材料科学与工程基础300道选择题(答案)
第一组
材料的刚性越大，材料就越脆。F
按受力方式，材料的弹性模量分为三种类型，以下哪一种是错误的：D
A. 正弹性模量（E）
B. 切弹性模量（G）
C. 体积弹性模量（G）
D. 弯曲弹性模量（W）
滞弹性是无机固体和金属的与时间有关的弹性，它与下列哪个因素无关B
A 温度；
B 形状和大小；
C 载荷频率
高弹性有机聚合物的弹性模量随温度的升高而A
A. 上升；
B. 降低；
C. 不变。
金属材料的弹性模量随温度的升高而B
A. 上升；
B. 降低；
C. 不变。
弹性模量和泊松比ν之间有一定的换算关系，以下换算关系中正确的是D
A. K=E /[3(1+2ν)]；
B. E=2G (1-ν)；
C. K=E /[3(1-ν)]；
D. E=3K (1-2ν)；
E. E=2G (1-2ν)。
7.Viscoelasticity”的意义是B
A 弹性；B粘弹性； C 粘性
8.均弹性摸量的表达式是A
A、E=σ/ε
B、G=τ/r
C、K=σ。/（△V/V）
9.金属、无机非金属和高分子材料的弹性摸量一般在以下数量级围C GPa
A.10-102、＜10，10-102
B.＜10、10-102、10-102
C.10-102、10-102、＜10
10.体心立方晶胞的金属材料比面心立方晶胞的同类金属材料具有更高的摸量。T
11.虎克弹性体的力学特点是B
A、小形变、不可回复
B、小形变、可回复
C、大形变、不可回复
D、大形变、可回复
13、金属晶体、离子晶体、共价晶体等材料的变形通常表现为，高分子材料则通常表现为和。A
A 普弹行、高弹性、粘弹性
B 纯弹行、高弹性、粘弹性
C 普弹行、高弹性、滞弹性
14、泊松比为拉伸应力作用下，材料横向收缩应变与纵向伸长应变的比值υ=ey/ex F
第二组
1.对各向同性材料，以下哪一种应变不属于应变的三种基本类型C
A. 简单拉伸；
B. 简单剪切；
C. 扭转；
D. 均匀压缩
2.对各向同性材料，以下哪三种应变属于应变的基本类型ABD
A. 简单拉伸；
B. 简单剪切；
C. 弯曲；
D. 均匀压缩
3.“Tension”的意义是A
A 拉伸；
B 剪切；
C 压缩
4.“Compress”的意义是C
A 拉伸；B剪切； C 压缩
5.瓷、多数玻璃和结晶态聚合物的应力-应变曲线一般表现为纯弹性行为T
6.Stress”and “strain”的意义分别是A
A 应力和应变；B应变和应力；C应力和变形
7.对各向同性材料，以下哪三种应变属于应变的三种基本类型ACD
A. tension；
B. torsional deformation；
C. shear；
D. compression
8.对各向同性材料，以下哪一种应变不属于应变的三种基本类型C
A. tension；
B. shear；
C. Flexural deformation；
D. compression
9.对各向同性材料，应变的三种基本类型是A
A tension, shear and compression；
B tension, shear and torsional deformation；
C. tension, shear and flexural deformation
10.非金属态聚合物的三种力学状态是A
A、玻璃态、高弹态、粘流态。
B、固溶态、橡胶态、流动态。
C、玻璃态、高弹态、流动态。
11.玻璃化转变温度是橡胶使用的上限温度B
A 正确
B 错误
12.玻璃化转变温度是非晶态塑料使用的下限温度B
A 正确
B 错误
13.随着温度的降低、聚合物的应力-应变曲线发生如下变化A
A.应力增大、应变减小.
B.应力增大、应变增大.
C.应力减小、应变增大.
第三组
“永久变形”是下面哪个英文单词B
A Elastic deformation；
B Permanent deformation；
C plastical deformation
“塑性变形”是下面哪个英文单词C
A Elastic deformation；
B Permanent deformation
C plastical deformation “dislocation”的意义是A
A 位错；
B 滑移；
C 变形
滑移是材料在切应力作用下，沿一定的晶面（滑移面）和晶向（滑移方向）进行切变过程。T
孪生是发生在金属晶体整体的一个均匀切变过程。F
材料的永久形变有两种基本类型，以下哪种不属于该类型。（）A
A. 滞弹性变形和流动；
B. 塑性流动；
C. 粘性流动。
金属材料的强化（抵抗永久形变）可以通过多种途径，以下哪一种是错误的。（）A
A. 提高结晶度强化；
B. 晶粒减小强化；
C. 固溶体强化；
D. 应变强化
8、塑料形变是材料在切应力作用下，沿一定的（滑动面）和进行切变而产生的滑移。B
A、晶向、晶面
B、晶面、晶向、
C、晶面、晶面
9、在面心立方晶体中，塑性形变的滑移面为（）B
A、（110）晶面
B、（111）晶面
C、（010）晶面
10、塑性形变的滑移面是晶体结构中原子排列最密的晶面。T
第四组
“屈服强度”是下面哪个英文单词。（）B
A. Fracture Strength；
B. Yield Strength；
C. tensile strength
“断裂强度”是下面哪个英文单词。（）A
A. Fracture Strength；
B. Yield Strength；
C. tensile strength
屈服强度和断裂强度是同一种强度，对同一材料而言其数值是一致的。F
对同一材料进行拉伸实验时，其屈服强度与拉伸强度在数值上是一样的。F
抗冲强度与其它强度的量纲是一致的。F
材料部银纹的存在，使材料的强度降低。F
同一种材料的拉伸强度和屈服强度在数值上相同。F
8、高分子材料的拉伸强度一般在Mpa围。B
A、＜10
B、10-100
C、100-200
9、低密度聚乙烯比高密度聚乙烯具有更高的冲击强度T
10、高结晶度、具有球晶织构的聚合物具有更的冲击强度，更的拉伸强度，更的延伸率。B
A、高、低、低、
B、低、高、低、
C、低、低、低、
11、延性高分子材料的拉伸强度等于拉伸应力-应变曲线上材料断裂时的应力值F
12、粘接剂对材料表面的浸润性决定其粘接强度。F
13、一般情况下，非晶态材料比晶态材料的强度低、硬度小、导电性差。T
.14、瓷样品的尺寸越小，拉伸断裂强度越高T
第五组
从“Brittle fracture”的特征，以下哪一种说法是错误的（）B
A 断裂前无明显的塑性变形（永久变形），吸收的能量很少；
B 有一定的永久形变
C 裂纹的扩展速度往往很快，几近音速。
D 脆性断裂无明显的征兆可寻，断裂是突然发生的
从“Ductile Fracture ”的特征，以下哪一种说法是正确的（）B
A 断裂前无明显的塑性变形（永久变形），吸收的能量很少；
B 明显的永久变形，并且经常有缩颈现象
C 裂纹的扩展速度往往很快，几近音速。
D 脆性断裂无明显的征兆可寻，断裂是突然发生的
“Brittle fracture”和“Ductile Fracture ”的含义分别是（）A
A 脆性断裂和延性断裂；
B 延性断裂和脆性断裂；
C 脆性断裂和永久变形；
D 塑性变形和永久变形
格列菲斯公式a c =2E γ s / (π.σ c 2 ) 中，a c 是（）B
A裂纹失稳状态的临界应力；B临界半裂纹长度； C 裂纹失稳状态的临界半应力
格列菲斯公式a c =2E γ s / (π.σ c 2 ) 中，σ c 是（）A
A裂纹失稳状态的临界应力；B临界半裂纹长度； C 裂纹失稳状态的临界半应力
下列哪个不适用于表征材料的延性大小（拉伸）B
A. Percent elongation；
B. Stain;
C. Percent reduction in area
脆性材料就是脆性的与延性无法转换F
Griffith（格列菲斯理论）可以解释理论强度与实际强度的巨大差异。T
材料的脆性断裂在微观上主要有两种形式，以下错误的是（）C
A. 解理断裂；
B. 晶间断裂；
