《铁路信号基础课程复习题答案.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《铁路信号基础课程复习题答案.docx(108页珍藏版)》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、铁路信号基础课程复习题答案铁路信号基础课程复习题答案 本文关键词:复习题,答案,课程,基础,铁路信号铁路信号基础课程复习题答案 本文简介:铁路信号基础课程作业题参考答案一、填空题1、信号继电器按动作原理分为(电磁继电器)和(感应继电器)。2、信号继电器按电流性质分为(直流继电器)和(沟通继电器)。3、平安型继电器是直流24V系列的重弹力式(直流电磁)继电器,其典型结构为(无极继电器)。4、双线区段的车站股道编号应从正线起,按列车的运行铁路信号基础课程复习题答案 本文内容:铁路信号基础课程作业题参考答案一、填空题1、信号继电器按动作原理分为(电磁继电器)和(感应继电器)。2、信号继电器按电流性质
2、分为(直流继电器)和(沟通继电器)。3、平安型继电器是直流24V系列的重弹力式(直流电磁)继电器,其典型结构为(无极继电器)。4、双线区段的车站股道编号应从正线起,按列车的运行方向分别(向外)依次编号。5、在站场平面布置图上,站场股道编号,正线编为(罗马)数字,站线编为(阿拉伯)数字。6、信号设备编号中的“1DG”表示(1号道岔区段轨道电路)。7、实行极性交叉是轨道电路(防止钢轨绝缘破损)的防护措施之一。8、平安型继电器接点接触式形式有(面接触)、(线接触)、(点接触)。9、继电器电路的分析法有(动作程序法)、(时间图解法)、(接通径路法)。10、JRJC-70/240二元二位继电器具有(相位
3、)和(频率)选择性,它吸起的条件是(局部电压超前轨道电压90度)。11、进站信号机的安装距最外方道岔尖轨尖端(不少于50M)的地方。12、当进站及通过信号机灭灯时,其前一架信号机应自动显示(红灯)。13、列车的禁止信号显示(红)灯,调车的禁止信号显示(蓝)灯。14、自动闭塞的通过信号机在上、下行处243KM和560M处,它的上行通过信号机的编号是(2436),下行通过信号机的编号是(2435)。15、遮断信号机平常显示(不显示)灯,(不起信号)作用,机柱涂有(黑白相间的斜线),当发生危急时显示(红)灯。16、进站复示信号机采纳(灯列式)结构,它(复示)进站信号的显示。()时表示站内正线停车,(
4、)表示站内侧线停车。17、XDZB型多功能信号点灯装置电路中,端子1、2输入的是(交)流(220)V电压,接信号灯泡主丝的端子是(3),电压是(直)流(12)V;信号灯泡付丝的端子是(4),电压是(直)流(12)V;它们的公共端子是(5)。18、在25HZ相敏轨道电路中防护盒是由电感和(电容)串联而成,对沟通50HZ呈(串联)谐振,相当于(15)的电阻,以抑制干扰电流;对25HZ的信号电流相当于(16f电容),对25HZ信号电流的无功重量进行补偿,起着(减小轨道电路传输衰耗和相移)的作用。19、ZD6-A型转辙机是由(电动机、减速器、摩擦联结器、自动开闭器、主轴、动作杆、表示杆、移位接触器、外
5、壳等)组成。20、信号设备必需设置(平安)、(屏蔽)、(防雷)地线。21、标准分路灵敏度是衡量轨道电路(分路效应优劣的)标准。我国规定一般的轨道电路分路灵敏度为(0。06)。22、对于轨道电路,在分路状态最不利的条件下用(0。06)的标准分路途,在任何地点分路时轨道电路的接收设备必需(停止工作)。23、在ZD6型单动道岔限制电路中的启动电路中,定位启动接点是自动开闭器接点的(41、42),反位启动接点是自动开闭器接点的(11、12);24、在ZD6型单动道岔限制电路中的表示电路中,定位表示接点是自动开闭器接点的(13、14;31、32;33、34),移位接触器接点是(03、04),而反位表示接
