材料科学试卷
材料科学及工程专业的金属材料试卷
材料科学及工程专业的金属材料试卷一、简答题1. 金属材料的晶体结构金属材料的晶体结构是指金属原子在空间中的排列方式。
金属材料的晶体结构主要有三种类型，分别是面心立方结构、体心立方结构和密排六方结构。
2. 金属材料的机械性能金属材料的机械性能主要包括强度、硬度、韧性、塑性和抗疲劳性能。
其中，强度是指材料抵抗外部力量破坏的能力，硬度是指材料抵抗刮擦的能力，韧性是指材料抵抗断裂的能力，塑性是指材料受力后发生变形的能力，抗疲劳性能是指材料在交变应力下不断变形的能力。
3. 金属材料的腐蚀与防护金属材料的腐蚀是指金属在特定环境中发生化学反应而导致表面损失的现象。
常见的金属腐蚀形式有电化学腐蚀、化学腐蚀和微生物腐蚀等。
为了防止金属材料腐蚀，可以采取表面处理、镀层、防腐涂料等方法进行防护。
4. 金属材料的热处理工艺金属材料的热处理工艺是指通过加热、保温和冷却等过程，改变金属材料的组织和性能的方法。
常见的热处理工艺有退火、正火、淬火和回火等。
5. 金属材料的应用及发展金属材料广泛应用于航空航天、汽车制造、电子设备、建筑工程等领域。
随着科学技术的发展，金属材料正朝着高强度、高韧性、轻量化、节能环保等方向发展。
二、论述题1. 金属材料的晶粒生长及控制金属材料的晶粒生长是指晶体在凝固形成过程中的结晶过程。
控制金属材料的晶粒生长可以通过合理选择凝固条件、添加晶粒细化剂、进行变形处理等方法来实现。
2. 金属材料的强化机制金属材料的强化机制包括固溶强化、析出强化、形变强化和晶界强化等。
固溶强化是通过溶质原子固溶到基体金属晶格中，使得金属晶粒的强度提高。
析出强化是在金属基体中析出溶质原子形成比基体硬度高的析出相，从而提高金属的强度和硬度。
3. 金属材料的断裂行为及控制金属材料的断裂行为包括韧性断裂和脆性断裂两种。
控制金属材料的断裂可以通过提高金属材料的韧性、改善材料的缺陷、控制应力集中和预应力处理等方法来实现。
4. 金属材料的热稳定性及提高方法金属材料的热稳定性是指金属在高温、高应力环境下的稳定性能。
材料科学基础试卷(二)与答案
材料科学基础试卷(二)与参考答案、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、判断正误 (每小题 1 分，共 10 分 )正确的在括号内画“V” ,错误的画“X”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A GB V0、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）, （123），［211］； b）六方晶系（2111），［2113］。
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a - ［110］。
2（1）在晶胞中画出柏氏矢量b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)⑴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I.Owt%的过共析钢的平衡结晶过程，并绘出室温组织示意图。
材料科学与工程考核试卷
标准答案
一、单项选择题
1. C
2. A
3. C
4. A
5. C
6. C
7. D
8. C
9. A
10. B
11. A
12. C
13. C
14. C
15. C
16. B
17. B
18. B
19. D
20. D
二、多选题
材料科学与工程考核试卷
考生姓名：__________答题日期：_______得分：_________判卷人：_________
一、单项选择题（本题共20小题，每小题1分，共20分，在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的）
1.下列哪种材料属于高分子材料？()
A.铜
B.铝
C.塑料
D.铁
2.材料的弹性模量是指其()
1. ABC
2. AB
3. ABC
4. ABC
5. ABC
6. ABC
7. AC
8. AB
9. ABC
10. ABC
11. AC
12. ABC
13. ABC
14. ABC
15. ABC
16. ABC
17. AB
18. ABC
19. ABC
20. ABC
三、填空题
1.晶体结构
2.塑性
3.物理、化学
4.弹性模量
A.淬火
B.回火
C.转变
D.腐蚀
13.以下哪些材料可以用于建筑结构？()
A.钢
B.混凝土
C.玻璃
D.木
材料科学基础试卷
