材料科学基础材料科学,冶金工程,力学 模拟试卷 理工学院模拟试卷八
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. 材料科学中的“四要素”是指（）。
A. 组织、性能、加工、应用B. 材料、结构、性能、加工C. 材料、结构、性能、应用D. 结构、性能、加工、应用答案：C2. 下列哪种材料属于金属材料？（）。
A. 铝合金B. 碳纤维C. 聚氯乙烯D. 陶瓷答案：A3. 材料的硬度是指（）。
A. 材料抵抗变形的能力B. 材料抵抗破坏的能力C. 材料抵抗穿透的能力D. 材料抵抗摩擦的能力答案：A4. 材料的疲劳是指（）。
A. 材料在高温下的性能变化B. 材料在重复应力作用下的性能变化C. 材料在腐蚀环境下的性能变化D. 材料在高压下的的性能变化答案：B5. 材料的蠕变是指（）。
A. 材料在低温下的性能变化B. 材料在长期静载荷作用下发生的缓慢持久变形C. 材料在高速下的的性能变化D. 材料在潮湿环境下的性能变化答案：B二、填空题1. 材料的_________是指材料在受到外力作用时，能够承受的最大应力，是材料的重要性能指标之一。
答案：强度2. 材料的_________是指材料内部微观结构的排列方式，它直接影响材料的宏观性能。
答案：晶体结构3. 材料的_________是指材料在一定条件下，能够进行塑性变形而不断裂的性质。
答案：韧性4. 材料的_________是指材料在高温下保持性能不变的能力，对于高温环境下使用的材料尤为重要。
答案：热稳定性5. 材料的_________是指材料对电磁场的响应能力，对于电子和通信领域的材料尤为重要。
答案：电磁性能三、简答题1. 请简述材料科学中的“相图”及其作用。
答：相图是用来描述在不同温度、压力和成分比例下，材料可能存在的不同相（如固态、液态、气态）之间的平衡关系的图表。
它可以帮助科学家和工程师了解和预测材料在特定条件下的行为，对于材料的设计、加工和应用具有重要的指导意义。
2. 何为材料的“疲劳寿命”？请举例说明。
答：材料的疲劳寿命是指材料在反复应力作用下能够承受循环次数的总和，直到发生疲劳破坏为止。
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。
(完整版)材料科学基础试卷
一、填空题1、晶体的三种缺陷（点缺陷、线缺陷、面缺陷）2、铸锭三晶区（表层细晶区、柱状晶区、中心等轴晶区）3、按原子位置固溶体分类为（置换固溶体和间隙固溶体）4过冷液相中的（结构起伏和能量起伏）是形核的基础5、金属内部由一种晶体转变为另一种晶体结构的转变为（同素异构体转变）6、亚共析钢在常温下的组织和相分别为（珠光体和铁素体、铁素体和渗碳体）7、使用第二相粒子起强化作用的强化方式是（弥散强化）二、选择题1、密堆积结构的致密度为（B）A 0.68B 0.74 C0.8 D 1.02、下述晶体缺陷中属于线缺陷的是（Ｂ）Ａ空位Ｂ位错Ｃ晶界Ｄ间隙原子4、固溶体的不平衡凝固可能造成（A）A 晶内偏析B晶相偏析C集中缩孔D 缩松4、铸铁与碳钢的区别在于有无（A ）A 莱氏体B珠光体C 铁素体D 奥氏体5、下图是（C）的结果Ａ单滑移Ｂ多滑移Ｃ交滑移Ｄ三、判断题1、面心立方结构是原子的2、点缺陷是一种稳定缺陷，在一定温度3、铁素体是C在α-Fe的4、在实际系统中，纯金属的5、溶剂与溶质原子价电子数越大强化效果越好四、名词解释1、螺型位错答：一个晶体的某一部分相对于其余部分发生滑移，原子平面沿着一根轴线盘旋上升，每绕轴线一周，原子面上升一个晶面间距。
由于位错附近的原子是按螺旋形排列的，所以叫咯型位错。
2、共析转变答：一定成分的固相在一定温度下分解为另外两个一定成分的固相的转变过程。
3均匀形核答：液相中各个区域出现新晶核的几率都是相同的，这种形核方式即为均匀形核。
4加工硬化答：在塑性变形过程中，随着金属内部组织的变化，金属的力学性能也将产生明显的变化，即随着变形程度的增加，金属的强度、硬度增加，而塑性、韧性下降。
5、变质处理答：在浇铸前往液态金属中加入形核剂，促进形成大量的非均匀晶核来细化晶粒。
五、简答题1、刃性位错特征答：（1、刃性位错有一额外半原子面（2、位错线是一个具有一定宽度的细长晶格畸变管道，其中既有正应变，又有切应变。
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. 材料科学中的“三基”指的是什么？A. 基础理论、基本技能、基本方法B. 基本元素、基本结构、基本性质C. 基本元素、基本化合物、基本合金D. 基本元素、基本结构、基本性质答案：D2. 材料的硬度通常与哪种性质有关？A. 弹性B. 韧性C. 塑性D. 强度答案：D3. 以下哪个不是金属材料的特性？A. 高熔点B. 良好的导电性C. 良好的延展性D. 良好的热塑性答案：D二、简答题1. 简述材料的疲劳现象。
材料的疲劳现象是指在周期性或波动载荷作用下，材料在远低于其静载荷强度极限的情况下发生断裂。
疲劳通常发生在材料表面或内部缺陷处，由于应力集中而引发微裂纹，随着载荷的循环作用，裂纹逐渐扩展直至断裂。
2. 什么是材料的热处理，它对材料性能有何影响？热处理是一种通过加热和冷却过程来改变金属材料内部结构，从而改善其性能的方法。
