材料工程基础 思考题
《材料科学与工程基础》习题和思考题及答案
《材料科学与工程基础》习题和思考题及答案第二章2-1.按照能级写出N、O、Si、Fe、Cu、Br原子的电子排布（用方框图表示）。
2-2.的镁原子有13个中子，11.17%的镁原子有14个中子，试计算镁原子的原子量。
2-3.试计算N壳层内的最大电子数。
若K、L、M、N壳层中所有能级都被电子填满时，该原子的原子序数是多少？2-4.计算O壳层内的最大电子数。
并定出K、L、M、N、O壳层中所有能级都被电子填满时该原子的原子序数。
2-5.将离子键、共价键和金属键按有方向性和无方向性分类，简单说明理由。
2-6.按照杂化轨道理论，说明下列的键合形式：（1）CO的分子键合（2）甲烷CH的分子键合 24（3）乙烯CH的分子键合（4）水HO的分子键合 242（5）苯环的分子键合（6）羰基中C、O间的原子键合 2-7.影响离子化合物和共价化合物配位数的因素有那些？2-8.试解释表2-3-1中，原子键型与物性的关系？332-9.0?时，水和冰的密度分别是1.0005 g/cm和0.95g/cm，如何解释这一现象？+2-10.当CN=6时，K离子的半径为0.133nm(a)当CN=4时，半径是多少？(b)CN=8时，半径是多少？32-11.(a)利用附录的资料算出一个金原子的质量？(b)每mm 的金有多少个原子？(c)根据金21的密度，某颗含有10个原子的金粒，体积是多少？(d)假设金原子是球形(r=0.1441nm),Au21并忽略金原子之间的空隙，则10个原子占多少体积？(e)这些金原子体积占总体积的多少百分比？2+2-2-12.一个CaO的立方体晶胞含有4个Ca离子和4个O离子，每边的边长是0.478nm，则CaO的密度是多少？2-13.硬球模式广泛的适用于金属原子和离子，但是为何不适用于分子？ 2-14.计算（a）面心立方金属的原子致密度；（ b）面心立方化合物NaCl的离子致密度（离子半径r+=0.097，r-=0.181）；（C）由计算结果，可以引出什么结论？ NaCl 4702-15.铁的单位晶胞为立方体，晶格常数 a=0.287nm，请由铁的密度算出每个单位晶胞所含的原子个数。
材料工程复习思考题部分答案
材料工程基础》复习思考题第一章绪论1、材料科学与材料工程研究的对象有何异同？答：材料科学侧重于发现和揭示组成与结构，性能，使用效能，合成与加工等四要素之间的关系，提出新概念，新理论。
而材料工程指研究材料在制备过程中的工艺和工程技术问题，侧重于寻求新手段实现新材料的设计思想并使之投入使用，两者相辅相成。
6、进行材料设计时应考虑哪些因素？答：. 材料设计的最终目标是根据最终需求，设计出合理成分，制订最佳生产流程，而后生产出符合要求的材料。
材料设计十分复杂，如模型的建立往往是基于平衡态，而实际材料多处于非平衡态，如凝固过程的偏析和相变等。
材料的力学性质往往对结构十分敏感，因此，结构的任何细小变化，性能都会发生明显变化。
相图也是材料设计不可或缺的组成部分。
7、在材料选择和应用时，应考虑哪些因素？答：一，材料的规格要符合使用的需求：选择材料最基本的考虑，就在满足产品的特性及要求，例如：抗拉强度、切削性、耐蚀性等；二，材料的价格要合理；三，材料的品质要一致。
8、简述金属、陶瓷和高分子材料的主要加工方法。
答：金属：铸造（砂型铸造、特种铸造、熔模铸造、金属型铸造、压力铸造、低压铸造、离心铸造、连续铸造、消失模铸造）、塑性加工（锻造、板料冲压、轧制和挤压、拉拨）、热处理、焊接（熔化焊、压力焊、钎焊）；橡胶：塑炼、混炼、压延、压出、硫化五部分；高分子：挤制成型、干压成型、热压铸成型、注浆成型、轧膜成型、等静压成型、热压成型和流延成型。
