材料化学___(宿辉)___习题答案

课后习题答案

第二章

1. 0K 时纯物质完美晶体的熵值为零 0

T lim →ΔS *（T ）=0（J·K -1）或*S （完美晶体，0K ）=0 J·K -1 2. 3. 化学势 4. 蒸气压下降、凝固点降低、沸点升高及渗透压

5. 液-气 固-气 固-液 液-液 固-固 固-气界面 液-气界面

6. > > >

7. 第一类电极（金属电极、气体电极）、第二类电极（金属-难溶盐电极、金属-难溶氧化物电极）、氧化还原电极。

8. 自由度 组分数 相数 2+-=p c f

二、名词解释

拉乌尔定律指气液平衡时稀溶液中溶剂A 在气相中的蒸气压p A 等于同一温度下该纯溶剂的饱和蒸气压*

A p 与溶液中溶剂的摩尔分数x A 的乘积。

亨利定律指在一定温度下，稀溶液中易挥发溶质B 在平衡气相中的分压p B 与其在平衡液相中的摩尔分数x B 成正比。

化学反应并非都是由反应物直接生成生成物，而是分若干真实步骤进行的，这些步骤称为基元反应。

速率与反应中各反应物浓度的幂乘积成正比，这一规律称为基元反应的质量作用定律，其中各反应物浓度的幂指数为反应物的系数。

稳态近似处理指假定中间物浓度不随时间而改变的处理方法。

相图又称平衡状态图，是用几何 (图解)的方式来描述处于平衡状态下，物质的成分、相和外界条件相互关系的示意图。

当电化学系统中有电流通过时，两个电极上的实际电极电势将偏离其平衡电势e φ，这种现象称为电极的。

三、简答题

1. 亚稳状态是一种热力学不稳定状态，如过饱和溶液、过冷熔体，但在一定条件下能长期存在。亚稳状态能长久存在是动力学原因，虽然从热力学角度考虑，亚稳状态有自发变成稳定状态的趋势，但实际进行中需要克服一定的活化能，如果活化能太高，过程进行的速度就很慢甚至为零，因此体系就能长期处于亚稳状态。生产中经常遇到亚稳状态，有时需要保护，有时需要破坏，如非晶体材料制备就是将材料高温熔融后迅速冷却，使晶格排列长程无序，从而形成非晶态亚稳结构，使材料的耐腐蚀性能和力学性能得以提高。金属材料退火处理是为了消除淬火等处理产生的一些不平衡相，使材料的内部组织重新达到平衡状态。

2.按吸附作用的性质不同，可将吸附分为物理吸附和化学吸附，其主要区别如表2-1所示。

表2-1 物理吸附与化学吸附的区别 p s ??? ????=???? ????S V p T V s ??? ????=??? ????-S p V T V s ??? ????=??? ????-S p V T p T ??? ????=???? ????-T V p S C

n p T B B B n G G ，，???? ???==μ

3. 热分析法是绘制相图常用的基本方法，其原理是根据系统在冷却过程中，温度随时间的变化情况来判断系统是否发生了相变化。先将样品加热成液态，然后令其缓慢而均匀地冷却，记录冷却过程中系统在不同时刻的温度数据，以温度为纵坐标，时间为横坐标，绘制成温度-时间曲线，即冷却曲线(或称为步冷曲线)，由若干条组成不同的冷却曲线可绘制出相图。当出现相变时，冷却曲线发生转折，转折点就是相变点。测出各种不同成分样品的相变温度，并把这些数据引入以温度为纵坐标、成分为横坐标的坐标系中，连接相关点，得到相应的曲线。所有的曲线把图分成若干区间，这些区间分别限定了成分、温度范围，称为相区 (phase filed)。通过必要的组织分析测出各相区所含的相 (如图中的液相L和固溶体α)，将其名称分别标注在相应的相区中，最终形成相图。

