化工材料學(xué)基礎(chǔ)期末思考題及答案

1、1、材料如何推動人類社會進(jìn)步的？、材料如何推動人類社會進(jìn)步的？材料是人類生存和生活必不可少缺少的部分，是人類文明的物質(zhì)基礎(chǔ)和先導(dǎo)，是認(rèn)了認(rèn)識自然和改造自然的工具，是直接推動社會發(fā)展的動力。材料的發(fā)展及其應(yīng)用是人類社會文明和進(jìn)步的重要里程碑。沒有材料科學(xué)的發(fā)展就不會有人類社會的進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)的繁榮。人類社會的發(fā)展歷程，是以材料為主要標(biāo)志的。某一種新材料的問世及應(yīng)用往往會引起人類社會的重大變革。新材料的發(fā)現(xiàn)和使用伴隨著人類的文明進(jìn)程。石器時(shí)代見

2、證了人類擺脫動物界，開始使用勞動工具；陶器作為第一種人造材料結(jié)束了人類的石器時(shí)代，是人類從蒙昧?xí)r代進(jìn)入了野蠻時(shí)代；青銅器大大促進(jìn)了農(nóng)業(yè)和手工業(yè)的出現(xiàn)，而青銅器制造的兵器把人類帶進(jìn)了冷兵器時(shí)代；進(jìn)入鐵器時(shí)代后，由鐵器制作的農(nóng)具、手工工具和各種兵器的廣泛應(yīng)用大大促進(jìn)了社會的發(fā)展，把人類文明向前推進(jìn)；十八世紀(jì)，鋼鐵工業(yè)的發(fā)展成為產(chǎn)業(yè)革命的重要內(nèi)容和物質(zhì)基礎(chǔ)；十九世紀(jì)中葉，鋼鐵、水泥等材料的出現(xiàn)和廣泛應(yīng)用使人類社會開始從農(nóng)業(yè)和手工業(yè)社會進(jìn)入了工

3、業(yè)社會；二十世紀(jì)中葉以后，人工合成高分子材料問世并得到廣泛應(yīng)用，逐漸成為國民經(jīng)濟(jì)、國防尖端科學(xué)和高科技領(lǐng)域不可缺少的材料；五十年代后出現(xiàn)了新型功能陶瓷產(chǎn)業(yè)，滿足了電力、電子技術(shù)和航天技術(shù)的發(fā)展和需要；二十世紀(jì)以后半導(dǎo)體材料的發(fā)展使人類社會進(jìn)入了信息時(shí)代；復(fù)合材料的發(fā)現(xiàn)更加促進(jìn)了人類社會的發(fā)展，它不僅可以應(yīng)用于航空航天領(lǐng)域，還可以應(yīng)用于現(xiàn)代民用工業(yè)、能源技術(shù)和信息技術(shù)方面；納米科技和納米器件的發(fā)展更是可能從根本上改變?nèi)祟惖纳鐣詈蜕a(chǎn)方

4、式。綜上所述，我們可以認(rèn)識到，材料是人類進(jìn)步的最重要?jiǎng)恿Γ魏喂こ碳夹g(shù)都離不開材料的設(shè)計(jì)和制造工藝，一種新材料的出現(xiàn)必將支持和促進(jìn)當(dāng)時(shí)世界文明的發(fā)展和技術(shù)的進(jìn)步。2、化學(xué)工程與材料科學(xué)和工程之間的關(guān)系、化學(xué)工程與材料科學(xué)和工程之間的關(guān)系3、從我國載人航天工業(yè)的飛速發(fā)展說明材料的支撐作用、從我國載人航天工業(yè)的飛速發(fā)展說明材料的支撐作用飛行器及其動力裝置、附件、儀表所用的各類材料，是航空航天工程技術(shù)發(fā)展的決定性因素之一。航空航天材料科學(xué)是材

5、料科學(xué)中富有開拓性的一個(gè)分支。飛行器的設(shè)計(jì)不斷地向材料科學(xué)提出新的課題，推動航空航天材料科學(xué)向前發(fā)展；各種新材料的出現(xiàn)也給飛行器的設(shè)計(jì)提供新的可能性，極大地促進(jìn)了航空航天技術(shù)的發(fā)展。18世紀(jì)60年代發(fā)生的歐洲工業(yè)革命使紡織工業(yè)、冶金工業(yè)、機(jī)器制造工業(yè)得到很大的發(fā)展，從而結(jié)束了人類只能利用自然材料向天空挑戰(zhàn)的時(shí)代。1903年美國萊特兄弟制造出第一架裝有活塞式航空發(fā)動機(jī)的飛機(jī)當(dāng)時(shí)使用的材料有木材(占47%)鋼（占35%）和布（占18%）飛機(jī)

