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高分子材料性能学作业

第一章和第二章内容作业

作业（1）

1.名词解释

弹性模量、弹性比功、塑性变形、抗拉强度、银文、应变软化现象、应力状态软性系数、高弹性、应变诱导结晶、滞弹性、粘弹性、蠕变、应力松弛、内耗

2. 说明下列符号的含义：

σP；σe；σs；σb；500 HBW10/3500/30；650HV30/20

3. 简述高弹性的特点及本质

4. 简述高分子材料的微观屈服现象

5. 简述高分子材料的塑性变形机理

5. 简述温度与频率对聚合物的内耗的影响

6. 简述时-温等效原理及其应用

作业（2）

1．简述高分子材料的应力-应变曲线类型、主要特点及典型材料。

2. 影响高分子材料强度的因素有哪些？如何对高分子材料增强？

3、比较结晶态高聚物与非晶态高聚物的塑性变形机理的异同点。

4. 比较玻璃态高聚物的强迫高弹形变和橡胶的高弹形变，并分别说明其本质和表现形式。

5. 试画出非晶态高分子材料的拉伸应力-应变曲线，说明拉伸过程中

试样的变化过程。

6. 已知某聚合物材料在25℃时模量从106Pa松弛到2×105Pa需要104h，该聚合物的T g = 55℃，试问同样的松弛过程在80℃时需要多长时间？

第三章和第四章内容作业

1.试述韧性断裂与脆性断裂的区别，为什么说脆性断裂最危险？

2、有一材料E=4.3×1011 N/m2，γs=10 N/m，由其制成的一薄板内有一条长6mm的裂纹，试求脆性断裂时的断裂应力σc？

3、采用屈服强度σ0.2=1600 MPa，断裂韧度K IC=70 MPa·m1/2的材料制造一个大型板件，探伤发现有4mm长的横向穿透裂纹。若该板件在轴向拉应力σ=640 MPa下工作，试计算：

（1）裂纹尖端前沿的应力强度因子K I及塑性区的宽度R0。

（2）该板件裂纹失稳扩展的临界应力σc。

4、现有一大型板材，已知其屈服强度σ0.2 = 1000 MPa，断裂韧度K IC = 69.0 MPa·m1/2，探伤发现有4.0mm长的横向穿透型裂纹，若该板件的设计安全系数（n=σ0.2/σ）为1.25，试问：（提示：采用平面应变的公式计算）

①在该工作条件下，板材结构是否安全？并计算塑性区的宽度？

②计算该板件裂纹失稳扩展的临界应力σc？

5 已知一有机玻璃平板中含有一长度为8mm的穿透型裂纹，该板受

到一个均匀的拉伸应力σ = 557 MPa，已知其断裂韧度K IC = 75 MPa·m1/2，试问：

（1）如按照安全系数n = 1.4设计，问该板材结构是否安全，并计算塑性区宽度？

（2）若裂纹长度为16mm，按n=1.8设计，问该板材结构是否安全？

第五章内容作业（全部）第六章内容作业（部分）一、名词解释：

应力强度因子、断裂韧度、断裂K判据、疲劳强度、过载损伤、过载持久值、疲劳缺口敏感度、疲劳裂纹扩展速率、疲劳裂纹扩展门槛值、热疲劳、磨损

二、简答题

1、试述高分子材料疲劳的破坏过程及疲劳破坏的特点

2、疲劳断裂的形式

3、高分子材料疲劳破坏机理

4、影响高分子材料疲劳性能的因素

5、试述高分子材料的磨损过程及特点

6、试述高分子材料的磨损类型和其磨损机理

三、比较题

1、ΔK th和σ-1的区别

2、塑料疲劳和橡胶疲劳的区别

四、计算题

1、某层板式压力容器的层板上有长度为12.8mm的周向穿透裂纹，容器受到的交变应力Δσ= 71.0 MPa，已知该材料的断裂韧度K IC=

50.32 MPa·m1/2，由实验测得裂纹的扩展速率符合Paris公式，且参数

c = 2 × 10-12，n =3，试计算该容器的疲劳寿命？

2、某层板式压力容器的层板上有长度为42mm的周向穿透裂纹，容器受到的交变应力Δσ= 87.7 MPa，根据材料的断裂韧度计算得到的临界裂纹长度为326mm，由实验测得裂纹的扩展速率符合Paris公式，且参数c = 2 × 10-11，n =3，试估算：

（1）、该容器的疲劳寿命？

（2）、经过5万次循环以后裂纹尺寸扩展了多少？。

第七章内容作业

1.热分析有哪三种方法？

2.什么是热容？热导率？热膨胀？

3.材料热学性能主要有哪些？

4.什么是高分子材料的耐热性？什么是高分子材料的热稳定性？

5.高分子材料的耐热性指标有哪些？

6.提高高聚物耐热性的途径有哪些？

7.高分子材料的热稳定性指标有哪些？

8.提高高聚物热稳定性的途径有哪些？

第八章内容作业

一. 名词解释：

诱导（变形）极化；取向（松弛）极化；介电系数；极化损耗；热释电流，驻极体；介电松弛谱；电介质损耗；静电现象。

二、简答题：

9.极化的基本形式有哪几种？

10.电介质有哪些主要性能指标？

11.影响聚合物介电性能的因素有哪些？

12.简述热释电流谱及获得ρ峰的意义？

13.电介质的击穿形式有哪几种？机理？

14.影响材料的导电性能主要有哪些？

15.什么是导电高分子，举例说明？

16.简述高聚物的导电特点。

17.分别说明强电场作用下绝缘材料的破坏宏观参数的物理意义。

18.影响抗电强度的因素有哪些？

第十一章内容作业

1、什么是高分子材料的老化？高分子材料老化类型有哪些？

2、引起高分子材料化学老化有几种原因，并简述之？

3、影响化学老化的因素有哪些？

4、防止高分子材料热氧化和光氧化有哪些措施？

5、高分子材料的老化测试有哪些？如何评价高分子材料的老化？

6、说明高分子材料抗氧剂的类型、作用和简单机理。

7、防止光氧化的光稳定剂的种类及其作用是什么？

材料性能学作业 (2)

