《材料科学基础》复习提纲剖析
材料科学基础-复习题纲
第一部分材料的原子结构1、原子结构与原子的电子结构；原子结构、原子排列对材料性能的影响。
原子结构：原子由质子和中子组成的原子核以及核外的电子所构成。
原子核内的中子显电中性,质子带有正电荷。
对电子的描述需要四个量子数:主量子数n：决定原子中电子能量以及与核的平均距离.角动量量子数l：给出电子在同一个量子壳层内所处的能级，与电子运动的角动量有关。
磁量子数m：给出每个轨道角动量量子数的能级数或轨道数。
自旋角动量量子数s：反映电子不同的自旋方向。
原子排列对材料性能影响:固体材料根据原子的排列可分为两大类：晶体与非晶体。
（有无固定的熔点和体积突变）晶体：内部原子按某种特定的方式在三维空间呈周期性重复排列的固体。
（常考名词解释）非晶体:指组成物质的分子(或原子、离子）不呈空间有规则周期性排列的固体.（名词解释）各向异性：晶体的各向异性即沿晶格的不同方向，原子排列的周期性和疏密程度不尽相同，由此导致晶体在不同方向的物理化学特性也不同，这就是晶体的各向异性。
（名词解释)2、材料中的结合键的类型、本质，各结合键对材料性能的影响，键-能曲线及其应用。
（常考简答题或是论述题，很重要)一次键离子键：离子键指正、负离子间通过静电作用形成的化学键。
（无方向性和饱和性）共价键：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。
（有方向性和饱和性）金属键：金属中的自由电子与金属正离子相互作用所构成的键合二次键范德瓦耳斯力：（又称分子间作用力）产生于分子或原子之间的静电相互作用。
氢键：与电负性大、半径小的原子X（氟、氧、氮等）以共价键结合，若与电负性大的原子Y（与X相同的也可以）接近，在X与Y之间以氢为媒介，生成X-H…Y形式的键，称为氢键。
（X与Y可以是同一种类原子，如水分子之间的氢键）各结合键对材料性能的影响：1．金属材料：金属材料的结合键主要是金属键。
由于自由电子的存在，当金属受到外加电场作用时，其内部的自由电子将沿电场方向作定向运动，形成电子流,所以金属具有良好的导电性；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；随着金属温度的升高,正离子的热振动加剧,使自由电子的定向运动阻力增加，电阻升高，所以金属具有正的电阻温度系数；当金属的两部分发生相对位移时，金属的正离子仍然保持金属键，所以具有良好的变形能力；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.金属中也有共价键（如灰锡）和离子键(如金属间化合物Mg3Sb2）.2．陶瓷材料：简单说来，陶瓷材料是包含金属和非金属元素的化合物，其结合键主要是离子键和共价键，大多数是离子键。
最全的大学材料科学基础复习要点
第一章材料中的原子排列第一节原子的结合方式1 原子结构2 原子结合键（1）离子键与离子晶体原子结合：电子转移，结合力大，无方向性和饱和性；离子晶体；硬度高，脆性大，熔点高、导电性差。
如氧化物陶瓷。
（2）共价键与原子晶体原子结合：电子共用，结合力大，有方向性和饱和性；原子晶体：强度高、硬度高（金刚石）、熔点高、脆性大、导电性差。
如高分子材料。
（3）金属键与金属晶体原子结合：电子逸出共有，结合力较大，无方向性和饱和性；金属晶体：导电性、导热性、延展性好，熔点较高。
如金属。
金属键：依靠正离子与构成电子气的自由电子之间的静电引力而使诸原子结合到一起的方式。
（3）分子键与分子晶体原子结合：电子云偏移，结合力很小，无方向性和饱和性。
分子晶体：熔点低，硬度低。
如高分子材料。
氢键：（离子结合）X-H---Y（氢键结合），有方向性，如O-H—O（4）混合键。
