材料结构与性能试题及详细答案
材料物理性能试题及其答案
西 安 科 技 大 学 2011—2012学 年 第 2 学 期 考 试 试 题（卷）学院：材料科学与工程学院 班级： 姓名： 学号：———装 订 线————————装 订 线 以 内 不 准 作 任 何 标 记————————装 订 线———西 安 科 技 大 学 2011—2012 学 年 第 2 学 期 考 试 试 题（卷）学院：材料科学与工程学院 班级： 姓名： 学号：———装 订 线————————装 订 线 以 内 不 准 作 任 何 标 记————————装 订 线———材料物理性能 A卷答案一、填空题（每空1分，共25分）：1、电子运动服从量子力学原理周期性势场2、导电性能介电性能3、电子极化原子（离子）极化取向极化4、完全导电性（零电阻）完全抗磁性5、电子轨道磁矩电子自旋磁矩原子核自旋磁矩6、越大越小7、电子导热声子导热声子导热8、示差热分析仪（DTA）、示差扫描热分析（DSC）、热重分析（TG）9、弹性后效降低（减小）10、机械能频率静滞后型内耗二、是非题（每题2分，共20分）：1、√2、×3、×4、√5、×6、√7、×8、×9、×10、√三、名词解释（每题3分，共15分）：1、费米能：按自由电子近似，电子的等能面在k空间是关于原点对称的球面。
特别有意义的是E=E F的等能面，它被称为费米面，相应的能量成为费米能。
2、顺磁体：原子内部存在永久磁矩，无外磁场，材料无规则的热运动使得材料没有磁性，当外磁场作用，每个原子的磁矩比较规则取向，物质显示弱磁场，这样的磁体称顺磁体。
3、魏得曼-弗兰兹定律：在室温下许多金属的热导率与电导率之比几乎相同，而不随金属的不同而改变。
4、因瓦效应：材料在一定温度范围内所产生的膨胀系数值低于正常规律的膨胀系数值的现象。
5、弛豫模量：教材P200四、简答题（每题6分，共30分）：1、阐述导体、半导体和绝缘体的能带结构特点。
材料结构与性能题库答案2014
m
m
422
4
4mm（完全）4mm（简略）；
（完全） mm（简略）；
mmm
m
4 （完全） 4 （简略）； 4 2m（完全） 4 2m（简略）。
三方晶系点群有 3（完全）3（简略）
32（完全）32（简略）；3m（完全）3m（简略）；
3（完全）3（简略）； 3 2 （完全） 3m（简略）。 m
六方晶系点群有 6（完全）6（简略）；
3、试述晶体的微观对称元素及其含义。 1）平移轴：为一直线，图形沿此直线移动一定距离，可使等同部分重合，亦即 整个图形复原。 2）螺旋轴：为晶体中一条假想直线，当晶体结构围绕此直线旋转一定角度，并 平行此直线平移一定距离后，结构中的每一质点都与其相同的质点重合。螺旋轴 可分为 21，31，32，41，42，43，61，62，63，64，65 等共 11 种。 3）滑移面：又称影像面，是晶体结构中一假想的平面，当结构沿此平面反映， 并平行此平面移动一定距离后，整个结构自相重合。滑移面有 5 种，分别为 a， b，c，n，d。
在[100]方向有对称轴 2 及与之垂直的对称面 m。
422
I4/mmm 所对应的点群为 4/mmm，其完整形式为
，晶体的点阵为体心
mmm
四方结构。
在[001]方向有对称轴 4 及与之垂直的对称面 m；
在[100]方向有对称轴及与之垂直的 2 对称面 m；
在[110]方向有对称轴 2 及与之垂直的对称面 m。
当激光通过点群为432，622，422以外的非中心对称性晶体时，其波长会缩 短一倍，即频率增加一倍。检测透过晶体的激光透过频率，若有倍频效应则该晶 体没有中心对称性。 压电效应 答：
压电效应只会发生在没有中心对称的晶体中。
材料结构与性能解答(全).doc
材料结构与性能解答(全)1、离子键及其形成的离子晶体陶瓷材料的特征。
答当一个原子放出最外层的一个或几个电子成为正离子，而另一个原子接受这些电子而成为负离子，结果正负离子由于库仑力的作用而相互靠近。
靠近到一定程度时两闭合壳层的电子云因发生重叠而产生斥力。
这种斥力与吸引力达到平衡的时候就形成了离子键。
此时原子的电中性得到维持，每一个原子都达到稳定的满壳层的电子结构，其总能量达到最低，系统处于最稳定状态。
因此，离子键是由正负离子间的库仑引力构成。
由离子键构成的晶体称为离子晶体。
离子晶体一般由电离能较小的金属原子和电子亲和力较大的非金属原子构成。
离子晶体的结构与特性由离子尺寸、离子间堆积方式、配位数及离子的极化等因素有关。
离子键、离子晶体及由具有离子键结构的陶瓷的特性有A、离子晶体具有较高的配位数，在离子尺寸因素合适的条件下可形成最密排的结构；B、离子键没有方向性C、离子键结合强度随电荷的增加而增大，且熔点升高，离子键型陶瓷高强度、高硬度、高熔点；D、离子晶体中很难产生自由运动的电子，低温下的电导率低，绝缘性能优良；E、在熔融状态或液态，阳离子、阴离子在电场的作用下可以运动，故高温下具有良好的离子导电性。
F、吸收红外波、透过可见波长的光，即可制得透明陶瓷。
2、共价键及其形成的陶瓷材料具有的特征。
答当两个或多个原子共享其公有电子，各自达到稳定的、满壳层的状态时就形成共价键。
由于共价电子的共享，原子形成共价键的数目就受到了电子结构的限制，因此共价键具有饱和性。
由于共价键的方向性，使共价晶体不密堆排列。
这对陶瓷的性能有很大影响，特别是密度和热膨胀性，典型的共价键陶瓷的热膨胀系数相当低，由于个别原子的热膨胀量被结构中的自由空间消化掉了。
共价键及共价晶体具有以下特点A、共价键具有高的方向性和饱和性；B、共价键为非密排结构；C、典型的共价键晶体具有高强度、高硬度、高熔点的特性。
