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1、为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划材料概论复习资料(天大)第一章绪论第一节材料的定义和分类一、材料的定义材料：可用于制造有用物品的物质。材料科学与工程(MSE)：研究有关材料的组成、结构、制备工艺流程与材料性能和用途的关系，材料的产生及其作用。四要素：性质、结构与组成、合成与加工、使用性能。二、分类1、按用途(1)结构材料：利用材料的强度、韧性、弹性等力学性能、用于制造在不同环境下工作时承受载荷的各种构件和零件的材料。(2)功能材料：利用材料的电学、磁学、热学和生物学功能及其相互转化的功能，用于非结构目的的高技术材料
2、。例：超导材料、微电子材料、光子材料、信息材料、能源转换及储能材料、生态环境材料、生物医用材料及材料的分子、原子设计等形状记忆合金是一种能记住自己在某一温度下的外部形状的合金材料，在一定温度下，形状记忆合金内部的微观结构会发生改变，外观就表现为自身形状的“自动”改变。“魔力水车”就是中国科技馆一件介绍“形状记忆合金”的展品。展品将形状记忆合金材料做成片状，在特定的温度下，水车可以没有外部动力，自行旋转。2、物理化学性能(1)金属材料：坚硬、反光、有光泽、热与电的良导体。金属材料：由金属元素和以金属元素为主形成的具有金属光泽特性的材料的统称。分类：黑色金属：铁和铁的为基的合金；例如：钢、铸铁等有
3、色金属：黑色金属以外的所有金属及合金。例：铜、铝、镍等。(2)无机非金属材料：以某些元素的氧化物、碳化物、氮化物、卤素化合物以及硅酸盐、铝酸盐、硼酸盐等物质组成的材料。分类：单晶体：宝石、人工合成晶体多晶体：陶瓷、水泥非晶质体：玻璃(3)高分子材料定义：以高分子化合物为基础制得的材料。分类：塑料：以合成树脂或天然改性的天然高分子为主要成分加上填料、助剂，在一定的温度和压力下成型。橡胶：经硫化处理、弹性优良的高分子材料。合成纤维：强度很高的单体聚合而成、呈纤维状的高分子材料。(4)复合材料：由两种或两种以上化学本质不同的材料组合在一起，使之互补性能优势，从而制得的一类新型材料。第二节材料的发展趋
4、势1、材料产业的发展方向(1)努力增长、改进质量；(2)改进工艺、提高效率；(3)采用新技术、更新换代；(4)重视环保。2、新型材料：(1)复合材料；(2)功能材料；(3)纳米材料；(4)生物材料；(5)新金属材料；(6)高性能陶瓷；(7)高分子材料；(8)智能材料。第二章无机非金属材料一、无机非金属材料的定义1、无机非金属材料：以某些元素的氧化物、碳化物、氧化物、卤素化合物、硼化物以及硅酸盐、铝酸盐等物质组成的材料，是除有机高分子材料和金属以外的所有材料的统称。其中，硅酸盐材料用量最大，主要包括硅、铝、氧三种元素。二、分类1、分类：把材料分为普通的和先进的无机非金属材料两大类。表3-12、特
5、性对比：表3-2三、特性耐热性-高熔点，隔热性；力学性能-高硬度、高强度、耐磨性；化学稳定性耐腐蚀、抗氧化性、催化；电学性能导电性、半导体、超导材料；光学性能透光性、雷达监控、隐形物。第二节耐火材料一、定义及分类1、定义：耐火度不低于1580的无机非金属材料，主要用于高温窑炉等热工设备的结构材料，以及工业用高温容器和部件的材料，并且承受相应的物理化学机械作用。耐火度：耐火材料在高温作用下达到特定软化程度的温度，表征材料抵抗高温作用的性能。2、分类：(1)按矿物组成：氧化硅质、硅酸铝质、镁质、白云石质、橄榄石质；(2)耐火度：普通、高级及特级耐火制品；(3)按化学性质分：酸性、中性及碱性耐火材料
