《材料科学基础》总复习题
《材料科学基础》复习题
第1章原子结构与结合键
一、选择题
1、具有明显的方向性和饱和性。
A、金属键
B、共价键
C、离子键
2、以下各种结合键中，结合键能最大的是。
A、离子键、共价键
B、金属键
C、分子键
3、以下各种结合键中，结合键能最小的是。
A、离子键、共价键
B、金属键
C、分子键
4、以下关于结合键的性质与材料性能的关系中，是不正确的。
A、具有同类型结合键的材料，结合键能越高，熔点也越高。
B、具有离子键和共价键的材料，塑性较差。
C、随着温度升高，金属中的正离子和原子本身振动的幅度加大，导电率和导热率
都会增加。
二、填空题
1、构成陶瓷化合物的两种元素的电负性差值越大，则化合物中离子键结合的比例。
2、通常把平衡距离下的原子间的相互作用能量定义为原子的。
3、材料的结合键决定其弹性模量的高低，氧化物陶瓷材料以键为主，结合键故其弹性模量；金属材料以键为主，结合键故其弹性模量；高分子材料的分子链上是键，分子链之间是键，故其弹性模量。
第2章晶体结构（原子的规则排列）
一、名词解释
1、点阵
2、晶胞
3、配位数
4、同素异晶转变
5、组元
6、固溶体
7、置换固溶体
8、间隙固溶体
9、金属间化合物
10、间隙相
二、选择题
1、体心立方晶胞中四面体间隙的r B/r A和致密度分别为
A 0.414，0.68
B 0.225，0.68
C 0.291，0.68
2、晶体中配位数和致密度之间的关系是。
A、配位数越大，致密度越大
B、配位数越小，致密度越大
C、两者之间无直接关系
3、面心立方晶体结构的原子最密排晶向族为。
A <100> B、<111> C、<110>
4、立方晶系中，与晶面(011)垂直的晶向是。
A [011]
B [100]
C [101]
5、立方晶体中（110）和（211）面同属于晶带。
A [101] B[100] C [111]
6、金属的典型晶体结构有面心立方、体心立方和密排六方三种，它们的晶胞中原子数分别为：
A、4；2；6
B、6；2；4 D、2；4；6
6、室温下，纯铁的晶体结构为晶格。
A、简单立方
B、体心立立
C、面心立方
7、组成固溶体的两组元完全互溶的必要条件是。
A、两组元的晶体结构相同
B、两组元的原子半径相同
C、两组元电负性相同
8. 若A、B两组元形成电子化合物，但是该化合物中A组元所占的质量分数超过了60%，则该相晶体结构。
A. 与A相同
B. 与B相同
C. 与A、B都不相同
9. CsCl是有序体心立方结构，它属于。
A 体心立方点阵
B 面心立方点阵
C 简单立方点阵
三、填空题
1、面心立方结构的晶格常数为a，单位晶胞原子数为、原子半径为 a ，配位数为，致密度为。
2、体心立方结构的晶格常数为a，原子半径为 a ，配位数为，致密度为。
3、下图中表示的晶向指数是，晶面指数是。
4、绝大多数金属的晶体结构都属于、和三种典型的紧密结构。
5、面心立方晶体的一个最密排面是，该面上的三个最密排方向分别为、、。
6、合金中的基本相结构有和两类
7、间隙相和间隙化合物主要受组元的因素控制。
8、 NaCl晶胞中Cl-离子作最紧密堆积，Na＋填充面体空隙的100%，以（001）面心的一个球（Cl-离子）为例，属于这个球的八面体空隙数为，所以属于这个球的四面体空隙数为，正负离子配位数为_____，配位多面体之间共______连
接，单个晶胞占有正负离子的数目为______。
9、CsCl的复式点阵是由Cs+离子构成的点阵和Cl-离子构成的点阵套嵌而成。
10、每个晶胞中的八面体间隙数量为：FCC 个；BCC 个；HCP 个。
11、六方紧密堆积的原子密排面是晶体中的面，原子面密度为，立方紧密堆积的原子密排面是晶体中的面，原子面密度为。
12、影响置换固溶体溶解度大小的主要因素是（1）；（2）；（3）；（4）和环境因素。
四、计算题
作业题3，5，7，13
第3章晶体缺陷（原子的不规则排列）
一、名词解释
1、点缺陷
2、线缺陷
3、面缺陷
4、亚晶粒
5、亚晶界
6、刃型位错
7、柏氏矢量
8、攀移
9、滑移
二、选择题
1、下图中，2表示的点缺陷是。
A、弗兰克尔空位
B、肖脱基空位
C、置换原子
2、下图中，5表示的点缺陷是。
A、弗兰克尔空位
B、肖脱基空位
C、复合空位
3、位错运动方向处处垂直于位错线，在运动中是可变的，晶体做相对滑动的方向。
A 随位错线运动方向而改变
B 始终是柏氏矢量方向
C 垂直于柏氏矢量方向
4、能进行交滑移的位错必然是。
A 刃位错 B螺位错 C混合位错
三、填空题
1、晶体缺陷按照其几何特征可将其分为、和三种类型。位错属于缺陷，分为位错、位错、位错三种类型。位错运动的两种方式和
3、对于刃型位错线，柏氏矢量于位错线，其滑移运动方向于柏氏矢量，其攀移运动方向于柏氏矢量，其滑移运动方向于柏氏矢量；对于螺旋位错线，柏氏矢量于位错线，其滑移运动方向于柏氏矢量，其交滑移运动方向于柏氏矢量；对于混合位错线，柏氏矢量于位错线，其滑移运动方向于柏氏矢量。
5、晶界分为晶界和晶界两类。
6、螺型位错的运动方式是只可，不可。
四、计算题
作业题2，3，5
第4章固体材料中的原子扩散
一、名词解释
1、稳态扩散
2、非稳态扩散
3、反应扩散
4、原子扩散，
5、反应扩散上坡扩散
6、下坡扩散
7、自扩散
8、互扩散
9、柯肯达尔效应
二、选择题
1、以下关于固体材料中的影响原子扩散的因素叙述中，不正确的是。
A、温度是影响扩散速率的最主要因素，温度越高，扩散进行得越快
B、原子结合键能越大，扩散激活能越高，扩散越快
C、晶体点阵的致密度越高，扩散系数越小，912︒C时碳原子在α铁中的扩散系数比
在γ铁中的大。
2、固态金属中原子扩散的最快路径是。
A、晶内扩散
B、晶界扩散
C、位错扩散
D、表面扩散
3、铁可在某一相同的温度下渗碳或渗铬，一般来说。
A、渗碳速度比渗铬快
B、渗铬速度比渗碳快
C、不好说
4、原子扩散过程的驱动力是。
A、组元的浓度梯度
B、扩散的温度
C、扩散的化学势梯度
5、冷变形使金属中产生大量的空位、位错等晶体缺陷，对置换固溶体中的扩散过程而言，这些缺陷的存在将导致。
A、阻碍原子的移动，减慢扩散过程
B、有时会加速扩散，有时会减弱扩散
C、加速原子的扩散过程
6、在柯肯达尔效应实验中，标记漂移主要原因是扩散偶中 _____。
A、两组元的原子尺寸不同
B、仅一组元的扩散
C、两组元的扩散速率不同
8、在置换型固溶体中，原子扩散的方式一般为 ___。
A、原子互换机制
B、间隙机制
C、空位机制
三、计算题
作业题3，4
第5章材料的形变和再结晶
一、名词解释
1滑移
2孪生
3滑移系
4滑移带
5.加工硬化
6. 交滑移
7多滑移
8回复
9.再结晶
10. 二次再结晶
二、选择题
1.在弹性极限σe范围内，应变滞后于外加应力，并和时间有关的现象称为___________ （A）包申格效应（B）弹性后效（C）弹性滞后
2.塑性变形产生的滑移面和滑移方向是______________
（A）晶体中原子密度最大的面和原子间距最短方向
（B）晶体中原子密度最大的面和原子间距最长方向
（C）晶体中原子密度最小的面和原子间距最短方向
