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武汉理工 材料科学试卷

武汉理工 材料科学试卷
武汉理工 材料科学试卷

武汉理工大学2003年研究生入学考试试题。课程材料科学基础

(共3页,共十一题,答题时不必抄题,标明题目序号,相图直接做在试卷上)

一、解释下列基本概念(1.5×20=30分)

初次再结晶;二次再结晶;上坡扩散;扩散通量;高分子的链结构;高分子的聚集态结构;位错滑移,位错爬移;结晶学晶胞;弥勒指数;玻璃转变温度;非晶态结构弛豫;金属固溶体;金属间化合物;重构表面;弛豫表面;一级相变;重构型转变;广义固相反应;矿化剂

二、白云母的理想化学式为KAl2[AlSi3O10](OH)2,其结构如下图所示,试分析白云母的结构类型、层的构成及结构特点、层内电性及层间结合。(15分)

第2题图

三、BaTiO3和CaTiO3均为钙钛矿型结构但BaTiO3晶体具有铁电性而CaTiO3却没有,请给予解释。(10分)

四、分析小角度晶界和大角度晶界上原子排列特征以及对材料动力学的扩散过程有何影响?(8分)

五、在制造ZrO2耐火材料时通常会加入一定量的CaO以改善耐火材料的性能,试解释其作用原理,并写出杂质进入基质的固溶方程式。(10分)

六、从金属、硅酸盐、高聚物材料的结构、熔体特征等方面分析这三类材料的结晶有什么共性及个性。(15分)

七、已知新相形成时除过界面能以外单位体积自由焓变化为1×108J/m3,比表面能为1 J/m2,应变能可以忽略不计。试计算界面能为体积自由能的1%时球形新相的半径。与临界半径比较,此时的新相能否稳定长大?形成此新相时系统自由焓变化为多少?(12分)

八、写出下图三元无变量点的平衡过程,指出无变量点的性质,画出三元无变量点与对应的副三角形的几何分布关系。(8分)

第8题图

九、根据下面的三元系统相图回答问题(22分)

1. 指出图中化合物S1、S2、S3的性质

2. 用箭头在图中标出界线温度变化方向及界线性质

3. 写出组成点1的平衡冷却过程

4. 组成点2冷却时最先析出种晶相?在哪一点结晶结束?最终产物是什么?

5. 组成点3加热时在哪一点开始出现液相?在哪一点完全熔化?

第9题图

十、根据碱金属、碱土金属、过渡金属、贵金属的能带结构之差异分析各种金属导电性的差别。(10分)十一、选作题(下列3题任选1题,10分)

1. 从组成、结合健、原子排列等方面阐述金属材料的结构特征及主要性质。

2. 从组成、结合健、原子排列等方面阐述陶瓷材料的结构特征及主要性质。

3. 从组成、结合健、原子排列等方面阐述高分子材料的结构特征及主要性质。

武汉理工大学2004年研究生入学考试试题。课程材料科学基础

(共3页,共十题,答题时不必抄题,标明题目序号,相图不必重画,直接做在试题纸上)

一、判断下列叙述是否正确?若不正确,请改正(30分)

1. 结晶学晶胞是反映晶体结构周期性的最小重复单元。

2. 热缺陷是温度高于绝对零度时,由于晶体组成上的不纯净性所产生的一种缺陷。

3. 晶面指数通常用晶面在晶轴上截距的互质整数比来表示。

4. 固溶体是在固态条件下,一种物质以原子尺寸溶解在另一种物质中所形成的单相均匀的固体。

5. 扩散的推动力是浓度梯度,所有扩散系统中,物质都是由高浓度处向低浓度处扩散。

6. 初次再结晶的推动力是晶界过剩的自由焓。

7. 在热力学平衡条件下,二元凝聚系统最多可以3相平衡共存,它们是一个固相、一个液相和一个气相。

8. 临界冷却速率是形成玻璃所需要的最小冷却速率,临界冷却速率越大越容易形成非晶体。

9. 马氏体相变是一种无扩散性相变,相变时成分发生变化但结构不变。

10.在临界温度、临界压力时,化学势及其一阶偏导数连续,二阶偏导数不连续的相变为二级相变,发生二级相变时,体系的体积和热焓发生突变。

11.驰豫表面是指在平行于表面的方向上原子间距不同于该方向上晶格内部原子间距的表面。

12.固态反应包括界面化学反应和反应物通过产物层的扩散等过程,若化学反应速率远大于扩散速

率,则动力学上处于化学动力学范围。

二、ZnS的一种结构为闪锌矿型结构,已知锌离子和硫离子半径分别为r Zn2+=0.068nm,r s2-0.156nm,原子质量分别为65.38和32.06。

1. 画出其晶胞结构投影图;

2. 计算ZnS的晶格常数;

3. 试计算ZnS的晶体的理论密度。(15分)

三、FeO结构属于NaCl型结构,其中氧的摩尔分数 x0=0.52,晶格常数为0.429nm,由于存在正离子缺位,所以对应地存在一部分Fe3+离子。试计算

1.这种氧化铁中Fe2+/Fe3+离子比值

2.这种氧化铁的密度。(10分)

四、陶瓷材料制成的器件在外界温度发生急剧变化时为什么容易发生开裂或破碎?如何提高陶瓷材料抗热震性能?(8分)

五、试述高分子材料老化的类型及原因。(12分)

六、金属材料、陶瓷材料中晶粒的大小与什么有关?晶粒大小对材料的宏观性质有何影响?工艺上如何控制晶粒尺寸?(15分)

七、根据玻璃的形成条件,对下列几种物质形成玻璃的难易程度进行排序,并说明理由。(10分)

Cu SiO2 Na2O SiO2 Na2O 2SiO2 NaCl

八、从材料科学角度分析晶体的实际强度为什么远低于理论强度。(10分)

九、已知Zn2+和Cr3+在尖晶石ZnCr2O4中的自扩散系数与温度的关系分别为

1. 试求1403K时Zn2+和Cr3+在ZnCr2O4中的扩散系数。

2. 如将细铂丝涂在两种氧化物ZnO和Cr2O3的分界线上,然后将这些压制成型的样品进行扩散退火。(标记物铂丝非常细,不影响离子在不同氧化物之间的扩散)。根据所得数据判断铂丝将向哪一方向移动?