6、点是(21、22;23、24;43、44),移位接触器接点是(01、02)。25、将(防雷元件以插接件的形式)组合成一个整体,称为防雷组合单元。二、问答题和叙述题1、写出:下列继电器的各字母代表的意义和继电器的线圈图形符号及接点图形符号1)JWXC-17002)JZXC-4803)JWXC-H3404)JWJXC-H125/0.445)JYJXC-135/2206)JPXC-10007)JSBXC-8502、说明无极继电器由哪些部分组成?它的电路动作原理(画图说明)答:无极继电器是由电磁系统和接点系统系统两大部分组成。电磁系统由:线圈、铁芯、轭铁和衔铁组成;接点系统由:银接点单元、动接点单元、
7、电源片单元、拉杆、绝缘轴与动(中)接点轴、压片、下止片与接点架组成。3、背画JZXC-480整流式继电器的线圈、整流器与电源片连接图4、有极继电器有什么特点?磁路由哪几部分组成?接点号码是几位数?答:有极继电器又称极性保持继电器,它的特点是:1)依据电流极性的不同有两种稳定的工作状态,定位和反位;2)即使电流消逝,继电器仍能保持状态;3)要变更继电器的状态需通入相反极性的电流。有极继电器的磁路系统是由永磁磁路和电磁磁路组成。接点号码是百位数。5、偏极继电器有什么特点?磁路由哪几部分组成?接点号码是几位数?答:偏极继电器的特点:1)只有通过规定的电流方向时吸起,而通以反方向电流时衔铁不动作;具有
8、电流极性鉴别实力;2)只有一种稳态,落下是稳定状态(断电时落下)。6、画出JRJC-70/240二元二位继电器的接点组编号。7、设计电路:用一组24V电源和DBJ、FBJ的第8组接点,DBJ吸起时点绿灯L,FBJ吸起时点黄灯U;且DBJ的第8组FBJ必需串联。8、固定信号机按用途分为几种?有什么类型?答:固定信号机按用途分为:9种,有:进站、出站、进路、通过、调车、驼峰、遮断、预报、复示等9、信号机和信号表示器有什么区分?答:信号机是表达固定信号显示所用的机具,用来防护站内进路,防护区间,防护危急地点,具有严格的防护意义。信号表示器是对行车人员传达行车或调车意图的,或对信号进行某些补充说明所用
9、的器具,没有严格的防护意义。11、进站信号机的显示意义?(三显示、四显示自动闭塞)答:1、三显示自动闭塞(1)一个绿色灯光准许列车按规定速度经正线通过车站,表示出站及进路信号机在开放状态,进路上的道岔均开通直向位置(2)一个黄色灯光准许列车经道岔直向位置,进入站内正线打算停车;(3)两个黄色灯光准许列车经道岔侧向位置,进入站内打算停车;(4)一个黄色闪光和一个黄色灯光准许列车经过18号及其以上道岔侧向位置,进入站内越过下一架已经开放的信号机,且该信号机所防护的进路,经道岔的直向位置或18号及其以上道岔的侧向位置(5)一个红色灯光不准列车越过该信号机;(6)一个绿色灯光和一个黄色灯光准许列车经道
10、岔直向位置,进入站内越过下一架已经开放的接车进路信号机打算停车。(7)准许列车在该信号机前方不停车,以不超过20km/h进站或通过接车进路,并须打算随时停车。2四显示自动闭塞区段进站色灯信号机(1)一个绿色灯光准许列车按规定速度经道岔直向位置进入或通过车站,表示运行前方至少有三个闭塞分区空闲;(2)一个黄色灯光准许列车按限速要求越过该信号机,经道岔直向位置进入站内正线打算车;(3)两个黄色灯光准许列车按限速要求越过该信号机,经道岔侧向位置进入站内打算停车;(4)一个黄色闪光和一个黄色灯光准许列车经过18号及其以上道岔侧向位置,进入站内越过下一架已经开放的信号机,且该信号机所防护的进路,经道岔的
11、直向位置或18号及其以上道岔的侧向位置;(5)一个红色灯光不准列车越过该信号机;(6)一个绿色灯光和一个黄色灯光准许列车按规定速度越过该信号机,经道岔直向位置进入站内,表示下一架信号机已经开放一个黄灯。(7)准许列车在该信号机前方不停车,以不超过20km/h进站或通过接车进路,并须打算随时停车。12、电化区段的信号机外缘与接触网带电部分距离和回流线有什么要求?答:电化区段的信号机的金属体外缘部分与接触网带电部分的距离不得小于2M,与回流线距离在1M以内时,应加绝缘防护,但不得小于0.7M。13、背画DDXL-34型点灯单元电路图(型号、名称及端子号要标全)14、背画微电子JXW25相敏轨道电路
