材料概论英文版 武汉理工大学

Material: Solids used by man kind to produce items which constitute the support for his living environment

Characteristics of materials

◆Have certain compositions;

◆Can be processed;

◆With certain shape and color;

◆Can be used and reused or recycled.

◆特点:

?具有一定的成分和配比；

?可成型加工；

?保持一定形状和外观；

?具有使用价值并可回收再利用。

材料性能的决定因素

◆组成材料的各元素的原子结构，

◆原子间的相互作用、相互结合，

◆原子或分子在空间的排列分布和运动规律,

◆原子集合体的形貌特征。

Classification of materials

◆Atomic structures

◆Nature of chemical bonds:

? Metallic bond 金属键

? Ionic bond 离子键

? Covalent bond 共价键

? Secondary bond 次价键

? Van der Waals bond 范德华力

? Hydrogen bond 氢键

Classification:

◆metals and their alloys:- metallic bonding

◆Organic polymers: Covalent bonding & secondary bonding

◆Ceramics:Ionic bonding & covalent bonding

Metals and their alloys:

◆ are good conductors of heat and electricity;

◆ are opaque to visible light;

◆ are hard, rigid;

◆ can undergo plastic deformation

◆ have a high melting temperature (Tm).

Organic polymers:

◆made up of long-chain molecules;

◆ are electrical and thermal insulators;

◆ are light and easily formable;

◆ the best-known organic polymers are:

? poly (vinyl chloride) (聚氯乙烯，PVC);

? polyethylene (聚乙烯，PE);

? polystyrene (聚苯乙烯，PS)。

Composite materials: Are constituted by two or more different materials with specific properties.

Glass fiber reinforced resins:

lightweight composites with high

mechanical strength

Concrete:

an agglomeration of cement, sand

and gravel

Mechanical properties:

? The behavior of materials deformed by a set of forces.

?弹性 Elasticity

?塑性 Plasticity

?强度 Strength

?硬度 Hardness

?韧性 Toughness

?疲劳特性 Fatigue behavior

?耐磨性 Abrasion resistance

Physical properties:

◆The behavior of materials subjected to the action of temperature, electric

or magnetic fields, or light.

?电性能 Electric properties

?磁性能 Magnetic properties

?热性能 Thermal properties

?光性能 Optical properties

Chemical properties:

◆The behavior of material in a reactive environment.

◆抗腐蚀能力 Corrosion resistance

? Atmospherically,

? Chemically (salts, acid, alkali)

Materials Engineering:

◆Concerned with

? Manufacturing,

? Transformation

? Shaping

? Processing.

The three most common crystal structures of metals are

?Body-centered cubic structure,

?Face-centered cubic structure,

?Hexagonal close-packed structure

Production of steel:

◆Pig iron contains too much carbon and too many impurities to be used directly

in most applications.

◆ It must be converted to steel in one of several types of converters. These

converters may differ in appearance, but they do the same thing: ?burn off the carbon in the iron.

?Impurities are removed as gases and in the slag.

?Phosphorus and sulfur are reduced to less than 0.05 percent of the steel.

?Manganese content is reduced to an amount from 0.2 to 2.0 percent;

?Silicon is reduced to an amount from 0.01 to 3.5 percent.

Three primary ores are

?magnetite,

? hematite,

?taconite

铸铁概念：cast iron, essentially an alloy of iron, carbon and silicon, is composed of iron and from 2 to 6.67 percent carbon, plus manganese, sulfur, and phosphorus, and shaped by being cast in a mold. The types and properties of cast iron ； white cast iron( hard , brittle ) , gray cast iron (brittle ,withstand large compressive loads but small tensile loads ), alloy cast iron , nodular or ductile cast iron (good castability ,toughness, good wear resistance ,low melting point ,and hardenability ), malleable cast iron (strength ,toughness, ductility ,and machinability)

Stainless Steel :

●Ferritic

●Martensitic

●Austenitic

●PH Alloys

advantages of using Al:one-third of the weight of steel ;good thermal and electrical conductivity ;high strength-to-weight ratio ;can be given a hard surface by anodizing and hard coating ;most alloys are weldable ;will not rust ;high reflectivity ;can be die cast ;easily machined ;good formability; nonmagnetic ;nontoxic and one –third of the stiffness of steel.

Magnesium:

1.The lightest of all structural metals

2.Specific gravity:1.75

3. Magnesium weighs 1.5 times less than an equal volume of aluminum and 4 times less than zinc.

4.High strength, stiffness, dimensional stability,

5.High strength-to-weight ratio.

Magnesium alloys have

?relatively high thermal and electrical conductivities;

? good energy absorption characteristics;

?Nonmagnetic properties

The four types of stresses:ductility, tensile strength, proportional limit, elastic limit, modulus of elasticity, resilience, yield point, yield strength, ultimate strength, and breaking strength

Four basic types of stresses : tensile, compressive, shear ,torsion (拉力，压力，剪切力，扭转力)

Metals and nonmetals

◆Ability to donate electrons and form a positive ion;

◆Crystalline structure – grain structure;

◆High thermal and electrical conductivity;

◆Ability to be deformed plastically, and

◆Metallic luster or reflectivity

Crystalline unit structures

◆Body-centered cubic (BCC)

◆Face-centered cubic (FCC)

◆Hexagonal close-packed (HCP)

◆Cubic

◆Body-centered tetragonal

◆Rhombohedral

There are several factors that may speed the corrosion process. Among these factors are

?an increase in temperature,

?the presence of certain gases,

?environmental factors such as acid rain,

?metal fatigue,

?cold working/forming,

?and other similar factors

Ceramic compounds:Can be defined as inorganic compounds made by heating clay or other mineral matter to a high temperature at which they partially melt and bond together

Ceramics Classification

? traditional ceramics: derived and processed from clay or nonclay minerals including refractories（耐火材料), white wares, cement(水

泥), porcelain(瓷器), and structural clay ceramics.

?advanced ceramics: high purity, better mechanical, electrical, magnetic, and optical properties

Nature of Ceramics

◆Crystalline solids composed of metallic and nonmetallic materials

◆Ceramics are crystal structures made of metallic ions and Inorganic materials

◆Bonding is either partially or completely ionic.

◆Variables include

? The magnitude of the electrical charge on the ions;

? The relative size of the ions

Properties of Ceramics

◆Corrosion resistance, chemical inertness, thermal shock resistance

wear-resistance

◆Electrical properties: solid electrolytes in experimental batteries and

fuel cells

◆Other uses: include automotive sensors, packaging for integrated circuits,

electronic/optical devices, fiber optics, microchips, and magnetic heads Porosity and Density

◆Mass density, which uses the mass of a material divided by its volume refers

to this theoretical density

◆Atomic weight is a major factor in determining the density of a material

◆Close-packed metals are more dense than open-structured material s

◆The optimum density of spherical particles can be reached by varying the size

distribution of particles to permit smaller particles (50 nm or less) to locate in the interstices (空隙) of the larger ones.

