材料结构与性能的关系举例

《材料结构与性能》习题

第一章

1、一25cm长的圆杆，直径2.5mm，承受的轴向拉力4500N。如直径拉细成2.4mm，问：

1) 设拉伸变形后，圆杆的体积维持不变，求拉伸后的长度； 2) 在此拉力下的真应力和真应变； 3) 在此拉力下的名义应力和名义应变。 比较以上计算结果并讨论之。 2、举一晶系，存在S14。

3、求图1.27所示一均一材料试样上的A点处的应力场和应变场。 4、一陶瓷含体积百分比为95%的Al2O（和5%的玻璃相（E=84GPa），3E=380GPa）计算上限及下限弹性模量。如该陶瓷含有5%的气孔，估算其上限及下限弹性模量。

5、画两个曲线图，分别表示出应力弛豫与时间的关系和应变弛豫和时间的关系。并注出：t=0,t=∞以及t=τε（或τσ）时的纵坐标。

6、一Al2O3晶体圆柱（图1.28），直径3mm，受轴向拉力F ，如临界抗剪强度τc=130MPa，求沿图中所示之一固定滑移系统时，所需之必要的拉力值。同时计算在滑移面上的法向应力。

第二章

1、求融熔石英的结合强度，设估计的表面能为1.75J/m2；Si-O的平衡原子间距为1.6×10-8cm；弹性模量值从60到75GPa。

2、融熔石英玻璃的性能参数为：E=73G

《材料结构与性能》习题

第一章

1、一25cm长的圆杆，直径2.5mm，承受的轴向拉力4500N。如直径拉细成2.4mm，问：

1) 设拉伸变形后，圆杆的体积维持不变，求拉伸后的长度； 2) 在此拉力下的真应力和真应变； 3) 在此拉力下的名义应力和名义应变。 比较以上计算结果并讨论之。 2、举一晶系，存在S14。

3、求图1.27所示一均一材料试样上的A点处的应力场和应变场。 4、一陶瓷含体积百分比为95%的Al2O3（E=380GPa）和5%的玻璃相（E=84GPa），计算上限及下限弹性模量。如该陶瓷含有5%的气孔，估算其上限及下限弹性模量。

5、画两个曲线图，分别表示出应力弛豫与时间的关系和应变弛豫和时间的关系。并注出：t=0,t=∞以及t=τε（或τσ）时的纵坐标。

6、一Al2O3晶体圆柱（图1.28），直径3mm，受轴向拉力F ，如临界抗剪强度τc=130MPa，求沿图中所示之一固定滑移系统时，所需之必要的拉力值。同时计算在滑移面上的法向应力。

第二章

1、求融熔石英的结合强度，设估计的表面能为1.75J/m2；Si-O的平衡原子

间距为1.6×10-8cm；弹性模量值从60到75GPa。

2、融熔石英玻璃的性能参数为：E=73GP

1.材料的结构层次有哪些，分别在什么尺度，用什么仪器进行分析？

现在,人们通过大量的科学研究和工程实践,已经充分认识到物质结构的尺度和层次是有决定性意义的。

在不同的尺度下,主要的,或者说起决定性的问题现象和机理都有很大的差异,因此需要我们用不同的思路和方法去研究解决这些问题。更值得注意的是空间尺度与时间尺度还紧密相关,不同空间尺度下事件发生及进行的时间尺度也很不相同。一般地讲,空间尺度越大的,则描述事件的时间尺度也应越长。不同的学科关注不同尺度的时空中发生的事件。现代科学则按人眼能否直接观察到,且是否涉及分子、原子、电子等的内部结构或机制,而将世界粗略地划分为宏观(Macro-scopic)世界和微观(Microscopic)世界。之后,又有人将可以用光学显微镜观察到的尺度范围单独分出,特别地称作/显微结构(世界)。随着近年来材料科学的迅速发展,材料科学家中有人将微观世界作了更细致地划分。而研究基本粒子的物理学家可能还会把尺度向更小的方向收缩,并给出另外的命名。对于宏观世界,根据尺度的不同,或许还可以细分为/宇宙尺度/太阳系尺度/地球尺度和/工程及人体尺度等。人类的研究尺度已小至基本粒子,大至全宇宙。但到目前为止,关于/世界的认识还在不断深