3.画出ZnO和Cr2O3接触、反应并形成ZnCr2O4的反应模型,并写出接触界面上的化学反应。(16分)

十、下图是A-B-C三元系统相图,根据相图回答下列问题:

1.在图上划分副三角形、用箭头表示各条线上温度下降方向及界线的性质;

2.判断化合物D、F的性质;

3.写出各三元无变量点的性质及其对应的平衡关系式;

4.写出组成点G在完全平衡条件下的冷却结晶过程;

5.写出组成点H在完全平衡条件下的冷却时,液相组成点刚到达E4点和结晶结束时各相的百分含量(用线段比表示)。(24分)

武汉理工大学2006年研究生入学考试试题

课程材料科学基础

(共3页,共十题,答题时不必抄题,标明题目序号,相图不必重画,直接做在

试卷上)

一、填空题(1.5×20=30分)

1. 结晶学晶胞是()。

2. 扩散的基本推动力是(),一般情况下以()形式表现出来,扩散常

伴随着物质的()。

3. 晶面族是指()的一组晶面,同一晶面族中,不同晶面的()。

4. 向MgO、沸石、TiO2、萤石中,加入同样的外来杂质原子,可以预料形

成间隙型固溶体的固溶度大小的顺序将是()。

5. 根据烧结时有无液相出现,烧结可分为(),在烧结的中后期,与烧

结同时进行的过程是()。

6. 依据硅酸盐晶体化学式中()不同,硅酸盐晶体结构类型主要有()。

7. 液体表面能和表面张力数值相等、量纲相同,而固体则不同,这种说法

是()的,因为()。

8. 二级相变是指(),发生二级相变时,体系的()发生突变。

9. 驰豫表面是指(),NaCl单晶的表面属于是()。

10. 固态反应包括(),化学动力学范围是指()。

11.从熔体结构角度,估计a长石、b辉石(MgO·SiO2)、c镁橄榄石三种矿物的高温熔体表面张力大小顺序()。

二、CaTiO3结构中,已知钛离子、钙离子和氧离子半径分别为0.068nm,

0.099nm,0.132nm。(15分)

1. 晶胞中心的钛离子是否会在八面体空隙中“晃动”;

2. 计算TiCaO3的晶格常数;

3. 钛酸钙晶体是否存在自发极化现象,为什么?

三、在还原气氛中烧结含有TiO2的陶瓷时,会得到灰黑色的TiO2-x:(15分) 1.写出产生TiO2-x的反应式;

2.随还原气氛分压的变化,该陶瓷材料的电导率和密度如何变化?

3.从化学的观点解释该陶瓷材料为什么是一种n型半导体。

四、选择题:下列2题任选1题(12分)

1. 简述金属材料、无机非金属材料以及高分析材料腐蚀的特点。

2. 试述材料疲劳失效的含义及特点。

五、现有三种陶瓷材料,它们的主要使用性能如下:(15分)

在烧结过程中希望材料获得预期的显微结构以使材料最佳性能充分发挥,在控制显微结构因素和工艺条件上应主要考虑哪些相关因素?

六、熔体结晶时:(1)图示核化速率-温度、晶化速率-温度关系及其对总结晶速率的的影响;

(2)核化速率与晶化速率的不同对新相的显微结构有何影响,为什么?

(3)指出在哪一温度范围内对形成玻璃有利,为什么?(12分)

七、X射线给出立方MgO的晶胞参数是0.4211nm,它的密度是3.6g/cm3。(Mg2+和O2-、Al3+摩尔质量分别是24.3和16、27)(12分)

1.求单位晶胞中有多少Mg2+和O2-;

2.若有0.05molAl2O3溶解于晶格中,计算密度改变百分数是多少?

八、当反应物通过产物层的扩散控制速率时,由NiO和Cr2O3的球形颗粒形成NiCr2O4晶体,假定NiO颗粒包围着Cr2O3颗粒,反应符合杨德动力学规律。(15分)

1. 请绘出反应初期的反应模型,并推导反应初期的形成速率关系;

2. 在1300度,NiCr2O4中D Cr3+>D Ni2+>D O2-,试问哪一个离子控制着NiCr2O4的形成速率?为什么?

3. 如将细铂丝涂在两种氧化物NiO和Cr2O3的分界线上,然后将这些压制成型的样

品进行扩散退火(标记物铂丝非常细,不影响离子在不同氧化物之间的扩散)。在保持电中性的前提下,判断铂丝将向哪一方向移动?

九、下图是A-B-C三元系统相图,根据相图回答下列问题:(24分)

1. 判断化合物S1、S2、S3的性质;

2. 用箭头表示相区界线温度变化方向及界线性质;

3. 划分副三角形,并写出各三元无变量点的平衡过程及性质;

4. 用规范化写法写出M点对应组分的平衡结晶过程;

5. N点对应的三元组成点加热时在那一点温度下开始出现液相?哪一点温度下完全熔化?

第9题图

材料科学基础期末考试历届考试试题复习资料

四川理工学院试卷(2009至2010学年第1学期) 课程名称:材料科学基础 命题教师:罗宏 适用班级:2007级材料科学与工程及高分子材料专业 考试(考查) 年 月 日 共 页 1、 满分100分。要求卷面整洁、字迹工整、无错别字。 2、 考生必须将姓名、班级、学号完整、准确、清楚地填写在试卷规定的地方,否 则视为废卷。 3、 考生必须在签到单上签到,若出现遗漏,后果自负。 4、 如有答题纸,答案请全部写在答题纸上,否则不给分;考完请将试卷和答题卷 分别一同交回,否则不给分。 试题答案及评分标准 得分 评阅教师 一、判断题:(10分,每题1分,正确的记错误的记“%” 1?因为晶体的排列是长程有序的,所以其物理性质是各向同性。 (% 2. 刃型位错线与滑移方向垂直。(话 3. 莱氏体是奥氏体和渗碳体的片层状混合物。(X ) 4?异类原子占据空位称为置换原子,不会引起晶格畸变。 (X 5. 电子化合物以金属键为主故有明显的金属特性。 (话 6. 冷拉后的钢条的硬度会增加。(话 7. 匀晶系是指二组元在液态、固态能完全互溶的系统。 (话 题号 -一- -二二 三 四 五 六 七 八 总分 评阅(统分”教师 得分 :题 * 冷 =要 密;

