计算材料学总复习A
材料科学基础A考研题库
材料科学基础A考研题库材料科学是研究材料的组成、结构、性能以及它们之间关系的科学。
材料科学基础是材料科学与工程专业的核心课程之一，对于考研的同学来说，掌握材料科学基础的相关知识至关重要。
以下是一些材料科学基础A的考研题库内容，供同学们复习参考：一、材料的分类与特性1. 材料科学中常见的材料类型有哪些？2. 金属材料、陶瓷材料、高分子材料和复合材料各有什么特点？3. 简述材料的力学性能指标，如强度、硬度、韧性等。
二、材料的微观结构1. 材料的微观结构如何影响其宏观性能？2. 什么是晶体结构？请举例说明常见的晶体结构类型。
3. 非晶态材料与晶体材料有何不同？三、材料的制备与加工1. 简述几种常见的材料制备方法，如铸造、锻造、轧制等。
2. 材料加工过程中的热处理工艺有哪些？它们对材料性能有何影响？3. 材料的表面处理技术有哪些作用？四、材料的力学行为1. 什么是弹性模量？它与材料的哪些性质有关？2. 材料的塑性变形机制有哪些？3. 简述断裂力学的基本概念。
五、材料的热学性质1. 材料的热膨胀系数是什么？它如何影响材料的应用？2. 简述热传导、热对流和热辐射的区别。
3. 什么是热稳定性？它对材料选择有何意义？六、材料的电学性质1. 材料的导电性与哪些因素有关？2. 什么是半导体材料？它在现代科技中有哪些应用？3. 绝缘材料的电学性质有哪些特点？七、材料的光学性质1. 材料的折射率是如何定义的？它与材料的哪些性质有关？2. 简述光学材料在通信技术中的应用。
3. 什么是光致发光材料？它们在哪些领域有应用？八、材料的腐蚀与防护1. 什么是腐蚀？常见的腐蚀类型有哪些？2. 材料的耐蚀性与其哪些性质有关？3. 简述几种常见的腐蚀防护方法。
九、材料的老化与失效1. 材料老化的原因是什么？它对材料性能有何影响？2. 材料失效的常见类型有哪些？3. 如何通过材料设计来提高其耐久性？十、材料的创新与发展1. 当前材料科学领域的研究热点有哪些？2. 新型材料的开发对工业和科技发展有何推动作用？3. 简述可持续发展理念在材料科学中的应用。
材料复习课
态由纤维状组织转变为等轴晶，硬度和强度下降，塑性和
韧性提高。电阻率不断下降，密度升高。金属的抗腐蚀能 力提高，内应力下降。
2.分析金属冷变形度的大小对再结晶晶粒尺寸的影响，说明
原因 主要从晶核形成与晶粒长大两个方面考虑
3.影响再结晶过程的主要因素
①再结晶退火温度：退火温度越高（保温时间一定时），再结晶后的
七、凝固
基本概念 1.凝固与结晶 2.过冷度、成分过冷 3.临界晶核半径 4.形核、均匀形核、非均匀形核 5.偏析、宏观偏析、微观偏析 6.逐层凝固、糊状凝固、铸造缺陷
• 原理 1.纯金属的凝固过程 2.固溶体的凝固过程 3.铸锭典型组织的分析
习 题
1.金属结晶时，原子从液相无序排列到固相有序排列，使体 系熵值减小，因此是一个自发过程。 ( ) ） ）：
4. ABC三元系投影图如下图所示，试分析合金1、2、3在室 温下的组织组成物有什么区别。
5.在图示浓度三角形中；
(1) 写出点P，R，S的成
分； (2) 设有2kg P，4kg R，2kg S，求它们混熔后的液体成
分点X；
六、扩散
• 基本概念
1.扩散、扩散系数
2.互扩散、反应扩散、上坡扩散
• 原理
1.扩散定律1、2及其公式 2.影响扩散的因素 3.扩散定律的应用（渗碳的计算）
习 题
1.物质的扩散方向总是与浓度梯度的方向相反。 ( ) ) 2.扩散的驱动力为化学位梯度，阻力为扩散激活能 (
3.简述影响扩散的主要因素有哪些。
4. 名词解释：上坡扩散、反应扩散、间隙扩散
5.假设对一个原始碳浓度为0.25wt%的钢件进行渗碳处理，
要求渗碳层厚度为0.5mm处的碳浓度为0.8wt %，渗碳气
材料科学与工程总复习
02
掌握润湿的概念、类型；
01
掌握接触角的概念、Young方程、润湿的条件；（非理想固体表面的接触角）
02
了解Wenzel方程、Cassie方程；
03
掌握粘附的概念、及粘附的化学条件。
04
5.2 润湿与粘附
