材料概论练习题答案.doc

(—)填空题
1、机械设计常用 屈服强度 和 抗拉强度 两种强度指标。
2、设计刚度好的零件，应根据 刚度 指标来选择材料。
3、TK是材料从 韧性 状态转变为 脆性 状态时的温度。
4、冲击韧性的单位是 J/cm2 ；延伸率的单位是 % ；屈服强度的单位是 MPa或N/mm2 。
5、屈强比是 屈服强度 与 抗拉强度之比。
6、材料主要的工艺性能有 铸造性能 、 锻造性能 、 焊接性能 、和 切屑性能。
7、热敏电阻陶瓷可分为正温度系数（PTC）热敏陶瓷、负温度系数（NTC）热敏陶瓷和临界温度系数（CTR）热敏陶瓷。
8、无机胶凝材料可分为气硬性无机胶凝材料和水硬性无机胶凝材料。
9、石灰硬化包括干燥、结晶和碳化三个过程。
10、石膏可分为二水石膏、半水石膏、可熔石膏和无水石膏四大类。
11、水硬性无机胶凝材料是指既能在空气中硬化又能在水中硬化的材料。
12、水泥按用途和性能可分为通用水泥、专用水泥、特性水泥三大类。
13、能产生激光的固体材料都是由（基质晶体）和（激活离子）两部分组成。实际上掺杂离子就是（激活离子）
14、铁氧体是作为（高频用磁性材料）而制备的金属氧化物烧结磁性体，它分为（软磁铁氧体）和（硬磁铁氧体）。
15、表征压电材料的参数是（机电耦合系数K）（K=通过压电效应转换的电能/输入的机械能），K值恒小于1，它是压电材料进行（机—电能量转换）的能力反映。
16、在三价稀土氧化物中掺入二价阳离子将产生（O2-空位），若掺入四价阳离子会产生（间隙氧离子），从而改变三价稀土氧化物的导电性。
17、判断材料是否具有超导性，有两个基本特征：一是（超导电性），二是（完全抗磁性）。
18、陶瓷材料的性能：具有（高熔点）、（高硬度）、高化学稳定性、耐高温、耐磨、耐氧化、耐腐蚀、（弹性模量大）等特点，但（塑性）、（韧性）、可加工性、抗热震性、使用可靠性不如金属材料。
19、普通陶瓷的主要原料是（黏土）（石英）（长石）。
20、陶瓷生产工艺过程比较复杂，但基本的工艺可分为（原料配制）、（坯料成型）、（制品烧结）等三大步骤。
21、黏土是一种含水的铝硅酸盐矿物，其主要成分为（SiO2）、（Al2O3）、H2O、Fe2O3、TiO3
22、陶瓷的质量取决于原料的（纯度）、细度、坯料的均匀性、（成形密度）、（烧结温度）和窑内气氛、冷却速度等。
23、硅酸盐的晶体结构很复杂，但构成它的基本单元都是（[SiO4] ）四面体，（四个氧离子）紧密排列成四面体，（硅离子）位于四面体心的间隙中。
24、根据Al2O3陶瓷瓷坯中主晶相的不同，可将Al2O3陶瓷分为（刚玉瓷）、（刚玉—莫来石瓷）、（莫来石瓷）等。
25、SiC陶瓷具有（高硬度）和（高温强度），莫氏硬度13，在1400℃高温下仍能保持相当高的抗弯强度，所以它主要用作高温结构材料。另外它有很高的（热传导能力），可作高温下的热交换器、核燃料包装材料等。
26、功能陶瓷性能的调节优化方法有非化学式计量、（离子置换）、（掺杂）等，另外还可通过改变工艺条件而改变陶瓷的（结构），从而改变陶瓷的性能。
27、生产硅酸盐水泥的主要原料是石灰质原料和粘土原料，石灰质原料提供CaO， 粘土原料提供Al2O3、SiO2、Fe2O3。
28、立构可分为手性碳原子产生的光学异构体和分子中双键或环上的取代基空间排布不同的几何异构体。
29、手性碳原子构型包括全同立构、间同立构和无规立构三种；双键几何构型包括顺式和反式两种。
30、高分子具有分子量大、分子量不均一、分子间作用力远远大于共价键键能，所以高分子无气态。
