材料科学与工程导论课后习题答案.doc

第一章材料与人类 为什么说材料的发展是人类文明的里程碑？ 材料是一切文明和科学的基础，材料无处不在，无处不有，它使人类及其赖以生存的社会、 环境存在着紧密时有机的联系。纵观人类利用材料的历史，可以清楚地看到，每一种重耍材 料的发现和利用，都会把人类支配和改造自然的能力提W到一个新的水平，给社会生产和人 类生活带来巨人的变化。 什么是材料的单向循环？什么是材料的双向循环？两者的差别是什么？ 物质单丨4运动模式：“资源幵采-生产加工-消费使川-废物2?弃” 双向循环校式：以仿效A然生态过程物质循环的模式，建立起废物能在生产过程屮循环， 多产品共生的工、Ik模式，即所谓的双向循环模式（或理论意义上的闭合循环模式）。 差別：单向循环必然带来地球有限资源的紧缺和破坏，N时带来能源浪费，造成人类生存环 境的污染。 无害循环：流程性材料生产屮，如果一个过程的输出变为另一个过程的输入，即一个过程的 废物变成另一个过程的原料，并且经过研究真正达到多种过程相互依存、相互利用的闭合的 产业“N”、“链”，达到了清洁生产。 什么是生态环境材料？ 生态环境材料是指同时具有优的使用性能和最佳环境协调性能的-人类材剌?。这类材料对 资源和能源消耗少，对生态和环境污染小，再生利用率高或可降解化和可循环利用，而且要 求在制造、使用、废弃育到再生利用的整个寿命周期中，都必须具有与环境的协调共存性。 因此，所谓环境材料，实质是赋予传统结构材料、功能材料以特别优异的环境协调性的材料， 它足材料工作者在环境意识指导下，或开发新型材料，或改进、改造传统材料，仟何一种材 料只耍经过改造达到甘约资源并与环境协调兆存的要求，它就应被视为环境材料。 为什么说材料科学和材料工程是密不可分的系统工程？ 材料科学与工程的材料科学部分主要研究材料的结构与性能之间所存在的关系，即集中了解 材料的本质，提出有乂?的理论和描述，说明材料结构是如何与其成分、性能以及行为相联系 的。而另一方面，与此相对应，材料工程部分是在上述结构?性能关系的基础上，设计材料 的绀织结构丼在工程上得以实施与保证，产中预定的种种性能，即涉及到对基础科学和经验 知识的综合、运用，以便发展、制备、改善和使用材料，满足只体要求。两者只足侧東点不 同，并没冇明显的分界线，一般在使用材料科学这一术语时，通常都包含了材料工程的许多 方而材料丁程的具体M题的解决，毫无疑问，都必须以材料科学作为基础与理论依据， 所以材料科学与材料工程是一个整体。 现代材料观的六面体是什么？怎样建立起一个完整的材料观？ 材料科学与工程研究材料组成、性能、生产流程和使用效能四个要素，构成四丨ft丨体。 成分、合成与加工、结构、性能及使用效能连接在一起组成一个六面体。 什么是材料的使用效能？ 指材料在使用条件下的表现，如使用环境、受力状态对材料特征曲线以及寿命的影响。效能 往往决定着材料能否得到发M和使用。 试讲一下材料设计与选用材料的基本思想与原则？ 材料设计足应用已知理论与信息，预报具冇预期性能的材料，并提出其制备合成方案。材料 设计可根据设讣对象所涉及的空间尺度划分为V微结构层次、原子分子层次和屯子层次设 计，以及综合考虑各个层次的多尺度材料设计。 从工程角度，材料设计足依据产品所耑材料的各项性能指标，利川各种有信息，建立相关 模型，制走具有预想的微观结构和性能的材料及材料生产工艺方法，以满足特定产品对新材 料的需求。 选材原则：1)胜任某一特定功能；2)综合性能比较好；3)材料性能差异定景化；4)成木、 经济与社会效益；5)与环境保护尽可能地一致，即对环境尽可能友好。 选材思想：设计-工艺-材料-用户最佳组合的结采 第二章工程材料概述 工程材料分为：金M材料、陶瓷材料、聚合物材料、复合材料以及不宜归入上述四类的“其 他材料”。 什么是黑色金属？什么是有色金属？ 黑色金属主要足指钢铁和;rt他铁葙合金，以及铬、锰及K介金，以;rt他金属为菽的介金称为 有色金属或称为非铁合金。二者总称为金属材料。 碳钢和合金钢如何分类？ 含碳量不同?? w (C) 0.25% 低碳钢；w (C) =0.25%~0.55% 中碳钢；w (C) 0.55% 高碳 钢； 用途：结构钢：制各种金属构件和机械零件；工具钢用来制造各种刃ft、模ft和量ft; 质量等级：啓通碳素钢、优质碳素钢、高级优质碳素钢（杂质元素或缺陷程度不同） P14各种牌号 介金钢用途分类：合金结构钢、合金工具钢和特种性能钢（特殊钢） 按化学成分分类，可分为锰钢、铬钢、铬镍钢等。 合金元素的质量分数：低合金钢（合金质S分数低于5%)、中合金钢（5%?10%)和高合金 钢（大于10%) 热处理后显微组织分类：珠光体钢、贝氏体钢、铁素体钢等 特殊钢主要包括各类+锈钢，艽他还冇耐热钢、抗铽化钢、耐磨钢 铸铁