第6章要点 6.1 相平衡及其研究方法 ① 掌握相平衡的基本概念：相、组元、自由度等； ② 掌握相律（表达式、应用）； ③ 了解相平衡的研究方法。 6.2 单元系统相图 ① 掌握单元相图的表示方法； ② 掌握单元相图的基本类型及其各自的特点； ③ 了解几种常见的专业系统相图。 （SiO2相图及应用）
§9.3 固态反应动力学 （1）了解一般动力学关系； （2）掌握化学动力学范围的特点、均相系统 的动力学方程； （3）掌握非均相系统的特点、转化率的概念； （4）掌握扩散动力学范围的特点； （5）掌握抛物线型速度方程、杨德方程、金斯 特林格方程。（区别） §9.4 影响固态反应的因素 掌握几个主要的影响因素。
2.6 硅酸盐晶体结构
第3章要点 3.1 晶体结构缺陷的类型 掌握缺陷的分类方法； 掌握各种缺陷的定义、特点。 3.2 点缺陷 掌握点缺陷的符号表征； 掌握缺陷反应及缺陷生成规律；（各种缺陷反应） 了解热缺陷浓度的计算、及离子导电性。
3.3 线缺陷 掌握滑移的概念、几何学特点及位错机制；（位错滑移运动的条件、规律） 理解挛晶与滑移的异同； 掌握位错的基本类型及各自的特征； 掌握柏氏矢量：作法，特性及用途； 理解位错密度、位错能量、位错宽度、位错强度、位错反应等概念。 3.4 面缺陷 了解面缺陷的主要类型
§10.3 再结晶和晶粒长大 ① 掌握再结晶的概念、推动力、机理、条件； ② 了解再结晶温度的概念； ③ 掌握晶粒长大的概念、推动力、晶粒的稳定 形状； ④ 了解第二相杂质对晶粒长大的影响； ⑤ 掌握二次再结晶的概念； ⑥ 了解二次再结晶的机理，对性能的影响。 §10.4 影响烧结的因素 掌握影响烧结的主要因素，及其基本规律。
内蒙古大学材料科学导论期末复习计算
例题 : Cu 晶体的空位形成能Ev 为0.9ev/atom ，或 1.44×10－19 J/atom ，材料常数A 取作1，玻尔兹曼常数k ＝1.38×10 － 23 J/K ，计算：（已知Cu 的摩尔质量为MCu ＝63.54g/mol ， 500℃下Cu 的密度ρCu ＝8.96 ×106 g/m3 )1）在500℃下，每立方米Cu 中的空位数目。
2） 500℃下的平衡空位浓度。
解：首先确定1m3体积内Cu 原子的总数：23628036.023108.96108.491063.54Cu Cu N N M m ρ⨯⨯⨯===⨯1）将N 代入空位平衡浓度公式，计算空位数目nv2）1928232813.52862331.4410exp 8.4910exp 1.38107738.49108.4910 1.37101.210/V v E n N kT e m ------⨯==⨯⨯⨯=⨯⨯=⨯⨯⨯=⨯2）计算空位浓度 1913.56231.4410exp 1.4101.3810773v V n C e N -----⨯====⨯⨯⨯即在500℃时，每106个原子中才有1.4个空位制作半导体元件时,常在Si表面沉积一薄层硼,然后加热使之扩散.测得1100℃时硼的扩散系数DB=4×10-7m2/s , 硼的薄膜质量M为：M=9.43×1019个原子.求:扩散时间t=7×107S后表面(x=0)硼的浓度.解:将已知条件代入2MχC=exp(-)4DtπDtC0 =0.1％C （纲件原始浓度），CS ＝1％（钢件渗碳后表层C％），渗碳温度为930℃＝1.61×10－12m2/s求：渗碳4小时以后在x＝0.2mm处的碳浓度（C）值。
解：先求误差函数β＝Dt 2x＝144001061.12102124⨯⨯⨯--∴β＝0.657查误差函数表可知：erf(β)＝erf 0.657=0.647个原子⨯⨯⨯⨯⨯⨯1919-779.4310C==110π410710。
计算材料学-14-3-2
Properties of Stilling-Weber potential
• Diamond structure has lowest energy. Other structures are de-stabilized by the three-body U3 term. • If the value of β is cos(109.47°) = −1/3 → U3=0, then the diamond lattice is the energetically favorable structure within SW potential.
