机械工程材料习题（精选7篇）
1.为改善低碳钢的切削加工性应进行哪种热处理（D）A、等温退火 B、完全退火 C、球化退火 C、正火
2、钢中加入除Co之外的其它合金元素一般均能使其C曲线右移，从而（B）
A、增大VK B、增加淬透性 C、减小其淬透性 C增大其淬硬性
3、金属的塑性变形主要是通过下列哪种方式进行的（C）A、晶粒的相对滑动 B、晶格的扭折 C、位错的滑移 D、位错类型的改变
4、高碳钢淬火后回火时，随回火温度升高其（A）
A、强度硬度下降，塑性韧性提高 B、强度硬度提高，塑性韧性下降
C、强度韧性提高，塑性韧性下降 D、强度韧性下降，塑性硬度提高
5、过共析钢的正常淬火加热温度应该选择在（A）A、Acl+30—50C B、Ac3+30—50C C、Accm+30—50C D、T再+30—50C
6、常见的齿轮材料20CrMnTi的最终热处理工艺应该是（D）A、调质 B、淬火+低温回火 C、渗碳 D、渗碳后淬火+低温回火
7、常见的调质钢大都属于（B）
A、低碳低合金钢 B、中碳低合金钢 C、高碳低合金钢 D、低碳中合金钢
8、某一中载齿轮决定用45钢制造，其最终热处理采用下列哪种方案为宜（C）
A、淬火+低温回火 B、渗碳后淬火+低温回火 C、调质后表面淬火 D、正火
9、某工件采用单相黄铜制造，其强化工艺应该是（C）A、时效强化 B、固溶强化 C、形变强化 D、热处理强化
10、在Fe-Fe3C合金中，其平衡组织中含有二次渗碳量最多的合金的含碳量为（D）
A、0.0008% B、0.021% C、0.77% D、2.11%
11、在Fe-Fe3C合金的退火组织中，含珠光体量最多的合金的碳含量为（B）
A、0.02% B、0.77% C、2.11% D、4.3%
12、下列钢经完全退火后，哪种钢可能会析出网状渗碳体（D）A、Q235 B、45 C、60Si2Mn D、T12
13、下列材料中不宜淬火的是（D）A、GCr15 B、W18Cr4V C、40Cr D、YT15
14、下列二元合金的恒温转变中，哪个是共析转变（C）A、L+α→β
B、L→α+β C、γ→α+β D、α+β→γ
15、下列合金钢中，耐蚀性最好的是（D）A、20CrMnTi B、40Cr B、W18Cr4V D、1Cr18Ni9Ti
16、下列合金中，哪种合金被称为巴氏合金（B）A、铝基轴承合金 B、铅基轴承合金 C、铜基轴承合金 D、锌基轴承合金
17、对球墨铸铁进行高温正火的目的是为了得到下列哪种组织（C A、F+G B、F+P+G C、P+G D、Ld+G
18、为降低低碳冷轧钢板的硬度，宜采用下列哪种工艺（D）A、完全退火 B、球化退火 C、再结晶退火 D、等温退火
19、感应加热表面淬火的淬硬深度，主要决定于因素（D）A、淬透性 B、冷却速度 C、感应电流的大小 D、感应电流的频率 20、下列材料中耐热性最好的是（C）
A、GCr15 B、W18Cr4V）C、1Cr18Ni9Ti D、9SiCr
21、过共析钢的退火组织是（C）
A、F+Fe3CIII B、F+P C、P+Fe3CII D、P+Fe3CIII
22、下列钢经淬火后硬度最低的是（A）A、Q235 B、40Cr C、GCr15 D、45钢
23、对奥氏体不锈钢进行固溶处理的目的是（D）A强化基体 B、提高其韧性 C、消除应力 D、消除碳化物
24、滚动轴承钢GCr15的最终热处理应该是（A）
A、淬火+低温回火 B、渗碳+淬火+低温回火 C、淬火+中温回火 D、氮化+淬火+低温回火
25、对工件进行分级淬火的目的是（C）
A、得到下贝氏体 B、减少残余奥氏体量 C、减少工件变形 D、缩短生产周期
26、钢获得下列哪种组织时有最佳的综合机械性能（D）A、M+K B、P+F C、B下 D、M+P
27、某中等载荷齿轮拟选用45钢制造，其可能的最终热处理工艺应该是（B）
A、淬火+低温回火 B、调质+表面淬火 C、渗碳+淬火+低温回火 D、淬火+中温回火
28、为了提高45钢的综合机械性能，应进行（B）A、正火 B、调质
C、退火 D、淬火+中温回火 29等温退火相对于一般退火工艺而言，更能（A）A、减少工件变形 B、消除应力 C、细化晶粒 D、缩短退火周期 30、高速钢淬火后进行多次回火的主要目的是（B）A、消除残余奥氏体，使碳化物入基体 B、消除残余奥氏体，使碳化物先分析出 C、使马氏体分解，提高其韧性 D、消除应力，减少工件变形
31、金属产生时效强化的主要原因是（D）
A、形成了高密度位错 B、晶格发生畸变 C、晶格类型发生改变 D、析出亚稳定第二相粒子
32、钢中的二次渗碳体是指从（B）中析出的渗碳体
A、从钢液中析出的 B、从奥氏体中析出的 C、从铁素中析出的 D、从马氏体中析出的
33、碳钢的下列各组织中，哪个是复相组织（A）A、珠光体 B、铁素体 C、渗碳体 D、马氏体
34、能够无限互溶的两组元素所构成的二元合金相图必定是（A）A、匀晶相图 B、共晶相图 C、包晶相图 D、共析相图
35、钢件出现下述哪种缺陷时，难以用热处理来消除（B）A、晶内偏析 B、纤维组织 C、晶粒粗大 D、网状渗碳体
36、钢的下列组织中热稳定性最差的是（C）A、珠光体 B、马氏体 C、回火屈氏体 D、回火索氏体
37、对片状马氏体而言，下列说法哪个是错误的（A）A、是位错马氏体 B、是孪晶马氏体 C、是过饱和的a固溶体 D、具有高的强度
38、下列各材料中淬火时最容易产生淬火裂纹的材料是（C）A、45钢 B、20CrMnTi C、16Mn D、W18Cr14V
39、下列诸因素中，哪个是造成45钢淬火硬度偏低的主要原因（A）A、加强温度低于Ac3 B、加热温度高于AC3 C、保温时间过长 D、冷却速度大于VK 40、亚共晶白口铸铁的退火组织中，不可能有下列中的哪种组织（C）
A、二次渗碳体 B、共析渗碳体 C、一次渗碳体 D、共晶渗碳体
41、过共析钢进行下列哪种热处理可能会造成网状渗碳体析出（A）A、完全退火 B、再结晶退火 C、正火 D、去应力退火
42、下列指标中，哪个是只决定了钢的成份的性能（D）A、淬透性 B、淬硬性
C、淬透层深度 D、临界冷却速度VK
43、分级淬火的目的是为了（D）
A、得到B下 B、增加马氏体的量 C、减少残余奥氏体 D、减少工件变形开裂
44、过共析钢因过热而析出网状渗碳体组织时，可用下列哪种工艺消除（C）
A、完全退火 B、等温退火 C、球化退火 D、正火
45、下列诸材料中淬透性最好的是（A）A、20CrMnTi B、40Cr C、GCr15 D、Q235 46.下列诸材料中热硬性最好的是（C）
A.T12 B.9SiCr C.W18Cr4V D.YG3 47.为降低低碳冷轧钢板的硬度,宜采用下列哪种工艺（C）A.完全退火 B.球化退火 C.再结晶退火 D.等温退火 48.下列诸材料被称为低变形钢适合作冷作模具的是（B）A.9SiCr B.CrWMn C.Cr12MoV D.5CrMnMo 49.高速钢经最终热处理后的组织应该是（C）
A.M+K B.M+A+K C.M回+A+K D.S回+A+K 50.白口铸铁件不具有下列哪个性能（A）
A.高强度 B.高硬度 C.高耐磨性 D.高脆性 51.对球墨铸铁件进行下列哪种热处理可得到铁素体基球铁（C）A.低温正火 B.高温正火 C.高温退火 D.等温退火 52.下列诸铝合金中,不能进行时效强化的是（A）A.LF21 B.LY11 C.LC6 D.LD10 53.下列各工程塑料中,进行注射成型比较困难的是（D）A.聚氯乙烯 B.ABS塑料 C.聚四氟乙烯 D.氨基塑料 54.40Cr钢的碳含量范围是（C）
A.约40% B.约4% C.约0.4% D.约0.04% 55.冷加工金属经再结晶退火后,下列说法哪个是错误的?（C）A.其晶粒形状会改变 B.其机械性能会发生改变
C.其晶格类型会发生改变 D.其晶粒大小会发生改变
56.对纯金属而言,下列说法哪个是错误的（A）
A,不会在恒温下结晶 B.不会发生相变 C.都能进行形变强化 D.都能进行时效强化
57.对过共析钢不能进行下列哪种退火处理（A）
A.完全退火 B.再结晶退火 C.等温退火 D.去应力退火 58.普通灰口铸铁组织中,不应有下列哪种渗碳体出现?（C）A.一次渗碳体 B.二次渗碳体 C.三次渗碳体 D.一次渗碳体和二次渗碳体
59.对亚共析钢进行完全退火,其退火温度应为（D）
A.低于Ac1温度 B.高于Ac1温度而低于Ac3温度
C.等于Ac3温度 D.Ac3+30至50度
60.T8钢奥氏体化后进行油淬,其组织为（C）
A.M B.M+A残 C.M+B下+A残 D.M+T+A残 61.马氏体的硬度主要决定于其（A）
A.碳含量 B.合金元素含量 C.冷却速度 D.过冷度 62.热锻模的最终热处理工艺应该是（C）
A.淬火+低温回火 B.淬火+中温回火
C.调质 D.调质后表面淬火
63.下列合金中,铬元素含量最少的是（A）
A.GCr15 B.CrL12 C.1Cr13 D.1Cr18Ni9Ti 64．下列合金中，含碳量最少的钢是（D）
A.GCr15 B..Cr12MoV C.1Cr13 D.1Cr18Ni9Ti 65.下列铝合金中，被称为硅铝明的是（A）
A.ZL102 B.ZL202 C.ZL301 D.ZL402 66.钢的淬透性主要决定于其（C）
A.碳含量 B.合金元素含量 C.冷却速度 D.过冷度 四.填空题
1.在Fe-Fe3C合金中,含有二次渗碳体最多的合金是含碳为 2.11 %的钢,其二次渗碳体的最大含量为 22.64 %.2.冷变形金属在加热时发生的三个过程依次为 回复，再结晶 和 晶粒长大。
3.对刃具钢的性能要求主要有三个方面,即 高的硬度，高耐磨性 和 高的红硬性。
