材料科学与工程基础300道选择题(答案)知识分享

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材料科学基础半期考试试题及答案

3 归纳总结3种典型金属结构（bcc、 fcc 和hcp）的晶体学特点（配位数、每个晶胞中的原子数、点阵常数、致密度和最近的原子间距）。 ( 15分 )
三计算题 (a)在每1mm3的固体钽中含有多少个原子？(b)其原子堆积因子是多少？(c) 钽属于哪一种立方体结构？(原子序数=73，原子质量=180.95，原子半径=0.1429nm，离子半径=0.068 nm，密度=16.6g/cm3)。( 10分 )
2 氧化镁与氯化钠具有相同的结构。已知Mg离子半径 r1为0.066nm，氧离子半径r2为0.140 nm。镁的相对原子质量为24.31；氧的相对原子质量为16.00。 (1)求氧化镁的晶格常数? (2)求氧化镁的密度?
解： a = 2(r1+ r2) =2(0.066+ 0.140) =0.412 nm 每个单位晶胞中含4个Mg离子和4个氧离子 ρ=晶胞中原子质量/晶胞体积 = nAr/N0V =（ 4(24.31+16.00)/ 6.02*1023 ）/a3 = 3.83g/cm3
聚合物密度最低，多为二次键结合，分子链堆垛不紧密，且其组成原子质量较小。
2 比较金属材料、陶瓷材料、高分子材料、复合材料在结合键上的差别。简单金属完全为金属键，过渡族金属为金属键和共价键的混合，但以金属键为主；
陶瓷材料是由一种或多种金属同非金属(通常为氧) 相结合的化合物，其主要为离子键，也有一定成分的共价键；高分子材料，大分子内的原子之间结合为共价键，而大分子与大分子之间的结合为物理键。复合材料是由二种或二种以上的材料组合而成的物质，因而其结合链非常复杂，不能一概而论。
3 钻石的晶格常数a＝0.357nm，每单位晶胞中共有8 个碳原子。当其转换成石墨时，试求其体积改变的百分数? (碳的原子量为12，石墨密度为2.55g/cm3)。 (10分) 解：每单位晶胞中共有8个碳的密度：

2006-2007学年第一学期材料科学基础1试题及答案

西安交通大学测试题成绩课程材料科学基础1学院材料科学和工程考试日期2007 年 01 月 17 日专业班号材料41、42、43、材料（硕）41√姓名学号期中期末一、填空题（每空1分，共20分）1.对金刚石、金属铜和橡胶而言，金刚石为（1）键，结合键（2）故其弹性模量（3）；金属铜为（4）键，结合键（5）故其弹性模量（6）；橡胶中分子链上是（7）键，分子链之间是（8）键，故其弹性模量（9）。

2.液态金属结晶的驱动力是 (10) ；多晶体金属中晶粒长大的驱动力是(11) ；合金中原子扩散的驱动力是 (12) 。

3.对于刃型位错线，其柏氏矢量（13）于位错线，其滑移运动方向（14）于柏氏矢量，其攀移运动方向（15）于柏氏矢量；对于螺型位错线，其柏氏矢量(16) 于位错线，其滑移运动方向（17）于柏氏矢量，其交滑移运动方向（18）于柏氏矢量；对于混合型位错线，其柏氏矢量（19）于位错线，其滑移运动方向（20）于位错线。

二、判断题（每小题1分，共10分）1.密排六方结构的晶体属于密排六方点阵。

2.空位的存在，总是使晶体的自由能降低。

3.位错的存在，总是使晶体的自由能升高。

4.晶体中可以形成纯刃型位错环，也可以形成纯螺型位错环。

5.螺型位错线只能进行滑移运动，不能进行攀移运动。

6.位错线在其滑移面内运动的方向和其所引起的晶体滑移的方向相同。

7.合金中多相平衡的条件是各组元在各相中的化学位相等。

8.一个二元合金相图中，液相线和固相线距离越大的合金，其结晶时的流动性越差。

第 1 页9. 在三元相图的垂直截面图中，不能利用重心法则求三个平衡相的质量分数。

10.在固相不扩散、液相完全混合的条件下，固溶体凝固中不可能出现成分过冷。

三、识图题（共18分）1. (4分) 写出所示立方晶胞中ABCDA 晶面及AC 晶向的密勒指数。

2. (5分) 写出所示六方晶胞中MNPQM 晶面、MN 晶向、NP 晶向、PQ 晶向、QM 晶向的密勒-布拉菲指数。

材料科学与工程基础-期中期末复习考试题库

材料科学与⼯程基础-期中期末复习考试题库1.材料是由物质构成的，因⽽物质就是材料。

√××2.材料是指⽤来制造某些有形物体的基本物质。

√×√3.按照化学组成，可以把材料分为三种基本类型（A）⾦属材料、硅酸盐、有机⾼分⼦材料（B）陶瓷材料、⾼分⼦材料、钢铁（C）有机⾼分⼦材料、⾦属材料、⽆机⾮⾦属材料（D）有机材料、⽆机⾮⾦属材料、⾦属材料C4．在四个量⼦数中，m s是确定体系⾓动量在磁场⽅向的分量（ml）。