材料科学基础试卷一、选择题1. 在以下选项中，哪个是材料科学研究的基本目标？A. 提高材料的性能和寿命B. 制定新的材料标准C. 推动材料的商业化应用D. 减少材料的生产成本2. 下列哪个属于材料科学的主要研究内容？A. 材料的机械性能B. 材料的表面处理技术C. 材料的市场价值评估D. 材料的生产工艺3. 晶体结构的表征常用的方法是什么？A. 透射电子显微镜（TEM）B. 扫描电子显微镜（SEM）C. 傅里叶变换红外光谱（FTIR）D. X射线衍射（XRD）4. 以下哪项不是观察材料中晶体缺陷的常用方法？A. 透射电子显微镜（TEM）B. 扫描电子显微镜（SEM）C. 热重分析仪（TGA）D. X射线衍射（XRD）5. 玻璃是一种无序非晶体，其特点是什么？A. 有定型的几何结构B. 具有较高的强度和硬度C. 没有明确的熔点D. 可通过加热重新晶化二、简答题1. 请简述材料科学的定义和研究对象。
材料科学是研究材料的组成、结构、性能和制备工艺等方面的学科。
它的研究对象包括金属、陶瓷、聚合物、复合材料等各种材料的性质和行为。
2. 简要介绍一下晶体和非晶体的区别。
晶体具有有序的、周期性的原子结构，其原子排列呈现规则的几何形态。
非晶体则没有明确的周期性结构，其原子排列无序。
3. 请简述材料的力学性能和热学性能分别指的是什么。
材料的力学性能指材料在外力作用下的表现，包括强度、硬度、韧性等。
热学性能指材料在温度变化下的行为，包括热膨胀系数、热导率等。
4. 请列举一种主要的材料表面处理技术，并简述其原理。
一种主要的材料表面处理技术是阳极氧化。
其原理是将金属材料作为阳极，通过在电解液中施加电流，使得金属表面产生氧化反应形成氧化膜，从而提高材料的耐腐蚀性和表面硬度。
5. 简述材料的疲劳破坏机理。
材料的疲劳破坏是在交变载荷作用下产生的、逐渐发展的、具有累积性的破坏。
其机理是在应力作用下，材料内部会逐渐形成裂纹，裂纹扩展到一定程度后导致材料断裂。
材料科学基础试卷(一)与答案
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w=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0.7MPa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。
材料科学基础试卷六及参考答案
材料科学基础试卷六一、名词解释（20分）（10*2分）螺位错同质多晶晶胞肖特基缺陷非均匀成核稳定扩散玻璃分相晶粒生长二、答题（70 分）1、为什么等轴晶系有原始、面心、体心格子，而没有单面心格子？（4分）2、什么是润湿？改善润湿的方法有那些？（8分）3、说明高岭石和蒙脱石的结构特点，并解释为什么蒙脱石具有膨胀性和高的阳离子交换容量，而高岭石则不具有膨胀性、阳离子交换容量也很低。
（10分）4、MoO3和CaCO3反应时，反应机理受到CaCO3颗粒大小的影响。
当MoO3 ：CaCO3＝1：1，MoO3的粒径r1为0.036mm，CaCO3的粒径r2为0.13mm时，反应是扩散控制的；而当CaCO3 ：MoO3＝15：1，r2＜0.03mm时，反应由升华控制，试解释这种现象。
（7分）5、出下列反应的合理缺陷反应式（7分）a．NaCl溶入CaCl2中形成空位型固溶体b．CaCl2溶人NaC1中形成空位型固溶体6、说明影响烧结的因素？（6分）7、试比较杨德尔方程和金斯特林格方程的优缺点及其适用条件。
（8分）8、下图为CaO-A12O3-SiO2系统的富钙部分相图，对于硅酸盐水泥的生产有一定的参考价值。
试：（1）画出有意义的付三角形；（2）用单、双箭头表示界线的性质；（3）说明F、H、K三个化合物的性质和写出各点的相平衡式；（4）分析M#熔体的冷却平衡结晶过程并写出相变式；（5）并说明硅酸盐水泥熟料落在小圆圈内的理由；（6）为何在缓慢冷却到无变量点K（1455℃）时再要急剧冷却到室温？（20分）无机材料科学基础试卷3标准答案及评分标准一、名词解释（20分）（8*2.5分）螺位错、同质多晶、晶胞、肖特基缺陷、聚合、非均匀成核、稳定扩散、玻璃分相、不一致熔融化合物、晶粒生长螺位错：柏格斯矢量与位错线平行的位错。
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。
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。
材料科学基础试卷
1、试分析形成枝晶偏析的原因，如何消除？固熔体不平衡结晶时，从液体中先后结晶出来的固相成分不同，造成的晶粒内枝干含高熔点组元较多，而晶枝间含低组元较多，导致晶粒内部化学成分不均匀的现象。
（3分）可用扩散退火（或均匀化退火）消除，即将铸件加热至低于固相线100～200℃，长时间保温，使偏析元素充分扩散。
（2分）2、固溶体和金属间化合物在成分、结构、性能等方面有何差异？固溶体是固态下一种组元（溶质）溶解在另一种组元（溶剂）中而形成的新相；固溶体具有溶剂组元的点阵类型；固溶体的硬度、强度往往高于组成它分而塑性则较低。
金属间化合物就是金属与金属，或金属与类金属之间所形成的化合物；结构不同于组元结构而是一个新结构；金属间化合物具有极高的硬度、较高的熔点，而塑性很差。