4.1Cr18Ni9Ti是 奥氏体型不锈 钢,需采用 固溶 处理,以获得单相奥氏体,为了阻止(CrFe)23C6沿晶界析出,还应进行 稳定化 热处理.5.高速钢锭经锻造退火后的组织为 索氏体及粒状碳化物 ,淬火后的组织为 隐针马氏体、粒状碳化物及20%-25%的残余奥氏体 ,淬火后再经多次回火后的组织为 回火马氏体、较多的粒状碳化物及少量残余奥氏体。
6.灰铸铁能否充分石墨化,主要决定于其碳当量和铸后冷却速度,一般而言,碳当量越 高 ,越有利于石墨化,冷却速度越 快 ,越容易形成白口.7.球墨铸铁件可通过热处理来调整其基本组织，退火 热处理能得到F+G基, 调质 热处理能得到F+P+G基,而 正火 能获得P+G基 8.所谓巴氏合金是指 锡 基和 铅 基轴承合金
9.线型无定型高聚物在不同温度下表现出的三种力学状态： 玻璃 态, 高弹 态和 粘流 态。
10.金属结晶时晶粒的大小主要决定于其 形核率和晶核的长大速度 ,一般可通过 增加过冷度法或 变质处理 来细化晶粒
11.热加工纤维组织的形成原因是单向变形造成 变形后夹杂物 沿变形方向呈流线分布的, 从而使其产生 各向异 性
12.普通钢,优质钢的区分是以其中 S 和 P 元素的原子的含量来区分的, P 含量高易使钢产生热脆性,而 S 含量高易使钢产生冷脆性 13.所谓本质细晶粒钢是指该钢正常淬火加热时 奥氏体晶粒长大 倾向小的钢
14.钢淬火时马氏体转变的转变量主要决定于其 临界冷却速度 ,与其保温时间 无 关。
15.钢的淬透性决定于其成份,一般随碳含量的增加,亚共析钢的淬透性 增大 ,当加入除Co之外的合金元素时均能使钢的淬透性 提高。16.马氏体的形态在两种典型,即强度高而韧性差的 片 状马氏体和强度低而韧性高的 板条 状马氏体
17.对奥氏体不锈钢进行 固溶 热处理可获得单项式相奥氏体组织, 进行 稳定化 热处理可防止产生晶间腐蚀
18.对普通灰铸铁工件进行低温退火的目的是为了 消除内应力 ,进行高温退火的目的是为了 消除铸件白口、降低硬度。
19.材料牌号QT600-3中,QT表示 球墨铸铁 ,600 表示最低抗拉强度为600MPa ,3表示 最低伸长率为3%。
20.轴承合金的组织特点是 软基体上分布硬质点 或 硬基体上分布软质点。
21.陶瓷组织的基本相有 晶体 相, 玻璃 相, 气 相,其中起强化作用的是 晶体 相,而起粘结作用的是 玻璃 相
22.常见工程塑料有 聚氯乙烯，聚四氟乙烯，尼龙 ,其中自润滑性能良好适合作轴承齿轮的有尼龙 ,价格低廉,用途非常广泛的是 聚氯乙烯 ,化学稳定性极好,有塑料王之称的是 聚四氟乙烯 23.在Fe-Fe3C相图中,包含有三个恒温转变,其具体的相反应式分别为,包晶反应 LB+δHAJ ,共晶反应 LCAE+Fe3C ,共析反应 ASFP+ Fe3C。
24.常见的合金弹簧钢有 60Si2Mn ,其最终热处理工艺为 去应力退火 ,其最终组织为 索氏体。
25.钢进行扩散退火的目的是为了 减少钢锭、铸件或锻坯的化学成分和组织的不均匀性 ,进行再结晶退火的目的是为了 消除加工硬化作用，便于继续冷加工。
26.影响铸铁石墨化的主要因素有 铸铁的成分 和 冷却速度 等 27.马氏体的硬度主要决定于其 含碳量 ,钢淬火时获得马氏体量的多少主要决定于其 临界冷却速度。
28.要降低低冷轧钢板的硬度应进行 完全 退火,要消除合金铸件的枝晶偏析应进行 均匀化 退火,要改善高碳钢的切加工性能应进行 等温 退火
29.常用弹簧的牌号有 65Mn、60Si2Mn ,其热处理工艺为 淬火和中温回火 ,热处理后的组织是 回火托氏体。
30.耐磨钢ZGMn13进行水韧处理的目的是为了消除 碳化物 ,得到 单相奥氏体 组织,从而保证其具有 高的耐磨 性能
31.实际晶体中主要存在三类缺陷,其中点缺陷有 空位 和 间隙原子 等,线缺陷有 位错 ,面缺陷有 亚晶界 等。32.奥氏体不锈钢进行固溶处理的目的是 获得单相奥氏体组织，提高钢的耐蚀性 ,进行稳定化处理的目的是 防止晶间腐蚀的产生。33.经 正火 处理能改善低碳钢的切削加工性能,经 等温退火 处理消除高碳高合金钢中的残余奥氏体。
34.轴承合金的组织特点为在 软 基体上分布有 硬 质点,或在 硬 基体上分布有 软 质点。
35.合金钢按用途可分为三类,即 合金结构钢，合金工具钢 ,和 特殊性能钢。
36.合金钢中常用的渗碳钢为 20CrMnTi(牌号),常用的调质钢为 40Cr ,常用的刃具钢为 9SiCr ,常用的耐磨钢为 ZGMn13。37.金属浇铸造时常采用的细化晶粒方法有两种,即 变质处理 和 附加振动。
38.铁有三种同素异构体在912度以下时为 体心 立方结构,在912度以上,1394度以下时为 面心 立方结构,高于1394度而低于熔点时为 体心 立方结构
39.金属铸造锭的组织常分为三层,即外层的 细晶 区,次层的 柱状晶 区和中心的 等轴晶 区。
40.金属晶体通过 滑移 和 孪生 两种方式来发生塑性变形。41.冷变形金属在加热时随加热温度的升高,其组织和性能的变化分为三个阶段,即 回复，再结晶，晶粒长大。
42.在合金钢的组织中,常见的间隙固溶体有 F 和 A ,常见的间隙相 P 和 Ld ,常见的间隙化合物 Fe3C。43.在Fe-Fe3C合金组织中，一次渗碳体是指从 液体合金 中析出的，二次渗碳体是指从 A 中析出的，三次渗碳体是指从 F 中析出的 44.在铁碳合金的平衡组织中,常见的三个单相组织为 F，A 和 Fe3C，,常见的两个两组织为 P，Ld。
45.下列各材料的退火组织构成为:工业纯铁 F ,亚共析钢 F+P ,过共析钢 P+Fe3CⅡ ,亚共晶白口铸铁 P+Ld′+Fe3CⅡ，过共晶白口铸造铁为 Ld′+Fe3CⅠ。
46.钛的熔点为1680℃则其再结晶温度为 1054 ℃,其再结晶退火温度为 1154 ℃
47.抗氧化钢中常加入的合金元素有 铬、硅、铝 等,这主要是因为当这些合金元素在钢基体中的含量达到一定量时能在钢的表面形成 氧化膜。
48.钢加热时奥氏体的形成分为三个阶段,依次为 奥氏体晶核的形成及长大，残余渗碳体，奥氏体的均匀化。
49.钢加热奥氏化后,先淬入水中,再淬入油中,该淬火工艺通常被称为 双介质 淬火。
50.钢淬火时所得马氏体的形态主要决定于其 成分 ,马氏体的硬度主要决定于其 碳的含量 ,马氏体量的多少主要决定于其 临界冷却速度。
51.硬质合金是以 WC 和 TiC 作为强化相而以 钴、镊等金属 作粘结基体所形成的复合材料
52.钢的Ac3温度是指 冷却时，不同含碳量的奥氏体中结晶出铁素体的开始线。
53.渗碳和氮化相比,前者的热处理变形比后者 大 ,后者的硬化层与基体的结合力比前者 高。
54.工件渗碳后直接淬火相对于一次淬火的优点是 工艺简单、效率高、成本低、脱碳倾向小 ,缺点是 耐磨性较低、变形较大。55.碳素结构钢相对于合金结构钢而言,优点是 冶炼、加工简单，价格便宜，缺点 淬透性差、缺乏良好的机械性能。
56.所谓’硅铝明’是指铝和 硅 的合金,该合金工件通常是通过 铸造 成形的
57.常见的黄铜是指铜和 锌 的合金,而青铜的种类较多,主要有 锡 青铜, 铝 青铜等,青铜在大气,海水中的耐蚀性 优 于黄铜 58.纯金属的晶格类型主要有 体心立方 晶格, 面心 晶格和 密排六方 晶格三种
59.金属结晶的必要条件是一定的 过冷度。
60.金属的塑性变形是在 切 应力作用下,主要通过 滑移 来进行的 61.金属中的位错密度越高,则其强度越 高 ,塑性越 差。62.纯铁的熔点为1538度,则其再结晶温度为 997 度,而其再结晶退火温度为 1097 度。
63.冷加工和热加工是以金属的 再结晶温度 区分的
64.所谓’相’是指合金中的 晶体 结构和 化学成分 相同的组成部分
65.合金中的基本相分为 固溶体 和 金属化合物 两类 66.按照溶质原子在溶剂中位置的不同,固溶体分为 置换固溶体 和 间隙固溶体。
67.固溶体按溶解度大水不同分为 有限固溶体 和 无限固溶体。68.金属化合物根据其形成条件及结构特点分为 正常价化合物，电子化合物 及 间隙化合物 三类
69.钢中常见的化合物大多数属于 正常价 化合物,其共同的性能特点是熔点 较高 ,硬度 高 ,脆性 大。
70.铁碳合金的基本相中,塑性最好的是 A ,强度最高的是 P ,硬度最高的是 Cm。
71.珠光体是指 F 和 Cm 所形成的两相组织,其形态一般是 粗片 状。
72.二次渗碳体只可能出现于碳含量大于 0.77 %的钢中,其形态是 网 状
73.灰口铸造铁和白口铸铁的组织相比较,灰口铸造铁中不应有 渗碳体 组织,而白口铸铁中没有 片状石墨 组织
74.将45钢加热至Ac1温度时,所得奥氏体的含碳量为 0.44 %,继续升高温度,奥氏体的含碳量会 增大。
75.钢的奥氏体晶粒长大的倾向性与钢的 加热 方法有关
76.将45钢加热至Ac1温度长时间保温后其组织构成为F+A,其中F的含碳量为________%,A的含碳量为________% 77.亚共析钢的正火温度为 Ac3 以上,30—50度,而过共析钢的正火温度为 Accm 以上30—50度 78.钢淬火后马氏体组织粗细主要取决于奥氏体的 晶粒大小。79.工具钢一般都属于 优质 碳钢,其机加工前的预处理工艺为 退火 ,机加工后的最终热处理工艺为 淬火+低温回火。
80.量具钢除要求高硬度外,还要求有高 耐磨 性和高 尺寸 稳定性。81.常用不锈钢按其组织构成分为 马氏体 不锈钢, 铁素体 不锈钢, 奥氏体 不锈钢。
82.合金元素大多数都 促进 奥氏体的形成,故合金钢的淬火 优 于碳钢。
83.不锈钢的成份特点是碳含量 较低 和 铬 含量高 84.碳在铸铁中主要以 渗碳体 和 石墨 的形式存在 85.提高铸铁中 碳 元素和 硅 元素的含量,有利于其石墨化 86.钢中常见的合金元素按与碳的亲合力大小分为 合金渗碳体 和 特殊碳化物 两类
