在事業(yè)單位的考試當(dāng)中,新材料的題目是經(jīng)常出現(xiàn)的,盡管大部分的題目不算太難,但也有一些題目往往容易弄錯(cuò),主要是由于對(duì)新材料知識(shí)理解不夠透徹造成的,下面就讓我們共同來(lái)剖析一下新材料在考試當(dāng)中常出現(xiàn)的考點(diǎn)。
一、新材料與新材料技術(shù)含義
1.定義:新材料是指新近發(fā)展的或正在研發(fā)的、性能超群的一些材料,具有比傳統(tǒng)材料更為優(yōu)異的性能。近年來(lái),新材料越來(lái)越受重視,國(guó)家也重視新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展。
2.新材料技術(shù)的含義:新材料技術(shù)則是按照人的意志,通過(guò)物理研究、 材料設(shè)計(jì)、材料加工、試驗(yàn)評(píng)價(jià)等一系列研究過(guò)程,創(chuàng)造出能滿足各種需要的新型材料的技術(shù)。
3.新新材料判斷方法:相對(duì)于傳統(tǒng)材料來(lái)說(shuō),具有遠(yuǎn)大的前景還沒(méi)有被大范圍推廣和使用的材料形式。
【考題】判斷題:新材料的出現(xiàn),意味著傳統(tǒng)材料將會(huì)被取代。( )
解析:新材料的各種性能相對(duì)于傳統(tǒng)材料來(lái)說(shuō),確實(shí)比傳統(tǒng)材料更加的優(yōu)越,但是并不意味著將取代傳統(tǒng)材料,例如用復(fù)合材料制造的凳子、椅子,盡管比較耐用、輕便,但很多的人往往青睞于木制的椅子所以本題描述不夠準(zhǔn)確,故答案為B。
【考題】多選題:下面的材料當(dāng)中,屬于新材料的是( )
A.石墨烯 B.超導(dǎo)材料 C.水泥 D.鐵
解析:按照我們常用的新材料判斷方法就可以判斷出來(lái),石墨烯以前沒(méi)出現(xiàn)過(guò),是未來(lái)很多發(fā)展?jié)摿Φ囊环N材料,并非傳統(tǒng)材料,所以只能是新材料,所以A項(xiàng)可以選;超導(dǎo)材料也是未來(lái)很有前景材料,也不是傳統(tǒng)能源,B項(xiàng)可以選;而水泥和鐵屬于傳統(tǒng)材料,故排除CD項(xiàng);所以本題選AB.
二、新材料主要種類
學(xué)習(xí)新材料種類的時(shí)候,一定要更加細(xì)致的去了解每一種新材料是什么,有什么特性,多通過(guò)網(wǎng)上查找資料等方式去進(jìn)行了解。
1.石墨烯
石墨烯是由碳原子按六邊形晶格整齊排布而成的碳單質(zhì),結(jié)構(gòu)非常穩(wěn)定。是已被證實(shí)是世界上已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的最薄、最堅(jiān)硬的物質(zhì)。導(dǎo)電性能極佳,電子移動(dòng)速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了電子在金屬導(dǎo)體或半導(dǎo)體中的移動(dòng)速度。導(dǎo)熱性超過(guò)現(xiàn)有一切已知物質(zhì)。
2.納米材料
納米是一個(gè)物理學(xué)上的度量單位,1納米是1米的十億分之一。當(dāng)物質(zhì)到納米尺度以后,大約是在1~100納米這個(gè)范圍空間,物質(zhì)的性能就會(huì)發(fā)生突變,出現(xiàn)特殊性能。
納米材料是納米科技領(lǐng)域中最富活力、研究?jī)?nèi)涵十分豐富的科學(xué)分支。用納米來(lái)命名材料是20世紀(jì)80年代,納米材料是指由納米顆粒構(gòu)成的固體材料,其中納米顆粒的尺寸最多不超過(guò)100納米。納米材料的制備與合成技術(shù)是當(dāng)前主要的研究方向,雖然在樣品的合成上取得了一些進(jìn)展,但至今仍不能制備出大量的塊狀樣品,因此研究納米材料的制備對(duì)其應(yīng)用起著至關(guān)重要的作用。
3.超導(dǎo)材料
超導(dǎo)材料是具有在一定的低溫條件下呈現(xiàn)出電阻等于零以及排斥磁力線的性質(zhì)的材料,F(xiàn)已發(fā)現(xiàn)有28種元素和幾千種合金和化合物可以成為超導(dǎo)體。超導(dǎo)材料的基本物理參量為臨界溫度(Tc),臨界磁場(chǎng)(Hc)和臨界電流(Ic)。
1911年,荷蘭物理學(xué)家卡曼琳·昂納斯在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)超導(dǎo)現(xiàn)象——某些金屬、合金和化合物,在溫度降到絕對(duì)零度附近某一特定溫度時(shí),它們的電阻率突然減小到無(wú)法測(cè)量。
