《材料科学基础》考试试题(doc 9页)
材料科学基础试题及答案
材料科学基础试题及答案一、选择题1. 材料科学中的“四要素”是指（）。
A. 组织、性能、加工、应用B. 材料、结构、性能、加工C. 材料、结构、性能、应用D. 结构、性能、加工、应用答案：C2. 下列哪种材料属于金属材料？（）。
A. 铝合金B. 碳纤维C. 聚氯乙烯D. 陶瓷答案：A3. 材料的硬度是指（）。
A. 材料抵抗变形的能力B. 材料抵抗破坏的能力C. 材料抵抗穿透的能力D. 材料抵抗摩擦的能力答案：A4. 材料的疲劳是指（）。
A. 材料在高温下的性能变化B. 材料在重复应力作用下的性能变化C. 材料在腐蚀环境下的性能变化D. 材料在高压下的的性能变化答案：B5. 材料的蠕变是指（）。
A. 材料在低温下的性能变化B. 材料在长期静载荷作用下发生的缓慢持久变形C. 材料在高速下的的性能变化D. 材料在潮湿环境下的性能变化答案：B二、填空题1. 材料的_________是指材料在受到外力作用时，能够承受的最大应力，是材料的重要性能指标之一。
答案：强度2. 材料的_________是指材料内部微观结构的排列方式，它直接影响材料的宏观性能。
答案：晶体结构3. 材料的_________是指材料在一定条件下，能够进行塑性变形而不断裂的性质。
答案：韧性4. 材料的_________是指材料在高温下保持性能不变的能力，对于高温环境下使用的材料尤为重要。
答案：热稳定性5. 材料的_________是指材料对电磁场的响应能力，对于电子和通信领域的材料尤为重要。
答案：电磁性能三、简答题1. 请简述材料科学中的“相图”及其作用。
答：相图是用来描述在不同温度、压力和成分比例下，材料可能存在的不同相（如固态、液态、气态）之间的平衡关系的图表。
它可以帮助科学家和工程师了解和预测材料在特定条件下的行为，对于材料的设计、加工和应用具有重要的指导意义。
2. 何为材料的“疲劳寿命”？请举例说明。
答：材料的疲劳寿命是指材料在反复应力作用下能够承受循环次数的总和，直到发生疲劳破坏为止。
《材料科学基础》试题大全
《材料科学基础》试题库一、名词解释1、铁素体、奥氏体、珠光体、马氏体、贝氏体、莱氏体2、共晶转变、共析转变、包晶转变、包析转变3、晶面族、晶向族4、有限固溶体、无限固溶体5、晶胞6、二次渗碳体7、回复、再结晶、二次再结晶8、晶体结构、空间点阵9、相、组织10、伪共晶、离异共晶11、临界变形度12、淬透性、淬硬性13、固溶体14、均匀形核、非均匀形核15、成分过冷16、间隙固溶体17、临界晶核18、枝晶偏析19、钢的退火，正火，淬火，回火20、反应扩散21、临界分切应力22、调幅分解23、二次硬化24、上坡扩散25、负温度梯度26、正常价化合物27、加聚反应28、缩聚反应29、30、二、选择1、在柯肯达尔效应中，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2、在二元系合金相图中，计算两相相对量的杠杆法则只能用于_____。
A、单相区中B、两相区中C、三相平衡水平线上3、铸铁与碳钢的区别在于有无_____。
A、莱氏体B、珠光体C、铁素体4、原子扩散的驱动力是_____。
A、组元的浓度梯度B、组元的化学势梯度C、温度梯度5、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6、在晶体中形成空位的同时又产生间隙原子，这样的缺陷称为_____。
A、肖脱基缺陷B、弗兰克尔缺陷C、线缺陷7、理想密排六方结构金属的c/a为_____。