Ceramic Processing

◆Traditional Processing

?structural clay products and the whitewares.

?Formation → Drying → Firing

◆Advanced Ceramic Processing

1.制备工艺：不再以熔炉为主要烧结工具, 如真空烧结、气氛烧结、热压烧结、气

压烧结等。

2.性能：高强度、高硬度、耐腐蚀、导电、绝缘以及磁、电、光、生物相容性等。Classification of glasses according to compositions

◆Oxide glasses

◆Chalcogenide Glasses (硫属化物玻璃)

◆Thioborate glasses (B2S3) (硫硼玻璃)

◆Halide glasses (BeF2, ZnCl2 etc.) (卤化物玻璃)

◆Heavy metal fluoride glasses (ZrF4) (重金属氟化玻璃)

◆Oxy-halide glasses (氧卤玻璃)

◆Oxynitride glasses (氧氮玻璃)

◆Metallic glasses (金属玻璃)

◆Glass-like Carbon (玻璃碳)

◆Silica and silicate glasses (硅酸盐玻璃）

◆B2O3 and borate glasses (硼酸盐玻璃）

◆GeO2 and germanate glasses （锗酸盐玻璃）

◆P2O5 and phosphate glasses （磷酸盐玻璃）

◆Complex oxide glasses

The glass transition is the region of temperatures where the properties of a cooled liquid continuously change from being “liquid-like” to “solid-like

Properties of glass

◆Density

?The density of most glasses is dependent upon its thermal history and decreases with temperature

?Glasses cooled at various rates from above the annealing point will differ in density with the more rapidly cooled glasses having a lower

density

◆Hardness

?Glasses are brittle in a macroscopic scale, but they can flow under shear stresses in a microscopic scale

?Hardness is a property closely related to the mechanical strength of

a glass and to its low temperature viscosity

◆Hardness

?Glasses are brittle in a macroscopic scale, but they can flow under shear stresses in a microscopic scale

?Hardness is a property closely related to the mechanical strength of

a glass and to its low temperature viscosity

◆Brittleness

?One of the main causes of this loss of strength is the presence of surface defects

?The stress will concentrate over only a few inter-atomic bonds at the apex (顶点) of the crack

?If the glass is cooled too rapidly it does not have time to release stresses set up within it during cooling. These stresses are

“frozen-in” and can cause the glass to shatter(粉碎) when it becomes

a solid.

◆Optical Properties

?The refractive index depends upon the wavelength of light, the density, temperature, thermal history, stress, and composition of the glass ?Glasses of higher refractive index have greater dispersion. The higher the index, the more the dispersion tends to increase with

decreasing wavelength

?The refractive index of a glass and its change with the composition and heat treatment are of primary importance for optical glasses Polymers are macromolecules built up by the linking together of large numbers of much smaller molecules. Elastomers, Fibers, and Plastics

?The small molecules that combine with each other to form polymer molecules are termed monomers（单体）.

?The reactions by which they combine are termed polymerizations（聚合）.

Chain polymerization consists of a sequence of three steps：

Initiation reaction (birth)

Propagation reaction (growth)

Termination reaction (death)

Control of Tm and Tg

1.Thus a highly flexible chain has a low Tg, which increases as the rigidity of the chain becomes greater.

2.Similarly, strong intermolecular forces tend to raise Tg and also increase crystallinity.

General consideration

◆The chemical level.

?This deals with information on the fine structure, namely what type of monomer constitutes the chain and whether more than one type of

monomer is used (copolymer),

◆The architectural aspects.

?These are concerned with the chain as a whole, and now we are required to ask such questions as:

◆is the polymer linear, branched, or crosslinked;

◆what distribution of chain lengths exist;

◆what is the chain conformation and rigidity？

Mechanical Properties

◆Modulus. The resistance to deformation as measured by the initial stress

divided by ?L / L.

◆Ultimate Strength or Tensile Strength. The stress required to rupture the

sample.

◆Ultimate Elongation.The extent of elongation at the point where the sample

ruptures.

◆Elastic Elongation. The elasticity as measured by the extent of reversible

elongation.

◆Polymers vary widely in their mechanical behavior depending on the degree

of crystallinity, degree of crosslinking, and the values of Tg and Tm.

1. High strength and low extensibility are obtained in polymers by

having various combinations of high degrees of crystallinity or

crosslinking or rigid chains (characterized by high Tg).

2.High extensibility and low strength in polymers are synonymous with

low degrees of crystallinity and crosslinking and low Tg values.

3.The temperature limits of utility of a polymer are governed by its

Tg and/or Tm. Strength is lost at or near Tg for an amorphous polymer

and at or near Tm for a crystalline polymer.

◆Different polymers are synthesized to yield various mechanical behaviors by

the appropriate combinations of crystallinity, crosslinking, Tg, and Tm.

1.Depending on the particular combination, a specific polymer will be

used as a fiber, flexible plastic, rigid plastic, or elastomer.

◆Commonly encountered articles that typify these uses of polymers are clothing

and rope (fiber), packaging films and seat covers (flexible plastic), eyeglass lenses and housings for appliances (rigid plastic), and rubber bands and tires (elastomer).

The Definition of composite: A composite is a combined material created by the synthetic assembly of two or more components a selected filler or reinforcing agent and a compatible matrix（基体） binder (i.e., a resin) in order to obtain specific characteristics and properties.

复合材料定义：由两种或两种以上组分，通常一种是填料或增强材料，另一种是与之相容的基体粘结材料结合而成，以获得最佳或特殊性能的一种材料。

on the basis of the form of their structural components (the reinforcing agent )（按增强材料的形式分类）

1.fibrous (composed of fibers in a matrix)

https://www.sodocs.net/doc/7a15495403.html,minar (composed of layers of materials)

3.particulate (1)flake (2)skeletal (composed of particles in a matrix)

polymer matrix composite（聚合物基复合材料）

PMC Matrix : polymer （聚合物）

Reinforcement: glass,carbon and Aramid（芳纶纤维）

metal matrix composite(金属基复合材料)

MMC Matrix : metal (aluminum)

Reinforcement: SiC

ceramic matrix composite（无机非金属基复合材料）

CMC Matrix : ceramic

Reinforcement: SiC, Boron in short fiber or whisker（晶须） style

The Advantage and disadvantages of Fillers

1.Advantage: increased strength and stiffness, heat resistance, heat conductivity, stability, wet strength, fabrication mobility, viscosity, abrasion resistance, and impact strength; reduced cost, shrinkage, exothermic heat（放热）, thermal-expansion （热膨胀）, coefficient, porosity, and crazing（裂纹）; and improved surface appearance.