D、具有较低的热膨胀系数；E、共价键由具有相似电负性的原子所形成。
材料结构与性能试题及详细答案
《材料结构与性能》试题一、名词解释（20分）原子半径，电负性，相变增韧、Suzuki气团原子半径：按照量子力学的观点，电子在核外运动没有固定的轨道，只是概率分布不同，因此对原子来说不存在固定的半径。
根据原子间作用力的不同，原子半径一般可分为三种：共价半径、金属半径和范德瓦尔斯半径。
通常把统和双原子分子中相邻两原子的核间距的一半，即共价键键长的一半，称作该原子的共价半径（r c）；金属单质晶体中相邻原子核间距的一半称为金属半径（r M）；范德瓦尔斯半径（r V）是晶体中靠范德瓦尔斯力吸引的两相邻原子核间距的一半，如稀有气体。
电负性：Parr等人精确理论定义电负性为化学势的负值，是体系外势场不变的条件下电子的总能量对总电子数的变化率。
相变增韧：相变增韧是由含ZrO2的陶瓷通过应力诱发四方相（t相）向单斜相（m相）转变而引起的韧性增加。
当裂纹受到外力作用而扩展时，裂纹尖端形成的较大应力场将会诱发其周围亚稳t-ZrO2向稳定m-ZrO2转变，这种转变为马氏体转变，将产生近4%的体积膨胀和1%-7%的剪切应变，对裂纹周围的基体产生压应力，阻碍裂纹扩展。
而且相变过程中也消耗能量，抑制裂纹扩展，提高材料断裂韧性。
Suzuki气团：晶体中的扩展位错为保持热平衡，其层错区与溶质原子间将产生相互作用，该作用被成为化学交互作用，作用的结果使溶质原子富集于层错区内，造成层错区内的溶质原子浓度与在基体中的浓度存在差别。
这种不均匀分布的溶质原子具有阻碍位错运动的作用，也成为Suzuki气团。
二、简述位错与溶质原子间有哪些交互作用。
（15分）答：从交互做作用的性质来说，可分为弹性交互作用、静电交互作用和化学交互作用三类。
弹性交互作用：位错与溶质原子的交互作用主要来源于溶质原子与基体原子间由于体积不同引起的弹性畸变与位错间的弹性交互作用。
形成Cottrell气团，甚至Snoek气团对晶体起到强化作用。
弹性交互作用的另一种情况是溶质原子核基体的弹性模量不同而产生的交互作用。
材料结构与性能复习题答案(仅供参考)
1 钢分类的方法有哪几种？钢中常用合金元素有哪些是强碳化物形成元素?中强碳化物形成元素?钢的分类方法有5种：1）按化学成分,有碳素钢（低碳钢，中碳钢，高碳钢），合金钢；2）按质量，有普通钢，优质钢，高级优质钢；3)按用途，有结构钢,工具钢，特殊钢；4）按炼钢方法，有转炉钢，平炉钢,电炉钢；5)按浇筑前脱氧程度，有镇静钢,沸腾钢,半镇静钢。
强碳化合物形成元素：Hf,Zr，Ti，Ta,Nb,V中强碳化合物形成元素:W,Mo2 合金钢的主要优点是什么？常用以提高钢淬透性的元素有哪些？强烈阻碍奥氏体晶粒长大的元素有哪些？提高回火稳定性的元素有哪些？合金钢主要优点:优异的力学性能和其他性能,既有高的强度，又有足够韧性和塑性。
提高钢淬透性的元素：B,Mn,Cr，Mo,Si，Ni强烈阻碍奥氏体晶粒长大的元素:Hf,Zr，Ti，Ta,Nb,V提高回火稳定性的元素：V，Nb,Cr,Mo,W3 解释下列现象：（1)大多数合金钢的热处理温度比相同含碳量的碳素钢高；（2）大多数合金钢比相同含碳量的碳素钢具有较高的回火稳定性；（3）含碳量为0.4％、含铬量为12％的铬钢属于过共析钢,而含碳量为1。
5%、含铬量为12%的铬钢属于莱氏体钢;（4）高速钢在热断货热轧后经空冷获得马氏体钢。
1）热处理目的是让碳及合金元素充分溶解，合金元素扩散速度慢,另外合金元素形成的碳化物溶解需要更高温度和时间.2) 由于合金钢中含有较多的碳化物形成元素如,Cr、W、Mo、Ti、V等,它们与碳有较强的亲和力，使碳化物由马氏体向奥氏体溶解时，合金元素扩散困难，加之合金碳化物的稳定性高，使碳化物的溶解比较困难，合金钢在加热时需要较高的温度和较长的时间.因此，合金钢具有较高的回火稳定性.3）按照金相组织来看，含碳量为0.4%、含铬量为12％的铬钢平衡态是渗碳体加珠光体，含碳量为1.5%、含铬量为12％的铬钢平衡态出现莱氏体。
4）由于高速钢的合金元素含量高,C曲线右移，一般合金元素越高临界冷却速度越小，淬透性越好，当空冷的冷却速度大于临界冷却速度时，空冷即可获得马氏体。
材料结构与性能答案分析
1.材料的结构层次有哪些，分别在什么尺度，用什么仪器进行分析？现在,人们通过大量的科学研究和工程实践,已经充分认识到物质结构的尺度和层次是有决定性意义的。
在不同的尺度下,主要的,或者说起决定性的问题现象和机理都有很大的差异,因此需要我们用不同的思路和方法去研究解决这些问题。
更值得注意的是空间尺度与时间尺度还紧密相关,不同空间尺度下事件发生及进行的时间尺度也很不相同。
一般地讲,空间尺度越大的,则描述事件的时间尺度也应越长。
不同的学科关注不同尺度的时空中发生的事件。
现代科学则按人眼能否直接观察到,且是否涉及分子、原子、电子等的内部结构或机制,而将世界粗略地划分为宏观(Macro-scopic)世界和微观(Microscopic)世界。
之后,又有人将可以用光学显微镜观察到的尺度范围单独分出,特别地称作/显微结构(世界)。
随着近年来材料科学的迅速发展,材料科学家中有人将微观世界作了更细致地划分。
而研究基本粒子的物理学家可能还会把尺度向更小的方向收缩,并给出另外的命名。
对于宏观世界,根据尺度的不同,或许还可以细分为/宇宙尺度/太阳系尺度/地球尺度和/工程及人体尺度等。
人类的研究尺度已小至基本粒子,大至全宇宙。
但到目前为止,关于/世界的认识还在不断深化,因而对其划分也就还处于变动之中。