热处理可以提高材料的硬度、强度、韧性等，同时也可以通过退火、正火等方法来降低硬度，提高塑性，以适应不同的使用需求。
三、计算题1. 已知某金属的杨氏模量为200 GPa，泊松比为0.3，求该金属在拉伸应力为100 MPa时的应变。
根据胡克定律，应力（σ）与应变（ε）的关系为：σ = E * ε，其中E是杨氏模量。
将已知数据代入公式得：ε = σ / E = 100 MPa / 200 GPa = 5e-4。
2. 某材料在单轴拉伸试验中，当应力达到250 MPa时，其伸长量为0.0005 m。
求该材料的杨氏模量。
杨氏模量E可以通过应力与应变的比值计算得出：E = σ/ ε。
已知应力σ = 250 MPa，伸长量ΔL = 0.0005 m，原长度L未知，但可以通过应变的定义ε = ΔL / L来推导。
由于应变ε很小，可以假设伸长量ΔL远小于原长度L，从而近似ε ≈ ΔL。
代入数据得：E = 250 MPa / 0.0005 = 500 GPa。
四、论述题1. 论述合金化对金属材料性能的影响。
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！。
材料科学基础常见题型解析及模拟题
材料科学基础常见题型解析及模拟题摘要：一、材料科学基础概述1.材料科学的定义与分类2.材料科学的重要性二、常见题型解析1.选择题2.填空题3.简答题4.计算题5.分析题三、模拟题及答案解析1.选择题2.填空题3.简答题4.计算题5.分析题正文：材料科学基础常见题型解析及模拟题一、材料科学基础概述材料科学是一门研究材料的制备、结构、性能及其应用的学科，它涉及金属材料、无机非金属材料、高分子材料和复合材料等多种类型。
材料科学在现代科技和工程领域具有举足轻重的地位，它的发展推动了人类社会的进步和技术创新。
二、常见题型解析为了更好地帮助大家掌握材料科学基础知识，本文将对以下几种常见题型进行解析：1.选择题选择题主要考察对基本概念、原理和定律的理解。
在解答选择题时，要仔细审题，正确分析题目所给条件，准确把握各个选项的含义，从而作出正确选择。
2.填空题填空题主要考察对基本概念、公式、数据等的记忆。
在解答填空题时，要注意把握题目的关键词，确保填入的内容准确无误。
3.简答题简答题主要考察对原理、方法、现象等的理解和解释能力。
在解答简答题时，要条理清晰、言简意赅地阐述问题，充分展示自己的思维过程。
4.计算题计算题主要考察对公式、方法的运用能力。
在解答计算题时，要注意审题，正确列式，合理估算，确保计算过程的准确性。
5.分析题分析题主要考察对现象、问题、实验等的分析能力。
在解答分析题时，要结合所学知识，运用逻辑思维，进行全面、深入的分析。
三、模拟题及答案解析为了帮助大家更好地检验自己对材料科学基础知识的掌握程度，本文提供了一些模拟题及其答案解析：1.选择题【示例】以下哪个元素具有最高的电负性？A.氧B.氟C.氯D.钠答案：B2.填空题【示例】金属晶体的最基本结构单元是______。
答案：晶胞3.简答题【示例】简述材料的硬度和强度之间的关系。
答案：材料的硬度是指材料抵抗划痕的能力，而强度是指材料抵抗外力破坏的能力。
一般来说，硬度高的材料强度也较高，但硬度并非决定强度的唯一因素。
材料科学基础十套试题含答案
“材料科学基础（下）”试题（A）适用于金属材料工程、材料成型与控制工程专业一、解释下列名词（每个名词2分，共10分）1、马氏体转变是一种固态相变，是通过母相宏观切变，原子整体有规律迁移完成的无扩散相变。
2、TTT曲线是过冷奥氏体等温转变图，是描述过冷奥氏体等温转变形为，即等温温度、等温时间和转变产物的综合曲线。
3、反稳定化在热稳定化上限温度M C以下，热稳定程度随温度的升高而增加；但有些钢，当温度达到某一温度后稳定化程度反而下降的现象。
4、时效硬化时效合金随第二相的析出，强度硬度升高而塑性下降的现象称为时效硬化。
5、珠光体晶粒在片状珠光体中，片层排列方向大致相同的区域称为珠光体团二、说出下符号的名称和意义（6分）1、M S马氏体点，马氏体转变的开始温度，母相与马氏体两相的体积自由能之差达到相变所需最小驱动值时的温度。
2、S0片状珠光体的片间距离，即一片铁素体和一片渗碳体的总厚度，或相邻两片铁素体或渗碳体之间的中心距离。
3、M C奥氏体热稳定化的上限温度，超过此温度奥氏体将出现热稳定化现象。
三、简答下各题（每题8分，共40分）1、何谓奥氏体的本质晶粒度、起始晶粒度和实际晶粒度。
钢中弥散析出的第二相对奥氏体晶粒的长大有何影响。
起始晶粒度：指临界温度以上奥氏体形成刚刚完成，其晶粒边界刚刚互相接触时的晶粒大小。
实际晶粒度：指在某一热处理加热条件下，所得到的晶粒尺寸。
本质晶粒度：是根据标准实验条件，在930±10℃，保温足够时间（3~8小时）后，测定的钢中奥氏体晶粒的大小。
晶粒的长大主要表现为晶界的移动，高度弥散的、难熔的非金属或金属化合物颗粒对晶粒长大起很大的抑制作用，为了获得细小的奥氏体晶粒，必须保证钢中有足够数量和足够细小难熔的第二相颗粒。
2、片状珠光体可分为几类，片间离不同的珠光体在光学显微镜和电子显微镜下的形态特征。