3、试用位错理论解释固溶强化的原因。
固溶在点阵间隙或节点上的合金元素原子，由于其尺寸不同于基体原子，故产生一定的应力场，该应力场与位错产生的应力场交互作用，使位错周围产生柯氏气团；由于柯氏气团的钉扎作用，阻碍位错的运动，造成固溶强化。
4、试用位错理论解释细晶强化和加工硬化的原因。
细晶强化：晶粒越细，晶界就越多，阻碍位错通过的能力就越强，抵抗塑性变形的能力增加，材料的强度提高。
加工硬化：晶体在发生塑性变形过程中，由于多滑移启动的缘故，导致位错之间发生相互作用，产生大量的位错缠结或位错塞积，阻止位错进一步运动，使得材料强度、硬度上升，塑性、韧性下降。
5、试分析冷变形量对再结晶晶粒尺寸的影响。
临界变形量之前，晶粒尺寸不变；临界变形量范围，晶粒粗大；超过临界变形量，随着变形量的增加，晶粒细小。
6、什么是加工硬化、细晶强化、固溶强化及弥散强化，它们在本质上有何异同？加工硬化是指金属冷变形时，随着型变量的增加，其强度、硬度上升，塑性、韧性下降的现象。
细晶强化是指随着晶粒细化，金属材料力学性能（强度）提高的现象。
固熔强化是指熔质原子融入基体后，使其强度、硬度提高，塑性、韧性下降的现象。
材料科学基础试卷与答案
2
个空） 二、填空（40个空） 填空（ 个空 1）空间点阵只可能有 ） 空间点阵只可能有________种， 铝晶体属于 点阵。 种 铝晶体属于_______点阵。 点阵 Al的晶体结构是 的晶体结构是_______， α -Fe的晶体结构是 的晶体结构是_______。 Cu 的晶体结构是 ， 的晶体结构是 。 的晶体结构是_______。 的晶体结构是 。 2）fcc结构的密排方向是 ） 结构的密排方向是 结构的密排方向是_______，密排面是 ，密排面是______，密排面的 ， 堆垛顺序是_______致密度为 致密度为_______配位数是 配位数是________晶胞 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 中原子数为 ，把原子视为刚性球时， ___________；bcc结构的密排方向是 结构的密排方向是_________， 密排面是 ； 结构的密排方向是 ， _______致密度为 致密度为_______配位数是 配位数是_____ 晶胞中原子数为 致密度为 配位数是 __________，原子的半径是 ， 原子的半径是__________；hcp结构的密排方 ； 结构的密排方 向是____，密排面是 ， 向是 ， 密排面是______，密排面的堆垛顺序是 ， 密排面的堆垛顺序是_______， 致密度为_______配位数是 配位数是_____，晶胞中原子数为 致密度为 配位数是 ， 晶胞中原子数为_______， ， 原子的半径是________。 原子的半径是 。
Dalian Jiaotong University
Wednesday, December 21, 2011
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材料分析方法试题(2)精选全文
可编辑修改精选全文完整版《材料科学研究方法》考试试卷（第一套）一、 1、基态 2、俄歇电子 3、物相分析 4、 色散 5、振动耦合 6、热重分析一．填空题（每空1分，选做20空，共20分，多答不加分）1. 对于X 射线管而言，在各种管电压下的连续X 射线谱都存在着一个最短的波长长值，称为 ，当管电压增大时，此值 。
2. 由点阵常数测量精确度与θ角的关系可知，在相同条件下，θ角越大，测量的精确度 。
3. 对称取代的S=S 、C ≡N 、C=S 等基团在红外光谱中只能产生很弱的吸收带（甚至无吸收带），而在 光谱中往往产生很强的吸收带。
4. 根据底片圆孔位置和开口位置的不同，德拜照相法的底片安装方法可以分为： 、 、 。
5. 两组相邻的不同基团上的H 核相互影响，使它们的共振峰产生了裂分，这种现象叫 。
6. 德拜法测定点阵常数，系统误差主要来源于相机的半径误差、底片的伸缩误差、样品的偏心误差和 。
7. 激发电压是指产生特征X 射线的最 电压。
8. 凡是与反射球面相交的倒易结点都满足衍射条件而产生衍射，这句话是对是错？ 。
9. 对于电子探针，检测特征X 射线的波长和强度是由X 射线谱仪来完成的。
常用的X 射线谱仪有两种：一种 ，另一种是 。
10. 对于红外吸收光谱，可将中红外区光谱大致分为两个区： 和 。
区域的谱带有比较明确的基团和频率对应关系。
11. 衍射仪的测量方法分哪两种： 和 。
12. DTA 曲线描述了样品与参比物之间的 随温度或时间的变化关系。
13. 在几大透镜中，透射电子显微镜分辨本领的高低主要取决于 。
14. 紫外吸收光谱是由分子中 跃迁引起的。
红外吸收光谱是由分子中跃迁引起的。
15. 有机化合物的价电子主要有三种，即 、 和 。
16. 核磁共振氢谱规定，标准样品四甲基硅δ TMS ＝ 。
