二类通识课“材料与社会”课程思考题
1. 一般将人类社会进步的历程分为哪三个时代历程？
一般将人类进步的过程分为三个阶段，即石器时代、青铜器时代和铁器时代。
2. 按技术的起源与发展，中国古代青铜器的可分为哪三个历史时期？
到公元前6000年，人类根据长期的体验，创造了冶金术，开始了用天然矿石冶炼金属，在西亚出现了铜制品；发展到公元前3000年，出现了铜合金(添加锡、铅的青铜) ，形成了青铜器时代。由于青铜熔点低，铸造性能良好，它作为制造武器、生活用具以及生产工具等物品的材料，曾大显身手，在人类文明史上产生过重要作用。我国商、周时期，是使用青铜器的鼎盛时代，祭祀的香炉、灭火的铜鼎等都是用青铜铸造的。至于春秋战国时代的青铜兵器，更流传着许多动人的故事。越王勾践和吴王夫差的宝剑相继出土，使埋藏地下2500多年的秘密大白于天下，证实了诗人“越民铸宝剑，出匣吐寒芒”的赞誉。
3. 金属材料是金属元素或以金属元素为主构成的具有金属特性的材料的统称。包括哪些金属材料？
金属材料包括两大类：钢铁材料和非铁(有色) 金属材料。
除钢铁外，其他金属材料一般统称为非铁金属材料，主要有铝、铜、钛、镍及其合金等。铝、铜合金用得最多，钛合金主要用于航空航天等部门。
4. 有色金属可分为哪五大类？
有色金属可以分为轻金属(铝、镁、钛等) 、重金属(铜、铅、锌、锡等) 、贵金属(金、银、铂等) 、稀土金属及稀有金属(锂、铍等) 五大类。常用的有色金属有铝、铜、镁、锌、锡、钛等。
5. 铜合金按其主要组成和性能可分为哪两类？
铜合金按其主要组成和性能，可以分为两类，即黄铜和青铜。
6. 我国将镁合金分为哪4类？
我国将镁合金分为4类：变形镁合金、铸造镁合金、压铸镁合金和航空镁合金。
7. 中国在公元前513年, 铸出了世界上最早见于文字记载的是哪一件铸铁件？ 公元前513年《春秋左氏传》中写道：“冬，晋赵鞅、荀寅帅师城汝滨，遂赋晋国一鼓铁，以铸刑鼎，著范宣子所为刑书焉。”表述了晋国时就铸成了有刑书的大铁鼎，一部刑法条文铸在一只鼎上，这只鼎肯定较大。这也是我国铸铁技术的早期记载。
8. 钢按用途分类分为哪4类？
(一) 按用途分类
(1)工程构件用钢 此类钢应用范围相当广，主要用在车辆、造船、桥梁、建筑、石油、化工、电站、国防等部门，具体钢种有普通碳素钢、低合金高强度钢和微合金化低合金高强度钢。
(2)机器零件用钢 此类钢用来制造轴类零件、弹簧、齿轮、轴承等各类机器零件。
(3)工模具用钢 此类钢可分为量具刃具钢、冷变形模具钢、热变形模具钢。
(4)特殊性能钢 特殊性能钢可分为抗氧化钢和热强钢、不锈钢、耐磨钢、低温用钢(耐寒钢) 、无磁钢、易削钢。
9. 按塑料受热加工后的性能可分为哪2类？
按塑料受热加工后的性能可分为热塑性塑料和热固性塑料。
10. 陶瓷中的日用瓷、建筑用瓷等和采用高精选原料, 能精确控制化学组成, 按照便于控制制造技术加工的、进行结构设计并具有优异特性的陶瓷各属于哪类瓷？ 传统陶瓷。高性能陶瓷
11. 人类从蒙昧到文明的转折点是哪一类材料的冶炼和工具制作与使用？ 钢铁 铁器
12. 。从夏代到清朝约四千年间, 金属的使用分为两大发展阶段, 前阶段约两千年是
以哪一种器具制造为主？青铜器。创造了哪两个朝代的灿烂的文化？商周。后阶段两千年是哪类材料的天下？铸铁和钢（钢铁）。在生铁冶铸的基础上, 形成了有特色的中国古代钢铁文化。对中国的古代文明和社会进步起了重大的推动作用。
13. 黑色金属主要指什么金属？有色金属被称为什么金属？常用的有色金属有哪一些？
黑色金属主要指铁、钢 有色金属也被称为非铁金属。 常用的有色金属有铝、铜、镁、锌、锡、钛等。
14. 根据合金元素的含量及工艺特点, 铝合金可分为两大类？
根据合金元素的含量和加工工艺特点，铝合金可以分为铸造铝合金和加工变形铝合金两大类。
15. 常见的有钴高温合金有哪一些类型？钴基合金
16. 中国早在春秋时期已经在哪一些产业中的生产上广泛使用铁器？武器、生活用具和生产工具。生产工具主要是铁家具
（武器制造，农业生产工具制造。结构材料器件制造。）
17. 我国湖北同绿山发现的战国时期铁斧、铁锄是经过退火处理的白心可锻铸铁; 湖南长沙出土的战国时期铁铲是典型的黑心可锻铁, 证明我国是生产可锻铸铁历史最悠久的国家之一, 有哪一些可锻铸铁？
黑心可锻铸铁， 珠光体可锻铸铁 ， 白心可锻铸铁。
18. 现代的炼钢方法有哪三类方法？
现在炼钢方法有平炉炼钢、转炉炼钢和电炉炼钢
19. 塑料按用途可分为哪两类？
塑料按用途可分为通用塑料和工程塑料两类
20. 高性能陶瓷又称为什么陶瓷？一般由哪二大类陶瓷构成？
特种陶瓷 结构陶瓷和功能陶瓷
21. 什么是铸造铝合金和变形铝合金？
(一) 铸造铝合金
铸造铝合金是直接用铸造方法浇注或压铸成铸件的铝合金。它所含合金元素的比例比较高，合金元素总的质量百分比在8-25％范围内。按照我国铸铝国家标准GB 1173-1995，共分为四大类：
铸造Al-Si 类合金
铸造Al-Cu 类合金
铸造Al-Mg 类合金
铸造Al-Zn 类合金
一般铸造铝合金铸造性能好、压力加工性能差，而且铸件的力学性能都比较高。
(二) 变形铝合金
变形铝合金的特点是，经过熔炼浇注成铸锭后，再经热挤压可被加工成各种型材、棒材、管材和板材。所以，对此类合金的要求是具备优良的冷、热加工工艺性能，合金中合金元素的含量均比较低，材料的塑性较好。
变形铝合金按其成分和性能又可分为不能进行热处理的强化铝合金和可进行热处理的强化铝合金。
不能进行热处理的强化铝合金的合金元素含量比可进行热处理的强化铝合金的合金元素含量更低。但此类合金具有良好的抗蚀性，所以称为防锈铝。
可进行热处理的强化铝合金通过热处理能显著提高力学性能。此类铝合金包括硬铝、锻铝和超硬铝。
22. 何为白口铸铁、灰口铸铁、麻口铸铁和球墨铸铁？
白口铸铁是铸铁中最早的产品。铁中碳处于化合状态，以渗碳体(Fe3C) 形态存在，性质硬而脆，断口呈银白色。
灰口铁是应用最广泛的一种铸铁。铁中的碳是以片状石墨存在，断口呈灰黑色。 麻口铁是介于白口铁与灰口铁之间的一种铸铁组织。铁中的碳有以片状石墨存在的，也有以渗碳体(Fe3C) 形式析出的。所以它的断口不全是银白的(白口铁) ，也不是灰黑色(灰口铁) 。
石墨呈球状的铸铁称为球墨铸铁。
23. 什么是工程塑料、热塑性塑料和热固性塑料？
工程塑料是指力学性能较好，耐高、低温等综合性能好，可大量用做代替金属的一类塑料。用它可以制造机械零件或工程结构材料。与通用塑料相比数量较少，价格也较高。如尼龙、ABS 、聚甲醛、聚碳酸酯、环氧、聚砜等、
热塑性塑料就是这种塑料在加热成型后变硬，再次加热又可软化熔融重新塑制，这种过程可以反复进行，具有可逆性，它一般属于线型或支链型分产结构的高聚物。而热固性塑料则是在一次塑制成型后，不能再加热软化，只能塑制一次，这种塑料属于体形网状结构的高聚物。
黄河中下游一带、以秦晋豫三省为核心的中原地区，以陕西大部、
河南西部和山西西南的狭
主要呈红色，多用手制法，用泥条盘成器形，然后将器壁拍平制造。红陶器上常有彩绘的几何形图案或动物形花纹，是仰韶文化的最明显特征，故也称彩陶文化。
25. 大汶口文化及其标志性的文化艺术是什么？大汶口文化（公元前4300年 - 前2500年）是新石器时代后期父系氏族社会的典型文化形态。以泰山地区为中心，东起黄海之滨，西到鲁西平原东部，北至渤海南岸，南及今安徽的淮北一带（安徽省蒙城县尉迟寺遗址出土文物有与大汶口文物完全相同的），河南省也有少部分这类遗存的发现。因首先发现于大汶口，人们遂把以大汶口遗址为代表的文化遗存，命名为“大汶口文化”。大汶口文化的发现，使黄河下游原始文化的历史，由4000多年前的龙山文化向前推进了2000多年。 在大汶口文化的后期墓葬中，出现了夫妻合葬和夫妻带小孩的合葬，它标志着只知其母不知其父的母系社会的结束，开始或已经进入了父系氏族社会。标志性的是彩陶（黑桃）
26. 简述铜合金的分类及其表示方法？
铜合金按其主要组成和性能，可以分为两类，即黄铜和青铜
。所谓青铜，原来仅是指铜与锡的合金。但是近几十年来，因为多种合金元素被采用，出现了许多不以锡也不以锌为主要添加元素的铜合金，在习惯上也把这些新型铜合金称为“青
铜”，如“铝青铜”、“铅青铜”、“铍青铜”，等等。为了区别起见，把以锡作为主要添加元素的青铜称作“锡青铜”。而把其他青铜称作“无锡青铜”。
所谓黄铜是指铜与锌的合金。这种铜锌二元合金也称作“普通黄铜”。如果再加入第三种其他元素，如添加硅元素，即称为“硅黄铜”；加锰，即称为“锰黄铜”；加铝，即称为“铝黄铜”，等等，习惯上把这些多元黄铜统称为“特殊黄铜”。
在我国GB1176-87中共列入28个铜合金的牌号。
27. 试比较金属铜与铝的一般特性的异同点
(1)铜具有优良的导电和导热性能，仅次于银居第二位。但是当纯铜中混有少量的杂质元素，例如混杂磷等时就会导致它的导电、导热性能急剧地下降。
(2)铜的摩擦系数很小。所以以铜为基质的铜合金耐磨性很好。
(3)铜的电极电位高，它的标准电极电位约为+0.34 V(而铁为-0.44V) ，所以铜的耐腐蚀性能良好。常温下，在含有二氧化碳的潮湿空气中，铜表面形成一层绿色碱式碳酸铜(俗称“铜绿”)。只要有这层膜存在，铜的腐蚀速度就下降。
(4)铜具有面心立方晶格，具有很高的塑性，它的延长率可达20-25%。
(5)铜的熔点是1 083℃，相对密度为8.92。
(6)纯铜的铸造性能非常差，具有很大的体收缩(4.1%)和线收缩(1.42%)。易产生气孔和显微裂纹，使纯铜性能变脆。
铝是元素周期表中第Ⅲ族(类) 主族元素，面心立方晶格。
铝的密度小(2.72g/cm3) ，仅约为铁的1/3左右，所以铝合金密度也比较小。铝合金比强度高，远比灰铸铁、铜合金和球墨铸铁高，仅次于镁合金、钛合金和高合金钢。
铝的熔点为600℃，随着杂质含量的增加，熔点降低。纯铝的沸点为2 467℃，含有杂质时，沸点下降。
铝的塑性好，伸长率可高达25％，通过各种冷、热压力加工(锻、轧、压等方法) 可被制成各种管、板、棒、线等型材。在压力加工后再经过退火处理，铝的塑性更好，可以制成厚度为0.000 638mm的铝箔和极细的铝丝，伸长率达到了30-40％。
铝的导电性和导热性均很好，其导电性仅次于银和铜，居第三位。为了节约铜的用量，可以用铝来制造电线、电缆等各种导电制品，还可用作电器、电子设备的散热片及各种散热器的导热元件。
铝与氧的亲和力很大，在室温中即能与空气中的氧化合，表面生成极薄又致密的三氧化二铝(Al2O 3) 膜．此膜厚度约为2×10-6mm ，与铝基体紧密结合，没有空隙。可以阻止氧向金属内部扩散而起保护作用。当保护膜受到破损，又能迅速生成新的膜，恢复保护作用。所以铝在大气中有优良的抗蚀能力。这样铝及铝合金在生产上不需要特殊的防氧化措施，简化了生产工艺。铝在碱和盐溶液中抗蚀性不佳。因为氧化膜易被破坏，引起铝的强烈腐蚀。在热的稀硝酸、稀硫酸中铝的耐蚀性不好，氧化膜极易溶解。
纯铝的力学性能不高，并随着纯度不同而变化。纯度愈高，铝的抗拉强度低和硬度小而塑性高。
铝和铝合金可以进行阳极氧化处理，形成一层坚固的、各种色彩的保护膜，起到保护和装饰作用。
28. 镁合金的性能特点是什么? 为何把镁合金称为“绿色合金”？
镁合金具有以下一系列性能特点：
(1)比强度高 由于镁合金密度小，所以它的比强度要比铝合金高，可用镁合金代替铝合
金用作飞机、汽车、仪表的部件。
(2)减震性好 由于镁合金弹性模量小，当它受到外力作用时，弹性变形功较大，吸收能量较多，所以能承受较大的冲击震动载荷，飞机起落架、轮毂多采用镁合金制造。
(3)切削加工性好 镁合金具有优良的切削加工性能，可以采用高速切削，也可以进行研磨和抛光。
(4)抗蚀性差 使用时要采取防护措施，如氧化处理、涂漆保护等。镁合金零件与其他零件接触时，会产生接触腐蚀，所以在零件的接触面上应衬上浸油纸或浸石蜡的硬化纸。
镁合金是“绿色”合金的原因之一是，它能使产品轻量化、强韧化。轻量化、强韧化是当代机电产品的发展趋势。为了节省能源、减少污染，减轻产品自重，确保高性能和安全性，镁合金就是最合宜的材料。由于它的密度小、比强度高，因此汽车行业对镁合金越来越青睐。一方面，由于镁合金提高了汽车的性能价格比和安全性，另一方面是，由于它使汽车重量不断减小以提高燃料利用率，减少油耗及尾气排放。对环境污染小、质量轻化，是当代“绿色”汽车努力追求的目标。
镁合金是“绿色”合金的原因之二是，它的废物回收能量消耗低。原镁生产的能量消耗平均为35kW/kg，而镁合金回收的能量消耗不到原镁生产的1/10。因此，利用回收的镁合金进行再生产，不仅生产费用大幅下降，而且又有利于环境保护。
镁合金是“绿色”合金的原因之三是，它的产品单位体积价格低、消耗能量少。镁合金的单位质量价格比铝合金等贵。但由于其密度小，所以体积相同的零件，镁合金用量仅是铝合金的2/3。同一零件，用镁合金生产的材料费低于用铝合金的材料费。加上镁合金的加工性能好，其加工的能量耗费只是铝合金的70%，加工时间也减少，使能量消耗大为降低。
镁合金是“绿色”合金的原因之四是，它的综合性能优于塑料。镁合金的密度虽大于塑料，但它的力学性能比塑料强许多倍。而且塑料虽然能降低零件重量，但其回收工作有相当的难度，会给环境造成大污染。
镁合金得到了人们越来越大的重视，它具有巨大的发展空间。
29. 铸铁是怎样进行分类的?
