作作業(yè)業(yè) 1 1 1 1. .人人類類使使用用材材料料的的歷歷史史經(jīng)經(jīng)歷歷了了哪哪些些時時代代？ 答：人類使用材料的歷史經(jīng)歷了石器時代、青銅器時代、鐵器時代、水泥時代、鋼時 代、硅時代、新材料時代。 2 2. .材材料料的的化化學學( (鍵鍵) )分分類類和和使使用用性性能能分分類類？ 答：材料的化學(鍵)分類：金屬材料、無機非金屬材料、高分子材料、復合材料。 材料的使用性能分類：結構材料、功能材料。 3 3. .什什么么是是材材料料科科學學、材材料料工工程程、材材料料科科學學與與工工程程？ 答：材料科學：一門以固體材料為研究對象，以固體物理、固體化學、熱力學、動力 學、量子力學、冶金、化工為理論基礎的邊緣交叉基礎應用學科， 是運用電子顯微鏡、X 射線衍射、熱譜、電子離子探針等各種精密儀器和技術，探討材料的組成、結構、制 備工藝和加工使用過程與其機械、物理、化學性能之間的規(guī)律的一門基礎應用學科。 材料工程：運用材料科學的理論知識和經(jīng)驗知識，為滿足各種特定需要而發(fā)展、 制備和改進各種材料的工藝技術。 材料科學與工程：研究材料的組成與結構、合成與制備(工藝)、性能、使用效能 (用途)四者之間相互關系和規(guī)律的一門科學。 4 4. .簡簡述述無無機機非非金金屬屬材材料料及及其其特特點點？ 答：無機非金屬材料是一種或多種非金屬元素(如 O、C、N 等，通常為 O)的化合物， 主要為金屬氧化物和金屬非氧化物，不含 C-H-O 鏈。 無機非金屬材料的特點： 組成：一種或多種非金屬元素(如 O、C、N 等，通常為 O)的化合物。 結構：結合鍵主要為離子鍵、共價鍵或離子共價混合鍵。 性能：高熔點、高強度、耐磨損、高硬度、耐腐蝕和抗氧化的基本屬性，寬廣 的導電性、導熱性和透光性以及良好的鐵電性、鐵磁性和壓電性，很差的延展性及耐 沖擊性。 合成與制備(藝)：(暫忽略)。 使用效能(應用)：(暫忽略)。 作作業(yè)業(yè) 2 2 1 1. .從從 C Ca aO O- -S Si iO O2 2二二元元相相圖圖分分析析礦礦物物組組成成與與化化學學組組成成、工工藝藝條條件件的的關關系系？ 答：C Ca aO O- -S Si iO O2 2二二元元相相圖圖。 礦礦物物組組成成與與化化學學組組成成的的關關系系：在 870-1125之間，隨著 SiO2質(zhì)量分數(shù)的降低， CaO 質(zhì)量分數(shù)的提高，所形成的礦物組成依次為磷石英，磷石英+-CS，-CS， -CS+ C2S，C2S，C2S+C3S，C3S，C3S+CaO，CaO。 礦礦物物組組成成與與工工藝藝條條件件的的關關系系：在 SiO2-CS 區(qū)間，隨著溫度的升高，依次生成 石英+-CS，磷石英+-CS，磷石英+-CS，方石英+L，L。 2 2. .計計算算 B BO O3 3 三三角角體體和和 S Si iO O4 4 四四面面體體中中正正負負離離子子彼彼此此相相互互接接觸觸的的正正負負離離子子半半 徑徑的的比比值值。 答： B BO O3 3 三三角角體體中中正正負負離離子子彼彼此此相相互互接接觸觸的的正正負負離離子子半半徑徑的的比比值值： S Si iO O4 4 四四面面體體正正負負離離子子彼彼此此相相互互接接觸觸的的正正負負離離子子半半徑徑的的比比值值： 3 3. .為為什什么么島島狀狀、鏈鏈狀狀、架架狀狀硅硅酸酸鹽鹽晶晶體體結結構構結結構構的的橋橋氧氧數(shù)數(shù)、硅硅氧氧比比不不同同？ 答答：由于SiO4四面體聚合形狀不同，所以島狀、鏈狀、架狀硅酸鹽晶體結構的橋氧 數(shù)、硅氧比不同。 島島狀狀硅硅酸酸鹽鹽晶晶體體結結構構：橋氧數(shù)：0，硅氧比 1:4。 鏈鏈狀狀硅硅酸酸鹽鹽晶晶體體結結構構：單鏈：橋氧數(shù)：1，硅氧比 1:3；雙鏈：橋氧數(shù)：2.5， 硅氧比 4:11。 架架狀狀硅硅酸酸鹽鹽晶晶體體結結構構：橋氧數(shù)：4，硅氧比 1:2。 4 4. .