支化与交联
（1）支化：
长支化－－分子链之间的物理缠结作用增加，分子链活动受阻，柔顺性下降。
短支化－－分子链间距离增大，柔顺性增加。
（2）交联：
轻度交联－－不影响链的活动能力，柔顺性不变。
高度交联－－链的活动受阻，柔顺性下降。
氢键及分子间作用力
如果高分子在分子内或分子间形成氢键，则分子链的刚性增加。
聚乙烯>聚甲醛
23.什么是液晶聚合物？
高分子液晶有哪几种结构类型？
兼具晶体的光学性质和液体流动性质，是某些物质在熔融态或在溶液状态下所形成的有序流
体的总称
液晶是介于完全有序晶体与各向同性液体之间的一种中间状态，确切地说，它是一种取向有序的流体，它既有液体的易流动性，又有晶体双折射各向异性的特性。
按液晶形成的方式和性能分类
a、溶致性液晶：
在溶液中当达到某一临界浓度以上时呈现液晶性能
聚对苯二甲酰对苯二胺（Kevlar）聚对苯酰胺聚对苯撑苯并噻唑
b.热致性液晶：
聚合物加热至熔点以上某一个温度范围呈现液晶性能。
液晶的物理结构主要是指分子在空间的排列状态。
高分子液晶与小分子液晶一样，也可以呈
现三种不同的聚集状态，即向列型、近晶型和胆甾型液晶态。
第四章
4.埃灵罕姆图上大多数斜线的斜率为正，但是反应C+O2→CO2的斜率为0，反应
2C+O2=2CO的斜率为负，请解释原因。
△G0=△H0-T△S0△G0与温度T关系式的斜率为-△S0
C（s）+O2（g）→CO2（g）
氧化过程气体数目不变，则△S0=0,（-△S0）=0，斜率为零。
2C（s）+O2（g）=2CO（g）
氧化过程气体数目增加，则△S0>0,（-△S0）<0，斜率为负。
第五章
1.什么是湿法冶金？
湿法冶金有什么优点？
答：
湿法冶金是利用一些化学溶剂的化学作用，在水溶液或非水溶液中进行包括氧化，还原，中和，水解和络合等反应。
优点：
原料中有价金属综合回收程度高，有利于环境保护，并且生产过程较易实现连续化和
自动化。
2.从金属的结构特点，说明制备非晶态金属的关键是什么？
①必须形成原子或分子混乱排列的状态；②必须将这种热力学上的亚稳态在一定的温度范围内保存下来，使之不向晶态转变。
3.陶瓷的固相烧结一般可分为哪几个阶段？
答：
3个阶段：
①初始阶段：
主要表现为颗粒形状改变；
②中间阶段：
主要表现为气孔形状改变；
③最终阶段：
主要表现为气孔尺寸改变。
4.聚合实施方法有哪几种？
哪些方法适合于制备颗粒状聚合物？
答：
4种：
本体聚合、溶液聚合、悬浮聚合、乳液聚合。
悬浮聚合适用于制备颗粒状聚合物。
5.提拉法中，控制晶体品质的因素主要有哪些?
答:
提拉法中，控制晶体品质的主要因素有固液界面的温度梯度、生长速率、转晶速率以及熔体的流体效应等。
6.单晶硅棒和厚度约1μm的薄膜分别可用什么方法制备?
答:
（1）单晶硅棒可以用晶体生长技术中的提拉法来制备，即将硅原料熔体盛放在增锅中，籽晶杆带着籽晶由上而下插入熔体，由于固液界面附近的熔体维持一定的过冷度，熔体沿籽晶结晶，以一定速度提拉并且逆时针旋转籽晶杆，随着籽晶的逐渐上升，生长成单晶硅棒。
（2）厚度约1μm的单晶硅薄膜可用阴极溅射法制备，即利用高能粒子轰击固体靶材表面（Si）
使得靶材表面的原子或原子团获得能量并逸出表面，然后在基片的表面沉积形成单晶硅薄膜。
7.液相外延法和气相沉积法都可制备薄膜，如果要制备纳米厚度的薄膜，应采用哪种方法?
答:
液相外延法具有设备简单、纯度高的特点，但是由于晶体成核和生长的速率较快，得到
的膜较厚，很难得到纳米厚度的薄膜。
物理气相沉积可通过调控蒸镀源与靶之间的距离来调
控膜沉积的速率，化学气相沉积可通过体系的温度、压力等因素来调控膜沉积的速率。
因此，如果要制各纳来厚度的薄障，应采用气相沉积法比转奸。
8.CVD法沉积Si0:
可通过哪些反应实现?
