材料相变原理总复习题
材料物理性能考试复习资料
1. 影响弹性模量的因素包括:原子结构、温度、相变。
2. 随有温度升高弹性模量不一定会下降。
如低碳钢温度一直升到铁素体转变为奥氏体相变点，弹性模量单调下降，但超过相变点，弹性校模量会突然上升，然后又呈单调下降趋势。
这是在由于在相变点因为相变的发生，膨胀系数急剧减小，使得弹性模量突然降低所致。
3. 不同材料的弹性模量差别很大，主要是因为材料具有不同的结合键和键能。
4. 弹性系数Ks 的大小实质上代表了对原子间弹性位移的抵抗力，即原子结合力。
对于一定的材料它是个常数。
弹性系数Ks 和弹性模量E 之间的关系:它们都代表原子之间的结合力。
因为建立的模型不同，没有定量关系。
（☆）5. 材料的断裂强度：a E th /γσ=材料断裂强度的粗略估计：10/E th =σ6. 杜隆-珀替定律局限性:不能说明低温下，热容随温度的降低而减小，在接近绝对零度时，热容按T 的三次方趋近与零的试验结果。
7. 德拜温度意义:① 原子热振动的特征在两个温度区域存在着本质差别，就是由德拜温度θD 来划分这两个温度区域:在低θD 的温度区间，电阻率与温度的5次方成正比。
在高于θD 的温度区间，电阻率与温度成正比。
② 德拜温度------晶体具有的固定特征值。
③ 德拜理论表明:当把热容视为(T/θD )的两数时，对所有的物质都具有相同的关系曲线。
德拜温度表征了热容对温度的依赖性。
本质上，徳拜温度反应物质内部原子间结合力的物理量。
8. 固体材料热膨胀机理：（1） 固体材料的热膨胀本质，归结为点阵结构中质点间平均距离随温度升高而增大。
（2） 晶体中各种热缺陷的形成造成局部点阵的畸变和膨胀。
随着温度升高，热缺陷浓度呈指数增加，这方面影响较重要。
9. 导热系数与导温系数的含义:材料最终稳定的温度梯度分布取决于热导率，热导率越高，温度梯度越小;而趋向于稳定的速度,则取决于热扩散率,热扩散率越高，趋向于稳定的速度越快。
即:热导率大，稳定后的温度梯度小，热扩散率大，更快的达到“稳定后的温度梯度”（☆）10. 热稳定性是指材料承受温度的急剧变化而不致破坏的能力，故又称为抗热震性。
材料物理性能期末复习题
期末复习题一、填空（20）1.一长30cm的圆杆，直径4mm，承受5000N的轴向拉力。
如直径拉成3.8 mm，且体积保持不变，在此拉力下名义应力值为，名义应变值为。
2.克劳修斯—莫索蒂方程建立了宏观量介电常数与微观量极化率之间的关系。
3．固体材料的热膨胀本质是点阵结构中质点间平均距离随温度升高而增大。
4．格波间相互作用力愈强，也就是声子间碰撞几率愈大，相应的平均自由程愈小，热导率也就愈介电常数一致，虚部表示了电介质中能量损耗的大小。
．当磁化强度M为负值时，固体表现为抗磁性。
8．电子磁矩由电子的轨道磁矩和自旋磁矩组成。
9．无机非金属材料中的载流子主要是电子和离子。
10．广义虎克定律适用于各向异性的非均匀材料。
•（1-m）2x。
11．设某一玻璃的光反射损失为m，如果连续透过x块平板玻璃，则透过部分应为 I12．对于中心穿透裂纹的大而薄的板，其几何形状因子。
13．设电介质中带电质点的电荷量q，在电场作用下极化后，正电荷与负电荷的位移矢量为l，则此偶极矩为 ql 。
14．裂纹扩展的动力是物体内储存的弹性应变能的降低大于等于由于开裂形成两个新表面所需的表面能。
15.Griffith微裂纹理论认为，断裂并不是两部分晶体同时沿整个界面拉断，而是裂纹扩展的结果。
16．考虑散热的影响，材料允许承受的最大温度差可用第二热应力因子表示。