通常所说的珠光体是指在光学显微镜下能清楚分辨出片层状态的一类珠光体，而当片间距离小到一定程度后，光学显微镜就分辨不出片层的状态了。
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材料科学：材料科学与工程考试卷模拟考试卷 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 对一些难以观察的缺陷，如（ ）、细小裂纹等可采用（ ）、显微镜进行观察。
本题答案：PIN 槽毛边；投影机 本题解析：PIN 槽毛边；投影机 2、判断题 随着聚合物分子量分布增宽，材料的大多数力学性能、热性能升高。
本题答案：错 本题解析：暂无解析 3、单项选择题 有“丝鸣”现象的面料是（ ）A.涤丝面料 B.粘丝面料 C.人造丝面料 D.桑蚕丝面料 本题答案：D 本题解析：暂无解析 4、单项选择题 根据相变过程的温度条件，若相变过程是放热过程，则该过程必须（ ）。
A.过热 B.过冷却 C.吸热姓名：________________ 班级：________________ 学号：________________--------------------密----------------------------------封 ----------------------------------------------线----------------------D.平衡本题答案：B本题解析：暂无解析5、填空题陶瓷的质量取决于原料的（）、细度、坯料的均匀性、（）、（）和窑内气氛、冷却速度等。
本题答案：纯度；成形密度；烧结温度本题解析：纯度；成形密度；烧结温度6、问答题复合材料为何具有可设计性？简述复合材料设计的意义。
如何设计防腐蚀（碱性）玻璃纤维增强塑料？本题答案：组分的选择、各组分的含量及分布设计、复合方式和程度、工本题解析：组分的选择、各组分的含量及分布设计、复合方式和程度、工艺方法和工艺条件的控制等均影响复合材料的性能，赋予了复合材料性能的可设计性。
意义：①每种组分只贡献自己的优点，避开自己的缺点。
②由一组分的优点补偿另一组分的缺点，做到性能互补。
《材料科学基础》模拟试卷(一).doc
《材料科学基础》模拟试卷（一）%1.名词解释（3分/个=18分）1.变温截面2.过冷度3.偏析反应4.間溶体5.成分过冷6.形核功。
%1.写出固溶体的分类（10分）：三•试根据凝固理论，分析通常铸锭组织的特点及成因。
（12分）四.根据Fe-Fe3C亚稳平衡相图冋答下列问题：（40分）1）画出Fe-Fe3C亚稳平衡相图；2）写出下列Fe3CII含量最多的合金;珠光体含量最多的合金;莱氏体含量最多的合金。
3）标注平衡反应的成分及温度，写出平衡反应式。
4）分析Fe-1 %C合金的平衡凝尚过程，并计算室温下其中相组成物和纟H.织组成物的百分含量，5）根据Fe-Fe3C状态图确定下列三种钢在给定温度下的显微组织（填入表屮）6）呦出1200°C时各相的自由能一成分曲线示意图。
说.图为Cu-Zn-Al合金室温下的等温截面和2%AI的垂直截血图，冋答下列问题：（20分）1）在图屮标出X合金（Cu-30%Zn-10%AI）的成分点。
2）计•算Cu-20%Zn-8%Al和Cu-25%Zn-6%AI合金屮室温下各相的百分含量，其屮«相成分点为Cu-22.5%Zn-3.45%Al, Y 相成分点为Cu-18%Zn-l 1.5%A1O3）分析图屮Y合金的凝尚过程。
参考答案1.名词解释（3分/个=18分）变温截血：三元相图屮垂直成分三角形的截面；过冷度：AT指Tm与Tn的差值二维平血长大；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）晶格屮，保持溶剂晶格特点的物质；成分过冷：合金凝固屮由于溶质原子再分配形成的过冷；形核功：金属凝固过稈屮形成品核需耍的额外能量。
2•写出固溶体的分类（10分）：置换、间隙固溶体；有限、无限固溶体；有序、无序固溶体；一次、二次固溶体；3.试根据凝間理论，分析通常铸锭组织的特点及成因。
解答：根据金属结晶过程的形核和长大理论以及铸锭的散热过程，可以得出通常铸锭组织的特点为最外层为细小等轴晶，靠内为柱状晶，最内层为粗大等轴晶。
西工大材料学考研模拟题8套《材料科学基础》
西⼯⼤材料学考研模拟题8套《材料科学基础》⼀、简答题（每题6分，共30分）1．原⼦的结合键有哪⼏种？各有什么特点？2．⾯⼼⽴⽅晶体和体⼼⽴⽅晶体的晶胞原⼦数、配位数和致密度各是多少？3．⽴⽅晶系中，若位错线⽅向为[001]，，试说明该位错属于什么类型。
4．请说明间隙化合物与间隙固溶体的异同。
5．试从扩散系数公式说明影响扩散的因素。
6．何为过冷度？它对形核率有什么影响？⼆、作图计算题（每题10分，共40分）1．在⾯⼼⽴⽅晶体中，分别画出(101)、[110]和、[，指出哪些是滑移⾯、滑移⽅向，并就图中情况分析它们能否构成滑移系？2．已知Al为⾯⼼⽴⽅晶体，原⼦半径为r A。
若在Al晶体的⼋⾯体间隙中能溶⼊最⼤的⼩原⼦半径为r B，请计算r B与r A的⽐值是多少。