2.Disadvantage: They may limit the method of fabrication, inhibit curing of certain resins, and shorten the pot life（存储期） of the resin.

the properties of the composite are determined by:

?The properties of the fibre

?The properties of the resin

?The ratio of fibre to resin in the composite （复合材料中纤维和树脂的比例）(Fibre Volume Fraction (FVF)纤维的体积含量)

?The geometry and orientation of the fibres in the composite（复合材料中纤维的形态和取向）

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材料科学与工程专业概论

材料是物 质， 但不是所有物质都可以称为材料。如燃料和化学原料、工业化学品、食物和药物， 一般都不算是材料。材料是人类赖以生存和发展的物质基础。 二. 材料的分类 然后我们看材料的分类。材料可按其成分及物理化学性质可分为： a 金属材料（铸铁、碳钢、铝合金 卜 b 无机非金属材料（水泥、玻璃、陶瓷卜 c 有机高分子材料（塑料、合成橡胶、合成纤维 ） d 复合材料（由两种或两种以上物理、化学、力学性能不同的物质，经人工组合而成的 多相固体材料，如石墨/铝复合材料、碳/陶瓷基复合材料、碳/碳复合材料）。按使用用途材 料可分为结构材料（主要利用材料的强度、韧性、 弹性等力学性能，用于制造在不同环境下 工作时承受载荷的各种结构件和零部件的一类材料， 即机械结构材料和建筑结构材料） 和功 能材料（由两种或两种以上物理、化学、 力学性能不同的物质，经人工组合而成的多相固体 材料）。 按照应用领域来分材料可以分为电子材料、航空航天材料、核材料、建筑材料、能源材 料、生物材料等。按来源可分为人工材料和天然材料。 三、 材料的地位和作用 1. 材料是人类文明的里程碑 我们中学阶段学过经济发展史，纵观人类利用材料的历史，材料起着举足轻重的作用， 是一切生产和生活的物质基础，是生产力的标志，是人类进步的里程碑。 石器时代：早在一百万年以前， 人类开始进入旧石器时代，可以使用石头作为工具。一 万年以前，人类开始进入新石器时代， 将石头加工成器具和工具如左下角图， 在8000年前, 开始人工烧制成陶器，用于器皿和装饰品如彩陶双耳罐。 青铜器时代：五千年以前，人类开始进入青铜器时代，青铜烧注成型， 用金 属，越王勾践曾使用的青铜剑，中国商代司母戊鼎。 铁器时代：3000年以前人类开始进入铁器时代，生铁冶炼及处理技术推动了农业、水 利、和军事的发展和人类社会进步，直至 18世纪进入了近代工业快速发展时代。 材料是人类进化和文明的标志。石器、青铜器、铁器这些具体的材料被历史学家作为划 分时代的重要标志。材料的发展创新是各个高新技术领域发展的突破口， 新型材料是当代社 会发展进步的促进剂，是现代社会经济的先导，是现代工业和现代农业发展的基础， 也是国 防现代化的保证。材料的发展深刻地影响着世界经济、 军事和社会的发展，同时也改变着人 们在社会活动中的实践方式和思维方式，由此极大地推动了社会进步。 2. 材料是经济和社会发展的先导 第一次工业革命，钢铁工业的发展为蒸汽机的发明和利用奠定了基础。 的发明促进了机械制造和铁路运输等行业发展 . 第二次工业革命，合金钢、铝合金及其他非金属材料的发展是此次工业革命的支撑， 电动机的发明奠定基础.使制造业大力迈入电气化时代 同学们大家好，祝贺同学们考入辽宁工程技术大学材料学院。 相信在座同学除了对大学 生活怎么进行规划感到迷茫， 也会对自己所学专业仍然存在疑虑： 材料学是研究什么的？我 们可以在材料学里学到什么呢？学了这个学科有什么用处呢？因此我们开设这门材料科学 与工程专业概论以解答同学们的这些问题，让咱们对材料学从一个感性认识上升到理性认 识。 一、材料的定义 首先第一节我们介绍一下材料的定义。 材料是人类用于制造物品、器件、构件、机器或其他产品的那些物质。 人类开始大量使 转炉和平炉炼钢

材料概论英文版武汉理工大学

Material:Solids used by man kind to produce items which constitute the support for his living environment Characteristics of materials ◆Have certain compositions; ◆Can be processed; ◆With certain shape and color; ◆Can be used and reused or recycled. ◆特点: ?具有一定的成分和配比； ?可成型加工； ?保持一定形状和外观； ?具有使用价值并可回收再利用。 材料性能的决定因素 ◆组成材料的各元素的原子结构， ◆原子间的相互作用、相互结合， ◆原子或分子在空间的排列分布和运动规律, ◆原子集合体的形貌特征。 Classification of materials ◆Atomic structures ◆Nature of chemical bonds: ?Metallic bond 金属键 ?Ionic bond 离子键 ?Covalent bond 共价键 ?Secondary bond 次价键 ?Van der Waals bond 范德华力 ?Hydrogen bond 氢键 Classification: ◆metals and their alloys:- metallic bonding ◆Organic polymers: Covalent bonding & secondary bonding ◆Ceramics:Ionic bonding & covalent bonding

材料科学概论答案

1高分子材料的性能特点 组成：主要由C、H、O组成(无机高分子，如玻璃)分子量多分散性，只有一定的范围，是分子量不等的同系物的混合物；分子量很大（104-107，甚至更大）没有固定熔点，只有一段宽的温度范围；没有沸点和固定的熔点，分子间力很大，加热到200o C-300o C以上，材料破坏（降解或交联）。链式结构,柔性分子链 由于这一突出特点，聚合物显示出了特有的性能，表现为“三高一低一消失”。既是：?高分子量?高弹性?高黏度、?结晶度低、?无气态。 因此这些特点也赋予了高分子材料（如复合材料、橡胶等）高强度、高韧性、高弹性等特点。 大部分高分子的主链具有一定的内旋转自由度。 2弹性模量的定义及意义 定义：一般地讲，对弹性体施加一个外界作用，弹性体会发生形状的改变（称为“应变”），“弹性模量”的一般定义是：应力除以应变。 意义： 弹性模量是工程材料重要的性能参数，从宏观角度来说，弹性模量是衡量物体抵抗弹性变形能力大小的尺度，从微观角度来说，则是原子、离子或分子之间键合强度的反映。凡影响键合强度的因素均能影响材料的弹性模量，如键合方式、晶体结构、化学成分、微观组织、温度等。因合金成分不同、热处理状态不同、冷塑性变形不同等，金属材料的杨氏模量值会有5%或者更大的波动。但是总体来说，金属材料的弹性模量是一个对组织不敏感的力学性能指标，合金化、热处理（纤维组织）、冷塑性变形等对弹性模量的影响较小，温度、加载速率等外在因素对其影响也不大，所以一般工程应用中都把弹性模量作为常数。 弹性模量可视为衡量材料产生弹性变形难易程度的指标，其值越大，使材料发生一定弹性变形的应力也越大，即材料刚度越大，亦即在一定应力作用下，发生弹性变形越小。弹性模量E是指材料在外力作用下产生单位弹性变形所需要的应力。它是反映材料抵抗弹性变形能力的指标，相当于普通弹簧中的刚度。 3.橡胶的特点 1）高弹性橡胶的弹性模量小，一般在1～9.8MPa。伸长变形大，伸长率可高达1000%，仍表现有可恢复的特性，并能在很宽的温度（-50～150℃）范围内保持有弹性。 （2）粘弹性橡胶是粘弹性体。由于大分子间作用力的存在，使橡胶受外力作用。产生形变时受时间、温度等条件的影响，表现有明显的应力松驰和蠕变现象。 （3）缓冲减震作用橡胶对声音及振动和传播有缓和作用，可利用这一特点来防除噪音和振动。 （4）电绝缘性橡胶和塑料一样是电绝缘材料，天然橡胶和丁基橡胶和体积电阻率可达到1015Ωcm以上。 （5）温度依赖性高分子材料一般都受温度影响。橡胶在低温时处于玻璃态变硬变脆，在高温时则发生软化、熔融、热氧化、热分解以至燃烧。 （6）具有老化现象如同金属腐蚀、木材腐朽、岩石风化一样，橡胶也会因环境条件的变化而发生老化，使性能变坏，使寿命缩短。 （7）必须硫化橡胶必须加入硫黄或其它能使橡胶硫化（或称交联）的物质，使橡胶大分子交联成空间网状结构，才能得到具有使用价值的橡胶制品，但是，热塑性橡胶可不必硫化。除此之外，橡胶密度低，属于轻质材料，硬度低，柔软性好；透气性较差，可做气密

