材料科學與工程基礎(中文翻譯要義版)

1、430511班材料科學與工程基礎復習資料僅供參考整理：曹永友1材料科學與工程基礎材料科學與工程基礎FundamentalsofMaterialsScienceEngineeringChapterone引言引言LearningObjectives1.列出決定材料應用的六種不同性能列出決定材料應用的六種不同性能Mechanicalproperties力學性能力學性能Electricalproperties電性能電性能Thermalbehav

2、i熱性能熱性能Magicproperties磁性能磁性能Opticalproperties光性能光性能Deteriativeacteristics老化特性老化特性2.說明涉及材料設計，生產和利用的四個因素，并簡要說明它們之間的相互關說明涉及材料設計，生產和利用的四個因素，并簡要說明它們之間的相互關系Processing加工過程加工過程—〉Structure組織結構組織結構—〉Properties性能（性質）性能（性質）—〉Perfman

3、ce使用性能使用性能結構依賴于加工。結構依賴于加工。性質決定使用性能。因此它們之間關系是線性的。性質決定使用性能。因此它們之間關系是線性的。3.舉出在材料的甄選過程三個標準舉出在材料的甄選過程三個標準A考慮材料的使用條件考慮材料的使用條件B考慮材料使用過程的老化考慮材料使用過程的老化C優(yōu)先考慮材料的經(jīng)濟性優(yōu)先考慮材料的經(jīng)濟性4.(a)列出三類主要的固體材料，并說明它們化學特點列出三類主要的固體材料，并說明它們化學特點metal金屬金屬具

4、特有光澤而不透明（對可見光強烈反射的結果）具特有光澤而不透明（對可見光強烈反射的結果），富有展性、延，富有展性、延性及導熱性、導電性的這一類物質。性及導熱性、導電性的這一類物質。ceramic陶瓷陶瓷各種無機非金屬固體材料各種無機非金屬固體材料polymer聚合物由千百個原子彼此以共價鍵結合形成相對分子質量特別大、具聚合物由千百個原子彼此以共價鍵結合形成相對分子質量特別大、具有重復結構單元的有機化合物。有重復結構單元的有機化合物。(b)

5、寫出其他三種材料，并說明它們特點寫出其他三種材料，并說明它們特點Composites復合材料是以一種材料為基體復合材料是以一種材料為基體(Matrix)，另一種材料為增強體，另一種材料為增強體430511班材料科學與工程基礎復習資料僅供參考整理：曹永友3的基礎上建立了氫原子核外電子運動模型，提出了原子結構理論上的三點假設的基礎上建立了氫原子核外電子運動模型，提出了原子結構理論上的三點假設（1）任意軌道上繞核運動，而是在一些符合一定量子化

6、條件的軌道上運動；）任意軌道上繞核運動，而是在一些符合一定量子化條件的軌道上運動；（2）電子軌離核越遠，原子所含的能量越高，電子盡可能處在離核最近的軌）電子軌離核越遠，原子所含的能量越高，電子盡可能處在離核最近的軌道上；（道上；（3）只有電子從較高能級躍遷到較低能級時，原子才會以光子形式釋）只有電子從較高能級躍遷到較低能級時，原子才會以光子形式釋放能量。玻而爾理論解釋了原子發(fā)光現(xiàn)象但無法解釋精細結構和多原子、分子放能量。玻而爾理論解釋了

7、原子發(fā)光現(xiàn)象但無法解釋精細結構和多原子、分子或固體的光譜，存在局限性?；蚬腆w的光譜，存在局限性。量子力學模型量子力學模型量子力學是建立在微觀世界的量子性和微粒運動統(tǒng)計性基量子力學是建立在微觀世界的量子性和微粒運動統(tǒng)計性基本特征上，在量子力學處理氫原子核外電子的理論模型中，最基本的方程叫做本特征上，在量子力學處理氫原子核外電子的理論模型中，最基本的方程叫做薛定諤方程，是由奧地利科學家薛定諤（薛定諤方程，是由奧地利科學家薛定諤（E.Schr

