2019苏大材料科学与工程复试笔试 有机高分子方向
一 必做题 100`(无机非与高分子一样)
1. 英语说明为什么要成为材料专业的研究生15`
First of all, I have intense interest in materials science and engineering,which is very practical and useful. During the past four years, I learnt a lot from my major. But I realize the knowledge I had mastered was not enough to solve some specific problems.
Secondly, I want to take materials science and engineering as my lifelong career; therefore, further study in this field is still necessary,especially in this competitive modern society. It is an indispensable step for my self-development in the future .
Last but not the least, I love the atmosphere of this campus, which is full of passion and youthful spirit. Studying in Soochow University can help me to meet top students and scholars. Therefore, I believe it can bring my academic research to a higher level.
This is why I want to be a postgraduate in this major. 2. 举例说明各种结合键特点(25`)注5种,一种5分 ①离子键是正负离子依靠静电库仑力而产生的键合。离子键的特点是没有方向性和饱和性。质点之间主要依靠静电库仑力而结合的晶体称为离子晶体。 ②共价键是原子之间通过共用电子对或通过电子云重叠而产生的键合。共价键的特点是具有方向性和饱和性。依靠共价键结合的晶体称为共价晶体或原子晶体。③金属键是失去最外层电子(价电子)的原子实和自由电子组成的电子云之间的静电库仑力而产生的结合。金属键的实质是没有方向性和饱和性的共价键。 ④范德华键是通过“分子力”而产生的键合。无方向性,无饱和性,包括葛生力,德拜力和伦敦力,结合较弱。
⑤氢键是指氢原子同时与两个电负性很大而原子半径较小的原子(O,F,N等)相结合所形成的键。氢键也具有饱和性,是一种特殊形式的物理键。 3. IR和DSC的工作原理。
①FTIR:当某一频率的红外光线聚焦照射在被分析的样品时,如果样品分子中某个基团的振动频率与所照射红外线频率相同就会产生共振,这个基团就吸收一定频率的红外线,把分子吸收红外线的情况用仪器记录下来,就能得到反应试样成分特性的光谱,从而推测化合物的类型和结构。
②DSC:将有物相变化的样品和在所测定温度范围内不发生相变且没有任何热效 应产生的参比物,在相同的条件下进行等温加热或冷却,当样品发生相变时,在样品和参比物之间就产生一个温度差。放置于它们下面的一组差示热电偶即产生温差电势UΔT, 经差热放大器放大后送入功率补偿放大器,功率补偿放大器自动调节补偿加热丝的电流,使样品和参比物之间温差趋于零,两者温度始终维持相同。此补偿热量即为样品的热效应,以电功率形式显示于记录仪上。
DSC按测量方法可分为功率补偿型和热流型。功率补偿型的工作原理建立在“零位平衡”原理上,在样品和参比物保持相同温度的条件下,测定样品和参比物两端所需的能量差,并直接作为信号输出。热流型的工作原理是在给予样品和参比物相同功率的条件下,测定样品和参比物两端的温差,然后换算成热量差作为信号输出。
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4. 说出两位华裔诺贝尔获奖者,并说明他们的学术贡献和意义。
5. 你研究过什么课题,说明研究此课题的目的和意义,研究的方法,研究的条件和内容以及可能出现的结果?
二选做题50
1. 试从聚合物的本体结构和极性扼要叙述能够相互容混的聚合物应满足的条件。相容同晶型高分子共混物和相容络合型高分子共混物是如何形成的?如何测定多组分聚合物体系的相容性?
