材料科学基础A习题答案
材料科学基础A第二章习题及答案
材料科学基础A第二章习题与答案2.3 等径球最紧密堆积的空隙有哪两种？一个球周围有多少个四面体空隙、多少个八面体空隙？答：等径球最紧密堆积的空隙有四面体空隙和八面体空隙。
一个球周围有8个四面体空隙和6个八面体空隙。
2.4 n个等径球作最紧密堆积时可形成多少个四面体空隙、多少个八面体空隙？不等径球是如何进行堆积的？答：n个等径球作最紧密堆积时可形成四面体空隙数为(n×8)/4=2n个，八面体空隙数为(n×6)/6=n个。
不等径球堆积时，较大的球体作等径球的紧密堆积，较小的球填充在大球紧密堆积形成的空隙中。
其中稍小的球体填充在四面体空隙，稍大的球体填充在八面体空隙。
2.7 解释以下概念：（1）晶系：晶胞参数相同的一类空间点阵。
（2）晶胞：从晶体结构中取出来的反映晶体周期性和对称性的重复单元。
（3）晶胞参数：表示晶胞的形状和大小的6个参数，即3条边棱的长度a、b、c和3条边棱的夹角α、β、γ。
（4）空间点阵：把晶体结构中原子或分子等结构基元抽象为周围环境相同的阵点之后，描述晶体结构的周期性和对称性的图像。
（5）米勒指数（晶面指数）：结晶学中常用（hkl）来表示一组平行晶面的取向，其数值是晶面在三个坐标轴（晶轴）上截距的倒数的互质整数比。
（6）离子晶体的晶格能：1mol离子晶体中的正负离子由相互远离的气态结合成离子晶体时所释放的能量。
（7）原子半径：从原子核中心到核外电子的几率分布趋向于零的位置间的距离。
（8）离子半径：以晶体中相邻的正负离子中心之间的距离作为正负离子的半径之和。
（9）配位数：在晶体结构中，该原子或离子的周围，与它相接相邻结合的原子个数或所有异号离子的个数。
（10）离子极化：离子在外电场作用下，改变其形状和大小的现象（或在离子紧密堆积时，带电荷的离子所产生的电场，必然要对另一个离子的电子云产生吸引或排斥作用，使之发生变形的现象）。
（11）同质多晶：化学组成相同的物质，在不同的热力学条件下形成结构不同的晶体的现象。
材料科学基础习题与参考答案（doc14页）（优质版）
材料科学基础习题与参考答案（doc14页）（优质版）第一章材料的结构一、解释以下基本概念空间点阵、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。
二、填空题1、材料的键合方式有四类，分别是（），（），（），（）。
2、金属原子的特点是最外层电子数（），且与原子核引力（），因此这些电子极容易脱离原子核的束缚而变成（）。
3、我们把原子在物质内部呈（）排列的固体物质称为晶体，晶体物质具有以下三个特点，分别是（），（），（）。
4、三种常见的金属晶格分别为（），（）和（）。
5、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（）。
6、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（）。
7、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（）。
8、合金的相结构分为两大类，分别是（）和（）。
9、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（）。
10、影响固溶体结构形式和溶解度的因素主要有（）、（）、（）、（）。
11、金属化合物（中间相）分为以下四类，分别是（），（），（），（）。
12、金属化合物（中间相）的性能特点是：熔点（）、硬度（）、脆性（），因此在合金中不作为（）相，而是少量存在起到第二相（）作用。
13、CuZn、Cu5Zn8、Cu3Sn的电子浓度分别为（），（），（）。
07材料科学基础(下)试题A答案