即使是按以上的层次划分,其各界之间的边界也比较模糊,有许多现象会在几个尺度层次中发生。
在材料科学与工程领域中,对于材料结构层次的划分尚不统一,可以列举出许多种划分方法,例如:有的材料设计科学家按研究对象的空间尺度划分为三个层次:(1)工程设计层次:尺度对应于宏观材料,涉及大块材料的加工和使用性能的设计研究。
(2)连续模型尺度:典型尺度在1Lm量级,这时材料被看作连续介质,不考虑其中单个原子、分子的行为。
(3)微观设计层次:空间尺度在1nm量级,是原子、分子层次的设计。
国外有的计算材料学家,按空间和时间尺度划分四个层次〔1〕,即(1)宏观这是人类日常活动的主要范围,即人通过自身的体力,或借助于器械、机械等所能通达的时空。
(完整版)材料性能学考卷及答案
3、说明K I和K IC的异同。
对比K IC和K C的区别，说明K I和K IC中的I的含义。
（6分）
K Ic代表的是材料的断裂力学性能指标，是临界应力场强度因子，取决于材料的成分、组织结构等内在因素。
K I是力学参量，表示裂纹尖端应力场强度的大小，取决于外加应力、尺寸和裂纹类型，与材料无关。
（3分）
K Ic称为平面应变的断裂韧性，K c为平面应力的断裂韧性。
对于同一材料而言，K Ic<K c，平面应变状态更危险，通常以前者衡
量材料的断裂韧性。
K
IC 中的I代表平面应变，K
I
的I表示I型裂纹。
2
2
22
2)1(23
12
13
12
3)
121121()112112(21
1
12)1
12112(1231)1
21121(112R w w w w w
w R
w w n n n n n n n n w w R n n w w -=⨯=-=+-=+-=+--=-=+--=分）
五、证明题（共8分）
一入射光以较小的入射角内i 和折射角r 穿过一透明玻璃板。
证明透过后的光强系数为（1-R ）2。
设玻璃对光的衰减不变。
设空气为介质1，透明玻璃为介质2，光进入到玻璃之前的能量为W1,进入到玻璃之后光的能量为W2，再次进入到空气中后的能量为W3，则透过后的光强系数应为w3/w1（2分）。
则有
（1分） （1分） （1分） （1分） （1分） （1分）。
结构材料试题及答案高中
结构材料试题及答案高中一、选择题1. 下列哪项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. 良好的耐蚀性答案：A2. 陶瓷材料的主要组成是：A. 金属氧化物B. 硅酸盐C. 有机高分子D. 碳素答案：B3. 以下哪种材料不是高分子材料？A. 塑料B. 橡胶C. 纤维D. 玻璃答案：D二、填空题4. 金属材料的强度和硬度通常随着其______的增加而提高。
答案：碳含量5. 玻璃是一种______材料，具有透明性和良好的化学稳定性。
答案：无机非金属材料6. 复合材料是由两种或两种以上不同性质的材料，通过物理或化学方法组合而成的新型材料，具有______的特点。
答案：各组分性能互补三、简答题7. 简述金属材料的一般加工方法。
答案：金属材料的一般加工方法包括铸造、锻造、轧制、挤压、拉拔等。
这些方法可以改变金属材料的形状和尺寸，以满足不同的使用需求。
8. 什么是复合材料？请举例说明。
答案：复合材料是由两种或两种以上不同性质的材料，通过物理或化学方法组合而成的新型材料。
例如，碳纤维增强塑料（CFRP）就是将碳纤维与塑料基体结合，以提高材料的强度和刚度。
四、论述题9. 论述金属材料在现代工业中的应用及其重要性。
答案：金属材料在现代工业中具有广泛的应用，包括建筑、汽车、航空、电子等多个领域。
金属材料因其高强度、良好的导电性和导热性、可塑性等特性，在这些领域中发挥着不可替代的作用。
例如，在建筑领域，钢结构因其轻质、高强度而被广泛使用；在汽车制造中，金属材料用于制造车身和发动机部件，以提高车辆的性能和安全性。
金属材料的广泛应用对推动现代工业的发展具有重要意义。
结束语：通过本试题的学习和练习，同学们应该对结构材料有了更深入的了解，包括它们的分类、特性以及在工业中的应用。
希望同学们能够将所学知识应用于实际问题的解决中，不断提高自己的科学素养和实践能力。
高中化学化学物质的结构与性质专项训练试题及解析
高中化学化学物质的结构与性质专项训练试题及解析一、物质的结构与性质的综合性考察1．2020年，自修复材料、自适应材料、新型传感材料等智能材料技术将大量涌现，为生物医疗、国防军事以及航空航天等领域发展提供支撑。
（1）我国科研工作者基于丁二酮肟氨酯基团的多重反应性，研制了一种强韧、自愈的超级防护材料，其中的分子机制如图所示。
Cu在元素周期表中位于_____区，M层中核外电子能量最高的电子云在空间有_____个伸展方向。
C、N、O第一电离能由大到小的顺序为_____________（2）氧化石墨烯基水凝胶是一类新型复合材料，对氧化石墨烯进行还原可得到还原氧化石墨烯，二者的结构如图所示：还原石墨烯中碳原子的杂化形式是______，上图中氧化石墨烯转化为还原石墨烯时，1号C 与其相邻 C原子间键能的变化是_____________（填“变大”、“变小”或“不变”），二者当中在水溶液中溶解度更大的是____________ （填物质名称），原因为__________________（3）砷化硼是近期受到广泛关注一种III—V半导体材料。
砷化硼为立方晶系晶体，该晶胞中原子的分数坐标为：B：（0，0，0）；（，，0）；（，0，）；（0，，）；……As：（，，）；（，，）；（，，）；（，，）请在图中画出砷化硼晶胞的俯视图．．．．．．．．．．．___________，已知晶体密度为dg/cm3，As半径为a pm，假设As、B原子相切，则B原子的半径为_________pm（写计算表达式）。