17. 红外吸收光谱又称振-转光谱，可以分析晶体的结构，对非晶体却无能为力。
此种说法正确与否？0λ18.透射电子显微镜以 为成像信号，扫描电子显微镜主要以 为成像信号。
《材料科学基础》试卷及参考答案
《材料科学基础》试卷及参考答案一. 选择题：（共15小题，每小题2分，共30分）。
1. 在下列材料中，哪一类材料结晶时，液-固界面为粗糙界面？（ ）A. 金属材料B. 无机材料C. 高分子材料D. 半导体材料 2. 在三元系中有右图的两种三相平衡区，它们的反应类型分别为（ ）。
A. （a ）是包晶型，（b ）是共晶型B. （a ）是共晶型，（b ）是包晶型C. （a ）、（b ）均为包晶型D. （a ）、（b ）均为共晶型3. 高分子材料随温度的变化，通常有玻璃态、高弹态和粘流态三个物理状态。
则橡胶的工作状态是（ ）。
A. 玻璃态B. 高弹态C. 粘流态D. 高弹态 、粘流态和玻璃态 4. 4p 原子轨道径向分布图中峰数为多少？其钻穿能力比4d （ ）？ A. 3，强 B. 2，强 C. 3，弱 D. 2，弱 5. 在硅酸盐玻璃中减少变性体的量，会使（ ）。
A. 桥氧含量下降，粘度增大B. 桥氧含量增多，粘度减小C. 桥氧含量下降，粘度减小D. 桥氧含量增多，粘度增大6. 在晶体中形成空位时，离位原子迁移到晶体表面，这样的缺陷称为（ ）。
A. 面缺陷 B. 线缺陷 C. 肖脱基缺陷 D. 弗兰克尔缺陷7. 在由扩散控制的反应扩散，相宽度变化关系式为t B L j =∆；由相界面反应速度控制时，新相厚度与时间呈线性关系dt C K d iυχ=。
在实际反应扩散过程中，反应扩散后期受（ ）控制。
A. 界面反应速度 B. 扩散 C. 界面反应速度和扩散 D. 无法确定8. 关于刃型位错应力场，下列说法哪种是不正确的？（ ）A. 各种应力分量的大小与r 成反比B. 应力场对称于多余的半原子面C. 滑移面上只有正应力，无切应力D. 应力场是轴对称的 9. 下列说法正确的是（ ）。
A. 点缺陷是热力学不稳定缺陷B. 两位错交割必形成割阶C. 线缺陷是热力学不稳定缺陷D. 空位形成能大于间隙形成能10. 面心立方的配位数，四面体空隙数及晶胞原子数分别为（ ）。
航天器空间材料科学实验考核试卷
14. A
15. D
16. A
17. A
18. A
19. C
20. B
二、多选题
1. ABCD
2. AB
3. ABCD
4. ABC
5. ABC
6. ABCD
7. ABCD
8. ABCD
9. ABC
10. ABC
11. ABC
12. ABC
13. ABC
14. ABC
15. ABC
16. ABC
航天器空间材料科学实验考核试卷
考生姓名：________________答题日期：________________得分：_________________判卷人：_________________
一、单项选择题（本题共20小题，每小题1分，共20分，在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的）
A.聚四氟乙烯
B.聚酰亚胺
C.硅橡胶
D.铝箔
11.航天器上使用的涂层材料主要功能是什么？()
A.防腐蚀
B.防热辐射
C.抗磨损
D.改善外观
12.以下哪些材料常用于制造航天器的太阳能电池板？()
A.硅
B.砷化镓
C.铜箔
D.铝合金
13.航天器在返回地球大气层时，其表面材料需要具备哪些特性？()
A.高熔点
B.良好的热稳定性
3.论述在航天器设计中，选择轻质高强材料的重要性，并举例说明两种轻质高强材料在航天器上的应用。
4.分析航天器材料在长期空间暴露中可能出现的退化现象，并提出相应的检测和预防措施。
标准答案
一、单项选择题
1. A
2. A
3. A
4. D
(完整版)材料科学基础试卷及答案7套
试题1一. 图1是Na2O的理想晶胞结构示意图，试回答：1．晶胞分子数是多少；2．结构中何种离子做何种密堆积；何种离子填充何种空隙，所占比例是多少；3．结构中各离子的配位数为多少，写出其配位多面体；4．计算说明O2-的电价是否饱和；5．画出Na2O结构在（001）面上的投影图。
二. 图2是高岭石(Al2O3·2SiO2·2H2O)结构示意图，试回答：1．请以结构式写法写出高岭石的化学式；2．高岭石属于哪种硅酸盐结构类型；3．分析层的构成和层的堆积方向；4．分析结构中的作用力；5．根据其结构特点推测高岭石具有什么性质。
三. 简答题：1.晶体中的结构缺陷按几何尺寸可分为哪几类？2.什么是负扩散？3．烧结初期的特征是什么？4.硅酸盐晶体的分类原则是什么？5.烧结推动力是什么？它可凭哪些方式推动物质的迁移？6.相变的含义是什么？从热力学角度来划分，相变可以分为哪几类？四. 出下列缺陷反应式：1.NaCl形成肖特基缺陷；2.AgI形成弗仑克尔缺陷（Ag+进入间隙）；3.TiO2掺入到Nb2O3中，请写出二个合理的方程，并判断可能成立的方程是哪一种？再写出每个方程的固溶体的化学式。