3.bcc、fcc、hcp三种典型晶体结构中，_________具有最少的滑移系，因此具有这种
晶体结构的材料塑性最差。
（A）bcc （B）fcc （C）hcp
4、单晶体的临界分切应力值与______________ 有关。
A、外力相对于滑移系的取向
B、拉伸时的屈服应力
C、晶体的类型和纯度
5、面心立方晶体结构的滑移系是______________ 。
A、{111}<110>
B、{110}<111> C {110}<112>
6、单晶体产生塑性变形时，主要取决于滑移面上的______________ 。
A、正应力
B、切应力
C、正应力和切应力
7、______________，位错滑移的派-纳力越小。
（A）位错宽度越大（B）滑移方向上的原子间距越大（C）相邻位错的距离越大8、面心立方的孪晶面是______________。
A｛112｝ B ｛110｝C｛111｝
9、Cottrell气团理论对应变时效现象的解释是______________
（A）溶质原子再扩散到位错周围（B）位错增殖的结果（C）位错密度降低的结果
10、已知Cu的Tm=1083︒C，则Cu的最低再结晶温度约为______________。
（A）200︒C （B）270︒C （C）350︒C
11、位错缠结的多边化发生在形变合金加热的______________阶段。
（A）回复（B）再结晶（C）晶粒长大
12、形变后的材料再升温时发生回复与再结晶现象，则点缺陷浓度下降明显发生在______________ 。
（A）回复阶段（B）再结晶阶段（C）晶粒长大阶段
13、形变后的材料在低温回复阶段时其内部组织发生显著变化的是___________ 。（A）点缺陷的明显下降
（B）形成亚晶界
（C）位错重新运动和分布
14、由于晶核产生于高畸变能区域，再结晶在___________部位不易形核。
（A）大角度晶界和孪晶界（B）相界面（C）外表面
15、纯金属材料的再结晶过程中，最有可能在以下位置__________首先发生再结晶形核（A）小角度晶界（B）孪晶界（C）外表面
16、对于变形程度较小的金属，其再结晶形核机制为___________。
（A）晶界合并（B）晶界迁移（C）晶界弓出
17、再结晶晶粒长大的过程中，晶粒界面的不同曲率是造成晶界迁移的直接原因，晶界总是向着______________方向移动
（A）曲率中心（B）曲率中心相反（C）曲率中心垂直
18、开始发生再结晶的标志是______________
(A)产生多变化
(B)新的无畸变等轴小晶粒代替变形组织
(C)晶粒尺寸显著增大
19、在纯铜基体中添加微细氧化铝颗粒属于______________ 。
（A）复合强化（B）析出强化（C）固溶强化
20、在纯铜基体中添加铝或锡、镍等微量合金元素属于______________ 。
（A）复合强化（B）析出强化（C）固溶强化
21、金属在冷变形过程后进行机加工，一般都需要在其中增加退火，其目的是。
A. 消除网状组织
B. 消除冷变形强化
C. 消除偏析组织
三、填空题
1、金属塑性变形的主要方式是，其次是和___________ 。滑移是沿着面和方向进行的。
2.随冷变形量的增加，金属的提高，降低。
3. 对于冷变形度较小的金属，再结晶核心一般采用形核方式形成。
4. 晶体经过塑性变形后，出现了交叉的滑移带，则晶体中一定发生了，出现了波纹状的滑移带，则晶体中一定发生了。
5. 在三种典型的金属晶体结构中，金属晶体的晶格类型为时，其塑性最好，晶格类型为时，其塑性最差。
7. 多晶体的晶粒越细，则其强度，塑性。
8. 对于冷变形度较大的金属，相邻亚晶的取向差较小时，再结晶核心一般采用方式形成，相邻亚晶的取向差较大时，再结晶核心一般采用方式形成。
9. 在金属中，当分散相粒子的体积分数，粒子尺寸，金属晶粒的极限平均晶粒尺寸。
10. 冷变形金属在要求保持其较高硬度时，应采用退火，而在要求恢复塑性以便于进一步变形时，则应采用退火。
四、计算题
作业题4，9，11，13
第6章单组元相图及纯晶体的凝固
一、选择题
1.凝固时在形核阶段，只有核胚半径等于或大于临界尺寸时才能成为结晶的核心，当形成的核胚半径等于临界半径时，体系的自由能变化。
（A）大于零（B）等于零（C）小于零
2.以下材料中，结晶过程中以小平面方式生长的是。
（A）金属锗（B）铜镍合金（C）金属铅
3.氧化物晶须通常是以方式结晶长大的。
（A）连续长大（B）二维形核生长（C）借螺型位错生长
4. 形成临界晶核时体积自由能的减少只能补偿表面能的。
（A）1/3 （B）2/3 （C）1/4
5.铸锭凝固时如大部分结晶潜热可通过液相散失时，则固态显微组织主要为。
（A）树枝晶（B）柱状晶（C）胞状晶
6. 形成临界晶核时体积自由能的减少只能补偿表面能的2/3，不足的需要依靠液相
的来补充。
（A）结构起伏（B）能量起伏（C）温度梯度
7.金属液凝固时不能有效降低晶粒尺寸的是以下哪种方法？
（A）加入形核剂（B）减小液相过冷度（C）对液相实施搅拌
8.金属液凝固时可有效降低晶粒尺寸的是以下哪种方法？
（A）加入形核剂（B）减小液相过冷度（C）增大铸件壁
9、铸件在凝固时若不出现成分过冷，则铸件组织将是。
A 全部等轴晶 B. 全部柱状晶 C. 柱状晶+中心等轴晶
10、在工业生产条件下金属结晶时，过冷度越大，则。
A. N越大
B. N/G提高
C. N/G降低
二、填空题
1. 均匀形核既需要起伏，又需要起伏。
2.纯金属的实际开始结晶温度总是低于理论结晶温度，这种现象称为，理论结晶温度与实际开始结晶温度之差称为。
3. 纯金属结晶时，固液界面按微观结构分为和。
4．多数金属其晶体生长特性均属于界面生长。在液固界面为的温度梯度下，晶体生长按连续生长机制，呈平面式向液相中推进。
5. 铸锭与铸件的正常普通凝固组织，通常分为区、区和区三个部分。
6. 偏析是铸锭或铸件组织在凝固过程中所产生的现象。总体而言，它可以有和两种。
三、计算题
作业题 2，3
第7章二元相图
一、名词解释：
1、合金
2、机械混合物
3、固溶强化
4、弥散强化
5、相组成物
6、组织组成物
7、共晶反应
8、包晶反应
9、共析反应
二、选择题
1. 对离异共晶和伪共晶的形成原因，下述说法正确的是。
（A）离异共晶只能经非平衡凝固获得
（B）伪共晶只能经非平衡凝固获得
（C）形成离异共晶的原始液相成分接近共晶成分
2. 在二元系合金相图中，计算两相相对量的杠杆法则用于。（A）单相区中（B）两相区中（C）三相平衡水平线上
3. 二元系合金中两组元部分互溶时，不可能发生。
（A）共晶转变（B）匀晶转变（C）包晶转变
4.以下恒温转变中属于共晶式的是。
（A）包析转变（B）偏晶转变（C）合晶转变
5.以下恒温转变中属于包晶式的是。
（A）偏晶转变（B）熔晶转变（C）合晶转变
6. 任一合金的有序结构形成温度无序结构形成温度。
低于（B）高于（C）可能低于或高于
7. 在二元合金中，铸造性能最好的合金是具有。
A. 共析成分合金
B. 固溶成分合金
C. 共晶成分合金
24.相变反应式L（液）+（固）→（固）表示反应。
A. 共晶
B. 包晶
C. 包析
三、计算题
作业题3，4，6
