材料概論試題

1、1. 何為材料，為何材料是人類社會(huì)生活的物質(zhì)基礎(chǔ)？材料是人類用于制造物品、器件或其他產(chǎn)品的物質(zhì)。 是人類要生存需要的最基本的物質(zhì)生活資料。物質(zhì)生產(chǎn)活動(dòng)是人類從事其他各種社會(huì)活動(dòng)的先決條件。2. 材料科學(xué)與工程的四個(gè)基本要素是什么？請(qǐng)說明他們之間的關(guān)系。材料的四個(gè)基本要素：結(jié)構(gòu)與成分、性質(zhì)、合成與制備、用途與性能3. 復(fù)合材料設(shè)計(jì)的基本思想是什么？舉一例說明。達(dá)到功能復(fù)合，能保留原組成原料的特性，并通過復(fù)合效應(yīng)得到原來所不具有的更為優(yōu)越 的新性能。碳纖維復(fù)合材料制造大飛機(jī)； 輪胎是由橡膠、 碳黑、簾子線等材料構(gòu)成的。4. 從燕子造窩到人用草拌泥造房、再到我們用碳纖維復(fù)合材料制造大飛機(jī)的過程，你得

2、 到了哪些啟示？這些復(fù)合材料的制備都還停留在經(jīng)驗(yàn)的層面上，而碳纖維復(fù)合材料制造大飛機(jī)雖然使用了一貫的復(fù)合思想，但相比之下更具有系統(tǒng)性、科學(xué)性。如今我們創(chuàng)造新的復(fù)合材料不再需要像過去一樣完全依靠試錯(cuò)法，而有相關(guān)的理論指導(dǎo)，所以我們在探索新領(lǐng)域時(shí)可以從一 些已有的思想中獲取靈感，再用理論化地手段將其轉(zhuǎn)化為材料科學(xué)。5綠色建筑的基本涵義？綠色建筑指在建筑的全壽命周期內(nèi)，最大限度地節(jié)約資源，保護(hù)環(huán)境和減少污染，為人們 提供健康、舒適和高效的使用空間，與自然和諧共生的建筑物。6. 建筑生態(tài)環(huán)境材料的基本涵義？ 生態(tài)環(huán)境材料是指那些具有良好的使用性能和優(yōu)良的環(huán)境協(xié)調(diào)性的材料7. 看終結(jié)者 2 推測那個(gè)人材

3、料的性能與特點(diǎn)，并推測由什么方法合成。 （描述電影中 未來人材料的特點(diǎn)和性能，并設(shè)想可由什么方式合成 ?終結(jié)者 2 中的機(jī)器人由液態(tài)金屬構(gòu)成，具有流動(dòng)性和高強(qiáng)度性，韌性好，可再組合。合成方法 : 合金合成法，置于電解液中的鎵基液態(tài)合金在和鋁合金結(jié)合后，能長期高速運(yùn) 轉(zhuǎn)。8. 試說明金屬材料在民航飛機(jī)中的應(yīng)用情況鋁合金用作承力件， 鈦合金用于具有一定耐熱性和耐腐蝕性的板材結(jié)構(gòu)件， 高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼， 用于前后起落架；不銹鋼，用于發(fā)動(dòng)機(jī)的一些裝置。高溫合金用于耐高溫的板材結(jié)構(gòu)件和 螺栓，螺母等固件和排氣孔的蜂窩結(jié)構(gòu)9. 說明燃料電池的工作原理及其特點(diǎn)。燃料電池的工作原理是通過氧化還原反應(yīng)將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)

4、化為電能。燃料范圍廣，不受卡諾循環(huán)限制、能量轉(zhuǎn)換效率高、超低污染、運(yùn)行噪聲低、可靠性高、 維護(hù)方便等10. 說明質(zhì)子交換膜燃料電池的特性a.可低溫運(yùn)行。b 比能量和比功率高；c結(jié)構(gòu)緊湊、質(zhì)量小，水易排出。 d 采用固 態(tài)電解質(zhì)不會(huì)出現(xiàn)變形、遷移或從燃料電池中氣化，無電解液流失。 e 可靠性高，壽命 長。f .因唯一的液體是水，本質(zhì)上可避免腐蝕。11. 什么是有機(jī)半導(dǎo)體？具有半導(dǎo)體性質(zhì)的有機(jī)材料，即導(dǎo)電能力介于金屬和絕緣體之間12. 導(dǎo)電機(jī)理是什么，為什么有機(jī)物能導(dǎo)電？ 含有共軛基團(tuán)的有機(jī)分子之間形成連續(xù)共軛的大 pai 結(jié)構(gòu)，用來傳導(dǎo)電子和空穴，然后在 電場的作用下 , 載流子可以沿聚合物鏈作

