第一篇：城鎮(zhèn)道路路基結(jié)構(gòu)與性能要求

城鎮(zhèn)道路路基結(jié)構(gòu)與性能要求

城鎮(zhèn)道路路基結(jié)構(gòu)與性能要求：

1.路基既為車(chē)輛在道路上行駛提供基礎(chǔ)條件，也是道路的支撐結(jié)構(gòu)物，對(duì)路面的使用性能有重要影響。路基應(yīng)穩(wěn)定、密實(shí)、均質(zhì)，對(duì)路面結(jié)構(gòu)提供均勻的支承，即路基在環(huán)境和荷載作用下不產(chǎn)生不均勻變形。

2.性能主要指標(biāo)沃瑪網(wǎng)和螞蟻網(wǎng)是一個(gè)老板

導(dǎo)致路基失穩(wěn)。承載力，就會(huì)造成路堤沉陷；有可能造成坡體坍塌破壞。因此，必須保證路基在不利的環(huán)境（地質(zhì)、不均勻變形，會(huì)導(dǎo)致因

供參考，如有問(wèn)題請(qǐng)

第二篇：1K411030城鎮(zhèn)道路路基施工

1K411030城鎮(zhèn)道路路基施工

1、無(wú)機(jī)結(jié)合料是一種（）基層。

2、下列選項(xiàng)中，不屬于無(wú)機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定基層有點(diǎn)的是（）。

A孔隙率較小B透水性較小C承載力高D適于機(jī)械化施工

3、下列選項(xiàng)中（）不是常用無(wú)機(jī)結(jié)合料。

A水泥穩(wěn)定土B水泥粉煤灰穩(wěn)定土C石灰穩(wěn)定土D石灰粉煤灰穩(wěn)定土。

4、水泥穩(wěn)定土在（）條件下容易干縮，低溫時(shí)會(huì)冷縮，而導(dǎo)致裂縫。

A高溫，B低溫C暴露D覆蓋

5、石灰穩(wěn)定土宜在春末和氣溫較高的季節(jié)施工，養(yǎng)護(hù)溫度低于（）時(shí)強(qiáng)度幾乎不增長(zhǎng)。

6、石灰穩(wěn)定土的干縮和（溫縮）特性十分明顯，且都會(huì)導(dǎo)致裂縫。

7、二灰中的粉煤灰用量越多，早期強(qiáng)度（），3個(gè)月的齡期的強(qiáng)度增長(zhǎng)幅度也越大。

8、石灰穩(wěn)定類(lèi)材料適用于各種路面的底基層，禁止用作（）的基層。

9、關(guān)于水泥土，以下說(shuō)法不正確的是（）。

A.水泥土有良好的板體性，B水穩(wěn)定性比石灰土好。C.低溫時(shí)不會(huì)冷縮，D抗凍性比石灰好。

10、下列無(wú)機(jī)結(jié)合料中可用作高級(jí)路面基層的是（）

A水泥穩(wěn)定土B石灰穩(wěn)定土C二灰穩(wěn)定土D二灰穩(wěn)定粒料。

11、二灰穩(wěn)定土早期強(qiáng)度較低，隨齡期增長(zhǎng)，養(yǎng)護(hù)溫度低于（）時(shí)強(qiáng)度幾乎不增長(zhǎng)進(jìn)行。

12、攤鋪無(wú)機(jī)結(jié)合料的壓實(shí)系數(shù)應(yīng)通過(guò)（）確定。

13、在設(shè)超高的平曲線段，碾壓攤鋪好無(wú)機(jī)結(jié)合料，下列碾壓順序正確的是（）。

14、土工合成材料的定義是（）。

15、路堤施工中，采用土工合成材料加筋的主要目的是提高路堤的（）。

16、臺(tái)背路基填土加筋的主要目的是為了（）。

A.提高路基承載力B.減小路基與構(gòu)造物之間的不均勻沉降。C提高路基穩(wěn)定性D減小路基沉降

多選題

1、屬于無(wú)機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定類(lèi)基層材料的是（）

A.水泥穩(wěn)定類(lèi)基層，B瀝青穩(wěn)定基層，C石灰穩(wěn)定類(lèi)基層D級(jí)配碩石基層，E工業(yè)廢渣穩(wěn)定類(lèi)基層。

2、城鎮(zhèn)道路基層工程中，（）是影響路面使用星河和使用壽命的最關(guān)鍵因素。

A材料B施工質(zhì)量C溫度D地質(zhì)條件E水文條件

3、下列選項(xiàng)中，屬于無(wú)機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定基層優(yōu)點(diǎn)的是（）