1.与单晶体相比，多晶体变形有哪些特点？多晶金属材料由于各晶粒的位向不同和晶界的存在，其塑性变形有以下特点： ① 多晶体各晶粒变形的不同时性和不均匀性位向有利的晶粒先塑变，各晶粒处组织性能不同，要求塑变的临界切应力不同，表现为不同时性和不均匀性。 ② 各晶粒变形相互协调与制约各晶粒塑变受塑变周围晶粒牵制，不可无限制进行下去，晶界对位错的阻碍，必须有5个以上滑移系方可协调发展。 2.金属材料的应变硬化有何实际意义？材料的应变硬化性能，在材料的加工和应用中有十分明显的实用价值。在加工方面，利用应变硬化和塑性变形的合理配合，可使使塑性变形均匀进行，保证冷变形工艺顺利实施；另外，低碳钢切削时，容易产生粘刀现象，且表面加工质量差。如果切削加工前进行冷变形降低塑性，改善机械加工性能；在材料应用方面，应变硬化使材料具一定的抗偶然过载能力，以免薄弱处无限塑性变形；应变硬化也是一种强化金属的手段，尤其是适用不能热处理的材料。 3.一个典型拉伸试样的标距为50mm ，直径为13mm ，实验后将试样对接起来以重现断裂时的外形，试问： (1)若对接后的标距为81mm ，伸长率是多少？ (2)若缩颈处最小直径为6.9mm 则断面收缩率是多少？ (1) 008150100%100%62%50 K L L L δ--=?=?= (2) 2200200 44100%100%71.8%4 K K d d A A d A ππψπ--=?=?= 4.有一材料E=2×1011N/m2，γ=8N/m 。试计算在7×107N/m2的拉应力作用下，该材料中能扩展的裂纹之最小长度是多少？即求理论断裂强度 ()11422 7222108 2.0710710s c c E a m γπσπ-???===??? 5.推导颈缩条件、颈缩时的工程应力 ()()()11,00 n n n n n F KAe F A e dF Ke dA KAne de LA L dL A dA LA AdL LdA dLdA dL dA de L A dF Ke Ade KAne de n e --==+=++=+++∴==-=?-+=?=载荷为瞬时截面积和真应变的函数对上式全微分

药用高分子材料(大作业)答案

一、简答题（每题10分，共80分） 1.简述高分子的溶解。答：高分子的溶解分为两个阶段，一是溶胀，即溶剂分子扩散进入高分子内部，使其体积增大的现象。二是溶解，即溶胀后的高分子在充足的溶剂中不断扩散，形成真溶液。 2.为什么说聚乳酸（PLA）是较理想的生物降解材料？答：该物质在体内的最终降解产物（CO2、H2O）对人体无危害作用。 3.药用辅料作为载体的条件。答：药用辅料作为载体的条件有：A.有载药能力 B.有适宜的释药能力 C.无毒、无抗原、良好生物相溶性。 4.聚乙烯醇溶解性与什么有关？答：主要和其醇解度有关，醇解度在87%～89%溶解性最好，在热水和冷水中均能快速溶解，更高醇解度的聚合物需加热才能溶解，随着醇解度的下降，其水溶性下降，醇解度在50%以下的不溶于水。 5.简述水分散体包衣成膜的机理。答：水分散体粘着固体表面后水分不断蒸发使聚合物粒子越来越靠近，包围在乳胶粒子表面的水膜不断缩小产生很高的表面张力，促使粒子进一步靠近，并且发生因高分子链残留能量导致的高分子链自由扩散，在最低成膜温度以上，最终产生粘流现象而发生粒子间的相互融合。 6.简述硅胶为什么适用于人造器官。答：硅橡胶具有生物相亲性好、组织反应轻、耐老化、血液相容性好、透气性良好、耐化学介质、耐高温等优点,所以被用于制作人体器官。 7.交联聚维酮作为崩解剂有什么特点。答：a.迅速吸水（每分钟可吸收总吸水量的98.5％，羧甲基淀粉仅21％）。 b.吸水量较大（吸水膨胀体积可增加150－200％，略低于羧甲基淀粉）。 c.药物释放快（具有良好的再加工性）。 8.聚合物的生物降解与溶蚀有何不同？答：生物降解通常是指聚合物在生物环境中（水、酶、微生物等作用下）大分子的完整性受到破坏，产生碎片或其他降解产物的现象。降解的特征是：分子量下降。它与聚合物的溶不同，聚合物的溶蚀是指由于单体、低聚物、甚至非降解物的丧失而引起的聚合物质量的损失。生物降解的过程包括水解、氧化、酶解等反应，以水解形式存在的化学降解是最重要的降解形式。生物体内的降解主要是水解或酶解。二、论述题(20分) 高分子聚集态结构由哪些结构组成?并简述之。答：聚集态结构又称为三次结构，是指高分子链间的几何排列。它包括晶态结构、非晶态结构、取向结构和织态结构等。晶态结构是指聚合物能够结晶，但由于聚合物分子链比较大，

材料性能学

1、低碳钢在拉伸过程中的变形阶段？答：变形阶段：弹性变形→屈服变形→均匀塑性变形→不均匀集中塑性变形 2、高分子材料塑性变形的机理是什么？答：高分子材料的塑性变形机理因其状态的不同而异，结晶态高分子材料的塑性变形由薄晶转变为沿应力方向排列的微纤维束的过程；非晶态高分子材料的塑性变形有两种方式，即在正应力作用下形成银纹或在切应力作用下无取向分子链局部转变为排列的纤维束3、高分子材料屈服与金属材料屈服有何不同？答：高分子材料的屈服与金属屈服的不同：①高分子材料与金属材料有着不同的屈服现象；②高分子材料的应力-应变曲线不仅依赖于时间和温度，海依赖于其他因素；③高分子的屈服点很难给以确切的定义，通常把拉伸曲线上出现的最大应力点定义为屈服点，其对应的应变约为5%-10%，如无极大值的出现，则其应变2%处的应力为屈服点。 4、试述韧性断裂与脆性断裂的区别，为什么说脆性断裂最危险？答：韧性断裂是材料断裂前及断裂过程中产生明显宏观的断裂过程，韧性断裂时一般裂纹扩展过程较慢，且其断口能用肉眼或放大镜观察。脆性断裂是材料断裂前基本不产生明显的宏观塑性变形，没有明显预兆，往往表现为突然发生的快速断裂过程。因而脆性断裂具有很大的危险性。 5、缺口试样的三个效应答：①缺口能造成应力应变集中；②缺口改变了缺口前方的应力状态，使平板中材料所受的应力由原来的单向拉伸变为两向或三向拉伸；③在有缺口的条件下，由于出现了三向应力，试样的屈服应力比单向拉伸时要高，即产生了缺口强化现象，使材料的塑性得到强化。 6、如何理解塑性材料“缺口强化”现象？答：缺口强化纯粹是由于三向应力约束了材料塑性变形所致，材料本身的δs值并未发生变化，我们不能把缺口强化看做是强化材料的一种手段。 7、试比较布氏硬度与维氏硬度试验原理的异同？答：维氏硬度的试验原理与布氏硬度基本相似，都是根据压痕单位面积所承受的载荷来计算硬度值的。所不同的是维氏硬度试验所用的压头是两相对面夹角α为136°的金刚石四棱锥体，而布氏硬度的压头是直径为D的淬火钢球或硬质合金钢球。 8、试说明低温脆性的物理本质？答：低温脆性的物理本质：当实验温度t