87.钢中常见的合金元素大多数都 促进 奥氏体晶粒的长大,当溶入奥氏体时又 阻碍 过冷奥氏体的分解,淬火后回火时 推迟 马氏体的分解。
88.铝合金按其成份和工艺特点分为 变形 铝合金和 铸造 铝合金两类。
89.LG5表示该材料是 高纯铝 ,LY12表示该材料为 铝-铜-镁 铝合金,ZL102表示该材料属于 铸造铝合金。
90.铜合金中,按主加元素不同分为 黄铜，青铜 和白铜。91.常用的硬质合金主要有三类即 钨钴类硬质合金，钨钴钛类硬质合金 和 通用硬质合金 ,其中韧性最好的是 钨钴类硬质合金 92、钢在淬火时，临界速度越快，淬火效果越（差）；A体中含碳越多，淬硬性就越（好）；钢中含合金元素越多，淬透性就越（好）；
四、简答题
1、解释P体,B体，M体，Ld体。
P体——F体与Fe3C体的机械化合物（共析体）
B体——含c过饱和的F体与Fe3C体组成的两相混合物。
M体——c在x-Fe中的过饱和固溶体。
Ld体——A体与Fe3C体的机械混合物组织（共晶体）
2、（1）40钢的相组成物和组织组成物的相对量：
40钢的相组成物：F和Fe3C。
QF =6.690.4100%=94%
QFe3C = 1-QF=1-94%=6% 6.69
40钢的组织组成物：F和P。
QF =0.770.4100%=48.1%
QP= 1-QF=1-48.1% =51.9%
0.77（2）T12钢的相组成物和组织组成物的相对量：
T12A钢的相组成物：F和Fe3C。
QF =6.691.2100%=82.1%
QFe3C = 1-QF=1-82.1% =17.9% 6.69
T12A钢的组织组成物：P和Fe3CⅡ。
QP = 6.691.2100%=92.7% 6.690.77
QFe3CⅡ= 1-QP=1-92.7% =7.3%
3、现有20钢直轴和45钢凸轮轴各一根，为使轴具有高硬度和耐磨性，各应进行何种热处理，最终获得何种组织：
20钢直轴先渗碳然后低温回火，使工件表面为含碳较高的回火M体而心部仍为原组织（F+P）；45钢凸轮轴应经调质处理，获得回火S体组织。
4、将45钢和T12钢分别加热至770℃淬火后，45钢的硬度远小于T12钢硬度的原因是：
答：亚共析钢45钢室温是F+P体组织，加热至770℃时为F+A体组织，淬火后A体转变为M体，F体仍保留。由于淬火表层M体有较软的F体，使钢硬度不足。而过共析T12钢室温组织为P +Fe3cⅡ，加热至770℃时为A+ Fe3cⅡ，淬火后A体转变为M体，且M体基体上弥散着更硬的Fe3cⅡ，故T12钢淬火后的硬度远高于45钢的硬度。
5、请给出凸轮的三种不同设计方案（材料及相应的处理工艺），并说明各自的特点。
答：（1）渗碳钢：先渗碳，后淬火＋低温回火（2）中碳钢：表面淬火＋低温回火（3）中碳钢：氮化（4）灰铸铁：表面淬火
6、为普通自行车的下列零件选择其合适材料：①链条；②座位弹簧；③大梁；④链条罩；⑤前轴。答：（1）链条： 20 钢（2）座位弹簧：65 钢（3）大梁： Q235（4）链条罩： 08F（5）前轴： 45 钢
7、分析15CrMo、40CrNiMo、W6Mo5Cr4V2和1Cr17Mo2Ti钢中Mo元素的主要作用。答：Mo 元素的主要作用：（1）15CrMo:提高耐热性（2）40CrNiMo:防止高温回火脆性（3）W6Mo5Cr4V2:提高热硬性（4）1Cr17Mo2Ti:提高耐蚀性
8、根据Fe-Fe3C相图计算，室温下，分别为0.2％和1.2％的钢中组织组成物的相对量。(1)C% =0.2% P%·0.77%=0.2% P%=26%，F%=74%(2)C% =1.2% P%·0.77%+(1-P%)·6.69%=1.2% P%=92.7%，Fe3CⅡ％=7.3%
9、某仓库中积压了许多退火状态的碳钢，由于钢材混杂不知其化学成分，现找出一根，经金相分析后发现组织为
珠光体和铁素体，其中珠光体占75％。问此钢的碳含量大约为多少？ 答：C% ＝P%·0.77%＝75％×0.77％＝0.5775％
10、某碳钢，相组成中，F％＝93％。求：（1）C％＝？属哪种钢？（2）组织组成物的百分比？
答：（1）C％＝（1－F％）×6.69％＝7％×6.69％＝0.4683％，属亚共析钢
C% =P％·0.77％ ,P％＝60.8％，F％＝1－P％＝39.2％
11、现有一碳钢制支架刚性不足，采用以下三种方法中的哪种方法可有效解决此问题？为什么？①改用合金钢；
②进行热处理改性强化；③改变该支架的截面与结构形状尺寸。答：选③，改变该支架的截面与结构形状尺寸。因为金属材料的刚度决定于基体金属的性质，当基体金属确定时，难于通过合金化、热处理、冷热加工等方法使之改变。
12、对自行车座位弹簧进行设计和选材，应涉及到材料的哪些主要性能指标？
答：强度、弹性、疲劳极限。
13、一般认为铝、铜合金的耐蚀性优于普通钢铁材料，试分析在潮湿性环境下铝与铜的接触面上发生腐蚀现象 的原因。
答：潮湿环境下铝与铜的接触面上会发生电化学腐蚀，因为这时铝与铜的接触面因电极电位不同存在着电极电位差而发生电化学腐蚀。
14、常见的金属晶体结构有哪几种？它们的原子排列和晶格常数有什么特点？ －Fe、－Fe、Al、Cu、Ni、Cr、V、Mg、Zn各属何种结构？ 答：常见晶体结构有3 种： ⑴体心立方： α－Fe、Cr、V ⑵面心立方： γ－Fe、Al、Cu、Ni ⑶密排六方：Mg、Zn
15、已知－Fe的晶格常数（a=3.6）要大于－Fe的晶格常数（a=2.89）,但为什么－Fe冷却到912℃转 变为－Fe时体积反而增大？
答： －Fe 冷却到912℃转变为－Fe 时体积增大，是因为转变之后面心立方的－Fe 转变为体心立方的－Fe 时致密度变小。－Fe －Fe 晶胞原子数4 晶胞原子数2 转变之后－Fe 的体积为3.633(47.83)＜ 2 个－Fe 的体积2×2.893(48.27)。1g Fe在室温和1000℃时各含有多少个晶胞？ 答：Fe 在室温下为体心立方，晶胞原子数为2，这时1gFe 的晶胞数＝(1/56×6.02×1023)/2=5.38×1021 个 在1000℃时为面心立方，晶胞原子数为4，这时1gFe 的晶胞数＝(1/56×6.02×1023)/4＝2.69×1021 个 17已知铜的原子直径为2.56，求其晶格常数，并计算1mm3铜中的原子数。
因此,如何适当地建构数学的思维材料,让学生在解决各种问题情境的过程中,把“数学材料”变为“数学思维”的载体,同时让“数学思维”渗透于“数学材料”当中,引发学生独立思考,培养学生的思维能力,是一个值得研究的问题。本文欲通过设计四年级下册《除数是两位数的除法》这一知识习题中的几个实例,阐述自己的思考。
一、从知识生长点入手建构材料
知识生长点是知识的固着点,它是原有认知结构中影响新知识的一个最关键的因素。从知识生长点入手构建材料,激活生长点,是构建数学思维材料,诱发数学思维的基础。
例如:在设计《除数是两位数的除法》中,笔算除法的起始课的习题时,我们应该充分关注,学生在学习本节课的知识前,已经掌握了笔算“除数是一位数的除法”的方法,从除数是一位数过渡到除数是两位数(整十数)时,如何定位就是新知识的生长点。因此,我们建构了以下的练习材料:
不计算,选一选,下面各题的商是几位数。(A. 一位数B. 两位数C. 三位数)
30÷3 ( ) 106÷2 ( )
450÷5 ( ) 150÷6 ( )
30÷30 ( ) 106÷20 ( )
450÷50( ) 150÷60 ( )
通过四组题目的设计,让学生重点关注知识的生长点,同时通过比较,沟通了新旧知识之间的联系,也就是:笔算除数是两位数(整十数)时的定位方法,与笔算除数是一位数时的方法相同。同时学生能判断出商是几位数,就是为笔算时准确确定出商的位置奠定基础,也为后续学习“商的变化规律”埋下伏笔。这样,能把隐蔽的联系通过数学材料外显,更利于学生数学思维的培养。
二、从知识冲突点入手建构材料
认知矛盾是激起学生求知和探究欲望的有利因素。在数学思维材料的构建中,关注知识的冲突点,甚至寻找契机制造一些矛盾,引起学生的思维冲突,进而引导他们探究数学知识,更有利于学生思维能力的培养。
例如,在设计《除数是两位数的除法》例题2、例题3中,在练习“用估算的方法试商”这一核心知识点的习题时,我们应该关注,用“估算的方法”试商,有时候可能会不能一次得出准确的商,必须进行调商。那么,什么时候需要调商什么时候不需要,以及如何调商则是这一知识的冲突点。因此,我们建构了以下的练习材料:
准确商为( ) 准确商为( )
准确商为( ) 准确商为( )
这样,根据试商情况,能很快说出它们的准确的商。
这几道题目主要帮助学生理清:当被除数不够减或余数比除数大时,都需要调商。而且,在指导学生进行调商时,还可以进一步引导关注余数与除数之间的倍数关系,比较快地确定商应该调大几。
在明确了调商的方法后,我们又紧接着设计了以下的笔算题组:
题组一:185÷37=
272÷68=
题组二:182÷26=
104÷26=
题组三:705÷79=
220÷23=
通过这三组题,帮助学生整理了几种常用的试商方法:“四舍五入”估算的方法、折五法,同头无除商八九,把试商和调商的知识难点一一分解,化难为简。
又如:在设计《除数是两位数的除法》例4“商末尾有0的除法”习题时,我们应该关注,书本的例题只是关注了“除数是两位数时商末尾有0且没有余数”这种类型,但对于“除数是两位数,商不够商1导致商末尾有0”这种情况基本没有出现,而且对于以前学习除数是一位数的除法时出现的“除到哪一位不够商1,就在那一位上商0”的情况相冲突。因此,我们构建了以下的习题,让学生在逐步打通知识之间的矛盾的同时,顺利建构新的知识。
材料建构如下:
某新华书店一天中销售儿童读物的情况如下:
(1) 不计算,估算一下,哪种书本销售最好?
