中南大学物联网工程专业宣传材料之一

中南大学物联网工程专业宣传材料之一

物联网工程专业的背景与办学思想

中南大学信息科学与工程学院

2011年4月18日

一、物联网技术概论

1物联网的定义

物联网是新一代信息技术的重要组成部分，英文名称叫“The Internet of things”。顾名思义，物联网就是“物物相连的互联网”。这有两层意思：第一，物联网的核心和基础仍然是互联网，是在互联网基础上的延伸和扩展的网络；第二，其用户端延伸和扩展到了任何物体与物体之间，进行信息交换和通信。

因此，物联网可以定义为：通过各种信息传感设备，如传感器、射频识别（RFID）技术、全球定位系统、红外感应器、激光扫描器、气体感应器等各种装置与技术，实时采集任何需要监控、连接、互动的物体或过程，采集其声、光、热、电、力学、化学、生物、位置等各种需要的信息，与互联网结合形成的一个巨大的网络。其目的是实现物与物、物与人的连接，实现智能化的识别、管理和控制。

物联网中的“物”要满足以下条件才能够被纳入“物联网”的范围：要有相应信息的接收器；要有数据传输通路；要有一定的存储功能；要有CPU；要有操作系统；要有专门的应用程序；要有数据发送器；遵循物联网的通信协议；在世界网络中有可被识别的唯一编号。

2物联网体系结构

物联网可分为三层：感知层、网络层和应用层。感知层是物联网的皮肤和五官识别物体，采集信息。感知层包括二维码标签和读写器、

RFID标签和读写器、多媒体采集设备、GPS、传感器、终端、传感器网络等，主要是识别物体，采集信息，与人体结构中皮肤和五官的作用相似。

网络层是物联网的神经中枢和大脑信息传递和处理。网络层包括通信与互联网的融合网络、网络管理中心、信息中心和智能处理中心等。网络层将感知层获取的信息进行传递和处理，类似于人体结构中的神经中枢和大脑。

应用层是物联网的“社会分工”与行业需求结合，实现广泛智能化。应用层是物联网与行业专业技术的深度融合，与行业需求结合，实现行业智能化，这类似于人的社会分工，最终构成人类社会

3物联网应用

物联网具有非常广泛的用途，可大体概括为如下十个主要应用领域。

（1）智能家居

将各种家庭设备（如音视频设备、照明系统、窗帘控制、空调控制、安防系统、数字影院系统、网络家电等）通过电信宽带、固话和3G无线网络连接起来，实现对家庭设备的远程操控。与普通家居相比，智能家居不仅提供舒适宜人且高品位的家庭生活空间，实现更智能的家庭安防系统;还将家居环境由原来的被动静止结构转变为具有能动智慧的工具，提供全方位的信息交互功能。

（2）智能医疗

智能医疗系统借助实用的家庭医疗传感设备，对家中病人或老人的生理指标进行监测，并将生成的生理指标数据通过电信网络或3G 无线网络传送到护理人或有关医疗单位。根据客户需求，系统还提供相关增值业务，如紧急呼叫救助服务、专家咨询服务、终生健康档案管理服务等。智能医疗系统有望解决了现代社会健康保健瓶颈问题。

（3）智能城市

智能城市系统包括对城市的数字化管理和城市安全的统一监控。前者利用“数字城市”理论，基于3S（地理信息系统GIS、全球定位系统GPS、遥感系统RS）等关键技术，深入开发和应用空间信息资源，建设服务于城市规划、城市建设和管理，服务于政府、企业、公众，服务于人口、资源环境、经济社会的可持续发展的信息基础设施和信息系统。后者基于宽带互联网的实时远程监控、传输、存储、管理的业务，利用电信网络无处不达的宽带和3G，将分散、独立的图像采集点进行联网，实现对城市安全的统一监控、统一存储和统一管理，为城市管理和建设者提供一种全新、直观、可视的管理工具。

（4）智能环保

智能环保系统通过对实环境的自动监测，实现实时、连续地监测和远程监控，及时掌握水体、大气、土壤的状况，预警预报重大污染事件。

（5）智能交通

智能交通系统包括公交行业无线视频监控平台、智能公交站台、电子票务、车管专家和公交手机一卡通等业务。公交行业无线视频监

控平台利用车载设备的无线视频监控和GPS定位功能，对公交运行状态进行实时监控。智能公交站台通过媒体发布中心与电子站牌的数据交互，实现公交调度信息数据的发布和多媒体数据的发布功能，还可以利用电子站牌实现广告发布等功能。电子门票是二维码应用于手机凭证业务的典型应用，以手机为平台、以移动网络为媒介，通过特定技术实现凭证功能。车管专家利用全球卫星定位技术、无线通信技术（CDMA）、GIS、3G等技术，将车辆的位置与速度，车内外的图像、视频等各类媒体信息及其他车辆参数等进行实时管理，有效满足对车辆管理的各类需求。行车监管系统通过将车辆测速系统、高清电子警察系统的车辆信息实时接入车辆管控平台，同时结合交警业务需求，基于GIS地理信息系统通过3G无线通信模块实现报警信息的智能、无线发布，从而快速处置违法、违规车辆。

（6）智能工业

工业是物联网应用的重要领域。具有环境感知能力的各类终端、基于泛在技术的计算模式、移动通信等不断融入到工业生产的各个环节，可大幅提高制造效率，改善产品质量，降低产品成本和资源消耗，将传统工业提升到智能工业的新阶段。首先，物联网用于制造业供应链管理，在企业原材料采购、库存、销售等领域，通过完善和优化供应链管理体系，提高了供应链效率，降低了成本。空中客车(Airbus)通过在供应链体系中应用传感网络技术，构建了全球制造业中规模最大、效率最高的供应链体系。其次，物联网用于生产过程工艺优化，可提高生产线过程检测、实时参数采集、生产设备监控、材料消耗监

测的能力和水平。生产过程的智能监控、智能控制、智能诊断、智能决策、智能维护水平不断提高。例如，钢铁企业应用各种传感器和通信网络，在生产过程中实现对加工产品的宽度、厚度、温度的实时监控，从而提高了产品质量，优化生产流程。第三，产品设备监控管理，通过各种传感技术与制造技术融合，实现对产品设备操作使用记录、设备故障诊断的远程监控。例如，GE Oil&Gas集团在全球建立了13个面向不同产品的i-Center，通过传感器和网络对设备进行在线监测和实时监控，并提供设备维护和故障诊断的解决方案（7）智能农业

智能农业产品通过实时采集温室内温度、湿度信号以及光照、土壤温度、二氧化碳浓度、叶面湿度、露点温度等环境参数，自动开启或者关闭指定设备。可以根据用户需求，随时进行处理，为设施农业综合生态信息自动监测、对环境进行自动控制和智能化管理提供科学依据。智能农业产品还包括智能粮库系统，该系统通过将粮库内温湿度变化的感知与计算机或手机的连接进行实时观察，记录现场情况以保证量粮库内的温湿度平衡。

（8）智能物流

智能物流构造了集信息展现、电子商务、物流配载、仓储管理、金融质押、园区安保、海关保税等功能为一体的物流综合信息服务平台。信息服务平台以功能集成、效能综合为主要开发理念，以电子商务、网上交易为主要交易形式，建设高标准、高品位的综合信息服务平台。

（9）智能校园

智能校园通过校园一卡通技术，实现身份识别、电子钱包。身份识别包括门禁、考勤、图书借阅、会议签到等，电子钱包即通过手机刷卡实现主要校内消费。智能校园还帮助大中小学用户实现学生管理电子化，使学生、家长、学校三方可以时刻保持沟通，方便家长及时了解学生学习和生活情况，真正达到了对学生日常行为的精细管理，实现学生开心、家长放心、学校省心的效果。

（10）智能会展

智能文博系统是基于RFID和中国电信的无线网络，运行在移动终端的导览系统。该系统在服务器端建立相关导览场景的文字、图片、语音以及视频介绍数据库，以网站形式提供专门面向移动设备的访问服务。移动设备终端通过其附带的RFID读写器，得到相关展品的EPC 编码后，可以根据用户需要，访问服务器网站并得到该展品的文字、图片语音或者视频介绍等相关数据。该产品主要应用于文博行业，实现智能导览及呼叫中心等应用拓展。

4物联网在中国的发展

物联网在中国迅速崛起得益于我国在物联网方面的几大优势。第一，我国早在1999年就启动了物联网核心传感网技术研究，研发水平处于世界前列；第二，在世界传感网领域，我国是标准主导国之一，专利拥有量高；第三，我国是目前能够实现物联网完整产业链的国家之一；第四，我国无线通信网络和宽带覆

盖率高，为物联网的发展提供了坚实的基础设施支持；第五，我国已经成为世界第二大经济体，有较为雄厚的经济实力支持物联网发展。

2009年10月24日，在中国第四届中国民营科技企业博览会上，西安优势微电子公司宣布：中国的第一颗物联网的中国芯——“唐芯一号”芯片研制成功，中国已经攻克了物联网的核心技术。唐芯一号芯片是一颗2.4G超低功耗射频可编程片上系统PSoC，可以满足各种条件下无线传感网、无线局域网、有源RFID等物联网应用的特殊需要，为我国的物联网产业的发展奠定了基础。