什什么么叫叫晶晶體體缺缺陷陷？有有哪哪些些類類型型？ 答答：晶晶體體缺缺陷陷：實際晶體中原子規(guī)則排列遭到破壞而偏離理想結構的區(qū)域。 晶晶體體缺缺陷陷類類型型：點缺陷、線缺陷和面缺陷。 點點缺缺陷陷：晶格位置缺陷(弗蘭克爾缺陷、肖特基缺陷)、組成缺陷(間隙型雜質(zhì)原 子、置換型雜雜質(zhì)原子)和電荷缺陷。 線線缺缺陷陷：刃型位錯、螺型位錯。 面面缺缺陷陷：與晶體結構無關的面缺陷：晶晶界和相界，與晶體結構有關的面缺陷： 共軛相界、孿晶界、堆垛層錯。 5 5. .試試說說明明圖圖像像分分析析法法與與非非圖圖像像分分析析法法的的異異同同。 答答：相相同同點點：圖像分析法與非圖像分析法均基于物理方法，其工作原理是以電磁波 轟擊樣品激發(fā)產(chǎn)生透射、反射和吸收等特征物理信息，將這些信息加以分析從而確定 物相組成和結構特征。 不不同同點點：圖像分析法是以顯微術為主，既可根據(jù)圖像的特點及有關的性質(zhì)來分 析和研究固體材料的相組成，也可形象地研究其結構特征和形貌特征，測定其各項結 構參數(shù)，是材料的主要研究手段，其中最有代表性的是光學顯微鏡分析和電子顯微鏡 分析。 非圖像分析法分為衍射法和成分譜分析。衍射法包括 X 射線衍射、電子衍射和中 子衍射等三種分析方法，主要用來研究材料的結晶相及其晶格常數(shù)，其中最有代表性 的是粉末 X 射線衍射分析和單晶 X 射線衍射分析。 成分譜分析的信息來源于整個樣品，是統(tǒng)計性信息，主要測定材料的化學成分。 成分譜種類很多，有光譜，色譜，熱譜，質(zhì)譜，能譜，波譜，核磁共振譜、穆斯堡爾 譜等等，其中最有代表性的是差熱分析，紅外光譜分析，能譜分析，核磁共振分析。 作作業(yè)業(yè) 3 3 1 1. .名名詞詞解解釋釋：熔熔融融法法、高高溫溫燒燒結結法法。 答答：( (1 1) )熔熔融融法法：將合成所需材料的原料加熱，使其在加熱過程和熔融狀態(tài)下產(chǎn)生各種 化學反應，從而達到一定的化學成分和結構。根據(jù)加熱溫度的高低，分為高溫熔融法 和低溫熔融法。玻璃熔融、高爐煉鐵、轉(zhuǎn)爐煉鋼等為高溫熔融法。高分子化合物的本 體聚合和熔融聚合為低溫熔融法。 ( (2 2) )高高溫溫燒燒結結法法：陶瓷、耐火材料、粉末冶金以及水泥熟料等通常都是要把成型后 的坯體(粗制品)或固體粉料在高溫條件下進行燒結后，才能得到相應的產(chǎn)品。 2 2. .以以石石料料生生產(chǎn)產(chǎn)為為例例說說明明破破碎碎- -篩篩分分流流程程及及所所需需設設備備。 答：( (1 1) )石石料料生生產(chǎn)產(chǎn)線線如如下下圖圖所所示示： ( (2 2) )破破碎碎- -篩篩分分流流程程：對原料有粒度要求的原料制備工藝，篩分作業(yè)必須與破粉碎作 業(yè)配合使用，組成破碎篩分流程，即破碎篩分粉碎(磨碎)篩分超細粉碎 篩分符合粒度要求的原料。 ( (3 3) )所所需需設設備備：破破碎碎設設備備：顎式破碎機等各種破碎機；粉粉碎碎( (磨磨碎碎) )設設備備：球磨 機等各種磨機；超超細細粉粉碎碎設設備備：氣流粉碎磨等各種磨；篩篩分分設設備備：振動篩等各種 篩。 3 3. .什什么么是是配配料料的的原原則則和和方方法法？ 答答：( (1 1) )配配料料：根據(jù)不同種類材料的理化性能、尺寸及外形，并考慮有關工藝因素，制 定相應的配方，確定材料的原料組成。 ( (2 2) )配配料料的的原原則則：配合料的組成包括按規(guī)定比例配合的各種原料的種類、數(shù)量(重量 或體積)、粒級，因此，配料的原則是：原料、制品化學組成可能有波動，試樣分析 可能有誤差，配合料的化學成分必須在滿足產(chǎn)品性能要求的同時，比產(chǎn)品要求的指標 要稍高些；工藝過程對粉料結合性或分散性的要求；原料中的水分和灼減成分。 ( (3 3) )配配料料的的方方法法：即體積法和重量法。 4 4. .簡簡述述泥泥料料混混練練的的目目的的、方方法法和和設設備備。 