3．A-B⼆元合⾦中具有共晶反应如下：若共晶反应刚结束时，α和β相的相对含量各占50%，试求该合⾦的成分。
4．已知铜的临界分切应⼒为1Mpa，问要使⾯上产⽣[101]⽅向的滑移，应在[001]⽅向上施加多⼤的⼒？三、综合分析题（每题15分，共30分）1．按下列条件绘出A-B⼆元相图：（1）A组元（熔点600℃）与B组元（熔点500℃）在液态时⽆限互溶；（2）固态时，A在B中的最⼤固溶度为w A=0.30，室温时为w A=0.10；⽽B在固态下不溶于A；（3）300℃时发⽣共晶反应。
在A-B⼆元相图中，分析w B=0.6的合⾦平衡凝固后，在室温下的相组成物及组织组成物，并计算各相组成物的相对含量。
2．请绘出下列Fe-C合⾦极缓慢冷却到室温后的⾦相组织⽰意图，并标注各组织。
（腐蚀剂均为3%硝酸酒精）⼀、简答题（每题6分，共30分）1．原⼦的结合键有哪⼏种？各有什么特点？离⼦键：正负离⼦相互吸引；键合很强，⽆⽅向性；熔点、硬度⾼，固态不导电，导热性差。
共价键：相邻原⼦通过共⽤电⼦对结合；键合强，有⽅向性；熔点、硬度⾼，不导电，导热性有好有差。
⾦属键：⾦属正离⼦于⾃由电⼦相互吸引；键合较强，⽆⽅向性；熔点、硬度有⾼有低，导热导电性好。
材料科学基础材料科学,冶金工程,力学模拟试卷理工学院模拟试卷十一
材料科学基础材料科学,冶金工程,力学模拟试卷理工学院模拟试卷十一模拟试卷十一一、选择（每题2分，共16分）1、若有n个等大球体作最紧密堆积时，就必定有个八面体空隙和个四面体空隙。
A、n nB、n 2nC、 2n n2、在硅酸盐熔体配料中增加Na2O的含量，其粘度会A、增加B、降低C、不变3、透辉石CaMgISi2O6J属于状硅酸盐结构A、链状B、层状C、架状4、当相变焓△H＞0时，相变自发进行的条件是T T0A、大于B、小于C、等于5、同价阳离子所饱和的粘土，其ζ-电位随离子半径减小而( )A、降低B、升高C、改变符号6、晶体的表面能与所显露的那个晶面有关，密排的晶面表面能( )A、最低B、最高C、适中7、粘土粒子破键引起的荷电与溶液介质的PH值有关，高岭石在酸性介质中，边面带( )价电荷。
A、－2B、0C、＋18、在烧结过程中，只改变气孔形状而不引起坯体致密化的传质方式有( )A、溶解－沉淀B、蒸发－凝聚C、流动传质二、填空题（每题2分，共14分）1、当熔体对成核剂完全润湿时（即θ＝00），△G K＝。
2、通过延长烧结时间，使固相烧结的坯体更致密。
3、在离子晶体结构中，正离子的配位数取决于。
4、扩散常数D与温度T的定量关系式为。
5、r k为晶核的临界半径，当r＞r k时，随r的增加，系统的△G ，析晶过程自发进行。
6、在一般情况下，离子晶体中的扩散在低温下以扩散为主，而在高温下，则以扩散为主。
7、烧结中蒸发—凝聚传质推动力的表现形式为。
三、判断题（每小题1分，共10分）1、由固溶体引入的杂质离子缺陷引起的扩散为本征扩散。
2、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。
3、二次再结晶对所有烧结都是有害的，所以我们要尽量克服。
4、空位是由热缺陷引起的扩散为本征扩散。
5、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。
6、晶体是内部质点在三维空间作周期性重复排列的固体。
材料科学基础模拟试卷
《材料科学基础》模拟试卷(一)一、概念辨析题（说明以下各组概念的异同。
任选六题，每题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 画出成份过冷形成原理示用意（至少画出三个图）。
3 综合画出冷变形金属在加热时的组织转变示用意和晶粒大小、内应力、强度和塑性转变趋势图。
4 以“固溶体中溶质原子的作用”为主线，用框图法成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 在点阵当选取晶胞的原那么有哪些？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 如何依照三元相图中的垂直截面图和液相单变量线判定四相反映类型？5 材料结晶的必要条件有哪些？6 细化材料铸态晶粒的方法有哪些？7 简述共晶系合金的不平稳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要紧缘故是什么？10 哪一种晶体缺点是热力学平稳的缺点，什么缘故？四、分析题（任选1题。
10分）1 计算含碳量w=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必然律，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、答复、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) 指出引发滑移的单位位错的柏氏矢量.(2) 若是滑移由纯刃型位错引发,试指出位错线的方向.(3) 若是滑移由纯螺型位错引发,试指出位错线的方向.(4) 在(2),(3)两种情形下,位错线的滑移方向如何?(5) 若是在该滑移系上作用一大小为的切应力，试确信单位刃型位错和螺型位错线受力的大小和方向。