写出相关化学方程式。
答:
CVD法沉积Si0:
可通过以下几种反应来实现。
（1）烷氧化物的热分解:
Si（OC2H5）4→Si02+C2H4+H20
（2）硅化合物的氧化反应
:
SiCl
4
（g）+O
2
（g）→Si0
（s）+2C1（g）
2
2
SiH
（g）+O
2
（g）→Si0
（s）+2H
2
（g）
4
2
SiC1
4（g）+2C02+2H2（g）→Si02（s）+4HC1（g）+2C0（g）
（3）硅化合物的水解反应
:
SiC14
（g）+2H
20（g）→Si02（s）+4HC1（g）
9.用什么方法可以对Cu和Cu2O进行分离?
写出相关化学方程式。
答:
对Cu和Cu20进行分离，可以采用化学气相输运技术，以HCl作为输运气体。
过程
中发生如下反应:
由于从Cu20生成CuCI为放热反应，而从Cu生成
度处沉积，而Cu则在较低温度处沉积，从而可以对
CuCI为吸热反应，因此
Cu和Cu20进行分离。
Cu20
在较高温
10.溶胶一凝胶法制备纤维材料，应采用怎样的条件较合适
?
请解释。
答:
溶胶一凝胶法制备纤维材料，应在拉纤阶段控制合适的粘度，选择合适的催化剂，选择
合适的成纤方法。
因为拉纤阶段溶胶的粘度会影响纤维的直径和纤维的质量，粘度大时得到
的纤维直径较大，粘度小时得到的纤维直径较小。
其次，因为是要得到纤维材料，所以缩聚
的中间体应该是线形分子链，所以应使用酸催化，因为碱催化会得到三维网络结构的中间体。
此外，如果要得到长纤维的话，可以用拉纤法，而要得到短纤维的话，应采用离心喷出法。
11.怎样用均匀沉淀法合成硫化锌颗粒?
写出相关化学方程式。
答:
用均匀沉淀法合成ZnS颗粒，可以采用硫代乙酞胺
（CH3C00）2Zn）为原料制得，反应方程式如下:
（CH3CSNH3）作为硫源，以乙酸锌
CH3CSNH2→
CH3CN+H2S
（CH
3C00）2Zn+H2S→ZnS+2CH3COOH
12.有两种活化能分别为Q1=83.7KJ/mol和Q2=251KJ/mol的扩散反应。
观察在温度从25℃升高到600℃时对这两种扩散的影响，并对结果做出评述。
k=Aexp（-△
Gk/RT
）
D=D
0exp（-Q/RT）
Q为扩散活化能，从上两式可见，温度上升时，无论反应速率常数还是扩散系数都是增加的，
但由于扩散活化能通常比反应活化能小，从而温度的变化对化学反应的影响远大于对扩散的
影响。
一般认为温度升高均有利于反应进行，
应能力和扩散能力均得到增强的原因所致。
因为温度升高，固体结构中质点热振动动能增大，
反
13.简述影响固相反应的因素。
反应物的化学组成、特性和结构状态温度和压力;其他可能影响晶格活化,促使物质内外传输的因素等。
反应物形态、反应物间比例、反应条件。
14.简述自蔓延高温合成法原理。
是利用反应物之间的化学反应热的自加热和自传导作用来合成材料的一种技术。
原理是外部热源将原料粉或预先压制成一定密度的坯件进行局部或整体加热，当温度达到点燃温
度时撤掉外部热源，利用原料颗粒发生的固体与固体反应或固体与气体反应放出的反应热，使反应继续直至反应完毕。
15.自组装发生的条件是什么？
①非共价键的弱相互作用力协同作用是自组装的驱动力，它为自组装提供能量，维持自组装
体系的结构稳定和完整性。
②导向作用，即结构单元在空间的互补性，也就是说要使自组装的发生，必须在空间尺寸上
达到结构单元重排的要求。
期中试卷
一、名词解释
1.材料：
材料是人类用于制造物品、器件、构件、机器或其他产品的物质。
2.相律：
是研究相平衡的基本规律,表示平衡物系中的自由度数,相数及独立组分数之间的关系。
3.势能阱：
4.置换固溶体：
是指溶质原子占据溶剂晶格部分正常位置所形成的固溶体，即溶剂原子在晶
格中的部分位置，被溶质原子所替换。
5.间隙固溶体：
指溶质原子不是占据溶剂晶格的正常结点位置，而是填入溶剂原子间的一些间隙中。
6.晶格能：
处于气态的离子结合生成固态离子晶体时释放的能量
7.表面能：
恒温、恒压、恒组成情况下，可逆地增加物系表面积须对物质所做的非体积功。
表面能的另一种定义是，表面粒子相对于内部粒子所多出的能量。
8.表面张力：
液体表面任意二相邻部分之间垂直于它们的单位长度分界线相互作用的拉力。
9.润湿：
10.自憎现象：
二、填空
1.填写下列表格
结构型式
CsCl型
岩盐型
萤石
反萤石
闪锌矿型
金红石型
化学组成比n+/n-
1:
1