A結(jié)構(gòu)較密實(shí)B水穩(wěn)定性好C承載能力高D適宜于機(jī)械施工E技術(shù)經(jīng)濟(jì)較合理

4、下列無(wú)機(jī)結(jié)合料選項(xiàng)中，說(shuō)法正確的是（）

A水泥穩(wěn)定粒料B水泥粉煤灰穩(wěn)定粒料C石灰穩(wěn)定粒料D石灰粉煤灰穩(wěn)定粒料E石灰工業(yè)廢渣穩(wěn)定土。

5、水泥穩(wěn)定土與石灰穩(wěn)定土相比有許多特點(diǎn)，以下說(shuō)法正確的是（）

A板體性較差B抗凍性好C初期強(qiáng)度高D水穩(wěn)定性好E溫縮特性不明顯。

6、二灰穩(wěn)定基層具有（）等特點(diǎn)。

A早期強(qiáng)度高B水穩(wěn)定性好C抗凍D板體性較強(qiáng)E收縮性不明顯

7、以下關(guān)于二灰混合料的養(yǎng)護(hù)方法正確的是

A蒸養(yǎng)B施作瀝青乳液封層C濕養(yǎng)D自然養(yǎng)護(hù)E施工瀝青封層

8、以下關(guān)于石灰穩(wěn)定土基層運(yùn)輸與攤鋪施工技術(shù)點(diǎn)正確的是（）

A雨期施工應(yīng)防止混合料淋雨B應(yīng)在第一次重冰凍到來(lái)之前一到一個(gè)月完成施工C降雨時(shí)應(yīng)該停止施工，已攤鋪的應(yīng)盡快碾壓密實(shí)濕養(yǎng)D運(yùn)輸中應(yīng)采取防止水分蒸發(fā)措施E拌成的穩(wěn)定土應(yīng)及時(shí)運(yùn)送到鋪筑現(xiàn)場(chǎng)。

9、在道路巖土工程中應(yīng)用的土工合成材料具有（）等功能。

A防護(hù)B過(guò)濾C防滲D加筋E隔離

10、下列選項(xiàng)中（），可以采用土工合成材料施工

A路堤加筋B臺(tái)背路基填土加筋C路面裂縫防止治D路基加筋E過(guò)濾與排水

第三篇：1K411020城鎮(zhèn)道路路基施工

1K411020城鎮(zhèn)道路路基施工

一、單項(xiàng)選擇題

1.小型構(gòu)筑物和地下管線是城鎮(zhèn)道路路基工程中必不可少的部分，新建地下管線施工必須遵循()的原則來(lái)完成。

A.先地下、后地上;先淺后深B.先地下、后地上;先深后淺

C.先地上、后地下;先淺后深D.先地上、后地下;先深后淺

2.采用壓路機(jī)碾壓土路基時(shí)，應(yīng)遵循()及輪跡重疊等原則。

A.先重后輕、先穩(wěn)后振、先低后高、先慢后快

B.先輕后重、先穩(wěn)后振、先低后高、先慢后快

C.先輕后重、先振后穩(wěn)、先高后低、先慢后快

D.先重后輕、先振后穩(wěn)、先低后高、先快后慢

3.壓路機(jī)碾壓不到的土基部分采用()夯實(shí)，防止漏夯，要求夯擊面積重疊1/4~1/3。

A.小型夯壓機(jī)B.中型夯壓機(jī)C.大型夯壓機(jī)D.振動(dòng)夯壓機(jī)

4.在道路施工時(shí)，路基壓牢作業(yè)要點(diǎn)是:合理選用壓實(shí)機(jī)具、壓實(shí)方法與壓實(shí)厚 度，達(dá)到所要求的()。

A.最佳含水量B.壓實(shí)密度C.預(yù)沉量值D.壓實(shí)遍數(shù)

5.土質(zhì)較均勻、結(jié)構(gòu)疏松、孔隙發(fā)育，在一定壓力下受水浸后濕結(jié)構(gòu)迅速破壞，產(chǎn)生較大變形的土是()。

A.濕陷性黃土B.膨脹土C.淤泥和淤泥質(zhì)土D.粉性土

二、多項(xiàng)選擇題

1.城鎮(zhèn)道路路基工程包括路基本身及有關(guān)的土(石)方、()等項(xiàng)目。

A.擋土墻B.路肩C.排水管D.涵洞E.瀝青透層

2.在大規(guī)模的道路工程中常會(huì)遇到軟土路基，常用的處理方法有()等。

A.換填法B.振動(dòng)壓實(shí)法C.擠密法D.排水固結(jié)法E.夯實(shí)法

3.濕陷性黃土路基處理，除采用防止地表水下滲的措施外，主要有()等。

A.排水固結(jié)法B.強(qiáng)夯法C.擠密法D.換填法E.振動(dòng)壓實(shí)法

4.膨脹土其顯著的脹縮特性可使路基發(fā)生()等嚴(yán)重的破壞。

A.變形B.崩塌C.位移D.開(kāi)裂E.隆起

【1K411020參考答案】

1.B;2.B;3.A;4.B;5.A;

二、多項(xiàng)選擇題

1.A、B、C、D,2.A、C、D;2.B、C、D;4.A、C、D、E;

第四篇：材料結(jié)構(gòu)與性能

材料結(jié)構(gòu)與性能報(bào)告(1)

論文題目：塊狀非晶合金材料的研究進(jìn)展

姓名： 學(xué)號(hào)： 學(xué)科專(zhuān)業(yè)： 指導(dǎo)教師： 入學(xué)日期： 報(bào)告日期： 報(bào)告地點(diǎn)：

王楚 31605051 材料工程 林莉 2016.11

研究生院制表

材料結(jié)構(gòu)與性能報(bào)告(1)1概述

一般認(rèn)為，凝聚態(tài)的物質(zhì)大致可以分為三類(lèi)：晶態(tài)物質(zhì)、準(zhǔn)晶態(tài)物質(zhì)和非晶態(tài)物質(zhì)。非晶態(tài)合金是指固態(tài)時(shí)其原子的三維空間呈拓?fù)錈o(wú)序排列，并在一定溫度范圍保持這種狀態(tài)相對(duì)穩(wěn)定的合金。最早有關(guān)非晶態(tài)合金的文獻(xiàn)是由融Kamer于1934年首次報(bào)道的。而后，1960年，Duwez[1]等首先采用噴槍法在Au．Si合金中獲得非晶態(tài)合金，從而開(kāi)創(chuàng)了材料研究的新領(lǐng)域一非晶態(tài)合金材料。非晶合金具有優(yōu)異的物理性能、化學(xué)性能和力學(xué)性能，特別是優(yōu)良的軟磁性能，在許多領(lǐng)域中己得到應(yīng)用。一般說(shuō)來(lái)，非晶態(tài)合金均需要通過(guò)熔體快淬的方法來(lái)獲得，它需要非常高的冷卻速率(10 6 /s 以上)。由于臨界冷卻速率的限制，非晶態(tài)合金的三維尺寸受到很大的限制，只能獲得很薄或很細(xì)的片、絲和粉末狀非晶合金。