答答：( (1 1) )泥泥料料混混練練：使兩種以上不均勻物料的成分和顆粒度均勻化，促進顆粒接觸和塑 化的操作過程。 ( (2 2) )泥泥料料混混練練的的目目的的：使坯料中的成分和性質(zhì)均勻，即在單位重量或體積內(nèi)具有同 樣的成分和顆粒組成。 ( (3 3) )泥泥料料混混煉煉的的方方法法：原料的制備與混合一體化、困料、塑化處理。 ( (4 4) )泥泥料料混混煉煉的的設設備備：高速混煉機、真空擠泥機、普通捏合機等。 5 5. .根根據(jù)據(jù)材材料料的的成成型型特特性性，材材料料的的成成型型方方法法分分為為哪哪幾幾類類？ 答答：( (1 1) )材材料料的的成成型型特特性性：可流動性和可塑性變形性。 可可流流動動性性：材料在加熱作用下或添加溶劑時表現(xiàn)出來的流動性。 可可塑塑性性變變形形性性：材料在加熱作用下或添加溶劑、增塑劑等助劑時，同時受外力 作用下，表現(xiàn)出來的塑性變形行為。 ( (2 2) )材材料料成成型型方方法法的的成成型型特特性性分分類類：自由流動成型、受力流動成型、受力塑性成型 和其他成型。 自自由由流流動動成成型型：成型時無外力作用下，將呈流動狀態(tài)的物料倒入模型型腔，或 使其附在模型表面，經(jīng)改變溫度、反應或溶劑揮發(fā)等作用，使之固化或凝固，從而形 成具有模型形狀的產(chǎn)品，最終產(chǎn)品可以是成品，也可以是半成品。 受受力力流流動動成成型型：成型時在受力作用下，將呈流動狀態(tài)的物料注入模型型腔，或 使物料通過一定形狀的口模，或附在模型表面，經(jīng)溫度變化、反應或溶劑揮發(fā)等作用， 使物料冷凝、固化，最終形成產(chǎn)品，產(chǎn)品一般無需后續(xù)加工即可直接使用。 受受力力塑塑性性成成型型：在受力條件下，在高溫或常溫，或塑化條件下，使固態(tài)物料產(chǎn) 生塑性變形而獲得所需尺寸、形狀及力學性能的成型方法。 6 6. .簡簡述述干干燥燥及及干干燥燥過過程程？ 答答：( (1 1) )干干燥燥：使含水物料(如濕坯、原料、泥漿等)中的液體水汽化而排除水分的過程。 ( (2 2) )干干燥燥過過程程：可大致分為四個階段。 第第一一階階段段為為升升速速干干燥燥階階段段，即隨著干燥時間的增長，坯體含水量減少，干燥速度 升高，坯體的表面層溫度也隨之升高。 第第二二階階段段為為等等速速干干燥燥階階段段，是干燥過程中最主要的階段。在此階段中，水分的蒸 發(fā)僅發(fā)生在坯體表面上，干燥速度等于自由水面的蒸發(fā)速度，雖然水分大量排出，但 速度恒定。因此，干燥速度取決于干燥介質(zhì)(空氣)的溫度、濕度及運動速度，而與坯 體的厚度(或粒度)及最初含水量無關。 第第三三階階段段是是降降速速干干燥燥階階段段，隨著干燥時間的增長，坯體含水量減少，水分從表面 蒸發(fā)的速度超過自坯體內(nèi)部向表面擴散的速度。因此干燥速度受水分的擴散速度控制， 受空氣的溫度、濕度及運動速度的影響較小。 第第四四階階段段為為平平衡衡干干燥燥階階段段，即干燥速度逐漸接近于零，最終坯體水分不再減少。 當空氣的溫度低于 100時，保留在坯體中的水分稱為平衡水分。這部分水分被固體 顆粒牢固地吸附著。 7 7. .以以硅硅酸酸鹽鹽制制品品為為例例，簡簡述述常常壓壓燒燒結結過過程程。 答答：( (1 1) )燒燒結結：使坯體顯氣孔率接近于零，達到完全致密程度狀態(tài)的過程。 ( (2 2) )硅硅酸酸鹽鹽制制品品的的常常壓壓燒燒結結過過程程： 坯坯體體排排出出水水分分階階段段( (1 10 02 20 00 0) )：在該階段中，主要是排出坯體中殘存的自由水 和大氣吸附水。水分的排除，使坯體中留下氣孔，具有透氣性，有利于下一階段反應 的進行。 分分解解、氧氧化化階階段段( (2 20 00 01 10 00 00 0) )：這一階段發(fā)生的物理化學變化依原料種類而 異，有排出化學結合水、硅酸鹽或硫酸鹽分解、有機物的氧化燃燒等。