如复合材料。
3 结合键分类（1）一次键（化学键）：金属键、共价键、离子键。
（2）二次键（物理键）：分子键和氢键。
4 原子的排列方式（1）晶体：原子在三维空间内的周期性规则排列。
长程有序，各向异性。
（2）非晶体：――――――――――不规则排列。
长程无序，各向同性。
第二节原子的规则排列一晶体学基础1 空间点阵与晶体结构（1）空间点阵：由几何点做周期性的规则排列所形成的三维阵列。
（2）特征：a 原子的理想排列；b 有14种。
其中：空间点阵中的点－阵点。
它是纯粹的几何点，各点周围环境相同。
描述晶体中原子排列规律的空间格架称之为晶格。
空间点阵中最小的几何单元称之为晶胞。
（3）晶体结构：原子、离子或原子团按照空间点阵的实际排列。
特征：a 可能存在局部缺陷；b 可有无限多种。
2 晶胞（1）――－：构成空间点阵的最基本单元。
（2）选取原则：a 能够充分反映空间点阵的对称性；b 相等的棱和角的数目最多；c 具有尽可能多的直角；d 体积最小。
（4）形状和大小有三个棱边的长度a,b,c及其夹角α,β,γ表示。
《材料科学基础》复习大纲(08级)
《材料科学基础》总结及重点第一章 材料的结构与键合1、金属键、离子键、共价键、分子键（范德华力）、氢键的特点，并解释材料的一些性能特点。
2、原子间的结合键对材料性能的影响。
用金属键的特征解释金属材料的性能—①良好的延展性；②良好的导电、导热性；③具有金属光泽。
3、比较金属材料、陶瓷材料、高分子材料、复合材料在结合键上的差别。
本章重要知识点： 1. 金属键、离子键、共价键、分子键、氢键的特点。
第二章 固体结构1、晶体与非晶体（在原子排列上的区别）2、空间点阵、晶格、晶胞及选取晶胞的的原则、七大晶系及各自的特点，布拉菲点阵（14种） 、晶格常数、晶胞原子数。
3、晶面指数、晶面族、晶向指数、晶向族、晶带和晶带定理、晶面间距、配位数、致密度、八面体间隙、四面体间隙。
各向同性与各向异性、实际晶体的伪各向异性、同素异构转变（重结晶、多晶型性转变） 。
（1）指数相同的晶向.和晶面必然垂直。
如[111]⊥（111）（2）当一晶向[uvw]位于或平行某一晶面（hkl ）时，则必然满足晶带定理：h ·w+k ·v+l ·w =04、能绘出三维的体心、面心立方和密排六方晶胞，根据原子半径计算出金属的体心和面心立方晶胞的晶胞常数。
三种典型晶体结构的特征（包括：晶胞形状、晶格常数、晶胞原子数、原子半径、配位数、致密度、各类间隙尺寸与个数，最密排面（滑移面）和最密排方向的指数与个数，滑移系数目等）；即：bcc 、fcc 、hcp 的晶格特征及变形能力（结合塑性变形一章的内容你必须知道常用金属材料的滑移面与滑移系的指数）。
给画出晶胞指出滑移面和滑移方向。
能标注和会求上述三种晶胞的晶向和晶面指数。
晶向和晶面指数的一些规律。
求晶面间距d （hkl ）、晶面夹角。
5、晶面间距：d （hkl ） 的求法：（1）立方晶系：222)(l k h ad hkl ++= （2）正交晶系：222)(1⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎭⎫ ⎝⎛=c l b k a h d hkl （3）六方晶系：2222)()(341⎪⎭⎫ ⎝⎛+++=c l a k hk h d hkl （4）四方晶系：2222)()/(/)(1c l a k h d hkl ++=以上公式仅适用于简单晶胞，复杂晶胞要考虑其晶面层数的增加。
材料科学基础考研大纲解析
材料科学基础考研大纲解析大纲解析及重点知识（自编）【考试大纲解析】绪论部分材料科学与工程：1.材料的主要类型及其基本特性。
工程材料主要可以划分为：金属、陶瓷、聚合物、复合材料、半导体。