大塊非晶合金材料是近年來(lái)采用現(xiàn)代冶金技術(shù)合成的一種具有特殊性能的新型先進(jìn)金屬材料。對(duì)大塊非晶的研究無(wú)論在理論上還是在應(yīng)用上都有重要意義。首先，大塊非晶體系是一些全新的多組元體系，其合金熔體具有極大的熱力學(xué)過(guò)冷度，過(guò)冷液體的動(dòng)力學(xué)行為類(lèi)似于氧化物玻璃，這使得人們重新思考傳統(tǒng)的非晶形成理論。另外，大塊非晶合金大都具有明顯的玻璃轉(zhuǎn)變和寬的過(guò)冷液相區(qū)，這為深人研究非晶合金的玻璃轉(zhuǎn)變特征和過(guò)冷液態(tài)的結(jié)構(gòu)和物性提供了理想材料。在應(yīng)用上，由于具有奇特的物理、力學(xué)及化學(xué)性能, 適合于用來(lái)制造電子器件、磁性器件、精密光學(xué)器件、精密機(jī)械結(jié)構(gòu)件、電池材料、體育用品、生物醫(yī)學(xué)植人物以及軍工先進(jìn)武器構(gòu)件(如穿甲武器、飛行器的構(gòu)件、裝甲板等)等。塊狀非晶合金的發(fā)展歷程

非晶合金的發(fā)展大致經(jīng)歷了兩個(gè)階段。第l階段為1960年(Duwez首次采用快淬方法制得Au70Si30非晶合金薄帶)-1989年。這段時(shí)期，人們主要通過(guò)提高冷卻速率(>104列s)來(lái)獲得非晶合金，因而得到的基本是非晶合金薄膜、薄帶或粉末。所研究和制備的主要是二元合金。主要研究體系可分為3大合金系：第l類(lèi)合金系由過(guò)渡族金屬或貴金屬與類(lèi)金屬組成，如Pd2Si、Fe2B等。；類(lèi)金屬的含量為10%-30%,恰好在低共晶點(diǎn)組分附近。2類(lèi)合金系是以LTM-ETM為基的體系，其中ETM和LTM分別代表前、后過(guò)渡族金屬，LTM包括Fe、Co、Ni、Pd和Cu等，ETM包括Ti、Zr、Nb、Ta、Hf等。LTM的含量一般在20％-40％，如Zr70(Ni、Fe、Co、Pd、Rh)30、Nb60Rh40等，該體系可以在非常寬的低共晶組分范圍內(nèi)形成非晶，這類(lèi)非晶合金發(fā)現(xiàn)得比較晚，1977年才首次發(fā)現(xiàn)屬于這一類(lèi)的合金,以后又逐步發(fā)現(xiàn)了在Ca或Sr中加入AI、Zn等組成的非晶合金[2,3]。第3類(lèi)為以A族金屬元素(Mg、Ca、Sr)為基體，B族金屬元素(Al、Zn、Ga)為溶質(zhì)的

塊狀非晶合金的研究進(jìn)展

少冷卻過(guò)程中的非均勻形核, 因而各種制備方法都有以下兩個(gè)共同持征：(1)對(duì)合金母材反復(fù)熔煉, 以提高熔體的純度, 消除非均勻形核點(diǎn)。(2)采用高純惰性氣體保護(hù)，盡量減少氧含量。目前，大塊非晶態(tài)合金的制備方法主要有以下幾類(lèi)：

(l)懸浮熔煉： 將試樣置于特定的線圈中，線圈中的電磁場(chǎng)使試樣產(chǎn)生與外界相反的感生電動(dòng)勢(shì)，該感生電動(dòng)勢(shì)與外磁場(chǎng)間的斥力與重力相抵消，從而使試樣懸浮在線圈中。同時(shí), 試樣中的渦流使自身加熱熔化。再向試樣吹人惰性氣體，使其冷卻、凝固；或利用通電極板間的靜電場(chǎng)使試樣懸浮，用激光加熱熔化，當(dāng)激光停止照射時(shí)，試樣于原位冷卻。試樣溫度可用非接觸法測(cè)量。懸浮熔煉的優(yōu)點(diǎn)是試樣沒(méi)有在容器中熔煉，避免了容器壁引起的非均質(zhì)形核，可減小臨界冷卻速度。其缺點(diǎn)是，試驗(yàn)的懸浮與加熱是同時(shí)通過(guò)試樣中的渦流實(shí)現(xiàn)的，當(dāng)試樣冷卻時(shí)也必須處于懸浮狀態(tài)，即試樣在冷卻時(shí)還必須克服懸浮渦流帶來(lái)的熱量，所以冷卻速度不可能很快, 增加了制備難度，制備的塊狀非晶合金尺寸較小。