(2) 算一算,《儿童漫画》和《数学故事王》各卖了多少本?
(3) 如果王老师带着576元去买《动画故事》,他最多能买几本,还剩多少元?
通过习题(1),让学生回顾估算及如何定位的方法;通过习题(2),让学生通过对比明确:在被除数同样都有0的情况下,商为什么一个末尾有0另一个却没有,加强对商末尾0的理解,同时沟通除数是一位数与两位数的联系与区别;通过习题(3),进一步明确商的末尾0,也可以是“不够商1时用0占位”,起到占位的作用,丰富对商末尾0的理解。
三、从知识延伸点入手建构材料
培养学生的思维能力,必须让学生的思维完满地打开。因此,在知识的延伸点入手构建材料,可以唤醒学生好奇的“开放性问题”,更利于促进知识体系的开放,让学生学会运用数学来思维。
例如,在设计《除数是两位数的除法》“商的定位”这一知识点的习题时候,我们应该关注:学生在逐步掌握笔算方法的过程中,对“判断商是几位数”已经相当熟悉,这是学生已有的知识点。但是,如果已知商的位数,让学生灵活处理被除数和除数,也就是把条件和问题互换位置,也许就成了知识的延伸点。因此,我们建构了以下的材料:
(1)234÷18,商的最高位在( )位。
(2) □26÷32,如果商是一位数,□最大填( );如果商是两位数,□里最小填( )。
(3) □78÷57,如果商是一位数,□最大填( );如果商是两位数,□里最小填( )。
(4)按要求在□里填上一位适当的数字,再笔算。
商是一位数:□35÷38 3□5÷38
商是两位数:□76÷27 7□6÷27
通过这层层分析,层层深入的问题情境,帮助学生由表及里深入理解判断商的位数的方法,为训练学生的思维奠定基础。
1．物体受到几个外力的作用而做匀速直线运动，如果撤掉其中的一个力，保持其他力不变，它可能做（）
①匀速直线运动，②匀加速直线运动，③匀减速直线运动，④匀变速曲线运动
A．①②③B．②③
C．②③④D．②④
2．以速度v在平直轨道上匀速行驶的车厢中，货架上有一个小球，货架距车厢底面的高度为h，当车厢突然以加速度a做匀加速直线运动时，这个小球从货架上落下，小球落到车厢底面上的点距货架的水平距离为（）
3．如图1所示，质量为m的小球在固定于竖直平面内的光滑圆轨道的内侧运动，小球经过最高点而不脱离轨道的最小速率为v，若小球以5v的速率从圆轨道的最低点沿轨道运动，则小球到达最高点时对轨道的压力大小是（）
4．物块A、B叠放在光滑水平面上，其质量之比为mA:m:B=1:2，今用水平力拉B物，使A、B一起运动，如图2所示，若力F做功6J，则B对A的静摩擦力做的功为（）
A．4JB．3JC．2JD．0J
5．两颗人造卫星A、B绕地球作圆周运动，周期之比为TA:TB=1:8，则轨道半径之比和运动速率之比分别为（）
6．a、b为地球上的物体，a处于北纬40°，b在赤道上，c、d为地球卫星，c、d轨道都在赤道平面上，c为近地卫星，d为同步卫星，关于a、b、c、d的运行动周期T，向心加速度a，重力加速度g，运行速率v的以下关系正确的是（）
7、地球绕自转轴旋转时，对静止在地面上的某一物体，下述结论错误的是（）
A．物体随地球自转的向心加速度随着地球纬度的减小而增大
B．物体的重力并不等于它随地球自转所需要的向心力
C．在地面上的任何位置，物体向心力的大小都相等，方向都指向地心
D．在地面上的任何位置，物体向心加速度的方向都垂直指向地球的自转轴
8．如图3所示，一物体从半圆形光滑轨道上边缘由静止下滑，当它滑到最低点时，关于动能大小和对轨道最低点压力的说法正确的是（）
A．轨道半径越大，动能越大，压力也越大
B．轨道半径越大，动能越大，压力越小
C．轨道半径越小，动能越小，压力与半径无关
D．轨道半径越小，动能越小，压力越大
9．在同一高度以相同速率同时将质量相同的两个物体抛出，一个竖直上抛，一个平抛。不计空气阻力，由抛出到落地过程中，下列说法中不正确的是（）
A．重力对两物体做功相等
B．重力对两物体做功的平均功率相等
C．两物体的动能增量相等
D．两物体落地时的机械能相等
10．将摆线长L的单摆的摆球拉到摆线在水平位置时自由释放，当摆球运动到最低点时，摆线碰到位于悬挂点下方的钉子P，此后小球绕P在竖直平面内做圆周运动，由此可知钉子P离悬挂点的距离至少为（）
A．0.4LB．0.5LC．0.6LD．0.8L
二、多项选择题
11．在圆轨道上运动的质量为m的人造地球卫星，它到地面的距离等于地球半径R。地面上的重力加速度为g，则（）
12．宇宙中两颗相距很近的恒星常常组成一个双星系统。它们以相互间的万有引力彼此提供向心力，从而使它们绕着某一共同的圆心做匀速圆周运动，若已知它们的运转周期为T，两星到某一共同圆心的距离分别为R1和R2，那么，这双星系统中两颗恒星的质量关系是（ ）
A．这两颗恒星的质量必定相等
B．这两颗恒星的质量之和为4π2（R1+R2）3GT2
C．这两颗恒星的质量之比为m1:m2=R2:R1
D．其中必有一颗恒星的质量为4π2R1（R1+R2）2GT2
13．如图4所示，竖立在水平地面上的轻弹簧，下端与地面固定，将一个金属球放置在弹簧顶端(球与弹簧不相连)，并用力向下压球，使弹簧在弹性限度内压缩，稳定后用细线把弹簧拴牢，烧断细线，球将被弹起，脱离弹簧后能继续向上运动，不计空气阻力，那么该球从细线被烧断到刚脱离弹簧的这一运动过程中 （）
A．球具有的机械能守恒
B．在某一阶段内球的动能减小而它的机械能增加
C．球刚脱离弹簧时的动能最大
D．球刚脱离弹簧时弹簧的势能最小
14．如图5所示，细绳跨过定滑轮悬挂两个物体M和m，不计摩擦，系统从静止开始运动的过程中，下列结论正确的是（）
A．M和m各自的机械能分别守恒
B．M减少的机械能等于m增加的机械能
C．M减少的重力势能等于m增加的重力势能
D．M和m组成的系统机械能守恒
15．一飞机以200m/s的速度在高空沿水平线做匀速直线飞行，每相隔1s先后从飞机上落下A、B、C三个物体，不计空气阻力，在运动过程中（）
A．A、B、C在空中排列成一条抛物线
B．A、B、C排列在一条竖直线上，间距不变
C．A相对于B，竖直向下做匀速直线运动
D．A、B、C排列在一条竖直线上，间距不断变大
三、填空和实验题
16．质量为ｍ的物体从距地面高度H处以速度v0被竖直向上抛出，已知它运动时受到的阻力大小恒为ｆ，且f 17．某人在一星球上以速度v0竖直上抛一物体，经时间t后物体回到手中。已知星球半径为R，那么,要物体从星球的表面水平抛出，不再落回星球表面，速度至少应为______________。 18．如图6所示，质量为5×103kg的汽车，由静止开始沿平直公路行驶，当速度达到某值后关闭发动机滑行，则汽车在运动过程中克服摩擦力做的功W=________________。 19．在验证机械能守恒的实验中，所用电源的频率为50Hz，某同学选择了一条理想的纸带，用刻度尺测量时各计数点位置对应刻度尺上的读数如图7所示。（图中O是打点计时器打的第一个点，A、B、C、D、E相邻两点间均有一点未画出）。根据纸带求：(取g=9.8m/s2,计算结果保留三位有效数字) （1）重锤下落的加速度___________； （2）若重锤质量为mkg，则重锤从起始下落至B时，减少的重力势能为___________； （3）重锤下落到B时，动能为多大？ （4）从（2）、（3）的数据可得结论___________________；产生误差的主要原因是________________________。 20．在“研究平抛物体的运动”的实验中 （1）下列哪些因素会使实验的误差增大 A．小球与斜槽之间有摩擦 B．安装斜槽时其末端不水平 C．建立坐标系时，以斜槽末端端口位置为坐标原点 D．根据曲线计算平抛运动的初速度时，在曲线上取作计算的点离原点O较远 （2）如图8所示，用一张印有小方格的纸记录小球的轨迹，小方格的边长 =1.25cm。若小球在平抛运动途中的几个位置如图中的a、b、c、d所示，则小球平抛的初速度的计算式为v0=________(用 、g表示)，其值是________（取g=9.8m/s2），小球在b点的速率是________。 四、计算论述题 21．一条河的宽度为L=300m，水的流速为u=5m/s，并在下游形成瀑布，一般船从距瀑布S=400m的上游渡河，为了不致被冲进瀑布中，船的最小速度是多少？此时船头应沿什么方向？ 22．