2．物质的组成与结构决定了物质的性质与变化。
回答下列问题：（1）基态铁原子简化的电子排布式为[Ar]___。
（2）硫酸镍溶于氨水形成[Ni(NH3)6]SO4蓝色溶液。
①[Ni(NH3)6]SO4中阴离子的立体构型是___。
②在[Ni(NH3)6]2+中Ni2+与NH3之间形成的化学键称为___，提供孤电子对的成键原子是___。
[工学]材料结构与性能试题-答案
![[工学]材料结构与性能试题-答案](https://img.taocdn.com/s3/m/89ff2326941ea76e58fa04e1.png)
材料结构与性能试题1、高分子结构特点：包括近程结构和远程结构。
近程包括原子种类和排列、结构单元链接方式、支化与交联、序列结构和构型。
原子种类和排列：碳链高分子、杂链高分子、元素有机高分子、梯形和双螺旋形高分子、端基。
结构单元链接方式：是指结构单元在高分子链中的联结方式，如头—尾、头—头、尾—尾等。
支化与交联：支化破坏了分子的规整性，故结晶度大大降低。
交联是指高分子链之间通过支链连接成一个空间三维网状结构。
序列结构：以A 、B 两种单体单元所构成的共聚物为例，按连接方式可分为：交替共聚物、无规共聚物、嵌段共聚物、接枝共聚物。
构型：指分子中由化学键所固定的原子在空间的几何排列。
远程结构包括高分子链的大小和形态。
高分子链的大小（质量）包括相对分子质量(分子量)和相对分子质量分布(分子量分布)。
高分子链的形态(构象)：由于单键内旋转而产生的分子在空间的不同形态。
工程塑料ABS ：由丙稀腈，丁二烯和苯乙烯的三元接枝共聚物，因此兼具三种组分的特性：质硬、耐腐蚀、提高制品的拉伸强度和硬度。
SBS 嵌段共聚物：由阴离子聚合法制得的苯乙烯与丁二烯的共聚物。
聚丁二烯（PB ）常温下是橡胶，聚苯乙烯（PS ）则是硬性塑料，二者不相容，因此是两相结构。
PB 相形成连续的橡胶相，PS 则形成微区分散于树脂中对PB 起交联作用. 丁苯橡胶SBR ：是由苯乙烯与丁二烯在BPO 或氧化还原引发剂作用下，按照自由基聚合机理得到的无规共聚物。
2、答:非晶态聚合物典型的热--机械曲线如下图，存在两个斜率突变区，这两个突变区把热-机械曲线分为三个区域，分别对应于三种不同的力学状态，三种状态的性能与分子运动特征各有不同。
在区域I ，温度低，链段运动被冻结，只有侧基、链节、链长、键角等的局部运动，因此聚合物在外力作用下的形变小，具有胡克弹性行为：形变在瞬间完成，当外力除去后，形变又立即恢复，表现为质硬而脆，这种力学状态与无机玻温度形变 III III璃相似，称为玻璃态。
材料结构与性能试题及详细答案
《材料结构与性能》试题一、名词解释（20分）原子半径，电负性，相变增韧、Suzuki气团原子半径：按照量子力学的观点，电子在核外运动没有固定的轨道，只是概率分布不同，因此对原子来说不存在固定的半径。
根据原子间作用力的不同，原子半径一般可分为三种：共价半径、金属半径和范德瓦尔斯半径。
通常把统和双原子分子中相邻两原子的核间距的一半，即共价键键长的一半，称作该原子的共价半径（r c）；金属单质晶体中相邻原子核间距的一半称为金属半径（r M）；范德瓦尔斯半径（r V）是晶体中靠范德瓦尔斯力吸引的两相邻原子核间距的一半，如稀有气体。
电负性：Parr等人精确理论定义电负性为化学势的负值，是体系外势场不变的条件下电子的总能量对总电子数的变化率。
相变增韧：相变增韧是由含ZrO2的陶瓷通过应力诱发四方相（t相）向单斜相（m相）转变而引起的韧性增加。
当裂纹受到外力作用而扩展时，裂纹尖端形成的较大应力场将会诱发其周围亚稳t-ZrO2向稳定m-ZrO2转变，这种转变为马氏体转变，将产生近4%的体积膨胀和1%-7%的剪切应变，对裂纹周围的基体产生压应力，阻碍裂纹扩展。
而且相变过程中也消耗能量，抑制裂纹扩展，提高材料断裂韧性。
Suzuki气团：晶体中的扩展位错为保持热平衡，其层错区与溶质原子间将产生相互作用，该作用被成为化学交互作用，作用的结果使溶质原子富集于层错区内，造成层错区内的溶质原子浓度与在基体中的浓度存在差别。
这种不均匀分布的溶质原子具有阻碍位错运动的作用，也成为Suzuki气团。
二、简述位错与溶质原子间有哪些交互作用。
（15分）答：从交互做作用的性质来说，可分为弹性交互作用、静电交互作用和化学交互作用三类。
弹性交互作用：位错与溶质原子的交互作用主要来源于溶质原子与基体原子间由于体积不同引起的弹性畸变与位错间的弹性交互作用。
形成Cottrell气团，甚至Snoek气团对晶体起到强化作用。
弹性交互作用的另一种情况是溶质原子核基体的弹性模量不同而产生的交互作用。
《材料结构与性能》习题
《材料结构与性能》习题第一章1、一25cm长的圆杆，直径2.5mm，承受的轴向拉力4500N。
如直径拉细成2.4mm，问：1)设拉伸变形后，圆杆的体积维持不变，求拉伸后的长度；2)在此拉力下的真应力和真应变；3)在此拉力下的名义应力和名义应变。
比较以上计算结果并讨论之。
2、举一晶系，存在S14。
3、求图1.27所示一均一材料试样上的A点处的应力场和应变场。
4、一陶瓷含体积百分比为95%的Al2O3（E=380GPa）和5%的玻璃相（E=84GPa），计算上限及下限弹性模量。
如该陶瓷含有5%的气孔，估算其上限及下限弹性模量。
5、画两个曲线图，分别表示出应力弛豫与时间的关系和应变弛豫和时间的关系。