A、1.6B、2×√(2/3)C、√(2/3)8、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9、有效分配系数Ke表示液相的混合程度，其值范围是_____。
（其中Ko是平衡分配系数）A、1<Ke<K0B、Ko<Ke<1C、Ke<K0<110、面心立方晶体的孪晶面是_____。
A、{112}B、{110}C、{111}11、形成临界晶核时体积自由能的减少只能补偿表面能的_____。
材料科学基础试卷
材料科学基础试卷一、选择题1. 在以下选项中，哪个是材料科学研究的基本目标？A. 提高材料的性能和寿命B. 制定新的材料标准C. 推动材料的商业化应用D. 减少材料的生产成本2. 下列哪个属于材料科学的主要研究内容？A. 材料的机械性能B. 材料的表面处理技术C. 材料的市场价值评估D. 材料的生产工艺3. 晶体结构的表征常用的方法是什么？A. 透射电子显微镜（TEM）B. 扫描电子显微镜（SEM）C. 傅里叶变换红外光谱（FTIR）D. X射线衍射（XRD）4. 以下哪项不是观察材料中晶体缺陷的常用方法？A. 透射电子显微镜（TEM）B. 扫描电子显微镜（SEM）C. 热重分析仪（TGA）D. X射线衍射（XRD）5. 玻璃是一种无序非晶体，其特点是什么？A. 有定型的几何结构B. 具有较高的强度和硬度C. 没有明确的熔点D. 可通过加热重新晶化二、简答题1. 请简述材料科学的定义和研究对象。
材料科学是研究材料的组成、结构、性能和制备工艺等方面的学科。
它的研究对象包括金属、陶瓷、聚合物、复合材料等各种材料的性质和行为。
2. 简要介绍一下晶体和非晶体的区别。
晶体具有有序的、周期性的原子结构，其原子排列呈现规则的几何形态。
非晶体则没有明确的周期性结构，其原子排列无序。
3. 请简述材料的力学性能和热学性能分别指的是什么。
材料的力学性能指材料在外力作用下的表现，包括强度、硬度、韧性等。
热学性能指材料在温度变化下的行为，包括热膨胀系数、热导率等。
4. 请列举一种主要的材料表面处理技术，并简述其原理。
一种主要的材料表面处理技术是阳极氧化。
其原理是将金属材料作为阳极，通过在电解液中施加电流，使得金属表面产生氧化反应形成氧化膜，从而提高材料的耐腐蚀性和表面硬度。
5. 简述材料的疲劳破坏机理。
材料的疲劳破坏是在交变载荷作用下产生的、逐渐发展的、具有累积性的破坏。
其机理是在应力作用下，材料内部会逐渐形成裂纹，裂纹扩展到一定程度后导致材料断裂。
材料科学基础试题及答案
材料科学基础试题及答案一、名词解释（每题5分，共25分）1. 晶体缺陷2. 扩散3. 塑性变形4. 应力5. 比热容二、选择题（每题2分，共20分）1. 下列哪种材料属于金属材料？A. 玻璃B. 塑料C. 陶瓷D. 铜2. 下列哪种材料属于陶瓷材料？A. 铁B. 铝C. 硅酸盐D. 聚合物3. 下列哪种材料属于高分子材料？A. 玻璃B. 钢铁C. 聚乙烯D. 陶瓷4. 下列哪种材料属于半导体材料？A. 铜B. 铝C. 硅D. 铁5. 下列哪种材料属于绝缘体？A. 铜B. 铝C. 硅D. 玻璃三、简答题（每题10分，共30分）1. 请简述晶体结构的基本类型及其特点。
2. 请简述塑性变形与弹性变形的区别。
3. 请简述材料的热传导原理。
四、计算题（每题15分，共30分）1. 计算一个碳化硅晶体的体积。
已知碳化硅的晶胞参数：a=4.05 Å，b=4.05 Å，c=8.85 Å，α=β=γ=90°。
2. 计算在恒定温度下，将一个100 cm³的铜块加热100℃所需的热量。
已知铜的比热容为0.39J/(g·℃)，铜的密度为8.96 g/cm³。