）. 淬二、问答题（35分）1、解释体心立方的金属的塑性为什么比面心立方金属差？答：金属塑性的好坏，除了取决于滑移系的多少，还与滑移面上原子密排程度和滑移方向的数目有关，体心立方的滑移方向没有面心立方多，同时其滑移面上的原子密排程度也比面心立方的金属低，因此它的滑移面间距离较小，原子间结合力较大，必须在较大的应力作用下才能开始滑移，所以它的塑性要比面心立方金属差些。
2、回复过程的组织结构和性能的变化？答：显微组织未发生变化，力学性能变化不大，但残余应力显著降低，物理和化学性能部分恢复到变形前的情况。
3、淬火钢的回火转变过程？淬火钢回火时力学性能的变化？答（1）马氏体中碳的偏聚＜80℃（2）马氏体的分解100～200℃（3）、残余奥氏体的转变200～300℃（4）、碳化物的转变250～400℃（5）、碳化物的聚集长大和α相的再结晶＞400℃随着回火温度的提高，残余应力基本消除，强度硬度下降，塑韧性提高。
4、说明铝合金的主要强化方法？答：（1）形变强化纯铝和不可热处理强化的铝合金可采用塑变来强化。
（2）沉淀强化可热处理强化的铝合金加热到单相区保温后，快速冷却得到过饱和固溶体，过饱和固溶体由于强化相在脱溶过程中的某些中间状态具有特殊晶体结构，而时铝合金得到强化。
（3）固溶强化和细晶强化纯铝中加入合金元素，形成铝基固溶体，起到固溶强化的作用。
对于不可热处理强化或强化效果不大的铸造铝合金和变形铝合金，可以通过加入微量合金元素细化晶粒，提高铝合金的力学性能。
课程名 材料科学基础（下） 第 2 页 共 2页20分)1、面心立方点阵的铝单晶体在室温时的临界分切应力为7.9×105 Pa 。
若室温下对铝的单晶体试样作拉伸实验时，拉力轴为[123]方向，可能开动的滑移系为()111[101]， 求引起试样屈服所需要加的应力？解：根据公式：222222222111112121cos l k h l k h l l k k h h ++++++=φ 得cos φ=424，cos λ=284根据：施密特定律：τc=σs cos φcos λ 则：σs=16.93×105MPa2、对碳的质量分数为0.1%的钢进行渗碳，渗碳时钢件表面碳的质量分数保持为1.2% ， 要求在其表面以下2mm 处碳的质量分数为0.45%，若D=2×10 –11 m 2/s 。
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A习题答案第5章[1]解析
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材料科学基础A习题第五章材料的变形与再结晶1、某金属轴类零件在使用过程中发生了过量的弹性变形，为减小该零件的弹性变形，拟采取以下措施：（1）增加该零件的轴径。
（2）通过热处理提高其屈服强度。
（3）用弹性模量更大的金属制作该零件。
问哪一种措施可解决该问题，为什么？答：增加该零件的轴径，或用弹性模量更大的金属制作该零件。
产生过量的弹性变形是因为该金属轴的刚度太低，增加该零件的轴径可减小其承受的应力，故可减小其弹性变形；用弹性模量更大的金属制作该零件可增加其抵抗弹性变形的能力，也可减小其弹性变形。
2、有铜、铝、铁三种金属，现无法通过实验或查阅资料直接获知他们的弹性模量，但关于这几种金属的其他各种数据可以查阅到。
请通过查阅这几种金属的其他数据确定铜、铝、铁三种金属弹性模量大小的顺序（从大到小排列），并说明其理由。
答：金属的弹性模量主要取决于其原子间作用力，而熔点高低反映了原子间作用力的大小，因而可通过查阅这些金属的熔点高低来间接确定其弹性模量的大小。
据熔点高低顺序，此几种金属的弹性模量从大到小依次为铁、铜、铝。
3、下图为两种合金A、B各自的交变加载-卸载应力应变曲线（分别为实线和虚线），试问那一种合金作为减振材料更为合适，为什么？答：B合金作为减振材料更为合适。