铸铁按其中碳存在的不同形式、有无石墨析出和石墨的形态，可以分为白口铁(无石墨析出，碳与铁以化合物渗碳体Fe 3C 形式分布) 、灰口铁(石墨呈片状析出) 、麻口铁(既有渗碳体，又有片状石墨) 、球墨铸铁(石墨呈球状析出) 、可锻铸铁(石墨以团絮状析出) 、蠕墨铸铁(石墨以蠕虫状析出) 。
30. 铸铁按其中碳存在的不同形式、有无石墨析出和石墨的形态, 可分为哪4种？
31. 铸铁中主要存在哪几种金相基本组织？
铸铁中存在各种金相基本组织，主要有铁素体、奥氏体、珠光体等
32. 简述灰口铸铁的基本特点, 灰口铸铁还具有哪三种良好的使用性能？
灰口铁具有较好的铸造性能，流动性好，能浇满薄壁体和复杂件，凝固时的收缩小，铸件产生缩孔和缩松倾向较小，成品率较高，而且力学性能高于白口铁，还有良好的减震性和耐磨性。
灰铸铁还具有一些良好的使用性能，如较低的缺口敏感性、良好的减震性和良好的减摩性。
33. 简述球墨铸铁的基本特点及其发展过程。
球状石墨对基体的切口作用很小，所以它的强度、塑性和韧性都比较好。它的抗拉强度不仅高于其他铸铁，甚至高于铸钢。尤其突出的是，它的屈服强度(σ0.2) 超过任何一种铁碳合金，比铸钢要高得多。屈服强度与抗拉强度的比值(σ0.2/σb ) 铸钢为0.35-0.50，而球铁则达0.7-0.8，几乎是铸钢的2倍。
球墨铸铁的疲劳强度较大，加上石墨的润滑和储油作用。所以在干摩擦或润滑摩擦时的耐磨性都优于碳钢。
球墨铸铁中的各个石墨球，绝大多数是独立存在、互不相连的，因此在高温时，空气和其他氧化性气体不易沿石墨渗入铸铁内部，所以球铁有良好的耐热性。
球墨铸铁是现代科学技术的产物。早在1935-1936年间，德国人首先发现，当球墨铸铁成分为C 1.5％、Si 3.5％的铁碳合金时，在凝固过程中可析出球状石墨，后来人们称此合金为石墨钢。1947年。英国人在过共晶灰铸铁液中，加入稀土金属作为球化剂得到了球墨铸铁。1948年，美国人把镁作为球化剂，随后再加硅铁孕育剂，也得到了球墨铸铁。
从此以后，球墨铸铁的生产日益发展。球铁虽然是较年轻的铸铁材料，其发展历史才几十年，但是它的发明使铸铁材料性能发生了质的飞跃。全世界各国发展得很快，许多工业国家，目前球墨铸铁的产量已超过铸钢和可锻铸铁，仅次于灰口铁。
但是许多人可能不知道，我国在两千多年以前就有了类似于球墨铸铁的高强度铸铁。在河南地区发现的公元一至四世纪汉魏时期铁器就有具有球墨的铸铁(见表2-3) 。
我国古代球墨铸铁有它的特点：低碳、低硅，没有球化剂，化学成分与现代球铁不同；球墨的球径小(一般为20~40μm)。估计古代球墨是从白口铁退火而形成的，不是从铁水中直接析出的。
我国球墨铸铁真正的发展是在新中国成立以后。从1950年至1958年这是发展的第一阶段。此阶段生产的是镁球墨铸铁。发展的第二阶段是从1959年到1964年，在此阶段稀土镁球墨铸铁试验成功。从1965年以后，稀土镁球墨铸铁在全国扩广普及，这是我国球墨铸铁发展的第三阶段。目前我国球铁产量已达到1 000万t 左右。球墨铸铁的使用范围已经遍及到汽车、农机、船舶、化工、冶金、管道等方面。如以马路下的输水管为例，国内过去一直是使用灰口铁管道，因灰铸铁的强度低，所以经受不起长期压力载负的作用，经常发生管道爆裂，造成马路上“水漫金山”现象。现在，我国已用上了球铁铸管，所以管子破裂现象已大为降低。
34. 请归纳铁与钢在促进社会进步中的作用。现代炼钢技术主要有哪几种方法?
它是经济建设中最重要的金属材料。无论是工农业生产、国防建设以及日常生活都离不开它。 现在炼钢方法有平炉炼钢、转炉炼钢和电炉炼钢
35. 简述塑料的发展过程？塑料的主要优缺点和组成成分？塑料是如何分类的?
如果从1868年，人类最早制得的人造塑料赛璐珞算起，塑料的历史不过100多年。赛璐珞是一种由胶棉(含氮量低的硝酸纤维素) 与增塑剂(如樟脑) 加工制成的塑料，由于它类似象牙，所以又称为假象牙，至今仍用它来做乒乓球、梳子、纽扣及儿童玩具等。不过赛璐珞这种塑料并不是由低分子量化合物合成的，而是用天然高分子物质——硝酸纤维素加以改造而形成的。真正用低分子物质通过化学反啦合成的第一种塑料是酚醛树脂，那是1910年的事，距今只有不到100年历史。
塑料的发展大概经过了以下几个阶段：初创→发展→飞跃→稳定。
酚醛、硝酸纤维素等产品的工业化生产是塑料的初创阶段。它的特点是进行间歇式小批量生产。20世纪30年代进入了塑料的发展阶段，聚乙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯等塑料的工业化生产，是这个历史阶段的特征。到了50年代末到60年代初，随着石油化学工业的高速发展为塑料工业提供了丰富而廉价的原料，塑料工业进入了飞跃阶段，塑料的品种和产量不断增加。70年代末起，进入了稳定增长阶段，塑料的性能和质量进一步提高了，生产技术更加合理完善，性能优异的功能塑料开始问世。
如今塑料在国民经济上用途非常广泛。
在汽车、车辆、飞机等交通运输工具上，使用了大量的塑料零件。如汽车上有300-400个零件是用塑料制成的，如驾驶盘、仪表壳、齿轮、衬套、汽化器等。大型超音客机有2500多个零件是用塑料制造的。塑料零件的使用使部件自身重量减轻。可以达到提高交通工具的速度和节省燃料的目的。
化工设备中也有许多零件是用塑料制成的。而塑料具有优良的耐蚀性能。这一特点使塑
料零件用于化工工业是再合适不过了。许多管道、阀门、泵、容器都用塑料产品，取代了不锈钢、铜合金和钛合金。
在机械工业中也大量使用了塑料。如机床的摇手把、齿轮、油管等。塑料件约占了机床零件的20%之多。
在电气、电机业上塑料产品使用得也不少。各种仪器仪表的面板、罩壳均是用塑料做的。 造纸、制药机械上也都用了许多塑料件。在日常生活、农业、国防上使用塑料的例子更是举不胜举。
塑料发展得如此迅速，用途如此广泛．这与塑料具有许多优良的特性是密不可分的。 综合起来塑料所具有的优点是：
密度小，一般塑料的密度在0.9~2.3 g/cm3范围之内，略大于水，有的比水还轻，塑料的密度是钢铁的1/6，铝的1/2。
耐腐蚀性好，一般塑料在酸碱环境下均具有良好的耐蚀性能，聚四氟乙烯甚至在“王水”中煮沸也毫无损伤。
电绝缘性好，几乎所有的塑料都具有优越的电绝缘性和极小的介质损耗。有优良的耐电弧特性，这些性能可以与陶瓷、橡胶媲美。
减摩和耐磨性能好，大部分塑料的摩擦系数都比较低，故很耐磨。用塑料制作的轴承、齿轮、活塞环和密封圈等在腐蚀性介质中或者在少油、无油润滑的条件下，都能很好地运转。 消声吸振性能好，用塑料做的传动摩擦零件，可以减少噪声，降低振动，改善劳动条件。 塑料主要的缺点是：
力学性能比较差，特别是刚性差．如一般尼龙塑料的弹性模量仅约为钢铁的1/100。 耐热性能很低，在长时间使用时，耐热温度只能在100℃以下，只有少量塑料可以在超过200℃温度下使用。
在长期负载作用下，即使温度不高。塑料也会慢慢地产生塑性流动。即所谓蠕变，在常温下的蠕变也称为冷流。
塑料在光和热的作用下，性能会变坏、变脆或粘连等，这就是所谓的老化现象。另外，塑料也很容易燃烧。
塑料主要是由以下物质组成的：
一、树脂
一般的塑料制品都是以合成树脂为主要成分。在加热加压条件下塑造成一定形状的制品。 合成树脂是指人工合成的类似于天然树脂(如松香、沥青) 性能的一类高分子物质；一般树脂在塑料中的含量在40- 100％。塑料的性能主要取决于树脂的种类。
二、添加剂
添加剂是指为了改变塑料性能而加入的其他组分、
1. 填料
填料可以在塑料中起增强作用，还可能使塑料具有树脂所没有的新性能(如导电性能等) 。填料一般应该具有易被树脂浸润，本身性质稳定，价格低廉，来源丰富等特点。填料既可分为无机填料和有机填料，还可以按此形状分为粉状、纤维状和片状等。
粉状填料有木粉、云母粉、石英粉、石墨粉、碳黑、各种金属氧化物粉(氧化铝、氧化钛、氧化硅) 和各种金属粉(铁粉、铜粉和铝粉) 等。
纤维状填料有棉纤维、合成纤维、石棉纤维、玻璃纤维和碳纤维等。
片状填料有木片、棉布、麻布、玻璃布等。
2．增塑剂
增塑剂是用来提高树脂的可塑性和柔软性的。加入增塑剂以后，能够降低塑料的软化温度和硬度，提高塑料的韧性。常用的增塑剂有邻苯二甲酸二丁酯、癸二酸酯类、磷酸三苯
酯、石蜡氧化和樟脑等。
3．固化剂
固化剂是指一般热固性树脂成型时，由线型结构转变为体型结构的过程中，加入的一些专门的化学物质。如线型酚醛树脂用六次甲基四胺，环氧树脂用乙二胺作为固化剂。
4．稳定剂
为了防止塑料在光、热或其他条件下过早产生老化，延长塑料的使用寿命加入的化学物质称为稳定剂。稳定剂有抗氧化剂和紫外线吸收剂等。一般抗氧化剂为酚类和胺类有机物，而炭黑作为紫外线吸收剂。
5．润滑剂
为了使成型后的塑料制品顺利地从模具或其他设备中分离出来，可以加入少量的润滑剂：常用的润滑剂有硬脂酸及其盐类。润滑剂还可能使制品表面光亮美观。
6．着色剂
为了使塑料制品具有美丽的色彩，可以加入有机染料或无机染料。这些染料具有着色力强，色泽鲜艳，耐热、耐光等特点。
7．其他组分
塑料中还可加入其他一些组分，如催化剂、发泡剂、阻燃剂等。加入这些组分后可使塑料制作方便或具有更优良的性能。
按塑料受热加工后的性能可分为热塑性塑料和热固性塑料
塑料按用途可分为通用塑料和工程塑料两类。
36. 比较有机玻璃与普通玻璃在组成和性能上的差异。
钠钙硅酸盐玻璃。钠钙硅酸盐玻璃, 简称钠钙玻璃, 又称普通玻璃。主要成分为SiO 2, Na2O 和CaO 。它熔点低, 易于熔制, 由于含杂质较多, 玻璃常带有绿色。与其他玻璃相比, 钠钙玻璃的力学性质、热物理性质、光学性质及化学稳定性均较差。主要用于制造普通建筑玻璃和日用玻璃制品等。
37. “塑料王”是指何种塑料? 为何它会具有这样的美称?
38. 常用的热固性塑料有哪几种？它们各具有什么特性?
酚醛塑料简称为PF 。它是以酚类化合物(苯酚、甲酚、二甲酚等) 与醛类化合物(甲醛等) 经过缩合反应得到的酚醛树脂为基材原料，加入填料(木粉、石棉等) 、固化剂、润湿剂及着色剂等添加剂经固化而得的热固性塑料。
酚醛塑料是塑料中历史最悠久的品种之一，早在1905年就已经开始了工业化生产。虽然它是一个老牌产品，但因为它的性能比较好，而且价廉，因此目前的产量仍然很大。又由于它的电绝缘性能优异，且呈粉状，故常称它为“电木粉”。
酚醛塑料的密度为1.3-2.0 g/cm3。酚醛塑料具有优良的耐热性能，其工作温度可以在100℃以上。它的刚性高，强度性能和绝缘性能也不错，化学稳定性好，对有机溶剂、酸、弱碱和油类的侵蚀均具有很好的抵抗能力。酚醛树脂在水润滑的条件下具有较低的摩擦系数，为0.01-0.03。
酚醛塑料的缺点足比较脆，耐光性低、着色能力差，它只能制成棕色或黑色的产品。 酚醛塑料可以根据不同的性能要求．选择不同的填料和配方，以适应各种用途的需要。 如用木粉作为填料，则酚醛塑料具有良好的综合性能，可用它制取机械零件及电绝缘件(如电灯开关、灯头、插座等) 。
用云母作为填料，则酚醛塑料具有高绝缘性能，可以制取电闸刀壳、电子管插座、电阻器外壳等电器用品。
用石棉作为填料。则酚醛塑料可刚于电炉、电烫斗和电阻器的座子。
用棉、布、玻璃纤维为填料，酚醛塑料的力学性能明显提高，尤其是具有高的冲击韧性，可用于制作泵的叶片、搅拌机浆、风机风扇等产品。
酚醛泡沫塑料的耐热性好，可用在200℃左右的保温绝热场合。尤其是它的耐燃性好，燃烧时的低发烟性特点，可作为绝热保温材料在建筑上有很大的实用意义。
酚醛树脂和酚醛塑料在高温条件下的优良刚性和耐蠕变性能，为它的自身发展前景开创新的道路，可作为耐火材料胶黏剂及绝热材料而得到更广泛的应用。
环氧塑料简称EP 。分子中含有多个环氧基团的树脂称为环氧树脂。
使环氧树脂与多种类型的固化剂(胺类、酸酐、酰胺类等) 发生交联反应，形成体型高聚物的一系列产品称为环氧塑料，它能适应各种应用所提出的性能要求。
环氧树脂的固化方便。它可以在5-180℃温度范围内迅速地或缓慢地固化。固化过程中收缩率很小(≤2％) 。
环氧树脂对各种物质具有突出的黏附力。对各种金属，如铁、钢、铜、铝等及非金属材料，如塑料、玻璃、陶瓷等，均具有良好的黏附能力，故环氧树脂有“万能胶”之美称。 环氧树脂有优良的耐化学性，能耐酸、耐碱。它还具有良好的电绝缘性、高的介电强度、突出的尺寸稳定性和耐久性等一系列优点。
环氧树脂及加入固化剂并经处埋变成体型结构的高分子化合物后具有一系列可贵的性能，所以应用的范围很广泛。
作为优良的黏结剂使用，这是它的一个应用领域。
它具有好的耐蚀性能，所以又可以做油漆、涂料用。环氧树脂主要用于设备、材料的防腐蚀，延长设备和材料的使用寿命。
环氧树脂可以用模型或层压技术制得力学强度、化学稳定性和介电性能都比较好的玻璃纤维增强制品。这种制品不仅广泛应用在机械制造业、电子、电气、汽车工业，还应用于宇航事业中，它可以做火箭或人造卫星的躯壳等。
氨基塑料：着色性好，色泽鲜艳，外观光亮，有灭弧性能， 耐热耐水性弱于酚醛塑料。适于作灭弧罩，电器开关，矿用防爆电器，装饰材料，工具等。
有机硅塑料：耐高低温，耐潮，电阻高，髙频绝缘性好，耐辐射臭氧。适于作电器元件的塑封件及耐高温、电弧和高频的绝缘件等。
(4)硅酮塑料：可在很宽频率和温度范围内保持良好的绝缘性能，一900〜300°C 下长期使用，耐辐射，防水，化学稳定性好，抗裂性良好，可低压成型。主要用于低压塑料整流器，半导体管及固体电路等。
39. 什么是ABS 塑料? 它有什么特点?
