材料科学与工程基础第五版课后答案
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材料科学基础A第五章习题答案
第五章 表面结构与性质习题
5.2 什么叫表面张力和表面能? 在固态下和液态下这两者有何差别? 解:表面张力:扩展物体单位长度的表面所需要的力,或将物体表面增大一个单位面积所需作的功。单位为N/m。
表面能:恒温、恒压、恒组成情况下,每增加单位表面积时,体系自由焓的增量,单位为J/m2。
在液态下,不能承受剪应力,外力所做的功表现为表面积的扩展,因为表面张力与表面能在数值上是一致的;
在固态下,能承受剪切应力,外力的作用表现为表面积的增加和部分的塑性形变,表面张力与表面能在数值上不相等。
5.5 MgO—Al2O3—SiO2系统的低共熔物,放在Si3N4陶瓷片上,在低共溶温度下,液相的表面张力为0.9J/m2,液体与固体的界面能为0.6 J/m2,测得接触角为70.52°,求Si3N4的表面张力。
解:根据Young方程:平衡时,Si3N4固体的表面张力γSV=γSL+γLVcos70.52°,则γSV=0.6+0.9cos70.52 °=0.9J/m2
5.6 什么叫吸附、粘附? 当用焊锡来焊接铜丝时,用锉刀除去表面层,可使焊接更加牢固,请解释这种现象。
解:吸附是固体表面力场与被吸附分子发生的力场相互作用的结果,发生在固体表面
材料科学基础A第五章习题答案
第五章 表面结构与性质习题
5.2 什么叫表面张力和表面能? 在固态下和液态下这两者有何差别? 解:表面张力:扩展物体单位长度的表面所需要的力,或将物体表面增大一个单位面积所需作的功。单位为N/m。
表面能:恒温、恒压、恒组成情况下,每增加单位表面积时,体系自由焓的增量,单位为J/m2。
在液态下,不能承受剪应力,外力所做的功表现为表面积的扩展,因为表面张力与表面能在数值上是一致的;
在固态下,能承受剪切应力,外力的作用表现为表面积的增加和部分的塑性形变,表面张力与表面能在数值上不相等。
5.5 MgO—Al2O3—SiO2系统的低共熔物,放在Si3N4陶瓷片上,在低共溶温度下,液相的表面张力为0.9J/m2,液体与固体的界面能为0.6 J/m2,测得接触角为70.52°,求Si3N4的表面张力。
解:根据Young方程:平衡时,Si3N4固体的表面张力γSV=γSL+γLVcos70.52°,则γSV=0.6+0.9cos70.52 °=0.9J/m2
5.6 什么叫吸附、粘附? 当用焊锡来焊接铜丝时,用锉刀除去表面层,可使焊接更加牢固,请解释这种现象。
解:吸附是固体表面力场与被吸附分子发生的力场相互作用的结果,发生在固体表面
材料科学与工程 课后习题
第一章 原子排列
本章需掌握的内容:
材料的结合方式:共价键,离子键,金属键,范德瓦尔键,氢键;各种结合键的比较及工程材料结合键的特性;
晶体学基础:晶体的概念,晶体特性(晶体的棱角,均匀性,各向异性,对称性),晶体的应用
空间点阵:等同点,空间点阵,点阵平移矢量,初基胞,复杂晶胞,点阵参数。
晶系与布拉菲点阵:种晶系,14种布拉菲点阵的特点;
晶面、晶向指数:晶面指数的确定及晶面族,晶向指数的确定及晶向族,晶带及晶带定律 六方晶系的四轴座标系的晶面、晶向指数确定。
典型纯金属的晶体结构:三种典型的金属晶体结构:fcc、bcc、hcp;
晶胞中原子数、原子半径,配位数与致密度,晶面间距、晶向夹角
晶体中原子堆垛方式,晶体结构中间隙。
了解其它金属的晶体结构:亚金属的晶体结构,镧系金属的晶体结构,同素异构性
了解其它类型的晶体结构:离子键晶体结构:MgO陶瓷及NaCl,共价键晶体结构:SiC陶瓷,As、Sb
非晶态结构:非晶体与晶体的区别,非晶态结构 分子相结构
1. 填空
1. fcc结构的密排方向是_______,密排面是______,密排面的堆垛顺序是_______致密度为___________配位数是_____
材料科学与工程导论课后习题答案
第一章 材料与人类
1.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、环境存在着紧密而有机的联系。纵观人类利用材料的历史,可以清楚地看到,每一种重要材料的发现和利用,都会把人类支配和改造自然的能力提高到一个新的水平,给社会生产和人类生活带来巨大的变化。
2.什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? 物质单向运动模式:“资源开采-生产加工-消费使用-废物丢弃” 资源开采 冶金等初加工 原材料 工业原料 地球 进一步加工 组合加工制造 人类使用后失效 工程材料 废料 产品
双向循环模式:以仿效自然生态过程物质循环的模式,建立起废物能在不同生产过程中循环,多产品共生的工业模式,即所谓的双向循环模式(或理论意义上的闭合循环模式)。 地球 综合利用变为无害废物 综合利用变为无害废物 工业用原料 原材料 经过人类处理重新利用后的无害废物 工程材料 产品 废料 差别:单向循环必然带来地球有限资源的紧缺和破坏,同时带来能源浪费,造成人类生存环境的污染。
无害循环:流程性材料生产中,如果一个过程的输出变为另一个
无机材料科学基础课后答案
第六章答案
6-1略。
6-2什么是吉布斯相律?它有什么实际意义?
