2020版《材料科学与工程基础》
《材料科学与工程基础》课后习题答案
材料科学与工程基础课后习题答案习题1题目：什么是材料的物理性质？举例说明。
解答：材料的物理性质是指材料在没有发生化学变化的情况下所表现出的性质。
这些性质可以通过物理测试来测量和确定。
举例来说，导电性和热导性就是材料的物理性质之一。
例如，金属材料具有良好的导电性和热导性，能够传递电流和热量。
而绝缘材料则具有较低的导电性和热导性，不易传递电流和热量。
习题2题目：简述晶体结构和晶体缺陷的区别。
解答：晶体结构是指材料中原子或离子的排列方式和规律。
晶体结构可以分为晶格、晶胞和晶体点阵等几个层次。
晶格是指晶体内部原子或离子排列的周期性重复性。
晶胞是晶格的一个最小重复单元，由晶体中少数几个原子或离子构成。
晶体点阵是指晶格的三维空间排列方式。
晶体缺陷是指晶体结构中存在的瑕疵或缺陷。
晶体缺陷可以分为点缺陷、线缺陷和面缺陷。
点缺陷是指晶体结构中原子或离子的位置发生了失序或替代，造成了空位、间隙原子、杂质原子等。
线缺陷是指晶体结构中存在了位错或脆性裂纹等缺陷。
面缺陷是指晶体结构中存在了晶界或孪晶等缺陷。
习题3题目：为什么变形会引起材料性能的改变？解答：变形是指材料在外力作用下发生的形状和大小的改变。
变形可以导致材料性能的改变主要有以下几个原因：1.晶体结构改变：变形会导致晶体结构中原子或离子的位置发生移动和重排，从而改变了晶体的结构和性质。
2.结晶颗粒的尺寸和形状改变：变形会导致晶体中晶界的移动和晶体颗粒的形状改变，这会影响材料的力学性能和导电性能等。
3.动态再结晶：变形过程中，材料中原来存在的缺陷和结构不完善的区域可能会发生动态再结晶，从而改善了材料的性能。
4.内应力的释放：变形会导致材料内部产生应力，这些应力可能会引起材料的开裂、断裂和强度变化等。
综上所述，变形会引起材料性能的改变是由于晶体结构、结晶颗粒、动态再结晶和内应力等因素的综合作用所导致的。
习题4题目：什么是材料的力学性能？举例说明。
解答：材料的力学性能是指材料在力学加载下所表现出的性能。
《材料科学与工程基础》题集
《材料科学与工程基础》题集大题一：选择题1.下列哪一项是材料的基本属性？A. 密度B. 颜色C. 形状D. 体积2.材料的力学性能主要包括哪一项？A. 导电性B. 耐腐蚀性C. 强度D. 透明度3.下列哪一项不是金属材料的常见类型？A. 钢铁B. 铝合金C. 陶瓷D. 铜合金4.材料的硬度是指其抵抗什么的能力？A. 拉伸B. 压缩C. 弯曲D. 刻划5.下列哪一项是热塑性材料的特性？A. 在加热后不能变形B. 在加热后可以永久变形C. 在冷却后可以恢复原形D. 在任何温度下都不易变形6.材料的韧性是指其在受力时什么的能力？A. 易碎B. 易弯曲C. 吸收能量而不破裂D. 迅速恢复原形7.下列哪一项是陶瓷材料的主要成分？A. 金属B. 塑料C. 无机非金属D. 有机物8.复合材料是由哪两种或多种材料组合而成的？A. 同一种材料的不同形态B. 不同性质的材料C. 相同性质的材料D. 任意两种材料9.下列哪一项不是高分子材料的特性？A. 高强度B. 高韧性C. 低密度D. 低耐温性10.材料的疲劳是指其在什么条件下性能逐渐降低的现象？A. 持续受力B. 持续加热C. 持续冷却D. 持续暴露在潮湿环境中大题二：填空题1.材料的密度是指单位体积内材料的______。
2.材料的导电性是指材料传导______的能力。
3.金属材料的晶体结构常见的有______、体心立方和面心立方。
4.陶瓷材料因其______、高硬度和高耐温性而被广泛应用于高温和腐蚀环境。
5.复合材料的优点包括高强度、高刚性和良好的______。
6.高分子材料的分子结构特点是具有长链状的______结构。
7.材料的疲劳强度是指材料在______作用下抵抗破坏的能力。
大题三：判断题1.材料的力学性能只包括强度和硬度。