12、图(一送二受)。15、何谓轨道电路?说明及工作原理?答:轨道电路是以两根钢轨作为导体,两端加以机械绝缘(或电气绝缘)为导体,接受送电和受电设备构成的电路称为轨道电路。轨道电路的原理:当轨道电路完整,且无车占用时,电源通过限流电阻和钢轨受电端变压器构成回路,使轨道继电器吸起,表示本轨道电路空闲。当轨道电路被车占用时,轨道电路被车辆轮对分路,使轨道继电器端电压低于其工作值,轨道继电器落下,表示本轨道电路被列车占用时,由于列车轮对的分路电阻很小,几乎被短路,流经轨道继电器的电流大大减小,使轨道继电器落下,表示轨道电路被占用。用轨道继电器励磁吸起和落下状态来表示轨道空闲和占用状况。16、画图说明扼流变
13、压器的作用。答:扼流变压器的作用有三点:1)使牵引电流顺当的流过绝缘节;2)使牵引电流得到平衡;3)轨道电路设备通过扼流变压器接向轨道,并传递信号信息。扼流变压器对牵引电流阻抗很小,而对信号电流阻抗较大,沿着两根钢轨流过的牵引电流在轨道绝缘处通过扼流变压器的上部和下部线圈,再经过其中心线流向另一扼流变压器的上部和下部线圈,然后又流向相邻轨道电路两根钢轨中去。这样,牵引电流就越过了绝缘节。因为钢轨中的牵引电流大小相等,扼流变压器上、下部线圈的匝数也相同,因此牵引电流在上、下线圈产生的磁通相等,其方向相反,它们的总磁通等于零,所以牵引电流得到了平衡。所以对次级线圈信号设备没有影响。但若在两钢轨中流
14、过的牵引电流不平衡时,扼流变压器铁芯中总磁通不为零,在次级线圈中将产生干扰,影响信号设备运用。对于信号电流因极性交叉,在两扼流变压器中点处电位相等,故不会越过绝缘节流向另一轨道电路区段,而流回本区段,在次级感应出信号电流。17、什么是轨道电路的调整状态?分路状态?断轨状态?最不利的因素是什么?答:1)轨道电路的调整状态:当轨道电路完整和空闲,接收设备(轨道继电器)正常工作时的状态称为调整状态。2)轨道电路的分路状态:当轨道电路区段有车占用时,接收设备(轨道继电器)应被分路而停止工作的状态称为分路状态称为分路状态。3)轨道电路的断轨状态:指钢轨在某处断开时的状态,要求接收设备应不能工作。轨道电路
15、调整状态最不利的因素是:电源电压最低,钢轨阻抗最大,道碴电阻最小;轨道电路分路状态最不利的因素是:电源电压最大,钢轨阻抗最小,道碴电阻最大;轨道电路断轨状态最不利的因素是:电源电压最大,钢轨阻抗最小,道碴电阻为临界值。18、什么是轨道电路的极性交叉,为什么要极性交叉?答:对有钢轨绝缘的轨道电路,为实现绝缘破损的防护,要使绝缘节两侧的轨面电压具有不同的极性或相反的相位,这就是轨道电路的极性交叉。对于沟通供电是相邻轨道电源相位相反。如图:1G如有车占用而绝缘破损,流经1G的电流等于1G和3G两个轨道电源的总和,1G也能保持吸起,这特别危急,会危及行车平安的;若实行极性交叉,假如绝缘破损,GJ的电流
16、是两个轨道电流之差,调整得当,1GJ、3GJ都落下,实现了故障平安的原则。所以实行轨道电路极性交叉可以防止由于绝缘破损引起轨道继电器错误动作。19、什么是一送多受轨道电路?举例说明,为什么要设一送多受轨道电路?答:在分支轨道电路设有一个送电端,每个分支的另一端各设一个受电端,在各分支的轨道继电器的前接点都串接在主轨道继电器电路中,这就是一送多受轨道电路。为什么要设一送多受轨道电路呢?因为在并联式轨道电路中如直股有车或弯股有车时,轨道继电器都应落下,但是如弯股没有设受电端,平常在弯股中只有电压检查,而无电流检查,假如列车进入弯股时,恰时这时跳线断或者钢轨断,或者轨面表面不洁或分支线路过长,GJ就
17、会不落下,这是不符合故障-平安的原则。假如设一送多受轨道电路,每个分支都会有电流检查,所以假如任何一个分支中轨道电路有车占用或发生跳线断等状况都会使分支轨道继电器失磁落下,由于它们的接点串联在主轨道继电器中,进而使主轨道继电器也落下,这样可以监督轨道电路的状态。所以要设一送多受轨道电路。20、背画BG1-72/25、BG3-130/25型变压器的电路接线图21、背画ZD6型四线制道岔限制电路图22、背画JXW25型电子接收器的接线图,并说明其接收器的电气特性。答:JXW25型电子接收器工作电压为DC242.43.6V,工作电流不大于100mA.,轨道接收阻抗ZG40020,?72o10o。在轨