第三章

1. 提拉法坩埚下降法区熔法

2. 高温热源等离子体阴极溅射法真空蒸镀

3. 辉光放电等离子体射频等离子体电弧等离子体

4. 沉淀剂直接沉淀法共沉淀法均匀沉淀法

5.纯固相反应气固相反应液固相反应扩散控制过程化学反应速度控制过程晶核成核速率控制过程氧化反应还原反应

6. 插层法反插层法

二、名词解释

水热法指在高压釜中，通过对反应体系加热、加压，产生相对高温、高压的反应环境，使通常难溶或不溶的物质溶解而达到过饱和、进而析出晶体的方法。

高温溶液生长法又称熔盐法，是采用液态金属或熔融无机化合物为溶剂，在高温下把晶体原料溶解，形成均匀的饱和溶液，通过缓慢降温或其他方法析出晶体的技术。

离子镀指蒸发物质的分子被电子碰撞电离后以离子形式沉积在固体表面的方法，是真空蒸镀与阴极溅射技术的结合。

化学气相输运指在一定条件下把材料转变成挥发性的中间体，再改变条件使原来的材料重新形成的过程。

溶胶-凝胶法是通过凝胶前驱体的水解缩聚制备金属氧化物材料的湿化学方法。它提供了一种常温、常压下合成无机陶瓷、玻璃等材料的方法。

自蔓延高温合成法简称SHS，是利用反应物间化学反应热的自加热和自传导作用来合成材料的一种技术。

三、简答题

1. 化学气相沉积法(CVD)是指通过气相化学反应生成固态产物并沉积在固体表面的方法。可用于制造覆膜、粉末、纤维等材料，它是半导体工业中应用最为广泛的沉积多种材料的技术，包括大范围的绝缘材料、大多数金属材料和合金材料。按所采用的反应能源不同，CVD技术可分为热能化学气相沉积法(thermal CVD)、等离子体增强化学气相沉积法

(plasma-enhanced CVD，PECVD)和光化学气相沉积法(photo CVD，PHCVD)。按气体压力大小，可分为常压化学气相沉积法(APCVD)、低压化学气相沉积法(LPCVD)、亚常压化学气相沉积法(SACVD)、超高真空化学气相沉积法(UHCVD)等。

2.溶胶-凝胶法一般以含高化学活性结构的化合物(无机盐或金属醇盐)为前驱体(起始原料)，其主要反应步骤是先将前驱体溶于溶剂(水或有机溶剂)中，形成均匀的溶液，并进行水解、缩合，在溶液中形成稳定的透明溶胶体系，经陈化胶粒间缓慢聚合，形成三维空间网络结构，网络间充满了失去流动性的溶剂，形成凝胶。凝胶经过后处理(如干燥、烧结固化)可制备出所需的材料。

溶胶-凝胶法与其他方法相比具有许多独特的优点：

（1）由于溶胶-凝胶法中所用的原料首先被分散到溶剂中形成低黏度的溶液，因此可在很短的时间内获得分子水平的均匀性，在形成凝胶时，反应物之间很可能是在分子水平上被均匀的混合；

（2）经过溶液反应步骤，很容易均匀定量的掺入一些微量元素，实现分子水平上的均匀掺杂；

（3）一般认为溶胶-凝胶体系中组分的扩散在纳米范围内，而固相反应时组分扩散在微米范围内，因此化学反应较容易进行且所需温度较低；

（4）选择合适的条件可以制备各种新型材料。

溶胶-凝胶法存在的问题：

（1）所使用的原料价格比较昂贵，有些原料为有机物，对健康有害；

（2）通常整个溶胶-凝胶过程所需时间较长，常需要几天或几周；

（3）凝胶中存在大量微孔，在干燥过程中会逸出许多气体及有机物，并产生收缩

3. 矿化剂的作用主要有如下：

（1）改变反应机制降低反应活化能；

（2）影响晶核的生成速率；

（3）影响结晶速率及晶格结构；

（4）降低系统的共熔点，改善液相性质等。

4.