(2)深過(guò)冷液淬法：此方法是將試樣用低熔點(diǎn)氧化物(如B2O3)包裹起來(lái)，在石英管中感應(yīng)加熱熔化，最后淬入水中得到非晶態(tài)合金試樣。低熔點(diǎn)氧化物的作用一是用來(lái)吸取合金冶煉中的雜質(zhì)顆粒，避免這些顆粒成為形核的核心，二是將合金熔液與容器壁隔離開(kāi)來(lái)。由于包裹物始點(diǎn)低于熔體熔點(diǎn)，因而可避免合金母材與容器壁直接接觸，最大限度地避免了非均質(zhì)形核。

(3)高壓模鑄法：該方法是將母合金放人套筒內(nèi)，在高頻感應(yīng)線圈中熔化，再用高 壓快速將合金液壓人銅模內(nèi)，銅模外通水使試樣快速冷卻。由于該方法的冷卻速率很大，可以獲得較大體積的非晶態(tài)合金。

此外還有定向凝固、射流成形、壓實(shí)成型等多種大塊非晶合金制備工藝。國(guó)內(nèi)關(guān)于大塊非晶合金的研究開(kāi)展不多，主要采用落管、氧化物包裹、磁懸浮、射流成形及水淬 等技術(shù)制備大塊非晶合金。國(guó)內(nèi)制備的大塊非晶合金的最大直徑為90mm。由于目前制備的非晶合金的尺寸較小，影響了非晶合金作為結(jié)構(gòu)材料的使用范圍。塊狀非晶合金的微觀結(jié)構(gòu)

非晶合金的原子在三維空間呈拓?fù)錈o(wú)序狀排列，不存在長(zhǎng)程周期性，但在幾個(gè)原子間距的范圍內(nèi)，原子的排列仍然有著一定的規(guī)律，因此可以認(rèn)為非晶態(tài)合金的原子結(jié)構(gòu)為“長(zhǎng)程無(wú)序，短程有”。通常定義非晶態(tài)合金的短程有序區(qū)小于1.5nm，即不超過(guò)4-5個(gè)原子間距，從而與納米晶或微晶相區(qū)別，短程有序可分為化學(xué)短程有序和拓?fù)涠坛逃行騼深?lèi)。

材料結(jié)構(gòu)與性能報(bào)告(1)4.1化學(xué)短程有序

非晶態(tài)金屬至少含有兩個(gè)組元，除了不同類(lèi)原子的尺度差別、穩(wěn)定相結(jié)構(gòu)和原子長(zhǎng)程遷移率等因素以外，不同類(lèi)原子之間的原子作用力在非晶態(tài)合金的形成過(guò)程中起著重要作用?；瘜W(xué)短程有序的影響通常只局限于近鄰原子，因此一般用近鄰組分與平均值之差作為化學(xué)短程有序參數(shù)，對(duì)于二元A-B體系為：

up=1-ZAB/(ZcB)=1-ZBA/(ZcA)其中ZAu和ZuA分別代表A(或B)原子近鄰的B(或A)原子配位數(shù)，Z是原子總配位數(shù)。cA和cu分別是A與B原子在合金中的平均濃度。當(dāng)A和B兩種原子直徑明顯不同時(shí)，A原子的總本位數(shù)ZA與B原子的總配位數(shù)Zi3不再相同，ZA≠Ze，這時(shí)短程有序另一種定義。

4.2拓?fù)涠坛逃行?/p>

指圍繞某一原子的局域結(jié)構(gòu)的短程有序。常用幾種不同的結(jié)構(gòu)參數(shù)描述非晶態(tài)與合金的結(jié)構(gòu)特征，主要有原子分布函數(shù)、干涉函數(shù)、近鄰原子距離與配位數(shù)和質(zhì)量密度。原子分布函數(shù)，設(shè)非晶態(tài)結(jié)構(gòu)是各向同性的均勻結(jié)構(gòu)，其平均原子密度Po為--定體積y中包含的原子數(shù)N:

Po=N/V 描述某一原子附近的密度變化可用徑向分布函數(shù)RDF(r):

RDF(r)=4*3.14xr2p(r)

其中r是距某中心原子的距離，p(r)是距離r處的密度，由上式可知，RDF(r)dr代表以某個(gè)原子為中心，在半徑r處、厚度為dr的球殼內(nèi)的原子數(shù)，從而RDF(r)=dN/dr表示原子數(shù)目(密度)隨距離增加的變化。

定義約化徑向分布函數(shù)G(r)為:

G(r)=4x3.14*r[p(r)-po] 幾種過(guò)渡金屬-類(lèi)金屬非晶態(tài)合金的約化徑向分布函數(shù)如圖8-1所示，函數(shù)值隨著與中心原子的距離增大而呈有規(guī)律的起伏。此外，還定義雙體分布函數(shù)g(r): z(r)=p(r)/p。

當(dāng)合金中包含幾種不同類(lèi)原子時(shí)，引入偏徑向密度函數(shù)pii(r)、偏雙體分布函數(shù)gii(r)、偏約化徑向分布函數(shù)GO(r)等參數(shù)描述原子之間的結(jié)構(gòu)關(guān)系。例如，pji(r)指與某個(gè)第i類(lèi)踩子的距離為r處，單位體積中第j類(lèi)原子的數(shù)目。上述各個(gè)原子分布函數(shù)中，原子密度p(r)和原子徑向分布函數(shù)RDF(r)有明確物理意義，G(r)的物理意義雖然不明確，但它同RDF(r)一樣能反映非晶態(tài)結(jié)構(gòu)特征，對(duì)體系作x射線衍射測(cè)量得到結(jié)構(gòu)因數(shù)S(Q)，塊狀非晶合金的研究進(jìn)展

