材料科学材料科学与工程模拟考试练习3doc.docx
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材料科学材料科学与工程模拟考试练习3doc
姓名：
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________________学号：
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材料科学：
材料科学与工程模拟考试练习
考试时间：
120分钟考试总分：
100分
题号
一
二
三
四
五
总分
分数
遵守考场纪律，维护知识尊严，杜绝违纪行为，确保考试结果公正。
1、单项选择题
聚合物在成型加工过程中物料的混合过程一般有三种作用来实现的。
下列哪个不是这类作用（）A.扩散
B.对流
C.剪切
D.混合
本题答案：
D
本题解析：
暂无解析
2、填空题
混合按混合形式可分为（）和（）。
本题答案：
非分散混合；分散混合
本题解析：
非分散混合；分散混合
3、填空题
目前，化学结构变化较少、最接近原本木素的分离木素是（）.
本题答案：
磨木木素
本题解析：
磨木木素
4、单项选择题
注射速度增大，下降的是（）A.冲模压力
B.内应力
C.接缝强度
D.表面质量
本题答案：
D
本题解析：
暂无解析
5、判断题
层流混合发生在液体和固体两层之间。
本题答案：
错
本题解析：
暂无解析
6、填空题
聚合物在成型加工过程中主要应用的初混合设备包括（）、（）、（）等；主要的混合塑炼设备包括（）、（）、（）等.
本题答案：
捏合机；高速混合机；管道式捏合机；双辊塑炼机；密炼机；挤出机
本题解析：
捏合机；高速混合机；管道式捏合机；双辊塑炼机；密炼机；挤出机
7、填空题
在固体介质中，做无规则布朗运动的大量质点的扩散系数取决于质点的（）和迁移自由程r平方的乘积。
本题答案：
有效跃迁频率。
本题解析：
有效跃迁频率。
8、填空题
机械零件常用的毛坯种类有（）、（）、冲压件、焊接件和型材。
本题答案：
铸件；锻件
本题解析：
铸件；锻件
9、问答题
单向排布长纤维陶瓷基复合材料是如何达到增韧目的的？
本题答案：
单向排布长纤维增韧陶瓷复合材料具有各向异性，沿纤维长度
本题解析：
单向排布长纤维增韧陶瓷复合材料具有各向异性，沿纤维长度方向的性能大大高于横向性能。
当材料产生裂纹的平面垂直于纤维时，裂纹扩展受阻，要使裂纹继续扩展必须提高外加应力，克服纤维拔出功和纤维断裂功。
另外，裂纹在发展过程中会出现转向，增加裂纹扩展阻力，从而进一步提高韧度。
总之，在单向排布纤维陶瓷复合材料中，韧度的提高来自于：
纤维拔出、纤维断裂和裂纹扩展。
10、问答题
简述增强材料（增强体、功能体）在复合材料中所起的作用，并举例说明。
本题答案：
填充：
廉价、颗粒状填料，降低成本。
例：
PVC中添加碳酸钙粉末
本题解析：
填充：
廉价、颗粒状填料，降低成本。
例：
PVC中添加碳酸钙粉末。
增强：
纤维状或片状增强体，提高复合材料的力学性能和热性能。
效果取决于增强体本身的力学性能、形态等。
例：
TiC颗粒增强Si3N4复合材料、碳化钨/钴复合材料，切割工具；碳/碳复合材料，导弹、宇航工业的防热材料（抗烧蚀），端头帽、鼻锥、喷管的喉衬。
赋予功能：
赋予复合材料特殊的物理、化学功能。
作用取决于功能体的化学组成和结构。
11、判断题
砂型铸造常用的机器造型方法有震实造型、微震实造型、高压造型、抛砂造型等。
本题答案：
对
本题解析：
暂无解析
12、问答题
材料的性能、材料的功能以及材料使用性能的含义？
本题答案：
材料的性能：
合成与加工是指建立原子、分子和分子聚集体的
本题解析：
材料的性能：