根据燃烧合成所采用的设备以及最终产物的结构等，可以将SHS分为6种主要技术形式。

(l)SHS制粉技术SHS中最简单的技术，反应物料在一定的气氛中燃烧，再粉碎、研磨燃烧产物，能得到不同规格的粉末。利用此技术，可以得到高质量的粉末。

(2)SHS烧结技术SHS烧结是通过固相反应烧结，制得一定形状和尺寸的产品，它可以在空气、真空或特殊气氛中烧结。利用SHS烧结技术可制得高质量、高熔点的难熔化合物产品。

(3)SHS致密化技术把SHS技术同致密化技术相结合得到致密产品的技术。常用的SHS致密化技术有SHS-加压法、SHS-挤压法、SHS-等静压。

（4）SHS熔铸通过选择高放热性反应物形成超过产物熔点的燃烧温度，从而获得难熔物质的液相产品。高温液相可以进行传统的铸造处理，以获得铸锭或铸件，故该技术称为SHS熔铸。可用于陶瓷内衬钢管的离心铸造、钻头或刀具的耐磨涂层等。

(5)SHS焊接在待焊接的两块材料之间填进合适的燃烧反应原料，以一定的压力夹紧待焊材料，待中间原料的燃烧反应过程完成以后，即可实现两块材料之间的焊接，这种方法己被用来焊接SiC-SiC、耐火材料-耐火材料、金属-陶瓷、金属-金属等系统。利用该技术可获得在高温环境使用的焊接件。

(6)SHS涂层SHS制备涂层的工艺包括SHS熔铸涂层、SHS铸渗涂层、SHS烧结涂

层、气相传输SHS 涂层、SHS 喷射沉积涂层、自反应涂层。

5. 液相骤冷是目前制备非晶态金属和合金的主要方法之一，并已进入工业化生产阶段。它的基本特点是先将金属或合金加热熔融成液态，然后通过不同途径使熔体急速的降温，降温速度高达105~108C/s ，以致晶体生长来不及成核就降温到原子热运动足够低的温度，从而把熔体中的无序结构“冻结”并保留下来，得到结构无序的固体材料，即非晶或玻璃态材料。样品可以制成几微米到几十微米的薄片、薄带或细丝状。

第四章

1.什么是腐蚀电池，其形成应具备哪些基本条件？

能导致金属腐蚀的原电池为腐蚀电池。形成腐蚀电池必须具备三个基本条件：（1）不同金属或同种金属的不同区域间有电位差存在，且电位差越大，腐蚀越剧烈。较活泼金属的电位较低，成为阳极而遭受腐蚀；较不活泼金属电位较高，作为阴极起传递电子的作用，不受腐蚀。（2）两极材料共处于相连通的电解质溶液中。潮湿的空气因溶解了SO 2等酸性气体，构成电解质溶液。（3）具有不同电位的金属之间必须有导线连接或直接接触。

2. 什么是材料的强度指标？这些指标各代表什么含义？

σe 、σs (或σ0.2)、σb 和σk 为材料的强度指标。e σ为在弹性变形阶段，弹性变形的最大值所对应的应力称为弹性极限。应力随应变增加而继续增大，但达到某一个值后反而下降，该值为材料的屈服强度(yield strength, s σ)，表示材料开始发生明显塑性变形的抗力。当应力达到最大值b σ时，试样的均匀变形中止，b σ值称为材料的拉伸强度 (tensile strength)或极限强度，表示材料在载荷作用下发生断裂前的最大应力。在σb 以后，试样开始发生不均匀塑性变形并形成颈缩 (necking)，应力下降，当应力达σk 时，试样断裂。σk 称为材料的断裂应力 (fracture stress)，表示材料对塑性变形的极限抗力。

3. 何谓材料的塑性，塑性用何种指标来评定?

材料的延展性或塑性 (ductility)则与材料断裂时的伸长程度有关，可以用伸长率 (elongation,δ)和断面收缩率 (reduction of area ，ψ)表示。伸长率是试样拉断后长度的相对伸长量，试样拉伸后其截面积减小，断面收缩率是试样拉断后横截面的相对收缩值。

4. 比较布氏、洛氏、维氏硬度的测量原理及应用范围。

（1）布氏硬度 在直径为D (一般为l0mm)的硬钢球上施加负荷F ，压入被测金属表面，保持规定时间后卸载，根据被测金属表面压痕直径D ，使用公式计算布氏硬度HB 。