此外還可能有 晶型轉(zhuǎn)變發(fā)生或少量低熔液相的開始生成。此時坯體的重量減輕，氣孔率進一步增大， 強度亦有較大變化。 液液相相形形成成和和晶晶相相合合成成階階段段( ( 1 10 00 00 0) )：分解作用將繼續(xù)進行，隨溫度升高，液相 生成量增加，液相粘度降低，某些新礦物相開始形成，并進行溶解重結晶。由于液相 的擴散、流動、溶解、沉析傳質(zhì)的進行，顆粒在液相表面張力作用下，進一步靠攏而 促使坯體致密化，使其強度增大、體積縮小、氣孔率降低、燒結急劇進行。 燒燒結結階階段段：坯體中各種反應趨于完全、充分，液相數(shù)量繼續(xù)增加，結晶相進一 步成長而達到致密化，即所謂“燒結”。 冷冷卻卻階階段段：從最高燒成溫度至室溫的冷卻過程中，主要發(fā)生玻璃相的析晶、某 些晶相的晶型轉(zhuǎn)變、玻璃相的固化等過程。在此過程中，坯體的強度、密度、體積依 品種不同都有相應的變化。 作作業(yè)業(yè) 4 4 1 1. .簡簡述述溫溫度度對對無無機機晶晶體體材材料料熱熱容容、熱熱膨膨脹脹、熱熱傳傳導導、熱熱穩(wěn)穩(wěn)定定性性的的影影響響？ 答答：( (1 1) )溫溫度度對對無無機機晶晶體體材材料料熱熱容容的的影影響響：當溫度遠高于德拜溫度時，無機晶體材料的 摩爾比熱容(或 Cv)遵循杜隆-珀替定律，變化很小，是一個與構成固體的物質(zhì)無關的常 量(3R)。當溫度遠低于德拜溫度時，摩爾比熱容(或 Cv)將遵循量子規(guī)律，而與熱力學 溫度的三次方成正比，即 CvT 3。隨著溫度接近絕對零度而迅速趨近于零。 ( (2 2) )溫溫度度對對無無機機晶晶體體材材料料熱熱膨膨脹脹的的影影響響：無機晶體材料熱膨脹隨溫度升高而增大。 ( (3 3) )溫溫度度對對無無機機晶晶體體材材料料熱熱傳傳導導的的影影響響：溫度對無機晶體材料熱傳導的影響見下圖。 在低溫時，熱導率與 T 3成比例。高溫時,則迅速降低，在 40K 附近，出現(xiàn)極大 值。當達到 1600K 時，由于輻射傳熱，又有所升高。 ( (4 4) )溫溫度度對對無無機機晶晶體體材材料料熱熱穩(wěn)穩(wěn)定定性性的的影影響響：無機晶體材料熱穩(wěn)定性隨溫度的升高而 降低。 2 2. .試試說說明明材材料料介介電電性性、壓壓電電性性、熱熱釋釋電電性性、鐵鐵電電性性的的形形成成機機理理。 答答：( (1 1) )介介電電性性：材料在電場作用下產(chǎn)生感應電荷的性質(zhì)。 形形成成機機理理：極化，即介質(zhì)內(nèi)質(zhì)點(原子、分子、離子)正負電荷重心的分離，從而 轉(zhuǎn)變成偶極子?；蛟谕怆妶鲎饔孟?，正、負電荷盡管可以逆向移動，但它們并不能掙 脫彼此的束縛而形成電流，只能產(chǎn)生微觀尺度的相對位移并使其轉(zhuǎn)變成偶極子的過程。 ( (2 2) )壓壓電電性性：某些晶體材料按所施加的機械應力成比例地產(chǎn)生電荷的能力。 形形成成機機理理：由于晶體受機械作用(應力與應變)而引起正負離子相對位移產(chǎn)生偶極 子，引起了晶體介質(zhì)的極化，導致兩端表面內(nèi)出現(xiàn)符號相反的束縛電荷。 ( (3 3) )熱熱釋釋電電性性：由于溫度的變化而引起晶體表面荷電的現(xiàn)象。 形形成成機機理理：由于晶體受熱膨脹而引起正負離子相對位移產(chǎn)生偶極子，引起了晶體 介質(zhì)的極化，從而導致致晶體的總電矩發(fā)生改變。 ( (4 4) )鐵鐵電電性性：晶體中的電偶極子由于它們的相互作用而產(chǎn)生自發(fā)平行排列的現(xiàn)象。 形形成成機機理理：所謂自發(fā)極化，即這種極化狀態(tài)并非由外電場所造成的，而是由晶體 的內(nèi)部結構特點造成的，晶體中每一個晶胞里存在固有電偶極矩。 3 3. .試試分分析析反反射射、折折射射、吸吸收收、散散射射對對材材料料透透光光性性的的影影響響。 答答：影響材料透光性的各種因素： 反反射射：反射系數(shù)愈大，兩個表面的界面反射損失就愈大，材料的透光性就愈差。 