《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),

谈陶瓷显微组织与材料性能之间的关系

陶瓷材料的物理性能在很大程度上取决于其显微结构，在某些情况下甚至是决定性的，掌握它们之间的内在关系可以有针对性地优化制备工艺，从而提高陶瓷的物理性能。

陶瓷是多晶多相的材料，其显微组织包括：多晶相的种类，晶粒的大小、形态、取向和分布，位错、晶界的状况，玻璃相的形态和分布，气孔的形态、大小、数量和分布，各种杂质、缺陷、裂纹存在的开式、大小、数量和分布，畴结构的状态和分布等。在显微镜下研究陶瓷材料的显微组织，找出其物相组成、组织、性能之间的联系和规律是发展新型陶瓷材料的基础。

陶瓷材料主要组成相为晶体相、玻璃相和气相。研究陶瓷显微组织与性能之间的关系，就是要研究晶体相、玻璃相和气相分别对材料性能的影响。研究这个问题有着重要的意义，主要有以下几点：

（1）当我们了解了陶瓷显微组织与材料性能之间的关系后，我们就可以通过研究陶瓷的显微组织结构而对材料的性能做出评价。

（2）通过对陶瓷的结构缺陷的检测分析，从显微组织上找出其缺陷原因，我们可以提出改善或防止结构缺陷的措施。

（3）通过材料的显微组织研究，从材料物理化学的基本原理出发，为新材料的设计或材料改性提供依据或参考。

（4）研究工艺条件对显微组织的影响，通

介绍有关纸包装材料结构与性能

纸的结构与性能 第一节 纸的结构一、概述 二、纸的结构间的结合 三、纸的三维结构 四、纸的匀度 五、纸的两面性 六、纸的多孔性

第二节 纸的性能一、一般性能 二、机械强度 三、渗透性能 四、光学性能 五、表面性能 六、印刷性能 七、环境条件对纸页 性能的影响

介绍有关纸包装材料结构与性能

纸的结构与性能

一、概述纸张的结构特点：1、由多相复杂的结构要素 组成的非均质的薄页； 2、纸的结构间具有结合力； 3、具有复杂的多孔结构； 4、具有三维结构； 5、纸的结构具有两面性。

介绍有关纸包装材料结构与性能

纸的结构与性能

二、纸的结构间的结合氢键结合(最主要) 纸的结构间 的结合力

化学主价键力范德华力 表面交织力

介绍有关纸包装材料结构与性能

纸的结构与性能

纤维形成氢键结 合的条件：① 有游离羟基;② 两羟基间的距离 在 2.8 Å 之内。纤维形成 的氢键结合

介绍有关纸包装材料结构与性能

纸的结构与性能

三、纸的三维结构纵向：纸机的运行方向，也称 MD向，纤维轴向沿该方向多；

横向：与纸机运行方向垂直的 方向，也称CD向，纤维轴向沿 该方向少；Z向：垂直与纸面的方向，呈层 状结构。

介绍有关纸包装材料结构与性能

纸的结构与性能 Z

第4章 材料的力学性能 应力应变关系 章4-1 材料的力学性能与基本实验 材料在外力作用下所表现出的变形和破坏方面的特性， 材料在外力作用下所表现出的变形和破坏方面的特性， 称为材料的力学性能 材料的力学性能。 称为材料的力学性能。 材料不同，其力学性能也不同。 材料不同，其力学性能也不同。 同一种材料，随着加载速率、温度等所处的工作环 同一种材料，随着加载速率、 境的不同，其力学性能也不相同。 境的不同，其力学性能也不相同。 本章只介绍材料在常温、静载、 本章只介绍材料在常温、静载、通常工作环境下的 力学性能。 力学性能。 最基本的实验是材料的轴向拉伸和压缩实验。 最基本的实验是材料的轴向拉伸和压缩实验。

第4章 材料的力学性能 应力应变关系 章4-1 材料的力学性能与基本实验 试验时首先要把待测试的材料加工成试件，试件的形状、 试验时首先要把待测试的材料加工成试件，试件的形状、 加工精度和试验条件等都有具体的国家标准或部颁标准规定。 加工精度和试验条件等都有具体的国家标准或部颁标准规定。 例如， 例如，国家标准 GB6397 — 1986《金属拉伸试验试样》中规 《金属拉伸试验试样》 定拉伸试件截面可采用圆形和矩形两种。 定拉伸试件截面可采

