1、金属材料、无机非金属材料、有机材料和复合材料的基本性能?(1)a. 金属键,常规法生产的为晶体结构;b. 常温下固体熔点较高;c. 金属光泽;d. 纯金属范性大、展性、延性大;e. 强度较高;f. 导热、导电性好;g. 空气中易氧化,如钢、铁等生成氧化膜,合金可改性抗氧化性;h.高温强度差。
(2)a. 离子键、共价键及其混合键;b. 硬而脆;c. 熔点高、耐高温抗氧化;d. 导热、导电性差;e. 耐化学腐蚀性好;f. 耐磨;g. 成型方式为粉末制坏、烧制成型但是成型加工困难。
(3)a. 共价键,部分范氏键;b. 分子量大,无明显熔点,有玻璃化转变温度Tg 和粘流温度Tf;c. 力学状态有三态:玻璃态、高弹态、粘流态;d. 比重小;e. 绝缘性好;f. 优越的化学稳定性;g. 成型方法多但是耐热性差,易老化。
(4)a. 抗疲劳性能良好;b. 结构件减震性好;c. 比强度和比量高;d. 耐烧能性和耐高温性能好;e. 具有良好的减摩、耐摩和耐润滑性能。
2、现代材料观的四面体和六面体是什么?将使用效能、性能、成分、合成/制备连接在一起组成一个四面体。
将成分、结构、合成与加工、性能及使用性能连接在一起组成一个六面体。
3、材料科学与工程研究内容的科学性和技术性?科学性:a. 从化学角度出发,研究材料的化学组成、键性、结构与性能的关系.b. 从物理角度,阐述材料的组成原子、分子及其运动状态与各物性之间的关系.c. 材料的制备工艺.技术性:d. 材料的性能表征。
e. 材料的应用。
4、何谓材料的工艺性能和使用性能?(1)工艺性能是指制造工艺过程中材料适应加工的性能。
(2)使用性能是指材料制成零件或产品后,在使用过程中能适应或抵抗外界对它的力、化学、电磁、温度等作用而必须具有的能力。
5、符号HBS或HBW之前的符号后面的数字按顺序分别什么?如120HBS10/1000/30表示什么?符号HBS或HBW之前的数字表示硬度值,符号后面的数字按顺序分别表示球体直径、载荷及载荷保持时间。
如:120HBS10/1000/30表示直径为10mm的钢球在1000kgf(9.807kN)载荷作用下保持30s测得的布氏硬度值为120。
6、何谓疲劳和疲劳极限?(1)零件在循环应力的作用,即使工作时承受的应力低于材料的屈服点或规定残余伸长应力,在经受一定的应力循环后也会发生突然断裂,这种现象称为疲劳。
(2)当应力低于某值时,应力循环到无数次也不会发生疲劳断裂,此应力值称为材料的疲劳极限。
即表示材料在无数次交变载荷作用而不破坏的最大应力。
7、疲劳失效的特点?(1) 疲劳断裂表现为低应力下的破坏断裂。
疲劳失效在远低于材料的静载极限强度甚至远低于材料屈服强度下发生。
(2) 疲劳破坏宏观上无塑性变形。
与静载荷作用下材料的破坏相比,具有更大的危险性。
(3) 疲劳是与时间有关的一种失效方式,具有多阶段性。
疲劳失效过程是累积损伤的过程。
由交变应力(应变)作用引起的损伤是随着载荷次数逐次增加的。
(4) 与单向静载断裂相比,疲劳失效对材料的微观组织和缺陷更加敏感。
这是因为疲劳有极大的选择性,几乎总是在构件材料表面的缺陷处发生。
(5)疲劳失效受载荷历程的影响。
过载损伤会导致疲劳强度的下降。
8、断裂韧度KlC?反应材料有裂纹存在时,抵抗脆性断裂的能力。
即Kl的临界值称为断裂韧度KlC。
是材料固有力学性能指标,是强度和韧度的总和体现。
9、蠕变和蠕变变形?蠕变:材料在较高的温度和恒定荷载的长时间作用下产生缓慢塑性变形的现象。
蠕变变形:有蠕变产生的塑性变形。
蠕变断裂:由蠕变变形导致的材料的断裂。