因为其应变滞后于应力的变化更为明显，交变加载-卸载应力应变回线包含的面积更大，即其对振动能的衰减更大。
4、对比晶体发生塑性变形时可以发生交滑移和不可以发生交滑移，哪一种情形下更易塑性变形，为什么？答：发生交滑移时更易塑性变形。
因为发生交滑移可使位错绕过障碍继续滑移，故更易塑性变形。
5、当一种单晶体分别以单滑移和多系滑移发生塑性变形时，其应力应变曲线如下图，问A、B中哪一条曲线为多系滑移变形曲线，为什么？应力滑移可导致不同滑移面上的位错相遇，通过位错反应形成不动位错，或产生交割形成阻碍位错运动的割阶，从而阻碍位错滑移，因此其应力-应变曲线的加工硬化率较单滑移高。
材料科学基础课后习题答案
材料科学基础课后习题答案第一篇：材料科学基础课后习题答案第1章习题1-10 纯铁点阵常数0.286nm，体心立方结构，求1cm3中有多少铁原子。
解：体心立方结构单胞拥有两个原子，单胞的体积为V＝(0.286×10-8)3 cm3，所以1cm3中铁原子的数目为nFe= 122⨯2=8.55⨯10(2.86⨯10-8)31-11 一个位错环能否各部分都是螺型位错，能否各部分都是刃型位错？为什么？解：螺型位错的柏氏矢量与位错线平行，一根位错只有一个柏氏矢量，而一个位错环不可能与一个方向处处平行，所以一个位错环不能各部分都是螺型位错。
刃位错的柏氏矢量与位错线垂直，如果柏氏矢量垂直位错环所在的平面，则位错环处处都是刃型位错。
这种位错的滑移面是位错环与柏氏矢量方向组成的棱柱面，这种位错又称棱柱位错。
1-15 有一正方形位错线，其柏氏矢量及位错线的方向如图1-51所示。
试指出图中各段位错线的性质，并指出刃型位错额外串原子面所处的位置。
D CA B解：由柏氏矢量与位错线的关系可以知道，DC是右螺型位错，BA是左螺型位错。
由右手法则，CB为正刃型位错，多余半原子面在纸面上方。
AD为负刃型位错，多余半原子面在纸面下方。
第二篇：会计学基础课后习题答案《会计学基础》（第五版）课后练习题答案第四章习题一1、借：银行存款400 000贷：实收资本——A企业400 0002、借：固定资产400 000贷：实收资本——B企业304 000资本公积——资本溢价0003、借：银行存款000贷：短期借款0004、借：短期借款000应付利息（不是财务费用，财务费用之前已经记过）000贷：银行存款0005、借：银行存款400 000贷：长期借款400 0006、借：长期借款000应付利息000贷：银行存款000习题二1、4月5日购入A材料的实际单位成本＝（53 000＋900）/980＝55（元/公斤）4月10日购入A材料的实际单位成本＝（89 000＋1 000）/1 500＝60（元）2、本月发出A材料的实际成本＝（600×50＋600×55）＋（380×55＋1 020×60）＝63 000＋82 100＝145 100（元）3、月末结存A材料的实际成本＝（600×50）＋[（53 000+900）＋（89 000＋1 000）]－145 100＝28 800（元）习题三1、借：生产成本——A产品000——B产品000贷：原材料——甲材料000——乙材料0002、借：生产成本——A产品000 ——B产品000制造费用000贷：应付职工薪酬0003、借：制造费用500贷：原材料——丙材料5004、借：制造费用000贷：银行存款0005、借：制造费用000贷：累计折旧0006、本月发生的制造费用总额＝5 000＋500＋2 000＋1 000＝8 500（元）制造费用分配率＝8 500/（20 000＋10 000）×100％＝28.33％A产品应负担的制造费用＝20 000×28.33％＝5 666（元）B产品应负担的制造费用＝8 500－5 666＝2 