工程材料課后答案(部分)

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1、工程材料課后答案(部分)第1章材料的結(jié)構(gòu)與性能特點(diǎn)1.1教學(xué)指導(dǎo)1.教學(xué)要求本章重點(diǎn)闡明金屬材料的晶體結(jié)構(gòu)，簡要闡述晶體缺陷和合金的結(jié)構(gòu)，一般介紹金屬材料的組織及性能。簡要闡述高分子材料的結(jié)構(gòu)與性能，一般介紹陶瓷材料的結(jié)構(gòu)與性能。2.教學(xué)目標(biāo)學(xué)生應(yīng)重點(diǎn)掌握金屬材料的晶體結(jié)構(gòu)，熟悉晶體缺陷和合金的結(jié)構(gòu)，了解金屬材料的組織及性能。熟悉高分子材料的結(jié)構(gòu)與性能。一般了解陶瓷材料的結(jié)構(gòu)與性能。3.教學(xué)建議(1)晶體結(jié)構(gòu)部分應(yīng)重點(diǎn)闡明三種常見金屬的晶體結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)。(2)學(xué)生在學(xué)習(xí)時對“晶面指數(shù)及晶向指數(shù)的確定”部分的內(nèi)容會感到困難。要求學(xué)

2、生多練多畫，掌握常見的晶面和晶向的表示方法。(3)簡要闡述高分子材料的大分子鏈結(jié)構(gòu)與聚集態(tài)，結(jié)合工程、生活實(shí)際歸納高分子材料的性能特點(diǎn)。(4)建議本章學(xué)時：8～9學(xué)時。1.2習(xí)題參考答案1.解釋名詞致密度、晶體的各向異性、刃型位錯、柏氏矢量、固溶體、固溶強(qiáng)化、金屬化合物、組織、組織組成物、疲勞強(qiáng)度、斷裂韌性、單體、鏈節(jié)、熱塑性、熱固性、柔性、玻璃態(tài)、高彈態(tài)、粘流態(tài)答:致密度:晶胞中所包含的原子所占有的體積與該晶胞體積之比稱為致密度(也稱密排系數(shù)).晶體的各向異性:在晶體中，不同晶面和晶向上原子排列的方式和密度不同，它們之間的結(jié)

3、合力的大小也不相同，因而金屬晶體不同方向上的性能是不同的。這種性質(zhì)叫做晶體的各向異性。刃型位錯:在金屬晶體中，晶體的一部分相對于另一部分出現(xiàn)一個多余的半原子面。這個多余的半原子面猶如切入晶體的刀片，刀片的刃口線即為位錯線。這種線缺陷稱刃型位錯。柏氏矢量:首先指定位錯線的方向。右手拇指指向位錯線方向，四指彎曲，回繞位錯線作一回路，每個方向上經(jīng)過的原子個數(shù)相同，回路不能閉合。連接起始點(diǎn)至終點(diǎn)得一矢量，該矢量稱為柏氏矢量，用b表示。它可以反映該位錯的性質(zhì)。固溶體:合金組元通過溶解形成一種成分和性能均勻且結(jié)構(gòu)與組元之一相同的固相稱為固

4、溶體。固溶體晶格與溶劑的晶格相同。固溶強(qiáng)化:固溶體隨著溶質(zhì)原子的溶入晶格發(fā)生畸變。晶格畸變隨溶質(zhì)原子濃度的增高而增大。晶格畸變增大位錯運(yùn)動的阻力，使金屬的滑移變形變得更加困難，從而提高合金的強(qiáng)度和硬度。這種通過形成固溶體使金屬強(qiáng)度和硬度提高的現(xiàn)象稱為固溶強(qiáng)化。固溶強(qiáng)化是金屬強(qiáng)化的一種重要形式。在溶質(zhì)含量適當(dāng)時，可顯著提高材料的強(qiáng)度和硬度，而塑性和韌性沒有明顯降低。金屬化合物:合金組元相互作用形成的晶格類型和特性完全不同于任一組元的新相即為金屬化合物，或稱中間相。組織:材料內(nèi)部所有的微觀組成總稱顯微組織(簡稱組織)。組織由數(shù)量、

5、形態(tài)、大小和分布方式不同的各種相組成。組織組成物:合金組織中具有確定本質(zhì)、一定形成機(jī)制的特殊形態(tài)的組成部分。組織組成物可以是單相，或是兩相混合物。疲勞強(qiáng)度:當(dāng)交變應(yīng)力低于一定值時,試樣可以經(jīng)受無限周期循環(huán)而不發(fā)生疲勞破壞，此應(yīng)力值稱為材料的疲勞極限，亦叫疲勞強(qiáng)度。斷裂韌性:材料抵抗裂紋失穩(wěn)擴(kuò)展斷裂的能力叫斷裂韌性，用臨界應(yīng)力場強(qiáng)度因子KIC表示。單體:組成高分子化合物的低分子化合物稱做單體。鏈節(jié):由許多結(jié)構(gòu)相同的基本單元重復(fù)連接構(gòu)成大分子鏈，組成大分子鏈的這種結(jié)構(gòu)單元稱為鏈節(jié)。熱塑性:聚合物可以通過加熱和冷卻的方法，使聚

6、合物重復(fù)地軟化（或熔化）和硬化（或固化）的性能。熱固性:聚合物加熱加壓成型固化后，不能再加熱熔化和軟化，稱為熱固性。柔性:在拉力作用下，呈卷曲狀或線團(tuán)狀的線型大分子鏈可以伸展拉直，外力去除后，又縮回到原來的卷曲狀和線團(tuán)狀。這種能拉伸、回縮的性能稱為分子鏈的柔性。玻璃態(tài):在Tg溫度以下，在受外力作用下，高聚物鏈段進(jìn)行瞬時的微量伸縮和微小的鍵角變化。外力一經(jīng)去除，變形旋即消失；此時高聚物變形量小，而彈性模量較高，變形符合胡克定律，應(yīng)變與應(yīng)力成直線關(guān)系，并在瞬時達(dá)到平衡。高聚物的這種狀態(tài)叫做無定形的玻璃態(tài)。高彈態(tài):在Tg

7、溫度以上，Tf溫度以下，高聚物受力時，卷曲鏈沿外力方向舒展拉伸，產(chǎn)生很大的彈性變形，外力去除后，分子鏈又逐漸回縮到原來的卷曲狀態(tài)，彈性變形消失；高聚物表現(xiàn)為柔軟而富彈性，具有橡膠的特性。此時高聚物變形量很大，而彈性模量較低，外力去除后變形可以回復(fù)，彈性是可逆的。高聚物的這種狀態(tài)叫高彈態(tài)。粘流態(tài):溫度高于Tf后，高聚物受力后，變形迅速發(fā)展，彈性模量很快下降，開始產(chǎn)生粘性流動，變形已變?yōu)椴豢赡?。高聚物的這種狀態(tài)叫粘流態(tài)。2.填空題(1)同非金屬相比，金屬的主要特性是（良好的導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性。正的電阻溫度系數(shù)。金屬不透明并

8、呈現(xiàn)特有的金屬光澤。金屬具有良好的塑性變形能力，金屬材料的強(qiáng)韌性好).(2)晶體與非晶體結(jié)構(gòu)上最根本的區(qū)別是（晶體中原子(離子或分子)規(guī)則排列。非晶體中原子(離子或分子)無規(guī)則排列).(3)在立方晶系中，{120}晶面族包括（(120)、(102)、(012)、(021)、(