折折射射：材料對周圍環(huán)境的相對折射率大，反射損失也大。 吸吸收收：吸收系數(shù)愈大，吸收損失就愈大，材料的透光性就愈差。 散散射射：散射系數(shù)愈大，材料的宏觀及微觀缺陷、晶粒排列方向的影響、氣孔引 起的散射損失就愈大，材料的透光性就愈差。 4 4. .簡簡述述材材料料鐵鐵磁磁性性的的形形成成機機理理，并并畫畫出出其其磁磁滯滯回回線線。 答答：( (1 1) )鐵鐵磁磁性性的的形形成成機機理理：鐵磁物質(zhì)內(nèi)部存在很強的“分子場”，在“分子場”的作 用下，原子磁矩趨于同向平行排列，即自發(fā)磁化至飽和，稱為自發(fā)磁化；鐵磁體自發(fā) 磁化分成若干個小區(qū)域(這種自發(fā)磁化至飽和的小區(qū)域稱為磁疇)，由于各個區(qū)域(磁疇) 的磁化方向各不相同，其磁性彼此相互抵消，所以大塊鐵磁體對外不顯示磁性。磁性 材料的磁性是自發(fā)產(chǎn)生的。所謂磁化過程(又稱感磁或充磁)只不過是把物質(zhì)本身的磁 性顯示出來，而不是由外界向物質(zhì)提供磁性的過程。實驗證明，鐵磁質(zhì)自發(fā)磁化的根 源是原子(正離子)磁矩，而且在原子磁矩中起主要作用的是電子自旋磁矩。與原子順 磁性一樣，在原子的電子殼層中存在沒有被電子填滿的狀態(tài)是產(chǎn)生鐵磁性的必要條件。 ( (2 2) )鐵鐵磁磁體體的的磁磁滯滯回回線線： Bs：飽和磁化強度；Hc：矯頑力；Br：剩余磁化強度。 5 5. .畫畫出出低低碳碳鋼鋼的的應應力力- -應應變變曲曲線線，標標出出其其力力學學特特征征，并并說說明明各各種種力力學學特特征征的的含含義義？ 答答：低碳鋼的應力-應變曲線見下圖，力學特征有： 比比例例極極限限 p p：保證材料的彈性變形按正比關系變化的最大應力，即在拉伸應力- 應變曲線上開始偏離直線時的應力值。 彈彈性性極極限限 e e：材料由彈性變形過渡到彈-塑性變形時的應力。應力超過彈性極限 以后，材料便開始產(chǎn)生塑性變形。 屈屈服服強強度度 s s：材料發(fā)生屈服現(xiàn)象時的屈服極限，亦即抵抗微量塑性變形的應 力。 抗抗拉拉強強度度 b b：材料由均勻塑性變形向局部集中塑性變形過渡的臨界值，也是 材料在靜拉伸條件下的最大承載能力。 斷斷裂裂強強度度 k k( (拉拉伸伸條條件件) )：材料在靜拉伸條件下發(fā)生斷裂時的應力。 6 6. .磨磨損損失失效效類類型型有有哪哪些些？腐腐蝕蝕失失效效類類型型有有哪哪些些？ 答答：( (1 1) )磨磨損損失失效效：導致機件尺寸變化和質(zhì)量損失的表面損傷。 ( (2 2) )磨磨損損失失效效類類型型：粘著磨損、磨粒磨損、腐蝕磨損、疲勞磨損。 ( (3 3) )腐腐蝕蝕失失效效：材料表面和周圍介質(zhì)發(fā)生化學反應或電化學反應所引起的表面損傷。 ( (4 4) )腐腐蝕蝕失失效效類類型型：高溫氧化腐蝕、電化學腐蝕、應力腐蝕、腐蝕疲勞。 作作業(yè)業(yè) 5 5 1 1. .畫畫出出鐵鐵碳碳相相圖圖，并并簡簡述述鐵鐵碳碳相相圖圖中中的的特特征征點點、特特征征線線的的意意義義。 答答：( (1 1) )鐵鐵碳碳相相圖圖如如圖圖所所示示。 ( (2 2) )鐵鐵碳碳相相圖圖中中的的特特征征點點 ( (3 3) )鐵鐵碳碳相相圖圖中中的的特特征征線線 E EC CF F 水水平平線線：共晶反應線，1148。 P PS SK K 線線( (A A1 1線線) )：共析反應線，727。 G GS S 線線( (A A3 3線線) )：冷卻時自 A 中開始析出 F 的臨界溫度線，912-727。 E ES S 線線( (A Ac cmm線線) )：碳在 A 中的固溶線，將在 A 中析出 Fe3C，1148-727。亦 稱從 A 中開始析出 Fe3C的臨界溫度線。 2 2. .畫畫出出鋁鋁合合金金相相圖圖，并并說說明明變變形形鋁鋁合合金金與與鑄鑄造造鋁鋁合合金金的的區(qū)區(qū)別別。 