（）2.金属材料都是良好的导体。
（）3.陶瓷材料的主要成分是金属。
（）4.复合材料的性能总是优于其单一组分的性能。
（）5.高分子材料的耐温性一般较低。
《材料科学与工程基础》-第二章-课后习题答案.pdf
材料科学与工程基础 - 第二章 - 课后习题答案2.1 选择题1.D2.B3.C4.A5.D2.2 填空题1.结构、性质、性能、制备、应用2.金属、陶瓷、聚合物3.晶体4.金属材料、陶瓷材料、聚合物材料、复合材料5.原子、分子2.3 简答题1.材料科学与工程的基础概念和特点有：–材料科学：研究材料的结构、性质、制备和性能等方面的科学。
–材料工程：研究通过控制材料的结构和制备方法，得到具有特定性能和使用寿命的材料并应用于工程中。
材料科学与工程的特点包括：–综合性：材料科学与工程是一门综合性的学科，涉及物理、化学、力学、热学等各个学科。
–实用性：材料科学与工程以实际应用为目的，研究如何通过控制材料的结构和性能，满足工程和产品的需求。
–发展性：随着科技的进步和社会的发展，材料科学与工程也在不断发展，涌现出各种新材料和新技术。
2.不同材料的结构特点及其对材料性能的影响–金属材料：金属材料具有密排列的晶体结构，其晶粒间有较好的连续性，导致金属材料具有良好的导电性、导热性和机械性能。
–陶瓷材料：陶瓷材料以离子键或共价键为主要结合方式，具有非常硬、脆和耐高温的特点，但导电性差。
–聚合物材料：聚合物材料由长链状分子构成，具有良好的绝缘性、柔韧性和可塑性，但强度和硬度较低。
–复合材料：复合材料由不同的两种或更多种材料组成，通过它们的相互作用产生优异的整体性能。
同时，复合材料的结构也决定其性能。
3.材料的制备方法包括：–金属材料的制备方法有铸造、锻造、挤压、焊接等。
–陶瓷材料的制备方法有干法制备和湿法制备等。
–聚合物材料的制备方法有合成聚合法、溶液聚合法、熔融聚合法等。
–复合材料的制备方法有增强相法、混合相法、层压法等。
4.材料性能的测试方法包括：–机械性能的测试方法有拉伸试验、压缩试验、弯曲试验等。
–热性能的测试方法有热膨胀试验、热导率测试等。
–电学性能的测试方法有导电性测试、介电常数测试等。
–光学性能的测试方法有透光率测试、折射率测试等。
本科课程《材料科学与工程基础》教学大纲 (1)
四川大学本科课程《材料科学与工程基础》教学大纲一、课程基本信息课程名称（中、英文）：《材料科学与工程基础》（FUNDAMENTALS OF MATERIALS SCIENCE AND ENGINEERING）课程号（代码）：30014530课程类别：专业基础课学时/学分：48 /3先修课程：大学化学、大学物理、物理化学适用专业：高分子材料与工程等二级学科材料类专业开课时间：大学二年级下期二、课程的目的及任务材料科学与工程是二十世纪六十年代初期创立的研究材料共性规律的一门学科，其研究内容涉及金属、无机非金属和有机高分子等材料的成分、结构、加工同材料性能及材料应用之间的相互关系。
材料科学、材料工业和高新技术的发展要求高分子材料与工程等二级学科材料类专业的学生必须同时具备“大材料”基础和“中材料”专业的宽厚知识结构。
本课程是材料类专业的学科基础课程，是联系基础课与专业课的桥梁。
本课程从材料科学与工程的“四要素”出发，采用“集成化”的模式，详细讲授金属材料、无机非金属材料、高分子材料、复合材料等各种材料的共性规律及个性特征。
使学生建立材料制备/加工——组成/结构——性能---应用关系的“大材料”整体概念，从原理上认识高分子材料等各种材料的基本属性，及其在材料领域中的地位和作用。
为以后二级学科“中材料”专业课程的学习、材料设计、以及材料的应用等奠定良好基础。
本课程采用中文教材与英文原版教材相结合，实施“双语”教学。
使学生通过本课程的学习，熟悉材料科学与工程领域的主要英文专业词汇，提高对英文教材的阅读理解能力。
