8. 为什么紫外光谱测量必须使用石英比色皿？
一般玻璃在紫外光区(320nm以下)有较强吸收，而石英和蓝宝石则可以较好地透过紫外线，因此紫外线波段的应用中常使用石英或蓝宝石作为材料。
9. 根据材料的磁化率，可以将材料的磁性大致分为哪些，各代表什么含义？ 根据材料的磁化率，可以将材料的磁性大致分为五类：
（1）抗磁性 某些材料在外磁场的作用下，磁化了的介质感生出的磁偶极子的作用与外磁场方向相反，使得磁化强度为负，这类材料的磁性称为抗磁性。如Bi、Cu、Ag、Au等金属。
（2）顺磁性 顺磁性物质的主要特征是不论外加磁场是否存在，原子内部存在永久磁矩。但在无外加磁场时，由于顺磁场的原子做无规则的热运动，宏观表现无磁性，如图3-8(a)所示。在外加磁场的作用下，每个原子磁矩呈比较规则的取向，物质呈现极弱的磁性。顺磁性物质主要有过渡元素、稀土元素、镧系元素及铝、铂等金属。 （3）铁磁性
抗磁性和顺磁性物质的磁化率绝对值较低，因而属于弱磁性物质。铁、钴、镍室温下的磁化率可达103数量级，磁偶极子同向排列，属于强磁性物质，这类物质的磁性称为铁磁性。但这些金属加热至居里温度时，会突然失去磁性。铁、钴、镍的居里温度分别为768℃、350℃、l100℃。
（4）反铁磁性
某些材料在外磁场作用下，尽管每个磁偶极子的强度很高，但相邻的磁偶极子所产生的磁矩反向排列，磁化强度大小相等，方向相反，相互抵消。这类材料称为反铁磁性材料，其磁化强度为零。反铁磁性物质大都是非金属化合物。 （5）亚铁磁性
在铁氧体(Fe3O4)中A位离子与B位离子的磁偶极子存在反向平行特性，磁偶极子的强度和离子数目也可能不相等，从而导致其磁性不会完全消失，往往保留了剩余磁矩，表现出一定的铁磁性，称为亚铁磁性或铁氧体磁性。铁氧体磁性材料可以对外加磁场提供相当高的放大作用。
10.举例说明材料的工艺性能。
材料在加工过程中对不同加工特性所反映出来的性能，称为工艺性能，包括1.铸造性能、塑性加工性能、热处理性能、焊接性能、切削性能。
塑性加工性能是指材料通过塑性加工(锻造、冲压、挤压、轧制等)将原材料(如各种型材)加工成优质零件(毛坯或成品)的性能。它取决于材料本身塑性高低和变形抗力(抵抗变形能力)的大小。焊接性能是指两种相同或不同的材料，通过加热、加压或两者并用将其连接在一起所表现出来的性能。
第五章
一、填空题
1.金属通常可分为______与_______两大类，前者包括铁、锰、铬及其合金，主要是铁碳合金，常作为_________使用；有色金属通常指除_______之外的所有金属，常作为_______使用。
2.大多数金属单质采取的密堆积型式有_______、_______、_______三种 3. 导电性Al______Zn，Cu______ Fe
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4.根据_______不同，可将固溶体分为_______、_______、_______三种。 5. Q235AF表示________________________。
6.根据铝合金的成分及生产工艺特点，可将铝合金分为_______、_______两类。 二、名词解释
光电效应 合金 固溶体 间隙化合物 奥氏体 马氏体 三、简答题
1. 为何细晶粒金属的强度和塑性都比粗晶粒高。
