高分子材料科学基础B卷答案

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《材料科学基础》作业答案

• 6、在表面扩散、晶界扩散、体扩散、位错扩散方式中，扩散系数D最大的是表面扩散。
• 7、在间隙固溶体中，H、O、C等原子以间隙扩撒机制方式扩散。
• 8、Cu-Al合金和Cu组成的扩散偶发生柯肯达尔效应，标记向Cu-Al合金一侧漂移，则 Al 的扩散通量大。
• 3、Fick扩散第二方程的高斯解适合求解总量为M 的扩散元素沉积为一薄层扩散问题；Fick扩散第二方程的误差函数解适合求解无限长棒（扩散偶）或半无限长棒的扩散问题。
• 4、扩散的微观机理有空位扩散、间隙扩散、位错扩散、表面扩散、晶界扩散等。
• 5、空位扩散的阻力比间隙扩散大，激活能高。
4、（3-8）比较刃位错和螺位错的异同点。
刃型位错与螺型位错有什么异同点?
第四章晶态固体中的扩散
• 一、填空题 • 1、菲克第一定律描述的是稳态扩散状态下
的扩散规律；菲克第二定律描述的是非稳态扩散状态下的扩散规律。
• 2、稳态扩散是指单位时间内通过垂直于给定方向的单位面积的净原子数（扩散通量/浓度）不随时间变化；非稳态扩散是指单位时间内通过垂直于给定方向的单位面积的净原子数（扩散通量/浓度）随时间变化。
• 9、柏氏矢量实际上反应了位错线周围区域晶格畸变的大小和方向。
• 10、两平行同号螺位错间的作用力为斥力（引力或斥力？）。

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。

材料学科基础试题答案

材料科学基础试题及答案

一、出题形式一：填空类

1．在立方系中，晶面族{123}中有 24 组平面，晶面族{100}中有3组平面。

2．获得高能量的原子离开原来的平衡位置，进入其它空位或迁移至晶界或表面，形成肖脱基空位。如果离位原子进入晶体间隙，形成费仑克尔空位。

3．点缺陷的类型分为空位和间隙原子；当相遇时两者都消失，这一过程称为复合或湮灭。4．刃型位错的柏氏矢量b与位错线t互相垂直，刃型位错移动的方向与b方向一致。螺型位错的移动方向与柏氏矢量b 垂直，螺型位错的柏氏矢量b方向与位错线t的方向平行。5．由于界面能的存在，当晶体中存在能降低界面能的异类原子时，这些原子将向境界偏聚，这种现象叫内吸附。

6．均匀形核必须具备的条件是：1.必须过冷；2. 必须具备与一定多冷度相适应的能量起伏和

结构起伏。

7．面心立方结构的滑移面是{111}，共有 4组，每组滑移面上包含 3 个滑移方向，共有 12 个滑移系。

8．由于晶界阻滞效应及取向差效应，使多晶体的变形抗力比单晶体大，其中，取向差效应是多晶体加工硬化更主要的原因。

9．滑移面应是面间距最大的密排面，滑移方向是原子最密排方向。

10．金属塑性变形时，外力所作的功除了转化为热量之外，还有一小部分被保留在金属内部，表现为残余应力。

11．金属的热变形是指金属材料在再结晶温度以上的加工变形，在此过程中，金属内部同时进行着加工硬化和回复再结晶软化两个过程。

12. 扩散的驱动力是化学位梯度；再结晶的驱动力为冷变形所产生的储存能的释放；再结晶后晶粒的长大的驱动力是：晶粒长大前后的界面能差，纯金属结晶的驱动力是温度梯度。