ABS 塑料是由丙烯腈、丁二烯、苯乙烯三种单体共聚而成，也可看作是改性的聚苯乙烯，是一种性能优异的工程塑料。A 代表丙烯腈，B 代表丁二烯，S 代表苯乙烯。其分子组成为：各种成分所占的比例为：丙烯腈25％-30％．丁二烯25％-30％，苯乙烯40％-50％。
l. ABS 的基本性质 ABS 塑料综合了苯乙烯、丙烯腈和丁二烯三者的各自优点，克服了它们的不足之处，具有良好的综合性能。苯乙烯的坚硬透明，良好的电绝缘性能和加工成型性能保留了下来，丙烯腈的优点是较高的强度，良好的耐热和耐油性，丁二烯的优点是具有弹性和耐冲击性。所以ABS 是一种坚韧、质硬、刚性好的塑料。
ABS 是无毒、无味、粉状或粒状的高聚物。密度为1.08-1.2g/cm3，吸湿性
ABS 具有优良的力学性能，且在低温时也不会快速下降。它的抗拉强度35-50MPa ，缺口冲击强度为10-40kJ/ m 2，低温时缺口冲击强度7-20kJ/m2，抗弯强度28-70MPa 。它还具有良好的抗蠕变性。洛氏硬度RC 62-118，耐磨性能良好。
ABS 热变型温度为93℃，脆化温度-27℃。它的制品使用温度范围为-40~100℃。ABS 热
稳定性差，在250℃是易产生有毒挥发性物质。
ABS 在较大频率变化范围内的电性能稳定，温度和湿度对ABS 电性能影响也很小。 ABS 化学性能稳定，酸、碱、盐对它几乎完全没有作用。
ABS 还具有良好的加工成型性能。
40. 比较陶瓷与金属在性能上的差异？
一、陶瓷的力学性能
1．陶瓷的弹性模量
陶瓷材料的许多重要应用是在受力后只产生弹性变形的范围。陶瓷的弹性模量一般都比金属高。陶瓷的组成相不同时，其弹性模量也不同。
陶瓷中气孔率越高，气孔越多，它的弹性模量就越小。晶粒大小和表面状态(如粗糙度等) ，对弹性模量的影响不大。
陶瓷的弹性模量与温度也有关系。当温度升高时。它的弹性模量降低，特别是加热到1/2的熔点以上温度后，由于晶界产生滑移，弹性模量会急剧下降。如热压Si 3N 4从室温升到l 400℃时，其弹性模量从314GPa 下降到255GPa 。
2．陶瓷的塑性变形及蠕变
陶瓷材料在室温下几乎没有塑性，完全是脆性断裂，这是陶瓷作为工程材料应用的致命弱点。
3．陶瓷的强度
陶瓷的理论强度是指无缺陷的理想陶瓷晶体被拉开构成晶体的原子间键而破坏理想晶体所需的应力。此强度又称为材料的理想断裂强度。
陶瓷的弹性模量要比金属大几倍，那么陶瓷的理论强度也应该大，强度比金属高。但陶瓷的实际断裂强度比理论断裂强度小得多，一般要差2～3个数量级。
4．陶瓷的硬度
陶瓷材料的硬度一般都比较高。其中金刚石的硬度最高。
5．疲劳强度
陶瓷的疲劳强度是指陶瓷的强度随着所受载荷时间的长短而变化的特性。实际上它是陶瓷材料在受力和周围环境作用下显微裂纹扩展直至折裂的过程。
由于陶瓷质脆，同此它的冲击强度低，所以它的疲劳强度也比较低。
二、陶瓷的热性能
1．熔点 陶瓷材料的熔点一般都很高，基本上均在l 500℃以上。这是由于陶瓷材料主要是由离子键和共价键强有力的键结合决定的。
陶瓷材料具有高熔点、高硬度和高的化学稳定性，这是它被广泛作为高温材料应用的原因。
2．比热容 比热容是指加热某一材料，使单位质量的该物质温度升高1℃所需要的热量。 对于陶瓷材料，大多数氧化物和氮化物的比热容从低温时的低值随着温度上升而增加，在1000℃附近，达到一个基本值。温度的进一步增加，不会明显影响该数值。而且该数值与晶体的结构类型关系不大，但是热容与材料中气孔的多少有关，气孔率高的多孔陶瓷因为其质量轻，所以它的比热容小。
3．热导率 热传导有三种形式：传导、对流和辐射。热传导是陶瓷材料经常遇到的传热过程。热导率是指材料在单位温度梯度下，单位时间内通过单位截面的热量。它是表示材料导热能力的物理参数。
陶瓷材料的热传导与金属的热传导有明显的差别：陶瓷材料不像金属材料，只有数量极少的电子，所以全要靠晶体的晶格振动来完成导热过程。所以一般陶瓷材料的导热能力较差，热导率较小；陶瓷材料的晶相，大部分对辐射热具有透过性。
4. 热膨胀 热膨胀是指材料的体积和长度随温度升高而增大的现象。这也是材料热性的重
要指标。
瓷材料的线膨胀系数一般部比较小，为10-5～10-6/K。膨胀系数小，说明晶体质点间的结
合力大，温度升高时质点振幅增加较小。陶瓷材料的器件在高温时的尺寸变化较小。
5．热震动性 热震动性是指材料在温度急剧变化时所具有的抵抗破坏的能力。
陶瓷材料在经受快速温度变化时(即热震时) ，会形成巨大的应力。此热应力效应不仅取
决于应力的大小、应力的分布以及应力作用时间长短，而且还取决于材料的延展性、气孔率、
存在的裂纹等等特性。
陶瓷材料抗热震动性的能力较差，当它受到热冲击时极易被破坏。
三、 陶瓷的其他性质
1．陶瓷的电性质 绝大多数陶瓷是良好的电绝缘材料，它们的电阻率ρ在107~1020Ω·cm
的数量级范围
陶瓷良好的绝缘性质，使它们可大量用于制作隔电的瓷质绝缘器件。从低压瓷(1 kV 以下)
到超高压瓷(110kV以上) 均可被制作。
陶瓷的介电性能好，它的介电损耗很小，可以用于制取高频、高温下工作的器件。
2．陶瓷的耐腐蚀性能 陶瓷材料具有优良的抗化学腐蚀，即(氧化腐蚀) 和抗电化学腐蚀
的能力。这是由于陶瓷材料的离子间或共价键强键结合的缘故。
陶瓷能够在酸、碱、盐和各种氧化剂条件下经久耐用，这是该材料的又一大优点。
3．陶瓷的光学性能 许多新型功能陶瓷，有许多特异的光学性能。如透明陶瓷，具有
极好的透光效应，是光学材料的重大突破。它可以用作高压钠灯管、各种高级窗口材料(如
飞机座舱的挡风玻璃、高级轿车透明防弹玻璃窗等) 。
陶瓷构料在光导纤维材料、激光波导材料、光存储材料中都占有极重要的地位。
41. 简述陶瓷的生产工艺过程？
一、坯料制备
坯料制备过程随着原料种类、成型工艺对坯料性能要求而不同。坯料的质量好坏将对陶
瓷的成型加工性能及最终的使用性能产生决定性的影响。
各种坏料的制备工艺都是围绕着提高陶瓷成型、加工工艺性能和制品的使用性能为中心
的。
坯料制备时要把原料粉碎、磨细至一定的程度，以达到原料所必要的粒度，然后再对原
料进行精选除掉其中的杂质，最后根据制品须达到的性能按一定比例来配料。
原料经过坯料制备以后，根据成型工艺的要求，可以是粉料，也可以是浆料或可塑性泥
团。它们可以按各种成型方法制成所需要形状和尺寸的陶瓷制品。
二、成型
按照坯料的性能可以分为干压成型法、可塑法和浇注成型法。
1．干压成型法 干压成型法又称粉料成型法。它是将含有一定水分和添加剂的粉料，
在金属模具中用较高的压力压制成型。它与粉末冶金成型方法一样。具体方法有单向加压法
和冷等静压法。
2．可塑法 可塑法又叫塑性料团成型法。在坏料中加入一定量的水分与塑化剂，使坯
料成为有良好塑性的料团。再把料团通过手工或机械成型。最常用的是挤压法和车坯成型法。
挤压成型是把可塑泥团在活塞压力的作用下，经过模孔而被挤压成为所要求形状的制品。
此方法适用于加工各种管状陶瓷产品(如高温炉管、热电偶瓷珠、电容器瓷管等) 和断面形状
规则的瓷棒、瓷轴(可以是圆形、方形、椭圆形等) 。
车坯成型是把挤出的圆柱形料作为坯料，在车床上加工成型，可被加工成形状较为复杂
的圆形制品。
3．浇注成型法 浇注成型法又称浆料成型法。它是把原料配制成浆料，再浇注入模具
中成型。
浇注成型法可以分为一般注浆成型法和热压注浆成型法。一般注浆成型法是把泥浆浇注
入石膏模中，利用石膏型的吸收性而使泥浆成型。此方法一般用于制造形状复杂、精度不高
的日用陶瓷和建筑陶瓷。
热压注浆成型法与熔模精密铸造的蜡模制造方法相似。在原料中加入塑化剂石蜡，配制
成含蜡泥浆。在适当的温度和压力下把含蜡泥浆浇注入金属模中，等坯体冷却凝固后脱模。
这是工业陶瓷常用的制造方法，可以生产尺寸-较精确、光洁度高、结构致密、形状复杂、
质量要求高的陶瓷产品。
三、烧结
未经烧结的陶瓷制品称为生坯，生坯经过初步干燥后即可上釉，或直接去烧结。
陶瓷生坯是由许多固体颗粒堆积起来的聚积体，颗粒之间除了点接触外，还留有许多空
隙，所以强度很低，不能使用。
陶瓷生坯烧结时会发生一系列的物理化学变化，体积变小、密度增加、强度提高、硬度
增大、颗粒间由点接触变成面接触。
烧结时的加热速度、温度、时间以及炉内气氛都对陶瓷的质量有密切的关系。
42.“刚玉”是指哪种陶瓷材料? 请分析它的特点与应用的关系?
氧化铝陶瓷 氧化铝陶瓷的硬度高，莫氏硬度9，仅次于金刚石、碳化硼等。
“刚玉”之意，就是说明它坚硬的意思。它的高硬度、高抗磨性，可广泛地用以制造切
削刀具、磨轮、磨料。刚玉刀具可以高速切削钢铁(如汽车发动机和飞机零件) ，不仅比硬质
合金刀具可提高工效倍数，而且还可获得高的加工精度。
加入了少量氧化镁(MgO)的氧化铝陶瓷，在烧结过程中晶粒的生长被明显地抑制，可制
得晶粒度仅为几个微米的材料，即微晶刚玉瓷，材料的强度大大地提高。它除了作为金属切
削刀具外，还可以用做机械上的耐磨件，如各类泵体的密封环，柴油机冷却系统的密封圈，
轴承、轴套等。
氧化铝陶瓷的电阻率高，电绝缘性能好，常温下电阻率为1015Ω·cm ，绝缘强度为
15kV/mm。它被用于制作内燃机上点火用的火花塞。火花塞每秒要引爆25～50次，瞬间温
度可达2 500℃，压力峰值达1 010MPa，要求绝缘材料具有高的机械强度和耐热冲击性能，
高温下优良的电绝缘性能，并具有强的耐化学腐蚀能力。而氧化铝陶瓷就具有这些综合性能，
所以用它来制作火花塞是最合适的，至今氧化铝陶瓷在众多的火花塞世界中占据着垄断地
位。
氧化铝陶瓷在高频条件下的电绝缘性仍然优良。电损耗极小，所以它在电子工业上也得
到了应用，可用做电子器材零件、电子管外壳等。
氧化铝陶瓷的脆性大，抗拉强度大大小于它的抗压强度(小10倍左右) ，抗热震性能差，
成本高，制取工艺复杂，这些都是它的不足之处。
43. 简述非氧化物陶瓷的基本特点?
非氧化物陶瓷由过渡金属和非金属间的化合物及非金属之间形成的化合物组成。具体
种类可分为碳化物高温陶瓷和氮化物高温陶瓷。
44. 什么是装置瓷? 它有哪些要求?
装臵瓷在电器设备中应用很广泛，又称为电绝缘瓷。一般常用的产品有：高频缘子、插座、
瓷轴、瓷管、基板、波段开关、线圈骨架等。所以装臵瓷主要作用就在于安装、固定、支承、
保护、绝缘、隔离以及连接各种电器零件及器体。
1．装臵瓷的要求
装臵瓷的选择，要考虑满足以下几方面的要求：
高的电阻率(室温下) ，要大于1010Ω·cm ；
高的介电强度，大于104kV/m；
低的介电系数，应小于9，这是为了减小线路分布的电容值，避免在线路中产生恶劣影响，
以保证整机质量；
高频电场下低的介电损耗，避免造成材料大量发热，保证整机不会产生过热，维持正常
工作；
高的力学性能，因为装臵瓷一般都要承受较大的负荷。要求其抗弯强度为45~300MPa，
抗压强度为400~2 000MPa；
高的化学稳定性，具有较好的抗腐蚀氧化能力。
45. 试简述我国陶瓷的发展过程？并简述现代陶瓷和传统陶瓷的区别？
陶瓷材料是人类文明和进步的象征。人类祖先最古使用石头、木头、骨头做生产和生活的工
具。经过了漫长的岁月，我们祖先用黏土泥巴制成容器，经过太阳晒干后使用，这就是陶器
的起源。后来，人类学会了用火，开始用火来烧制陶器，使陶器的制作前进了一步。这也是
用热处理方法来改变材料性质的开始，是人类社会发展史的一个突破。
我国陶器的起源，约距今10 000年左右。在5 000～6 000年以前，我国烧制陶器的温度达
到了950℃，烧成了含有三价铁的“红陶”，这种红陶是著名的“仰韶文化”的标记，它们是在
氧化性气氛下烧成的。在4 000年以前，烧制陶器的温度达到l 050℃以上，使红色的三价铁
被还原成黑色的二价铁，获得了薄胎黑陶。通过控制窑炉内的气氛和烧制高温条件的获得，
促进了陶器制作业的发展和提高。
我们的祖先在世界上最早制造和使用了瓷器。约在3 000年前就有了“原始瓷器”的发现。
1 700年前的东汉越窑青瓷是迄今为止我国发掘的最早瓷器。唐朝越窑青瓷、刑窑白瓷、唐
三彩都是闻名于世的。元、明、清时代的彩瓷有了快速发展，从三彩釉色发展到五彩釉色。
我国的瓷器通过陆上的“丝绸之路”和海路逐渐传播到中亚、西亚和欧洲。我国古代的能工巧
匠制造出“明如镜、白如雪、薄如纸、声如磬”的无价国宝的瓷器，成为我们中华民族的骄傲。
英文中字头小写的"china" 即为瓷特种陶瓷与传统陶瓷比较，主要存在以下的区别：
(1)特种陶瓷在原材料上，除了保留传统陶瓷的硅酸盐材料以外，还引入了许多新材料，
主要有氧化物、氮化物、硅化物、硼化物、碳化物等。
(2)成分配比上有了变化 传统陶瓷的成分仅是由产地黏土成分自然决定，因而产生了不
同产地和炉窑的陶器有不同性质的现象。而特种陶瓷的原材料是纯化合物，成分由人工配比
决定，陶瓷的性质不决定于产地，而取决于原料纯度和工艺。
(3)生产工艺上的改进 改变了传统陶瓷仅用炉窑来烧结的工艺，采用了真空烧结、保护
气氛烧结、热压等先进的方法。
(4)性能上的突破 特种陶瓷具有特殊的性能，如高强度、高硬度、耐腐蚀、高绝缘以及
特异的磁、电、光、生物等性能。用途极大地被拓宽。
器。中国与瓷器，享有同一名字。
46. 试分析人类社会的进步与有色金属合金发展过程的关系?
47. 试论述塑料和陶瓷与人类社会进步之间的关系? 陶瓷材料是人类文明和进步的象
征。陶瓷已是人类生活和生产中不可缺少的一种材料。陶瓷材料既是古老的传统材料，又是
年轻的近代受到重视发展研究的材料。它与金属材料和高聚物材料一起，构成了工程材料的
三大支柱。
陶瓷是文化的结晶，艺术的精华。陶瓷的发明，是人类社会发展史上划时代的标志，是人类
发明史上的重要成果之一，也是我们中华民族对世界物质文明做出的又一重大贡献，所以我
们的祖国有陶瓷之国的称誉。据考证中国陶器的烧制已有近万年的历史，而瓷器的出现也有
1800余年的历史；由于陶器与人类的物质生活紧密相关，加之历史悠久，所以成为我们今
天考证研究历史的重要资料和衡量一个地区文明程度的主要标志。 陶器的出现，首先是
与原始人类的活动居住分不开的，并且是人类社会发展到一定阶段，社会生产力提高的结果。
在原始社会早期的旧石器时代就有猿人活动居住，经过近三四十万年的发展，大约从旧石器
时代晚期的万年开始，由于社会的发展和生产力的提高，人类在长期使用火的实践中，对粘
土的可塑性和可烧性的认识后产生了陶器。。陶器的烧制成功对于人类由野蛮进入文明，由
采集游牧生活到农业定居生活起着极为重要的作用。 由于社会的发展和生产力的提高，农
业生产有了较大的发展，人类普遍进入以农业生产为主的定居生活阶段，社会也有原始群居
进入繁荣的母系氏族公社阶段；农业的发展和普遍定居生活，使社会对陶器的需求量有了大
的提高，这是淄博地区原始社会陶器得以发展的社会原因。制陶技术也有了进一步的提高，
由手制转向轮制，轮制技术的出现和运用是原始社会制陶史上的技术突破。并逐步掌握了还
原烧制法，烧制出了精美的黑陶，陶器由以烧制红陶为主转向以烧制黑陶为主，并已掌握了
磨光技术，烧制的陶器规整美观，到了距今4000余年的龙山文化时期烧制出薄如壳、黑如
漆的“蛋壳陶”陶器，达到了中国陶器史上的高峰，表现出当时制陶业已具有的高超水平。除
此以外还烧制出了素面白陶、彩陶和出现了在陶器上刻划文字符号，陶器的器类除以生活器
皿为主外，还烧制有礼器和酒器，从而证明当时的制陶作坊内部已经有了专业分工。常见的
器型有甗、鼎、鬲、杯、罐、盘、盆、鬶、豆等，陶塑也较常见，多为动物造型，开创陶塑
美术制陶的先河。制陶不仅从原始社会晚期业已开始，而且工艺先进，制器精美，器类齐全，
达到了很高的艺术水平，创造了以陶器为主的灿烂悠久的地方原始文化。
