新能源材料与器件思考题答案

新能源利用技术思考题

河北工业大学 能环热能C103班 冯昭 1904890070

第一讲 新能源基本概念

1、新能源的概念是什么？

正在研发利用、但尚未普遍利用的能源

2、新能源就是可再生能源吗？

不一定，可再生能源是在自然界中不会随着本身的转化或人类利用而日益减少，能在较短周期内得到补充的能源。

3、可再生能源是取之不尽用之不竭的吗？

注意时间尺度问题，在很短的时间尺度上，即使是可再生能源也会枯竭。

第二讲 太阳能基础知识

1、我们感觉到早晚的太阳辐射强度要比正午时弱，原因是什么？

大气质量不同（太阳光在大气中的衰减路程不同）造成的

2、太阳能热水器的集热器方位角和倾角应该如何设置以适应季节的变化？

全年使用时，取集热器倾角等于当地纬度，冬季使用时，取倾角为当地纬度+10度，夏季使用时取当地纬度-10度。方位角在正南?5度。

3、在当地时间正午12点时，太阳正好在我们的头顶正上方，这句话对吗？

不对，在正午12时，只有一个地方的太阳高度角为90度，其余地方太阳都不是正好在头顶正上方。而且，当地时间与真太阳时是有偏差的，所以，按照当地时间的正午去评判太阳的位置更是不合适的。

4、几个基本概念的理解：太阳赤纬角、太阳高度角、太阳天顶角、太阳方

.专业整理.

.学习帮手.

1 锂离子动力电池设计的目的和任务

大功率动力电池设计的目的是运用本专业的基础知识，做相应的自主练习，消化课堂上所学习的容。进一步巩固、深化、扩展本专业课所学到的理论知识，培养综合运用已学的基础理论知识和专业知识来解决基本工艺设计问题的初步技能，全面分析考虑问题的思想方法、工作方法以及计算和编写设计文件的能力。

大功率动力电池设计的任务是从原料选择、设计原理、制备工艺、封装条件、工作情况等方面进行系统调研，并设计出相应的电池器件。从设计目的出发，通过查阅资 料、课题讨论、技术交流等方式，逐渐设计出合理、科学的新能源器件，培养初步的科研思维和科研能力；通过这一综合训练，使学生对实际的新能源产品有初步的、宏观的认识和理解，为的毕业设计乃至实际生产工艺设计奠定必要的基础。

2 电池正负极材料的选择

正极材料选用尖晶石材料LiNi 0.5Mn 1.5O 4。镍锰酸锂（化学式：LiNi 0.5Mn 1.5O 4），尖晶石结构正极材料，充放电电压区间为3.5V~5.2V ，理论克容量146.7mAh/g ，实际克容量≥130mAh/g，电压平台在4.7V ， 是新一代高能量密度锂离子电池正极材料。具体参数见表2.1：

表2.1 镍锰酸锂正极

《材料腐蚀与防护》思考题 第一章绪论

何谓腐蚀？为何提出几种不同的腐蚀定义？

表示均匀腐蚀速度的方法有哪些？它们之间有何联系？

镁在海水中的腐蚀速度为1.45g/m2.d, 问每年腐蚀多厚？若铅以这个速度腐蚀，其?深(mm/a)多大？

已知铁在介质中的腐蚀电流密度为0.1mA/cm2，求其腐蚀速度?失和?深。问铁在此介质中是否耐蚀？

第二章电化学腐蚀热力学

如何根据热力学数据判断金属腐蚀的倾向？如何使用电极电势判断金属腐蚀的倾向？ 何谓电势-pH图？举例说明它在腐蚀研究中的用途及其局限性。 何谓腐蚀电池？有哪些类型？举例说明可能引起的腐蚀种类。 金属化学腐蚀与电化学腐蚀的基本区别是什么？

a)计算Zn在0.3mol/LZnSO4溶液中的电解电势（相对于SHE）。 b) 将你的答案换成相对于SCE的电势值。

当银浸在pH=9的充空气的KCN溶液中，CN-的活度为1.0和Ag(CN)2-的活度为0.001时，银是否会发生析氢腐蚀？

Zn浸在CuCl2溶液中将发生什么反应？当Zn2+/Cu2+的活度比是多少时此反应将停止？ 第三章电化学腐蚀反应动力学

从腐蚀电池出发，分析影响电化学腐蚀速度的主要因素。 在活化极化控制下决定腐蚀速度的主要因素是什么？

《材料腐蚀与防护》思考题 第一章绪论

何谓腐蚀？为何提出几种不同的腐蚀定义？

表示均匀腐蚀速度的方法有哪些？它们之间有何联系？

镁在海水中的腐蚀速度为1.45g/m2.d, 问每年腐蚀多厚？若铅以这个速度腐蚀，其?深(mm/a)多大？

已知铁在介质中的腐蚀电流密度为0.1mA/cm2，求其腐蚀速度?失和?深。问铁在此介质中是否耐蚀？

第二章电化学腐蚀热力学

如何根据热力学数据判断金属腐蚀的倾向？如何使用电极电势判断金属腐蚀的倾向？ 何谓电势-pH图？举例说明它在腐蚀研究中的用途及其局限性。 何谓腐蚀电池？有哪些类型？举例说明可能引起的腐蚀种类。 金属化学腐蚀与电化学腐蚀的基本区别是什么？