C. 分解断裂
10. 材料的刚性越大，材料就越脆。F
第六组
脆性-韧性转变过程中，提高加载速率起着与降低温度类似的作用。T
不考虑裂纹形状因子，应力强度因子用公式（）计算B
A K=2E γ s / (π.σ c 2 )；
B K= σ (π. a)1/2 ；
C K= σ (a)1/2
考虑裂纹形状因子Y，应力强度因子用公式（B ）计算B
A K=2E Y / (π.σ c 2 )；
B K= Yσ (π. a)1/2 ；
C K= Yσ (a)1/2
“Fracture toughness)”的意义是（）C
A. 断裂；
B. 强度； C 断裂韧性
断裂韧性是一个既能表示强度又能表示脆性断裂的指标。T
断裂韧性和冲击韧性的物理意义是相同的。F
下列哪种说法是错误的（）C
A切应力促进塑性变形，对韧性有利； B 拉应力促进断裂，不利于韧性。
C 应力与韧性无关
D 应力状态及其柔度系数是相关的
以下哪种说法是正确的（）D
A切应力促进塑性变形，对韧性不利； B 拉应力促进断裂，利于韧性。
C 应力与韧性无关D应力状态及其柔度系数是相关的
9、面心立方晶格的金属具有较高的韧一脆性转变温度F
10、随着钢中的含碳量增加，其韧一脆性转变温度明显提高，韧性增强。F
11、名义应力是σ=F/S。T
12、面心立方晶格金属具有优良的韧性、具有高的韧一脆性转变温度F
第七组
“hardness”是（）A
A 材料抵抗表面形变的能力，抵抗外物压入
B 与材料的抗强度、抗压强度和弹性模量等性质无关
硬度与摩擦系数无关F
高聚物的摩擦系数与其极性有关T
高分子材料的低摩擦系数与分子结构相关T
橡胶的摩擦系数随着温度的升高而降低T
关于影响磨损性能的因素，下列哪一种说法是错误的（）B
A 弹性体与硬物表面接触，局部产生高速大变形，导致弹性体局部韧性恶化而被撕裂
B 与材料的硬度无关
C 与材料的抗强度相关
D 与材料的疲劳强度相关
耐磨性评价及磨损试验方法包括（）A
A 失重法和尺寸法；B失重法和DSC法
“Friction”和“Wear”分别是（）A
A 摩擦和磨损；
B 磨损和摩擦
按照粘附摩擦的机理，摩擦系数的大小取决于材料的（）C
A. 剪切强度和拉伸强度；
B. 剪切强度和断裂强度；
C. 抗压强度和剪切强度；
D. 硬度和断裂强度
10 按照压痕硬度法原理测试材料硬度有三种主要方法，以下哪种不属于这三种主要方法: C
A. 布氏硬度； B . 洛氏硬度；
C. 肖氏硬度；
D. 维氏硬度。
11、决定材料硬度的三个主要影响因素是（） B
A、键能、温度、测试方法、
B、键能、密度、温度、
C、电子结构、密度、温度、
12、PTFE的摩擦系数很小，所以磨耗也小。F
13、键能越高硬度越大，高分子是由共价键连接的，所以高分子材料硬度大。F
第八组
“Fatigue”的意义是（）A
A. 疲劳；
B. 失效
失效是（）B
A. Fatigue；
B. Failure
“fatigue strength”的意义是（）A
A. 疲劳强度；
B. 断裂强度； C 拉伸强度
“Creep”的意义是（）A
A. 蠕变；
B. 松弛
“Relaxation”的意义是（）B
A. 蠕变；
B. 松弛
蠕变是指在一定温度、一定压力下，材料的形变随时间的延长而增加的现象。T
应力松弛是指在温度、应变恒定的条件下，材料的应力随时间的延长而增加的现象F
工程构件在服役过程中，只有应力超过屈服强度时才会产生疲劳断裂。F
疲劳寿命的量纲与应力的量纲相同。F
以下关于腐蚀的哪种说法是错误的。（）B
A. 金属材料的腐蚀主要是电化学腐蚀，有电池作用和电解作用；
B. 高分子材料的腐蚀主要是化学腐蚀；
C. 无机非金属材料不容易发生物理腐蚀；
D. 任何材料，包括金属、无机非金属和高分子材料都有可能发生化学腐蚀。
11、采用纤维进行复合，可以提高高分子材料的疲劳强度。T
12、疲劳破坏是由于裂纹扩展引起的。T
13、聚乙烯醇（PVA）的氧渗透系数大于聚乙烯（PE）。F
14、聚丙烯比聚乙烯更容易老化。T
第九组
1.材料热传导机制主要有传导、传导和传导等。B
a.热传导，热辐射，热对流
b.自由电子，晶格振动，分子
c.金属键，离子键，共价键
2.金属主要通过进行热传导，具有离子键和共价键的晶体主要通过进行热传导，无定型高分子材料主要通过进行热传导。A
a.自由电子，晶格振动，分子
b.电子，晶格振动，分子
c.自由电子，晶格缺陷，沿分子主链
3.金属合金的热导率明显纯金属，结晶性聚合物的热导率随结晶度增大而，非晶聚合物的热导率随分子量增大而。B
a.大于，减小，减小
b.小于，增大，增大
c.小于，减小，增大
4.热导率λ是材料传输热量的量度，其计量单位（或量纲）为或是。B
a.能力，W·m-1·K-1，J·m-1·S·K-1
b.速率，W·m-1·K-1，J·m-1·S·K-1
c.速率，J·m-1·K-1，W·m-1·S·K-1
5.通常情况下，材料导热性顺序为：金属无机非金属高分子材料。A
a.大于，大于
b.小于，小于
c.小于，大于
6.热容是在没有相变化或化学反应条件下，将材料的温度升高1℃所需的能量，单位为J·mol-1·K-1。比热容是将材料温度升高1℃所需的能量，单位为J·Kg-1·K-1。二者之间的关系为。B
a. 1Kg，1mol，热容＝原子量×比热容
b. 1mol，1Kg，热容＝原子量×比热容
c. 1mol，1Kg，比热容＝原子量×热容
7.材料的热失重曲线可测定材料的，和。B
a. 马丁耐热温度，热变形温度，维卡软化温度
b. 起始分解温度，半分解温度，残碳率
c. Tg，Tm，Tf
8.由于空气中含左右的氧，故氧指数在以下属易燃材料；
至为难燃材料，具有自熄性；以上为高难燃性材料。C
a.22，22，22，27，27
b.21％，22％，22％，27％，27％
c.21％，22，22，27，27
9.聚合物的比热容大小顺序为玻璃态橡胶态粘流态。B
a.大于，大于
b.小于，小于
c.小于，大于
10．影响高分子材料耐热性的三个主要结构因素是（）ACD
A、结晶
B、共聚
C、刚性链
D、交联
E、分子量
11、就结构和组成而言，提高高分子材料阻燃性的主要方法有两个（）AC
A、引入卤族、磷、氮等元素
B、提高玻璃化转变温度
C、提高聚合物的热稳定性
12、添加阻燃剂和无机填料而提高高分子材料阻燃性的原理主要有三个方面：ABC
A、隔离氧
B、降低温度
C、吸收热量
D、产生大量的水
E、降低聚合物的燃点
第十组
1. 聚合物的Tg和Tm越高，其热稳性越好。F
2. 在德拜模型中，材料的比热容在德拜温度以下与绝对温度T的三次方成正比，在德拜温度以上趋于定值。T
3. 材料的比热容越大，其导热性越好。F
4. 材料的热膨胀系数通常随键能增大而减小，随温度升高而增大。T
5. 化学交联可以同时提高聚合物的耐热性和热稳定性。T
6. 芳杂环聚合物同时具有较高的耐热性和热稳定性。T
7. 聚合物的热稳定性愈好，其耐热性也愈高。F
8. 在足够高的温度下，只要有氧气存在，燃烧就能发生和进行。F
9. 晶体材料中，晶粒尺寸愈小，热导率愈高。F
10、材料的宏观热膨胀性是由于原子在平衡位置对称振动，振幅增大的结果 F
11、线膨胀系数在所有温度下都是常数。F
12、在同样的加热条件下，材料的热容量越大，材料的温度上升得越快F
第十一组
金属的载流子是阳离子 F
硅的载流子只有电子 F
离子固体的载流子只是正负离子 F
迁移率为载流子在单位电场中的迁移速度T
6、单质金属的载流子是自由电子，且自由电子全部参予导电。F
7、本征半导体的载流子包括自由电子和空穴σ=n︱e︱μe+P︱e︱μh T
8、n型半导体的载流子量空穴。F
9、p型半导体属于电子型导电。 F
10、只有费米能级以上的自由电子，才具有导电性T
11、载流子迁移率的量纲是（）A
A、m2/（v.s）
B、m/s
C、v/m
12、电导率σ=nqμ，其中n是，q是，μ是。C
A、载流子的数量，电场强度，载流子的迁移率。
B、载流子的类型，载流子的电荷量，载流子的迁移速度。
C、载流子的数量，载流子的电荷量，载流子迁移速率。