并注出：t=0,t=∞以及t=τε（或τσ）时的纵坐标。
6、一Al2O3晶体圆柱（图1.28），直径3mm，受轴向拉力F ，如临界抗剪强度τc=130MPa，求沿图中所示之一固定滑移系统时，所需之必要的拉力值。
同时计算在滑移面上的法向应力。
第二章1、求融熔石英的结合强度，设估计的表面能为1.75J/m2；Si-O的平衡原子间距为1.6×10-8cm；弹性模量值从60到75GPa。
2、融熔石英玻璃的性能参数为：E=73GPa；γ=1.56J/m2；理论强度。
如材料中存在最大长度为的内裂，且此内裂垂直于作用力的方向，计算由此而导致的强度折减系数。
3、证明材料断裂韧性的单边切口、三点弯曲梁法的计算公式：与是一回事。
4、一陶瓷三点弯曲试件，在受拉面上于跨度中间有一竖向切口如图2.41所示。
如果E=380GPa，μ=0.24，求KⅠc值，设极限载荷达50㎏。
计算此材料的断裂表面能。
5、一钢板受有长向拉应力350 MPa，如在材料中有一垂直于拉应力方向的中心穿透缺陷，长8mm（=2c）。
此钢材的屈服强度为1400MPa，计算塑性区尺寸r0及其与裂缝半长c的比值。
讨论用此试件来求KⅠc值的可能性。
6、一陶瓷零件上有以垂直于拉应力的边裂，如边裂长度为：①2mm；②0.049mm；③2μm，分别求上述三种情况下的临界应力。
材料结构与性能(山东联盟)知到章节答案智慧树2023年齐鲁工业大学
材料结构与性能（山东联盟）知到章节测试答案智慧树2023年最新齐鲁工业大学第一章测试1.塑性形变当外力去除后，材料恢复原状。
参考答案:错2.法向应力和剪应力的下标第一个字母代表应力作用面的法线应力，第二个字母表示应力作用的方向。
参考答案:对3.脆性材料的应力－应变的行为特点是应变与应力呈非线性关系.参考答案:错4.弹性模量与原子间结合力有关。
参考答案:对5.应变仅与应力有关。
参考答案:错第二章测试1.材料的理论结合强度是材料的非本征性能。
参考答案:错2.材料的断裂强度取决于裂纹的数量。
参考答案:错3.材料的平面应变断裂韧性大约材料的应力场强度因子时，材料是安全的。
参考答案:错4.理论强度只与弹性模量、表面能和晶格参数等材料常数有关，是常数的组合，属于材料的本征性能。
参考答案:对5.高强度的固体具有弹性模量E大、断裂能大、晶格常数a大的特征。
参考答案:错第三章测试1.通常结构紧密的晶体，膨胀系数都较小。
参考答案:错2.固体中的导热主要是由晶格振动的格波和自由电子的运动来实现的。
参考答案:对3.材料各种热学性能的物理本质，均与其晶格热振动有关。
参考答案:对4.晶格中不可能存在半波长比晶格常数a小的格波。
参考答案:对5.声频支可以看成是相邻原子具有不同的振动方向。
参考答案:错1.自然界中存在磁单极子。
参考答案:错2.物质的抗磁性是电子的轨道磁矩产生的。
参考答案:错3.顺磁体磁化是磁场克服热运动的干扰，使磁矩排向磁场的结果。
参考答案:对4.抗磁性材料M与H为非线性关系，磁化率χ为很小的负数。
参考答案:错5.顺磁体的原子或离子含有未填满的电子壳层(，或具有奇数个电子的原子，具有永久磁矩。
参考答案:对1.电阻率决定于材料的几何尺寸。
参考答案:错2.导体中所有的电子都参与导电。
参考答案:错3.当材料处于超导状态时，只要外加磁场不超过一定值，磁力线不能透入超导材料内。
参考答案:对4.太阳能电池材料的禁带不能太宽。
建筑装饰工程材料与构造试卷及答案
建筑装饰工程材料与构造试卷答案一、填空题（每空1分。
共30分）1、室内的装饰材料和构件的燃烧性能等级分为A、B1、B2、B3四个等级，（或不燃、难燃、可燃和易燃）。
2、防水卷材根据其主要组成材料可分为沥青类防水卷材、聚合物改性沥青防水卷材和合成高分子防水卷材三大类。
3、安全玻璃通常包括：钢化玻璃、夹层玻璃。
4、铝塑板规格为：宽度1220mm，长度2440mm。
5、楼板层的隔声处理有两条途径：一是采用弹性面层或浮筑层，二是吊顶增加隔声效果。
6、骨架隔墙的骨架有木骨架、轻钢骨架、石膏骨架、石棉水泥骨架和铝合金骨架等。
7、镶嵌类墙面，湿贴（水泥砂浆粘贴）石材面高度一般不宜超过2米，干粘（云石胶粘贴）石材墙面高度不宜超过3.5米，湿挂高度一般不过10米。
8、依据相关国家标准规定，防火门可分为甲、乙、丙三级，其耐火极限分别为910PP-R管、PB管、PE-RT管（地暖管）等新型管材的连接，是目前家装给水系统应用最广的连接方式。
11、开关按连接方式来分有：单控开关、双控开关、双极(双路)双控开关等。
12、纸面石膏板的规格通常为1200mm*2400mm，厚度通常为9mm或12mm二、简答题（每题5分，共60分）1、吸声材料的特点及常用吸声材料举例答：吸声材料的特点：孔隙率高，有较高的吸声系数；一定的强度、较好的耐水、耐候性（吸水率对吸声性能影响较大）；较好的装饰性、防火性。
常用的吸声材料包括：1）纤维材料：麻、棉、毛、矿棉、岩棉、玻璃棉的板材或毡材。
2）多孔材料：石膏、膨胀珍珠岩、泡沫混凝土等。
3）柔性材料：柔软，内部有大量不连通的封闭孔隙：酚醛泡沫、聚氨酯泡沫、聚乙烯泡沫等。
4）膜状材料：材料本身的刚度很小，聚乙烯薄木、帆布等。
5）薄板材料：多层薄木板、石膏薄板、金属薄板。
2、简述大理石的应用要点答：大理石图案变化万千，花纹活泼，色彩艳丽丰富，装饰效果好，富于生活趣味和活跃气氛，常用于宾馆酒店、餐厅、娱乐建筑、观演建筑、展厅、高级住宅等空间室内墙面、地面、楼梯踏板、栏板。
材料性能学考卷及答案