18、道电路空闲状态下,电子接收器输出给执行继电器的电压为2030V。应变时间0.30.5S。在接收志向相位角的25HZ轨道信号时,返还系数大于90,局部电源电压110V,25HZ;轨道信号电压滞后局部电压的志向相位角为:90o。23、何谓继电器的额定值、充磁值、工作值、释放值、反向工作值、转极值?反向不工作值?返还系数?答:1)额定值:是满意继电器平安系数所必需接入的电压或电流值。2)充磁值:为了测试继电器的释放值或转极值,预先使继电器磁系统磁化,向其线圈通以4倍的工作值或转极值这样可使继电器磁路饱和,在此条件下测试释放值或转极值。3)工作值:向继电器通电,直到衔铁止片与铁芯接触,全部前接点闭合,
19、并满意规定接点压力所须要的最小电压或电流值。4)释放值:向继电器通以规定的充磁值,然后渐渐降低电压或电流,至全部前接点断开时的最大电压或电流值。5)反向工作值:向继电器线圈反向通电,直到衔铁止片与铁芯接触,全部前接点闭合,并满意规定接点压力所须要的最小电压或电流值。6)转极值:使有极继电器衔铁转极的最小电压值或电流值,以分为正向转极值和反向转极值。正向转极值是使有极继电器的衔铁转极,全部定位接点闭合,并满意规定接点压力时的正向最小电压或电流值。反向转极值是使有极继电器的衔铁转极,全部反位接点闭合,并满意规定接点压力时的反向最小电压或电流值。7)反向不工作值:各偏极继电器线圈反向通电,继电器不动
20、作的最大电压值。8)返还系数:释放值与工作值之比称为返还系数。返还系数越高越好,标记着继电器的落下越灵敏。24、透镜式色灯信号机由哪些部件组成?各起什么作用?透镜式色灯信号机构由哪些部件组成?各起什么作用?答:透镜式色灯信号机由机柱、机构、托架、梯子组成。机柱的作用:安装机构和梯子;机构:配备透镜组和灯泡;托架:将机构固定在机柱上;梯子:用于信号修理人员攀登作业。透镜式色灯信号机机构是由:灯泡、灯座、透镱组、遮檐和背板组成。灯泡:是色灯信号机的光源,采纳直丝双丝铁路信号灯泡;灯座:用来安装灯泡,采纳定焦式灯座;透镜组:由两块带棱的凸透镜组成,外面无色,里面有色,组成光系统,满意信号显示距离的要
21、求。遮檐:防止阳光等光线直射时产生错误的幻影显示;背板:构成黑暗背景,可衬托灯光的亮度,改善眺望条件。25、轨道电路区段如何命名?(含一组、二组、三组以上道岔)答:一、道岔区段的轨道电路的命名:1)按道岔编号命名,如含一组道岔以编号命名,如1DG;3DG;5DG等;2)含两组道岔区段,以两组道岔编号连缀命名:如1517DG;3)如含三组以上道岔则以两端道岔连缀命名:如包含11、13、27三组道岔就以11-27DG命名二、无岔区段命名:1)以股道命名:如IG、IIG等;2)进站信号机内方及双线单方向运行的发车口处的无岔区段,依据所连接的股道号A(下行咽喉)、B(上行咽喉)如IIBG;用进站信号机
22、命名:XJG,XDJG;3)差置调车信号机,以两端道岔编号写出分数表示:如:1/9WG;4)牵出线、机待线、机车出入库线、专用线等调车信号机接近区段,用调车信号机编号后加G来表示;如:D5G26、转辙机的作用是什么?答:1)转换道岔的位置,依据须要转换至定位或反位;2)道岔转至所需位置而且密贴后,实现锁闭,防止外力转换道岔;3)正确反映道岔的实际位置,道岔的尖轨密贴于基本轨后,给出相应的表示;4)道岔被挤或因故处于“四开”(两侧尖轨均不密贴)位置时,刚好给出报警及表示。27、对转辙机有哪些要求?答:1)作为转换装置,应具有足够大的拉力,以带动尖轨作直线运动;当尖轨受阻不能运动究竟时,应随时通过
23、操纵使尖轨回复到原位。2)作为锁闭装置,当尖轨和基本轨不密贴时,不应锁闭;一旦锁闭,应保证不致因车通过道岔时的振动而错误;3)作为监督装置,应能正确的反映道岔的状态。4)道岔被挤后,在未修复前不应再使道岔转换。28、雷电从哪些途径侵入信号设备?答:雷电侵入信号设备的主要途径是沟通电源线、轨道电路、电缆等29、什么是纵向电压?横向电压?答:纵向电压指的是导线或设备对地电压,每条导线上的折射电压或反射电压均为纵向电压。横向电压指两导线之间的电位差。30、防雷元件有哪些?答;防雷元件主要有金属陶瓷放电管,氧化锌压敏电阻、瞬变电压抑制器、防雷变压器、阀式避雷器、硒片。31、什么是联锁?答:进路上的道岔