材料科学基础复习题及答案

单项选择题：（每一道题1分）

第1章原子结构与键合

1.高分子材料中的C-H化学键属于。

（A）氢键（B）离子键（C）共价键

2.属于物理键的是。

（A）共价键（B）范德华力（C）氢键

3.化学键中通过共用电子对形成的是。

（A）共价键（B）离子键（C）金属键

第2章固体结构

4.面心立方晶体的致密度为 C 。

（A）100% （B）68% （C）74%

5.体心立方晶体的致密度为 B 。

（A）100% （B）68% （C）74%

6.密排六方晶体的致密度为 C 。

（A）100% （B）68% （C）74%

7.以下不具有多晶型性的金属是。

（A）铜（B）锰（C）铁

8.面心立方晶体的孪晶面是。

（A）{112} （B）{110} （C）{111}

9.fcc、bcc、hcp三种单晶材料中，形变时各向异性行为最显著的

是。

（A）fcc （B）bcc （C）hcp

10.在纯铜基体中添加微细氧化铝颗粒不属于一下哪种强化方式？

（A）复合强化（B）弥散强化（C）固溶强化

11.与过渡金属最容易形成间隙化合物的元素是。（A）氮（B）碳（C）硼

12.以下属于正常价化合物的是。

（A）Mg2Pb （B）Cu5Sn （C）Fe3C

第3章晶体缺陷

13.刃型位错的滑移方向与位错线之间的几何关系？

（A）垂直（B）平行（C）交叉

14.能进行攀移的位错必然是。

（A）刃型位错（B）螺型位错（C）混合位错

15.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）肖特基缺陷（B）弗仑克尔缺陷（C）线缺陷

16.原子迁移到间隙中形成空位-间隙对的点缺陷称为

《材料科学基础》作业-答案全

绪论

一、填空题

1、材料科学主要研究的核心问题是结构和性能的关系。

材料的结构是理解和控制性能的中心环节，结构的最微细水平是原子结构，第二个水平是原子排列方式，第三个水平是显微组织。

2. 根据材料的性能特点和用途，材料分为结构材料和功能材料两大类。

根据原子之间的键合特点，材料分为金属、陶瓷、高分子和复合材料四大类。

第一章材料的原子结构

一、填空题

1. 金属材料中原子结合以金属键为主，陶瓷材料（无机非金属材料）以

共价键和离子键结合键为主，聚合物材料以共价键和氢键以及范德华键为主。

第二章材料的结构

一、填空题

1、晶体是基元（原子团）以周期性重复方式在三维空间作有规则的排列的固体。

2、晶体与非晶体的最根本区别是晶体原子排布长程有序，而非晶体是长程无序短程有序。

3、晶胞是晶体结构中的最小单位。

4、根据晶体的对称性，晶系有三大晶族，七大晶系，十四种布拉菲Bravais点阵，三十二种点群，230种空间群。

5、金属常见的晶格类型有体心立方、面心立方、密排六方。

6、fcc晶体的最密排方向为<110>，最密排面为{111}，最密排面的堆垛顺序为

ABCABCABCABC……。

7、fcc晶体的致密度为0.74，配位数为12，原子在（111）面上的原子配位数

为6。

8、bcc晶体的最密排方向为<111>，最密排面为{110}，致密度为0.68，配位

数为8。

9、晶体的宏观对称要素有对称点、对称轴、对称面。

10、CsCl型结构属于简单立方格子，NaCl型结构属于面心立方格子，CaF2型

结构属于面心立方格子。

高分子材料科学基础B卷答案

【高分子材料科学基础】课程试题(B卷)【半开卷】

姓名学号专业及班级

本试卷共有五道大题,

一．填空题（每空1分，共30分）

1.材料按化学组成分类，可分为金属材料、无机材料和高分子材料三类。

2.高分子材料按大分子主链结构可分为碳链高分子材料、杂链高分子材料和元素有机高分子材料

3.20世纪70年代人们把能源、信息和材料归纳为现代物质文明的三大支柱。

4.原子的排列可分为三个等级，第一种是无序排列，第二种是短程有序而长程无序，第三种是长程有序。

5.从几何学的角度，结构缺陷可分为点缺陷、线缺陷、面缺陷及体缺陷。

6.由低分子单体合成聚合物的反应称为聚合反应。

7.由于单体单元排列方式的不同，可构成不同类型的共聚物，可分为四种类型无规共聚物、交替共聚物、嵌段共聚物、接枝共聚物。

8.高强度、耐高温、耐老化的高分子材料是当前高分子材料的重要研究课题。

9.大分子链形态的基本类型包括：伸直链、折叠链、螺旋形链、无规线团。

10.聚合物晶态结构的基本模型有两种：一种是缨状胶束模型，另一种是折叠链模型。

11.在室温下，塑料处于玻璃态，玻璃化温度是非晶态塑料使用的上线温度，熔点则是结晶聚合物使用的上线温度，对于橡胶，玻璃化温度是其使用的下限温度。

12.橡胶制品的主要原料是生胶、再生胶以及配合剂。

