1、新材料在汽车工业的发展中面临的机遇和挑战美国乔治亚理工大学教授王中林(中国工程院外籍院士 )表示，从技术角度上讲，费尔特和格伦博格的发现得益于上世纪80年代中期开始的纳米技术的进步。瑞典皇家科学院的公报介绍中也特别提到，巨磁电阻效应应该算是纳米技术在现实中最早的应用，即制造不同材料的超薄层的技术，使得人们有望制造出只有几个原子厚度的多层耦合金属薄膜结构，当硬盘体积不断变小，容量却不断变大时，势必要求磁盘上每一个被划分出来的独立区域越来越小，这些区域所记录的磁信号也就越来越弱。借助巨磁电阻效应，人们才得以制造出更加灵敏的数据读出头，使越来越弱的磁信号依然能够被清晰读出，并且转换成清晰的电流变化。
2、问题:根据以上材料，阐述什么叫巨磁电阻效应，现在的硬盘容量是如何显著提高的?新材料与新技术的关系。巨磁电阻效应(GiantMagnetoResistance，GMR)，即物体在外加磁场作用下自身的电阻发生显著变化的现象。当硬盘体积不断变小，容量却不断变大时，这是通过在硬盘上划分更多的分区来实现的。磁盘上每一个被划分出来的独立区域越来越小，这些区域所记录的磁信号也就越来越弱。但借助巨磁电阻效应，人们可以制造出更加灵敏的数据读出头，使越来越弱的磁信号依然能够被清晰读出，并且转换成清晰的电流变化。从而实现了硬盘的扩容和轻小化。新材料与新技术相互促进。新技术为新材料的制备提供了可能，而新材料的研究开发
3、也促使新技术水平不断提高和在现实中的应用，如纳米技术在多层耦合金属薄膜结构的制备和应用研究的促进作用。四、论述题1、请结合汽车上的材料构成，说明新材料在汽车工业的发展中面临的机遇和挑战。金属材料占据80%，如车身，底盘、轮毂，其中，钢铁材料约占60%75%,铝合金5%10%;座椅，轮胎，内饰等高分子材料约占10%20%;还有少量无机非金属材料，如汽车玻璃。这些材料必须具有较好的高强轻质结构性能，。向什么方向发展?同时，不断向前发展。促进汽车技术的升级换代。2、试论述金属材料的塑性加工性能、导热性、电阻-温度特性，光学特性等物理性能与金属键关系A.金属元素外层电子容易成为自由电子，为整个金属所共
4、有。由于金属键没有方向性和饱和性，所以当金属的两部分发生相对位移时，金属的正离子始终被包围在电子云中，从而保持着金属键结合，这样金属就能经受变形而不断裂，具有良好的延展性。B.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。C.随着金属温度的升高，自由电子的热振动加剧，所以金属具有正的电阻温度系数。D.自由电子可以吸收光的能量，因而金属不透明;而所吸收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。3、请任意举出一例新型材料，说明它对现代科技、工业、或生活的促进作用，并加以简要描述。评阅意见:本论述题为开放性题目，学生能够列举出一种新材料，并简明阐述其基
5、本应用以及在科技进步和社会发展中的作用，就达到本门课程的教学考查目的。材料种类、性质、用途不限。参考答案1:铜合金集成电路引线框架，集成电路由芯片、引线框架和塑封三部分组成。集成电路引线框架是集成电路中极为关键的部件之一，它起着支撑芯片、散失工作热量和连接外部电路的重要作用。铜合金具有诸多优良的性能，因而成为重要的框架材料。引线框架的要素，一是承担与集成电路与外部电路固定、连接及元件发生的热传导和散热的引线;二是将集成电路组装成整体支撑框架结构的外壳，其功能是支撑芯片(硅片)、散失工作的热量及连接外部电路，因而是集成电路极为关键的部件。引线框架正向多引线、小间距及短、小、轻、薄方向发展。特性要
6、求是:高的导电率以及精度特性(尺寸精度、板型、内应力)和导热率，必要的强度和弯曲加工性，高精度的冲压成型性，小的与密封树脂及陶瓷的膨胀率差，易于电镀及焊接。2010-5-623:31回复猫厨大人3位粉丝4楼3、简述材料科学与工程的成分、结构、工艺、性能与与使用性能等要素之间的关系。答:一定成分的材料经过一定的合成加工工艺得到一定的结构与性能，材料在使用过程中表现出的性能(使用性能)还受到环境和服役状况的影响。而为了提高材料的使用性能，必须从本质上提高材料的固有性能和对器、部件结构的优化设计。对材料固有性能的提高是通过调整材料的成分和合成加工工艺的来实现的。4、随着我国经济和社会的发展，高速铁路
7、在我国得到迅猛发展，预计到2020年，中国200公里及以上时速的高速铁路建设里程将超过1.8万公里，占世界高速铁路总里程的一半以上。最近1-2年内，温福、福厦、厦深高铁陆续开通，将极大地促进海峡西岸经济和社会的发展。最近武(汉)广(州)高铁试跑出了394公里时速，创造两车重联情况下的世界高速铁路最高运营速度，非常振奋人心。请结合高速铁路的技术发展趋势，论述高速铁路技术的发展将对我们金属材料和材料加工工程带来哪些机遇和挑战?高速铁路技术的发展对金属材料和材料加工工程带来了很多机遇，同时也对金属材料和加工工程提出了更高的要求。首先，高速铁路的修建，需要大量的钢轨，需要更多的车体，以及高速铁路输电线
8、，给金属材料提供了一个庞大的市场。同时，高速铁路技术又要求轨道的质量高，无缝焊接钢轨取代以前的25M-50M长的钢轨，公差与配合要求严密。对于高速铁路长跨距输电线，要求其具有高强度高导电性。高速铁路车体要求轻质高强，大量新金属材料的使用使得车体使用宽幅薄板。这些对于材料的成型加工技术以及焊接技术提出了更高的要求。因此，对我们金属材料和加工工程既带来了机遇，也提出了新的挑战。5、随着我国经济和社会的发展，航空运输市场近10年来，乃至于未来20年内都处于大发展时期。作为一种高技术含量的运载工具，长期以来，世界上大型客机昂贵的定单，都被美国波音公司(Boeing)和欧洲空中客车公司(Airbus)垄
9、断，而我国只能生产小型飞机。为了能够在航空运输器供应领域占据一席之地，近年来，国家作出了研制和生产大型飞机(150座以上)的战略决策，并在上海成立了中国商用飞机公司，紧锣密鼓地进行科技攻关，第一架飞机命名为C919。请结合大型飞机的技术发展趋势，论述大型飞机研究和生产，将对我们金属材料和材料加工工程带来哪些机遇和挑战?大型飞机研究和生产，对金属材料和材料加工工程带来了很多机遇，同时也对金属材料和加工工程提出了更高的要求。首先，大飞机的研究和生产需要大量的高温、高强、轻质结构材料，给金属材料提供了一个庞大的市场。同时，大飞机的研究和生产又要求材料的质量高，无缝焊接宽幅薄板机身和机翼部分对成型加工工艺要求很高。高强铝锂合金，镁合金，钛合金，以及复合材料的大量使用，既对材料的成分优化和性能优化提出了更高的要求，同时对材料的冶炼，以及材料的成型加工技术以及焊接技术提出了更高的要求。因此，对我们金属材料和加工工程既带来了机遇，也提出了新的挑战。常见新材料的种类，应用举例。