答:能够相互容混的聚合物应满足的条件为:结构和极性上组分聚合物之间应相近或相似,或不同聚合物间能形成化学键或氢键。相容同晶型高分子共混物是由于组成共混物的组分聚合物间相容性好且它们的结晶晶型相同,共混后不同聚合物间共同形成结晶,从而形成相容同晶型高分子共混物;相容络合高分子共混物是聚合物共混后能在不同聚合物间形成络合作用,从而形成相容络合高分子共混物。 多组分聚合物体系的相容性的测定方法有:a将共混物溶解在溶剂中观察是否发生相分离; b将共混物溶液浇铸成膜,观察膜的透明性及脆性来了解其相容性的好坏;c测Tg,观察是否只有一个Tg;d动态力学方法及动态流变方法;e显微技术;h小角X射线衍射。
2. 试根据分子结构和分子间作用能,论述下列各聚合物的强度,耐热性和聚集态结构等。
答:聚合物的内聚能密度是反映聚合物分子间作用力大小的物理量,一般来说,对于内聚能密度小于290兆焦/米3的聚合物,都是非极性聚合物,由于它们的分子链上不含有极性基团,分子间主要是色散力,分子间相互作用较弱,加上分子链的柔顺性好,使这些聚合物材料易于变形,富有弹性,可用作橡胶,只有聚乙烯是个例外,它易于结晶而失去弹性,只能作为塑料应用;内聚能密度大于420兆焦/米3的聚合物,由于分子链有强极性基团,或者分子间能形成氢键,分子间作用力大,因而有较好的机械强度和耐热性,加上分子链结构比较规整,易于结晶、取向,使强度更高,成为优良的纤维材料或工程塑料;内聚能密度在290—420兆焦/米3之间的聚合物,分子间作用力居中,适合于作塑料使用。
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2017苏大材料科学与工程复试笔试(材料学) 有机高分子方向
一 必做题 100`(无机非与高分子一样)
1. 举例说明各种结合键特点(25`)注5种,一种5分(同2019第二题)
2. 傅立叶变换红外光谱法(FTIR),差示扫描量热法(DSC),扫描电子显微镜法(SEM)三种分析技术工作原理(15`)
①FTIR:当某一频率的红外光线聚焦照射在被分析的样品时,如果样品分子中某个基团的振动频率与所照射红外线频率相同就会产生共振,这个基团就吸收一定频率的红外线,把分子吸收红外线的情况用仪器记录下来,就能得到反应试样成分特性的光谱,从而推测化合物的类型和结构。
②DSC:将有物相变化的样品和在所测定温度范围内不发生相变且没有任何热效 应产生的参比物,在相同的条件下进行等温加热或冷却,当样品发生相变时,在样品和参比物之间就产生一个温度差。放置于它们下面的一组差示热电偶即产生温差电势UΔT, 经差热放大器放大后送入功率补偿放大器,功率补偿放大器自动调节补偿加热丝的电流,使样品和参比物之间温差趋于零,两者温度始终维持相同。此补偿热量即为样品的热效应,以电功率形式显示于记录仪上。
DSC按测量方法可分为功率补偿型和热流型。功率补偿型的工作原理建立在“零位平衡”原理上,在样品和参比物保持相同温度的条件下,测定样品和参比物两端所需的能量差,并直接作为信号输出。热流型的工作原理是在给予样品和参比物相同功率的条件下,测定样品和参比物两端的温差,然后换算成热量差作为信号输出。
③SEM:从电子枪阴极打出的电子束通过聚光镜及物镜的汇聚作用缩小成约几纳米的电子探针,在扫描线圈的作用下,电子探针在样品表面做光栅状扫描并激发出二次电子,背散射电子等多种电子信号。通过对这些电子信号的接收、放大和显示成像,对样品表面或断口形貌进行观察和分析。
FTIR:fourier transform infrared spectroscopy DSC:differential scanning calorimetry SEM:scanning electron microscopy
3. 简述材料分类以及各类材料的基本特性20`
材料按其化学组成分为金属材料,无机非金属材料,高分子材料和复合材料。 ①由金属元素或以金属元素为主形成的,并具有一般金属特性的材料称为金属材料。一般具有金属光泽,具有良好的导电性,导热性,韧性,延展性及塑性,熔点较高。
②无机非金属材料是由硅酸盐,铝酸盐,硼酸盐,磷酸盐,锗酸盐等原料和氧化
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物,氮化物,碳化物,硼化物,硫化物,硅化物,卤化物等原料经一定的工艺制备而成的材料。传统的无机非金属材料具有性质稳定,抗腐蚀,耐高温等优点,但质脆,经不起热冲击;新型无机非金属材料除了具有传统非金属材料的优点外,还有强度高,具有电学,光学特性和生物功能等特点。
③高分子材料是由一种或几种简单低分子化合物经聚合而组成的分子量很大的化合物。特点是分子量大,质轻;具有良好的化学稳定性,电绝缘性,隔热性,加工性能,功能的可塑性,但易老化。
④复合材料是由两种或两种以上物理和化学性质不同的物质组合而成的一种多相固体材料。特点是比模量和比强度高;具有优良的抗疲劳性,减振性和耐高温等特点。
4. 研究课题,叙述研究目的意义方法,分析影响因素25
5. 英语介绍什么是材料,英语说明为什么选择材料学科15`