通常所说的三大固体材料是：金属材料（金属中大量的自由电子能在金属两端电势差的作用下定向流动，形成电流，显示金属良好的导电性。
温度升高，金属正离子振动振幅增大，电子运动受阻，电阻升高，因此金属具有正的电阻温度系数。
金属热量的传递，不仅依靠金属正离子的振动，更由于自由电子的运动，极大地增强了热量传递，所以金属具有良好的导热性。
自由电子容易吸收可见光的能量，随后又将吸收的可见光的能量辐射出来，从而使金属不透明具有光泽。
金属的两部分作相对位移时，金属正离子仍沉浸在电子云中，保持着金属键结合，因此金属能变形而不断裂，表现出延展性。
）、陶瓷材料（也叫无机非金属材料，特性：）、高分子材料（特性：质量轻、比强度高、比模量高、耐腐蚀性能好、绝缘性好。
）第1部分材料的原子结构与键合1.原子结构与原子的电子结构；原子结构、原子排列对材料性能的影响。
决定材料性能的最根本的因素是组成材料的各元素的原子结构，原子间的相互作用、相互结合，原子或分子在空间的排列分布和运动规律，以及原子集合体的形貌特征等。
原子是由质子和中子组成的原子核，以及核外的电子所构成的。
原子的电子结构：电子在原子核外空间作高速旋转运动，就好像带负电荷的云雾笼罩在原子核周围，故称为电子云。
电子既具有粒子性又具有波动性，即波粒二象性。
2.材料中的结合键的类型、本质，各结合键对材料性能的影响，键-能曲线及其应用。
【解析】结合键可分为化学键和物理键两大类。
化学键包括金属键、离子键和共价键；物理键即范德瓦尔斯力。
此外还有一种氢键，性质介于化学键和范德瓦尔斯力之间。
金属中的自由电子与金属正离子相互作用所构成的键合称为金属键。
金属键无饱和性和方向性。
离子键——正负离子依靠他们之间的静电引力结合在一起。
《材料科学基础》复习提纲
《材料科学基础》复习提纲一、（共20分）名词解释（每个名词2分）简单正交点阵、晶向族、无限固溶体、配位数、交滑移、大角度晶界、上坡（顺）扩散、形核功、回复、滑移系底心正交点阵、晶面族、有限固溶体、致密度、攀移、小角度晶界、下坡（逆）扩散、形核率、再结晶、孪生二、（共30分）简要回答下列问题1、计算面心立方晶体的八面体间隙尺寸。
2、简述固溶体与中间相的区别。
3、已知两个不平行的晶面（h1k1l1）和（h2k2l2），求出其所属的晶带轴。
4、计算面心立方晶体{111}晶面的面密度。
5、简述刃型位错线方向、柏氏矢量方向、位错运动方向及晶体运动方向之间的关系。
6、简述刃型位错攀移的实质。
7、简述在外力的作用下，螺型位错的可能运动方式。
8、当碳原子和铁原子在相同温度的 -Fe中进行扩散时，为何碳原子的扩散系数大于铁原子的扩散系数？9、简述单组元晶体材料凝固的一般过程。
10、如图，已知A、B、C三组元固态完全不互溶，成分为80％A、10％B、10％C的O 合金在冷却过程中将进行二相共晶反应和三相共晶反应，在二元共晶反应开始时，该合金液相成分(a点)为60％A、20％B、20％C，而三元共晶反应开始时的液相成分(E点)为50% A、10%B、40%C，写出图中I和P合金的室温平衡组织。
1、计算体心立方晶体的八面体间隙尺寸。
2、简述决定组元形成固溶体与中间相的因素。
3、已知二晶向[u1v1w1]和[u2v2 w2]，求出由此二晶向所决定的晶面指数。
·4、计算体心立方晶体{110}晶面的面密度。
5、简述螺型位错线方向、柏氏矢量方向、位错运动方向及晶体运动方向之间的关系。
6、简述刃型位错滑移的实质。
7、简述在外力的作用下，刃型位错的可能运动方式。
8、当碳原子和铁原子在相同温度的a-Fe 中进行扩散时，为何碳原子的扩散系数大于铁原子的扩散系数？9、简述纯金属凝固的基本条件。