五、论述题（每题20分，共40分）1. 论述材料科学在现代科技发展中的重要性。
2. 论述材料制备方法及其对材料性能的影响。
答案：一、名词解释（每题5分，共25分）1. 晶体缺陷：晶体在生长过程中，由于外界环境的影响，导致其内部结构出现不完整或不符合理想周期性排列的现象。
2. 扩散：物质由高浓度区域向低浓度区域自发地移动的过程。
3. 塑性变形：材料在受到外力作用下，能够产生永久变形而不恢复原状的性质。
4. 应力：单位面积上作用于材料上的力。
5. 比热容：单位质量的物质温度升高1℃所吸收的热量。
二、选择题（每题2分，共20分）1. D2. C3. C4. C5. D三、简答题（每题10分，共30分）1. 晶体结构的基本类型及其特点：晶体结构的基本类型有立方晶系、四方晶系、六方晶系和单斜晶系。
材料科学基础试题及答案
材料科学基础试题及答案一、选择题（每题2分，共20分）1．在体心立方结构中，柏氏矢量为a[110]的位错( A )分解为a/2[111]+a/2[111].(A) 不能(B) 能(C) 可能2．原子扩散的驱动力是： ( B )(A) 组元的浓度梯度 (B) 组元的化学势梯度 (C) 温度梯度3．凝固的热力学条件为：（ D ）（A）形核率(B)系统自由能增加（C）能量守衡（D）过冷度4．在TiO2中，当一部分Ti4+还原成Ti3+，为了平衡电荷就出现（ A）(A) 氧离子空位 (B) 钛离子空位 (C)阳离子空位5．在三元系浓度三角形中，凡成分位于（ A ）上的合金，它们含有另两个顶角所代表的两组元含量相等。
（A）通过三角形顶角的'中垂线（B）通过三角形顶角的任一直线（C）通过三角形顶角与对边成45°的直线6．有效分配系数ke表示液相的混合程度，其值范围是（ B ）（A）1<ke<k0 （B）k0<ke<1 （C）ke< k0 <17．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8．A和B组成的二元系中出现α和β两相平衡时，两相的成分（x）-自由能（G）的关系为（ B ）（A）Gα= Gβ （B）dGα= dGβ（C）GA= GB9．凝固时不能有效降低晶粒尺寸的是以下那种方法？（ B ）（A）加入形核剂（B）减小液相的过冷度（C）对液相进行搅拌10．菲克第一定律表述了稳态扩散的特征，即浓度不随（ B ）变化。
（A）距离（B）时间（C）温度二、名词解释（20分，每题4分）全位错：伯什矢量等于点阵矢量的位错。
再结晶：经受形变的材料在加热时发生的以无畸变晶粒取代变形晶粒的过程珠光体：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。
(完整版)材料科学基础试卷
一、填空题1、晶体的三种缺陷（点缺陷、线缺陷、面缺陷）2、铸锭三晶区（表层细晶区、柱状晶区、中心等轴晶区）3、按原子位置固溶体分类为（置换固溶体和间隙固溶体）4过冷液相中的（结构起伏和能量起伏）是形核的基础5、金属内部由一种晶体转变为另一种晶体结构的转变为（同素异构体转变）6、亚共析钢在常温下的组织和相分别为（珠光体和铁素体、铁素体和渗碳体）7、使用第二相粒子起强化作用的强化方式是（弥散强化）二、选择题1、密堆积结构的致密度为（B）A 0.68B 0.74 C0.8 D 1.02、下述晶体缺陷中属于线缺陷的是（Ｂ）Ａ空位Ｂ位错Ｃ晶界Ｄ间隙原子4、固溶体的不平衡凝固可能造成（A）A 晶内偏析B晶相偏析C集中缩孔D 缩松4、铸铁与碳钢的区别在于有无（A ）A 莱氏体B珠光体C 铁素体D 奥氏体5、下图是（C）的结果Ａ单滑移Ｂ多滑移Ｃ交滑移Ｄ三、判断题1、面心立方结构是原子的2、点缺陷是一种稳定缺陷，在一定温度3、铁素体是C在α-Fe的4、在实际系统中，纯金属的5、溶剂与溶质原子价电子数越大强化效果越好四、名词解释1、螺型位错答：一个晶体的某一部分相对于其余部分发生滑移，原子平面沿着一根轴线盘旋上升，每绕轴线一周，原子面上升一个晶面间距。