49. 玻璃材料及其制品在现代装饰中具有哪些用途？
50. 吸热玻璃和热反射玻璃有何区别？
1. 吸热玻璃 吸热玻璃是能吸收大量红外线辐射能, 并保持较高可见光透
射率的平板玻璃。目前, 我国生产的吸热玻璃的颜色有灰色、茶色、蓝色等, 厚度
有2mm 、3mm 、5mm 和6mm 四种规格。与普通平板玻璃相比, 吸热玻璃具有以
下几个特点：
1) 吸收太阳辐射热
2) 吸收日光中的可见光
3) 具有一定的透明度
由于上述特点, 吸热玻璃已广泛应用于建筑物的门窗、外墙等, 起到隔热、防
眩、采光及装饰等作用。
2. 热反射玻璃 热反射玻璃是指既具有较高的热反射能力, 又能保持平板
玻璃良好透光性能的玻璃, 又称为镀膜玻璃或镜面玻璃。热反射玻璃是通过热解、
蒸汽、化学镀膜等方法在玻璃表面喷涂金、银、铜、铝、铬、镍、铁等金属氧化
物, 或粘贴有机薄膜或非金属氧化物薄膜, 还可以用离子交换法置换出玻璃表面
层原有的离子而制成。
1) 性能
(1)对太阳辐射热有较高的反射能力。
(2)镀金属膜的热反射玻璃具有单向透像的特性。
2) 用途
热反射玻璃由于具有良好的隔热性能, 所以在建筑工程中获得广泛应用, 常
用来制作中空玻璃或夹层玻璃窗, 以提高其隔热性能。热反射玻璃主要用于避免
由于太阳辐射而增热及设置空调的建筑, 适用于各种建筑物的门窗、汽车和轮船
的玻璃窗、玻璃幕墙以及各种艺术品的装饰。
51. 常见安全玻璃有哪些品种？
常用的安全玻璃有钢化玻璃、夹层玻璃和夹丝玻璃等。
52. 夹丝玻璃有何用途？
夹丝玻璃是在玻璃压延工艺过程中夹入金属丝或网, 玻璃面压有花纹或进行磨光的一种
增强玻璃。夹丝玻璃可以是无色透明的或彩色的。与普通平板玻璃相比, 它的耐冲击性和耐
热性好, 在外力作用和温度剧变时, 破而不散。它适用于公共建筑的阳台、楼梯、电梯间、走
廊、厂房天窗和各种采光屋顶。
53. 玻璃有哪几种分类方法？
1. 按化学组成分类:
(1)钠钙硅酸盐玻璃(2)钾钙硅酸盐玻璃 (3)铝镁硅酸盐玻璃 (4)石英玻璃 (5)钾铅硅酸
盐玻璃 (6)硼酸盐玻璃
2. 按功能分类:
玻璃按功能分为普通玻璃、吸热玻璃、防火玻璃、装饰玻璃、安全玻璃、漫射玻璃、镜
面玻璃、热反射玻璃、低辐射玻璃、隔热玻璃等。
3. 按用途分类:
玻璃按用途分为建筑玻璃、器皿玻璃、光学玻璃、防辐射玻璃、窗用玻璃和玻璃构件等。
4. 按玻璃及其制品的形状分类:
玻璃按形状分为平板玻璃、曲面玻璃、空心及实心玻璃砖、槽形或U 形玻璃、波形瓦
等。
54. 钢化玻璃的性能包括哪些内容？钢化玻璃在实际中有哪些应用？
1) 机械强度高
钢化玻璃的机械强度比普通平板玻璃高35倍, 其抗弯强度不低于200MPa ；抗冲击性能
好, 用0.8kg 钢球从1.2m 高处落下, 钢化玻璃可保持完整而不破碎。
2) 弹性好
一块1200mm ×350mm ×6mm 的钢化玻璃受力后, 可产生100mm 的弯曲挠度。
3) 热稳定性高 钢化玻璃在经受急冷急热时不易发生炸裂。最大安全工作温度为
288℃, 能承受204℃的温差变化。
由于上述特点, 钢化玻璃可用作高层建筑物的门窗、幕墙、隔墙、屏蔽、桌面玻璃以及
汽车的挡风玻璃等。
55. 试简述玻璃的主要成型方法？
1) 垂直引上法
垂直引上法是引上机从玻璃液面垂直向上拉引玻璃带的方法, 玻璃带的根部称为板根,
它的断面呈葱头状。垂直引上法又因板根的形成方法不同分为有槽、无槽、对辊三种方法。较常用的为有槽引上法。
2) 水平拉引法
水平拉引法是将玻璃带由自由液面向上拉引700mm 左右高度后, 绕经转向辊再沿水平方向拉引, 这种方法的拉引速度容易控制, 可以产生特薄或特厚玻璃。但这种方法对玻璃组成和温度波动十分敏感, 要求严格控制。
3) 压延法
水平连续压延法是利用一对水冷金属压延辊将玻璃液展延成玻璃带。因为玻璃是处于可塑状态被压延成型的, 所以会留下压延辊的痕迹, 而利用这一点, 将下辊改为花辊即可产生压花玻璃, 不仅可以遮掩辊痕, 而且可使产品别具一格, 将预先编好的铁丝网送入辊间还可产生夹丝玻璃。
4) 浮法
浮法是在熔融金属表面成型玻璃的方法, 是一种先进的平板玻璃生产方法, 它具有产量高、质量好、规模大, 板宽、板厚可调范围较大等优点。浮法玻璃产量的大小也成为衡量一个国家平板玻璃生产技术水平的重要标志。
浮法工艺是建立在玻璃自身抛光的基础上来成型的。所谓自抛光就是指在适宜的温度下, 玻璃依靠自身表面张力的作用使表面平整光洁的过程。浮法玻璃的浮抛介质一般为锡液, 所以玻璃的成型是在锡槽中进行的。
熔化好的玻璃液由熔窑的溢流口经流道、流槽连续不断地流入锡槽, 玻璃液在熔融的锡液面上受退火窑辊道的牵引力作用向前漂浮时, 在表面张力和重力的作用下完成摊平、展薄, 然后冷却。玻璃带由过渡辊台托起, 离开锡槽进入退火窑, 经冷却后引到工作台上进行切割。在玻璃液流经锡槽的过程中, 要经过重热火抛光。这样, 浮法玻璃的两个表面都成为极其平整、光滑的表面。正因为如此, 浮法玻璃已基本上代替了机械磨光玻璃。
56. 为什么锂被认为是“推动世界前进的重要元素”？
锂作为稀有轻金属，是所有在常温下呈固有体态的金属材料中最轻的金属，具有优异的物化性质，并有广泛而特殊的用途。锂被认为是“推动世界前进的重要元素”。锂是一个重要的化学能源新材料，因而又被称为“能源金属”。锂的主要应用范围有：高性能电池、炼铝、玻璃陶瓷、锂基脂、空调制冷、生物制药、原子能利用、热核反应、洲际火箭、人造卫星等方面。
0.53克/厘米3，是自然界中最轻的金属元素。它是非常活泼的碱金属元素，常温下它是唯一能与氮气反应的碱金属元素. 自然界存在的锂由两种稳定的同位素63Li 和73Li 组成。锂只能存放在凡土林或石蜡中。锂早先的主要工业用途
温性能。如果在汽车的一些零件上加一次锤润滑剂，就足以用到汽车报废为止。 在冶金工业上，利用锂能强烈地和O 、N 、Cl 、S 等物质反应的性质，充当脱氧剂和脱硫剂。在铜的冶炼过程中，加入十万分之一到万分之一的锂，能改善铜的内部结构，使之变得更加致
1kg 锂燃烧后可释放42998kJ
1kg 锂通过热核反应放出的能量相火箭、导弹、宇宙飞船的推动力，不仅能量高、燃速大，而且有极高的比冲量，火箭的有效载荷直接取决于比冲量的大小。 如果在玻璃制造中加入锂，锂玻璃的溶解性只是普通玻璃的1/100（每一普通玻璃杯热茶中大约有万分之一克玻璃），加入锂后使玻璃成为“永不溶解”，并可以抗酸腐蚀。 纯铝太软, 当在铝中加入少量的Li 、Mg 、Be 等金属熔成合金，既轻便，又特别坚硬，用这种合金来制造飞机，能使飞机减轻2/3的重量，一架锂飞机两个人就可以抬走。Li －Pb 合金是一种良好的减摩材料。 真正使锂成为举世瞩目的金
属，还是在它的优异的核性能被发现之后。由于它在原子能工业上的独特性能，人们称它为“高能金属”。 6Li
得到应用。6Li 6Li 在核装置中可用作冷却剂。
锂电池是本世纪三、四十年代才研制开发的优质能源，用于各种领域，是很有前途的动力电池。用锂电池发电来开动汽车，行车费只有普通汽油发动机车的1/3。由锂制取氚，用来发动原子电池组，中间不需要充电，可连续工作
20年。目前，要解决汽车的用油危机和排气污染， 锂的化合物用途
锂化物早先的重要用途之一是用于陶瓷制品中，特别是用于搪瓷制品中，锂化合物的主要作
用是作助熔剂。 LiF
系最深处的奥秘。锂玻璃可用来制造电视机显像管。
锂的含量成反比。
用氘化锂和氮化锂来代替氘和氚装在氢弹里充当炸药，达到氢弹爆炸的目的。我国于1967年6月17日成功爆炸的第一颗氢弹里就是利用氘化锂
人类对金属锂的应用目前已有了良好的开端，但由于锂的生产工艺比较复杂，成本很高。如果人们一旦解决了这些问题，锂的优良性能将得到进一步的发挥，从而扩大它的应用范围。
锂能改善造血功能，提高人体免疫机能。锂对中枢神经活动有调节作用，能镇静、安神，控制神经紊乱。锂可置换替代钠，防治心血管疾病。人体每日需摄入锂0.1mg 左右。
锂的生物必需性及人体健康效应。
锂是有效的情绪稳定剂。锂仍是治疗急性躁狂症和躁狂-
57. 为什么说锂是“重要的先进绿色高能或能源金属”？
58. 请详述Li+电池材料的概况以及安全性能问题？
种：
第一种是碳负极材料： 第二种是锡基负极材料： 锡基负极材料可分为锡的氧化物和锡基复合氧化物两种。氧化物是指各种价态金属锡的氧化物。目前没有商业化产品。 第三种是含锂过渡金属氮化物负极材料，目前也没有商业化产品。 第四种是合金类负极材料： 包括锡基合金、硅基合金、锗基合金、铝基合金、锑基合金、镁基合金和其它合金
，目前也没有商业化产品。
第五种是纳米级负极材料：纳米碳管、纳米合金材料。
2009年锂电池新能源行业的市场发展最新动向，诸多公司已经开始使用纳米氧化钛和纳米氧化硅添加在以前传统的石墨，锡氧化物，纳米碳管里面，极大的提高锂电池的冲放电量和冲放电次数。 锂离子电池不适合用作大电流放电，过大电流放电时会降低放电时间(内部会产生较高的温度而损耗能量) 。因此电池生产工厂给出最大放电电流，在使用中应小于最大放电电流。 锂
锂离子电池对温度有一定要求，工厂给出了充电温度范围、放电温度范围及保存温度范围。
离子电池对充电的要求是很高的，它要求精密的充电电路以保证充电的安全。终止充电电压
1%(例如:充4.2V 的锂离子电池，0.042V) ，精度允差为额定值的±其允差为±过压充电会造成
锂离子电池永久性损坏。锂离子电池充电电流应根据电池生产厂的建议，并要求有限流电路以免发生过流(过热) 。一般常用的充电率为0.25C ～1C （C 是电池的容量，如C=800mAh，1C 充电率即充电电流为800mA ）。在大电流充电时往往要检测电池温度，以防止过热损坏电池或产生爆炸。
锂离子电池在充电或放电过程中若发生过充、过放或过流时，会造成电池的损坏或降低使用寿命。
锂离子电池具有以下优点：
1） 电压高，单体电池的工作电压高达3.6-3.9V ，是Ni-Cd 、Ni-H 电池的3倍
2） 比能量大，目前能达到的实际比能量为100-125Wh/kg和240-300Wh/L（2倍于Ni-Cd ，
1.5倍于Ni-MH ）, 未来随着技术发展, 比能量可高达150Wh/kg和400 Wh/L
3） 循环寿命长, 一般均可达到500次以上, 甚至1000次以上. 对于小电流放电的电器, 电池的使用期限 将倍增电器的竞争力.
4） 安全性能好, 无公害, 无记忆效应. 作为Li-ion 前身的锂电池, 因金属锂易形成枝晶发生短路, 缩减了其应用领域：Li-ion 中不含镉、铅、汞等对环境有污染的元素：部分工艺（如烧结式）的Ni-Cd 电池存在的一大弊病为“记忆效应”，严重束缚电池的使用，但Li-ion 根本不存在这方面的问题。
5） 自放电小，室温下充满电的Li-ion 储存1个月后的自放电率为10%左右，大大低于Ni-Cd 的25-30%，Ni 、MH 的30-35%。
6) 可快速充放电，1C 充电是容量可以达到标称容量的80%以上。
7) 工作温度范围高，工作温度为-25~45°C ，随着电解质和正极的改进，期望能扩宽到-40~70°C 。
锂离子电池也存在着一定的缺点，如：
1） 电池成本较高。主要表现在正极材料LiCoO2的价格高（Co 的资源较少），电解质体系提纯困难。
2） 不能大电流放电。由于有机电解质体系等原因，电池内阻相对其他类电池大。故要求较小的放电电流密度，一般放电电流在0.5C 以下，只适合于中小电流的电器使用。 3） 需要保护线路控制。
A 、 过充保护：电池过充将破坏正极结构而影响性能和寿命；同时过充电使电解液分解，内部压力过高而导致漏液等问题；故必须在4.1V-4.2V 的恒压下充电；
B 、 过放保护：过放会导致活性物质的恢复困难，故也需要有保护线路控制。 正确使用锂离子电池应注意以下几点：
避免在严酷条件下使用，如：高温、高湿度、夏日阳光下长时间暴晒等，避免将电池投入火中；
装、拆电池时，应确保用电器具处于电源关闭状态；使用温度应保持在－20~55℃之间； 避免将电池长时间“存放”在停止使用的用电器具中；
1 电池材料对锂离子电池安全性能的影响
1.1 负极材料的安全性
(1) 嵌锂负极与电解液反应(2) 负极中的粘结剂(3) 负极颗粒尺寸(4) 负极表面SEI 膜的质量
1.2 正极材料
正极材料的安全性主要包括热稳定性和过充安全性。
1.3 电解液
电解液包括有机溶剂和无机导电剂，由于有机溶剂易燃，其本身就是影响电池安全性的主要原因。锂离子电池所用正极材料一般都是高电势的嵌锂化合物，如LiCoO 2 工作电压高达4.5 V ，因此要求电解液具有足够的耐氧化稳定性。在电解液中使用熔点低、沸点高、分解电压高的有机溶剂，是提高锂离子电池安全性能的有效途径之一。锂离子电池的安全性能和循环过程中负极材料石墨与电解液作用形成SEI 膜的性能有很大关系，良好的SEI 膜能降低锂离子电池的不可逆容量, 改善循环性能, 增加嵌锂稳定性和热稳定性，在一定程度上有利于降低锂离子电池的安全隐患。而SEI 膜的组成中50%来自于导电剂中阴离子的分解，因此导电剂的选择对电池的安全性能至关重要。电解液添加剂是目前公认的提高锂离子电池安全性的有效手段，通过添加不同的添加剂，可以起到改善SEI 膜性能，保护正极活性物质，稳定LiPF 6，提高过充安全性以及阻燃等作用[、
1.4 隔膜
隔膜在电池中主要有两个作用：其一是隔离正负极防止短路；其二是作为安全装置智能的切断电流。作为动力锂离子电池的隔膜除了具备一般锂离子电池的特性外，还要求有高的孔隙率（＞45%），高安全性和高的热稳定性 2 制造工艺对锂离子电池安全性能的影响
。锂离子电池的制造工艺包括：正极和负极混料、涂布、辊压、裁片、焊接极耳、卷绕或层叠、注液、封口、化成等。其中每一道工序都会影响电池的安全性能。其中起主要作用的有以下3 个方面[28]：、
（1）正负极容量配比
（2）浆料均匀度控制
（3）涂布质量控制
3 动力锂离子电池组的安全性能
锂离子电池在单个使用时，配合防过充、过放、过流装置，安全性可以得到保证。但是对于组合使用的动力锂离子电池的情况变得比较复杂。组合使用比单个使用更容易发生过充和过放现象，且不易发现。电池组中各单体电池之间存在不一致性，连续的充放电循环导致的差异，将使某些单体电池的容量加速衰减，串联电池组的容量由单体电池的最小容量决定，因此这些差异将使电池组的使用寿命缩短[29,30]。造成这种不平衡的主要原因有：在电池制作过程中，由于工艺等原因，同批次电池的容量、内阻等存在差异；电池自放电率不同，长时间的积累，造成电池容量的差异；电池在使用过程中，使用环境如温度、电路板的差异，导致电池容量的不平衡。为减小这种不均衡对锂离子电池组的影响，在电池组的充放电过程 中，要使用均衡电路[31-33]。
目前，锂离子电池组均衡控制的方法，根据均衡过程中电路对能量的消耗情况，可分为能量耗散型和能量非耗散型两大类。能量耗散型是通过给电池组中每只单体电池并联一个电阻进行放电分流，从而实现均衡。这种电路结构简单，只有容量高的单体电池的能量消耗，存在