24、位置不正确,或有车占用,有关信号不能开放;信号开放后,其所防护的进路不能变动,道岔不能转换,信号、道岔、进路之间这种相互制约的关系称为联锁关系,简称联锁。32、什么是防护道岔?什么是带动道岔?举例说明答:为了防止侧面冲突,有时须要将不在所排列进路上的道岔处于防护位置,并予以锁闭,这种道岔称为防护道岔。例如:当排列由3/5道岔反位的进路时,尽管1号道岔不在该进路上,但仍旧要求1号道岔锁在反位。为防止1号道岔在定位时,一旦北京方面的下行列车在长大下坡道行驶失控而冒进下行进站信号机,在5号道岔处造成侧面冲突,因此我们称1号道岔为防护道岔。33、什么是分路灵敏度?答:在轨道电路钢轨上,用一电阻值在某点
25、对轨道电路分路,若恰好能使轨道继电器线圈中的电流减小到释放值,则这个分路电阻值就叫做该点的分路灵敏度。34、什么是标准分路灵敏度?答:标准分路灵敏度是衡量轨道电路分路效应优劣的标准。我国规定一般的轨道电路标准分路灵敏度为0。06。对于一轨道电路,在分路最不利的条件下,用0。06的标准电阻线,在任何地点分路时轨道电路的接收设备必需停止工作。驼峰轨道电路的分路灵敏度为0。5,UM71无绝缘轨道电路的分路灵敏度为0。15。35、ZD6转辙机用的是直流电动机,它的电气参数有哪些?答:ZD6转辙机的直流电动机的电气参数是:额定电压160V;额定电流2.0A;磨擦电流2.32.9A;额定转速2400r/m
26、in;额定转矩0.8826Nm;短时工作输出功率220VA;单定子工作电阻(20oC)(2.850.14)2;刷间总电阻(20oC)4.90.245。36、什么是单机牵引?双机牵引?多机牵引?答:一组道岔由一台转辙机牵引的称为单机牵引;由两台转辙机牵引的称为双机牵引;由两台以上转辙机牵引的称为多机牵引。37、信号设备需设哪些地线?答:信号设备需设平安地线、屏蔽地线,防雷地线。38、什么是道岔的定位和反位?答:每组道岔都有两个位置:定位和反位。道岔的定位指道岔常常开通的位置,在排列进路过程时临时变更的位置叫做反位。39、联锁的基本内容是什么?答:防止建立会导致机车车辆相冲突的进路;必需使列车或调
27、车车列经过的全部道岔均锁闭在与进路开通方向相符合的位置;必需使信号机的显示与所建立的进路相符。40、联锁的基本技术条件是什么?答:联锁的基本技术条件有三点:1)进路上各区段空闲时才能开放信号;2)进路上有关道岔在规定位置且被锁闭才能开放信号;3)敌对进路已建立时,防护该进路的信号机不能开放信号。9篇2:材料科学基础-复习题纲材料科学基础-复习题纲 本文关键词:复习题,材料科学,基础材料科学基础-复习题纲 本文简介:第一部分材料的原子结构1、原子结构与原子的电子结构;原子结构、原子排列对材料性能的影响。原子结构:原子由质子和中子组成的原子核以及核外的电子所构成。原子核内的中子显电中性,质子带有正
28、电荷。对电子的描述须要四个量子数:主量子数n:确定原子中电子能量以及与核的平均距离。角动量量子数l:给出电子在同一个量材料科学基础-复习题纲 本文内容:第一部分材料的原子结构1、原子结构与原子的电子结构;原子结构、原子排列对材料性能的影响。原子结构:原子由质子和中子组成的原子核以及核外的电子所构成。原子核内的中子显电中性,质子带有正电荷。对电子的描述须要四个量子数:主量子数n:确定原子中电子能量以及与核的平均距离。角动量量子数l:给出电子在同一个量子壳层内所处的能级,与电子运动的角动量有关。磁量子数m:给出每个轨道角动量量子数的能级数或轨道数。自旋角动量量子数s:反映电子不同的自旋方向。原子排
29、列对材料性能影响:固体材料依据原子的排列可分为两大类:晶体与非晶体。(有无固定的熔点和体积突变)晶体:内部原子按某种特定的方式在三维空间呈周期性重复排列的固体。(常考名词说明)非晶体:指组成物质的分子(或原子、离子)不呈空间有规则周期性排列的固体。(名词说明)各向异性:晶体的各向异性即沿晶格的不同方向,原子排列的周期性和疏密程度不尽相同,由此导致晶体在不同方向的物理化学特性也不同,这就是晶体的各向异性。(名词说明)2、材料中的结合键的类型、本质,各结合键对材料性能的影响,键-能曲线及其应用。(常考简答题或是论述题,很重要)原子键合一次键:通过价电子的转移或共用,两原子电子云达到稳定结构二次键:
30、不依靠电子的转移或共享,依靠原子间的偶极吸引力结合一次键离子键:离子键指正、负离子间通过静电作用形成的化学键。(无方向性和饱和性)共价键:由两个或多个电负性相差不大的原子间通过共用电子对而形成的化学键。(有方向性和饱和性)金属键:金属中的自由电子与金属正离子相互作用所构成的键合二次键范德瓦耳斯力:(又称分子间作用力)产生于分子或原子之间的静电相互作用。氢键:与电负性大、半径小的原子X(氟、氧、氮等)以共价键结合,若与电负性大的原子Y(与X相同的也可以)接近,在X与Y之间以氢为媒介,生成X-HY形式的键,称为氢键。(X与Y可以是同一种类原子,如水分子之间的氢键)各结合键对材料性能的影响:1金属材
31、料:金属材料的结合键主要是金属键。由于自由电子的存在,当金属受到外加电场作用时,其内部的自由电子将沿电场方向作定向运动,形成电子流,所以金属具有良好的导电性;金属除依靠正离子的振动传递热能外,自由电子的运动也能传递热能,所以金属的导热性好;随着金属温度的上升,正离子的热振动加剧,使自由电子的定向运动阻力增加,电阻上升,所以金属具有正的电阻温度系数;当金属的两部分发生相对位移时,金属的正离子仍旧保持金属键,所以具有良好的变形实力;自由电子可以汲取光的能量,因而金属不透亮;而所汲取的能量在电子回复到原来状态时产生辐射,使金属具有光泽。金属中也有共价键(如灰锡)和离子键(如金属间化合物Mg3Sb2)
32、。2陶瓷材料:简洁说来,陶瓷材料是包含金属和非金属元素的化合物,其结合键主要是离子键和共价键,大多数是离子键。离子键给予陶瓷材料相当高的稳定性,所以陶瓷材料通常具有极高的熔点和硬度,但同时陶瓷材料的脆性也很大。3高分子材料:高分子材料的结合键是共价键、氢键和分子键。其中,组成分子的结合键是共价键和氢键,而分子间的结合键是范德瓦尔斯键。尽管范德瓦尔斯键较弱,但由于高分子材料的分子很大,所以分子间的作用力也相应较大,这使得高分子材料具有很好的力学性能。键能曲线:当作用于原子或是离子上的力仅为原子的吸引力和排斥力时能量随位置改变的曲线。应用:1.弹性模量:在x0处的曲率正比于弹性模量2.刚度:曲率半
33、径越小,刚度越高。3.膨胀系数:键能曲线越是左右不对称,线膨胀系数越大。4.熔点凹凸:越趋于对称,熔点越高。5键长:x0。3、原子的堆垛和配位数的基本概念及对材料性能的影响。原子的堆垛即为原子的排列方式。配位数是反映原子排列紧密程度的物理量之一,指晶格中任一原子四周与其最近邻且等距离的原子数目。一般配位数越大,晶体排列结构越紧密。4、显微组织基本概念和对材料性能的影响。显微组织:将用适当方法(如侵蚀)处理后的金属试样的磨面或其复型或用适当方法制成的薄膜置于光学显微镜或是电子显微镜下视察到的组织。单相组织:晶粒尺寸:细化晶粒可以提高材料的强度改善材料的塑性和韧性。晶粒形态:等轴晶趋于各向同性。柱
34、状晶趋于各向异性。多相组织:力学性能取决于各组成相相对量,和各自性能。假如弥散相硬度明显高于基体相,提高材料的强度,塑性韧性必将下降。其次部分材料的晶态结构1、晶体与非晶体、晶体结构、空间点阵、晶格、晶胞、晶格常数、布拉菲点阵、晶面间距等基本概念。(常考名词说明)晶体:原子按肯定方式在三维空间内周期性地规则重复排列的物质。非晶体:原子没有长程的周期排列,无固定的熔点,各向同性等。晶体结构:晶体材料中原子按肯定对称性周期性平移重复而形成的空间排列形式。可分为7大晶系、14种平移点阵、32种点群、230种空间群。空间点阵:指几何点在三维空间作周期性的规则排列所形成的三维阵列,是人为的对晶体结构的抽