质量为2×103kg的汽车的发动机的额定功率为80kw,若汽车在平直公路上行驶所受阻力大小恒为4×103N ,求： （1）汽车在公路上的最大行驶速度； （2）汽车以额定功率起动，当汽车的速度为5m/s时的加速度； （3）汽车以2m/s2的加速度匀加速起动后第2s末发动机的实际功率； （4）汽车以2m/s2匀加速运动所能维持的时间。 23．一个质量为1.5kg的小球从光滑斜面上高3m处静止滑下，斜面底端紧接着一个半径为1m的光滑圆环，如图9所示，求： （1）小球滑至圆环顶点时的压力； （2）小球至少应从多高处静止滑下才能越过圆环最高点？ 24．有一质量m=20kg的物体，以水平速度v0=5m/s滑上静止在光滑水平面上的平板小车，如图10所示，小车的质量M=80kg，物体在平板小车上相对小车滑行了一段距离s=4m后不再滑动，g取10m/s2，求： （1）物体与平板小车间的动摩擦因数。 （2）物体相对小车滑行的时间内，小车在地面上运动的距离。 25．如图11所示，一根轻杆长1m，可绕O轴在竖直平面内无摩擦地转动，OA=0.6m，OB=0.4m，质量相等的两小球分别固定于杆的A、B两端，现把杆置于水平位置，然后自由释放，求轻杆转到竖直位置时两球的速度分别是多少？杆对A做了多少功？ 26．如图12所示，在圆柱形屋顶中心天花板上O点，挂一根L=3m的细绳。绳的下端挂一个质量m=0.5kg的小球。已知绳能承受的最大拉力为10N，小球在水平平面内做圆周运动。当速度逐渐增大到绳断裂后，小球以v=9m/s的速度落在墙角边，求这个圆柱形房顶的高度H和半径R。 一、单项选择题 1.增大材料的孔隙率，那么其抗冻性能将（）。 A.不变 B.提高 C.降低 D.不一定 2.孔隙率增大，材料的（）降低。 A.密度 B.表观密度 C.憎水性 D.抗冻性 3.以下四种材料中属于憎水材料的是（）。 A.花岗岩 B.钢材 C.石油沥青 D.混凝土 4.建筑结构中，主要起吸声作用且吸声系数不小于（）的材料称为吸声材料。 A.B.C.D.0.4 5.钢材抵抗冲击荷载的能力称为（）。 A.塑性 B.弹性 C.冲击韧性 D.硬度 6.选择承受动荷载作用的结构材料时，要选择以下（）。 A.具有良好塑性的材料 B.具有良好韧性的材料 C.具有良好弹性的材料 D.具有良好硬度的材料 7.两只钢种，假设甲钢＝乙钢，那么甲钢的塑性（）乙钢的塑性。 A．小于 B．大于 C．等于 D．不确定 8．下面四种岩石中，耐火性最差的是（）。 A.花岗岩 B.大理岩 C.玄武岩 D.石灰岩 9．以下水泥熟料矿物中早期强度及后期强度都比拟高的是（）。 A.B.C.D.10.水泥安定性是指（）。 A．温度变化时，胀缩能力的大小 B．冰冻时，抗冻能力的大小 C．硬化过程中，体积变化是否均匀 D．拌和物中保水能力的大小 11．水泥熟料中水化速度最快，28d水化热最大的是（）。 A.B.C.D.12.坍落度所表示的混凝土的性质为（）。 A．强度 B．粘聚性 C．保水性 D．流动性 13.为配制高强混凝土，参加以下（）外加剂为宜。 A．早强剂 B．减水剂 C．缓凝剂 D．速凝剂 14.理论上，木材强度最高的是（）。 A．顺纹抗拉强度 B．顺纹抗压强度 C．横纹抗压强度 D．横纹抗拉强度 15.按热性能分，以下（）属于热塑性树脂。 A．聚氯乙烯 B．聚丙稀 C．聚酯 D．聚氯乙烯＋聚丙稀 二、多项选择题 1.以下性质中属于根本物理性质的有（）。 A．硬度 B．耐蚀性 C．密度 D．耐水性 2.材料在吸水后，将使材料的（）性能增强。 A．耐久性 B．密度 C．表观密度 D．导热系数 3.从组成上看，（）导热系数最大，（）导热系数最小。 A．金属材料 B．无机非金属材料 C．有机材料 D．不一定 4.钢的化学成分除铁﹑碳外，还含有其它元素，以下元素中（）属于有害杂质。 A.磷 B.锰 C.硫 D.氧 5.反映钢材工艺性能的指标包括（）。 A.抗拉强度 B.冷弯强度 C.焊接性能 D.硬度 6.石膏制品具有较好的防火性能，其原因是（）。 A.火灾时二水硫酸钙脱水，外表形成水膜 B.石膏吸水率大 C.石膏制品孔隙率大 D.石膏制品导热率低 7.鉴别过火砖和欠火砖的常用方法是（）。 A.根据砖的强度 B.根据砖的颜色深浅 C.根据砖的外形尺寸 D.根据砖的打击声音 8.花岗岩具有以下（）特点。 A.耐磨性好 B.耐久性高 C.耐酸性好 D.耐火性好 9.利用煤矸石和粉媒灰等工业废渣烧砖,可以（）。 A.减少环境污染 B.节约大片良田粘土 C.节省大量燃料煤 D.大幅提高产量 10．铝酸盐水泥与硅酸盐水泥相比，具有如下（）特性。 A.强度增长快，并能持续长期增长，故宜用于抢修工程 B.水化热高，且集中在早期放出 C.不宜采用蒸汽养护 D.抗硫酸盐腐蚀的能力强 11．在混凝土拌合物中，如果水灰比过大，会造成（）。 A.拌合物的粘聚性和保水性不良 B.产生流浆 C.有离析现象 D.严重影响混凝土的强度 12．以下（）于混凝土的耐久性。 A.抗渗性 B.抗冻性 C.抗腐蚀性 D.和易性 13.木材含水率变化对（）两种强度影响较大。 A．顺纹抗压强度 B．顺纹抗拉强度 C．抗弯强度 D．顺纹抗剪强度 14.在下面4中塑料中，常用来制作建筑用给排水管及卫生洁具的塑料是（）。 A．聚氯乙烯〔PVC〕 B．聚乙烯〔PE〕 C．聚丙烯〔PP〕 D．聚苯乙烯〔PS〕 15.沥青混合料的技术指标有（）。 A．软化点 B．流值 C．空隙率 D．稳定度 三、判断题 1.导热系数愈小，那么材料的绝热性能愈好。 （） 2.对于任何一种材料，其密度都大于其体积密度。 （） 3.含粗大孔隙的材料，吸水率较低。 （） 4.在空气中吸收水分的性质称为材料的吸水性。 （） 5.屈强比愈小，钢材受力超过屈服点工作时的可靠性愈大，结构的平安性愈高。 （） 6.某些材料虽然在受力初期表现为弹性，到达一定程度后表现出塑性特征，这类材料称为塑性材料。 （） 7.承受冲击与振动荷载作用的结构需选择脆性材料。 （） 8.钢材是各向异性材料。 （） 9.钢材的韧性随温度降低而下降。 （） 10.所有钢材都会出现屈服现象。 （） 11.碳素钢中含碳量越高，强度越高，塑性越差。 （） 12.大理岩由沉积岩变质而成。 （） 13.大理石宜用于室外装饰。 （） 14.欠火石灰与过火石灰对工程质量产生的后果是一样的。 （） 15.红砖在氧化气氛中烧得，青砖在复原气氛中烧得。 （） 16.两种砂子的级配相同，那么二者的细度模数也一定相同。 （） 17.两种砂细度模数相同，它们的级配也一定相同。 （） 18.石膏浆体的水化、凝结和硬化实际上是碳化作用。 （） 19.砂浆的和易性包括流动性﹑黏聚性﹑保水性三方面的含义。 （） 20.砂浆的和易性包括流动性、粘聚性、保水性三方面的含义。 （） 21.水泥安定性不合格可以降级使用。 （） 22.水泥的凝结时间不合格，可以降级使用。 （） 23.硅酸盐水泥抗冻性好，因此其特别适用于冬季施工。 （） 24.对混凝土拌和物流动性大小起决定性作用的是用水量。 （） 25.木材的强度随着含水量的增加而下降。 （） 26.真菌在木材中生存和繁殖，必须具备适当的水分、空气和温度等条件。 （） 27.软化点小的沥青，其抗老化较好。 （） 28.有机玻璃是将有机高分子材料与玻璃复合得到得材料。 （） 29.塑料的特点是刚度差，容易变形。 （） 30.夏季高温时的抗剪强度缺乏和冬季低温时的抗变形能力过差，是引起沥青混合料铺筑的路面产生破坏的重要原因。 （） 四、问答题 1.材料的密度、表现密度、堆积密度、孔隙率、空隙率之间有何关系？ 2.简述钢材的化学成分对钢材性能的影响。 3.材料的孔隙率及孔隙特征如何影响材料的强度、吸水性、抗渗性、抗冻性、保温性？ 4.试从建筑石膏的主要特性分析其用途。 5.矿渣水泥,普通水泥及快硬硅酸盐水泥中石膏的作用分别是什么? 6.影响硅酸盐水泥凝结硬化〔或凝结时间〕的因素有哪些? 7.为什么生产硅酸盐水泥时掺入的适量石膏不会引起水泥的体积安定性不良，而硅酸盐水泥石处在硫酸盐溶液中时那么会造成腐蚀？ 8.什么是混凝土的碱—骨料反响？对混凝土有什么危害？ 9.对普通砼的要求有哪些？ 10.什么是砼的和易性，其影响因素有哪些？ 11.什么是混凝土的恒用水量法那么？ 12.改善砼粘聚性、保水性的措施有哪些？ 13.什么是混凝土的立方体抗压强度标准值？ 14.普通水泥混凝土为什么有着广泛的应用？ 15.试述普通混凝土四种组成材料的作用。 16.