共价键合的多体效应
在共价材料中原子间相互作用不仅取决于原子间距，而且与原子 间的成键方向密切相关。为了正确地描述共价键合，不仅要考虑 原子间的距离，而且要体现成键取向的变化对势函数的影响。
Stilling-Weber Potential
• Stillinger-Weber (1985) focused on silicon and constructed two-and three-body terms with 7 adjustable parameters. • The pair potential is a product of inverse powers and an exponential function (attractive and repulsive parts). • The three-body potential is the product of an exponential and a cosine function (this ensures directionality and mechanical stability for ideal tetrahedral angles (109.5°). • The potential is empirical but tested in both the solid and liquid states of Si. • The Stilling-Weber potential has been extended to many other tetracoordinated systems like Ge, GaAs, CdTe, etc.
计算材料学总复习A
电子在一个等效的中心势场中的运动，等效势场包括原子核对该电子作用势
和其他电子对该电子的平均作用势。
24、原子中单电子波函数 φi(qi)称为自旋轨道。描述原子中单电子空间运动状态
的波函数ϕ i
(rri
)
称为原子轨道。
25、将分子轨道表示成原子轨道线性组合的方法，称为原子轨道线性组合—分子
轨道法（LCAO-MO 方法）。
∆Z ∆E
其中 ∆Z 表示能量在 E ～ (E + ∆E)范围内的电子能态数目。 32、费米能级又称为费米能，是遵从泡利不相容原理的电子体系的化学势。从费
米狄拉克分布函数上看，费米能级在数值上等于电子占居几率为 1/2 的量子 态的能量。在绝对零度(0 K )时，电子均按泡利不相容原理填充于能量低于费 米能的状态中，即在费米能级以下的状态全部是满的，而费米能级以上的状
并利用 Hartree-Fock 近似将多电子问题变为单电子问题，用 Hartree-Fock
自洽场方法或密度泛函理论求解单电子问题。建立在 Hohenberg-Kohn 定理
之上密度泛函理论是目前求解单电子问题的最精确的理论。
23、对多电子原子的计算主要采用单电子近似，即把每个电子的运动近似成单个
B 正则系综
C 等温等压系综
D 等焓等压系综
2、在热力学统计物理中该系综是一个粒子数为 N，体积为 V，温度为 T 和总动
量为守恒量的系综，在这个系综中系统的粒子数(N)、体积(V)和温度(T)都保
持不变，并且总动量为零，因此为称( B )系综。（√）
A 微正则系综
B 正则系综
C 等温等压系综
D 等焓等压系综
态全部是空的。
33、固体能带计算就是求解对固体系统做了三个近似后得到的单电子方程，对这
材料科学基础复习资料
材料科学基础复习资料材料科学基础是各个工程领域的基本学科，是各个领域的基础。
材料科学基础涵盖了材料的结构、物理与化学性质、制备工艺等方面内容，是材料科学领域学习过程中必须掌握的知识。
因此，为帮助有需要的人顺利复习材料科学基础知识，本文整理了一些相关的复习资料。