6、二、硅酸铝质耐火材料1、定义：以AI2O3和SiO2为基本化学组成的耐火材料。2、分类：半硅质耐火材料AI2O3含量在15%30%粘土质耐火材料AI2O3含量在30%46%高铝质耐火材料AI2O3含量大于46%刚玉质耐火材料AI2O3含量大于90%3、粘土质耐火材料(1)定义：用天然的各种黏土作为原料，将一部分黏土预先燃烧成熟料，并与部分生黏土配合制成AI2O3含量为30%-46%的耐火制品，属于弱酸性耐火材料。(2)分类(耐火度)：特等，不低于1750；一等，不低于1730二等，不低于1670；三等，不低于1580。(3)性能：耐火度，高温耐压强度和荷重软化温度随AI2O3增加而提高；高温下
7、使用，残余收缩，%；耐热震性好；抗酸碱性差；(4)用途：高炉、热风炉、退火炉、烧结炉、锅炉、浇钢系统三、硅质耐火材料1、定义：以SiO2为主要成分的耐火材料2、制品：硅砖，不定型硅质耐火材料及石英玻璃制品3、石英玻璃制品：以石英玻璃为原料而制得的再结合制品特点：膨胀系数小热震稳定好，耐化学侵蚀，耐冲刷1100以上长期使用，易析晶析晶(失透性)：当温度高于1000时，SiO2分子振动加速，经一段较长时间的重新排列定向便形成结晶。四、镁质耐火材料1、定义：指以镁石作原料。以方镁石为主要矿物组成，方镁石含量在80%-85%以上的耐火材料。2、主要产品普通镁砖-烧结镁石MgO镁铝砖烧结镁石+AI2O3
8、BD系列烧成镁砖有普通烧成镁砖和高温烧成镁砖两类，以普通烧结镁砂或高纯烧结镁为原料，经高温或超高温烧成而制得。具有耐火度高，对铁的氧化物、碱性炉渣及高钙熔渣()填空题它是压电材料进行有很高的，可作高温下的热交换器、核燃料包装材料等。1、机械设计常用和抗拉的能力反映。强度两种强度指标。16、在三价稀土氧化物中掺入二价阳26、功能陶瓷性能的调节优化方法有2、设计刚度好的零件，应根据离子将产生，若掺入四价非化学式计量、指标来选择材料。阳离子会产生，从而改等，另外还可通过改变工艺条件而改变陶瓷的，从而改变陶瓷的性3、TK是材料从韧性状态转变为变三价稀土氧化物的导电性。脆性状态时的温度。17、判断材料是
9、否具有超导性，有两能。4、冲击韧性的单位是2；延伸个基本特征：一是，二是27、生产硅酸盐水泥的主要原料是石率的单位是%；屈服强度的单。位是MPa或N/mm2灰质原料和粘土原料，石灰质原料提18、陶瓷材料的性能：具有、供CaO，粘土原料提供Al2O3、SiO2、5、屈强比是与、高化学稳定性、耐高温、Fe2O3。强度之比。耐磨、耐氧化、耐腐蚀、286、材料主要的工艺性能有等特点，但、可加工学异构体和分子中双键或环上的取代能、锻造性能、焊接性能、性、抗热震性、使用可靠性不如金属基空间排布不同的几何异构体。和切屑性能。材料。297、热敏电阻陶瓷可分为正温度系数19、普通陶瓷的主要原料是间同立构和无规立
10、构三种；双键几何热敏陶瓷、负温度系数。构型包括顺式和反式两种。热敏陶瓷和临界温度系数热20、陶瓷生产工艺过程比较复杂，但30敏陶瓷。基本的工艺可分为、等三大步骤。键能，所以高分子无气态。凝材料和水硬性无机胶凝材料。21、黏土是一种含水的铝硅酸盐矿物，319、石灰硬化包括干燥、结晶和碳化三其主要成分为、子聚合、阳离子聚合和配位聚合。不个过程。H2O、Fe2O3、TiO3同单体具有不同的聚合类型，其决定10、22、陶瓷的质量取决于原料的、因素是碳碳双键上的取代基，即取代可熔石膏和无水石膏四大类。细度、坯料的均匀性、基的电子效应和位阻效应。11、水硬性无机胶凝材料是指既能在和窑内气氛、冷却速度32空