布式硬度压痕较大，测量值准，适用于测定未经淬火的钢、铸铁、有色金属或质地轻柔的轴承合金等，不适用于测定硬度较高的材料。

（2）洛氏硬度 用一个顶角120°的金刚石圆锥体或直径为1.59mm 、3.18mm 的钢球，在一定载荷F 下压入被测材料表面，由压痕的深度h 求出材料的硬度。压入深度h 越大，硬度越低；反之，则硬度越高。计算中为了使数值越大，硬度越高，采用一个常数K 减去h 来表示硬度的高低，并用每0.002mm 的压痕深度为一个硬度单位。由此获得的硬度称为洛氏硬度，用符号HR 表示，即HR=(K -h )/0.002。根据试验材料硬度的不同，分HRA 、HRB 和HRC 三种不同的标度，其中HRC 和HRA 的K 值取0.2；HRB 的K 值取0.26。HRA 是采用60kg 载荷和钻石锥压入器求得的硬度，用于硬度极高的材料(如硬质合金等)；HRB 是)

()2(HB 2i 2D D D D /P

--=π

采用100kg载荷和直径1.58mm淬硬的钢球求得的硬度，用于硬度较低的材料(如退火钢、铸铁等)；HRC是采用150kg载荷和钻石锥压入器求得的硬度，用于硬度很高的材料。洛式硬度压痕很小，测量值有局部性，需测数点求平均值，适用于成品和薄片。

（3）维氏硬度是以49.03~980.7N的负荷，将相对面夹角为136°的方锥形金刚石压入器压在材料表面，保持规定时间后卸载，测量压痕对角线长度，再按公式计算硬度。

HV=0.189F/d2

式中：F为作用在压头上的载荷，N；d为压痕两对角线长度的平均值，mm；HV值的单位为N/m，但习惯上只写出硬度值而不标出单位。维氏硬度适用于较大工件和较深表面层的硬度测定。还有小负荷维氏硬度，试验负荷为1.961~49.03N，适用于较薄工件、工具表面或镀层硬度的测定；显微维氏硬度，试验负荷<1.961N，适用于金属箔、极薄表面层的硬度测定。

5. 什么是材料的疲劳?有哪些指标反应材料的疲劳性能?

疲劳(fatigue)指材料在循环受力(拉伸、压缩、弯曲、剪切等)下，在某点或某些点产生局部的永久性损伤，并在一定循环次数后形成裂纹或使裂纹进一步扩展直到完全断裂的现象。疲劳性能就是材料抵抗疲劳破坏的能力，常以S-N曲线表征，S为应力水平，N为疲劳寿命，即在循环载荷下，产生疲劳破坏所需的应力或应变循环数。在S-N曲线上，对应某一寿命值的最大应力称为疲劳强度。由图3-5可见，高应力下寿命较短，随着应力降低，寿命不断增加。经过无限多次循环应力作用而材料不发生断裂的最大应力，称为疲劳极限，用 -1表示。鉴于疲劳极限存在较大的分散性，把疲劳极限定义为指定循环基数下中值的疲劳强度。

6. 什么是热膨胀，其受什么因素影响?

大多数物质的体积都随温度的升高而增大，这种现象称为热膨胀。材料的热膨胀性与材料中原子结合情况有关，结合键越强则原子间作用力越大，原子离开平衡位置所需的能量越高，则热膨胀系数越小。结构紧密的晶体的热膨胀系数比结构松散的非晶体的热膨胀系数大；共价键材料与金属相比，一般具有较低的热膨胀系数；离子键材料与金属相比，具有较高的热膨胀系数；高分子材料与大多数金属和陶瓷相比有较大的热膨胀系数；塑料的线膨胀系数一般高于金属的3~4倍。

7. 何谓压电效应，简述其产生原因?