D、载流子的类型，载流子的电荷量，载流子的迁移率。
13、电导率σ的量纲是A
A、Ω-1.m-1
B、s.m-1
C、Ω.m-1
第十二组
影响电子电导的因素包括温度、晶体结构、晶格缺陷F
影响离子电导率的因素包括温度、杂质、缺陷 F
单质金属的电导率与温度成反比，随着温度的升高而下降。T
随着温度的升高，半导体材料的电导率增大T
银有良好的导电性，而且能以一定的数量与铝形成固溶体，，可用银使铝固溶强化并提高电导率，作为高压输电线使用。F
6、从原子的电子结构分析，铜、银和金属于下图中哪一种能带结构。A
A. B. C D
7、一般情况下，金属材料的电导率大于非金属材料的电导率。T
8、黄铜比紫铜具有更高的电导率。F
9、金属合金固溶体中存在大量的缺陷，其电导率高于单质金属。 F
10、影响金属导电性的三个外界因素是ACD
A、温度
B、湿度
C、杂质
D、塑性形变
E、应力
11、. 金属的导电性随着金属中的杂质的增加而下降。T
12、. 金属的介电常数比聚合物的介电常数大。F
第十三组
1、半导体材料的能带结构为半满带或空带与价带有重叠。F
绝缘材料的能带结构中禁带宽度一般大于5eV T
导体材料的能带结构为禁带宽度小于2eV F
金属的电阻率等于温度引起的电阻率、固溶体引起的电阻率与塑性形变引起的电阻率之和T
离子固体的电导性等于电子导电和离子导电的贡献之和。T
6、n型半导体指在Si、Ge等四价元素中掺入少量五价元素P、Sb、Bi、As 。T
7、p型半导体指在四价元素Si、Ge等中掺入少量三价元素B、Al、Sc、Y。T
8、半导体的电导率与温度呈指数关系T
9、硅材料和金刚石都是由共价键组成的架状结构，因此，它们具有相同导电率。F
10、随着离子电荷量率增加离子性固体的电导率增加。F
11、随着离子半径的增加，离子性固体的电导率呈下降趋势。T
第十四组
最初被发现的导电聚合物是聚苯胺掺杂Br2,I2。F
2、导电聚合物的氧化掺杂也称p型掺杂，指用碱金属进行掺杂。F
3、导电聚合物的还原掺杂（也称n型掺杂）一般是用卤素掺杂。F
表征超导体性能的三个主要指标是。B
A. Tc，Hc，Ic
B. Hc，Tc，Jc
C. Jc，Hc，Ic
5、目前金属氧化物超导体应用的主要弱点是。A
A. Tc很低 B .Hc很低 C. Jc很低
6、超导临界温度Tc，指超导体电阻突变为零而完全导电的温度。T
7、超导体在超导临界温度Tc以下，具有（）（）。AB
A完全的导电性(√) B完全的抗磁性(√)
8、导电聚合物的分子链为共轭结构。T
9、导电聚合物的能带间隙（Eg）随聚合物长度的增加而增加。F
10、白川英树等人固发现并发展导电聚合物，与年获诺贝尔奖。B
A、2000 物理
B、2000 化学
C、2001 化学
D、2001 物理
11、目前超导材料可达到的最高超导临界温度是 B
A、100K
B、140K
C、160K
12. 12、随电压升高，超过临界值，出现材料的电阻率急剧下降，电流升高的现象称为击穿现象。T 第十五组
1、电介质的相对介电常数等于介质的电容率除以真空的电容率。T
2、电介质的相对介电常数表征的是电介质贮存电能能力的大小，其量纲为F.m-1。F
4、介电损耗指的是电介质在交变电场作用下,电能转变成热能而损耗了。T
5、影响tgδ的因素主要包括五个方面。ABD
a分子结构、温度b多相体系、交变电场频率
c 温度，原子的电子结构
d 小分子及杂质，
6、介电性质是描述电介质材料在交变电场中的性质。T
7、电解质极化引起电容器表面电荷密度增加，相对介电常数增大,电介质极化的三个类型是。ACD
A、电子极化
B、原子极化
C、离子极化
D、取向极化
E、分子极化
8、发生取向极化的分子结构中必定具有永久电偶极矩。T
9、C-F键为极性共价键，固而聚四氟乙烯易产生取向极化，具有高的介电常数。F
10、电子极化和离子极化与温度变化没有依赖性。T
11、一般情况下，极性聚合物的介电常数随温度增加而增大，然后趋于平缓。T
12、介电常数随频率的增加而分阶段降低。T
13、电介质材料在低频下的介电常数低于在高频下的介电常数。F
14、高分子材料的极性越大、介质损耗值越大。T
15、聚乙烯可用高频焊接。F
16、聚氯乙烯适合作高频电缆包覆料。F
17、电容介质材料应具有的介电常数和的介质损耗。B
A、大、大、
B、大、小、
C、小、大、
18、PE可以用作高频绝缘材料。T
第十六组
1、电子轨道磁矩远大于电子自旋磁矩。F
2、磁化强度指在外磁场中,物体各磁矩规则取向，宏观呈磁性的性质。F
3、磁化指在外磁场中，物质被磁化的程度。F
4、磁化率的物理符号为χ。T
5、磁矩是表征磁性物体磁性大小的物理量，只与物体本身的性质相关，与外磁场无关。T
6、磁化强度（M）的物理意义是单位体积的磁矩，为一矢量。T
7、磁化强度（M）的量纲为（）B
A、A.m2 B A.m-1 C、Wb.m-2 D、H.m-1
材料科学基础课后作业及答案(分章节)
第一章 8．计算下列晶体的离于键与共价键的相对比例 (1)NaF (2)CaO (3)ZnS 解：1、查表得：X Na =0.93,X F =3.98 根据鲍林公式可得NaF 中离子键比例为：21 (0.93 3.98)4 [1]100%90.2%e ---?= 共价键比例为：1-90.2%=9.8% 2、同理，CaO 中离子键比例为：21 (1.00 3.44)4 [1]100%77.4%e ---?= 共价键比例为：1-77.4%=22.6% 3、ZnS 中离子键比例为：2 1/4(2.581.65)[1]100%19.44%ZnS e --=-?=中离子键含量 共价键比例为：1-19.44%=80.56% 10说明结构转变的热力学条件与动力学条件的意义．说明稳态结构与亚稳态结构之间的关系。 答：结构转变的热力学条件决定转变是否可行，是结构转变的推动力，是转变的必要条件；动力学条件决定转变速度的大小，反映转变过程中阻力的大小。 稳态结构与亚稳态结构之间的关系：两种状态都是物质存在的状态，材料得到的结构是稳态或亚稳态，取决于转交过程的推动力和阻力(即热力学条件和动力学条件)，阻力小时得到稳态结构，阻力很大时则得到亚稳态结构。稳态结构能量最低，热力学上最稳定，亚稳态结构能量高，热力学上不稳定，但向稳定结构转变速度慢，能保持相对稳定甚至长期存在。但在一定条件下，亚稳态结构向稳态结构转变。 第二章 1．回答下列问题： (1)在立方晶系的晶胞内画出具有下列密勒指数的晶面和晶向： (001）与[210]，(111）与[112]，(110)与 [111],(132)与[123],(322)与[236］ (2)在立方晶系的一个晶胞中画出（111)和 （112)晶面，并写出两晶面交线的晶向指数。 (3)在立方晶系的一个晶胞中画出同时位于（101). (011)和（112)晶面上的[111]晶向。 解：1、 2．有一正交点阵的 a=b, c=a/2。某晶面在三个晶轴上的截距分别为 6个、2个和4个原子间距，求该晶面的密勒指数。 3．立方晶系的 ｛111}, 1110}, {123）晶面族各包括多少晶面？写出它们的密勒指数。 4．写出六方晶系的{1012}晶面族中所有晶面的密勒指数，在六方晶胞中画出[1120]、 [1101]晶向和(1012)晶面，并确定(1012)晶面与六方晶胞交线的晶向指数。 5．根据刚性球模型回答下列问题：
材料科学基础习题及答案
习题课