合成与加工是指建立原子、分子和分子聚集体的新排列，在从原子尺度到宏观尺度的所有尺度上对结构进行控制以及高效而有竞争力地制造材料和零件的演变过程；
材料的功能：
指物质（材料）对应于某种输入信号时，所产生的质或量的变化，或其中某些变化会产生一定的输出，即能产生另一种效应。
如压电效应，热电效应等。
材料使用性能：
是材料在使用条件下应用性能的度量，通常指材料在最终使用状态时的行为，是材料固有性质与产品设计、工程能力和人类需要相融合在一起的一个要素，必须以使用性能为基础进行设计才能得到最佳的方案。
13、填空题
复合材料界面结合的类型有（）、（）、（）、（）。
本题答案：
机械结合；溶解与侵润结合；反应结合；混合结合
本题解析：
机械结合；溶解与侵润结合；反应结合；混合结合
14、问答题
（1）画出O2-作而心立方堆积时，各四面体空隙和八面体空隙的所在位置（以一个晶胞为结构基元表示出来）。
（2）计算四面体空隙数、八而体空隙数与O2-数之比。
（3）根据电价规则，在下面情况下，空隙内各需填入何种价数的阳离子，并对每一种结构举出个例子。
（a）所有四面体空隙位置均填满；
（b）所有八而体空隙位置均填满；
（c）填满半四面体空隙位置；
（d）填满半八面休空隙位置
本题答案：
15、问答题
造成成型不良的主要原因有哪些，如何改善（任选1种）？
本题答案：
不饱模：
射出压力不够、加大压力；计量位置不、；
本题解析：
不饱模：
射出压力不够、加大压力；计量位置不、；加大计量位置；温度不够、加高温度
16、填空题
杂质原子在其它晶格中扩散时的推动力为（），同种原子在自己晶格中自扩散的推动力为（）。
本题答案：
缺陷浓度，0。
本题解析：
缺陷浓度，0。
17、问答题
在Na2O—SiO2系统及RO—SiO2系统中随着SiO2含量的增加，熔体的粘度将升高而表面张力则降低，说明原因。
本题答案：
Na2O-SiO2系统中，SiO2含量增加，
本题解析：
Na2O-SiO2系统中，SiO2含量增加，增大，减小；因为SiO2含量增加，聚合离子团尺寸增大，迁移阻力增大，增大，e/r减小，相互作用力减小，减小；RO-SiO2系统中，SiO2含量增加，增大，减小；因为无SiO2时RO-O2系统很低，表面张力大；加入SiO2，系统中出现聚合离子团，SiO2增加，聚合离子团尺寸增大，数目增大，增大，减小。
18、问答题
简述影响烧结的因素答：
影响烧结的因素是多方面的。
首先烧结温度、时间和物料粒度是三个直接的因素。
本题答案：
烧结温度是影响烧结的重要因素。
延长烧结时间
本题解析：
烧结温度是影响烧结的重要因素。
延长烧结时间一般都会不同程度地促使烧结完成，但对粘性流动机理的烧结较为明显，而对体积扩散和表面
扩散机理影响较小。
然而在烧结后期，不合理地延长烧结时间，有时会加剧二次再结晶作用，反而得不到充分致密的制品。
减少物料颗粒度则总表面能增大因而会有效加速烧结，这对于扩散和蒸发一冷凝机理更为突出。
但是，在实际烧结过程中，除了上述这些直接因素外，尚有许多间接的因素，例如通过控制物料的晶体结构、晶界、粒界、颗粒堆积状况和烧结气氛以及引入微量添加物等，以改变烧结条件和物料活性，同样可以有效地影响烧结速度。
一、物料活性的影响
烧结是基于在表面张力作用下的物质迁移而实现的。
因此可以通过降低物料粒度来提高活性，但单纯依靠机械粉碎来提物料分散度是有限度的，并且能量消耗也多。
于是开始发展用化学方法来提高物料活性和加速烧结的工艺，即活性烧结。
活性氧化物通常是用其相应的盐类热分解制成的。
实践表明，采用不同形式的母盐以及热分解条件，对所得氧化物活性有着重影响。
因此，合理选择分解温度很重要，一般说来对于给定的物料有着一个最适宜的热分解温度。
温度过高会使结晶度增高、粒径变大、比表面活性下降；温度过低则可能因残留有未分解的母盐而妨碍颗粒的紧密充填和烧结。