当对石英晶体在一定方向上施加机械应力时，在其两端表面上会出现数量相等、符号相反的束缚电荷；当作用力反向时，表面电荷电性也反号，而且在一定范围内电荷密度与作用力成正比。反之，石英晶体在一定方向的电场作用下，则会产生外形尺寸的变化，在一定范围内，其形变与电场强度成正比。前者称为正压电效应，后者称为逆压电效应，统称为压电效应。

晶体的压电效应的本质是因为机械作用(应力与应变)引起了晶体介质的“极化”，从而导致介质两端表面上出现符号相反的束缚电荷，其机理见图3-7。图3-7(a)表示压电晶体中质点在某方向上的投影。此时晶体不受外力作用，正电荷重心与负电荷重心重合，整个晶体总电矩为零(这是简化了的假定)，因而晶体表面无荷电。但是当沿某一方向对晶体施加机械力时，晶体由于形变导致正、负电荷重心不重合，即电矩发生变化，从而引起晶体表面荷电。图3-7(b)为晶体在压缩时的荷电的情况，图3-7(c)是拉伸时的荷电情况。在后两种情况下，晶体表面电荷符号相反。如果将一块压电晶体置于外电场中，由于电场作用，晶体内部正、负电荷重心产生位移，导致晶体发生形变，这个效应即为逆压电效应

8. 为什么紫外光谱测量必须使用石英比色皿？

一般玻璃在紫外光区(320nm以下)有较强吸收，而石英和蓝宝石则可以较好地透过紫外线，因此紫外线波段的应用中常使用石英或蓝宝石作为材料。

9. 根据材料的磁化率，可以将材料的磁性大致分为哪些，各代表什么含义？

根据材料的磁化率，可以将材料的磁性大致分为五类：

（1）抗磁性某些材料在外磁场的作用下，磁化了的介质感生出的磁偶极子的作用与外磁场方向相反，使得磁化强度为负，这类材料的磁性称为抗磁性。如Bi、Cu、Ag、Au 等金属。

（2）顺磁性顺磁性物质的主要特征是不论外加磁场是否存在，原子内部存在永久磁矩。但在无外加磁场时，由于顺磁场的原子做无规则的热运动，宏观表现无磁性，如图3-8(a)所示。在外加磁场的作用下，每个原子磁矩呈比较规则的取向，物质呈现极弱的磁性。顺磁性物质主要有过渡元素、稀土元素、镧系元素及铝、铂等金属。

（3）铁磁性

抗磁性和顺磁性物质的磁化率绝对值较低，因而属于弱磁性物质。铁、钴、镍室温下的磁化率可达103数量级，磁偶极子同向排列，属于强磁性物质，这类物质的磁性称为铁磁性。但这些金属加热至居里温度时，会突然失去磁性。铁、钴、镍的居里温度分别为768℃、350℃、l100℃。

（4）反铁磁性

某些材料在外磁场作用下，尽管每个磁偶极子的强度很高，但相邻的磁偶极子所产生的磁矩反向排列，磁化强度大小相等，方向相反，相互抵消。这类材料称为反铁磁性材料，其磁化强度为零。反铁磁性物质大都是非金属化合物。

（5）亚铁磁性

在铁氧体(Fe3O4)中A位离子与B位离子的磁偶极子存在反向平行特性，磁偶极子的强度和离子数目也可能不相等，从而导致其磁性不会完全消失，往往保留了剩余磁矩，表现出一定的铁磁性，称为亚铁磁性或铁氧体磁性。铁氧体磁性材料可以对外加磁场提供相当高的放大作用。

10.举例说明材料的工艺性能。

材料在加工过程中对不同加工特性所反映出来的性能，称为工艺性能，包括 1.铸造性能、塑性加工性能、热处理性能、焊接性能、切削性能。

塑性加工性能是指材料通过塑性加工(锻造、冲压、挤压、轧制等)将原材料(如各种型材)加工成优质零件(毛坯或成品)的性能。它取决于材料本身塑性高低和变形抗力(抵抗变形能力)的大小。焊接性能是指两种相同或不同的材料，通过加热、加压或两者并用将其连接在一起所表现出来的性能。

第五章

一、填空题

1.金属通常可分为______与_______两大类，前者包括铁、锰、铬及其合金，主要是铁碳合金，常作为_________使用；有色金属通常指除_______之外的所有金属，常作为_______使用。