“材料科学与工程导论”——课程教学大纲

北京工业大学 “材料科学与工程导论”——课程教学大纲 英文名称：Introduction to Materials Science and Engineering 课程编号：0000274 课程类型：学科基础必修课 学时：32 学分：2.0 适用对象：材料类本科生 先修课程：大学物理、高等数学、工程力学 使用教材及参考书： [1] 许并社，材料科学概论，北京工业大学出版社，2002 [2] 冯端、师昌绪、刘治国，材料科学导论，化学工业出版社，2002 [3] 张钧林、严彪、王德平、袁华，材料科学基础，化学工业出版社，2006 [4] 周达飞，材料概论，化学工业出版社，2001 [5] William D. Callister, David G. Rethwisch, Fundamentals of Materials Science and Engineering: An Integrated Approach, John Wiley & Sons INC, 2008 [6] 美国国家研究委员会，90年代的材料科学与材料工程，航空工业出版社，1992 [7] 李恒德、师昌绪，中国材料发展现状及迈入新世纪对策，山东科学技术出版 社，2002 一、课程性质、目的和任务 《材料科学与工程导论》是面向材料学院二年级本科生开设的专业基础必修课。其目的是使学生了解材料科学在经济社会发展中的作用以及材料科学与工程学的形成与学科发展趋势。以材料“四要素”及其相互关系为中心，使学生建立从材料设计、组织控制、制备加工到性能评价与工程应用的概念体系，在掌握材料共性规律与特点的基础上，使学生理解材料科学与工程内涵，学会分析材料问题的方法。以案例的形式，介绍典型金属及无机非金属的结构与功能材料的研究规律，强化学生对“四要素”的理解。 二、课程教学内容及要求

房屋建筑学复习材料(武汉理工大学出版社)

房屋建筑学复习材料 一、民用建筑设计 1、构成建筑的基本要素是：建筑功能、建筑技术和建筑形象。 2、建筑的分类：按使用性质通常可分为:生产建筑(即工业建筑,农业建筑),非生产建筑(即民用建筑)。 3、按层数分:低层建筑(1-2层)，多层建筑(4-6层),中高层建筑(7-9层),高层建筑(10层及10层以上，包括首层设置商业服务网点的住宅) 4、按高度分 普通建筑：建筑高度不大于24m的公共建筑和建筑高度大于24m的单层公共建筑 高层建筑：建筑高度超过24m的公共建筑 超高层建筑：建筑高度大于100m的民用建筑 5、按耐火等级划分为四级，一级的耐火性能最好，四级最差 建筑物的耐火等级是按组成房屋构件的耐火极限和燃烧性能这两个因素确定的 a 构件耐火极限:指按建筑构件的时间--温度标准曲线进行耐火试验,从受到火的作用时起,到失去支持力或完整性被破坏或失去隔火作用时止的这段时间,用小时表示. b 构件燃烧性能:分为三类,即非燃烧体,燃烧体,难燃烧体. 6、设计使用年限：5年（临时性建筑）；25年（易于替换结构构件的建筑）；50年（普通建筑和构筑物）；100年（纪念性建筑和特别重要的建筑） 7、建筑模数协调统一标准 (1)基本模数:数值规定为100mm,符号为M. (2)导出模数:分为扩大模数和分模数: 分模数:指整数除基本模数的数值,分模数的基数 为:1/10M,1/5M,1/2M. 8、建筑设计的依据 (1)使用功能:①人体尺度及个体活动所需空间尺度；②家具、设备尺

寸和使用它们所需的必要空间. (2)自然条件:①气象条件②地形、地质及地震烈度（烈度在6度以下时，地震对建筑物影响较小，一般可不考虑抗震措施。9度以上地区，地震破坏力很大，一般应避免在该地区建造房屋）7-9°③水文. 二、建筑平面设计 平面设计的内容 1、建筑平面设计包括单个房间平面设计及平面组合设计 2、对使用房间平面设计的要求主要有（简答） 3、房间形状常采用矩形的主要原因（简答） 4、从视听的功能考虑，教室的平面尺寸应满足的要求（简答） 5、门窗宽度及数量：一般单股人流通行最小宽度取550mm 6、交通联系部分包括水平交通空间（走道），垂直交通空间（楼梯、电梯、自动扶梯、坡道），交通枢纽空间（门厅、过厅）等 7、平面组合大致可归纳为：走道式组合、套件式组合、大厅式组合、单元式组合、混合式组合 三、建筑剖面设计 1、房间的剖面形状可分为矩形和非矩形两类，大多数民用建筑均采用矩形，这是因为矩形剖面简单、规整、便于竖向空间的组合，容易获得简洁而完整的体型，同时结构简单，施工方便 2、房间的净高：楼地面到结构层（梁、板）底面或顶棚下表面之间的距离。 层高：该层楼面到上一层楼地面之间的距离 3、窗台一般常取900—1000mm 室内外地面高度以不超过300mm为宜 4、对于托儿所、幼儿园等建筑，考虑到儿童的生理特点和安全，同时为便于室内与室外活动场所的联系，其层数不宜参加超过三层，医院门诊部为方便病人就诊，层数也以不超过三层为宜

