材料学导论期末复习资料

材料学导论期末复习资料1、材料的分类：按化学组成分类：金属材料、无机材料、高分子材料（有机材料）、复合材料按物理状态分类：气态、液态、固态按主要的作用分类：结构材料、功能材料按用途分类：建筑材料、耐火材料、电子材料、医用材料、服用材料、农用材料、军用材料等2、纯金属的晶体结构:面心立方、体心立方、密排六方。3、金属材料的特性：（1）金属材料的结合键主要为金属键，在室温下通常为晶体结构的固体；（2）金属材料具有金属光泽、强度较高、具有良好的导电导热性；许多纯金属具有良好的塑性，多数金属易被氧化。（3）钢铁材料高性能化的途径:提高材料的纯净度、微合金化、超细晶粒、形变和相变耦合等。4、从微观结合方式和宏观性能等方面说明无机材料的特点：1）无机材料的原子结合方式大都为离子键和共价键，或两者的混合键。2）由于其结合键很难破坏，因此大多数无机材料具有高熔点、高强度和高硬度。3）由于内部自由电子少，表现为导电性差，多为绝缘体，具有抗氧化和耐腐蚀。5、列举无机材料的类型并说明它们的应用领域：结构陶瓷：耐热、耐磨结构件，耐火材料，建筑材料，航天材料，耐蚀材料（卫生洁具，餐具等）。功能（信息）陶瓷：手机、电脑，医疗，航空航天。人工晶体：高能物理（射线检测），如粒子对撞机，医疗体检系统，安检等。涂层：航空航天用耐热涂层，生物涂层。生物材料：人工骨材料，齿科材料。能源材料：锂电池、钠硫电池（储能电池），热电材料。6、复合材料的定义：由一种和几种非连续相的材料增强连续相材料构成，在材料间存在界面，界面间的作用力主要是范德瓦力，也可能存在半化学键，如氢键。7、与单相传统材料相比复合材料的优点：与单相材料相比，其综合性能有所提高，如力学性能、耐热性、耐疲劳性等。8、按维数分，纳米材料可分为：（1）零维纳米材料，指在空间三维尺度均在纳米尺度，如纳米尺度颗粒、原子团簇等。（2）一维纳米材料，指在空间中有两维处于纳米尺度，如纳米线、纳米管、纳米棒等。（3）二维纳米材料，指在三维空间中有一维在纳米尺度，如超薄膜、多层膜、超晶格等。9、根据电解质的不同可将燃料电池分为：碱性燃料电池（AFC）、磷酸燃料电池（PAFC）、熔融碳酸盐燃料电池（MCFC）、固体氧化物燃料电池（SOFC）、质子交换膜燃料电池（PEFC，PEMFC）。10、固体氧化物燃料电池（SOFC）的优点：SOFC除了具有能量利用率高和环境友好等特点外，还具有：采用全固态元件，避免了使用液态电解质所带来的腐蚀和电解液流失等问题；中温工作，动力学过程快，无需贵金属作电极，功率密度高；燃料适用范围广，除了H2、CO、醇类、NH3类外，还可直接用天然气、煤气化气和其它碳氢化合物作燃料；排放的高质量余热可被充分利用，使能量综合利用率达到80％以上。11、生物医用材料的基本特点：无毒、与人体有好的相容性等，如甲壳素、聚乳酸等。12、生物可降解材料的分类：（1）天然可降解性高分子材料--主要有胶原、明胶、甲壳糖、毛发、海藻酸、血管、血清纤维蛋白、聚氨基酸等。（2）合成可降解性高分子材料--主要有聚己内酯（PCL）、聚乳酸（PLA）、聚乙醇酸（PGA）、聚乳酸乙醇酸共聚物（PGLA）、二氧环己酮聚合物（PDS）等13、天然可降解性高分子材料的优点、缺点：最大优点是降解产物易于被吸收而不产生炎症反应，缺点是力学性能差以及产品性能不均匀。14、太阳能利用的三大技术领域其原理及涉及的材料：光热转换：把吸收太阳能转变为热能，通常是太阳光透过玻璃进入密封的集热器内，大部分能量被黑色吸热体吸收，然后将热量传递给介质；材料：吸热板上有一层涂料层，它对于吸收太阳能起到重要作用，其成分主要是黑色金属粉末、丙烯酸黑漆或者硫化铅/铝等。例子：太阳能热水器。光电转换：将光能转换成电能，通常所说的光电效应，如常用的太阳能电池或者光伏电池；材料：单晶硅、多晶硅、非晶硅、化合物半导体、高分子半导体等。例子：硅太阳能电池。光化学转换：将光能转换为化学能，比如用太阳光将水分解成氢气等。材料：一般采用窄能隙的化合物半导体（也可回答：叶绿素的光合作用）。例子：太阳能光照射硫化镉分解水制氢气。15、常用的光伏电池：单晶硅光伏电池，多晶硅光伏电池，非晶硅光伏电池，铜铟硒光伏电池，染料敏化太阳能电池等。16、列举纳米纤维及其潜在应用：纳米纤维：胶原原纤维、胶原纤维、静电纺纤维、细菌纤维素、熔喷法纳米纤维、复合纺丝纳米纤维、有机凝胶超分子纳米纤维、金属纳米纤维、碳纳米管、碳纳米纤维等潜在用途：传感器感应膜、染料敏化太阳能电池电极膜、模板材料、催化剂、自清洁膜、过滤器膜、人造皮肤、组织工程材料、药物缓释载体等17、功能高分子材料的制备：功能性小分子材料的高分子化，已有高分子材料的功能化，多功能材料的复合，已有功能高分子材料的功能扩展