1:
1
1:
2
2:
1
1:
1
1:
2
负离子堆积方式
立方最
简单立
立方最密
密堆积
方堆积
堆积
正负离子配位数
6:
6
8:
4
4:
8
1:
1
6:
3
+-
比CN/CN
实例
CsCl
NaCl
CaF2
Na2O
ZnS
2.将下列相图中单相区两相区标志清楚，并解释所有的点线面。
液相线：
ABCD
固相线：
AHJEC
五个单相区：
液相区
:
ABCD以上（L）
固溶体：
AHNA
γ奥氏体相区
:
NJESGN
α铁素体相区
GPQG
渗碳体相区
:
DFKL（Fe3C）
三、解答题
1.材料按其组成和结构可以分为哪几类？
如果按功能和用途对材料分类，列举十种不同功能或用途的材料。
答：
（1）金属材料，无机非金属材料，高分子材料，复合材料
（2）导电材料、绝缘材料、生物医用材料、航天航空材料、能源材料、电子信息材料、感光材料。
1.原子间的结合键共有几种？
各自特点如何？
特点
键强
形成晶体的特点
无饱和性、无方向性、高配
高熔点、高强度、高硬度、低膨胀
离子键
最强
系数、塑性较差、固态不导电、熔
位数。
态离子导电。
共价键
有饱和性、有方向性、低配
强
高熔点、高强度、高硬度、低膨胀
位数
系数、塑性较差、在熔态也不导电。
电子共有化，可以自由流动；
塑性较好、有光泽、良好的导热、
金属键
无饱和性、无方向性、配位
较强
导电性。
数高
范德华键
无饱和性、无方向性
最弱
氢键
有饱和性、有方向性
弱
3.埃灵罕姆图上大多数斜线的斜率为正，
但是反应C+O2→CO2的斜率为0，反应2C+O2=2CO
的斜率为负，请解释原因。
△G0=△H0-T△S0△G0与温度T关系式的斜率为-△S0
C（s）+O2（g）→CO2（g）
氧化过程气体数目不变，则△S0=0,（-△S0）=0，斜率为零。
2C（s）+O2（g）=2CO（g）
氧化过程气体数目增加，则△S0>0,（-△S0）<0，斜率为负。
4.解释铝材为何不易生锈，铁容易生锈，谈谈化学腐蚀和电化学腐蚀各自的特点及机理。
5.简述鲍林规则（5条）
（1）.配位多面体规则，其内容是：
“在离子晶体中，在正离子周围形成一个负离子多面体，
正负离子之间的距离取决于离子半径之和，正离子的配位数取决于离子半径比。
”
（2）电价规则指出：
“在一个稳定的离子晶体结构中，每一个负离子电荷数等于或近似等于
相邻正离子分配给这个负离子的静电键强度的总和，其偏差≤1/4价”。
静电键强度S=正离子
数Z+/正离子配位数n，则负离子电荷数Z=∑Si=∑（Zi+/ni）。
（3）多面体共顶、共棱、共面规则，其内容是：
“在一个配位结构中，共用棱，特别是共用
面的存在会降低这个结构的稳定性。
其中高电价，低配位的正离子的这种效应更为明显”。
（4）不同配位多面体连接规则，其内容是：
“若晶体结构中含有一种以上的正离子，则高电
价、低配位的多面体之间有尽可能彼此互不连接的趋势”。
（5）节约规则，其内容是：
“在同一晶体中，组成不同的结构基元的数目趋向于最少”。
6.简述高岭石和滑石结构的异同点。
7.什么是正火？
什么是退火？
两者特点和用途有何不同？
退火是将钢件加热到Ac1或Ac3以上（30~50℃），保温一段时间，然后再缓慢的冷却（一般用炉冷）。
正火是将钢件加热到Ac3或Acm以上（30~50℃），保温一段时间，然后在空气中冷却，冷却速度比退火稍快。
退火与正火的主要区别是：
正火是完全退火的一种变态或特例，二者仅是冷却速度不同，通常退火是随炉冷而正火是在空气中冷却，正火既适用于亚共析钢也适用于过共板钢，对于共析钢，正火一般用于消除网状碳化物；对于亚共析钢，正火的目的与退火基本相同，主要是细化晶粒，消除组织中的缺陷，但正火组织中珠光体片较退火者细，且亚共析钢中珠光数量多铁素体数量少，因此，
经正火后钢的硬度、强度均较退火的高，由此可知，在生产实践中，钢中有网状渗碳体的材
料需先经正火消除后方可使用其他工艺，而对热处理后有性能要求的材料，则据要求的不同
及钢种不同选择退火工艺，如：
要求热处理后有一定的强度、硬度，可选择正火工艺；要求有一定的塑性，尽量降低强度、硬度的则应选择退火工艺。
8.简述杨氏方程对润湿现象的热力学判据（自己附图）
9.高炉生产的原料有哪些？
并写出炉内反应方程式。
10.晶体和非晶体有哪些区别？
11.
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