答答：( (1 1) )鋁鋁合合金金相相圖圖如如下下。 ( (2 2) )變變形形鋁鋁合合金金與與鑄鑄造造鋁鋁合合金金的的區(qū)區(qū)別別 組組成成與與結結構構：變形鋁合金為鋁合金相圖 D 點已左成分的合金，含有大量塑性很 好的固溶體。鑄造鋁合金為鋁合金相圖 D 點已右成分的合金，含有塑性較差的共晶 組織。 性性能能與與使使用用效效能能：變形鋁合金具有良好的塑性和壓力加工性能，可采用鍛造、 軋制、擠壓等壓力加工方法制成板材、帶材、棒材、管材、線材等各種型材。鑄造鋁 合金具有良好的鑄造性能，可直接澆鑄成鋁合金鑄件。 合合金金類類型型：變形鋁合金可進一步分為可熱處理和不可熱處理強化兩類，包括防 銹鋁合金、硬鋁合金、超硬鋁合金、鍛造鋁合金。鑄造鋁合金包括 Al-Si 系、Al-Cu 系、 Al-Mg 系、Al-Zn 系等。 3 3. .解解釋釋黃黃銅銅、青青銅銅、白白銅銅的的區(qū)區(qū)別別。 答答：( (1 1) )黃黃銅銅：以鋅為主要合金元素的銅合金，具有美觀的黃色。 ( (2 2) )青青銅銅：含鋁、硅、鉛、鈹、錳等的銅基合金，分為壓力加工青銅和鑄造青銅。 ( (3 3) )白白銅銅：以鎳為主要添加元素的銅基合金。 作作業(yè)業(yè) 6 6 1 1. .普普通通陶陶瓷瓷的的生生產(chǎn)產(chǎn)工工藝藝流流程程及及其其特特點點？ 答答：( (1 1) )普普通通陶陶瓷瓷的的生生產(chǎn)產(chǎn)工工藝藝過過程程：原料制備(配料)(泥料混練)成型干燥施 釉燒成(成品加工)等工序。 ( (2 2) )普普通通陶陶瓷瓷的的生生產(chǎn)產(chǎn)工工藝藝流流程程特特點點： 原原料料制制備備：可塑性原料：高嶺土、伊利石、蒙脫石等粘土礦物；弱塑性原料： 葉臘石和滑石；非塑性原料：石英砂、粘土燒熟料、長石。 成成型型：主要有可塑成型、注漿成型、壓制成型等 3 種方法。 干干燥燥：干燥過程分為升速干燥階段、等速干燥階段、降速干燥階段、平衡干燥 階段等四個階段。干燥方法主要有熱氣干燥、電熱干燥、高頻干燥、微波干燥、近紅 外與遠紅外干燥。 燒燒結結：燒結是陶瓷制備中重要的一環(huán)，伴隨燒結發(fā)生的主要變化是顆粒間接觸 界面擴大并逐漸形成晶界；氣孔從連通逐漸變成孤立狀態(tài)并縮小，最后大部分甚至全 部從坯體中排除，使成型體的致密度和強度增加，成為具有一定性能和幾何外形的整 體。燒結過程分為初期、中期和后期三個時期，五個階段。燒結方法主要是常壓燒結。 施施釉釉：釉是附著在陶瓷坯體表面上的一層很薄的玻璃體。施釉制品分一次燒成 和二次燒成工藝。 2 2. .傳傳統(tǒng)統(tǒng)熔熔體體冷冷卻卻法法制制備備玻玻璃璃的的工工藝藝過過程程及及特特點點？ 答答：( (1 1) )傳傳統(tǒng)統(tǒng)熔熔體體冷冷卻卻法法制制備備玻玻璃璃的的工工藝藝過過程程：原料制備配料熔融成型退火 成品加工。 ( (2 2) )傳傳統(tǒng)統(tǒng)熔熔體體冷冷卻卻法法制制備備玻玻璃璃的的工工藝藝特特點點： 原原料料制制備備：硅砂：28.9%(質(zhì)量分數(shù))；砂巖：34.00%；白云石：14.10%；純堿： 16.14%。 配配料料：對于配合料的主要要求：組成正確和穩(wěn)定；具有一定的顆粒級配； 具有一定的水分：3%7%；具有一定的氣體率；均勻性良好。 熔熔融融：將配合料在池窯中經(jīng)過高溫加熱形成均勻的、無氣泡并符合成型要求的 玻璃液的過程。熔融是玻璃生產(chǎn)中很重要的環(huán)節(jié)，玻璃的許多缺陷都是在熔制過程中 造成的，玻璃的產(chǎn)量、質(zhì)量、合格率、生產(chǎn)成本、燃料消耗和池窯壽命等都與玻璃的 熔融密切相關。玻璃熔融包括一系列物理的、化學的、物理化學的變化過程。熔融過 程分為硅酸鹽形成、玻璃形成、澄清、均化和冷卻等 5 個階段。 成成型型：成型是熔融的玻璃液轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂泄潭◣缀涡螤钪破返倪^程。