10、如图，已知A、B、C三组元固态完全不互溶，成分为80％A、10％B、10％C的O合金在冷却过程中将进行二相共晶反应和三相共晶反应，在二元共晶反应开始时，该合金液相成分(a点)为60％A、20％B、20％C，而三元共晶反应开始时的液相成分(E点)为%、(A+B)%和(A+B+C)%的相对量。
材料科学基础复习要点
材料科学基础复习要点第一章工程材料中的原子排列1、晶体中的原子键合方式？各种原子结合键的特点2、原子核外电子的能级排列？遵循的规律3、晶体和非晶体的区别？晶体的各向异性及各向同性4、晶体结构和空间点阵的联系及区别5、晶向指数和晶面指数的确定及表示方法，重点为面心立方晶体和体心立方晶体中密排面和密排方向的指数及其表示6、三种常见的晶体结构的特点，包括晶胞中的原子数、点阵常数与原子半径的关系、致密度、配位数、晶体中的间隙、原子堆垛方式、密堆程度、晶体的多晶型性7、铁的三种同素异构体的晶体结构类型8、空位的类型：肖脱基空位、弗兰克尔空位，空位浓度对晶体物理性能的影响9、位错的类型，刃位错、螺位错位错线与柏氏矢量间的关系，画图表示，位错密度对材料强度的影响10、位错环中位错类型的确定（如课本27页，图1-38，33页，图1-47）11、位错柏氏矢量的确定、柏氏回路与柏氏矢量的关系12、柏氏矢量的表示方法、柏氏矢量的模的计算13、柏氏矢量的守恒性及其推论14、作用在位错上的力的大小及方向15、位错的运动方式？刃、螺位错分别能如何运动，运动方向与位错线、柏氏矢量间的关系16、刃、螺位错应力场的特点？应变能与柏氏矢量的关系，不同类型位错应变的大小比较17、平行同号位错间的相互作用18、常见金属晶体中的位错：全位错、不全位错，位错稳定性的判定19、位错反应的判定20、晶界的类型及其位错模型，界面能与晶界位向差间的关系21、相界面的类型22、课后作业51页习题1、3、11，复习思考题1、2、9、10、12第二章固体中的相结构1、相的定义2、固溶体的晶体结构特点、分类及影响固溶体固溶度的因素3、金属原子间形成无限固溶体的条件4、间隙固溶体和间隙化合物的区别5、固溶体的性能特点6、金属间化合物的结构特点、分类、特性7、课后习题79页1、复习思考题1、2第三章凝固1、金属凝固的微观过程及宏观现象2、过冷现象与过冷度3、金属结晶的热力学条件、驱动力及其与过冷度间的关系4、金属结晶的结构条件5、晶核的形成方式6、均匀形核过程中系统能量的变化、临界晶核半径、形核功、临界晶核表面积、临界晶核体积间的关系推导7、均匀形核的条件8、均匀形核的形核率的受控因数、有效过冷度及其与熔点间的关系9、非均匀形核的形核功与均匀形核功间的比较10、晶体长大的条件、动态过冷度11、液固界面的微观结构及其宏观表象、常见金属的界面结构12、不同界面结构下晶体的长大方式13、液固界面的温度梯度与晶体长大形态间的关系14、铸态晶粒大小的控制措施15、课后习题109页1、6，复习思考题第四章相图1、相平衡及相律，相平衡的热力学条件，相率的表达式及其应用2、杠杆定律的计算3、固溶体非平衡凝固中固相、液相的成分变化规律，晶内偏析及其消除方法4、成分过冷的定义、表达式含义及成分过冷对固溶体生长形态及组织的影响5、典型二元共晶相图的分析，如Pb-Sn相图，包括典型合金的结晶过程分析、室温下组成相及组织组成的分析、相的相对含量、组织相对含量的计算（室温下）、非平衡凝固组织组成的分析6、伪共晶、离异共晶的定义，组织特征7、铁碳合金相图的基本相组成及其结构、性能特点8、铁碳合金相图中重要的点、线的含义、3个典型转变的方程式及其转变产物的相组成、组织名称。
《材料科学基础》复习提纲
《材料科学基础》复习提纲一、（共20分）名词解释（每个名词2分）简单正交点阵、晶向族、无限固溶体、配位数、交滑移、大角度晶界、上坡（顺）扩散、形核功、回复、滑移系底心正交点阵、晶面族、有限固溶体、致密度、攀移、小角度晶界、下坡（逆）扩散、形核率、再结晶、孪生二、（共30分）简要回答下列问题1、计算面心立方晶体的八面体间隙尺寸。
