介绍一种生物基纳米复合材料的研发目的、制备方法及产物的主要功能特点？
题目
介绍一种生物基纳米复合材料的研发目的、制备方法及产物的主要功能特点？
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第1题：
聚合物基复合材料制备的大体过程不包括（）
- A、预浸料制造
- B、制件的铺层
- C、固化及后处理加工
- D、干燥
正确答案:D -
第2题：
简述块体纳米材料的制备方法原理
正确答案: 外压力合成法：
（1）惰性气体凝聚原位加压成形法
（2）高能机械研磨法
（3）电解沉积法
相变界面成形法：
非晶晶化法
大塑性变形法（粉末冶金法，高温、高压法）
电解沉积法原理：电解沉积法是指在溶液中带正电的金属离子，吸附到带负电的纳米颗粒表面，然后在电动力的作用下移至阴极，金属离子还原成原子，并与所俘获的纳米颗粒一起占据阴极金属或合金表面的位置，而形成涂层，逐渐形成薄膜纳米材料。
非晶晶化法原理：非晶晶化法是通过控制非晶态固体的晶化动力，来获得块体纳米材料的方法，它包括非晶态固体的获得和晶化两个过程。
大塑性变形法原理：它是材料在准静态压力作用下自身发生严重塑性变形，从而将材料的晶粒尺寸细化到亚微米级或纳米数量级。
粉末冶金法原理：粉末冶金法是把纳米粉压实成实体，然后放到热压炉中烧结。
高温、高压法原理：高温、高压法是将真空电弧炉熔炼的样品置入高压腔体内，加压至数GPa后升温，通过高压抑制原子的长程扩散及晶体的生长速率，从而实现晶粒的纳米化 ，然后再从高温下固相淬火以保持高温、高压组织。 -
第3题：
纳米复合材料
正确答案:是指复合材料结构中至少有一个相在一维方向上是纳米尺寸。所谓纳米尺寸是指1nm~100nm的尺寸范围。纳米复合材料包括均质材料在加工过程中所析出纳米级尺寸增强相和基体相所构成的原位复合材料、纳米级尺寸增强剂的复合材料以及刚性分子增强的分子复合材料等。 -
第4题：
介绍几种纳米材料的制备方法？
正确答案: 气相反应法可分为：气相分解法、气相合成法及气-固反应法等。
液相反应法可分为：沉淀法、水热、溶剂热法、溶胶-凝胶法、反相胶束法等。
溶胶凝胶技术是指金属有机或无机化合物经过溶液、溶胶、凝胶而固化，在经热处理而成氧化物或其他化合物固体的方法。步骤：溶胶的制备。溶胶凝胶转化。凝胶干燥。
纳米粒子的制备方法很多，可分为物理方法和化学方法。
真空冷凝法
用真空蒸发、加热、高频感应等方法使原料气化或形成等粒子体，然后骤冷。其特点纯度高、结晶组织好、粒度可控，但技术设备要求高。
物理粉碎法
通过机械粉碎、电火花爆炸等方法得到纳米粒子。其特点操作简单、成本低，但产品纯度低，颗粒分布不均匀。
机械球磨法
采用球磨方法，控制适当的条件得到纯元素、合金或复合材料的纳米粒子。其特点操作简单、成本低，但产品纯度低，颗粒分布不均匀。
化学方法
气相沉积法
利用金属化合物蒸气的化学反应合成纳米材料。其特点产品纯度高，粒度分布窄。
沉淀法
把沉淀剂加入到盐溶液中反应后，将沉淀热处理得到纳米材料。其特点简单易行，但纯度低，颗粒半径大，适合制备氧化物。
水热合成法
高温高压下在水溶液或蒸汽等流体中合成，再经分离和热处理得纳米粒子。其特点纯度高，分散性好、粒度易控制。
溶胶凝胶法
金属化合物经溶液、溶胶、凝胶而固化，再经低温热处理而生成纳米粒子。其特点反应物种多，产物颗粒均一，过程易控制，适于氧化物和Ⅱ～Ⅵ族化合物的制备。
微乳液法
两种互不相溶的溶剂在表面活性剂的作用下形成乳液，在微泡中经成核、聚结、团聚、热处理后得纳米粒子。其特点粒子的单分散和界面性好，Ⅱ～Ⅵ族半导体纳米粒子多用此法制备。 -
第5题：
问答题聚合物基复合材料的制备大致可以分为哪几个步骤？正确答案： 增强物的铺放—确定材料形状—基体注入—基体固化。解析： 暂无解析 -
第6题：
问答题什么是纳米材料？简述纳米材料的主要制备方法和工艺。正确答案： 纳米材料：通常定义为材料的显微结构中，包括颗粒直径、晶粒大小、晶界、厚度等特征尺寸都处于纳米尺寸水平的材料。（指材料块体中的颗粒、粉体粒度在10-100nm之间，使其某些性质发生突变的材料）
主要制备方法和工艺：气相冷凝法、球磨法、非晶晶化法、溶胶－凝胶法。解析： 暂无解析 -