8.根据菲克定律,扩散驱动力是浓度梯度,因此扩散总是向浓度低的方向进行。(X

9. 细晶强化本质是晶粒越细,晶界越多,位错的塞积越严重,材料的强度也就 越高。(V ) 10. 体心立方的金属的致密度为 0.68。(V ) 、单一选择题:(10分,每空1分) (B) L+B — C+B (C ) L —A+B (D ) A+B^L 7. 对于冷变形小 的金属,再结晶核心形成的形核方式一般是( A ) (A ) 凸出形核亚 ( B )晶直接形核长大形核 (B ) 亚晶合并形核 (D )其他方式 8. 用圆形钢饼加工齿轮,下述哪种方法更为理想? ( C ) (A )由钢板切出圆饼(B )由合适的圆钢棒切下圆饼 (C ) 由较细的钢棒热镦成饼 (D )铸造成形的圆饼 1. 体心立方结构每个晶胞有(B ) 个原子。 2. 3. (A) 3 ( B) 2 (C) 6 固溶体的不平衡凝固可能造成 (A )晶内偏析 (C )集中缩孔 属于<100>晶向族的晶向是( (A) [011] (B) [110] (D) 1 (B) (D) (C) 晶间偏析 缩松 [001] (D) [101] 4.以下哪个工艺不是原子扩散理论的具体应用 (A )渗氮 (B )渗碳 (C )硅晶片掺杂 () (D )提拉单晶5.影响铸锭性能主要晶粒区是(C ) (A )表面细晶粒区 (B )中心等轴(C )柱状晶粒区 三个区影 响相同 6 ?属于包晶反应的是(A ) ( L 表示液相, A 、B 表示固相) (A) L+A — B

中南大学材料科学基础考试试卷

中南大学考试试卷 2001 —— 2002 学年第二学期时间 110 分钟 材料科学与工程课程 64 学时 4 学分考试形式:闭卷 专业年级材料 1999 级总分 100 分,占总评成绩 70% 一、名词解释(5分×8) 1、金属玻璃 2、金属间化合物 3、离异共晶 4、晶界偏聚 5、科垂尔气团(Cottrell Atmosphere) 6、孪生 7、反应扩散 8、变形织构 二、问答题 1、(10分)标出hcp晶胞中晶面ABCDEF面、ABO面的晶面指数,OC方向、OC方向的晶向指数。这些晶面与晶向中,那些可构成滑移系?指出最容易产生滑移的滑移系。 2、(10分)判断 ] 1101 [ 6 ]1 2 1[ 6 ]1 1 2[ 6 a a a → + 位错反应在面心立方晶体中能否进行?若两个扩 展位错的领先位错发生上述反应,会对面心立方金属性能有何影响。 3、(10分)写出非稳态扩散方程的表达式,说明影响方程中扩散系数的主要因素。 4、(10分)指出影响冷变形后金属再结晶温度的主要因素。要获得尺寸细小的再结晶晶粒,有那些主要措施,为什么? 5、(15分)试述针对工业纯铝、Al-5%Cu合金、Al-5%Al2O3复合材料分别可能采用那些主要的强化机制来进行强化。 6、(15分)请在如下Pb-Bi-Sn相图中 (1)写出三相平衡和四相平衡反应式; (2)标出成分为5%Pb,65%Bi与30%Sn合金所在位置,写出该合金凝固结晶过程,画出并说明其在室温下的组织示意图。

7、(20分)Cu-Sn合金相图如图所示。 (1)写出相图中三条水平线的反应式,并画出T1温度下的成分-自由能曲线示意图; (2)说明Cu-10wt%Sn合金平衡和非平衡凝固过程,分别画出室温下组织示意图; (3)非平衡凝固对Cu-5wt%Sn合金的组织性能有何影响,如何消除? 8、(20分)低层错能的工业纯铜铸锭采用T=0.5T熔点温度热加工开坯轧制。 (1)画出该材料分别在高、低应变速率下热加工时的真应力-真应变曲线示意图,并说明影响曲线变化的各种作用机制; (2)开坯后该金属在室温下继续进行轧制,画出此时的真应力-真应变曲线示意图,并说明影响曲线变化的机制; (3)开坯后该金属要获得硬态、半硬态和软态制品,最后工序中可采用那些方法,为什么? 中南大学考试试卷 2002 —— 2003 学年第二学期时间 110 分钟 材料科学与工程课程 64 学时 4 学分考试形式:闭卷 专业年级材料 2000 级总分 100 分,占总评成绩 70% 一、填空(0.5X30=15分) 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___,把原子视为半径为r的刚性球时,原子的半径是点阵常数a 的关系为_________。 2、形成有序固溶体的必要条件是:(1)________,(2)_________,(3)________。 3、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_________________。 4、Fe-Fe3C相图中含碳量小于___为钢,大于____为铸铁;铁碳合金室温平衡组织均由______和___两个基本相组成;奥氏体其晶体结构是____,合金平衡结晶时,奥氏体的最大含碳量是 ______;珠光体的含碳量是_____;莱氏体的含碳量为____;在常温下,亚共析钢的平衡组织是_____,过共析钢的平衡组织是_____;Fe3C I是从_____中析出的,Fe3C II是从____中析出的,Fe3C III

材料科学基础期末试题

材料科学基础考题 I卷 一、名词解释(任选5题,每题4分,共20分) 单位位错;交滑移;滑移系;伪共晶;离异共晶;奥氏体;成分过冷答: 单位位错:柏氏矢量等于单位点阵矢量的位错称为单位位错。 交滑移:两个或多个滑移面沿着某个共同的滑移方向同时或交替滑移,称为交滑移。滑移系:一个滑移面和此面上的一个滑移方向合起来叫做一个滑移系。 伪共晶:在非平衡凝固条件下,某些亚共晶或过共晶成分的合金也能得全部的共晶组织,这种由非共晶成分的合金所得到的共晶组织称为伪共晶。 离异共晶:由于非平衡共晶体数量较少,通常共晶体中的a相依附于初生a相生长,将共晶体中另一相B推到最后凝固的晶界处,从而使共晶体两组成相相间的组织特征消失,这种两相分离的共晶体称为离异共晶。 奥氏体:碳原子溶于丫-Fe形成的固溶体。 成分过冷:在合金的凝固过程中,将界面前沿液体中的实际温度低于由溶质分布所决定的凝固温度时产生的过冷称为成分过冷。 二、选择题(每题2分,共20分) 1. 在体心立方结构中,柏氏矢量为a[110]的位错(A )分解为a/2[111]+a/2[l11]. (A)不能(B)能(C)可能 2. 原子扩散的驱动力是:(B ) (A)组元的浓度梯度(B)组元的化学势梯度(C)温度梯度 3?凝固的热力学条件为:(D ) (A)形核率(B)系统自由能增加 (C)能量守衡(D)过冷度 4?在TiO2中,当一部分Ti4+还原成Ti3+,为了平衡电荷就出现(A) (A)氧离子空位(B)钛离子空位(C)阳离子空位 5?在三元系浓度三角形中,凡成分位于( A )上的合金,它们含有另两个顶角所代表的两 组元含量相等。 (A)通过三角形顶角的中垂线 (B)通过三角形顶角的任一直线 (C)通过三角形顶角与对边成45°的直线 6?有效分配系数k e表示液相的混合程度,其值范围是(B ) (A)1vk e