35、象。晶格:为了便于描述空间点阵图形,用很多组假象的平行直线将阵点连接起来形成空间格子,称之为晶格。晶胞:能完整反映晶体内部原子或离子在三维空间分布之化学-结构特征的平行六面体单元。晶格常数:为了描述晶胞的形态和大小,用晶胞的三条棱长a,b,c以及三个夹角,来表示,a,b,c,,统称为晶格常数。布拉菲点阵:布拉菲依据“每个阵点的四周环境相同”的要求,用数学方法证明晶体中的空间点阵只有14种,并称为布拉菲点阵。晶系空间点阵棱边与角度的关系晶系空间点阵棱边与角度的关系三斜简洁三斜abc,90六方简洁六方a=b,=90,=120单斜简洁单斜abc,=90四方简洁四方a=bc,=90底心单斜体心四方正交
36、简洁正交abc,=90菱方简洁菱方a=b=c,=90底心正交立方简洁立方a=b=c,=90体心正交体心立方面心正交面心立方晶面间距:同一组平行晶面的距离。晶面间距越大,则该晶面上的原子排列越密集,反之,越稀疏。2、晶体晶向指数与晶面指数的标定方法。点(,)晶面()晶面族晶向晶向族负号写在数字上面。可以自己找六面体标注一下(常考简答和论述)3、晶体结构及类型,常见晶体结构(bcc、fcc、hcp)及其几何特征、配位数、积累因子(致密度)、间隙、密排面与密排方向。(重点牢记,简答或论述)配位数:在晶体结构中任一原子四周最邻近且等距离的原子数;致密度(积累因子):晶体结构中原子占据的体积与可利用的总
37、体积的比率。间隙:八面体间隙:位于6个原子所组成的八面体中间的间隙。四面体间隙:位于4个原子所组成的四面体中间的间隙。密排面:原子密度最大的晶面。密排方向:原子密度最大的晶向。4、固溶体、中间相的基本概念和性能特点。固溶体:在固态条件下,一种组分(溶剂)内溶解了其它组分(溶质)而形成的单一、匀称的晶态固体。中间相:两组元间的相对尺寸差、电子浓度及电负性差都有一容限,当溶质原子的加入量超过此容限时便会形成一种新相,由于它们在二元相图上的位置总是位于中间,故通常把这些相称为中间相。性能特点:(1.)固溶体可在肯定成分范围内存在,性能随成分改变而连续改变。(2.)中间相的晶体结构不同于此相中的任一组
38、元,不同元素之间所形成的中间相往往在晶体结构、结合键等方面都不同。中间相一般具有较高的熔点和硬度,可使合金的强度、硬度、耐磨性及耐热性提高。5、离子晶体和共价晶体机构,离子晶体结构规则、典型的离子晶体结构。离子晶体:由正、负离子或正、负离子集团通过离子键按肯定比例和方式结合起来形成的晶体。共价(原子)晶体:由同种非金属元素的原子或者异种元素的原子以共价键形成的晶体。离子晶体结构规则:(1.)负离子配位多面体规则鲍林第一规则在离子晶体中,正离子的四周形成一个负离子配位多面体,正负离子间的平衡距离取决于离子半径之和,而正离子的配位数则取决于正负离子的半径比。(2.)电价规则鲍林其次规则在一个稳定的
39、离子晶体中,每个负离子的电价等于或接近等于与之邻接的各正离子静电键强度的总和。(3.)关于负离子多面体共用点、棱与面的规则鲍林第三规则在一配位结构中,共用棱特殊是共用面的存在,会降低这个结构的稳定性。(4.)不同种类正离子配位多面体间连接规则鲍林第四规则在含有两种以上正离子的离子晶体中,一些电价较高,配位数较低的正离子配位多面体之间,有尽量互不结合的趋势。(5.)节约规则鲍林第五规则在同一晶体中,同种正离子与同种负离子的结合方式应最大限度地趋于一样。6、高分子材料的组成和结构的基本特征,高分子材料结晶形态、高分子链在晶体中的构象、高分子材料晶态结构模型。以高分子化合物为基础的材料。高分子材料是
40、由相对分子质量较高的化合物构成的材料,通常分子量大于10000,包括橡胶、塑料、纤维、涂料、胶粘剂和高分子基复合材料,高分子是生命存在的形式。全部的生命体都可以看作是高分子的集合体结构:高分子材料的结晶形态:单晶:具有肯定几何外形的薄片状晶体。一般聚合物的单晶只能从极稀溶液(质量浓度小于0.01wt%)中缓慢结晶而成。球晶:聚合物最常见的结晶形态,为圆球状晶体,尺寸较大,一般是由结晶性聚合物从浓溶液中析出或由熔体冷却时形成的。球晶在正交偏光显微镜下可视察到其特有的黑十字消光或带同心圆的黑十字消光图象。伸直链晶片:由完全伸展的分子链平行规整排列而成的小片状晶体,晶体中分子链平行于晶面方向,晶片厚