2.大多数金属单质采取的密堆积型式有_______、_______、_______三种

3. 导电性Al______Zn，Cu______ Fe

4.根据_______不同，可将固溶体分为_______、_______、_______三种。

5. Q235AF表示________________________。

6.根据铝合金的成分及生产工艺特点，可将铝合金分为_______、_______两类。

二、名词解释

光电效应合金固溶体间隙化合物奥氏体马氏体

三、简答题

1. 为何细晶粒金属的强度和塑性都比粗晶粒高。

2. 为何不能在室温下连续地将一块钢锭经多次轧制而制成薄钢板，而必须经过若干次轧制和加温再结晶的重复工序，才能制出合格的钢板。

3. 简述储氢合金的储氢原理。

4. 简述形状记忆合金的特征。

答案：

1.黑色金属有色金属结构材料功能材料

2.立方最紧密堆积六方最紧密堆积体心立方密堆积

3. > >

4.溶剂晶格中占据的位置置换固溶体间隙固溶体缺位固溶体

5.屈服强度值为235MPa的A级沸腾钢

6.变形铝合金铸造铝合金

二、名词解释

许多金属在光的照射下能放出电子，其中在短波辐射照射下能放出电子的现象称为光电效应。

合金是指两种或两种以上的金属元素（或金属元素与非金属元素）组成的具有金属性质的物质。

合金在固态下由不同组元相互溶解而形成的相称为固溶体。

间隙化合物是由过渡元素与硼、碳、氮、氢等原子直径较小的非金属元素形成的化合物。

奥氏体是碳在γ-Fe(晶胞参数a=356pm)中的间隙固溶体。

马氏体可看作是α-Fe中含碳量可达到1.6%的过饱和固溶体。

三、简答题

1. 金属在弹性变形时，晶格形状发生暂时的变化，原子间距改变，除去外力后又恢复原状。塑性变形时，晶体内原子沿晶面滑动，除去外力后不复原。钢材是由许多晶粒组成的，晶粒取向和晶粒间的晶界对变形影响很大。滑动一般不易穿过晶界，而在晶界上产生应力集中，这种集中的应力再加上外力，可使相邻并未产生滑动的晶粒开始滑动。这样滑动由少数晶粒传布到整体，不同取向的晶粒相互约束，相互协调，以适应外力的影响。

2. 经过塑性变形后的金属，由于晶面之间产生滑动、晶粒破碎或伸长等原因，致使金属产生内应力，从而发生硬化以阻止再产生滑动，这使金属的强度、硬度增加，塑性、韧性降低。硬化的金属结构处于不稳定的状态，有自发地向稳定状态转化的倾向。加热提高温度，原子运动加速可促进这种转化以消除内应力。加热时应力较集中的部位，能量最高，优先形成新的晶核，进行再结晶。经再结晶的金属硬度和强度降低，塑性和韧性提高，使金属恢复到变形前的性能。故必须经过若干次轧制和加温再结晶的重复工序，才能制出合格的钢板。

3. 在一定温度和压力下，许多金属、合金或金属间化合物与氢能生成金属氢化物。反

应过程一般是在吸收少量的氢时，金属、合金或金属间化合物的结构不变，当氢含量提高到一定量时氢与金属、合金或金属间化合物化合生成金属氢化物，如果氢压高，可以形成过饱和氢化物。金属、合金或金属间化合物与氢的反应是可逆过程，改变温度和压力条件可以使金属氢化物释放出氢。

4. 形状记忆合金的特征可概述为，材料在某一温度下受外力而变形，当外力去除后，仍保持其变形后的形状，但当温度上升到某数值时，材料会自动恢复到变形前原有的形状，似乎对以前的形状保持记忆。

第六章

一、填空

1.AX，AX2，A2X3，ABO3，AB2O4

2.P2O5，Fe2O3

3.氧化物陶瓷，碳化物陶瓷，氮化物陶瓷，硼化物陶瓷

4.粘土，长石，石英

5.硅酸三钙，硅酸二钙，铝酸三钙，铁铝酸四钙

6.溶解期，胶化期，硬化期

二、简答题

1.答：无机非金属材料结合键主要有三种：离子键，共价键和混合键。由共价键结合的材料一般强度硬度高，熔点高。离子键结合的材料较共价键材料强度硬度，熔点低。混合键介于二者之间。

