Экзаменационные вопросы по Материаловедению

Экзаменационные вопросы по Материаловедению

1. Предмет изучения и роль материаловедения как науки. Задачи, решаемые специалистами-материаловедами.

2. Технические параметры материалов, их значение и общая характеристика.

3. Объемно-структурные параметры материалов: плотность, компонентный и фазовый состав, степень анизотропии, постоянная кристаллической решетки и коэффициент сжимаемости.

4. Механические параметры материалов: кратковременная, длительная и динамическая прочность, жесткость, твердость, трибологические и адгезионные параметры.

5. Теплофизические параметры материалов: теплоемкость, тепло- и температуропроводность, термическое расширение, теплостойкость и температуры фазовых переходов.

6. Электрические параметры материалов: удельное объемное электрическое сопротивление, температурный коэффициент электрического сопротивления, диэлектрическая проницаемость, тангенс угла диэлектрических потерь, электрическая прочность.

7. Магнитные параметры материалов: магнитная проницаемость, остаточная индукция и индукция насыщения, коэрцитивная сила, магнитострикция.

8. Химическая стойкость и горючесть материалов.

9. Оптические параметры материалов: цвет, коэффициент преломления и пропускания.

10. Реологические параметры материалов: динамическая и кинематическая вязкость, энергия активации вязкого течения.

11. Энергетические параметры материалов: работа выхода, ширина запрещенной зоны, поверхностное натяжение, краевой угол смачивания, дипольный момент.

12. Структура материалов. Общая характеристика.

13. Химические связи в веществах.

14. Ионная химическая связь. Параметры связи и механизм образования.

15. Ковалентная химическая связь. Механизм образования, полярность связи.

16. Металлическая связь, ее отличительные особенности.

17. Молекулярные связи, Дисперсионное, ориентационное и индукционное взаимодействие.

18. Кристаллическое состояние веществ. Понятие кристаллической решетки.

19. Индексы Миллера в обозначении кристаллографических узлов, направлений и плоскостей.

20. Дефекты кристаллических структур. Общая характеристика.

21. Точечные дефекты. Виды точечных дефектов и их термодинамика.

22. Краевые и винтовые дислокации. Их влияние на свойства материалов.

23. Поверхностные дефекты кристаллических тел.

24. Механизм и энергетические условия кристаллизации.

25. Полиморфные превращения в кристаллах. Аллотропные модификации материалов.

26. Упорядочение в кристаллических структурах. Дальний и ближний порядок.

27. Аморфное состояние материалов. Общая характеристика.

28. Механизм образования аморфной фазы при охлаждении вещества.

29. Элементы зонной теории твердого тела. Деление тел на проводники, полупроводники и диэлектрики.

30. Понятие полимеров. Длина и структура макромолекул, степень полимеризации и другие параметры полимеров.

31. Классификация полимерных материалов по происхождению, природе атомов, структуре макромолекул, способу получения, полярности и др.

32. Отличительные особенности полимеров по сравнению с другими материалами.

33. Структура полимеров, молекулярная и надмолекулярная.

34. Подвижность макромолекул. Понятие сегмента.

35. Получение полимеров. Полимеризация и поликонденсация.

36. Агрегатные и фазовые состояния полимеров. Механизм кристаллизации.

37. Физические состояния полимеров - стеклообразное, высокоэластическое и вязкотекучее.

38. Термо- и реактопластичные полимеры. Их основные представители.

39. Физические свойства полимеров. Общая характеристика.

40. Прочностные и деформационные свойства полимеров.

41. Электрофизические и теплофизические свойства полимеров.

42. Старение полимеров. Механихмы химической и физической деструкции.

43. Композиционные материалы на основе полимеров. Основные ингредиенты пластмасс.

44. Металлы. Общая характеристика.

45. Термические и термохимические способы модификации свойств материалов.

46. Черные металлы. Диаграмма состояния железо-углерод. Основные фазы сплавов Fe-C.

47. Сталь. Влияние различных элементов на свойства стали. Легирующие примеси.

