材料化学知识要点与习题解答
第一章绪论
1材料:人类社会所能够接受的经济地制造有用器件的物质。(可以用来制造有用的构件、器件或物品的物质。)
或材料是具有满足指定工作条件下使用要求的形态和物理性状的物质。2材料化学:在分子结构层次上研究材料的合成、制备、理论,以及分子结构和聚集态结构、材料性能之间关系的科学。3智能材料:能够随着环境、时间的变化改变自己的性能或状态一类新型功能材料。4在先进材料、电子信息技术、生物技术三大未来高技术领域中,先进材料中的先进陶瓷和高分子基质材料将于今后25年内在世界上发挥重大作用,并可能是美国在国际生产和技术竞争中保持强力地位的关键技术领域。5在第四代材料(可设计材料)中,最具代表性的是复合材料。6按照材料的化学组成材料可以分为哪几类?答:按照材料化学组成,可以分为金属材料、无机非金属材料、有机高分子材料、复合材料。7按照材料的性能材料可以分为哪几类?答:按照材料的性能,可以分为(结构材料)和(功能材料)。8材料的结构分为哪几个层次?请举例说明。答:材料的有效性总体上可以分为分子结构、分子聚集态结构和构成材料的外形结构等三个层次。分子结构:属于原始基础结构,决定材料所具有的潜在功能;分子聚集态结构:决定材料所具有的可表现的实际功能;构成材料的外形结构:
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f决定材料具有某种特定的有效功能。例如贝克,贝壳的基本性质由构成它的碳酸钙和多糖基质(材料的分子结构)
的结构决定,但二者通过有序组装(材料的聚集态结构)构成的复合材料决定了它的基本材料性质。而且只有当这种材料构成一定的壳状结构(材料的外形结构)时,它才能起到贝壳的作用。9何为材料科学研究的四要素?答:材料科学研究的四要素是指材料的“基本性质”、“结构与成分”、“合成与加工”、“使用性能”。基本性质:主要指材料的物理和化学性能等,用以确定材料功能特性和效用的描述;结构与成分:主要指材料的化学组成,物理和化学结构,用以确定制造每种特定材料所采取的合成和加工的结果;合成与加工:主要指建立原子、分子和分子团的新排列,在所有尺寸上(从原子尺寸到宏观尺寸)对结构的控制,以及高效而有竞争力地制造材料和零件的演变过程;使用性能:主要指材料固有性质同产品设计、工程能力和人类需求相融合要一起的一个要素。10简述材料发展的历史阶段及其主要特征。答:材料的产生与发展经历了五个历史阶段:天然材料(第一r