外殼等商業(yè)產(chǎn)品由于大塊非晶中不存在晶體中的滑移位錯(cuò)，在較低溫度下具有很好的粘滯流動(dòng)性，可以較好地發(fā)生超塑應(yīng)變利用這個(gè)特性，可以把大塊非晶合金進(jìn)行各種塑性加工，制成所需的各種形狀由于其優(yōu)異的力學(xué)性能和較好的熱穩(wěn)定性，大塊非晶合金在軍事方面也得到了應(yīng)用，可以用來(lái)制造反坦克的動(dòng)能穿甲彈。

Zr基大塊非晶合金具有很高的彈性實(shí)驗(yàn)表明,用其做成的小球與同樣大小的鋼球在量筒中從相同高度(15m左右)自由落下后做彈性來(lái)回運(yùn)動(dòng)，前者比后者的彈動(dòng)時(shí)間足足長(zhǎng)了大塊非晶合金具有很高的強(qiáng)度和強(qiáng)度-密度比，以及很好的彈性能，因而具有很好的應(yīng)用潛力。基大塊非晶合金由于抗拉強(qiáng)度高、延展性好、彈性能高、沖擊斷裂性能高和抗腐蝕性高，且具有非常好的能量傳遞性能，已被用來(lái)制作高爾夫球桿和其擊球部位(球頭)，使用該材料做成的高爾夫球頭能夠?qū)?9％的能量傳遞到球上。

在化學(xué)方面，由于大塊非晶具有抗腐蝕、儲(chǔ)存能量(吸氫和析氫)和高催化特性，將有可能在海洋業(yè)和能源方面得到應(yīng)用。塊體非晶合金在結(jié)構(gòu)上是原子長(zhǎng)程無(wú)序而近程有序排列的亞穩(wěn)材料，每個(gè)短程有序的原子團(tuán)可以視為一個(gè)高活性點(diǎn)，而這種高活性、高耐蝕性材料是最理想的電極催化材料。如果使用這種材料制作電極, 其催化活性將提高以上，可大大提高制堿工業(yè)的生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本，由此所產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益是十分巨大的。

由于新型基非晶合金具有低飽和磁致伸縮，使得它們的軟磁性能可與傳統(tǒng)的Fe-Si-B非晶合金相比擬，甚至更優(yōu)。日本研制的Fe基大塊非晶合金軟磁材料的磁導(dǎo)率，比硅鋼片材料及傳統(tǒng)晶體結(jié)構(gòu)的磁性材料15倍，美國(guó)洛斯阿拉莫斯國(guó)家實(shí)驗(yàn)室也已經(jīng)制備出了直徑達(dá)到以上的低磁能損耗的大塊基軟磁產(chǎn)品專(zhuān)家預(yù)測(cè),大塊非晶合金軟磁材料制品將很快應(yīng)用于電子信息，如計(jì)算機(jī)、通訊設(shè)備和工業(yè)自動(dòng)化等高技術(shù)產(chǎn)業(yè)和電力等傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)另外，硬磁性大塊非晶合金也將是一種很有潛力的永磁材料。

6結(jié)束語(yǔ)

非晶合金，因特殊的結(jié)構(gòu)和優(yōu)異的性能自產(chǎn)生以來(lái)一直是材料學(xué)界的熱點(diǎn)研究領(lǐng)域之一。近年來(lái)對(duì)非晶合金進(jìn)行了廣泛的研究，取得了很大的進(jìn)展，已突破昔日貴金屬的限制, 許多日常重要的工程合金系統(tǒng)如Fe、Co、NiCu 等都可制備出塊體非晶合金，這為其實(shí)際應(yīng)用創(chuàng)造了條件，如今工程應(yīng)用也已逐步興起。但作為一類(lèi)新型的材料, 非晶合金仍處于研究探索階段，在基礎(chǔ)理論、制備工藝和實(shí)際應(yīng)用中還有許多問(wèn)題亟待解決，主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

還沒(méi)有一套完整的理論或成熟的物理模型用來(lái)指導(dǎo)塊體非晶的研制，目前對(duì)于合金系統(tǒng)組元的選擇還只能憑經(jīng)驗(yàn)規(guī)律，但這些規(guī)律都不具備普適性。這主要是由于還沒(méi)有充分理解非晶合金形成的本質(zhì), 因此需要加強(qiáng)對(duì)非晶合金物理轉(zhuǎn)變過(guò)程的研究。

材料結(jié)構(gòu)與性能報(bào)告(1)(2)目前所制備的塊體非晶尺寸還不夠大，只有Zr基、Pd基等少數(shù)幾種合金體系可達(dá)較大尺寸，這在很大程度上限制了這種新型結(jié)構(gòu)材料的廣泛應(yīng)用，因而需要我們?cè)诶斫夥蔷Ш辖鹦纬杀举|(zhì)的基礎(chǔ)上，改進(jìn)目前塊體非晶制備所需的苛刻工藝條件。因機(jī)械合金化在制備非晶合金上的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，目前可以優(yōu)先發(fā)展機(jī)械合金化工藝。

(3)提高塊體非晶的熱穩(wěn)定性。由于塊體非晶屬亞穩(wěn)態(tài)材料，在熱力學(xué)上是不穩(wěn)定的, 只有把這類(lèi)材料加熱到一定溫度以上才會(huì)使其變?yōu)榫B(tài)材料。因此，必須設(shè)法提高塊體非晶的熱穩(wěn)定性，以拓寬其應(yīng)用范圍。

