

PF0.64结论：

1同种原子晶体的致密度只与晶胞类型相关与原子尺寸无关2化合物晶体的离子致密度与离子大小相关2-15：

x2个2-16：

V35.3A032-17面心立方：

0.74体心立方：

0.68密排六方：

0.742-18八面体间隙四面体间隙4792-20a8.07×1020个b1.79×10-22g2-21a1.5346×1019个b0.6845mmc钡属于体心立方结构致密度0.682-22x44个Mg24个O2.