由于位错附近的原子是按螺旋形排列的，所以叫咯型位错。
2、共析转变答：一定成分的固相在一定温度下分解为另外两个一定成分的固相的转变过程。
3均匀形核答：液相中各个区域出现新晶核的几率都是相同的，这种形核方式即为均匀形核。
4加工硬化答：在塑性变形过程中，随着金属内部组织的变化，金属的力学性能也将产生明显的变化，即随着变形程度的增加，金属的强度、硬度增加，而塑性、韧性下降。
5、变质处理答：在浇铸前往液态金属中加入形核剂，促进形成大量的非均匀晶核来细化晶粒。
五、简答题1、刃性位错特征答：（1、刃性位错有一额外半原子面（2、位错线是一个具有一定宽度的细长晶格畸变管道，其中既有正应变，又有切应变。
材料科学基础试题库及答案
其晶面的晶面指数是
。
0009.固体表面粗糙度直接影响液固湿润性，当真实接触角θ
时，粗糙度越大，
表面接触角
，就越容易湿润；当θ
，则粗糙度 ，越不利于湿润。
0010.硼酸盐玻璃中，随着 Na2O（R2O）含量的增加，桥氧数
，热膨胀系数逐
渐下降。当 Na2O 含量达到 15%—16%时，桥氧又开始
，热膨胀系数重新上
即组份。例如，对于食盐的水溶液来说，NaCl 与 H2O 都是组元。而 Na+、Cl－、H+、
OH－等离子却不能算是组元，因为它们都不能作为独立的物质存在。
0029.在弯曲表面效应中，附加压力ΔP 总是指向曲面的_________，当曲面为凸面时，
ΔP 为正值。
0030.矿化剂在硅酸盐工业中使用普遍，其作用机理各异，例在硅砖中加入 1-3％
CaMg[Si2O6] ______，（3）滑石 Mg3[Si4O10](OH)2______，（4）石英 SiO2______，
（5）镁橄榄石 Mg2[SiO4]______
0047.液相烧结与固相烧结相同的是其过程都由 ____，____，____等三个阶段组成，
不同点是____，_____，_____。
面呈弥散状，并逐渐明显；
( c ) 分相后具有液滴状孤立结构； ( c ) 分相速度慢；
( b ) 分相后的两
湘琪文印
2
ＱＱ：２８６２９２２９１９
相均为热力学介稳相；
( c ) 有分相势垒； ( b ) 分相区在液相线下;
( d ) 分相时质点(作∂∂2C∆负G2 )扩T,P散< 0；( d )
湘琪文印 ຫໍສະໝຸດ ＱＱ：２８６２９２２９１９
材料科学基础试题及答案
材料科学基础试题及答案一、选择题（每题2分，共20分）1. 材料科学主要研究的是材料的哪些方面？A. 材料的加工方法B. 材料的微观结构C. 材料的性能D. 所有以上选项答案：D2. 金属材料的强度主要取决于其什么？A. 化学成分B. 微观结构C. 宏观尺寸D. 外部环境答案：B3. 以下哪个不是材料的力学性能？A. 硬度B. 韧性C. 导热性D. 弹性答案：C4. 陶瓷材料通常具有哪些特性？A. 高熔点B. 低热导率C. 低电导率D. 所有以上选项答案：D5. 聚合物材料的哪些特性使其在许多应用中受到青睐？A. 可塑性B. 轻质C. 良好的化学稳定性D. 所有以上选项答案：D二、填空题（每空1分，共10分）6. 材料的微观结构包括_______、_______和_______。
答案：晶粒、晶界、相界7. 材料的热处理过程通常包括_______、_______和_______。
答案：加热、保温、冷却8. 金属的塑性变形主要通过_______机制进行。