a)计算Zn在0.3mol/LZnSO4溶液中的电解电势（相对于SHE）。 b) 将你的答案换成相对于SCE的电势值。

当银浸在pH=9的充空气的KCN溶液中，CN-的活度为1.0和Ag(CN)2-的活度为0.001时，银是否会发生析氢腐蚀？

Zn浸在CuCl2溶液中将发生什么反应？当Zn2+/Cu2+的活度比是多少时此反应将停止？ 第三章电化学腐蚀反应动力学

从腐蚀电池出发，分析影响电化学腐蚀速度的主要因素。 在活化极化控制下决定腐蚀速度的主要因素是什么？

《材料结构与性能》思考题

第一章 金属及合金的晶体结构

1．重要名词 晶体 非晶体 单晶体 多晶体 晶粒 晶界 各向异性 假等向性（伪各向同性） 空间点阵 阵点（结点） 晶胞 简单晶胞（初级晶胞） 布拉菲点阵 晶系 晶面 晶面指数 晶向 晶向指数 密勒指数 晶面族 晶向族 晶带 晶带轴 面间距 配位数 致密度 点阵常数 面心立方（A1） 体心立方(A2) 密排六方(A3) 同素异构现象 四面体间隙 八面体间隙 多晶型性(同素异构转变) 原子半径 合金 相 固溶体 间隙固溶体 置换固溶体 有限固溶体 无限固溶体 电子浓度 无序分布 偏聚 短程有序 短程有序参数 维伽定律 中间相 金属间化合物 正常价化合物 电子化合物(Hume-Rothery相) 间隙相 间隙化合物 拓扑密堆相(TCP相) PHACOMP方法 超结构（有序固溶体，超点阵） 长程有序度参数 反相畴（有序畴） 2．试述晶体的主要特征。

3．画出立方晶系中的下列晶面和晶向：(100), (111), (110),

是对符合上空间的回复i

思考题：

1. 什么是材料的感觉物性？

感觉悟性是指通过人的感知系统对材料作出的综合印象，包括人的感觉系统因生理刺激对材料作出的反应，或由人得知觉系统从材料表面得出的信息 2. 材料的质感及其构成。

质感是指物体表面的构成材料和构成形式作用于人的视觉和触觉而产生的心理反应，即表面质地的粗细程度在视觉和触觉上的直观感受。 质感包括形态、色彩、质地和肌理等几个方面的特征

肌理是指材料本身的肌体形态和表面纹理，是质感的形式要素，反映材料表面的形态特征，使材料的质感体现更具体形象

质感的类型：触觉之感 视觉质感 自然质感 人工质感 材料质感的构成：质感的表情 质感的物理构成

3. 材料按照其化学组成可以分为金属材料、非金属材料、天然材料和复合材料四类。

4. 材料基本性能包括工艺性能和使用性能

5. 材料的工艺性能包括切削加工工艺性能 铸造工艺性能 锻造工艺性能 焊接工艺性能 热处理工艺性能等。

6. 工业产品造型材料应具备的特殊性能包括感觉物性 加工成型性 表面工艺性和环境耐候性

7. 材料的使用性能有哪些？其主要的参数指标分别是什么？

材料的使用性能包括材料的力学性能：强度 弹性 塑性 硬度 冲击韧度 疲劳强度 蠕变

复习思考题及答案

一、名词解释

1．结晶：液态金属由液态向固态转变的过程。 2．滑移：晶体中产生原子层与原子层之间的相对位移。 3．马氏体：一种含碳过饱和的α固溶体。

4．等温淬火：将奥氏体化后的工件淬入小于上贝氏体转变温度的盐浴中（一般在下贝氏体转变温度范围内等温）较长时间保温使其获得贝氏体组织，然后再空冷的淬火工艺。

5．热加工：金属材料在高温下进行塑性变形时，其加工硬化作用能被变形过程中所发生的动态软化过程如动态回复和动态再结晶等所抵消，从而获得近乎稳定的流变应力。这种塑性变形就是热加工。或者凡是加工温度大于金属再结晶温度的金属塑性加工，都称为热加工。