17．当温度不太高时，固体材料中的热导形式主要是声子热导。
18．在应力分量的表示方法中，应力分量σ,τ的下标第一个字母表示方向，第二个字母表示应力作用的方向。
19．电滞回线的存在是判定晶体为铁电体的重要根据。
20．原子磁矩的来源是电子的轨道磁矩、自旋磁矩和原子核的磁矩。
而物质的磁性主要由电子的自旋磁矩引起。
21. 按照格里菲斯微裂纹理论，材料的断裂强度不是取决于裂纹的数量，而是决定于裂纹的大小，即是由最危险的裂纹尺寸或临界裂纹尺寸决定材料的断裂强度。
22.复合体中热膨胀滞后现象产生的原因是由于不同相间或晶粒的不同方向上膨胀系数差别很大，产生很大的内应力，使坯体产生微裂纹。
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、12B、6C、4D、32、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？ BA、加入形核剂B、减小液相的过冷度C、对液相实施搅拌答案：B7、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、fccB、bccC、hcp9、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_ CA、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 _____。
材料物理性能复习重点
1.热容：热容是使材料温度升高1K所需的热量。
公式为C=ΔQ/ΔT=dQ/dT (J/K)；它反映材料从周围环境中吸收热量的能力，与材料的质量、组成、过程、温度有关。
在加热过程中过程不同分为定容热容和定压热容。
2.比热容：质量为1kg的物质在没有相变和化学反应的条件下升高1K所需的热量称为比热容每个物质中有两种比热容，其中c p＞c v，c v不能直接测得。
3.摩尔热容：1mol的物质在没有相变或化学反应条件下升高1K所需的能量称为摩尔热容，用Cm表示，单位为J/(mol·K)4.热容的微观物理本质：材料的各种性能（包括热容）的物理本质均与晶格热振动有关。
5.热容的实验规律：1.对于金属:2.对于无机材料（了解）1.符合德拜热容理论，但是德拜温度不同，它取决于键的强度、材料的弹性模量、熔点等。
2.对于绝大多数氧化物，碳化物，摩尔热容都是从低温时一个最低值增到到1273K左右近似于3R，温度进一步升高，摩尔热容基本没有任何变化。
3.相变时会发生摩尔热容的突变4.固体材料单位体积热容与气孔率有关，多孔材料质量越小，热容越小。
因此提高轻质隔热砖的温度所需要的热量远低于致密度的耐火砖所需的热量。
6.经典理论传统理论不能解决低温下Cv的变化，低温下热容随温度的下降而降低而下降，当温度接近0K时热容趋向于07.量子理论1.爱因斯坦模型三个假设：1.谐振子能量量子化2.每个原子是一个独立的谐振子3.所有原子都以相同的频率振动。
爱因斯坦温度：爱因斯坦模型在T >> θE 时，Cv，m=3R,与实验相符合，在低温下，T当T << θE时Cv，m比实验更快趋于0，在T趋于0时，Cv,m也趋于零。
爱因斯坦模型不足之处在于：爱因斯坦模型假定原子振动不相关，且以相同频率振动，而实际晶体中，各原子的振动不是彼此独立地以同样的频率振动，而是原子间有耦合作用，点阵波的频率也有差异。
温度低尤为明显2.德拜模型德拜在爱因斯坦的基础上，考虑了晶体间的相互作用力，原子间的作用力遵从胡克定律，固体热容应是原子的各种频率振动贡献的总和。
