材料科学基础简答题(doc 12页)
材料科学简答题
1 孪晶和滑移的特点:相同点: ●宏观上,都是切应力作用下发生的剪切变形; ●微观上,都是晶体塑性变形的基本形式,是晶体的一部分沿一定晶面和晶向相对另一部分的移动过程; ●两者都不会改变晶体结构; ●从机制上看,都是位错运动结果. 不同点: ●滑移不改变晶体的位相,孪生改变了晶体位向; ●滑移是全位错运动的结果,而孪生是不全位错运动的结果; ●滑移是不均匀切变过程,而孪生是均匀切变过程; ●滑移比较平缓,应力应变曲线较光滑,连续,孪生则呈锯齿状; ●两者发生的条件不同,孪生所需临界分切应力值远大于滑移,因此只有在滑移受阻情况下晶体才以孪生方式形变. ●滑移产生的切变较大(取决于晶体的塑性) ,而孪生切变较小,取决于晶体结构.2回复机制:1) 低温回复(0.1-0.3Tm) 点缺陷(空位和间隙原子)运动至晶界出或位错处消失,空位和间隙原子结合消失,空位结合成空位对. 结果导致点缺陷密度降低. 2)中温回复(0.3-0.5Tm) 位错可以在滑移面上滑移或交滑移,使异号位错相遇相消,位错密度下降,位错缠结内部重新排列组合,使变形亚晶规整化. 3)高温回复(>0.5Tm) 位错除滑移外,还可获得足够的能量产生攀移,使滑移面上不规整的位错重新分布, 形成亚晶界和亚晶粒,使弹性畸变能降低. 位错攀移(+滑移)→位错垂直排列(亚晶界) → 多边化(亚晶粒) → 弹性畸变能降低. 4)位错反应形成亚晶肖脱基缺陷离开平衡位置的原子迁移至晶体表面的正常格点位置,而晶体内仅留有空位,晶体中形成了肖特基缺陷3 滑移: 滑移:是指晶体的一部分沿一定的晶面和晶向相对于另一部分发生滑动位移的现象.4 固溶强化: 是指由于溶质原子的固溶而引起的强化效应.5扩散: 扩散:由于物质中原子(或者其他的微观粒子)的微观热运动所引起的强化效应. 影响扩散的因素1. 温度升高,扩散原子获得能量超越势垒几率增大,且空位浓度增大,有利扩散. 2. 原子结合键越弱,Q 越小,D 越大. 3. 在间隙固溶体中,扩散激活能较小,原子扩散较快;在置换固溶体中扩散激活能比间隙扩散大得多. 4. 晶体的致密度越高,原子扩散时的路径越窄,产生的晶格畸变越大,同时原子结合能也越大,使得扩散激活能越大,扩散系数减小. 5. 晶粒尺寸越小,金属的晶界面积越多,晶界扩散对扩散系数的贡献就越大. 6. 晶体中的位错对扩散也有促进作用7. 化学成分影响:若增加浓度能使原子的Q 减小,而D0 增加,则D 增大.6 多晶体塑性变形的过程主要为变形的传递和协调1,变形的传递当多晶体中少数取向有利的晶粒开始滑移时, 当一个晶粒位错在某滑移系上动作后, 位错遇到晶粒便塞积起来, 位错的塞积便会产生很大的应力集中, 应力集中使临近晶粒的位错源启动, 原来取向不利的经理开始变形, 相邻晶粒的变形时位错塞积产生的应力集中得以松弛,滑移传递. 2,变形的协调假如多晶体在变形时各个晶粒的自身变形都像单晶体一样, 彼此独立变形互相不约束, 那么在晶界附近变形将是不连续的,会出现空隙或裂缝,为了适应变形的协调,要求临近晶粒的晶界附近区域有几个滑移系动作,就是已变形晶粒自身,除了变形的主滑移系外,在晶界附件也要求有几个滑移系同时动作. 当有大量晶粒发生滑移后,金属便显示出明显的塑性变形.7 多晶体金属塑性变形的特点1.各晶粒变形的不同时性和不均匀性.2.各晶粒变形的相互协调性,需要五个以上的独立滑移系同时动作.3.滑移的传递,必须激发相邻晶粒的位错源.4.多晶体的变形抗力比单晶体大,变形更不均匀.5.塑性变形时,导致一些物理,化学性能的变化.6.时间性,多晶体金属塑性变形需要一个过程.8 晶粒大小对材料强度和塑性的影响材料晶粒越细,室温强度越高,塑性越好,称为细晶强化. 位错理论解释材料晶粒越细,强度越高,塑性越好. 在外加切应力作用下,位错沿着某个滑移面运动,当位错运动至晶界受阻,便塞积起来,产生了应力集中.由于粗品粒晶界塞积的位锗数多,产生的应力集中较大,更容易使相邻晶粒的位错源开动,即在较低的外力下就开始塑性交形,因而粗品粒的屈服强度较低.9回复再结晶的组织和化学性能的变化1. 组织的变化回复阶段:显微组织仍为纤维状,无可见变化,高温回复阶段,胞状位错结构转变为亚晶;再结晶阶段:变形晶粒通过形核长大,逐渐转变为新的无畸变的等轴晶粒. 2.力学性能的变化回复阶段:强度,硬度略有下降,塑性略有提高. 再结晶阶段:强度,硬度明显下降,塑性明显提高.10 影响再结晶的因素1 退火温度.温度越高,再结晶速度越大. 2 变形量.变形量越大,再结晶温度越低;随变形量增大,再结晶温度趋于稳定;变形量低于一定值,再结晶不能进行. 3 原始晶粒尺寸.晶粒越小,驱动力越大;晶界越多,有利于形核. 4 微量溶质元素.阻碍位错和晶界的运动,不利于再结晶. 5 第二分散相.间距和直径都较大时,提高畸变能,并可作为形核核心,促进再结晶;直径和间距很小时,提高畸变能,但阻碍晶界迁移,阻碍再结晶.11置换固溶体与间隙固溶体的区别1, 置换固溶体是由溶质原子占据溶剂原子晶格的结点位置而形成的,间隙固溶体是由溶质原子进入溶剂原子晶格的间隙中而形成的. 2, 置换固溶体中溶质与溶剂可以有限固溶也可以无限固溶,而间隙固溶体只有原子半径接近于溶剂晶格某些间隙半径的溶质原子才有可能进入晶格的间隙中而形成,只能是有限固溶体.12固溶体结晶与纯金属结晶的不同之处1. 固溶体结晶石在一定温度范围内完成的,而纯金属结晶是在恒温下完成的.2. 合金结晶, 结晶出的固相与共存液相的成分不同, 即选分结晶, 而纯金属在结晶过程中, 固相与液相的成分始终是相同的13. 晶体与非晶体的区别。
材料科学基础简答题汇总
材料科学基础简答题汇总材料科学基础简答题㈠-01-⽰意画出平衡态碳钢的强度随钢含碳量的变化曲线，并从成分—组织—性能的⾓度定性解释。
答：强度随碳含量增加先增⾼后下降，在碳含量约1.0%时为强度极⼤值。