材料科学基础复习资题答案
材料科学基础复习题 一、单项选择（） 1、面心立方(fcc)结构的铝晶体中，每个铝原子在本层(111)面上的原子配位数为___ B _____。 A、12 B、6 C、4 D、3 2、面心立方金属发生形变孪生时，则孪晶面为___ A ____。 A、{111} B、{110} C、{112} 3、铸锭凝固时如大部分结晶潜热可通过液相散失时，则固态显微组织主要为___ A _____。 A、树枝晶 B、柱状晶 C、球晶 4、立方晶体中(110)和(211)面同属于__ D ______晶带。 A、[110] B、[100] C、[211] D、[111] 5、根据三元相图的垂直截面图__ B ______。 A、可分析相成分变化规律 B、可分析材料的平衡凝固过程 C、可用杠杆定律计算各相的相对量 6、凝固时不能有效降低晶粒尺寸的是以下哪种方法？ B A、加入形核剂 B、减小液相的过冷度 C、对液相实施搅拌 答案：B 7、三种组元组成的试样在空气中用X射线衍射(XRD)分析其随温度变化而发生相变的情况，则最多可记录到___ C _____共存。 A、2相 B、3相 C、4相 D、5相 8、fcc、bcc、hcp三种晶体结构的材料中，塑性形变时最容易生成孪晶的是__ C ______。 A、fcc B、bcc C、hcp 9、A和A-B合金焊合后发生柯肯达尔效应，测得界面向A试样方向移动，则___ A _____。 A、A组元的扩散速率大于B组元 B、与A相反 C、A、B两组元的扩散速率相同 10、简单立方晶体的致密度为___ C _____。 A、100% B、65％ C、52% D、58％ 11、不能发生攀移运动的位错是___ A _____。 A、肖克利不全位错 B、弗兰克不全位错 C、刃型全位错 12、fcc结构中分别在(111)和(111)面上的两个肖克利位错(分别是1/6[211]和1/6[121])相遇时发生位错反应，将生成_ C A、刃型全位错 B、刃型弗兰克位错 C、刃型压杆位错 D、螺型压杆位错 13、能进行交滑移的位错必然是___ B _____。 A、刃型位错 B、螺型位错 C、混合位错 14、对离异共晶和伪共晶的形成原因，下述说法正确的是___ B ____。 A、离异共晶只能经非平衡凝固获得 B、伪共晶只能经非平衡凝固过程获得 C、形成离异共晶的原始液相成分接近共晶成分 15、下面的晶面指数是 A A、（hkl） B、[uvw] C、｛h,k,l｝ D、（hk·l） 16、固体材料中原子扩散的驱动力是___ C _____。 A、浓度梯度 B、温度梯度 C、化学势梯度 D、活度 17、在间隙固溶体中，溶质原子的扩散方式一般为_ A ______。 A、间隙机制 B、原子互换机制 C、空位机制 D、置换机制
材料科学基础复习题及答案
一、填空题 1. 每个面心立方晶胞中的原子数为 4 ，其配位数为12 。 3a, 配2.晶格常数为a的体心立方晶胞, 其原子数为 2 , 原子半径为4/ 位数为 8 ，致密度为 0.68 。 3. 刃型位错的柏氏矢量与位错线互相垂直 , 螺型位错的柏氏矢量与位错线互相平行。 4. 螺型位错的位错线平行于滑移方向，位错线的运动方向垂直于位错线。 5. 在过冷液体中，晶胚尺寸小于临界尺寸时不能自发长大。 6. 均匀形核既需要结构起伏，又需要能量起伏。 7. 纯金属结晶时，固液界面按微观结构分为光滑界面和粗糙界面。 8.纯金属的实际开始结晶温度总是低于理论结晶温度，这种现象称为过冷，理论结晶温度与实际开始结晶温度之差称为过冷度。 9．合金中的基本相结构，有固溶体和金属化合物两类，其中前者具有较高的综合机械性能，适宜做基体相；后者具有较高的熔点和硬度，适宜做强化相。 10. 间隙相和间隙化合物主要受组元的原子尺寸因素控制。 11.相律是分析相图的重要工具，当系统的压力为常数时，相律的表达式为 f＝c－p＋1。 12.根据相律，二元合金结晶时，最多可有 3 个相平衡共存，这时自由度 为0 。 13.根据相区接触法则可以推定，两个单相区之间必定有一个两相区，两个 两相区之间必须以单相区或三相共存水平线隔开。二元相图的三相区是一条水平线，该区必定与两相区以点接触，与单相区以线接触。 14.铸锭的宏观组织是由表层细晶区、柱状晶区、中心等轴晶区三个区组 成。 15.莱氏体是共晶转变所形成的奥氏体和渗碳体组成的混合物。 16. 相变反应式L（液）→α ??+β ??表示共晶反应；γ（固）→α ??+β ?? 表示共析反应。
材料科学基础复习题 (1)
一、单项选择，请在题中空格处填写正确答案。 1.图中______ 段位错线为刃型位错，且额外半排原子面处于垂直于纸面朝上的位置。 A DC B CB C BA D AD 2.实际晶体强度远远低于理论强度的原因，是由于实际晶体中存在大量的 A. 晶界 B.亚晶界 C. 空位 D. 位错 3.方法不能获得过饱和点缺陷。 A 高温淬火 B 冷变形 C 辐照 D 退火 4.不属于面缺陷。 A 相界面 B 位错 C 堆垛层错 D 亚晶界 5.不属于点缺陷。 A 空位 B 孪晶界 C 置换原子 D 间隙原子 6.属于线缺陷。 A 堆垛层错 B 孪晶界 C 位错 D 间隙原子 7.利用观察位错有一定的局限性，它只能观察在表面露头的位错，而在晶体内部 的位错则无法显示。 A 缀饰法 B 透射电镜 C 蚀坑 D 场离子显微镜观测方法 8.图中晶面上有—位错环，其柏氏矢量b垂直于滑移面，该位错环在切应力作用下的运动 特征为_____。 A 在位错环平面上攀移 B 在位错环平面上滑移 C 沿通过位错环的圆柱面滑移 D 不能确定 9.如图所示垂直于纸面的位错，位错正向朝纸面外，在图示切应力作用下向左运动。其柏 氏矢量方向朝。 A 上 B 下 C 左 D 右
10.由派-纳力的公式可知，_____。 A 滑移阻力随柏氏矢量的大小呈直线上升 B 滑移阻力随滑移面的面间距呈指数下降 C 滑移阻力随柏氏矢量的大小呈指数下降 D 滑移阻力随滑移面的面间距呈指数上升 一名词解释 1、致密度：表示晶胞中原子所占体积与晶胞体积的比值，是衡量原子排列紧密程度的参数， 致密度越大，晶体中原子排列越紧密，晶体结构越致密。 2、相：合金中具有同一聚集状态、同一晶体结构、成分基本相同、并有明确界面与其他部 分相分开的均匀组成部分。 3、固溶体：指以合金某一组元为溶剂，在其晶格中溶入其他组元原子（溶质）后所形成的 一种合金相，其特征是仍保持溶剂晶格类型，结点上或间隙中含有其他组元原子。 4、离异共晶：成分点靠近共晶转变线两端的亚共晶和过共晶合金，结晶后组织中初晶量多， 共晶体数量少，而且共晶体中与初晶相同的一相与初晶结合在一起，将共晶体中另一相推至晶界，造成的共晶体两相分离的非平衡组织。 5、平衡分配系数：固溶体合金在结晶过程中具有选分结晶的特点。因此在一定温度下平衡 时，固相成分与液相成分之比称为平衡分配系数。该参数反映了溶质在固液两相中的分配系数及溶质对合金熔点的影响程度。 6、反应扩散：在固态扩散的过程中，如果渗入元素在金属中溶解度有限，随着扩散原子增 多，当渗入原子的浓度超过饱和溶解度时则形成不同于原相的固液体或中间相，从而使金属表层分为出现新相和不出现新相的两层，这种通过扩散而形成新相的过程称为反应扩散。 