解:相律是吉布斯根据热力学原理得出的相平衡基本定律,又称吉布斯相律,用于描述达到相平衡时系统中自由度数与组分数和相数之间的关系。一般形式的数学表达式为F=C-P+2。其中F为自由度数,C为组分数,P为相数,2代表温度和压力两个变量。应用相率可以很方便地确定平衡体系的自由度数。
6-3固体硫有两种晶型,即单斜硫、斜方硫,因此,硫系统可能有四个相,如果某人实验得到这四个相平衡共存,试判断这个实验有无问题?
解:有问题,根据相律,F=C-P+2=1-P+2=3-P,系统平衡时,F=0,则P=3,硫系统只能是三相平衡系统。
图6-1 图6-2
6-4如图6-1是钙长石(CaAl2Si2O)的单元系统相图,请根据相图回解:(1)六方、正交和三斜钙长石的熔点各是多少?(2)三斜和六方晶型的转变是可逆的还是不可逆的?你是如何判断出来的?(3)正交晶型是热力学稳定态?还是介稳态?
解:(1)六方钙长石熔点约1300℃(B点),正钙长石熔点约1180℃(C点),三斜钙长石的熔点约为1750℃(A点)。
(2)三斜与六方晶型的转变是可逆的。因为六方晶型加热到转变温度会转变
材料科学与工程 课后习题 - 图文
第一章 原子排列
本章需掌握的内容:
材料的结合方式:共价键,离子键,金属键,范德瓦尔键,氢键;各种结合键的比较及工程材料结合键的特性;
晶体学基础:晶体的概念,晶体特性(晶体的棱角,均匀性,各向异性,对称性),晶体的应用
空间点阵:等同点,空间点阵,点阵平移矢量,初基胞,复杂晶胞,点阵参数。
晶系与布拉菲点阵:种晶系,14种布拉菲点阵的特点;
晶面、晶向指数:晶面指数的确定及晶面族,晶向指数的确定及晶向族,晶带及晶带定律 六方晶系的四轴座标系的晶面、晶向指数确定。
典型纯金属的晶体结构:三种典型的金属晶体结构:fcc、bcc、hcp;
晶胞中原子数、原子半径,配位数与致密度,晶面间距、晶向夹角
晶体中原子堆垛方式,晶体结构中间隙。
了解其它金属的晶体结构:亚金属的晶体结构,镧系金属的晶体结构,同素异构性
了解其它类型的晶体结构:离子键晶体结构:MgO陶瓷及NaCl,共价键晶体结构:SiC陶瓷,As、Sb
非晶态结构:非晶体与晶体的区别,非晶态结构 分子相结构
1. 填空
1. fcc结构的密排方向是_______,密排面是______,密排面的堆垛顺序是_______致密度为___________配位数是_____
材料科学基础答案
第1章 晶体结构
1.在立方晶系中,一晶面在x轴的截距为1,在y轴的截距为1/2,且平行于z 轴,一晶向上某点坐标为x=1/2,y=0,z=1,求出其晶面指数和晶向指数, 并绘图示之。
2.画出立方晶系中下列晶面和晶向:(010),(011),(111),(231),(321),[010], [011],[111],[231],[321]。
3.纯铝晶体为面心立方点阵,已知铝的相对原子质量Ar(Al)=27,原子半径r=0.143nm,求铝晶体的密度。
4.何谓晶体?晶体与非晶体有何区别?