一、材料基础知识1. 基本的物理性质：包括化学成分、密度、电导率、热导率等基本参数，通常在每种材料的材料数据表中都可查到。
2. 结构相关：晶体结构：晶体结构指材料中原子、离子、分子排布的类型和规律，常用的晶体结构有：立方晶系、四方晶系、六方晶系、等轴晶系、正交晶系、单斜晶系、三斜晶系等。
非晶态：非晶态作为一种新兴的材料类型，其分子呈无序排列，在某些情况下可能拥有更好的性能。
3. 材料特性：热膨胀系数：在温度变化时，材料线膨胀的速度大小，通常用公式ΔL/L0 = αΔT 表示，其中α为热膨胀系数。
韧性：材料在受到剪切力或拉伸力时的弹性变形程度，是一种考量材料性能的指标，通常可以通过材料变形曲线进行查看。
4. 金属与合金相关：金属材料通常具有良好的导电、导热等特性，同时在高温、高压等环境下具有较强的稳定性。
合金则通常是由多个金属或者非金属元素组成的混合物，其性质与材料组分、配比等有关。
二、材料治理、工艺及应用1. 材料的处理：常用材料的处理包括固化、焊接、框架处理、表面处理以及高压工艺等，其中固化的过程包括了煅烧、烧结等过程。
2. 材料配方：通常材料的配方根据材料的成分、目的等进行确定，其中分子键长、键能以及分子排列等指标都可能用来确定最终配方。
3. 材料的加工工序：通常材料加工工序包括切削、钣金、打压成形等过程，每个工序都会影响材料的性质和特性。
三、材料的主要分类1. 材料的物理分类：主要涉及到材料的形态、密度以及各种物理性质，通常有固体、液体、气体以及等离子体等分类方式。
2. 材料的化学分类：不同的元素应用于不同的方案分类，这种分类通常依据材料的化学成分。
建筑材料A复习资料
建筑材料A复习资料建筑材料是建筑工程中不可或缺的重要组成部分，其性能和质量直接影响着建筑物的安全性、耐久性和功能性。
在学习建筑材料 A 的过程中，掌握相关的知识要点对于理解和应用建筑材料具有重要意义。
以下是对建筑材料 A 的复习资料整理。
一、建筑材料的分类建筑材料的种类繁多，可以根据不同的标准进行分类。
（一）按化学成分分类1、无机材料：包括金属材料（如钢铁、铝合金等）和非金属材料（如水泥、玻璃、陶瓷等）。
2、有机材料：如木材、塑料、橡胶等。
3、复合材料：由两种或两种以上不同性质的材料通过物理或化学方法复合而成，如纤维增强复合材料、聚合物混凝土等。
（二）按使用功能分类1、结构材料：主要用于承受荷载，如钢材、混凝土、砖石等。
2、围护材料：用于建筑物的围护和分隔，如墙体材料、门窗材料等。
3、功能材料：具有特殊功能，如防水材料、保温材料、吸声材料等。
二、常见建筑材料的性能（一）水泥1、水泥的种类：常见的有硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥和粉煤灰硅酸盐水泥等。
2、水泥的凝结和硬化：水泥加水拌合后，会逐渐发生凝结和硬化过程，这与水泥的矿物组成、细度、水灰比等因素有关。
3、水泥的强度：是衡量水泥质量的重要指标，通常用抗压强度和抗折强度表示。
（二）钢材1、钢材的分类：按化学成分可分为碳素钢和合金钢；按用途可分为结构钢、工具钢和特殊性能钢。
2、钢材的力学性能：包括抗拉强度、屈服强度、伸长率、冷弯性能等。
3、钢材的锈蚀：钢材在潮湿环境中容易发生锈蚀，影响其使用寿命，应采取防锈措施。
（三）混凝土1、混凝土的组成：由水泥、砂、石、水和外加剂等组成。
2、混凝土的性能：包括和易性、强度、耐久性等。
3、混凝土的配合比设计：根据工程要求和原材料的性能，确定混凝土中各组成材料的比例。
（四）木材1、木材的分类：按树种可分为针叶树材和阔叶树材。
2、木材的物理性质：如含水率、密度、胀缩性等。
3、木材的力学性能：顺纹抗压强度、顺纹抗拉强度、抗弯强度等。