发布时间 : 星期四 文章新材料科学导论期末复习题（有答案版）更新完毕开始阅读
影响储氢材料吸氢能力的因素有：
1， 活化处理：如去除表面的氧化膜以及吸附的水以及气体。
2， 耐久性（抗中毒性能）：储氢材料能够容忍的不纯物质（如水汽，氧气等）的量。
3， 抗粉末化性能：指材料抵抗在吸收与释放氢气产生反复膨胀与收缩所造成的粉末化的性能。 4， 导热性能：（由于粉末化使导热性能大幅下降，）材料能否将释氢过程产生的热量导出的能力。 5， 滞后现象：储氢材料的结合氢与环境游离氢之间的平衡关系。
7. 功能复合材料中的隐身材料按照电磁波吸收剂的使用，可分为涂料型和结构型两类，它们都是以树脂为基体的
复合材料。请简述隐身材料的基本原理。
隐身材料的基本原理
1. 降低目标自身发出的或反射外来的信号强度；
2. 减小目标与环境的信号反差，使其低于探测器的门槛值； 3. 使目标与环境反差规律混乱，造成目标几何形状识别上的困难。
8. 简述自由基聚合反应的特征
1， 可分为链引发、链增长、链终止、链转移等基元反应——慢引发、快增长、速终止 2， 只有链增长反应使聚合度增加，且不能停留在中间聚合阶段 3， 单体浓度随聚合时间逐步降低，聚合物浓度逐步提高 4， 少量阻聚剂（0.01～0.1%）足以使自由基聚合终止。
9. 简述复合材料的发展趋势
1， 由宏观复合向微观复合发展； 2， 向多元混杂复合和超混杂复合发展；
3， 由结构复合为主向结构复合与功能复合并重的方向发展；
4， 被动复合向主动复合材料发展；由常规设计向仿生设计方向发展；
10. 什么是纳米材料？简述纳米材料的主要制备技术。
纳米材料是指块体中的颗粒或粉体粒度在1－100纳米之间，使其性能发生突变的材料。 制备方法包括：气相冷凝法、球磨法、溶胶－凝胶法和非晶晶化法。
11. 陶瓷材料的力学性能有何特点并做出简要的解释
硬度大 陶瓷的硬度很高，多为1000Hv～1500Hv陶瓷硬度高的原因是离子晶体中离子堆积密 度大、以及共价晶体中电子云的重叠程度高引起的。
刚度大 陶瓷的刚度很高。刚度是由弹性模量衡量的，而弹性模量又反映其化学键的键能。离 子键和共价键的键能都要高于金属键，因此陶瓷材料的弹性模量要高于金属材料。
强度高 陶瓷材料的强度取决于键的结合力，理论强度很高。但陶瓷中由于组织的不均匀性，
内部杂质和各种缺陷的存在，使得陶瓷材料的实际强度要比理论强度低100多倍。陶瓷材料的 强度也受晶粒大小的影响。晶粒越细，强度越高。
塑性、韧性差 陶瓷材料的塑性和韧性较低，这是陶瓷最大的弱点。陶瓷材料受到载荷时在不 发生塑性变形的情况下，就发生断裂。陶瓷内部和表面所产生的微裂纹，由于裂纹尖端的应力 集中，内部裂纹在受到外应力时扩展很快，这是导致陶瓷材料断裂的根本原因。 12. 为什么会出现高分子链聚集态结构？高分子链聚集态结构包含哪些内容？（M记解析）
由于高分子长链具有极高的自由度，加上链之间的次级键（分子间作用力）作用，使到无数长链高分子聚集成为高聚物时分子相互堆砌排列的相对稳定状态（在物理学中分子聚集状态称为凝聚态）。 晶态结构、非晶态结构、取向态结构、液晶态结构以及织态结构。 13. 什么是聚合物共混复合材料？其基本特征是什么？
通过简单的工艺过程把两种或两种以上的均聚物或共聚物或不同分子量、不同分子量分布的同种聚合物混合而成的聚合物材料，也称聚合物合金。 基本特征：
1、 共混是通过物理的方法把不同性能的聚合物混合在一起
2、 工艺简单，但共混时存在相容性问题，若两种聚合物共混时相容性差，混合程度（相互的分散程度）很差，
易出现宏观的相分离，达不到共混的目的，无实用价值
14. 测定高聚物分子量的方法有哪些？有哪些途径可以提高材料的刚性？
光散射法、GPC法、端基分析法、溶液依数性法、渗透压法、气相渗透法、粘度法。
1， 在主链中引入不能内旋转的芳环、芳杂环等环状结构或者有π键的共轭结构，可提高分子链的刚性。 2， 侧基的极性越大，极性基团数目越多，相互作用越强，单键内旋转越困难，也可提升刚性。 3， 氢键的影响比极性更显著，可大大增加分子链的刚性。
第五部分 问答题
1. 高分子的溶解现象比小分子化合物复杂的多，具有哪些与小分子化合物不同的特性？
与小分子相比，高分子：
1，分子量不确定，只有一定的范围，是分子量不等的同系物的混合物； 2，没有固定熔点，只有一段宽的温度范围；
3，分子间力很大，没有沸点，加热到2000C~3000C以上，材料破坏（降解或交联）。 2. 你认为材料工作者需要具备什么样的条件？你认为哪些方面是新技术新材料的代表？