×5．在四个量⼦数中，m l决定电⼦⾃旋的⽅向（ms）。

×6．在四个量⼦数中，n是第⼀量⼦数，它决定体系的能量。

√7．在四个量⼦数中，l是第⼆量⼦数，它决定体系⾓动量和电⼦⼏率分布的空间对称性。

√8．原⼦中每个电⼦必须有独⾃⼀组四个量⼦数。

n,l,ml,ms√9．泡利不相容原理、能量最低原则和洪特规则是电⼦在原⼦轨道中排列必须遵循的三个基本原则。

√10．Na原⼦中11个电⼦的填充⽅式为1s22s22p53s2。

1s22s22p63s1×11．按照⽅框图，N原⼦中5个价电⼦的填充⽅式为×12．Cu原⼦的价电⼦数是___3___个。

×13．S原⼦的价电⼦数是5个。

×2 .⾦属键既⽆⽅向性，也⽆饱和性。

√3. 共价键中两个成键电⼦的⾃旋⽅向必须相反。

√4.元素的电负性是指元素的原⼦在化合物中把电⼦引向⾃⼰的能⼒。

√5.两元素的电负性相等或接近，易形成离⼦键，不易形成共价键。

×6.两元素的电负性差较⼤，易形成离⼦键，不易形成共价键。

√7.离⼦键的基本特点是以离⼦⽽不是以原⼦为结合单元。

√8.范德华⼒既⽆⽅向性亦⽆饱和性，氢键有⽅向性但⽆饱和性。

×9.范德华⼒既⽆⽅向性亦⽆饱和性，氢键有⽅向性和饱和性。

√10.绝⼤多数⾦属均以⾦属键⽅式结合，它的基本特点是电⼦共有化。

×11．共价键既有饱和性⼜有⽅向性。

《材料科学与工程基础》英文影印版习题及思考题及答案

《材料科学与⼯程基础》英⽂影印版习题及思考题及答案《材料科学与⼯程基础》英⽂习题及思考题及答案第⼆章习题和思考题Questions and Problems2.6 Allowed values for the quantum numbers ofelectrons are as follows:The relationships between n and the shell designationsare noted in Table 2.1.Relative tothe subshells,l ＝0 corresponds to an s subshelll ＝1 corresponds to a p subshelll ＝2 corresponds to a d subshelll ＝3 corresponds to an f subshellFor the K shell, the four quantum numbersfor each of the two electrons in the 1s state, inthe order of nlmlms , are 100(1/2 ) and 100(-1/2 ).Write the four quantum numbers for allof the electrons inthe L and M shells, and notewhich correspond to the s, p, and d subshells.2.7 Give the electron configurations for the followingions: Fe2+, Fe3+, Cu+, Ba2+,Br-, andS2-.2.17 (a) Briefly cite the main differences betweenionic, covalent, and metallicbonding.(b) State the Pauli exclusion principle.2.18 Offer an explanation as to why covalently bonded materials are generally lessdense than ionically or metallically bonded ones.2.19 Compute the percents ionic character of the interatomic bonds for the followingcompounds: TiO2 , ZnTe, CsCl, InSb, and MgCl2 .2.21 Using Table 2.2, determine the number of covalent bonds that are possible foratoms of the following elements: germanium, phosphorus, selenium, and chlorine.2.24 On the basis of the hydrogen bond, explain the anomalous behavior of waterwhen it freezes. That is, why is there volume expansion upon solidification?3.1 What is the difference between atomic structure and crystal structure?3.2 What is the difference between a crystal structure and a crystal system?3.4Show for the body-centered cubic crystal structure that the unit cell edge lengtha and the atomic radius R are related through a =4R/√3.3.6 Show that the atomic packing factor for BCC is 0.68. .3.27* Show that the minimum cation-to-anion radius ratio for a coordinationnumber of 6 is 0.414. Hint: Use the NaCl crystal structure (Figure 3.5), and assume that anions and cations are just touching along cube edges and across face diagonals.3.48 Draw an orthorhombic unit cell, and within that cell a [121] direction and a(210) plane.3.50 Here are unit cells for two hypothetical metals:(a)What are the indices for the directions indicated by the two vectors in sketch(a)?(b) What are the indices for the two planes drawn in sketch (b)?3.51* Within a cubic unit cell, sketch the following directions:.3.53 Determine the indices for the directions shown in the following cubic unit cell:3.57 Determine the Miller indices for the planesshown in the following unit cell:3.58Determine the Miller indices for the planes shown in the following unit cell:3.61* Sketch within a cubic unit cell the following planes:3.62 Sketch the atomic packing of (a) the (100)plane for the FCC crystal structure, and (b) the (111) plane for the BCC crystal structure (similar to Figures 3.24b and 3.25b).3.77 Explain why the properties of polycrystalline materials are most oftenisotropic.5.1 Calculate the fraction of atom sites that are vacant for lead at its meltingtemperature of 327_C. Assume an energy for vacancy formation of 0.55eV/atom.5.7 If cupric oxide (CuO) is exposed to reducing atmospheres at elevatedtemperatures, some of the Cu2_ ions will become Cu_.(a) Under these conditions, name one crystalline defect that you would expect toform in order to maintain charge neutrality.(b) How many Cu_ ions are required for the creation of each defect?5.8 Below, atomic radius, crystal structure, electronegativity, and the most commonvalence are tabulated, for several elements; for those that are nonmetals, only atomic radii are indicated.Which of these elements would you expect to form the following with copper:(a) A substitutional solid solution having complete solubility?(b) A substitutional solid solution of incomplete solubility?(c) An interstitial solid solution?5.9 For both FCC and BCC crystal structures, there are two different types ofinterstitial sites. In each case, one site is larger than the other, which site isnormally occupied by impurity atoms. For FCC, this larger one is located at the center of each edge of the unit cell; it is termed an octahedral interstitial site. On the other hand, with BCC the larger site type is found at 0, __, __ positions—that is, lying on _100_ faces, and situated midway between two unit cell edges on this face and one-quarter of the distance between the other two unit cell edges; it is termed a tetrahedral interstitial site. For both FCC and BCC crystalstructures, compute the radius r of an impurity atom that will just fit into one of these sites in terms of the atomic radius R of the host atom.5.10 (a) Suppose that Li2O is added as an impurity to CaO. If the Li_ substitutes forCa2_, what kind of vacancies would you expect to form? How many of thesevacancies are created for every Li_ added?(b) Suppose that CaCl2 is added as an impurity to CaO. If the Cl_ substitutes forO2_, what kind of vacancies would you expect to form? How many of thevacancies are created for every Cl_ added?5.28 Copper and platinum both have the FCC crystal structure and Cu forms asubstitutional solid solution for concentrations up to approximately 6 wt% Cu at room temperature. Compute the unit cell edge length for a 95 wt% Pt-5 wt% Cu alloy.5.29 Cite the relative Burgers vector–dislocation line orientations for edge, screw, andmixed dislocations.6.1 Briefly explain the difference between selfdiffusion and interdiffusion.6.3 (a) Compare interstitial and vacancy atomic mechanisms for diffusion.(b) Cite two reasons why interstitial diffusion is normally more rapid thanvacancy diffusion.6.4 Briefly explain the concept of steady state as it applies to diffusion.6.5 (a) Briefly explain the concept of a driving force.(b) What is the driving force for steadystate diffusion?6.6Compute the number of kilograms of hydrogen that pass per hour through a5-mm thick sheet of palladium having an area of 0.20 m2at 500℃. Assume a diffusion coefficient of 1.0×10- 8 m2/s, that the concentrations at the high- and low-pressure sides of the plate are 2.4 and 0.6 kg of hydrogen per cubic meter of palladium, and that steady-state conditions have been attained.6.7 A sheet of steel 1.5 mm thick has nitrogen atmospheres on both sides at 1200℃and is permitted to achieve a steady-state diffusion condition. The diffusion coefficient for nitrogen in steel at this temperature is 6×10-11m2/s, and the diffusion flux is found to be 1.2×10- 7kg/m2-s. Also, it is known that the concentration of nitrogen in the steel at the high-pressure surface is 4 kg/m3. How far into the sheet from this high-pressure side will the concentration be 2.0 kg/m3?Assume a linear concentration profile.6.24. Carbon is allowed to diffuse through a steel plate 15 mm thick. Theconcentrations of carbon at the two faces are 0.65 and 0.30 kg C/m3 Fe, whichare maintained constant. If the preexponential and activation energy are 6.2 _10_7 m2/s and 80,000 J/mol, respectively, compute the temperature at which the diffusion flux is 1.43 _ 10_9 kg/m2-s.6.25 The steady-state diffusion flux through a metal plate is 5.4_10_10 kg/m2-s at atemperature of 727_C (1000 K) and when the concentration gradient is _350kg/m4. Calculate the diffusion flux at 1027_C (1300 K) for the sameconcentration gradient and assuming an activation energy for diffusion of125,000 J/mol.10.2 What thermodynamic condition must be met for a state of equilibrium to exist? 10.4 What is the difference between the states of phase equilibrium and metastability?10.5 Cite the phases that are present and the phase compositions for the followingalloys:(a) 90 wt% Zn–10 wt% Cu at 400℃(b) 75 wt% Sn–25wt%Pb at 175℃(c) 55 wt% Ag–45 wt% Cu at 900℃(d) 30 wt% Pb–70 wt% Mg at 425℃(e) 2.12 kg Zn and 1.88 kg Cu at 500℃(f ) 37 lbm Pb and 6.5 lbm Mg at 400℃(g) 8.2 mol Ni and 4.3 mol Cu at 1250℃.(h) 4.5 mol Sn and 0.45 mol Pb at 200℃10.6 For an alloy of composition 74 wt% Zn–26 wt% Cu, cite the phases presentand their compositions at the following temperatures: 850℃, 750℃, 680℃, 600℃, and 500℃.10.7 Determine the relative amounts (in terms of mass fractions) of the phases forthe alloys and temperatures given inProblem 10.5.10.9 Determine the relative amounts (interms of volume fractions) of the phases forthe alloys and temperatures given inProblem 10.5a, b, and c. Below are given theapproximate densities of the various metalsat the alloy temperatures:10.18 Is it possible to have a copper–silveralloy that, at equilibrium, consists of a _ phase of composition 92 wt% Ag–8。