答案：位错滑移9. 材料的断裂韧性是指材料在_______条件下抵抗断裂的能力。
答案：受到冲击或应力集中10. 复合材料是由两种或两种以上不同_______的材料组合而成。
答案：性质三、简答题（每题10分，共30分）11. 简述金属的疲劳现象及其影响因素。
答案：金属疲劳是指金属在反复加载和卸载过程中，即使应力水平低于材料的屈服强度，也可能发生断裂的现象。
影响金属疲劳的因素包括应力幅度、加载频率、材料的微观结构、环境条件等。
12. 解释什么是相图，并说明其在材料科学中的重要性。
答案：相图是表示不同组分在特定条件下的相平衡状态的图形。
它在材料科学中的重要性体现在帮助科学家和工程师理解材料的相变行为，预测材料的性能，以及指导材料的加工和应用。
13. 描述聚合物材料的玻璃化转变温度（Tg）及其对聚合物性能的影响。
答案：玻璃化转变温度是聚合物从玻璃态转变为橡胶态的温度。
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《材料科学基础》考试试题(doc 9页)
《材料科学基础》考试试卷（第一套）
课程号
6706601060
考试时间 120 分钟
一、 名词解释（简短解释，每题2分，共20分）
空间点阵 线缺陷 吸附
适用专业年级（方向）： 材 料 科 学 与 工 程 专 业 2006 级
考试方式及要求：
闭 卷 考 试
题 号 一
二 三
四
五
六
总分
得 分
阅卷
渗碳体组织
固态相变
稳态扩散
形核率
调幅分解
霍尔-配奇方程平衡凝固
二、选择题（只有一个正确答案，每题1分，共10分）
1、弯曲表面的附加压力△P 总是( ) 曲面的曲率中心。
A.指向
B.背向
C.平行
D.垂直
2、润湿的过程是体系吉布斯自由能( )的过程。
A.升高
B.降低
C.不变
D.变化无规律
3、一级相变的特点是，相变发生时，两平衡相的( )相等，但其一阶偏微分不相等。
A.熵
B.体积
C.化学势
D.热容
4、固溶体合金的凝固是在变温下完成的，形成于一定温度区间，所以在平衡凝固条件下所得到的固溶体晶粒( )
A.成分内外不均匀
B.不同温度下形成的各晶粒成分是不同的
C.晶粒内外，晶粒形成不分先后，同母液成分是一致的
5、强化金属材料的各种手段，考虑的出发点都在于( )
A.制造无缺陷的晶体或设置位错运动的障碍
B.使位错增殖
C.使位错适当的减少
6、既能提高金属的强度，又能降低其脆性的手段是( )
A.加工硬化
B. 固溶强化
C. 晶粒细化
7、根据显微观察，固液界面有两种形式，即粗糙界面与光滑界面，区分两种界面的依据是值大小( )
A. α<=2为光滑界面
B. α>=1为光滑界面
C. α>=5为光滑界面
8、渗碳处理常常在钢的奥氏体区域进行，这是因为( )
A. 碳在奥氏体中的扩散系数比在铁素体中大
B. 碳在奥氏体中的浓度梯度比在铁素体中大
C. 碳在奥氏体中的扩散激活能比在铁素体中小
9、界面能最低的相界面是( )
A. 共格界面
B. 孪晶界
C. 小角度晶界
10、铁碳合金组织中的三次渗碳体来自于( )
A．奥氏体； B．铁素体； C．二次渗碳体
三、简述题（每题4分，共20分）
1、固-固相变与液-固相变有什么区别。
2、为什么非均匀形核比均匀形核更容易？
3、解释回复的定义，回复阶段具有哪些特点？
4、分析影响晶界迁移率的主要因素。
5、写出立方晶系的{321}晶面族和﹤112﹥晶向族中的全部等价晶面和晶向的具体指数。
四、请画出片状马氏体显微组织示意图。
（5分）
五、请写出面心立方、体心立方、密排六方金属晶体中密排面上单位位错的柏氏矢量。