材料科学基础试题及答案
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，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=×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：，氮：，碳：，硼：，?-Fe ：，?-Fe ：。
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。
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1、单项选择题 低碳钢拉伸应力一应变图中，σ-E 曲线上对应的最大应力值称为（ ）.A.弹性极限 B.屈服强度 C.抗拉强度 D.断裂强度 本题答案： 2、单项选择题 对于置换型固溶体仅从离子尺寸考虑，当Δ=（r1-r2）/r1>30%时，生成（ ）。
A.化合物 B.连续型固溶体 C.有限型固溶体 D.不生成固溶体 本题答案： 3、名词解释 晶胞 本题答案： 4、填空题 产品检验在（ ）状态40W 白炽灯下，距离为（ ），视力为1.0以上进行目视。
本题答案：姓名：________________ 班级：________________ 学号：________________--------------------密----------------------------------封 ----------------------------------------------线----------------------5、问答题为什么气孔弯曲表面会出现过剩空位浓度。
本题答案：6、问答题什么是复合材料界面？本题答案：7、多项选择题非均相溶液聚合体系（）。
A.醋酸乙烯以甲醇为溶剂的溶液聚合体系。
B.丙烯腈以浓的NaCNS水溶液为溶剂的溶液聚合体系。
C.丙烯腈以水为溶剂的溶液聚合体系。
D.苯乙烯、顺丁烯二酸酐以苯为溶剂的溶液共聚合体系。
本题答案：8、单项选择题下列哪项不是混合过程中发生的主要作用（）A.剪切和挤压B.分流，合并和置换C.拉伸和聚集D.扩散和对流本题答案：9、名词解释磁功能材料本题答案：10、多项选择题对于易吸湿性塑料品种而言（如PA类等），环境湿度对其性能有较大影响，吸湿后会使（）下降。
A.力学强度B.电性能C.尺寸稳定性D.密度本题答案：11、判断题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。
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1、单项选择题 BHET 缩聚时产物中去除小分子物质是（ ）A.水 B.乙二醇 C.甲醇 D.对苯二甲酸 本题答案： 2、填空题 保存氢氧化铁胶体的条件是（ ）、（ ）。
本题答案： 3、判断题 电子材料衬里是超硬材料的一种应用，可以延长其寿命. 本题答案： 4、判断题 加热用的红外灯用的是800~1000nm 。
本题答案： 5、判断题 随温度的升高，自由体积减小，聚合物粘度下降。
本题答案： 6、名词解释 间隙扩散 本题答案：姓名：________________ 班级：________________ 学号：________________--------------------密----------------------------------封 ----------------------------------------------线----------------------7、单项选择题根据相变过程的温度条件，若相变过程是放热过程，则该过程必须（）。
A.过热B.过冷却C.吸热D.平衡本题答案：8、单项选择题具有鳞片结构，织物易产生缩绒现象的纤维是（）A.棉B.麻C.羊毛D.蚕丝本题答案：9、名词解释惯习面本题答案：10、单项选择题晶体中大量原子集合在一起，原来相同的能级分裂为大量的与原来能级很接近的新能级，这些新能级所分布的能量范围称为（）A.能带B.允带C.满带D.禁带本题答案：11、问答题控制球晶大小的方法有哪些？本题答案：12、判断题链段运动和整段运动均需在温度T＞Tf才可实现。
本题答案：13、问答题金刚石结构中C原子按面心立方排列，为什么其堆积系数仅为34%。
本题答案：14、名词解释亚稳相本题答案：15、问答题试证明等径球体六方紧密堆积的六方晶胞的轴比c/a≈1.633。
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1、问答题 请解释何谓产品”缺点”？ 本题答案： 2、填空题 聚合物在成型加工过程中主要应用的初混合设备包括（ ）、（ ）、（ ）等；主要的混合塑炼设备包括（ ）、（ ）、（ ）等. 本题答案： 3、判断题 陶瓷的物理、化学、力学性能主要取决于主晶相。
本题答案： 4、判断题 陶瓷复合材料中，连续纤维的增韧效果远远高于颗粒增韧的效果。
本题答案： 5、判断题 注射过程包括加料、塑化、注射、冷却和脱模五大过程。