太原理工大学研究生复试笔试对应科目名称

太原理工大学研究生复试笔试对应科目名称

报考学院 报考业 代码报考专业名称 笔试 科目 编号 笔试科目名称备注 机械工程学院050404设计艺术学017设计艺术学试题学术型机械工程学院080200机械工程001机械工程学科试题学术型机械工程学院080703动力机械及工程001机械工程学科试题学术型机械工程学院430102机械工程001机械工程学科试题 专业学 位 机械工程学院430107动力工程001机械工程学科试题 专业学 位 机械工程学院430135车辆工程001机械工程学科试题 专业学 位 材料科学与工程学院、表面 工程研究所080500材料科学与工程002 材料科学与工程学科 试题 学术型 材料科学与工程学院、表面 工程研究所080602钢铁冶金002 材料科学与工程学科 试题 学术型 材料科学与工程学院、表面 工程研究所080603有色金属冶金002 材料科学与工程学科 试题 学术型 材料科学与工程学院、表面 工程研究所430105材料工程002 材料科学与工程学科 试题 专业学 位 电气与动力工程学院080702热能工程020热能工程试题学术型电气与动力工程学院080800电气工程003电气工程学科试题学术型电气与动力工程学院430108电气工程003电气工程学科试题 专业学 位 信息工程学院080902电路与系统004通讯与信息工程试题学术型

信息工程学院081000通信与信息工程004通讯与信息工程试题学术型信息工程学院081100控制科学与工程005控制科学与工程试题学术型信息工程学院430109电子与通讯工程004通讯与信息工程试题 专业学 位 信息工程学院430110集成电路工程004通讯与信息工程试题 专业学 位 信息工程学院430111控制工程005控制科学与工程试题 专业学 位 计算机与软件学院081200计算机科学与技术006 计算机科学与技术学 科试题 学术型计算机与软件学院087100管理科学与工程015管理学学科试题学术型 计算机与软件学院430112计算机技术006 计算机科学与技术学 科试题专业学位 计算机与软件学院430113软件工程006 计算机科学与技术学 科试题专业学位 建筑与土木工程学院081301建筑历史与理论007建筑学学科试题学术型建筑与土木工程学院081304建筑技术科学007建筑学学科试题学术型建筑与土木工程学院081400土木工程008 土木工程（一）学科试 题 学术型 建筑与土木工程学院430114建筑与土木工程008 土木工程（一）学科试 题专业学位 水利科学与工程学院081500水利工程009水利工程学科试题学术型水利科学与工程学院082802农业水土工程009水利工程学科试题学术型水利科学与工程学院430115水利工程009水利工程学科试题 专业学 位

智慧树知到《材料学概论》章节测试答案

智慧树知到《材料学概论》章节测试答案 绪论 1、材料让我们成为人，而我们用语言赋予材料生命，这句话对吗? A:对 B:错 答案:对 2、材料与人类发展：“材料-时代”对吗？ A:对 B:错 答案:对 3、“物质-有用的物品就是材料“这句话对吗？ A:对 B:错 答案:对 4、材料学的基本思想是？ A:尺度之上 B:应用为王 C:物质 答案:尺度之上,应用为王 5、“材料是一种物质，但并不是所有的物质都是材料”这句话对吗？ A:对 B:错

答案:对 第一章 1、珠光体的含碳量是 A:0.77% B:2.11% C:6.69% 答案:0.77% 2、亚共析钢加热成奥氏体后冷却转变成 A:珠光体+铁素体 B:珠光体 C:铁素体 答案:珠光体+铁素体 3、将铁碳合金加热成奥氏体后在空气中冷却的热处理方式，称为 A:回火 B:退火 C:淬火 答案:退火 4、生铁、熟铁、钢的主要化学成分均为Fe，但他们之间的性能差别显著，主要原因是其中（）不同 A:珠光体含量 B:硬度 C:含碳量 答案:含碳量

5、金属中原子的排列方式 A:面心立方 B:体心立方 C:秘排六方 答案:面心立方,体心立方,秘排六方 第二章 1、生产普通陶瓷的主要矿物原料是 A:：石英、粘土、长石 B:高岭土、碳酸盐 C:粘土、石英、烧碱 答案:：石英、粘土、长石 2、陶瓷坯料采用可塑成型的方法手工成型时，需要控制其含水量在（）范围之内，以保证坯体良好的塑形效果。 A:15~25% B:28~35% C:7~15% 答案:15~25% 3、构成敏感陶瓷的主要物质属于（）类。 A:导体 B:绝缘体 C:半导体 答案:半导体

武汉理工材料概论重点

Definition 材料的定义： The materials making up the surrounding world consist of discrete partic les, having a subm icr oscopic size. Atomic structure and the nature of bonds(原子结构和化学键) —metals and their alloys (metallic bonding 金属键) —organic polymer s 有机聚合物(c ovalent bonding and sec ondary bonding 共价键和二次键) —c er am ic s (ionic bonding and covalent bonding) Mechanical properties：力学性能 Which r eflect the behavior of materials, defor med by a set of forc es （概念） Four basic types of stresses : tensile, c ompr essive, shear ,tor sion (拉力，压力，剪切力，扭转力) Physical properties:物理性能 the behavior of materials subj ected to the action of temper ature, electric or magnetic fields, or light. 电性能Electric properties 磁性能Magnetic pr operties 热性能Ther mal pr operties 光性能Optic al pr operties Chemical properties:化学性能 Which char acterize the behavior of material in a reactive environment. （概念） The four basic aspects of materials scienc e and tec hnology ar e: manufacturing processing, structure,properties and performances 结构－性能－工艺之间的关系： First, the processing of a materi al aff ects the structure, second the original structure and properties determine how we can process the material to produce a desired shape 一、METAL:（金属） 1、金属最显著的特性：good conductors of heat and electricity (热导性，电导性) 2、性能:are opaque to visible light; are hard, rigid; can undergo plastic deformation; have a high melting temperature 3、金属的晶体点阵： crystal structur e（晶体结构）: body-center ed c ubic structur e , fac e-center ed cubic structure , hexagonal close-pac ked structur e（体型、面型，六角形放射状）4、properties of alloys（合金的性能）:(more carbon ,more brittle.) have relatively high thermal and electrical conductivities; good energy absorption characteristics ;nonmagnetic properties 5、铸铁概念：c ast iron, essentially an alloy of ir on, carbon and silic on, is c omposed of ir on and fr om2 to 6.67 percent c ar bon, plus manganese, sulfur, and phosphorus, and shaped by being c ast in a mold. 6、The types and properties of cast iron ；white cast iron( hard , brittle ) , gray cast iron (brittle ,withstand large compressive loads but small tensile loads ), alloy cast iron , nodular or ductile cast iron (good castability ,toughness, good wear resistance ,low melting point ,and hardenability ), malleable cast iron (strength ,toughness, ductility ,and machinability) 7、carbon steels（碳钢）：low carbon steels（含碳0.05~0.32%）；medium c ar bon steels（含碳 0.35~0.55%）；high c ar bon steels（含碳0.60~1.50%）8、不锈钢：ther e are thr ee types of stainless steels: --the martensitic types；the ferritic types ；the austenitic types 9、advantages of using Al: one-third of the weight of steel ;good thermal and electrical conductivity ;high strength-to-weight ratio ;can be given a hard surf ace by anodizing and hard coating ;most alloys are weldable ;will not rust ;high ref lectivity ;can be die cast ;easily machined ;good f ormability; nonmagnetic ;nontoxic and one–third of the stif f ness of steel. 10、c opper is known for its high ther mal (热导性)and electric al conductivity. 11、crystal structure : body-centered cubic structure (barium), face-centered cubic structure (copper), hexagonal close-packed structure (z inc) 二、CERA MIC（陶瓷） 1、The property of ceramics （陶瓷的性质） Extreme hardness（硬度高） Heat r esistanc e Corrosion r esistanc e Low electrical and ther mal conductivity Low ductility (brittleness) 2、Porosity（孔隙度） Open porosity: refer s to the network of por es in a material that is open to the surfac e and into whic h a liquid such as water can penetr ate if the part were submer ged in it。 Closed porosity: refers to those pores that have bec ome sealed within the gr ain structur e 。 Pores affect the strength of ceramics in two ways：（影响强度的毛孔陶瓷两种方式） ①、they produc e stress c onc entr ations. Once the str ess r eaches a critic al level, a crac k will for m and