7、固溶强化：当形成固溶体后，溶剂晶格中因溶有溶质原子而产生晶格畸变，溶质原子的 应力场会与位错产生交互作用而阻碍位错运动，增大了位错运动的阻力，使得临界分切应力远比纯金属打，滑移系开动比纯金属困难，使材料的塑性变形抗力提高，硬度、强度上升，而塑性、韧性下降的现象称为固溶强化。 8、退火：将金属及其合金加热至相变温度以上，保温一段时间，然后以较为缓慢的速度冷 却，以获得近于平衡组织的热处理工艺称为退火。 9、淬透性：是钢在淬火时能获得马氏体组织的倾向（即钢被淬透的能力） 10、柏氏矢量：用来描述位错引起晶格畸变的物理量。该矢量的模是位错的强度，表示 晶格总畸变的大小，其方向表示晶格点畸变的方向。一般情况下，该矢量越大，晶体畸变的程度越大。 11、成分过冷：固溶体合金凝固时，由于液相中溶质的分布发生变化，合金熔点也发生 变化，即使实际温度分布不变，固液界面前沿的过冷度也会发生变化。所以固溶体合金的过冷度是由变化着的合金的熔点与实际温度分布两个方面的因素共同决定的。这种因液相成分变化而形成的过冷称为成分过冷。 12、配位数：是反映原子排列紧密程度的物理量之一，指晶格中任一原子周围与其最近 邻且等距离的原子数目。一般配位数越大，晶体排列结构越致密。 13、临界分切应力：晶体中的某个滑移系是否发生滑移，决定于力在滑移面内沿滑移方 向上的分切应力，它是使滑移系开动的最小分切应力。材料的临界分切应力取决于材料
材料科学基础复习题
1 金属键与其它结合键有何不同，如何解释金属的某些特性？ 答：金属键是由自由电子及排列成晶格状的金属离子之间的静电吸引力组合而成。由于电子的自由运动，金属键没有固定的方向，金属的延展性就是由于在金属被锻造的时候，只是引起了金属阳离子的重新排布，而由于自由电子可以在整块金属内自由流动，金属键并未被破坏。由于自由电子的存在使金属很容易吸收光子而发生跃迁，发出特定波长的光波，因而金属往往有特定的金属光泽。 2 柯氏气团是如何形成的？它对材料行为有何影响？P13 金属内部存在的大量位错线，在位错线附近经常会吸附大量的异类溶质原子（大小不同吸附的位置有差别），形成所谓的“柯氏气团”。 气团的形成会导致位错运动阻力的增加，进而提高材料的强度。 3简述合金相的分类，固溶体与纯金属相比，有何结构、性能特点 合金相从结构上可将其分为固溶体，化合物，陶瓷晶体相，玻璃相及分子相5类。 结构：虽然固溶体仍保持着溶剂的晶格类型，但若与纯组元相比，结构还是发生了变化，有的变化还相当大，主要表现在以下凡个方面：晶格畸变；偏聚与有序；有序固溶体 性能，固溶强化：随着溶质浓度的增加强度硬度升高塑性韧性下降 强化效果： 1. 原子尺寸相差越大晶格畸变越大强化效果越好 综合起来看，固溶体比纯金属和化合物具有较为优越的综合机械性能，因此，各种金属材料总是以固溶体为其基体相。 4固溶体与纯金属的结晶有何不同？ 和纯金属不同，固溶体合金的结晶有其显著特点，主要表现在以下两个方面：异分结晶，固溶体合金的结晶需要一定的温度范围 （1）异分结晶异分结晶和同分结晶：固溶休合金结品时所结晶出的固相成分与液相的 成分不同，这种结晶出的晶体与母相化学成分不同的结晶称为异分结晶，或称选择结晶。而纯金属结晶时，所结晶出的晶体与母相的化学成分完全一样，所以称之为同分结晶。（2）固溶体合金的结晶需要一定的温度范围固溶体合金的结晶要在一定的温度范围内进行：在此温度范围内的每一温度下，只能结晶出一定数量的固相。随着温度的降低，固相的数量增加，同时固相的成分和液相的成分分别沿固相线和液相线而连续地改变，直至固相线的成分与原合金的成分相同时，才结晶完毕。这就意味着固溶体合金在结晶时始终进行溶质和溶剂原子的扩散过程。固溶体合金凝固时依赖于异类原子的互相扩散 5试述含碳量对平衡组织和性能的影响 1．碳含量对平衡组织的影响不同成分的铁碳合金在共析温度以下都是由铁素体和渗碳体两相组成。随着含碳量的增加，渗碳体量增加，铁素体量减小，而且渗碳体的形态和分布情况也发生变化，所以，不同成分的铁碳合金室温下具有不同的组织和性能。其室温组织变化情况如下：F+P→P→P+Fe3CⅡ→P+Fe3CⅡ+Ld′→Ld′→Ld′+Fe3C 2．含碳量对力学性能的影响钢中铁素体为基体，渗碳体为强化相，而且主要以珠光体的形式出现，使钢的强度和硬度提高，故钢中珠光体量愈多，其强度、硬度愈高，而塑性、韧性相应降低。但过共析钢中当渗碳体明显地以网状分布在晶界上，特别在白口铁中渗碳体成为基体或以板条状分布在莱氏体基体上，将使铁碳合金的塑性和韧性大大下降，以致合金的强度也随之降低，这就是高碳钢和白口铁脆性高的主要原因。 6指出Fe-Fe3C相图中适合锻造、铸造、冷塑变、热处理加工的成分范围，说明原因。 7渗碳为什么在奥氏体中而不在铁素体中进行？ 虽然碳原子在α-Fe比γ-Fe中扩散系数大（１分），但钢的渗碳通常在奥氏体区进行，因为可以获得较大的渗层深度。因为：奥氏体的溶碳能力大，1148℃时最大值可达2.11%，远比铁素体(727℃，0.0218%)大。
材料科学基础-综合复习题
材料科学基础复习题 一、选择题 1. 原子结合键包括物理键和化学键, 下述结合键中属于化学键的是. (A) 金属键(B) 离子键(C) 分子键(D) 共价键 2. 原子结合键包括物理键和化学键, 下述结合键中属于物理键的是. (A) 氢键(B) 离子键(C) 分子键(D) 共价键 3. 工业用硅酸盐属于. (A) 金属材料(B) 陶瓷材料(C) 复合材料(D) 高分子材料 4. 布拉菲点阵共有中. (A) 8 (B) 10 (C) 12 (D) 14 5. BCC、FCC和HCP等三种典型晶体结构中, 单位晶胞的原子数分别为. (A) 2, 4, 6 (B) 4, 2, 6 (C) 3, 4, 5 (D) 6, 2, 4 6. 晶面间距表示相邻两个平行晶面之间的垂直距离, 其大小反映了晶面上原子排列的紧密程度, 一般规律是. (A) 在简单立方点阵中, 低指数的晶面间距较大 (B) 在简单立方点阵中, 高指数的晶面间距较大 (C) 晶面间距越大, 该晶面上原子排列越紧密 (D) 晶面间距越大, 该晶面上原子排列越稀疏 7. BCC、FCC和HCP等三种典型晶体结构中, 原子配位数依次为. (A) 8, 12, 8 (B) 8, 12, 10 (C) 12, 8, 6 (D) 8, 12, 12 8. 密堆积结构的致密度为. (A) 0.68 (B) 0.74 (C) 0.82 (D) 1.0 9. MgO陶瓷晶体具有NaCl型结构, 单位晶胞的离子数为. (A) 4 (B) 6 (C) 8 (D) 10 10. SiC陶瓷晶体具有金刚石型结构, 该结构一般特征是. (A) 原子结合键为共价键 (B) 原子配位数为4 (C) 单位晶胞包含8个原子 (D) 属于面心立方点阵, 为密堆积结构 11. 下述晶体缺陷中属于点缺陷的是. (A) 空位(B) 位错(C) 相界面(D) 间隙原子 12. 下述晶体缺陷中属于线缺陷的是. (A) 空位(B) 位错(C) 晶界(D) 间隙原子 13. 下述晶体缺陷中属于面缺陷的是. (A) 表面(B) 位错(C) 相界面(D) 空位 14. 下述界面中界面能最小的是. (A) 完全共格界面(B) 共格界面(C) 非共格界面(D) 半共格界面 15. 下述界面中界面能最大的是. (A) 完全共格界面(B) 共格界面(C) 非共格界面(D) 半共格界面 16. 理想密排六方金属的c/a为. (A) 1.6 (B)(C) (D) 1