强度的这种变化与平衡态碳钢中的组织随碳含量变化有关：当碳含量⼩于0.77%时，钢中的组织为铁素体+珠光体，且珠光体的分数随碳含量增⾼⽽增⼤，⽽珠光体在钢中起强化作⽤，故强度随碳含量增加⽽增⾼；当碳含量⼤于0.77%后，钢中的组织为⼆次渗碳体+珠光体，⼆次渗碳体以⽹状分割珠光体，且⼆次渗碳体的分数随碳含量增⾼⽽增⼤。
渗碳体硬⽽脆，少量的不连续分布的⼆次渗碳体起强化作⽤，故强度随碳含量增加继续增⾼；但当碳含量⼤于1.0%后，⼆次渗碳体的分数增加到呈连续⽹状分布，则会在外⼒作⽤下⾸先断裂形成微裂纹，故强度下降。
-02-已知727℃时，碳在奥⽒体中的溶解度为WC=0.77%，⽽在铁素体中的极限溶解度仅为WC=0.0218%。
请解释⼆者差别如此明显的原因。
答：奥⽒体为⾯⼼⽴⽅结构，碳原⼦位于其⼋⾯体间隙中；铁素体为体⼼⽴⽅结构，碳原⼦也位于其⼋⾯体间隙中。
⾯⼼⽴⽅的⼋⾯体间隙半径与铁原⼦半径之⽐（0.414）⼤于体⼼⽴⽅的⼋⾯体间隙半径与铁原⼦半径之⽐（0.155），⽽碳原⼦半径⼤于间隙半径，⼀个碳原⼦固溶于奥⽒体中所引起的晶体能量增⾼远⼩于固溶于铁素体中所引起的晶体能量增⾼。
-03-何谓⾦属的形变强化？⽤位错理论说明⾦属形变强化的原因；⾦属的形变强化在材料⼯程上有何利弊？如何克服所引起的弊端？答：⾦属在塑性变形阶段，其流变应⼒随变形程度增加⽽增加的现象。
或⾦属经塑性变形后，其强度、硬度升⾼，⽽塑性、韧性下降的现象。
在变形过程中，位错之间相互作⽤，产⽣交割，阻碍位错运动；反应⽣成固定位错，使位错难以运动；位错增殖，位错密度增⼤，增⼤了位错运动的阻⼒。
利：强化⾦属的重要⼿段；使⾦属材料压⼒加⼯得以顺利进⾏；使⾦属零构件得以抵抗偶然过载。
材料科学基础简答题
材料科学基础简答题1.如何理解点缺陷是一种热力学平衡缺陷？随着点缺陷数量增加，熵增加导致自由能下降，但是同时内能增加导致自由能增加，所以有一个平衡浓度，此时有最低的自由能值。
2.何谓位错的应变能。
何谓位错的线张力，其估算值为多少。
位错在晶体中引起畸变，使晶体产生畸变能，称之为位错的应变能或位错的能量。
线张力的定义为：位错线增加一个单位长度时，引起晶体能量的增加。
通常用Gb2/2作为位错线张力的估算值。
请问影响合金相结构的因素主要有哪几个。
原子尺寸、晶体结构、电负性、电子浓度。
3.请简要说明：（1）刃型位错周围的原子处于怎样的应力状态（为切应力还是正应力，为拉应力还是压应力）;(2)若有间隙原子存在，则间隙原子更容易存在于位错周围的哪些位置（可以以图示的方式说明）。
(1)刃型位错不仅有正应力同时还有切应力。
所有的应力与沿位错线的方向无关，应力场与半原子面左右对称，包含半原子面的晶体受压应力，不包含半原子面的晶体受拉应力。
(2)对正刃型位错，滑移面上方的晶胞体积小于正常晶胞，吸引比基体原子小的置换式溶质原子或空位；滑移面下方的晶胞体积大于正常晶胞，吸引间隙原子和比基体原子大的置换式溶质原子。
4.铁素体钢在拉伸过程中很易出现屈服现象，请问：（1）产生屈服的原因？（2）如何可以消除屈服平台？由于碳氮间隙原子钉扎位错，在塑性变形开始阶段需使位错脱离钉扎，从而产生屈服延伸现象；当有足够多的可动位错存在时，或者使间隙原子极少，或者经过预变形后在一段时间内再拉伸。
5.如何提高（或降低）材料的弹性？举例说明，并解释。
选择弹性模量小的材料、或者减小材料的截面积、或者提高材料的屈服强度都可以提高弹性。
6.何谓加工硬化、固溶强化、第二相强化、细晶强化，说明它们与位错的关系加工硬化：晶体经过变形后，强度、硬度上升，塑性、韧性下降的现象称为加工硬化。
随着变形的进行，晶体内位错数目增加，位错产生交互作用，使位错可动性下降，强度上升。
材料科学基础简答题
材料科学基础简答题材料科学基础简答题1.间隙固溶体影响因素只有当溶质与溶剂的原子半径比值为r溶质/r溶剂<0.59时，才有可能形成间隙固溶体。
间隙固溶体的固溶度与溶质原子的大小有关，也与溶剂的晶格类型有关。
2.间隙固溶体和置换固溶体强化效果比较间隙式溶质原子的强化效果一般要比置换式溶质原子列显著。
这是因为间隙式溶质原子往往择优分布位错线上，形成间隙原子“气团”，将位错牢牢地钉扎住，从而造成强化。
相反置换原子往往均匀分布在点阵内，虽然由于溶质和溶剂原子尺寸不同，造成点阵畸变，从而增加位错运动的阻力，但这种阻力比间隙原子气团的钉扎力小的多，因而强化效果也小。
3. Pauling规则（离子化合物结构）①在正离子周围形成一负离子配位多面体，正负离子之间的距离取决于离子半径之和，而配位数则取决于正负离子半径之比。
②形成一个离子键时正离子给出的价电子数应等于负离子得到的价电子数，因此有Z+/CN+=Z-/CN-③在一个配位结构中，当配位多面体共用棱，特别是共用面时，其稳定性会降低，而且正离子的电价越高、配位数越低，则上述效应越显著。
④在含有一种以上的正离子的晶体中，电价大、配位数小的正离子周围的负离子配位多面体力图共顶连接。
⑤晶体中配位多面体的类型力图最少。
4.典型离子化合物晶体结构（1）AB型化合物结构①NaCl型结构（岩盐结构）:面心立方点阵，Cl—占结点，Na+位于八面体间隙。
②CsCl型结构:具有简单立方的布拉菲点阵，一种离子占据晶胞结点，另一种离子占体心。
③闪锌矿（立方ZnS）结构:面心立方，负离子占结点，正离子占不相邻的四面体间隙。
④纤锌矿（六方ZnS）结构:简单六方点阵，负离子占结点，正离子位于5个四面体间隙。
（2）AB2型化合物结构①萤石（CaF2）结构：面心立方，小正离子占结点，大负离子占四面体间隙。
②金结石结构：TiO2简单正方点阵，电容器材料，俗称钛白粉。
（3）A2B3型结构刚玉（а－Al2O3）具有简单六方点阵。
材料科学基础简答题
孪晶和滑移的特点：相同点：●宏观上，都是切应力作用下发生的剪切变形；●微观上，都是晶体塑性变形的基本形式，是晶体的一部分沿一定晶面和晶向相对另一部分的移动过程；●两者都不会改变晶体结构；●从机制上看，都是位错运动结果。