第7题：
填空题增强相为（）、（）、（）、（）的复合材料称为纳米复合材料；纳米复合材料包括（）、（）和（）纳米复合材料；复合方式有：（）、（）、（）、（）等 。正确答案： 纳米颗粒,纳米晶须,纳米晶片,纳米纤维,金属基,陶瓷基,高分子基,晶内型,晶间型,晶内-晶间混合型,纳米-纳米型解析： 暂无解析 -
第8题：
填空题纳米材料可分为（）、（）、纳米膜、纳米块体、纳米复合材料等。正确答案： 纳米粉末,纳米纤维解析： 暂无解析 -
第9题：
填空题陶瓷基纳米复合材料的基体主要有：（）、（）、（）和（）。与纳米级第二相的界面粘结形式：（）和（）。正确答案： 氧化铝,碳化硅,氮化硅,玻璃陶瓷,机械粘结,化学粘结解析： 暂无解析 -
第10题：
问答题聚合物基纳米复合材料的特点与类型。正确答案： 特点：具有超细微结构，结构中至少有一相在一维方向是纳米尺寸；独特的表面效应、体积效应和量子效应使得材料具有非常特殊的力、热、光、电性能。
聚合物基纳米复合材料可分为：聚合物/聚合物、聚合物/非聚合物纳米粒子、聚合物/无机物纳米粒子。其中聚合物/聚合物分为分子复合与原子复合。聚合物/无机物纳米粒子又分为聚合物/颗粒状纳米无机粒子和聚合物/层状纳米无机粒子。解析： 暂无解析 -
第11题：
问答题制备金属基体复合材料时，制备工艺的选择原则？金属基复合材料的制造难点是什么？正确答案： 一、1）基体与增强剂的选择，基体与增强剂的结合；2）界面的形成机制，界面产物的控制及界面设计；3）增强剂在基体中的均匀分布；4）制备工艺方法及参数的选择和优化；5）制备成本的控制和降低，工业化应用的前景。
二、①容易发生界面反应，因为需要高的制造温度（高于或接近于基体的熔点）；②许多增强纤维对基体的浸润性差，甚至不完全浸润；③如何均匀分布增强体。解析： 暂无解析 -
第12题：
填空题制备高聚物/粘土纳米复合材料方法有（）和（）两种。正确答案： 插层聚合,插层复合解析： 暂无解析 -
第13题：
论述纳米纤维素的主要制备方法及产物特点？
正确答案: 纳米纤维素（Nanocelluloe，NC）是以纤维材料作为原料，通过化学、物理或生物处理的途径制备的具有一维纳米尺寸的纤维素材料，它具有纤维素的基本结构、性能以及纳米颗粒的典型特性，如：密度低，来源于可再生原料，可生物降解，弹性模量高达140GPa，有利于对其进行表面改性等。巨大的比表面积、较高的杨氏模量、超强的吸附能力和高的反应活性，使纳米纤维素具有一些特有的光学性质、流变性能和机械性能。这些特性使其具有广泛的应用价值，可以作为纳米复合材料中的增强材料，以及用于医药、包装、造纸、食品添加剂、油漆涂料、地板、建材等领域。
生物质纳米纤维素的制备方法主要包括强酸水解法、机械分离法、化学预处理结合机械分离法和酶处理结合机械分离法等，.
强酸水解法主要指利用浓硫酸、浓盐酸等强酸处理生物质纤维素，水解掉无定形区物质，保留结晶区的结构完整性，制得长度较短、结晶度较高的纳米纤维素晶须。在利用硫酸的水解过程中，会一定程度上在纳米纤维素晶须的表面引入少量负电荷。这些负电荷间的静电斥力可帮助纳米纤维素晶须均勾的分散在水中。所得晶须具有非常高的比表面积，使其在与聚合物复合时，能够与聚合物形成充足的接触面积，进而起到较好的增强作用。
机械分离法主要包括高压匀质处理、高速研磨处理、高速搅拌处理以及高强度超声处理等。高压匀质处理主要是通过均质机内的匀质阀突然失压形成空穴效应和高速冲击，产生强烈的剪切作用，将生物质纤维素机械纤，制得纳米纤维素。这一方法可以批量化生产纳米纤维素，存在的主要问题在于所得纳米纤维素的尺度并不均匀。此外，在纳米纤维素制备过程中，匀质机容易堵塞，为此对通入均质机中的纤维素样品的尺寸要求较高，不宜过大。
高速研磨处理是将纤维素注入到静态磨石与动态磨石之间，在研磨机工作后，动态磨石高速旋转，与静态磨石间产生强烈的剪切作用力，将磨石中间的纤维素“剪开”，制得纳米纤维素。但是在高速研磨的过程中，磨石间的剪切力对纳米纤维素的结晶区也会产生影响，一定程度上降低了所得纳米纤维素的结晶度。
