材料科學(xué)導(dǎo)論習(xí)題解答

1、材料科學(xué)導(dǎo)論作業(yè)材料科學(xué)導(dǎo)論作業(yè)第一章材料科學(xué)概論1.氧化鋁既牢固又堅(jiān)硬而且耐磨，為什么不用來制造榔頭？氧化鋁既牢固又堅(jiān)硬而且耐磨，為什么不用來制造榔頭？[答]因?yàn)锳l2O3的耐震性不佳，且脆性較高，不適合做榔頭的材料。2.將下列材料按金屬、陶瓷、聚合物或復(fù)合材料進(jìn)行分類：黃銅、氯化鈉、環(huán)氧樹將下列材料按金屬、陶瓷、聚合物或復(fù)合材料進(jìn)行分類：黃銅、氯化鈉、環(huán)氧樹脂、混凝土、鎂合金、玻璃鋼、瀝青、碳化硅、鉛脂、混凝土、鎂合金、玻璃鋼、瀝青

2、、碳化硅、鉛錫焊料、橡膠、紙杯錫焊料、橡膠、紙杯[答]金屬有黃銅、鉛錫焊料、鎂合金。陶瓷有氯化鈉、碳化硅。聚合物有環(huán)氧樹脂、橡膠、瀝青、紙杯。復(fù)合材料有混凝土、玻璃鋼。3.下列用品選材時，哪些力學(xué)性能和物理性能具有特別重要性：汽車曲柄軸、電燈泡下列用品選材時，哪些力學(xué)性能和物理性能具有特別重要性：汽車曲柄軸、電燈泡燈絲、剪刀、汽車擋風(fēng)玻璃、電視機(jī)熒光屏燈絲、剪刀、汽車擋風(fēng)玻璃、電視機(jī)熒光屏[答]汽車曲柄軸的疲勞壽命最為重要。電燈泡燈絲的

3、熔點(diǎn)需高，其發(fā)光性能要強(qiáng)。剪刀的刀刃的硬度要強(qiáng)。汽車擋風(fēng)玻璃的光的穿透性要強(qiáng)。電視機(jī)熒光屏光學(xué)的顏色及其他穿透性各種光學(xué)特性極重要。4.什么是納米材料？納米材料有哪些效應(yīng)？請舉例說明。什么是納米材料？納米材料有哪些效應(yīng)？請舉例說明。[答]通常把粒子尺寸小于0.1μm（10nm）的顆粒稱為納米材料納米材料有以下效應(yīng)：⑴小尺寸效應(yīng)⑵表面效應(yīng)⑶量子尺寸效應(yīng)⑷宏觀量子隧道效應(yīng)舉例略第二章原子結(jié)構(gòu)1.原子序數(shù)為原子序數(shù)為12的Mg有三個同位素：有

4、三個同位素：78.70%的Mg原子有原子有12個中子，個中子，10.13%的Mg原子有原子有13個中子，個中子，11.17%的Mg原子有原子有14個中子，計(jì)算個中子，計(jì)算Mg的原子量。的原子量。[答]M=0.7870(1212)0.1013(1213)0.1117(1214)=24.3247gmol2.試計(jì)算原子試計(jì)算原子N殼層內(nèi)的最大電子數(shù)，若殼層內(nèi)的最大電子數(shù)，若K、L、M和N殼層中所有的能級都被填殼層中所有的能級都被填滿，試確定該

5、原子的原子序數(shù)。滿，試確定該原子的原子序數(shù)。[答]N殼層內(nèi)最大電子數(shù)為242=32。但考慮能級交錯：N殼層內(nèi)剛剛達(dá)到最大電子數(shù)時的電子排布為：1s22s22p63s23p64s23d104p65s24d105p66s24f14，該原子的原子6.1）金屬元素有較高的相對原子質(zhì)量2）金屬鍵的結(jié)合方式?jīng)]有方向性，所以金屬原子總是趨于密集排列，得到原子排列結(jié)構(gòu)；而對于共價鍵，相鄰原子的個數(shù)要受到共價鍵樹木的限制，離子鍵結(jié)合，則要滿足正、負(fù)離子間

6、電荷平衡的要求。9.單相組織是指具有單一相的組織，即所有的晶粒的化學(xué)組成相同，晶體結(jié)構(gòu)也相同。兩相組織指具有兩相，兩個相的晶粒尺度不同。采用金相顯微鏡或電子顯微鏡才能觀測清楚晶粒的形貌特征，稱為顯微組織。顯微組織是材料的四級結(jié)構(gòu)，主要隨組成和加工工藝而變化，它是影響材料機(jī)械性能的重要因素。材料的組織包括粒徑的大小、形狀、分布及其相對量等特征，比如單相多晶材料的強(qiáng)度很低，而多相組織可以增加彌散相的個數(shù)，大幅提高材料的強(qiáng)度。11原子結(jié)構(gòu)（一

7、級結(jié)構(gòu)）決定了原子的結(jié)合方式，并影響材料的化學(xué)、物理性質(zhì)。原子結(jié)合鍵（二級結(jié)構(gòu)）決定了結(jié)合力的大小，并影響材料的物理和力學(xué)性能。原子排列方式（三級結(jié)構(gòu)）決定了材料的形態(tài)，影響材料的物理力學(xué)性能，并與加工工藝有關(guān)。顯微組織結(jié)構(gòu)（四級結(jié)構(gòu)）決定了材料機(jī)械性能如強(qiáng)度、塑性等、主要由加工工藝來決定。第三章固體材料的晶體結(jié)構(gòu)1.面心立方鎳的原子半徑是面心立方鎳的原子半徑是1.243，試計(jì)算：（，試計(jì)算：（a）鎳的點(diǎn)陣參數(shù)，）鎳的點(diǎn)陣參數(shù)，（b）鎳

8、的密度。）鎳的密度。[答]（a）80441.243A3.516A=3.51610cm22ra?????。。（b）33832304458.718.977gcm(3.51610)6.0210AMaN??????????2.體心立方鉬的點(diǎn)陣參數(shù)是體心立方鉬的點(diǎn)陣參數(shù)是3.1468，試計(jì)算鉬的原子半徑。，試計(jì)算鉬的原子半徑。[答]8004333.1468A=1.3626A=1.362610cm443rara??????。。3.鉻的點(diǎn)陣參數(shù)是鉻的