三、课程的教学内容、要点及学时分配（以红字方式注明重点难点）第一章绪论（1学时）本章概要：简要介绍材料的定义及分类，材料科学与工程的基本内容。
使学生了解本课程的学习内容和学习方法。
讲授要点：材料的定义、分类材料科学与工程的定义、性质、重要性（举例）课程学习的目的、方法、要求第二章材料结构基础（15学时）本章概要：按照从微观到宏观、从内部到表面、从静态到动态、从单组分到多组分的顺序，阐述原子电子结构、原子间相互作用和结合方式，固体内部和表面原子的空间排列状态、聚集态结构的有序性、无序性和转变规律及相互关系。
第四章第一讲材料科学与工程基础（顾宜
第四章第⼀讲材料科学与⼯程基础（顾宜幻灯⽚1第四章材料的性能materials property性能决定⽤途。
本章对材料的⼒学性能、热性能、电学、磁学、光学性能以及耐腐蚀性，复合材料及纳⽶材料的性能进⾏阐述。
幻灯⽚24－1 固体材料的⼒学性能Mechanical Properties of Solid Materials结构件：⼒学性能为主⾮结构件：⼒学性能为辅，但必不可少幻灯⽚3mechanical property of materialsstress and strainElastic deformationModulusViscoelasticitypermanent deformationStrengthFracture幻灯⽚44-1-1 材料的⼒学状态mechanical states of matrials1.⾦属的⼒学状态A 晶态结构，B 较⾼的弹性模量和强度，C 受⼒开始为弹性形变，接着⼀段塑性形变，然后断裂，总变形能很⼤，D 具有较⾼的熔点。
幻灯⽚5某些⾦属合⾦A 呈⾮晶态合⾦，B 具有很⾼的硬度和强度，C 延伸率很低⽽并不脆。
D 温度升⾼到玻璃化转变温度以上，粘度明显降低，发⽣晶化⽽失去⾮晶态结构。
幻灯⽚62. ⽆机⾮⾦属的⼒学状态A 玻璃相熔点低，热稳定性差，强度低。
B ⽓相（⽓孔）的存在导致陶瓷的弹性模量和机械强度降低。
C 陶瓷材料也存在玻璃化转变温度Tg。
D 绝⼤多数⽆机材料在弹性变形后⽴即发⽣脆性断裂，总弹性应变能很⼩。
陶瓷材料的⼒学特征⾼模量⾼硬度⾼强度低延伸率幻灯⽚73. 聚合物的⼒学状态（1）⾮晶态聚合物的三种⼒学状态①玻璃态②⾼弹态③粘流态幻灯⽚8（2）结晶聚合物的⼒学状态T m 、T fA 结晶聚合物常存在⼀定的⾮晶部分，也有玻璃化转变。
B 在T g 以上模量下降不⼤C 在T m 以上模量迅速下降D 聚合物分⼦量很⼤，T m < T f ，则在T m 与T f 之间将出现⾼弹态。
顾宜《材料科学与工程基础》课后题答案
顾宜《材料科学与工程基础》课后题答案第一章：引言1.1 材料科学与工程基础的重要性材料科学与工程基础是现代工程领域不可或缺的一门基础课程。
它包括了材料科学与工程学科的基本原理和方法，为后续学习和研究提供了必要的基础知识。
材料是任何工程的基础，它在各个领域中都扮演着重要角色，如机械工程、电子工程、航空航天工程等。
因此，熟悉材料的结构、性质和应用对于工程师来说至关重要。
1.2 材料科学与工程基础的学习目标材料科学与工程基础的学习目标如下： - 理解材料的基本概念和分类方法； - 掌握材料制备、表征和性能分析的基本技术； - 理解不同材料的特性和应用； - 开发解决材料工程问题的能力。
第二章：晶体结构与晶体缺陷2.1 晶体的结构晶体是由原子、离子或分子按照一定的排列方式组成的长程有序固体结构。
晶体的结构可以通过晶体的晶胞来描述，晶胞是最小的重复单元。
2.2 晶体的缺陷晶体的缺陷指的是在晶体结构中存在的不完整或不规则的区域。
晶体的缺陷可以分为点缺陷、线缺陷和面缺陷三种类型。
点缺陷包括空位、插入原子和替代原子等。
线缺陷包括位错和脚位错。
面缺陷包括晶界和层错。
第三章：物理性能与力学性能3.1 物理性能物理性能是指材料的一些基本物理特性，如密度、热导率、电导率等。