中科院上海微系统与信息技术研究所副所长、中科院无锡高新微纳传感网工程中心主任刘海涛认为，“与计算机、互联网产业不同，中国在物联网领域享有国际话语权”。

目前，我国的无线通信网络已经覆盖了城乡，从繁华的城市到偏僻的农村，从海岛到珠穆朗玛峰，到处都有无线网络的覆盖。无线网络是实现“物联网”必不可少的基础设施，安置在动物、植物、机器和物品上的电子介质产生的数字信号可随时随地通过无处不在的无线网络传送出去。“云计算”技术的运用，使数以亿计的各类物品的实时动态管理变得可能。

中科院早在1999年就启动了传感网研究，与其它国家相比具有同发优势。该院组成了2000多人的团队，先后投入数亿元，在

无线智能传感器网络通信技术、微型传感器、传感器终端机、移动基站等方面取得重大进展，目前已拥有从材料、技术、器件、系统到网络的完整产业链。在世界传感网领域，中国与德国、美国、韩国一起，成为国际标准制定的主导国之一。

业内专家表示，掌握“物联网”的世界话语权，不仅仅体现在技术领先，更在于我国是世界上少数能实现产业化的国家之一。这使我国在信息技术领域迎头赶上甚至占领产业价值链的高端成为可能。

中科院无锡微纳传感网工程技术研发中心是国内目前研究物联网的核心单位。2009年8月7日，温家宝总理在江苏无锡调研时，对微纳传感器研发中心予以高度关注，提出了把传感网络中心设在无锡、辐射全国的想法。温家宝总理指出“在传感网发展中，要早一点谋划未来，早一点攻破核心技术”，“在国家重大科技专项中，加快推进传感网发展”，“尽快建立中国的传感信息中心，或者叫‘感知中国’中心”。江苏省委省政府接到指示后认真落实总理的要求，热情拥抱“物联网”，突出抓好平台建设和应用示范工作，并迅速形成了研发安全感与产业突破的先发优势。无锡市则做出部署：举全市之力，抢占新一轮科技革命制高点，把无锡建成传感网信息技术的创新高地、人才高地和产业高地。

鉴于多种传感手段组成一个协同系统后，可以防止人员的翻越、偷渡、恐怖袭击等攻击性入侵，国家民航总局正式发文要求，

全国民用机场都要采用国产传感网防入侵系统。至2009年8月，仅浦东机场直接采购传感网产品金额为4000多万元，加上配件共5000万元。有学者估计，若全国近200家民用机场如果都加装防入侵系统，将产生了上百亿的市场规模。

5物联网前景展望

物联网前景非常广阔，它将极大地改变我们目前的生活方式。业内专家表示，物联网把我们的生活拟人化了，万物成了人的同类。在这个物物相联的世界中，物品（商品）能够彼此进行“交流”，而无需人的干预。可以说，物联网描绘的是充满智能的世界。

有研究机构预计10年内物联网就可能大规模普及，这一技术将会发展成为一个上万亿元规模的高科技市场，其产业要比互联网大30倍。

EPOSS在《Internet of Things in2020》报告中分析预测，未来物联网的发展将经历四个阶段，2010年之前RFID被广泛应用于物流、零售和制药领域，2010~2015年物体互联，2015~2020年物体进入半智能化，2020年之后物体进入全智能化。

有业内专家认为，物联网一方面可以提高经济效益，大大节约成本；另一方面可以为全球经济的复苏提供技术动力。目前，加拿大、英国、德国、芬兰、意大利、日本、韩国等都在投入巨资深入研究探索物联网。同时，有专家认为，物联网架构建立需

要明确产业链的利益关系，建立新的商业模式，而在新的产业链推动矩阵中，核心则是明确电信运营商的龙头地位。

作为物联网的积极推动者的欧盟则梦想建立“未来物联网”。欧盟信息社会和媒体司2009年5月20日公布的《未来互联网2020：一个业界专家组的愿景》报告指出，欧洲正面临经济衰退、全球竞争、气候变化、人口老龄化等诸多方面的挑战，未来互联网不会是万能灵药，但坚信，未来互联网将会是这些方面以及其他方面解决方案的一部分甚至是主要部分。

二、开设物联网工程专业的必要性与可行性

1必要性

由于专业人才培养对物联网技术发展具有十分重要的意义，教育部在2010年3月发出了《关于战略性新兴产业相关专业申报和审批工作的通知》。《通知》指出：在“国家决定大力发展互联网、绿色经济、低碳经济、环保技术、生物医药等关系到未来环境和人类生活的一些重要战略性新兴产业”的背景下，“加大战略性新兴产业人才培养力度，支持和鼓励有条件的高等学校从本科教育入手，加速教学内容、课程体系、教学方法和管理体制与运行机制的改革和创新，积极培养战略性新兴产业相关专业的人才”，是“满足国家战略性新兴产业发展对高素质人才的迫切需求”。

深刻理解党和国家在发展包括物联网工程在内的新兴战略

性产业相关专业的决定，把握设置物联网工程专业的必要性，对于我们坚定信心、办好专业具有重要意义。

我们必须认识到，物联网的发展必将引起整个社会的变革，推动国家信息化向纵深发展，促进产业创新、结构调整和发展模式的转变，它是抢占发展制高点、改善民生、利国惠民、构建和谐社会的重要技术手段。而大力发展物联网工程专业，培养高素质专业人才，正是这一战略的重要组成部分。

2可行性

在中南大学开设物联网工程专业，具有较为有利的条件。

中南大学是教育部直属重点综合性大学，国家首批实施“211工程”重点建设高校、国家“985工程”部省重点共建高水平大学。信息科学与工程学院现有一级学科博士点1个（控制科学与工程），二级学科博士点8个，一级学科硕士点5个，二级学科硕士点22个，国家重点学科2个（控制理论与控制工程、交通信息工程及控制），湖南省重点学科3个（控制理论与控制工程、计算机应用技术）。在物联网工程领域，有深厚的研究与应用基础，师资力量雄厚，办学条件较好。

（1）有比较好的物联网研究与应用基础

近五年来，信息科学与工程学院广大教师承担了大量有关物联网、智能通信的国家级、省部级和校企合作项目。在我们统计的60

多个项目中，与物联网相关的课题有20余项，项目经费达2000万。

项目名称项目来源时间负责人

信息处理算法及物理实现973计划预研2008-2009王建新多跳无线与有线混合网络中传输控制协议国家自然科学基金2006-2009王建新铁路货车安全监测系统无线传感器网络省杰出青年基金2006-2009王建新移动自组网中移动敌手及欺骗问题的研究国家自然科学基金2008-2010施荣华新一代互联网分布式资源存取认证问题湖南自然科学基金2003-2004施荣华马尔可夫网络人脸图像超分辨率非线性算法国家自然科学基金2009-2011黄东军P2P网格计算资源动态管理与任务调度研国家自然科学基金2005-2007陈志刚RingNet模型可扩展及安全的组播通信研究国家自然科学基金2006-2008王国军大规模移动自组网安全群组通信研究湖南自然科学基金2005-2007王国军

自组织网络中基于洞影子及分段策略的抗毁

路由协

国家863计划2006-2008王国军匿名通信理论、方法与关键技术研究国家自然科学基金2004-2006王伟平Petri网两阶段动态网格调度机制研究国家自然科学基金2006-2009胡志刚银税类设备智能化升级的嵌入式软件平台国家8632003-2005金瓯

多国货币智能识别与自助支付应用系统嵌入

式软件产业化国家发改委高新技

术产业化软件专项2004-2007金瓯

国家重点新产品“多国货币智能识别器

KCM-A、KCM-B、KCM-D”国家科技部2004-2007金瓯

中国下一代互联网络示范工程CNGI-CERNET2

长沙核心节点

国家发改委2004-2006黄烟波

（2）有雄厚的师资力量

计算机工程系、计算机科学系、通信工程系、电子信息工程系、软件工程学院共有教师130名；其中教授35人，博士生导师15人，副教授40人，讲师51人；拥有博士学位的教师60人，具有国外留学经历的教师30余人；有1名长江学者特聘教授，1名长江学者讲座教授，一名芙蓉学者讲座教授，4名教育部新世纪人才。其中从事无线通信、无线网络、互联网、传感技术、信息采集、信息处理、信息编码、计算系统结构等领域研究的教师有30余人。

有多个相关研究团队：金瓯教授领导的金融自助服务物联网工程研究与开发组，获得国家科技进步二等奖1次，省部级科技进步一等奖3次，取得国家发明专利5项。邹北骥教授带领的计算机视觉研究组，致力于视频图像分析与理解，在运动对象跟踪、行为建模与分析、人脸识别等方面积累了研究和开发经验。王建新教授牵头的移动自组网研究组，关注铁路货车安全监控传感网络设计，在开发关键技术上取得了一些成果，申请发明专利5项，国际核心专业刊物、重要国际会议发表论文100余篇。黄东军教授领导的多媒体信息感知与传输研究组，主持国家自然科学基金项目和校企合作项目8项，所开发的“江西德兴铜矿选矿过程监控系统”、“南方航空公司飞机地面运行管理系统”、“湖南省重点用能单位能源利用数据采集系统”等系统在生产和管理中得到应用，创造显著的经济和社会效益；获部级科技进步二等奖1项，软件著作权4项；在《软件学报》、《电子学报》、《计算机研究与发展》等国内权威刊物以及IEEE CVPR顶级国际会议发表