834（元）借：生产成本——A产品——B产品贷：制造费用7、借：库存商品——A产品贷：生产成本——A产品习题四1、借：银行存款贷：主营业务收入2、借：应收账款——Z公司贷：主营业务收入银行存款3、借：主营业务成本贷：库存商品——A产品——B产品4、借：营业税金及附加贷：应交税费——应交消费税5、借：营业税金及附加贷：应交税费6、借：销售费用贷：银行存款7、借：销售费用贷：银行存款8、借：银行存款贷：其他业务收入借：其他业务成本贷：原材料——乙材料9、借：管理费用贷：应付职工薪酬10、借：管理费用贷：累计折旧11、借：管理费用贷：库存现金12、借：财务费用贷：银行存款13、借：银行存款贷：营业外收入14、借：主营业务收入其他业务收入营业外收入666 2 834 500 47 666 47 666 80 000 80 000 201 000200 000 000 142 680 42 680000 14 000 14 000 1 400 400 3 000 000 1 000 000 4 000 000 3 000 000 4 560 560 2 000 000300300400400 3 000 000 280 000 4 000 3 000贷：本年利润287 000借：本年利润172 340贷：主营业务成本680其他业务成本000营业税金及附加400销售费用000管理费用860财务费用400 本月实现的利润总额＝287 000－172 340＝114 660（元）本月应交所得税＝114 660×25％＝28 665（元）本月实现净利润＝114 660－28 665＝85 995（元）习题五1、借：所得税费用贷：应交税费——应交所得税借：本年利润贷：所得税费用2、2007的净利润＝6 000 000－1 500 000＝4 500 000（元）借：本年利润贷：利润分配——未分配利润3、借：利润分配——提取法定盈余公积贷：盈余公积——法定盈余公积4、借：利润分配——应付现金股利贷：应付股利第五章习题一1、借：银行存款固定资产贷：实收资本——M公司——N公司2、借：原材料——A材料——B材料贷：银行存款3、借：应付账款——丙公司贷：银行存款4、借：银行存款贷：短期借款5、借：固定资产贷：银行存款6、借：生产成本——甲产品——乙产品贷：原材料——A材料——B材料 500 000500 000 1 500 000500 000 4 500 000 4 500 000450 000450 000 1 000 000 1 000 000 1 000 000 1 000 000 1 000 000 1 000 000 50 000 50 000000 50 000 50 000500 000500 000200 000200 000000 80 000000 80 0007、借：其他应收款——王军000贷：库存现金0008、借：制造费用000管理费用贷：原材料——A材料0009、借：管理费用500贷：库存现金50010、借：原材料——A材料000贷：应付账款00011、借：应付职工薪酬200 000贷：银行存款200 00012、借：银行存款320 000贷：主营业务收入——甲产品320 00013、借：应收账款250 000贷：主营业务收入——乙产品250 00014、借：短期借款200 000应付利息000财务费用000贷：银行存款209 00015、借：销售费用贷：银行存款00016、借：管理费用300贷：其他应收款——王军000库存现金30017、借：生产成本——甲产品000——乙产品000制造费用000管理费用000贷：应付职工薪酬200 00018、借：制造费用000管理费用000贷：累计折旧00019、借：生产成本——甲产品000——乙产品000制造费用000管理费用000贷：应付职工薪酬000 20、借：主营业务成本381 000贷：库存商品——甲产品196 