不同点：●滑移不改变晶体的位相，孪生改变了晶体位向；●滑移是全位错运动的结果，而孪生是不全位错运动的结果；●滑移是不均匀切变过程，而孪生是均匀切变过程；●滑移比较平缓，应力应变曲线较光滑、连续，孪生则呈锯齿状；●两者发生的条件不同，孪生所需临界分切应力值远大于滑移，因此只有在滑移受阻情况下晶体才以孪生方式形变。
●滑移产生的切变较大（取决于晶体的塑性），而孪生切变较小，取决于晶体结构。
回复机制:1）低温回复（0.1－0.3Tm）点缺陷（空位和间隙原子)运动至晶界出或位错处消失、空位和间隙原子结合消失、空位结合成空位对。
结果导致点缺陷密度降低。
2）中温回复（0.3－0.5Tm）位错可以在滑移面上滑移或交滑移，使异号位错相遇相消，位错密度下降，位错缠结内部重新排列组合，使变形亚晶规整化。
3）高温回复（>0.5Tm）位错除滑移外，还可获得足够的能量产生攀移，使滑移面上不规整的位错重新分布，形成亚晶界和亚晶粒，使弹性畸变能降低。
位错攀移（＋滑移）→位错垂直排列（亚晶界）→多边化（亚晶粒）→弹性畸变能降低。
4）位错反应形成亚晶肖脱基缺陷离开平衡位置的原子迁移至晶体表面的正常格点位置，而晶体内仅留有空位，晶体中形成了肖特基缺陷滑移：是指晶体的一部分沿一定的晶面和晶向相对于另一部分发生滑动位移的现象。
固溶强化：是指由于溶质原子的固溶而引起的强化效应。
扩散：由于物质中原子（或者其他的微观粒子）的微观热运动所引起的强化效应。
影响扩散的因素1.温度升高，扩散原子获得能量超越势垒几率增大，且空位浓度增大，有利扩散。
2.原子结合键越弱，Q越小，D越大。
3.在间隙固溶体中，扩散激活能较小，原子扩散较快；在置换固溶体中扩散激活能比间隙扩散大得多。
材料科学基础试题及答案
材料科学基础试题及答案一、单项选择题（每题2分，共20分）1. 材料科学中，材料的基本组成单元是（）。
A. 分子B. 原子C. 离子D. 电子答案：B2. 金属的塑性变形主要是通过（）来实现的。
A. 弹性变形B. 位错运动C. 相变D. 断裂答案：B3. 在材料科学中，硬度的定义是（）。
A. 材料抵抗变形的能力B. 材料抵抗磨损的能力C. 材料抵抗压缩的能力D. 材料抵抗拉伸的能力答案：B4. 材料的热处理过程中，淬火的主要目的是（）。
A. 提高硬度B. 增加韧性C. 减少变形D. 提高导电性答案：A5. 以下哪种材料不属于复合材料？A. 碳纤维增强塑料B. 钢筋混凝土C. 不锈钢D. 玻璃钢答案：C二、填空题（每空1分，共20分）1. 材料的强度是指材料在受到______作用时，抵抗______的能力。
答案：外力；破坏2. 材料的断裂韧性是指材料在______条件下，抵抗______的能力。
答案：裂纹存在；断裂3. 材料的疲劳是指材料在______作用下，经过______循环后发生断裂的现象。
答案：交变应力；多次4. 材料的导热性是指材料在______条件下，抵抗______的能力。
答案：温度梯度；热量传递5. 材料的电导率是指材料在单位电场强度下，单位时间内通过单位面积的______。
答案：电荷量三、简答题（每题10分，共30分）1. 简述材料的弹性模量和屈服强度的区别。
答案：弹性模量是指材料在弹性范围内，应力与应变的比值，反映了材料抵抗形变的能力。
屈服强度是指材料在受到外力作用下，从弹性变形过渡到塑性变形时的应力值，反映了材料抵抗塑性变形的能力。
2. 描述材料的疲劳破坏过程。
答案：材料的疲劳破坏过程通常包括三个阶段：裂纹的萌生、裂纹的扩展和最终断裂。
在交变应力作用下，材料内部的微裂纹逐渐扩展，当裂纹扩展到一定程度，材料无法承受继续增加的应力时，就会发生断裂。
3. 什么是材料的热处理？请列举几种常见的热处理方法。
《材料科学基础》简答题
《材料科学基础》简答题1．简述晶面指数的确定步骤。
2．作图表示立方晶体的(123)、(421)、(21]、[346]。
10)晶面及[023. 作图表示出<02> 晶向族所包括的晶向，并确定(11111),(0001)晶面。
24. 在立方系中绘出{110}、{111}晶面族所包括的晶面及(112),(021)晶面。
5．为什么金属的固溶体凝固时通常总是以树枝晶方式生长？6．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？7. 什么叫临界晶核？它的物理意义及与过冷度的定量关系如何？8. 说明过冷度，临界过冷度，动态过冷度等概念的区别。
9. 试述结晶相变的热力学条件，动力学条件，能量即结构起伏。
10. 分析纯金属生长形态与温度梯度的关系?11. 铸锭组织有何特点？12. 根据凝固理论，试述细化晶粒的基本途径。
13. 根据Pb-Sn相图，试分析：1)什么成分的合金适于压力加工，什么成分的合金适于铸造?2)结合所学知识，用什么方法可以提高W Sn<19%铅合金的强度？14. 同样形状和大小的两块铁碳合金，其中一块是低碳钢，一块是白口铸铁。
试问，用什么简便方法可迅速将它们区分开来?15. 试比较45(W C=0.45%)、T8(W C=0.8%)、T12(W C=1.2%)钢的硬度、强度和塑性有何不同？16. 汽车挡泥板应选用高碳钢还是低碳钢来制造？17. 说明碳含量对碳钢的组织和性能的影响。
18. 密排六方金属镁能否产生交滑移？滑移方向如何？19. 体心立方晶体可能的滑移面是{110}、{112}、{123}，若滑移方向为{111}，具体的滑移系是哪些?20. 试述孪晶与滑移的异同，比较它们在塑性变形过程中的作用。
21. 利用派-纳力公式解释为什么晶体滑移通常发生在原子最密排面和最密排方向。
22. 试用多晶体塑性变形理论解释，室温下金属的晶粒越细强度越高，塑性也就越好的现象。
23. 将一个楔形铜片，置于间距恒定的两个轧辊之间轧制。