(4)任何材料都有其自身的缺陷，雖然發(fā)現(xiàn)了一系列具有大塑性的塊體非晶合金，但總體來(lái)說(shuō)其塑性都還有待提高，而且非晶合金的拉伸塑性幾乎為零。長(zhǎng)期以來(lái)，探索同時(shí)具有高強(qiáng)度和大塑性的金屬合金材料一直是材料領(lǐng)域追求的目標(biāo)，非晶合金塑性的進(jìn)一步提高，必將為非晶合金的應(yīng)用開(kāi)辟更廣闊的空間。

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第五篇：材料結(jié)構(gòu)與性能試題-答案

材料結(jié)構(gòu)與性能試題

1、高分子結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：包括近程結(jié)構(gòu)和遠(yuǎn)程結(jié)構(gòu)。

近程包括原子種類(lèi)和排列、結(jié)構(gòu)單元鏈接方式、支化與交聯(lián)、序列結(jié)構(gòu)和構(gòu)型。

原子種類(lèi)和排列：碳鏈高分子、雜鏈高分子、元素有機(jī)高分子、梯形和雙螺旋形高分子、端基。

結(jié)構(gòu)單元鏈接方式：是指結(jié)構(gòu)單元在高分子鏈中的聯(lián)結(jié)方式，如頭—尾、頭—頭、尾—尾等。支化與交聯(lián)：支化破壞了分子的規(guī)整性，故結(jié)晶度大大降低。交聯(lián)是指高分子鏈之間通過(guò)支鏈連接成一個(gè)空間三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。

序列結(jié)構(gòu)：以A、B兩種單體單元所構(gòu)成的共聚物為例，按連接方式可分為：交替共聚物、無(wú)規(guī)共聚物、嵌段共聚物、接枝共聚物。

構(gòu)型：指分子中由化學(xué)鍵所固定的原子在空間的幾何排列。

遠(yuǎn)程結(jié)構(gòu)包括高分子鏈的大小和形態(tài)。

高分子鏈的大小（質(zhì)量）包括相對(duì)分子質(zhì)量(分子量)和相對(duì)分子質(zhì)量分布(分子量分布)。高分子鏈的形態(tài)(構(gòu)象)：由于單鍵內(nèi)旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的分子在空間的不同形態(tài)。

工程塑料ABS：由丙稀腈，丁二烯和苯乙烯的三元接枝共聚物，因此兼具三種組分的特性：質(zhì)硬、耐腐蝕、提高制品的拉伸強(qiáng)度和硬度。

SBS嵌段共聚物：由陰離子聚合法制得的苯乙烯與丁二烯的共聚物。聚丁二烯（PB）常溫下是橡膠，聚苯乙烯（PS）則是硬性塑料，二者不相容，因此是兩相結(jié)構(gòu)。PB相形成連續(xù)的橡膠相，PS則形成微區(qū)分散于樹(shù)脂中對(duì)PB起交聯(lián)作用.丁苯橡膠SBR：是由苯乙烯與丁二烯在BPO或氧化還原引發(fā)劑作用下，按照自由基聚合機(jī)理得到的無(wú)規(guī)共聚物。

2、答:非晶態(tài)聚合物典型的熱--機(jī)械曲線如下圖，存在兩個(gè)斜率突變區(qū)，這兩個(gè)突變區(qū)把熱-機(jī)械曲線分為三個(gè)區(qū)域，分別對(duì)應(yīng)于三種不同的力學(xué)狀態(tài)，三種狀態(tài)的性能與分子運(yùn)動(dòng)特征各有不同。

III II 形變I

在區(qū)域I，溫度低，鏈段運(yùn)動(dòng)被凍結(jié)，只有側(cè)基、鏈節(jié)、鏈長(zhǎng)、鍵角等的局部運(yùn)動(dòng)，因此聚合物在外力作用下的形變小，具有胡克彈性行為：形變?cè)谒查g完成，當(dāng)外力除去后，形變又立即恢復(fù)，表現(xiàn)為質(zhì)硬而脆，這種力學(xué)狀態(tài)與無(wú)機(jī)玻 溫度 璃相似，稱(chēng)為玻璃態(tài)。

隨著溫度的升高，鏈段運(yùn)動(dòng)逐漸“解凍”，形變逐漸增大，當(dāng)溫度升高到某一程度時(shí)，鏈段運(yùn)動(dòng)得以充分發(fā)展，形變發(fā)生突變，進(jìn)入?yún)^(qū)域II，這時(shí)即使在較小的外力作用下，也能迅速產(chǎn)生很大的形變，并且當(dāng)外力除去后，形變又可逐漸恢復(fù)。這種受力能產(chǎn)生很大的形變，除去外力后能恢復(fù)原狀的性能稱(chēng)高彈性，相應(yīng)的力學(xué)狀態(tài)稱(chēng)高彈態(tài)。

由玻璃態(tài)向高彈態(tài)發(fā)生突變的區(qū)域叫玻璃化轉(zhuǎn)變區(qū)，玻璃態(tài)開(kāi)始向高彈態(tài)轉(zhuǎn)變的溫度稱(chēng)為玻璃化轉(zhuǎn)變溫度（glass temperature)，以Tg表示。