31、链锁聚合分为自由基聚合、阴离子聚合、阳离子聚合和配位聚合。不同单体具有不同的聚合类型，其决定因素是碳碳双键上的取代基，即取代基的电子效应和位阻效应。
32、自游基聚合链终止有偶合终止和双基歧化终止，而阳离子聚合链终止是单基终止。
33、自游基链转移有多种方式，可向溶剂、聚合物、引发剂、分子内或阻凝剂转移。
34、高分子材料力学性能的最大特点是高弹性和粘弹性。其最大的缺点是低耐热和易老化。
35、复合材料的基本组分可划分为（基体相）和（增强相）
36、（界面）对复合材料特别是力学性能起着极为重要的作用。
37、对于单向排列的纤维增强复合材料，当材料产生裂纹的平面垂直于纤维时，裂纹扩展受阻，要使裂纹继续扩展必须提高（外加应力），克服纤维（拔出功）和纤维（断裂功）。
38、树脂基和金属基复合材料设计的主要目标是提高基体室温和高温（强度）及（弹性模量）。陶瓷基复合材料设计的主要目标是（增韧）。
39、复合材料的性能取决于组分材料的性能、（数量）、（分布方式）和（界面结构）。
40、树脂基复合材料界面的形成可分成两个阶段：第一阶段是基体与增强纤维的（接触与浸润）过程，第二阶段是树脂的（固化）过程。
41、复合材料界面结合力包括(宏观结合力)和(微观结合力)，前者指材料的几何因素，如表面凹凸不平、表面裂纹和孔隙等产生的机械绞合力，后者主要包括化学键和次价键，通过化学反应产生。
42、纤维增强金属基复合材料界面类型有（纤维与基体互不反应也不溶解）、（纤维与基体不反应但相互溶解）、（纤维与基体相互反应形成界面反应层）三种。
43、C60分子的结构就像足球的外皮，它是由（ 12 ）个正五边形和（ 20 ）个正六边形组成的中空碳球。
44、生物材料与机体组织发生直接接触与相互作用时，会发生损伤机体的（宿主反应）和损坏材料性能的（材料反应）。
45、材料具有超导性的两个基本特征：一是（超导电性），二是（完全抗磁性）。
46、纳米材料的特异效应可归纳为（表面效应）、（小尺寸效应）、（量子尺寸效应） 和宏观量子隧道效应。
47、材料产生超导的三个临界条件分别是（临界温度）、（临界磁场强度）、（临界电流密度）。
48、富勒烯是笼状碳原子簇的总称，包括(C60/C70分子)、（碳纳米管）、洋葱状富勒烯、内包金属微粒的富勒烯等。
49、合格的生物材料应是：（宿主反应）应是机体可接受的水平；（材料反应）不会导致材料本身失效。这种独特性能用生物相容性来表征。50、纳米材料可分为（纳米粉末）、（纳米纤维）、纳米膜、纳米块体、纳米复合材料等。
51、纳米材料表明效应是指随纳米微粒粒径的减小，比表面积急剧（增加），位于表面原子数占全部原子数的比例（增大），同时表面能也迅速（增加）的现象。
52、C70分子由（ 12 ）个五边形和（ 25 ）个六边形组成橄榄球状的空心笼体。
53、洋葱状富勒烯是一个多层的类似洋葱的笼状大分子，其最内层是一个（C60），从内到外每层原子数为（60n2）。
54、目前提取C60/C70混合物的方法有（萃取法）和（升华法）。
55、高分子功能性分离膜除起隔离作用外，还有选择性传递（能量）和传递（物质）的作用。
56、在高分子功能材料中，比较重要的光学性能是吸收、（折射）、（散射）和反射。
(二)判断题
1 抗氧化性就是指材料在高温下完全不被氧化的性能。 （ ×）
2．材料硬度越低，其切削加工性能就越好。 （ × ）
3．金属材料的导电导热性能均高于非金属材料。 （ × ）（不一定，如石墨）
4．σs和σ0.2都是材料的屈服强度。 （ √ ）
5．各种硬度值之间可以互换。 （ × ）