玻璃成型的 方法有壓制法、吹制法、拉制法、壓延法、澆注法、離心法、噴吹法、漂浮法、燒結 法以及焊接法等。成型過程分為成型和定型兩個階段。成型是賦予制品以一定的幾何 形狀；定型是把制品的形狀固定下來，玻璃的定型通過溫度降低進行的。 退退火火：消除或減少玻璃中熱應力至允許值的熱處理過程。玻璃制品在成型后的 冷卻過程中，經(jīng)受激烈的、不均勻的溫度變化，產(chǎn)生的熱應力會導致大多數(shù)制品在存 放、加工及使用中自行破裂，所以一般玻璃制品在成型或熱處理后要經(jīng)過退火以減少 或消除熱應力。 3 3. .簡簡述述硅硅酸酸鹽鹽水水泥泥熟熟料料礦礦物物的的形形成成過過程程？ 答答：硅硅酸酸鹽鹽水水泥泥熟熟料料礦礦物物的的形形成成過過程程如如表表所所示示。 干干燥燥與與脫脫水水。干燥：生料中自由水和吸附水的蒸發(fā)。脫水：生料中粘土礦物放 出其結合水，形成偏高嶺石。 碳碳酸酸鹽鹽和和鋁鋁硅硅酸酸鹽鹽分分解解。形成氧化鈣、二氧化硅和氧化鋁。 固固相相反反應應。在生料煅燒過程中，碳酸鈣分解的組分與粘土分解的組分提供質(zhì)點 間相互擴散，進行固相反應，隨溫度升高，反應生成硅酸二鈣、七鋁酸十二鈣、鋁酸 三鈣、鐵鋁酸二鈣、鐵鋁酸四鈣。 液液相相燒燒結結和和熟熟料料結結晶晶。占硅酸鹽水泥熟料 4565%的 C3S 是在熟料液相出現(xiàn) 后形成的。它由已形成的 C2S 和未結合的 CaO 在液相中擴散反應所生成。熔體含量 有 限 ， 粘 度 較 大 ， 便 只 能 形 成 熟 料 球 那 樣 的 燒 結 產(chǎn) 物 。 其 反 應 式 ： 液相燒結和熟料結晶是煅燒水泥的關鍵，必須要有足夠的時間使 C3S 生成反應進 行完全，否則，殘存的游離 CaO 將嚴重影響水泥質(zhì)量。經(jīng)過上述各階段煅燒，形成硅 酸鹽水泥熟料，其礦物組成主要是 C3S、C2S、C3A、C4AF，其中 C3S+C2S 占 70%。 熟熟料料的的強強制制冷冷卻卻。其目的是回收熟料帶走的熱量，預熱二次空氣，提高窯的熱 效率；迅速冷卻熟料以改善熟料質(zhì)量與易磨性；降低熟料溫度，便于熟料的運輸、儲 存與粉磨。物料在 125014501250燒結，緊接著將其快速冷卻，可得到最好的 熟料。 作作業(yè)業(yè) 7 7 1 1. .名名詞詞解解釋釋：單單體體、結結構構單單元元、重重復復單單元元、聚聚合合度度。 答答：單單體體：可與同種或其他分子聚合而生成高分子物質(zhì)的那些小分子原料。 結結構構單單元元( (鏈鏈節(jié)節(jié)) )：組成高分子鏈的那些最簡單的反復出現(xiàn)的結構式，這些結構 式通常與合成它們的單體相似或有關。 重重復復單單元元：高分子鏈中反復出現(xiàn)的原子集合結構(重復出現(xiàn)的最小單元)。 聚聚合合度度：聚合物分子鏈中連續(xù)出現(xiàn)的重復單元(或稱鏈節(jié))的次數(shù)。用 n 表示。 2 2. .什什么么叫叫加加聚聚反反應應？什什么么叫叫縮縮聚聚反反應應？各各有有何何特特征征？ 答答：加加聚聚反反應應：由一種或多種單體相互加成，或由環(huán)狀化合物開環(huán)相互結合成聚合 物的反應。加聚反應的單體含有雙鍵。 加加聚聚反反應應特特征征：烯類單體的加聚反應主要按鏈式聚合反應的機理進行，鏈式聚 合的特征是整個聚合過程由鏈引發(fā)、鏈增長、鏈終止等幾步基元反應組成。其體系始 終由單體相對分子質(zhì)量高的高分子和微量引發(fā)劑組成，沒有相對分子質(zhì)量遞增的中間 產(chǎn)物。隨著聚合時間的延長，高分子物質(zhì)的生成量逐漸增加，而單體則逐漸減少。加 聚物分為均聚物和共聚物。均聚物：僅由一種單體聚合而成的，其分子鏈中只包含一 種單體構成的鏈節(jié)，這種聚合反應稱均聚反應，生成的聚合物稱均聚物。聚乙烯、聚 氯乙烯、聚苯乙烯、聚異戊二烯等碳鏈聚合物都是由加聚反應制得的。