材料概論習(xí)題及答案

作業(yè)1人類使用材料的歷史經(jīng)歷了哪些時(shí)代？硅時(shí)代、新材料時(shí)代.答：材料的化學(xué)<鍵>分類：金屬材料、無(wú)機(jī)非金屬材料、高分子材料、復(fù)合材料.材料的使用性能分類：結(jié)構(gòu)材料、功能材料.什么是材料科學(xué)、材料工程、材料科學(xué)與工程？X射線衍射、熱譜、電子離子探針等各種精密儀器和技術(shù),探討材料的組成、結(jié)構(gòu)、制備工藝和加工使用過(guò)程與其機(jī)械、物理、化學(xué)性能之間的規(guī)律的一門基礎(chǔ)應(yīng)用學(xué)科.材料工程：運(yùn)用材料科學(xué)的理論知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)知識(shí),為滿足各種特定需要而發(fā)展、制備和改進(jìn)各種材料的工藝技術(shù).材料科學(xué)與工程：研究材料的組成與結(jié)構(gòu)、合成與制備<工藝>、性能、使用效能<用途>四者之間相互關(guān)系和規(guī)律的一門科學(xué).簡(jiǎn)述無(wú)機(jī)非金屬材料與其特點(diǎn)？答：無(wú)機(jī)非金屬材料是一種或多種非金屬元素<如O、C、N等,通常為O>的化合物,主要為金屬氧化物和金屬非氧化物,不含C-H-O鏈.無(wú)機(jī)非金屬材料的特點(diǎn)：①組成：一種或多種非金屬元素<如O、C、N等,通常為O>的化合物.②結(jié)構(gòu)：結(jié)合鍵主要為離子鍵、共價(jià)鍵或離子－共價(jià)混合鍵..③性能：高熔點(diǎn)、高強(qiáng)度、耐磨損、高硬度、耐腐蝕和抗氧化的基本屬性,寬廣的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性和透光性以與良好的鐵電性、鐵磁性和壓電性,很差的延展性與耐沖擊性.作業(yè)2CaO-SiO2二元相圖分析礦物組成與化學(xué)組成、工藝條件的關(guān)系？答：①CaO-SiO2二元相圖.②礦物組成與化學(xué)組成的關(guān)系 ：在 870-1125℃之間,隨著 SiO2質(zhì)量分?jǐn)?shù)的降低,CaO質(zhì)量分?jǐn)?shù)的提高,所形成的礦物組成依次為α磷石英 ,α磷石英+β-CS,β-CS,β-CS+C2S,C2S,C2S+C3S,C3S,C3S+CaO,CaO.③礦物組成與工藝條件的關(guān)系SiO2-CSα石英+β-CS,α磷石英+β-CS,α磷石英+α-CS,α+L,L.計(jì)算[BO3]三角體和[SiO4]四面體中正負(fù)離子彼此相互接觸的正負(fù)離子半徑的比值.答：①[BO3]三角體中正負(fù)離子彼此相互接觸的正負(fù)離子半徑的比值：②[SiO4]四面體正負(fù)離子彼此相互接觸的正負(fù)離子半徑的比值：為什么島狀、鏈狀、架狀硅酸鹽晶體結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)的橋氧數(shù)、硅氧比不同？答：由于[SiO4硅氧比不同.①島狀硅酸鹽晶體結(jié)構(gòu)：橋氧數(shù)：0,硅氧比1:4.②鏈狀硅酸鹽晶體結(jié)構(gòu)①島狀硅酸鹽晶體結(jié)構(gòu)：橋氧數(shù)：0,硅氧比1:4.