《材料科学基础》综合复习题
《材料科学基础》复习思考题第一章：材料的结构 空间点阵、晶格、晶胞配位数致密度共价键离子键金属键组元合金、相、固溶体中间相间隙固溶体置换固溶体固溶强化第二相强化。 1、材料的键合方式有四类，分别是（），（），（），（） 2、三种常见的金属晶格分别为（），（）和（）。 3体心立方晶格中，晶胞原子数为（），原子半径与晶格常数的关系为（），配位数是（），致密度是（），密排晶向为（），密排晶面为（），晶胞中八面体间隙个数为（），四面体间隙个数为（），具有体心立方晶格的常见金属有（）。 4、面心立方晶格中，晶胞原子数为（），原子半径与晶格常数的关系为（），配位数是（），致密度是（），密排晶向为（），密排晶面为（），晶胞中八面体间隙个数为（），四面体间隙个数为（），具有面心立方晶格的常见金属有（）。 5、密排六方晶格中，晶胞原子数为（），原子半径与晶格常数的关系为（），配位数是（），致密度是（），密排晶向为（），密排晶面为（），具有密排六方晶格的常见金属有（）。 6、合金的相结构分为两大类，分别是（）和（）。 7、固溶体按照溶质原子在晶格中所占的位置分为（）和（），按照固溶度分为（）和（），按照溶质原子与溶剂原子相对分布分为（）和（）。8、影响固溶体结构形式和溶解度的因素主要有（）、（）、（）、（）。 9、金属化合物（中间相）分为以下四类，分别是（），（），（），（）。 三、作图表示出立方晶系（123）、（0）、（421）等晶面和[02]、[11]、[346]等晶向。 四、立方晶系的{111}晶面构成一个八面体，试作图画出该八面体，并注明各晶面的晶面指数。 五、体心立方晶格的晶格常数为a，试求出（100）、（110）、（111）晶面的面间距大小，并指出面间距最大的晶面。 六、已知面心立方晶格的晶格常数为a，试求出（100）、（110）、（111）晶面的面间距大小，并指出面间距最大的晶面。 七、试从面心立方晶格中绘出体心正方晶胞，并求出它的晶格常数。 八、试计算体心立方晶格{100}、{110}、{111}等晶面的原子密度和〈100〉、〈110〉、〈111〉等晶向的原子密度，并指出其最密排晶面和最密排晶向。（提示：晶面的原子密度为单位面积上的原子数，晶向的原子密度为单位长度上的原子数。）第二章：晶体缺陷 肖脱基空位、弗仑克尔空位、位错、刃型位错、螺型位错、柏氏矢量、位错密度、位错的滑移、位错的攀移、弗兰克-瑞德源、派-纳力、单位位错、不全位错、堆垛层错、位错反应、扩展位错、表面能、界面能、对称倾侧晶界、共格晶面、非共格晶面、内吸附. 1、按照几何尺寸分类，晶体中存在三种缺陷，分别是（），（），（）。 2、晶体中点缺陷主要表现形式有（），（）和（）。 3、位错有两种基本类型，分别是（），（）。 4、刃型位错的柏氏矢量与位错线（），螺型位错的柏氏矢量与位错线（）。 5、柏氏矢量代表晶体滑移的（）和（），也表示位错线周围（）总量的大小。 6、位错的运动有两种，分别是（）和（），刃型位错的柏氏矢量与其垂直的位错线所构成的平面称为（），对于一条刃型位错而言，该面是唯一的，故不可能产生（）运动。 7、体心立方晶格、面心立方晶格和密排六方晶格的单位位错的柏氏矢量分别可表示成（）、（）和（）。 8、面心立方晶体中有两种重要的不全位错，柏氏矢量分别为（），（）。 9、晶体的面缺陷主要包括（），（），（），（）。10、具有不同结构的两相之间的界面称为（），该界面有三种，分别是（），（）和（）。 三.指出下图各位错的性质,并说明刃型位错部分的多半原 四、如右图,某晶体的滑移面上有一柏氏矢量为b的位错环,并受到一均匀切应力τ.
(完整版)材料科学基础复习题
名词解释 1.空间点阵：是表示晶体结构中质点周期性重复规律得几何图形. 2.同素异构：是指某些元素在t 和p变化时,晶体结构发生变化得特征. 3.固溶体：当一种组分（溶剂）内溶解了其他组分（溶质）而形成的单一、均匀的晶态固体，其晶体结构保持溶剂组元的晶体结构时，这种相就称固溶体。 4.电子浓度：固溶体中价电子数目 e 与原子数目之比。 5.间隙固溶体：溶质原子溶入溶剂间隙形成的固溶体 6.晶胞: 能完全反映晶格特征得最小几何单元 7.清洁表面：是指不存在任何吸附、催化反应、杂质扩散等物理化学效应得表面，这种表面的化学组成与体内相同，但周期结构可以不同于体内。 8.润湿：是一种流体从固体表面置换另一种流体的过程。 9.表面改性：是利用固体表面的吸附特性，通过各种表面处理来改变固体表面得结构和性质以适应各种预期要求。 10.晶界：凡结构相同而取向不同的晶体相互接触，其接触面称为晶界。 11.相平衡：一个多相系统中，在一定条件下，当每一相的生成速度与它的消失速度相等时，宏观上没有任何物质在相间传递，系统中每一个相的数量均不随时间而变化，这时系统便达到了相平衡。 12.临界晶胚半径rk ：新相可以长大而不消失的最小晶胚半径. 13．枝晶偏析: 固溶体非平衡凝固时不同时刻结晶的固相成分不同导致树枝晶内成分不均匀的现象（或树枝晶晶轴含高熔点组元较多，晶枝间低熔点组元较多的现象）. 14.扩散：由构成物质的微粒得热运动而产生得物质迁移现象。扩散的宏观表现为物质的定向输送。 15.反应扩散:在扩散中由于成分的变化，通过化学反应而伴随着新相的形成（或称有相变发生）的扩散过程称为“反应扩散”，也称为“相变扩散。 16.泰曼温度：反应开始温度远低于反应物熔点或系统低共熔温度，通常相当于一种反应物开始呈现显著扩散作用的温度，此温度称为泰曼温度或烧结温度。 18.相变：随自由能变化而发生的相的结构变化。 19.什么是相律：表示材料系统相平衡得热力学表达式，具体表示系统自由能、组元数和相数之间得关系。 20.二次再结晶：指少数巨大晶粒在细晶消耗时成核长大得过程，又称晶粒异常长大和晶粒不连续生长。 21.均匀成核:组成一定，熔体均匀一相，在结晶温度下析晶，发生在整个熔体内部，析出物质组成与熔体一致。 22.固溶强化：溶质原子加入到溶剂原子中形成固溶体，固溶体在 23.相：化学成分相同，晶体结构相同并有界面与其他部分分开的均匀组成部分。 24.过冷度: 实际开始结晶温度与理论结晶温度之间的差。
材料科学基础复习题