本题答案： 6、判断题 受热后软化，冷却后又变硬，可重复循环的塑料称为热塑性塑料。
本题答案： 7、填空题 功能陶瓷性能的调节优化方法有非化学式计量、（ ）、（ ）等，另外还姓名：________________ 班级：________________ 学号：________________--------------------密----------------------------------封 ----------------------------------------------线----------------------可通过改变工艺条件而改变陶瓷的（），从而改变陶瓷的性能。
本题答案：8、判断题催化剂中金属原子或金属离子的d轨道一般为全充满。
本题答案：9、单项选择题阴离子聚合反应的引发剂为（）A.亲电性试剂B.亲和性试剂C.两性试剂D.无电性的试剂本题答案：10、填空题聚合物在加工过程中的形变都是在外力和温度共同作用下，大分子（）和（）的结果。
本题答案：11、填空题普通陶瓷的主要原料是（）（）（）。
本题答案：12、单项选择题β-SiC属于（）晶系。
A.正交B.六方C.立方D.四方本题答案：13、判断题熟料的热耗表示生产1kg熟料所消耗的热量。
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l 熔体破碎 本题答案： 7、判断题 聚合物结晶的基本特点有结晶速度慢、结晶不完全、结晶聚合没有清晰的熔点。
本题答案： 8、多项选择题 旋转反映轴Ls2可以等效表达为：（ ）A.C B.Li1 C.L2＋C D.L2＋P 本题答案： 9、问答题 简述纤维增强的机理，并说明增强纤维与基体复合时应注意有关强化的几个问题。
本题答案： 10、单项选择题 下列纤维增强材料中，属于有机纤维的是（ ）A.玻璃纤维 B.硼纤维 C.合成纤维 本题答案：姓名：________________ 班级：________________ 学号：________________--------------------密----------------------------------封 ----------------------------------------------线----------------------11、多项选择题高聚物的热转变有（）。
A.玻璃化转变B.黏性流动C.熔化D.汽化本题答案：12、单项选择题天然胶采用开放式炼胶机混炼时，辊温50-60℃、用密炼机时采用一段法；丁苯胶用密炼机混炼采用（）；氯丁胶采用开放式炼胶机混炼时，辊温40-50℃、用密炼机时采用（）.A.一段法；一段法B.一段法；二段法C.二段法；一段法D.二段法；二段法本题答案：13、判断题干燥速度主要取决于坯体的内扩散速度和外扩散速度，同时，坯体的干燥速率也受传热效率，坯泥性能，坯体形状和厚度等影响。
本题答案：14、单项选择题氧化镁晶胞中有（）套等同点。
A.2B.3C.4D.6本题答案：15、单项选择题CaTiO3在高温时为（）晶系。
A.三斜B.六方C.四方D.立方本题答案：16、问答题分析说明：为什么非均相成核比均相成核更易进行？本题答案：17、名词解释回火索氏体本题答案：18、问答题试从结构和能量的观点解释为什么D晶界>D晶内？本题答案：19、单项选择题润湿的过程是体系吉布斯自由能（）的过程。
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材料科学：材料科学与工程测试模拟考试卷 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。
l 本题答案： 7、多项选择题 根据无规则网络学说，氧多面体中正离子配位数一般为（ ）A.2 B.3 C.4 D.6 本题答案： 8、单项选择题 天然胶采用开放式炼胶机混炼时，辊温50-60℃、用密炼机时采用一段法；丁苯胶用密炼机混炼采用（ ）；氯丁胶采用开放式炼胶机混炼时，辊温40-50℃、用密炼机时采用（ ）.A.一段法；一段法 B.一段法；二段法 C.二段法；一段法 D.二段法；二段法 本题答案： 9、单项选择题 混合定律（ ）A 、表示复合材料性能随组元材料体积含量呈线性变化。
B 、表示复合材料性能随组元材料体积含量呈曲性变化。
C 、表达了复合材料的性能与基体和增强体性能与含量的变化。
D 、考虑了增强体的分布和取向。
本题答案：姓名：________________ 班级：________________ 学号：________________--------------------密----------------------------------封 ----------------------------------------------线----------------------10、单项选择题属于无机胶凝材料基体的是（）A.玻璃B.水泥C.陶瓷本题答案：11、问答题非化学计量缺陷的浓度与周围气氛的性质、压力大小相关，如果增大周围氧气的分压，非化学计量化合物Fe1-xO及Zn1+xO的密度将发生怎样变化？增大？减少？为什么？本题答案：12、问答题加工可以同样的方式使用，还可以指较大尺度上的改变，包括材料制造。