③架狀硅酸鹽晶體結(jié)構(gòu)：橋氧數(shù)：4,硅氧比1:2.什么叫晶體缺陷？有哪些類型？答：①晶體缺陷：實(shí)際晶體中原子規(guī)則排列遭到破壞而偏離理想結(jié)構(gòu)的區(qū)域.②晶體缺陷類型：點(diǎn)缺陷、線缺陷和面缺陷.③點(diǎn)缺陷：晶格位置缺陷<弗蘭克爾缺陷、肖特基缺陷>、組成缺陷<間隙型雜質(zhì)原子、置換型雜雜質(zhì)原子>和電荷缺陷.④線缺陷：刃型位錯(cuò)、螺型位錯(cuò).⑤面缺陷：與晶體結(jié)構(gòu)無(wú)關(guān)的面缺陷：晶晶界和相界,與晶體結(jié)構(gòu)有關(guān)的面缺陷：共軛相界、孿晶界、堆垛層錯(cuò).答：①相同點(diǎn)：圖像分析法與非圖像分析法均基于物理方法,其工作原理是以電磁波轟擊樣品激發(fā)產(chǎn)生透射、反射和吸收等特征物理信息,將這些信息加以分析從而確定物相組成和結(jié)構(gòu)特征.②不同點(diǎn)：圖像分析法是以顯微術(shù)為主,既可根據(jù)圖像的特點(diǎn)與有關(guān)的性質(zhì)來(lái)分析和研究固體材料的相組成,也可形象地研究其結(jié)構(gòu)特征和形貌特征,測(cè)定其各項(xiàng)結(jié)構(gòu)參數(shù),是材料的主要研究手段,其中最有代表性的是光學(xué)顯微鏡分析和電子顯微鏡分析.非圖像分析法分為衍射法和成分譜分析.衍射法包括X射線衍射、電子衍射和中子衍射等三種分析方法,主要用來(lái)研究材料的結(jié)晶相與其晶格常數(shù),其中最有代表性的是粉末X射線衍射分析和單晶X射線衍射分析.作業(yè)3答：<1>熔融法：將合成所需材料的原料加熱,使其在加熱過(guò)程和熔融狀態(tài)下產(chǎn)生各種化學(xué)反應(yīng),從而達(dá)到一定的化學(xué)成分和結(jié)構(gòu).根據(jù)加熱溫度的高低,分為高溫熔融法和低溫熔融法.玻璃熔融、高爐煉鐵、轉(zhuǎn)爐煉鋼等為高溫熔融法.高分子化合物的本體聚合和熔融聚合為低溫熔融法.<2的坯體<粗制品>或固體粉料在高溫條件下進(jìn)行燒結(jié)后,才能得到相應(yīng)的產(chǎn)品.答：<1>石料生產(chǎn)線如下圖所示：<2業(yè)配合使用,組成破碎－篩分流程,即破碎→篩分→粉碎<磨碎>→篩分→超細(xì)粉碎→篩分→符合粒度要求的原料.<3>所需設(shè)備：①破碎設(shè)備：顎式破碎機(jī)等各種破碎機(jī)；②粉碎<磨碎>設(shè)備：振動(dòng)篩等各種篩.什么是配料的原則和方法？答：<1>配料：根據(jù)不同種類材料的理化性能、尺寸與外形,并考慮有關(guān)工藝因素,制定相應(yīng)的配方,確定材料的原料組成.<2量或體積>、粒級(jí),因此,配料的原則是：①原料、制品化學(xué)組成可能有波動(dòng),試樣分析可能有誤差,配合料的化學(xué)成分必須在滿足產(chǎn)品性能要求的同時(shí),比產(chǎn)品要求的指標(biāo)要稍高些；②工藝過(guò)程對(duì)粉料結(jié)合性或分散性的要求；③原料中的水分和灼減成分.<3>配料的方法：即體積法和重量法.答：<1>泥料混練：使兩種以上不均勻物料的成分和顆粒度均勻化,促進(jìn)顆粒接觸和塑化的操作過(guò)程.<2>泥料混練的目的：使坯料中的成分和性質(zhì)均勻,即在單位重量或體積內(nèi)具有同樣的成分和顆粒組成.