复旦大学材料科学导论课后习题答案(搭配_石德珂《材料科学基础》教材)

材料科学导论课后习题答案 第一章材料科学概论 1.氧化铝既牢固又坚硬且耐磨，但为什么不能用来制造榔头？ 答：氧化铝脆性较高，且抗震性不佳。 2.将下列材料按金属、陶瓷、聚合物和复合材料进行分类： 黄铜、环氧树脂、混泥土、镁合金、玻璃钢、沥青、碳化硅、铅锡焊料、橡胶、纸杯答：金属：黄铜、镁合金、铅锡焊料；陶瓷：碳化硅；聚合物：环氧树脂、沥青、橡胶、纸杯；复合材料：混泥土、玻璃钢 3.下列用品选材时，哪些性能特别重要？ 答：汽车曲柄：强度，耐冲击韧度，耐磨性，抗疲劳强度； 电灯泡灯丝：熔点高，耐高温，电阻大； 剪刀：硬度和高耐磨性，足够的强度和冲击韧性； 汽车挡风玻璃：透光性，硬度； 电视机荧光屏：光学特性，足够的发光亮度。 第二章材料结构的基础知识 1.下列电子排列方式中，哪一个是惰性元素、卤族元素、碱族、碱土族元素及过渡金

属？ (1) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d7 4s2 (2) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 (3) 1s2 2s2 2p5 (4) 1s2 2s2 2p6 3s2 (5) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d2 4s2 (6) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s1 答：惰性元素：(2)；卤族元素：(3)；碱族：(6)；碱土族：(4)；过渡金属：(1),(5) 2.稀土族元素电子排列的特点是什么？为什么它们处于周期表的同一空格内？ 答：稀土族元素的电子在填满6s态后，先依次填入远离外壳层的4f、5d层，在此过程中，由于电子层最外层和次外层的电子分布没有变化，这些元素具有几乎相同的化学性质，故处于周期表的同一空格内。 3.描述氢键的本质，什么情况下容易形成氢键？ 答：氢键本质上与范德华键一样，是靠分子间的偶极吸引力结合在一起。它是氢原子同时与两个电负性很强、原子半径较小的原子（或原子团）之间的结合所形成的物理键。当氢原子与一个电负性很强的原子（或原子团）X结合成分子时，氢原子的一个电子转移至该原子壳层上；分子的氢变成一个裸露的质子，对另外一个电负性较大的原子Y表现出较强的吸引力，与Y之间形成氢键。 4.为什么金属键结合的固体材料的密度比离子键或共价键固体高？

材料科学概论考点总结

材料科学概论考点总结

1·材料: 材料是人类社会所能接受的、可经济地制造有用物品的物质(Materials is the stuff from which a thing is made for using.) 2·材料的分类及类型: 按服役领域分类：结构材料 (受力，承载)，功能材料 (半导体，超导体以及光、电、声、磁等) 按化学组成分：金属材料，无机非金属材料，高分子材料，复合材料 按材料尺寸分：零维材料，一维材料，二维材料，三维材料 按结晶状态分：晶态材料，非晶态材料，准晶态材料 3·材料科学：是一门以实体材料为研究对象，以固体物理，热力学，动力学，量子力学，冶金，化工为理论基础的交叉型应用基础学科。4·材料的发展要素：材料的成分、组织结构、合成加工、性质与使用性能5·材料的力学性能：弹性模量，强度，塑性，断裂韧性，硬度 6·塑性变形：材料在外力作用下产生去除外力后不能恢复原状的永久性变形称为塑性变形。塑性变形具有不可逆性 7·能带：满带，空带，价带，禁带 8·磁性的分类： 磁滞回线： H c ：矫顽力 H m ：饱和磁场强度 B r ：剩余磁感应强度 B s ：饱和磁感应强度 9·不同材料的热导率特性：金属材料有很高的热导率，无机陶瓷或其它绝缘材料热导率较低，半导体材料的热传导，高分子材料热导率很 低 10·固溶体：合金的组元以不同的比例相互混合混合后形成的固相的晶体结构与组成合金的某一组元的相同这种相就称为固溶体. 11·断裂韧度：是衡量材料在裂纹存在的情况下抵抗断裂的能力 12·影响断裂失效的因素： （1）材料机械性能的影响 （2）零件几何形状的影响 （3）零件应力状态的影响 （4）加工缺陷的影响 （5）装配、检验产生缺陷的影响 13·穿晶断裂：裂纹在晶粒内部扩展，并穿过晶界进入相邻晶粒继续扩展直至断裂