物理性能的好坏对材料的应用和工程设计具有重要影响。
3.2 力学性能力学性能是指材料在力学作用下的表现。
常见的力学性能包括强度、硬度、韧性、可塑性等。
力学性能的好坏决定了材料在工程中的使用范围和耐久性。
第四章：金属材料4.1 金属的结构与特性金属是指电子云密度较大、以金属键连接的材料。
金属的结构特点是具有密堆结构和离域电子特性。
4.2 金属的物理性能与力学性能金属材料具有良好的导电性、导热性和延展性，对磨损和腐蚀有较好的抵抗能力。
金属材料的力学性能受材料的组织和处理方式的影响。
第五章：陶瓷材料与玻璃材料5.1 陶瓷材料的分类与特性陶瓷材料是以非金属元素为主要成分的材料，分为晶体陶瓷和非晶态陶瓷两大类。
陕西科技大学硕士研究生考试845《材料科学与工程基础》考试大纲
陕西科技大学2020年硕士研究生考试《材料科学与工程基础》考试大纲（总分150分，考试时间3小时）掌握材料科学与工程学科的内涵、范畴及研究内容，能将材料科学的基础理论与国内国际材料的发展实践相结合，揭示材料组成—材料结构－材料性质三者之间的联系。
第一章晶体结构缺陷1.掌握晶体结构中的点缺陷。
2.掌握几种典型的无机化合物晶体结构（钙钛矿、尖晶石、金红石等）。
3.掌握固溶体的分类及研究方法。
4.缺陷化学反应式的建立。
本章重点：晶体结构中点缺陷的分类。
本章难点：固溶体的分类及研究方法。
第二章熔体与玻璃体基本要求：1.熔体的结构。
2.熔体的性质。
3.玻璃的通性。
4.玻璃的形成。
5.玻璃的结构学说。
6.常见玻璃的结构。
7.玻璃的热历史。
本章重点：玻璃的形成条件。
本章难点：熔体和玻璃体的结构。
第三章相平衡基本要求：1.理解硅酸盐系统相平衡特点。
2.理解相图热力学的基本原理。
3.掌握单元系统相图及应用。
4.掌握二元系统相图及应用。
5.掌握三元系统相图及应用。
本章重点：二元和三元系统基本相图。
本章难点：专业相图的应用。
第四章扩散基本要求：1.扩散方程。
2.扩散过程的热力学理论。
3.扩散过程的微观理论。
4.固体材料中的扩散及影响扩散的诸因素。
本章重点：扩散过程的微观理论。
本章难点：扩散过程的热力学理论。
第五章固相反应基本要求：1.了解固相反应及动力学特征。
2.掌握固相反应的动力学方程。
3.熟识影响固相反应的因素。
本章重点：固相反应及动力学特征。
本章难点：固相反应的动力学方程。
第六章相变基本要求：1.了解相变的分类。
2.掌握液—固相变过程。
3.掌握相图的热力学推导。
4.掌握液—液相变过程。
本章重点：液—固相变过程。
第七章烧结基本要求：1.了解烧结的基本概念及推动力。
2.掌握固相烧结和液相烧结的四种传质方式。
3.掌握晶核生长与二次再结晶。
4.深刻理解影响烧结的因素及特种烧结原理。
本章重点：液—固相变过程。
材料科学与工程基础第十一章 复合材料
二、复合材料的分类
按基体材料分类 ： 无机非金属基复合材料 1） 如陶瓷基、水泥基复合材料等。 有机材料基复合材料， 2） 如塑料基、橡胶基复合材料。
金属基复合材料。 3） 如铝基、铜基、镍基、钛基复合材料等。
27
0.17
27
0.21
25
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97
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0.66
100
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0.5
46
0.38
75
2.良好的抗疲劳性能
由于纤维增强复合材料特别是纤维.树脂复合材料对缺口应力集中敏感性小，而且纤维 和基体界面能够阻止疲劳裂纹扩展和改变裂纹扩展方向，因此复合材料有较高的疲劳 极限(图11-6)。实验表明，碳纤维增强复合材料疲劳极限可达抗拉强度的70%～80%， 而金属材料只有其抗拉强度的40%一50%。