一、判断正误 正确的在括号内画“√”，错误的画“×” 1、金属中典型的空间点阵有体心立方、面心立方和密排六方三种。 2、位错滑移时，作用在位错线上的力F的方向永远垂直于位错线并指向滑移面上的未滑移区。 3、只有置换固溶体的两个组元之间才能无限互溶，间隙固溶体则不能。 4、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。 5、固溶体凝固形核的必要条件同样是ΔG＜0、结构起伏和能量起伏。 6三元相图垂直截面的两相区内不适用杠杆定律。 7物质的扩散方向总是与浓度梯度的方向相反。 8塑性变形时，滑移面总是晶体的密排面，滑移方向也总是密排方向。 9．晶格常数是晶胞中两相邻原子的中心距。 10．具有软取向的滑移系比较容易滑移，是因为外力在在该滑移系具有较大的分切应力值。11．面心立方金属的滑移面是｛１１０｝滑移方向是〈１１１〉。 12．固溶强化的主要原因之一是溶质原子被吸附在位错附近，降低了位错的易动性。13．经热加工后的金属性能比铸态的好。 14．过共析钢的室温组织是铁素体和二次渗碳体。 15．固溶体合金结晶的过程中，结晶出的固相成份和液相成份不同，故必然产生晶内偏析。16．塑性变形后的金属经回复退火可使其性能恢复到变形前的水平。 17．非匀质形核时液体内部已有的固态质点即是非均匀形核的晶核。 18.目前工业生产中一切强化金属材料的方法都是旨在增大位错运动的阻力。 19、铁素体是α-Fe中的间隙固溶体，强度、硬度不高，塑性、韧性很好。 20、体心立方晶格和面心立方晶格的金属都有12个滑移系，在相同条件下,它们的塑性也相同。 21、珠光体是铁与碳的化合物，所以强度、硬度比铁素体高而塑性比铁素体差。 22、金属结晶时，晶粒大小与过冷度有很大的关系。过冷度大，晶粒越细。 23、固溶体合金平衡结晶时，结晶出的固相成分总是和剩余液相不同，但结晶后固溶体成分是均匀的。 24、面心立方的致密度为0.74，体心立方的致密度为0.68，因此碳在γ-Fe(面心立方)中的溶解度比在α-Fe（体心立方）的小。 25、实际金属总是在过冷的情况下结晶的，但同一金属结晶时的过冷度为一个恒定值，它与冷却速度无关。 26、金属的临界分切应力是由金属本身决定的，与外力无关。 27、一根曲折的位错线不可能是纯位错。 28、适当的再结晶退火，可以获得细小的均匀的晶粒，因此可以利用再结晶退火使得铸锭的组织细化。 29、冷变形后的金属在再结晶以上温度加热时将依次发生回复、再结晶、二次再结晶和晶粒长大的过程。 30、临界变形程度是指金属在临界分切应力下发生变形的程度。 31、无限固溶体一定是置换固溶体。 32、金属在冷变形后可形成带状组织。 33、金属铅在室温下进行塑性成型属于冷加工，金属钨在1000℃下进行塑性变形属于热加工。
材料科学基础作业
Fundamentals of Materials Science 1. Determine the Miller indices for the planes shown in the following unit cell: A:(2 1 -1) B:(0 2 -1) 2. Show that the atomic packing factor for HCP is 0.74. Solution: This problem calls for a demonstration that the APF for HCP is 0.74. Again, the APF is just the total sphere-unit cell volume ratio. For HCP, there are the equivalent of six spheres per unit cell, and thus Now, the unit cell volume is just the product of the base area times the cell height, c. This base area is just three times the area of the parallelepiped ACDE shown below.
The area of ACDE is just the length of CD times the height BC. But CD is just a or 2R, and 3. For both FCC and BCC crystal structures, the Burgers vector b may be expressed as
(完整版)常识判断--300道必背题目及答案
1.《嘎达梅林》是哪个民族的叙事歌曲？(高级题) 1 藏族2 满族3 蒙古族4 回族 --------------3 2. 我国的第一部诗歌总集是：(低级题) 1诗经2 女神-------------------1 3. 在我国内地驾驶车辆，必须遵守：(中级题) 1 左侧通行的原则2 右侧通行的原则 -------------2 4. 围棋棋盘共有几个交叉点？(低级题) 1）360 2）361--------------------2 5. 人体最大的细胞是：(低级题) 1:卵细胞2 脑细胞3 淋巴细胞-------------1 6. 被称为我国最最大的古典艺术宝库的石窟是哪一个？(中级题) 1 甘肃敦煌莫高窟 2 新疆千佛洞 3 四川乐山大佛----------------------1 7. 下面哪座山是中国佛教四大名山之一？(高级题) 1峨嵋山2 华山3 泰山4 嵩山 ---------------1 8. 人体最坚硬的部分是：(中级题) 1 指甲2:牙齿3 颅骨----------------2 9. 以下哪一种商品的需求价格弹性最小？(低级题) 1 粮食 2 食盐 -----------------2 10. "海市蜃楼"现象在不同时间内出现的影像不同，有时候是影像呈正象，有时候是影 像呈倒象，请问呈倒象的是什么时段(低级题) 1下午时段 2 上午时段-------------------1 11. 被称为"国际会议之都"的城市是：(低级题) 1 日内瓦 2 华盛顿 -----------------1 12. 我国最大的淡水湖是：(高级题) 1 洞庭湖2鄱阳湖 3 太湖 4 哈纳斯湖 ----------------2 13. 哪个国家是钻石的最大产出国？（吗）(中级题) 1扎伊尔 2 刚果 3 南非 -----------------1 14. 好莱坞位于美国什么州：(低级题) 1加利福尼亚州 2 阿拉斯加洲 --------------------1 15. "席梦思"三个字源于什么？(低级题)1 地名2 人名---------------2 16. 沙漠之舟--骆驼的驼峰是用来(低级题) 1 贮水的2贮脂肪的 3 驮物品的 ------------2 17. 参加第一届古代奥运会的国家有：(中级题) 1:三个 2 四个 3 五个 -----------------1 18. 股票市场中指数大幅上升又称：(低级题) 1牛市 2 熊市 ------------------------1 19. <<义勇军进行曲>>是哪部电影的主题歌？(高级题) 1 《英雄儿女》2《风云儿 女》3 《平原游击队》4〈〈永不消逝的电波〉〉--------------------------2 20. 水上芭蕾又称：(低级题) 1 自游泳2花样游泳------------------2 21. 海马是马吗？(低级题) 1 不是2 是--------------1 22. UNESCO是什么国际组织的简称？(中级题) 1 联合国科教文组织2 联合国安理 会 3 世界卫生组织---------------------1 23. 发射第一颗人造卫星的国家是：(低级题) 1美国2 前苏联-----------------2 24. "艾叶"燃烧的烟能驱蚊蝇，对吗？(低级题) 1 对2 不对-------------------1 25. 鱼有心脏吗？(低级题) 1)有（脊椎动物都有心脏。鱼是脊椎动物）2）没有 26. 企鹅是否可以生活在赤道附近？(低级题) 1 可以2 不可以------------1 27. 乒乓球比赛中，甲方进攻时未将球打在台内，而是直接打到了台外乙方的球拍上， 请问该球应判谁得分？(低级题) 1 甲方得分2乙方得分-----------------------2
材料科学基础作业解答