材料科学与工程概述

第1节材料科学与工程概述 1.1.1材料科学的内涵 材料科学就是从事对材料本质的发现、分析认识、设计及控制等方面研究的一门科学。其目的在于揭示材料的行为，给予材料结构的统一描绘或建立模型，以及解释结构与性能之间的内在关系。材料科学的内涵可以认为是由五大要素组成，他们之间的关联可以用一个多面体来描述（图1-1）。其中使用效能是材料性能在工作状态（受力、气氛、温度）下的表现，材料性能可以视为材料的固有性能，而使用效能则随工作环境不同而异，但它与材料的固有性能密切相关。理论及材料与工艺设计位于多面体的中心，它直接和其它5个要素相连，表明它在材料科学中的特殊地位。 材料科学的核心内容是结构与性能。为了深入理解和有效控制性 能和结构，人们常常需要了解各种过程的现象，如屈服过程、断裂 过程、导电过程、磁化过程、相变过程等。材料中各种结构的形成 都涉及能量的变化，因此外界条件的改变也将会引起结构的改变， 从而导致性能的改变。因此可以说，过程是理解性能和结构的重要 环节，结构是深入理解性能的核心，外界条件控制着结构的形成和 过程的进行。 材料的性能是由材料的内部结构决定的，材料的结构反映了材料 的组成基元及其排列和运动的方式。材料的组成基元一般为原子、 离子和分子等，材料的排列方式在很大程度上受组元间结合类型的 影响，如金属键、离子键、共价键、分子键等。组元在结构中不是 静止不动的，是在不断的运动中，如电子的运动、原子的热运动等。 描述材料的结构可以有不同层次，包括原子结构、原子的排列、相 结构、显微结构、结构缺陷等，每个层次的结构特征都以不同的方 式决定着材料的性能。 物质结构是理解和控制性能的中心环节。组成材料的原子结构，电子围绕着原子核的运动情况对材料的物理性能有重要影响，尤其是电子结构会影响原子的键合，使材料表现出金属、无机非金属或高分子的固有属性。金属、无机非金属和某些高分子材料在空间均具有规则的原子排列，或者说具有晶体的格子构造。晶体结构会影响到材料的诸多物理性能，如强度、塑性、韧性等。石墨和金刚石都是由碳原子组成，但二者原子排列方式不同，导致强度、硬度及其它物理性能差别明显。当材料处于非晶态时，与晶体材料相比，性能差别也很大，如玻璃态的聚乙烯是透明的，而晶态的聚乙烯是半透明的。又如某些非晶态金属比晶态金属具有更高的强度和耐蚀性能。此外，在晶体材料中存在的某些排列的不完整性，即存在结构缺陷，也对材料性能产生重要影响。 我们在研究晶体结构与性能的关系时，除考虑其内部原子排列的规则性，还需要考虑其尺寸的效应。从聚集的角度看，三维方向尺寸都很大的材料称为块体材料，在一维、二维或三维方向上尺寸变小的材料叫做低维材料。低维材料可能具有块体材料所不具备的性质，如零维的纳米粒子(尺寸小于100nm)具有很强的表面效应、尺寸效应和量子效应等，使其具有独特的物理、化学性能。纳米金属颗粒是电的绝缘体和吸光的黑体。以纳米微粒组成的陶瓷具有很高的韧性和超塑性。纳米金属铝的硬度为普通铝的8倍。具有高强度特征的一维材料的有机纤维、光导纤维，作为二维材料的金刚石薄膜、超导薄膜等都具有特殊的物理性能。 1.1.2 材料科学的确立与作用 （1）材料科学的提出 “材料科学”的明确提出要追朔到20世纪50年代末。1957年10月4日前苏联发射了第一颗人造卫星，重80千克，11月3日发射了第二颗人造卫星，重500千克。美国于1958年1月31日发射的“探测者1号”人造卫星仅8千克，重量比前苏联的卫星轻得多。对此美国有关部门联合向总统提出报告，认为在科技竞争中美国之所以落后于苏联，关键在先进材料的研究方面。1958年3月18日总统通过科学顾问委员会发布“全国材料规划”，决定12所大学成立材料研究实验室，随后又扩大到17所。从那时起出现了包括多领域的综合性学科－－“材料科学与工程学科”。 （2）材料科学的形成 材料科学的形成主要归功于如下五个方面的基础发展： 各类材料大规模的应用发展是材料科学形成的重要基础之一。18世纪蒸汽机的发明和19世纪电动机的发明，使材料在新品种开发和规模生产等方面发生了飞跃，如1856年和1864年先后发明了转炉和平炉炼钢，大大促进了机械制造、铁路交通的发展。随之不同类型的特殊钢种也相继出现，如1887年高锰钢、1903年硅钢及1910年镍铬不锈钢等，与此同时，铜、铅、锌也得到大量应用，随后铝、镁、钛和稀有金属相继问世。20世纪初，人工合成高分子材料问世，如1909年的酚醛树脂(胶木)，1925年的聚苯乙烯，1931年的聚氯乙烯以及1941年的尼龙等，发展十分迅速，如今世界年产量在1亿吨以上，论体积产量已超过了钢。无机非金属材料门类较多，一直占有特殊的地位，其中一些传统材料资源丰富，性能价格比在所有材料中最有竞争能力。20世纪中后期，通过合成原料和特殊制备方法，制造出一系列具有不可替代作用的功能材料和先进结构材料。如电子陶瓷、铁氧体、光学玻璃、透明陶瓷、敏感及光电功能薄膜材料等。先进结构

理工-机械设计复习概要概论

武汉理工大学机械设计复习概要 绪 论 抽象的讲机械由原动机、传动装置、工作机三大部分组成。具体的讲机械一般是由一些典型的机构和零件组成。本课程就是以这些典型的机构和零件为研究对象。 理解几个名词： 1． 机器、机构、机械 机器：具有3个特征（1）人为的实物组合；（2）各部分具有确定的相对运动；（3）可完成有用机械功或转换机械能。 机构：具有机器的前两个特征。 机械：是机器和机构的总称。 2．零件、构件 零件：是制造单元。 构件：是运动单元。一个构件可以由很多零件组成。 第4及11章 齿轮机构与齿轮传动 齿轮机构部分 1、了解渐开线的性质。 中心距可分性：当两轮安装的实际中心距与设计中心距稍有偏差，因基圆半径已被确定，故传动化保持不变。1 221b b r r i ==ωω 2、掌握标准直齿圆柱齿轮各部分名称及几何尺寸计算，会做如P71页习题4-1等。 3、标准直齿圆柱齿轮正确啮合条件是：两轮的模数和压力角必须相等（2121,αα==m m ）。 传动比可表示为 1 21212'1221'z z d d d d d d i b b ===== ωω 两轮连续传动条件是：重合度1≥ε；重合度ε越大，传动越平稳。 1、 齿轮加工方法特点： 仿形法：生产率低、加工精度低，但设备简单、刀具价廉，多用于单件修配和小批量生产。 范成法：生产率相对较高，适合批量生产，但设备较贵。 2、 标准直齿圆柱齿轮不发生根切的最小齿数17min =Z 。 标准齿轮与变位齿轮比较： 由于加工刀具相同，所以模数、齿数、分度圆和基圆一样，但齿厚、齿根圆、齿顶圆与标准齿轮不同。 3、 斜齿圆柱齿轮啮合特点：逐步进入或退出啮合，重合度大、传动平稳、承载能力大、允许转速高，不发生根切的最小齿数可小于17，但会产生轴向力。 斜齿轮的正确啮合条件：除两轮的模数和压力角相等外，两轮分度圆上的螺旋角β必须大小相等，方向相反（一为左旋、一为右旋）。 斜齿圆柱齿轮的法面参数为标准值，其几何尺寸计算，只掌握分度圆直径、中心距、当量齿数计算公式。 圆锥齿轮大端参数为标准值。 考试例题： 1．一对正确啮合的斜齿圆柱齿轮传动的( A )均为标准值。 A ．法面模数、分度圆上的法面压力角 B ．端面模数、分度圆上的端面压力角 C ．端面模数、分度圆上的端面压力角、分度圆上的螺旋角 D ．法面模数、分度圆上的法面压力角、分度圆上的螺旋角 2．标准直齿圆柱齿轮的模数为4mm ，齿数为28，则分度圆齿距等于___12.56__mm 。 3. 渐开线上任一点的法线与基圆 相切 ，渐开线上各点的曲率半径是 不同 的。 4．用范成法加工标准渐开线齿轮，发生根切的原因是 C 。