材料科学与工程基础习题答案题目整合版要点

“材料科学与工程基础”第二章习题1. 铁的单位晶胞为立方体，晶格常数a=0.287nm ，请由铁的密度算出每个单位晶胞所含的原子数。

ρ铁＝7.8g/cm3 1mol 铁＝6.022×1023 个=55.85g所以， 7.8g/1(cm)3=(55.85/6.022×1023)X /(0.287×10-7)3cm3X ＝1.99≈2（个）2.在立方晶系单胞中，请画出：（a ）[100]方向和[211]方向，并求出他们的交角；（b ）（011）晶面和（111）晶面，并求出他们得夹角。

（c ）一平面与晶体两轴的截距a=0.5,b=0.75,并且与z 轴平行,求此晶面的密勒指数。

（a ）[2 1 1]和[1 0 0]之夹角θ＝arctg2=35.26。

或cos θ==， 35.26θ=（b ）cos θ==35.26θ= （c ） a=0.5 b=0.75 z= ∞倒数 2 4/3 0 取互质整数（3 2 0）3、请算出能进入fcc 银的填隙位置而不拥挤的最大原子半径。

室温下的原子半径R ＝1.444A 。

（见教材177页）点阵常数a=4.086A最大间隙半径R’=（a-2R ）/2=0.598A4、碳在r-Fe （fcc ）中的最大固溶度为2.11﹪(重量百分数),已知碳占据r-Fe 中的八面体间隙,试计算出八面体间隙被C 原子占据的百分数。

在fcc 晶格的铁中，铁原子和八面体间隙比为1：1，铁的原子量为55.85，碳的原子量为12.01所以（2.11×12.01）/(97.89×55.85)＝0.1002 即碳占据八面体的10％。

5、由纤维和树脂组成的纤维增强复合材料，设纤维直径的尺寸是相同的。

请由计算最密堆棒的堆垛因子来确定能放入复合材料的纤维的最大体积分数。

见下图，纤维的最密堆积的圆棒，取一最小的单元，得，单元内包含一个圆（纤维）的面积。

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。

参考答案：ABCDEF 面的晶面指数为（0001）或（001）；面的晶面指数为； OC 方向的晶向指数为或[010]；方向的晶向指数为或[011]；（0001）与、与可构成滑移系；其中滑移系（0001）容易产生滑移。

材料科学：材料科学与工程考试题及答案(最新版)_2.doc

材料科学：材料科学与工程考试题及答案（最新版）考试时间：120分钟考试总分：100分遵守考场纪律，维护知识尊严，杜绝违纪行为，确保考试结果公正。

1、判断题 MMC 具有比其基体金属或合金更高的比强度和比模量。

本题答案： 2、单项选择题形成临界晶核时体积自由能的减少只能补偿表面能的（）。

A.1/3 B.2/3 C.3/4 D.1/2 本题答案： 3、填空题在通常的加工条件下，聚合物形变主要由高弹形变和粘性形变所组成。

从形变性质来看包括（）和（）两种成分，只是由于加工条件不同而存在着两种成分的相对差异。

本题答案： 4、填空题铁路旅客运输服务质量是指铁路旅客运输服务l 本题答案： 9、问答题当锌向铜内扩散时，已知在x 点处锌的含量为2.51017个锌原子/cm3，300℃时每分钟每mm2要扩散60个锌原子，求与x 点相距2mm 处锌原子的浓度。

（已知锌在铜内的扩散体系中D0=0.3410-14m2／s ；Q=4.5kcal ／mol ）本题答案：姓名：________________ 班级：________________ 学号：________________--------------------密----------------------------------封 ----------------------------------------------线----------------------10、填空题材料力学性能的硬度表征：布氏硬度、（）、维氏硬度等。

本题答案：11、单项选择题下列选项中，不是催化剂的原理的是（）A.吸附表面催化B.生成中间化合物（中间体）C.传递电子D.加快反应速率本题答案：12、填空题塑料的品质指标有（）、（）和（）。