<3>泥料混煉的方法：原料的制備與混合一體化、困料、塑化處理.<4>泥料混煉的設(shè)備：高速混煉機(jī)、真空擠泥機(jī)、普通捏合機(jī)等.答：<1>材料的成型特性：可流動(dòng)性和可塑性變形性.①可流動(dòng)性：材料在加熱作用下或添加溶劑時(shí)表現(xiàn)出來(lái)的流動(dòng)性.②可塑性變形性：材料在加熱作用下或添加溶劑、增塑劑等助劑時(shí),同時(shí)受外力作用下,表現(xiàn)出來(lái)的塑性變形行為.<2>材料成型方法的成型特性分類：自由流動(dòng)成型、受力流動(dòng)成型、受力塑性成型和其他成型.①自由流動(dòng)成型：形狀的產(chǎn)品,最終產(chǎn)品可以是成品,也可以是半成品.②受力流動(dòng)成型：凝、固化,最終形成產(chǎn)品,產(chǎn)品一般無(wú)需后續(xù)加工即可直接使用.③受力塑性成型：在受力條件下,在高溫或常溫,或塑化條件下,使固態(tài)物料產(chǎn)生塑性變形而獲得所需尺寸、形狀與力學(xué)性能的成型方法.簡(jiǎn)述干燥與干燥過(guò)程？答：<1>干燥：使含水物料<如濕坯、原料、泥漿等>中的液體水汽化而排除水分的過(guò)程.<2>干燥過(guò)程：可大致分為四個(gè)階段.第一階段為升速干燥階段,即隨著干燥時(shí)間的增長(zhǎng),坯體含水量減少,干燥速度升高,坯體的表面層溫度也隨之升高.,是干燥過(guò)程中最主要的階段.在此階段中,水分的蒸發(fā)僅第三階段是降速干燥階段,隨著干燥時(shí)間的增長(zhǎng),坯體含水量減少,水分從表面蒸發(fā)的速度超過(guò)自坯體內(nèi)部向表面擴(kuò)散的速度.因此干燥速度受水分的擴(kuò)散速度控制,受空氣的溫度、濕度與運(yùn)動(dòng)速度的影響較小.第四階段為平衡干燥階段,即干燥速度逐漸接近于零,最終坯體水分不再減少.當(dāng)空氣的溫度低于 100℃時(shí),保留在坯體中的水分稱為平##分.這部分水分被固體顆粒牢地吸附著.答：<1>燒結(jié)：使坯體顯氣孔率接近于零,達(dá)到完全致密程度狀態(tài)的過(guò)程.<2>硅酸鹽制品的常壓燒結(jié)過(guò)程：①坯體排出水分階段<10～200℃>：在該階段中,主要是排出坯體中殘存的自由水和大氣吸附水.水分的排除,使坯體中留下氣孔,具有透氣性,有利于下一階段反應(yīng)的進(jìn)行.這一階段發(fā)生的物理化學(xué)變化依原料種類而異,有排出化學(xué)結(jié)合水、硅酸鹽或硫酸鹽分解、有機(jī)物的氧化燃燒等.此外還可能有晶型轉(zhuǎn)變發(fā)生或少量低熔液相的開(kāi)始生成.此時(shí)坯體的重量減輕,氣孔率進(jìn)一步增大,強(qiáng)度亦有較大變化.③液相形成和晶相合成階段<>1000℃>：分解作用將繼續(xù)進(jìn)行,隨溫度升高,液相生成量增加,液相粘度降低,某些新礦物相開(kāi)始形成,并進(jìn)行溶解重結(jié)晶.由于液相的擴(kuò)散、流動(dòng)、溶解、沉析傳質(zhì)的進(jìn)行,顆粒在液相表面X力作用下,進(jìn)一步靠攏而促使坯體致密化,使其強(qiáng)度增大、體積縮小、氣孔率降低、燒結(jié)急劇進(jìn)行.