共聚物：由兩 種或兩種以上單體同時進行聚合，則生成的聚合物含有多種單體構成的鏈節(jié)，這種聚 合反應稱為共聚反應，生成的聚合物稱為共聚物。如工程塑料，是由丙烯腈 (acrylonitrile 以 A 表示)，丁二烯(butadiene，以 B 表示)，苯乙烯(styrene，以 S 表 示)三種不同單體共聚而成的。 縮縮聚聚反反應應：由一種或多種單體相互縮合生成高聚物，同時有低分子物質(zhì)(如水、 鹵化氫、氨、醇等)析出的反應。所生成的高聚物的化學組成與單體的組成不同(少若 干原子)。 縮縮聚聚反反應應特特征征：絕大多數(shù)縮聚反應遵循逐步聚合機理，在反應初期，大部分單 體很快聚合成二聚體、三聚體、四聚體等低聚物，短期內(nèi)轉(zhuǎn)化率很高。隨后，低聚物 間繼續(xù)反應，當轉(zhuǎn)化率大于 98%時，逐漸變成高聚物?？s聚物中留有官能團的結構特 征，因此多為雜鏈聚合物。尼龍、滌綸、環(huán)氧樹脂等都是通過縮聚反應合成的。 3 3. .簡簡述述三三種種類類型型的的高高分分子子材材料料的的拉拉伸伸應應力力- -應應變變曲曲線線。這這三三類類曲曲線線分分 別別對對應應哪哪種種類類型型的的高高分分子子材材料料？解解釋釋三三類類拉拉伸伸應應力力- -應應變變曲曲線線的的變變形形 機機理理。 答答：( (1 1) )高高分分子子材材料料的的拉拉伸伸應應力力- -應應變變曲曲線線：高分子材料的種類龐大，即使是同種高分子 材料，其相對分子質(zhì)量也不同，因此表現(xiàn)出不同的力學性能，其拉伸應力-應變曲線也 各不相同。高分子材料的拉伸應力-應變曲線大致分為三類。 ( (2 2) )這這三三類類曲曲線線分分別別對對應應的的高高分分子子材材料料類類型型。 脆脆性性型型：該類材料彈性模量高，斷裂伸長率很小。如熱固性塑料等脆性高分子 材料； 韌韌性性型型：該類材料的彈性模量、屈服強度及拉伸強度都較高，斷裂伸長率也較 大。如熱塑性塑料等塑性高分子材料； 高高彈彈型型：此類材料的彈性模量和屈服強度低，斷裂伸長率大。如橡膠等高彈性 高分子材料。 ( (3 3) )三三類類高高分分子子材材料料拉拉伸伸應應力力- -應應變變曲曲線線的的變變形形機機理理 熱固性塑料(脆性型高分子材料)變形機理：熱固性塑料具有很高的交聯(lián)密度， 形成網(wǎng)狀結構，在外力作用下很難變形。 熱塑性塑料(結晶高分子材料)變形機理：熱塑性塑料變形機理如圖所示。 .在拉伸應力作用下，變形從材料強度最弱的非晶區(qū)開始，在晶片之間的最弱非晶 區(qū)發(fā)生傾斜、轉(zhuǎn)動甚至滑移，造成非晶區(qū)的分子鏈段取向，即分子鏈沿外應力場方向 平行排列。 .隨著外應力場的增大，晶區(qū)部分晶片中的折疊鏈被拉伸成直鏈，使原有的晶片 結構部分或全部破壞形成新的取向折疊鏈晶片。 .隨著外應力場的進一步增大，非晶區(qū)分子鏈沿著外應力場進一步取向，晶區(qū)內(nèi) 形成進一步碎化取向的折疊鏈晶片，形成貫穿在晶片之間的伸直鏈組成的微觀結構， 稱為晶區(qū)取向。在材料最弱處的宏觀部位表現(xiàn)出縮頸現(xiàn)象。 非非晶晶態(tài)態(tài)高高分分子子材材料料變變形形機機理理：橡膠等高彈型高分子材料的變形機理如圖所示。 受力前，分子鏈鏈段雜亂排列。受力時，整個分子鏈沿外力方向平行排列(稱為取 向)，取向過程可看成分子在外場作用下的有序化過程。外場除去后，分子熱運動又會 使分子重新回復無序化，即解取向。非晶態(tài)高分子材料的取向狀態(tài)在熱力學上是一種 非平衡態(tài)。 4 4. .塑塑料料及及其其分分類類，橡橡膠膠及及其其分分類類。 答答：塑塑料料：以聚合物為主要成分，加入適量添加劑，在一定條件下可塑化成型，在 常溫下能保持既定形狀的有機高分子材料。目前，塑料產(chǎn)品達 15000 多種，產(chǎn)量占合 成高分子材料總產(chǎn)量的 70%。 塑塑料料受受熱熱后后的的形形態(tài)態(tài)和和性性能能分分類類：熱塑性塑料和熱固性