第一章 1.简述一次键与二次键各包括哪些结合键这些结合键各自特点如何 答：一次键——结合力较强，包括离子键、共价键和金属键。 二次键——结合力较弱，包括范德瓦耳斯键和氢键。 ①离子键：由于正、负离子间的库仑（静电）引力而形成。特点：1）正负离子相间排列，正负电荷数相等；2）键能最高，结合力很大； ②共价键：是由于相邻原子共用其外部价电子，形成稳定的电子满壳层结构而形成。特点：结合力很大，硬度高、强度大、熔点高，延展性和导电性都很差，具有很好的绝缘性能。 ③金属键：贡献出价电子的原子成为正离子，与公有化的自由电子间产生静电作用而结合的方式。特点：它没有饱和性和方向性；具有良好的塑性；良好的导电性、导热性、正的电阻温度系数。 ④范德瓦耳斯键：一个分子的正电荷部位和另一个分子的负电荷部位间的微弱静电吸引力将两个分子结合在一起的方式。也称为分子键。特点：键合较弱，易断裂，可在很大程度上改变材料的性能；低熔点、高塑性。 2.比较金属材料、陶瓷材料、高分子材料在结合键上的差别。 答：①金属材料：简单金属（指元素周期表上主族元素）的结合键完全为金属键，过渡族金属的结合键为金属键和共价键的混合，但以金属键为主。 ②陶瓷材料：陶瓷材料是一种或多种金属同一种非金属（通常为氧）相结合的化合物，其主要结合方式为离子键，也有一定成分的共价键。 ③高分子材料：高分子材料中，大分子内的原子之间结合方式为共价键，而大分子与大分子之间的结合方式为分子键和氢键。④复合材料：复合材料是由二种或者二种以上的材料组合而成的物质，因而其结合键非常复杂，不能一概而论。 3. 晶体与非晶体的区别稳态与亚稳态结构的区别 晶体与非晶体区别： 答：性质上，(1)晶体有整齐规则的几何外形；(2)晶体有固定的熔点,在熔化过程中,温度始终保持不变；(3)晶体有各向异性的特点。
材料科学基础习题
查看文本 习题 一、名词解释 金属键; 结构起伏; 固溶体; 枝晶偏析; 奥氏体; 加工硬化; 离异共晶; 成分过冷; 热加工; 反应扩散 二、画图 1在简单立方晶胞中绘出（）、（210）晶面及[、[210]晶向。 2结合Fe-Fe3C相图，分别画出纯铁经930℃和800℃渗碳后，试棒的成分－距离曲线示意图。 3如下图所示，将一锲形铜片置于间距恒定的两轧辊间轧制。试画出轧制后铜片经再结晶后晶粒大小沿片长方向变化的示意图。 4画出简单立方晶体中（100）面上柏氏矢量为［010］的刃型位错与（001）面上柏氏矢量为［010］的刃型位错交割前后的示意图。 5画图说明成分过冷的形成。 三、Fe-Fe3C相图分析 1用组织组成物填写相图。 2指出在ECF和PSK水平线上发生何种反应并写出反应式。 3计算相图中二次渗碳体和三次渗碳体可能的最大含量。 四、简答题 1已知某铁碳合金，其组成相为铁素体和渗碳体，铁素体占82%，试求该合金的含碳量和组织组成物的相对量。 2什么是单滑移、多滑移、交滑移？三者的滑移线各有什么特征，如何解释？。 3设原子为刚球，在原子直径不变的情况下，试计算g-Fe转变为a-Fe时的体积膨胀率;如果测得910℃时g-Fe和a-Fe的点阵常数分别为0.3633nm和0.2892nm,试计算g-Fe转变为a-Fe的真实膨胀率。 4间隙固溶体与间隙化合物有何异同？ 5可否说扩散定律实际上只有一个？为什么？ 五、论述题 τC 结合右图所示的τC（晶体强度）—ρ位错密度 关系曲线，分析强化金属材料的方法及其机制。 晶须 冷塑变 六、拓展题 1 画出一个刃型位错环及其与柏士矢量的关系。 2用金相方法如何鉴别滑移和孪生变形？ 3 固态相变为何易于在晶体缺陷处形核？ 4 画出面心立方晶体中(225)晶面上的原子排列图。 综合题一：材料的结构 1 谈谈你对材料学科和材料科学的认识。 2 金属键与其它结合键有何不同，如何解释金属的某些特性？ 3 说明空间点阵、晶体结构、晶胞三者之间的关系。 4 晶向指数和晶面指数的标定有何不同？其中有何须注意的问题？ 5 画出三种典型晶胞结构示意图，其表示符号、原子数、配位数、致密度各是什么？ 6 碳原子易进入a-铁，还是b-铁，如何解释？ 7 研究晶体缺陷有何意义？ 8 点缺陷主要有几种？为何说点缺陷是热力学平衡的缺陷？
材料科学与工程基础300道选择题(答案)
第一组 材料的刚性越大，材料就越脆。F 按受力方式，材料的弹性模量分为三种类型，以下哪一种是错误的：D A. 正弹性模量（E） B. 切弹性模量（G） C. 体积弹性模量（G） D. 弯曲弹性模量（W） 滞弹性是无机固体和金属的与时间有关的弹性，它与下列哪个因素无关B A 温度； B 形状和大小； C 载荷频率 高弹性有机聚合物的弹性模量随温度的升高而A A. 上升； B. 降低； C. 不变。 金属材料的弹性模量随温度的升高而B A. 上升； B. 降低； C. 不变。 弹性模量和泊松比之间有一定的换算关系，以下换算关系中正确的是D A. K=E /[3(1+2)]； B. E=2G (1-)； C. K=E /[3(1-)]； D. E=3K (1-2)； E. E=2G (1-2)。 7.Viscoelasticity”的意义是B A 弹性；B粘弹性； C 粘性 8.均弹性摸量的表达式是A A、E=σ/ε B、G=τ/r C、K=σ。/（△V/V） 9.金属、无机非金属和高分子材料的弹性摸量一般在以下数量级范围内C GPa A.10-102、＜10，10-102 B.＜10、10-102、10-102 C.10-102、10-102、＜10 10.体心立方晶胞的金属材料比面心立方晶胞的同类金属材料具有更高的摸量。T 11.虎克弹性体的力学特点是B A、小形变、不可回复 B、小形变、可回复 C、大形变、不可回复 D、大形变、可回复 13、金属晶体、离子晶体、共价晶体等材料的变形通常表现为，高分子材料则通常表现为和。A A 普弹行、高弹性、粘弹性 B 纯弹行、高弹性、粘弹性 C 普弹行、高弹性、滞弹性 14、泊松比为拉伸应力作用下，材料横向收缩应变与纵向伸长应变的比值υ=ey/ex F 第二组 1.对各向同性材料，以下哪一种应变不属于应变的三种基本类型C A. 简单拉伸； B. 简单剪切； C. 扭转； D. 均匀压缩 2.对各向同性材料，以下哪三种应变属于应变的基本类型ABD A. 简单拉伸； B. 简单剪切； C. 弯曲； D. 均匀压缩 3.“Tension”的意义是A A 拉伸； B 剪切； C 压缩 4.“Compress”的意义是C A 拉伸；B剪切； C 压缩 5.陶瓷、多数玻璃和结晶态聚合物的应力-应变曲线一般表现为纯弹性行为T 6.Stress”and “strain”的意义分别是A A 应力和应变；B应变和应力；C应力和变形
材料科学基础习题与答案
- 第二章 思考题与例题 1. 离子键、共价键、分子键和金属键的特点，并解释金属键结合的固体材料的密度比离子键或共价键固体高的原因 2. 从结构、性能等方面描述晶体与非晶体的区别。 3. 何谓理想晶体何谓单晶、多晶、晶粒及亚晶为什么单晶体成各向异性而多晶体一般情况下不显示各向异性何谓空间点阵、晶体结构及晶胞晶胞有哪些重要的特征参数 4. 比较三种典型晶体结构的特征。（Al 、α-Fe 、Mg 三种材料属何种晶体结构描述它们的晶体结构特征并比较它们塑性的好坏并解释。）何谓配位数何谓致密度金属中常见的三种晶体结构从原子排列紧密程度等方面比较有何异同 5. 固溶体和中间相的类型、特点和性能。何谓间隙固溶体它与间隙相、间隙化合物之间有何区别（以金属为基的）固溶体与中间相的主要差异（如结构、键性、性能）是什么 6. 已知Cu 的原子直径为A ，求Cu 的晶格常数，并计算1mm 3Cu 的原子数。 （ 7. 已知Al 相对原子质量Ar （Al ）=，原子半径γ=，求Al 晶体的密度。 8 bcc 铁的单位晶胞体积，在912℃时是；fcc 铁在相同温度时其单位晶胞体积是。当铁由 bcc 转变为fcc 时，其密度改变的百分比为多少 9. 何谓金属化合物常见金属化合物有几类影响它们形成和结构的主要因素是什么其性能如何 10. 在面心立方晶胞中画出[012]和[123]晶向。在面心立方晶胞中画出（012）和（123）晶面。 11. 设晶面（152）和（034）属六方晶系的正交坐标表述，试给出其四轴坐标的表示。反之，求（3121）及（2112）的正交坐标的表示。（练习），上题中均改为相应晶向指数，求相互转换后结果。 12.在一个立方晶胞中确定6个表面面心位置的坐标，6个面心构成一个正八面体，指出这个八面体各个表面的晶面指数，各个棱边和对角线的晶向指数。 13. 写出立方晶系的{110}、{100}、{111}、{112}晶面族包括的等价晶面，请分别画出。