碳素结构钢的含碳量,晶体组织与其性能间的关系。 17.影响木材强度的因素有哪些?规律怎样? 18.石膏制品有哪些特点? 19.石灰具有哪些特点? 20.生产水泥时掺石膏的目的是什么?其掺量大小受何因素影响? 21.简述混凝土中掺减水剂的技术经济效果.22.影响混凝土强度测试值的因素。 五、计算题 1.质量为3.4kg，容积为10L的容量筒装满绝干石子后的总质量为18.4kg。假设向筒内注入水，待石子吸水饱和后，为注满此筒功注入水4.27kg。将上述吸水饱和的石子擦干外表后称得总质量为18.6kg〔含筒重〕。求该石子的吸水率，表观密度，堆积密度，开口孔隙率。 2.某岩石在气干、绝干、水饱和状态下测得的抗压强度分别为172 MPa、178 MPa、168 MPa。该岩石可否用于水下工程。 3.现有一批砂样欲配制水泥混凝土，经筛分试验结果列于下表，试计算级配的三个参数、找出级配要求范围,并评定该砂的工程适应性。 筛孔尺寸〔〕 筛底 存留量〔〕 130 120 分计筛余〔〕 累计筛余〔〕 通过率〔〕 级配范围要求〔〕 10090 10075 9050 5930 308 ＿ 4.某工程要求混凝土强度等级为，要求混凝土强度保证率为，该施工单位无任何历史统计资料〔〕。〔15分〕 〔1〕假设水泥品种为，实测其强度为，粗骨料为碎石。请初步确定混凝土水灰比。 答案：1 1/10mm软化点级配沥青质 饱和分 芳香分 胶质矿料 二、选择题（多项选择） 1＿＿是决定沥青粘滞性的技术指标。 A 针入度B 延度C 软化点一般石油沥青材料，牌号越高，则＿＿。 A 粘性越小B 粘性越大C 温度敏感性越大D 温度敏感性越小沥青混合料的技术指标有＿＿。 A 稳定度B 流值C 空隙率D 沥青混合料试件的饱和度 点沥青的牌号是根据以下＿＿技术指标来划分的。 A 针入度B 延度C 软化点D 闪点软化Ｅ 答案：1 A2 AC3 ABCD4 ABC 三、是非判断题煤沥青与矿质材料的粘结力强，有毒性和臭味，可用于地下防水工程和防腐工程。在满足使用要求的前提下，应尽量使用较大牌号的石油沥青，以保证较长使用年限。3 当采用一种沥青不能满足配制沥青胶所要求的软化点时，可随意采用石油沥青与煤沥青掺配。沥青本身的粘度高低直接影响着沥青混合料粘聚力的大小。夏季高温时的抗剪强度不足和冬季低温时的抗变形能力过差，是引起沥青混合料铺筑的路面产生破坏的重要原因。 答案：1 对2 对3 错4 对5 对 四、名词解释沥青的粘滞性沥青的延性乳化沥青 答案：1 指沥青材料在外力作用下沥青粒子产生相互位移的抵抗变形的能力。是指当其受到外力的拉伸作用时，所能承受的塑性变形的总能力，通常是用延度作 为条件指标来表征。是石油沥青或煤沥青在乳化剂、稳定剂的作用下经乳化加工制得的均匀的沥青产 品，也称沥青乳液。 五、问答题石油沥青的牌号是根据什么划分的？牌号大小与沥青主要性能的关系如何？ 答：石油沥青的牌号主要是按针入度来划分的，而每个牌号还应保证相应的延度和软化点，以及溶解度、蒸发损失、蒸发后针入度比、闪点等。总体来说，牌号由小到大，沥青性质表现为粘性逐渐降低，塑性增大，温度敏感性增大。现需铺筑高速公路，宜选用重交通道路石油沥青，还是中、轻交通道路石油沥青？并请简要说明原因。 答：根据我国国家标准GB50092－96中4.2.1.1规定，于高速公路、一级公路和城市快速路、主干道铺筑沥青路面时，石油沥青材料应符合重交通道路石油沥青的质量要求规定。当沥青材料来源确有困难时，其下面层、联接层可将技术要求中的蜡含量指标放宽至5%，15℃延度放宽至60cm(AH－50)及80cm(除AH－50外的其它标号)，其它指标应符合要求。土木工程中选用石油沥青牌号的原则是什么？在地下防潮工程中，如何选择石油沥青的牌号？ 答：土木工程选用石油沥青的原则包括工程特点、使用部位及环境条件要求，对照石油沥青的技术性能指标在满足主要性能要求的前提下，尽量选用较大牌号的石油沥青，以保证有较长的使用年限。 地下防潮防水工程要求沥青粘性较大、塑性较大，使用时沥青既能与基层牢固粘结，又能适应建筑物的变形，以保证防水层完整。请比较煤沥青与石油沥青的性能与应用的差别。 答：与石油沥青相比，煤沥青的塑性、大气稳定性均较差，温度敏感性较大，但其粘性较大；煤沥青对人体有害成份较多，臭味较重。为此，煤沥青一般用于防腐工程及地下防水工程，以及较次要的道路。请解释沥青混合料与沥青碎石混合料。 答：沥青混合料是由矿料与沥青结合料拌和而成的混合料的总称。沥青碎石混合料是沥青混合料中的一种，也称半开级配沥青混合料。它是由适当比例的粗集料、细集料及少量填料（或不加填料）与沥青结合料拌和而成，压实后剩余空隙率在10％以上的半开式沥青混合料。高速公路的沥青混凝土面层及抗滑表层可否使用石屑作热拌沥青混合料的细集料？ 答：热拌沥青混合料的细集料宜采用优质的天然砂或人工砂，在缺砂地区，也可使用石屑。但用于高速公路、一级公路、城市快速路、主干路沥青混凝土表层及抗滑表层的石屑用量不宜超过砂的用量。马歇尔试验方法简便，世界各国广泛使用，其主要作用是什么？可否正确反映沥青混合料的抗车辙能力？ 答：从多年实践和研究总结可知，马歇尔试验可有效地用于配合比设计决定沥青用量和施工质量控制，但它不能正确反映沥青混合料的抗车辙能力。华南某二级公路沥青混凝土路面使用一年后就出现较多网状裂缝，其中施工厚度较薄及下凹处裂缝更为明显。据了解当时对下卧层已作认真检查，已处理好软弱层，而所用的沥青延度较低。请分析原因。 答：沥青混凝土路面网状裂缝有多种成因。其中路面结构夹有软弱层的因素从提供的情况亦可初步排除。沥青延度较低会使沥青混凝土抗裂性差，这是原因之一。而另一个更主要的原因是沥青厚度不足，层间粘结差，华南地区多雨，于下凹处积水，水分渗入亦加速裂缝形成。 六、计算题 某防水工程需石油沥青30t，要求软化点不低于80℃，现有60号和10号石油沥青，测得他们的软化点分别是49℃和98℃，问这两种牌号的石油沥青如何掺配？ 答案：软化点为49℃的石油沥青掺配比例不大于 一、名词解释（共21分，每个3分） 1.电导率：电阻率的倒数或它是表征材料导电能力大小的特征参数）。 2.铁电性：某些晶体在一定的温度范围内具有自发极化（其极化方向可以因外电场的反向而反向）晶体的这种性质称为铁电性。 3.居里温度：铁电体失去自发极化使电畴结构消失的最低温度（或晶体由顺电相到铁电相的转变温度）。 4.介电常数：介电常数是衡量电介质储存电荷能力的特征参数。 5.功能材料：是一大类具有特殊电、磁、光、声、热、力、化学以及生物功能的新型材料，是信息技术、生物技术、能源技术等高技术领域和国防建设的重要基础材料，同时也对改造某些传统产业，如农业、化工、建材等起着重要作用。 6.超导体临界磁场Hc：超导电性可以被外加磁场所破坏。对于温度为T(T＜Tc)的超导体,当外磁场超过某一数值Hc(T)的时候，超导电性就被破坏了，Hc(T)称为临界磁场。7.正压电效应：压电效应(piezoelectriceffect)是指对材料施加压力,张力或切向力时,发生与应力成比例的介质极化以及在晶体的两端出现正负电荷的现象.这种由于应力诱导而极化,称正压电效应.8.气敏陶瓷：气敏陶瓷对某一种或某几种气体特别敏感，其阻值将随该种气体的浓度(分压力)作有规则的变化，检测灵敏度通常为百万分之一的量级，个别可达十亿分之一的量级，故有“电子鼻”之称。 9.纳米量子尺寸效应：当纳米粒子的尺寸下降到某一值时,金属粒子费米面附近电子能级由准连续变为离散能级;纳米半导体微粒存在不连续的最高被占据的分子轨道能级和最低未被占据的分子轨道能级,使得能隙变宽的现象,被称为纳米材料的量子尺寸效应。10.逆压电效应：在晶体上施加电场而引起介质极化时,如果产生了与电场强度成比例的变形或机械应力时,称其为负压电效应.11.高温超导：具有高临界转变温度（Tc）能在液氮温度条件下工作的超导材料。12.快淬技术：它是将熔化的液态合金急速冷却至室温，制得非晶态或纳米晶态合金。13.燃烧电池：是一种将燃料和氧化剂之间的化学能持续地转变为电能而电极、电解质体系基本保持不变的系统。 14.光生伏特效应：当光量子的能量大于半导体禁带宽度的光照射到结区时，光照产生的电子-空穴对在结电场作用下，电子推向n区，空穴推向p区；电子在n区积累和空穴在p区积累使P-n结两边的电位发生变化，p-n结两端出现一个因光照而产生的电动势，这一现象称为光生伏特效应。