41、度基本与伸展的分子链长度相当。这种晶体主要形成于极高压力下。纤维状晶:纤维状晶是在流淌场作用下使高分子链的构象发生畸变,成为沿流淌方向平行排列的伸展状态,在适当条件下结晶而成。分子链取向与纤维轴平行。串晶是一种类似于串珠式的多晶体。高分子链的构象:指有肯定构造的分子通过单键旋转,形成的各原子或原子团在空间的排布。不变更共价键结构。由于单键的旋转,使连接在碳上的原子或原子团在空间的排布位置随之发生改变,所以构造式相同的化合物可能有很多构象。它们之间互为构象异构体。构象变更不会变更分子的光学活性。晶态结构模型:1、樱状微束模型:结晶聚合物中晶区与非晶区相互穿插,同时存在。在晶区分子链相互平行排列成
42、规整的结构,而在非晶区分子链的堆砌完全无序。该模型也称两相结构模型。2、折叠链模型:聚合物晶体中,高分子链以折叠的形式堆砌起来的。伸展的分子倾向于相互聚集在一起形成链束,分子链规整排列的有序链束构成聚合物结晶的基本单元。这些规整的有序链束表面能大自发地折叠成带状结构,进一步堆砌成晶片。第三部分,点缺陷和扩散1、点缺陷的类型,肖脱基空位、弗兰克尔空位、间隙原子和置换原子,间隙固溶体和置换固溶体等基本概念,离子晶体中的点缺陷特点,点缺陷的平衡浓度、影响因素及其对材料性能的影响。(重点)点缺陷:在结点上或邻近的微观区域内偏离晶体结构的正常排列的一种缺陷,是最简洁的晶体缺陷。点缺陷类型:空位,间隙原子
43、,杂质或溶质原子,以及由他们组成的困难的点缺陷如空位对、空位团等肖脱基空位:在个体中晶体中,当某一原子具有足够大的振动能而使振幅增大到肯定程度时,就可能克服四周原子对它的制约作用,跳离其原来位置,迁移到晶体表面而使晶体内部留下空位,称为肖脱基空位。弗兰克尔空位:离开平衡位置的原子挤入点阵中的间隙位置,而在晶体中同时形成相等数目的空位和间隙原子。间隙原子:是原子脱离其平衡位置进入原子间隙而形成的。置换原子:占据在原来基体原子平衡位置上的异类原子。置换固溶体:当溶质原子溶入溶剂中形成固溶体时,溶质原子占据溶剂点阵的阵点,或者说溶质原子置换了溶剂点阵的部分溶剂原子,这种固溶体就称为置换固溶体。间隙固
44、溶体:溶质原子分布于溶剂晶格间隙而形成的固溶体称为间隙固溶体。离子晶体中点缺陷的特点:不存在单个孤立的空位或间隙原子。为保持晶体的电中性,空位只能以与晶体相同的正离子:负离子的空位簇的方式产生。点缺陷的平衡浓度:Cv=Aexp(-Qv/RT)影响因素:温度T(T越高平衡浓度越大),空位形成能Qv(空位形成能越小,平衡浓度越大)点缺陷对材料性能的影响:使金属电阻增加;体积膨胀;使离子晶体的导电性改善;过饱和点缺陷,如淬火空位,辐照缺陷等还可以提高金属的屈服强度;提高材料的高温蠕变速率。2、扩散概念,扩散第肯定律、扩散其次定律。(重点驾驭,常考简答题或是论述题)扩散:原子所进行的短距离或长距离迁移
45、微观过程以及由于大量原子迁移所引起的物质宏观流淌过程。扩散第肯定律:(菲克第肯定律):扩散中原子的通量与质量浓度梯度成正比。描述了一种稳态扩散,即质量浓度不随时间改变。J=-D(d/dx)负号表示物质扩散方向与浓度梯度方向相反,即物质从高的浓度方向向低的浓度方向区迁移。J-为扩散通量,表示单位时间内通过垂直于扩散方向单位面积的扩散物质质量。D-扩散系数,d/dx-扩散物质的质量浓度,扩散其次定律:(菲克其次定律):表示扩散物质浓度的时间改变率与进出某一体积的通量之间关系。3、扩散驱动力及扩散机制。(重点驾驭,同上)扩散驱动力:化学势梯度,上坡扩散:溶质原子从低浓度向高浓度处扩散的过程称为上坡扩
46、散。表明扩散的驱动力是化学位梯度而非浓度梯度。下坡扩散:溶质原子从高浓度向低浓度处扩散的过程。扩散机制:1.间隙扩散机制:间隙固溶体中溶质原子的扩散一般采纳间隙机制进行。扩散原子由所在间隙位置跳动至另一相邻的间隙中。如C原子在Fe中的扩散过程。结构条件:间隙原子的四周必需存在可供其跃迁且未被其它原子占据的间隙位置。由于晶体结构类型不同,其间隙位置的种类、数量、分布也会不同从而使间隙原子的跃迁几率P不同。能量条件:间隙原子应具有足够的能量以克眼四周原子对其跃迁的阻力。2.纯金属和置换固溶体中溶质原子扩散一般采纳空位机制进行。空位扩散机制认为由于晶体中存庄着肯定数量的空位,因此原子的扩散便可通过不断地跃迁