论文40余篇，其中EI检索19篇。王国军、贾维嘉教授领导的可信计算、移动计算、高速多媒体通信研究组，在无线传感器网络、网络安全等领域开展研究，获得软件著作权6项，专利21项，在国际核心专业刊物、重要国际会议发表论文40余篇。2006年计算机科学与技术学科研究团队被教育部评为长江学者创新团队。

（3）办学条件良好

相关实验系统比较齐备。计算机与通信专业实验室，现拥有“无线通信系统”、“信息处理”“计算机组成”、“计算机网络原理”、“无线通信开发平台”、“嵌入式系统实验平台”、“信息安全”、“数字通信”、“数字多媒体”等综合实验系统，具有较高水平和较大规模。

目前已经拥有相关专业实验设备有700件，价值2000万元。其中计算机原理实验箱、通信原理实验箱、网络安全实验平台、通信嵌入式开发平台、无线个人局域网系统、网关无线网卡、无线通信系统开发平台、多媒体视频会议系统、大规模显示系统等设施为开办物联网工程专业提供了一定的实践教学手段。

在涟源钢铁公司、中软国际、洛阳铜加工、上海杰普科技、湖南软件测评中心等单位建立了计算机、信息安全等专业的实习和实训基地。

三、专业建设思路

尽管我校开设物联网工程专业的条件基本具备，但开设新专业必

然会面临各种具体问题。因此，有必要确立科学的专业建设思路。核心的一条，就是要用改革的思想统领专业建设。正如教育部《关于战略性新兴产业相关专业申报和审批工作的通知》所要求的，开设战略性产业相关专业，一定要“加速教学内容、课程体系、教学方法和管理体制与运行机制的改革和创新”。只有大胆改革，才能走出一条高起点、高规格、高质量的办学路子。

第一，为确保教学质量，特聘物联网工程专业师资，立足信息学院，面向全校、乃至更广的范围，选聘功底扎实、经验丰富、授课水平高的优秀教师，主讲核心课程，并给予较优待遇。

第二，改革实验室管理制度，建立“教授及专业教师主导的实验室管理”新制度。物联网工程作为新专业，一定要树立实践能力导向的培养观念，为此，我们将努力营造“学生与老师泡在实验室”的学习氛围。

第三，加大投入，建设高水平实验平台。物联网工程的专业课程、设计教程具有很强的实践性，必须通过全面深入的实践性教学，才能培养出合格的物联网专业人才。现有计算机与通信专业实验室无法满足上述课程实验、课程设计和实习的需要，必须建立一个相对完整的物联网专业实验室。我们要把这个实验室打造成为中南地区的物联网工程实训、实验和创新中心，对湖南省、中南地区乃至全国产生示范和辐射作用。

核心课程主讲教师介绍：

高建良，中国科学院研究生院博士毕业。主要从事传感器、射频识别装置和系统应用研究。参加国家973等项目3项，拥有发明专利2项，在国内外权威刊物发表论文30余篇。具有很强的硬件开发能力，熟悉C++、Matlab等工具。主讲RFID技术。

郭克华，南京理工大学博士毕业。主要从事软件工程、物联网中间件研究、开发和应用。主持湖南省自然科学基金等项目3项，参加国家项目4项。在国内外权威刊物发表论文20余篇。在Java语言研究、应用和教学方面成绩卓著。编写相关著作6本。主讲物联网编程技术。

王斌，中南大学博士毕业。主要从事软件工程、中间件平台及网络安全监控平台研究、开发和应用。主持国家自然科学基金1项，主持和参加国家省部级项目5项。主持企业级大型横向课题10项，在国内外权威刊物发表论文50余篇。编写相关著作2本。主讲物联网中间件与平台技术。

张士庚，南京大学博士毕业。主要从事无线传感器网络、RFID、车载网络方面的研究、开发和应用。参与国家973计划、863计划、自然科学基金项目多项。在国内外权威刊物和国际会议上发表论文10余篇。主讲物联网定位技术。

刘伟荣，中南大学博士毕业。主要从事控制理论和网络传输层方面的研究工作，在国内外权威刊物发表论文20篇。主持国家自然科学基

金、博士后基金、湖南省自然科学基金等项目5项。作为第一发明人获得授权发明专利1项。主讲传感器网络技术。

宋虹，中南大学博士毕业。主要从事计算机操作系统、信息安全方面的研究和教学工作，在国内外权威刊物发表论文20篇。参加国家自然科学基金、博士后基金、湖南省自然科学基金等项目7项。国家精品课程《操作系统原理》项目教师之一。主讲微操作系统设计。

土木工程材料复习题及参考答案

中南大学网络教育课程考试复习题及参考答案 土木工程材料 一、填空： 1.对于开口微孔材料,当其孔隙率增大时，材料的密度，吸水性 , 抗冻性 ,导 热性 ,强度。 2.与硅酸盐水泥相比,火山灰水泥的水化热 ,耐软水能力 ,干缩。 3.保温隔热材料应选择导热系数 ,比热容和热容的材料。 4.硅酸盐水泥的水化产物中胶体为和。 5.普通混凝土用砂含泥量增大时,混凝土的干缩 ,抗冻性。 6.普通混凝土配合比设计中要确定的三个参数为、和。 7.钢材中元素S主要会使钢的增大，元素P主要会使钢的增大。 8.含水率为1%的湿砂202克，其中含水为克,干砂克。 9.与建筑石灰相比，建筑石膏凝结硬化速度，硬化后体积。 10.石油沥青中油分的含量越大，则沥青的温度感应性，大气稳定性。 11.普通混凝土强度的大小主要决定于水泥强度和。 12.木材的强度中,在理论上最大的是强度。 13.按国家标准的规定，硅酸盐水泥的初凝时间应满足。 14.相同条件下，碎石混凝土的和易性比卵石混凝土的和易性。 15.普通混凝土用石子的强度可用或表示。 16.常温下，低碳钢中的晶体组织为和。 17.据特点不同，塑料可分成热塑性塑料和热固性塑料。 18.有无及是否发达是区分阔叶树和针叶树的重要特征。 19.与石油沥青相比，煤沥青的温度感应性更，与矿质材料的粘结性更。 20.石灰的陈伏处理主要是为了消除的危害。 21.木材防腐处理的措施一般有和。 22.材料确定后,决定普通混凝土流动性的最重要因素是。 23.普通混凝土的强度等级是根据。 24.钢的牌号Q235-AF中A表示。 25.结构设计时，硬钢的强度按取值。 26.硅酸盐水泥强度等级确定时标准试件的尺寸为。 27.钢筋进行冷加工时效处理后屈强比。 28.石油沥青的牌号越大，则沥青的大气稳定性。 29.在沥青中掺入填料的主要目的是提高沥青的黏结性、耐热性和。 30.用于沥青改性的材料主要有矿质材料、树脂和。 31.塑料的主要组成成分是。 32. 是现代沥青牌号划分的主要依据. 33.承受动载或冲击荷载的结构选材时必须考虑材料的。 34.表示石油沥青温度感应性大小的指标是。 35.水玻璃的化学组成式是。 36.煤沥青中游离碳的含量增加,其粘度和温度稳定性。 37.引起木材腐朽的真菌是。 38.沸煮法检验硅酸盐水泥的安定性,是为了检验水泥中是否过量. 39.煤沥青的温度稳定性比石油沥青。 40.钢材产生时效的难易程度称为。 41.煤沥青与矿质材料的粘结力。 42.材料确定后,决定普通混凝土流动性的最重要因素是。 43.对普通混凝土的基本要求是和经济性。 44.从结构上看，聚合物大分子链的几何形状有三种。

中南大学材料类本科生培养方案

中南大学材料类本科生培养方案

PS：这是中南出的本科生培养方案, 的大致方案应该是没变的.这仅供提前参考. ZHY 材料类本科生培养方案 一、培养目标 总体培养目标： 本学科大类从材料科学与工程的基础理论、前沿专业知识和科学研究方法、实验操作技能、综合分析能力等方面对学生进行系统的培养，使学生成为具备坚实材料科学与工程专业综合基础知识和高新材料研究开发能力的高素质科技人才。本学科大类培养的学生不但具有从事本学科及其相关领域的科学研究、新材料开发、高校教学以及技术管理和企业管理的综合能力，同时具有较强的创新意识以及一定的组织管理能力和团队领导才能，具备较强国际化竞争能力。 材料科学与工程专业培养目标： 培养具有坚实的自然科学基础、人文社会科学基础、材料科学与工程专业基础，拥有实践能力、自我获取知识的能力、创新素质、创业精神和敢为人先的探索精神、拼搏精神，以及练达的社会交往能力与组织协调能力的材料科学与工程专业高素质人才。 本专业毕业的学生，既可从事材料科学与工程基础理论研究、新材料、新工艺和新技术开发和生产技术管理等材料科学与