④燒結(jié)階段：坯體中各種反應(yīng)趨于完全、充分,液相數(shù)量繼續(xù)增加,結(jié)晶相進(jìn)一步成長(zhǎng)而達(dá)到致密化,即所謂"燒結(jié)〞.⑤冷卻階段：從最高燒成溫度至室溫的冷卻過(guò)程中,主要發(fā)生玻璃相的析晶、某些晶相的晶型轉(zhuǎn)變、玻璃相的固化等過(guò)程.在此過(guò)程中,坯體的強(qiáng)度、密度、體積依品種不同都有相應(yīng)的變化.作業(yè)4答：<1當(dāng)溫度遠(yuǎn)高于德拜溫度時(shí),無(wú)機(jī)晶體材料的摩爾比熱容<或Cv<3R>.當(dāng)溫度遠(yuǎn)低于德拜溫度時(shí),摩爾比熱容<或Cv>將遵循量子規(guī)律,而與熱力學(xué)溫度的三次方成正比,即Cv∝T3.隨著溫度接近絕對(duì)零度而迅速趨近于零.<2>溫度對(duì)無(wú)機(jī)晶體材料熱膨脹的影響：無(wú)機(jī)晶體材料熱膨脹隨溫度升高而增大.<3溫度對(duì)無(wú)機(jī)晶體材料熱傳導(dǎo)的影響見(jiàn)下圖.在低溫時(shí),熱導(dǎo)率λ與T3成比例.高溫時(shí),λ則迅速降低,在40K附近,出現(xiàn)極大值.當(dāng)達(dá)到1600K時(shí),由于輻射傳熱,λ又有所升高.<4降低.試說(shuō)明材料介電性、壓電性、熱釋電性、鐵電性的形成機(jī)理.答：<1>介電性：材料在電場(chǎng)作用下產(chǎn)生感應(yīng)電荷的性質(zhì).縛而形成電流,只能產(chǎn)生微觀尺度的相對(duì)位移并使其轉(zhuǎn)變成偶極子的過(guò)程.<2>壓電性：某些晶體材料按所施加的機(jī)械應(yīng)力成比例地產(chǎn)生電荷的能力.形成機(jī)理：由于晶體受機(jī)械作用<應(yīng)力與應(yīng)變>而引起正負(fù)離子相對(duì)位移產(chǎn)生偶極子,引起了晶體介質(zhì)的極化,導(dǎo)致兩端表面內(nèi)出現(xiàn)符號(hào)相反的束縛電荷.<3>熱釋電性：由于溫度的變化而引起晶體表面荷電的現(xiàn)象.形成機(jī)理：由于晶體受熱膨脹而引起正負(fù)離子相對(duì)位移產(chǎn)生偶極子,引起了晶體介質(zhì)的極化,從而導(dǎo)致致晶體的總電矩發(fā)生改變.<4>鐵電性：晶體中的電偶極子由于它們的相互作用而產(chǎn)生自發(fā)平行排列的現(xiàn)象.形成機(jī)理：所謂自發(fā)極化,即這種極化狀態(tài)并非由外電場(chǎng)所造成的,而是由晶體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)特點(diǎn)造成的,晶體中每一個(gè)晶胞里存在固有電偶極矩.試分析反射、折射、吸收、散射對(duì)材料透光性的影響.答：影響材料透光性的各種因素：①反射：反射系數(shù)愈大,兩個(gè)表面的界面反射損失就愈大,材料的透光性就愈差.②折射：材料對(duì)周圍環(huán)境的相對(duì)折射率大,反射損失也大.③吸收：吸收系數(shù)愈大,吸收損失就愈大,材料的透光性就愈差.④散射：散射系數(shù)愈大,材料的宏觀與微觀缺陷、晶粒排列方向的影響、氣孔引起的散射損失就愈大,材料的透光性就愈差.簡(jiǎn)述材料鐵磁性的形成機(jī)理,并畫出其磁滯回線.