6．延伸率是试样拉断后的相对伸长量。 （ √ ）
7．硬度是材料对局部变形的抗力，所以硬度是材料的塑性指标。 （ × ）
8、功能材料的评价指标是指材料的服役寿命（×） 是反应灵敏度和稳定性
9、结构材料的使用性能主要测定力学性能指标。（ √ ）
10、在材料科学领域中，力学性质、物理性质和化学性质是主要的研究对象，并使材料与性质合为一体。（ √ ）
11、金属材料中，组织由化学成分和工艺过程决定，而其性能由组织决定。（ √ ）
12、石墨为半导体材料，金刚石为绝缘材料（×）
13、材料与工作环境介质可发生化学反应和电化学反应而使材料受到破坏。但主要以化学反应为主要破坏形式。（×）
14、在材料力学性能指标中，塑韧性是设计零件、检查材料和制品性能的重要依据。（×） 强度
15、材料的使用性能由材料的性质与材料服役条件、产品设计与加工决定。（ √ ）
16、选材应考虑使用性能、工艺性能、经济性、环境与资源。其中使用性能是根本原则，经济性是首要原则。（×）
17、弹性变形具有可逆性；塑性变形具有不可逆性，是永久性变形。（ √ ）
18、断裂是零件失效形式中后果最严重的事件。（ √ ）
19、产品消费的总成本包括购置价格和使用成本。（ √ ）
20、超导体呈现的超导现象只取决于温度的大小。（×）
21、对于软磁铁氧体，主要是利用它的高电阻、高频涡流损耗小的特点。（√）
22、硬磁铁氧体矫顽力Hc、剩磁Br、磁能积（BH）均很小。（ ×　）
23、BaTiO3陶瓷具有多种功能，即具有压电效应、热释电效应、铁电效应和对外界条件敏感的特性，因此它可以制作振子、热—电转换器、电容器和温度传感器等。（√）
24、道路水泥要求硅酸盐水泥熟料中含较多的铁铝酸盐。（√）
25、陶瓷的物理、化学、力学性能主要取决于主晶相。（√）
26、莫来石是特种结构陶瓷的主晶相。（×） 普通陶瓷
27、Al2O3的同素异构有十几种，但在自然界中只存在β—Al2O3。（×）
28、烧结微晶刚玉瓷产品时，最好的气氛是氩气和空气。（√）
29、在氧化物Al2O3、ZrO2、BeO陶瓷中，导热系数最大的是BeO陶瓷。（√）
30、在氧化物Al2O3、MgO、CaO、BeO陶瓷中，抵抗碳还原作用最强的BeO陶瓷。（√）
31、在热压烧结、热等静压烧结、自扩散高温合成三种烧结方法中，可得到性能最佳的陶瓷烧结方法是热压烧结。（×）
32、适用于冬季施工的水泥是纯度比较高的硅酸盐水泥。（√）
33、用于大坝浇注的水泥要求减少孰料中3CaO·Al2O3、3CaO·SiO2的质量分数来降低水泥水化热及提高耐蚀力。（√）
34、在氧化物最简单型（AB）陶瓷中，如MgO，尺寸较大的氧离子构成面心立方结构，而镁离子与之相间排列填满八面体间隙。（√）
35、碳化物陶瓷材料是一种耐热高温材料，且许多碳化物的熔点都在3000℃以上，而且其硬度也很高。（√）
36、金属和陶瓷中的点缺陷均降低导电性。（×）
37、陶瓷材料的抗热振性均较差。（×）。 但SiC好
38、陶瓷材料的导热性均不好，所以陶瓷材料均是绝热材料。（×）
39、ZrO2经稳定化处理后有氧空位存在，所以可作器敏元件。（√）
40、ZrO2固体电解质在一定条件下有传递氧离子的特性，所以可制成钢液氧探头等。（√）
41、Al2O3陶瓷是目前应用最多的电路基片材料。（√）
42、稳定化ZrO2和ThO2VO2陶瓷均可作熔炼Pt的坩锅。（√）
44、MgO陶瓷可作高温热电偶保护套及高温炉衬材料。（√）
45、目前常压烧结强度最高的材料是Si3N4中添加一定数量Al2O3构成的Si—Al—O—N系新型陶瓷材料。（√）