材料科学基础试题

第一章原子排列 本章需掌握的内容: 材料的结合方式:共价键,离子键,金属键,范德瓦尔键,氢键;各种结合键的比较及工程材料结合键的特性; 晶体学基础:晶体的概念,晶体特性(晶体的棱角,均匀性,各向异性,对称性),晶体的应用 空间点阵:等同点,空间点阵,点阵平移矢量,初基胞,复杂晶胞,点阵参数。 晶系与布拉菲点阵:种晶系,14种布拉菲点阵的特点; 晶面、晶向指数:晶面指数的确定及晶面族,晶向指数的确定及晶向族,晶带及晶带定律六方晶系的四轴座标系的晶面、晶向指数确定。 典型纯金属的晶体结构:三种典型的金属晶体结构:fcc、bcc、hcp; 晶胞中原子数、原子半径,配位数与致密度,晶面间距、晶向夹角 晶体中原子堆垛方式,晶体结构中间隙。 了解其它金属的晶体结构:亚金属的晶体结构,镧系金属的晶体结构,同素异构性 了解其它类型的晶体结构:离子键晶体结构:MgO陶瓷及NaCl,共价键晶体结构:SiC陶瓷,As、Sb 非晶态结构:非晶体与晶体的区别,非晶态结构 分子相结构 1. 填空 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 ___________,原子的半径是____________。 2. bcc点阵晶面指数h+k+l=奇数时,其晶面间距公式是________________。 3. Al的点阵常数为0.4049nm,其结构原子体积是________________。 4. 在体心立方晶胞中,体心原子的坐标是_________________。 5. 在fcc晶胞中,八面体间隙中心的坐标是____________。 6. 空间点阵只可能有___________种,铝晶体属于_____________点阵。Al的晶体结构是__________________, -Fe的晶体结构是____________。Cu的晶体结构是_______________, 7点阵常数是指__________________________________________。 8图1是fcc结构的(-1,1,0 )面,其中AB和AC的晶向指数是__________,CD的晶向指数分别 是___________,AC所在晶面指数是--------------------。

《材料科学基础》期末考试试卷及参考答案,2019年6月

第1页(共11页) ########2018-2019学年第二学期 ########专业####级《材料科学基础》期末考试试卷 (后附参考答案及评分标准) 考试时间:120分钟 考试日期:2019年6月 题 号 一 二 三 四 五 六 总 分 得 分 评卷人 复查人 一、单项选择题(请将正确答案填入表中相应题号处,本题13小题,每小题2分,共26分) 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 题号 11 12 13 答案 1. 在形核-生长机制的液-固相变过程中,其形核过程有非均匀形核和均匀形核之分,其形核势垒有如下关系( )。 A. 非均匀形核势垒 ≤ 均匀形核势垒 B. 非均匀形核势垒 ≥ 均匀形核势垒 C. 非均匀形核势垒 = 均匀形核势垒 D. 视具体情况而定,以上都有可能 2. 按热力学方法分类,相变可以分为一级相变和二级相变,一级相变是在相变时两相自由焓相等,其一阶偏导数不相等,因此一级相变( )。 A. 有相变潜热改变,无体积改变 B. 有相变潜热改变,并伴随有体积改变 C. 无相变潜热改变,但伴随有体积改变 D. 无相变潜热改变,无体积改变 得分 专业 年级 姓名 学号 装订线

3. 以下不是材料变形的是()。 A. 弹性变形 B. 塑性变形 C. 粘性变形 D. 刚性变形 4. 在固溶度限度以内,固溶体是几相?() A. 2 B. 3 C. 1 D. 4 5. 下列不属于点缺陷的主要类型是()。 A. 肖特基缺陷 B. 弗伦克尔缺陷 C. 螺位错 D. 色心 6. 由熔融态向玻璃态转变的过程是()的过程。 A. 可逆与突变 B. 不可逆与渐变 C. 可逆与渐变 D. 不可逆与突变 7. 下列说法错误的是()。 A. 晶界上原子与晶体内部的原子是不同的 B. 晶界上原子的堆积较晶体内部疏松 C. 晶界是原子、空位快速扩散的主要通道 D. 晶界易受腐蚀 8. 表面微裂纹是由于晶体缺陷或外力作用而产生,微裂纹同样会强烈地影响表面性质,对于脆性材料的强度这种影响尤为重要,微裂纹长度,断裂强度。() A. 越长;越低 B. 越长;越高 C. 越短;越低 D. 越长;不变 9. 下列说法正确的是()。 A. 再结晶期间,位错密度下降导致硬度上升 B. 再结晶期间,位错密度下降导致硬度下降 C. 再结晶期间,位错密度上升导致硬度上升 D. 再结晶期间,位错密度上升导致硬度下降 10. 下列材料中最难形成非晶态结构的是()。 A. 陶瓷 B. 金属 C. 玻璃 D. 聚合物 第2页(共11页)

材料科学基础试卷答案

中南大学考试试卷答案 2001 —— 2002 学年第二学期时间 110 分钟 材料科学与工程课程 64 学时 4 学分考试形式:闭卷 专业年级材料 1999 级总分 100 分,占总评成绩 70% 一、名词解释(5分×8) 1、金属玻璃 2、金属间化合物 3、离异共晶 4、晶界偏聚 5、科垂尔气团(Cottrell Atmosphere) 6、孪生 7、反应扩散 8、变形织构 参考答案: 1.金属玻璃:指金属从液态凝固后其结构与液态金属相同的固体; 2.金属间化合物:金属与金属、金属与某些非金属之间形成的化合物,结构与组成金属间化合物的纯金属不同,一一般具有熔点高、硬度高、脆性大的特点。 3.离异共晶:有共晶反应的合金中,如果成分离共晶点较远,由于初晶数量多,共晶数量很少,共晶中与初晶相同的相依附初晶长大,共晶中另外一个相呈现单独分布,使得共晶组织失去其特有组织特征的现象; 4.晶界偏聚:由于晶内与晶界上的畸变能差别或由于空位的存在使得溶质原子或杂质原子在晶界上的富集现象; 5.科垂尔气团:溶质原子在刃型位错周围的聚集的现象,这种气团可以阻碍位错运动,产生固溶强化效应等结果; 6.孪生:是晶体塑性变形的一种重要方式,晶体在切应力作用下,晶体的一部分沿着一定的晶面和晶向相对于另一部分晶体作均匀切变,使得相邻部分晶体取向不同,并以切变晶面(挛晶面)成镜面对称; 7.反应扩散:伴随有化学反应而形成新相的扩散称为反应扩散,如从金属表面向内部渗入金属时,渗入元素浓度超过溶解度出现新相; 8.变形织构:经过塑性变形后原来多晶体中位向不同的晶粒变成取向基本一致,形成晶粒的择优取向,择优取向后的晶体结构为织构,若织构是在塑性变形中产生的,称为变形织构。 二、问答题 1、(10分)标出hcp晶胞中晶面ABCDEF面、ABO面的晶面指数,OC方向、OC方向的晶向指数。这些晶面与晶向中,那些可构成滑移系?指出最容易产生滑移的滑移系。