2.答：

3.答：（1）热学性能无机非金属材料具有较好的耐热性，绝热性，较低的热膨胀系数。

（2）力学性能具有较高的硬度，较大的脆性。

（3）其他性能具有好的电绝缘性，具有强的磁性。较好的光学性能。很好的耐各种腐蚀的能力。

4.答：陶瓷材料主要包括两类，（1）结构陶瓷使用材料的力学性能。主要包括硬度，强度，弹性模量，耐磨性和耐高温性能等。（2）功能陶瓷制造功能器件，主要适用材料的物理

性能。如电性能、磁性能、光学性能等。

5.答：水泥随着胶化期的完成，凝胶体内的水泥颗粒未水化部分将继续吸收水分进行反应，因此，胶体逐渐脱水而紧密，同时氢氧化钙及含水铝酸钙也由胶体转变为稳定的结晶相，析出结晶体嵌入凝胶体，两者互相交错，使水泥硬化。

6.答：功能陶瓷包括：（1）半导体陶瓷导电性介于导体和绝缘体之间，种类繁多，当温度、湿度、电场、光等一个条件发生变化，导电性将发生变化，相应的称为热敏、湿敏陶瓷、光敏陶瓷等。主要用于制作传感器等。（2）压电陶瓷利用压电工作的陶瓷叫做压电陶瓷，主要用于制作燃气及气体打火机点火器、音乐卡及手机中的电声拉拔、医疗及工业用的超声检测探头等。（3）磁性陶瓷在磁场中能被强烈磁化的陶瓷，用于感应铁心、电视机显像管偏转线及行输出变压器等。（4）生物陶瓷由于陶瓷在人体内具有较好的化学稳定性，组织相容性，各种排异现象。主要用于牙齿、骨骼、关节等组织良好的置换修复材料。

第七章

1. 单体结构单元聚合度

2. 聚丙烯聚丁二烯聚苯乙烯聚氯乙烯

3. 近程结构远程结构一级结构二级结构

4. 链引发、链增长、链转移

5. 快引发，慢增长，无终止

6. 酚醛塑料丁苯橡胶聚丙烯腈纤维

7. 天然橡胶合成橡胶

8. 物理功能高分子化学功能高分子生物功能高分子

二、名词解释

蠕变是在应力保持恒定的情况下，应变随时间的延长而增加的现象。

应力松弛是在应变保持恒定的情况下，应力随时间延长而逐渐衰减的现象。

内耗是在交变应力作用下出现的黏弹性现象。

胶黏剂又称“胶粘剂”或“胶”，指通过黏附作用使被黏物结合在一起，且结合处有足够强度的物质。

物理功能高分子指对光、电、磁、热、声、力等物理作用敏感并能够对其进行传导、转换或储存的高分子材料。

热塑性塑料指在特定温度范围内具有可反复加热软化、冷却硬化特性的塑料品种。

热固性塑料指具有不溶、不熔的特性，经加工成型后，形状不再改变，若加热则分解的品种。

三、简答题

1. 塑料按加工条件下的流变性能分为：热塑性塑料如聚乙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯等吗，其具有线型高分子链结构。热固性塑料如聚氨酯、环氧树脂、酚醛树脂等。按使用性能分类：①通用塑料通常指产量大、成本低、通用性强的塑料，如聚氯乙烯、聚乙烯等。②工程塑料具有较高的力学性能，耐热、耐腐蚀，可以代替金属材料用作工程材料或结构材料的一类塑料，如聚酰胺(尼龙)、聚甲醛、聚碳酸酯等。③特种塑料具有某些特殊性能的塑料，如耐高温、耐腐蚀等。此类塑料产量少，价格较贵，只用于特殊场合。