答：<1鐵磁物質(zhì)內(nèi)部存在很強(qiáng)的"分子場(chǎng)〞,在"分子場(chǎng)〞的作用下,原子磁矩趨于同向平行排列,即自發(fā)磁化至飽和,稱為自發(fā)磁化；鐵磁體自發(fā)磁化分成方向各不相同,其磁性彼此相互抵消,所以大塊鐵磁體對(duì)外不顯示磁性.磁性材料的磁性磁矩,而且在原子磁矩中起主要作用的是電子自旋磁矩.與原子順磁性一樣,在原子的電子殼層中存在沒(méi)有被電子填滿的狀態(tài)是產(chǎn)生鐵磁性的必要條件.<2>鐵磁體的磁滯回線：Bs：飽和磁化強(qiáng)度；Hc：矯頑力；Br：剩余磁化強(qiáng)度.答：低碳鋼的應(yīng)力-應(yīng)變曲線見(jiàn)下圖,力學(xué)特征有：①比例極限σp：保證材料的彈性變形按正比關(guān)系變化的最大應(yīng)力,即在拉伸應(yīng)力-應(yīng)變曲線上開(kāi)始偏離直線時(shí)的應(yīng)力值.②彈性極限σe：材料由彈性變形過(guò)渡到彈-塑性變形時(shí)的應(yīng)力.應(yīng)力超過(guò)彈性極限以后,材料便開(kāi)始產(chǎn)生塑性變形.③屈服強(qiáng)度σ材料發(fā)生屈服現(xiàn)象時(shí)的屈服極限 ,亦即抵抗微量塑性變形的應(yīng)力.④抗拉強(qiáng)度σ材料由均勻塑性變形向局部集中塑性變形過(guò)渡的臨界值 ,也是料在靜拉伸條件下的最大承載能力 .⑤斷裂強(qiáng)度σk<拉伸條件>：材料在靜拉伸條件下發(fā)生斷裂時(shí)的應(yīng)力.磨損失效類型有哪些？腐蝕失效類型有哪些？答：<1>磨損失效：導(dǎo)致機(jī)件尺寸變化和質(zhì)量損失的表面損傷.<2>磨損失效類型：粘著磨損、磨粒磨損、腐蝕磨損、疲勞磨損.<3>腐蝕失效：材料表面和周圍介質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)或電化學(xué)反應(yīng)所引起的表面損傷.<4>腐蝕失效類型：高溫氧化腐蝕、電化學(xué)腐蝕、應(yīng)力腐蝕、腐蝕疲勞.作業(yè)5畫出鐵碳相圖,并簡(jiǎn)述鐵碳相圖中的特征點(diǎn)、特征線的意義.答：<1>鐵碳相圖如圖所示.①ECF水平線：共晶反應(yīng)線,1148℃.②PSK線<A1線>：共析反應(yīng)線,727℃.③GS線<A3線>：冷卻時(shí)自A中開(kāi)始析出F的臨界溫度線,912℃-727℃.④ES線<Acm線>：碳在A中的固溶線,將在A中析出Fe3CⅡ,1148℃-727℃.亦稱從A中開(kāi)始析出Fe3CⅡ的臨界溫度線.畫出鋁合金相圖,并說(shuō)明變形鋁合金與鑄造鋁合金的區(qū)別.答：<1>鋁合金相圖如下.<2>變形鋁合金與鑄造鋁合金的區(qū)別①組成與結(jié)構(gòu)：變形鋁合金為鋁合金相圖D點(diǎn)已左成分的合金,含有大量塑性很好的α固溶體.鑄造鋁合金為鋁合金相圖D點(diǎn)已右成分的合金,含有塑性較差的共晶組織.②性能與使用效能：變形鋁合金具有良好的塑性和壓力加工性能,可采用鍛造、軋制、擠壓等壓力加工方法制成板材、帶材、棒材、管材、線材等各種型材.鑄造鋁合金具有良好的鑄造性能,可直接澆鑄成鋁合金鑄件.③合金類型：變形鋁合金可進(jìn)一步分為可熱處理和不可熱處理強(qiáng)化兩類,包括防銹鋁合金、硬鋁合金、超硬鋁合金、鍛造鋁合金.鑄造鋁合金包括Al-Si系、Al-Cu系、Al-Mg系、Al-Zn系等.解釋黃銅、青銅、白銅的區(qū)別.