材料科学基础作业(分章)

材料科学基础作业 第一章 材料科学概论 1. 氧化铝既牢固又坚硬而且耐磨，为什么不用来制造榔头？ [答] 因为 Al2O3 的耐震性不佳，且脆性较高，故不适合做榔头的材料。 2. 将下列材料按金属、陶瓷、聚合物或复合材料进行分类：黄铜、氯化钠、环氧树脂、混凝土、镁合金、玻璃钢、沥青、碳化硅、铅-锡焊料、橡胶、纸杯 [答] 金属有黄铜、铅-锡焊料、镁合金。 陶瓷有氯化钠、碳化硅。 聚合物有环氧树脂、橡胶、沥青、纸杯。 复合材料有混凝土、玻璃钢。 3. 下列用品选材时，哪些力学性能和物理性能具有特别重要性：汽车曲柄轴、电灯泡灯丝、剪刀、汽车挡风玻璃、电视机荧光屏 [答] 汽车曲柄轴的疲劳寿命最为重要。 电灯泡灯丝的熔点需高，其发光力要强。 剪刀的刀刃的硬度要强。 汽车挡风玻璃的光的穿透性要强。 电视机荧光屏光学的颜色及其他穿透性各种光学特性极重要。 4. 什么是纳米材料？纳米材料有哪些效应？请举例说明。 [答] 通常把粒子尺寸小于0.1μ m（10nm）的颗粒称为纳米材料 纳米材料有以下效应： ⑴ 小尺寸效应 ⑵ 表面效应 ⑶ 量子尺寸效应 ⑷ 宏观量子隧道效应 举例略 第二章 原子结构 1. 原子序数为 12 的 Mg有三个同位素：78.70%的 Mg原子有 12 个中子，10.13%的Mg原子有 13 个中子，11.17%的 Mg原子有 14 个中子，计算 Mg的原子量。 [答] M = 0.7870×(12+12)+0.1013× (12+13)+0.1117× (12+14) = 24.3247 g/mol 2. 试计算原子N壳层内的最大电子数，若 K、L、M 和 N壳层中所有的能级都被填满，试确定该原子的原子序数。 [答] N壳层内最大电子数为 2× 42 = 32。但考虑能级交错：N壳层内刚刚达到最大电子数时的电子排布为：1s22s22p63s23p64s23d104p65s24d105p66s24f14，该原子的原子数为 70。 (本题目书上原解：N 壳层中电子最多有 2+6+10+14 = 32 个，K、L、M、N 壳层中电子共有 2+8+18+32 = 60 个，故原子序数为 60。) 3. 试计算原子 O 壳层内的最大电子数，并定出 K、L、M、N 和 Q 壳层中所有能级都被填满时的原子序数。 [答] O 壳层内最大电子数为 2×52 = 50。但考虑能级交错：O 壳层内刚刚达到最大电子数时的电子排布为： 1s22s22p63s23p64s23d104p65s24d105p66s24f145d106p67s25f146d105g18， 该原子的原子数为 130。 (本题目书上原解：O 壳层中电子最多有 2+6+10+14+18 = 50 个，K、L、M、N、O 壳层中...