高速搜拌处理是通过高速旋转的马达带动转子转动，进而带动液体高速转动。在高速旋转的过程中，纳米纤维素间相互碰撞，高速运动的水流也会对纳米纤维素产生较强的冲击作用，进而将纳米纤维素分离出来。这一方法的不足在于产量较低，很难实现连续化、批量化生产。高强度超声处理主要是借助高强度超声波在水中产生的空化作用，对纤维素进行开纤处理。但是在所得样品中也存在一定的直径较粗的纤维，纤维的直径分布范围较大。 -
第14题：
简述一种金属基复合材料制备的工艺方法。
正确答案: 挤压铸造法：先将短纤维、晶须、颗粒等放入水中搅拌均匀，加入少量黏结剂，制成一定形状的预制件。预制件经过烘干预热后放入模具中，将熔融金属浇注入模具，用压头为70-100MPa，液态金属在压力下浸渗入预制件中，并在压力下凝固。最终制成金属基复合材料零件。
工艺流程：
预制件预热，放入预制件，注入金属液，加压渗入，保温凝固，取出。 -
第15题：
浅析纳米（结构）薄膜的制备方法。
正确答案:溶胶—溶胶法；电沉积法；高速超微粒子沉积法；等离子体化学气相沉积技术；溅射法；化学气相沉积法；惰性气体蒸发法。 -
第16题：
什么是纳米复合材料？用一个具体实例说明制备纳米复合材料所面临的困难是什么，应如何解决？
正确答案: 纳米复合材料是指尺度为1nm一100nm的超微粒经压制、烧结或溅射而成的凝聚态固体。它具有断裂强度高、韧性好，耐高温等特性。如溶液插层复合法制备纳米复合材料，方法是：将高分子聚合物链在溶液中借助于溶剂而插层进入层状硅酸盐片层之间，然后挥发除去溶剂，即可实现聚合物与硅酸盐在纳米尺度上的复合。但该方法需要合适的溶剂来同时溶解高分子聚合物和硅酸盐，而且大量的溶剂不易回收，对环境不利。改进方法是将高分子聚合物加热到熔融状态下，在静止或剪切力的作用下直接插入到硅酸盐片层之间，制得纳米复合材料。该方法由于不使用溶剂，工艺简单，并且可以减少对环境的污染。 -
第17题：
多选题当前纳米材料研究的趋势是（）。A由随机合成过渡到可控合成
B由纳米单元的制备，通过集成和组装制备具有纳米结构的宏观试样
C由性能的随机探索发展到按照应用的需要制备具有特殊性能的纳米材料
D纳米材料技术与生物技术相结合
正确答案： A,B,C解析： 暂无解析 -
第18题：
问答题简述一种金属基复合材料制备的工艺方法。正确答案： 挤压铸造法：先将短纤维、晶须、颗粒等放入水中搅拌均匀，加入少量黏结剂，制成一定形状的预制件。预制件经过烘干预热后放入模具中，将熔融金属浇注入模具，用压头为70-100MPa，液态金属在压力下浸渗入预制件中，并在压力下凝固。最终制成金属基复合材料零件。
工艺流程：
预制件预热，放入预制件，注入金属液，加压渗入，保温凝固，取出。解析： 暂无解析 -
第19题：
填空题根据制备状态的不同，制备纳米微粒的方法可以分为（）正确答案： 气相法、液相法和固相法解析： 暂无解析 -
第20题：
问答题如何制备聚合物/粘土纳米复合材料（PLSNs）？正确答案： 插层聚合法：插层缩聚、插层加聚；
插层复合（共混）：熔融插层复合法、溶液插层复合法。解析： 暂无解析 -
第21题：
填空题制备高聚物/粘土纳米复合材料方法有插层聚合和（）两种。正确答案： 插层复合解析： 暂无解析 -
第22题：
问答题简述聚合物熔融嵌入法制备高分子基纳米复合材料的一般过程和特点。正确答案： 聚合物熔融嵌入法的操作过程如下：首先用合适的有机改性剂与层状硅酸盐反应，制得有机改性层状硅酸盐。然后将聚合物与有机改性层状硅酸盐粉末的共混物一起加热到聚合物的Tg（非晶聚合物）活Tm（结晶聚合物）以上，聚合物分子链通过扩散而进入硅酸盐层间。
与溶液嵌入法相比，熔融嵌入法具有以下优点：
A.使用范围广，不同极性或结晶的聚合物都可以用此法制得相应的嵌入法化合物；同时还可以制备溶液嵌入法难以制备的杂化材料
B.与目前聚合物成型加工技术（如挤压、注射）具有兼容性
C.嵌入法过程不使用溶剂，从环保经济效益角度来看非常有利
D.这种方法制备的新型杂化材料为研究受限于二维空间聚合物链的构象及单分子链的特征提供了理想的模型。解析： 暂无解析 -
第23题：
判断题陶瓷基复合材料的制备过程大多涉及高温，因此仅有可承受上述高温的增强材料才可被用于制备陶瓷基复合材料。A对
B错
正确答案： 对解析： 暂无解析