能量浪费和热管理的问题。能量非耗散型电路的耗能比能量耗散型要小，但电路结构相对 复杂，可分为能量转换式均衡和能量转移式均衡两种。现有的锂离子电池的均衡方案中，基本上是以电池组的电压来判断电池的容量，是一种电压均衡的方式，电压检测的准确性和精度及漏电流的大小，直接影响电池组的一致性。 59. 请根据Li+电池所用电解质材料不同, 详述Li+电池的分类以及它们的异同点？根据锂电池所用电解质材料不同，锂电池可以分为液态锂电池(lithium ion battery, 简称为LIB) 和聚合物锂电池(polymer lithium ion battery, 简称为LIP) 两大类。聚合物锂电池所用的正负极材料与液态锂离子都是相同的，电池的工作原理也基本一致。它们的主要区别在于电解质的不同, 锂离子电池使用的是液体电解质, 而聚合物锂离子电池则以固体聚合物电解质来代替, 这种聚合物可以是“干态”的, 也可以是“胶态”的, 目前大部分采用聚合物胶体电解质。聚合物锂离子电池可分为三类：
固体聚合物电解质锂离子电池。电解质为聚合物与盐的混合物，这种电池在常温下的离子电导率低，适于高温使用。
凝胶聚合物电解质锂离子电池。即在固体聚合物电解质中加入增塑剂等添加剂，从而提高离子电导率，使电池可在常温下使用。
聚合物正极材料的锂离子电池。采用导电聚合物作为正极材料，其能量是现有锂离子电池的3倍，是最新一代的锂离子电池。由于用固体电解质代替了液体电解质, 与液态锂离子电池相比，聚合物锂离子电池具有可薄形化、任意面积化与任意形状化等优点，也不会产生漏液与燃烧爆炸等安全上的问题，因此可以用铝塑复合薄膜制造电池外壳，从而可以提高整个电池的容量；聚合物锂离子电池还可以采用高分子作正极材料，其质量比能量将会比目前的液态锂离子电池提高50％以上。此外, 聚合物锂离子电池在工作电压、充放电循环寿命等方面都比锂离子电池有所提高。基于以上优点，聚合物锂离子电池被誉为下一代锂离子电池。
60. 请详细叙述Li+电池的应用与发展前景。
61.20世纪起在白口铸铁的发展史上出现哪两个重要的里程碑？
从20世纪起在白口铸铁的发展史上出现了两个重要的里程碑：一是出现了镍硬铸铁，接着发明了高铬铸铁。
62. 试简述灰口铸铁的缺口敏感性、减震性和减摩性的具体内容。
较低的缺口敏感性：由于灰铸铁中存在大量的石墨片，而石墨的强度极低(σb
良好的减震性：减震性就是材料吸收在交变负荷作用下振动的能力。因灰铸铁中存在大量石墨片，它割裂了基体的连续性，所以阻止了振动的传播，并把振动能转变为热能而散发。灰铸铁良好的减震性是它成为工作母机机身材料的重要原因之一。
良好的减摩性：这是因为石墨本身有很好的润滑作用，而且当石墨被磨掉后留下的凹痕能形成大量的显微“口袋”，以储藏润滑油。
二类通识课“材料与社会”课程思考题
1. 一般将人类社会进步的历程分为哪三个时代历程？
一般将人类进步的过程分为三个阶段，即石器时代、青铜器时代和铁器时代。
2. 按技术的起源与发展，中国古代青铜器的可分为哪三个历史时期？
到公元前6000年，人类根据长期的体验，创造了冶金术，开始了用天然矿石冶炼金属，在西亚出现了铜制品；发展到公元前3000年，出现了铜合金(添加锡、铅的青铜) ，形成了青铜器时代。由于青铜熔点低，铸造性能良好，它作为制造武器、生活用具以及生产工具等物品的材料，曾大显身手，在人类文明史上产生过重要作用。我国商、周时期，是使用青铜器的鼎盛时代，祭祀的香炉、灭火的铜鼎等都是用青铜铸造的。至于春秋战国时代的青铜兵器，更流传着许多动人的故事。越王勾践和吴王夫差的宝剑相继出土，使埋藏地下2500多年的秘密大白于天下，证实了诗人“越民铸宝剑，出匣吐寒芒”的赞誉。
3. 金属材料是金属元素或以金属元素为主构成的具有金属特性的材料的统称。包括哪些金属材料？
金属材料包括两大类：钢铁材料和非铁(有色) 金属材料。
除钢铁外，其他金属材料一般统称为非铁金属材料，主要有铝、铜、钛、镍及其合金等。铝、铜合金用得最多，钛合金主要用于航空航天等部门。
4. 有色金属可分为哪五大类？
有色金属可以分为轻金属(铝、镁、钛等) 、重金属(铜、铅、锌、锡等) 、贵金属(金、银、铂等) 、稀土金属及稀有金属(锂、铍等) 五大类。常用的有色金属有铝、铜、镁、锌、锡、钛等。
5. 铜合金按其主要组成和性能可分为哪两类？
铜合金按其主要组成和性能，可以分为两类，即黄铜和青铜。
6. 我国将镁合金分为哪4类？
我国将镁合金分为4类：变形镁合金、铸造镁合金、压铸镁合金和航空镁合金。
7. 中国在公元前513年, 铸出了世界上最早见于文字记载的是哪一件铸铁件？ 公元前513年《春秋左氏传》中写道：“冬，晋赵鞅、荀寅帅师城汝滨，遂赋晋国一鼓铁，以铸刑鼎，著范宣子所为刑书焉。”表述了晋国时就铸成了有刑书的大铁鼎，一部刑法条文铸在一只鼎上，这只鼎肯定较大。这也是我国铸铁技术的早期记载。
8. 钢按用途分类分为哪4类？
(一) 按用途分类
(1)工程构件用钢 此类钢应用范围相当广，主要用在车辆、造船、桥梁、建筑、石油、化工、电站、国防等部门，具体钢种有普通碳素钢、低合金高强度钢和微合金化低合金高强度钢。
(2)机器零件用钢 此类钢用来制造轴类零件、弹簧、齿轮、轴承等各类机器零件。
(3)工模具用钢 此类钢可分为量具刃具钢、冷变形模具钢、热变形模具钢。
(4)特殊性能钢 特殊性能钢可分为抗氧化钢和热强钢、不锈钢、耐磨钢、低温用钢(耐寒钢) 、无磁钢、易削钢。
9. 按塑料受热加工后的性能可分为哪2类？
按塑料受热加工后的性能可分为热塑性塑料和热固性塑料。
10. 陶瓷中的日用瓷、建筑用瓷等和采用高精选原料, 能精确控制化学组成, 按照便于控制制造技术加工的、进行结构设计并具有优异特性的陶瓷各属于哪类瓷？ 传统陶瓷。高性能陶瓷
11. 人类从蒙昧到文明的转折点是哪一类材料的冶炼和工具制作与使用？ 钢铁 铁器
12. 。从夏代到清朝约四千年间, 金属的使用分为两大发展阶段, 前阶段约两千年是
以哪一种器具制造为主？青铜器。创造了哪两个朝代的灿烂的文化？商周。后阶段两千年是哪类材料的天下？铸铁和钢（钢铁）。在生铁冶铸的基础上, 形成了有特色的中国古代钢铁文化。对中国的古代文明和社会进步起了重大的推动作用。
13. 黑色金属主要指什么金属？有色金属被称为什么金属？常用的有色金属有哪一些？
黑色金属主要指铁、钢 有色金属也被称为非铁金属。 常用的有色金属有铝、铜、镁、锌、锡、钛等。
14. 根据合金元素的含量及工艺特点, 铝合金可分为两大类？
根据合金元素的含量和加工工艺特点，铝合金可以分为铸造铝合金和加工变形铝合金两大类。
15. 常见的有钴高温合金有哪一些类型？钴基合金
16. 中国早在春秋时期已经在哪一些产业中的生产上广泛使用铁器？武器、生活用具和生产工具。生产工具主要是铁家具
（武器制造，农业生产工具制造。结构材料器件制造。）
17. 我国湖北同绿山发现的战国时期铁斧、铁锄是经过退火处理的白心可锻铸铁; 湖南长沙出土的战国时期铁铲是典型的黑心可锻铁, 证明我国是生产可锻铸铁历史最悠久的国家之一, 有哪一些可锻铸铁？
黑心可锻铸铁， 珠光体可锻铸铁 ， 白心可锻铸铁。
18. 现代的炼钢方法有哪三类方法？
现在炼钢方法有平炉炼钢、转炉炼钢和电炉炼钢
19. 塑料按用途可分为哪两类？
塑料按用途可分为通用塑料和工程塑料两类
20. 高性能陶瓷又称为什么陶瓷？一般由哪二大类陶瓷构成？
特种陶瓷 结构陶瓷和功能陶瓷
21. 什么是铸造铝合金和变形铝合金？
(一) 铸造铝合金
铸造铝合金是直接用铸造方法浇注或压铸成铸件的铝合金。它所含合金元素的比例比较高，合金元素总的质量百分比在8-25％范围内。按照我国铸铝国家标准GB 1173-1995，共分为四大类：
铸造Al-Si 类合金
铸造Al-Cu 类合金
铸造Al-Mg 类合金
铸造Al-Zn 类合金
一般铸造铝合金铸造性能好、压力加工性能差，而且铸件的力学性能都比较高。
(二) 变形铝合金
变形铝合金的特点是，经过熔炼浇注成铸锭后，再经热挤压可被加工成各种型材、棒材、管材和板材。所以，对此类合金的要求是具备优良的冷、热加工工艺性能，合金中合金元素的含量均比较低，材料的塑性较好。
变形铝合金按其成分和性能又可分为不能进行热处理的强化铝合金和可进行热处理的强化铝合金。
不能进行热处理的强化铝合金的合金元素含量比可进行热处理的强化铝合金的合金元素含量更低。但此类合金具有良好的抗蚀性，所以称为防锈铝。
可进行热处理的强化铝合金通过热处理能显著提高力学性能。此类铝合金包括硬铝、锻铝和超硬铝。
22. 何为白口铸铁、灰口铸铁、麻口铸铁和球墨铸铁？
白口铸铁是铸铁中最早的产品。铁中碳处于化合状态，以渗碳体(Fe3C) 形态存在，性质硬而脆，断口呈银白色。
灰口铁是应用最广泛的一种铸铁。铁中的碳是以片状石墨存在，断口呈灰黑色。 麻口铁是介于白口铁与灰口铁之间的一种铸铁组织。铁中的碳有以片状石墨存在的，也有以渗碳体(Fe3C) 形式析出的。所以它的断口不全是银白的(白口铁) ，也不是灰黑色(灰口铁) 。
石墨呈球状的铸铁称为球墨铸铁。
23. 什么是工程塑料、热塑性塑料和热固性塑料？
工程塑料是指力学性能较好，耐高、低温等综合性能好，可大量用做代替金属的一类塑料。用它可以制造机械零件或工程结构材料。与通用塑料相比数量较少，价格也较高。如尼龙、ABS 、聚甲醛、聚碳酸酯、环氧、聚砜等、
热塑性塑料就是这种塑料在加热成型后变硬，再次加热又可软化熔融重新塑制，这种过程可以反复进行，具有可逆性，它一般属于线型或支链型分产结构的高聚物。而热固性塑料则是在一次塑制成型后，不能再加热软化，只能塑制一次，这种塑料属于体形网状结构的高聚物。
黄河中下游一带、以秦晋豫三省为核心的中原地区，以陕西大部、
河南西部和山西西南的狭
主要呈红色，多用手制法，用泥条盘成器形，然后将器壁拍平制造。红陶器上常有彩绘的几何形图案或动物形花纹，是仰韶文化的最明显特征，故也称彩陶文化。
25. 大汶口文化及其标志性的文化艺术是什么？大汶口文化（公元前4300年 - 前2500年）是新石器时代后期父系氏族社会的典型文化形态。以泰山地区为中心，东起黄海之滨，西到鲁西平原东部，北至渤海南岸，南及今安徽的淮北一带（安徽省蒙城县尉迟寺遗址出土文物有与大汶口文物完全相同的），河南省也有少部分这类遗存的发现。因首先发现于大汶口，人们遂把以大汶口遗址为代表的文化遗存，命名为“大汶口文化”。大汶口文化的发现，使黄河下游原始文化的历史，由4000多年前的龙山文化向前推进了2000多年。 在大汶口文化的后期墓葬中，出现了夫妻合葬和夫妻带小孩的合葬，它标志着只知其母不知其父的母系社会的结束，开始或已经进入了父系氏族社会。标志性的是彩陶（黑桃）
26. 简述铜合金的分类及其表示方法？
铜合金按其主要组成和性能，可以分为两类，即黄铜和青铜
。所谓青铜，原来仅是指铜与锡的合金。但是近几十年来，因为多种合金元素被采用，出现了许多不以锡也不以锌为主要添加元素的铜合金，在习惯上也把这些新型铜合金称为“青
铜”，如“铝青铜”、“铅青铜”、“铍青铜”，等等。为了区别起见，把以锡作为主要添加元素的青铜称作“锡青铜”。而把其他青铜称作“无锡青铜”。
所谓黄铜是指铜与锌的合金。这种铜锌二元合金也称作“普通黄铜”。如果再加入第三种其他元素，如添加硅元素，即称为“硅黄铜”；加锰，即称为“锰黄铜”；加铝，即称为“铝黄铜”，等等，习惯上把这些多元黄铜统称为“特殊黄铜”。
在我国GB1176-87中共列入28个铜合金的牌号。
27. 试比较金属铜与铝的一般特性的异同点
(1)铜具有优良的导电和导热性能，仅次于银居第二位。但是当纯铜中混有少量的杂质元素，例如混杂磷等时就会导致它的导电、导热性能急剧地下降。
(2)铜的摩擦系数很小。所以以铜为基质的铜合金耐磨性很好。
(3)铜的电极电位高，它的标准电极电位约为+0.34 V(而铁为-0.44V) ，所以铜的耐腐蚀性能良好。常温下，在含有二氧化碳的潮湿空气中，铜表面形成一层绿色碱式碳酸铜(俗称“铜绿”)。只要有这层膜存在，铜的腐蚀速度就下降。
(4)铜具有面心立方晶格，具有很高的塑性，它的延长率可达20-25%。
(5)铜的熔点是1 083℃，相对密度为8.92。
(6)纯铜的铸造性能非常差，具有很大的体收缩(4.1%)和线收缩(1.42%)。易产生气孔和显微裂纹，使纯铜性能变脆。
铝是元素周期表中第Ⅲ族(类) 主族元素，面心立方晶格。
铝的密度小(2.72g/cm3) ，仅约为铁的1/3左右，所以铝合金密度也比较小。铝合金比强度高，远比灰铸铁、铜合金和球墨铸铁高，仅次于镁合金、钛合金和高合金钢。
铝的熔点为600℃，随着杂质含量的增加，熔点降低。纯铝的沸点为2 467℃，含有杂质时，沸点下降。
铝的塑性好，伸长率可高达25％，通过各种冷、热压力加工(锻、轧、压等方法) 可被制成各种管、板、棒、线等型材。在压力加工后再经过退火处理，铝的塑性更好，可以制成厚度为0.000 638mm的铝箔和极细的铝丝，伸长率达到了30-40％。
铝的导电性和导热性均很好，其导电性仅次于银和铜，居第三位。为了节约铜的用量，可以用铝来制造电线、电缆等各种导电制品，还可用作电器、电子设备的散热片及各种散热器的导热元件。
铝与氧的亲和力很大，在室温中即能与空气中的氧化合，表面生成极薄又致密的三氧化二铝(Al2O 3) 膜．此膜厚度约为2×10-6mm ，与铝基体紧密结合，没有空隙。可以阻止氧向金属内部扩散而起保护作用。当保护膜受到破损，又能迅速生成新的膜，恢复保护作用。所以铝在大气中有优良的抗蚀能力。这样铝及铝合金在生产上不需要特殊的防氧化措施，简化了生产工艺。铝在碱和盐溶液中抗蚀性不佳。因为氧化膜易被破坏，引起铝的强烈腐蚀。在热的稀硝酸、稀硫酸中铝的耐蚀性不好，氧化膜极易溶解。
纯铝的力学性能不高，并随着纯度不同而变化。纯度愈高，铝的抗拉强度低和硬度小而塑性高。
铝和铝合金可以进行阳极氧化处理，形成一层坚固的、各种色彩的保护膜，起到保护和装饰作用。
28. 镁合金的性能特点是什么? 为何把镁合金称为“绿色合金”？
镁合金具有以下一系列性能特点：
(1)比强度高 由于镁合金密度小，所以它的比强度要比铝合金高，可用镁合金代替铝合
金用作飞机、汽车、仪表的部件。
(2)减震性好 由于镁合金弹性模量小，当它受到外力作用时，弹性变形功较大，吸收能量较多，所以能承受较大的冲击震动载荷，飞机起落架、轮毂多采用镁合金制造。
(3)切削加工性好 镁合金具有优良的切削加工性能，可以采用高速切削，也可以进行研磨和抛光。
(4)抗蚀性差 使用时要采取防护措施，如氧化处理、涂漆保护等。镁合金零件与其他零件接触时，会产生接触腐蚀，所以在零件的接触面上应衬上浸油纸或浸石蜡的硬化纸。
镁合金是“绿色”合金的原因之一是，它能使产品轻量化、强韧化。轻量化、强韧化是当代机电产品的发展趋势。为了节省能源、减少污染，减轻产品自重，确保高性能和安全性，镁合金就是最合宜的材料。由于它的密度小、比强度高，因此汽车行业对镁合金越来越青睐。一方面，由于镁合金提高了汽车的性能价格比和安全性，另一方面是，由于它使汽车重量不断减小以提高燃料利用率，减少油耗及尾气排放。对环境污染小、质量轻化，是当代“绿色”汽车努力追求的目标。
镁合金是“绿色”合金的原因之二是，它的废物回收能量消耗低。原镁生产的能量消耗平均为35kW/kg，而镁合金回收的能量消耗不到原镁生产的1/10。因此，利用回收的镁合金进行再生产，不仅生产费用大幅下降，而且又有利于环境保护。
镁合金是“绿色”合金的原因之三是，它的产品单位体积价格低、消耗能量少。镁合金的单位质量价格比铝合金等贵。但由于其密度小，所以体积相同的零件，镁合金用量仅是铝合金的2/3。同一零件，用镁合金生产的材料费低于用铝合金的材料费。加上镁合金的加工性能好，其加工的能量耗费只是铝合金的70%，加工时间也减少，使能量消耗大为降低。
镁合金是“绿色”合金的原因之四是，它的综合性能优于塑料。镁合金的密度虽大于塑料，但它的力学性能比塑料强许多倍。而且塑料虽然能降低零件重量，但其回收工作有相当的难度，会给环境造成大污染。
镁合金得到了人们越来越大的重视，它具有巨大的发展空间。
29. 铸铁是怎样进行分类的?