6、的飛行速度只有16公里時(shí)。1906年德國冶金學(xué)家發(fā)明了可以時(shí)效強(qiáng)化的硬鋁，使制造全金屬結(jié)構(gòu)的飛機(jī)成為可能。40年代出現(xiàn)的全金屬結(jié)構(gòu)飛機(jī)的承載能力已大大增加，飛行速度超過了600公里時(shí)。在合金強(qiáng)化理論的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一系列高溫合金使得噴氣式發(fā)動機(jī)的性能得以不斷提高。50年代鈦合金的研制成功和應(yīng)用對克服機(jī)翼蒙皮的“熱障”問題起了重大作用，飛機(jī)的性能大幅度提高最大飛行速度達(dá)到了3倍音速。40年代初期出現(xiàn)的德國V2火箭只使用了一般的航空材料。

7、50年代以后，材料燒蝕防熱理論的出現(xiàn)以及燒蝕材料的研制成功，解決了彈道導(dǎo)彈彈頭的再入防熱問題。60年代以來航空航天材料性能的不斷提高一些飛行器部件使用了更先進(jìn)的復(fù)合材料，如碳纖維或硼纖維增強(qiáng)的環(huán)氧樹脂基復(fù)合材料、金屬基復(fù)合材料等，以減輕結(jié)構(gòu)重量。返回型航天器和航3、TiAl鈦鋁合金。假設(shè)面臨相同或更高的強(qiáng)度和或耐高溫，這些新型材料具備降低零件重量30%40%的能力。PMC應(yīng)用於發(fā)動機(jī)罩，而MMC與鈦鋁合金適合於渦輪零件，TiAl也可用於

8、發(fā)動機(jī)的高溫級。起落架的材料趨勢：鈦64(Ti6Al4V)是工業(yè)中廣為應(yīng)用的材料并且占據(jù)生產(chǎn)總量近60%。然而，多種新型材料近年來已經(jīng)推向市場。AerMet100與AF1410的推出已經(jīng)造成了對鋼件的沖擊，替代了以往用於起落架的300M與4340材料，同時(shí)新材料諸如Ti1023(Ti10V2Fe2Al)與最引人注目的Ti5553(Ti5Va5Mo5Al3Cr)等鈦合金也已經(jīng)轉(zhuǎn)變?yōu)槠鹇浼懿牧?，特別是應(yīng)用於新一代的寬體飛機(jī)。這些材料將帶來全

9、新的加工挑戰(zhàn)和針對刀具優(yōu)化的要求。航空構(gòu)件的材料趨勢：最新一代復(fù)合材料（諸如大量的碳纖維）的應(yīng)用已更改了現(xiàn)代飛行器制造的外表。過去，鋁合金占飛行器材料總量的6070%；現(xiàn)在和不遠(yuǎn)的將來，碳纖維與其他復(fù)合材料的增長已經(jīng)幷將超過總量的50%。這些新材料都具有強(qiáng)度高、重量輕且耐磨的特點(diǎn)，但它們的確給制造帶來了挑戰(zhàn)，需要用新型、先進(jìn)的超耐磨刀具解決方案來滿足這些需求。該行業(yè)極為重要的另一組材料則是鈦合金，這類材料通常用於減輕重量和降低燃料消耗。

10、6、目前常用的假牙填充材料有哪些？都存在哪些優(yōu)缺點(diǎn)？、目前常用的假牙填充材料有哪些？都存在哪些優(yōu)缺點(diǎn)？目前常用的材料有：銀汞合金、復(fù)合樹脂和玻璃離子復(fù)合體。銀汞合金是普遍應(yīng)用的修復(fù)材料，已有150多年有歷史，其安全性已得到很好的證實(shí)，到目前為止，還沒有直接的證據(jù)表明其對人體健康有不良影響，并且在普通人群中過敏反應(yīng)的發(fā)生率是極低的，銀汞合金具有最大的抗壓強(qiáng)度、硬度和耐磨性，且性能穩(wěn)定，常用于后牙窩洞的充填以承擔(dān)較大的咬力。但由于其顏色為灰

11、黑色，出于美觀的考慮，近來也越來越多的被樹脂材料所代替。復(fù)合樹脂主要由樹脂基質(zhì)和無機(jī)填料組成。它有較大的抗張強(qiáng)度且固化過程中膨脹，收縮和變形也較少，其最突出的優(yōu)點(diǎn)是美觀，可提供與鄰牙最佳的顏色匹配。過去復(fù)合樹脂比銀汞合金軟，主要應(yīng)用于前牙的窩洞充填，然而，近來出現(xiàn)的復(fù)合樹脂的機(jī)械性能和抗磨損能力大大增高，也廣泛應(yīng)用于后牙和大面積窩洞的充填。玻璃離子復(fù)合體也是目前牙科常用的一種充填材料，其最大的優(yōu)點(diǎn)在于對牙髓刺激性小，可以釋放氟離子有利于