當(dāng)溫度升到足夠高時(shí)，在外力作用下，由于鏈段運(yùn)動(dòng)劇烈，導(dǎo)致整個(gè)分子鏈質(zhì)量中心發(fā)生相對(duì)位移，聚合物完全變?yōu)檎承粤黧w，其形變不可逆，這種力學(xué)狀稱(chēng)為粘流態(tài)。高彈態(tài)開(kāi)始向粘流態(tài)轉(zhuǎn)變的溫度稱(chēng)為粘流溫度，以Tf表示，其間的形變突變區(qū)域稱(chēng)為粘彈態(tài)轉(zhuǎn)變區(qū)。分子量越大，Tf越高。交聯(lián)聚合物由于分子鏈間有化學(xué)鍵連接，不能發(fā)生相對(duì)位移，不出現(xiàn)粘流態(tài)。

因此玻璃態(tài)、高彈態(tài)和粘流態(tài)稱(chēng)為無(wú)定形聚合物的力學(xué)三態(tài)。

3、答：高彈性的特點(diǎn)：

①?gòu)椥阅Ａ啃?，比其它固體物質(zhì)小得多，如：鋼：20000MPa(2×10）;（１公斤／m㎡=9.807MPa)，PE: 200MPa 結(jié)晶物； PS:2500MPa;橡膠: 0.2-8MPa.②形變量大?？蛇_(dá)1000%,一般在500%左右,而普通金屬材料的形變量＜1％。③彈性模量隨溫度上升而增大，溫度升高，鏈段運(yùn)動(dòng)加劇，回縮力增大，抵抗變形的能力升高。

④高彈形變有時(shí)間依賴性——力學(xué)松弛特性，高彈形變時(shí)分子運(yùn)動(dòng)需要時(shí)間 ⑤形變過(guò)程有明顯的熱效應(yīng)，橡膠：拉伸——放熱；回縮——吸熱

高彈性的本質(zhì)：高彈性是由熵變引起的，在外力作用下，橡膠分子鏈由卷曲狀態(tài)變?yōu)樯煺範(fàn)顟B(tài)，熵減小，當(dāng)外力移去后，由于熱運(yùn)動(dòng)，分子鏈自發(fā)地趨向熵增大的狀態(tài)，分子鏈由伸展再回復(fù)卷曲狀態(tài)，因而形變可逆。

高彈性的熱力學(xué)分析： ⑴高彈形變的熱力學(xué)方程

外力下發(fā)生高彈形變，除去外力后又可恢復(fù)原狀，即形變是可逆的，因此可用熱力學(xué)第一定律和第二定律進(jìn)行分析。對(duì)輕度交聯(lián)橡膠在等溫（dT=0）下拉伸。物理意義:外力作用在橡膠上使橡膠的內(nèi)能隨伸長(zhǎng)變化、使橡膠的熵變隨伸長(zhǎng)變化。

⑵熵彈性的分析。橡膠拉伸時(shí)，內(nèi)能幾乎不變，主要引起熵變，因此稱(chēng)高彈性為熵彈性。熱力學(xué)分析得到的一條重要的結(jié)論：彈性力主要來(lái)自熵的貢獻(xiàn)，故稱(chēng)橡膠彈性——熵彈性。

⑶交聯(lián)橡膠的統(tǒng)計(jì)理論。橡膠不交聯(lián)，幾乎沒(méi)有使用價(jià)值，因此研究交聯(lián)橡膠的高彈形變具有重要的實(shí)際意義。統(tǒng)計(jì)理論討論的是橡膠彈性問(wèn)題的核心——形變過(guò)程中突出的熵效應(yīng)，而忽略內(nèi)能的貢獻(xiàn)。

4、答：⑴室溫下介電常數(shù)氯丁橡膠幾乎是聚氯乙烯的3倍，因此室溫下氯丁橡膠的介電常數(shù)大。⑵這些主鏈含極性基團(tuán)或極性基團(tuán)與主鏈硬鏈接的聚合物，當(dāng)溫度提高到玻璃化溫度Tg以上時(shí)，其介電常數(shù)將大幅度地升高，聚氯乙烯的介電常數(shù)將從3.5增加到15，因此PVC的介電常數(shù)會(huì)增大。

5、答：⑴小尺寸效應(yīng)：隨著顆粒尺寸的量變，在一定條件下會(huì)引起顆粒性質(zhì)的質(zhì)變。由于顆粒尺寸變小所引起的宏觀物理性質(zhì)的變化稱(chēng)為小尺寸效應(yīng)。當(dāng)粒子的尺度與光波波長(zhǎng)、德波羅意波長(zhǎng)及超導(dǎo)態(tài)的相干長(zhǎng)度或透射深度等物理特性尺寸相當(dāng)或更小時(shí)晶體周期性的邊界條件將被破壞，非晶態(tài)納米微粒的顆粒表面層附近原子密度減小，導(dǎo)致聲、光、電磁、熱力學(xué)等均呈現(xiàn)新的尺寸效應(yīng)。

對(duì)超微顆粒而言，尺寸變小，同時(shí)其比表面積亦顯著增加，從而產(chǎn)生如下一系列新奇的性質(zhì)。①特殊的光學(xué)性質(zhì)②特殊的熱學(xué)性質(zhì)③特殊的磁學(xué)性質(zhì)④特殊的力學(xué)性質(zhì)。

⑵表面效應(yīng)：球狀顆粒的表面積與直徑的平方成正比，體積與直徑的立方成正比，故其比表面積與直徑成反比。對(duì)半徑為r的球狀超微顆粒而言，設(shè)原子直徑為a，則表面原子所占的百分比例大體上為a／r。對(duì)于普通物質(zhì)，a＜＜r，表面原子所占比例很小，其呈現(xiàn)的性質(zhì)對(duì)整個(gè)物質(zhì)的性質(zhì)沒(méi)多大影響。而對(duì)于納米顆粒，不能忽視表面性質(zhì)。在更一般的情況下，納米顆粒不可能是理想的球形，表面原子的影響就會(huì)更大，這就是人們所稱(chēng)的表面效應(yīng)。