10、如何区分传统材料与先进材料？答：传统材料指已经成熟且已经在工业批量生产的材料，如水泥、钢铁，这些材料量大、产值高、涉及面广，是很多支柱产业的基础。
先进材料是正在发展，具有优异性能和应用前景的一类材料。
二者没有明显界限，传统材料采用新技术，提高技术含量、性能，大幅增加附加值成为先进材料；先进材料长期生产应用后成为传统材料，传统材料是发展先进材料和高技术基础，先进材料推到传统材料进一步发展。
材料科学与工程复习思考题答案
第一章绪论1、材料科学与材料工程研究的对象有何异同？答：材料科学：表征和发现材料的基本属性（结构、性能）材料工程：研究材料的制备与加工技术，进行材料剪裁和设计2、为什么材料是人类赖以生存和发展的物质基础？3、为什么材料是科学技术进步的先导？答：先进材料是社会现代化的先导，科技发展—社会进步—材料是基础、是先导4、材料的制备技术或方法主要有哪些？答：从气态制备材料：物理气相沉积（PVD）化学气相沉积（CVD）从液态制备材料：铸造、注浆、注塑、熔融纺丝、凝胶注模、溶胶—凝胶、溶液沉淀、聚合、……从固态制备材料：固相合成、粉末冶金、陶瓷烧结5、材料的加工技术主要包括哪些内容？答：金属：煅造、退火、回火、淬火等热处理、车、刨、镗、磨等加工，焊接陶瓷：切割研磨、抛光、腐蚀、金属化等玻璃：钢化、刻蚀、抛光、吹拉加工等聚合物：热塑焊接、热塑加工等11、钢铁材料是如何分类的？其主要发展趋势？答：分类：铁、铁合金、非合金钢、低合金钢、合金钢、高合金钢，还可按用途、冶炼方法、材型、碳含量分类。
发展趋势：高洁净度，超细晶，高均匀性，微合金化12、有色金属材料分为哪些类别？各有何特点？答：黑色金属；重有色金属；轻有色金属；贵金属；稀有金属；放射性金属；半金属13、化工材料主要有哪些？答：天然高分子；半合成高分子；合成高分子；塑料；橡胶纤维；涂料；胶粘剂；功能高分子14、建筑材料有何特点？答：主要建材产品产量均为世界第一，是建材生产大国，但不是强国。
建材属于“三高一低”产品：高资耗、高能耗、高污染、低附加值。
15、电子信息材料主要有哪些？其发展特点？答：微电子材料、光电子材料、电子陶瓷、电池材料等，如各种半导体、芯片材料、基片材料、光刻材料、连线或引线、封装材料等。
发展特点与趋势：年年有更新，3~5年换代，5~8年性能提高一个数量级。
产业与国外差距5~10年，主要是原料基础差，装备水平较低，产业规模小，产品质量可靠性差。
《工程材料》复习思考题
《工程材料》复习思考题参考答案金属的晶体结构与结晶1．解释下列名词点缺陷，线缺陷，面缺陷，亚晶粒，亚晶界，刃型位错，单晶体，多晶体，过冷度，自发形核，非自发形核，变质处理，变质剂。
2.常见的金属晶体结构有哪几种？α-Fe 、γ- Fe 、Al 、Cu各属何种晶体结构？3.过冷度与冷却速度有何关系？它对金属结晶过程有何影响？对铸件晶粒大小有何影响？4.金属结晶的基本规律是什么？晶核的形成率和成长率受到哪些因素的影响？5.在铸造生产中，采用哪些措施控制晶粒大小？在生产中如何应用变质处理？金属的塑性变形与再结晶1．解释下列名词：加工硬化、回复、再结晶、热加工、冷加工。
2．产生加工硬化的原因是什么？加工硬化在金属加工中有什么利弊？3．划分冷加工和热加工的主要条件是什么？4．与冷加工比较，热加工给金属件带来的益处有哪些？5．为什么细晶粒钢强度高，塑性，韧性也好？6．金属经冷塑性变形后，组织和性能发生什么变化？7．分析加工硬化对金属材料的强化作用？8．在制造齿轮时，有时采用喷丸法（即将金属丸喷射到零件表面上）使齿面得以强化。
试分析强化原因。
合金的结构与二元状态图1．解释下列名词：合金，组元，相，相图；固溶体，金属间化合物，机械混合物；枝晶偏析，比重偏析；固溶强化，弥散强化。