4.NaCl溶入CaCl2中形成空位型固溶体五. 表面力的存在使固体表面处于高能量状态，然而，能量愈高系统愈不稳定，那么固体是通过何种方式降低其过剩的表面能以达到热力学稳定状态的。
六.粒径为1μ的球状Al2O3由过量的MgO微粒包围，观察尖晶石的形成，在恒定温度下，第一个小时有20%的Al2O3起了反应，计算完全反应的时间：⑴用杨德方程计算；⑵用金斯特林格方程计算。
七.请分析熔体结构中负离子团的堆积方式、聚合度及对称性等与玻璃形成之关系。
八.试从结构和能量的观点解释为什么D晶界>D晶内？九.试分析二次再结晶过程对材料性能有何影响？工艺上如何防止或延缓二次再结晶的发生？十.图3是A-B-C三元系统相图，根据相图回答下列问题：1．写出点P，R，S的成分；2．设有2kgP，问需要多少何种成分的合金Z才可混熔成6kg成分为R的合金。
材料科学试题及答案
材料科学试题及答案一、选择题1. 以下哪种金属是具有良好导电性的材料？A. 非金属材料B. 有机材料C. 金属材料D. 聚合材料2. 下列哪种材料不属于聚合材料？A. 聚乙烯B. 聚氯乙烯C. 聚苯乙烯D. 聚碳酸酯3. 以下哪种材料是典型的金属陶瓷复合材料？A. 耐火砖B. 钢筋混凝土C. 碳纤维复合材料D. 碳化硅陶瓷4. 下列哪种材料具备良好的热传导性？A. 木材B. 陶瓷C. 聚合材料D. 金属材料5. 在材料科学中，SMA代表什么？A. 铝合金材料B. 形状记忆合金C. 高分子材料D. 新型纳米材料二、问答题1. 请简要解释材料的晶体结构。
材料的晶体结构是指材料中原子或离子的排列方式。
根据晶体结构的不同，材料可以分为晶体态、非晶态和多晶态。
其中，晶体态材料中的原子或离子按照规则的几何排列形成晶体结构，而非晶态材料则没有明确的晶体结构，多晶态材料则是由多个晶粒组成。
2. 简述金属材料的特点。
金属材料具有良好的导电性、导热性和延展性。
同时，金属材料还具备较高的韧性和强度，能够在应力作用下发生可逆塑性变形，即具有塑性。
此外，金属材料还具备良好的强度-韧性平衡，适合用于工程结构中。
三、解答题1. 请列举至少三种常见的材料测试方法。
常见的材料测试方法包括：拉伸测试、硬度测试和扫描电子显微镜（SEM）观察。
拉伸测试用于评估材料的抗拉强度、屈服强度和延伸性等力学性能。
硬度测试则用于测量材料的硬度，常见的硬度测试方法有布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度等。
扫描电子显微镜观察可以用于观察材料表面形貌和微观结构，以及分析材料的成分和晶体结构等。
2. 简述纳米材料的应用领域。
纳米材料由纳米级尺寸的颗粒或结构组成，具有特殊的物理、化学和生物学特性。
因此，纳米材料在许多领域具有广泛的应用潜力。
例如，在材料科学领域，纳米材料可用于增强材料的力学性能、改善材料的导电性和热传导性等。
在生物医学领域，纳米材料可应用于药物传递、诊断和治疗等方面。
材料科学考试试题
材料科学考试试题
1. 问答题
1.1 介绍金属晶体的晶体系和点阵结构。
1.2 什么是晶体缺陷？列举并简要描述几种常见的晶体缺陷。
1.3 什么是金属材料的弹性变形？它的原理是什么？
2. 简答题
2.1 请解释热处理对金属的影响以及其应用。
2.2 介绍金属材料的断裂方式及其相关理论。
2.3 什么是塑性变形？请说明金属材料的塑性变形机制。
3. 计算题
3.1 某一种金属的密度为7.87 g/cm³，原子量为63.55。
计算该金属的晶格常数。
3.2 一个长度为2 cm，宽度为1 cm，高度为0.5 cm的金属样品，
质量为10 g。
以该金属的密度和弹性模量，计算其Young氏弹性模量。
3.3 一个拉伸试验样品的长度为200 mm，直径为10 mm，抗拉强
度为400 MPa。
计算其屈服强度。
4. 综合题
4.1 请以金属焊接为例，说明材料科学在工程应用中的重要性。
4.2 分析金属材料的导热性能和导电性能与其晶体结构的关系。
4.3 以金属腐蚀为例，探讨材料科学在延长金属材料使用寿命中的应用。
以上为材料科学考试试题，希望能够全面展示学生对材料科学基础知识的掌握和应用能力。
祝考生取得优异的成绩！。
材料科学基础精析试卷
一、名词解释1、金属玻璃2、金属间化合物3、离异共晶4、晶界偏聚参考答案：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；二、1. 晶带和晶带轴2. 柱状晶和等轴晶3. 包析反应和共析反应1. 晶带和晶带轴：许多平行于同一晶向的不同的晶面组的总称为晶带，而与这些晶面组平行的晶向称为晶带轴；2. 柱状晶和等轴晶：金属晶体结晶过程中沿着散热方向优先生长形成的长条形晶粒称为柱状晶，而如果晶粒长大时没有择优方向，向各个方向长大速度基本相等所得到的晶粒称为等轴晶；3. 包析反应和共析反应：由两个固相反应得到一个固相的过程为包析反应，而由一个固相分解得到其它两个固相的反应为共析反应三、1. 变温截面2. 过冷度3. 偏析反应4. 固溶体5. 成分过冷6. 形核功。