材料科学基础试题及答案
第一章 原子排列与晶体结构 1. fcc 结构的密排方向是 ，密排面是 ，密排面的堆垛顺序是 ，致密度 为 ，配位数是 ,晶胞中原子数为 ，把原子视为刚性球时，原子的半径r 与 点阵常数a 的关系是 ；bcc 结构的密排方向是 ，密排面是 ,致密度 为 ,配位数是 ,晶胞中原子数为 ，原子的半径r 与点阵常数a 的关系 是 ；hcp 结构的密排方向是 ，密排面是 ，密排面的堆垛顺序是 ， 致密度为 ，配位数是 ,，晶胞中原子数为 ，原子的半径r 与点阵常数a 的关系是 。 2. Al 的点阵常数为0.4049nm ，其结构原子体积是 ，每个晶胞中八面体间隙数 为 ，四面体间隙数为 。 3. 纯铁冷却时在912e 发生同素异晶转变是从 结构转变为 结构，配位数 ， 致密度降低 ，晶体体积 ，原子半径发生 。 4. 在面心立方晶胞中画出）（211晶面和]211[晶向，指出﹤110﹥中位于（111）平面上的 方向。在hcp 晶胞的（0001）面上标出）（0121晶面和]0121[晶向。 5. 求]111[和]120[两晶向所决定的晶面。 6 在铅的（100）平面上，1mm 2有多少原子？已知铅为fcc 面心立方结构，其原子半径 R=0.175×10-6mm 。 第二章 合金相结构 一、 填空 1） 随着溶质浓度的增大，单相固溶体合金的强度 ，塑性 ，导电性 ，形成间 隙固溶体时，固溶体的点阵常数 。 2） 影响置换固溶体溶解度大小的主要因素是（1） ；（2） ； （3） ；（4） 和环境因素。 3） 置换式固溶体的不均匀性主要表现为 和 。 4） 按照溶质原子进入溶剂点阵的位置区分，固溶体可分为 和 。 5） 无序固溶体转变为有序固溶体时，合金性能变化的一般规律是强度和硬度 ，塑 性 ，导电性 。 6）间隙固溶体是 ，间隙化合物 是 。 二、 问答 1、 分析氢，氮，碳，硼在a-Fe 和g-Fe 中形成固溶体的类型，进入点阵中的位置和固 溶度大小。已知元素的原子半径如下：氢：0.046nm ，氮：0.071nm ，碳：0.077nm ，硼： 0.091nm ，a-Fe ：0.124nm ，g-Fe ：0.126nm 。 2、简述形成有序固溶体的必要条件。 第三章 纯金属的凝固 1. 填空
材料科学基础习题与答案
第二章思考题与例题 1. 离子键、共价键、分子键和金属键的特点，并解释金属键结合的固体材料的密度比离子键或共价键固体高的原因 2. 从结构、性能等方面描述晶体与非晶体的区别。 3. 何谓理想晶体何谓单晶、多晶、晶粒及亚晶为什么单晶体成各向异性而多晶体一般情况下不显示各向异性何谓空间点阵、晶体结构及晶胞晶胞有哪些重要的特征参数 4. 比较三种典型晶体结构的特征。（Al、α-Fe、Mg三种材料属何种晶体结构描述它们的晶体结构特征并比较它们塑性的好坏并解释。）何谓配位数何谓致密度金属中常见的三种晶体结构从原子排列紧密程度等方面比较有何异同 5. 固溶体和中间相的类型、特点和性能。何谓间隙固溶体它与间隙相、间隙化合物之间有何区别（以金属为基的）固溶体与中间相的主要差异（如结构、键性、性能）是什么 6. 已知Cu的原子直径为A，求Cu的晶格常数，并计算1mm3Cu的原子数。 7. 已知Al相对原子质量Ar（Al）=，原子半径γ=，求Al晶体的密度。 8 bcc铁的单位晶胞体积，在912℃时是；fcc铁在相同温度时其单位晶胞体积是。当铁由bcc转变为fcc时，其密度改变的百分比为多少 9. 何谓金属化合物常见金属化合物有几类影响它们形成和结构的主要因素是什么其性能如何
10. 在面心立方晶胞中画出[012]和[123]晶向。在面心立方晶胞中画出（012）和（123）晶面。 11. 设晶面（152）和（034）属六方晶系的正交坐标表述，试给出其四轴坐标的表示。反之，求（3121）及（2112）的正交坐标的表示。（练习），上题中均改为相应晶向指数，求相互转换后结果。 12.在一个立方晶胞中确定6个表面面心位置的坐标，6个面心构成一个正八面体，指出这个八面体各个表面的晶面指数，各个棱边和对角线的晶向指数。 13. 写出立方晶系的{110}、{100}、{111}、{112}晶面族包括的等价晶面，请分别画出。 14. 在立方晶系中的一个晶胞内画出（111）和（112）晶面，并写出两晶面交线的晶向指数。 15 在六方晶系晶胞中画出[1120]，[1101]晶向和（1012）晶面，并确定（1012）晶面与六方晶胞交线的晶向指数。 16.在立方晶系的一个晶胞内同时画出位于（101），（011）和（112）晶面上的[111]晶向。 17. 在1000℃，有W C为%的碳溶于fcc铁的固溶体，求100个单位晶胞中有多少个碳原子（已知：Ar(Fe)=，Ar(C)=） 18. r-Fe在略高于912℃时点阵常数a=，α-Fe在略低于912℃时a=，求：（1）上述温度时γ-Fe和α-Fe的原子半径R；（2）γ-Fe→α-Fe转变时的体积变化率；（3）设γ-Fe→α-Fe转变时原子半径不发生变化，求此转变时的体积变
材料科学基础习题与答案
第二章 思考题与例题 1. 离子键、共价键、分子键和金属键的特点，并解释金属键结合的固体材料的密度比离子键或共价键固体高的原因？ 2. 从结构、性能等面描述晶体与非晶体的区别。 3. 谓理想晶体？谓单晶、多晶、晶粒及亚晶？为什么单晶体成各向异性而多晶体一般情况下不显示各向异性？谓空间点阵、晶体结构及晶胞？晶胞有哪些重要的特征参数？ 4. 比较三种典型晶体结构的特征。（Al 、α-Fe 、Mg 三种材料属种晶体结构？描述它们的晶体结构特征并比较它们塑性的好坏并解释。）谓配位数？谓致密度？金属中常见的三种晶体结构从原子排列紧密程度等面比较有异同？ 5. 固溶体和中间相的类型、特点和性能。谓间隙固溶体？它与间隙相、间隙化合物之间有区别？（以金属为基的）固溶体与中间相的主要差异（如结构、键性、性能）是什么？ 6. 已知Cu 的原子直径为2.56A ，求Cu 的晶格常数，并计算1mm 3 Cu 的原子数。 7. 已知Al 相对原子质量Ar （Al ）=26.97，原子半径γ=0.143nm ，求Al 晶体的密度。 8 bcc 铁的单位晶胞体积，在912℃时是0.02464nm 3；fcc 铁在相同温度时其单位晶胞体积是0.0486nm 3。当铁由bcc 转变为fcc 时，其密度改变的百分比为多少？ 9. 谓金属化合物？常见金属化合物有几类？影响它们形成和结构的主要因素是什么？其性能如？ 10. 在面心立晶胞中画出[012]和[123]晶向。在面心立晶胞中画出（012）和（123）晶面。 11. 设晶面（）和（034）属六晶系的正交坐标表述，试给出其四轴坐标的表示。反之，求（3121）及（2112）的正交坐标的表示。（练习），上题中均改为相应晶向指数，求相互转换后结果。 12.在一个立晶胞中确定6个表面面心位置的坐标，6个面心构成一个正八面体，指出这个
材料科学基础课后习题答案第二章
第2章习题 2-1 a ）试证明均匀形核时，形成临界晶粒的△ G K 与其临界晶核体积 V K 之间的关系式为 2 G V ； b ）当非均匀形核形成球冠形晶核时，其△ 所以 所以 2-2如果临界晶核是边长为 a 的正方体，试求出其厶G K 与a 的关系。为什么形成立方体晶核 的厶G K 比球形晶核要大？ 解：形核时的吉布斯自由能变化为 a ）证明因为临界晶核半径 r K 临界晶核形成功 G K 16 故临界晶核的体积 V K 4 r ； G V )2 2 G K G V b ）当非均匀形核形成球冠形晶核时, 非 r K 2 SL G V 临界晶核形成功 3 3( G ；7(2 3cos 3 cos 故临界晶核的体积 V K 3（r 非）3（2 3 3cos 3 cos V K G V 1 ( 3 卸2 3 3cos cos )G V 3 3(書 (2 3cos cos 3 ) G K % G K 与V K 之间的关系如何? G K