2. 纯橡胶的性能随温度的变化有较大的差别，高温时发黏、低温时变脆，易于被溶剂

溶解。因此，其必须添加其他组分且经过特殊处理后制成橡胶材料才能使用。其组成包括：①生胶橡胶制品的主要组分，起黏结剂的作用。使用不同的生胶，可以制成不同性能的橡胶制品，其来源可以是天然的，也可以是合成的。②橡胶配合剂主要有硫化剂、硫化促进剂、防老化剂、软化剂、发泡剂等，能提高橡胶制品的使用性能或改善其加工性能。

丁苯橡胶(SBR)含3/4丁二烯、1/4苯乙烯的共聚物，是典型的通用合成橡胶，主要用于制作空心轮胎、软管、轧辊、胶布、模型等工业用品。顺丁橡胶(BR)由丁二烯聚合而成，又称聚丁二烯橡胶，其大多与天然橡胶或者丁苯橡胶掺和使用，主要用于制造胶带、减震部件、绝缘零件、轮胎等。

3. 纤维指在室温下分子的轴向强度很大，受力后变形较小，在一定温度范围内力学性能变化不大的高聚物材料。纤维分为天然纤维与化学纤维两大类，而化学纤维又分为人造纤维和合成纤维两种。

合成纤维品种繁多，其产量已超过人造纤维。合成纤维强度高、耐磨、保暖，不会发生霉烂，大量用于工业生产以及各种服装等，其中聚酯纤维、尼龙、聚丙烯腈纤维被称为三大合成纤维，产量最大。

聚酯纤维又称涤纶或的确良，是生产量最大的合成纤维。其特点是强度高，耐日光稳定性仅次于腈纶，耐磨性稍逊于锦纶，热变定性特别好，即便被水润湿也不走样，经洗耐穿，可与其他纤维混纺，是很好的衣料纤维。缺点是因为疏水性，不吸汗，需高温染色。目前，大约90%的涤纶用作衣料，75%用作纺织品，15%用作编织品，6%左右用于工业生产，用于制造轮胎帘子线、传送带、渔网、帆布、缆绳等。

聚酰胺纤维又称尼龙、锦纶或耐纶，具有强韧高、弹性高、质量轻、染色性好等优点，因拉伸弹性好较难起皱、抗疲劳性好，是比蜘蛛丝还细，比钢丝还强的纤维。缺点是保暖性、耐热性和耐光性偏弱，约1/2的锦纶用作衣料（如图7-16），约1/6做轮胎帘子线，约1/3用于其它工业生产。

聚丙烯腈纤维又称腈纶、奥纶或开司米，主要优点是蓬松柔软、轻盈、保暖性好，性能极似羊毛，故有“人造羊毛”之称，缺点是吸水率低，所以不适合作贴身内衣，强度不如涤纶和尼龙，耐磨性差，甚至不及羊毛和棉花。目前，大约70%的腈纶用作衣料，60%用作编织物，5%用于工业生产。

4.①离子交换一般室温下的稀水溶液中，强酸性阳离子树脂优先吸附多价离子；对同价离子而言，原子序数越大，选择性越高；弱酸性树脂和弱碱性树脂分别对H+和OH-有最大亲和力等。

②吸附功能无论是凝胶型、大孔型离子交换树脂均具有很大的比表面积，具有较强的吸附能力。吸附量的大小和吸附的选择性，主要取决于表面和被吸附物质的极性等因素，大孔型树脂的吸附能力远远大于凝胶型树脂，适当的溶剂或适当的温度可使之解吸。

③催化作用离子交换树脂可对许多化学反应起催化作用，如酯的水解、醇解、酸解等。与低分子酸碱相比，离子交换树脂催化剂具有易于分离、不腐蚀设备、不污染环境、产品纯度高等优点。

除了上述几个功能外，离子交换树脂还具有脱水、脱色、作载体等功能。

5.聚合反应分为连锁聚合和逐步聚合两大类。连锁聚合反应需要活性中心，活性中心可以是自由基、阳离子或阴离子，因此可以根据活性中心的不同将连锁聚合反应分为自由基聚合、阳离子聚合和阴离子聚合。连锁聚合的特征是整个聚合过程由链引发、链增长、链终止等几步基元反应组成。各步的反应速率和活化能差别很大。链引发是活性中心的形成，单体