本题答案：13、填空题聚合物液体在管和槽中的流动时，按照受力方式划分可以分为压力流动、收敛流动和拖拽流动按流动方向分布划分（）、（）和（）。

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：DA. 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BA 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AA. 上升；B. 降低；C. 不变。

金属材料的弹性模量随温度的升高而BA. 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DA. 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BA 弹性；B粘弹性； C 粘性8.均弹性摸量的表达式是AA、E=σ/εB、G=τ/rC、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 GPaA.10-102、＜10，10-102B.＜10、10-102、10-102C.10-102、10-102、＜1010.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。

T11.虎克弹性体的力学特点是BA、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。

AA 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CA. 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ABDA. 简单拉伸；B. 简单剪切；C. 弯曲；D. 均匀压缩3.“Tension”的意义是AA 拉伸；B 剪切；C 压缩4.“Compress”的意义是CA 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T6.Stress”and “strain”的意义分别是AA 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ACDA. tension；B. torsional deformation；C. shear；D. compression8.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CA. tension；B. shear；C. Flexural deformation；D. compression9.对各向同性材料，应变的三种基本类型是AA tension, shear and compression；B tension, shear and torsional deformation；C. tension, shear and flexural deformation10.非金属态聚合物的三种力学状态是AA、玻璃态、高弹态、粘流态。

材料科学：建筑工程材料考试题及答案(最新版)_0.doc

材料科学：建筑工程材料考试题及答案（最新版）考试时间：120分钟考试总分：100分遵守考场纪律，维护知识尊严，杜绝违纪行为，确保考试结果公正。

1、填空题碎石的密度为2.50g/cm3，碎石的堆积密度为1550Kg/m3；砂的堆积密度为1600Kg/m3。

拨开系数取1.2，则配制混凝土可采用的砂率值为（）。

本题答案： 2、单项选择题采用蒸汽养护的后张法吊车梁，其混凝土宜掺用的外加剂是（）。

A.引气剂 B.高效减水剂 C.氯盐早强剂 D.引气减水剂本题答案： 3、填空题混凝土用集料常有的几种含水状态包括（）状态、（）状态、（）状态和（）湿润。

本题答案： 4、判断题经再生处理的废橡胶，其结构和性质与直接研磨成粉的废橡胶完全相同。

本题答案： 5、单项选择题 “9.11”恐怖事件中，钢混结构的世贸大楼被飞机碰撞后顿时灰飞烟灭，说明钢材（）。

A.强度低 B.冲击韧性差姓名：________________ 班级：________________ 学号：________________--------------------密----------------------------------封 ----------------------------------------------线----------------------C.耐高温性差D.塑性差本题答案：6、单项选择题混凝土的砂用量为646Kg，石子用量为1200Kg，则该混凝土的砂率为（）。

A.54%B.42%C.35%D.30%本题答案：7、填空题γ-Fe的晶格常数为36.3nm大于α-Fe的晶格常数26.8nm，那么γ-Fe冷却到912摄氏度转变为α-Fe时，体积会（）本题答案：8、判断题片石形状随不规则，但它有大致平行的两个面。

本题答案：9、填空题规范对建筑石膏的技术要求有（）、（）和（）。

本题答案：10、问答题已经得到设计强度等级为C20混凝土的基准配合比。

材料科学与工程基础易错题

材料科学与工程基础1.原子的基本键合中不一定存在着电子交换。

（×）2.金属原子的配位数越大，近邻的原子数越多，相互作用越强，原子半径越小。

（×）3.同一周期中，原子共价半径随价电子数的增加而增加。

（×）4.随着两个原子间距离减小，相互间的吸引力下降，排斥力增加。

（×）5.扩散通量是指单位时间通过任意单位面积的物质量。

（×）6.替代式固溶体中，d溶质≈d溶剂。

（×）????7.Coordination Number——A.配位数B. 原子具有的第一邻近原子数C. 价电子数8.晶面指数通常用晶面在晶轴上截距的互质整数比来表示。

（×）9.两个原子处于平衡间距时，键能最大，势能最高。

（×）10.离子化合物的配位数取决于离子最有效的堆积。

（×）11.金属原子半径随配位数增加而增加。

（√）12.在实际应用的工业金属中都存在各向异性。

（×）13.等径球最紧密堆积时，四面体空隙的体积____八面体空隙的体积。

A. 大于B. 等于C. 小于14.玻璃是各向同性的固体。

（√）15.聚乙烯晶体属于体心立方晶系。

（×）16.复合材料所有的复合效应都是通过界面相实现的。

（√）17.构型 A. conformation B. configuration C. morphology D. composition18.钢是碳含量低于2%的铁碳合金。

（√）19.二次再结晶是大晶粒___，小晶粒___。

A. 长大、长大 B. 变小、长大 C. 长大、变小20.单晶硅为立方晶胞的共价晶体，每个晶胞中共有硅原子 A. 6个 B. 8个 C. 4个21.天然复合材料是现代复合材料的重要分支。

（×）22.复合材料的界面区至少包括：基体表面层、增强表面层和基体/增强体界面层三个部分。

（×）23.基体相与增强相化学和物理性质差异愈大，愈具复合价值。

材料科学与工程基础期末试题

《材料科学基础》试卷Ⅴ一、填空题(20分，每空格 1 分 )1.相律是在完整均衡状态下，系统的相数、组元数和温度压力之间的关系，是系统的均衡条件的数学表达式： f=C-P+22.二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，此中正方晶系点阵常数的特色为a=b≠ c, α =β =γ=90°，请列举除立方和正方晶系外其余随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含表层细晶区、柱状晶区和中心等轴晶区三部分。

5．在常平和低温下，金属的塑性变形主假如经过滑移的方式进行的。

别的还有孪生和扭折等方式。

6. 成分过冷区从小到大，其固溶体的生长形态分别为平面状，胞状和树枝状。

1．原子扩散的驱动力是：组元的化学势梯度2．凝结的热力学条件为：过冷度3.某金属凝结时的形核功为△ G*，其临界晶核界面能为△ G，则△ G*和△ G的关系为△G* =1/3 △G5．金属液体在凝结时产生临界晶核半径的大小主要取决于过冷度。