答：<1>黃銅：以鋅為主要合金元素的銅合金,具有美觀的黃色.<2>青銅：含鋁、硅、鉛、鈹、錳等的銅基合金,分為壓力加工青銅和鑄造青銅.<3>白銅：以鎳為主要添加元素的銅基合金.作業(yè)6普通陶瓷的生產(chǎn)工藝流程與其特點(diǎn)？原料制備→<配料>→<泥料混練>→成型→干燥→施釉→燒成→<成品加工>等工序.<2>普通陶瓷的生產(chǎn)工藝流程特點(diǎn)：.①原料制備：可塑性原料：高嶺土、伊利石、蒙脫石等粘土礦物；弱塑性原料：葉臘石和滑石；非塑性原料：石英砂、粘土燒熟料、長(zhǎng)石.②成型：主要有可塑成型、注漿成型、壓制成型等3種方法.③干燥：干燥過(guò)程分為升速干燥階段、等速干燥階段、降速干燥階段、平衡干燥階段等四個(gè)階段.干燥方法主要有熱氣干燥、電熱干燥、高頻干燥、微波干燥、近紅外與遠(yuǎn)紅外干燥.④燒結(jié)：燒結(jié)是陶瓷制備中重要的一環(huán),伴隨燒結(jié)發(fā)生的主要變化是顆粒間接觸界面擴(kuò)大并逐漸形成晶界；氣孔從連通逐漸變成孤立狀態(tài)并縮小,最后大部分甚至全部從坯體中排除,使成型體的致密度和強(qiáng)度增加,成為具有一定性能和幾何外形的整體.燒結(jié)過(guò)程分為初期、中期和后期三個(gè)時(shí)期,五個(gè)階段.燒結(jié)方法主要是常壓燒結(jié).⑤施釉：釉是附著在陶瓷坯體表面上的一層很薄的玻璃體.施釉制品分一次燒成和二次燒成工藝.傳統(tǒng)熔體冷卻法制備玻璃的工藝過(guò)程與特點(diǎn)？答：<1>傳統(tǒng)熔體冷卻法制備玻璃的工藝過(guò)程：原料制備→配料→熔融→成型→退火→成品加工.<2>傳統(tǒng)熔體冷卻法制備玻璃的工藝特點(diǎn)：①原料制備：硅砂：28.9%<質(zhì)量分?jǐn)?shù)>；砂巖：34.00%；白云石：14.10%；純堿：16.14%.②配料：對(duì)于配合料的主要要求：①組成正確和穩(wěn)定；②具有一定的顆粒級(jí)配；③具有一定的水分：3%～7%；④具有一定的氣體率；⑤均勻性良好.③熔融：將配合料在池窯中經(jīng)過(guò)高溫加熱形成均勻的、無(wú)氣泡并符合成型要求的玻璃液的過(guò)程.熔融是玻璃生產(chǎn)中很重要的環(huán)節(jié),玻璃的許多缺陷都是在熔制過(guò)程中造成的,玻璃的產(chǎn)量、質(zhì)量、合格率、生產(chǎn)成本、燃料消耗和池窯壽命等都與玻璃的熔融密切相關(guān).玻璃熔融包括一系列物理的、化學(xué)的、物理化學(xué)的變化過(guò)程.熔融過(guò)程分為硅酸鹽形成、玻璃形成、澄清、均化和冷卻等5個(gè)階段.④成型：成型是熔融的玻璃液轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂泄潭◣缀涡螤钪破返倪^(guò)程.玻璃成型的方法有壓制法、吹制法、拉制法、壓延法、澆注法、離心法、噴吹法、漂浮法、燒結(jié)法以與焊接法等.成型過(guò)程分為成型和定型兩個(gè)階段.成型是賦予制品以一定的幾何形狀；定型是把制品的形狀固定下來(lái),玻璃的定型通過(guò)溫度降低進(jìn)行的.⑤退火：消除或減少玻璃中熱應(yīng)力至允許值的熱處理過(guò)程.