清华材料科学基础实验五
清华大学材料科学基础习题答案.doc
清华大学材料科学基础习题答案第1章练习和答案1第2章练习和答案8第3章练习和答案11第4章练习和答案15 《晶体结构与缺陷》第1章练习和答案1-1。
勇敢格子的基本特征是什么？答:它具有周期性和对称性，每个节点都是一个等价点。
1-具有周期性和对称性，每个节点都是一个等价点。
1:首先，不少于14种点阵。
对于14种晶格中的任何一种，在不改变对称性的情况下，都不可能找到一种方法来连接节点以形成一个新的晶胞。
第二，不超过14种。
如果每个晶体系统包括四种晶格，即简单晶格、平面晶格、体晶格和底晶格，那么在七个晶体系统中有28种布拉瓦晶格。
然而，这28种晶格中的一些可以在不改变对称性的情况下连接成14种晶格中的一种。
例如，体心单斜可以连接成底部中心单斜晶格，所以它不是一种新的晶格类型。
1-但是这28种晶格中的一些可以连接成14种晶格中的一种，而不改变对称性。
例如，体心单斜可以连接成底部中心单斜晶格，所以它不是一种新的晶格类型。
1.单位胞元和原胞元都可以反映晶格的周期性，即单位胞元和原胞元的无限积累可以获得一个完整的完整晶格。
然而，晶胞需要反映晶格的对称性。
在这个前提下，最小体积单位是单位单元。
然而，原始单元只需要最小的体积，而勇敢晶格的原始单元只包含一个节点。
例如:BCC单元中的节点数为2，原始单元为1。
催化裂化装置单元中的节点数为4，原单元为1。
六边形网格单元中的节点数为3，原始单元为1。
如下图所示，直线是单位单元格，虚线是原始单元格。
虽然原始细胞只需要最小的体积，雅鲁藏布江晶格的原始细胞只包含一个节点。
例如: BCC单元中的节点数为2，原始单元为1。
催化裂化装置单元中的节点数为4，原单元为1。
六边形网格单元中的节点数为3，原始单元为1。
如下图所示，直线是单位单元格，虚线是原始单元格。
立方立方立方立方六边形晶格1:晶胞中相邻三条边的长度A、B和C以及三条边之间的夹角α、β和γ分别决定晶胞的大小和形状。
这六个参数被称为晶格常数。
清华大学建筑材料实验实验报告
清华大学建筑材料实验实验报告混凝土配合比设计实验报告一、实验名称C80高强混凝土配合比设计实验二、实验目的1、掌握混凝土配合比设计的方法，学会通过查阅相关资料，在标准设计步骤指导下完成基本符合预期要求的混凝土配合比方案；2、掌握混凝土拌合工序，学习如何测定混凝土拌合物的基本性能；3、配制出具有较好性能的C80高强泵送混凝土，为混凝土力学性能实验准备试件。
三、设计概述（设计初衷及着重点）（一）设计初衷高强混凝土作为一种新的建筑材料，以其抗压强度高、抗变形能力强、密度大、孔隙率低的优越性，在高层建筑结构、大跨度桥梁结构以及某些特种结构中得到广泛的应用。
高强混凝土最大的特点是抗压强度高，一般为普通强度混疑土的4～6倍，故可减小构件的截面，因此最适宜用于高层建筑。
试验表明，在一定的轴压比和合适的配箍率情况下，高强混凝土框架柱具有较好的抗震性能。
而且柱截面尺寸减小，减轻自重，避免短柱，对结构抗震也有利，而且提高了经济效益。
高强混凝土材料为预应力技术提供了有利条件，可采用高强度钢材和人为控制应力，从而大大地提高了受弯构件的抗弯刚度和抗裂度。
因此世界范围内越来越多地采用施加预应力的高强混凝土结构，应用于大跨度房屋和桥梁中。
此外，利用高强混凝土密度大的特点，可用作建造承受冲击和爆炸荷载的建（构）筑物，如原子能反应堆基础等。
利用高强混凝土抗渗性能强和抗腐蚀性能强的特点，建造具有高抗渗和高抗腐要求的工业用水池等。
随着混凝土技术的不断发展，高效减水剂和高活性的混凝土掺和料不断得到开发与应用以及工程结构向大跨度、高层、超高层及超大型发展的需要，混凝土强度、性能不断提高，特别是越来越多的大跨桥梁、高层建筑、地下、水下建筑工程的修建和使用，使高强和高性能化的混凝土已逐渐成为主要的工程结构材料。
另外，港口和海洋工程用高强混凝土，可大大降低维修费用，提高耐久性。
由于工程建设的范围与规模不断扩大，要求混凝土具有高强、高体积稳定性、高弹性模量、高密实度、低渗透性、耐化学腐蚀性及高耐久性并具有高工作性等特性。
