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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的四种化学键5、材料从物理化学属性分，可分为金属材料、无机非金属材料、有机高分子材料和不同类型的材料组成的复合材料。请任选二种材料说明其结构、性能特点和发展方向？金属材料：金属材料是由金属元素或以金属元素为主形成的具有金属特性的材料的统称，包括金属、金属合金、金属间化合物以及金属基复合材料等。特点：优点：1结合键为金属键，常规方法生产的金属为晶体结构。2在常温下一般为固体，熔点较高。3良好的反射能力，不透明，有金属光泽。4纯金属范性大，展性、延性也大。5强度较高。6自由电子的存在
2、，金属的导电导热性好。缺点：多种金属在空气中容易被氧化，耐磨损和抗腐蚀性较差。应用：金属可分为黑色金属和有色金属。黑色金属中钢的应用最广泛，其具有高强度高延展性，来源丰富和价格低廉的优点。金属材料，尤其是新型金属材料在目前的情况下，应用较为广泛，前景依然不错。例如，钛及钛合金具有密度小、比强度高和耐蚀性好等优点，被广泛地应用于汽车、电子、化工、航空、航天、兵器等领域。铝合金具有密度小、导热性好、易于成型、价格低廉等优点，已广泛应用于航空航天、交通运输、轻工建材等部门，是轻合金中应用最广、用量最多的合金。无机非金属材料：是由硅酸盐、铝酸盐、硼酸盐、磷酸盐等原料和氧化物、氮化物、碳化物、硫化物、卤
3、化物等原料经一定的工艺制备而成的材料通常指硅酸盐材料，包括陶瓷、玻璃、水泥和耐火材料四类。特点：优点：1化学键主要的离子键、共价键和它们的混合键。2熔点较高，有优良耐高温，抗氧化性能。3自由电子少，导热性和导电性较小。4耐化学腐蚀性好。5耐磨损。6成型方式为粉末制，烧结成型。缺点:硬而脆、韧性低，抗压不抗拉，对缺陷敏感。用途：陶瓷坚硬、稳定。可制造工具、用具。在一些特殊情况下可作为结构材料。可分为普通陶瓷、特种陶瓷和金属陶瓷。无机非金属材料正向着材料多功能化、智能化、复合材料化、生态平衡化及生产成本低和安全可靠性高的方向发展。新型功能材料向着高效能、高灵敏度、高智能化、高集成化的方向发展；新型
4、结构材料向着高韧性、高比强度、高耐磨性、耐高温、抗腐蚀的方向发展。无机非金属材料在生物工程和环境工程中的应用是目前研究的新发展领域。高分子材料：又称聚合物材料，它主要指以高分子化合物为基础制得的材料。按机械性能和用途分为橡胶、纤维、塑料、胶粘剂。优点：1结合键主要为共价键，有部分为范德华键。2分子量大，无明显的熔点，有玻璃化转变温度，粘流温度，并有热塑性和热固性两类。3力学状态有玻璃态、粘流态、高弹态，比强度高，有高弹性。4质量轻。5良好的绝缘性6优越的化学稳定性，耐腐蚀性较好7成型方法较多，高温高压下易成型。缺点：在氧光热或者机械力等的长期作用下，容易老化，失去原有的优良性能。用途：目前，世
5、界上有机高分子材料的研究正在不断地加强和深入。一方面，对重要的通用有机高分子材料继续进行改进和推广，使它们的性能不断提高，应用范围不断扩大。例如，塑料一般作为绝缘材料使用，但是近年来，为了满足电子工业需求又研制出优良导电性能的导电塑料。另一方面，与人类自身密切相关、具有特殊功能的材料的研究也在不断加强，并且取得了一定进展，如仿生高分子材料、高分子智能材料等。复合材料：是由两种或两种以上，物理化学性质不同的物质组成的一种多相固体材料。按基体材料种类可分为：树脂、金属、无机非金属型复合材料。按性能分为结构复合材料和功能复合材料。优点：1具有高的比强度和比模量；2良好的抗疲劳性能3减振性能好；4耐腐
