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《材料概论》复习题

1、材料可以按照形态分为几大类？每类的结构特点是什么？通过哪些技术手段

可以获知材料的结构？

1、晶体材料：构成物质的原子、分子在空间作长程有序的排列，具有一定

点阵结构（自限性、各向异性、均一性、对称性、稳定性、定熔性）

2、液晶材料：可以像液体一样流动，但分子取向有序。

3、非晶态材料：空间排列短程有序，长程无序。（无定形固体，不具格子

构造，内部结构是统计均一的各向同体，没有固定的熔点）

4、纳米材料：三维空间中至少有一维处于纳米尺度范围（1—100nm）或由

它们作为基本单元构成的材料。（表面效应、小尺寸效应、量子尺寸效应、宏观

量子隧道效应）

谱学法（原子吸收光谱、紫外可见光谱—电子光谱、振动光谱、核磁共振

等）、衍射法（X射线衍射分析）、显微法

2、目前，碳的同素异形体有哪几种，分别论述碳原子的杂化态和碳原子形成的

空间结构与其性能的关系。

维数零维一维二维三维

同素异形体富勒烯碳纳米管石墨烯金刚石

杂化态SP2+SP3Sp2+sp3Sp2Sp3

电学性能半导体导体和半导体导体和半导体绝缘体

特性力学性非常硬而脆、碳中

好，抗拉强度密度最大、

高，柔性好，1800°C以上

导热性高转换为石墨、

热导体

3、橡胶的大分子结构有什么特点？从分子结构角度分析天然橡胶、丁苯橡胶的

性能上各有哪些优缺点？

丁苯橡胶的性能特点：

1、存在大量的分子侧基(苯乙烯、乙烯基)分子链较僵硬,苯乙烯含

量23.5%的SBR的Tg约为-45°C远低于NR的-72°C弹性和耐寒性

差

2、非结晶性橡胶,不具备自增强性,纯硫化橡胶的强度只有2~3MPa。

必须使用增强填料补强。补强后的强度能达到纯NR硫化胶的水平。

3、耐撕裂性能也低于NR。

4、内耗大,动态生热和滚动阻力高于NR;

5、耐曲挠疲劳性低于NR主链上双键含量及反应活性比天然橡胶低一耐

热氧老化性、耐臭氧性能、耐磨性(高温,长时间)优于NR能提高

SBR的使用上限温度比NR高10-20℃C。但硫化速度较NR慢(因SBR的

双键浓度较低和苯环的体积位阻效应)

6、SBR的耐溶剂性能以及电绝缘性能与NR相似,因为均为非极性二烯

类橡胶。

7、加工性能比NR稍差,尤其是S-SBR包辊性差,自粘互粘性差。

4、简述由聚丙烯腈原丝制备高模量碳纤维的工艺流程以及主要工艺参数，我国

聚丙烯腈碳纤维发展方向是什么？

单体蒸馏提纯——按配比混合——溶液聚合——脱单，过滤，脱泡——溶

液过滤——纤维成型——热水牵伸——热水洗涤——热水再牵伸——热水洗涤

——上油——热辊干燥——加压蒸汽牵伸——热辊定型——卷绕——排序加捻

——200-300°预氧化——1000-1800°高温碳化——表面处理——干燥——上胶

——展平解捻——缠绕——收丝

发展方向：高强化、低成本化、高强高韧化、拉压均衡化、关键设备国产

化

5、什么是VOC？VOC排放对环境有什么危害？环境中VOC的主要来源有哪些？

通过怎样的技术进步可以减少VOC的排放？并从这一角度，分析水性聚合物研

究的重要性。

VOCs是指参与大气光化学反应的有机化合物，或者根据规定的方法测量或

被算确定的有机化合物