1. 名词解释（3分/个=18分）变温截面：三元相图中垂直成分三角形的截面；过冷度：△ T指Tm与Tn的差值二维平面长大；偏析反应：+ 称为包析反应；固溶体：一个固体组元（溶质）溶解在另外一个组元（溶剂）晶格中，保持溶剂晶格特点的物质；成分过冷：合金凝固中由于溶质原子再分配形成的过冷；形核功：金属凝固过程中形成晶核需要的额外能量。
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 _____ 。
材料科学基础考试试卷
材料科学基础考试试卷一、选择题（每题2分，共20分）1. 材料科学是研究材料的哪些方面的学科？A. 材料的制备B. 材料的性能C. 材料的应用D. 所有以上选项2. 下列哪个不是金属材料的特性？A. 高导电性B. 高延展性C. 低熔点D. 良好的热传导性3. 陶瓷材料通常具有以下哪种特性？A. 高韧性B. 高硬度C. 低热膨胀系数D. 低强度4. 聚合物材料的玻璃化转变温度是指：A. 聚合物从玻璃态转变为高弹态的温度B. 聚合物从高弹态转变为流动态的温度C. 聚合物从固态转变为液态的温度D. 聚合物从液态转变为固态的温度5. 下列哪个是纳米材料的特点？A. 高强度B. 高导电性C. 低热膨胀系数D. 所有以上选项二、填空题（每空1分，共10分）6. 材料的力学性能主要包括_______、_______、_______和硬度等。
7. 材料的热处理过程包括_______、_______、_______和_______。
8. 材料的断裂类型主要有_______断裂、_______断裂和_______断裂。
9. 材料的疲劳寿命通常与_______成正比，与_______成反比。
10. 材料的腐蚀类型包括化学腐蚀和_______腐蚀。
三、简答题（每题10分，共20分）11. 简述材料的微观结构对材料宏观性能的影响。
12. 描述金属材料的冷加工和热加工的区别。
四、计算题（每题15分，共30分）13. 某铝合金的屈服强度为250 MPa，抗拉强度为350 MPa。
若该合金的试样在拉伸过程中的最大载荷为50 kN，请计算该试样的断面积。
14. 假设一个陶瓷材料的热膨胀系数为5×10^-6 K^-1，其在室温（25°C）到100°C的温度范围内的线性尺寸变化是多少？五、论述题（每题15分，共30分）15. 论述纳米材料在现代技术中的应用及其潜在的挑战。
16. 讨论材料科学在可持续发展中的角色和重要性。
《材料科学基础》期末试卷及答案
《材料科学基础》期末试卷及答案一. 选择题：（共15小题，每小题2分，共30分）。
1. 根据相律在不考虑压强影响的情况下，三元系相图中二相平衡区的自由度f为（）。
A. 0B. 1C. 2D. 32. 在六节环硅酸盐结构中非桥氧的个数为（）。
A. 6B. 8C. 10D. 123. 氢键的形成对物质的物理性能影响很大，分子内氢键的存在会引起物质（）。
A. 熔点升高，沸点降低B. 熔点降低，沸点升高C. 熔点、沸点都升高D. 熔点、沸点都降低4. 密排六方的配位数，四面体空隙数及晶胞原子数分别为（）。
A. 12，3n，6B. 12，2n，6C. 8，6n，2D. 12，2n，65. 下列说法正确的是（）。
A. 点缺陷是热力学稳定缺陷B. 两位错交割必形成割阶C. 线缺陷也是热力学稳定缺陷D. 空位形成能大于间隙形成能6. 在高岭石Al4[Si4O10](OH)8结构中每个O2-可连1个[SiO4]和几个[AlO2(OH)4]( )。
A. 1B. 2C. 3D. 47. 在单元系相图中，温度一定，增加压力会使摩尔体积大的相在相图上稳定存在的区域（）。
A. 缩小B. 扩大C. 没影响D. 无法判断8. 结晶性高聚物由熔体中结晶，可得到（）。
A. 单晶B. 球晶C. 纤维状晶体D. 串晶9. 某位错的位错线与柏氏矢量平行且反向，则此位错为（）。
A. 正刃型位错B. 右螺型位错C. 左螺型位错D. 负刃型位错10. 在铁碳合金中可锻性最好的是（）。
A. 亚共析钢B. 共析钢C. 过共析钢D. 共晶铸铁11. 在吴氏网上直径的刻度可度量（）。
A. 极距角B. 方位角C. 晶面的面角D. 园心角12. 在平衡条件下，溶质原子在晶界处的浓度偏离平均浓度的现象称为晶界偏析，若溶质原子的固溶度（C m）愈大，则晶界处溶质的浓度（）。
A. 愈大B. 愈小C. 不变D. 无法判断13. 第二相若在晶粒内部析出，固溶体中各组元的原子直径之差超过5%时，决定因素是弹性应变能，则第二相的形状接近于（）。
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2009～2010 学年 第 2 学期 材科、材控专业
题 一 号 二 三 四 五 六 七 八 九 十
材料科学基础 课程期末试卷
总分
7、 （ 8、 （ 9、 （
