第一章问答题
1、 什么叫材料？材料必须具备的几个要点是什么？简述人类所使用材料的演变过程。
答：材料是人们用来制造有用的物品、器件和构件的物质。 材料必须具备以下几个要点：
①一定的组成和配比。制品的使用性能主要取决于组成的化学物质（主要成分）及各成分（主要成分与次要成分）之间的配比。
②成型加工性。即有一定的形状和结构特征。
③形状保持性。即以一定的形状出现，并在该形状下使用。 ④经济性。即质优价廉，富有竞争性，乐于为社会和人们接受。 ⑤回收和再生性。材料应为绿色产品，符合人类可持续发展战略，并应满足已经确定的社会规范、法律等。在原料的生产、材料的制造、施工、使用和废弃物的处理等环节，都应对维护健康、保护环境负责。
人类所使用材料的演变过程也是人类文明进步的过程，具体如下：旧石器（250万年前）→新石器（1万年前）→陶器→青铜器公元5000年前）→钢铁（公元1400年前）→合成材料（近200年，经历蒸汽机、电、原子能、计算机4次革命）→新型材料（现在的信息技术）。
2、材料如何进行分类？
答：按化学组元分，可分为金属、无机非金属、有机高分子材料。 按状态分，可分为单晶、多晶质、非晶态、复合材料。 按物理性质分，可分为高强度、高温、超硬、导电、绝缘、磁性、
透光、半导体材料。
按物理效应分，可分为压电、热电、铁电、光电、电光、声光、磁光、激光材料。
按用途分，可分为建筑、结构、研磨、耐火、耐酸、电工、电子、光学、感光、包装材料。
3、材料在现代社会中有哪些重要作用？
答：材料在现代社会中对新技术和高技术起着十分关键的作用，没有新材料就没有发展高新技术的物质基础，因此，所有工业发达国家都把新型材料的研究放在特别重要地位。例如新型材料可用作敏感元件。新型无机材料以及它所具有的全失电、压电、半导、磁性能及对外界环境产生的敏感反应等，使它可用作制造稳定可靠的敏感元件或感应器。例如压电陶瓷可用作测压力、应力及振动的传感器；半导性陶瓷是氧分压测定的最常用传感器；氧化钛、氧化锌材料是作为若干碳氧化合物气体敏感元件的基础。这些传感器越来越普遍地以薄膜的形式使用，因此它们与半导体集成电路相结合是今后的发展方向。
新型材料可用作集成电路及电容器，变阻器等。先进无机材料中的电子陶瓷，利用无机材料一般具有较大的禁带宽度，可在很宽的范围内调节它们的介电，光及导电性能。近年来，薄膜多层结构用于集成电路及电容器方面进展迅速。其集成度、速度成百倍的提高，无机多层封装结构日趋微小，精度越来越高。铁电陶瓷、陶瓷变阻器要求严格的显微结构与晶界组成的控制，研究进展同样很快。目前超细结构的变阻器材料已使它的耐压特征从5kV/cm提高到120kV/cm。
新型材料可用作结构材料。新型无机材料的许多性能特征使它在结构材料领域具有许多现实的和潜在的应用价值。它们的重要应用领域包括切削工具，在各种恶劣环境下的耐磨材料，防弹等军用材料，人工骨骼、牙齿等生物陶瓷材料，以及近年来颇能引起关注的陶瓷发动机材料等。
4、根据你掌握的情况，展望一下未来材料的发展趋势。 答：材料是一切技术发展的物质基础。随着现代科学技术的飞速发展 ,各种适应高新科技的新型材料不断涌现，为新技术划时代的突破创造了条件。新型材料的特点是高性能化，高功能化，高复合化。材料科学已成为多学科互相交叉、相互渗透的科学。进入 21世纪，各种新型材料的研制、开发与应用，日新月异，与日俱增。新型材料应用的实例，已是随处可见。未来材料的发展趋势如下：
1）继续重视高性能的新型金属结构材料。高性能材料就是指具有高强度、高韧度、耐高温、耐低温、抗腐蚀、抗辐射等性能的材料。在我国，新型金属材料仍然是21世纪的主导材料。
2）结构材料趋于复合化——先进的多相复合材料。由于单一材料存在难以克服的某些缺点，所以把不同材料进行复合以得到优于原组分的新型材料，就成为结构材料发展的一重要趋势。
第二章问答题
1、材料结构的测试方法？
答：材料结构的测试方法有以下几种：
（1）宏观组织结构测试，是人们用肉眼或放大镜所能观察到的粗大晶粒或相的集合状态。
（2）显微组织结构测试，即借助光学显微镜和电子显微镜观察到的晶粒或相的集合状态，其尺度约为10-7～10-4m。
（3）原子排列结构测试， 即用X－衍射测试， 约为10-10m 。 （4） 原子的电子结构测试，这种结构的尺度更小 ，电子间相互作用，需用量子力学、量子化学和固体物理等方面的知识研究。 2、聚集态原子间是如何相互作用的？
答：聚集态原子间是由无数的原子或晶粒聚集而成的固体，对处于这类状态的材料称之为聚集体。
聚集态原子间的作用力有吸引力与排斥力。每一种力的大小均是原子间距离的函数。引力FA是异性电荷之间的库仑吸引力；斥力FR的来源有二:同性电荷之间的排斥和泡利不相容原理所引起的斥力，泡利斥力是主项，它是两个原子的闭壳层(即核外排满电子的壳层)开始重叠后所产生的强烈的排斥作用。总作用力FN即是二者之和，即
FN=FA +FR
3、原子间结合键的类型，什么是一次键、二次键？
答：原子间存在着结合力，好像有很多小弹簧把原子联接起来，使材料保持一定的几何形状，这种结合力又称为结合键(化学上称化
学键)。原子间结合力的大小对材料的性质有显著影响。根据结合力的强弱，可把结合键分成一次键和二次键两大类。
（1）正、负离子经库仑静电引力相互结合起来的化学键即离子键；相邻原子共同占有其部分价电子，使每个原子的最外层电子处于满壳层状态，将相邻原子结合起来，这种化学键称为共价键；金属及合金中的主要化学键（金属键）。
氢键和范德瓦尔斯键均为二次键。一个中性的氢原子通常只和一个另外的原子形成共价键；但由于氢的特殊性，它与负电性大的原子X结合后，还可以与第二个负电性大的原子Y结合，以X-H…Y表示，例如F-H…F，O-H…O，N-H…O等，其中X-H基本上是共价键，H…Y则是一种很强的偶极矩相互作用，称作氢键。
范德瓦尔斯键即电子在原子中瞬时位置的变化产生电偶极矩彼此相互作用，引起原子或饱和分子间的吸引而相互结合，这种结合键也称为分子键。