材料科学基础期末考试

期末总复习 一、名词解释 空间点阵:表示晶体中原子规则排列的抽象质点。 配位数:直接与中心原子连接的配体的原子数目或基团数目。 对称:物体经过一系列操作后,空间性质复原;这种操作称为对称操作。 超结构:长程有序固溶体的通称 固溶体:一种元素进入到另一种元素的晶格结构形成的结晶,其结构一般保持和母相一致。 致密度:晶体结构中原子的体积与晶胞体积的比值。 正吸附:材料表面原子处于结合键不饱和状态,以吸附介质中原子或晶体内部溶质原子达到平衡状态,当溶质原子或杂质原子在表面浓度大于在其在晶体内部的浓度时称为正吸附; 晶界能:晶界上原子从晶格中正常结点位置脱离出来,引起晶界附近区域内晶格发生畸变,与晶内相比,界面的单位面积自由能升高,升高部分的能量为晶界能; 小角度晶界:多晶体材料中,每个晶粒之间的位向不同,晶粒与晶粒之间存在界面,若相邻晶粒之间的位向差在10°~2°之间,称为小角度晶界; 晶界偏聚:溶质原子或杂质原子在晶界或相界上的富集,也称内吸附,有因为尺寸因素造成的平衡偏聚和空位造成的非平衡偏聚。 肖脱基空位:脱位原子进入其他空位或者迁移至晶界或表面而形成的空位。 弗兰克耳空位:晶体中原子进入空隙形而形成的一对由空位和间隙原子组成的缺陷。 刃型位错:柏氏矢量与位错线垂直的位错。 螺型位错:柏氏矢量与位错线平行的位错。 柏氏矢量:用来表征晶体中位错区中原子的畸变程度和畸变方向的物理量。 单位位错:柏氏矢量等于单位点阵矢量的位错 派—纳力:位错滑动时需要克服的周围原子的阻力。 过冷:凝固过程开始结晶温度低于理论结晶温度的现象。 过冷度:实际结晶温度和理论结晶温度之间的差值。 均匀形核:在过冷的液态金属中,依靠金属本身的能量起伏获得成核驱动力的形核过程。 过冷度:实际结晶温度和理论结晶温度之间的差值。 形核功:形成临界晶核时,由外界提供的用于补偿表面自由能和体积自由能差值的能量。 马氏体转变:是一种无扩散型相变,通过切变方式由一种晶体结构转变另一种结构,转变过程中,表面有浮凸,新旧相之间保持严格的位向关系。或者:由奥氏体向马氏体转变的

材料科学基础期末试题

几种强化加工硬化:金属材料在再结晶温度以下塑性变形时强度和硬度升高,而塑性和韧性降低的现象。 强化机制:金属在塑性变形时,晶粒发生滑移,出现位错的缠结,使晶粒拉长、破碎和纤维化,金属内部产生了残余应力。 细晶强化:是由于晶粒减小,晶粒数量增多,尺寸减小,增大了位错连续滑移的阻力导致的强化;同时由于滑移分散,也使塑性增大。 弥散强化:又称时效强化。是由于细小弥散的第二相阻碍位错运动产生的强化。包括切过机制和绕过机制。(2 分) 复相强化:由于第二相的相对含量与基体处于同数量级是产生的强化机制。其强化程度取决于第二相的数量、尺寸、分布、形态等,且如果第二相强度低于基体则不一定能够起到强化作用。(2 分) 固溶强化:固溶体材料随溶质含量提高其强度、硬度提高而塑性、韧性下降的现象。。包括弹性交互作用、电交互作用和化学交互作用。 几种概念 1、滑移系:一个滑移面和该面上一个滑移方向的组合。 2、交滑移:螺型位错在两个相交的滑移面上运动,螺位错在一个滑移面上运动遇有障碍,会转动到另一滑移面上继续滑移,滑移方向不变。 3、屈服现象:低碳钢在上屈服点开始塑性变形,当应力达到上屈服点之后开始应力降落,在下屈服点发生连续变形而应力并不升高,即出现水平台(吕德斯带)原因:柯氏气团的存在、破坏和重新形成,位错的增殖。 4、应变时效:低碳钢经过少量的预变形可以不出现明显的屈服点,但是在变形后在室温下放置一段较长时间或在低温经过短时间加热,在进行拉伸试验,则屈服点又重复出现,且屈服应力提高。 5、形变织构:随塑性变形量增加,变形多晶体某一晶体学取向趋于一致的现象。滑移和孪晶的区别 滑移是指在切应力的作用下,晶体的一部分沿一定晶面和晶向,相对于另一部分发生相对移动的一种运动状态。 孪生:在切应力作用下,晶体的一部分相对于另一部分沿一定的晶面和晶向发生均匀切变并形成晶体取向的镜面对称关系。 伪共晶:在不平衡结晶条件下,成分在共晶点附近的合金全部变成共晶组织,这种非共晶成分的共晶组织,称为伪共晶组合。 扩散驱动力:化学位梯度是扩散的根本驱动力。 一、填空题(20 分,每空格1 分) 1. 相律是在完全平衡状态下,系统的相数、组元数和温度压力之间的关系,是系统的平衡条件的数学表达式:f=C-P+2 2. 二元系相图是表示合金系中合金的相与温度、成分间关系的图解。 3?晶体的空间点阵分属于7大晶系,其中正方晶系点阵常数的特点为a=b M c,a = B =Y =90°,请列举除立方和正方晶系外其他任意三种晶系的名称三斜、单斜、六方、菱方、正交(任选三种)。 4. 合金铸锭的宏观组织包括表层细晶区、柱状晶区和中心等轴晶区三部分。 5.在常温和低温下,金属的塑性变形主要是通过滑移的方式进行的。此外还有孪生和扭