第一章原子结构 一判断题 1.共价键是由两个或多个电负性相差不大的原子间通过共用电子对而形成的化学键。 2. 范德华力既无方向性亦无饱和性,氢键有方向性但无饱和性。 3. 绝大多数金属均以金属键方式结合，它的基本特点是电子共有化。 4。离子键这种结合方式的基本特点是以离子而不是以原子为结合单元。 5。范德华力包括静电力、诱导力、但不包括色散力。 二、简答题 原子间的结合键对材料性能的影响 第二章晶体结构 一、填空 1.按晶体的对称性和周期性，晶体结构可分为7 空间点阵，14 晶系， 3 晶族. 2.晶胞是能代表晶体结构的最小单，描述晶胞的参数是 a ,b ，c ，α,β， γ. 3。在立方，菱方，六方系中晶体之单位晶胞其三个轴方向中的两个会有相等的边长. 4. 方向族〈111〉的方向在铁的(101）平面上,方向族<110>的 方向在铁的(110）平面上. 5. 由hcp（六方最密堆积)到之同素异形的改变将不会产生体积的改变，而由体心最密堆积变成即会产生体积效应. 6。晶体结构中最基本的结构单元为,在空间点阵中最基本的组元称之为。 7。某晶体属于立方晶系,一晶面截x轴于a/2、y轴于b/3、z轴于c/4,则该晶面的指标为 8。硅酸盐材料最基本的结构单元是，常见的硅酸盐结构有、、、。 9. 根据离子晶体结构规则－鲍林规则，配位多面体之间尽可能和 连接。
二判断题 1。在所有晶体中只要（hkl）⊥(uvw)二指数必然相等。 2。若在晶格常数相同的条件下体心立方晶格的致密度，原子半径都最小. 3. 所谓原子间的平衡距离或原子的平衡位置是吸引力与排斥力的合力最小的位置. 4。晶体物质的共同特点是都具有金属键。 5。若在晶格常数相同的条件下体心立方晶格的致密度,原子半径都最小. 6。在立方晶系中若将三轴系变为四轴系时,（hkIl)之间必存在I=—（h+k)的关系与X1,X2,X3,X4间夹角无关。 7.亚晶界就是小角度晶界，这种晶界全部是由位错堆积而形成的。 8.面心立方与密排六晶体结构其致密度配位数间隙大小都是相同的,密排面上的堆垛顺序也是相同的。 9.柏氏矢量就是滑移矢量。 10。位错可定义为柏氏回路不闭合的一种缺陷，或说:柏氏矢量不为0的缺陷。11.线缺陷通常指位错,层错和孪晶。 12实际金属中都存在着点缺陷,即使在热力学平衡状态下也是如此。 三选择题 1．经过1/2，1/2,1/2之［102］方向，也经过。 （a）1，.0,2，(b）1/2，0，1, (c) –1,0，—2，(d) 0, 0，0, (e）以上均不是 2。含有位置0,0,1之(112)平面也包含位置。 （a)1，0，0, （b）0，0，1/2, (c）1，0，1/2。 3.固体中晶体与玻璃体结构的最大区别在于. （a）均匀性（b）周期性排列(c)各向异性（d）有对称性 4.晶体微观结构所特有的对称元素,除了滑移面外，还有 （a）回转轴（b)对称面（c）螺旋轴（d）回转－反映轴 5.按等径球体密堆积理论，最紧密的堆积形式是。 （a）bcc；(b）fcc；（c）hcp 6.在MgO离子化合物中，最可能取代化合物中Mg2+的正离子(已知各正离子半径 (nm）分别是：(Mg2+）0.066、（Ca2+) 0.099、(Li+) 0。066、（Fe2+）0.074）是_（c)____。
材料科学基础 复习题
材料科学基础复习题 材料科学基础复习题 介绍 一、填空题 1.材料科学的核心问题是结构和性能之间的关系。 材料的结构是理解和控制性能的中心环节，结构的最微细水平是原子结构，第二个水平是原子排列方式，第三个水平是显微组织。 2.根据材料的性能特点和用途，材料分为结构材料和功能材料。根据原子间的键合特性，材料可分为四类：金属、陶瓷、聚合物和复合材料。 第一章材料的原子结构 一、填空 1.金属材料中原子结合以金属键为主，陶瓷材料（无机非金属材料）以 共价键和离子键是主要的键，而高分子材料主要是共价键、氢键和范德华键。 第二章材料的结构 一、填空 1、晶体是基元（原子团）以周期性重复方式在三维空间作有规则的排列的固体。 2、晶体与非晶体的最根本区别是晶体原子排布长程有序，而非晶体是长程无序短程有序。 3.晶胞是晶体结构中最小的单元。 4、根据晶体的对称性，晶系有三大晶族，七大晶系，十四种布拉菲bravais点阵，三十二种点群，230种空间群。 5.常见的金属晶格类型有体心立方、面心立方和紧密排列的六边形。 6.FCC晶体最紧密排列的方向是<110>，最紧密排列的表面是{111}，最紧密排列的表面的堆叠顺序是ABCABC。 7、fcc晶体的致密度为0.74，配位数为12，原子在（111）面上的原子配位数为6。 8.BCC晶体最紧密排列的方向为<111>，最紧密排列的表面为{110}，密度为0.68，配位数为8。 9、晶体的宏观对称要素有对称点、对称轴、对称面。
10.CSCL型结构属于简单立方晶格，NaCl型结构属于面心立方晶格，CaF2 型结构属于面心立方格子。 11.MgO晶体为NaCl型结构，对称型为3l44l36l29pc，晶系为高级晶系，晶系为立方晶系，晶体键型为离子键。 12、硅酸盐晶体结构中的基本结构单元是硅氧四面体[sio4]。 13.几种硅酸盐晶体的复合阴离子为[Si2O7]6-，[si2o6]4-，[si4o10]4-， [alsi3o8]1-。它们的晶体结构有团状、链状、层状和框架状。 14、表征晶体中晶向和晶面的方法有解析法和图示法。 二、分析计算 1、ni为面心立方结构，原子半径r=0.1243nm，求ni的晶格常数和密度。 ; 2、mo为体心立方结构，晶格常数a=0.3147nm，求mo的原子半径r。 3.CSCL中铯和氯的离子半径分别为0.167nm和0.181nm。问题：（1）CSCL中的离子是否在<100>或<111>方向接触？（2）每个单位细胞中有多少离子？（3）每个离子的配位数是多少？ （4）密度ρ和堆积系数（致密度）k？ 4.MgO具有NaCl型结构。Mg2+离子半径为0.072nm，O2-离子半径为0.140nm。试着找出MgO的密度ρ和堆积系数（密度）K。 5、下列硅酸盐化合物属于什么结构类型？ mgfe？2.sio4zn4？si2o7？？哦2，巴蒂？si3o9be3al2？si4o28 ca3?si3o8?，kca4?si4o10?2f8h2o，ca?al2si2o8?，k?alsi2o6? 解决方案：第一个，Si:o=1:4，呈岛状，总天花板为0；第二类最多有一个成对的二氧化硅基团；第三种是Si:o=1:3，有两个顶点和三个环；第四类Si:o=1:3六段环；第五种是三段环，都是群环；第六个Si:o=2:5是分层的，第七个和第八个Si（AL）：o=1:2是帧。 第三章晶体结构缺陷 一、填空
材料科学基础复习题(含答案)