11、气中硬化又能在水中硬化的材料。等。双基歧化终止，而阳离子聚合链终止1223、硅酸盐的晶体结构很复杂，但构是单基终止。泥、专用水泥、特性水泥三大类。成它的基本单元都是四面33、自游基链转移有多种方式，可向13、能产生激光的固体材料都是由紧密排列成四面体，溶剂、聚合物、引发剂、分子内或阻质晶体）和两部分组成。位于四面体心的间隙中。凝剂转移。实际上掺杂离子就是24、根据Al2O3陶瓷瓷坯中主晶相的34、高分子材料力学性能的最大特点14、铁氧体是作为不同，可将Al2O3陶瓷分为、是高弹性和粘弹性。其最大的缺点是而制备的金属氧化物烧结磁性体，它、等。低耐热和易老化。分为和。25、SiC陶瓷具有和，莫氏硬
12、度13，在1400高体相）和合系数K）对复合材料特别是力学性电能/输入的机械能），K值恒小于1，以它主要用作高温结构材料。另外它能起着极为重要的作用。37、对于单向排列的纤维增强复合材46、纳米材料的特异效应可归纳为、维时，裂纹扩展受阻，要使裂纹继续效应）和宏观量子隧道效应。和反射。扩展必须提高，克服纤维47、材料产生超导的三个临界条件分和纤维。、42、简述复合材料基本结构的特征？38、树脂基和金属基复合材料设计的别是。主要目标是提高基体室温和高温并举例说明。度）及。陶瓷基复合材料48、富勒烯是笼状碳原子簇的总称，答:复合材料的基本结构由基体和增设计的主要目标是。39、复合材料的性能取决于组分
13、材料的性能、和。40、树脂基复合材料界面的形成可分等。如:非金属基，49、合格的生物材料应是：金属基。增强相：复合材料中独立的形态,包括(C60/C70分子)、洋强相两个组分构成：葱状富勒烯、内包金属微粒的富勒烯基体：构成复合材料的连续相；成两个阶段：第一阶段是基体与增强应是机体可接受的水平；纤维的过程，第二阶不会导致材料本身失效。这种独特性分布在整个基体中的分散相，这种分段是树脂的过程。41、复合材料界面结合力包括(宏观结合力)和(微观结合力)，前者指材料的几何因素，如表面凹凸不平、表面裂纹和孔隙等产生的机械绞合力，后者主要包括化学键和次价键，通过化学反应产生。51、纳米材料表明效应是指随纳
14、米微性。可以是纤维状、颗粒状或弥散状。粒粒径的减小，比表面积急剧，增强相与基体之间存在着明显界面。位于表面原子数占全部原子数的比例实例：玻璃钢玻璃纤维增能用生物相容性来表征。50、纳米材散相的性能优越，会使材料的性能显料可分为、著改善和增强。增强相一般较基体硬，纳米膜、纳米块体、纳米复合材料等。强度、模量较基体大，或具有其它特42、纤维增强金属基复合材料界面类，同时表面能也迅速强塑料轮胎纤维增强橡胶型有、三种。心笼体。43、C60分子的结构就像足球的外皮，它是由个正五边形和个正六边形组成的中空碳球。44、生物材料与机体组织发生直接接触与相互作用时，会发生损伤机体的和损坏材料性能的。45、材料具
15、有超导性的两个基本特征：一是，二是。玻璃钢增强剂玻璃纤维，比强度和比模量高，耐洋葱的笼状大分子，其最内层是一个蚀，绝缘。，从内到外每层原子数为。54、目前提取C60/C70混合物的方法有和。基体热固性的酚醛、环氧树脂，热塑性的聚脂。性能(比)强度，疲劳性能，韧性，蠕变钢筋混凝土陶瓷基复合材料52、C70分子由个五边形和43、常见复合材料有哪些？并说明各个六边形组成橄榄球状的空具有哪些性能和用途？55、高分子功能性分离膜除起隔离作抗力高。用外，还有选择性传递和传递的作用。用途轴承，轴承架，齿轮，车身。碳纤维树脂复合材料增强剂用途航空、火箭。能在一个平面上，要整体断裂，必须克服纤维与基体的粘结力和摩擦力，从而抗拉强度大大增加，断裂韧度也增加。注意：纤维增强复合材料承受载荷的主体是增强纤维。碳纤维(石墨)，