2．指出下列名词的主要区别：1）置换固溶体与间隙固溶体；2）相组成物与组织组成物；3．下列元素在α-Fe 中形成哪几种固溶体?Si、C、N、Cr、Mn4．试述固溶强化、加工强化和弥散强化的强化原理,并说明三者的区别.5．固溶体和金属间化合物在结构和性能上有什么主要差别？6. 何谓共晶反应、包晶反应和共析反应?试比较这三种反应的异同点. 7．二元合金相图表达了合金的哪些关系？8．在二元合金相图中应用杠杆定律可以计算什么？9. 已知A（熔点 600℃）与B(500℃) 在液态无限互溶；在固态 300℃时A溶于 B的最大溶解度为 30% ，室温时为10%，但B不溶于A；在 300℃时，含 40% B 的液态合金发生共晶反应。
材料工程基础思考题
材料工程基础思考题一、金属材料的制备1.简要说明高炉的结构及高炉内主要区域分布。
2.高炉炼铁的主要原料和产品分别是什么？3.高炉炼铁的主要理化过程有哪些？主要的反应有哪些？4.炼钢有哪些主要方法？炼钢过程的主要反应是什么？5.说明连铸机的组成及作用。
6.简要叙述拜耳法生产氧化铝的原理和工序。
7.说明火法炼铜的基本原理与工艺，造锍熔炼的目的是什么？二、金属的液态成型1.合金的铸造性能有哪些？2.什么是铸造应力？铸造应力对铸件的质量有何影响？生产中常采用哪些措施来防止和减少应力对铸件的危害？3.缩孔和缩松是如何形成的？采用何种措施进行防止？4.什么是顺序凝固和同时凝固？各需要采用什么措施来实现？它们分别适用于哪些场合？5.浇注系统一般有哪几个基本组元组成？各组元的作用是什么？6.简述熔模铸造的工艺过程、生产特点和适用范围。
7.金属型铸造有何优越性？为什么它不能完全取代砂型铸造？8.低压铸造的工作原理与压力铸造有何不同？三、金属塑性成形1.常见的塑形成形加工方法有哪些？2.与铸件相比，锻件有何优点？3.简述影响金属塑性成形性能的主要因素。
4.金属塑形成形的基本定律是什么？5.一般情况下，模锻的模膛包括哪几个部分？6.简述热轧无缝钢管的主要生产工序7.什么是控制轧制？简述控制轧制三阶段的显微组织变化特点。
8.板料冲压主要包含哪些内容？分别说明各种冲压工艺的特点及其应用范围。
四、金属热处理原理及工艺1.简述奥氏体化的过程及奥氏体晶粒大小的影响因素。
2.绘制共析钢的等温冷却曲线和连续冷却曲线，说明每条线和区域的金属学意义。
3.解释名词：片状珠光体、粒状珠光体、索氏体、屈氏体、马氏体、贝氏体。
4.试述钢中马氏体组织转变特点及其影响马氏体强韧性的因素，为什么马氏体转变不能进行彻底，而总要保留一部分残余奥氏体？5.什么是贝氏体组织？上贝氏体、下贝氏体及粒状贝氏体的形貌特征如何？6.何谓魏氏组织？它的形成条件如何？对钢的性能有何影响？如何消除？7.什么是上临界冷却速度？8.比较钢的退火和正火的异同。
工程材料思考题
工程材料思考题
一、基本概念（名词解释）：
晶体，晶格，晶体缺陷，相，显微组织，铁素体，奥氏体，过冷奥氏体，渗碳体，屈氏体，索氏体，马氏体，回火马氏体，回火屈氏体，回火索氏体，加工硬化，再结晶，固溶体，固溶强化，细晶强化，相图，匀晶反应，共晶反应，C曲线，正火，淬火，回火，完全退火，球化退火，球状珠光体，扩散退火，表面淬火，渗碳，电镀，合金，合金系，合金钢，抗拉强度，硬度，冲击韧性，疲劳断裂，韧性断裂，脆性断裂，热加工，失效
二、综合与简答：习题1-1，5，6，16；3-4，5，7；4-3；5-2，5；
6-1，3；7-1，4，7，14，18，20；8-6，10，13。
什么是金属材料的平衡组织与非平衡组织？它们在钢铁材料中都包括哪些？
几种常用的金属材料强化方法及强化机理有哪些？
三、要求会求晶向指数和晶面指数。
会根据设备或零部件工况选
择材料。
能绘出Fe-Fe3C相图（完整）、能根据Fe-Fe3C相图制定钢铁热处理工艺。
四、计算题：习题2-5，8；