6．菲克第必定律表述了稳态扩散的特色，即浓度不随变化。

7.冷变形金属加热过程中发生答复的驱动力是：冷变形过程中的储存能9.合金铸锭的缺点可分为缩孔和偏析两种。

二、判断题（正确的打“√”错误的打“×” ，每题 1 分，共 12 分）1.体心立方构造是原子的次密排构造，其致密度为0.74 。

（× ）2.同一种空间点阵能够有无穷种晶体构造，而不一样的晶体构造能够归属于同一种空间点阵。

（√ ）3.结晶时凡能提升形核率、降低生长率的要素，都能使晶粒细化。

（√ ）4.合金液体在凝结形核时需要能量起伏、构造起伏和成分起伏。

（√ ）5.小角度晶界的晶界能比大角度晶界的晶界能高。

（× ）6.非平均形核时晶核与基底之间的接触角越大，其促使非平均形核的作用越大。

（× ）7.固溶体合金液体在完整混淆条件下凝结后产生的宏观偏析较小。

材料科学基础03A卷

东南大学考试卷课程名称材料科学基础适用专业材料科学与工程考试学期考试形式闭卷满分100 考试时间分钟共页得分材料科学基础期终考试试卷（ A卷）学号：姓名：得分：一、选择题（请在下列各题的备选答案中选择最合适的一个答案，共32分）1、下列说法不正确的是：(1) 一个位错环不可能处处是刃位错，也不可能处处都是螺位错；(2) 若将位错线正向定义为原来的反向，则螺位错旋向不变，但是刃位错正负反向；(3) 尽管扩展位错间通常都夹有一片层错区，但扩展位错是线缺陷；(4) 晶体中的柏氏矢量通常不是任意的，而是点阵的平移矢量，这是由晶体的不连续性决定的。

2、金属镁的单晶体处于软取向时塑变量可达100%～200%，但其多晶体的塑性很差，其主要原因是：(1) 镁多晶体晶粒通常较粗大；(2) 镁多晶体通常存在裂纹；(3) 镁滑移系通常较少；(4) 因为镁是bcc结构，所以脆性大。

3、层错和不完全位错之间的关系是：(1) 层错和不完全位错交替出现；(2) 层错和不完全位错能量相同；(3) 层错能越高，不完全位错柏氏矢量的模越小；(4) 不完全位错总是出现在层错和完整晶体的交界处。

4、位错交割后原来的位错线成为折线，若:(1) 折线和原来的位错线柏氏矢量相同，则称之为扭折，否则称之为割阶；(2) 折线和原来的位错线柏氏矢量不同，则称之为扭折，否则称之为割阶；(3) 折线在原来的滑移面上，则称之为扭折；折线和原来的滑移面垂直称之为割阶；(4) 折线在原来的滑移面上，则称之为割阶；折线和原来的滑移面垂直称之为扭折。

5、在晶体滑移过程中，(1) 由于位错不断移出滑移面，位错密度随形变量的增加而减少；(2) 由于位错的增殖，位错密度随形变量的增加而增高；(3) 由于晶界不断吸收位错，位错密度随形变量的增加而减少；(4) 由于位错的消失（移出滑移面）和增殖的共同作用，位错的密度基本不变。

6、再结晶过程包含晶粒的形核与长大：(1) 形核与长大的驱动力都来源于形变储存能；(2) 形核与长大的驱动力都来源于晶界能；(3) 形核的驱动力来源于储存能，长大的驱动力来源于晶界能；(4) 形核的驱动力来源于晶界能，长大的驱动力来源于储存能。

材料科学基础考试试卷参考(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。

材料科学与工程基础

材料科学与工程基础《材料科学与工程基础》是2006年机械工业出版社出版的图书，作者是史密斯。

1内容简介本书由williamF.Smith和JavedHashemi编写的《材料科学与工程基础》第5版于2008年由McGraw-Hill出版。

2006年机械工业出版社影印该书第4版，获得好评，相对第4版，第5版有很多大的改进：对原子结构和结合键部分重新编写，更精确，更新颖，更加有利于教学；纳米技术贯穿于各章节中；对习题也有较大改进，进行科学分类，有利于学生和教师实现教学计划所要求的目标和校准。