5、定向運(yùn)動(dòng) ,從而使高分子材料導(dǎo)電13. 有機(jī)導(dǎo)體的 優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)是什么？優(yōu)點(diǎn)：成膜技術(shù)更多、 器件尺寸更小， 集成度更高、 有機(jī)物易于獲得、 柔韌性好， 質(zhì)量輕、 可修飾性強(qiáng)。 缺點(diǎn)：電阻率的變化受雜質(zhì)含量的影響極大 . 電阻率受外界條件（如熱、 光等）的影響很大14. 有機(jī)導(dǎo)體 有哪些應(yīng)用方向？ 光盤、有機(jī)發(fā)光二極管、傳感器、有機(jī)太陽能電池等。15. 生物醫(yī)用材料的定義及其主要性能特征 用來對(duì)生物體進(jìn)行診斷、治療、修復(fù)或替換其病損組織、器官或增進(jìn)其功能的材料。特征：可以單獨(dú)或與藥物一起制成部件、器械用于組織或器官的治療、增強(qiáng)或替代，并在 有效試用期內(nèi)不會(huì)對(duì)宿主引起急性或慢性危害16. 再生醫(yī)學(xué)

6、概念及組織工程三要素 利用生物學(xué)及工程學(xué)的理論方法創(chuàng)造丟失或功能損害的組織和器官，使其具備正常組織和 器官的機(jī)構(gòu)和功能。 三要素：種子細(xì)胞、生物材料、細(xì)胞與生物材料的整合以及植入 物與體內(nèi)微環(huán)境的整合17. 了解納米生物醫(yī)用材料的研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢 對(duì)生物醫(yī)用材料的需求增加，所以納米生物醫(yī)用材料的研究呈蓬勃態(tài)勢發(fā)展。發(fā)展前景：（1）藥物的納米化。（2）納米生物材料作為藥物的控釋系統(tǒng)（ 3）納米生物材料將會(huì)使介入性診斷和治療向微型、微量、微創(chuàng)或無創(chuàng)、快速、功能性和智能化18. 以治療骨質(zhì)疏松為目標(biāo)，設(shè)計(jì)一項(xiàng)新穎智能型的藥物釋放系統(tǒng)該藥物釋放系統(tǒng)需要進(jìn)行修飾使其與羥基磷灰石發(fā)生特異性結(jié)合，作為骨靶

7、向?qū)蛭?。此外，該系統(tǒng)應(yīng)具有不被降解或過早釋放；毒副作用低；可按預(yù)期的速率釋藥；可在體內(nèi)降 解而不蓄積；具有生化穩(wěn)定性而無免疫原性等藥物釋放系統(tǒng)共有的特性。19. 舉例說明生物材料對(duì)改善人類生活質(zhì)量的重要性（ 1）移植人工心臟瓣膜可治療某些心臟病。 （2）羥基磷灰石與聚合物復(fù)合用于人造骨可治 療骨質(zhì)疏松。（3）金屬生物材料可用于畸齒整形、脊柱矯形、斷骨接合、顱骨修補(bǔ)、新血 管支撐。20. 高分子的主要特點(diǎn)？與小分子的區(qū)別？特點(diǎn)：（ 1）有很大的分子量（ 2）由特定結(jié)構(gòu)單元通過共價(jià)鍵重復(fù)連接而成（ 3）通常都處于固體或凝膠狀態(tài) 與小分子的區(qū)別：高分子都是由一種或幾種單體聚合而成。高分子的相對(duì)原子