2. 为何不能在室温下连续地将一块钢锭经多次轧制而制成薄钢板，而必须经过若干次轧制和加温再结晶的重复工序，才能制出合格的钢板。
3. 简述储氢合金的储氢原理。 4. 简述形状记忆合金的特征。 答案：
1.黑色金属 有色金属 结构材料 功能材料
2.立方最紧密堆积 六方最紧密堆积 体心立方密堆积 3. > >
4.溶剂晶格中占据的位置 置换固溶体 间隙固溶体 缺位固溶体 5.屈服强度值为235MPa的A级沸腾钢 6.变形铝合金 铸造铝合金 二、名词解释
许多金属在光的照射下能放出电子，其中在短波辐射照射下能放出电子的现象称为光电效应。
合金是指两种或两种以上的金属元素（或金属元素与非金属元素）组成的具有金属性质的物质。
合金在固态下由不同组元相互溶解而形成的相称为固溶体。
间隙化合物是由过渡元素与硼、碳、氮、氢等原子直径较小的非金属元素形成的化合物。 奥氏体是碳在γ-Fe(晶胞参数a=356pm)中的间隙固溶体。 马氏体可看作是α-Fe中含碳量可达到1.6%的过饱和固溶体。 三、简答题
1. 金属在弹性变形时，晶格形状发生暂时的变化，原子间距改变，除去外力后又恢复原状。塑性变形时，晶体内原子沿晶面滑动，除去外力后不复原。钢材是由许多晶粒组成的，晶粒取向和晶粒间的晶界对变形影响很大。滑动一般不易穿过晶界，而在晶界上产生应力集中，这种集中的应力再加上外力，可使相邻并未产生滑动的晶粒开始滑动。这样滑动由少数晶粒传布到整体，不同取向的晶粒相互约束，相互协调，以适应外力的影响。
2. 经过塑性变形后的金属，由于晶面之间产生滑动、晶粒破碎或伸长等原因，致使金属产生内应力，从而发生硬化以阻止再产生滑动，这使金属的强度、硬度增加，塑性、韧性降低。硬化的金属结构处于不稳定的状态，有自发地向稳定状态转化的倾向。加热提高温度，原子运动加速可促进这种转化以消除内应力。加热时应力较集中的部位，能量最高，优先形成新的晶核，进行再结晶。经再结晶的金属硬度和强度降低，塑性和韧性提高，使金属恢复到变形前的性能。故必须经过若干次轧制和加温再结晶的重复工序，才能制出合格的钢板。
3. 在一定温度和压力下，许多金属、合金或金属间化合物与氢能生成金属氢化物。反
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应过程一般是在吸收少量的氢时，金属、合金或金属间化合物的结构不变，当氢含量提高到一定量时氢与金属、合金或金属间化合物化合生成金属氢化物，如果氢压高，可以形成过饱和氢化物。金属、合金或金属间化合物与氢的反应是可逆过程，改变温度和压力条件可以使金属氢化物释放出氢。
4. 形状记忆合金的特征可概述为，材料在某一温度下受外力而变形，当外力去除后，仍保持其变形后的形状，但当温度上升到某数值时，材料会自动恢复到变形前原有的形状，似乎对以前的形状保持记忆。
第六章
一、填空
1.AX，AX2，A2X3，ABO3，AB2O4 2.P2O5，Fe2O3
3.氧化物陶瓷，碳化物陶瓷，氮化物陶瓷，硼化物陶瓷 4.粘土，长石，石英
5.硅酸三钙，硅酸二钙，铝酸三钙，铁铝酸四钙 6.溶解期，胶化期，硬化期 二、简答题
1.答：无机非金属材料结合键主要有三种：离子键，共价键和混合键。由共价键结合的材料一般强度硬度高，熔点高。离子键结合的材料较共价键材料强度硬度，熔点低。混合键介于二者之间。 2.答：
3.答：（1）热学性能 无机非金属材料具有较好的耐热性，绝热性，较低的热膨胀系数。