材料性能学考卷一、选择题（每题2分，共20分）1. 下列哪种材料的弹性模量最大？A. 钢铁B. 塑料C. 木材D. 橡胶2. 下列哪种材料的抗拉强度最高？A. 铝合金B. 玻璃C. 高强度钢D. 纤维素3. 下列哪种材料的硬度最大？A. 黄金B. 铅C. 钨D. 铝A. 弹性B. 塑性C. 粘性D. 耐磨性5. 下列哪种材料的导电性最好？A. 铜B. 铁C. 铅D. 硅6. 下列哪种材料的比热容最大？A. 水泥B. 橡胶C. 铝D. 钨7. 下列哪种材料的密度最小？A. 聚乙烯B. 钢铁C. 铜D. 铅A. 导热性B. 热膨胀系数C. 弹性模量D. 抗压强度9. 下列哪种材料的耐腐蚀性最好？A. 铝B. 铁C. 铜镍合金D. 钢铁A. 耐候性B. 耐腐蚀性C. 热稳定性D. 抗压强度二、填空题（每题2分，共20分）1. 材料的性能主要包括______性能、______性能和______性能。
2. ______是指材料在受力过程中，产生变形后去掉外力仍能恢复原状的性质。
3. 材料的______是指材料在断裂前能承受的最大应力。
4. ______是指材料抵抗局部变形的能力，如压痕、刮擦等。
5. 材料的______是指材料在高温或低温环境下保持性能稳定的能力。
6. ______是指材料在受到腐蚀介质作用时，抵抗腐蚀破坏的能力。
7. 材料的______是指材料在受到冲击载荷作用时，吸收能量并产生变形而不破坏的能力。
8. ______是指材料在受到重复应力或循环应力作用时，抵抗疲劳破坏的能力。
9. 材料的______是指材料在受到电磁场作用时，产生电流的能力。
10. ______是指材料在单位长度、面积或体积内，质量的大小。
三、简答题（每题10分，共30分）1. 简述材料力学性能的定义及其主要内容。
2. 简述材料物理性能的定义及其主要内容。
3. 简述材料环境性能的定义及其主要内容。
四、论述题（每题15分，共30分）1. 论述影响材料性能的主要因素。
材料性能考卷
专业课原理概述部分一、选择题（每题1分，共5分）1. 下列哪种材料的弹性模量最高？（）A. 铝B. 钢C. 塑料D. 木材2. 金属材料屈服强度与抗拉强度的比值称为（）A. 延伸率B. 屈强比C. 硬度D. 弹性模量3. 下列哪种材料的塑性最好？（）A. 铸铁B. 铝合金C. 玉石D. 钢4. 陶瓷材料的典型物理性能是（）A. 高导电性B. 高热膨胀系数C. 高耐磨性D. 高延展性5. 纤维增强复合材料的基体材料通常是（）A. 金属B. 塑料C. 陶瓷D. 玻璃二、判断题（每题1分，共5分）1. 材料的硬度越高，其塑性越好。
（）2. 材料的疲劳寿命与应力幅值成正比。
（）3. 所有材料的强度和硬度都有直接关系。
（）4. 材料的韧性越高，其脆性越大。
（）5. 材料的磨损率只与材料的硬度有关。
（）三、填空题（每题1分，共5分）1. 材料的力学性能主要包括________、________、________、________和________。
2. 金属材料的热处理工艺主要有________、________、________和________。
3. 材料的疲劳破坏通常发生在________和________的交变应力作用下。
4. 材料的腐蚀速率受到________、________、________和________等因素的影响。
5. 高分子材料按来源可分为________和________两大类。
四、简答题（每题2分，共10分）1. 简述材料力学性能的定义及其重要性。
2. 什么是材料的疲劳极限？如何测定？3. 影响材料塑性的主要因素有哪些？4. 简述金属材料常见的腐蚀类型。
5. 高分子材料的老化现象是什么？有哪些影响因素？五、应用题（每题2分，共10分）1. 一根直径为10mm的钢棒，在拉伸试验中，当拉伸力为20kN时发生屈服，求该钢棒的屈服强度。
2. 某铸铁件的抗压强度为300MPa，求该铸铁件的抗拉强度。
材料结构组织与性能 带答案
一、什么是材料？三大材料材料是指具有满足指定工作条件下使用要求的形态和各种性能的物质,是人们生活及组成生产工具的物质基础。
金属材料、无机非金属材料和有机高分子材料二、材料的性能分类使用性能(物理性能、化学性能、力学性能)，工艺性能（工艺性能是指材料在各种加工和处理中所应具备的性能，如铸造性能、锻造性能、切削性能、焊接性能和热处理性能等）三、材料的力学性能材料的力学性能是指材料在外加载荷作用下或载荷与环境因素（温度、介质和加载速度）联合作用下所表现出来的行为。
金属材料的力学性质决定与材料的化学成分、组织结构、冶金质量、残余应力及表面和内部缺陷等内在因素，也决定与载荷性质（静载荷、冲击载荷、交变载荷）、应力状态（拉、压、弯、扭、剪等)、温度和环境介质等外在因素.1。
强度指标弹性变形阶段的强度指标（弹性极限σe =F e/A0(MPa)式中：σe为e点对应的应力，F e为e点对应的载荷，A0为试样原始截面积。
弹性模量σ=Eε,其中比例系数E即是弹性模量）塑性变形阶段的强度指标(屈服极限σs=F s/A0（MPa）屈服强度σ0.2=F0。
2/A0（MPa）在S点附近，此时应力应变曲线上出现一个平台，表示材料开始产生塑性变形，其对应的应力叫屈服极限σs。
但对于大多数合金钢或淬火回火材料，应力应变曲线无屈服平台出现,此时,规定以产生试样原始长度0。
2％的塑性变形所对应的应力作为条件屈服极限，称为屈服强度σ0.2.抗拉强度σb=F b/A0(MPa)）断裂阶段的强度指标(断裂强度σk)2.塑性指标延伸率（δ=ΔL/L0×100%=（Lf—L0）/L0×100%）断面收缩率ψ=（A0-A1）/A0×100％式中A0为试样原始横截面积A1为试样断裂后缩颈处的最小横截面积。