铸铁按其中碳存在的不同形式、有无石墨析出和石墨的形态，可以分为白口铁(无石墨析出，碳与铁以化合物渗碳体Fe 3C 形式分布) 、灰口铁(石墨呈片状析出) 、麻口铁(既有渗碳体，又有片状石墨) 、球墨铸铁(石墨呈球状析出) 、可锻铸铁(石墨以团絮状析出) 、蠕墨铸铁(石墨以蠕虫状析出) 。
30. 铸铁按其中碳存在的不同形式、有无石墨析出和石墨的形态, 可分为哪4种？
31. 铸铁中主要存在哪几种金相基本组织？
铸铁中存在各种金相基本组织，主要有铁素体、奥氏体、珠光体等
32. 简述灰口铸铁的基本特点, 灰口铸铁还具有哪三种良好的使用性能？
灰口铁具有较好的铸造性能，流动性好，能浇满薄壁体和复杂件，凝固时的收缩小，铸件产生缩孔和缩松倾向较小，成品率较高，而且力学性能高于白口铁，还有良好的减震性和耐磨性。
灰铸铁还具有一些良好的使用性能，如较低的缺口敏感性、良好的减震性和良好的减摩性。
33. 简述球墨铸铁的基本特点及其发展过程。
球状石墨对基体的切口作用很小，所以它的强度、塑性和韧性都比较好。它的抗拉强度不仅高于其他铸铁，甚至高于铸钢。尤其突出的是，它的屈服强度(σ0.2) 超过任何一种铁碳合金，比铸钢要高得多。屈服强度与抗拉强度的比值(σ0.2/σb ) 铸钢为0.35-0.50，而球铁则达0.7-0.8，几乎是铸钢的2倍。
球墨铸铁的疲劳强度较大，加上石墨的润滑和储油作用。所以在干摩擦或润滑摩擦时的耐磨性都优于碳钢。
球墨铸铁中的各个石墨球，绝大多数是独立存在、互不相连的，因此在高温时，空气和其他氧化性气体不易沿石墨渗入铸铁内部，所以球铁有良好的耐热性。
球墨铸铁是现代科学技术的产物。早在1935-1936年间，德国人首先发现，当球墨铸铁成分为C 1.5％、Si 3.5％的铁碳合金时，在凝固过程中可析出球状石墨，后来人们称此合金为石墨钢。1947年。英国人在过共晶灰铸铁液中，加入稀土金属作为球化剂得到了球墨铸铁。1948年，美国人把镁作为球化剂，随后再加硅铁孕育剂，也得到了球墨铸铁。
从此以后，球墨铸铁的生产日益发展。球铁虽然是较年轻的铸铁材料，其发展历史才几十年，但是它的发明使铸铁材料性能发生了质的飞跃。全世界各国发展得很快，许多工业国家，目前球墨铸铁的产量已超过铸钢和可锻铸铁，仅次于灰口铁。
但是许多人可能不知道，我国在两千多年以前就有了类似于球墨铸铁的高强度铸铁。在河南地区发现的公元一至四世纪汉魏时期铁器就有具有球墨的铸铁(见表2-3) 。
我国古代球墨铸铁有它的特点：低碳、低硅，没有球化剂，化学成分与现代球铁不同；球墨的球径小(一般为20~40μm)。估计古代球墨是从白口铁退火而形成的，不是从铁水中直接析出的。
我国球墨铸铁真正的发展是在新中国成立以后。从1950年至1958年这是发展的第一阶段。此阶段生产的是镁球墨铸铁。发展的第二阶段是从1959年到1964年，在此阶段稀土镁球墨铸铁试验成功。从1965年以后，稀土镁球墨铸铁在全国扩广普及，这是我国球墨铸铁发展的第三阶段。目前我国球铁产量已达到1 000万t 左右。球墨铸铁的使用范围已经遍及到汽车、农机、船舶、化工、冶金、管道等方面。如以马路下的输水管为例，国内过去一直是使用灰口铁管道，因灰铸铁的强度低，所以经受不起长期压力载负的作用，经常发生管道爆裂，造成马路上“水漫金山”现象。现在，我国已用上了球铁铸管，所以管子破裂现象已大为降低。
34. 请归纳铁与钢在促进社会进步中的作用。现代炼钢技术主要有哪几种方法?
它是经济建设中最重要的金属材料。无论是工农业生产、国防建设以及日常生活都离不开它。 现在炼钢方法有平炉炼钢、转炉炼钢和电炉炼钢
35. 简述塑料的发展过程？塑料的主要优缺点和组成成分？塑料是如何分类的?
如果从1868年，人类最早制得的人造塑料赛璐珞算起，塑料的历史不过100多年。赛璐珞是一种由胶棉(含氮量低的硝酸纤维素) 与增塑剂(如樟脑) 加工制成的塑料，由于它类似象牙，所以又称为假象牙，至今仍用它来做乒乓球、梳子、纽扣及儿童玩具等。不过赛璐珞这种塑料并不是由低分子量化合物合成的，而是用天然高分子物质——硝酸纤维素加以改造而形成的。真正用低分子物质通过化学反啦合成的第一种塑料是酚醛树脂，那是1910年的事，距今只有不到100年历史。
塑料的发展大概经过了以下几个阶段：初创→发展→飞跃→稳定。
酚醛、硝酸纤维素等产品的工业化生产是塑料的初创阶段。它的特点是进行间歇式小批量生产。20世纪30年代进入了塑料的发展阶段，聚乙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯等塑料的工业化生产，是这个历史阶段的特征。到了50年代末到60年代初，随着石油化学工业的高速发展为塑料工业提供了丰富而廉价的原料，塑料工业进入了飞跃阶段，塑料的品种和产量不断增加。70年代末起，进入了稳定增长阶段，塑料的性能和质量进一步提高了，生产技术更加合理完善，性能优异的功能塑料开始问世。
如今塑料在国民经济上用途非常广泛。
在汽车、车辆、飞机等交通运输工具上，使用了大量的塑料零件。如汽车上有300-400个零件是用塑料制成的，如驾驶盘、仪表壳、齿轮、衬套、汽化器等。大型超音客机有2500多个零件是用塑料制造的。塑料零件的使用使部件自身重量减轻。可以达到提高交通工具的速度和节省燃料的目的。
化工设备中也有许多零件是用塑料制成的。而塑料具有优良的耐蚀性能。这一特点使塑
料零件用于化工工业是再合适不过了。许多管道、阀门、泵、容器都用塑料产品，取代了不锈钢、铜合金和钛合金。
在机械工业中也大量使用了塑料。如机床的摇手把、齿轮、油管等。塑料件约占了机床零件的20%之多。
在电气、电机业上塑料产品使用得也不少。各种仪器仪表的面板、罩壳均是用塑料做的。 造纸、制药机械上也都用了许多塑料件。在日常生活、农业、国防上使用塑料的例子更是举不胜举。
塑料发展得如此迅速，用途如此广泛．这与塑料具有许多优良的特性是密不可分的。 综合起来塑料所具有的优点是：
密度小，一般塑料的密度在0.9~2.3 g/cm3范围之内，略大于水，有的比水还轻，塑料的密度是钢铁的1/6，铝的1/2。
耐腐蚀性好，一般塑料在酸碱环境下均具有良好的耐蚀性能，聚四氟乙烯甚至在“王水”中煮沸也毫无损伤。
电绝缘性好，几乎所有的塑料都具有优越的电绝缘性和极小的介质损耗。有优良的耐电弧特性，这些性能可以与陶瓷、橡胶媲美。
减摩和耐磨性能好，大部分塑料的摩擦系数都比较低，故很耐磨。用塑料制作的轴承、齿轮、活塞环和密封圈等在腐蚀性介质中或者在少油、无油润滑的条件下，都能很好地运转。 消声吸振性能好，用塑料做的传动摩擦零件，可以减少噪声，降低振动，改善劳动条件。 塑料主要的缺点是：
力学性能比较差，特别是刚性差．如一般尼龙塑料的弹性模量仅约为钢铁的1/100。 耐热性能很低，在长时间使用时，耐热温度只能在100℃以下，只有少量塑料可以在超过200℃温度下使用。
在长期负载作用下，即使温度不高。塑料也会慢慢地产生塑性流动。即所谓蠕变，在常温下的蠕变也称为冷流。
塑料在光和热的作用下，性能会变坏、变脆或粘连等，这就是所谓的老化现象。另外，塑料也很容易燃烧。
塑料主要是由以下物质组成的：
一、树脂
一般的塑料制品都是以合成树脂为主要成分。在加热加压条件下塑造成一定形状的制品。 合成树脂是指人工合成的类似于天然树脂(如松香、沥青) 性能的一类高分子物质；一般树脂在塑料中的含量在40- 100％。塑料的性能主要取决于树脂的种类。
二、添加剂
添加剂是指为了改变塑料性能而加入的其他组分、
1. 填料
填料可以在塑料中起增强作用，还可能使塑料具有树脂所没有的新性能(如导电性能等) 。填料一般应该具有易被树脂浸润，本身性质稳定，价格低廉，来源丰富等特点。填料既可分为无机填料和有机填料，还可以按此形状分为粉状、纤维状和片状等。
粉状填料有木粉、云母粉、石英粉、石墨粉、碳黑、各种金属氧化物粉(氧化铝、氧化钛、氧化硅) 和各种金属粉(铁粉、铜粉和铝粉) 等。
纤维状填料有棉纤维、合成纤维、石棉纤维、玻璃纤维和碳纤维等。
片状填料有木片、棉布、麻布、玻璃布等。
2．增塑剂
增塑剂是用来提高树脂的可塑性和柔软性的。加入增塑剂以后，能够降低塑料的软化温度和硬度，提高塑料的韧性。常用的增塑剂有邻苯二甲酸二丁酯、癸二酸酯类、磷酸三苯
酯、石蜡氧化和樟脑等。
3．固化剂
固化剂是指一般热固性树脂成型时，由线型结构转变为体型结构的过程中，加入的一些专门的化学物质。如线型酚醛树脂用六次甲基四胺，环氧树脂用乙二胺作为固化剂。
4．稳定剂
为了防止塑料在光、热或其他条件下过早产生老化，延长塑料的使用寿命加入的化学物质称为稳定剂。稳定剂有抗氧化剂和紫外线吸收剂等。一般抗氧化剂为酚类和胺类有机物，而炭黑作为紫外线吸收剂。
5．润滑剂
为了使成型后的塑料制品顺利地从模具或其他设备中分离出来，可以加入少量的润滑剂：常用的润滑剂有硬脂酸及其盐类。润滑剂还可能使制品表面光亮美观。
6．着色剂
为了使塑料制品具有美丽的色彩，可以加入有机染料或无机染料。这些染料具有着色力强，色泽鲜艳，耐热、耐光等特点。
7．其他组分
塑料中还可加入其他一些组分，如催化剂、发泡剂、阻燃剂等。加入这些组分后可使塑料制作方便或具有更优良的性能。
按塑料受热加工后的性能可分为热塑性塑料和热固性塑料
塑料按用途可分为通用塑料和工程塑料两类。
36. 比较有机玻璃与普通玻璃在组成和性能上的差异。
钠钙硅酸盐玻璃。钠钙硅酸盐玻璃, 简称钠钙玻璃, 又称普通玻璃。主要成分为SiO 2, Na2O 和CaO 。它熔点低, 易于熔制, 由于含杂质较多, 玻璃常带有绿色。与其他玻璃相比, 钠钙玻璃的力学性质、热物理性质、光学性质及化学稳定性均较差。主要用于制造普通建筑玻璃和日用玻璃制品等。
37. “塑料王”是指何种塑料? 为何它会具有这样的美称?
38. 常用的热固性塑料有哪几种？它们各具有什么特性?
酚醛塑料简称为PF 。它是以酚类化合物(苯酚、甲酚、二甲酚等) 与醛类化合物(甲醛等) 经过缩合反应得到的酚醛树脂为基材原料，加入填料(木粉、石棉等) 、固化剂、润湿剂及着色剂等添加剂经固化而得的热固性塑料。
酚醛塑料是塑料中历史最悠久的品种之一，早在1905年就已经开始了工业化生产。虽然它是一个老牌产品，但因为它的性能比较好，而且价廉，因此目前的产量仍然很大。又由于它的电绝缘性能优异，且呈粉状，故常称它为“电木粉”。
酚醛塑料的密度为1.3-2.0 g/cm3。酚醛塑料具有优良的耐热性能，其工作温度可以在100℃以上。它的刚性高，强度性能和绝缘性能也不错，化学稳定性好，对有机溶剂、酸、弱碱和油类的侵蚀均具有很好的抵抗能力。酚醛树脂在水润滑的条件下具有较低的摩擦系数，为0.01-0.03。
酚醛塑料的缺点足比较脆，耐光性低、着色能力差，它只能制成棕色或黑色的产品。 酚醛塑料可以根据不同的性能要求．选择不同的填料和配方，以适应各种用途的需要。 如用木粉作为填料，则酚醛塑料具有良好的综合性能，可用它制取机械零件及电绝缘件(如电灯开关、灯头、插座等) 。
用云母作为填料，则酚醛塑料具有高绝缘性能，可以制取电闸刀壳、电子管插座、电阻器外壳等电器用品。
用石棉作为填料。则酚醛塑料可刚于电炉、电烫斗和电阻器的座子。
用棉、布、玻璃纤维为填料，酚醛塑料的力学性能明显提高，尤其是具有高的冲击韧性，可用于制作泵的叶片、搅拌机浆、风机风扇等产品。
酚醛泡沫塑料的耐热性好，可用在200℃左右的保温绝热场合。尤其是它的耐燃性好，燃烧时的低发烟性特点，可作为绝热保温材料在建筑上有很大的实用意义。
酚醛树脂和酚醛塑料在高温条件下的优良刚性和耐蠕变性能，为它的自身发展前景开创新的道路，可作为耐火材料胶黏剂及绝热材料而得到更广泛的应用。
环氧塑料简称EP 。分子中含有多个环氧基团的树脂称为环氧树脂。
使环氧树脂与多种类型的固化剂(胺类、酸酐、酰胺类等) 发生交联反应，形成体型高聚物的一系列产品称为环氧塑料，它能适应各种应用所提出的性能要求。
环氧树脂的固化方便。它可以在5-180℃温度范围内迅速地或缓慢地固化。固化过程中收缩率很小(≤2％) 。
环氧树脂对各种物质具有突出的黏附力。对各种金属，如铁、钢、铜、铝等及非金属材料，如塑料、玻璃、陶瓷等，均具有良好的黏附能力，故环氧树脂有“万能胶”之美称。 环氧树脂有优良的耐化学性，能耐酸、耐碱。它还具有良好的电绝缘性、高的介电强度、突出的尺寸稳定性和耐久性等一系列优点。
环氧树脂及加入固化剂并经处埋变成体型结构的高分子化合物后具有一系列可贵的性能，所以应用的范围很广泛。
作为优良的黏结剂使用，这是它的一个应用领域。
它具有好的耐蚀性能，所以又可以做油漆、涂料用。环氧树脂主要用于设备、材料的防腐蚀，延长设备和材料的使用寿命。
环氧树脂可以用模型或层压技术制得力学强度、化学稳定性和介电性能都比较好的玻璃纤维增强制品。这种制品不仅广泛应用在机械制造业、电子、电气、汽车工业，还应用于宇航事业中，它可以做火箭或人造卫星的躯壳等。
氨基塑料：着色性好，色泽鲜艳，外观光亮，有灭弧性能， 耐热耐水性弱于酚醛塑料。适于作灭弧罩，电器开关，矿用防爆电器，装饰材料，工具等。
有机硅塑料：耐高低温，耐潮，电阻高，髙频绝缘性好，耐辐射臭氧。适于作电器元件的塑封件及耐高温、电弧和高频的绝缘件等。
(4)硅酮塑料：可在很宽频率和温度范围内保持良好的绝缘性能，一900〜300°C 下长期使用，耐辐射，防水，化学稳定性好，抗裂性良好，可低压成型。主要用于低压塑料整流器，半导体管及固体电路等。
39. 什么是ABS 塑料? 它有什么特点?