6、蚀性和耐高温性好5有良好的减磨、耐磨和润滑性能6成型工艺性能好，材料性能可设计。缺点：断裂伸长较小，抗冲击载荷能力较低、成本高、价格贵、可靠性相对差。用途：新型复合材料在工业建筑，造船业、石油化工、市政工程、道路工程、机电工业、军事工业、铁路安全设备、包装材料等广泛应用8、简述你所熟悉的几种有关材料的测试技术，并写出其中一种测试技术的原理及解析方法。答：A.电子探针电子探针X射线显微分析是一种显微分析和成分分析相结合的微区分析特别适用于分析试样中微小区域的化学成分，因而是研究材料组织结构和元素分布状态的极为有用的分析方法。电子探针一般采用两个磁透镜聚焦,使入射电子束的直径缩小到一微米以下,打到
7、试样由光学显微镜预先选好的待测点线面上,使这里的各种元素激发产生相应的特征x射线谱,经晶体展谱后由探测系统接收,从特征x射线谱的波长及强度可以测定待测点的元素及含量.电子探针对微区、微粒和微量的成分具有分析元素范围广,灵敏度高,准确快速和不损耗试样等特点.可以做定性、定量分析.因此,可用于各个领域.(1)冶金学：在冶炼和热处理过程中,材料出现的大量显微现象,如析出相、晶面偏析、夹杂物等,用电子探针可以对它们进行直接分析，而不必把分析物从基体中取出来.(2)地质和矿物学：电子探针在地质矿物学中的应用也非常广泛.可用来分析颗粒较细的岩相组成和结构.(3)其他方面：电子探针常用来研究半导体以及分析空
8、气中的微粒物质.电子探针不损耗样品,所以在考古中也发挥很关键的作用.此外,在生物和医学上也得到广泛应用.C.XPS电子能谱是近几十年发展起来的一种研究物质表面性质和状态的新兴物理方法，这里的表面指固体最外层的1-10个原子的表面层，一般为1到几个nm。原理：光电子能谱是用X射线作激发源，轰出样品中元素的内层电子，并直接测量二次电子的能量，这能量表现为元素内层电子的结合能Eb，Eb随元素而不同，且有较高的分辨力，可以得到从价电子到K壳层的各级电子电离能，有助于了解离子的几何构型和轨道成键特性。其测量原理公式由光电效应得来：hv=Eb+Ek+Er。应用XPS可进行：1化学分析：包括元素的成分分析和
9、定量分析2固体表面相研究3化合物结构的测定可用来进行水泥熟料中硅酸钙的水化表面分析分析能谱中O1s峰的宽窄变化和峰移动的方向可以判断水化反应的进行与否对其表面ESCA测定的Ca/Si比值可以分析水化过程及其产物D透射电子显微分析原理：透射电镜是用聚焦电子束作为照明源，均匀照射到试样的某一待观察微小区域上，由于使用对电子束透明的薄膜试样，故绝大部分电子穿透试样，其强度分布与所观察试样区的形貌，组织，结构一一对应。透射出试样的电子经物镜中间镜投影镜的三级磁透镜放大投影在观察图形的荧光屏上，荧光屏把电子强度分布转变为人眼可见的光强分布，于是在光屏上显示出与试样形貌，组织，结构相应的图象。其电子图象的
10、衬度来源于质量衬度，衍射衬度和相位衬度。透射电子显微镜是一种高分辨率，高放大倍数的显微镜。很适合观察和分析材料的形貌，结构，晶体中的位错，层错，空位团等晶体缺陷。透射电镜法要求试样厚度仅为100-200nm，甚至几十nm的，对电子束“透明”的试样。试样大致有三种：超细粉末颗粒，用一定方法减薄的材料薄膜，用复型方法将材料表面形貌复制下来的复型膜。E扫描电镜扫描电镜利用聚焦电子束在试样表明逐点扫描成像，试样为快装货粉末颗粒，成像信号可以是二次电子，背散射电子或吸收电子，透射电子、特征X射线、俄歇电子，其中二次电子是最重要的成像信号。其工作原理为：由电子枪发射能量为5至35kev的电子，以其交叉斑为
11、电子源，经二级聚光镜及物镜的缩小形成具有一定能量一定束流强度和束斑直径的微细电子束，在扫描线圈驱动下，于表面按一定时间，空间顺序作栅网式扫描。聚焦电子与试样相互作用，产生二次电子发射，二次电子发射能量随试样表面形貌而变化。二次电子信号被探测器收集转换成电讯号，经视频放大后输入到显像管栅极，调制与入射电子束同步扫描的显像管亮度，得到反映试样表面形貌的二次电子像。F红外光谱产生机理：连续的红外光与分子相互作用时，若分子中原子间的振动频率恰与红外光波段的某一频率相等就引起共振吸收，使光的透射强度减弱。分子振动对于一定的吸收频率，在红外光谱中就可能出现该频率的谱带，但是，并不是每种振动都对应于一条吸收