000——乙产品185 00021、制造费用总额＝5 000＋10 000＋35 000＋1 000＝51 000（元）制造费用分配率＝51 000/（90 000＋70 000）×100％＝31.875% 甲产品应分配的制造费用＝90 000×31.875%＝28 687.5（元）乙产品应分配的制造费用＝70 000×31.875%＝22 312.5（元）借：生产成本——甲产品687.5——乙产品312.5贷：制造费用00022、甲产品的实际成本＝120 000＋150 000＋90 000＋9 000＋28 687.5＝397 687.5（元）借：库存商品——甲产品397 687.5贷：生产成本——甲产品397 687.523、借：主营业务收入——甲产品320 000——乙产品250 000贷：本年利润借：本年利润贷：主营业务成本管理费用销售费用财务费用24、本月利润总额＝570 000－487 800＝82 200（元）本月应交所得税＝82 200×25％＝20 550（元）借：所得税费用贷：应交税费——应交所得税借：本年利润贷：所得税费用25、本月净利润＝82 200－20 550＝61 650（元）提取法定盈余公积＝61 650×10％＝6 165（元）借：利润分配——提取法定盈余公积贷：盈余公积——法定盈余公积26、借：利润分配——应付现金股利贷：应付股利570 000 487 800381 000 53 800 50 000 000 20 550 20 550 20 550 20 550 6 165 165 30 825 30 825第三篇：《机械设计基础》课后习题答案模块八一、填空1、带传动的失效形式有打滑和疲劳破坏。
材料科学基础试卷A--答案
东 北 大 学 秦 皇 岛 分 校课程名称： 材料科学基础（上） 试卷： (A) 考试形式： 闭 卷授课专业： 材料科学与工程 考试日期：2009年07月09日 试卷：共 4 页一、 填空题（每空1分，共10分）1、Cr （原子序号24）的基态电子组态为 1s 22s 22p 63s 23p 63d 54s 1。
2、高分子链中由于单键的内旋转 而产生的分子在空间的不同形态称为构象。
3、体心立方晶体的致密度为 68% 。
4、金刚石结构中，配位数为 4 。
5、小角度晶界由位错构成，其中扭转晶界由 螺型 位错构成。
6、影响扩散最主要的因素是 温度 。
7、立方晶体中的[001]方向是 4 对称轴。
8、在置换型固溶体中，原子的扩散的方式一般为 空位机制 。
9、二次再结晶的驱动力是 界面能 。
10、在金相试样表面上波纹状滑移线的产生是由于 交滑移 。
二、 选择题（每题1分，共20分）1、氯化铯（CsCl ）为有序体心立方结构，它属于______。
（ C ） A 、体心立方点阵 B 、面心立方点阵 C 、简单立方点阵2、在体心立方晶体结构中，密排面是 。
（ B ）A 、{001}面B 、{011}面C 、{111}面3、立方晶体中（110）和（211）面同属于__________晶带。
（ D ） A. [110] B. [100] C. [211] D [111]4、体心立方结构八面体的间隙半径是 。
（ B ） A 、r=0.414R B 、r=0.154R C 、r=0.225R5、不能发生滑移运动的位错是 。
（ B ） A 、肖克莱不全位错 B 、弗兰克不全位错 C 、刃型全位错6、两根具有反向柏氏矢量的刃位错在被一个原子面相隔的两个平行滑移面上相向运动以后，在相遇处 。
（ B ） A 、相互抵消 B 、形成一排空位 C 、形成一排间隙原子7、位错受力运动方向处处垂直与位错线，在运动过程中是可变的，晶体作相对滑动的方向 。
智慧树知到《材料科学基础》章节测试答案
智慧树知到《材料科学基础》章节测试答案第一章1、fcc可以看成是原子在密排面（111）面在空间的堆垛。