）铸铁的平衡结晶过程中只有共晶转变而没有共析转变。 ）铁素体与奥氏体的根本区别在于晶体结构不同。 ）在任何温度下，液相中出现的最大结构起伏都是晶核。 ）在共晶线上利用杠杆定律可以计算出共晶体的相对量，而共晶线属于三相
3 Ⅱ 0.77 →P Ld →Ld ’
该合金室温时，相组成物为铁素体(F)和渗碳体(Fe3C)(1 分) 组织组成物为：珠光体 P、二次渗碳体 Fe3CⅡ 和低温莱氏体 Ld’。(1 分) 组织组成物百分含量（3 分） W Ld’=[（4.0-2.11）/（4.3-2.11）]*100%=86.3%
3
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二、判断正误（正确的打“√ ” ，错误的打“× ” ，每题 1 分，共 10 分） 1．× ； 6．× ； 1． C 6． B 2．B 7．C 2．√ ； 7．× ； 3．A 8．B 3．× ； 8．.√ ； 4． B 9． C 4．× ； 9．× 5． B 10．A 六、简答题（25 分） 1、试从单胞原子数、原子半径、密排面、密排方向、致密度、配位数等方面描述三 种常见金属的晶体结构特点（6 分） 单胞原子数：4、原子半径 r ； 5．×； 10．×。
班级
姓名
本试卷共
4 页，此页为
A 卷第
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七、综合题（15 分）
„„„„„„„„„„„„„„„装„„„„„„„„„„„订„„„„„„„„„„„线„„„„„„„„„„„„„„„
下图为 Fe-Fe3C 平衡相图。请回答下列问题（15 分） （1）请标出各特性点的温度和成分。 （2）在相图中标出七类合金室温下的平衡组织。 （3）铁碳合金随含碳量的增加而存在哪些渗碳体类型。 （4）分析含碳量 4.0%的合金平衡冷却过程，说明其室温相组成物和组织组成物， 并求出各组织组成物室温时占整个合金的百分含量。
三、选择题 （每题 1 分，共 10 分）
四、名词解释（每题 2 分，共 10 分） 1、组织----指材料中各相的相对量、尺寸形状及分布等组合特征。组织对材料的 性能有重要影响。
2、回复------ 冷变形金属在低温加热时，其显微组织无可见变化，但其物理、力学 答案要点：1）面心立方的特点： 性能却部分恢复到冷变形以前的过程。 （冷变形后的金属，加热的一定温度，组织 未发生改变以前，而发生的亚结构的变化，以及性能的部分变化。 ） 3、包晶反应----- 在一定温度下，由一个固定成分的液相与一个固定成分的固相作 用，生成另一个成分固定的固相的反应。 4、成分过冷----- 固溶体合金凝固时，完全是由于界面前沿液相中的成分差别所引 起的过冷。
10、 （
区，所以杠杆定律不仅适用于两相区，也适用于三相区。
学号
三、选择题（每题１分，共 10 分） 1、 （ ） 下列组织中最硬的是___________。 B 珠光体 C 渗碳体
A 铁素体 2、 （ ）
奥氏体的晶体结构为_______。 B 面心立方 C 密排立方
姓名
A 体心立方 3、 （
）下列稳态凝固中，哪一种情况下会出现宏观偏析严重。 A 凝固速度非常缓慢 B 凝固速度很大 C 一般条件
（3） ： （2 分） 三次渗碳提（薄片状）----- 共析渗碳体（层片状）----- 二次渗碳体（网 状）--- 共晶渗碳体（连续基体）----- 一次渗碳体（粗大片状）
（4） ： （7 分） 铁碳合金平衡冷却过程如下（文字叙述也可） （2 分）
L → L+γ
→ γ
1+
Ld γ → → Fe Cγ + Fe3 CⅡ + Ldγ → P+ Fe3 CⅡ + Ld’
一、填空题（每空 1 分，共 20 分） 1．原子扩散、反应扩散 3．刃型位错、螺型位错、混合位错 5．控制过冷度、变质处理 7、几何条件、能量条件 9、片状马氏体、板条马氏体 2．固溶体、中间相 4．四面体间隙、八面体间隙、八面体间隙 五、 画图题（共 5 分） 6、滑移、孪生 8、0 10、成分条件（成分起伏） 组织。这种两相分离的组织称为离异共晶。
（3）中心为等轴晶区。由于凝固条件不同，其形成是由于模壁温度进一步升高，液 体过冷度进一步降低，剩余液体中散热方向已不明显，处于均匀冷却状态，同时， 未熔杂质，残断支晶等以集中与剩余液体中，这些都促使了等轴晶的形成。 （2 分）
七、综合题（15 分）
（2）能量条件：由临界晶核的形成功（A=σ s/3）可知，当形成一个临界晶核时， 解： （1）见图（3 分）特性点能标出全部给满分，否则每少两个扣 1 分。 （2）见图（3 分） 还有 1/3 的表面能必须依靠液体中的能量起伏来提供。 （2 分） （3）结构条件：液体中存在结构起伏，是结晶产生晶核的基础。因此，结构起伏是 结晶过程必须具有的结构条件。 （2 分）
中
„„„„„„„„„„„„„„„装„„„„„„„„„„„订„„„„„„„„„„„线„„„„„„„„„„„„„„„