材料科学基础考前重点复习题 1. Mn 的同素异构体有一为立方结构，其晶格常数α为0.632nm ，密度ρ为26.7g/cm 3，原子半径r 等于0.122nm ，问Mn 晶胞中有几个原子，其致密度为多少？ 答案解析：习题册 P9 2-22. 2. 如图1所示，设有两个α相晶粒与一个β相晶粒相交于一公共晶棱，并形成三叉晶界，已知β相所张的两面角为80℃，界面能ααγ为0.60Jm -2, 试求α相与β相的界面能αβγ。 图1 答案解析：习题册 P17 3-42. 3. 有两种激活能分别为1Q ＝53.7kJ/mol 和2Q ＝201kJ/mol 的扩散反应，观察在温度从25℃升高到800℃时对这两种扩散的影响，并对结果进行评述。 答案解析：习题册 P21 4-8. 4. 论述强化金属材料的方法、特点和机理。 答：(1)结晶强化。通过控制结晶条件，在凝固结晶以后获得良好的宏观组织和显微组织，提高金属材料的性能。包括细化晶粒，提高金属材料纯度。 (2)形变强化。金属材料在塑性变形后位错运动的阻力增加，冷加工塑性变形提高其强度。 (3)固溶强化。通过合金化(加入合金元素)组成固溶体，使金属材料强化。 (4)相变强化。合金化的金属材料，通过热处理等手段发生固态相变，获得需要的组织结构，使金属材料强化。 (5)晶界强化。晶界部位自由能较高，存在着大量缺陷和空穴。低温时，晶界阻碍位错运动，晶界强度高于晶粒本身；高温时，沿晶界扩散速度比晶内扩散速度快，晶界强度显著降低。强化晶界可强化金属材料。 5. 什么是回复，请简述金属材料冷变形后回复的机制。试举例说明回复的作用。 答：（1）回复是冷变形金属在低温加热时，其显微组织无可见变化，但物理性能、力学性能却部分恢复到冷变形以前的过程。 （2）回复机制：低温回复主要与点缺陷迁移有关，冷变形时产生大量的点缺陷，空穴与间隙原子。温度较高时，中温回复会发生位错运动和重新分布。位错滑移，异号位错相遇而抵消，位错缠结重新排列，位错密度降低。高温回复，刀刃位错可获得足够的能量产生攀移，垂直排列形成亚晶界，多边化亚晶粒，位错弹性畸变能降低。 6. 请简述扩散的微观机制有哪些？什么是短路扩散？试举例说明短路扩散在材料制备中的应用一例。
材料科学基础复习题及答案
一、选择题： 第6章 1.形成临界晶核时体积自由能的减少只能补偿表面能的。 （A）1/3（B）2/3（C）3/4 第7章 2.在二元系合金相图中，计算两相相对量的杠杆法则用于。 （A）单相区中（B）两相区中（C）三相平衡水平线上 3.已知Cu的T m=1083︒C，则Cu的最低再结晶温度约为。 （A）100︒C （B）200︒C （C）300︒C 4.能进行攀移的位错必然是。 （A）刃型位错（B）螺型位错（C）混合位错 5.A和A-B合金焊合后发生柯肯达尔效应，测得界面向A试样方向移动，则。 （A）A组元的扩散速率大于B组元 （B）B组元的扩散速率大于A组元 （C）A、B两组元的扩散速率相同 6.，位错滑移的派-纳力越小。 （A）位错宽度越大（B）滑移方向上的原子间距越大（C）相邻位错的距离越大 7.形变后的材料再升温时发生回复与再结晶现象，则点缺陷浓度下降明显发生在。 （A）回复阶段（B）再结晶阶段（C）晶粒长大阶段 第6章 8.凝固时在形核阶段，只有核胚半径等于或大于临界尺寸时才能成为结晶的核心，当形成的核胚 半径等于临界半径时，体系的自由能变化。 （A）大于零（B）等于零（C）小于零 9.铸锭凝固时如大部分结晶潜热可通过液相散失时，则固态显微组织主要为。 （A）树枝晶（B）柱状晶（C）胞状晶 10.下述有关自扩散的描述中正确的为。 （A）自扩散系数由浓度梯度引起 （B）自扩散又称为化学扩散 （C）自扩散系数随温度升高而增加 11.fcc、bcc、hcp三种单晶材料中，形变时各向异性行为最显著的是。 （A）fcc （B）bcc （C）hcp 12.对于变形程度较小的金属，其再结晶形核机制为。 （A）晶界合并（B）晶界迁移（C）晶界弓出 13.形变后的材料在低温回复阶段时其内部组织发生显著变化的是。 （A）点缺陷的明显下降 （B）形成亚晶界 （C）位错重新运动和分布 第6章 14.凝固时不能有效降低晶粒尺寸的是以下哪种方法？ （A）加入形核剂（B）减小液相过冷度（C）对液相实施搅拌
材料科学基础复习题
一、填空 1.化学键中有方向性和饱和性的是键。化学键的强弱对材料的 性能有重要影响，一般地，在几种化学键中以键结合的材料熔点 最高。 2.晶体结构中原子体积占总体积的百分数称为；晶体 结构中任一原子周围最近邻且等距离的原子数为。 3.在几种常见的金属中，Al是结构，密滑移面是 ,滑 移方向是；α-Fe 结构，其密排面是，密排方向 是。 4.位错按其几何特征分为刃型位错、螺型位错和混合位错。其中， 刃型位错的位错线与柏氏矢量，而螺型位错的位错线与柏氏矢 量。（选填平行或垂直）在实际晶体中，很多位错是混合位错， 其柏氏矢量与位错线的显著关系是。 5. 冷变形后的金属加热到一定温度之后，在原变形组织中重新产生了无畸变 的新晶粒，而性能也发生了明显的变化并恢复到变形前的状态，这个过程称 为。 6.在金属、陶瓷以及高分子材料中，材料的弹性模量 最大。 7.当材料的屈服点不是很明显时，我们往往是通过其名义屈服强度来判断其 屈服强度的，它指的是。 8.真应力-真应变是相对于工程应力-工程应变来说的，其中真应力是考虑到 在试样变形过程中的实际情况而得来的。 9.滑移与孪生是两种重要的晶内塑性变形机制。一般地，的临界切 应力较小一些，容易进行。 10.经冷变形的金属在退火回复阶段，、等力学性 能指标略有降低，略有升高，点缺陷密度明显。 11. 是指过饱和固溶体后续在室温或高于室温的溶质原子脱溶过程。 12.指新的无畸变晶粒出现之前所产生的亚结构和性能变化的阶 段。 13.固溶强化、加工硬化、沉淀强化等材料的强化手段都是基于 。
14. 是铁碳合金共析转变的产物，是共析铁素体和共析渗碳体的层片状混合物；是碳原子溶于γ-Fe形成的固溶体。 15. 两种或两种以上的金属或金属与非金属经熔炼、烧结或其他方法组合而成并具有金属特性的物质称为。 16.由一个液相生成两个不同固相的转变称为。在二元相图中，已结晶的固相与剩余液相反应形成另一固相的恒温转变称为。 二、选择 1.在三元系相图中，三相区的等温截面都是一个连接的三角形，其顶点触及_____。 A 单相区 B 两相区 C 三相区 2.关于柏氏矢量，以下说法错误的是。 A. 柏氏矢量越大，表明累积畸变越大 B. 柏氏矢量相等的同种同号位错相遇时相互排斥 C. 柏氏矢量相等的大小与所取回路大小有关 D. 以上说法都正确 3.立方晶系中（112）和（113）同属于晶带。 A. [010] B.[100] C. [211] D. [110]； 4．下列Burgers矢量可能表示了简单立方晶体中的全位错。 A .[100] B. 1/3[111] C. 1/2[110] D. [112] 5.菲克第一定律描述了稳态扩散的特征，即浓度不随变化。 A距离 B温度 C时间 6.包申格效应属于。 A. 塑性形变现象 B. 弹性的不完整现象 C. 黏弹性现象 D. 以上说法都正确
材料科学基础复习题