（2）力学性能 具有较高的硬度，较大的脆性。
（3）其他性能 具有好的电绝缘性，具有强的磁性。较好的光学性能。很好的耐各种腐蚀的能力。
4.答：陶瓷材料主要包括两类，（1）结构陶瓷 使用材料的力学性能。主要包括硬度，强度，弹性模量，耐磨性和耐高温性能等。 （2）功能陶瓷 制造功能器件，主要适用材料的物理
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性能。如电性能、磁性能、光学性能等。
5.答：水泥随着胶化期的完成，凝胶体内的水泥颗粒未水化部分将继续吸收水分进行反应，因此，胶体逐渐脱水而紧密，同时氢氧化钙及含水铝酸钙也由胶体转变为稳定的结晶相，析出结晶体嵌入凝胶体，两者互相交错，使水泥硬化。 6.答：功能陶瓷包括：（1）半导体陶瓷 导电性介于导体和绝缘体之间，种类繁多，当温度、湿度、电场、光等一个条件发生变化，导电性将发生变化，相应的称为热敏、湿敏陶瓷、光敏陶瓷等。主要用于制作传感器等。（2）压电陶瓷 利用压电工作的陶瓷叫做压电陶瓷，主要用于制作燃气及气体打火机点火器、音乐卡及手机中的电声拉拔、医疗及工业用的超声检测探头等。 （3）磁性陶瓷 在磁场中能被强烈磁化的陶瓷，用于感应铁心、电视机显像管偏转线及行输出变压器等。（4）生物陶瓷 由于陶瓷在人体内具有较好的化学稳定性，组织相容性， 各种排异现象。主要用于牙齿、骨骼、关节等组织良好的置换修复材料。
第七章
1. 单体 结构单元 聚合度
2. 聚丙烯 聚丁二烯 聚苯乙烯 聚氯乙烯 3. 近程结构 远程结构 一级结构 二级结构 4. 链引发、链增长、链转移 5. 快引发，慢增长，无终止
6. 酚醛塑料 丁苯橡胶 聚丙烯腈纤维 7. 天然橡胶 合成橡胶
8. 物理功能高分子 化学功能高分子 生物功能高分子 二、名词解释
蠕变是在应力保持恒定的情况下，应变随时间的延长而增加的现象。 应力松弛是在应变保持恒定的情况下，应力随时间延长而逐渐衰减的现象。 内耗是在交变应力作用下出现的黏弹性现象。
胶黏剂又称“胶粘剂”或“胶”，指通过黏附作用使被黏物结合在一起，且结合处有足够强度的物质。
物理功能高分子指对光、电、磁、热、声、力等物理作用敏感并能够对其进行传导、转换或储存的高分子材料。
热塑性塑料指在特定温度范围内具有可反复加热软化、冷却硬化特性的塑料品种。 热固性塑料指具有不溶、不熔的特性，经加工成型后，形状不再改变，若加热则分解的品种。
三、简答题
1. 塑料按加工条件下的流变性能分为：热塑性塑料如聚乙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯等吗，其具有线型高分子链结构。热固性塑料如聚氨酯、环氧树脂、酚醛树脂等。按使用性能分类：①通用塑料 通常指产量大、成本低、通用性强的塑料，如聚氯乙烯、聚乙烯等。 ②工程塑料 具有较高的力学性能，耐热、耐腐蚀，可以代替金属材料用作工程材料或结构材料的一类塑料，如聚酰胺 (尼龙)、聚甲醛、聚碳酸酯等。③特种塑料 具有某些特殊性能的塑料，如耐高温、耐腐蚀等。此类塑料产量少，价格较贵，只用于特殊场合。
2. 纯橡胶的性能随温度的变化有较大的差别，高温时发黏、低温时变脆，易于被溶剂