1.比强度和比模量高 强度和弹性模量与密度的比值分别称为比强度和比模量。
表11-2金属与纤维增强复合材料性能比较
性能
钢 铝 钛 玻璃钢 高强碳纤维-环氧 高模碳纤维-环氧 硼纤维-环氧 有机纤维PRD-环氧 SiC纤维-环氧 硼纤维-铝
密度 (gcm-3)
7.8 2.8 4.5 2.0 1.45 1.6 2.1 1.4 2.2 2.65
2）纤维和基体之间有一定结合强度，这样才能保证基体所承受的载荷能通过界 面传递给纤维，并防止脆性断裂。
3）纤维的排列方向要和构件的受力方向一致，才能发挥增强作用。 4）纤维和基体之间不能发生使结合强度降低的化学反应。 5）纤维和基体的热膨胀系数应匹配，不能相差过大，否则在热胀冷缩过程中会 引起纤维和基体结合强度降低。
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中国海洋大学本科生课程大纲
课程属性：公共基础/通识教育/学科基础/专业知识/工作技能，课程性质：必修、选修
一、课程介绍
1.课程描述（中英文）：
《材料科学与工程基础》是材料类专业学生的一门主干课程，也是高分子专业的学科基础课。
通过讲课、课堂讨论和课外实践等各个教学环节，将金属学、陶瓷学和高分子化学的基础理论融合为一体，以研究材料共性规律，即研究材料的成分、组织结构、制备工艺和性能之间的相互关系，指导材料的设计和应用，并为学习后继专业课程、从事材料科学研究和工程技术工作打下坚实的理论基础。
同时，讲授过程中通过穿插课程思政内容，培养学生的家国情怀和务实的科研精神。
《Fundamentals of materials science and Engineering》is a main course for students majoring in materials and a basic course for polymer specialty. Through lectures, classroom discussions and extracurricular practice, the basic theories of metallurogy, ceramics and polymer chemistry are integrated into one to study the common laws of materials, that is, to study the relationship between the composition, structure, preparation process and properties of materials, guide the design and application of materials, and engage in material science Research for learning subsequent professional courses and engineering technology work to
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lay a solid theoretical foundation.At the same time, the ideological and political contents of the course are interspersed in the teaching process to cultivate the students' national feelings and practical scientific research spirit.