会计算45#钢、T11室温平衡组织的相对量、相的相对量。
《材料科学与工程基础》习题和思考题及答案
《材料科学与工程基础》习题和思考题及答案第二章2-1.按照能级写出N、O、Si、Fe、Cu、Br原子的电子排布（用方框图表示）。
2-2.的镁原子有13个中子，11.17%的镁原子有14个中子，试计算镁原子的原子量。
2-3.试计算N壳层内的最大电子数。
若K、L、M、N壳层中所有能级都被电子填满时，该原子的原子序数是多少？2-4.计算O壳层内的最大电子数。
并定出K、L、M、N、O壳层中所有能级都被电子填满时该原子的原子序数。
2-5.将离子键、共价键和金属键按有方向性和无方向性分类，简单说明理由。
2-6.按照杂化轨道理论，说明下列的键合形式：（1）CO2的分子键合（2）甲烷CH4的分子键合（3）乙烯C2H4的分子键合（4）水H2O的分子键合（5）苯环的分子键合（6）羰基中C、O间的原子键合2-7.影响离子化合物和共价化合物配位数的因素有那些？2-8.试解释表2-3-1中，原子键型与物性的关系？2-9.0℃时，水和冰的密度分别是1.0005 g/cm3和0.95g/cm3，如何解释这一现象？2-10.当CN=6时，K+离子的半径为0.133nm(a)当CN=4时，半径是多少？(b)CN=8时，半径是多少？2-11.(a)利用附录的资料算出一个金原子的质量？(b)每mm3的金有多少个原子？(c)根据金的密度，某颗含有1021个原子的金粒，体积是多少？(d)假设金原子是球形(r Au=0.1441nm),并忽略金原子之间的空隙，则1021个原子占多少体积？(e)这些金原子体积占总体积的多少百分比？2-12.一个CaO的立方体晶胞含有4个Ca2+离子和4个O2-离子，每边的边长是0.478nm，则CaO的密度是多少？2-13.硬球模式广泛的适用于金属原子和离子，但是为何不适用于分子？2-14.计算（a）面心立方金属的原子致密度；（b）面心立方化合物NaCl的离子致密度（离子半径r Na+=0.097，r Cl-=0.181）；（C）由计算结果，可以引出什么结论？2-15.铁的单位晶胞为立方体，晶格常数a=0.287nm，请由铁的密度算出每个单位晶胞所含的原子个数。
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《材料科学与工程基础》习题和思考题及答案第二章2.1.按照能级写出N、0、Si、Fe、Cu、Br原子的电子排布（用方框图表示）。
2・2.的镁原子有13个中子，11.17%的镁原子有14个中子，试计算镁原子的原子量。
2.3.试计算N壳层内的最大电子数。
若K、L、M、N壳层中所有能级都被电子填满时，该原子的原子序数是多少？2-4.计算O壳层内的最大电子数。
并定出K、L、N、O壳层中所有能级都被电子填满时该原子的原子序数。
2-5.将离子键、共价键和金属键按有方向性和无方向性分类，简单说明理由。
2-6.按照杂化轨道理论，说明下列的键合形式：（1）CO?的分子键合（2）甲烷CH’的分子键合（3）乙烯C2H4的分子键合（4）水HQ的分子键合（5）苯环的分子键合（6）城基中C、。
间的原子键合2.7.影响离子化合物和共价化合物配位数的因素有那些？2-8.试解释表2.3-1中，原子键型与物性的关系？2-9.0°C时，水和冰的密度分别是1.0005 g/cm3和0.95g/cm3,如何解释这一现象？2.10.当CN=6时,K+离子的半径为0.133nm（a）当CN=4时，半径是多少? （b）CN=8时，半径是多少？2-11 .（a）利用附录的资料算出一•个金原子的质量？（b）每mm3的金有多少个原子？（c）根据金的密度，某颗含有10由个原子的金粒，体积是多少？