6．临界冷却速度：保证奥氏体在连续冷却过程中不发生分解而全部过冷到马氏体区的最小冷却速度。

7．同素异构转变：金属的晶体结构随着温度的变化而变化的现象称为同素异构转变。

8．淬透性：指钢在淬火时获得马氏体的能力。它是钢材本身固有的一个属性。 9．断裂韧性：材料抵抗裂纹扩展的能力就是断裂韧性。 10．晶界：晶粒与晶粒之间的交界面，就是晶界。

11．枝晶偏析：在一个晶粒内化学成分不均匀的现象就称为晶内偏析，又叫枝晶偏析或微观偏析。

12．奥氏体：是碳在γ-Fe中的间隙固溶体，它又叫A或γ固溶

第一章 XRD

1. X射线的定义、性质、连续X射线和特征X射线的产生、特点。

答：X射线 定义：高速运动的粒子与某种物质相撞击后猝然减速，且与该物质中的内层电子相互作用而产生的。 性质：看不见；能使气体电离，使照相底片感光，具有很强的穿透能力，还能使物质发出荧光；在磁场和电场中都不发生偏转；当穿过物体时只有部分被散射；能杀伤生物细胞。

连续X射线 产生：经典物理学解释——由于极大数量的电子射到阳极上的时间和条件不相同，因而得到的电磁波将具有连续的各种波长，形成连续X射线谱。 量子力学解释——大量的电子在到达靶面的时间、条件均不同，而且还有多次碰撞，因而产生不同能量不同强度的光子序列，即形成连续谱。 特点：强度随波长连续变化

特征X射线 产生：当管电压达到或高于某一临界值时，阴极发出的电子在电场的加速下，可以将物质原子深层的电子击到能量较高的外部壳层或击出原子外，使原子电离。此时的原子处于激发态。处于激发态的原子有自发回到激发态的倾向，此时外层电子将填充内层空位，相应伴随着原子能量降低。原子从高能态变为低能态时，多出的能量以X射线的形式释放出来。因物质一定，原子结构一定，两特定能级间的能级差一定，故辐

二、复习思考题答案

1. 参考答案：

SO3H发烟硫酸145℃H2SO460-85℃SO3HH2SO4155℃SO3HHO3SSO3HSO3H硝化HO3SNO2还原SO3HHO3SHO3SNH2SO3HHOHO3SNH2SO3HHO3S

2.参考答案： 解：（1）

CH3CH3SO3HCH3SO3HNO2NO2NH2

（2）

CH3CH3CH3SO3HNO2NH2CH3NH2CH3

ClCH3SO3H（3）

CH3ClClNO2NO2NH2NH2

3.参考答案： 解：合成路线如下：

NO2NH2NH2NH2SO3HSO3HSO3H

苯与混酸硝化得硝基苯，硝基苯还原得苯胺，苯胺在邻二氯苯中用理论量硫酸在180℃左右进行烘焙磺化得对氨基苯磺酸，后者在过量的20%发烟硫酸中在50℃左右磺化得目的产物。 4.参考答案：

解: 甲苯用混酸进行硝化，经高效精馏分离，得邻硝基甲苯、对硝基甲苯和少量

间硝基甲苯，将它们分别用氢气或二硫化钠将硝基还原成氨基，得邻甲苯胺，对甲苯胺和少量间甲苯胺。 （1）合成路线：

CH3NH2NO2CH3NH2

将邻甲基苯胺在低温溶解于浓硫酸中，形成酸性硫酸盐，然后加入理论量的混酸、发烟硝酸或硝酸钠进行一硝化，然后放入水中稀释析出

第一讲

1．20世纪20年代，克列蒙梭说：“一个人如果30岁以前不是社会主义者，他的良知就有问题；如果到30岁以后还是社会主义者，他的头脑就有问题。” 你如何理解这句话？ . “良知”与“头脑”的双重困惑

（1）对社会主义的认同；到本世纪20年代，据说是克列蒙梭说过：“一个人如果30岁以前不是社会主义者，他的良知就有问题；如果到30

岁以后还是社会主义者，他的头脑就有问题。”看来此时在克列蒙梭心目中，社会主义的道义感召力仍然强大，。但在此前，多少人成为马克思主义者与其说是着迷于它的道义力量，不如说首先是叹服于它的智慧力量。布哈林曾回忆说，他早年信仰马克思主义与其说是因为它“崇高和美好”，不如说首先是马克思著作“异乎寻常的逻辑严整性”征服了他 （2）认为社会主义是空想，是一种乌托邦 原因：1，自身利益，国家领导人 2．法国工人运动的发展

3．社会主义运动没有实现突破性。正如巴黎公社没有在法国发展一样 4，为了国家的利益，应对苏联（十月革命，苏维埃政权的建立等等）

5，法国在一战结束后能够恢复并不是坚持社会主义二是资本主义，因而开始反对社会主义

社会主义者的理想没有在前计划经济国家实现，甚至资本主义世界的社会福利成就也未见得与社会主