5.试举例说明:晶体结构与空间点阵?单位空间格子与空间点阵的关系? 6.什么叫离子极化?极化对晶体结构有什么影响? 7.何谓配位数(离子晶体/单质)? 8.何谓对称操作,对称要素?
9.计算面心立方结构(111)与(100)晶面的面间距及原子密度(原子个数/单位面积)。
10.已知室温下α-Fe(体心)的点阵常数为0.286nm,分别求(100)、(110)、
(123)的晶面间距。
11. 已知室温下γ-Fe(面心)的点阵常数为0.365nm,分别求(100)、(110)、(112)的晶面间距。
12. 已知Cs+半径为0.170nm,
材料科学基础答案
第1章 晶体结构
1.在立方晶系中,一晶面在x轴的截距为1,在y轴的截距为1/2,且平行于z 轴,一晶向上某点坐标为x=1/2,y=0,z=1,求出其晶面指数和晶向指数, 并绘图示之。
2.画出立方晶系中下列晶面和晶向:(010),(011),(111),(231),(321),[010], [011],[111],[231],[321]。
3.纯铝晶体为面心立方点阵,已知铝的相对原子质量Ar(Al)=27,原子半径r=0.143nm,求铝晶体的密度。
4.何谓晶体?晶体与非晶体有何区别?
5.试举例说明:晶体结构与空间点阵?单位空间格子与空间点阵的关系? 6.什么叫离子极化?极化对晶体结构有什么影响? 7.何谓配位数(离子晶体/单质)? 8.何谓对称操作,对称要素?
9.计算面心立方结构(111)与(100)晶面的面间距及原子密度(原子个数/单位面积)。
10.已知室温下α-Fe(体心)的点阵常数为0.286nm,分别求(100)、(110)、
(123)的晶面间距。
11. 已知室温下γ-Fe(面心)的点阵常数为0.365nm,分别求(100)、(110)、(112)的晶面间距。
12. 已知Cs+半径为0.170nm,
机械设计基础第五版课后答案
10-1证明 当升角与当量摩擦角 符合 时,螺纹副具有自锁性。
当 时,螺纹副的效率
所以具有自锁性的螺纹副用于螺旋传动时,其效率必小于 50%。 10-2解 由教材表10-1、表10-2查得
,粗牙,螺距 ,中径
螺纹升角
,细牙,螺距 ,
中径
螺纹升角
对于相同公称直径的粗牙螺纹和细牙螺纹中,细牙螺纹的升角较小,更易实现自锁。 10-3解 查教材表10-1得
粗牙 螺距 中径 小径
螺纹升角
普通螺纹的牙侧角 ,螺纹间的摩擦系数
当量摩擦角
拧紧力矩
由公式 可得预紧力
拉应力
查教材表 9-1得 35钢的屈服极限
拧紧所产生的拉应力已远远超过了材料的屈服极限,螺栓将损坏。
10-4解 (1)升角
当量摩擦角
工作台稳定上升时的效率:
( 2)稳定上升时加于螺杆上的力矩
( 3)螺杆的转速
螺杆的功率
( 4)因 ,该梯形螺旋副不具有自锁性,欲使工作台在载荷 作用下等速下降,
需制动装置。其制动力矩为
10-5解 查教材表9-1得 Q235的屈服极限 ,
查教材表
机械设计基础第五版课后答案
机械设计基础第1章平面机构自由度习题解答
1-1至1-4 绘制机构运动简图。 1-1
1-2
1-3
1-4
1-5至1-12 计算机构自由度
局部自由度
局部自由度
1-5 有一处局部自由度(滚子),有一处虚约束(槽的一侧),无复合铰链 n=6 PL=8 PH=1 F=3×6-2×8-1=1 1-6 有一处局部自由度(滚子),无复合铰链、虚约束
n=8 PL=11 PH=1 F=3×8-2×11-1=1
1-7 无复合铰链、局部自由度、虚约束
n=8 PL=11 PH=0 F=3×8-2×11-0=2 1-8 无复合铰链、局部自由度、虚约束
n=6 PL=8 PH=1 F=3×6-2×8-1=1 1-9 有两处虚约束(凸轮、滚子处槽的一侧),局部自由度1处,无复合铰链
n=4 PL=4 PH=2 F=3×4-2×4-2=2
1-10 复合铰链、局部自由度、虚约束各有一处
凸轮、齿轮为同一构件时, n=9 PL=12 PH=2 F=3×9-2×12-2=1 凸轮、齿轮为不同构件时
n=10