A:对B:错正确答案：对2、已知Al为正三价，阿伏加德诺常数为6.02×1023，铝摩尔量为26.98，质量1g的Al中的价电子数量为（)。
A:69×10∧21B:69×10∧22C:69×10∧23D:02×10∧22正确答案：69×10∧223、聚乙烯高分子材料中，C-H化学键结合属于（）。
A:金属键B:离子键C:共价键D:氢键正确答案：共价键4、化学键中，没有方向性也没有饱和性的为（）。
A:共价键B:金属键C:离子键D:氢键正确答案：金属键5、晶体的对称轴不存在（）对称轴。
A:三次B:四次C:五次D:六次正确答案：五次6、晶面族是指一系列平面的晶面。
A:对B:错正确答案：错7、一个晶胞内原子个数、配位数对于fcc是（），bcc是（）。
A:2,8B:2,12C:4,8D:4,12正确答案：2,8,4,128、bcc晶胞的密排面是（），密排方向分别是（）。
A:{110}B:{111}C:<110>D:<111>正确答案：{110},<111>9、image.pngA:78B:28C:58D:98正确答案：9810、晶带是与过某个晶向或与其平行的所有晶面，这个晶向称为晶带轴。
若晶带轴指数为［uvw］，则［uvw］与晶带中的一个晶面（hkl）这两个指数之间点积，［uvw］·（hkl）等于（）。
A:0B:5C:1D:-1正确答案：011、一个fcc晶胞的原子中的原子个数为（）个。
A:2B:4C:6D:8正确答案：412、一个bcc晶胞中的原子个数为（）个。
A:2B:4C:6D:8正确答案：213、铜和镍属于异质同构。
A:对B:错正确答案：对14、间隙固溶体中间隙原子可以无限固溶得到固溶度为100%的无限固溶体。
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23、影响再结晶速率的主要因素有哪些？影响再结晶温度的主要因素有哪些？ 答：（见教材）
24、在室温下，使一块金属板料从左至右发生不均匀塑性变形，即从左至右，塑性变形量逐 渐增大。试问从左至右，金属板的硬度如何变化？经再结晶退火后，所形成的再结晶晶粒大 小从左至右如何变化？为什么？
晶体结构，由于面心立方晶体结构中的滑移系多于密排六方晶体结构，其塑性变形过程中， 各晶粒之间变形的协调性更好，使得其塑性变形能力更强，故其塑性加工性能更好。
2
13、某滑移面上一个位错源开动释放出的位错在晶界处形成位错塞积群对该位错源的开动有 何影响，为什么？
答：该位错塞积群对位错源的开动具有阻碍作用。因为该位错塞积群中的位错与位错源 释放出的位错都是同号位错，位错之间存在排斥力，故位错塞积群形成的应力场对位错源的 开动具有阻碍作用。
2、为什么非均匀形核比均匀形核要容易？ 答：非均匀形核较均匀形核所产生的阻碍结晶进行的表面能更少一些，故非均匀形核比
均匀形核要容易。
3、利用金属凝固过程细化晶粒的主要手段有哪几种，它们各自通过何种机理使晶粒细化？ 答：利用金属凝固过程细化晶粒的主要手段有：（1）增大凝固过冷度，其通过提高结晶
驱动力来提高结晶形核率，从而细化晶粒；（2）采用变质处理，其通过非均匀形核来提高结 晶形核率，从而细化晶粒；（3）机械搅拌和振动凝固中的液相，其通过破碎液相中已形成的 晶粒，使之成为结晶晶核来细化晶粒。
27、为什么升高再结晶退火温度将使金属的再结晶临界变形量减小？ 答：升高再结晶退火温度将使金属原子的扩散能力增强，使再结晶更易发生，故使再结
晶开始发生的临界变形量减小。
第六章 凝固
1、为什么结晶的完成需要过冷度？ 答：只有当存在结晶过冷度时，物质体系以固态形式存在的能量才低于以液态形式存在
的能量，结晶才能够彻底的完成，所以结晶的完成需要过冷度。