13.酚醛树脂是由苯酚和甲醛两种物质合成的。

14.丁苯橡胶是由丁二烯和苯乙烯两种原料合成的。

15.聚酰胺类的习惯名称为尼龙。 16.聚对苯二甲酸乙二酯的商品名为涤纶。 17.聚丙烯腈的商品名为腈纶。

二．名词解释（共10小题，每题2分，共20分）

材料科学基础复习题及答案

一、选择题：

第6章

1.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

第7章

2.在二元系合金相图中，计算两相相对量的杠杆法则用于。

（A）单相区中（B）两相区中（C）三相平衡水平线上

3.已知Cu的T m=1083︒C，则Cu的最低再结晶温度约为。

（A）100︒C （B）200︒C （C）300︒C

4.能进行攀移的位错必然是。

（A）刃型位错（B）螺型位错（C）混合位错

5.A和A-B合金焊合后发生柯肯达尔效应，测得界面向A试样方向移动，则。（A）A组元的扩散速率大于B组元

（B）B组元的扩散速率大于A组元

（C）A、B两组元的扩散速率相同

6.，位错滑移的派-纳力越小。

（A）位错宽度越大（B）滑移方向上的原子间距越大（C）相邻位错的距离越大

7.形变后的材料再升温时发生回复与再结晶现象，则点缺陷浓度下降明显发生

在。

（A）回复阶段（B）再结晶阶段（C）晶粒长大阶段

第6章

8.凝固时在形核阶段，只有核胚半径等于或大于临界尺寸时才能成为结晶的核心，当形成的核胚

半径等于临界半径时，体系的自由能变化。

（A）大于零（B）等于零（C）小于零

9.铸锭凝固时如大部分结晶潜热可通过液相散失时，则固态显微组织主要为。（A）树枝晶（B）柱状晶（C）胞状晶

10.下述有关自扩散的描述中正确的为。

（A）自扩散系数由浓度梯度引起

（B）自扩散又称为化学扩散

（C）自扩散系数随温度升高而增加

11.fcc、bcc、hcp三种单晶材料中，形变时各向异性行为最显著的是。

（A）fcc （B）bcc （C）hcp

材料科学基础课后习题答案

方向为垂直于位错线方向[10 1]，指向滑移区。
五、解：多晶体压缩滑移转动，（0001）转向压缩面，产生织构。继续压缩，滑移越来越难。对于 Zn：由于 c/a＝1.86，位于锐角区，宏观压力方向与微观孪生变形相适应，故可发生孪生。孪生之后改变位向可继续滑移，反复进行，故表现出较好的塑性。对于 Mg：由于 c/a＝1.62，压力轴位于钝角区，宏观压力方向与微观孪生变形相反，故不可发生孪生。因此表现出较差的塑性。
切应力 τ 的作用。（1）分析各段位错线受力情况，并在图上标示受力方向；（2）在 τ 作用下，若要使该位错环在晶体中稳定不动，其最小半径为多大？（提示：位错线张力 T＝αGb2）
τ
D
A
C
B
τ
【参考答案】一、 1.
（1）A：[1 01] B：[122] C：[434] D：[021] （2）A：[2116] B：[1213] C：[2113] （3）A： (364) B： (340) C： (346) （4）A： (1 1 01) B： (0003) C： (1 1 00)
用时的反应方向：
（1）
1 2
[10
1]
⇔
1 6
[2
1
1] +
1 6
[112]
（2）
13[112] +
1 2
[111]

《材料科学基础》作业答案

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27
10\2-24:
• 第一种，橄榄石 MgFe2[SiO4] ,Si:O=1:4，岛状，共顶数为0；
• 第二种:异极矿 Zn4 [Si2O7](OH)2 ，共顶数一个，成对硅氧团，组群状；
• 第三种：蓝锥矿 BaTi[Si3O9] Si:O=1：3，共顶数为两个，组群状；三节环；
• 2. 根据材料的性能特点和用途，材料分为结构材料和功能材料两大类。
• 根据原子之间的键合特点，材料分为金属、陶瓷(无机非金属）、高分子和复合材料四大类。
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2
第一章材料的原子结构
• 1. 金属材料中原子结合以金属键为主， • 陶瓷材料（无机非金属材料）以
共价键和离子键结合键为主，聚合物材料以共价键和氢键和范德华键为主。
架状。
• 14、表征晶体中晶向和晶面的方法有解析法
和图示法。（晶体投影图）
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6
二、分析计算
• 1、（2-3）（1）晶面A在x、y、z轴上的截距分别是2a、3b和6c，求该晶面的米勒指数；（2）晶面B在x、y、z轴上的截距分别是a/3、 b/2和c，求该晶面的米勒指数。
1:1: 1 3:2:1 236
因为正交晶系可以有体心、面心、底心和
简单正交点阵。