46、磁性陶瓷的分子式可表示为MO·Fe2O3，M代表一价、二价金属或三价稀土金属。（√）
47、能产生激光的固体材料都是由基质晶体和激活离子两部分组成的，其中激活离子实际上就是掺杂离子。（√）
48、在纯Al2O3中掺入铬就成为蓝宝石。（×）红宝石
49、压敏电阻是指电阻值对外加电压敏感，即电压提高，电阻率随之升高。（×）
50、气硬性无机胶凝材料只能在空气中硬化，水硬性无机胶凝材料只能在水中硬化。（×）
51、石灰水是石灰在水中的饱和溶液。（×）
52、生产硅酸盐水泥时必须加石膏，否则水泥凝结时间难以控制。（√）
53、合成高分子材料的原料单体均是有机化合物。（×）
54、发生逐步聚合反应的单体必须带有至少2个官能团，只有这样才能生成大分子。（√）
55、缩聚反应和逐步开环反应均会析出水分子。（×）
56、阴、阳离子引发反应速度均比自由基慢。（×）
57、自由基聚合能发生链终止反应，而阴离子聚合和阳离子聚合不能发生链终止反应。（×）
58、高分子链具有柔软性，在无外力作用时总是卷曲的，构象数最大。（√）
59、高聚物结晶和金属结晶一样容易。（×）
60、链段运动和整段运动均需在温度T＞Tf才可实现。（×）
61、高分子特有的特征是单个高分子链也存在凝聚态。（√）
62、纤维增强复合材料承受载荷的主体是增强纤维。（ √ ）
63、弥散颗粒增强复合材料承受载荷的主体是颗粒。（ × ） 基体
64、纯颗粒增强复合材料承受的载荷由基体和增强颗粒共同承担。（ √ ）
65、单向排布长纤维陶瓷增韧机理与二维多向纤维增韧陶瓷的机理不一样。（ × ）
66、树脂基复合材料界面比金属基复合材料界面复杂。（ × ）
67、玻璃纤维增强尼龙刚度、强度和减摩性好，可替代非铁金属制造轴承、组成轴承架和齿轮等精密零件。（ √ ）
68、玻璃纤维可用于增强金属基复合材料。（×）
69、与热塑性玻璃钢相比，热固性玻璃钢具有更高的强度、疲劳性、冲击韧性和抗蠕变能力。（×）
70、石墨/镁复合材料在金属基复合材料中具有最高的比强度和比模量。（ √）
71、Cf/C复合材料是目前使用温度最高的材料。（ √）
72、纳米技术研究电子、原子、分子运动规律、特性的尺度空间一般在1~100nm范围内。（ √ ）
73、纳米材料是指在三维空间均处于纳米尺度范围的材料。（ × ）
74、3nm的金颗粒熔点高于块体金。（ × ）
75、随纳米材料尺寸的减少，其能级之间的距离会增大。（ √ ）
76、机械研磨法最突出的优点是能够制备出常规方法难以获得的高熔点金属或互不溶合金固溶体纳米材料。（ √ ）
77、非晶晶化法制备纳米材料时，要求选择的合金成分必须有晶间化合物析出。（ √ ）
78、溶胶 — 凝胶法主要用于制备玻璃、陶瓷等无机材料，其特点是能制得高纯、超细、均匀的纳米材料。（ √ ）
79、碳是所有元素中唯一具有零维（C60）、一维（碳纳米管）、二维（石墨）和三维（金刚石）同素异构体的元素。
80、富勒烯中最稳定的分子是C70。（ × ）
81、C60是三维空间存在的最对称的分子，也是至今发现最圆的分子。（ √ ）
82、C60有许多双键，在与其他物质反应生成化合物时，能成为绝缘体、半导体、导体、超导体。（ √ ）
83、制备非晶材料的关键在于提高材料的非晶形成能力和获得足够高的冷却速度。（ √ ）
84、非晶合金可能存在的磁结构有铁磁性、散铁磁性、亚铁磁性、散亚铁磁性、散反铁磁性。但不存在反铁磁性。（ √ ）
85、非晶合金最有实用价值的性能是软磁性。（ √ ）