11、细化晶粒是否总能提高晶体的强度，为什么？ 答：细化晶粒不一定总能提高晶体的强度。这是因为在高温下，晶界滑动是产生蠕变的
重要机制，若细化晶粒则增加晶界总面积，此将促进蠕变的发生。
12、对于铝合金和镁合金，哪一个的塑性加工性能更好，为什么？ 答：铝合金的塑性加工性能更好。因为铝合金为面心立方晶体结构，镁合金为密排六方
答：凝固时，在液相中，若离固/液界面越远，温度越高，则为正的温度梯度，否则为负 的温度梯度。在正的温度梯度下，纯金属晶体以平面生长方式向液相中长大，这是因为固/ 液界面上的任何固相凸起都将导致凸起前沿液相中的结晶过冷度减小，使凸起生长变慢，从 而形成平面状生长。在负的温度梯度下，纯金属晶体以树枝状方式向液相中长大，这是因为 固/液界面上的任何固相凸起都将导致凸起前沿液相中的结晶过冷度增大，使凸起生长增速， 从而形成树枝状生长。
3、下图为两种合金 A、B 各自的交变加载-卸载应力应变
σ
曲线（分别为实线和虚线），试问那一种合金作为减振材
B
料更为合适，为什么？
A
答：B 合金作为减振材料更为合适。因为其应变滞
ε
后于应力的变化更为明显，交变加载-卸载应力应变回线
包含的面积更大，即其对振动能的衰减更大。
4、对比晶体发生塑性变形时可以发生交滑移和不可以发生交滑移，哪一种情形下更易塑性变 形，为什么？
变形的“软”、“硬”取向不同，导致各晶粒发生滑移变形的先后、变形量大小不同，从而使 多晶材料的微观塑性变形不均匀。
10、细化晶粒对金属的屈服强度和塑性有何影响，为什么？ 答：细化晶粒将提高金属的屈服强度，这是因为细化晶粒将增加可阻碍位错滑移的晶界
的总面积，从而增大位错滑移的阻力，故提高金属的强度。细化晶粒可改善金属的塑性，这 是因为细化晶粒可使微观塑性变形更为均匀，降低晶界处因位错塞积造成的应力集中，从而 阻碍微观裂纹的萌生，延迟断裂的发生。
4、合金凝固时，为了获得细小的晶粒尺寸，往往增加结晶过冷度以提高形核率，问是否过冷
度越大，结晶形核率越高，为什么？ 答：不是过冷度越大，结晶形核率越高，因为形核需要液相中的原子进行扩散，当过冷
度过大时，原子几乎不能扩散，不能形成晶体，液相凝固后获得非晶。
5、在同等凝固条件下，若结晶液相附着于相同材质的固相基底发生非均匀形核，问对于下面 两种分别具有下凹和外凸表面形状的固体，液相金属是附着于下凹表面或是外凸表面更有利 于非均匀形核，为什么？
原处于不利于塑性变形取向的晶粒转至利于塑性变形的取向，使得晶体的塑性变形得以延续。
20、为什么陶瓷材料塑性变形能力很差，且其拉伸强度远远低于其压缩强度？ 答：由于陶瓷材料为离子键或共价键结合，导致其滑移系少、位错滑移阻力大，同时陶
瓷材料的制备工艺导致其中存在微观裂纹，在受力时易在裂纹前端产生应力集中促进裂纹扩 展，故陶瓷材料塑性变形能力很差。陶瓷材料的拉伸强度远远低于其压缩强度是因为拉应力 会在陶瓷中微裂纹的前端产生强烈的应力集中，促进裂纹扩展，致使陶瓷提前断裂。而压应 力则不会。
材料科学基础 A 习题
第五章 材料的变形与再结晶
1、某金属轴类零件在使用过程中发生了过量的弹性变形，为减小该零件的弹性变形，拟采取 以下措施： （1）增加该零件的轴径。 （2）通过热处理提高其屈服强度。 （3）用弹性模量更大的金属制作该零件。 问哪一种措施可解决该问题，为什么？
答：增加该零件的轴径，或用弹性模量更大的金属制作该零件。产生过量的弹性变形是 因为该金属轴的刚度太低，增加该零件的轴径可减小其承受的应力，故可减小其弹性变形； 用弹性模量更大的ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ属制作该零件可增加其抵抗弹性变形的能力，也可减小其弹性变形。
8、某钢板经热轧后，发现其力学性能出现各向异性，试问其原因为何？又问分别沿金属板热 轧变形伸长方向和垂直于该方向，金属板的力学性能有何特点？