2、简述固溶体与中间相的区别。
3、已知两个不平行的晶面（h1k1l1）和（h2k2l2），求出其所属的晶带轴。
4、计算面心立方晶体{111}晶面的面密度。
5、简述刃型位错线方向、柏氏矢量方向、位错运动方向及晶体运动方向之间的关系。
6、简述刃型位错攀移的实质。
7、简述在外力的作用下，螺型位错的可能运动方式。
8、当碳原子和铁原子在相同温度的 -Fe中进行扩散时，为何碳原子的扩散系数大于铁原子的扩散系数？9、简述单组元晶体材料凝固的一般过程。
10、如图，已知A、B、C三组元固态完全不互溶，成分为80％A、10％B、10％C的O 合金在冷却过程中将进行二相共晶反应和三相共晶反应，在二元共晶反应开始时，该合金液相成分(a点)为60％A、20％B、20％C，而三元共晶反应开始时的液相成分(E点)为50% A、10%B、40%C，写出图中I和P合金的室温平衡组织。
1、计算体心立方晶体的八面体间隙尺寸。
2、简述决定组元形成固溶体与中间相的因素。
3、已知二晶向[u1v1w1]和[u2v2 w2]，求出由此二晶向所决定的晶面指数。
·4、计算体心立方晶体{110}晶面的面密度。
5、简述螺型位错线方向、柏氏矢量方向、位错运动方向及晶体运动方向之间的关系。
6、简述刃型位错滑移的实质。
7、简述在外力的作用下，刃型位错的可能运动方式。
8、当碳原子和铁原子在相同温度的a-Fe 中进行扩散时，为何碳原子的扩散系数大于铁原子的扩散系数？9、简述纯金属凝固的基本条件。
10、如图，已知A、B、C三组元固态完全不互溶，成分为80％A、10％B、10％C的O合金在冷却过程中将进行二相共晶反应和三相共晶反应，在二元共晶反应开始时，该合金液相成分(a点)为60％A、20％B、20％C，而三元共晶反应开始时的液相成分(E点)为%、(A+B)%和(A+B+C)%的相对量。
材料科学基础复习提纲
材料科学基础复习提纲复习资料（修订版）修正部分错别字，增删部分重点内容（红字标出）材料科学基础Ⅰ（贵清部分）第⼀章晶体学基础1.1晶⾯指数、晶向指数（不包含四指数问题）的标定及晶⾯间距、晶向长度的计算（公式P40~P41）1.2晶体结构和空间点阵的区别？答：晶体结构是晶体中各原⼦的分布，种类丰富多样，⽽空间点阵是原⼦分布规律的代表点，由这些抽象出来的阵点构成，只有14种结构。
1.3 晶胞选择的条件？答：晶胞的选择要尽量满⾜以下三个条件：1）能反映点阵的周期性；2）能反映点阵的对称性；3）晶胞的体积最⼩。
1.4结构胞和原胞的联系和区别？答：结构胞和原胞必须都能反映点阵的周期性，结构胞是在保证对称性的前提下选取体积尽量⼩的晶胞；原胞是保证晶胞体积最⼩，⽽不⼀定反映对称性。
1.5 周期的概念？答：⽆论从哪个⽅向看去，总是相隔⼀定的距离就出现相同的原⼦或者原⼦集团，这个距离就是周期。
1.6 常见晶体结构中的重要间隙？答：FCC晶体中⼋⾯体间隙4个，四⾯体间隙8个；BCC晶体中⼋⾯体间隙6个，四⾯体间隙12个；HCP晶体中⼋⾯体间隙6个，四⾯体间隙12个。
1.7 常见晶体结构的堆垛⽅式？答：BCC和HCP晶体的堆垛⽅式是ABABAB……；FCC晶体的堆垛⽅式是ABCABC……。
1.8 晶带⽅程的表达式？答：hu+kv+lw=0。
第⼆章固体材料的结构2.1 什么是合⾦、组元、合⾦相、组织以及组元、合⾦相、组织之间的关系？答：合⾦：由⾦属和其他⼀种或⼏种元素通过化学键合⽽形成的材料；组元：组成合⾦的每种元素称为组元；合⾦相：具有相同的成分、结构和性能的部分称为合⾦相或简称相；组织：在⼀定外界条件下，⼀定成分的合⾦可以由若⼲不同的相组成，这些相的总体便称为组织。
