材料工程基础课后答案第五章（材料学基础课后答案第五章）

摘要：材料学基础课后答案第五章
第一部分：金属的物理性质与力学性质
金属是指具有一定金属性和特定物理性质的金属元素或合金。金属的重要性在于它们所具有的物理性质和化学性质。

材料学基础课后答案第五章

第一部分：金属的物理性质与力学性质

金属是指具有一定金属性和特定物理性质的金属元素或合金。金属的重要性在于它们所具有的物理性质和化学性质。金属的物理性质包括密度、化学惰性、导电性、热导性、热膨胀系数和磁性等。力学性质包括原子间结构、晶体结构和材料的塑性、强度和韧性等。

1.1 密度和化学惰性

金属的密度通常比较大，但不同元素和合金的密度有很大差异。化学惰性是指金属的化学稳定性。金属和各种非金属之间的反应是化学惰性的重要指标之一。根据相对远红外线吸收能力来确定化学稳定性。这是因为金属和非金属之间的化学反应会使相互作用的物质中的某些氢离子和离子浓度发生变化。在自然界中，由于金属通常是无机化合物的主要成分之一，这种交换和反应会发生在很多化学和生物反应过程中。

1.2 导电性和热导性

导电性和热导性是金属的两个重要物理性质。导电性是指金属中自由电子的流动，这是电子的自由运动和金属形成金属晶体的主要原因之一。导电性在电子的结构和能带结构上有很大关系。热导性是指在热传导过程中金属中的自由电子和金属结构之间相互作用的能力。在导电性和热导性方面，金属通常比非金属更好，这是因为它们的化学结构中包含大量的自由电子。

1.3 热膨胀系数和磁性

热膨胀系数和磁性是金属物理性质的另外两个重要方面。热膨胀系数是指物质随温度变化时的尺寸变形。金属通常具有很高的热膨胀系数，这意味着在高温条件下，金属可能会发生较大的尺寸变化。磁性是指物质被带磁场时的响应程度。金属通常具有一定的磁性，因为它们的原子和分子中包含了大量自由电子。

1.4 塑性、强度和韧性

塑性、强度和韧性是金属力学性质的重要方面。塑性是指材料在形变时发生塑性变形的能力。这种变形是由于材料中的原子和分子在受到应力时开始向移动的情况下发生的。如果该材料具有良好的塑性，则可以通过加工和成形来制造复杂的形状。强度是指材料能够承受的最大应力。韧性是指材料在弯曲或断裂时的能量吸收能力。金属通常具有良好的塑性和强度，但韧性通常较低。

第二部分：金属的制备与成分分析

金属制备和分析是金属材料学的重要方面，包括以下几个主题：各种金属的纯化和提纯方法，金属的成分分析方法和金属和合金的质量控制。

2.1金属的纯化和提纯方法

金属的常见纯化和提纯方法包括：化学纯化，熔融电解法，粉末冶金法和蒸发法等。化学纯化是通过废水处理，沉淀、沉淀和溶解等化学方法来分离和提取纯金属。电解方法是将含有杂质的金属溶液放置在电解池中，通过电解和电化学反应来分离纯金属。粉末冶金法是制备复杂和高性能零件和材料的一种常用方法，通过各种工艺制备尺寸和形状精确、形状和尺寸稳定的多孔金属件。

2.2 金属的成分分析方法

金属成分分析是通过物理化学技术来确定金属样品中的各种元素和杂质的含量和类型。常用的金属成分分析方法包括火花光谱法、光谱分析法、电化学压积法、X射线衍射法和谱分析法等。

2.3 金属和合金的质量控制

质量控制是确保金属和合金制作过程和质量达到预期目标的过程。质量控制程序包括： 1）出现问题时及时诊断和解决问题； 2）开发新产品和工艺过程； 3）优化方法，以确保质量稳定，成本低； 4）设置和执行标准； 5）采用控制图和统计分析等工具来确保质量达标。

第三部分：金属的应用

金属的应用在许多工业和民用领域都有广泛的需求。金属和合金的应用包括建筑、制造、航空航天、电子、医疗、交通和能源等方面。金属在这些领域的应用包括：

3.1 建筑

将金属和合金用于建筑使得建筑物可以更加牢固，更加美观。建筑中应用金属和合金的途径包括：窗户、门、电线、管道和屋顶等。

3.2 制造业

金属和合金在制造业中具有广泛的应用：汽车零件、机械零件和刀片等都是由金属和合金制成的。金属和合金的应用广泛，其应用范围应不断拓宽。

3.3 航空航天

航空航天领域是金属和合金的主要应用领域之一。金属和合金的应用在航空航天领域相当广泛：飞机机身、引擎和涡轮机、导弹机荷和火箭等都是由金属和合金制造的。