2016-2017学年第二学期期末考试《药用高分子材料》大作业

一、名词解释(每题5分，共50分) 1. 有机高分子 :高分子是由一种或几种结构单元多次（103～105）重复连接起来的化合物。它们的组成元素不多，主要是碳、氢、氧、氮等，但是相对分子质量很大，一般在10 000以上，可高达几百万。因此才叫做高分子化合物 2. 加聚反应:加聚反应（Addition Polymerization）：即加成聚合反应，一些含有不饱和键(双键、叁键、共轭双键)的化合物或环状低分子化合物，在催化剂、引发剂或辐射等外加条件作用下，同种单体间相互加成形成新的共价键相连大分子的反应就是加聚反应。烯类单体经加成而聚合起来的反应。加聚反应无副产物。高中化学，特别是选修5经常接触。一般我们说的加聚反应指的就是链增长聚合反应。 3. 引发剂的引发效率:引发单体的初级游离基占引发剂分解的初级游离基的百分数。通常小于1。这是由笼蔽效应和诱导分解造成的。同一引发剂在引发不同活性单体时的效率通常不同。引发较低活性单体时的引发效率较高。 4. 溶剂化作用 : 溶剂效应对反应的影响的关注历史悠久。不同的溶剂可以影响反应速率，甚至改变反应进程和机理，得到不同的产物。溶剂对反应速率的影响十分复杂，包括反应介质中的离解作用、传能和传质、介电效应等物理作用和化学作用，溶剂参与催化、或者直接参与反应（有人不赞成将溶剂参与反应称作溶剂效应）。溶剂化作用是溶剂分子通过它们与离子的相互作用，而累积在离子周围的过程。该过程形成离子与溶剂分子的络合物，并放出大量的热。溶剂化作用改变了溶剂和离子的结构。溶剂化作用也是高分子和溶剂分子上的基团能够相互吸引，从而促进聚合物的溶解。 5. 结构单元：构成高分子链并决定高分子结构以一定方式连接起来的原子组合称为结构单元。 6. 远程结构：远程结构是化学用语，指由若干个重复单元组成的大分子的长度和形状。 7. 高分子材料：高分子材料也称为聚合物材料，是以高分子化合物为基体，再配有其他添加剂（助剂）所构成的材料 8. 体形高分子：许多重复单元以共价键连接而成的网状结构高分子化合物。这种网状结构，一般都是立体的，所以这种高分子既称为体型高分子，又称网状高分子。 9. 溶胀：溶胀是高分子聚合物在溶剂中体积发生膨胀的现象 10. 聚合度：聚合度（DP、X n）(Degree of Polymerization) ：衡量聚合物分子大小的指标。以重复单元数为基准，即聚合物大分子链上所含重复单元数目的平均值，以n表示；以结构单元数为基准，即聚合物大分子链上所含单个结构单元数目。二、简答题（每题10分，共50分） 1. 简述高分子的溶解。答：高分子溶液（macromolecular solution)是胶体的一种，在合适的介质中高分子化合物能以分子状态自动分散成均匀的溶液，分子的直径达胶粒大小。

药用高分子材料

《药用高分子材料》第1-3章试题一、选择题（每题2分，共60分） 1．下列不属于高分子的聚集态结构的是（ C ） A 晶态结构 B 取向结构 C 远程结构 D 织态结构 2．下列属于高分子间相互作用力的是（ A ） A 范德华力 B 共价键 C 疏水力 D 离子键 3．高分子合金不包括（ D ） A 共混聚合物 B 嵌段聚合物 C 接枝共聚物 D 无规共聚物 4．下列几种聚合物的水解速度顺序正确的是（ A ） A 聚酸酐>聚酯>聚酰胺>聚烃 B 聚酯>聚酸酐>聚酰胺>聚烃 C 聚酰胺>聚酯>聚酸酐>聚烃 D 聚酸酐>聚酰胺>聚酯>聚烃 5．下列关于影响高分子链柔性的因素的叙述中不正确的是（ A ） A 主链中含有双键的高分子如聚丁二烯因为不发生旋转，故弹性较差 B 侧链极性越强，数量越多，柔链的柔性越差 C 交链程度较低时分子可保持一定柔性 D 温度越高柔性越大 6．下列高聚物中结晶能力最弱的是（ C ） A 聚乙烯 B 聚四氯乙烯 C 聚氯乙烯 D 聚偏二氯乙烯 7．聚丙烯的下列几种结构中最不易结晶的是（ A ） A 无规立构 B 全同立构 C 间同立构 D 几种结构相差不大 8．下列对于聚合物取向度的表述正确的是（ B ） A 取向态的分子不仅需成行成列，而且需要原子在特定位置上定位 B 晶态聚合物取向是结晶形变过程，经外力拉伸后形成新的结晶结构 C 在晶态聚合物的非晶区观察不到取向现象 D 在非晶态聚合物观察不到取向现象 9．高分子键链~~~H2C—CHCl—CHCl—CH2~~~属于（ A ）键接方式。 A 头头键接 B 头尾键接 C 尾头键接 D 尾尾键接 10．下列对于聚合反应的表述不正确的是（ D ） A 自由基聚合反应中引发速率是控制总聚合速率的关键 B 有两个官能团的单体可相互反应进行线型缩聚反应 C 自由基共聚反应可分为共聚和均聚 D 体型聚合物是由支链聚合物经非共价键连接而成 11．什么是具有生物相容性、经过安全评价且应用于药物制剂的一类高分子辅料（ A ）A 药用高分子材料 B 高分子材料 C 任何材料 D 药用材料 12．肠溶PH一般为（ A ） A 6.0 B 1.0 C 2.0 D 3.0 13．药用高分子材料一般具有许多特殊要求，除了（ A ） A 有抗原性 B 无毒 C 无抗原性 D 良好的生物相容性 14．乙烯-醋酸乙烯共聚物的英文简写为（ A ） A. EV A B. VEA C. V AE D. A VE 15．塑料软包装输液具有许多优势，除了（ B ） A 体积小 B 重量大 C 重量轻 D 破损率低 16．聚合物的相对分子质量M是重复单元相对分子质量M0与聚合度DP的（ A ）A 积 B 商 C 和 D 差 17．在合成高分子时，参与反应是结构完全对称的单体，则其有几种链接方式（ A ）