G V G v A a3G v 6a2 3 得临界晶核边长a K G V
临界形核功 将两式相比较 可见形成球形晶核得临界形核功仅为形成立方形晶核的 1/2。 2-3为什么金属结晶时一定要有过冷度？影响过冷度的因素是什么？固态金属熔化时是否 会出现过热？为什么？ 答：金属结晶时要有过冷度是相变热力学条件所需求的， 只有△ T>0时，才能造成固相的自 由能低于液相的自由能的条件，液固相间的自由能差便是结晶的驱动力。 金属结晶需在一定的过冷度下进行，是因为结晶时表面能增加造成阻力。固态金属熔 化时是否会出现过热现象，需要看熔化时表面能的变化。如果熔化前后表面能是降低的， 则 不需要过热；反之，则可能出现过热。 如果熔化时，液相与气相接触，当有少量液体金属在固体表面形成时，就会很快覆盖 在整个固体表面(因为液态金属总是润湿其同种固体金属 )。熔化时表面自由能的变化为： G 表面 G 终态 G 始态 A( GL SL SG ) 式中G 始态表示金属熔化前的表面自由能； G 终态表示当在少量液体金属在固体金属表面形成 时的表面自由能；A 表示液态金属润湿固态金属表面的面积；b GL 、CSL 、CSG 分别表示气液相 比表面能、固液相比表面能、固气相比表面能。因为液态金属总是润湿其同种固体金属，根 据润湿时表面张力之间的关系式可写出：b SG 》6GL + (SL 。这说明在熔化时，表面自由能的变 化厶G 表w o ,即不存在表面能障碍，也就不必过热。实际金属多属于这种情况。如果固体 16 3 3( G v )2 1 32 3 6 2 (G v )2 b K t K 4 G V )3 G V 6( 4 G v )2 64 3 96 3 32 r K 2 ~G ?， 球形核胚的临界形核功 (G v )2 (G v )2 (G v )2 G b K 2 G v )3 16 3( G v )2
【考研】材料科学基础试题库答案
Test of Fundamentals of Materials Science 材料科学基础试题库 郑举功编
东华理工大学材料科学与工程系 一、填空题 0001.烧结过程的主要传质机制有_____、_____、_____ 、_____，当烧结分别进行四种传质时，颈部增长x/r与时间t的关系分别是_____、_____、_____ 、_____。 0002.晶体的对称要素中点对称要素种类有_____、_____、_____ 、_____ ，含有平移操作的对称要素种类有_____ 、_____ 。 0003.晶族、晶系、对称型、结晶学单形、几何单形、布拉菲格子、空间群的数目分别是_____、_____ 、_____ 、_____ 、_____ 、_____ 。 0004.晶体有两种理想形态，分别是_____和_____。 0005.晶体是指内部质点排列的固体。 0006.以NaCl晶胞中（001）面心的一个球（Cl-离子）为例，属于这个球的八面体空隙数为，所以属于这个球的四面体空隙数为。 0007.与非晶体比较晶体具有自限性、、、、和稳定性。 0008.一个立方晶系晶胞中，一晶面在晶轴X、Y、Z上的截距分别为2a、1/2a 、2/3a，其晶面的晶面指数是。 0009.固体表面粗糙度直接影响液固湿润性，当真实接触角θ时，粗糙度越大，表面接触角，就越容易湿润；当θ，则粗糙度，越不利于湿润。 0010.硼酸盐玻璃中，随着Na2O（R2O）含量的增加，桥氧数，热膨胀系数逐渐下降。当Na2O含量达到15%—16%时，桥氧又开始，热膨胀系数重新上升，这种反常现象就是硼反常现象。 0011.晶体结构中的点缺陷类型共分、和三种，CaCl2中Ca2+进入到KCl间隙中而形成点缺陷的反应式为。 0012.固体质点扩散的推动力是________。 0013.本征扩散是指__________，其扩散系数D＝_________,其扩散活化能由________和_________ 组成。0014.析晶过程分两个阶段，先______后______。 0015.晶体产生Frankel缺陷时，晶体体积_________，晶体密度_________；而有Schtty缺陷时，晶体体积_________,晶体密度_________。一般说离子晶体中正、负离子半径相差不大时，_________是主要的；两种离子半径相差大时，_________是主要的。 0016.少量CaCl2在KCl中形成固溶体后，实测密度值随Ca2+离子数/K＋离子数比值增加而减少，由此可判断其缺陷反应式为_________。 0017.Tg是_________,它与玻璃形成过程的冷却速率有关，同组分熔体快冷时Tg比慢冷时_________ ,淬冷玻璃比慢冷玻璃的密度_________,热膨胀系数_________。 0018.同温度下，组成分别为：(1) 0.2Na2O－0.8SiO2 ；(2) 0.1Na2O－0.1CaO－0.8SiO2 ;(3) 0.2CaO－0.8SiO2 的三种熔体，其粘度大小的顺序为_________。 0019.三T图中三个T代表_________, _________,和_________。 0020.粘滞活化能越_________ ,粘度越_________ 。硅酸盐熔体或玻璃的电导主要决定于_________ 。 0021.0.2Na2O-0.8SiO2组成的熔体，若保持Na2O含量不变，用CaO置换部分SiO2后，电导_________。0022.在Na2O－SiO2熔体中加入Al2O3(Na2O/Al2O3<1),熔体粘度_________。 0023.组成Na2O . 1/2Al2O3 . 2SiO2的玻璃中氧多面体平均非桥氧数为_________。 0024.在等大球体的最紧密堆积中，六方最紧密堆积与六方格子相对应，立方最紧密堆积与_______ 相对应。0025.在硅酸盐晶体中，硅氧四面体之间如果相连，只能是_________方式相连。
(完整版)材料科学基础练习题
练习题 第三章晶体结构，习题与解答 3-1 名词解释 （a）萤石型和反萤石型 （b）类质同晶和同质多晶 （c）二八面体型与三八面体型 （d）同晶取代与阳离子交换 （e）尖晶石与反尖晶石 答：（a）萤石型：CaF2型结构中，Ca2+按面心立方紧密排列，F-占据晶胞中全部四面体空隙。 反萤石型：阳离子和阴离子的位置与CaF2型结构完全相反，即碱金属离子占据F-的位置，O2-占据Ca2+的位置。 （b）类质同象：物质结晶时，其晶体结构中部分原有的离子或原子位置被性质相似的其它离子或原子所占有，共同组成均匀的、呈单一相的晶体，不引起键性和晶体结构变化的现象。 同质多晶：同一化学组成在不同热力学条件下形成结构不同的晶体的现象。 （c）二八面体型：在层状硅酸盐矿物中，若有三分之二的八面体空隙被阳离子所填充称为二八面体型结构三八面体型：在层状硅酸盐矿物中，若全部的八面体空隙被阳离子所填充称为三八面体型结构。 （d）同晶取代：杂质离子取代晶体结构中某一结点上的离子而不改变晶体结构类型的现象。 阳离子交换：在粘土矿物中，当结构中的同晶取代主要发生在铝氧层时，一些电价低、半径大的阳离子（如K+、Na+等）将进入晶体结构来平衡多余的负电荷，它们与晶体的结合不很牢固，在一定条件下可以被其它阳离子交换。 （e）正尖晶石：在AB2O4尖晶石型晶体结构中，若A2+分布在四 面体空隙、而B3+分布于八面体空隙，称为正尖晶石； 反尖晶石：若A2+分布在八面体空隙、而B3+一半分布于四面体空 隙另一半分布于八面体空隙，通式为B(AB)O4，称为反尖晶石。 3-2 （a）在氧离子面心立方密堆积的晶胞中，画出适合氧离子位置 的间隙类型及位置，八面体间隙位置数与氧离子数之比为若干？四 面体间隙位置数与氧离子数之比又为若干？ （b）在氧离子面心立方密堆积结构中，对于获得稳定结构各需何 种价离子，其中： （1）所有八面体间隙位置均填满； （2）所有四面体间隙位置均填满； （3）填满一半八面体间隙位置； （4）填满一半四面体间隙位置。 并对每一种堆积方式举一晶体实例说明之。 解：（a）参见2-5题解答。1:1和2:1 （b）对于氧离子紧密堆积的晶体，获得稳定的结构所需电价离子 及实例如下： （1）填满所有的八面体空隙，2价阳离子，MgO； （2）填满所有的四面体空隙，1价阳离子，Li2O； （3）填满一半的八面体空隙，4价阳离子，TiO2； （4）填满一半的四面体空隙，2价阳离子，ZnO。 3-3 MgO晶体结构，Mg2+半径为0.072nm，O2-半径为0.140nm，计算MgO晶体中离子堆积系数（球状离子所占据晶胞的体积分数）；计算MgO的密度。并说明为什么其体积分数小于74.05%？