清华大学材料科学基础-物理化学考研心得
考研专业课之清华大学材料科学基础-物理化学(1)第一讲清华大学材料系综合信息介绍一．系专业信息清华大学材料科学与工程系在全国学科排名前茅，研究生培养设有材料物理与化学、材料学（无机非金属材料、金属材料）、核燃料循环与材料等博士点和硕士点，并设有材料科学与工程博士后流动站。
系中拥有一支学术造诣高，极富创造力而又为人师表的强大研究生导师队伍，关于各位导师的情况，在材料系主页/上有详细说明，有兴趣的同学不妨先了解一下。
在硬件方面，材料系拥有各种先进的实验仪器设备，为进行材料的合成与加工、微观结构分析及性能特征研究创造了良好的条件。
此外，与国际学术的交流频繁，为准备出国留学的有志之士提供了很好的机会。
我想一个人在优越的平台中，可以极大的提高其能力。
我相信材料系可以给大家提供这个平台，同样，这也将会是大家施展才能的大舞台。
二．历年报考录取情况作为材料专业的本科生，大家应该都知道清华材料系在全国举足轻重的地位，也正因为他的实力，使其成为全国材料系考研的热门。
由于她的特殊性，校内保研直博的占了相当大一部分的名额，导致其对外招生名额相比于其他学校，可以用极少来形容。
一般来说，报名人数：录取人数≥10：1。
录取人数上从06年的18个，到07年15个（最后录14个），再到08年14个（最后录16个），可以看出，官方公布的招生名额有递减的趋势，但最终录取人数可能会根据生源质量有所微调。
比如07年由于数一难度较大，再加之专业课改革，使总体成绩偏低，成绩的偶然性偏大，生源质量有所降低，系里抱着清华研招宁缺毋滥的原则，从公布的15个减至14个。
招生人数少是少，但并不是没招。
大家要报着必胜的信心去努力为自己的梦想拼搏。
拥有自信，你就会是众多考研高手中的最强者。
订阅收藏考研专业课之清华大学材料科学基础-物理化学三．出题老师情况一个跨校的考研生，在专业课方面难免都会有一些困惑，其中每年出题老师是哪位教授，可能也是大家最为关心的问题之一。
清华大学 材料科学基础——作业习题第六章
第六章目录6.1 要点扫描 (1)6.1.1 金属的弹性变形 (1)6.1.2 单晶体的塑性变形 (2)6.1.3 多晶体的塑性变形与细晶强化 (8)6.1.4 纯金属的塑性变形与形变强化 (10)6.1.5 合金的塑性变形与固溶强化和第二相强化 (14)6.1.6 冷变形金属的纤维强化和变形织构 (16)6.1.7 冷变形金属的回复与再结晶 (17)6.1.8 热变形、蠕变和超塑性 (20)6.1.9 断裂 (22)6.2 难点释疑 (25)6.2.1 从原子间结合力的角度了解弹性变形。
(25)6.2.2 从分子链结构的角度分析粘弹性。
(25)6.2.3 FCC、BCC和HCP晶体中滑移线的区别。
(25)6.2.4 Schmid定律与取向规则的应用。
(26)6.2.5 孪生时原子的运动特点。
(27)6.2.6 Zn单晶任意的晶向[uvtw]方向在孪生后长度的变化情况 (29)6.3 解题示范 (30)3.4 习题训练 (33)参考答案 (38)第六章 金属与合金的形变6.1 要点扫描6.1.1 金属的弹性变形1. 弹性和粘弹性所谓弹性变形就是指外力去除后能够完全恢复的那部分变形。
从对材料的力学分析中可以知道，材料受力后要发生变形，外力较小时发生弹性变形，外力较大时产生塑性变形，外力过大就会使材料发生断裂。
对于非晶体，甚至某些多晶体，在较小的应力时，可能会出现粘弹性现象。
粘弹性变形即与时间有关，又具有可恢复的弹性变形，即具有弹性和粘性变形两方面的特性。
2. 应力状态金属的弹性变形服从虎克定律，应力与应变呈线性关系：γτεσG E == 其中： yx G E εενν-==+,)1(2 E 、G 分别为杨氏模量和剪切模量，v 为泊松比。
工程上，弹性模量是材料刚度的度量。
在外力相同的情况下，E 越大，材料的刚度越大，发生弹性形变的形变量就越小。
3. 弹性滞后由于应变落后于应力，使得εσ-曲线上的加载线和卸载线不重合而形成一个闭合回路，这种现象称为弹性滞后。