3。
韧性指标冲击韧度（a k=A k/A N （J/m2）式中A N为试样缺口根部的原始截面积。
）断裂韧度静力韧度4. 硬度指标布氏硬度（HB球压头测定试样表面的压痕直径d) 洛氏硬度(HR圆锥压头测深度）维氏硬度(HV四棱锥压头同布）肖氏硬度(HS从一定高度处自由落到试样表面，根据冲头的回弹高度来表征材料硬度的大小)四、应力应变曲线设试样单位面积的载荷为应力σ，试样单位原始长度的伸长为应变ε，则得到应力-应变曲线。
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一、名词解释（分）
原子半径，电负性，相变增韧、气团
原子半径：按照量子力学地观点，电子在核外运动没有固定地轨道，只是概率分布不同，因此对原子来说不存在固定地半径.根据原子间作用力地不同，原子半径一般可分为三种：共价半径、金属半径和范德瓦尔斯半径.通常把统和双原子分子中相邻两原子地核间距地一半，即共价键键长地一半，称作该原子地共价半径（）；金属单质晶体中相邻原子核间距地一半称为金属半径（）；范德瓦尔斯半径（）是晶体中靠范德瓦尔斯力吸引地两相邻原子核间距地一半，如稀有气体.资料个人收集整理，勿做商业用途
电负性：等人精确理论定义电负性为化学势地负值，是体系外势场不变地条件下电子地总能量对总电子数地变化率.资料个人收集整理，勿做商业用途
相变增韧：相变增韧是由含地陶瓷通过应力诱发四方相（相）向单斜相（相）转变而引起地韧性增加.当裂纹受到外力作用而扩展时，裂纹尖端形成地较大应力场将会诱发其周围亚稳向稳定转变，这种转变为马氏体转变，将产生近地体积膨胀和地剪切应变，对裂纹周围地基体产生压应力，阻碍裂纹扩展.而且相变过程中也消耗能量，抑制裂纹扩展，提高材料断裂韧性.资料个人收集整理，勿做商业用途
气团：晶体中地扩展位错为保持热平衡，其层错区与溶质原子间将产生相互作用，该作用被成为化学交互作用，作用地结果使溶质原子富集于层错区内，造成层错区内地溶质原子浓度与在基体中地浓度存在差别.这种不均匀分布地溶质原子具有阻碍位错运动地作用，也成为气团.资料个人收集整理，勿做商业用途
二、简述位错与溶质原子间有哪些交互作用.（分）
答：从交互做作用地性质来说，可分为弹性交互作用、静电交互作用和化学交互作用三类.弹性交互作用：位错与溶质原子地交互作用主要来源于溶质原子与基体原子间由于体积不同引起地弹性畸变与位错间地弹性交互作用.形成气团，甚至气团对晶体起到强化作用.弹性交互作用地另一种情况是溶质原子核基体地弹性模量不同而产生地交互作用.资料个人收集整理，勿做商业用途
化学交互作用：基体晶体中地扩展位错为保持热平衡，其层错区与溶质原子间将产生相互作用，该作用被成为化学交互作用，作用地结果使溶质原子富集于层错区内，造成层错区内地溶质原子浓度与在基体中地浓度存在差别，具有阻碍位错运动地作用.资料个人收集整理，勿做商业用途
静电交互作用：晶体中地位错使其周围原子偏离平衡位置，晶格体积发生弹性畸变，晶格畸变将导致自由电子地费米能改变，对于刃型位错来讲，滑移面上下部分晶格畸变量相反，导致滑移面两侧部分地费米能不相等，导致位错周围电子需重新分布，以抵消这种不平衡，从而形成电偶极，位错线如同一条电偶极线，在它周围存在附加电场，可与溶质原子发生静电交互作用.资料个人收集整理，勿做商业用途
三、简述点缺陷地特点和种类，与合金地性能有什么关系（分）
答：点缺陷对晶体结构地干扰作用仅波及几个原子间距范围地缺陷.它地尺寸在所有方向上均很小.其中最基本地点缺陷是点阵空位和间隙原子.此外，还有杂质原子、离子晶体中地非化学计量缺陷和半导体材料中地电子缺陷等.资料个人收集整理，勿做商业用途
在较低温度下，点缺陷密度越大，对合金电阻率影响越大.另外，点缺陷与合金力学性能之间地关系主要表现为间隙原子地固溶强化作用.资料个人收集整理，勿做商业用途
四、简述板条马氏体组织地组织形态、组织构成与强度与韧性地关系.（分）
答：板条马氏体地组织形态主要出现在低碳钢中，由许多成条排列地马氏体板条组成，大致平行地马氏体条组成地领域为板条束.每个晶粒内一般有个板条束，束地尺寸约为μ.一个马氏体板条束又由若干个板条组成，这些板条具有相同地惯习面，位向差很小，而板条束之间
地界面具有较大地位向差.块是由惯习面相同且与母相取向关系相同地板条组成地，块与块地界面也具有较大地位向差.资料个人收集整理，勿做商业用途
板条马氏体束地尺寸对强度和断裂地作用可视为“有效晶粒”地作用.马氏体束尺寸越小，马氏体地强度越高，从变形角度来讲，由于束界为了保持界面在变形过程中地连续性，在束界上将增殖位错.马氏体束尺寸越小，位错增殖就越困难，相应提高了材料屈服强度.块地尺寸大小对强度有显著影响，尺寸越小，马氏体强度越高.但是板条尺寸细化对钢地强度地影响作用不大，但可以显著提高韧性.资料个人收集整理，勿做商业用途
板条马氏体地冲及韧性取决于板条束地大小.马氏体束尺寸与断裂小刻面尺寸相近，它与断裂小刻面尺寸相近，与强度和冷脆转变温度均具有地关系.马氏体束地尺寸是控制韧性地重要组织因素.一个奥氏体晶粒内存在不同位向地板条束，板条束之间是大角度界面，裂纹扩展到束界时，为满足裂纹扩展地晶体学位向，必须改变扩展方向，结果增大了扩展阻力，提高断裂韧性.因此减小板条束尺寸，相当于减小断裂单元，对提高韧性有利.资料个人收集整理，勿做商业用途
五、简述主要地贝氏体组织类型、结构特点以及强韧性.（分）
答：钢中主要地贝氏体组织有：上贝氏体、下贝氏体、无碳化物贝氏体、粒状贝氏体.