玻璃制品在成型后的冷卻過(guò)程中,經(jīng)受激烈的、不均勻的溫度變化,產(chǎn)生的熱應(yīng)力會(huì)導(dǎo)致大多數(shù)制品在存放、加工與使用中自行破裂,所以一般玻璃制品在成型或熱處理后要經(jīng)過(guò)退火以減少或消除熱應(yīng)力.簡(jiǎn)述硅酸鹽水泥熟料礦物的形成過(guò)程？答：硅酸鹽水泥熟料礦物的形成過(guò)程如表所示.①干燥與脫水.干燥：生料中自由水和吸附水的蒸發(fā).脫水：生料中粘土礦物放出其結(jié)合水,形成偏高嶺石.②碳酸鹽和鋁硅酸鹽分解.形成氧化鈣、二氧化硅和氧化鋁.④液相燒結(jié)和熟料結(jié)晶.占硅酸鹽水泥熟料45～65%的C3④液相燒結(jié)和熟料結(jié)晶.占硅酸鹽水泥熟料45～65%的C3S是在熟料液相出現(xiàn)后形成的.它由已形成的C2S和未結(jié)合的CaO在液相中擴(kuò)散反應(yīng)所生成.熔體含量有限,粘度較大,便只能形成熟料球那樣的燒結(jié)產(chǎn)物.其反應(yīng)式：C3S完全,否則,殘存的游離CaOC3S、C2S、C3A、C3S+C2S70%.⑤熟料的強(qiáng)制冷卻.其目的是回收熟料帶走的熱量,預(yù)熱二次空氣,提高窯的熱效率；迅速冷卻熟料以改善熟料質(zhì)量與易磨性；降低熟料溫度,便于熟料的運(yùn)輸、儲(chǔ)存與粉磨.物料在1250～1450～1250℃燒結(jié),緊接著將其快速冷卻,可得到最好的熟料.作業(yè)7名詞解釋：?jiǎn)误w、結(jié)構(gòu)單元、重復(fù)單元、聚合度.答：①單體：可與同種或其他分子聚合而生成高分子物質(zhì)的那些小分子原料.②結(jié)構(gòu)單元<鏈節(jié)>：組成高分子鏈的那些最簡(jiǎn)單的反復(fù)出現(xiàn)的結(jié)構(gòu)式,這些結(jié)構(gòu)式通常與合成它們的單體相似或有關(guān).③重復(fù)單元：高分子鏈中反復(fù)出現(xiàn)的原子集合結(jié)構(gòu)<重復(fù)出現(xiàn)的最小單元>.④聚合度：聚合物分子鏈中連續(xù)出現(xiàn)的重復(fù)單元<或稱鏈節(jié)>的次數(shù).用n表示.什么叫加聚反應(yīng)？什么叫縮聚反應(yīng)？各有何特征？答：①加聚反應(yīng)：由一種或多種單體相互加成,或由環(huán)狀化合物開(kāi)環(huán)相互結(jié)合成聚合物的反應(yīng).加聚反應(yīng)的單體含有雙鍵.單體相對(duì)分子質(zhì)量高的高分子和微量引發(fā)劑組成,沒(méi)有相對(duì)分子質(zhì)量遞增的中間產(chǎn)物.隨著聚合時(shí)間的延長(zhǎng),高分子物質(zhì)的生成量逐漸增加,而單體則逐漸減少.加聚物分為均聚這種聚合反應(yīng)稱均聚反應(yīng),生成的聚合物稱均聚物.聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚異戊二烯等碳鏈聚合物都是由加聚反應(yīng)制得的.共聚物：由兩種或兩種以上單體同時(shí)進(jìn)行以A<butadiene,B<styreneS子>.④縮聚反應(yīng)特征：當(dāng)轉(zhuǎn)化率大于98%時(shí),逐漸變成高聚物.縮聚物中留有官能團(tuán)的結(jié)構(gòu)特征,因此多為雜鏈聚合物.尼龍、滌綸、環(huán)氧樹脂等都是通過(guò)縮聚反應(yīng)合成的.