在材料科学研究及工程化应用中，材料人员应具备这样一种能力：能针对不同的使用环境，提取出关键的材料性质并选择优良性能的材料。
准晶、纳米材料和界面科学等是新的研究课题，都主要是围绕成分与结构展开的，向上追溯到材料的合成与加
工，向下则牵联到材料的特征性质。可以说，这些研究是新材料新技术的代表。 3. 与金属材料和无机非金属材料比较，高分子材料的组成和结构有什么特征？
（1） 组成上：高分子材料是以高分子化合物为主要组成部分的材料。高分子化合物是相对分子量很大的有机化
合物。所以与金属材料和无机非金属材料相比高分子材料的相对分子质量大得多。
（2） 结构上：高分子材料按其分子在空间的排列，可分为晶态和非晶态两类且往往是晶态和非晶态共存。而金
属材料的典型的晶体结构有三种：面心立方结构、体心立方结构和密排六方结构。无机非金属材料的基本相结构是晶体相、玻璃相并存在一些气相。三者差异较大。
4. 材料的四大要素是什么？叙述材料四大要素之间的关系。
材料的四大要素是: 成分结构、基本性质、合成加工、使用性能。
其中性能是包括材料在内的整个系统特征的体现；性质则是材料本身特征的体现。材料的成分 结构、合成加工决定了材料的性质。
在材料设计中首先应该了解材料应该具备什么样的使用性能，这样的使用性能决定材料应该具 备什么样的基本性质，然后，通过成分的设计，加工合成方法的选择制备出具有这样性质和性 能的材料。
5. 将低分子单体变为聚合物，可通过哪些聚合机理合成？采用哪些聚合实施方法实现？为什么？
按聚合机理和动力学过程，将聚合反应分为连锁聚合和逐步聚合两大类。
连锁聚合:自由基、阳离子、阴离子、配位聚合；逐步聚合：缩合聚合和逐步加成聚合 采用本体聚合、溶液聚合、乳液聚合、悬浮聚合等基本实施方法。
6. 聚合反应有四种基本的实施方法，分别指什么，各有什么特点？
A) 本体聚合：不加任何其它介质, 仅是单体在引发剂、热、光或辐射源作用下引发的聚合反应。
优点：聚合物纯净，后处理简单。
缺点: 聚合热不易扩散, 反应温度较难控制, 易局部受热, 反应不均匀, 分子量分布宽, 有气泡, 可能爆聚。
B) 溶液聚合：单体和引发剂溶于适当溶剂中进行的聚合反应。
优点: 体系粘度低, 混合和传热容易, 温度易控制, 较少凝胶效应。
缺点: 聚合速率低，设备利用率低，链转移使分子量低，需溶剂回收。
C) 乳液聚合：借助机械搅拌和乳化剂的作用, 使单体分散在水或非水介质中形成稳定的乳液(直径1.5～5μm)而
聚合的反应。
优点： （1）以水为分散介质，粘度低，传热快；
（2）聚合速率快，分子量高，可在低温聚合；
（3）在直接使用乳液的场合较方便，如乳胶漆，胶粘剂，织物处理剂等。
缺点： （1）需要固体产物时，后处理复杂（破乳、洗涤、脱水、干燥等）；
（2）有残留乳化剂，对性能有影响。
D) 悬浮聚合：借助机械搅拌和分散剂的作用, 使油溶性单体以小液滴(直径1～10cm)悬浮在水介质中, 形成稳定
的悬浮体进行聚合。
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优点: 传热容易, 分子量高。 缺点: 附有少量分散剂残留物。
7. 按聚合机理分类，将聚合反应分为连锁聚合和逐步聚合两大类。二者各有何特点，有何差异？
1， 连锁聚合的特点：
（a） 聚合需要活性中心，如自由基、阳离子、阴离子等，因此有自由基聚合、阳离子聚合、阴离子聚合
之分。
（b） 聚合过程由链引发、链增长、链终止等基元反应组成。
（c） 聚合过程中相对分子质量变化不大，体系始终由单体、高分子量聚合物和引发剂组成。没有分子量
递增的产物。
（d） 单体转化率随时间增加。
2， 逐步聚合的特点：
（a） 低分子单体通过官能团间的缩合逐步形成大分子。体系由单体和分子量递增的一系列中间产物组成。 （b） 每一步反应的速率和活化能基本相同。
（c） 反应初期大部分单体很快形成低聚物，短期内转化率很高。随后低聚物相互反应，分子量缓慢上升。 （d） 大部分是平衡反应。
8. 高分子结构通常分为三级结构（近程、远程和聚集态），分别指什么？举例说明，相互之间有什么联系。
近程结构：结构单元的化学组成、连接顺序、立体构型，以及支化、交联等。 远程结构：高分子链的形态（构象）以及高分子的大小（分子量） 聚集态：晶态、非晶态、取向态、液晶态及织态等。
近程结构和远程结构属于链结构，由链结构聚集形成高分子，链结构是聚集态结构的基础