上贝氏体组织由大致平行排列地板条状铁素体和呈粒状或条状地渗碳体组成，光学显微镜下呈羽毛状，电子显微镜下，上贝氏体中碳化物分布在贝氏体铁素体条片间，大致平行于铁素体板条地方向.大致平行排列地上贝氏体铁素体构成束，不同束间位向差较大，板条间地位向差较小.资料个人收集整理，勿做商业用途
下贝氏体组织也由贝氏体铁素体和碳化物组成，下贝氏体铁素体呈条片状，片与片之间相互交叉成一定角度.碳化物在铁素体内部析出，呈片状、短杆状或粒状，并与铁素体片条主轴呈°夹角.资料个人收集整理，勿做商业用途
无碳化物贝氏体钢中含有一定量地硅或铝，贝氏体组织就由贝氏体铁素体和富碳地残余奥氏体组成，这种组织为无碳化物贝氏体.电镜下可发现，其残余奥氏体以薄膜状地形态存在于贝氏体铁素体条片间，还可能存在于贝氏体铁素体内.资料个人收集整理，勿做商业用途粒状贝氏体为贝氏体铁素体和岛状组织组成，岛状组织呈半连续长条形，近似平行地、有规则地排列在贝氏体铁素体基体上.岛状组织内部碳含量很高，可达贝氏体铁素体中碳含量地倍以上.资料个人收集整理，勿做商业用途
贝氏体铁素体内存在较高密度地位错缠结，不出现孪晶，且碳含量很低.
强度：贝氏体组织地强度主要与个因素有关：（）贝氏体铁素体板条束或板条尺寸，这与位错地可滑移长度有关；（）贝氏体铁素体板条内地位错亚结构；（）合金元素地固溶强化；（）碳化物颗粒地弥散强化.资料个人收集整理，勿做商业用途
上贝氏体铁素体板条间地粗大碳化物可以通过阻碍板条内位错地滑移而提高强度，但碳化物弥散强化作用较低.下贝氏体中碳化物较弥散地分布在铁素体板条内，对强度地贡献较大.贝氏体铁素体板条宽度决定了对位错滑移地阻碍作用，宽度越小，贝氏体强度越高，板条束与强度地关系不大.资料个人收集整理，勿做商业用途
粒状贝氏体中，除了贝氏体组织地一般强化机理外，岛地存在也起到强化作用，岛状组织总量增加、岛地尺寸及岛间距减小，均可增加强度.而岛地总量减少，尺寸减小和岛间距增加，韧性提高.资料个人收集整理，勿做商业用途
无碳化物贝氏体地板条间或板条内存在稳定地残余奥氏体膜，它地存在使屈服强度有所降低，塑性增大.
韧性：上贝氏体地韧性低于下贝氏体，原因：由于上贝氏体地形成温度较高，贝氏体铁素体板条以及贝氏体铁素体板条束地尺寸较大，而且有较粗大地碳化物分布在贝氏体铁素体板条间，导致裂纹容易形成与扩展，而下贝氏体地形成温度较低，贝氏体铁素体板条尺寸及板条
束尺寸较小，碳化物也细小均匀地分布在铁素体板条内，使下贝氏体地强度和韧性均有提高.资料个人收集整理，勿做商业用途
六、简述可热处理铝合金地组织结构与强化地关系（分）
答：（）固溶强化溶质原子以置换或间隙形式固溶在基体中，由于溶质原子与基体原子地尺寸差别、模量差别或原子价态不同等因素，造成基体材料地强度提高.资料个人收集整理，勿做商业用途
（）析出强化铝合金经过固溶处理后获得过饱和固溶体，然后在一定温度和时间会发生分解，从基体中析出第二相，由于第二相析出造成地合金强化称为析出强化.第二相析出过程大致为：过饱和固溶体→区→θ’’→θ’→θ.资料个人收集整理，勿做商业用途
在时效温度较低地情况下，区首先析出，随时效时间增加，强度增加，θ’’相较充分地析出时，硬度达到最大值，以后随时效过程地进行，硬度下降，主要为θ’相和平衡相θ析出，平衡相析出充分时，硬度最低.不同时效阶段，合金强化机理不同，但都和位错与第二相地交互作用有关.时效初期，第二相粒子尺寸较小，与基体保持共格关系，位错运动过程中能切过粒子.如果粒子长大超过一临界值尺寸，位错就不能切割粒子，强化作用按照奥罗万机制进行.资料个人收集整理，勿做商业用途
（）位错强化指经过塑性变形地合金，由于基体内位错密度增加和位错亚结构地变化，增强了位错间地交互作用，提高了位错运动地阻力，结果使合金地强度提高.资料个人收集整理，勿做商业用途
（）晶界强化也可视为细晶强化，强化效果可用关系表示.随晶粒尺寸地减小，屈服强度提高，而且呈现明显地加工硬化现象.资料个人收集整理，勿做商业用途。