提高材料合成与加工的技术水平是我们的最重要的课题。
材料科学与工程的四要素是什么，它们之间的关系如何？本题答案：13、多项选择题单向纤维增强MMC的纵向拉伸模量（）A、随纤维体积含量的增加而增加。
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模拟试卷八一、名词解释1．结构弛豫【解】熔体在冷却时，熔体内的质点（分子、原子、离子）进行位移、重排、结构调整以达到该温度下的平衡态，并放出能量。
2．阳离子交换容量【解】表征阳离子交换能力的指标，以PH＝7时，100克干粘土吸附某种阳离子的毫克当量数表示。
3．本征扩散【解】依靠热缺陷（即：弗氏缺陷与肖特基缺陷所产生的空位）进行的扩散。
4．非均态成核【解】在异相界面进行的成核过程（异相界面：表面、容器壁、气泡杂质及晶核剂表面）。
5．二次再结晶【解】当正常晶粒长大过程被杂质或气孔阻止后，当基质相中存在一些晶粒大得多，晶面多得多的晶粒，以致晶粒可以越过杂质或气孔继续推移，从而大晶粒为晶核不断吞并周围小晶粒，而迅速长大成更大晶粒的过程。
二、填空1．常用的相平衡实验研究方法有__________、_________和__________三种。
2．化合物TiO2－X由于在组成上偏离化学计量而产生的晶格缺陷是________________，缺陷形成反应式为_____________________________，属于_________型非化学计量化合物，应在_________气氛下形成。
3．一种玻动的摩尔组成为24mol％Na2O，12mol％Al2O3，64mol％SiO2，其四个基本结构参数为Z＝__________，R＝___________, X＝___________, Y＝_________，非桥氧百分数X％＝____________。
4. 三种典型离子化合物PbI2、PbF2、CaF2的比表面能分别为130尔格/cm2、900尔格/cm2、2500尔格/cm2，由此可以预计这三种化合物的表面双电层厚度的大小次序为_________________________________。
5． 粘土粒子破键引起的荷电与介质的PH值有关，高岭土在酸性介质中边棱带______电荷；在碱性介质中边棱带____电荷。
6．某物质在800°C时扩散系数为10－10cm2/s，在1200°C时为10－4cm2/s，则该物质的扩散活化能为__________________kJ/mol。
7．固液相变时，非均态成核势垒与接触角q有关。
当q角分别为__________、_________和_________时，（1）非均态成核势垒与均态成核势垒相等；（2）不存在非均态成核势垒；（3）非均态成核势垒为均态成核势垒的一半。
8．归纳起来，固相反应中相界面上的化学反应通常包括以下三个过程：____________________________、___________________________和____________________________。
9. 烧结是基于粉体颗粒间的_____________，以及在___________作用下的______________而完成致密化过程。
10．少量添加物能促进烧结，其原因有四个：（1）________________________（2）_________________________（3）________________________（4）_________________________【解】1．差热分析法 加热或冷却曲线法 淬冷却2．氧离子空位 2Ti Ti +4O2Ti Ti′+Vo．．+3Oo x 缺氧还原性3． 4 2.14 0.27 3.73 12.65%4． PbI2>PbF2>CaF25． 正 负6． 453.857KJ/mol7． 180° 0°90°8． 反应物混合接触并产生表面效应 化学反应及新相生成 晶体生长和结为核子9． 接触和键合 表面张力 物质的传递10．形成液相 阻止晶型转变 抑制晶粒生长 形成固液体三、选择1．二元系统相图中，液相线平坦，这表明A. 随温度变化，液相量变化小B. 随温度变化，液相量变化大C. 出现液相的温度降低D. 出现液相的温度升高2．在几个球构成的六方或面心立方最紧密堆积中，存在的八面体空隙数为A. 个B. 个C. n个D. 2n个3．萤石（CaF2）晶体结构中，所有Ca2+作面立方密堆积，F－填充A. 全部四面体空隙B. 全部八面体空隙C. 四面体空隙D. 八面体空隙4．多种聚合程度不等的负离子团同时并存而不是一种独存，是硅酸盐熔体结构远程无序的实质。
当熔体的组成不变时，熔体中各级聚合体的数量与温度的关系是：温度升高A. 高聚体的数量多于低聚体的数量B. 高聚体的数量少于低聚体的数量C. 高聚体的数量增加D. 高聚体的数量减少5．在简单碱金属硅酸盐熔体R2O－SiO2中，正离子R+的含量对熔体的粘度颇具影响。
当R2O含量较高，即比值较大时，降低粘度的次序为：K+>Na+>Li+，这是因为A. K2O引入的游离氧最多，则降低粘度的作用最大B.[SiO4]连接方式已接近岛状，四面体基本上靠R－O键相连，R+半径越大，R－O键力越弱。