《材料科学基础》习题答案

附：习题答案

0 绪论

一、填空题

1. 结构，性能

2. 原子结构、原子的空间排列、显微组织

3．结构材料，功能材料；金属材料，无机非金属材料（陶瓷），高分子材料（聚合物）。

第1章

一、填空题

1、金属键，离子键、共价键，分子键、共价键

2、金属键、离子键、共价键，_范德华键_、氢键。

3、共价键

4、共价键

5、共价键，氢键

二、判断题

（1）错。离子键没有方向性和饱和性。

（2）对。

（3）错。改为：S原子轨道的角度分布图为一个从原子核为球心的球面，而s电子云图是一个球体，其剖面图是个圆。P轨道的角度分布图为两个在原点相切的球面。而p电子云图像或几率分布是一个哑铃形体，其剖面图是∞字型。

（4）错。改为：若用小黑点的疏度表示几率密度的大小，则黑点密的地方，表示|Ψ|2数值大，电子出现的几率大；黑点稀的地方表示|Ψ|2数值小，电子出现的几率小。

（5）错。改为：主量子数为4时，有4s、4p、4d、4f四个亚层。共16条轨道。

（6）错。改为：多电子原子轨道能级与氢原子能级不同。

三、简答题

1. H>He；Ba>Sr；Sc<Ca；Cu>N；Zr≈Hf;

La>Gd；S2->S；Na>Al3+；Fe2+>Fe3+；Pb2+>Sn2+

2．（1）金属性：Ge>Si>As (2) 电离能：As>Si>Ge

(3) 电负性：As>Si≈Ge (4) 原子半径：Ge>As>Si

3．因氢原子核外只有一个电子，核外运动的电子能量由主量子数n决定，n相同时能量相同。而氯原子中核外有17个电子，核外运动的电子能量不仅与主量子数n有关，而且也与角量子数L有关，3s的穿透能力大于3p，故3s能级低于3p能级。

《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 i

υχ=。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？（）

材料科学基础在线考试

第一章

1.原子中一个电子的空间位置和能量可用哪4个量子数来决定

2.(a)原子间的结合键共有几种？各自的特点如何？

(b)能够列出以这些化学键结合的典型物质。

3.定性分析高分子主链结构的刚柔性，取代基对高分子链的柔性有哪些影响。

第二章

1、试证明四方晶系中只有简单四方点阵和体心四方点阵两种类型

2、标出具有下列密勒指数的晶面和晶向：立方晶系（421）（23）（130）[2] [311]

六方晶系[010] [20] （0001）（100）

3、在立方晶系中画出{111}晶面族所有的晶面并写出{123}晶面族和<221>晶向族所有等价晶面和晶向的密勒指数

4已知纯钛有两种同素异构体：低温稳定的密排六方结构α-Ti和高温稳定的体心立方结构β-Ti，二者间转变温度为882.5℃，计算纯钛在室温(20 ℃)和900℃时晶体中（112）和（001）的晶面间距.