工程领域的科技工作，也可承担相关专业领域的教学、科技管理和经营工作。 材料化学专业培养目标： 从材料科学和化学的角度系统地培养掌握材料科学的基本理论和技术、了解材料科学与技术的发展动态、具备材料化学相关的基本知识、基础理论以及较强的工程技术和研究技能、能够从事材料化学的基础研究和应用开发研究、能在材料化学及其相关领域从事教学、科研、生产及管理等方面工作的高素质复合型人才。在本专业完成学习的优秀学生，可在材料学科专业、高分子材料合成与加工、以及化学化工等相关专业进行硕士研究生、博士研究生阶段学习和科学研究。本专业毕业的学生不但具有从事本学科及其相关领域的科学研究、新材料开发及应用的能力，同时具备一定的组织能力和团队领导才能。 粉体材料科学与工程专业培养目标： 粉体材料科学与工程专业培养掌握坚实的自然科学基础，有一定人文社会科学基础知识、计算机基础和外语能力，具有较宽厚系统的材料科学与工程的基本理论与基础技能，受到较强工程技术和研究技能训练，以及受到各种先进材料的合成制备、结构分析与性能检测技能等方面的综合训练，掌握材料设计和制备工艺设计、材料性能优化和产品质量控制、新材料和新工艺开发等方面的基本能力。能够在材料科学与工程领域从事粉末冶金以及高性能新材料的教学科研、工艺设计、技术开发与改造、生产及

中南大学土木工程材料历届考试试题及答案

讪祁协丄仃一咛卩 中南大学考试试卷 ■ 2003-2004学年第二学期 课程；土木工程材料 rie*攻& I ）第一.一九国答寮直接做任试卷二.第二~五人蟻告安弓 存存颇紙匕. 何时交冋. 班级： ____________ 学号* ____________ 姓名： __________________ 、单邊JS （】0X2?20分） I ?当果一材料的孔障半增人时，下乳材料性復指标中一定不 变的# （ ）? A ?帝反 B ?衣观密復 C.盘水率 D ?强度 2. 实 灵空沸煮法檢唯普通木泥的休枳安定性时,只能检验出 < ）足古过 A f-Mg （J B ? f-CaO C. SO 」 D.眩 3. 石灰熟化过祥中的“陈伏”是为了（ A.利干结晶 B.蒸发姜余水分 C.歸任发热? 1?喷射混联十施工应优先的外加剂是（ ）? A ?早幺剂 B.引气剂 C.缓根利 D.速凝別 o.下列阪景结构钢中可用丁低淙炸接结构的足（ ）? 6?建纨砂按的保水性用（ ）表示. 8 ?测料的量其本组分星（ 9.木材在加工前通常应干燥至（ ）? A ? Q235-AF B. Q215 C. Q235-C D. 0195 3： D.消除过火石灰的危害 A.沉入度 B.分泾度 C.流动度 D.稠度 7?炎热地区用面防水用石油沥育一般选用（ A ?10号 B. 30号 C ?60号 >建戻石油沥rr D. 100 号 人槿脂 B .首色剂 cia 化剤 D 填料 试卷阪号：NO. 02 分类:A-02（±木工程）

A.纤堆饱和点含水率B平衡含水率 C.林准含水率 D.绝干 W?在廉定传热下.保温隔热材料应送择（）的. A?导热系數大R.导热系数小C?导淋系数大D.始容童小 黄二页.?1S

中南大学材料科学基础考试试卷

中南大学考试试卷 2001 —— 2002 学年第二学期时间 110 分钟 材料科学与工程课程 64 学时 4 学分考试形式：闭卷 专业年级材料 1999 级总分 100 分，占总评成绩 70% 一、名词解释（5分×8） 1、金属玻璃 2、金属间化合物 3、离异共晶 4、晶界偏聚 5、科垂尔气团（Cottrell Atmosphere） 6、孪生 7、反应扩散 8、变形织构 二、问答题 1、（10分）标出hcp晶胞中晶面ABCDEF面、ABO面的晶面指数，OC方向、OC方向的晶向指数。这些晶面与晶向中，那些可构成滑移系？指出最容易产生滑移的滑移系。 2、（10分）判断 ] 1101 [ 6 ]1 2 1[ 6 ]1 1 2[ 6 a a a → + 位错反应在面心立方晶体中能否进行？若两个扩 展位错的领先位错发生上述反应，会对面心立方金属性能有何影响。 3、（10分）写出非稳态扩散方程的表达式，说明影响方程中扩散系数的主要因素。 4、（10分）指出影响冷变形后金属再结晶温度的主要因素。要获得尺寸细小的再结晶晶粒，有那些主要措施，为什么? 5、（15分）试述针对工业纯铝、Al－5％Cu合金、Al－5％Al2O3复合材料分别可能采用那些主要的强化机制来进行强化。 6、（15分）请在如下Pb－Bi－Sn相图中 （1）写出三相平衡和四相平衡反应式； （2）标出成分为5％Pb，65％Bi与30％Sn合金所在位置，写出该合金凝固结晶过程，画出并说明其在室温下的组织示意图。

7、（20分）Cu－Sn合金相图如图所示。 （1）写出相图中三条水平线的反应式，并画出T1温度下的成分－自由能曲线示意图； （2）说明Cu－10wt％Sn合金平衡和非平衡凝固过程，分别画出室温下组织示意图； （3）非平衡凝固对Cu－5wt％Sn合金的组织性能有何影响，如何消除？ 8、（20分）低层错能的工业纯铜铸锭采用T＝0.5T熔点温度热加工开坯轧制。 （1）画出该材料分别在高、低应变速率下热加工时的真应力－真应变曲线示意图，并说明影响曲线变化的各种作用机制； （2）开坯后该金属在室温下继续进行轧制，画出此时的真应力－真应变曲线示意图，并说明影响曲线变化的机制； （3）开坯后该金属要获得硬态、半硬态和软态制品，最后工序中可采用那些方法，为什么？ 中南大学考试试卷 2002 —— 2003 学年第二学期时间 110 分钟 材料科学与工程课程 64 学时 4 学分考试形式：闭卷 专业年级材料 2000 级总分 100 分，占总评成绩 70% 一、填空（0.5X30=15分） 1、fcc结构的密排方向是_____，密排面是____，密排面的堆垛顺序是_____，致密度为________，配位数是____，晶胞中原子数为___，把原子视为半径为r的刚性球时，原子的半径是点阵常数a 的关系为_________。 2、形成有序固溶体的必要条件是：（1）________，（2）_________，（3）________。 3、无序固溶体转变为有序固溶体时，合金性能变化的一般规律是：强度和硬度__________，塑性_______________，导电性_________________。 4、Fe-Fe3C相图中含碳量小于___为钢，大于____为铸铁；铁碳合金室温平衡组织均由______和___两个基本相组成；奥氏体其晶体结构是____，合金平衡结晶时，奥氏体的最大含碳量是 ______；珠光体的含碳量是_____；莱氏体的含碳量为____；在常温下，亚共析钢的平衡组织是_____，过共析钢的平衡组织是_____；Fe3C I是从_____中析出的，Fe3C II是从____中析出的，Fe3C III