超導(dǎo)材料最誘人的應(yīng)用是發(fā)電、輸電和儲(chǔ)能。利用超導(dǎo)材料制作超導(dǎo)發(fā)電機(jī)的線圈磁體,可以將發(fā)電機(jī)的磁場(chǎng)強(qiáng)度提高到5~6萬(wàn)高斯,而且?guī)缀鯖](méi)有能量損失,與常規(guī)發(fā)電機(jī)相比,超導(dǎo)發(fā)電機(jī)的單機(jī)容量提高5~10倍,發(fā)電效率提高50%;超導(dǎo)輸電線和超導(dǎo)變壓器可以把電力幾乎無(wú)損耗地輸送給用戶,據(jù)統(tǒng)計(jì),銅或鋁導(dǎo)線輸電,約有15%的電能損耗在輸電線上,在中國(guó)每年的電力損失達(dá)1000多億度,若改為超導(dǎo)輸電,節(jié)省的電能相當(dāng)于新建數(shù)十個(gè)大型發(fā)電廠;超導(dǎo)磁懸浮列車的工作原理是利用超導(dǎo)材料的抗磁性,將超導(dǎo)材料置于永久磁體(或磁場(chǎng))的上方,由于超導(dǎo)的抗磁性,磁體的磁力線不能穿過(guò)超導(dǎo)體,磁體(或磁場(chǎng))和超導(dǎo)體之間會(huì)產(chǎn)生排斥力,使超導(dǎo)體懸浮在上方。利用這種磁懸浮效應(yīng)可以制作高速超導(dǎo)磁懸浮列車,如上海浦東國(guó)際機(jī)場(chǎng)的高速列車;用于超導(dǎo)計(jì)算機(jī),高速計(jì)算機(jī)要求在集成電路芯片上的元件和連接線密集排列,但密集排列的電路在工作時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量的熱量,若利用電阻接近于零的超導(dǎo)材料制作連接線或超微發(fā)熱的超導(dǎo)器件,則不存在散熱問(wèn)題,可使計(jì)算機(jī)的速度大大提高。
4.復(fù)合新材料
復(fù)合新材料使用的歷史可以追溯到古代。從古至今沿用的稻草增強(qiáng)粘土和已使用上百年的鋼筋混凝土均由兩種材料復(fù)合而成。20世紀(jì)40年代,因航空工業(yè)的需要,發(fā)展了玻璃纖維增強(qiáng)塑料(俗稱玻璃鋼),從此出現(xiàn)了復(fù)合材料這一名稱。50年代以后,陸續(xù)發(fā)展了碳纖維、石墨纖維和硼纖維等高強(qiáng)度和高模量纖維。70年代出現(xiàn)了芳綸纖維和碳化硅纖維。這些高強(qiáng)度、高模量纖維能與合成樹(shù)脂、碳、石墨、陶瓷、橡膠等非金屬基體或鋁、鎂、鈦等金屬基體復(fù)合,構(gòu)成各具特色的復(fù)合材料。
超高分子量聚乙烯纖維的比強(qiáng)度在各種纖維中位居第一,尤其是它的抗化學(xué)試劑侵蝕性能和抗老化性能優(yōu)良。它還具有優(yōu)良的高頻聲納透過(guò)性和耐海水腐蝕性,許多國(guó)家已用它來(lái)制造艦艇的高頻聲納導(dǎo)流罩,大大提高了艦艇的探雷、掃雷能力,在國(guó)內(nèi)思嘉新材料開(kāi)發(fā)的復(fù)合新材料代表了國(guó)內(nèi)的較高水平。除在軍事領(lǐng)域,在汽車制造、船舶制造、醫(yī)療器械、體育運(yùn)動(dòng)器材等領(lǐng)域超高分子量聚乙烯纖維也有廣闊的應(yīng)用前景。該纖維一經(jīng)問(wèn)世就引起了世界發(fā)達(dá)國(guó)家的極大興趣和重視。
1.【考題】單選題:納米是( )
A.長(zhǎng)度單位 B.一種米 C.一種材料 D.最小的距離
解析:納米是長(zhǎng)度單位,一納米等于一米的十億分之一。故選A。
2.【考題】單選題:超級(jí)高鐵是未來(lái)高鐵發(fā)展的主攻方向,利用的原理就在在一個(gè)真空的管道中,利用磁懸浮技術(shù)把整個(gè)高鐵撐起來(lái),在趨向于零的摩擦力中行走,理論速度可達(dá)每小時(shí)幾千公里,就等于從北京到深圳只要一個(gè)小時(shí)左右,大大減少了人們的出行時(shí)間,那么作為超級(jí)高鐵的鐵軌,可能運(yùn)用到哪一種新材料呢?( )
A. 石墨烯 B.納米材料 C.超導(dǎo)材料 D.銀
解析:超機(jī)高鐵需要利用磁懸浮技術(shù)將整個(gè)高鐵撐起來(lái),而磁懸浮技術(shù)需要使用超導(dǎo)材料,故本題選擇C。
對(duì)于新材料這個(gè)考點(diǎn)的學(xué)習(xí),一定要透徹的理解每一個(gè)知識(shí)點(diǎn),做題才能游刃有余,如果能懷著一顆熱愛(ài)科學(xué)的心去學(xué)習(xí),多了解一些軍事、科技新聞,我們還將收到事半功倍的效果。
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