南昌大学《材料性能学》课后答案

《工程材料力学性能》（第二版）课后答案第一章材料单向静拉伸载荷下的力学性能一、解释下列名词滞弹性：在外加载荷作用下，应变落后于应力现象。静力韧度：材料在静拉伸时单位体积材科从变形到断裂所消耗的功。弹性极限：试样加载后再卸裁，以不出现残留的永久变形为标准，材料能够完全弹性恢复的最高应力。比例极限：应力—应变曲线上符合线性关系的最高应力。包申格效应：指原先经过少量塑性变形，卸载后同向加载，弹性极限(ζP) 或屈服强度(ζS)增加；反向加载时弹性极限(ζP)或屈服强度(ζS) 降低的现象。解理断裂：沿一定的晶体学平面产生的快速穿晶断裂。晶体学平面－－解理面，一般是低指数，表面能低的晶面。解理面：在解理断裂中具有低指数，表面能低的晶体学平面。韧脆转变：材料力学性能从韧性状态转变到脆性状态的现象（冲击吸收功明显下降，断裂机理由微孔聚集型转变微穿晶断裂，断口特征由纤维状转变为结晶状）。静力韧度：材料在静拉伸时单位体积材料从变形到断裂所消耗的功叫做静力韧度。是一个强度与塑性的综合指标，是表示静载下材料强度与塑性的最佳配合。二、金属的弹性模量主要取决于什么?为什么说它是一个对结构不敏感的力学姓能? 答案：金属的弹性模量主要取决于金属键的本性和原子间的结合力，而材料的成分和组织对它的影响不大，所以说它是一个对组织不敏感的性能指标，这是弹性模量在性能上的主要特点。改变材料的成分和组织会对材料的强度(如屈服强度、抗拉强度)有显著影响，但对材料的刚度影响不大。三、什么是包辛格效应，如何解释，它有什么实际意义? 答案：包辛格效应就是指原先经过变形，然后在反向加载时弹性极限或屈服强度降低的现象。特别是弹性极限在反向加载时几乎下降到零，这说明在反向加载时塑性变形立即开始了。包辛格效应可以用位错理论解释。第一，在原先加载变形时，位错源在滑移

材料性能学作业及答案

本学期材料性能学作业及答案第一次作业P36-37 第一章 1名词解释 4、决定金属屈服强度的因素有哪些？答：在因素：金属本性及晶格类型、晶粒大小和亚结构、溶质元素、第二相。外在因素：温度、应变速率和应力状态。 10、将某材料制成长50mm，直径5mm的圆柱形拉伸试样，当进行拉伸试验时塑性变形阶段的外力F与长度增量ΔL的关系为： F/N 6000 8000 10000 12000 14000 ΔL 1 2.5 4.5 7.5 11.5

求该材料的硬化系数K及应变硬化指数n。解：已知：L0=50mm，r=2.5mm，F与ΔL如上表所示，由公式（工程应力）σ=F/A0,（工程应变）ε=ΔL/L0,A0=πr2,可计算得：A0=19.6350mm2 σ1= 305.5768，ε1=0.0200， σ2=407.4357 ，ε2=0.0500， σ3= 509.2946，ε3=0.0900， σ4= 611.1536，ε4=0.1500， σ5= 713.0125，ε5=0.2300，又由公式（真应变）e=ln(L/L0)=ln(1+ε)，（真应力）S=σ（1+ε），计算得： e1=0.0199，S1=311.6883， e2=0.0489，S2=427.8075， e3=0.0864，S3=555.1311， e4=0.1402，S4=702.8266， e5=0.2076，S5=877.0053，又由公式S=Ke n，即lgS=lgK+nlge，可计算出K=1.2379×103，n=0.3521。 11、试述韧性断裂与脆性断裂的区别。为什么脆性断裂最危险？答：韧性断裂是金属材料断裂前产生明显的宏观塑性变形的断裂，这种断裂有一个缓慢的撕裂过程，在裂纹扩展过程中不断地消耗能量；而脆

(完整版)材料性能学历年真题及答案

一、名词解释低温脆性：材料随着温度下降，脆性增加，当其低于某一温度时，材料由韧性状态变为脆性状态，这种现象为低温脆性。疲劳条带：每个应力周期内疲劳裂纹扩展过程中在疲劳断口上留下相互平行的沟槽状花样。韧性：材料断裂前吸收塑性变形功和断裂功的能力。缺口强化：缺口的存在使得其呈现屈服应力比单向拉伸时高的现象。 50%FATT：冲击试验中采用结晶区面积占整个断口面积 50%时所应的温度表征的韧脆转变温度。破损安全：构件内部即使存在裂纹也不导致断裂的情况。应力疲劳：疲劳寿命N>105 的高周疲劳称为低应力疲劳，又称应力疲劳。韧脆转化温度：在一定的加载方式下，当温度冷却到某一温度或温度范围时，出现韧性断裂向脆性断裂的转变，该温度称为韧脆转化温度。应力状态软性系数：在各种加载条件下最大切应力与最大当量正应力的比值，通常用α表示。疲劳强度：通常指规定的应力循环周次下试件不发生疲劳破坏所承受的上限应力值。内耗：材料在弹性范围内加载时由于一部分变形功被材料吸收，则这部份能量称为内耗。滞弹性: 在快速加载、卸载后，随着时间的延长产生附加弹性应变的现象。缺口敏感度：常用缺口试样的抗拉强度与等截面尺寸的光滑试样的抗拉强度的比值表征材料缺口敏感性的指标，往往又称为缺口强度比。断裂功：裂纹产生、扩展所消耗的能量。比强度：:按单位质量计算的材料的强度，其值等于材料强度与其密度之比，是衡量材料轻质高强性能的重要指标。. 缺口效应：构件由于存在缺口（广义缺口）引起外形突变处应力急剧上升，应力分布和塑性变形行为出现变化的现象。解理断裂：材料在拉应力的作用下原于间结合破坏，沿一定的结晶学平面(即所谓“解理面”)劈开的断裂过程。应力集中系数：构件中最大应力与名义应力（或者平均应力）的比值，写为KT。高周疲劳：在较低的应力水平下经过很高的循环次数后（通常N>105）试件发生的疲劳现象。弹性比功：又称弹性应变能密度，指金属吸收变形功不发生永久变形的能力，是开始塑性变形前单位体积金属所能吸收的最大弹性变形功。二、填空题