关系：合⾦相由组元构成，⽽组织⼜由合⾦相组成，单⼀元素即可以称之为组元⼜可以称之为相⼜也可以称之为组织。
2.2 固溶体和化合物的区别？答：固溶体的溶质和溶剂占据⼀个共同的布拉菲点阵，且此点阵类型和溶剂的点阵类型相同，固溶体有⼀定的成分范围，组元含量在⼀定范围内可以变化⽽点阵类型不变，由于成分可变，固溶体不能⽤⼀个化学式表达；化合物是由两种或多种组元按⼀定⽐例构成⼀个新的点阵，它既不是溶剂的点阵也不是溶质的点阵，化合物通常可以⽤⼀个化学式表达，⾦属与⾦属形成的化合物往往有⼀定的成分范围，但⽐固溶体范围⼩得多。
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《材料科学基础》复习提纲一、（共20分）名词解释（每个名词2分）简单正交点阵、晶向族、无限固溶体、配位数、交滑移、大角度晶界、上坡（顺）扩散、形核功、回复、滑移系底心正交点阵、晶面族、有限固溶体、致密度、攀移、小角度晶界、下坡（逆）扩散、形核率、再结晶、孪生二、（共30分）简要回答下列问题1、计算面心立方晶体的八面体间隙尺寸。
2、简述固溶体与中间相的区别。
3、已知两个不平行的晶面（h1k1l1）和（h2k2l2），求出其所属的晶带轴。
4、计算面心立方晶体{111}晶面的面密度。
5、简述刃型位错线方向、柏氏矢量方向、位错运动方向及晶体运动方向之间的关系。
6、简述刃型位错攀移的实质。
7、简述在外力的作用下，螺型位错的可能运动方式。
8、当碳原子和铁原子在相同温度的 -Fe中进行扩散时，为何碳原子的扩散系数大于铁原子的扩散系数？9、简述单组元晶体材料凝固的一般过程。
10、如图，已知A、B、C三组元固态完全不互溶，成分为80％A、10％B、10％C的O 合金在冷却过程中将进行二相共晶反应和三相共晶反应，在二元共晶反应开始时，该合金液相成分(a点)为60％A、20％B、20％C，而三元共晶反应开始时的液相成分(E点)为50% A、10%B、40%C，写出图中I和P合金的室温平衡组织。
1、计算体心立方晶体的八面体间隙尺寸。
2、简述决定组元形成固溶体与中间相的因素。
3、已知二晶向[u1v1w1]和[u2v2 w2]，求出由此二晶向所决定的晶面指数。
·4、计算体心立方晶体{110}晶面的面密度。
5、简述螺型位错线方向、柏氏矢量方向、位错运动方向及晶体运动方向之间的关系。
6、简述刃型位错滑移的实质。
7、简述在外力的作用下，刃型位错的可能运动方式。
8、当碳原子和铁原子在相同温度的a-Fe 中进行扩散时，为何碳原子的扩散系数大于铁原子的扩散系数？9、简述纯金属凝固的基本条件。
10、如图，已知A、B、C三组元固态完全不互溶，成分为80％A、10％B、10％C的O合金在冷却过程中将进行二相共晶反应和三相共晶反应，在二元共晶反应开始时，该合金液相成分(a点)为60％A、20％B、20％C，而三元共晶反应开始时的液相成分(E点)为%、(A+B)%和(A+B+C)%的相对量。
50% A、10%B、40%C，试计算A初三、（8分）A-B二元相图回答下列问题Mg-Ni系的一个共晶反应为：507℃ L(23.5Wt.%Ni)<=>α(纯镁)+Mg2Ni(54.6Wt.%Ni)设C1为亚共晶合金，C2为过共晶合金，这两种合金中的先共晶相的重量分数相等，但C1合金中的α 总量为C2合金中的α 总量的 2.5倍，试计算C1和C2的成分。
根据下列条件画出一个二元系相图，A和B的熔点分别是1000℃和700℃，含wB=0.25的合金正好在500℃完全凝固，它的平衡组织由73.3%的先共晶。
和26.7%的(α+β)共晶组成。
而wB ＝0.50的合金在500℃时的组织由40%的先共晶α和60%的(α+β)共晶组成，并且此合金的α总量为50%。