10、蠕变机理?(1)位错运动: 在蠕变的整个阶段都有位错滑移产生,它是蠕变过程中的重要机制。
(2)扩散性蠕变: 当温度很高,应力很低时,蠕变速率与应力成正比,这种蠕变与位错关系不大,蠕变主要是由应力作用下物质的定向流动造成(空位、原子的定向扩散),称为扩散蠕变。
包括晶内扩散(或Nabarro-Herring蠕变,较高温度)和沿晶扩散(或Coble蠕变,较低温度)。
晶粒减小,晶界滑动对蠕变的作用越大。
(3)晶界滑移:高温和应力的作用下,晶粒发生转动(晶界滑动和迁移)。
11、蠕变断裂机理?(1)裂纹萌生(2)裂纹扩展(3)断裂12、抗磁性与顺磁性?(1)材料被磁化后,磁化矢量与外加磁场方向相反,称为抗磁性。
(2)材料被磁化后,磁化矢量与外加磁场方向相同,称为顺磁性。
13、基本磁化曲线和起始磁化曲线?(1)在画磁滞回线时,如果对磁感应强度(或磁场强度)最大值取不同的数值,就得到一系列的磁滞回线,连接这些回线顶点的曲线叫基本磁化曲线,又称正常磁化曲线。
(2)起始磁化曲线:磁性材料由磁中性状态(B=0,H=0)在H 缓慢单调增大的情况下测得的磁化曲线B(H)或M(H)。
14、何谓趋肤效应?交变电流通过导体时,由于感应作用引起导体截面上电流分布不均匀,愈近导体表面电流密度越大。
这种现象称“趋肤效应”。
趋肤效应使导体的有效电阻增加。
频率越高,趋肤效应越显著。
15、材料的耐热性?耐热性:指在受负荷下,材料失去其物理机械性能而发生永久变形的温度。
材料的使用上限温度。
16、介电性、极化?介质极化包括哪3个部分?(1)介电性:在外加电场作用下,材料表面感生出电荷的性能。
(2)极化是指在外加电场作用下,介质内部质点(原子、离子、分子)或不同区域的正负电荷重心发生分离形成内部电偶极钜(偶极子)的过程。
(3)介质极化一般包括三个部分:电子极化、离子极化、偶极子极化.17、何谓材料的结构?材料结构包括的内容?材料结构是指组成材料的原子(或离子、分子)相互结合的方式或构成的形式(这些形式称为结构要素)以及结构要素按一定次序的组合、排列及相互间的各种关系。
(1)组成材料原子(或离子、分子)的构造。
(2)组成材料原子(或离子、分子)间的结合。
(3)组成材料原子(或离子、分子)的排列。
(4)材料内部存在的缺陷。
18、何谓电离能和亲和能?电离能:从孤立原子中,去除束缚最弱的电子所需的能量。
电子亲合能:原子接受一个额外的电子通常要释放能量,所放能量即电子亲合能。
19、键合的本质及其性能?(1)原子间的引力和斥力:均随原子间距增大而减小,但是排斥力更具短程力性质。
当原子距离很远时,排斥力很小,而当原子间接近轨道相互重叠时,由于太多的电子处于相互作用的区域,排斥力才明显增大,并超过吸引力。
(2)材料的结合能和性能:材料中原子结合能的大小就是把两个原子分开所需要做的功,因此结合能愈大,原子结合愈牢固,性能愈稳定。
20、晶列和晶面的特点?晶列:通过任意两个格点连一直线,则这一直线包含无限个相同格点,这样的直线称为晶列,也是晶体外表上所见的晶棱。
晶列的特点:(1)一族平行晶列把所有点包括无遗。
(2)在一平面中,同族的相邻晶列之间的距离相等。
(3)通过一格点可以有无限多个晶列,其中每一晶列都有一族平行的晶列与之对应。
(4 )有无限多族平行晶列。
晶面的特点:(1)通过任一格点,可以作全同的晶面与一晶面平行,构成一族平行晶面;(2)所有的格点都在一族平行的晶面上而无遗漏;(3)一族晶面平行且等距,各晶面上格点分布情况相同;(4)晶格中有无限多族的平行晶面。