材料性能学重点(完整版)

第一章 1、力—伸长曲线和应力—应变曲线，真应力—真应变曲线在整个拉伸过程中的变形可分为弹性变形、屈服变形、均匀塑性变形及不均匀集中塑性变形4个阶段将力—伸长曲线的纵，横坐标分别用拉伸试样的标距处的原始截面积Ao 和原始标距长度Lo 相除，则得到与力—伸长曲线形状相似的应力（σ=F/Ao ）—应变（ε=ΔL/Lo ）曲线比例极限σp ，弹性极限σe ，屈服点σs ，抗拉强度σb 如果以瞬时截面积A 除其相应的拉伸力F ，则可得到瞬时的真应力S （S ＝F/A)。同样，当拉伸力F 有一增量dF 时，试样瞬时长度L 的基础上变为L ＋dL ，于是应变的微分增量应是de ＝dL / L ，则试棒自L 0伸长至L 后，总的应变量为：式中的e 为真应变。于是，工程应变和真应变之间的关系为 2、弹性模数在应力应变关系的意义上，当应变为一个单位时，弹性模数在数值上等于弹性应力，即弹性模数是产生100%弹性变形所需的应力。在工程中弹性模数是表征材料对弹性变形的抗力，即材料的刚度，其值越大，则在相同应力下产生的弹性变形就越小。比弹性模数是指材料的弹性模数与其单位体积质量（密度）的比值，也称为比模数或比刚度 3、影响弹性模数的因素①键合方式和原子结构（不大）②晶体结构（较大）③ 化学成分（间隙大于固溶）④微观组织（不大）⑤温度（很大）⑥加载条件和负荷持续时间（不大） 4、比例极限和弹性极限比例极限σp 是保证材料的弹性变形按正比关系变化的最大应力，即在拉伸应力－应变曲线上开始偏离直线时的应力值。弹性极限σe 试样加载后再卸载，以不出现残留的永久变形为标准，材料能够完全弹性恢复的最高应力值 5、弹性比功又称为弹性比能或应变比能，用a e 表示，是材料在弹性变形过程中吸收变形功的能力。一般可用材料弹性变形达到弹性极限时单位体积吸收的弹性变形功表示。 6、根据材料在弹性变形过程中应力和应变的响应特点，弹性可以分为理想弹性（完全弹性）和非理想弹性（弹性不完整性）两类。对于理想弹性材料，在外载荷作用下，应力和应变服从虎克定律σ＝M ε，并同时满足3个条件，即：应变对于应力的响应是线性的；应力和应变同相位；应变是应力的单值函数。材料的非理想弹性行为大致可以分为滞弹性、粘弹性、伪弹性及包申格效应等类型。 00ln 0L L L dL de e L e L ===??)1ln(ln 0ε+==L L e

付华材料性能学部分习题答案

第一章材料的弹性变形一、填空题： 1.金属材料的力学性能是指在载荷作用下其抵抗变形或断裂的能力。 2. 低碳钢拉伸试验的过程可以分为弹性变形、塑性变形和断裂三个阶段。 3. 线性无定形高聚物的三种力学状态是玻璃态、高弹态、粘流态，它们的基本运动单元相应是链节或侧基、链段、大分子链，它们相应是塑料、橡胶、流动树脂（胶粘剂的使用状态。二、名词解释 1.弹性变形：去除外力，物体恢复原形状。弹性变形是可逆的 2.弹性模量：拉伸时σ=EεE：弹性模量（杨氏模数）切变时τ=GγG：切变模量 3.虎克定律：在弹性变形阶段，应力和应变间的关系为线性关系。 4.弹性比功定义：材料在弹性变形过程中吸收变形功的能力，又称为弹性比能或应变比能，表示材料的弹性好坏。。三、简答： 1．金属材料、陶瓷、高分子弹性变形的本质。答：金属和陶瓷材料的弹性变形主要是指其中的原子偏离平衡位置所作的微小的位移，这部分位移在撤除外力后可以恢复为0。对高分子材料弹性变形在玻璃态时主要是指键角键长的微小变化，而在高弹态则是由于分子链的构型发生变化，由链段移动引起，这时弹性变形可以很大。 2．非理想弹性的概念及种类。答：非理想弹性是应力、应变不同时响应的弹性变形，是与时间有关的弹性变形。表现为应力应变不同步，应力和应变的关系不是单值关系。种类主要包括

滞弹性，粘弹性，伪弹性和包申格效应。 3．什么是高分子材料强度和模数的时-温等效原理? 答：高分子材料的强度和模数强烈的依赖于温度和加载速率。加载速率一定时，随温度的升高，高分子材料的会从玻璃态到高弹态再到粘流态变化，其强度和模数降低；而在温度一定时，玻璃态的高聚物又会随着加载速率的降低，加载时间的加长，同样出现从玻璃态到高弹态再到粘流态的变化，其强度和模数降低。时间和温度对材料的强度和模数起着相同作用称为时=温等效原理。四、计算题：气孔率对陶瓷弹性模量的影响用下式表示：E=E0 (1—+ E0为无气孔时的弹性模量；P为气孔率，适用于P≤50 %。370= E0 (1—×+×则E0= Gpa 260= (1—×P+×P2) P= 其孔隙度为%。五、综合问答 1.不同材料（金属材料、陶瓷材料、高分子材料）的弹性模量主要受什么因素影响? 答：金属材料的弹性模量主要受键合方式、原子结构以及温度影响，也就是原子之间的相互作用力。化学成分、微观组织和加载速率对其影响不大。陶瓷材料的弹性模量受强的离子键和共价键影响，弹性模量很大，另外，其弹性模量还和构成相的种类、粒度、分布、比例及气孔率有关，即与成型工艺密切相关。高分子聚合物的弹性模量除了和其键和方式有关外，还与温度和时间有密切的关系（时-温等效原理）。（综合分析的话，每一条需展开）。第二章材料的塑性变形一、填空题 1．金属塑性的指标主要有伸长率和断面收缩率两种。