材料科学基础试题及答案
材料科学基础试题及答案一、名词解释（每题5分，共25分）1. 晶体缺陷2. 扩散3. 塑性变形4. 应力5. 比热容二、选择题（每题2分，共20分）1. 下列哪种材料属于金属材料？A. 玻璃B. 塑料C. 陶瓷D. 铜2. 下列哪种材料属于陶瓷材料？A. 铁B. 铝C. 硅酸盐D. 聚合物3. 下列哪种材料属于高分子材料？A. 玻璃B. 钢铁C. 聚乙烯D. 陶瓷4. 下列哪种材料属于半导体材料？A. 铜B. 铝C. 硅D. 铁5. 下列哪种材料属于绝缘体？A. 铜B. 铝C. 硅D. 玻璃三、简答题（每题10分，共30分）1. 请简述晶体结构的基本类型及其特点。
2. 请简述塑性变形与弹性变形的区别。
3. 请简述材料的热传导原理。
四、计算题（每题15分，共30分）1. 计算一个碳化硅晶体的体积。
已知碳化硅的晶胞参数：a=4.05 Å，b=4.05 Å，c=8.85 Å，α=β=γ=90°。
2. 计算在恒定温度下，将一个100 cm³的铜块加热100℃所需的热量。
已知铜的比热容为0.39J/(g·℃)，铜的密度为8.96 g/cm³。
五、论述题（每题20分，共40分）1. 论述材料科学在现代科技发展中的重要性。
2. 论述材料制备方法及其对材料性能的影响。
答案：一、名词解释（每题5分，共25分）1. 晶体缺陷：晶体在生长过程中，由于外界环境的影响，导致其内部结构出现不完整或不符合理想周期性排列的现象。
2. 扩散：物质由高浓度区域向低浓度区域自发地移动的过程。
3. 塑性变形：材料在受到外力作用下，能够产生永久变形而不恢复原状的性质。
4. 应力：单位面积上作用于材料上的力。
5. 比热容：单位质量的物质温度升高1℃所吸收的热量。
二、选择题（每题2分，共20分）1. D2. C3. C4. C5. D三、简答题（每题10分，共30分）1. 晶体结构的基本类型及其特点：晶体结构的基本类型有立方晶系、四方晶系、六方晶系和单斜晶系。
材料科学基础 简答题
第二部分简答题第一章原子结构1、原子间的结合键共有几种？各自的特点如何？【11年真题】答：（1）金属键：基本特点是电子的共有化，无饱和性、无方向性，因而每个原子有可能同更多的原子结合，并趋于形成低能量的密堆结构。
当金属受力变形而改变原子之间的相互位置时不至于破坏金属键，这就使得金属具有良好的延展性，又由于自由电子的存在，金属一般都具有良好的导电性和导热性能。
（2）离子键：正负离子相互吸引，结合牢固，无方向性、无饱和性。
因此，七熔点和硬度均较高。
离子晶体中很难产生自由运动的电子，因此他们都是良好的电绝缘体。
（3）共价键：有方向性和饱和性。
共价键的结合极为牢固，故共价键晶体具有结构稳定、熔点高、质硬脆等特点。
共价结合的材料一般是绝缘体，其导电能力较差。
（4）范德瓦尔斯力：范德瓦尔斯力是借助微弱的、瞬时的电偶极矩的感应作用，将原来稳定的原子结构的原子或分子结合为一体的键合。
它没有方向性和饱和性，其结合不如化学键牢固。
（5）氢键：氢键是一种极性分子键，氢键具有方向性和饱和性，其键能介于化学键和范德瓦耳斯力之间。
2、陶瓷材料中主要结合键是什么？从结合键的角度解释陶瓷材料所具有的特殊性能。
【模拟题一】答：陶瓷材料中主要的结合键是离子键和共价键。
由于离子键和共价键很强，故陶瓷的抗压强度很高、硬度很高。
因为原子以离子键和共价键结合时，外层电子处于稳定的结构状态，不能自由运动，故陶瓷材料的熔点很高，抗氧化性好、耐高温、化学稳定性高。
第二章固体结构1、为什么密排六方结构不能称为一种空间点阵？【11年真题】答：空间点阵中每个阵点应该具有完全相同的周围环境。
密排六方晶体结构位于晶胞内的原子具有不同的周围环境。
如将晶胞角上的一个原子与相应的晶胞之内的一个原子共同组成一个阵点，这样得出的密排六方结构应属于简单六方点阵。
2、为什么只有置换固溶体的两个组元之间才能无限互溶，而间隙固溶体则不能？【模拟题一】答：因为形成固溶体时，溶质原子的溶入会使溶剂结构产生点阵畸变，从而使体系能量升高。
材料科学基础简答题和论述题
26.加工硬化的机制、限制、利弊 加工硬化机制：随塑性变形进行，位错密度增加，位错运动交割加 剧，产生固火效应，会软化 加工硬化利弊：①对于不能热处理强化的金属材料，是提高其强度 的重要手段；②材料加工成型的保证；③提高零件或构件的使用安 全性能；④变形阻力提高，脆断危险性提高，须用再结晶退火消除 27.残余应力 ①第一类内应力——宏观残余应力，由于工件不同部分的宏观变形不均匀性引起的，
少，可承受更大的变形量；
③晶粒越细，韧性提高，细晶材料中，应力集中小，裂纹不易产生；晶界多，裂纹不易传
播，在断裂过程中可吸收较多能量
15.霍尔-配奇公式适用性 s 0 Kd
1
2
①亚晶粒大小或片状两相组织层片间距与屈服强度的关系 ②塑性材料流变应力与晶粒大小的关系 ③脆性材料的脆断应力与晶粒大小的关系 ④金属材料的疲劳强度或硬度与晶粒大小之间的关系 ⑤纳米材料的强度与颗粒度之间的关系(很大范围内满足) 16.蠕变机制（恒压下，一定温度下，发生的缓慢而连续的塑性流变现象） ①回复蠕变，滑移受阻，加大应力，发生攀移，攀移后继续滑移，使回复过程充分进行 ②扩散蠕变，空位的移动造成的 ③晶界滑动蠕变，晶界上的原子容易扩散，受力后易产生滑动，促进蠕变进行
16. 细晶粒多晶体另一高温变形机制——空位扩散蠕变机制