21、光电效应的两个典型特点的解释?1.临界频率v0 只有当光的频率大于某一定值v0 时,才有光电子发射出来。
若光频率小于该值时,则不论光强度多大,照射时间多长,都没有电子产生。
光的这一频率v0称为临界频率。
上式亦表明光电子的能量只与光的频率v 有关,光的强度只决定光子的数目,从而决定光电子的数目。
这样一来,经典理论不能解释的光电效应得到了正确的说明。
2.电子的能量只是与光的频率有关,与光强无关,光强只决定电子数目的多少。
光电效应的这些规律是经典理论无法解释的。
按照经典光的电磁理论,光的能量只决定于光的强度而与频率无关。
由上式明显看出,能打出电子的光子的最小能量是光电子V = 0 时由该式所决定,即:hv -A = 0,v0 = A / h ,可见,当v < v0 时,电子不能脱出金属表面,从而没有光电子产生。
22、炼钢的基本任务?如何完成这些基本任务?(1).脱碳、脱磷、脱硫、脱氧;(2).去除有害气体和夹杂;(3).提高温度;(4).调整成分。
完成:炼钢过程通过供氧、造渣、加合金、搅拌、升温等手段完成炼钢基本任务。
23、炼钢用的原材料?炼钢脱氧的两种方式?一般分为主原料、辅原料和各种铁合金。
脱氧的方法有扩散脱氧和沉淀脱氧.24、转炉炼钢的特点?效率高、成本低、投资小、质量好。
碳素钢和低合金钢多采用转炉冶炼。
25、电弧炉炼钢的特点?电弧炉炼钢可以最大限度地脱硫、脱磷,钢中夹杂物含量低(因为炉温较高,还原期大部分夹杂物能够上浮到钢渣中被排除,所以钢中夹杂物含量低);炼钢的成分容易控制,适合冶炼高合金钢。
但是,能耗高,成本高。
26、钢材按照化学成分分哪几类?碳素钢合金钢27、何谓铸铁?铸铁含碳量大于2.11%的铁碳合金。
28、何谓液态金属的成型?有何特点?熔炼金属,制造铸型,并将熔融金属浇入铸型,凝固后获得一定形状和性能铸件的成形方法称为铸造。
(1)成形方便,工艺灵活性大。
(2)成本低廉,设备简单、周期短。
(3)铸件的力学性能较差,质量不够稳定。
(4)铸造生产劳动强度大,生产条件差。
29、按照焊接过程的特点,焊接方法分为哪几类?熔化焊、压力焊、钎焊。
30、何谓特种铸造?指砂型铸造以外的其它铸造方法。
如熔模铸造、金属型铸造、压力铸造、离心铸造等,统称为特种铸造。
31、何谓金属型铸造?金属型铸造的特点?用重力浇注将熔融金属浇入金属铸型而获得铸件的方法称为金属型铸造。
①金属型复用性好,实现了“一型多铸”,可节省大量造型材料和工时,提高了劳动生产率。
②铸件力学性能高,由于金属导热性能好,散热快,使铸件结晶致密,提高了力学性能。
③铸件尺寸精确。
但金属型生产成本高,周期长,铸造工艺要求严格,不适于单件,小批量生产。
由于金属型的冷却速度快,不宜铸造形状复杂和大型薄壁件。
32、金属压力加工?金属压力加工的特点?金属压力加工是指借助外力的作用,使金属坯料产生塑性变形,从而获得一定的形状、尺寸和力学性能的加工方法。
金属压力加工的特点:(1)改善组织,细化晶粒,消除缺陷,提高力学性能;(2)减少加工损耗,省材省工,生产效率高;(3)加工零件的体积和质量适应范围大;(4)不能获得外形和内腔形状复杂的工件;(5)只能加工塑性材料,如钢和有色金属等,不能加工脆性材料,如铸铁等。
33、粉末冶金?粉末冶金是以金属粉末或金属化合物粉末为原料状和性能的材料或制品的工艺方法。
34、何谓陶瓷?陶瓷是用陶瓷生产方法制造的无机非金属材料和制品的通称。
35、陶瓷的特性?陶瓷是金属与与非金属的固体化合物,以离子键(如MgO、Al2O3)、共价键(金刚石、Si3N4、BN)以及离子键和共价键的混合键结合在一起。