材料科学基础模拟试卷4

模拟试卷4 适用班级: 考试时间:单击此处键入考试时间 一、名词解释(每小题3分,共15分) 1、类质同晶与同质多晶 2、非自发成核 3、二次再结晶 4、泥团可塑性 5、稳态扩散 二、填空(每小题2分,共30分) 1、等径球体最紧密堆积的两种方式分别是___________和_______。 2、除完全不润湿外,液固相变中的非均匀成核比均匀成核 。 3、化学键的特性是决定物质结构的主要因素,一般地说,具有 键和 键的离子才能生成玻璃。 4、对于固相反应,当物质扩散的速度远大于相界面上的化学反应速度,称之为 范围。 5、物质烧结的起始温度比其熔点温度__。 6、硅酸盐熔体中,随碱金属氧化物含量增加熔体的粘度_______。 7、 的产生及其缺陷的浓度与气氛的性质及气压的大小有密切的关系。 8、K(AlSi 3O 8 )属 状结构。 9、扩散的真正推动力为__。 12.扩散系数与温度的关系为D= 。 13.烧结中的二次再结晶会导致烧结体的致密程度 。 14.菲克第一定律的数学式为 。 15.石英熔体中引入碱金属氧化物后,O/Si值会 。 三、判断题(每小题1分,共10分) 1.空间格子是由实在的具体质点所构成。 2.固溶体是以原子尺度混合成为单相均匀晶态物质。 3.离子晶体通过形成表面双电层结构来降低表面能。 4.除H+以外,粘土对不同价阳离子的稳定性为M+<M2+<M3+. 5.温度升高,大多数硅酸盐熔体的表面张力降低。 6.由固溶体引入的杂质离子缺陷引起的扩散为本征扩散。 7.液相烧结的主要传质方式有:蒸发-凝聚传质、流动传质合溶解-沉淀传质。 8. 二次再结晶对所有烧结都是有害的,所以我们要尽量克服。 9. r k 为晶核的临界半径,当r

材料科学基础试卷(带答案)

材料科学基础试卷(一) 一、概念辨析题(说明下列各组概念的异同。任选六题,每小题3分,共18分) 1 晶体结构与空间点阵 2 热加工与冷加工 3 上坡扩散与下坡扩散 4 间隙固溶体与间隙化合物 5 相与组织 6 交滑移与多滑移 7 金属键与共价键 8 全位错与不全位错 9 共晶转变与共析转变 二、画图题(任选两题。每题6分,共12分) 1 在一个简单立方晶胞内画出[010]、[120]、[210]晶向和(110)、(112)晶面。 2 画出成分过冷形成原理示意图(至少画出三个图)。 3 综合画出冷变形金属在加热时的组织变化示意图和晶粒大小、内应力、强度和塑性变化趋势图。 4 以“固溶体中溶质原子的作用”为主线,用框图法建立与其相关的各章内容之间的联系。 三、简答题(任选6题,回答要点。每题5分,共 30 分) 1 在点阵中选取晶胞的原则有哪些? 2 简述柏氏矢量的物理意义与应用。 3 二元相图中有哪些几何规律? 4 如何根据三元相图中的垂直截面图和液相单变量线判断四相反应类型? 5 材料结晶的必要条件有哪些?

6 细化材料铸态晶粒的措施有哪些? 7 简述共晶系合金的不平衡冷却组织及其形成条件。 8 晶体中的滑移系与其塑性有何关系? 9 马氏体高强度高硬度的主要原因是什么? 10 哪一种晶体缺陷是热力学平衡的缺陷,为什么? 四、分析题(任选1题。10分) 1 计算含碳量0.04的铁碳合金按亚稳态冷却到室温后,组织中的珠光体、二次渗碳体和莱氏体的相对含量。 2 由扩散第二定律推导出第一定律,并说明它们各自的适用条件。 3 试分析液固转变、固态相变、扩散、回复、再结晶、晶粒长大的驱动力及可能对应的工艺条件。 五、某面心立方晶体的可动滑移系为(111) [110].(15分) (1) 指出引起滑移的单位位错的柏氏矢量. (2) 如果滑移由纯刃型位错引起,试指出位错线的方向. (3) 如果滑移由纯螺型位错引起,试指出位错线的方向. (4) 在(2),(3)两种情况下,位错线的滑移方向如何? (5) 如果在该滑移系上作用一大小为0.7的切应力,试确定单位刃型位错和螺型位错 线受力的大小和方向。(点阵常数0.2)。 六、论述题(任选1题,15分) 1 试论材料强化的主要方法、原理及工艺实现途径。 2 试论固态相变的主要特点。 3 试论塑性变形对材料组织和性能的影响。

材料科学基础期末试题

几种强化 加工硬化:金属材料在再结晶温度以下塑性变形时强度与硬度升高,而塑性与韧性降低的现象。 强化机制:金属在塑性变形时,晶粒发生滑移,出现位错的缠结,使晶粒拉长、破碎与纤维化,金属内部产生了残余应力。 细晶强化:就是由于晶粒减小,晶粒数量增多,尺寸减小,增大了位错连续滑移的阻力导致的强化;同时由于滑移分散,也使塑性增大。 弥散强化:又称时效强化。就是由于细小弥散的第二相阻碍位错运动产生的强化。包括切过机制与绕过机制。(2 分) 复相强化:由于第二相的相对含量与基体处于同数量级就是产生的强化机制。其强化程度取决于第二相的数量、尺寸、分布、形态等,且如果第二相强度低于基体则不一定能够起到强化作用。(2 分) 固溶强化:固溶体材料随溶质含量提高其强度、硬度提高而塑性、韧性下降的现象。。包括弹性交互作用、电交互作用与化学交互作用。 几种概念 1、滑移系:一个滑移面与该面上一个滑移方向的组合。 2、交滑移:螺型位错在两个相交的滑移面上运动,螺位错在一个滑移面上运动遇有障碍,会转动到另一滑移面上继续滑移,滑移方向不变。 3、屈服现象:低碳钢在上屈服点开始塑性变形,当应力达到上屈服点之后开始应力降落,在下屈服点发生连续变形而应力并不升高,即出现水平台(吕德斯带) 原因:柯氏气团的存在、破坏与重新形成,位错的增殖。 4、应变时效:低碳钢经过少量的预变形可以不出现明显的屈服点,但就是在变形后在室温下放置一段较长时间或在低温经过短时间加热,在进行拉伸试验,则屈服点又重复出现,且屈服应力提高。 5、形变织构:随塑性变形量增加,变形多晶体某一晶体学取向趋于一致的现象。 滑移与孪晶的区别 滑移就是指在切应力的作用下,晶体的一部分沿一定晶面与晶向,相对于另一部分发生相对移动的一种运动状态。 孪生:在切应力作用下,晶体的一部分相对于另一部分沿一定的晶面与晶向发生均匀切变并形成晶体取向的镜面对称关系。 伪共晶:在不平衡结晶条件下,成分在共晶点附近的合金全部变成共晶组织,这种非共晶成分的共晶组织,称为伪共晶组合。 扩散驱动力:化学位梯度就是扩散的根本驱动力。 一、填空题(20 分,每空格1 分) 1、相律就是在完全平衡状态下,系统的相数、组元数与温度压力之间的关系,就是系统的平衡条件的数学表达式: f=C-P+2 2、二元系相图就是表示合金系中合金的相与温度、成分间关系的图解。 3、晶体的空间点阵分属于7 大晶系,其中正方晶系点阵常数的特点为a=b≠c,α= β=γ=90°,请列举除立方与正方晶系外其她任意三种晶系的名称三斜、单斜、六方、菱方、正交(任选三种)。 4、合金铸锭的宏观组织包括表层细晶区、柱状晶区与中心等轴晶区三部分。