ABS 塑料是由丙烯腈、丁二烯、苯乙烯三种单体共聚而成，也可看作是改性的聚苯乙烯，是一种性能优异的工程塑料。A 代表丙烯腈，B 代表丁二烯，S 代表苯乙烯。其分子组成为：各种成分所占的比例为：丙烯腈25％-30％．丁二烯25％-30％，苯乙烯40％-50％。
l. ABS 的基本性质 ABS 塑料综合了苯乙烯、丙烯腈和丁二烯三者的各自优点，克服了它们的不足之处，具有良好的综合性能。苯乙烯的坚硬透明，良好的电绝缘性能和加工成型性能保留了下来，丙烯腈的优点是较高的强度，良好的耐热和耐油性，丁二烯的优点是具有弹性和耐冲击性。所以ABS 是一种坚韧、质硬、刚性好的塑料。
ABS 是无毒、无味、粉状或粒状的高聚物。密度为1.08-1.2g/cm3，吸湿性
ABS 具有优良的力学性能，且在低温时也不会快速下降。它的抗拉强度35-50MPa ，缺口冲击强度为10-40kJ/ m 2，低温时缺口冲击强度7-20kJ/m2，抗弯强度28-70MPa 。它还具有良好的抗蠕变性。洛氏硬度RC 62-118，耐磨性能良好。
ABS 热变型温度为93℃，脆化温度-27℃。它的制品使用温度范围为-40~100℃。ABS 热
稳定性差，在250℃是易产生有毒挥发性物质。
ABS 在较大频率变化范围内的电性能稳定，温度和湿度对ABS 电性能影响也很小。 ABS 化学性能稳定，酸、碱、盐对它几乎完全没有作用。
ABS 还具有良好的加工成型性能。
40. 比较陶瓷与金属在性能上的差异？
一、陶瓷的力学性能
1．陶瓷的弹性模量
陶瓷材料的许多重要应用是在受力后只产生弹性变形的范围。陶瓷的弹性模量一般都比金属高。陶瓷的组成相不同时，其弹性模量也不同。
陶瓷中气孔率越高，气孔越多，它的弹性模量就越小。晶粒大小和表面状态(如粗糙度等) ，对弹性模量的影响不大。
陶瓷的弹性模量与温度也有关系。当温度升高时。它的弹性模量降低，特别是加热到1/2的熔点以上温度后，由于晶界产生滑移，弹性模量会急剧下降。如热压Si 3N 4从室温升到l 400℃时，其弹性模量从314GPa 下降到255GPa 。
2．陶瓷的塑性变形及蠕变
陶瓷材料在室温下几乎没有塑性，完全是脆性断裂，这是陶瓷作为工程材料应用的致命弱点。
3．陶瓷的强度
陶瓷的理论强度是指无缺陷的理想陶瓷晶体被拉开构成晶体的原子间键而破坏理想晶体所需的应力。此强度又称为材料的理想断裂强度。
陶瓷的弹性模量要比金属大几倍，那么陶瓷的理论强度也应该大，强度比金属高。但陶瓷的实际断裂强度比理论断裂强度小得多，一般要差2～3个数量级。
4．陶瓷的硬度
陶瓷材料的硬度一般都比较高。其中金刚石的硬度最高。
5．疲劳强度
陶瓷的疲劳强度是指陶瓷的强度随着所受载荷时间的长短而变化的特性。实际上它是陶瓷材料在受力和周围环境作用下显微裂纹扩展直至折裂的过程。
由于陶瓷质脆，同此它的冲击强度低，所以它的疲劳强度也比较低。
二、陶瓷的热性能
1．熔点 陶瓷材料的熔点一般都很高，基本上均在l 500℃以上。这是由于陶瓷材料主要是由离子键和共价键强有力的键结合决定的。
陶瓷材料具有高熔点、高硬度和高的化学稳定性，这是它被广泛作为高温材料应用的原因。
2．比热容 比热容是指加热某一材料，使单位质量的该物质温度升高1℃所需要的热量。 对于陶瓷材料，大多数氧化物和氮化物的比热容从低温时的低值随着温度上升而增加，在1000℃附近，达到一个基本值。温度的进一步增加，不会明显影响该数值。而且该数值与晶体的结构类型关系不大，但是热容与材料中气孔的多少有关，气孔率高的多孔陶瓷因为其质量轻，所以它的比热容小。
3．热导率 热传导有三种形式：传导、对流和辐射。热传导是陶瓷材料经常遇到的传热过程。热导率是指材料在单位温度梯度下，单位时间内通过单位截面的热量。它是表示材料导热能力的物理参数。
陶瓷材料的热传导与金属的热传导有明显的差别：陶瓷材料不像金属材料，只有数量极少的电子，所以全要靠晶体的晶格振动来完成导热过程。所以一般陶瓷材料的导热能力较差，热导率较小；陶瓷材料的晶相，大部分对辐射热具有透过性。
4. 热膨胀 热膨胀是指材料的体积和长度随温度升高而增大的现象。这也是材料热性的重
要指标。
瓷材料的线膨胀系数一般部比较小，为10-5～10-6/K。膨胀系数小，说明晶体质点间的结
合力大，温度升高时质点振幅增加较小。陶瓷材料的器件在高温时的尺寸变化较小。
5．热震动性 热震动性是指材料在温度急剧变化时所具有的抵抗破坏的能力。
陶瓷材料在经受快速温度变化时(即热震时) ，会形成巨大的应力。此热应力效应不仅取
决于应力的大小、应力的分布以及应力作用时间长短，而且还取决于材料的延展性、气孔率、
存在的裂纹等等特性。
陶瓷材料抗热震动性的能力较差，当它受到热冲击时极易被破坏。
三、 陶瓷的其他性质
1．陶瓷的电性质 绝大多数陶瓷是良好的电绝缘材料，它们的电阻率ρ在107~1020Ω·cm
的数量级范围
陶瓷良好的绝缘性质，使它们可大量用于制作隔电的瓷质绝缘器件。从低压瓷(1 kV 以下)
到超高压瓷(110kV以上) 均可被制作。
陶瓷的介电性能好，它的介电损耗很小，可以用于制取高频、高温下工作的器件。
2．陶瓷的耐腐蚀性能 陶瓷材料具有优良的抗化学腐蚀，即(氧化腐蚀) 和抗电化学腐蚀
的能力。这是由于陶瓷材料的离子间或共价键强键结合的缘故。
陶瓷能够在酸、碱、盐和各种氧化剂条件下经久耐用，这是该材料的又一大优点。
3．陶瓷的光学性能 许多新型功能陶瓷，有许多特异的光学性能。如透明陶瓷，具有
极好的透光效应，是光学材料的重大突破。它可以用作高压钠灯管、各种高级窗口材料(如
飞机座舱的挡风玻璃、高级轿车透明防弹玻璃窗等) 。
陶瓷构料在光导纤维材料、激光波导材料、光存储材料中都占有极重要的地位。
41. 简述陶瓷的生产工艺过程？
一、坯料制备
坯料制备过程随着原料种类、成型工艺对坯料性能要求而不同。坯料的质量好坏将对陶
瓷的成型加工性能及最终的使用性能产生决定性的影响。
各种坏料的制备工艺都是围绕着提高陶瓷成型、加工工艺性能和制品的使用性能为中心
的。
坯料制备时要把原料粉碎、磨细至一定的程度，以达到原料所必要的粒度，然后再对原
料进行精选除掉其中的杂质，最后根据制品须达到的性能按一定比例来配料。
原料经过坯料制备以后，根据成型工艺的要求，可以是粉料，也可以是浆料或可塑性泥
团。它们可以按各种成型方法制成所需要形状和尺寸的陶瓷制品。
二、成型
按照坯料的性能可以分为干压成型法、可塑法和浇注成型法。
1．干压成型法 干压成型法又称粉料成型法。它是将含有一定水分和添加剂的粉料，
在金属模具中用较高的压力压制成型。它与粉末冶金成型方法一样。具体方法有单向加压法
和冷等静压法。
2．可塑法 可塑法又叫塑性料团成型法。在坏料中加入一定量的水分与塑化剂，使坯
料成为有良好塑性的料团。再把料团通过手工或机械成型。最常用的是挤压法和车坯成型法。
挤压成型是把可塑泥团在活塞压力的作用下，经过模孔而被挤压成为所要求形状的制品。
此方法适用于加工各种管状陶瓷产品(如高温炉管、热电偶瓷珠、电容器瓷管等) 和断面形状
规则的瓷棒、瓷轴(可以是圆形、方形、椭圆形等) 。
车坯成型是把挤出的圆柱形料作为坯料，在车床上加工成型，可被加工成形状较为复杂
的圆形制品。
3．浇注成型法 浇注成型法又称浆料成型法。它是把原料配制成浆料，再浇注入模具
中成型。
浇注成型法可以分为一般注浆成型法和热压注浆成型法。一般注浆成型法是把泥浆浇注
入石膏模中，利用石膏型的吸收性而使泥浆成型。此方法一般用于制造形状复杂、精度不高
的日用陶瓷和建筑陶瓷。
热压注浆成型法与熔模精密铸造的蜡模制造方法相似。在原料中加入塑化剂石蜡，配制
成含蜡泥浆。在适当的温度和压力下把含蜡泥浆浇注入金属模中，等坯体冷却凝固后脱模。
这是工业陶瓷常用的制造方法，可以生产尺寸-较精确、光洁度高、结构致密、形状复杂、
质量要求高的陶瓷产品。
三、烧结
未经烧结的陶瓷制品称为生坯，生坯经过初步干燥后即可上釉，或直接去烧结。
陶瓷生坯是由许多固体颗粒堆积起来的聚积体，颗粒之间除了点接触外，还留有许多空
隙，所以强度很低，不能使用。
陶瓷生坯烧结时会发生一系列的物理化学变化，体积变小、密度增加、强度提高、硬度
增大、颗粒间由点接触变成面接触。
烧结时的加热速度、温度、时间以及炉内气氛都对陶瓷的质量有密切的关系。
42.“刚玉”是指哪种陶瓷材料? 请分析它的特点与应用的关系?
氧化铝陶瓷 氧化铝陶瓷的硬度高，莫氏硬度9，仅次于金刚石、碳化硼等。
“刚玉”之意，就是说明它坚硬的意思。它的高硬度、高抗磨性，可广泛地用以制造切
削刀具、磨轮、磨料。刚玉刀具可以高速切削钢铁(如汽车发动机和飞机零件) ，不仅比硬质
合金刀具可提高工效倍数，而且还可获得高的加工精度。
加入了少量氧化镁(MgO)的氧化铝陶瓷，在烧结过程中晶粒的生长被明显地抑制，可制
得晶粒度仅为几个微米的材料，即微晶刚玉瓷，材料的强度大大地提高。它除了作为金属切
削刀具外，还可以用做机械上的耐磨件，如各类泵体的密封环，柴油机冷却系统的密封圈，
轴承、轴套等。
氧化铝陶瓷的电阻率高，电绝缘性能好，常温下电阻率为1015Ω·cm ，绝缘强度为
15kV/mm。它被用于制作内燃机上点火用的火花塞。火花塞每秒要引爆25～50次，瞬间温
度可达2 500℃，压力峰值达1 010MPa，要求绝缘材料具有高的机械强度和耐热冲击性能，
高温下优良的电绝缘性能，并具有强的耐化学腐蚀能力。而氧化铝陶瓷就具有这些综合性能，
所以用它来制作火花塞是最合适的，至今氧化铝陶瓷在众多的火花塞世界中占据着垄断地
位。
氧化铝陶瓷在高频条件下的电绝缘性仍然优良。电损耗极小，所以它在电子工业上也得
到了应用，可用做电子器材零件、电子管外壳等。
氧化铝陶瓷的脆性大，抗拉强度大大小于它的抗压强度(小10倍左右) ，抗热震性能差，
成本高，制取工艺复杂，这些都是它的不足之处。
43. 简述非氧化物陶瓷的基本特点?
非氧化物陶瓷由过渡金属和非金属间的化合物及非金属之间形成的化合物组成。具体
种类可分为碳化物高温陶瓷和氮化物高温陶瓷。
44. 什么是装置瓷? 它有哪些要求?
装臵瓷在电器设备中应用很广泛，又称为电绝缘瓷。一般常用的产品有：高频缘子、插座、
瓷轴、瓷管、基板、波段开关、线圈骨架等。所以装臵瓷主要作用就在于安装、固定、支承、
保护、绝缘、隔离以及连接各种电器零件及器体。
1．装臵瓷的要求
装臵瓷的选择，要考虑满足以下几方面的要求：
高的电阻率(室温下) ，要大于1010Ω·cm ；
高的介电强度，大于104kV/m；
低的介电系数，应小于9，这是为了减小线路分布的电容值，避免在线路中产生恶劣影响，
以保证整机质量；
高频电场下低的介电损耗，避免造成材料大量发热，保证整机不会产生过热，维持正常
工作；
高的力学性能，因为装臵瓷一般都要承受较大的负荷。要求其抗弯强度为45~300MPa，
抗压强度为400~2 000MPa；
高的化学稳定性，具有较好的抗腐蚀氧化能力。
45. 试简述我国陶瓷的发展过程？并简述现代陶瓷和传统陶瓷的区别？
陶瓷材料是人类文明和进步的象征。人类祖先最古使用石头、木头、骨头做生产和生活的工
具。经过了漫长的岁月，我们祖先用黏土泥巴制成容器，经过太阳晒干后使用，这就是陶器
的起源。后来，人类学会了用火，开始用火来烧制陶器，使陶器的制作前进了一步。这也是
用热处理方法来改变材料性质的开始，是人类社会发展史的一个突破。
我国陶器的起源，约距今10 000年左右。在5 000～6 000年以前，我国烧制陶器的温度达
到了950℃，烧成了含有三价铁的“红陶”，这种红陶是著名的“仰韶文化”的标记，它们是在
氧化性气氛下烧成的。在4 000年以前，烧制陶器的温度达到l 050℃以上，使红色的三价铁
被还原成黑色的二价铁，获得了薄胎黑陶。通过控制窑炉内的气氛和烧制高温条件的获得，
促进了陶器制作业的发展和提高。
我们的祖先在世界上最早制造和使用了瓷器。约在3 000年前就有了“原始瓷器”的发现。
1 700年前的东汉越窑青瓷是迄今为止我国发掘的最早瓷器。唐朝越窑青瓷、刑窑白瓷、唐
三彩都是闻名于世的。元、明、清时代的彩瓷有了快速发展，从三彩釉色发展到五彩釉色。
我国的瓷器通过陆上的“丝绸之路”和海路逐渐传播到中亚、西亚和欧洲。我国古代的能工巧
匠制造出“明如镜、白如雪、薄如纸、声如磬”的无价国宝的瓷器，成为我们中华民族的骄傲。
英文中字头小写的"china" 即为瓷特种陶瓷与传统陶瓷比较，主要存在以下的区别：
(1)特种陶瓷在原材料上，除了保留传统陶瓷的硅酸盐材料以外，还引入了许多新材料，
主要有氧化物、氮化物、硅化物、硼化物、碳化物等。
(2)成分配比上有了变化 传统陶瓷的成分仅是由产地黏土成分自然决定，因而产生了不
同产地和炉窑的陶器有不同性质的现象。而特种陶瓷的原材料是纯化合物，成分由人工配比
决定，陶瓷的性质不决定于产地，而取决于原料纯度和工艺。
(3)生产工艺上的改进 改变了传统陶瓷仅用炉窑来烧结的工艺，采用了真空烧结、保护
气氛烧结、热压等先进的方法。
(4)性能上的突破 特种陶瓷具有特殊的性能，如高强度、高硬度、耐腐蚀、高绝缘以及
特异的磁、电、光、生物等性能。用途极大地被拓宽。
器。中国与瓷器，享有同一名字。
46. 试分析人类社会的进步与有色金属合金发展过程的关系?
47. 试论述塑料和陶瓷与人类社会进步之间的关系? 陶瓷材料是人类文明和进步的象
征。陶瓷已是人类生活和生产中不可缺少的一种材料。陶瓷材料既是古老的传统材料，又是
年轻的近代受到重视发展研究的材料。它与金属材料和高聚物材料一起，构成了工程材料的
三大支柱。
陶瓷是文化的结晶，艺术的精华。陶瓷的发明，是人类社会发展史上划时代的标志，是人类
发明史上的重要成果之一，也是我们中华民族对世界物质文明做出的又一重大贡献，所以我
们的祖国有陶瓷之国的称誉。据考证中国陶器的烧制已有近万年的历史，而瓷器的出现也有
1800余年的历史；由于陶器与人类的物质生活紧密相关，加之历史悠久，所以成为我们今
天考证研究历史的重要资料和衡量一个地区文明程度的主要标志。 陶器的出现，首先是
与原始人类的活动居住分不开的，并且是人类社会发展到一定阶段，社会生产力提高的结果。
在原始社会早期的旧石器时代就有猿人活动居住，经过近三四十万年的发展，大约从旧石器
时代晚期的万年开始，由于社会的发展和生产力的提高，人类在长期使用火的实践中，对粘
土的可塑性和可烧性的认识后产生了陶器。。陶器的烧制成功对于人类由野蛮进入文明，由
采集游牧生活到农业定居生活起着极为重要的作用。 由于社会的发展和生产力的提高，农
业生产有了较大的发展，人类普遍进入以农业生产为主的定居生活阶段，社会也有原始群居
进入繁荣的母系氏族公社阶段；农业的发展和普遍定居生活，使社会对陶器的需求量有了大
的提高，这是淄博地区原始社会陶器得以发展的社会原因。制陶技术也有了进一步的提高，
由手制转向轮制，轮制技术的出现和运用是原始社会制陶史上的技术突破。并逐步掌握了还
原烧制法，烧制出了精美的黑陶，陶器由以烧制红陶为主转向以烧制黑陶为主，并已掌握了
磨光技术，烧制的陶器规整美观，到了距今4000余年的龙山文化时期烧制出薄如壳、黑如
漆的“蛋壳陶”陶器，达到了中国陶器史上的高峰，表现出当时制陶业已具有的高超水平。除
此以外还烧制出了素面白陶、彩陶和出现了在陶器上刻划文字符号，陶器的器类除以生活器
皿为主外，还烧制有礼器和酒器，从而证明当时的制陶作坊内部已经有了专业分工。常见的
器型有甗、鼎、鬲、杯、罐、盘、盆、鬶、豆等，陶塑也较常见，多为动物造型，开创陶塑
美术制陶的先河。制陶不仅从原始社会晚期业已开始，而且工艺先进，制器精美，器类齐全，
达到了很高的艺术水平，创造了以陶器为主的灿烂悠久的地方原始文化。
49. 玻璃材料及其制品在现代装饰中具有哪些用途？
50. 吸热玻璃和热反射玻璃有何区别？
1. 吸热玻璃 吸热玻璃是能吸收大量红外线辐射能, 并保持较高可见光透
射率的平板玻璃。目前, 我国生产的吸热玻璃的颜色有灰色、茶色、蓝色等, 厚度
有2mm 、3mm 、5mm 和6mm 四种规格。与普通平板玻璃相比, 吸热玻璃具有以
下几个特点：
1) 吸收太阳辐射热
2) 吸收日光中的可见光
3) 具有一定的透明度
由于上述特点, 吸热玻璃已广泛应用于建筑物的门窗、外墙等, 起到隔热、防
眩、采光及装饰等作用。
2. 热反射玻璃 热反射玻璃是指既具有较高的热反射能力, 又能保持平板
玻璃良好透光性能的玻璃, 又称为镀膜玻璃或镜面玻璃。热反射玻璃是通过热解、
蒸汽、化学镀膜等方法在玻璃表面喷涂金、银、铜、铝、铬、镍、铁等金属氧化
物, 或粘贴有机薄膜或非金属氧化物薄膜, 还可以用离子交换法置换出玻璃表面
层原有的离子而制成。
1) 性能
(1)对太阳辐射热有较高的反射能力。
(2)镀金属膜的热反射玻璃具有单向透像的特性。