二、添加物的影响
实践证明，少量添加物常会明显地改变烧结速度，但对其作用机理的了解还是不充分的。
许多试验表明，以下的作用是可能的。
（一）与烧结物形成固溶体
当添加物能与烧结物形成固溶体时，将使晶格畸变而得到活化。
故可降低烧结温度，使扩散和烧结速度增大，这对于形成缺位型或间隙型固溶体尤为强烈。
（二）阻止晶型转变
有些氧化物在烧结时发生晶型转变并伴有较大体积效应，这就会使烧结致密化发生困难，并容易引起坯体开裂；这肘若能选用适宜的掭加物加以抑制，即可促进烧结。
（三）抑制晶粒长大
由于烧结后期晶粒长大，对烧结致密化有重要柞用；但若二次再结晶或间断性晶粒长大过快，又会因晶粒变粗、晶界变宽而出现反致密化现象并影响制品的显微结构。
这时，可通过加入能抑制晶粒异常长为的添加物来促进致密化进程。
但应指出，由于晶粒成长与烧结的关系较为复杂，正常的晶粒长大是有益的，要抑制的只是二次再结晶引起的异常晶粒长大；因此并不是能抑制晶粒长大的添加物都会有助于烧结。
（四）产生液相
已经指出，烧结时若有适当的液相，往往会大大促进颗粒重排和传质过程。
添加物的另一作用机理，就在于能在较低温度下产生液相以促进烧结。
液相的出现，可能是添加物本身熔点较低；也可能与烧结物形成多元低共熔物。
三、气氛的影响
实际生产中常可以现，有些物料的烧结过程对气体介质十分敏感。
气氛不l
（二）化学作用
主要表现在气体介质与烧结物之间的化学反应。
在氧气气氛中，由于氧被烧结物表面吸附或发生化学作用，使晶体表面形成正离子缺位型的非化学计量化合物，正离子空位增加，扩散和烧结被加速，同时使闭气孔中的氧可能直接进入晶格，并和O2-空位一样沿表面进行扩散。
故凡是正离子扩散起控制作用的烧结过程，氧气氛和氧分压较高是有利的。
四、压力的影响
外压对烧结的影响主要表现在两个方面：
生坯成型压力和烧结时的外加压力（热压）。
从烧结和固相反应机理容易理解，成形压力增大，坯体中颗粒堆积就较紧密、接触面积增大，烧结被加速。
与此相比，热压的作用是更为重要的。
19、填空题
同温度下，组成分别为：
（1）0.2Na2O－0.8SiO2；
（2）0.1Na2O－0.1CaO－0.8SiO2（3）0.2CaO－0.8SiO2的三种熔体，其粘度大小的顺序为（）。
本题答案：
（2）>（3）>
（1）
本题解析：
（2）>（3）>
（1）
20、单项选择题
下列塑料中卫生性最好的为（）A.PE
B.PVC
C.PMMA
D.PS
本题答案：
A
本题解析：
暂无解析
21、填空题
在硅酸盐晶体中，硅氧四面体之间如果相连，只能是（）方式相连。
本题答案：
共顶方式。
本题解析：
共顶方式。
22、名词解释
滞后效应（或弹性滞后）
本题答案：
由于松弛过程的存在，材料的形变必然落后于应力的变化，聚合物对
本题解析：
由于松弛过程的存在，材料的形变必然落后于应力的变化，聚合物对外力响应的滞后现象称为滞后效应。
23、填空题
橡胶成型加工中最常用的补强剂是（），此外还有（）、超细活性炭酸钙、活性陶土等。
本题答案：
炭黑；白炭黑
本题解析：
炭黑；白炭黑
24、问答题
材料的合成的概念？
材料加工的概念？
本题答案：
合成：
常常是指原子和分子组合在一起制造新材料所采用的物
本题解析：
合成：
常常是指原子和分子组合在一起制造新材料所采用的物理和化学方法。
合成是在固体中发现新的化学现象和物理现象的主要源泉。
加工：
这里所指的是成型加工，除了上述为生产出有用材料对原子和分子控制外，还包括在较大尺度上的改变，有时也包括材料制造等工程方面的问题合成与加工是指建立原子、分子和分子聚集体的新排列，在从原子尺度到宏观尺度的所有尺度上对结构进行控制以及高效而有竞争力地制造材料和零件的演变过程.