Material refers to a substance that can be economically used by humans to make useful devices. Materials are substances,but not all substances can be called materials. Material is the material basis for human survival and development. Materials can be divided into metal materials, inorganic non-metallic materials, organic polymer materials, and composite materials of different types. (材料是指能为人类经济性地用于制造有用器件的物质材料是物质,但并非所有物质都可称为材料。材料是人类生存和发展的物质基础。 材料可以分为金属材料,无机非金属材料,有机高分子材料和不同类型的复合材料。)When in high school, I was very good at physics and chemistry , which has a strong correlation with the material science. So I chose polymer materials and engineering during my college years. After systematic study, I found myself very interested in this major. In order to further study, I chose to apply for material science and engineering at Suzhou University.(高中的时候,我很擅长物理和化学,这与材料学科有着很强的关联性,所以我在大学期间选了高分子材料与工程。经过系统性的学习,我发现自己对材料学科很感兴趣。为了进一步深入研究,我选择报考苏州大学的材料科学与工程)
二选做题50
1. 聚丙烯有三种不同的立构体。试分析一下哪种结构能结晶,为什么?15` 聚丙烯存在等规、间规、无规三种立体结构。聚合物结晶的必要条件是分子结构的对称性和规整性,这也是影响其结晶能力、结晶速度的主要结构因素。分子链的对称性越高,规整性越好,越容易规则排列形成高度有序的晶格。等规聚丙烯的结构规整性好,具有高度的结晶性;无规聚丙烯为无定形材料,结构的对称性和规整性差,因此不结晶;间规聚丙烯的结构对称性和规整性介于两者之间,结晶能力较差。
2. 什么是聚合物的力学三态,各自的特点是什么?各适用于什么加工方法?15`
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玻璃态、高弹态和粘流态称为聚合物的力学三态。①玻璃态:弹性模量大,外力作用下形变小,故不宜进行大形变的成型加工。适用于车、钻、刨、削等机械加工方式。②高弹态:弹性模量小,形变能力增大,外力作用下,形变可以恢复。适用于真空成型、压力成型、压延、弯曲成型等加工方式。③粘流态:熔体黏度低,外力作用下的形变不可逆。适用于熔融纺丝、注射、挤出、等加工方式。
3. 简述单螺杆挤出机的螺杆的几个功能段的作用。15`
①加料段:自物料入口向前延伸的一段称为加料段,在加料段中,物料依然是固体,主要作用是使物料受压,受热前移,螺槽一般等距等深。②压缩段:螺杆中部的一段称为压缩段,物料在这一段中受热前移并压实熔化,同时也能排气,压缩段的螺槽体积逐渐减小。③计量段:螺杆的最后一段称为均化段,均化段的作用是使熔体进一步塑化均匀,并使料流定量,定压,由机头流道均匀挤出,这段螺槽截面是恒等的,但螺槽深度较浅。
4. 什么是复合材料?以及分类和用途?5`
复合材料是由两种或两种以上物理和化学性质不同的物质组合而成的一种多相固体材料。
按基体材料分类,有金属基复合材料,陶瓷基复合材料,水泥混凝土基复合材料,塑料基复合材料,橡胶基复合材料;按增强剂形状分类,有粒子,纤维和层状复合材料;按性能分类,有结构复合材料和功能复合材料。
复合材料的主要应用领域有:①航空航天领域:可用于制造飞机机翼、卫星天线等。②汽车工业:可用于制造汽车车身、受力构件等。③化工、纺织和机械制造领域:有良好耐蚀性的碳纤维与树脂基体复合而成的材料,可用于制造化工设备、纺织机、造纸机等。④医学领域。碳纤维复合材料具有优异的力学性能和不吸收X射线特性,可用于制造医用X光机和矫形支架等。
2016苏大材料科学与工程复试笔试
一.必答部分
1.举例说明几种结合键的特性?(同2017第一题)
2.材料可以分为几类?并简述分类的依据和各类的特点?(同2017第三题) 3.你研究过什么课题,说明研究此课题的目的和意义,研究的方法,研究的条件和内容以及可能出现的结果?
4.说出下面几种材料研究方法的用途以及作用(任选两种)
扫描电子显微镜(SEM),透射电子显微镜(TEM),差示扫描量热仪(DSC),凝胶渗透色谱(GPC)/体积排除色谱(SEC)
①SEM:扫描电镜主要应用于材料科学的表面结构研究,共混物的分相,各种复合材料的应力缺陷,物质晶体结构及其应力变化等。
②TEM:通过透射电镜可以方便地观察到,物质的微观结构,晶体的生长规律,检测各种材料的老化及其疲劳损害程度,分析材料中各种成分的分布规律及各种元素之间的比列关系。
③DSC:一是研究聚合物的相转变过程,测定结晶温度Tc,熔点Tm,结晶度XC,
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