清华大学.材料显微结构分析.05-织构分布函数微晶尺寸XRD测定
=+2d Cos
2
2
4 d Cos
……(2)
衍射峰半高宽 ：hkl = 412
……(3)
2
4 d Cos
建立: 偏差与相位差 ？ 与微晶尺寸D的关系
已知 符合Bragg公式： 2dSin=∆ℓ= 衍射矢量方程： (晶体无限厚) 以1/为单位 ……(4)
结论： 板面法线上( =0) 的(hkl) AII
的极点密度恰好是 方向上 (00l)的极点密度。
AI
2. 分布函数的实验及测量
由XRD， R =0时有： I 00 l
I hkl
R
C hkl C 00 l
I hkl I 00 l
t
t t
W hkl W
R
R
I hkl I
t
t
R 00 l
t 00 l
n 00 l ( 0 ) ( 2 Sin d ) A I N hkl ( 0 ) d A
而dA 中的(00l)极点总数N00l(0) dA 应为AII环带中的所有(hkl)晶面极 dA' d AII 点所贡献， 则有：
N 00 l ( 0 ) n 00 l ( 0 ) dA ( 2 Sin d ) A II
4000
b a
3000
I
(b)
2000
(a)
1000
40
10
20
30
2 ()
0 0 2 4 6 8
o
10
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清华大学材料科学基础物理化学专业课核心资料剖析
跨考教育常规辅导系列内部讲义常规辅导专业课核心资料跨考教育常规辅导中心编著跨考教育内部资料严禁外传违者必究目录第一讲清华大学材料系综合信息介绍 (5)第二讲复习规划指导 (7)第三讲重难点分析 (9)第一部分材料科学基础 (9)第一章晶体学基础及晶体结构 (9)1.1 要点扫描91.1.1 空间点阵和晶胞 (9)1.1.2 常见纯金属（FCC、BCC、HCP）的晶体结构（★★★★★常考点） (11)1.1.3 晶面指数和晶向指数及其标注（★★★★★一定要熟练掌握多做练习） (14)1.1.4 标准投影 (17)1.1.5 倒易点阵和晶体学公式 (18)1.1.6 离子晶体结构 (20)1.2 难点释疑221.2.1 7大晶系包含的点阵类型为什么不是28种，而是14种？ (22)1.2.2 为什么没有底心正方和面心正方点阵？ (22)1.2.3 确定晶面指数时应注意哪些问题？ (23)1.3 解题示范24第二章晶体的范性形变 (26)2.1 要点扫描262.1.1 金属及合金的变形 (26)2.1.2 单晶体的塑性变形 (26)2.1.3 多晶体的塑性变形与细晶强化 (32)第三章晶体中的缺陷 (33)3.1 要点扫描333.1.1 点缺陷及其平衡浓度（★★） (33)3.1.2 位错的基本类型及柏氏矢量 (35)3.1.3 位错的应力场（若考到，会给出应力场公式） (39)3.1.4 位错的弹性能和线张力 (41)3.1.5 作用在位错上的力和Peach-Koehler公式 (42)3.1.6 位错间的交互作用（★★★★） (45)3.1.7 位错交割 (51)3.1.8 合金的塑性变形与固溶强化和第二相强化 (54)3.1.9 FCC晶体中的位错（★★★★） (56)3.1.10 位错反应 (60)第四章相图与材料热力学 (61)4.1 材料热力学614.2 相图（★★★）614.2.1 相图的定义及类型结构 (61)4.2.2 相图的建立（热分析法-画冷却曲线） (61)4.2.3 相律和杠杆定律 (62)4.2.4 匀晶相图 (63)4.2.5 二元共晶相图 (64)4.2.6 离异共晶及伪共晶 (65)4.2.7 相图与性能的关系 (66)4.2.8 相区接触法则（用于判断相图正误。
清华材料科学基础习题及答案
第一章习题及答案 (1)第二章习题及答案 (8)第三章习题及答案 (11)第四章习题及答案 (15)《晶体结构与缺陷》第一章习题及答案1-1.布拉维点阵的基本特点是什么？答：具有周期性和对称性，而且每个结点都是等同点。