已知a a20℃=0.2951nm, c a20℃=0.4679nm, aβ900℃=0.3307nm

5、画出三种常见晶体结构（面心立方、体心立方、密排六方）的晶胞结构示意图。列表说明每种晶体结构的原子半径与晶格常数的关系、晶胞原子个数、配位数和致密度。

6、试阐述影响固溶体固溶度的因素

7、试阐述超结构的类型和影响有序化的因素。

8、试从晶体结构的角度，说明间隙固溶体、间隙相及间隙化合物之间的区别。

9、MgO具有NaCl型结构，Mg2+的离子半径为0.078 nm，O2-的离子半径为0.132 nm，试求MgO的密度和致密度。

10、K+和Cl-的离子半径分别为0.133 nm，0.181 nm，KCl具有CsCl型结构，试求其密度和致密度

材料科学基础复习题与部分答案

单项选择题：

第 1 章原子结构与键合

1.高分子材料中的 C-H 化学键属于。

（A）氢键（B ）离子键（ C）共价键

2.属于物理键的是。

（ A ）共价键（ B）范德华力（ C）离子键

3.化学键中通过共用电子对形成的是。

（ A ）共价键（ B）离子键（ C）金属键

第 2章固体结构

4.以下不具有多晶型性的金属是。

（A）铜（ B）锰（ C）铁

5.fcc 、 bcc 、hcp 三种单晶材料中，形变时各向异性行为最显著的是。（ A ） fcc（ B） bcc（ C） hcp

6.与过渡金属最容易形成间隙化合物的元素是。

（A）氮（ B）碳（ C）硼

7.面心立方晶体的孪晶面是。

（ A ） {112}（B ） {110}（ C） {111}

8.以下属于正常价化合物的是。

（ A ） Mg 2Pb（B ） Cu5Sn（ C） Fe3C

第 3章晶体缺陷

9.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 ）肖特基缺陷（B ）弗仑克尔缺陷（ C）线缺陷

10.原子迁移到间隙中形成空位 -间隙对的点缺陷称为。

（ A ）肖脱基缺陷（B ） Frank 缺陷（ C）堆垛层错

11.刃型位错的滑移方向与位错线之间的几何关系是？

（ A ）垂直（B）平行（C）交叉

12.能进行攀移的位错必然是。

（ A ）刃型位错（B）螺型位错（C）混合位错

13.以下材料中既存在晶界、又存在相界的是

（ A ）孪晶铜（B）中碳钢（C）亚共晶铝硅合金

14.大角度晶界具有 ____________ 个自由度。

（A）3（B）4（C）5

第 4 章固体中原子及分子的运动

材料科学基础复习试题（卷）和部分答案解析

单项选择题：

第1章原⼦结构与键合

1.⾼分⼦材料中的C-H化学键属于。

（A）氢键（B）离⼦键（C）共价键

2.属于物理键的是。

（A）共价键（B）范德华⼒（C）离⼦键

3.化学键中通过共⽤电⼦对形成的是。

（A）共价键（B）离⼦键（C）⾦属键

第2章固体结构

4.以下不具有多晶型性的⾦属是。

（A）铜（B）锰（C）铁

5.fcc、bcc、hcp三种单晶材料中，形变时各向异性⾏为最显著的是。（A）fcc （B）bcc （C）hcp

6.与过渡⾦属最容易形成间隙化合物的元素是。

（A）氮（B）碳（C）硼

7.⾯⼼⽴⽅晶体的孪晶⾯是。

（A）{112} （B）{110} （C）{111}

8.以下属于正常价化合物的是。

（A）Mg2Pb （B）Cu5Sn （C）Fe3C

第3章晶体缺陷

9.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）肖特基缺陷（B）弗仑克尔缺陷（C）线缺陷

10.原⼦迁移到间隙中形成空位-间隙对的点缺陷称为。

（A）肖脱基缺陷（B）Frank缺陷（C）堆垛层错

11.刃型位错的滑移⽅向与位错线之间的⼏何关系是？

（A）垂直（B）平⾏（C）交叉

12.能进⾏攀移的位错必然是。

（A）刃型位错（B）螺型位错（C）混合位错

13.以下材料中既存在晶界、⼜存在相界的是

（A）孪晶铜（B）中碳钢（C）亚共晶铝硅合⾦

14.⼤⾓度晶界具有____________个⾃由度。

（A）3 （B）4 （C）5

第4章固体中原⼦及分⼦的运动

15.菲克第⼀定律描述了稳态扩散的特征，即浓度不随变化。

材料科学基础习题及答案

第⼀章

习题

1.原⼦中⼀个电⼦的空间位置和能量可⽤哪四个量⼦数来决定？

2.在多电⼦的原⼦中，核外电⼦的排布应遵循哪些原则？

3.在元素周期表中，同⼀周期或同⼀主族元素原⼦结构有什么共同特点？从左到右或从上到下

元素结构有什么区别？性质如何递变？

4.何谓同位素？为什么元素的相对原⼦质量不总为正整数？

5.铬的原⼦序数为24，它共有四种同位素：4.31%的Cr原⼦含有26个中⼦，83.76%含有28个中⼦，

9.55%含有29个中⼦，且2.38%含有30个中⼦。试求铬的相对原⼦质量。

6.铜的原⼦序数为29，相对原⼦质量为63.54，它共有两种同位素Cu63和Cu65，试求两种铜的同位素

之含量百分⽐。

7.锡的原⼦序数为50，除了4f亚层之外其它内部电⼦亚层均已填满。试从原⼦结构⾓度来确定锡的

价电⼦数。

8.铂的原⼦序数为78，它在5d亚层中只有9个电⼦，并且在5f层中没有电⼦，请问在Pt的6s亚

层中有⼏个电⼦？

9.已知某元素原⼦序数为32，根据原⼦的电⼦结构知识，试指出它属于哪个周期？哪个族？并判断

其⾦属性强弱。

10.原⼦间的结合键共有⼏种？各⾃特点如何？

11.图1-1绘出三类材料—⾦属、离⼦晶体和⾼分⼦材

料之能量与距离关系曲线，试指出它们各代表何种材料。

12.已知Si的相对原⼦质量为28.09，若100g的Si中有5×1010个电⼦能⾃由运动，试计算：(a)能⾃

由运动的电⼦占价电⼦总数的⽐例为多少？(b)必须破坏的共价键之⽐例为多少？

13.S的化学⾏为有时象6价的元素，⽽有时却象4价元素。试解释S这种⾏为的原因。

材料科学基础答案

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。