三位数乘两位数立竖式计算练习题300道-有答案讲课教案
三位数乘两位数立竖式计算练习题300道 -有答案
三位数乘两位数练习题300道（立竖式计算） 姓名： 286 ×25 = 463 ×30 = 856 ×49 = 7150 13890 41944 524 ×36 = 275 ×55 = 702 ×36 = 18864 15125 25272 183 ×33 = 300 ×29 = 645 ×91 = 6039 8700 58695 164 ×55 = 106 ×54 = 737 ×64 = 9020 5724 47168 604 ×38 = 464 ×14 = 571 ×13 = 22952 6496 7423
660 ×93 = 205 ×63 = 902 ×93 = 61380 12915 83886 423 ×95 = 152 ×42 = 120 ×24 = 40185 6384 2880 454 ×45 = 634 ×34 = 449 ×64 = 20430 21556 28736 138 ×76 = 135 ×13 = 381 ×13 = 10488 1755 4953 234 ×81 = 754 ×89 = 717 ×51 = 18954 67106 36567 464 ×32 = 177 ×22 = 582 ×35 = 14848 3894 20370
169 ×48 = 645 ×11 = 850 ×65 = 8112 7095 55250 911 ×13 = 166 ×73 = 809 ×52 = 11843 接着写 13578 42068 262 ×76 = 145 ×11 = 905 ×90 = 19912 1595 81450 928 ×40 = 168 ×92 = 562 ×75 = 37120 15456 42150 709 ×92 = 984 ×22 = 244 ×87 = 65228 21648 21228 901 ×12 = 180 ×71 = 967 ×39 = 10812 12780 37713
材料科学基础课后习题答案
《材料科学基础》课后习题答案 第一章材料结构的基本知识 4. 简述一次键和二次键区别 答：根据结合力的强弱可把结合键分成一次键和二次键两大类。其中一次键的结合力较强，包括离子键、共价键和金属键。一次键的三种结合方式都是依靠外壳层电子转移或共享以形成稳定的电子壳层，从而使原子间相互结合起来。二次键的结合力较弱，包括范德瓦耳斯键和氢键。二次键是一种在原子和分子之间，由诱导或永久电偶相互作用而产生的一种副键。 6. 为什么金属键结合的固体材料的密度比离子键或共价键固体为高？ 答：材料的密度与结合键类型有关。一般金属键结合的固体材料的高密度有两个原因：（1）金属元素有较高的相对原子质量；（2）金属键的结合方式没有方向性，因此金属原子总是趋于密集排列。相反，对于离子键或共价键结合的材料，原子排列不可能很致密。共价键结合时，相邻原子的个数要受到共价键数目的限制；离子键结合时，则要满足正、负离子间电荷平衡的要求，它们的相邻原子数都不如金属多，因此离子键或共价键结合的材料密度较低。 9. 什么是单相组织？什么是两相组织？以它们为例说明显微组织的含义以及显微组织对性能的影响。 答：单相组织，顾名思义是具有单一相的组织。即所有晶粒的化学组成相同，晶体结构也相同。两相组织是指具有两相的组织。单相组织特征的主要有晶粒尺寸及形状。晶粒尺寸对材料性能有重要的影响，细化晶粒可以明显地提高材料的强度，改善材料的塑性和韧性。单相组织中，根据各方向生长条件的不同，会生成等轴晶和柱状晶。等轴晶的材料各方向上性能接近，而柱状晶则在各个方向上表现出性能的差异。对于两相组织，如果两个相的晶粒尺度相当，两者均匀地交替分布，此时合金的力学性能取决于两个相或者两种相或两种组织组成物的相对量及各自的性能。如果两个相的晶粒尺度相差甚远，其中尺寸较细的相以球状、点状、片状或针状等形态弥散地分布于另一相晶粒的基体内。如果弥散相的硬度明显高于基体相，则将显著提高材料的强度，同时降低材料的塑韧性。 10. 说明结构转变的热力学条件与动力学条件的意义，说明稳态结构和亚稳态结构之间的关系。 答：同一种材料在不同条件下可以得到不同的结构，其中能量最低的结构称为稳态结构或平衡太结构，而能量相对较高的结构则称为亚稳态结构。所谓的热力学条件是指结构形成时必须沿着能量降低的方向进行，或者说结构转变必须存在一个推动力，过程才能自发进行。热力学条件只预言了过程的可能性，至于过程是否真正实现，还需要考虑动力学条件，即反应速度。动力学条件的实质是考虑阻力。材料最终得到什么结构取决于何者起支配作用。如果热力学推动力起支配作用，则阻力并不大，材料最终得到稳态结构。从原则上讲，亚稳态结构有可能向稳态结构转变，以达到能量的最低状态，但这一转变必须在原子有足够活动能力的前提下才能够实现，而常温下的这种转变很难进行，因此亚稳态结构仍可以保持相对稳定。 第二章材料中的晶体结构 1. 回答下列问题： （1）在立方晶系的晶胞内画出具有下列密勒指数的晶面和晶向： 32）与[236] （001）与[210]，（111）与[112]，（110）与[111]，（132）与[123]，（2 （2）在立方晶系的一个晶胞中画出（111）和（112）晶面，并写出两晶面交线的晶向指数。 解：（1）
材料科学基础习题及答案
《材料科学基础》习题及答案 第一章 结晶学基础 第二章 晶体结构与晶体中的缺陷 1 名词解释：配位数与配位体，同质多晶、类质同晶与多晶转变，位移性转变与重建性转变，晶体场理论与配位场理论。 晶系、晶胞、晶胞参数、空间点阵、米勒指数（晶面指数）、离子晶体的晶格能、原子半径与离子半径、离子极化、正尖晶石与反正尖晶石、反萤石结构、铁电效应、压电效应. 答：配位数：晶体结构中与一个离子直接相邻的异号离子数。 配位体：晶体结构中与某一个阳离子直接相邻、形成配位关系的各个阴离子中心连线所构成的多面体。 同质多晶：同一化学组成在不同外界条件下（温度、压力、pH 值等），结晶成为两种以上不同结构晶体的现象。 多晶转变：当外界条件改变到一定程度时，各种变体之间发生结构转变，从一种变体转变成为另一种变体的现象。 位移性转变：不打开任何键，也不改变原子最邻近的配位数，仅仅使结构发生畸变，原子从原来位置发生少许位移，使次级配位有所改变的一种多晶转变形式。 重建性转变：破坏原有原子间化学键，改变原子最邻近配位数，使晶体结构完全改变原样的一种多晶转变形式。 晶体场理论：认为在晶体结构中，中心阳离子与配位体之间是离子键，不存在电子轨道的重迭，并将配位体作为点电荷来处理的理论。 配位场理论：除了考虑到由配位体所引起的纯静电效应以外，还考虑了共价成键的效应的理论 图2-1 MgO 晶体中不同晶面的氧离子排布示意图 2 面排列密度的定义为：在平面上球体所占的面积分数。 （a ）画出MgO （NaCl 型）晶体（111）、（110）和（100）晶面上的原子排布图； （b ）计算这三个晶面的面排列密度。 解：MgO 晶体中O2-做紧密堆积，Mg2+填充在八面体空隙中。 （a ）（111）、（110）和（100）晶面上的氧离子排布情况如图2-1所示。 （b ）在面心立方紧密堆积的单位晶胞中，r a 220= （111）面：面排列密度= ()[] 907.032/2/2/34/222==?ππr r