希望引进该书第5版能使老师的教学和学生的使用更加方便。

[2]2目录出版说明第5版影印前言第4版影印前言Perface第1章材料科学与工程引论211材料与工程312材料科学与工程613材料的种类8131金属材料8132聚合物材料10133陶瓷材料11134复合材料13135电子材料1414材料间的竞争1515材料科学与技术的最新进展和未来趋势17 151智能材料17152纳米材料1916材料设计与选择1917第1章小结2018定义2119习题22第2章原子结构与键合2421原子结构和亚原子粒子2522原子序数、质量数和相对原子质量2823原子的电子结构31231普朗克量子理论和电磁辐射31232氢原子的玻尔理论34233不确定原理和薛定谔波函数37234量子数、能级和原子轨道40235多电子原子的能态43236量子力学模型和元素周期表4424原子尺寸、离化能和电子亲合力的周期性变化49241原子尺寸的变化趋势49242离化能的变化趋势49243电子亲和力的变化趋势52 244金属、类金属和非金属5225一次键54251离子键55252共价键61253金属键68254混合键7026二次键7127第2章小结7428定义7529习题77第3章材料中的晶体结构和非晶态结构84 31空间点阵和晶胞8532晶系与布拉菲点阵8633主要的金属晶体结构87331体心立方（BCC）晶体结构89 332面心立方（FCC）晶体结构92 333密排六方（HCP）晶体结构93 34立方晶胞中的原子位置9535立方晶胞中的晶向9636立方晶胞中晶面的米勒指数10037密排六方晶体结构中的晶面和晶向105 371HCP晶胞中的晶面指数105372HCP晶胞中的晶向指数10638FCC、HCP和BCC晶体结构的比较108 381FCC和HCP晶体结构108382BCC晶体结构11039体密度、面密度以及线密度的晶胞计算110 391体密度110392面密度111393线密度113310多晶型或同素异构114311晶体结构分析1153111X光源1163112X光衍射1173113晶体结构的X光衍射分析119312非晶态材料125313第3章小结126314定义127315习题128材料科学与工程基础目录第4章凝固和晶体缺陷13641金属的凝固137411液态金属中稳定晶核的形成139 412液态金属中晶体生长与晶粒结构的形成144413工业铸件中的晶粒结构14542单晶体的凝固14643金属固溶体150431置换式固溶体151432间隙式固溶体15344晶体缺陷155441点缺陷155442线缺陷（位错）156443面缺陷159444体缺陷16245鉴别微观结构和缺陷的实验技术163 451光学金相、ASTM晶粒尺寸和晶粒直径的确定163452扫描电子显微镜（SEM）168 453透射电子显微镜（TEM）169 454高分辨率透射电子显微镜（HRTEM）170445扫描探针显微镜和原子分辨率173 46第4章小结17647定义17748习题178第5章热激活过程和固体中的扩散18651固体中的速率过程18752固体中的原子扩散191521固体中的扩散概述191522扩散机制191523稳态扩散193524非稳态扩散19653扩散过程的工业应用198531气体渗碳使钢铁表面硬化198 532集成电路用硅晶圆的杂质扩散202 54温度对固体扩散的影响20455第5章小结20856定义20857习题209第6章金属的力学性能(Ⅰ)21461金属与合金的成形加工215611金属和合金的铸造215612金属和合金的热轧和冷轧217613金属和合金的挤压221614锻造222615其他的金属成形工艺22462金属材料中的应力和应变225621弹性变形和塑性变形225622工程应力和工程应变226623泊松比228624切应力与切应变22863拉伸试验和工程应力应变图230631由拉伸试验和工程应力应变图获得的力学性能数据232632部分合金的工程应力应变曲线的比较23763 3 真应力和真应变23764硬度与硬度测试23965金属单晶体的塑性形变240651金属晶体表面的滑移带与滑移线240 652金属晶体由滑移机制造成的塑性形变242653滑移系统244654金属单晶体的临界切应力249655施密特定律250656孪生25266多晶金属的塑性形变254661晶界对金属强度的影响254662塑性形变对晶粒形状和位错分布的影响256663冷塑性形变对金属强度增加的影响258 67金属的固溶强化25968塑性形变金属的回复和再结晶261681深冷加工金属再加热之前的结构262 682回复263683再结晶26469金属中的超塑性268610纳米晶金属270611第6章小结271612定义272613习题273第7章金属的力学性能(Ⅱ)28071金属的断裂281711韧性断裂282712脆性断裂283713韧度和冲击试验286714韧性脆性转变温度286715断裂韧度28972金属的疲劳291721周期应力295722韧性金属在疲劳过程中发生的基本结构变化296723影响金属疲劳强度的几个主要因素297 73疲劳裂纹扩展速率298731疲劳裂纹扩展与应力、裂纹长度的关系298732疲劳裂纹扩展速率与应力强度因子范围作图300733疲劳寿命计算30274金属的蠕变和应力断裂304741金属的蠕变304742蠕变试验306743蠕变断裂试验30775第7章小结30876定义30977习题309第8章相图31681纯物质的相图31782吉布斯相律31983冷却曲线32084二元匀晶合金系统32185杠杆定律32486合金的非平衡凝固32887二元共晶合金系统33188二元包晶合金系统33989二元偏晶系统344810不变反应345811有中间相和中间化合物的相图347 812三元相图351813第8章小结354814定义355815习题357第9章工程合金36691铁和钢的生产368911高炉中的生铁生产368912炼钢和主要钢铁产品形式的加工369 92铁碳系统371921铁铁碳化物相图371922Fe Fe3C相图中的固相371923Fe Fe3C相图中的不变反应372 924碳素钢的缓慢冷却37493普通碳素钢的热处理381931马氏体381932奥氏体的等温分解386933共析碳素钢的连续冷却转变曲线391 934碳素钢的退火与正火394935碳素钢的回火395936碳素钢的分类与典型的力学性能399 94低合金钢400941合金钢的分类400942合金钢中合金元素的分布402943合金元素对钢的共析温度影响403 944淬硬性404945低合金钢典型的力学性能和应用409 95铝合金409951析出强化（硬化）411952铝及其产品的一般性能418953锻造铝合金419954铸造铝合金42496第9章小结42697定义42798习题428第10章聚合物材料436101概述4371011热塑性塑料4381012热固性塑料438102聚合反应4391021单个乙烯分子的共价键结构439 1022一个活化乙烯分子的共价键结构440 1023聚乙烯聚合的整体反应和聚合度441 1024链式聚合步骤4411025热塑性塑料的平均相对分子质量443 1026单体的官能度4441027非晶体线性聚合物的结构444 1028乙烯基树脂与亚乙烯基树脂446 1029均聚物与共聚物44710210其他聚合方法450103工业用聚合方法452104一些热塑性塑料的结晶度与立体异构现象4541041非晶态热塑性塑料的凝固454 1042半晶态热塑性塑料的凝固454 1043半晶态热塑性塑料的结构456 1044热塑性塑料的立体异构现象457 1045齐格勒（Ziegler）催化剂与纳塔（Natta）催化剂458105塑料的加工4591051用于热塑性塑料的加工工艺460 1052用于热固性塑料的加工工艺464 106通用热塑性塑料4661061聚乙烯4681062聚氯乙烯均聚物与共聚物471 1063聚丙乙烯4731064聚苯乙烯4731065聚丙烯腈4741066苯乙烯丙烯腈（SAN）4751067ABS4751068聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）477 1069氟塑料478107工程热塑性塑料4791071聚酰胺（尼龙）4801072聚碳酸酯4831073苯氧基树脂4841074聚甲醛4851075热塑性聚酯4861076聚苯硫醚4871077聚醚酰亚胺4881078聚合物合金488108热固性塑料（热固性树脂）4891081酚醛塑料4911082环氧树脂4921083不饱和聚酯4941084氨基树脂（尿素塑料和三聚氰胺）495109第10章小结4971010定义4981011习题500第11章陶瓷材料510111概述511112简单陶瓷的晶体结构5131121简单陶瓷化合物中的离子键和共价键5131122存在于离子键固体中的简单离子排列5141123氯化铯晶体（CsCl）结构517 1124氯化钠晶体（NaCl）结构518 1125FCC与HCP晶格中的间隙位置522 1126闪锌矿晶体（ZnS）结构524 1127氟石晶体（CaF2）结构526 1128反氟石晶体结构5281129刚玉晶体（Al2O3）结构528 11210尖晶石（MgAl2O4）晶体结构528 11211钙钛矿（CaTiO3）晶体结构528 11212碳和它的同素异形体529113硅酸盐结构5331131硅酸盐结构的基本结构单元533 1132硅酸盐的岛状结构、链状结构及环状结构5331133硅酸盐的片状结构5331134硅酸盐的网络结构535114陶瓷制备过程5361141材料准备5371142成形5371143热处理542115传统陶瓷和工程陶瓷5441151传统陶瓷5441152工程陶瓷547116陶瓷的力学性能5491161概述5491162陶瓷材料变形的机制5491163影响陶瓷材料强度的因素550 1164陶瓷材料的韧度5511165部分稳定氧化锆（PSZ）的相变增韧5531166陶瓷的疲劳失效5531167陶瓷研磨剂材料555117陶瓷材料的热学性能5561171陶瓷耐火材料5571172酸性耐火材料5581173碱性耐火材料5581174航天航空器用陶瓷瓦绝热片558 118玻璃5581181玻璃的定义5601182玻璃的转变温度5601183玻璃的结构5611184玻璃的组成5621185玻璃的粘性变形5641186玻璃的形成方法5661187钢化玻璃5681188化学强化玻璃568119陶瓷涂层和表面工程5701191硅酸盐玻璃涂层5701192氧化物和碳化物涂层570 1110纳米技术和陶瓷5711111第11章小结5731112定义5741113习题575第12章复合材料582121概述583122增强塑料类复合材料用纤维5841221增强塑料用玻璃纤维5841222增强塑料用碳纤维5871223增强塑料用的芳族聚酰胺纤维589 1224增强塑料类复合材料用的碳纤维、芳族聚酰胺纤维和玻璃纤维的力学性能比较589123纤维增强塑料类复合材料5911231纤维增强塑料的基体材料5911232纤维增强塑料5921233在等应变、等应力情况下的片状连续纤维塑料基体复合材料的弹性模量方程596124纤维增强塑料的开式模塑加工工艺601 1241手铺成型工艺6011242喷射铺展成型工艺6011243真空包热压成型工艺6021244绕丝成型工艺603125纤维增强塑料的闭式模塑加工工艺604 1251压塑与注射成型加工工艺604 1252片状模塑复合材料（SMC）加工工艺6051253连续挤压成型加工工艺606126金属基和陶瓷基复合材料6061261金属基复合材料（MMCs）606 1262陶瓷基复合材料（CMCs）608 127第12章小结613128定义614129习题616第13章材料的电学性能624131金属的电导6251311金属电导现象的经典模型625 1312欧姆定律6271313金属导体中电子的漂移速度631 1314金属的电阻率632132电导性的能带模型6361321金属的能带模型6361322绝缘体的能带模型638133本征半导体6381331本征半导体的电导机制6381332纯硅晶体点阵中的电荷输运639 1333元素本征半导体的能带图640 1334元素本征半导体电导的定量关系641 1335温度对本征半导体的影响643134非本征半导体6451341n型（负型）非本征半导体645 1342p型（正型）非本征半导体647 1343非本征硅半导体材料的掺杂剂649 1344掺杂剂对非本征半导体中的载流子浓度的影响6491345在室温条件下总电离杂质浓度对硅中载流子迁移率的影响6521346温度对非本征半导体电导率的影响653135半导体器件6551351pn结6561352pn结型二极管的一些应用659 1353双极性结型晶体管660136微电子学6621361微电子平面双极性晶体管662 1362微电子平面场效应晶体管663 1363微电子集成电路的制作666137化合物半导体673138陶瓷的电学性能6761381介电体的基本特性676 1382陶瓷绝缘体材料678 1383陶瓷电容器材料679 1384陶瓷半导体6801385铁电陶瓷682139纳电子学6851310第13章小结6861311定义6871312习题690第14章光学性质与超导材料696 141概述697142光谱和电磁波频谱697143光的折射6991431折射率6991432光折射的斯涅耳定律701 144光的吸收、辐射和反射702 1441金属7021442硅酸盐玻璃7031443塑料7041444半导体706145发光7071451光致发光7081452阴极发光708146射线的受激发射和激光710147光导纤维7141471光导纤维中的光损失714 1472单模和多模光导纤维715 1473光导纤维的加工7161474现代光导纤维通信系统718 148超导材料7191481超导态7191482超导体的磁学性质7201483超导体中的电流和磁场722 1484高电流、高磁场超导体723 1485高临界温度(Tc)超导氧化物725 149定义7271410习题728第15章磁学性能732151概述733152磁场和参量7331521磁场7331522磁感应7361523磁导率7361524磁化率738153磁性的类型7381531反磁性7391532顺磁性7391533铁磁性7391534原子的单个未成对电子的磁矩741 1535反铁磁性7431536亚铁磁性743154温度对铁磁性的影响743155铁磁畴744156决定铁磁畴结构的能量类型746 1561交换能量7461562静磁能量7471563磁晶各向异性能7471564畴壁能量7481565磁致伸缩能量749157铁磁性金属的磁化和退磁751158软磁材料7521581软磁材料的理想性能7531582软磁材料的能量损失7531583铁硅合金7541584金属玻璃7551585镍铁合金756159硬磁材料7591591硬磁材料的性能759 1592铝镍钴（Alnico）合金761 1593稀土合金7631594钕铁硼磁合金765 1595铁铬钴磁合金765 1510铁氧体76715101软磁铁氧体76715102硬磁铁氧体7711511第15章小结7711512定义7721513习题775附录Ⅰ：部分元素的一些性质780附录Ⅱ：元素的离子半径782习题解答784。