药用高分子材料习题整理及答案

药用高分子材料习题整理及答案《绪论》练习题一、名词解释 1 药用辅料： 2 高分子药物：二．填空题 1．药用辅料广义上指的是能将药理活性物质制备成药物制剂的各种添加剂，其中具有____的辅料，一般被称为药用高分子辅料。 2．辅料有可能改变药物从制剂中释放的或，从而影响其生物利用度。 3．纤维素的衍生物最常见的有、、。 4．高分子材料学的目的是使学生了解高分子材料学的①②，③，④⑤并能。 5．药用高分子辅料在药用辅料中占有很大的比重，现代的制剂工业，从包装到复杂的药物传递系统的制备，都离不开高分子材料，其和表明它的重要性。 6．控释、缓释给药的机制一般可分五类：、、、和。 7．经典的对辅料的研究，一般只限于物理药学的方法，如、____ 、____ 、和研究。三．选择题 1．下面哪项不是有关药用高分子材料的法规( ) A．《中华人民共和国药品管理法》 B．《关于新药审批管理的若干补充规定》 C．《药品包装用材料容器管理办法（暂行）》 D．《药品生产质量管理办法》 2．淀粉的改性产物可分为( ) A．羧甲基淀粉钠和可压性淀粉 B．羧甲基淀粉钠和支链淀粉 C．可压性淀粉和支链淀粉 D．直链淀粉和羧甲基淀粉钠 3．依据用途分，下列哪项不属于药用高分子材料( ) A．在传统剂型中应用的高分子材料 B．控释、缓释制剂和靶向制剂中应用的高分子材料 C．前体制剂中应用的高分子材料 D．包装用的材料 4．传统上片剂是用糖浆包衣，而薄膜包衣操作简单，高分子材料的衣膜只要加20-100um厚就具有作用，但不具有下列哪个作用？( ) A．封闭孔隙 B．增加药物生物利用度的作用 C．具有一定防潮作用 D．使粗糙表面光滑的作用 5．下列不属于水溶性包衣材料的是( ) A．海藻酸钠B．明胶C．桃胶D．虫胶四．简答题 1．药用高分子材料学研究的任务是什么？

材料性能学作业(2)

材料性能学作业(2) -标准化文件发布号：（9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII

1.与单晶体相比，多晶体变形有哪些特点？多晶金属材料由于各晶粒的位向不同和晶界的存在，其塑性变形有以下特点： ① 多晶体各晶粒变形的不同时性和不均匀性位向有利的晶粒先塑变，各晶粒处组织性能不同，要求塑变的临界切应力不同，表现为不同时性和不均匀性。 ② 各晶粒变形相互协调与制约各晶粒塑变受塑变周围晶粒牵制，不可无限制进行下去，晶界对位错的阻碍，必须有5个以上滑移系方可协调发展。 2.金属材料的应变硬化有何实际意义？材料的应变硬化性能，在材料的加工和应用中有十分明显的实用价值。在加工方面，利用应变硬化和塑性变形的合理配合，可使使塑性变形均匀进行，保证冷变形工艺顺利实施；另外，低碳钢切削时，容易产生粘刀现象，且表面加工质量差。如果切削加工前进行冷变形降低塑性，改善机械加工性能；在材料应用方面，应变硬化使材料具一定的抗偶然过载能力，以免薄弱处无限塑性变形；应变硬化也是一种强化金属的手段，尤其是适用不能热处理的材料。 3.一个典型拉伸试样的标距为50mm ，直径为13mm ，实验后将试样对接起来以重现断裂时的外形，试问： (1)若对接后的标距为81mm ，伸长率是多少？ (2)若缩颈处最小直径为6.9mm 则断面收缩率是多少？ (1) 008150100%100%62%50 K L L L δ--=?=?= (2) 2200200 44100%100%71.8%4 K K d d A A d A ππψπ--=?=?= (3) 4.有一材料E=2×1011N/m2，γ=8N/m 。试计算在7×107N/m2的拉应力作用下，该材料中能扩展的裂纹之最小长度是多少？ (4) 即求理论断裂强度 ()114227222108 2.0710710s c c E a m γπσπ-???===??? 5.推导颈缩条件、颈缩时的工程应力

湖南大学材料性能学作业+习题标准答案

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第二章作业题 1应力状态软性系数：按“最大切应力理论”计算的最大切应力与按“相当最大正应力理论”计算的最大正应力的比值。 2缺口效应：截面的急剧变化产生缺口，在静载荷作用下，缺口截面上的应力状态将发生变化，产生缺口效应，影响金属材料的力学性能。 3 布氏硬度：用一定直径的硬质合金球做压头，施以一定的试验力，将其压入试样表面，经规定保持时间后卸除，试样表面残留压痕。HBW通过压痕平均直径求得。 4 洛氏硬度：洛氏硬度以测量压痕深度标识材料的硬度。HR＝ (k-h)/0.002. 二、脆性材料的抗压强度扭转屈服点缺口试样的抗拉强度 NSR：缺口敏感度，为缺口试样的抗拉强度与等截面尺寸光滑试样的抗拉强度的比值。 HBS:用钢球材料的球压头表示洛氏硬度。 HRC:用金刚石圆锥压头表示的洛氏硬度。三、试综合比较单向拉伸、压缩、弯曲及扭转试验的特点和应用范围 1单向拉伸特点：温度、应力状态和加载速率是确定的，且常用标准的光滑圆柱试样进行试验。应用范围：一般是用于那些塑性变形抗力与切断强度较低的所谓塑性材料试验。 2压缩试验特点：单向压缩试验的应力状态系数＝2，比拉伸，弯曲，扭转的应力状态都软，拉伸时塑性很好的材料在压缩时只发生压缩变形而不会断裂。应用范围：拉伸时呈脆性的金属材料的力学性能测定。如果产生明显屈服，还可以测定压缩屈服点。 3弯曲试验特点：试样形状简单，操作方便，弯曲试样应力分布不均匀，表面最大，中心为零。可较灵敏的反映材料表面缺陷。应用范围：对于承受弯曲载荷的机件，测定其力学性能。 4扭转试验特点：1扭转的应力状态软性系数＝0.8，比拉伸时大，易于显示金属的塑性行为。2圆柱形试样扭转时，整个长度上塑性变形是均匀的，没有颈缩现象，所以能实现大塑性变形量下的试验。3能较敏感的反映出金属表面缺陷及硬化层的性能。4扭转时试样中的最大正应力与最大切应力在数值上大体相等，而生产上所使用的大部分金属材料的正断强度大于切断强度，所以，扭转试验是测定这些材料切断最可靠的办法。应用范围：研究金属在热加工条件下的流变性能与断裂性能，评定材料的热压力加工性；研究或检验工件热处理的表面质量和各种表面强化工艺的效果。四、缺口拉伸时应力分布有何特点