中南大学土木工程材料课后习题及答案

土木工程材料习题集与参考答案 第一章 土木工程材料的基本性质 1. 试述材料成分、结构和构造对材料性质的影响？ 参考答案：材料的成分对性质的影响：材料的组成及其相对含量的变化，不仅会影响材料的化学性质，还会影响材料的物理力学性质。材 料的成分不同，其物理力学性质有明显的差异。值得注意的是，材料中某些成分的改变，可能会对某项性质引起较大的改变，而对其他性质的影响不明显。 材料的结构对性质的影响：材料的结构是决定材料物理性能的重要因素。可分为微观结构和细观结构。材料在微观结构上的差异影响到材料的强度、硬度、熔点、变形、导热性等性质，可以说材料的微观结构决定着材料的物理力学性能。 材料的构造对性质的影响：材料的构造主要是指材料的孔隙和相同或不同材料间的搭配。不同材料适当搭配形成的复合材料，其综合性能优于各个单一材料。材料的内部孔隙会影响材料的强度、导热性、水渗透性、抗冻性等。 总之，材料的组成、结构与构造决定了材料的性质。材料的组成、结构与构造的变化带来了材料世界的千变万化。 2．试述材料密度、表观密度、孔隙率的定义、测定方法及相互关系。密度与视密度的区别何在？ 参考答案：密度ρ：是指材料在密实状态下单位体积的质量。测定方法：将材料磨细成粒径小于0.25mm 的粉末，再用排液法测得其密实 体积。用此法得到的密度又称“真密度”。 表观密度0ρ：是指材料在自然状态下单位体积的质量。测定方法：对于外形规则的块体材料，测其外观尺寸就可得到自然体积。对于外观不规则的块体材料，将其加工成规则的块体再测其外观尺寸，或者采用蜡封排液法。 孔隙率P ：材料中的孔隙体积与总体积的百分比。 相互关系：%10010???? ? ??- =ρρP 密度与视密度区别：某些散粒材料比较密实，其内部仅含少量微小、封闭的孔隙，从工程使用角度来说，不需磨细也可用排液法测其 近似的密实体积，这样测得的密度称为“视密度”。 3．孔隙率及孔隙特征对材料的表观密度、强度、吸水性、抗渗性、抗冻性、导热性等性质有何影响？ 参考答案：对表观密度的影响：材料孔隙率大，在相同体积下，它的表观密度就小。而且材料的孔隙在自然状态下可能含水，随着含水量 的不同，材料的质量和体积均会发生变化，则表观密度会发生变化。 对强度的影响：孔隙减小了材料承受荷载的有效面积，降低了材料的强度，且应力在孔隙处的分布会发生变化，如：孔隙处的应力集 中。 对吸水性的影响：开口大孔，水容易进入但是难以充满；封闭分散的孔隙，水无法进入。当孔隙率大，且孔隙多为开口、细小、连通时， 材料吸水多。 对抗渗性的影响：材料的孔隙率大且孔隙尺寸大，并连通开口时，材料具有较高的渗透性；如果孔隙率小，孔隙封闭不连通，则材料不易 被水渗透。 对抗冻性的影响：连通的孔隙多，孔隙容易被水充满时，抗冻性差。 对导热性的影响：如果材料内微小、封闭、均匀分布的孔隙多，则导热系数就小，导热性差，保温隔热性能就好。如果材料内孔隙较大， 其内空气会发生对流，则导热系数就大，导热性好。 4．材料的耐水性、吸水性、吸湿性、抗冻性、导热性、热容、抗渗性的含义是什么？ 参考答案：耐水性： 材料抵抗水破坏作用的能力称为耐水性，即材料经水浸泡后，不发生破坏，同时强度也不显著降 低的性质。指标：软化系数 吸水性：材料与水接触时其毛细管会吸收水分的性质。指标：吸水率 吸湿性：材料在潮湿空气中吸收水分的性质。指标：平衡含水率 抗冻性：材料在吸水饱和状态下，能经受多次冻融循环作用而不被破坏，强度也不严重降低的性质。指标：抗冻等 级，其划分取决于材料在一定条件下经受冻融而不被破坏的次数。 导热性：当材料两面存在温度差时，热量会从温度较高的一面传导到温度较低的一面的性质。指标：导热系数 热容：某块材料在温度升降1K 时所放出或吸收的热量。 指标：C （热容）＝c （比热容）?m（材料质量） 抗渗性：材料抵抗压力水或液体渗透的性质。指标：渗透系数 5．材料的导热系数、比热容和热容与建筑物的使用功能有什么关系？ 参考答案：材料的导热系数小，建筑物的保温隔热性能就好。如果建筑物围护结构的热容越大，则在气温变化较大时，能较好地保持室内 温度。 6．试述材料的弹性、朔性、脆性和弹性磨量的意义？ 参考答案：弹性： 当撤去外力或外力恢复到原状态，材料能够完全恢复原来形状的性质。 塑性： 当撤去外力或外力恢复到原状态，材料仍保持变形后的形状和尺寸，并不产生裂缝的性质。 脆性：是材料在外力作用下不产生明显变形而突然发生破坏的一种性能。 弹性模量： 晶体材料如金属材料表现为线弹性，一些非晶体材料如玻璃等也表现为线弹性，其应力与应变之比为常数，比值称为弹性 模量，它是衡量材料抵抗外力使其变形能力的一个指标。 7．影响材料强度试验结果的因素有哪些？强度与强度等级是否不同，试举例说明。 参考答案： 试验条件对材料强度试验结果有较大的影响，其中主要有试件的形状和尺寸、试验机的加载速度、试验时的温度和湿度，以 及材料本身的含水状态等。 强度与强度等级不一样。强度是一个具体值，而强度等级是一个等级范围。如：混凝土的强度等级为C30，那么属于C30强度等级的 混凝土的实际强度值有可能是30MPa 或与30MPa 接近的强度值。 8．某地红砂岩，已按规定将其磨细，过筛。烘干后称取50g ，用李氏瓶测得其体积为18.9cm 3 。另有卵石经过清洗烘干后称取1000g ，将其浸水饱和后用布擦干。又用广口瓶盛满水，连盖称得其质量为790g ，然后将卵石装入，再连盖称得其质量为1409g ，水温为25℃，求红砂岩及卵石的密度或视密度，并注明哪个是密度或视密度。

中南大学版材料科学基础部分名词解释

第六章空位与位错 一、名词解释 空位平衡浓度：金属晶体中，空位是热力学稳定的晶体缺陷，在一定的空位下对应一定的空位浓度，通常用金属晶体中空位总数与结点总数的比值来表示。 位错：晶体中的一种原子排列不规则的缺陷，它在某一个方向上的尺寸很大，另两个方向上尺寸很小。 柏氏回路：确定柏氏族矢量的过程中围绕位错线作的一个闭合回路，回路的每一步均移动一个原子间距，使起点与终点重合。 P-N力：周期点阵中移动单个位错时，克服位错移动阻力所需的临界切应力 扩展位错：两个不全位错之间夹有层错的位错组态 堆垛层错：密排晶体结构中整层密排面上原子发生滑移错排而形成的一种晶体缺陷。 弗兰克-瑞德位错源：两个结点被钉扎的位错线段在外力的作用下不断弯曲弓出后，互相邻近的位错线抵消后产生新位错，原被钉扎错位线段恢复到原状，不断重复产生新位错的，这个不断产生新位错、被钉扎的位错线即为弗兰克-瑞德位错源。 Orowan机制：合金相中与基体非共格的较硬第二相粒子与位错线作用时不变形，位错绕过粒子，在粒子周围留下一个位错环使材料得到强化的机制。 科垂尔气团：围绕刃型位错形成的溶质原子聚集物，通常阻碍位错运动，产生固溶强化效果。 铃木气团：溶质原子在层错区偏聚，由于形成化学交互作用使金属强度升高。 面角位错：在fcc晶体中形成于两个{111}面的夹角上，由三个不全位错和两个层错构成的不能运动的位错组态。 多边形化：连续弯曲的单晶体中由于在加热中通过位错的滑移和攀移运动，形成规律的位错壁，成为小角度倾斜晶界，单晶体因而变成多边形的过程。 第七章金属塑性变形 一名词 固溶强化：固溶体中的溶质原子溶入基体金属后使合金变形抗力提高，应力－应变曲线升高，塑性下降的现象； 应变时效：具有屈服现象的金属材料在受到拉伸等变形发生屈服后，在室温停留或低温加热后重新拉伸又出现屈服效应的情况； 孪生：金属塑性变形的重要方式。晶体在切应力作用下一部分晶体沿着一定的晶面（孪晶面）和一定的晶向（孪生方向）相对于另外一部分晶体作均匀的切变，使相邻两部分的晶体取向不同，以孪晶面为对称面形成镜像对称，孪晶面的两边的晶体部分称为孪晶。形成孪晶的过程称为孪生；

东北大学20秋答案《土木工程材料》在线平时作业2

1.材料的耐水性一般可用____来表示 A.渗透系数 B.抗冻性 C.软化系数 D.含水率 答案：C 2.中空玻璃属于____其中的一种。 A.饰面玻璃 B.安全玻璃 C.功能玻璃 D.玻璃砖 答案：C 3.水泥熟料中水化速度最快，28天水化热最大的是____。 A.C3S B.C2S C.C3A D.C4AF 答案：C 4.____是决定沥青粘滞性的技术指标 A.针入度 B.延度 C.软化点 答案：A 5.土木工程材料的防火性能包括____。①燃烧性能②耐火性能③燃烧时的毒性 ④发烟性⑤临界屈服温度。 A.①②④⑤ B.①②③④ C.②③④⑤ D.①②③④⑤

6.石膏浆体的水化、凝结和硬化实际上是碳化作用。() A.正确 B.错误 答案：B 7.为加速水玻璃的硬化，常加入氟硅酸钠作为促硬剂，加入越多效果越好。() A.正确 B.错误 答案：B 8.夏季高温时的抗剪强度不足和冬季低温时的抗变形能力过差，是引起沥青混合料铺筑的路面产生破坏的重要原因。() A.正确 B.错误 答案：A 9.某材料含大量开口孔隙，直接用排水法测定其体积，该材料的质量与所测得的体积之比即为该材料的表观密度。() A.正确 B.错误 答案：B 10.初凝时间不符合规定的为废品。() A.正确 B.错误 答案：B 11.红砖在氧化气氛中烧得，青砖在还原气氛中烧得。() A.正确 B.错误

12.在空气中吸收水分的性质称为材料的吸水性。() A.正确 B.错误 答案：B 13.胶合板可消除各向异性及木节缺陷的影响。() A.正确 B.错误 答案：A 14.防水涂料固化前呈液态，尤适用于不规则屋面、节点等复杂表面，可形成无接缝的防水膜。() A.正确 B.错误 答案：A 15.釉面砖常用于室外装饰。() A.正确 B.错误 答案：B 16.红砖在氧化气氛中烧得，青砖在还原气氛中烧得。() A.正确 B.错误 答案：A 17.在满足使用要求的前提下，应尽量使用较大牌号的石油沥青，以保证较长使用年限。() A.正确 B.错误