25、判断题
一般酚醛树脂和沥青的焦化率基本相同，在高压下，它们的焦化率可以提高到90%。
本题答案：
对
本题解析：
暂无解析
26、单项选择题
要生产透明浅色产品，分子量分布较宽常采用的方法有（）A.本体聚合
B.溶液聚合
C.悬浮聚合
D.乳液聚合
本题答案：
A
本题解析：
暂无解析
27、填空题
液态金属结晶时，结晶过程的推动力是（）。
本题答案：
液相和固相之间存在过冷度
本题解析：
液相和固相之间存在过冷度
28、问答题
光在光纤中的传播原理是什么？
传播模式又有几种？
各自的特点又是什么？
本题答案：
原理：
光的全反射模式：
单模：
光纤直径细，只有3～10微
本题解析：
原理：
光的全反射模式：
单模：
光纤直径细，只有3～10微米，同波长相近，只能传播与光纤轴平行的一种模式，其余模式的光均被淘汰；不存在模式色散，传输频带宽，信息量大。
多模：
又分为梯度和阶跃两种，光纤直径为几十到上百微米，比光的波长大的多，可以同时传输多种模式的光，传输频率受模式色散的限制，信息量不高。
29、判断题
均一性和分散度这两个概念没有本质的区别。
本题答案：
错
本题解析：
暂无解析
30、问答题
请用粘弹性的滞后效应相关理论解释塑料注射成型制品的变形收缩现象以及热处理的作用。
本题答案：
1.塑料注射成型制品的变形收缩。
当注射制件脱模时，大分
本题解析：
1.塑料注射成型制品的变形收缩。
当注射制件脱模时，大分子的形变并非已经停止，在贮存和使用过程中，制件中大分子的进一步形变能使制件变形。
制品收缩的主要原因是熔体成型时骤冷使大分子堆积得较松散（即存在自由体积）之故。
在贮存和使用过程中，大分子的重排运动的发展，使堆积逐渐紧密，以致密度增加体积收缩。
能结晶的聚合物则因逐渐形成结晶结构而使成型的制品体积收缩。
制品体积收缩的程度是随冷却速度增大而变得严重，所以加工过程急冷（骤冷）对制件的质量通常是不利的。
无论是变形或是体积收缩，都将降低制品的因次稳定性；严重的变形或收缩不均匀还会在制品中形成内应力，甚至引起制品开裂；同时并降低制品的综合性能。
2.在Tg~Tf的温度范围内对成型制品进行热处理，可以缩短大分子形变的松弛时间，加速结晶聚合物的结晶速度，使制品的形状能够较快地稳定下来。
某些制品在热处理过程辅以溶胀作用（在水或溶剂中热处理或将制品置于溶剂蒸汽中热处理，更能缩短松弛时间）。
例如在纤维拉伸定型的热处理中，若吹入瞬时水蒸气，有利于较快地消除纤维中的内应力，提高纤维使用的稳定性。
通过热处理不仅可以使制品中的内应力降低，还能改善聚合物的物理机械性能，这对于那些链段的刚性较大、成型过程中容易冻结内应力的聚合物如聚碳酸酯、聚苯醚、聚苯乙烯等有很重要的意义。
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