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！。

材料科学与工程基础习题答案 (1)

第一章原子排列与晶体结构1.[110]， (111)， ABCABC…， 0.74 ， 12 , 4 ， a r 42=； [111]， (110) , 0.68 , 8 , 2 ， a r 43= ；]0211[， (0001) ， ABAB ， 0.74 ， 12 ， 6 ， 2a r =。

2. 0.01659nm 3 ， 4 ， 8 。

3. FCC ， BCC ，减少，降低，膨胀，收缩。

4. 解答：见图1－15.解答：设所决定的晶面为（hkl ），晶面指数与面上的直线[uvw]之间有hu+kv+lw=0，故有： h+k-l=0,2h-l=0。

可以求得（hkl ）＝（112）。

6 解答：Pb 为fcc 结构，原子半径R 与点阵常数a 的关系为ar 42=，故可求得a ＝0.4949×10-6mm 。

则（100）平面的面积S ＝a 2＝0.244926011×0-12mm 2，每个（100）面上的原子个数为2。

所以1 mm 2上的原子个数s n 1=＝4.08×1012。

第二章合金相结构一、填空1）提高，降低，变差，变大。

2）（1）晶体结构；（2）元素之间电负性差；（3）电子浓度；（4）元素之间尺寸差别 3）存在溶质原子偏聚和短程有序。

4）置换固溶体和间隙固溶体。

5）提高，降低，降低。

6）溶质原子溶入点阵原子溶入溶剂点阵间隙中形成的固溶体，非金属原子与金属原子半径的比值大于0.59时形成的复杂结构的化合物。

二、问答1、解答： α-Fe 为bcc 结构，致密度虽然较小，但是它的间隙数目多且分散，间隙半径很小，四面体间隙半径为0.291Ra ，即R ＝0.0361nm ，八面体间隙半径为0.154Ra ，即R ＝0.0191nm 。