8、至少是上萬。高分子材料較小分子材料有高彈性、高黏度、結(jié)晶度低、無氣態(tài)的特點(diǎn)。高分子材料占據(jù)了主流，主要是合成塑料、橡膠、涂料、粘合劑等，而小分子材料則是被用來添加或合成到某些東西里面21. 高分子材料的主要品種、性能及用途及與科技和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的關(guān)系?塑料，橡膠，纖維，黏合劑，涂料，特種高分子材料。農(nóng)用塑料薄膜大量應(yīng)用，促進(jìn)信息行業(yè)的發(fā)展，生物醫(yī)用材料人造器官，高分子材料是組織工程的支架材料。22. 高分子材料與日常生活的聯(lián)系？純棉越穿越短，化纖越穿越長塑料的軟硬取決于增塑劑，有的增塑劑不耐寒，所以就變硬。人造革是塑料制品支數(shù)是紡織面料中紗線的粗細(xì)程度塑料管材（燃?xì)夤堋⒗錈崴埽?、塑鋼門窗1963

9、 :納塔和齊格勒發(fā)明了齊格勒-納塔催化劑（乙烯、丙烯聚合的催化劑）。1974 :保爾約翰弗洛里由于在天然高分子化學(xué)領(lǐng)域，高分子物理性質(zhì)與結(jié)構(gòu)的研究2000:艾倫黑格、艾倫馬克迪爾米德和日本科學(xué)家白川英樹，以表彰他們有關(guān)導(dǎo)電聚合物的發(fā)現(xiàn)（聚乙炔在1000攝氏度時(shí)導(dǎo)電）Materials Scienee : Nature, Science, Advanee Materials,Chemistry : Chemical Communications, Chemistry of Materials, Journal of theAmerica n Chemical SocietyPolymer sci

10、enee : Chemistry of Materials, Biomacromolecules, Biomacromolecules23. 可再生能源的主要缺陷是什么？如何克服？波動(dòng)性和間斷性；采用儲(chǔ)能技術(shù)克服。25. 它們又可細(xì)分為哪些小類？ 物理儲(chǔ)能（如抽水儲(chǔ)能、壓縮空氣儲(chǔ)能、飛輪儲(chǔ)能等） 、化學(xué)儲(chǔ)能（如鉛酸電池、氧化還原液流電池、鈉硫電池、鋰離子電池）和電磁儲(chǔ)能（如超導(dǎo)電磁儲(chǔ)能、超級(jí)電容器儲(chǔ)能等）26. 與顯熱儲(chǔ)熱材料相比，相變材料有什么優(yōu)點(diǎn)？ 恒定溫度、儲(chǔ)熱密度高27. 相變材料的缺點(diǎn)是什么，如何克服？ 放熱時(shí)可能存在過冷問題：成核劑克服；某 些相變材料在長期使用過程中分層，相變性能

11、下降：增稠劑28. 化學(xué)儲(chǔ)熱的基本原理和優(yōu)點(diǎn)？ 基本原理：利用化學(xué)反應(yīng)中的吸熱放熱實(shí)現(xiàn)熱量的儲(chǔ)存和釋放。 化學(xué)蓄熱具有蓄熱密度高、可長時(shí)間存儲(chǔ)能量和蓄熱溫度高等特點(diǎn)。29. 混凝土的強(qiáng)度來源于什么？混凝土用水泥的強(qiáng)度，水泥與水灰比。30. 混凝土可以分為哪幾類？無機(jī)凝膠 / 有機(jī)凝膠；重混凝土 / 普通/輕質(zhì)31. 土木工程材料的重大作用，種類和性能的局限性？ 土木工程材料是直接構(gòu)成各種工程實(shí)體的所有材料。 按材料來源， 可分為天然材料和人造材料；按使用功能，可分為結(jié)構(gòu)材料和功能材料。按組成材料的物質(zhì)和化學(xué)成分，可分 為無機(jī)材料、有機(jī)材料和復(fù)合材料三大類各種材料都存在自身的局限性，如功能單一，不夠節(jié)能環(huán)保等。強(qiáng)度不夠高、持久性差、 耐腐蝕性弱、不夠智能、32. n型與p型半導(dǎo)體內(nèi)的載流子分別是什么？自由電子和空穴N:多子為自由電子、少子為空穴；P反之N型