氧化锆材料

西安建筑科技大学硕士学位论文

MgO-ZrO<,2>系耐火材料的组成、结构与性能

姓名：马文鹏申请学位级别：硕士专业：材料学指导教师：蒋明学;李勇

20031101

氧化锆材料

西安建筑科技大学工程硕士论文

ＭｇＯ—Ｚｒ０２系耐火材料的组成、结构与性能

专

业：材料学

硕士生：马文鹏指导教师：蒋明学

李勇

摘要

本文以大结晶电熔镁砂、氧化镁部分稳定氧化锆（Ｍｇ．ＰＳ动、氧化钙稳定氧化锆（Ｃａ—ＦＳＺ）为原料，通过适当的工艺制各出不同组成的ＭｇＯ．Ｚｒ０２耐火材料，并对其结构和性能进行了较为系统的研究，主要实验结果如下：

（１）在ＭｇＯ．Ｚｒ０２系耐火材料的富镁区，氧化锆的加入能促进镁质材料的烧结，导致颗粒与基质之间、基质自身不同部分之间产生微裂纹，且随氧化锆加入量的增大，微裂纹逐渐增多、增大；能大幅度提高镁质耐火材料结构中晶粒间的直接结合程度，且随氧化锆加入量的增大，直接结合程度逐渐增大：能选择性吸收硅酸盐相中的ＣａＯ成分，改变镁质材料结构中硅酸盐相的组成、数量及其在结构中的赋存状态（随氧化锆加入量的增大，以低熔点矿物相Ｃ３ＭＳ２和ＣＭＳ为主要成分的硅酸盐相逐渐转变成以高熔点矿物相Ｍ２Ｓ为主要成分的硅酸盐相，硅酸盐相的赋存状态也由在方镁石晶粒间的

材料结构与性能

第四章 表面结构与性质

一、选择题

1、对于实际晶体和玻璃体，处于物体表面的质点，其境遇和内部是不同的，表面的质点处于（ ）的能阶，所以导致材料呈现一系列特殊的性质。

A: 较高 B: 较低

C: 相同 D: A或C

2、由于固相的三维周期性在固体表面处突然中断，表面上原子产生的相对于正常位置的上、下位移，称为（ ）。

A: 表面收缩 B: 表面弛豫

C: 表面滑移 D: 表面扩张

3、重构表面是指表面原子层在水平方向上的周期性与体内（ ），垂直方向的层间距与体内（ ）。

A: 不同；相同 B: 相同；相同

C: 相同；不同 D: 不同；不同

4、固体的表面能与表面张力在数值上不相等，一般说来，同一种物质，其固体的表面能（ ）液体的表面能。

A: 小于 B: 大于

C: 小于等于

聚合物的结构与性能

高 分 子 科 学 基 础

第 六 章

聚 合 物 的 结 构 与 性 能

聚合物的结构与性能

第 六 章 聚 合 物 的 结 构 与 性 能聚合物是由许多单个的高分子链聚集而成，因而其结构有 两方面的含义：(1)单个高分子链的结构；(2)许多高分子 链聚在一起表现出来的聚集态结构。可分为以下几个层次： 一级结构 近程结构 二级结构 远程结构 结构单元的化学组成、连接顺序、 立体构型，以及支化、交联等 高分子链的形态(构象)以及 高分子的大小(分子量)

聚 合 物 的 结 构

链结构

聚集态结构 三级结构

晶态、非晶态、取向态、液晶态及织 态等。

聚合物的结构与性能

第 六 章 聚 合 物 的 结 构 与 性 能6.1 高分子的链结构与高分子链的柔顺性 6.1.1 高分子的链结构 高分子的二级结构：i+1 i

(1)高分子的大小(即分子量)(2)高分子链的形态(构象) 高分子链中的键离第一个键越远，其空间位 臵的任意性越大，两者空间位臵的相互关系越 小，可以想象从第i+1个键起，其空间位臵的 取向与第一个键完全无关，因此高分子链可看 作是由多个包含i个键的段落自由连接组成，这 种段落成为链段。

聚合物的结构与性能

第 六 章 聚 合 物 的 结 构