氢，氮，碳，硼由于与α-Fe 的尺寸差别较大，在α-Fe 中形成间隙固溶体，固溶度很小。

材料科学与工程基础第三章答案

3.8铁具有BCC晶体结构，原子半径为0.124 nm,原子量为55.85g/molo计算其密度并与实验值进行比较。

答：BCC结构，其原子半径与晶胞边长之间的关系为：a = = 4x0.124/1.732 nm = 0.286 nmV=a3 = (0.286 nm)3 = 0.02334 nm3= 2.334x10~23 cm3BCC结构的晶胞含有2个原子，.•.其质量为：w = 2x55.85g/(6.023xl023)：= 1.855xlO-22g 密度为 1.855x10-22g/(2.334x 1 O'23m3) =7.95g/cm33.9计算铁原子的半径，已知Ir具有FCC晶体结构，密度为22.4g/cm3,原子量为192.2 g/moL答：先求出晶胞边长“，再根据FCC晶体结构中“与原子半径的关系求FCC晶体结构中一个晶胞中的原子数为4,p = 4xl92.2g/(6.O23xlO23xt/3 cm3) = 22.4g/cm3,求得“ =0.3848nm由u = 2迈R求得/?=近a/4 = 1.414x0.3848 nm/4 = 0.136 nm3.10计算锐原子的半径，己知V具有BCC晶体结构，密度为5.96g/cnP,原子量为50.9 g/mol o答：先求出晶胞边长再根据BCC晶体结构中“与原子半径7?的关系求BCC晶体结构中一个晶胞中的原子数为2,p = 2x50.9g/(6.023xl023xa3 cm3) = 5.96 g/cm3,求得a = 0.305 nm 由u = 4R朋求得R= ^a/4= 1.732x0.305 nm/4 = 0.132 nm3.11 一些假想的金属具有图3・40给出的简单的立方晶体结构。

如果其原子量为70.4g/mol,原子半径为0.126 nm,计算其密度。

答：根据所给出的晶体结构得知,a = 2R =2x0.126 nm = 0.252 nm 一个晶胞含有1个原子，•••密度为：p = 1 x70.4g/(6.023x 1023x0.2523x 10-21cm3)=7.304 g/cm33.12 Zr具有HCP晶体结构，密度为6.51 g/cm\(a)晶胞的体积为多少？用nP表示(b)如果c/a之比为1.593,计算c和a值。

材料科学与工程基础顾宜习题答案

英文试探题、习题部份参考答案2.6 L: s:200(1/2);200(-1/2)p:210(1/2);210(-1/2); 21-1(1/2);21-1(-1/2); 211(1/2);211(-1/2) M: s:300(1/2);300(-1/2)p:310(1/2);310(-1/2); 31-1(1/2);31-1(-1/2); 311(1/2);311(-1/2)d: 320(1/2);320(-1/2); 32-1(1/2);32-1(-1/2); 321(1/2);321(-1/2);32-2(1/2);32-2(-1/2); 322(1/2);322(-1/2)2.7 Fe2+ : 1s22s22p63s23p63d6Fe3+ : 1s22s22p63s23p63d5Cu+ : 1s22s22p63s23p63d10Ba2+ : 1s22s22p63s23p63d104s24p64d105s25p6Br - : 1s22s22p63s23p63d104s24p6S 2- : 1s22s22p63s23p62.19 TiO2, %IC=63.2%ZnTe, %IC=6.05%CsCl, %IC=73.4%InSb, %IC=1.0%MgCl2, %IC=55.5%2.21 Ge : 4P : 3Se : 2Cl : 13.4 a = 4R /33.483.50 （a）direction 1, [012]direction 2, [112]（b）Plane 1，(010)Plane 2，(221)3.51 （a）[110] （b）[121]（c）[012] （d）[133]（e）[111] （f）[122]（g）[123] （h）[103]3.53 Direction A: [430]Direction B:Direction C [133]Direction D3.57 plane A (3 22)plane B (101)3.58 plane A (324)plane B3.61 （a）plane（011）（b）plane（112）（c）plane（102）（d）plane（131）（e）plane （111）（f）plane（122）（g）plane（123）（h）plane（013）3.62 (a) FCC: (100) plane(b) BCC: (111) plane5.1 :5.7 : （a）空位（负离子空位）（b）每一个缺点需2个Cu+（c）CuO1-x5.9 FCC：(100) 面八面体间隙BCC：四面体间隙r = 0.29 R6.6 M =2.59 kg/h6.7 dx = 0.001 m =1 mm6.24 T = 1044K（771℃）6.25 J2 ×10-8 kg/m2s10.5 (a)ε+η; Cε= 87 wt% Zn-13 wt% Cu,Cη= 97 wt% Zn-3 wt% Cu;(b)α+β; Cα=15 wt% Sn-85wt% Pb,Cβ= 97.5 wt% Sn-2.5 wt% Pb;(c) Liquid; C L=55 wt% Ag-45 wt% Cu;(d) α; Cα=38 wt% Pb-62 wt% Mg;(e) β+γ; Cβ= 49 wt% Zn-51 wt% Cu,Cγ= 57 wt% Zn-43 wt% Cu;(f) L+Mg2P b;C L =7 wt% Mg-93 wt% Pb;C Mg2Pb =20 wt% Mg-80 wt% Pb;(g) α; Cα= 63.8 wt% Ni-36.2 wt% Cu(h)β+ L Cβ= 97 wt% Sn-3 wt% Pb,C L=75 wt% Sn-25 wt% Pb;10.6 850℃：L750℃：γ+ L680℃：δ+ L600℃：δ500℃：γ+ε10.7 (a)(b) Wα= 0.27, Wβ= 0.73;(c) 仅有液相存在，W L= 1.0;(d) Wα= 1.0;(e) Wβ= 0.50, Wγ= 0.50;(f) W L= 0.38, W Mg2Pb;(g) Wα= 1.0;(h) Wβ= 0.45 , W L10.910.18 可能。