材料物理性能复习题汇总
一、名词解释光矢量：即是光波的电场强度矢量。
双折射：当光束通过各向异性介质表面时，折射光会分成两束沿着不同的方向传播，这种由一束入射光折射后分成两束光的现象。
光轴：通过改变入射光的方向，可以发现，在晶体中存在一些特殊的方向，沿着这些方向传播的光不会发生双折射，这些特殊的方向称为晶体的光轴。
热膨胀：物质在加热或冷却时的热胀冷缩现象称为热膨胀。
朗伯特定律：l e I I α-=0，在介质中光强随传播距离呈指数形式衰减的规律即称为朗伯特定律。
热稳定性：指材料承受高温的急剧变化而不致破坏的能力，也称为抗热震性。
滞弹性：指材料在交变载荷的情况下表现为应变对应力的滞后特性即称为滞弹性。
应力感生有序：溶解在固溶体中孤立的间隙原子，置换原子，在外加应力时，这些原子所处的位置的能量即出现差异，因而原子要发生重新分布，即产生有序排列，这种由于应力引起的原子偏离无序状态分布叫应力感生有序。
穆斯堡耳效应：固体中的无反冲核共振吸收即为穆斯堡尔效应。
高分子的分子结构：指除具有低分子化合物所具有的，如同分异构、几何异构、旋光异构等结构特征之外，还有高分子量，通常由103~105个结构单元组成的众多结构特点。
高分子的聚集态结构：是指大分子堆砌、排列的形式和结构。
均方末端距：是描述高分子链的形状和大小时采用末端距的2次方的平均值，用r 2表示，称为均方末端距。
二、填空题1、下图为聚合物的蠕变和回复曲线，可见一个聚合物材料的总形变是三种形变之和，其中 ε1为普弹形变、 ε2为高弹形变、 ε3为粘性流动。
2、从微观上分析，光子与固体材料相互作用的两种重要结果是：电子极化和电子能态转变3、在光的非弹性散射光谱中，出现在瑞利线低频侧的散射线统称为斯托克斯线，而在瑞利线高频侧的散射线统称为反斯托克斯线。
4、掺杂在各种基质中的三价稀土离子，它们产生光学跃迁的是4f 电子。
5、红宝石是历史上首先获得的激光材料，它的发光中心是C r 3+ 离子。
材料成型原理（上）考试重点复习题2
材料成型原理（上）考试重点复习题2（第⼀章）班级：姓名：学号成绩：座位：第排，左起第座1、偶分布函数g(r)物理意义是距某⼀参考粒⼦r 处找到另⼀个粒⼦的⼏率，换⾔之，表⽰离开参考原⼦（处于坐标原点r=0）距离为r 位置的数密度ρ(r)对于平均数密度ρo （= N/V ）的相对偏差。
2、描述液态结构的“综合模型”指出，液态⾦属中处于热运动的不同原⼦的能量有⾼有低，同⼀原⼦的能量也在随时间不停地变化，时⾼时低。
这种现象称为能量起伏。
3、对于实际⾦属及合⾦的液态结构，还需考虑不同原⼦的分布情况。
由于同种元素及不同元素之间的原⼦间结合⼒存在差别，结合⼒较强的原⼦容易聚集在⼀起，把别的原于排挤到别处，表现为游动原⼦团簇之间存在着成分差异。
这种局域成分的不均匀性随原⼦热运动在不时发⽣着变化，这⼀现象称为浓度起伏。
4、粘度随原⼦间距δ增⼤⽽降低，随温度T 上升⽽下降，合⾦元素的加⼊若产⽣负的混合热H m ，则会使合⾦液的粘度上升，通常，表⾯活性元素使液体粘度降低。
5、两相质点间结合⼒越⼤，界⾯能越⼩，界⾯张⼒就越⼩。
两相间的界⾯张⼒越⼤，则润湿⾓越⼤，表⽰两相间润湿性越差。
6、液态⾦属的“充型能⼒”既取决于⾦属本⾝的流动性，也取决于铸型性质、浇注条件、铸件结构等外界因素，是各种因素的综合反映。
流动性与充型能⼒的关系可理解为前者是后者的内因。
7、作⽤于液体表⾯的切应⼒τ⼤⼩与垂直于该平⾯法线⽅向上的速度梯度的⽐例系数，以η表⽰，通常称为动⼒学粘度。