（d）假设金原子是球形（E=0.1441nm）, 并忽略金原子之间的空隙，则10刀个原子占多少体积？（e）这些金原子体积占总体积的多少百分比？12.—个CaO的立方体晶胞含有4个Ca*离子和4个O?-离子，每边的边长是0.478nm, 则CaO的密度是多少？-硬球模式广泛的适用于金属原子和离子，但是为何不适用于分子？14.计算（a）面心立方金属的原子致密度；（b）面心立方化合物NaCl的离子致密度（离子半径r Na+=0.097,心=0.181）；（C）由计算结果，可以引出什么结论？2-15.铁的单位品胞为立方体，品格常数a=0.287nm,请由铁的密度算出每个单位品胞所含的原子个数。
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2008级材料工程基础第三次思考题
１、名词解释：
高炉利用系数、高炉有效容积、炉渣碱度、碱性操作、酸性操作、焦比、氧位、焦炭回转运动区、直接还原、间接还原、块状带、软融带、滴下带、热保持带、化学保持带、Ｓ准数、LD转炉、镁碳砖、镁钙砖、L/L o、硬吹、软吹、炉外精炼、铁水预处理、二次精炼、RH法、DH法、硫容量、夹杂物形态控制、一次颗粒、二次颗粒、连铸连轧、一次颗粒、二次颗粒、模压成形、注射成形、挤压成形、轧膜成形、烧结、烧结颈、无压烧结、固相烧结、液相烧结、加压烧结、活化烧结
２、钢铁生产过程的本质是什么？该过程遵循哪些原则？其制造过程是由哪些工序构成的？
３、高炉设备是由几大部分构成的？试画出高炉本体结构示意图。
４、高炉炼铁的主原料和辅助原料是哪些？
５、由氧化物自由焓－温度图(图9-6)可以说明钢铁生产中哪些基本原理？
６、有碳存在的Fe-C-O平衡图（补充图3即布德奥德平衡图）对热处理加工和炼铁生产有何实际意义？并示意画出布德奥德平衡图。
７、铁氧化物还原过程是由哪几个步骤完成的？其主要环节是什么？
８、影响铁矿石还原速度的主要因素是什么？
９、试说明钢铁生产中造渣的目的和遵循的原则。
10、炼钢的主原料和辅助原料是什么？
11、试说明转炉炼钢的特点和三个主要阶段的作用。
12、试说明连续铸钢工艺过程。
13、试说明炉外精炼的目的和意义。
14、铁水预处理中的主要化学反应是什么？
15、画图说明RH法和DH法工作原理。
16、在钢包精炼中如何应用西维斯定律。
17、什么是夹杂物形态控制原理？夹杂物存在有什么危害？
18、简述粉末冶金工艺的流程。
19、粉末冶金材料有什么特点？结合其特点举出5个应用实例。
20、粉末的一次颗粒和二次颗粒各指是什么？
21、球磨制粉的四要素是什么？说明球磨制粉的基本原理及提高效率的准则。
22、归纳滚筒式球磨、振动球磨和搅拌球磨磨粉的异同点。
23、说明气流研磨法的工作机理。
提高气流研磨效率的准则与球磨制粉的准则是否相同？
24、归纳旋涡研磨、冷流冲击和流态化床气流磨磨粉的异同点。
25、说明雾化法制粉的过程和提高制粉效率的两个基本准则。
26、说明双流雾化基本机理。
27、说明离心雾化法制粉的三种方法。
28、说明雾化制粉粉末的四个特性。
29、什么是物理蒸发冷凝法制粉方法？
30、说明化学气相沉积法制粉原理。
31、化学气相沉积法制粉有几种方法。
32、图2-1曲线为什么有极大值？
33、粉末成形时在压力下的运动行为如何？
34、粉末成形工艺过程由那些步骤组成？
35、粉末成形时单向压制和双向压制的密度是如何分布的？
36、什么是单元系烧结？什么是多元系烧结？
37、试说明粉末烧结的驱动力。
38、坯体烧结过程中传质机理有几种学说？
39、说明坯体烧结过程的迁移机制。
40、试说明坯体烧结基本过程。
41、通过本课程的学习，你对材料科学中的“界面”有何新的认识和理解？“界面”在材料科学中的地位如何？试尽可能多的举例说明之。