①设多晶体中的四方晶粒 ABCD 受拉伸变形，则其受拉晶界 AB 和 CD 附近容易形成空位，空位浓度较高；而受压的晶界 AD 和 BC 附近形 成空位较困难，空位浓度较低。 ②晶粒内部存在的空位浓度梯度，使空位从高浓度的晶界 AB 和 CD 附近向低浓度的晶界 AD 和 BC 附近定向移动，而原子则发生反方向 的迁移，最终导致晶粒沿拉伸方向伸长。 17.固溶强化的影响因素，溶入溶质原子形成固溶体而使金属强度硬度升高的现象 ①溶质原子的原子分数越高，强化作用越大，原子分数很低时，强 化作用显著； ②溶质原子与基体金属的原子尺寸相差越大，强化作用越大； ③间隙型溶质原子比置换原子强化作用大； ④溶质原子与基体金属的价电子数相差越大，强化作用越大 18.固溶强化机制 ①溶质原子与位错的弹性交互作用、化学交互作用、静电交互作用 ②塑性变形时，位错运动改变了溶质原子在固溶体结构中以短程有 序或偏聚形式分布的状态，引起系统能量增高，增加了变形阻力 19.屈服现象的物理本质，应力达到一定值后，应力基本不变，应变急剧增长的现象 ①固溶体合金中的溶质原子或杂质原子与位错交互作用形成溶质原
材料科学基础-简答题12
《材料科学基础》简答题——答案要点第二章1.硅酸盐晶体结构有何共同特点？2.简述硅酸盐晶体的分类依据是什么？可分为几类，每类的结构特点是什么？3.什么是同质多晶？简述同质多晶转变的类型及其各自的特点。
4.为什么石英不同系列变体之间的转化温度比同系列变体之间的转化温度高得多？5.钛酸钡是一种重要的铁电陶瓷，其晶型是钙钛矿结构，试问：(a)属于什么点阵？(b)这个结构中离子的配位数为多少？(c)这个结构遵守鲍林规则吗？请做讨论。
6.石棉矿如透闪石Ca2Mg5[Si4O11]（OH）2具有纤维状结晶习性，而滑石Mg2[Si4O10]（OH）2却具有片状结晶习性，试解释为什么？7.石墨、滑石和高岭石都具有层状结构，请说明他们结构的区别及由此引起的性质的差异。
8.在硅酸盐晶体中，Al3+为什么能部分置换硅氧骨架中的Si4+？该置换对硅酸盐组成有何影响？第三章9.什么是刃位错、螺旋位错？他们的基本区别是什么？10.什么是肖特基缺陷、弗兰克尔缺陷？他们属于何种缺陷？发生缺陷时位置数各发生何种变化？11.说明非化学计量化合物与无限固溶体的异同12.TiO2-x和Fe1-x O分别为具有阴离子空位和阳离子空位的非化学计量化合物。
试说明其导电率和密度随氧分压PO2变化的规律。
（以缺陷方程帮助说明）13.简述形成置换型固溶体的条件是什么？并举一实例。
14.简述形成间隙型固溶体的条件是什么？并举一实例。
15. 说明为什么只有置换型固溶体的两个组分之间才能相互完全溶解，而间隙型固溶体则不能。
16. 试分析形成固溶体后对晶体性质的影响。
17. 判断下列系统是否能形成固溶体，如果能，则形成什么固溶体？为什么？(1)MgO-CaO (2)MgO-CoO(3)MgO-Al 2O 3 (4)PbZrO 3-PbTiO 3已知：nm r Mg 072.02=+ nm r Ca 100.02=+ nm r Co 070.02=+nm r Al 039.03=+ nm r Ti 061.04=+ nm r O 140.02=-nm r Zr 072.04=+18. 试比较固溶体与化合物、机械混合物的差别。
材料科学基础试题及答案
材料科学基础试题及答案一、选择题（每题2分，共20分）1. 材料科学主要研究的是材料的哪些方面？A. 材料的加工方法B. 材料的微观结构C. 材料的性能D. 所有以上选项答案：D2. 金属材料的强度主要取决于其什么？A. 化学成分B. 微观结构C. 宏观尺寸D. 外部环境答案：B3. 以下哪个不是材料的力学性能？A. 硬度B. 韧性C. 导热性D. 弹性答案：C4. 陶瓷材料通常具有哪些特性？A. 高熔点B. 低热导率C. 低电导率D. 所有以上选项答案：D5. 聚合物材料的哪些特性使其在许多应用中受到青睐？A. 可塑性B. 轻质C. 良好的化学稳定性D. 所有以上选项答案：D二、填空题（每空1分，共10分）6. 材料的微观结构包括_______、_______和_______。
答案：晶粒、晶界、相界7. 材料的热处理过程通常包括_______、_______和_______。
答案：加热、保温、冷却8. 金属的塑性变形主要通过_______机制进行。
答案：位错滑移9. 材料的断裂韧性是指材料在_______条件下抵抗断裂的能力。
答案：受到冲击或应力集中10. 复合材料是由两种或两种以上不同_______的材料组合而成。
答案：性质三、简答题（每题10分，共30分）11. 简述金属的疲劳现象及其影响因素。
答案：金属疲劳是指金属在反复加载和卸载过程中，即使应力水平低于材料的屈服强度，也可能发生断裂的现象。
影响金属疲劳的因素包括应力幅度、加载频率、材料的微观结构、环境条件等。
12. 解释什么是相图，并说明其在材料科学中的重要性。
答案：相图是表示不同组分在特定条件下的相平衡状态的图形。
它在材料科学中的重要性体现在帮助科学家和工程师理解材料的相变行为，预测材料的性能，以及指导材料的加工和应用。
13. 描述聚合物材料的玻璃化转变温度（Tg）及其对聚合物性能的影响。
答案：玻璃化转变温度是聚合物从玻璃态转变为橡胶态的温度。
材料科学基础试题及答案
材料科学基础试题及答案一、选择题1. 下列关于材料的定义，正确的是：A. 材料是指由天然资源或人工合成的物质，用于满足人类需求的实体。
B. 材料是指具有一定形态和组织结构的物质，能够展现出特定的性能和功能。
C. 材料是指具有一定物理、化学特征的物质，通过特定的加工过程得到的产品。
D. 材料是指用于制造产品的原始原料，主要包括金属、塑料和木材等。
答案：A2. 下列关于材料分类的说法，正确的是：A. 根据组成方式可将材料分为金属材料、非金属材料和半导体材料。
B. 根据材料的用途可将材料分为结构材料、功能材料和生物医用材料。
C. 根据材料的产生方式可将材料分为天然材料、人工合成材料和再生材料。
D. 根据材料的电导性可将材料分为导电材料、绝缘材料和半导体材料。
答案：B3. 下列关于材料性能的描述，正确的是：A. 机械性能是指材料的硬度、强度、韧性等方面的性质。
B. 热性能是指材料在热环境下的稳定性和导热性等方面的性质。