土木工程材料作业参考答案1

P16-1 何谓材料的密度、表观密度、堆积密度？如何测定？材料含水后对三者有什么影响？ 答：密度指材料在绝对密实状态下单位体积的干燥质量。表观密度指材料在自然状态下单位体积的质量。堆积密度指散粒材料或粉体材料在自然堆积状态下单位体积的质量。 测定材料的密度、表观密度和堆积密度，关键在于分别测定其绝对密实体积、表观体积（即自然状态下的体积）和堆积体积。 密实材料，绝对密实体积等于表观体积，外形规则材料可以直接量度外形尺寸，通过几何计算得到体积；外形不规则的材料可以用排液法得到体积。 求非密实材料的绝对密实体积，要把材料磨成粉，干燥至恒重后用李氏密度瓶测定；求形状规则的非密实材料表观体积，方法同规则密实材料，形状不规则非密实材料，可在材料表面封蜡后，用排液法测得表观体积。 散粒材料的堆积密度，通常以所填充的容器的容积作为材料的自然堆积体积来求得。 材料的密度与含水无关，表观密度和堆积密度随含水量增大而增大。 P16-2 材料的孔隙率和孔隙特征对材料的哪些性能有影响？有何影响。 答：材料的孔隙率和孔隙特征对材料的强度、表观密度、吸水性、吸湿性、抗渗性、抗冻性、隔热保温性、隔声/吸声性等性能有影响。 一般来说组成相同的材料孔隙率越大则干表观密度、强度越小；抗渗性、抗冻性、导热性越差；吸水性、吸湿性、隔热性、吸声性越好。 在组成和孔隙率都相同的情况下，细小开口孔隙比较多的材料比粗大开口孔隙多的材料，吸水性、吸湿性好，抗渗性、抗冻性差，具有较多细小封闭孔隙的材料比具有粗大连通孔隙多的材料强度大，抗冻性好，导热性差。 P16-3有一块烧结普通砖，在吸水饱和状态下质量为2900g，其绝干质量为2550g。砖的尺寸为240mm ×115mm×53mm，经干燥并磨成细粉后取50g，用排水法测得绝对密实体积为18.62cm3。试计算该砖的吸水率、密度、孔隙率。 解：该砖的质量吸水率=（饱和状态下质量—绝干质量）/绝干质量×100% =（2900-2550）/2550×100% =13.7% 该砖的体积吸水率=（饱和状态下质量—绝干质量）/表观体积/水的密度×100% =（2900-2550）/（24×11.5×5.3）/1×100% =23.9% 砖的密度=50/18.62=2.69g/cm3 砖的表观密度=2550/（24×11.5×5.3）=1.74g/cm3 砖的孔隙率=（1—表观密度/密度）×100%=（1-1.74/2.69）×100%=35.3% P53-2硅酸盐水泥熟料有哪些主要的矿物组成？他们在水泥水化中各表现出什么特性？ 答：硅酸盐水泥熟料的主要矿物组成有硅酸三钙（C3S）、硅酸二钙（C2S）、铝酸三钙（C3A）、铁 介质中生成石膏时就有破坏作用？ 答：因为生产中掺入适量的石膏，它的水化反应主要集中于水泥水化的初期，而水泥浆体在终凝之前具有塑性，这个时候的体积膨胀不会受到限制；硬化的初期，水泥石强度较低，内中毛细孔隙比较多，仍能容纳微量的膨胀，因此早期掺入的适量的石膏对水泥不起破坏作用。 硬化后的水泥石不具有塑性，即没有变形能力。后期进入的硫酸盐和水泥石中的水泥水化产物

中南大学土木工程材料复习

土木工程材料课程复习提纲 绪论 土木工程材料的种类与发展历史；土木工程材料与土木工程间的关系 第1章土木工程材料导论（10%） 基本概念： （1）材料的组成：化学组成、物相组成 （2）材料的结构：微观、细观、宏观；晶体、无定形和胶体材料的特征 （3）流体的流变行为：粘度与屈服应力 （4）物理性能：特征温度、质量、密度；孔隙与空隙；亲水与憎水；毛细现象与吸附；含水率与吸水率；平衡含水率；导热系数；线膨胀系数；电阻与电导。 （5）力学性能：作用力形式（拉、压、弯、剪、冲、疲劳）；塑性与弹性；脆性与韧性；强度与弹性模量；硬度、抗疲劳、徐变； （6）耐久性能：无机多孔材料的水侵蚀、冻融破坏、化学侵蚀；金属材料的腐蚀与电化学腐蚀；有机材料的老化；工程材料的放射性和挥发性物质 重要概念： 工程材料的性能包括施工性能，物理性能、力学性能和耐久性能，这些性能均取决其组成与结构！ 重要规律： （1）多孔材料的物理、力学和耐久性能及其与孔隙率、孔结构间的关系 （2）工程材料的弹性、塑性、韧性、脆性与组成、结构的关系 第2章无机胶凝材料（15%） 基本概念： （1）气硬性与水硬性胶凝材料的定义与特性 （2）石膏：二水石膏、半水石膏、硬石膏、建筑石膏的定义与组成；建筑石膏浆体的凝结硬化机理；建筑石膏的主要特性与工程应用 （3）石灰：生石灰、熟石灰、石灰粉、石灰膏的定义与组成；石灰浆体的凝结硬化机理；各种石灰的特性与应用 （4）水玻璃：定义与组成；水玻璃硬化；水玻璃模数；性能与应用 （5）特性硅酸盐水泥：组成与性能特点；应用领域 （6）硫铝酸盐水泥：组成与特点；技术性能特点与应用 （7）铝酸盐水泥：组成与特点；技术性能特点与应用 重要概念： （1）胶凝材料的定义与特性；

大学《土木工程材料》试题及答案

土木工程材料试题及答案 一、填空题（每空1分，共20分） 1、材料的吸湿性是指材料在空气中吸收＿＿＿＿＿的性质。 1.水分 2.水可以在材料表面展开，即材料表面可以被水浸润，这种性质称为 ＿＿＿＿＿。 2.亲水性 3.按冶炼时脱氧程度分类钢可以分成：＿＿＿＿＿，＿＿＿＿＿，＿＿＿＿＿和特殊镇静钢。 3.镇静钢沸腾钢半镇静钢 4.混凝土的三大技术性质指＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿。 4.工作性力学性质耐久性 5.根据粒径的大小可将水泥混凝土用集料分为两种:凡粒径小于＿＿＿＿＿者称为细集料，大于＿＿＿＿＿者称为粗集料。 5.5mm 5mm 6.石灰的主要化学成分是＿＿＿＿＿和＿＿＿＿＿。 6.氧化钙氧化镁 7.土木工程中通常使用的五大品种硅酸盐水泥是 ＿＿＿＿、＿＿＿＿、＿＿＿＿、＿＿＿＿＿和＿＿＿＿＿。 7.硅酸盐水泥普通硅酸盐水泥矿渣硅酸盐水泥火山灰质硅酸盐泥粉煤灰硅酸盐水泥 8.目前所用的墙体材料有＿＿＿＿＿，＿＿＿＿＿和＿＿＿＿＿三大类。 8.砖砌块板材 二.判断题（每小题1分，共10分） 1.砂浆的流动性是用分层度表示的。 1.对

2.白色大理石由多种造岩矿物组成。 2.错 3.粘土质砂岩可用于水下建筑物。 3.错 4.在空气中贮存过久的生石灰，不应照常使用。 4.对 5.针叶树材强度较高，表观密度和胀缩变形较小。 5.对 6.普通混凝土的强度与其水灰比成线性关系。 6.错 7.普通水泥混凝土配合比设计计算中，可以不考虑耐久性的要求。 7.错 8.石膏浆体的凝结硬化实际上是碳化作用。 8.错 9.木材的持久强度等于其极限强度。 9.错 10.沥青混合料是一种复合材料，由沥青、粗集料、细集料和矿粉以及外加剂所组成。 10.对 三.选择题（每小题2分，共10分） 1.在混凝土拌合物中，如果水灰比过大，会造成＿＿。 A 拌合物的粘聚性和保水性不良 B 产生流浆 C 有离析现象 D 严重影响混凝土的强度 1.ABCD 2 为工程使用方便，通常采用（）确定沥青胶体结构的类型。