簡(jiǎn)述三種類型的高分子材料的拉伸應(yīng)力-應(yīng)變曲線.這三類曲線分別對(duì)應(yīng)哪種類型的高分子材料？解釋三類拉伸應(yīng)力-應(yīng)變曲線的變形機(jī)理.材料,其相對(duì)分子質(zhì)量也不同,因此表現(xiàn)出不同的力學(xué)性能,其拉伸應(yīng)力-應(yīng)變曲線也各不相同.高分子材料的拉伸應(yīng)力-應(yīng)變曲線大致分為三類.<2>這三類曲線分別對(duì)應(yīng)的高分子材料類型.①脆性型：該類材料彈性模量高,斷裂伸長(zhǎng)率很小.如熱固性塑料等脆性高分子材料；②韌性型：該類材料的彈性模量、屈服強(qiáng)度與拉伸強(qiáng)度都較高,斷裂伸長(zhǎng)率也較大.如熱塑性塑料等塑性高分子材料；③高彈型：此類材料的彈性模量和屈服強(qiáng)度低,斷裂伸長(zhǎng)率大.如橡膠等高彈性高分子材料.<3>三類高分子材料拉伸應(yīng)力-應(yīng)變曲線的變形機(jī)理①熱固性塑料<脆性型高分子材料>變形機(jī)理：熱固性塑料具有很高的交聯(lián)密度,形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),在外力作用下很難變形.②熱塑性塑料<結(jié)晶高分子材料>變形機(jī)理：熱塑性塑料變形機(jī)理如圖所示.Ⅰ.在拉伸應(yīng)力作用下,變形從材料強(qiáng)度最弱的非晶區(qū)開(kāi)始,在晶片之間的最弱非晶區(qū)發(fā)生傾斜、轉(zhuǎn)動(dòng)甚至滑移,造成非晶區(qū)的分子鏈段取向,即分子鏈沿外應(yīng)力場(chǎng)方向平行排列.Ⅱ.隨著外應(yīng)力場(chǎng)的增大,晶區(qū)部分晶片中的折疊鏈被拉伸成直鏈,使原有的晶片結(jié)構(gòu)部分或全部破壞形成新的取向折疊鏈晶片.Ⅲ.隨著外應(yīng)力場(chǎng)的進(jìn)一步增大,非晶區(qū)分子鏈沿著外應(yīng)力場(chǎng)進(jìn)一步取向,晶區(qū)內(nèi)形成進(jìn)一步碎化取向的折疊鏈晶片,形成貫穿在晶片之間的伸直鏈組成的微觀結(jié)構(gòu),稱為晶區(qū)取向.在材料最弱處的宏觀部位表現(xiàn)出縮頸現(xiàn)象.③非晶態(tài)高分子材料變形機(jī)理：橡膠等高彈型高分子材料的變形機(jī)理如圖所示.受力前,分子鏈鏈段雜亂排列.受力時(shí),整個(gè)分子鏈沿外力方向平行排列<稱為取向>,取向過(guò)程可看成分子在外場(chǎng)作用下的有序化過(guò)程.外場(chǎng)除去后,分子熱運(yùn)動(dòng)又會(huì)使分子重新回復(fù)無(wú)序化,即解取向.非晶態(tài)高分子材料的取向狀態(tài)在熱力學(xué)上是一種非平衡態(tài).塑料與其分類,橡膠與其分類.以聚合物為主要成分,加入適量添加劑,在一定條件下可塑化成型,在常溫下能保持既定形狀的有機(jī)高分子材料.目前,塑料產(chǎn)品達(dá)15000多種,產(chǎn)量占合成高分子材70%.②塑料受熱后的形態(tài)和性能分類：熱塑性塑料和熱固性塑料.③塑料制品的用途分類：通用塑料、工程塑料和特殊塑料.④橡膠：在常溫下呈高彈性的高分子材料.橡膠的高彈性源于其大分子鏈的長(zhǎng)鏈特征、柔順性和高纏結(jié)性.橡膠的相對(duì)分子質(zhì)量較大,為幾