原
工
学
院
重修标识 B卷
4、 （ 5、 （ 6、 （ 个相。
）再结晶、二次再结晶都是形核- 长大过程。 ）一个位错环既可能是纯的螺位错，也可能是纯的刃位错。 ）固溶体晶粒内存在枝晶偏析，主轴与枝间成分不同，所以整个晶粒不是一
而形核率较高所致。 （1 分） （2）中间为柱状晶区。其形成是模壁温度升高，晶核的成长率大于晶核的形成率， 且沿垂直于模壁方向的散热较为有利。在细晶区中取向有利的晶粒优先生长为柱状 晶。 （2 分）
3、简述纯金属结晶相变形核的热力学条件、能量条件、结构条件。 （6 分） 答案要点： （1）热力学条件：分析结晶相变时系统自由能的变化可知，结晶的热力学条件为 （Δ G<0） 。由单位体积的自由能变化可知（Δ GB=- Lm Δ T/Tm ） ，即只有（Δ T>0） ， 才有（Δ GB< 0） 。即只有过冷，才能使（Δ G< 0） 。 （2 分）
本试卷共
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A 卷第
2 页
„„„„„„„„„„„„„„„装„„„„„„„„„„„订„„„„„„„„„„„线„„„„„„„„„„„„„„„
4、简述影响置换固溶体的溶解度因素（4 分）
2、简述扩散需要的基本条件。 （4 分）
学号
5、简述金属铸锭的宏观组织有何特点以及形成过程？（5 分）
3、简述纯金属结晶相变形核的热力学条件、能量条件、结构条件。 （6 分）
密排方向: [ 110]、致密度 0.74、配位数 :12 2）体心立方的特点： 单胞原子数：2、原子半径 r
2 a 密排面: ｛111｝ 、 4
3 a 密排面: ｛110｝ 、 4 密排方向: [ 111]、致密度 0.68、配位数 :8
3）密排六方的特点： 单胞原子数：6、原子半径 r a 密排面: ｛0001｝ 、 密排方向: [ 1120]、致密度 0.74、配位数 :12 本试卷答案共 3 页，此页为第 1 页
4、简述影响置换固溶体的溶解度因素（4 分） 答案要点： （1）尺寸因素：尺寸差别大，引起点阵畸变严重，固溶度会小。 （2）晶体结构因素：晶体结构相同，固溶度大。不相同，则固溶度小。 （3）电负性差因素：电负性差越小，越易形成固溶体，且固溶度越大，电负性差值 越大，越易形成化合物。 （4）电子浓度因素：由于极限电子浓度的限制，使固溶体固溶度受限，超过某一极 限值，便会形成新相。 本试卷答案共 3 页，此页为第 2 页
相图及 1、2 问答案
Wp=[（4.3-4.0）/（4.3-2.11）]* [（6.69-2.11）/（6.69-0.71）]* 100%=10.6% W Fe3CⅡ =[（4.3-4.0）/（4.3-2.11）]* [（2.11-0.77）/（6.69-2.11）]* 100%=3.1%
本试卷答案共
班级
姓名
学号
本试卷共
4 页，此页为
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4 页
中
原
工
学
院
5、离异共晶---- 当合金发生共晶反应时，先共晶相数量很多，而共晶量很少时，有
B卷
2009～2010 学年 第 2 学期
时与共晶组织中与共晶相相同的那一相，就会依附在先共晶相上成核长大，另一相
材科、材科专业 材料科学基础 课程期末试卷标准答案（即评分标准） 则剩余下来，形成了以先共晶相为基体，另一相连续或断续地包围先共晶相晶粒的
2、简述扩散需要的基本条件。 （4 分） 答案要点：扩散需要的基本条件为： 1）温度要足够高； 2）时间要足够长； 3）扩散原子要固溶； 4）扩散要有驱动力。
5、简述金属铸锭的宏观组织有何特点以及形成过程？（5 分） 答案要点：在铸锭组织中，一般有三层晶区。 （1） 最外层为细晶区。其形成是由于模壁温度较低，液体的过冷度较大所至，因
7、 （
）由于界面前沿液相中的成分差别所引起的过冷称为_______ A 临界过冷 B 动态过冷 C 成分过冷
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1 页
（ 注：参加重修考试者请在重修标识框内打钩）
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8、 （
8、对于二元合金系，当三相平衡时。其自由度为___________，此时三个平衡相成 分为定值 9、马氏体按其基本形态可分为____________和_____________。 10、金属固溶体结晶形核比纯金属形核所多的基本条件为_________。 二、判断正误（正确的打“√” ， 错误的打“×” ， 每题 1 分， 共 10 分） 1、 （ 2、 （ 3、 （ 同。 本试卷共 ）螺位错在运动中，既可能滑移，也可能攀移。 ）两条相互平行的刃位错和螺位错都不存在使对方运动的应力场。 ）对于同种元素作为溶剂形成的间隙固溶体和间隙化合物，二者晶体结构相