12、谱带。红外光谱的产生满足两个条件：1振动必须引起偶极矩的变化；2光的频率必须等于振动的频率。特点：A特征性高，对于每种化合物都有自己的特征红外光谱图，很少有两个不同的化合物具有相同的红外光谱图。B不受物质的物理状态限制。C所需测定的样品数量极少。D操作方便，测定速度快，重复性好。E已有的标准图谱多，便于查找。应用：A根据谱的吸收频率的位置、形状判定未知物，并按其吸收强度测定它们的含量；B可以用于分子结构的研究，如：测分子的键长、键角大小等等。9、目前，用于材料的合成与制备有许多新方法，请你列举二种方法并加以较详细说明。(2)等离子体辅助化学气相沉积(PECVD)PECVD是用等离子体技术使反应
13、气体进行化学反应后,在基底上生成固体薄膜的方法.近二三十年来,PECVD法进展相当快,在半导体工业中,这种技术已成为大规模集成电路干式生产工艺中的重要环节.PECVD薄膜反应室主要有平板电容型和无极射频感应线圈式两种.平板型又可分为直流、射频、微波电源三种.PECVD薄膜的性质不仅与沉积方式有关,还取决于沉积工艺参数.这些工艺参数包括:电源功率、反应室几何形状与尺寸、负偏压、离子能量、基材温度、真空泵抽气速率、反应室气体压力以及工作气体的比例等.仔细控制工艺参数,才能得到性能良好的薄膜.与基于热化学的CVD相比,PECVD的优点:沉积温度低,从而基板不发生相变或变形,而且成膜质量高.缺点：沉积
14、表面产生缺陷，薄膜质量有所下降。(3)微波烧结利用微波电磁场中材料的介质损耗,使陶瓷材料整体加热到烧结温度而实现致密化的方法.由于微波加热利用了陶瓷本身的介电损耗发热,所以陶瓷既是热源,又是被加热体.整个微波装置只有陶瓷制品处于高温,而其余部分仍处于常温状态。可以通过改进电磁场的均匀性、改善材料的介电性能和导热性能、以及采用保温材料保护烧结等方法来保证烧结温度的均匀性,以及解决局部过热问题微波烧结的应用:已成功制备了ZrO2或Al2O3纳米陶瓷.等离子体化学气相沉积法(PCVD)PVCD是借助等离子体内的高能电子与反映气体原子,分子发生非弹性碰撞使之离解或电离,从而产生大量的沉积组元,如原子,
15、离子或活性基团并输送到基体表面上沉积成膜的.。非平衡等离子体激活代替传统的加热激活是PCVD的主要优点,可使基体的沉积温度变较低.由于其沉积温度低,沉积速率快,绕镀性好,设备操作维护简单而广泛用于沉积各种薄膜和超硬膜.此法得到的膜纯度高,致密,形成的结晶定向好,电子工业中广泛用于高纯材料和晶体材料的制备.所涉及的化学反应有:热解反应,氧化还原反应,复合还原反应等.10、结合你拟报的研究方向，提出一个研究课题并列出如下主要内容：1）课题名称纳米碳酸钙对J502焊条工艺性能影响的研究2）提出理由纳米科学与技术被认为是21世纪的三大科技之一,它在化工产品，环保健康，医药卫生、信息产业、焊接等应用领域
16、中的科学价值和应用前景已逐渐被人们所认识。美、英、日、德等国竟相大力开展系统研究，并列入各自的高科技发展计划。如美国的“星球大战计划”，西欧的“尤里卡计划”，以及日本的“高技术探索研究”。我国也在攀登计划、863计划、国家重大基础研究项目、基金委重大项目、科学院创新工程等项目中对纳米材料展开研究。纳米技术打破了宏观和微观世界之间难以逾越的界限，当常态物质被加工到极其微小的纳米尺度时会出现特异的表面效应、体积效应、量子尺寸效应、界面效应等，从而显示出许多奇异的特性。我国石灰石原料资源丰富，纳米碳酸钙在磁性、催化剂、光热阻和熔点等方面显示出优越性能.国内外将纳米材料和纳米技术应用于传统焊接领域，包括焊接工艺、焊接材料、焊接结构以及热喷涂技术，必将为消除各类焊接缺陷、拓展焊接方法的使用范围、提高焊接结构的强度和使用寿命以及为焊接学科的发展提供极为广阔的发展空间。如焊条药皮对保证手工电弧焊的焊缝质量极为