86、非晶合金可完全替代硅钢和铁氧体。（ × ）
87、硅钢主要用于高频段，铁氧体则主要用于工频段。（ × ）
88、超导体呈现的超导现象只取决于温度的大小。（ × ）

(三)选择题
1 低碳钢拉伸试验时，其变形过程可简单分为 A 几个阶段。
A．弹性变形、塑性变形、断裂 B．弹性变形、断裂
C 塑性变形、断裂 D．弹性变形、条件变形、断裂
2．低碳钢拉伸应力一应变图中，σ-E曲线上对应的最大应力值称为C
A．弹性极限 B．屈服强度 C 抗拉强度 D．断裂强度
3．材料开始发生塑性变形的应力值叫做材料的 A
A．弹性极限 B．屈服强度 C 抗拉强度 D．条件屈服强度
4．测量淬火钢件及某些表面硬化件的硬度时，一般应用 B
A．布氏硬度 B．洛氏硬度 C 维氏硬度 D．肖氏硬度
5．有利于切削加工性能的材料硬度范围为 C
A．<160HB B．>230HB C．(160～230)HB D．(60～70)HRC
6．材料的 C 值主要取决于其晶体结构特性，一般处理方法对它影响很小。
A σ0.2 Bσb C E

40、什么是复合材料？其应具备哪些特征？
复合材料 —— 指利用先进的材料制备技术将两种（以上）性质不同的材料优化组合而成的新材料。
特征：⑴是根据需要设计制造的人造材料。
⑵必须由两种及两种以上不同组分与性能的材料组成，而且各组分间有明显界限。
⑶具有结构可设计性。
⑷具有单一组分材料所不能达到的特殊、综合性能。
41、复合材料性能特点有哪些？
性能特点 —— 比强度和比模量高{比强度 = 强度/密度 MPa /（g/cm3）, 比模量 = 模量/密度 GPa /（g/cm3）。}；抗疲劳与断裂安全性好（陶瓷基复合材料的脆性得到明显改善）；良好的减震性、高温性能（树脂基复合材料的最高耐温上限为350 °C；金属基复合材料按不同的基体性能，其使用温度在350 ® 1100 °C范围内变动；陶瓷基复合材料的使用温度可达1400°C；碳/碳复合材料的使用温度最高可达2800°C）；化学稳定性（树脂基复合材料和陶瓷基复合材料）；还有较好的耐烧蚀性、耐辐射性、耐蠕变性以及特殊的光电磁性能。
42、简述复合材料基本结构的特征？并举例说明。
答: 复合材料的基本结构由基体和增强相两个组分构成：
基体：构成复合材料的连续相；如:非金属基（树脂、橡胶、陶瓷），金属基（如，钢）。
增强相：复合材料中独立的形态,分布在整个基体中的分散相，这种分散相的性能优越，会使材料的性能显著改善和增强。
增强相一般较基体硬，强度、模量较基体大，或具有其它特性。可以是纤维状、颗粒状或弥散状。
增强相与基体之间存在着明显界面。
　实例：
玻璃钢 —— 玻璃纤维增强塑料
　轮胎 —— 纤维增强橡胶
　钢筋混凝土 ——陶瓷基复合材料　
　43、常见复合材料有哪些？并说明各具有哪些性能和用途？
玻璃钢
　增强剂 —— 玻璃纤维（主要是SiO2），比强度和比模量高，耐蚀，绝缘。
　基体（粘结剂）——热固性的酚醛、环氧树脂，热塑性的聚脂。
　性能（与基体相比）—— ( 比 ) 强度，疲劳性能，韧性，蠕变抗力高。
　用途 —— 轴承，轴承架，齿轮，车身。
碳纤维树脂复合材料
　增强剂 —— 碳纤维 ( 石墨 ) ，强度和弹性模量高，且2000℃以上保持不变；
-180℃不变脆。
　粘结剂（基体）—— 环氧树脂，酚醛树脂，聚四氟乙烯。
　性能（与基体相比）—— 密度比铝低，强度比钢，模量比铝合金和钢高，疲劳性能，冲击韧性，耐蚀摩擦系数小，导热性好，是一种新型结构材料。