中南大学材料科学基础课后习题答案位错塑性变形再结晶

位错 一、解释以下基本概念 肖脱基空位：晶体中某结点上的原子空缺了，则称为空位。脱位原子进入其他空位或者迁移至晶界或表面而形成的空位称为肖脱基空位 弗兰克耳空位：晶体中的原子挤入结点的空隙形成间隙原子，原来的结点位置空缺产生一个空位，一对点缺陷（空位和间隙原子）称为弗兰克耳（Frenkel ）缺陷。 刃型位错：晶体内有一原子平面中断于晶体内部，这个原子平面中断处的边沿及其周围区域是一个刃型位错。 螺型位错：沿某一晶面切一刀缝，贯穿于晶体右侧至BC 处，在晶体的右侧上部施加一切应力τ，使右端上下两部分晶体相对滑移一个原子间距，BC 线左边晶体未发生滑移，出现已滑移区与未滑移区的边界BC 。从俯视角度看，在滑移区上下两层原子发生了错动，晶体点阵畸变最严重的区域内的两层原子平面变成螺旋面，畸变区的尺寸与长度相比小得多，在畸变区范围内称为螺型位错 混合位错：位错线与滑移矢量两者方向夹角呈任意角度，位错线上任一点的滑移矢量相同。 柏氏矢量：位错是线性的点阵畸变，表征位错线的性质、位错强度、滑移矢量、表示位错区院子的畸变特征，包括畸变位置和畸变程度的矢量就称为柏氏矢量。 位错密度：单位体积内位错线的总长度ρυ=L/υ；单位面积位错露头数ρs =N/s 位错的滑移：切应力作用下，位错线沿着位错线与柏氏矢量确定的唯一平面滑移,位错线移动至晶体表面时位错消失，形成一个原子间距的滑移台阶，大小相当于一个柏氏矢量的值. 位错的攀移:刃型位错垂直于滑移面方向的运动,攀移的本质是刃型位错的半原子面向上或向下运动，于是位错线亦向上或向下运动。 弗兰克—瑞德源：两个结点被钉扎的位错线段在外力的作用下不断弯曲弓出后，互相邻近的位错线抵消后产生新位错，原被钉扎错位线段恢复到原状，不断重复产生新位错的，这个不断产生新位错、被钉扎的位错线即为弗兰克-瑞德位错源。 派—纳力：周期点阵中移动单个位错时，克服位错移动阻力所需的临界切应力 单位位错：b 等于单位点阵矢量的称为“单位位错”。 不全位错：柏氏矢量不是从一个原子到另一个原子位置，而是从原子位置到结点之间的某一位置，这类位错称为不全位错。 堆垛层错:密排晶体结构中整层密排面上原子发生滑移错排而形成的一种晶体缺陷。 位错反应：位错具有很高的能量，因此它是不稳定的，在实际晶体中，组态不稳定的位错可以转化成为组态稳定的位错，这种位错之间的相互转化称为位错反应。 扩展位错:如果层错两端都终止在晶体内部，即一个层错的两端与两个不全位错相连接。像这样两个不全位错之间夹有一个层错的位错组态称为“扩展位错” 二、纯铁的空位形成能为105kJ/mol. 将纯铁加热到850℃后激冷至室温(20℃)，假设高温下的空位能全部保留，试求过饱和空位浓度与室温平衡空位浓度的比值。 解答 利用空位浓度公式计算 850 ℃ (1123K) ：C v1＝？？，后激冷至室温可以认为全部空位保留下来 20℃(293K) ：C v2＝？？， C v1 /C v2=??? 三、计算银晶体接近熔点时多少个结点上会出现一个空位（已知：银的熔点为960℃，银的空位形成能为1.10eV ，1ev ＝）?若已知Ag 的原子直径为0.289nm ，问空位在晶体中的平均间距。1eV ＝1.602*10-19J )exp(RT Q A C v ?=

徐州工程学院土木工程材料试卷九

九、第一大题 第1题：增大材料的孔隙率，则其抗冻性能将（D ） A不变 B提高 C降低 D不一定 第2题：下列各项中，哪项不是影响硅酸盐水泥凝结硬化的因素？（C ） A熟料矿物成分含量、水泥细度、用水量 B环境温湿度、硬化时间 C水泥的用量与体积 D石膏掺量 第3题：现场拌制混凝土，发现粘聚性不好时最可行的改善措施为（ A） A 适当加大砂率 B 加水泥浆（W/C不变） C 加大水泥用量 D 加CaSO4 第4题：水泥强度试体养护的标准环境是（ D） A(20±3)℃，95%相对湿度的空气 B(20±1)℃，95%相对湿度的空气 C(20±3)℃的水中 D(20±1)℃的水中 第5题：鉴别过火砖和欠火砖的常用方法是(B )根据。 A砖的强度 B砖的颜色深浅及打击声音 C砖的外形尺寸 D 有无泛霜 第6题：对混凝土有利的变形为（ C）。 A 徐变 B 干缩 C 湿涨 D 温度变形 第7题：水泥的强度是指（A ）。 A胶砂强度 B净水泥砂浆强度 C混凝土试块强度 D．净浆强度 第8题：某一材料的下列指标中为常数的是（A ）。 A 密度 B 表观密度（容重） C 导热系数 D 强度 第9题：检验烧结普通砖的强度等级,需取(C )块试样进行试验。 A1 B5 C10 D15 第10题：下类4种钢筋，拿一种强度较高，可自行加工成材，成本较低，发展较快，适宜用于中、小型欲应力构件？（ B） A 热轧钢筋 B 冷拔低碳钢丝 C 碳素钢丝 D 钢绞线 11题：下列碳素结构钢中含碳量最高的是( D)。 A.Q235-AF B.Q215 C.Q255 D.Q275 第12题：有关钢材的知识叙述正确的是？（A ） A 钢与生铁的区别在于钢的含碳量值应小于2.0% B 钢材的耐火性好 C 低碳钢为含碳小于0.60%的碳素钢 D 沸腾钢的冲击韧性和可焊性较镇静钢好

土木工程材料作业1

>>作业 (一) 单选题 1. 评价材料抵抗水的破坏能力的指标是（）。 (A) 强度(B) 渗透系数(C) 软化系数(D) 吸水率 难度：较易分值：4.0参考答案：C学生答案：C得分：4.0 2. 下列属于活性混合材的是（）。 (A) 粘土(B) 慢冷炉渣(C) 粉煤灰(D) 磨细石英砂 难度：较易分值：4.0参考答案：C学生答案：C得分：4.0 3. 关于石灰消解的叙述中正确的是（）。 (A) 放热反应(B) 吸热反应(C) 体积收缩(D) 不能搅拌 难度：较易分值：4.0参考答案：A学生答案：A得分：4.0 4. 硅酸盐水泥石中体积含量最高的水化产物是（）。 (A) 水化硅酸钙凝胶(B) 氢氧化钙(C) 水化铁酸钙(D) 钙矾石 难度：较易分值：4.0参考答案：A学生答案：A得分：4.0 5. 材料抵抗水的破坏作用的能力称为（）。 (A) 耐水性(B) 抗冻性(C) 抗渗性(D) 渗透系数 难度：较易分值：4.0参考答案：A学生答案：A得分：4.0 6. 硅酸盐水泥中水化热最高的矿物是（）。 (A) C3A (B) C4AF (C) C3S (D) C2S

7. 下列水泥中，和易性最好的是（）。 (A) 矿渣水泥(B) 粉煤灰(C) 火山灰水泥(D) 普通水泥 难度：较易分值：4.0参考答案：B学生答案：B得分：4.0 8. 按国家标准规定硅酸盐水泥的初凝时间为（）。 (A) 不早于45分钟(B) 不迟于45分钟(C) 不迟于10小时(D) 不迟于390分钟 难度：较易分值：4.0参考答案：A学生答案：A得分：4.0 9. 建筑石膏指的是（）。 (A) β型半水石膏(B) α半水石膏(C) 无水石膏(D) 二水石膏 难度：较易分值：4.0参考答案：A学生答案：A得分：4.0 10. 承受冲击或震动荷载的结构选材时必须首先考虑材料的（）。 (A) 密度(B) 强度(C) 韧性(D) 耐腐蚀性 难度：较易分值：4.0参考答案：C学生答案：C得分：4.0 (二) 多选题 1. 与普通水泥相比，矿渣水泥的耐热性好主要是因为（）。 (A) 水泥中C3S含量少 (B) 水泥中C3S含量多 (C) 水泥石中氢氧化钙含量少 (D) 水泥石中氢氧化钙含量多 (E) 矿渣耐热

中南大学材料科学基础历年试题

“材料学基础”试题 2003.12. 专业班级 姓名 学号 一、名词解释（24分） 1、 晶界非平衡偏聚 2、 克肯达尔（Kirkendall ）效应 3、 多边化 4、 微晶超塑性 5、 奥罗万（Orowan ）机制 6、 加工硬化 二、请在立方晶系中写出面OBC’、ODD’O’的晶面指数和OB 、OD 晶向指数（AD=1/2AB ）。（8分） 三、在fcc 晶体中，位错反应] 121[6]112[6]101[2a a a +→能否进行？若反应前的 ]101[2a 是刃位错，反应后的扩展位错能在哪个晶面上进行何种运动？（10分）

四、简述冷加工纤维组织、带状组织和变形织构的成因及其对金属材料性能的影响（10分） 五、说明金属冷变形程度的大小对再结晶形核机制和再结晶晶粒尺寸的影响。（10分） 六、根据Cu-Zn合金相图回答下列问题：（18分） 1、说明α相和η相的晶体结构类型； 2、写出图中各水平线的平衡反应式（注明反应时的温度）； 3、画出850℃时Cu-Zn合金各相的自由能－成分曲线示意图； 4、计算Cu-35%Zn合金液相刚凝固完毕时相组成物的百分数； 5、说明Cu-35%Zn合金非平衡凝固时，枝晶偏析是否严重，为什么？

七、根据三元相图回答下列问题：（20分） 1、说明aa0、bb0、cc0箭头的含义； 2、分析X成分合金凝固相变过程，说明其在刚凝固完毕和室温下的组织组成物； 3、分析Y成分合金凝固相变过程，用数学式表示出Y合金凝固完毕时相组成物 的百分数。 金属学试题 1.根据铁碳亚稳平衡相图和你所学所有知识，回答下列问题： 1）分析氢，氮，碳，硼在α-Fe 和γ-Fe 中形成固溶体的类型，进入点阵中的位置和固溶度大小。已知元素的原子半径如下：氢：0.046nm，氮：0.071nm，碳：0.077nm，硼：0.091nm，α-Fe：0.124nm，γ-Fe ：0.126nm。 2）标注平衡反应的成分及温度，写出平衡反应式。 3）分析Fe-1%C合金的平衡凝固到室温过程组织变化； 4）指出γ的晶体结构、密排方向、密排面、密排面的堆垛顺序、致密度、配位数、晶胞中原子数；指出α和γ的滑移系； 5）结合你所学的有关知识，如何提高Fe－C合金的强度； 6）Fe－0.1％C合金在拉伸中，一种情况在拉伸出现塑性变形后去载，立即再加载，另一种情况是去载后时效再加载，试解释前者无屈服现象，后者有屈服现象的原因；7）固溶处理后进行一定量的冷变形，对合金在随后的回火过程有那些可能的影响？8）Fe－0.1％C合金制作成齿轮，对含碳0.1％齿轮气体渗碳强化，画出钢在渗碳后的