C. 光学性能是指材料对光的吸收、传输和反射等方面的性质。
D. 电磁性能是指材料对电磁波的传导和屏蔽等方面的性质。
答案：A二、填空题1. 下列是常见材料的表征方法中，________是通过观察材料的形貌、组织结构和晶体形态等方面对材料进行表征的方法。
答案：显微镜观察2. __________是材料用于测量、感知、存储、处理等方面的性能和功能。
答案：功能材料3. __________是制备金属材料的常用加工方法之一，通过热处理和机械加工使材料形成所需形状和性能。
答案：冶金加工三、简答题1. 请简述材料的晶体结构及其对材料性能的影响。
答：材料的晶体结构是指材料中原子、离子或分子的排列方式和周期性特征。
不同的晶体结构决定了材料的特定性能。
例如，金属材料的晶体结构主要为面心立方、体心立方和密堆积等形式，这种结构使金属具有优良的导电性和可塑性。
另外，晶体结构还影响材料的硬度、热膨胀性、熔点等性能。
因此，了解材料的晶体结构对于研究和设计高性能材料具有重要意义。
材料科学基础---简答题【可编辑全文】
可编辑修改精选全文完整版材料科学基础---简答题(总14页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--第二部分简答题第一章原子结构1、原子间的结合键共有几种各自的特点如何【11年真题】答：（1）金属键：基本特点是电子的共有化，无饱和性、无方向性，因而每个原子有可能同更多的原子结合，并趋于形成低能量的密堆结构。
当金属受力变形而改变原子之间的相互位置时不至于破坏金属键，这就使得金属具有良好的延展性，又由于自由电子的存在，金属一般都具有良好的导电性和导热性能。
（2）离子键：正负离子相互吸引，结合牢固，无方向性、无饱和性。
因此，七熔点和硬度均较高。
离子晶体中很难产生自由运动的电子，因此他们都是良好的电绝缘体。
（3）共价键：有方向性和饱和性。
共价键的结合极为牢固，故共价键晶体具有结构稳定、熔点高、质硬脆等特点。
共价结合的材料一般是绝缘体，其导电能力较差。
（4）范德瓦尔斯力：范德瓦尔斯力是借助微弱的、瞬时的电偶极矩的感应作用，将原来稳定的原子结构的原子或分子结合为一体的键合。
它没有方向性和饱和性，其结合不如化学键牢固。
（5）氢键：氢键是一种极性分子键，氢键具有方向性和饱和性，其键能介于化学键和范德瓦耳斯力之间。
2、陶瓷材料中主要结合键是什么？从结合键的角度解释陶瓷材料所具有的特殊性能。
【模拟题一】答：陶瓷材料中主要的结合键是离子键和共价键。
由于离子键和共价键很强，故陶瓷的抗压强度很高、硬度很高。
因为原子以离子键和共价键结合时，外层电子处于稳定的结构状态，不能自由运动，故陶瓷材料的熔点很高，抗氧化性好、耐高温、化学稳定性高。
第二章固体结构1、为什么密排六方结构不能称为一种空间点阵【11年真题】答：空间点阵中每个阵点应该具有完全相同的周围环境。
密排六方晶体结构位于晶胞内的原子具有不同的周围环境。
如将晶胞角上的一个原子与相应的晶胞之内的一个原子共同组成一个阵点，这样得出的密排六方结构应属于简单六方点阵。
材料科学基础简答题
材料科学基础简答题1.间隙固溶体影响因素只有当溶质与溶剂的原子半径比值为r溶质/r溶剂<0.59时，才有可能形成间隙固溶体。
间隙固溶体的固溶度与溶质原子的大小有关，也与溶剂的晶格类型有关。
2.间隙固溶体和置换固溶体强化效果比较间隙式溶质原子的强化效果一般要比置换式溶质原子列显著。
这是因为间隙式溶质原子往往择优分布位错线上，形成间隙原子“气团”，将位错牢牢地钉扎住，从而造成强化。
相反置换原子往往均匀分布在点阵内，虽然由于溶质和溶剂原子尺寸不同，造成点阵畸变，从而增加位错运动的阻力，但这种阻力比间隙原子气团的钉扎力小的多，因而强化效果也小。
3. Pauling规则（离子化合物结构）①在正离子周围形成一负离子配位多面体，正负离子之间的距离取决于离子半径之和，而配位数则取决于正负离子半径之比。
②形成一个离子键时正离子给出的价电子数应等于负离子得到的价电子数，因此有Z+/CN+=Z-/CN-③在一个配位结构中，当配位多面体共用棱，特别是共用面时，其稳定性会降低，而且正离子的电价越高、配位数越低，则上述效应越显著。
④在含有一种以上的正离子的晶体中，电价大、配位数小的正离子周围的负离子配位多面体力图共顶连接。
⑤晶体中配位多面体的类型力图最少。
4.典型离子化合物晶体结构（1）AB型化合物结构①NaCl型结构（岩盐结构）:面心立方点阵，Cl—占结点，Na+位于八面体间隙。
②CsCl型结构:具有简单立方的布拉菲点阵，一种离子占据晶胞结点，另一种离子占体心。
③闪锌矿（立方ZnS）结构:面心立方，负离子占结点，正离子占不相邻的四面体间隙。
④纤锌矿（六方ZnS）结构:简单六方点阵，负离子占结点，正离子位于5个四面体间隙。
（2）AB2型化合物结构①萤石（CaF2）结构：面心立方，小正离子占结点，大负离子占四面体间隙。
②金结石结构：TiO2简单正方点阵，电容器材料，俗称钛白粉。
（3）A2B3型结构刚玉（а－Al2O3）具有简单六方点阵。
材料科学基简答题 (3)
材料科学基础试卷（二）与参考答案
参考答案
一、简答题(每题4分，共20分)
1.说明柏氏矢量的确定方法，如何利用柏氏矢量和位错线来判断位
错的类型？
答：首先在位错线周围作一逆时针回路,然后在无位错的晶格内作同样的回路,该回路必不闭合,连接终点与起点即为柏氏矢量. 位
错线与柏氏矢量垂直的是刃型位错,平行的是螺型位错.
2.简要说明成分过冷的形成及其对固溶体组织形态的影响。
答: 固溶体凝固时,由于溶质原子在界面前沿液相中的分布发生变化而形成的过冷.
3.为什么晶粒细化既能提高强度，也能改善塑性和韧性？
答: 晶粒细化减小晶粒尺寸,增加界面面积,而晶界阻碍位错运动,提高强度; 晶粒数量增加,塑性变形分布更为均匀,塑性提高; 晶
界多阻碍裂纹扩展,改善韧性.