答：这是因为沿轧制方向形成了流线。沿轧制金属板伸长方向拉伸强度高、塑性好，沿 垂直于金属板伸长方向的剪切强度高、塑性较差。
9、为什么对于多晶材料，在其塑性变形时，其微观塑性变形不均匀？ 答：这是因为在多晶体中，各晶粒的空间位向不同，使各晶粒相对于外加应力发生滑移
晶核
晶核
A
5
B
答：液相金属附着于下凹表面更有利于非均匀形核。因为对于一定的过冷度，结晶临界 晶核半径一定，且结晶液相对于相同的非均匀形核附着基底，润湿角相同。对于相同的临界 晶核半径和润湿角，当液相金属附着于下凹表面形核时所需的晶核原子数较液相金属附着于 外凸表面形核更少，故其更有利于形核。
6、为提高金属结晶时的形核率，往往向液态金属中加入一定量的高熔点的固体颗粒形核剂以 促进非均匀形核。问当向液态金属中加入的固体颗粒形核剂分别为金属颗粒和陶瓷颗粒时， 加入哪种形核剂对提高结晶形核率的效果更好，为什么？
答：向液态金属中加入金属颗粒形核剂对提高形核率的效果更好。因为金属颗粒形核剂 与结晶金属同为金属键，二者的性质更为接近，液态金属更易附着于金属颗粒形核剂表面形 成非均匀形核。
7、何谓有效过冷度？ 答：（见教材）
8、何谓凝固时正的温度梯度和负的温度梯度？在正的温度梯度和负的温度梯度下，纯金属晶 体分别以何种方式向液相中推移长大，为什么？
6、为什么晶体通过滑移塑性变形时，滑移总是沿着晶体中的原子密排面和密排方向进行？ 答：晶体中原子密排面之间的面间距最大，原子面之间的键合力最弱，而在原子密排面
上沿原子密排方向原子偏离其平衡位置位移至相邻平衡位置的阻力最小，故晶体的滑移总是 沿着晶体中的原子密排面和密排方向进行。
7、某金属板经过较大的冷轧塑性变形后，发现其力学性能出现各向异性，试问其原因为何？ 答：其原因可能有二：一是形成了织构组织，二是沿变形方向出现了纤维组织。
答：发生交滑移时更易塑性变形。因为发生交滑移可使位错绕过障碍继续滑移，故更易 塑性变形。
应
5、当一种单晶体分别以单滑移和多系滑移发生塑 力
A
性变形时，其应力应变曲线如下图，问 A、B 中哪
一条曲线为多系滑移变形曲线，为什么？
B
答：A 曲线为多系滑移变形曲线。这是因为多
1
应变
滑移可导致不同滑移面上的位错相遇，通过位错反应形成不动位错，或产生交割形成阻碍位 错运动的割阶，从而阻碍位错滑移，因此其应力-应变曲线的加工硬化率较单滑移高。
21、为提高高温合金的蠕变强度，从其成分设计上可采取什么样的措施，为什么？ 答：为提高高温合金的蠕变强度，在合金成分设计上可采取加入高熔点元素的措施。因
为高温下合金的原子扩散能力越强，越易发生蠕变。加入高熔点元素可提高原子扩散的激活 能，阻碍原子的扩散，故可提高合金的蠕变强度。
22、作为电线使用的铜导线是通过冷拉拔而成形，问为什么在对铜线冷拉拔后要将其加热进 行退火处理？
14、何谓应变时效？ 答：(见教材)
15、如相图所示，有两种成分不同的合金，问：
（1）对于合金①和合金②，哪一种合金的强度更高， ① ②
为什么？
（2）在合金①和合金②中，分别有哪几种强化机制在 起作用？
答：合金②的强度更高。因为合金①为单一固溶
γ+α α
γ+β β
体α，其中的强化机制为固溶强化，而合金②中除存在
答：从左至右，金属板的硬度增大，因为随着从左至右塑性变形量逐渐增大，加工硬化 增强。经再结晶退火后，所形成的再结晶晶粒大小从左至右逐渐减小，因为随着从左至右塑 性变形量逐渐增大，金属板中的储存能增加，也即再结晶的驱动力增大，再结晶形核率增加， 使再结晶晶粒尺寸减小。
25、晶粒长大和再结晶晶核长大的驱动力有何不同,为什么织构会阻碍晶粒的长大？ 答：晶粒长大的驱动力为晶界能的降低，再结晶晶核长大的驱动力为储存能的降低。织
α+β
固溶体α外，还存在α与β形成的共析组织，共析组织
具有细晶强化的作用，同时，在共析温度以下析出的α A