药用高分子材料各章习题(答案版)

《绪论》一、名词解释药用辅料：广义上指的是能将药理活性物质制备成药物制剂的各种添加剂药用高分子辅料：具有高分子特征的药用辅料二．填空题 1 ．药用辅料广义上指的是能将药理活性物质制备成药物制剂的各种添加剂，其中具有高分子特征的辅料，一般被称为药用高分子辅料。 2 ．辅料有可能改变药物从制剂中释放的速度或稳定性，从而影响其生物利用度。 3 ．高分子材料学的目的是使学生了解高分子材料学的①最基本理论和药剂学中常用的高分子材料的②结构，③物理化学性质，④性能及用途，⑤并能初步应用这些基本知识来理解和研究高分子材料在一般药物制剂、控释制剂及缓释制剂中的应用。 4．药用高分子辅料在药用辅料中占有很大的比重，现代的制剂工业，从包装到复杂的药物传递系统的制备，都离不开高分子材料，其品种规格的多样化和应用的广泛性表明它的重要性。三．选择题 1 ．下面哪项不是有关药用高分子材料的法规（D) A ．《中华人民共和国药品管理法》 B ．《关于新药审批管理的若干补充规定》 C ．《药品包装用材料容器管理办法（暂行）》 D ．《药品生产质量管理办法》 2 ．依据用途分，下列哪项不属于药用高分子材料（C) A ．在传统剂型中应用的高分子材料 B ．控释、缓释制剂和靶向制剂中应用的高分子材料 C ．前体制剂中应用的高分子材料 D 包装用的材料四．简答题 1 ．药用高分子材料学研究的任务是什么？答：( 1 ）高分子材料的一般知识，如命名、分类、化学结构；高分子的合成反应及化学反应（缩聚、加聚、共聚、聚合物的改性与老化）；高分子材料的化学特性和物理、力学性能。 2 ．药用辅料是在药物制剂中经过合理的安全评价的不包括生理有效成分或前体的组分，它的作用有哪些？答：( 1 ）在药物制剂制备过程中有利于成品的加工 ( 2 ）加强药物制剂稳定性，提高生物利用度或病人的顺应性。 ( 3 ）有助于从外观鉴别药物制剂。 ( 4 ）增强药物制剂在贮藏或应用时的安全和有效。 3 高分子材料作为药物载体的先决条件是什么？答（1 ）适宜的载药能力； ( 2 ）载药后有适宜的释药能力； ( 3 ）无毒、无抗原性，并具有良好的生物相容性。 ( 4 ）为适应制剂加工成型的要求，还需具备适宜的分子量和物理化学性质。

材料性能学

材料性能学 01 材料在单轴静张力下的力学性能 1. 解释: 开裂:开裂是高分子材料在变形过程中产生的一种缺陷。由于它的低密度和高反射光能力，它看起来是银色的，所以被命名为。裂纹发生在聚合物材料的弱结构或缺陷中。超塑性:在一定条件下，材料表现出非常大的延伸率(约1000%)而不出现颈缩和断裂，称为超塑性。晶界滑动产生的应变占总应变的比例一般在50% ~ 70%之间，说明晶界滑动在超塑性变形中起主要作用。脆性断裂:材料在断裂前基本不产生明显的宏观塑性变形，无明显征兆。它常以突然的快速断裂过程出现，具有极大的危险性。韧性断裂:在断裂前和断裂过程中发生明显宏观塑性变形的断裂过程。在韧性断裂中，裂纹扩展过程一般比较缓慢，消耗了大量的塑性变形能量。解理断裂:在正应力作用下，原子间键合键的破坏导致沿特定晶面的脆性穿晶断裂称为解理断裂。(解理台阶、河纹、舌纹是解理断裂的基本微观特征。) 剪切断裂:剪切断裂是材料在剪切应力作用下沿滑移面滑动分离而引起的断裂。微孔骨料断裂是韧性断裂的一种常见模式。宏观断口表面通常为深灰色、纤维状，微观断口特征形态为断口表面分布着大量韧窝。

2. 为什么脆性断裂是最危险的? 应力的类型，塑性变形的程度，有无前体以及裂纹扩展的速度。3.断裂强力机C和抗拉强力机B有什么区别? 如果在断裂前没有发生塑性变形，或者塑性变形很小，没有出现颈缩，发生脆性断裂，则参数C =参数B。如果在断裂前出现颈缩，则参数C和参数B不相等。 4. 格里菲斯的公式的范围是什么，什么时候需要修改? 格里菲斯公式仅适用于有微裂纹的脆性固体，如玻璃、无机晶体材料和超高强度钢。对于许多工程结构材料，如结构钢和高分子材料，裂纹尖端会发生较大的塑性变形，消耗大量的塑性变形功。因此，必须对格里菲斯公式进行修正。 02 材料单向静拉伸的力学性能 1、应力状态软性系数； τmax和σmax的比值称为，用α表示。α越大，最大切应力分量越大，表示应力状态越软，材料越易于产生塑性变形。反之，α越小，表示应力状态越硬，则材料越容易产生脆性断裂 2、如何理解塑性材料的“缺口强化”现象? 在有缺口条件下，由于出现了三向应力，试样的屈服应力比单向拉伸时要高，即产生了所谓缺口“强化”现象。我们不能把“缺口强化”看作是强化材料的一种手段，因缺口“强化”纯粹是由于三向应力约束了材料塑性变形所致。此时材料本身的σs值并未发生变化。