　用途 —— 卫星和火箭外壳、机架、天线构架，齿轮，轴承，活塞，密封圈，化工容器。
硼纤维树脂复合材料——是一种尖端复合材料
增强剂 —— 硼纤维, σb=2750～3140MPa，E=382～392MPa（4倍于玻纤）。
　基体 —— 环氧树脂等。
　性能 —— 抗压、剪切和疲劳强度高，蠕变小，硬度和弹性模量高，耐辐射, 化学稳定（水, 有机溶剂, 燃料, 润滑剂）, 导热性能和导电性能好。
　用途 —— 航空和宇航材料。
硼纤维金属复合材料
　基体 —— 铝镁及其合金，钛及其合金。
　性能 —— 如铝基复合材料的强度、弹性模量、疲劳极限高于高强铝合金，比强度高于钢和钛合金 。
　用途 ——航空、火箭 。
44、单向排布长纤维陶瓷基复合材料是如何达到增韧目的的？
单向排布长纤维增韧陶瓷复合材料具有各向异性，沿纤维长度方向的性能大大高于横向性能。
当材料产生裂纹的平面垂直于纤维时，裂纹扩展受阻，要使裂纹继续扩展必须提高外加应力，克服纤维拔出功和纤维断裂功。另外，裂纹在发展过程中会出现转向，增加裂纹扩展阻力，从而进一步提高韧度。总之，在单向排布纤维陶瓷复合材料中，韧度的提高来自于：纤维拔出、纤维断裂和裂纹扩展。
45、为什么说金属基复合材料界面层成分、结构非常复杂？其界面结合方式有哪些？
答： 金属基复合材料界面层成分、结构非常复杂，是因为：
⑴基体与增强材料作用生成化合物
⑵基体与增强材料相互扩散形成扩散层
⑶增强材料表面的涂层。
界面结合方式：
⑴机械结合：指借助增强纤维表面凸凹不平的形态而产生的机械铰合；以及借助基体收缩应力裹紧纤维产生的摩擦阻力结合。
⑵溶解和浸润结合
⑶反应结合：反应产物并不一定是单一化合物，可能存在多种产物，而且大多为脆性。当达到一定厚度后，会降低界面结合强度。
⑷混合结合：实际中复合材料的结合方式常常几种方式同时存在。
46、简述纤维增强的机理，并说明增强纤维与基体复合时应注意有关强化的几个问题。
答： 纤维增强的机理：
— 增强纤维应制成细纤维，这样才有利于提高纤维强度、改善脆性，降低裂纹发生率。
— 纤维处在基体中，彼此隔离，并受到基体保护，不易产生裂纹，从而使承载能力增加。
— 带裂纹的纤维因受力断裂时，基体能阻止裂纹扩展。
— 基体受载断裂时，断口不可能在一个平面上，要整体断裂，必须克服纤维与基体的粘结力和摩擦力，从而抗拉强度大大增加，断裂韧度也增加。
注意：纤维增强复合材料承受载荷的主体是增强纤维。
有关强化的几个问题：
⑴ 增强纤维的强度和弹性模量应比基体高。
⑵ 基体与纤维之间要有一定黏结作用，且应具有适当的结合强度，便于应力的传递。
⑶ 纤维应有合理的含量、尺寸和分布。纤维含量越高，抗拉强度、弹性模量越大；纤维越细，缺陷越小，并且比表面积也越大，材料结合力越大，则材料强度越高；纤维的排布方向应符合构件的受力要求。由于纤维纵向比横向的抗拉强度高几十倍，应尽量使纤维的排列方向平行于应力作用方向。
⑷ 线膨胀系数匹配。
⑸ 有良好的相容性（高温下基体与纤维之间不发生生化学反应，基体不腐蚀和损伤纤维）。
47、复合材料分类
⑴按基体材料分类：树脂基复合材料、金属基复合材料、陶瓷基复合材料、碳碳复合材料、水泥基复合材料。
⑵按用途分类：结构复合材料、功能复合材料、结构 / 功能一体化复合材料
⑶按增强相分类：颗粒增强复合材料、晶须增强复合材料、短纤维增强复合材料、连续纤维增强复合材料、混杂纤维增强复合材料、三向编织复合材料。
48、什么是复合材料界面？
复合材料的界面是指基体与增强相之间化学成分有显著变化的、构成彼此结合的、能起载荷传递作用的微小区域。复合材料的界面是一个多层结构的过渡区域，约几个纳米到几个微米。