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溶解。因此，其必须添加其他组分且经过特殊处理后制成橡胶材料才能使用。其组成包括：①生胶 橡胶制品的主要组分，起黏结剂的作用。使用不同的生胶，可以制成不同性能的橡胶制品，其来源可以是天然的，也可以是合成的。②橡胶配合剂 主要有硫化剂、硫化促进剂、防老化剂、软化剂、发泡剂等，能提高橡胶制品的使用性能或改善其加工性能。
丁苯橡胶(SBR)含3/4丁二烯、1/4苯乙烯的共聚物，是典型的通用合成橡胶，主要用于制作空心轮胎、软管、轧辊、胶布、模型等工业用品。顺丁橡胶(BR)由丁二烯聚合而成，又称聚丁二烯橡胶，其大多与天然橡胶或者丁苯橡胶掺和使用，主要用于制造胶带、减震部件、绝缘零件、轮胎等。
3. 纤维指在室温下分子的轴向强度很大，受力后变形较小，在一定温度范围内力学性能变化不大的高聚物材料。纤维分为天然纤维与化学纤维两大类，而化学纤维又分为人造纤维和合成纤维两种。
合成纤维品种繁多，其产量已超过人造纤维。合成纤维强度高、耐磨、保暖，不会发生霉烂，大量用于工业生产以及各种服装等，其中聚酯纤维、尼龙、聚丙烯腈纤维被称为三大合成纤维，产量最大。
聚酯纤维又称涤纶或的确良，是生产量最大的合成纤维。其特点是强度高，耐日光稳定性仅次于腈纶，耐磨性稍逊于锦纶，热变定性特别好，即便被水润湿也不走样，经洗耐穿，可与其他纤维混纺，是很好的衣料纤维。缺点是因为疏水性，不吸汗，需高温染色。目前，大约90%的涤纶用作衣料，75%用作纺织品，15%用作编织品，6%左右用于工业生产，用于制造轮胎帘子线、传送带、渔网、帆布、缆绳等。
聚酰胺纤维又称尼龙、锦纶或耐纶，具有强韧高、弹性高、质量轻、染色性好等优点，因拉伸弹性好较难起皱、抗疲劳性好，是比蜘蛛丝还细，比钢丝还强的纤维。缺点是保暖性、耐热性和耐光性偏弱，约1/2的锦纶用作衣料（如图7-16），约1/6做轮胎帘子线，约1/3用于其它工业生产。
聚丙烯腈纤维又称腈纶、奥纶或开司米，主要优点是蓬松柔软、轻盈、保暖性好，性能极似羊毛，故有“人造羊毛”之称，缺点是吸水率低，所以不适合作贴身内衣，强度不如涤纶和尼龙，耐磨性差，甚至不及羊毛和棉花。目前，大约70%的腈纶用作衣料，60%用作编织物，5%用于工业生产。
4. ①离子交换 一般室温下的稀水溶液中，强酸性阳离子树脂优先吸附多价离子；对同价离子而言，原子序数越大，选择性越高；弱酸性树脂和弱碱性树脂分别对H+和OH-有最大亲和力等。
②吸附功能 无论是凝胶型、大孔型离子交换树脂均具有很大的比表面积，具有较强的吸附能力。吸附量的大小和吸附的选择性，主要取决于表面和被吸附物质的极性等因素，大孔型树脂的吸附能力远远大于凝胶型树脂，适当的溶剂或适当的温度可使之解吸。
③催化作用 离子交换树脂可对许多化学反应起催化作用，如酯的水解、醇解、酸解等。与低分子酸碱相比，离子交换树脂催化剂具有易于分离、不腐蚀设备、不污染环境、产品纯度高等优点。
除了上述几个功能外，离子交换树脂还具有脱水、脱色、作载体等功能。
5.聚合反应分为连锁聚合和逐步聚合两大类。连锁聚合反应需要活性中心，活性中心可以是自由基、阳离子或阴离子，因此可以根据活性中心的不同将连锁聚合反应分为自由基聚合、阳离子聚合和阴离子聚合。连锁聚合的特征是整个聚合过程由链引发、链增长、链终止等几步基元反应组成。各步的反应速率和活化能差别很大。链引发是活性中心的形成，单体
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材料化学___(宿辉)___习题答案