1-2.论证为什么有且仅有14种Bravais点阵。
答：第一，不少于14种点阵。
对于14种点阵中的任一种，不可能找到一种连接结点的方法，形成新的晶胞而对称性不变。
第二，不多于14种。
如果每种晶系都包含简单、面心、体心、底心四种点阵，七种晶系共28种Bravais点阵。
但这28种中有些可以连成14种点阵中的某一种而对称性不变。
例如体心单斜可以连成底心单斜点阵，所以并不是新点阵类型。
1-3.以BCC、FCC和六方点阵为例说明晶胞和原胞的异同。
答：晶胞和原胞都能反映点阵的周期性，即将晶胞和原胞无限堆积都可以得到完整的整个点阵。
但晶胞要求反映点阵的对称性，在此前提下的最小体积单元就是晶胞；而原胞只要求体积最小，布拉维点阵的原胞都只含一个结点。
例如：BCC晶胞中结点数为2，原胞为1；FCC晶胞中结点数为4，原胞为1；六方点阵晶胞中结点数为3，原胞为1。
见下图，直线为晶胞，虚线为原胞。
BCC FCC 六方点阵1-4.什么是点阵常数？各种晶系各有几个点阵常数？答：晶胞中相邻三条棱的长度a、b、c与这三条棱之间的夹角α、β、γ分别决定了晶胞的大小和形状，这六个参量就叫做点阵常数。
晶系a、b、c，α、β、γ之间的关系点阵常数的个数三斜a≠b≠c，α≠β≠γ≠90º 6 (a、b、c 、α、β、γ)单斜a≠b≠c，α=β=90≠γ或α=γ=90≠β 4 (a、b、c、γ或a、b、c、β)斜方a≠b≠c，α＝β＝γ＝90º 3 (a、b、c)正方a=b≠c，α=β=γ=90º 2 (a、c)立方a=b=c，α=β=γ=90º 1 (a)六方a=b≠c，α=β=90º,γ=120º 2 (a、c)菱方a=b=c，α=β=γ≠90º 2 (a、α)1-5.分别画出锌和金刚石的晶胞，并指出其点阵和结构的差别。
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实验五形变和再结晶组织观察
一、实验目的
1. 了解金属冷变形后组织的变化；
2. 了解冷变形金属加热时组织发生的变化；
3. 了解冷变形金属再结晶后晶粒度与变形度关系。
二、实验内容
1. 观察纯铁不同程度冷轧变形（10%、50%、70%）的组织。
2. 观察不同变形度纯铁（10%、50%、70%）在720℃退火1h后的晶粒大小。
3. 观察70%冷变形纯铁，在450℃、530℃、600℃、720℃、1000℃退火1h组织的变化。
4. 定量测定不同变形度下退火和70%变形后600℃、720℃、1000℃退火的晶粒尺寸（mm），并作图。
三、说明
金属经塑性变形后，组织发生变化，原始等轴晶粒沿变形方向伸长，变形程度愈大，伸长愈明显，在大变形下，成为纤维状分布，变形组织必须沿变形方向观察。
冷变形金属具有畸变能，处于热力学不稳定状态，加热时要发生变化，当加热温度较低时，因空位的运动和消失，正负刃型位错对消和多边形化而发生回复过程，此时组织未发生变化，仍保持伸长晶粒。
加热达到再结晶温度，通过形核长大，形成新的等轴晶粒，发生再结晶过程，再结晶不充分，新的等轴晶粒与伸长晶粒并存。
再结晶完成，全部形成新的等轴晶粒，温度继续升高，晶粒长大。
若金属有同素异构变化，如纯铁在912℃发生α γ转变，加热超过此温度，则不仅有再结晶后的晶粒长大，而且有相变重结晶引起的晶粒细化，结果较为复杂，需作具体分析。
再结晶后形成的晶粒度与预先变形程度有关，在一临界变形度下，开始形成少数再结晶核心，再结晶后形成粗大晶粒。
临界变形度后。
临界变形度后，随变形度增加，再结晶核心增多，再结晶后形成细小晶粒，低于临界变形度则不发生再结晶，纯铁的临界变形度大约在5%~6%。
四、实验报告要求
1. 画出不同变形度下纯铁的组织，说明组织特征。
2. 画出不同变形度纯铁720℃退火的晶粒，画出定量测出的晶粒尺寸与变形度关系曲线，分析晶粒大小与预先变形程度的关系。
3. 画出70%变形纯铁在不同温度退火加热后的组织图并加以分析，画出结晶后晶粒尺寸和退火温度关系曲线，并分析。