四、铁碳相图（共16分）1、Fe-Fe3C相图中三相恒温转变的类型？并写出相应的反应式。
（6分）2、分析含0.65%C的Fe-C合金的平衡凝固过程。
（6分）3、计算其室温平衡组织中相组成物和组织组成物的相对量。
（4分）1、画出Fe-Fe3C相图，并标出其室温下的平衡组织。
（6分）2、分析含0.9%C的Fe-C合金的平衡凝固过程。
（6分）3、计算其室温平衡组织中相组成物和组织组成物的相对量。
（4分）五、扩散问题（8分）指出影响晶体中原子扩散的主要因素，并分析这些因素对晶体中原子扩散的影响规律。
简述扩散的驱动力？为什么二元系反应扩散后的扩散层组织中不存在两相混合区？六、强化理论（8分）金属材料经冷加工变形后，其强度、硬度显著提高，而塑性、韧性则急剧下降，为什么？与单晶体相比较，多晶体的塑性变形行为表现出何种特点？为什么？第一章材料的晶体结构概念：简单三斜点阵、简单单斜点阵、底心单斜点阵、简单正交点阵、底心正交点阵、体心正交点阵、面心正交点阵、六方点阵、菱方点阵、简单正方点阵、体心正方点阵空间点阵、晶体结构、晶胞、多晶型性（同素异构性）、晶带、晶带轴、晶带定律、配位数、致密度、原子面密度、八面体间隙、四面体间隙、晶向族、晶面族晶体的对称要素、宏观对称要素、微观对成称要素置换固溶体、间隙固溶体、无限固溶体、有限固溶体、无序固溶体、有序固溶体、正常价化合物、电子浓度化合物、间隙相、间隙化合物简答：简述晶体结构与空间点阵的区别。
画出面心立方晶体中（111）面上的[112]晶向。
已知两个不平行的晶面（h1k1l1）和（h2k2l2），则求出其所属的晶带轴。
已知二晶向[u1v1w1]和[u2v2 w2]，求出由此二晶向所决定的晶面指数。
已知三个晶面(h1k1l1)、(h2k2 l2)和(h3k3l3)，问此三个晶面是否在同一个晶带？已知三个晶轴[u1v1w1]、[u2v2w2]和[u3v3w3]，问此三个晶轴是否在同一个晶面上？判断(110)、(132)和(311)晶面是否属于同一晶带。
计算面心立方晶体的八面体间隙尺寸。
计算体心立方晶体的八面体间隙尺寸。
分别画出面心立方、体心立方、密排六方晶胞，并分别计算面心立方、体心立方、密排六方晶体的致密度；分别计算面心立方晶体{111}晶面和体心立方晶体{110}晶面原子面密度。
简述固溶体与中间相的区别。
简述决定组元形成固溶体与中间相的因素。
简述影响置换固溶体溶解度的因素。
简述影响间隙固溶体溶解度的因素。
比较间隙相和间隙化合物这两种原子尺寸因素化合物的不同之处。
Mg2Si、NiAl、Cr23C6、Fe3C、Fe4N、VC、Cu3Al、CuZn3化合物中，哪些属于正常价化合物？电子浓度化合物？间隙相？第二章晶体缺陷概念：空位，间隙原子、肖脱基空位、弗兰克尔空位刃型位错、螺型位错、柏氏矢量、位错的滑移、交滑移、攀移、双交滑移、位错的交割、扭折、割阶晶界、大角度晶界、小角度晶界、对称倾侧小角度晶界、扭转小角度晶界简答：指出刃型位错与螺型位错在结构方面的不同之处。
一个环形位错能否各部分均为刃型位错或螺型位错？为什么？简述刃型位错线方向、柏氏矢量方向、位错运动方向及晶体运动方向之间的关系。
简述螺型位错线方向、柏氏矢量方向、位错运动方向及晶体运动方向之间的关系。
简述位错滑移的实质。
简述位错攀移的实质。
位错的滑移面与晶体滑移面的区别简述在外力的作用下，刃型位错的可能运动方式。
简述在外力的作用下，螺型位错的可能运动方式。
面心立方晶体中（111）晶面上的[]10121b =螺型位错在滑移过程中受阻时，将通过交滑移转移到哪一个{111}晶面上继续滑移？为什么？ 位错的交割，如柏氏矢量和位错线均相互垂直的刃型位错的交割。
简述弗兰克-瑞德（Frank - Read ）位错增殖机制。
