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材料概論的課后練習題及答案
篇一：材料概論習題及答案
1.人類使用材料的歷史經歷了哪些時代？
答：人類使用材料的歷史經歷了石器時代、青銅器時代、鐵器時代、水泥時代、鋼時代、硅時代、新材料時代。
2.材料的化學(鍵)分類和使用性能分類？
答：材料的化學(鍵)分類：金屬材料、無機非金屬材料、高分子材料、復合材料。
材料的使用性能分類：結構材料、功能材料。
3.什么是材料科學、材料工程、材料科學與工程？
答：材料科學：一門以固體材料為研究對象，以固體物理、固體化學、熱力學、動力學、量子力學、冶金、化工為理論基礎的邊緣交叉基礎應用學科，是運用電子顯微鏡、X射線衍射、熱譜、電子離子探針等各種精密儀器和技術，探討材料的組成、結構、制備工藝和加工使用過程與其機械、物理、化學性能之間的規律的一門基礎應用學科。
材料工程：運用材料科學的理論知識和經驗知識，為滿足各種特定需要而發展、制備和改進各種材料的工藝技術。
材料科學與工程：研究材料的組成與結構、合成與制備(工藝)、性能、使用效能(用途)四者之間相互關系和規律的一門科學。
4.簡述無機非金屬材料及其特點？
答：無機非金屬材料是一種或多種非金屬元素(如O、C、N等，通常為O)的化合物，主要為金屬氧化物和金屬非氧化物，不含C-H-O鏈。
無機非金屬材料的.特點：
①組成：一種或多種非金屬元素(如O、C、N等，通常為O)的化合物。
②結構：結合鍵主要為離子鍵、共價鍵或離子－共價混合鍵。
③性能：高熔點、高強度、耐磨損、高硬度、耐腐蝕和抗氧化的基本屬性，寬廣的導電性、導熱性和透光性以及良好的鐵電性、鐵磁性和壓電性，很差的延展性及耐沖擊性。
④合成與制備(藝)：(暫忽略)。
�、菔褂眯�(應用)：(暫忽略)。
作業2
1.從CaO-SiO2二元相圖分析礦物組成與化學組成、工藝條件的關系？
答：①CaO-SiO2二元相圖。
�、诘V物組成與化學組成的關系：在870-1125℃之間，隨著SiO2質量分數的降低，CaO質量分數的提高，所形成的礦物組成依次為α磷石英，α磷石英+β-CS，β-CS，β-CS+ C2S，C2S，C2S+C3S，C3S，C3S+CaO，CaO。
③礦物組成與工藝條件的關系：在SiO2-CS區間，隨著溫度的升高，依次生成α石英+β-CS，α磷石英+β-CS，α磷石英+α-CS，α方石英+L，L。
2.為什么島狀、鏈狀、架狀硅酸鹽晶體結構結構的橋氧數、硅氧比不同？ 答：由于[SiO4]四面體聚合形狀不同，所以島狀、鏈狀、架狀硅酸鹽晶體結構的橋氧數、硅氧比不同。
�、賺u狀硅酸鹽晶體結構：橋氧數：0，硅氧比1:4。
�、阪湢罟杷猁}晶體結構：單鏈：橋氧數：1，硅氧比1:3；雙鏈：橋氧數：2.5，硅氧比4:11。
�、奂軤罟杷猁}晶體結構：橋氧數：4，硅氧比1:2。
3.什么叫晶體缺陷？有哪些類型？
答：①晶體缺陷：實際晶體中原子規則排列遭到破壞而偏離理想結構的區域。
�、诰w缺陷類型：點缺陷、線缺陷和面缺陷。
�、埸c缺陷：晶格位臵缺陷(弗蘭克爾缺陷、肖特基缺陷)、組成缺陷（子、臵換型雜雜質原子)和電荷缺陷。
�、芫�缺陷：刃型位錯、螺型位錯。
⑤面缺陷：與晶體結構無關的面缺陷：晶晶界和相界，與晶體結構有關的面缺陷：共軛相界、孿晶界、堆垛層錯。
4.試說明圖像分析法與非圖像分析法的異同。
答：①相同點：圖像分析法與非圖像分析法均基于物理方法，其工作原理是以電磁波轟擊樣品激發產生透射、反射和吸收等特征物理信息，將這些信息加以分析從而確定物相組成和結構特征。
�、诓煌c：圖像分析法是以顯微術為主，既可根據圖像的特點及有關的性質來分析和研究固體材料的相組成，也可形象地研究其結構特征和形貌特征，測定其各項結構參數，是材料的主要研究手段，其中最有代表性的是光學顯微鏡分析和電子顯微鏡分析。
非圖像分析法分為衍射法和成分譜分析。衍射法包括X射線衍射、電子衍射和中子衍射等三種分析方法，主要用來研究材料的結晶相及其晶格常數，其中最有代表性的是粉末X射線衍射分析和單晶X射線衍射分析。
成分譜分析的信息來源于整個樣品，是統計性信息，主要測定材料的化學成分。成分譜種類很多，有光譜，色譜，熱譜，質譜，能譜，波譜，核磁共振譜、穆斯堡爾譜等等，其中最有代表性的是差熱分析，紅外光譜分析，能譜分析，核磁共振分析。
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