(二)填空(共30个空)（1）世界上第一块气敏陶瓷是用二氧化锡和氯化钯混合再研得极细，在高温炉中烧结而成的.它颗粒极细，吸附气体能力很强，此外，它又能显半导体性质，随吸附气体多寡，可改变导电率，所以，气敏陶瓷又被称作“电子鼻”。 （2）将超导体冷却到某一临界温度（TC）以下时电阻突然降为零的现象称为超导体的零电阻现象。 3.这种由于形变而产生的电效应，称为压电效应。材料的压电效应取决于晶体结构的不对称性，晶体必须有极轴，才有压电效应。 4.制造透明陶瓷的关键是消除气孔和控制晶粒异常长大。 5.常见的功能材料制备方法有溶胶-凝胶法，快淬火快凝技术，复合与杂化 6.功能材料的表征方法有材料组成表征、材料结构表征、材料性能表征。7.电热材料的种类繁多，根据用途主要分为金属型和非金属性两种。8.电热材料就是电流通过导体将放热，利用电流热效应的材料。 9.热敏电阻按其基本性能的不同可分为负温度系数NTC型热敏电阻、正温度系数PTC型热敏电阻、临界温度CTR型热敏电阻三类。 10.热释电系数除与温度有关外，还与晶体所处状态有关。11.气敏元件有多种形式，但广泛使用的是半导体式和接触燃烧式。 12.超导体有3个基本的临界参数分别是临界温度Tc、临界磁场Hc、临界电流IC。13.超导材料的基本物理性质有零电阻现象、完全抗磁性。 14.在超导应用中，一般分为低温超导材料和高温超导材料应用两大方面。 15.物资的磁性来源于原子的磁性，原子的磁性来源于电子的轨道运动及自旋运动，它们都可以产生磁矩。 16.在原子系统中，在外磁场作用下，感生出与磁场方向相反的磁矩现象称为抗磁性。17.铁氧体是将铁的氧化物与其他某些金属氧化物用制造陶瓷的方法制成的非金属磁性材料。 18.从铁氧体的性质和用途来看，可将其分为软磁、永磁、旋磁、矩磁和压磁铁氧体等五大类。 19.有机磁性材料可分为结构型和复合型两大类。 20.黏接磁材的制备通常采用压延、注塑、挤压、压缩成形这四种工艺，其中前三种工艺采用热塑性混炼物，压缩成形则主要采用热固性黏接剂。 21.太阳能电池是通过光电效应或者光化学效应直接把光能转化成电能的装置。 22.硅基材料太阳能电池按结晶状态可分为单晶硅太阳能电池、多晶硅太阳能电池和非晶硅太阳能电池三类。 23.按化学电源的工作性质及储存方式，可将化学电池分为：原电池、蓄电池、储备电池和燃料电池。 24.热电材料是一种能将热能和电能相互转换的功能材料。 25.一般情况下智能材料由基体材料、敏感材料、驱动材料和信息处理器四部分构成。26.光功能材料包括光学、光电子学、光子学材料。(三)判断题 (1)光学材料主要是指光介质材料,还有光功能材料,光纤材料是光介质材料，而激光材料是光功能材料。（正确） (2)按致晶单元与高分子的连接方式，可分为主链型液晶和侧链型液晶。主链型液晶大多数为高强度、高模量的材料，侧链型液晶则大多数为功能性材料。（正确） （3）光化学反应的可表示为光化学反应中起反应的分子数与吸收的光量子数之比,在光化学反应中,量子收率φ值的变化范围极大，大可至上百万，小可到很小的分数。φ≤1时是直接反应；φ＞1时是连锁反应。（正确） (4)根据分离膜的分离原理和推动力的不同，可将其分为微孔膜、超过滤膜、反渗透膜、纳滤膜、渗析膜、电渗析膜、渗透蒸发膜等。（正确） （5）激光材料是光介质材料，光纤材料而是光功能材料。（错误）两者互换 （6）在一个原子体系中，在光和原子体系的相互作用中，自发辐射、受激辐射和受激吸收总是同时存在的。是否能得到光的放大就取决于高、低能级的原子数量之比。（正确）（7）与超导合金材料相比，元素超导体具有塑性好、易于大量生产、成本低等优点。（错误） （8）与实用高温超导材料相比，低温超导材料的最大优势在于它可能应用于液氮温区。（错误） （9）铁氧体主要应用于高频技术，例如无线电、电视、自动控制等很多方面。（正确）（10）硬磁铁氧体是铁氧体中发展最早的材料。（错误）（11）永磁铁氧体是六角晶系铁氧体，又称M型铁氧体。（正确）（12）光生伏特效应是光照引起P-N结两端产生电动势的效应。（正确） （13）化学电源是将物质化学反应所产生的能量直接转化成电能的一种装置。（正确）（14）储氢合金不仅具有安全可靠、储氢能耗低、单位体积储氢密度高等优点，还有将氢气纯化、压缩的功能，是目前最常用的储氢材料。（正确） 1、常用的红外探测器材料有哪些? 红外探测器材料主要指热电材料，可依其运作温度分为三类：(1)碲化铋及其合金，是目前被广为使用于热电致冷器的材料。(2)碲化铅及其合金，是目前被广为使用于热电产生器的材料；(3)硅锗合金，以硅、锗为衬底，制备的大规格碲镉汞薄膜材料，此类材料亦常应用于热电产生器；（4）多色碲镉汞材料，即分子束外延生长的掺杂型多层异质外延薄膜材料；（5）量子阱红外探测器材料，是以GaAs作为量子阱材料，GaAlAs作为量子势垒材料，选择合适的量子阱厚度和势垒材料组分。 2、怎样理解物质分子中无不成对电子时呈抗磁性？ 由于原子核外电子环流的作用使物质具有的磁特性。当所产生的磁性作用在与外加磁场相反的方向时产生屏蔽，则称为抗磁性。如物质中存在不配对电子时，则出现顺磁性，而且可超过任何的抗磁性。所以，分子中无不成对电子时，物质呈抗磁性。 3.金属贮氢材料有哪些主要系列，各有哪些特点和应用。①镁系贮氢合金。主要有镁镍、镁铜、镁铁、镁钛等合金。具有贮氢能力大（可达材料自重的5.1%～5.8%）、价廉等优点，缺点是易腐蚀所以寿命短，放氢时需要250℃以上高温。②稀土系贮氢合金。主要是镧镍合金，其吸氢性好，容易活化，在40℃以上放氢速度好，但成本高。③钛系贮氢合金。有钛锰、钛铬、钛镍、钛铁、钛铌、钛锆、钛铜及钛锰氮、钛锰铬、钛锆铬锰等合金。其成本低，吸氢量大，室温下易活化，适于大量应用。④锆系贮氢合金。有锆铬、锆锰等二元合金和锆铬铁锰、锆铬铁镍等多元合金。在高温下（100℃以上）具有很好的贮氢特性，能大量、快速和高效率地吸收和释放氢气，同时具有较低的热含量，适于在高温下使用。⑤铁系贮氢合金。主要有铁钛和铁钛锰等合金。其贮氢性能优良、价格低廉。 4.在介电陶瓷多晶体中，为什么说压电体也是铁电体，热释电体也是压电体。 介电材料，它们是绝缘体，并不存在其中载流子在电场作用下的长程迁移，但仍然有电现象。这种电现象的产生，是因为材料中也存在荷电粒子，尽管这些荷电粒子被束缚在固定的位置上，但可以发生微小移动。这种微小移动起因于材料中束缚的电荷，在电场作用下，正负束缚的电荷重心不再重合，从而引起电极化，如此将电荷作用传递开来。 介电材料的电学性质是通过外界作用，其中包括电场、应力、温度等来实现的，相应形成介电晶体、压电晶体、热释电晶体和铁电晶体，并且依次后者属于前者的大类，其共性是在外力作用下产生极化。 5、什么是功能陶瓷，功能陶瓷的分类主要有哪些？ 答：功能陶瓷是指具有电、光、磁以及部分化学功能的多晶无机固体材料。其功能的实现主要来自于它所具有的特定的电绝缘性、半导体性、导电性、压电性、铁电性、磁性、生物适应性等。 主要有，电子陶瓷，超导陶瓷，磁性陶瓷，敏感陶瓷，生物陶瓷，光学陶瓷等。 6、什么是超导材料？超导材料的两个基本特征？ 答：超导材料：在一定温度以下，材料电阻为零，物体内部失去磁通成为完全抗磁性的物质。 超导材料的两个基本特征：零电阻效应、迈斯纳效应。 7、什么是纳米材料？简述纳米材料的主要制备方法和工艺。 答：纳米材料：通常定义为材料的显微结构中，包括颗粒直径、晶粒大小、晶界、厚度等特征尺寸都处于纳米尺寸水平的材料。（指材料块体中的颗粒、粉体粒度在10-100nm之间，使其某些性质发生突变的材料） 主要制备方法和工艺：气相冷凝法、球磨法、非晶晶化法、溶胶－凝胶法。 8、什么是正温度系数热电材料、负温度系数热电材料？ 答：正温度系数热电材料：温度升高，材料的电导率增加。这类材料多半时具有半导性的金属氧化物和过渡金属的复合氧化物。 负温度系数热电材料：温度升高，材料的电导率下降。这类材料主要是掺杂半导体陶瓷如镧掺杂钛酸钡，钛酸锶陶瓷等。 9、什么是生物陶瓷材料？它应具有哪些要求？ 答：生物陶瓷材料：用于人体器官替换、修补以及外科矫形的陶瓷材料。 要求：具有良好的力学性能，在体内难于溶解，不易氧化，不易腐蚀变质，热稳定性好，耐磨且有一定的润滑性，和人体组织的亲和性好，组成范围宽，易于成形等。 10．简述什么是正压电效应？什么是逆压电效应？ 