《材料科学基础》模拟试卷(二)

《材料科学基础》模拟试卷(二) 一、名词解释(每小题1分,共10分) 1.晶胞 2.间隙固溶体 3.临界晶核 4.枝晶偏析 5.离异共晶 6.反应扩散 7.临界分切应力 8.回复 9.调幅分解 10. 二次硬化 二、判断正误(每小题1分,共10分) 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. 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 B <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. 和液固转变一样,固态相变也有驱动力并要克服阻力,因此两 种转变的难易程度相似。 ( ) 10.除Co 以外,几乎所有溶入奥氏体中的合金元素都能使C 曲线 左移,从而增加钢的淬透性。 ( ) 三、作图题(每小题5分,共15分) 1. 在简单立方晶胞中标出具有下列密勒指数的晶面和晶向:a)立方晶系 (421),(231),[112];b)六方晶系(1112),[3112]。 2. 设面心立方晶体中的(111)为滑移面,位错滑移后的滑移矢量为 2 a [110]。

(1)在晶胞中画出柏氏矢量的方向并计算出其大小。 (2)在晶胞中画出引起该滑移的刃型位错和螺型位错的位错线方向, 并写出此二位错线的晶向指数。 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。 四、相图分析(共20分) (1) 就Fe-Fe3C相图,回答下列问题: 1. 默画出Fe-Fe3C相图,用相组成物填写相图; 2. 分析含碳量为1.0wt%的过共析钢的平衡结晶过程,并绘出室温组织 示意图。 3. 计算相图中二次渗碳体和三次渗碳体可能的最大含量。 4.已知某铁碳合金室温时的相组成物为铁素体和渗碳体,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)右图为固态有限互溶三元共晶相 图的投影图,请回答下列问题: 1.指出三个液相面的投影区; 2.指出e3E线和E点表示的意 义; 3.分析合金N的平衡结晶过 程。

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912ε 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?-Fe 和?-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 ,?-Fe :0.124nm ,?-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 1. 在液态纯金属中进行均质形核时,需要 起伏和 起伏。 2 液态金属均质形核时,体系自由能的变化包括两部分,其中 自由能

无机材料科学基础期末试题及参考答案

1螺位错:柏格斯矢量与位错线平行的位错。 2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。 3晶胞:指晶体结构中的平行六面体单位,其形状大小与对应的空间格子中的单位平行六面体一致。 4肖特基缺陷:如果正常格点上的原子,热起伏过程中获得能量离开平衡位置,迁移到晶体的表面,在晶格内正常格点上留下空位,即为肖特基缺陷。肖特基缺陷:如果正常格点上的原子,热起伏过程中获得能量离开平衡位置,迁移到晶体的表面,在晶格内正常格点上留下空位,即为肖特基缺陷。 5聚合:由分化过程产生的低聚合物,相互作用,形成级次较高的聚合物,同时释放出部分Na2O,这个过程称为缩聚,也即聚合。 6非均匀成核:借助于表面、界面、微粒裂纹、器壁以及各种催化位置而形成晶 15二次再结晶:是液相独立析晶:是在转熔过程中发生的,由于冷却速度较快,被回收的晶相有可能会被新析出的固相包裹起来,使转熔过程不能继续进行,从而使液相进行另一个单独的析晶过程,就是液相独立析晶。(2.5) 16泰曼温度:反应物开始呈现显著扩散作用的温度。(2.5) 17晶子假说:苏联学者列别捷夫提出晶子假说,他认为玻璃是高分散晶体(晶子)的结合体,硅酸盐玻璃的晶子的化学性质取决于玻璃的化学组成,玻璃的结构特征为微不均匀性和近程有序性。无规则网络假说:凡是成为玻璃态的物质和相应的晶体结构一样,也是由一个三度空间网络所构成。这种网络是由离子多面体(三角体或四面体)构筑起来的。晶体结构网是由多面体无数次有规律重复构成,而玻璃中结构多面体的重复没有规律性。

18正尖晶石;二价阳离子分布在1/8四面体空隙中,三价阳离子分布在l/2八面体空隙的尖晶石。 19液相独立析晶:是在转熔过程中发生的,由于冷却速度较快,被回收的晶相有可能会被新析出的固相包裹起来,使转熔过程不能继续进行,从而使液相进行另一个单独的析晶过程,就是液相独立析晶。 20触变性:是泥浆从稀释流动状态到稠化的凝聚状态之间存在的介于两者之间的中间状态。即泥浆静止不动时似凝固体,一经扰动或摇动,凝固的泥浆又重新获得流动。如再静止又重新凝固,可重复无数次。 21固相烧结:固态粉末在适当的温度、压力、气氛和时间条件下,通过物质与气孔之间的传质,变为坚硬、致密烧结体的过程。 4、某晶体AB,A—的电荷数为1,A—B键的S=1/6,则A+的配位数为()。 A、4 B、12 C、8 D、6 5、在单位晶胞的CaF2晶体中,其八面体空隙和四面体空隙的数量分别为()。 A、4,8 B、8,4 C、1,2 D、2,4 6、点群L6PC属()晶族()晶系。 A、高级等轴 B、低级正交 C、中级六方 D、高级六方 7、下列性质中()不是晶体的基本性质。 A、自限性 B、最小内能性 C、有限性 D、各向异性