⑶量子尺寸效應(yīng)（久保效應(yīng)）：當(dāng)粒子的尺寸降到一定值時(shí)金屬費(fèi)米能級(jí)附近的電子能級(jí)由準(zhǔn)連續(xù)變?yōu)榉至ⅲx散）能級(jí)的現(xiàn)象、納米半導(dǎo)體微粒存在不連續(xù)的最高被占據(jù)分子軌道和最低未被占據(jù)的分子軌道能級(jí)和能隙變寬現(xiàn)象均稱(chēng)為量子尺寸效應(yīng)。

⑷宏觀量子隧道效應(yīng)：微觀粒子具有粒子性又具有波動(dòng)性，因此具有貫穿勢(shì)壘的能力，稱(chēng)之為隧道效應(yīng)。近年來(lái)科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)，一些宏觀量如微顆粒的磁化強(qiáng)度、量子相干器件中的磁通量以及電荷等也具有隧道效應(yīng)，它們可以貫穿宏觀系統(tǒng)的勢(shì)壘而產(chǎn)生變化，故稱(chēng)為宏觀量子隧道效應(yīng)。

6、陶瓷材料加工主要分粉體合成、成型和燒結(jié)三步。

制備粉體的方法主要有液相法、固相法和氣相法三種。液相法的缺點(diǎn)是：存在硬團(tuán)聚、粒徑大小不均勻、純度低以及性能不穩(wěn)定。固相法的缺點(diǎn)是：反應(yīng)只在相界面進(jìn)行，隨后擴(kuò)散過(guò)程困難；難得到純相體系；反應(yīng)容器污染容器。

成型方法分干法成型、塑性成型和料漿成型。干法又分為干壓和等靜壓成型。干壓的缺點(diǎn)是：各向異性；不適于尺寸大、形狀復(fù)雜制品的設(shè)計(jì)；設(shè)備、模具費(fèi)用較高。等靜壓成型缺點(diǎn)是：工藝效率較低，設(shè)備昂貴。先進(jìn)陶瓷塑性成型方法主要有注射成型和擠出成型兩種。注射成型缺點(diǎn)是：生產(chǎn)周期長(zhǎng)、金屬模具設(shè)計(jì)困難、費(fèi)用昂貴等。擠出成型缺點(diǎn)是：物料強(qiáng)度低、容易變形；表面凹坑和起泡；開(kāi)裂及內(nèi)部裂紋；模具制造成本高；導(dǎo)致燒結(jié)收縮大。料漿成型主要分為注漿成型和流延成型兩種。注漿成型缺點(diǎn)是：成型形狀粗糙；注漿時(shí)間較長(zhǎng)，勞動(dòng)強(qiáng)度大；不易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化；缺陷多，外觀尺寸精度低。流延成型缺點(diǎn)是：有機(jī)溶劑具有一定的毒性，使生產(chǎn)條件惡化并造成環(huán)境污染；生產(chǎn)成本較高。

燒結(jié)方法主要有無(wú)壓燒結(jié)、熱壓燒結(jié)、熱等靜壓燒結(jié)、微波燒結(jié)、SPS和反應(yīng)燒結(jié)。熱壓燒結(jié)缺點(diǎn)是：熱壓爐非常昂貴，而且難以實(shí)現(xiàn)連續(xù)化大批量生產(chǎn)。微波燒結(jié)的缺點(diǎn)是：設(shè)備昂貴，需要專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)；難于維持某個(gè)精確溫度；有時(shí)會(huì)與不希望的雜質(zhì)反應(yīng)或與絕熱層相污染；微波透明型材料很難被加熱，不良熱導(dǎo)體內(nèi)部會(huì)形成大的溫度梯度導(dǎo)致非均勻加熱。SPS和熱等靜壓燒結(jié)的缺點(diǎn)都是成本太高。反應(yīng)燒結(jié)的缺點(diǎn)是：工藝過(guò)程復(fù)雜；成本高；素坯易開(kāi)裂。

7、答：高分子不是由單一分子量的化合物所組成，即使是一種“純粹”的高分子，也是由化學(xué)組成相同、分子量不等、結(jié)構(gòu)不同的同系聚合物的混合物所組成。這種高分子的分子量不均一(即分子量大小不

一、參差不齊）的特性，就稱(chēng)為分子量的多分散性。

高分子分子量多分散性的表示方法：

①以分子量分布指數(shù)表示，即質(zhì)均分子量與數(shù)均分子量的比值，Mw / Mn

Mw / Mn 分子量分布情況 1 均一分布

接近1(1.5-2）分布較窄

遠(yuǎn)離 1(20-50)分布較寬 ②以分子量分布曲線表示。以被分離的各級(jí)分的質(zhì)量分率對(duì)平均分子量作圖，得到分子量質(zhì)量分率分布曲線?？赏ㄟ^(guò)曲線形狀，直觀判斷分子量分布的寬窄。綠線：分子量分布較寬，即分散程度大；紅線：分子量分布較窄，即分散程度小。影響：分子量分布是影響聚合物性能的因素之一，分子量過(guò)高的部分使聚合物強(qiáng)度增加，但加工成型時(shí)塑化困難;低分子量部分使聚合物強(qiáng)度降低，但易于加工;不同用途的聚合物應(yīng)有其合適的分子量分布:合成纖維是分子量分布易窄，而塑料薄膜和橡膠則分子量分布較寬。