4.共析钢的奥氏体化有几个主要过程？合金元素对奥氏体化过程有什
么影响？
答: 共析钢奥氏体化有4个主要过程: 奥氏体形成、渗碳体溶解、奥氏体均匀化、晶粒长大。
合金元素的主要影响通过碳的扩散体现，
碳化物形成元素阻碍碳的扩散，降低奥氏体形成、渗碳体溶解、
奥氏体均匀化速度。
1。
材料科学基础试题
材料科学基础试题库一填空：1固体中的结合键分为离子键，共价键和金属键3种化学键以及分子键、氢键等物理键。
2 3复合材料通常由基体、增强体以及它们之间形成的界面组成。
4么宏观上完全相同，要么呈连续变化而没有突变现象。
5扩散是固体中质量传输的唯一途径。
6一、判断题：1. 匀晶合金在不平衡凝固时成分会发生偏析.。
（T）2. 刃型位错有正负之分，他们之间有本质区别。
（F）3. 珠光体是奥氏体和渗碳体的片层状混合物。
（F）4. 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。
（F）5. 陶瓷材料的金属元素和非金属元素主要通过共价键连接。
（F）6. 单相组织一般具有良好的延展性，而共晶合金则具有良好的铸造性能。
（T）7. 扩散是固体中质量传输的唯一途径。
（T）8. 在实际系统中，纯金属的凝固是非均匀形核。
（T）9. 在空位机制中，原子的扩散可以看作是空位的移动。
（T）10. 晶体长大微观界面为粗糙时，宏观表现为光滑界面。
（T）11. 热膨胀的本质是原子半径的胀大。
（F）12. 二元合金中不可能有四相共存。
（F ）13. 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（F）14. 复合材料通常由基体、增强体以及它们之间形成的界面组成。
仃）15. 匀晶系是指二组元在液态、固态能完全互溶的系统。
（T）16. 枝晶偏析不可以通过退火的方法消除。
（F）17. 莱氏体和珠光体都是混合物。
（T）18. 把一根导线反复的缠绕后其电阻将会增加。
（T）19. 陶瓷的抗拉强度通常是抗压强度的5-10 倍。
（F）20. 先共析渗碳体是间隙固溶体，其性质硬而脆。
（F）21. 在实际系统中，纯金属的凝固是均匀形核。
（F）22. Fick 第一定律表示通过某一截面的扩散流量与垂直这个截面方向上浓度梯度成正比，其方向与浓度降落方向一致。
（T）23. 临界形核尺寸与其形状有密切关系。
（F）24. 高分子化合物的大分子由链节构成，链节的重复次数称为聚合度。
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简答题第一章材料结构的基本知识1、说明结构转变的热力学条件与动力学条件的意义。
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。
2、说明稳态结构与亚稳态结构之间的关系。
答：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。
3、说明离子键、共价键、分子键和金属键的特点。
答：离子键、共价键、分子键和金属键都是指固体中原子(离子或分子)间结合方式或作用力。
离子键是由电离能很小、易失去电子的金属原子与电子亲合能大的非金属原于相互作用时，产生电子得失而形成的离子固体的结合方式。
共价键是由相邻原子共有其价电子来获得稳态电子结构的结合方式。
分子键是由分子(或原子)中电荷的极化现象所产生的弱引力结合的结合方式。
当大量金属原子的价电子脱离所属原子而形成自由电子时，由金属的正离子与自由电子间的静电引力使金属原子结合起来的方式为金属键。
第二章材料的晶体结构1、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。
解八面体中的晶面和晶向指数如图所示。
图中A、B、C、D、E、F为立方晶胞中6个表面的面心，由它们构成的正八面体其表面和棱边两两互相平行。
ABF面平行CDE面，其晶面指数为；ABE面平行CDF面，其晶面指数为；ADF面平行BCE面，其晶面指数为；ADE面平行BCF面，其晶面指数为(111)。
棱边，，，，，，其晶向指数分别为[110]，，[011]，，[101]。
对角线分别为，其晶向指数分别为[100]，[010]，[001]图八面体中的晶面和晶向指数2、标出图中ABCD面的晶面指数，并标出AB、BC、AC、BD线的晶向指数。
解：晶面指数：ABCD面在三个坐标轴上的截距分别为3/2a,3a,a,截距倒数比为ABCD面的晶面指数为（213）晶向指数：AB的晶向指数：A、B两点的坐标为A（0，0，1），B（0，1,2/3） (以a为单位)则，化简即得AB的晶向指数同理：BC、AC、BD线的晶向指数分别为，，。
3、如图所示立方晶胞晶格常数为，AO的长度为2/3a， BD的长度为1/2a，CF的长度为1/3a，标出图中ABC面的晶面指数，并标出AB、BC、AC的晶向指数。
解：ABC面的晶面指数：ABC面在x、y、z三个坐标轴上的截距分别为4，2，2/3，截距倒数比为ABC面的晶面指数为（126）晶向指数：AB的晶向指数：A、B、C点的坐标为A（0，0，2/3），B（1，0，1/2），C（0，1，1/3） (以a为单位)则AB的晶向指数或 { }BC的晶向指数或 { }AC的晶向指数或 { }４、求图中所示立方晶胞中ＡＢＣＤ面的指数；并求该晶面与晶胞所交的四边形四条边和对角线的晶向指数。
解：晶面指数：ABCD面在三个坐标轴上的截距分别为2a,a,2a截距倒数比为ABCD面的晶面指数为（121）晶向指数：AB的晶向指数：A、B两点的坐标为A（1，1/2，0），B（0，1,0） (以a为单位)则， AB的晶向指数同理：BC、AC、BD线的晶向指数分别为，，。
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，与 [111], 与[123], 与[236］06B 06YB(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)晶面上的晶向。
解：1、面心立方结构和体心立方结构中有几种间隙，各有几个？答：面心立方结构包含4个正八面体间隙和8个正四面体间隙；体心立方结构包含6个正八面体间隙和12个正四面体间隙。
2、简述同素异构产生原因。
