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材料科学与工程复习思考题

第一篇：材料科学与工程复习思考题第一章绪论材料科学与材料工程研究的对象有何异同？答：材科侧重于发现和揭示组成与结构，性能，使用效能，合成与加工等四要素之间的关系，提出新概念，新理论。而材工指研究材料在制备过程中的工艺和工程技术问题，侧重于寻求新手段实现新材料的设计思想并使之投入使用，两者相辅相成材料的制备技术或方法主要有哪些？答：从气态制备材料：物理气相沉积（PVD）化学气相沉积（CVD）；从液态制备材料：铸造、注浆、注塑、熔融纺丝、凝胶注模、溶胶—凝胶、溶液沉淀、聚合；从固态制备材料：固相合成、粉末冶金、陶瓷烧结6、进行材料设计时应考虑哪些因素？答：所需材料的力学性能需要，例如强度，刚度等；生产的可能性，生产流程，造价；能否设计出所需材料；以及使用寿命，环境适应性等等在材料选择和应用时，应考虑哪些因素？答：一，材料的规格要符合使用的需求：选择材料最基本的考虑，就在满足产品的特性及要求，例如：抗拉强度、切削性、耐蚀性等；二，材料的价格要合理；三，材料的品质要一致简述金属、陶瓷和高分子材料的主要加工方法。答：金属：铸造（砂型铸造、特种铸造、熔模铸造、金属型铸造、压力铸造、低压铸造、离心铸造、连续铸造、消失模铸造）、塑性加工（锻造、板料冲压、轧制和挤压、拉拨）、热处理、焊接（熔化焊、压力焊、钎焊）；陶瓷：力学加工（磨料加工、塑性加工）、电加工、复合加工、化学加工、光学加工；高分子：挤制成型、干压成型、热压铸成型、注浆成型、轧膜成型、等静压成型、热压成型和流延成型如何区分传统材料与先进材料？答：传统材料指已经成熟且已经在工业批量生产的材料，如水泥、钢铁，这些材料量大、产值高、涉及面广，是很多支柱产业的基础。先进材料是正在发展，具有优异性能和应用前景的一类材料。二者没有明显界限，传统材料采用新技术，提高技术含量、性能，大幅增加附加值成为先进材料；先进材料长期生产应用后成为传统材料，传统材料是发展先进材料和高技术基础，先进材料推到传统材料进一步发展什么是复合材料？如何设计和制备复合材料？答：由两种以上在物理和化学上不同的物质组合起来而得到的一种多相固体。根据组元的性能，形状，分布与取向，组成比等对复合材料性能的影响规律，设计出所需性能；充分考虑制备的难易程度以及后续加工的可能性，在此基础上进行制备与加工工艺的选择与设计生物医用材料有哪些？应具备什么特性？答：生物医用材料有1，医用金属和合金2，医用高分子3，生物陶瓷4，生物衍生材料生物5，医用复合材料。生物功能性，生物相容性，化学稳定性，可加工性，无毒害作用什么是生态环境材料？如何对其生命周期进行评价？答：生物环境材料应是同时具有满意的使用性能和优良的环境协调或者能够改善环境的材料。所谓环境协调性是指资源和能源消耗少，环境污染小和循环再利用率高。通过确定和量化与评估对象相关的能源消耗，物质消耗和废物排放，来评估一产品，过程和事件的环境载荷；定量评价由于这些能源物质消耗和废弃物排放所造成的环境影响；辨别和评价改善环境的机会。评估过程应包括该产品、过程和事件的寿命全过程，包括原材料的提取与加工、制造、运输和销售、使用、再使用、维持、循环回收，直到最终的废弃。LCA应包括目的与范围的确定，清单分析，影响评估和生命周期解释第二章材料的液态成形技术影响液态金属充型能力的因素有哪些？如何提高充型能力？金属流动性(纯金属和共晶合金在恒温下结晶,液固相界面光滑,对液态金属阻力小,流动性好.其他成分合金在一定温度范围逐步凝固,初生树枝状晶体使固液界面粗糙,流动性小)、铸型性质(铸型的激冷能力越强充型能力下降;预热铸型能减小金属与铸型的温差,提高充型能力;铸型具有一定的发气能力时,能在金属液与铸型之间形成气膜,可减小流动的摩擦阻力,利于充型.)、浇注条件（温度越高,液态金属粘度越小,过热度高,充型能力越强;充型压力越大充型能力越好;浇注系统的结构越复杂充型能力越低）、铸件结构（结构复杂充型困难）。措施：正确选择合金的成分和采用合理的熔炼工艺;调整铸型的性质;改善浇注条件铸件的凝固方式有哪些？其主要的影响因素？答:逐层凝固、糊状凝固、中间凝固.因素:合金的凝固温度范围和铸件凝固期间固、液相界面前沿的温度梯度.通常,合金凝固温度范围越小,铸件凝固期间固、液界面前沿的温度梯度越大,铸件越趋于逐层凝固;合金凝固温度范围越大,铸件凝固期间固、液相界面前沿的温度梯度越小，铸件越趋于糊状凝固什么金属倾向于逐层凝固？如何改变铸件的凝固形式？答：纯金属和共晶合金倾向于逐层凝固。合金凝固的主要影响因素是合金凝固温度范围和铸件凝固期间固、液相界面前沿的温度梯度。合金凝固温度范围越小，铸件凝固期间固、液相界面前沿的温度梯度越大，则铸件凝固时越趋于逐层凝固；反之，则趋向糊状凝固。可通过改变合金凝固温度区间