三、问答：
1、根据维度数，纳米材料的基本单元可分为哪三类？举例并说明其用途。
答：纳米材料的基本单元可分为以下三类：
⑴ 零维，指三维空间尺度均为纳米尺度，如纳米颗粒、原子团簇。粒度在1~100nm，是一种介于原子、分子与宏观物体之间处于中间物状的固体颗粒材料，用于高密度磁记录、吸波隐身材料等。
⑵ 一维，指在三维空间中有两维处于纳米尺度，如纳米丝、纳米棒、纳米管。用于微导线、微光纤材料等。
⑶ 二维，指在三维空间中有一维处于纳米尺度，如超薄膜、多层膜等。用于气体催化剂、过滤器材料、高密度磁记录材料等。
2、非晶晶化法制备纳米材料有哪些优点？
答：⑴ 粉粒表面无孔隙及孔洞、气隙等缺陷，致密而洁净；
⑵ 工艺简单，易于控制，便于大量生产。
3、简述气相冷凝法制备纳米材料的原理。
答：在充满惰性气体（或活泼性气体）的超真空室内将金属或金属混合物蒸发，然后与惰性气体原子碰撞失去动能，在液氮冷却棒上凝结（或与活泼性气体反应再冷却凝结）而形成纳米微粒。将纳米微粒刮落到一封闭装置，加压成型（压力达到数百兆帕或吉帕），其密度达到金属棒样品体积的75~90%。晶界体积分数一般占50%。
4、什么是纳米材料?
答：纳米材料是指在三维空间中至少有一维处于纳米尺度范围或由它们作为基本单元所构成的材料。
5、什么是生物材料？
答：用于与生命系统接触和发生相互作用、并能对细胞、组织和器官进行诊断治疗、替换修复或诱导再生的特殊功能材料，又称生物医用材料。
6、什么是完全抗磁性（又称迈斯纳效应）？其产生的原因是什么？
答：完全抗磁性：是指只要材料温度低于临界温度Tc进入超导态后，材料就将磁力线完全排除在外，其体内磁感应强度为零，这种现象称为完全抗磁性。（2.5分）
产生原因是：当超导体处于超导态时，在磁场的作用下其表面产生一个无损耗感应电流，该电流在超导体内产生的磁场正好与外磁场相抵消。（2.5分）
7、简要说明C60的结构特点。
答：C60像足球的外皮，是由12个正五边形和20个正六边形组成的中空碳球。每个碳原子完全等价，整个球壳的内外表面都被π电子覆盖。它是一个具有完美对称性的球体，是三维空间中存在的最对称的分子，也是至今发现最圆的分子。
8、请根据所学知识谈谈纳米材料的应用前景。
答：其应用前景如下：
① 催化剂。是目前纳米微粒应用的重要领域之一。利用纳米微粒比表面积高和表面原子活性高的特点可以显著增加催化效率。如：
火箭发射固体燃料推进剂中加入1%的镍粉或铝粉纳米材料，燃烧热可增加一倍。
纳米硼粉、高铬酸铵粉可作为炸药的有效催化剂。
纳米铂粉、WC粉是高效氮化催化剂。
纳米微粒可用作液体燃料的助燃剂，既可提高燃烧效率，又可减轻污染等等。
② 纳米磁记录介质。铁、钴、镍等金属纳米微粒可制备高密度磁带。含钴、钛的钡铁氧体可作磁记录介质。强磁颗粒可制成磁性信用卡、磁性钥匙、磁性车票等。这是利用纳米微粒具有高矫顽力的特点。即纳米材料小尺寸效应。
③ 纳米敏感材料。利用纳米微粒高比表面积可制成气敏、湿敏、光敏等多种传感材料。
④ 纳米电磁波、光波吸收材料。纳米微粒对光具有强烈的吸收能力。可作光照吸收材料（如太阳能）、防红外线和雷达的隐身材料（如军事飞机）。
⑤ 环保健康、医药卫生领域。如抗菌、防腐、除味、净化空气、优化环境等，在这方面具有更加广阔的应用前景。
9、请根据所学知识谈谈超导材料的应用前景。并举例说明
答：超导材料可用于强电方面和弱电方面。
⑴ 强电方面：
作为超导导线，如NbTi合金和Nb3Sn合金
⑵ 弱电方面：