答：与该类原子的电子层结构的变化有关，即在不同的温度或压力下，通过参与键和的外层数分布状态的改变，而引起原子间结合能以致点阵的形式发生改变，过渡族金属多型性倾向较大，与此结构中的s能级和d能级十分接近有关性能：发生多型性转变，由于晶体点阵致密度不同，伴随热涨，在离子(陶瓷)晶体中正、负离子的堆积方式取决于哪些因素？答：(1)正、负离子的电荷大小——晶体必须保持电的中性，即所有正离子的正电荷应等于所有负离子的负电荷。
(2)正、负离子的相对大小——由于正、负离子的外层电子形成闭合的壳层，因此可以把离子看成具有一定半径的刚性圆球。
在离子晶体中，一些原子失去其外层电子而成为正离子另一些则得到外层电子而成为负离子。
（答对（1）、（2）中的任一点5分）2、简要说明硅酸盐的几种结构单元的主要特点。
答：第四章晶体缺陷1、为什么位错没有平衡浓度？答：自由能分析：位错是由大量点缺陷串成线，混乱程度受到限制，熵的作用大减，主要考虑内能，位错总是增加内能，位错越多，越不稳定，热力学要求位错越少越好，故位错没有平衡浓度。
虽然热力学不稳定，但因其呈网状分布，故力学上是稳定的。
2、简述大角晶界特点；答：1.过渡层厚度仅2~3个原子直径；2.原子排列混乱；3.相对稀疏。
3、简述物理吸附机理及特点。
答：物理吸附是由范德华耳斯力作用而相互吸引的，特点：任何固体对任何气体或其他原子都有这类吸附作用，（1、吸附无选择性、多层吸附），只是吸附的程度随气体或其他原子的性质不同而有所差异。
2、物理吸附的吸附热较小。
4、某晶体中有一条柏氏矢量为a [001]的位错线，位错线的一端露头于晶体表面，另一端与两条位错线相连接，其中一条的柏氏矢量为，求另一条位错线的柏氏矢量。
答：根据柏氏矢量的守恒性，另一条位错的柏氏矢量为：5、在图 4-52所示的晶体中，ABCD滑移面上有一个位错环，其柏氏矢量b平行于AC(1)指出位错环各部分的位错类型。
(2)在图中表示出使位错环向外运动所需施加的切应力方向。
(3)该位错环运动出晶体后，晶体外形如何变化？答：（1）位错环和与AC平行的直线相切的部分为纯螺位错，位错环和与AC垂直的直线相切的部分为纯刃位错，其余部分为混合位错，作图（2）切应力与b平行，作用在晶体上下两面上。
t×b→多余原子面，作图（3）沿b方向滑出一个柏氏矢量单位的距离第五章材料的相结构及相图1、应用相律时须考虑哪些限制条件？解：（1)相律只适用于热力学平衡状态。
平衡状态下各相的温度应相等（热量平衡）；各相的压力应相等（机械平衡）；每一组元在各相中的化学位必须相同（化学平衡）。
2)相律只能表示体系中组元和相的数目，不能指明组元或相的类型和含量。
3)相律不能预告反应动力学（速度）。
4)自由度的值不得小于零。
2、试指出图 5-115中的错误之处，并用相律说明理由，且加以改正。
答主要错误如下：a.两相平衡自由度不为0，b.纯组元相变，两相平衡，f=0，温度固定；c. 二元合金最多只能三相平衡，不能四相平衡，三相平衡时f=0，相成分唯一，不能变动。
d.二元合金最多三相平衡时自由度为零，温度不变，三相平衡线为水平线3、Al—Cu合金相图，试分析：(1)什么成分的合金适于压力加工，什么成分的合金适于铸造?(2)用什么方法可提高合金的强度?解 (1)压力加工时，要求合金有良好的塑性变形能力，组织中不允许有过多的脆性第二相，所以，要求铝合金中合金元素含量较低，一般不超过极限固溶度的成分。
对A1—Cu合金，常选用的合金。
该成分合金加热后可处于完全单相状态，塑性好，适于压力加工。
铸造合金要求其流动性好。
合金的结晶温度范围愈宽，其流动性愈差。
从相图上看，共晶成分的流动性最好，所以，一般来说共晶成分的合金具有优良的铸造件能，适于铸造。
但考虑到其它多方面因素，一般选用的Al—Cu合金用于铸造。
(2)要提尚合金的强度，可采用以下方法。
1)固溶十时效处理将Al—Cu合金( )加热到单相状态，然后快速冷却，获得过饱和的固溶体，然后重新加热到一定温度保温．便会析出细小的金属间化合物( )作为第二相质点，从而提高合金的强度。
2)冷塑性变形通过冷变形，产生加工硬化效应，从而提高合金的强度。
第六章材料凝固与气相沉积1、对于有可能进行结晶的材料，决定液体冷却时是否能结晶或形成玻璃的主要因素有哪些？答：首先，如果冷却速率足够高．任何液体原则上都可以转变为玻璃。
其次，如果晶体结构的基元很难由液相形成，结晶就会延缓而有利于玻璃的形成。
例如：金属、陶瓷和聚合物在这方面有本质上的差别。
金属晶体的基元只包含几个原子，而且大多只含有一个原子，因此很容易进行结晶。
陶瓷晶体一般比较复杂，尽管大多数陶瓷材料可进行结晶，形成玻璃也是常见的，最后，长链高分子的结晶在结构上有以下两个困难：(1)难得会有简单的基元；(2)已有链段在既不使键断开也不重新形成的条件下进行重排，只能通过所有各链段的缓慢扩散来完成。
2、固溶体凝固与纯金属凝固相比有哪些不同？⑴、固溶体凝固时，结晶出来的固相成分与原液相成分不同，所以固溶体凝固形核时，除需要能量起伏和结构起伏外，还需要成分起伏，因而固溶体凝固形核比纯金属困难；3分⑵、固溶体凝固需要一定的温度范围，在此温度范围的每一温度下，只能凝固出来一定数量的固相，即固溶体凝固必须依赖异类原子的互相扩散，这需要时间，所以凝固速率比纯金属慢。
５、简述铸锭典型组织答：通常铸锭的晶粒组织由三个区域组成：最外层由细小的等轴晶粒组成，即细晶粒区；接着是垂直于模壁、长而粗的柱状晶粒区；中心部分也是由等轴晶粒组成，但是比表层的晶粒大，这个区域叫做等轴晶粒区。
细晶粒区总是很薄的一层，对性能的影响很小。
根据凝固条件的不同及其它因素的影响，有时只能见到一个或两个晶粒区。
例如，不锈钢锭通常只有柱状晶粒区，而没有中心等轴晶粒区，细晶粒区也很薄或没有；而经过晶粒细化处理的铝合金铸锭，其组织全部是等轴晶粒。
6、简述二元合金平衡凝固的特点。
答：二元合金平衡凝固的特点：1、液相中溶质原子通过迁移（对流+扩散）而分布均匀，固相中溶质原子通过扩散也分布均匀；2、固相及液相的成分随温度变化而变化，但在任一温度下都达到平衡状态；3、结晶后晶粒内成分均匀，无宏观偏析及微观偏析。
第七章扩散与固态相变1、简述晶体结构对扩散的影响。
答：晶体结构反映了原子（离子）在空间排列的情况；扩散时原子要发生移动就必需克服周围原子对它的作用力。
原子排列越紧密，原子间的结合力愈强，此时扩散激活能就越大，而扩散系数D就愈小；因此，晶体结构紧密的物质，扩散激活能就大，扩散系数小。