第一章：固体材料的原子结构与结合键 1.简述描述原子中一个电子的空间位置和能量的四个量子数。 （1）主量子数n——决定原子中电子能量以及与核的平均距离，即表示电子所处的量子壳层，它只限于正整数1，2，3，4，…量子壳层可用一个大写英文字母表示。 （2）轨道角动量量子数li——给出电子在同一量子壳层内所处的能级（电子亚层），与电子运动的角动量有关，取值为0，1，2，……，n-1。 （3）磁量子数m i——给出每个轨道角动量量子数的能级数或轨道数。每个l i下的磁量子数的总数为2l i+1。 （4）自旋角动量量子数s i——反映电子不同的自旋方向。s i规定为+1/2和-1/2。 2.原子核外电子的排布规律的三个原则。 （1）能量最低原理：电子的排布总是尽可能使体系的能量最低。也就是说，电子总是先占据能量最低的壳层，只有当这些壳层布满后，电子才依次进入能量较高的壳层； （2）泡利（Pauli）不相容原理：在一个原子中不可能有运动状态完全相同的两个电子，即不可能有上述四个量子数都相同的两个电子。 （3）洪德（Hund）定则：在同一亚层中的各个能级中，电子的排布尽可能分占不同的能级，而且自旋方向相同。当电子排布为全充满、半充满或全空时，是比较稳定的，整个原子的能量最低。 3.与非金属相比，金属为什么具有良好的塑性？ 主要源于金属的结合键——金属键。 金属键是由金属阳离子与分布其中的自由电子组成的。金属键没有方向性，阳离子之间改变相对位置并不会破坏电子与阳离子间的结合力，因而金属具有良好的塑性。 4.为什么大多数金属材料的密度很高？ 金属的密度高有两个原因：其一是金属元素有较高的相对原子质量：其二是金属键的结合方式没有方向性，所以金属原子总是趋于密集排列。 5.说明结构转变的热力学条件与动力学条件的意义，说明稳态结构与亚稳态结构之间的关系。 热力学条件分析了过程的推动力，而动力学则考虑了阻力的大小，材料最终得到什么结构取决于何者起到支配作用。如果获得稳态结构的转变过程阻力并不大，那么热力学的推动力就起支配作用，材料最终得到稳态结构。相反，如果稳态转变的阻力很大，稳态结构便难以实现，体系将寻求另一种阻力（较小的转变过程，尽管其热力学推动力不如稳态转变有利，但由于阻力小，动力学起了支配作用，最终得到亚稳态结构。 第二章：晶体学基础 1.作图题（10分）：画出立方晶系中具有下列密勒指数的晶面和晶向：（301）、（132）晶面和[201]、[122]晶向。 2.简述空间点阵与晶体结构的异同点。 空间点阵和晶体结构都是描述物质的质点（或原子）在三维空间的排列情况。
材料科学基础总复习题
《材料科学基础》复习题 第1章原子结构与结合键 一、选择题 1、具有明显的方向性和饱和性。 A、金属键 B、共价键 C、离子键 2、以下各种结合键中，结合键能最大的是。 A、离子键、共价键 B、金属键 C、分子键 3、以下各种结合键中，结合键能最小的是。 A、离子键、共价键 B、金属键 C、分子键 4、以下关于结合键的性质与材料性能的关系中，是不正确的。 A、具有同类型结合键的材料，结合键能越高，熔点也越高。 B、具有离子键和共价键的材料，塑性较差。 C、随着温度升高，金属中的正离子和原子本身振动的幅度加大，导电率和导热率都会增加。二、填空题 1、构成陶瓷化合物的两种元素的电负性差值越大，则化合物中离子键结合的比例。 2、通常把平衡距离下的原子间的相互作用能量定义为原子的。 3、材料的结合键决定其弹性模量的高低，氧化物陶瓷材料以键为主，结 合键—故其弹性模量；金属材料以键为主，结合键故其弹性模 量；高分子材料的分子链上是键，分子链之间是键，故其弹性模 量。 第2章晶体结构（原子的规则排列） 一、名词解释 1、点阵 2、晶胞 3、配位数 4、同素异晶转变 5、组元 6、固溶体 7、置换固溶体 8、间隙固溶体 9、金属间化合物 10、间隙相 二、选择题 1、体心立方晶胞中四面体间隙的r B/r A和致密度分别为 A 0.414，0.68 B 0.225，0.68 C 0.291，0.68 2、晶体中配位数和致密度之间的关系是—。 A、配位数越大，致密度越大 B、配位数越小，致密度越大 C、两者之间无直接关系
3、面心立方晶体结构的原子最密排晶向族为。
A <100> B、<111> C、<110> 4、立方晶系中，与晶面（011）垂直的晶向是—。 A [011] B [100] C [101] 5、立方晶体中（110）和（211）面同属于—晶带。 A [101] B[100] C [111] 6、金属的典型晶体结构有面心立方、体心立方和密排六方三种，它们的晶胞中原子数分别为—： A、4；2；6 B、6；2；4 D、2；4；6 6、室温下，纯铁的晶体结构为晶格。 A、简单立方8、体心立立^面心立方 7、组成固溶体的两组元完全互溶的必要条件是。 A、两组元的晶体结构相同 B、两组元的原子半径相同 C、两组元电负性相同 8.若A、B两组元形成电子化合物，但是该化合物中A组元所占的质量分数超过了60%，则该相晶体结构。 A.与A相同 B.与B相同 C.与A、B都不相同 9. CsCl是有序体心立方结构，它属于。 A体心立方点阵B面心立方点阵C简单立方点阵 三、填空题 1、面心立方结构的晶格常数为a，单位晶胞原子数为、原子半径为a，配位数为，致密度为。 2、体心立方结构的晶格常数为a，原子半径为 a，配位数为，致密度为。 3、下图中表示的晶向指数是，晶面指数是。 4、绝大多数金属的晶体结构都属于、和三种典型的紧密结 构。 5、面心立方晶体的一个最密排面是，该面上的三个最密排方向分别为、、。 6、合金中的基本相结构有—和两类 7、间隙相和间隙化合物主要受组元的因素控制。 8、NaCl晶胞中Cl-离子作最紧密堆积，Na+填充—面体空隙的100%,以 （001）面心的一个球（Cl-离子）为例，属于这个球的八面体空隙数为，所以属于 这个球的四面体空隙数为，正负离子配位数为，配位多面体之间共连
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解释下列名词 1、奥氏体本质晶粒度 是根据标准实验条件，在930±10℃，保温足够时间（3~8小时）后，测定的钢中奥氏体晶粒的大小。 2、奥氏体实际晶粒度 指在某一热处理加热条件下，所得到的晶粒尺寸。 3、珠光体晶粒 在片状珠光体中，片层排列方向大致相同的区域称为珠光体团 4、二次珠光体转变 由于贝氏体转变的不完全性，当转变温度较高时，未转变的奥氏体在随后的保温过程中有可能会发生珠光体转变，此时的珠光体转变称为二次珠光体转变。 5、马氏体转变 是一种固态相变，是通过母相宏观切变，原子整体有规律迁移完成的无扩散相变。6、形变马氏体 由形变诱发马氏体转变生成的马氏体称为形变马氏体。 7、马氏体异常正方度 “新形成的马氏体”，正方度与碳含量的关系并不符合公式给出的关系，这种现象称为马氏体的异常正方度。 8、马氏体相变塑性 相变塑性:金属及合金在相变过程中塑性增长，往往在低于母相屈服极限的条件下即发生了塑性变形，这种现象称为相变塑性。钢在马氏体转变时也会产生相变塑性现象，称为马氏体的相变塑性。 9、相变冷作硬化 马氏体形成时的体积效应会引起周围奥氏体产生塑性变形，同时马氏体相变的切变特性，也将在晶体内产生大量微观缺陷，如位错、孪晶、层错等。这些缺陷在马氏体逆转变过程中会被继承，结果导致强度明显升高，而塑性韧性下降，这种现象被称为相变冷作硬化。 10、位向关系 在固态相变母相与新相之间所保持的晶体学空间取向关系称为位向关系。 11、K-S关系 在固态相变母相与新相之间所保持的晶体学位向关系，例如：奥氏体向马氏体转变时新旧两相之间就维持这种位向关系（111）γ∥（110）α，〈110〉γ∥〈111〉α 12、组织遗传； 指非平衡组织重新加热淬火后，其奥氏体晶粒大小仍然保持原奥氏体晶粒大小和形状的现象。 13、相遗传； 母相将其晶体学缺陷遗传给新相的现象称为相遗传。 14、反稳定化 在热稳定化上限温度M C以下，热稳定程度随温度的升高而增加；但有些钢，当温度达到某一温度后稳定化程度反而下降的现象。 15、热稳定化 淬火冷却时，因缓慢冷却或在冷却过程中于某一温度等温停留，引起的奥氏体稳定性提高，而使马氏体转变迟滞的现象，称为奥氏体的热稳定化。