土木工程材料作业(2)

一、问答题。 1．常见合成高分子防水卷材有哪些？ 答：1、三元乙烯橡胶防水卷材 2、氯丁橡胶卷材 3、氯丁橡胶乙烯防水卷材 4、氯化聚乙烯防水卷材 5、氯化聚乙烯橡胶共混卷材 2．钢材牌号与其强度质量等的关系？ 答：钢的牌号由代表屈服点的字母、屈服点数值、质量等级符号、脱氧方法符号等四个部分顺序组成。牌号越大，含碳量越大，抗拉强度越高，而伸长率则随着牌号的增大而降低。 3．各元素对钢材质量的影响？ 答：钢材中除了主要化学成分铁以外，还含有少量的碳、硅、锰、磷、硫、氧、氮、钛、钒等元素： （一）碳（C）： 一、所有碳素钢的性能主要取决于含C量，钢中含碳量增加，屈服点和抗拉强度升高，性和冲击性降低，0.8%以下的碳钢抗拉强度与含碳量成正比增加，塑性及韧性则相反，含C 量>0.8%的碳钢，强度及塑性均低，但硬度很高，但当含碳量在1.0%以上，随着含碳量的增加，钢材的强度反而下降。所以含C量不同的钢经处理后显示的性质就不同。含碳量越高，钢的硬度就越高，但是它的可塑性和韧性就越差。碳量高还会降低钢的耐大气腐蚀能力，在露天料场的高碳钢就易锈蚀。 二、随着含碳量的增加，钢材的焊接性能变差（含碳量大于0.3%的钢材，可焊性显著下降）冷脆性和时效敏感性增大，耐大气锈蚀性下降。一般工程所用碳素钢均为低碳钢，即含碳量小于0.25%；工程所用低合金钢，其含碳量小于0.52%。 （二）硅（Si）： 一、在炼钢过程中加硅作为还原剂和脱氧剂，是钢中的有益元素。所以镇静钢含有 0.15-0.30%的硅。如果钢中含硅量超过0.50-0.60%，硅就算合金元素。硅含量较低（小于 1.0%）时，能提高钢材的强度，而对塑性和韧性无明显影响。它可以提高钢的硬度，但是可塑性和韧性下降，电工用的钢中含有一定量的硅，能改善软磁性能。 二、硅能显著提高钢的弹性极限，屈服点和抗拉强度，故广泛用于作弹簧钢。中加入 1.0－1.2%的硅，强度可提高15－20%。 三、硅和钼、钨、铬等结合，有提高抗腐蚀性和抗氧化的作用，可制造耐热钢。 四、含硅1－4%的低碳钢，具有极高的导磁率。 五、硅量增加，会降低钢的焊接性能。 （三）锰（Mn）： 一、锰是炼钢时用来脱氧去硫而存在于钢中的，是钢中的有益元素。能力，能消除或减轻氧、硫所引起的热脆性，大大改善钢材的热加工性能，同时能提高钢材的强度和硬度。一般钢中含锰0.30－0.50%。在碳素钢中加入0.70%以上时就算“锰钢”，较一般钢量的钢不但有足够的韧性，且有较高的强度和硬度，提高钢的淬性，改善钢的热加工性能，如16Mn 钢比A3屈服点高40%。 二、锰量增高，减弱钢的抗腐蚀能力，降低焊接性能。能提高钢的强度，能消弱和消除硫的不良影响，并能提高钢的淬透性，含锰量很高的高合金钢（高锰钢）具有良好的耐磨性和其它的物理性能。

中南大学《土木工程材料》课程作业一及参考答案

(一) 单选题 1. 建筑石膏的水化产物是（ ）。 (A) 二水 石膏 (B) 高强 石膏 (C) 半水 石膏 (D) 地板 石膏 参考答案： (A) 2. 建筑石膏硬化时体积略膨胀，线膨胀率约为（ ）。 (A) 1% (B) 2% (C) 3% (D) 4% 参考答案： (A) 3. 某一材料的下列指标中为常数的是（ ）。 (A) 密 度 (B) 表观密 度 (C) 强 度 (D) 含水率 参考答案： (A) 4. 硅酸盐水泥石中体积含量最高的水化产物是（ ）。 (A) 水化硅酸钙凝胶 (B) 氢氧化钙 (C) 水化铁酸钙 (D) 钙矾石 参考答案： (A) 5. 硅酸盐水泥的生产工艺可以简单地概括为（ ）。 (A) 破碎 (B) 磨细 (C) 煅烧 (D) 两磨一烧 参考答案： (D)

6. 关于石灰消解的叙述中正确的是（ ）。 (A) 放热 反应 (B) 吸热 反应 (C) 体积 收缩 (D) 不能 搅拌 参考答案： (A) 7. 水化硬化后体积微膨胀的无机胶凝材料是（ ）。 (A) 建筑石膏 (B) 建筑石灰 (C) 硅酸盐水泥 (D) 快硬硅酸盐水泥 参考答案： (A) 8. 石膏制品的特性中正确的为（ ）。 (A) 耐水 性差 (B) 强度高 (C) 抗冻 性好 (D) 耐水 性好 参考答案： (A) 9. 一般地，材料的含水率提高，导热系数（ ） (A) 增大 (B) 降低 (C) 不变 (D) 不一定 参考答案： (B) 10. 为减小石灰硬化过程中的收缩，可以( )。 (A) 加大用水量 (B) 减少单位 用水 降低 (C) 加入麻刀、纸筋 (D) 加入水 泥 参考答案： (C)

2018年中南大学粉末冶金学院959材料科学基础考纲

发布时间：2017/9/28 17:55 浏览次数：113 次本考试大纲由粉末冶金研究院教授委员会于2017年9 月27日通过。 粉末冶金研究院2017年硕士研究生入学考试《材料科学基础》试题形式分为3个专业特色模块，分别为：金属材料、无机非金属材料、高分子材料与工程，考生根据自身优势选择其中1个模块答题即可，每个模块均为150分。 I．考试性质 《材料科学基础》是材料科学与工程及相关学科专业硕士研究生的入学专业基础考试课程。材料科学是研究材料内在结构、性能和制备工艺之间相互作用关系的科学学科。《材料科学基础》考试成绩是评价考生是否具备从事材料科学与工程研究能力的基本标准。 II．考查目标 材料科学与工程学科主要探讨材料组成-制备工艺-组织结构（电子、原子和微观结构等）-性能-外界环境之间的相互作用关系。其中，材料结构在很大程度上决定了材料的性能。本课程考试通过重点考察学生对材料科学的基本概念和定律的理解基础上，旨在评估考生运用材料科学的基本原理和方法解决实际材料工程问题的能力。 III．考试形式和试卷结构 1、试卷满分及考试时间 本试卷满分为150分，考试时间180分钟。 2、答题方式 答题方式为闭卷，笔试。 3、试卷内容结构 本试卷分为3个模块，分别为金属材料、无机非金属材料、高分子材料与工程专业特色模块，每个模块均为150分。考生可根据自身的优势选择3个专业特色模块中的任何1个模块答题即可。 IV．试卷题型结构及比例 包括名词解释、简答题、计算和综合分析论述等不同形式的题目。 名词解释约20% 简答题约40%

计算和综合分析论述题等约40% V．考查内容 （1）金属材料模块考点： 一、晶体结构 金属材料中的原子键合方式、特点及其对材料性能的影响； 晶体学基础：空间点阵与晶体结构的基本概念、晶向指数与晶面指数；常见典型金属的晶体结构及其特征、晶体材料的多晶型性； 合金相结构：固溶体、金属间化合物的概念及分类、影响固溶体溶解度的因素、合金相与材料性能的关系。 二、晶体缺陷 晶体缺陷的概念及分类； 点缺陷：点缺陷的类型、平衡浓度、产生及其运动、点缺陷与材料行为； 位错：位错的基本类型和特征、柏氏矢量、位错的运动、位错的应力场及其与其他缺陷的相互作用、位错的增值、位错反应、实际晶体中的位错、位错理论的应用； 表面与界面：表面与表面吸附、晶界与相界的概念和分类、界面特性、晶体缺陷在材料组织控制（如扩散、相变）和性能控制（如材料强化）中的作用。 三、凝固 金属结晶与凝固的概念、金属结晶的基本规律、金属结晶的热力学条件、均匀形核、非均匀形核、晶核的长大、凝固理论的应用。 四、相图 相图的表示及相图的热力学基础； 二元合金相图：匀晶、共晶、包晶相图中合金的平衡、非平衡结晶过程及其组织、杠杆定律及应用、二元合金相图分析方法、相图与性能的关系；