2) 用途
热反射玻璃由于具有良好的隔热性能, 所以在建筑工程中获得广泛应用, 常
用来制作中空玻璃或夹层玻璃窗, 以提高其隔热性能。热反射玻璃主要用于避免
由于太阳辐射而增热及设置空调的建筑, 适用于各种建筑物的门窗、汽车和轮船
的玻璃窗、玻璃幕墙以及各种艺术品的装饰。
51. 常见安全玻璃有哪些品种？
常用的安全玻璃有钢化玻璃、夹层玻璃和夹丝玻璃等。
52. 夹丝玻璃有何用途？
夹丝玻璃是在玻璃压延工艺过程中夹入金属丝或网, 玻璃面压有花纹或进行磨光的一种
增强玻璃。夹丝玻璃可以是无色透明的或彩色的。与普通平板玻璃相比, 它的耐冲击性和耐
热性好, 在外力作用和温度剧变时, 破而不散。它适用于公共建筑的阳台、楼梯、电梯间、走
廊、厂房天窗和各种采光屋顶。
53. 玻璃有哪几种分类方法？
1. 按化学组成分类:
(1)钠钙硅酸盐玻璃(2)钾钙硅酸盐玻璃 (3)铝镁硅酸盐玻璃 (4)石英玻璃 (5)钾铅硅酸
盐玻璃 (6)硼酸盐玻璃
2. 按功能分类:
玻璃按功能分为普通玻璃、吸热玻璃、防火玻璃、装饰玻璃、安全玻璃、漫射玻璃、镜
面玻璃、热反射玻璃、低辐射玻璃、隔热玻璃等。
3. 按用途分类:
玻璃按用途分为建筑玻璃、器皿玻璃、光学玻璃、防辐射玻璃、窗用玻璃和玻璃构件等。
4. 按玻璃及其制品的形状分类:
玻璃按形状分为平板玻璃、曲面玻璃、空心及实心玻璃砖、槽形或U 形玻璃、波形瓦
等。
54. 钢化玻璃的性能包括哪些内容？钢化玻璃在实际中有哪些应用？
1) 机械强度高
钢化玻璃的机械强度比普通平板玻璃高35倍, 其抗弯强度不低于200MPa ；抗冲击性能
好, 用0.8kg 钢球从1.2m 高处落下, 钢化玻璃可保持完整而不破碎。
2) 弹性好
一块1200mm ×350mm ×6mm 的钢化玻璃受力后, 可产生100mm 的弯曲挠度。
3) 热稳定性高 钢化玻璃在经受急冷急热时不易发生炸裂。最大安全工作温度为
288℃, 能承受204℃的温差变化。
由于上述特点, 钢化玻璃可用作高层建筑物的门窗、幕墙、隔墙、屏蔽、桌面玻璃以及
汽车的挡风玻璃等。
55. 试简述玻璃的主要成型方法？
1) 垂直引上法
垂直引上法是引上机从玻璃液面垂直向上拉引玻璃带的方法, 玻璃带的根部称为板根,
它的断面呈葱头状。垂直引上法又因板根的形成方法不同分为有槽、无槽、对辊三种方法。较常用的为有槽引上法。
2) 水平拉引法
水平拉引法是将玻璃带由自由液面向上拉引700mm 左右高度后, 绕经转向辊再沿水平方向拉引, 这种方法的拉引速度容易控制, 可以产生特薄或特厚玻璃。但这种方法对玻璃组成和温度波动十分敏感, 要求严格控制。
3) 压延法
水平连续压延法是利用一对水冷金属压延辊将玻璃液展延成玻璃带。因为玻璃是处于可塑状态被压延成型的, 所以会留下压延辊的痕迹, 而利用这一点, 将下辊改为花辊即可产生压花玻璃, 不仅可以遮掩辊痕, 而且可使产品别具一格, 将预先编好的铁丝网送入辊间还可产生夹丝玻璃。
4) 浮法
浮法是在熔融金属表面成型玻璃的方法, 是一种先进的平板玻璃生产方法, 它具有产量高、质量好、规模大, 板宽、板厚可调范围较大等优点。浮法玻璃产量的大小也成为衡量一个国家平板玻璃生产技术水平的重要标志。
浮法工艺是建立在玻璃自身抛光的基础上来成型的。所谓自抛光就是指在适宜的温度下, 玻璃依靠自身表面张力的作用使表面平整光洁的过程。浮法玻璃的浮抛介质一般为锡液, 所以玻璃的成型是在锡槽中进行的。
熔化好的玻璃液由熔窑的溢流口经流道、流槽连续不断地流入锡槽, 玻璃液在熔融的锡液面上受退火窑辊道的牵引力作用向前漂浮时, 在表面张力和重力的作用下完成摊平、展薄, 然后冷却。玻璃带由过渡辊台托起, 离开锡槽进入退火窑, 经冷却后引到工作台上进行切割。在玻璃液流经锡槽的过程中, 要经过重热火抛光。这样, 浮法玻璃的两个表面都成为极其平整、光滑的表面。正因为如此, 浮法玻璃已基本上代替了机械磨光玻璃。
56. 为什么锂被认为是“推动世界前进的重要元素”？
锂作为稀有轻金属，是所有在常温下呈固有体态的金属材料中最轻的金属，具有优异的物化性质，并有广泛而特殊的用途。锂被认为是“推动世界前进的重要元素”。锂是一个重要的化学能源新材料，因而又被称为“能源金属”。锂的主要应用范围有：高性能电池、炼铝、玻璃陶瓷、锂基脂、空调制冷、生物制药、原子能利用、热核反应、洲际火箭、人造卫星等方面。
0.53克/厘米3，是自然界中最轻的金属元素。它是非常活泼的碱金属元素，常温下它是唯一能与氮气反应的碱金属元素. 自然界存在的锂由两种稳定的同位素63Li 和73Li 组成。锂只能存放在凡土林或石蜡中。锂早先的主要工业用途
温性能。如果在汽车的一些零件上加一次锤润滑剂，就足以用到汽车报废为止。 在冶金工业上，利用锂能强烈地和O 、N 、Cl 、S 等物质反应的性质，充当脱氧剂和脱硫剂。在铜的冶炼过程中，加入十万分之一到万分之一的锂，能改善铜的内部结构，使之变得更加致
1kg 锂燃烧后可释放42998kJ
1kg 锂通过热核反应放出的能量相火箭、导弹、宇宙飞船的推动力，不仅能量高、燃速大，而且有极高的比冲量，火箭的有效载荷直接取决于比冲量的大小。 如果在玻璃制造中加入锂，锂玻璃的溶解性只是普通玻璃的1/100（每一普通玻璃杯热茶中大约有万分之一克玻璃），加入锂后使玻璃成为“永不溶解”，并可以抗酸腐蚀。 纯铝太软, 当在铝中加入少量的Li 、Mg 、Be 等金属熔成合金，既轻便，又特别坚硬，用这种合金来制造飞机，能使飞机减轻2/3的重量，一架锂飞机两个人就可以抬走。Li －Pb 合金是一种良好的减摩材料。 真正使锂成为举世瞩目的金
属，还是在它的优异的核性能被发现之后。由于它在原子能工业上的独特性能，人们称它为“高能金属”。 6Li
得到应用。6Li 6Li 在核装置中可用作冷却剂。
锂电池是本世纪三、四十年代才研制开发的优质能源，用于各种领域，是很有前途的动力电池。用锂电池发电来开动汽车，行车费只有普通汽油发动机车的1/3。由锂制取氚，用来发动原子电池组，中间不需要充电，可连续工作
20年。目前，要解决汽车的用油危机和排气污染， 锂的化合物用途
锂化物早先的重要用途之一是用于陶瓷制品中，特别是用于搪瓷制品中，锂化合物的主要作
用是作助熔剂。 LiF
系最深处的奥秘。锂玻璃可用来制造电视机显像管。
锂的含量成反比。
用氘化锂和氮化锂来代替氘和氚装在氢弹里充当炸药，达到氢弹爆炸的目的。我国于1967年6月17日成功爆炸的第一颗氢弹里就是利用氘化锂
人类对金属锂的应用目前已有了良好的开端，但由于锂的生产工艺比较复杂，成本很高。如果人们一旦解决了这些问题，锂的优良性能将得到进一步的发挥，从而扩大它的应用范围。
锂能改善造血功能，提高人体免疫机能。锂对中枢神经活动有调节作用，能镇静、安神，控制神经紊乱。锂可置换替代钠，防治心血管疾病。人体每日需摄入锂0.1mg 左右。
锂的生物必需性及人体健康效应。
锂是有效的情绪稳定剂。锂仍是治疗急性躁狂症和躁狂-
57. 为什么说锂是“重要的先进绿色高能或能源金属”？
58. 请详述Li+电池材料的概况以及安全性能问题？
种：
第一种是碳负极材料： 第二种是锡基负极材料： 锡基负极材料可分为锡的氧化物和锡基复合氧化物两种。氧化物是指各种价态金属锡的氧化物。目前没有商业化产品。 第三种是含锂过渡金属氮化物负极材料，目前也没有商业化产品。 第四种是合金类负极材料： 包括锡基合金、硅基合金、锗基合金、铝基合金、锑基合金、镁基合金和其它合金
，目前也没有商业化产品。
第五种是纳米级负极材料：纳米碳管、纳米合金材料。
2009年锂电池新能源行业的市场发展最新动向，诸多公司已经开始使用纳米氧化钛和纳米氧化硅添加在以前传统的石墨，锡氧化物，纳米碳管里面，极大的提高锂电池的冲放电量和冲放电次数。 锂离子电池不适合用作大电流放电，过大电流放电时会降低放电时间(内部会产生较高的温度而损耗能量) 。因此电池生产工厂给出最大放电电流，在使用中应小于最大放电电流。 锂
锂离子电池对温度有一定要求，工厂给出了充电温度范围、放电温度范围及保存温度范围。
离子电池对充电的要求是很高的，它要求精密的充电电路以保证充电的安全。终止充电电压
1%(例如:充4.2V 的锂离子电池，0.042V) ，精度允差为额定值的±其允差为±过压充电会造成
锂离子电池永久性损坏。锂离子电池充电电流应根据电池生产厂的建议，并要求有限流电路以免发生过流(过热) 。一般常用的充电率为0.25C ～1C （C 是电池的容量，如C=800mAh，1C 充电率即充电电流为800mA ）。在大电流充电时往往要检测电池温度，以防止过热损坏电池或产生爆炸。
锂离子电池在充电或放电过程中若发生过充、过放或过流时，会造成电池的损坏或降低使用寿命。
锂离子电池具有以下优点：
1） 电压高，单体电池的工作电压高达3.6-3.9V ，是Ni-Cd 、Ni-H 电池的3倍
2） 比能量大，目前能达到的实际比能量为100-125Wh/kg和240-300Wh/L（2倍于Ni-Cd ，
1.5倍于Ni-MH ）, 未来随着技术发展, 比能量可高达150Wh/kg和400 Wh/L
3） 循环寿命长, 一般均可达到500次以上, 甚至1000次以上. 对于小电流放电的电器, 电池的使用期限 将倍增电器的竞争力.
4） 安全性能好, 无公害, 无记忆效应. 作为Li-ion 前身的锂电池, 因金属锂易形成枝晶发生短路, 缩减了其应用领域：Li-ion 中不含镉、铅、汞等对环境有污染的元素：部分工艺（如烧结式）的Ni-Cd 电池存在的一大弊病为“记忆效应”，严重束缚电池的使用，但Li-ion 根本不存在这方面的问题。
5） 自放电小，室温下充满电的Li-ion 储存1个月后的自放电率为10%左右，大大低于Ni-Cd 的25-30%，Ni 、MH 的30-35%。
6) 可快速充放电，1C 充电是容量可以达到标称容量的80%以上。
7) 工作温度范围高，工作温度为-25~45°C ，随着电解质和正极的改进，期望能扩宽到-40~70°C 。
锂离子电池也存在着一定的缺点，如：
1） 电池成本较高。主要表现在正极材料LiCoO2的价格高（Co 的资源较少），电解质体系提纯困难。
2） 不能大电流放电。由于有机电解质体系等原因，电池内阻相对其他类电池大。故要求较小的放电电流密度，一般放电电流在0.5C 以下，只适合于中小电流的电器使用。 3） 需要保护线路控制。
A 、 过充保护：电池过充将破坏正极结构而影响性能和寿命；同时过充电使电解液分解，内部压力过高而导致漏液等问题；故必须在4.1V-4.2V 的恒压下充电；
B 、 过放保护：过放会导致活性物质的恢复困难，故也需要有保护线路控制。 正确使用锂离子电池应注意以下几点：
避免在严酷条件下使用，如：高温、高湿度、夏日阳光下长时间暴晒等，避免将电池投入火中；
装、拆电池时，应确保用电器具处于电源关闭状态；使用温度应保持在－20~55℃之间； 避免将电池长时间“存放”在停止使用的用电器具中；
1 电池材料对锂离子电池安全性能的影响
1.1 负极材料的安全性
(1) 嵌锂负极与电解液反应(2) 负极中的粘结剂(3) 负极颗粒尺寸(4) 负极表面SEI 膜的质量
1.2 正极材料
正极材料的安全性主要包括热稳定性和过充安全性。
1.3 电解液
电解液包括有机溶剂和无机导电剂，由于有机溶剂易燃，其本身就是影响电池安全性的主要原因。锂离子电池所用正极材料一般都是高电势的嵌锂化合物，如LiCoO 2 工作电压高达4.5 V ，因此要求电解液具有足够的耐氧化稳定性。在电解液中使用熔点低、沸点高、分解电压高的有机溶剂，是提高锂离子电池安全性能的有效途径之一。锂离子电池的安全性能和循环过程中负极材料石墨与电解液作用形成SEI 膜的性能有很大关系，良好的SEI 膜能降低锂离子电池的不可逆容量, 改善循环性能, 增加嵌锂稳定性和热稳定性，在一定程度上有利于降低锂离子电池的安全隐患。而SEI 膜的组成中50%来自于导电剂中阴离子的分解，因此导电剂的选择对电池的安全性能至关重要。电解液添加剂是目前公认的提高锂离子电池安全性的有效手段，通过添加不同的添加剂，可以起到改善SEI 膜性能，保护正极活性物质，稳定LiPF 6，提高过充安全性以及阻燃等作用[、
1.4 隔膜
隔膜在电池中主要有两个作用：其一是隔离正负极防止短路；其二是作为安全装置智能的切断电流。作为动力锂离子电池的隔膜除了具备一般锂离子电池的特性外，还要求有高的孔隙率（＞45%），高安全性和高的热稳定性 2 制造工艺对锂离子电池安全性能的影响
。锂离子电池的制造工艺包括：正极和负极混料、涂布、辊压、裁片、焊接极耳、卷绕或层叠、注液、封口、化成等。其中每一道工序都会影响电池的安全性能。其中起主要作用的有以下3 个方面[28]：、
（1）正负极容量配比
（2）浆料均匀度控制
（3）涂布质量控制
3 动力锂离子电池组的安全性能
锂离子电池在单个使用时，配合防过充、过放、过流装置，安全性可以得到保证。但是对于组合使用的动力锂离子电池的情况变得比较复杂。组合使用比单个使用更容易发生过充和过放现象，且不易发现。电池组中各单体电池之间存在不一致性，连续的充放电循环导致的差异，将使某些单体电池的容量加速衰减，串联电池组的容量由单体电池的最小容量决定，因此这些差异将使电池组的使用寿命缩短[29,30]。造成这种不平衡的主要原因有：在电池制作过程中，由于工艺等原因，同批次电池的容量、内阻等存在差异；电池自放电率不同，长时间的积累，造成电池容量的差异；电池在使用过程中，使用环境如温度、电路板的差异，导致电池容量的不平衡。为减小这种不均衡对锂离子电池组的影响，在电池组的充放电过程 中，要使用均衡电路[31-33]。
目前，锂离子电池组均衡控制的方法，根据均衡过程中电路对能量的消耗情况，可分为能量耗散型和能量非耗散型两大类。能量耗散型是通过给电池组中每只单体电池并联一个电阻进行放电分流，从而实现均衡。这种电路结构简单，只有容量高的单体电池的能量消耗，存在
能量浪费和热管理的问题。能量非耗散型电路的耗能比能量耗散型要小，但电路结构相对 复杂，可分为能量转换式均衡和能量转移式均衡两种。现有的锂离子电池的均衡方案中，基本上是以电池组的电压来判断电池的容量，是一种电压均衡的方式，电压检测的准确性和精度及漏电流的大小，直接影响电池组的一致性。 59. 请根据Li+电池所用电解质材料不同, 详述Li+电池的分类以及它们的异同点？根据锂电池所用电解质材料不同，锂电池可以分为液态锂电池(lithium ion battery, 简称为LIB) 和聚合物锂电池(polymer lithium ion battery, 简称为LIP) 两大类。聚合物锂电池所用的正负极材料与液态锂离子都是相同的，电池的工作原理也基本一致。它们的主要区别在于电解质的不同, 锂离子电池使用的是液体电解质, 而聚合物锂离子电池则以固体聚合物电解质来代替, 这种聚合物可以是“干态”的, 也可以是“胶态”的, 目前大部分采用聚合物胶体电解质。聚合物锂离子电池可分为三类：
固体聚合物电解质锂离子电池。电解质为聚合物与盐的混合物，这种电池在常温下的离子电导率低，适于高温使用。
凝胶聚合物电解质锂离子电池。即在固体聚合物电解质中加入增塑剂等添加剂，从而提高离子电导率，使电池可在常温下使用。
聚合物正极材料的锂离子电池。采用导电聚合物作为正极材料，其能量是现有锂离子电池的3倍，是最新一代的锂离子电池。由于用固体电解质代替了液体电解质, 与液态锂离子电池相比，聚合物锂离子电池具有可薄形化、任意面积化与任意形状化等优点，也不会产生漏液与燃烧爆炸等安全上的问题，因此可以用铝塑复合薄膜制造电池外壳，从而可以提高整个电池的容量；聚合物锂离子电池还可以采用高分子作正极材料，其质量比能量将会比目前的液态锂离子电池提高50％以上。此外, 聚合物锂离子电池在工作电压、充放电循环寿命等方面都比锂离子电池有所提高。基于以上优点，聚合物锂离子电池被誉为下一代锂离子电池。
60. 请详细叙述Li+电池的应用与发展前景。
61.20世纪起在白口铸铁的发展史上出现哪两个重要的里程碑？
从20世纪起在白口铸铁的发展史上出现了两个重要的里程碑：一是出现了镍硬铸铁，接着发明了高铬铸铁。
62. 试简述灰口铸铁的缺口敏感性、减震性和减摩性的具体内容。
较低的缺口敏感性：由于灰铸铁中存在大量的石墨片，而石墨的强度极低(σb
良好的减震性：减震性就是材料吸收在交变负荷作用下振动的能力。因灰铸铁中存在大量石墨片，它割裂了基体的连续性，所以阻止了振动的传播，并把振动能转变为热能而散发。灰铸铁良好的减震性是它成为工作母机机身材料的重要原因之一。
良好的减摩性：这是因为石墨本身有很好的润滑作用，而且当石墨被磨掉后留下的凹痕能形成大量的显微“口袋”，以储藏润滑油。