2.设计思路：
《材料科学与工程基础》涉及到的理论非常多，概念性强、知识点纷杂、内容抽象，因此在教学中充分应用各种教学方法和手段，以提高学生的学习热情和效率，提高教学效果。
强调在有限的学时数内使学生建立材料科学与工程一级学科的整体概念，强调学习共性规律以及对基本概念的了解和初步理解，将深入的理解和知识点细化放入后续专业课程的学习中。
同时，结合英文版教材，让学生熟悉主要的英文专业词汇。
以四要素为主线，要求学生掌握材料科学的基本概念、基础理论及其应用，强调共性规律和教学内容的先进性、科学性、系统性和适应性。
课前要预习，课后要抽出一定时间分配对课堂所学内容进行复习，充分消化和理解已学知识，配合课后作业达到较熟练掌握的程度。
通过讲授献身材料研究的著名科学家例子，培养学生的材料学习热情和家国情怀，通过前人研究提升自己的自信心。
学生学完本课程后应达到以下要求：
1）、通过学习应着重掌握材料成分、组织、结构及加工过程与性能间的相互关系。
2）、掌握金属/无机/高分子材料的结合方式、晶体学基础、材料的晶体结构。
3）、掌握点缺陷、线缺陷、面缺陷的模型和特点，熟悉材料的表面结构。
4）、掌握相图的基本知识，包括二元相图的表示法、基本类型及其分析方法，熟悉了解铁碳相图。
5）、初步了解各种材料的力学和物理特性。
3. 课程与其他课程的关系
先修课程：无机及分析化学
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二、课程目标
目标1：掌握材料中原子的电子状态，原子间的相互作用形式、原子间距和空间排列；掌握点缺陷、线缺陷、面缺陷的模型和特点，熟悉材料的表面结构和扩散过程。
对应毕业要求1-3掌握工程基础及其相关领域的基础理论知识，并能够运用基本理论解决工程问题。
目标2：掌握金属/无机/高分子材料的结合方式、晶体学基础、材料的晶体结构；掌握相图的基本知识，包括二元相图的表示法、基本类型及其分析方法，熟悉了解铁碳相图；初步了解各种材料的力学和物理特性。
对应毕业要求1-4掌握无机和有机化合物的来源、制备、结构、性质、应用以及有关理论，并能够对化合物的结构信息进行分析。
三、学习要求
（1）按时上课,上课认真听讲，积极参与课堂讨论、作业典型案例分析；
（2）本课程将包含较多的课下作业、答疑指导、具体案例分析等课堂交流活动；（3）作为一门应用学科，基础理论和基本概念要掌握，注意重点，做好笔记；（4）掌握例题的解题方法，还要理论联系实践；要学以致用，善于归纳总结，实验加以验证；独立完成作业。
四、教学进度
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五、参考教材与主要参考书
1、选用教材（告知学生需要购买的教材）：
顾宜，赵长生主编《材料科学与工程基础》第二版化学工业出版社，2013.1
2、主要参考书
[1]. 胡赓祥、蔡珣主编.《材料科学基础》（第三版），上海交通大学出版社，2010
[2]. 石德珂主编.《材料学基础》（第二版），机械工业出版社，2005
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[3]. 陶杰，姚正军，薛烽主编. 《材料学基础》，化学工业出版社，2006
六、成绩评定
（一）考核方式 A ：A.闭卷考试 B.开卷考试 C.论文 D.考查 E.其他
（二）成绩综合评分体系：
七、学术诚信
学习成果不能造假，如考试作弊、盗取他人学习成果、一份报告用于不同的课程等，均属造假行为。
他人的想法、说法和意见如不注明出处按盗用论处。
本课程如有发现上述不良行为，将按学校有关规定取消本课程的学习成绩。
八、大纲审核
教学院长：院学术委员会签章：
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