8、dinger18871961）在）在1926年提出來的。薛定諤方程是一個二階偏微分方程，它的自變量是核外電子的坐提出來的。薛定諤方程是一個二階偏微分方程，它的自變量是核外電子的坐標，它的因變量是電子波的振幅（ψ）標，它的因變量是電子波的振幅（ψ）。給定電子在符合原子核外穩(wěn)定存在的。給定電子在符合原子核外穩(wěn)定存在的必要、合理的條件時，薛定諤方程得到的每一個解就是核外電子的一個定態(tài)，必要、合理的條件時，薛定諤方程得到的每一個解就是核外電子的

9、一個定態(tài)，它具有一定的能量，具有一個電子波的振幅隨坐標改變的的函數(shù)關系式ψ它具有一定的能量，具有一個電子波的振幅隨坐標改變的的函數(shù)關系式ψ=f(xyz)，稱為振幅方程或波動方程。，稱為振幅方程或波動方程。2.能夠描述有關電子能量的量子力學法則。能夠描述有關電子能量的量子力學法則。能量最低原理，能量最低原理，PauliPauli不相容原理，不相容原理，HundHund規(guī)則。規(guī)則。4.(a)能夠簡單描述離子鍵，共價鍵，金屬鍵，氫鍵和范德華鍵

10、。能夠簡單描述離子鍵，共價鍵，金屬鍵，氫鍵和范德華鍵。(b)能夠列出以這些化學鍵結合的典型物質。能夠列出以這些化學鍵結合的典型物質。離子鍵：原子之間發(fā)生電子轉移，形成正、負離子，并通過靜電作用而形離子鍵：原子之間發(fā)生電子轉移，形成正、負離子，并通過靜電作用而形成的化學鍵。離子鍵的本質是靜電作用，無方向性、無飽和性。離子鍵程度與成的化學鍵。離子鍵的本質是靜電作用，無方向性、無飽和性。離子鍵程度與元素的電負性有關。元素的電負性有關。共價鍵：

11、不同原子依靠共享電子，或原子軌道的最大重疊而結合形成的化共價鍵：不同原子依靠共享電子，或原子軌道的最大重疊而結合形成的化學鍵為共價鍵。共價鍵的本質是電性的，是兩原子核對共用電子對或原子軌道學鍵為共價鍵。共價鍵的本質是電性的，是兩原子核對共用電子對或原子軌道重疊所形成負電區(qū)域的吸引力，不是正負離子間的靜電力。共價鍵有方向性和重疊所形成負電區(qū)域的吸引力，不是正負離子間的靜電力。共價鍵有方向性和飽和性。飽和性。金屬鍵：在固態(tài)或液態(tài)金屬中，價電

12、子可以自由地在不同原子間移動，使金屬鍵：在固態(tài)或液態(tài)金屬中，價電子可以自由地在不同原子間移動，使其成為多個原子所共有，這些共用電子將許多原子粘合在一起的作用，被稱為其成為多個原子所共有，這些共用電子將許多原子粘合在一起的作用，被稱為是金屬鍵。是金屬鍵。氫鍵：分子中帶正電的氫原子與另一分子中含有的孤對電子靠近并產生的氫鍵：分子中帶正電的氫原子與另一分子中含有的孤對電子靠近并產生的吸引力為氫鍵。氫鍵形成的條件是必須在分子中存在電負性很強的元

13、素使氫原吸引力為氫鍵。氫鍵形成的條件是必須在分子中存在電負性很強的元素使氫原子具有強極性，同時，分子中帶有孤對電子，電負性大和半徑小的元素所構子具有強極性，同時，分子中帶有孤對電子，電負性大和半徑小的元素所構成。氫鍵具有方向性和飽和性。成。氫鍵具有方向性和飽和性。范德華鍵：由分子的取向力、誘導力和色散力導致分子間的作用力稱為范德華鍵：由分子的取向力、誘導力和色散力導致分子間的作用力稱為Vanderwaals鍵。鍵。Chapterthre