答：当对压电陶瓷施加应力时，压电陶瓷收缩变形，压电陶瓷内部的剩余极化强度减小，瓷体内表面束缚电荷变少，从而在瓷体两个端面产生多余的自由电荷，就会产生放电现象这种由“压”产生“电”的效应叫正压电效应。当对压电陶瓷施加一个沿极化方向的电场时，压电陶瓷的剩余极化强度发生变化，使压电陶瓷发生伸缩变形，这种由 “电”产生“伸缩”的效应叫逆压电效应。 11．烧结型SnO2气敏陶瓷按加热方式不同可分为哪两种类型？各有什么特点？ 答：可分为直热式和旁热式两种类型。直热式的特点是制备工艺简单，功耗小，但热容量小，易受环境影响，；旁热式的特点是元件热容量大同时避免了测量回路和加热回路之间的相互影响。 12.分析铁电体与反铁电体二者有何区别；为什么反铁电体可用来制作大功率储能电容器？ 答：二者区别：铁电体是单电滞回线，反铁电体是双电滞回线。当施加电场撤除即E=0时，铁电体还保持较大的剩余极化，而反电体当E=0时极化同时消失。（5分）由于铁电体存在剩余极化，大部分输入的能量被储存在材料中，只有很小一部分释放出来，非铁电体不存在剩余极化，输入能量的绝大部分以电能形式释放出来。 13、什么是梯度功能材料？其主要特征是什么？ 答：梯度功能材料是两种或多种材料复合成结构和组分呈连续梯度变化的一种新型复合材料。 主要特征：（1）材料的结构和组分呈连续梯度变化；（2）材料的内部没有明显的界面；（3）材料的性质也相应呈连续梯度变化 14、简述形状记忆过程。①马氏体的自适应形成 由母相中形成马氏体时，不同取向的马氏体变体的应变在母相中的方向不同。当某一变体在母相中形成时，产生某一方向的应变场，随变体的长大，应变能不断增加，变体的长大越来越困难。为降低应变能，在已形成的变体周围会形成新的变体，新变体的应变方向与已形成的变体的应变场互相抵消或部分抵消。有均匀体积变化，无明显形状改变。②马氏体的再取向 对组织为自适应马氏体的样品施加外力时，在较小的应力作用下，马氏体变体以其应变方向与外加应力相适应而再取向。即变体的应变方向与外加应力方向最接近的变体通过吞并其它应变方向与外加应力不相适应的变体而长大，直至整个样品内的各个不同取向的变体最终转变成一个变体。这时，由母相转变为马氏体所产生的相变应变不再互相抵消，而是沿外加应力方向累积起来，样品显示出宏观形状的变化。卸去应力后，变形保持下来。③马氏体的逆转变 1 高分子材料教学改革原则 20世纪中期以来, 大批新型高分子材料的合成拓展了人类使用材料的范围。与金属材料相比, 高分子材料具有密度小、比强度高、原料丰富、成型简单、成本低、耐腐蚀等优点。近年来一些性能优异的高分子材料在诸多领域呈现取代传统钢、铁等金属材料的趋势, 成为机械工程材料中不可忽视的一部分[3]。因此, 在机械工程材料课程的教学过程中, 须摒弃完全以金属材料为主体的授课方法, 适当增加高分子材料等新型工程材料的比重。因此, 我校在2013年对机械工程材料32学时课程的教学计划进行了调整, 将高分子材料部分由之前的2学时增加到4学时, 并确定了以下改革原则: 1.1 授课内容强调基础性 高分子材料与机械类学生通常接触到的金属材料在结构、性能、制备工艺等方面有很大的区别。向机械类学生讲授高分子材料, 主要目的是让他们对高分子材料有最基本的了解。在短短4学时内, 不可能也没必要将高分子材料相关的全部内容压缩讲授。这就决定了机械工程材料课程中高分子材料部分必须侧重于基础性知识, 对于理论性、专业性太强的知识点必须舍弃。基础性内容应当包括高分子材料的基本概念、分类、结构特点及常用工程高分子材料 (工程塑料、工程橡胶及工程纤维) 的基本力学性能[4,5,6]。 1.2 授课目标偏向工程性 高分子材料不仅可作为结构材料使用, 也可以作为功能材料使用。对于非材料类专业的学生, 特别是机械类专业的学生, 更关心材料的力学性能和应用范围。因此, 在课程内容的安排上, 应以与机械工程有关的机械性能为主, 给出常用工程高分子材料的基本力学性能指标及适用领域。 1.3 授课过程重视学生的先修知识 大多数高校的机械工程材料课程以金属材料为主线, 在学习高分子材料之前, 学生对金属材料已经有基本了解。高分子材料与金属材料之间存在较大差异, 例如:高分子材料的聚集态结构以非晶结构为主, 而金属材料则以晶体结构为主;许多高分子材料, 特别是橡胶类的高分子材料具有金属材料所不具备的优良弹性等。学生先修知识的习惯思维在他们学习高分子材料时可能会引起冲突, 因此在授课时必须对金属材料与高分子材料的差异予以考虑。采用与金属材料对比的方法学习高分子材料, 有利于帮助学生澄清概念, 更好地掌握高分子材料的知识。 1.4 教学方式应具有高效性 高分子材料课程涉及的概念繁多, 容易混淆, 对于机械类学生而言比较抽象, 难以理解。在短短的4学时内, 要想让学生尽可能多的掌握高分子材料的相关基本概念, 必须摒弃照本宣科或一味讲授的教学方式。通过高效的教学方式, 充分调动学生的积极性、主动性, 引导学生思考, 方能达到理想的教学效果。 1.5 提供扩展知识的参考书 由于高分子材料的性能、结构、制备工艺以及表征与金属材料和陶瓷材料完全不同, 而且目前在机械工程材料中高分子材料部分比例很少。为解决这一矛盾, 在章节后面列出了比较系统的高分子材料性能、内容、结构、制备工艺以及表征方面的书籍, 以供学生参考[7,8]。 2 高分子材料教学改革 根据以上原则, 我们在2013年度的授课过程中对高分子材料的讲授进行了调整, 具体如下: (1) 授课内容及学时安排:高分子材料的基本概念 (高分子、单体、链节, 0.5学时) , 高分子材料的分类方法 (按用途分类, 按热行为分类, 按反应类型分类, 按主链结构分类, 0.5学时) , 高分子材料基本结构 (简单介绍近程结构、远程结构、聚集态结构的概念, 0.5学时) 及物理状态 (玻璃态、高弹态和粘流态, 0.5学时) , 典型工程塑料的力学性能和应用 (1学时) , 典型合成橡胶的力学性能和应用 (1学时) 。 (2) 重点讲授常用工程高分子材料 (工程塑料、工程橡胶及工程纤维) 的基本力学性能及典型工程高分子材料的适用领域。 (3) 授课过程中通过列表等方式将高分子材料的相关内容与金属材料进行对比, 一方面避免概念混淆, 另一方面突出高分子材料与金属材料的不同之处。 (4) 采用启发式教学模式, 通过设问、模拟实验、举例、探究等方法引导学生思考;在多媒体课件中, 采用丰富的图片、动画激发学生学习的积极性和主动性。 3 结束语 通过机械工程材料课程中高分子材料的教学方案改革, 学生对这种新型工程材料有了基本且更为全面的了解, 他们深刻认识到, 高分子材料是机械工程材料领域中不可忽视的分支。 摘要：目前各高校机械工程材料课程均以金属材料为主线。近五十年来高分子材料异军突起, 成为新型的工程材料, 因此有必要在机械工程材料授课中增加高分子材料的比重并进行相应的改革。大连理工大学从授课内容、授课目标、授课过程、教学方式及参考教材等方面对机械工程材料课程中高分子材料部分进行了改革, 实践表明教学改革取得了良好的效果。 关键词：机械工程材料,高分子材料,教学改革 参考文献 [1]文九巴.机械工程材料[M].北京:机械工业出版社, 2009. [2]于永泗, 齐民.机械工程材料[M].大连:大连理工大学出版社, 2012. [3]张留成.高分子材料基础[M].北京:化学工业出版社, 2011. [4]高建纲, 宋庆平, 丁玉洁, 吴之传.工科非本专业《高分子化学》课程的教学探讨[J].高分子通报, 2009 (5) :63-66. [5]韩顺玉, 柳海兰.非高分子专业《高分子化学》课程教学实践与探讨[J].中国科教创新导刊, 2010 (35) :93. [6]詹茂盛, 何利军.“高分子材料课程信息化师生互动教学方法”研究与实践[J].化工高等教育, 2004 (3) :69-71. [7]何曼君.高分子物理[M].上海:复旦大学出版社, 2008. 【机械工程材料习题】推荐阅读： 机械工程材料【期末复习总结】02-01 机械基础习题解答06-12 机械原理凸轮习题07-27 机械设计基础习题01-08 机械原理习题参考答案10-21 大型养路机械考试习题11-29 电梯机械安装练习题01-14 机械设计基础课后习题09-20 机械原理复习题带答案01-17期末复习题——《土木工程材料》 篇4
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