要产⽣相同的速度梯度dV X /dy ，液体内摩擦阻⼒越⼤，则η越⼤，所需外加剪切应⼒也越⼤。
粘度η的常⽤单位为 Pa ·s 或mPa ·s 。
8、铸型的C 2、ρ2、λ2越⼤，即蓄热系数b 2（2222ρλC b =）越⼤，铸型的激冷能⼒就越强，，⼜增⼤T ，所以f max 减⼩；同时固液阶段时间延长，所以钢铁材料中S 、O ⾼则热裂纹容易形成。
(吴国华)《材料加工原理》复习题
材料加工原理（液态成型部分）复习题：名词解释：1、自发形核在不借助任何外来界面的均匀熔体中形核的过程。
2、非自发形核在不均匀熔体中，依靠外来杂质界面或各种衬底形核的过程。
3、气孔为梨形、圆形、椭圆形的孔洞，表面较光滑，一般不在铸件表面露出，大孔独立存在，小孔则成群出现。
4、非金属夹杂物在炼钢过程中，少量炉渣、耐火材料及冶炼中反应产物可能进入钢液，形成非金属夹杂物。
5、残余应力产生应力原因消除后，铸件中仍然存在的应力。
6、充型能力液态金属充满铸型型腔，获得尺寸精确、轮廓清晰的成型件的能力。
7、缩孔指铸件在冷凝过程中收缩而产生的孔洞，形状不规则，孔壁粗糙。
8、缩松铸件断面上出现的分散而细小的缩孔。
9、铸造应力铸件在发生体积膨胀或收缩时，往往受到外界的约束或铸件各部分之间的相互制约而不能自由地进行，于是在变形的同时产生应力10、单相合金凝固过程中只析出一个固相的合金 (固溶体,金属间化合物,纯金属)11、多相合金凝固过程中同时析出两个以上新相的合金（共晶、包晶、偏晶转变的合金）12、溶质再分配合金在凝固时，随着温度不同，液固相成分发生改变，且由于固相成分与液相原始成分不同，排出溶质在液-固界面前沿富集，并形成浓度梯度，从而造成溶质在液、固两相重新分布，这种现象称之为“溶质再分配”现象。
13、平衡凝固在接近平衡凝固温度的低过冷度下进行的凝固过程。
14、溶质分配系数一定温度下，处于平衡状态时，组分在固定相中的浓度和在流动相中的浓度之比15、动力学过冷度物体实际结晶温度与理论结晶温度的差。
液态成型理论基础：1、纯金属和实际合金的液态结构有何不同？举例说明。
答：（1）纯金属的液态结构是由原子集团、游离原子、空穴或裂纹组成。
原子集团的空穴或裂纹内分布着排列无规则的游离原子，这样的结构处于瞬息万变的状态，液体内部存在着能量起伏。
实际的液态合金是由各种成分的原子集团、游离原子、空穴、裂纹、杂质气泡组成的鱼目混珠的“混浊”液体，也就是说，实际的液态合金除了存在能量起伏外，还存在结构起伏、成分起伏。
相变基本原理
18.2相变热力学
1、重要的热力学函数
热力学研究的对象——系统与环境之间可以发生各种相互作用并使系统的 状态发生变化。热力学状态函数对系统的状态及其所发生的现象给出宏观的描述， 而无需考虑系统内部的结构细节。在经典热力学中，对系统的描述除温度、压力 等强度变量外，还引入了广延性质的状态函数，它们分别为体积V、内能U、熵S、 焓H、赫姆赫兹自由能F和吉布斯自由能G。内能描述了系统内部的能量总和；熵 定义为系统在可逆过程中所吸收的热量与系统温度之比；焓为系统内能与外界对 系统所作的功之和：H=U+pV；赫姆赫兹自由能F和吉布斯自由能G并非独立的热 力学状态函数，它们分别被定义为：
如图18.3（a）所示。当温度 降 以至下其，临 合界金温中度Au（、TCc=u3原9子0℃开） 始发生偏聚，Au原子择优占 据立方体的面心位置，如图 18.3（b）所示，并最后达到 一种完全有序的结构。此时， 原面心立方晶胞可看成是由四 个分别被一种原子占据的，相 互穿插的简单立方亚点阵组成。