太原理工大学研究生复试参考书

笔试科目对应的考试专业 试题编号： 001 机械制图、理论力学、材料力学、机械原理、机械设计 试题编号： 002 固体物理化学、材料科学概论、金属材料及热处理、材料性能学、材料现代分析方法 试题编号： 003 数字电子技术、自动控制理论、电力电子技术、电机学、单片机原理试题编号： 004 信号与系统、模拟电子线路、微机原理、数字信号处理、电路分析基础 试题编号： 005 模拟电子技术、电路、C语言程序设计、微机原理与接口技术、计算机文化基础 试题编号： 006 软件工程、数据库原理、离散数学、面向对象程序设计、编译原理试题编号： 007 公共建筑技术原理、城市规划原理、室内空间设计方法、中国古代建筑装饰、建筑节能 试题编号： 008. 混泥土结构基本原理、结构基本原理、土木工程施工、建筑结构抗震土力学

土力学、水利工程测量、水利工程概论、 试题编号： 010 有机合成化学、物理化学、化工原理、综合化学实验、无机化学 试题编号： 011 矿业基础 试题编号： 012 地质基础 试题编号： 013 环境监测、环境工程微生物学、建筑给水排水工程、给水排水管道工程、水处理工程 试题编号： 014 供热工程、暖通空调 试题编号： 015 财政学、市场营销学、金融学、组织行为学、人力资源管理 试题编号： 016 教育学、体育心理学、体育概论、体育保健学、运动生理学 试题编号： 017 中国美术史、构成基础、装饰基础、解剖、透视原理、艺术概论、外国美术史 试题编号： 018 理论力学、材料力学、线性代数、生理学

量子力学、电路分析基础、电动力学、光电技术、原子物理

材料科学与工程导论课后习题答案-杨瑞城-蒋成禹

第一章 材料与人类 1.为什么说材料的发展是人类文明的里程碑？ 材料是一切文明和科学的基础，材料无处不在，无处不有，它使人类及其赖以生存的社会、环境存在着紧密而有机的联系。纵观人类利用材料的历史，可以清楚地看到，每一种重要材料的发现和利用，都会把人类支配和改造自然的能力提高到一个新的水平，给社会生产和人类生活带来巨大的变化。 2.什么是材料的单向循环？什么是材料的双向循环？两者的差别是什么？ 物质单向运动模式：“资源开采-生产加工-消费使用-废物丢弃” 双向循环模式：以仿效自然生态过程物质循环的模式，建立起废物能在不同生产过程中循环，多产品共生的工业模式，即所谓的双向循环模式（或理论意义上的闭合循环模式）。 差别：单向循环必然带来地球有限资源的紧缺和破坏，同时带来能源浪费，造成人类生存环境的污染。 无害循环：流程性材料生产中，如果一个过程的输出变为另一个过程的输入，即一个过程的废物变成另一个过程的原料，并且经过研究真正达到多种过程相互依存、相互利用的闭合的产业“网”、“链”，达到了清洁生产。 地球 原材料 工业原料 废料 产品 工程材料 资源开采 冶金等初加工 进一步加工 人类使用后失效 组合加工制造 地球 综合利用变为无害废物 综合利用变为无害废物 废料 工业用原料 原材料 产品 工程材料 经过人类处理重新利用后的无害废物

3.什么是生态环境材料？ 生态环境材料是指同时具有优良的使用性能和最佳环境协调性能的一大类材料。这类材料对资源和能源消耗少，对生态和环境污染小，再生利用率高或可降解化和可循环利用，而且要求在制造、使用、废弃直到再生利用的整个寿命周期中，都必须具有与环境的协调共存性。因此，所谓环境材料，实质是赋予传统结构材料、功能材料以特别优异的环境协调性的材料，它是材料工作者在环境意识指导下，或开发新型材料，或改进、改造传统材料，任何一种材料只要经过改造达到节约资源并与环境协调共存的要求，它就应被视为环境材料。 4.为什么说材料科学和材料工程是密不可分的系统工程？ 材料科学与工程的材料科学部分主要研究材料的结构与性能之间所存在的关系，即集中了解材料的本质，提出有关的理论和描述，说明材料结构是如何与其成分、性能以及行为相联系的。而另一方面，与此相对应，材料工程部分是在上述结构-性能关系的基础上，设计材料的组织结构并在工程上得以实施与保证，产生预定的种种性能，即涉及到对基础科学和经验知识的综合、运用，以便发展、制备、改善和使用材料，满足具体要求。两者只是侧重点不同，并没有明显的分界线，一般在使用材料科学这一术语时，通常都包含了材料工程的许多方面；而材料工程的具体问题的解决，毫无疑问，都必须以材料科学作为基础与理论依据，所以材料科学与材料工程是一个整体。 5.现代材料观的六面体是什么？怎样建立起一个完整的材料观？ 材料科学与工程研究材料组成、性能、生产流程和使用效能四个要素，构成四面体。 成分、合成与加工、结构、性能及使用效能连接在一起组成一个六面体。 6.什么是材料的使用效能？ 指材料在使用条件下的表现，如使用环境、受力状态对材料特征曲线以及寿命的影响。效能往往决定着材料能否得到发展和使用。 7.试讲一下材料设计与选用材料的基本思想与原则？ 材料设计是应用已知理论与信息，预报具有预期性能的材料，并提出其制备合成方案。材料设计可根据设计对象所涉及的空间尺度划分为显微结构层次、原子分子层次和电子层次设计，以及综合考虑各个层次的多尺度材料设计。 从工程角度，材料设计是依据产品所需材料的各项性能指标，利用各种有用信息，建立相关模型，制定具有预想的微观结构和性能的材料及材料生产工艺方法，以满足特定产品对新材料的需求。 选材原则：1）胜任某一特定功能；2）综合性能比较好；3）材料性能差异定量化；4）成本、经济与社会效益；5）与环境保护尽可能地一致，即对环境尽可能友好。 选材思想：设计-工艺-材料-用户最佳组合的结果 第二章工程材料概述 工程材料分为：金属材料、陶瓷材料、聚合物材料、复合材料以及不宜归入上述四类的“其他材料”。 1.什么是黑色金属？什么是有色金属？