(整理)药用高分子材料

高分子：高分子是指由多种原子以相同的、多次重复的结构单元并主要由共价键连接起来的、通常是相对分子量为104～106的化合物。单体：能够进行聚合反应，并构成高分子基本结构组成单元的小分子。即合成聚合物的起始原料。结构单元：在大分子链中出现的以单体结构为基础的原子团。即构成大分子链的基本结构单元。单体单元：聚合物中具有与单体相同化学组成而不同电子结构的单元。重复单元：聚合物中化学组成和结构均可重复出现的最小基本单元。 3种命名法：习惯命名法，商品命名法，IUPAC系统命名法 IUPAC系统命名法： (1) 确定重复结构单元； (2)给重复结构单元命名：按小分子有机化合物的IUPAC命名规则给重复结构单元命名； (3)给重复结构单元的命名加括弧（括弧必不可少），并冠以前缀“聚”。一级结构（近程结构）：结构单元的化学组成、连接顺序、立体构型，以及支化、交联等。是反映高分子各种特性的最主要结构层次。二级结构（远程结构）：通常包括高分子链的形态（构象）以及高分子的大小（分子量）。与高分子链的柔性和刚性有直接关系。三级结构（聚集态结构）：聚集态结构也称三级结构，或超分子结构，它是指单位体积内许多大分子链之间的的排列与堆砌方式。包括晶态、非晶态、取向态、液晶态及织态等。构型：是对分子中的最近邻原子间的相对位置的表征，也可以说，是指分子中由化学键所固定的原子在空间的几何排列。构象：由于单键内旋转而产生的份子在空间的不同形态 4．高分子聚集态结构的特点. （1）.聚合物晶态总是包含一定量的非晶相，100%结晶的情况是很罕见的。（2）.聚合物聚集态结构不但与大分子链本身的结构有关，而且强烈地依赖于外界条件。自由基聚合特点： (1)可概括为慢引发、快增长、速终止； (2)聚合体系中只有单体和聚合物组成； (3)单体转化率随聚合时间的延长而逐渐增大； (4)小量(0.01-0.1%)阻聚剂足以使自由基聚合终止高分子化学反应影响因素：静电荷与位组，结晶结构，溶解度和溶胀度药用高分子材料：指的是药品生产与制造加工过程中使用的高分子材料。高分子运动特点：运动单元的多重性，分子运动的时间依赖性:，分子运动的温度依赖性玻璃态、高弹态和粘流态称为聚合物的力学三态。玻璃化转变温度，以Tg表示。粘流温度，以T f表示溶解过程:溶胀到无限溶胀。（交联高聚物由于三维交联网的存在而不会发生溶解，只会发生溶胀）溶剂的选择1.极性相似原则2.溶剂化原则3.溶解度参数相近原则应力：单位面积上的内力为应力，其值与外加的应力相等。应变：当材料受到外力作用而又不产生惯性移动时，其几何形状和尺寸会发生变化，这种变化称为应变或形变。弹性模量：是单位应变所需应力的大小，是材料刚度的表征。硬度：是衡量材料抵抗机械压力能力的一种指标。强度：是材料抵抗外力破坏的能力。蠕变：在一定的温度和恒定的外力作用下（拉力，压力，扭力等），材料的形变随时间的增加而逐渐增大的现象。应力松弛：对于一个线性粘弹体来说，在应变保持不变的情况下，应力随时间的增加而逐渐衰减。滞后现象：高聚物在交变力作用下，形变落后于应力变化的现象。力学损耗：由于力学滞后而使机械功转换成热的现象。凝胶：是指溶胀的三维网状结构高分子，即聚合物分子间相互连接，形成空间网状结构，而在网状结构的孔隙中又填充了液体介质。影响胶凝作用的因素：浓度、温度、电解质，PH 凝胶的性质：触变性，溶胀性，脱水收缩性，透过性凝胶的分类：物理凝胶：由非共价键（氢键或范德华力）相互连接，形成网状结构。由于聚合物分子间的物理交联使其具有可逆性，只要温度等外界条件改变，物理链就会破坏，凝胶可重新形成链状分子溶解在溶剂中成为溶液，也称为可逆凝胶。化学凝胶：是高分子链之间以化学键形成的交联结构的溶胀体，加热不能溶解也不能熔融，结构非常稳定，也称为不可逆凝胶。冻胶：指液体含量很多的凝胶，通常在90%以上；多数由柔性大分子构成，具有一定的柔顺性，网络中充满的溶剂不能自由流动，所以表现出弹性的半固体状态，通常指的凝胶均为冻胶。干凝胶：液体含量少的凝胶，其中大部分是固体成分。在吸收适宜液体膨胀后即可转变为冻胶。环境敏感水凝胶可分为：温敏水凝胶、pH敏水凝胶、盐敏水凝胶、光敏水凝胶、电场响应水凝胶、形状记忆水凝胶。二、粒子分散结构：有以下四种类型： 1.药物粒子分散在高聚物基材中 2.药物粒子和高聚物粒子分散于同一或另一高聚物基材中 3.药物粒子包裹在聚合物囊（膜）中 4.药物粒子分散在高聚物凝胶网络中三、缓控释性材料 1.缓释制剂：指用药后能在较长时间内持续缓慢释放药物以达到延长药效目的的制剂。 2.控释制剂：药物从制剂中按一定规律缓慢、恒速释放，使机体内药物浓度保持相对恒定，体内释药不受pH影响。四、分散传质过程（药物的扩散过程）： 1.药物溶出并进入周围的聚合物或孔隙； 2.由于浓度梯度，药物分子扩散通过聚合物屏障； 3.药物由聚合物解吸附； 4.药物扩散进入体液或介质。淀粉 1.来源：广泛存在于绿色植物的须根和种子中。药用淀粉多以玉米淀粉为主。 2.化学结构和组成 1）直链淀粉是以α-1，4苷键连接而成的线型聚合物。直链淀粉由于分子内氢键作用，链卷曲成螺旋形，每个螺旋圈大约有6个葡萄糖单元。 2）支链淀粉是由D-葡萄糖聚合而成的分支状淀粉，其直链部分也为α-1，4苷键，而分支处则为α-1，6苷键。 3.性质：玉米淀粉为白色结晶粉末，流动性不良，淀粉在干燥处且不受热时，性质稳定。淀粉的溶解性、含水量与氢键作用力

高分子材料性能学作业

材料性能学作业 (2)

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