有序—无序相变的发生常会伴有超结构现象出现， 就组分为AB的合金而言，这是因为有序化过程使结构 中出现富A（或完全被A占据）的晶面与富B（或完全 被B占据）的晶面交替排列情况，从而使布拉格衍射图 上出现超结构衍射线。如图18.4所示。铜—金合金中 CuAu在高温时呈无序的面心立方结构，在385℃以下 退火则变为有序的四方结构。沿着结构的C轴，出现交 替排列的Cu原子层和Au原子层。
（3）化学成分的不连续变化，例如均匀溶液的脱溶沉淀或固溶 体的脱溶分解等。
实际材料中所发生的相变形式可以是上述中的一种，也可以是 它们之间的复合。如脱溶沉淀往往是结构和成分变化同时发生，铁电 相变总是和结构相变耦合在一起。
相变现象在自然界普遍存在，且具有多样性。 相变现象的研究，不仅使人们加深了对大量与相变有关的现象 的理论认识，更重要的是，它促进了构筑现代科学技术，尤其是材料 科学技术的迅速发展。相变过程基本规律的研究、学习和掌握有助于 人们合理、科学地优化材料制备工艺，并对材料性能进行能动地设计 和剪裁，其重要性和意义是显然的。
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材料相变原理
复习题
第一章：
1说明成分、相、结构和组织四个概念的含义，并讨论45#钢室温平衡状态下的成分、相、
结构和组织。
2 试述金属固态相变的主要特征。
3 哪些基本变化可以被称为固态相变？
4 简述固态相变过程中界面应变能产生的原因。
5 简述固态相变形成新相的形状与界面能和界面应变能的关系，
6 扩散型相变和无扩散型相变各有哪些主要特点？
第二章：
1 试述钢中奥氏体和铁素体的晶体结构、碳原子可能存在的部位以及碳原子在奥氏体和铁素
体中的最大理论含量和实际含量。
2 以共析钢为例说明奥氏体的形成过程，并说明为什么在铁素体消失的瞬间还有部分渗碳体
未溶解。
3 试述影响奥氏体晶粒长大的因素。
4 解释下列概念：
惯习面，非均匀形核，奥氏体的起始晶粒度、实际晶粒度和本质晶粒度，钢在加热时的过热
现象，钢的组织遗传和断口遗传。
第三章：
1 试述影响珠光体转变动力学的因素。
2 试述钢中相间沉淀长生条件和机理。
3 概念解释：伪共析组织，魏氏组织，“派敦”处理。
第四章：
1 试述马氏体的晶体结构及其长生原因。
2 简述马氏体异常正方度的长生原因。
3 试述马氏体转变的主要特点。
4 试述钢中板条状马氏体和片状马氏体的形貌特征和亚结构并说明它们的性能差异。
5 Ms点的定义和物理意义。
6 试述影响Ms点的主要因素。
7 试述引起马氏体高强度的原因。
8 概念解释：奥氏体的热稳定化，奥氏体的机械稳定化，马氏体的逆转变，伪弹性，相变冷
作硬化，形状记忆效应。
第五章：
1 试述贝氏体转变的基本特征。
2试述钢中上贝氏体和下贝氏体的形貌特征和亚结构并说明它们的性能差异。
3 试述影响贝氏体性能的基本因素。
4 试比较贝氏体转变与珠光体转变和马氏体转变的异同。
第七章：
1 什么是回火？回火的目的是什么？
2 试述淬火钢回火转变的基本过程。
3 简述第一类回火脆性的特点及产生原因。
4简述第二类回火脆性的特点及产生原因。
5 简述预防和减轻第二类回火脆性的方法。
6 概念解释：二次硬化，二次淬火，回火脆性敏感度，回火脆度。
第八章：
1 概念解释：固溶处理，脱溶，时效，时效合金的回归现象，调幅分解。
2 以Al-Cu合金为例，说明时效合金的脱溶过程及各种脱溶物的特征。