C. 因rLi+<rNa+<rk+，Li+极化能力最强D. [SiO4]间的Si－O键是粘度的主要表征，R+半径越小，对Si－O键的削弱能力越强 6．粘土的许多性能与所吸附的阳离子种类有关。
当粘土吸附不同阳离子后，其性能的变化规律以箭头（大®小）表示的是A. 泥浆的稳定性B. 泥浆的流动性C. 泥浆的滤水性D. 泥浆的ζ电位7． 当液体（L）与固体（S）相接触，固体不被液体所润湿，则两相的表面张力关系应为 A.σSV－σSL<σLV B. σSV－σSL>σLVC. σSV >σSLD. σSV <σSL8．在不稳定扩散条件下，描述介质中各点作为时间函数的扩散物质聚积过程的 菲克第二定理，其基本数学表达式为A. B. J=C. D.9．气体通过玻璃的渗透率随玻璃中以下物质含量的增加而增加A. 网络形成离子B. 网络中间离子C. 网络改变离子D. 杂质离子10．以体积扩散传质为主的烧结过程，烧结初期线收缩率与时间t的（ ）次方成正比A. B. C. D.【解】1．B 2.C 3.A4.D5.B6.C7.D8.C9.A 10.B四、计算与问答（共45分）1．（5分）玻璃与金属封接，为什么要预先在金属表面作氧化处理，其作用如何？ 【解】降低金属－玻璃界面能2．（5分）在组成为16Na2O·xB2O3·（84－x）SiO2的熔体中，当x<15mol%时，增加B2O3的含量，使粘度增大；当x>15mol%时，增加B2O3的含量，则反而会使粘度降低，请解释原因。
【解】B2O3<15mol% Na2O/ B2O3>1生成了[BO4] 粘度增大B2O3>15mol% Na2O/ B2O3<1生成了[BO3] 粘度减小3．（5分）在注浆成型的泥浆中常搭配一些回坯泥（回坯泥中含有少量石膏屑CaSO4），结果使泥浆变稠，为什么？欲降低泥浆粘度应采取什么措施？【解】Ca-粘土＋Na2SiO3+CaSO4 Na-粘土+Ca SiO3↓+Na2SO4使离子交换不完全，粘度增加，应加适量BaCO3Ca-粘土+ Na2SiO3 +CaSO4Na-粘土+ Ca SiO3↓+CaCO3↓交换完全形成Na-粘土 粘度减小但是如果BaCO3过多会形成Ba-粘土，流动性更差如果过少，不能消除[SO4]4-的影响4．（10分）由A向B的液固相变中，单位体积自由焓变化DG V在1000℃时是－100卡/cm3，在900℃时是－500卡/cm3，设A－B间的界面能为500尔格/cm2，求：（1）在900℃和1000℃时的临界半径；（2）在1000℃时进行相变时所需的能量。
【解】r*=–2γ/△G v（1）1000℃：r1＝－（2×500）/(－100×107×4.18)= 2.39×10－7cm=23.9Ǻ900℃：r2＝－（2×500）/(－500×107×4.18)= 4.78×10－8cm=4.78 Ǻ（2）△G=－(16×3.14×5003)/[3×（100×4.18×10×107）2=1.198×10-10尔格＝2.866×10-18卡5．（10分）由SiO2和Al2O3粉反应生成莫来石的过程是由扩散控制的反应，符合杨德方程，如果活化能为50千卡/mol，反应在1400℃进行1小时，只完成10％，那么1500℃下进行4小时，反应将完成多少？为加快反应进程可采取哪些有效措施？（气体常数R＝1.987卡/mol·k）【解】[1－（1－G）1/3]2=kt=k0exp（－Q/RT）t因为 G＝0.1 t=1h Q=50千卡＝50×103×4.18J/molT=1673K 代入上式 得k0=3995.5h-1所以 T＝1773K t=4h有[1－（1－G）1/3]2＝3995.5[exp(-50×103×4.18)/(8.314×1773)] ×4得G＝28.4%加速反应进程：（1）提高温度（2）减少物料细度及提高均匀度（3）加矿化剂（4）加压力（5）利用SiO2的多晶转变6．（10分）如图为ABC三元系统相图，存在两个化合物S1S2，（1）说明化合物S1与S2的性质；（2）划分三角形，判断各三元无变量点E、G、F的性质，并写出相平衡方程；（3）用箭头标出DABC边上及各界线上的温降方向，并判断各界线性质；（4）写出熔体M的固体混合物的的加热过程表达式，并计算液相 成点刚要离开三元无变量点时和相 的百分含量（用线段表示）；（5）若熔体组成点在DABC内，最后析晶产物能否同时获得A、B、C，为什么？【解】（1）S1：二元一致熔S2：二元一致熔（2）E：低熔点 LE↔B+ S2+CF、G都是单转熔点F：LF+ S1↔ S2+CG：LG+A↔ S1+ S2（3）e2T 转熔线 L+B↔ S2（4）固相(a) 液相E液相量％＝aM/aE×100%固相量B量％＝（aM/aE）×（S2a/ S2B）×100%固相量S2量％＝（EM/aE）×（Ba/ S2B）×100%B+ S2+C L B+ S2L S2 B+L BL固相：M a b B B消失 F=0(消失)F=1 F=1 (S2消失) F=2液相：E ET C M （5）、不能同时得到A、B、C 因为无以A、B、C为顶角的副三角形。