第三章 固体中的扩散概念：扩散通量、扩散系数、间隙扩散机制、空位扩散机制、上坡（顺）扩散、下坡（逆）扩散、空位扩散激活能、间隙扩散激活能、稳态扩散、非稳态扩散过程简答：当碳原子和铁原子在相同温度的（a-Fe ）γ-Fe 中进行扩散时，为何碳原子的扩散系数大于铁原子的扩散系数？简要说明原子的间隙扩散机制。
简要说明空位扩散机制。
针对实际渗碳问题，根据已知条件计算达到一定渗层深度所需要的时间或计算经过一定渗碳时间后所达到的渗层深度。
在827︒C 和渗碳927︒C 下分别向含碳量为0.2%的碳钢中渗碳，假定不同温度下钢表面的碳含量始终维持在1.2%，若规定渗碳层深度测量至含碳量为0.35%处，且在不同温度下碳在γ-Fe 中的溶解度差别忽略不计，请计算927︒C 渗碳10小时后所达到的渗碳层深度应为827︒C 渗碳10小时后的渗碳层深度的多少倍？（已知D 0 = 2 ⨯ 10-5 m 2/s ，Q = 140 ⨯ 103J/mol ）在927︒C 下向含碳量为0.2%的钢中渗碳，假定渗碳期间钢表面的碳含量始终维持在1.2%，且渗碳层厚度定义为从表面起测量至0.4%C 处止，若已知D 0 = 2 ⨯ 10-5 m 2/s ，Q = 140 ⨯ 103 J/mol ，请计算经过2小时渗碳后的渗碳层厚度。
（写明计算步骤即可，不必计算出结果）一块含0.1%C 的碳钢在930℃渗碳，渗到0.05cm 的地方碳的浓度达到0.45%。
在t>0的全部时间，渗碳气氛保持表面成分为1%，假设 D c 7=2.0×10-5exp(-140000/RT)(m 2/s)，(a) 计算渗碳时间；(b) 若将渗层加深一倍，则需多长时间？(c) 若规定0.3% C 作为渗碳层厚度的量度，则在930℃渗碳10小时的渗层厚度为870℃渗碳10小时的多少倍？为什么同一种原子在体心立方晶体中的扩散系数大于其在面心立方晶体中的扩散系数？指出影响晶体中原子扩散的主要因素，并分析这些因素对晶体中原子扩散的影响规律。
为什么二元系反应扩散后的扩散层组织中不存在两相混合区？简述扩散的驱动力？第四章 材料的凝固概念：过冷度、动态过冷度、晶核、晶胚、均匀形核、非均匀形核、临界晶核、形核功、结构起伏、能量起伏、接触角、形核率、晶核长大线速度简答：简述单组元晶体材料凝固的一般过程。
纯金属凝固的基本条件？纯组元在冷却至一定温度以下发生凝固时，除了需要有结构起伏外，为何还需要有能量起伏？何谓均匀形核和非均匀形核，二者之间的区别？指出材料凝固过程中可以细化晶粒的主要途径及相应的作用机理。
第五章相图概念：匀晶转变、共晶转变、包晶转变、伪共晶、离异共晶、晶内偏析、枝晶偏析、熔晶转变、合晶转变、偏晶转变、共析转变、包析转变、组织组成物、相组成物、铁素体、奥氏体、渗碳体、莱氏体、珠光体、一次渗碳体、二次渗碳体、直线法则、重心法则简答：指出单相固溶体合金的凝固过程与纯金属（或纯组元）的凝固过程之间的主要区别。
典型的固态互不溶解的三元共晶系合金的平衡凝固过程分析及室温组织组成物相对量的计算。
已知A、B、C三组元固态完全不互溶，成分为80％A、10％B、10％C的O合金在冷却过程中将进行二相共晶反应和三相共晶反应，在二元共晶反应开始时，该合金液相成分(a点)为60％A、20％B、20％C，而三元共晶反应开始时的液相成分(E点)为50% A、10%B、40%C。
(见下图5-3)(a) 试计算A初%、(A+B)%和(A+B+C)%的相对量。
(b)写出图中I和P合金的室温平衡组织。
图5-3为何三元系中的四相平衡共晶转变面为一平面？画出Fe-Fe3C相图（标注各主要特性点的成分和温度，并按相组成物填注各相区）；说明铁素体、奥氏体、渗碳体、莱氏体、珠光体的概念及区别；三相恒温转变的类型及相应的反应式。