（5分）
六、综合题（40分）
1、试从晶界的结构特征和能量特征分析晶界的特点。
（10分）
2、请分别计算面心立方晶体（fcc）中（100）、（110）、（111）晶面的面密度。
假设晶胞点阵常数为a。
（10分） (在一个晶胞内计算，面密度指面上所含原子个数与该面面积比值)
3、有一70MPa应力作用在fcc晶体的[001]方向上，求作用在（111）[101]和（111）[110]滑移系上的分切应力。
（10分）
4、假定均匀形核时形成边长为a的立方体形晶核，单位体积吉布斯自由能为ΔGv，单位面积界面能为σ。
（10分）
①求临界晶核边长。
②求临界晶核形成功。
③求临界晶核形成功与界面能的关系。
《材料科学基础》试题六
A卷
1.画出面心立方中的最密排晶面、晶向，并在晶胞图中画出最密排晶面、晶向（必须标明坐标系）（5分）
2.解释什么是组织组成与相组成，根据Pb-Bi相图回答下列问题：（15分）
设X合金平衡凝固完毕时的相组成物为β和(Bi)，其中β相占80%，则X合金中Bi组元的含量是多少？Pb-42%Bi合金非平衡凝固
后得到何种非平衡组织？
3. 如图所示的三元相图的投影图：（10分） 写出这个三元系的四相平衡反应式；指出这个三元系中1合金的成分并分析其结晶过程；
4.固溶体合金的性能与纯金属比较有何变化？（5分）
5.位错对材料性能有何影响。
（10分）
6.解释大角晶界，晶界非平衡偏聚。
晶界能对材料性能有何影响？（10分）
7.解释滑移与孪生，写出FCC单晶体的一个滑移系，如何解释多相固溶体合金中弥散第二相对材料的强化？变形后金属组织与性能变化如何？（15分）
9. 什么是再结晶织构与再结晶全图，冷变形金属在加热时进行回复与再结晶后晶粒长大的驱动力是什么，铜的熔点为1083℃，在冷变形后的工业纯铜板上取三个试样，第一个试样加热到200℃，第二个试样加热到500℃，第三个试样加热到800℃，各保温一小时，然后空冷。
试画出各试样热处理后
的显微组织示意图，说明它们在强度和塑性方面的区别及原因。
（20分）
10. 固体材料中原子扩散驱动力是什么，温度、晶体结构、晶体缺陷对扩散有何影响？（10分）
B卷
1. 画出体心立方中的最密排晶面、晶向，并在晶胞图中画出最密排晶面、晶向（必须标明坐标系）（5分）
2. 解释什么是伪共晶和离异共晶，根据Pb-Bi相图回答下列问题：（15分）
设X合金平衡凝固完毕时的组织为(Bi)初晶+[ +（Bi）]共晶，且初晶与共晶的百分含量相等，则此合金中Pb组元的含量是多少？Pb-30%Bi合金非平衡凝固后得到何种
组织？
3. 分析如图所示的三元相图：（10分）
写出这个三元系的四相平衡反应式；指出这个三元系中2合金的成分并分析其结晶过程；
4. 比较金属间化合物与纯金属性能有什么区别？（5分）
5. 位错对材料性能有何影响？（10分）
6. 解释小角晶界，晶界平衡偏聚。
晶界能对材料性能有何影响？（10分）
7. 解释多晶体在冷塑性变形中的相对单晶体的变形特点，写出BCC单晶体的一个滑移系，如何解释多相固溶体合金中弥散第二相对材料的强化？变形后金属组织与性能变化，（15分）
8. 解释再结晶全图与热加工，冷变形金属在加热时进行回复与再结晶后晶粒长大的
驱动力是什么？铜的熔点为1083℃，在冷变形后的工业纯铜板上取三个试样，第一个试样加热到200 ，第二个试样加热到500℃，第三个试样加热到800℃，各保温一小时，然后空冷。
试画出各试样热处理后的显微组织示意图，说明它们在强度和塑性方面的区别及原因。
（20分）
9. 固体材料中原子反应扩散是什么，温度、晶体结构、晶体缺陷对扩散有何影响？（10分）。