材料科学基础试题库

一、单项选择题(请在每小题的4个备选答案中,选出一个最佳答案, 共10小题;每小题2分,共20分) 1、材料按照使用性能,可分为结构材料和 。 A. 高分子材料; B. 功能材料; C. 金属材料; D. 复合材料。 2、在下列结合键中,不属于一次键的是: A. 离子键; B. 金属键; C. 氢键; D. 共价键。 3、材料的许多性能均与结合键有关,如大多数金属均具有较高的密度是由于: A. 金属元素具有较高的相对原子质量; B. 金属键具有方向性; C. 金属键没有方向性; D.A 和C 。 3、下述晶面指数中,不属于同一晶面族的是: A. (110); B. (101); C. (011- );D. (100)。 4、 面心立方晶体中,一个晶胞中的原子数目为: A. 2; B. 4; C. 6; D. 14。 5、 体心立方结构晶体的配位数是: A. 8; B.12; C. 4; D. 16。 6、面心立方结构晶体的原子密排面是: A. {111}; B. {110}; C. (100); D. [111]。 7、立方晶体中(110)和(211)面同属于 晶带 A. [110]; B. [100]; C. [211]; D. [--111]。 6、体心立方结构中原子的最密排晶向族是: A. <100>; B. [111]; C. <111>; D. (111)。 6、如果某一晶体中若干晶面属于某一晶带,则: A. 这些晶面必定是同族晶面; B. 这些晶面必定相互平行; C. 这些晶面上原子排列相同; D. 这些晶面之间的交线相互平行。 7、金属的典型晶体结构有面心立方、体心立方和密排六方三种,它们的晶胞中原子数分别为:A. 4, 2, 6; B. 6, 2, 4; C. 4, 4, 6; D. 2, 4, 6 7、在晶体中形成空位的同时又产生间隙原子,这样的缺陷称为: A. 肖脱基缺陷; B. 弗兰克缺陷; C. 线缺陷; D. 面缺陷 7、两平行螺旋位错,当柏氏矢量同向时,其相互作用力:

材料科学基础期末考试题

2010-2011年材料科学基础期末考试题 一、简答题 1.简述空间点阵和晶体结构的区别 空间点阵是由周围环境相同的阵点在空间排列的三维列阵,其中一个节点可以为原子、分子、离子或原子集团;晶体结构是在点阵晶胞的范围内,标出相应的晶体结构中各原子的位置,即其中一个点代表一个原子。空间点阵将构成晶体的实际质点的体积忽略,抽象成为纯粹的几何点,晶体结构是指原子的具体排列。2.简述间隙固溶体、间隙化合物和间隙相的区别 间隙固溶体属于固溶体,保持溶剂的晶格类型,表达式为α、β、γ,强度硬度较低,塑性、韧性好;间隙相与间隙化合物属于金属间化合物,形成与其组元不同的新点阵,用分子式、MX…2等表示,强度硬度高,塑性韧性差。间隙相和间隙化合物的主要区别是原子半径比不同,用、分别表示化合物中的金属与非金属的原子半径,当<0.59时,形成具有简单晶体结构的相,称为间隙相;当>0.59时,形成具有复杂晶体结构的相,称为间隙化合物。 3.在正温度梯度下,纯金属和单相固溶体凝固形貌的区别 在正温度梯度下,纯金属以平直界面方式推移长大(此时,界面上任何偶然的、小的凸起伸入液体时,都会使其过冷度减小、长大速率减小或者停止生长,即被周围部分赶上,保持平直界面,长大中晶体沿平行温度梯度方向生长或者沿散热方向的推移).

反向生长,其他方向生长受到抑制。 单相固溶体中不仅存在热过冷,还可能存在成分过冷,当<(1)时,即存在成分过冷,平面生长被破坏。当成分过冷较小000时,凸起部分不可能有较大的伸展,使界面形成胞状组织;若成分过冷区较大,则界面可形成树枝状组织。温度梯度较小不形成成分过冷时,仍可保持平直状生长。 4.铝板在轧制一天后和四天后在同一温度下进行退火,退火时间相同,将它们进行再结晶时温度有何不同,为什么? 放置四天后的铝板再结晶温度较高。 原因:再结晶驱动力是变形金属储存的畸变能,畸变能越大,驱动力越大,再结晶温度越低。放置四天后的铝板由于时效作用,释放出部分畸变能,因而再结晶驱动力减小,再结晶温度升高。 5.许多金属材料的塑性比陶瓷好,为什么?纯铁和纯铜的相比,谁的塑性比较好,为什么? 金属材料的塑性好,因为陶瓷烧结过程中具有很多先天性微裂纹,在拉伸时,裂纹尖端会产生严重的应力集中,当裂纹达到临界尺寸时就会失稳扩展而断裂;且构成陶瓷晶体相的主要为离子键和共价键,共价键的饱和性和方向性使陶瓷的塑性较低。(加上金 属材料主要是金属键。。。。。。) 纯铜的塑性好,因为纯铜是结构,纯铁是结构,虽然的滑移系较多,但是滑移方向较的少,且滑移面原子的密排程度较低,所以面心立方的塑性高于体心立方。

【材料科学基础经典习题及答案】考试试题5

2020届材料科学基础经典习题 (后附详细答案) 1. 在Al-Mg 合金中,x Mg =,计算该合金中Mg 的质量分数(w Mg )(已知Mg 的相对原子质量为,Al 为。 2. 已知Al-Cu 相图中,K =,m =。若铸件的凝固速率R =3×10-4 cm/s ,温度梯度G =30℃/cm ,扩散系数D =3×10-5cm 2/s ,求能保持平面状界面生长的合金中W Cu 的极值。 3.证明固溶体合金凝固时,因成分过冷而产生的最大过冷度为: ? ? ????-+--=?GK R K mw R GD K K mw T Cu C Cu C )1(ln 1)1(00max 最大过冷度离液—固界面的距离为: ? ? ? ???-=GDK R K mw R D x Cu C )1(ln 0式中m —— 液相线斜率;w C0Cu —— 合金成分; K —— 平衡分配系数;G —— 温度梯度;D —— 扩散系数;R —— 凝固速率。 说明:液体中熔质分布曲线可表示为: ? ?? ?????? ??--+=x D R K K w C Cu C L exp 110

4.Mg-Ni 系的一个共晶反应为: 546.02)Mg (570235.0Ni Mg ==+?w w L Ni Ni 纯℃ α 设w 1Ni =C 1为亚共晶合金,w 2Ni =C 2为过共晶合金,这两种合金中的先共晶相的质量分数相等,但C 1合金中的α总量为C 2合金中α总量的倍,试计算C 1和C 2的成分。 5.在图4—30所示相图中,请指出: (1) 水平线上反应的性质; (2) 各区域的组织组成物; (3) 分析合金I ,II 的冷却过程; (4) 合金工,II 室温时组织组成物的相对量表达式。

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