48. Структурные классы легированных сталей.

49. Стали и сплавы с особыми физическими свойствами.

50. Чугун. Серый, высокопрочный и ковкий чугуны.

51. Цветные металлы. Общая характеристика.

52. Алюминий и его сплавы.

53. Медь и ее сплавы.

54. Магний и его сплавы.

55. Сплавы высокого электрического сопротивления.

56. Техническая керамика. Общая характеристика.

57. Структура и свойства технической керамики.

58. Особенности керамической технологии.

59. Получение ультрадисперсных порошков в технологии керамических изделий.

60. Влияние дисперсности исходных компонентов на свойства керамики.

61. Способы приготовления и основные параметры шихты и шликеров.

62. Способы формования, спекания и обжига керамических материалов.

63. Основные керамические материалы: титанаты, цирконаты, ферриты и др.

64. Применение технической керамики в промышленности.

65. Стекло и ситаллы. Общая характеристика. Компонентный и фазовый состав.

66. Достоинства и недостатки неорганического стекла и ситаллов.

67. Структура неорганического стекла. Стеклообразующие и модификаторы.

68. Кварцевое стекло. Достоинства и недостатки.

69. Технология неорганического стекла. Подготовка компонентов, варка и формование стекла.

70. Механические и деформационные свойства неорганических стекол.

71. Оптические и теплофизические свойства стекла.

72. Закалка и термохимическое упрочнение стекла.

73. Применение технических стекол.

74. Структурные особенности ситаллов. Их фазовый состав.

75. Применение ситаллов в промышленности.

76. Композиционные материалы. Общая характеристика.

77. Состав композитов. Металлические, керамические и полимерные композиты.

78. Получение композиционных материалов.

79. Механизм усиливающего действия наполнителя в композиционных материалах.

80. Термодинамические и кинетические условия совместимости компонентов в композитах.

81. Основные полимерные композиты.

82. Поляризация диэлектриков.

83. Параметры диэлектрических материалов: диэлектрическая проницаемость, тангенс угла диэлектрических потерь, пробивное напряжение.

84. Диэлектрические потери в материалах.

85. Пассивные диэлектрики. Основные представители и свойства.

86. Активные диэлектрики. Общая характеристика.

87. Сегнетоэлектрики. Механизм поляризации, основные представители.

88. Пьезоэлектрики. Механизм пьезоэффекта, пьезомодуль, обратный пьезоэффект. Свойства кварца и пьезокерамики.

89. Электреты. Механизм образования и основные материалы для электретов.

90. Жидкие кристаллы. Структура и свойства смектиков.

91. Люминофоры. Получение и свойства.

92. Материалы для квантовых генераторов.

93. Полупроводниковые материалы. Общая характеристика.

94. Физические явления в полупроводниках. Виды, подвижность и генерация носителей заряда.

95. Собственные и примесные полупроводники.

96. Структура реальных кристаллов полупроводников.

97. Особенности процессов полупроводниковой технологии. Диффузия, окисление, ионное легирование, эпитаксия.

98. Полупроводниковые химические элементы. Общая характеристика.

99. Кремний, германий и их сплавы. Способы получения, основные свойства.

100. Карбид кремния. Получение, свойства.

101. Полупроводниковые соединения типа А³В⁵ и их твердые растворы.

102. Общие сведения о магнетизме. Параметры магнитного состояния: намагниченность, магнитная восприимчивость, магнитная проницаемость, магнитная индукция.

103. Классификация веществ по магнитным свойствам. Диа-, пара-, ферро-, антиферро- и ферримагнетики.

104. Механизм ферромагнетизма. Кривая намагничивания.

105. Магнитный гистерезис, магнитострикция и поведение ферромагнетиков при нагревании.

106. Строение ферромагнетиков. Ферриты со структурой нормальной, обращенной и амфотерной шпинели.

107. Получение ферритов.

108. Магнитомягкие материалы. Свойства и основные представители.

109. Магнитотвердые материалы. Свойства и основные представители.

110. Магнитные материалы с прямоугольной петлей гистерезиса.