材料科学基础试卷
(完整版)材料科学基础试卷
一、填空题1、晶体的三种缺点（点缺点、线缺点、面缺点）2、铸锭三晶区（表层细晶区、柱状晶区、中心等轴晶区）3、按原子地点固溶体分类为（置换固溶体和缝隙固溶体）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成另一种晶体结构的转变成（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、使用第二相粒子起增强作用的增强方式是（弥散增强）二、选择题1、密积聚结构的致密度为（ B ）2、下述晶体缺点中属于线缺点的是（Ｂ）Ａ空位Ｂ位错Ｃ晶界Ｄ缝隙原子4、固溶体的不均衡凝固可能造成（ A ）A 晶内偏析B 晶相偏析C 会合缩孔D 缩松4、铸铁与碳钢的差别在于有无（ A ）A 莱氏体 B珠光体 C铁素体 D奥氏体5、以下图是（ 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、点缺点是一种稳固缺点，在必定温度3、铁素体是 C 在α -Fe 的4、在实质系统中，纯金属的5、溶剂与溶质原子价电子数越大增强成效越好四、名词解说1、螺型位错答：一个晶体的某一部分相对于其他部发散生滑移，原子平面沿着一根轴线回旋上涨，每绕轴线一周，原子面上涨一个晶面间距。
因为位错周边的原子是按螺旋形摆列的，因此叫咯型位错。
2、共析转变答：必定成分的固相在必定温度下分解为别的两个必定成分的固相的转变过程。
3均匀形核答：液相中各个地域出现新晶核的几率都是同样的，这类形核方式即为均匀形核。
4加工硬化答：在塑性变形过程中，跟着金属内部组织的变化，金属的力学性能也将产生显然的变化，即跟着变形程度的增添，金属的强度、硬度增添，而塑性、韧性降落。
5、变质办理答：在浇铸前去液态金属中加入形核剂，促进形成大批的非均匀晶核来细化晶粒。
五、简答题1、刃性位错特色答：（1、刃性位错有一额外半原子面（2、位错线是一个拥有必定宽度的修长晶格畸变管道，此中既有正应变，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、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。
材料科学基础期末试题及答案
材料科学基础期末试题及答案一、选择题（每题2分，共20分）1. 材料科学中，下列哪项不是材料的基本性质？A. 强度B. 硬度C. 导电性D. 可塑性答案：D2. 金属的塑性变形主要通过哪种机制进行？A. 位错运动B. 晶界迁移C. 扩散D. 相变答案：A3. 陶瓷材料的主要特性是什么？A. 高导电性B. 高塑性C. 高硬度和低热膨胀系数D. 高韧性答案：C4. 以下哪种合金的制备方法不属于固溶合金？A. 钢B. 黄铜C. 铝合金D. 马氏体不锈钢答案：D5. 玻璃材料的主要成分通常是什么？A. 硅酸盐B. 氧化物C. 碳化物D. 氮化物答案：A二、简答题（每题10分，共30分）1. 简述材料的疲劳现象及其影响因素。
答：材料的疲劳现象是指在低于材料屈服强度的循环载荷作用下，材料发生损伤并最终导致断裂的现象。
影响疲劳的因素包括应力幅度、循环次数、材料的微观结构、环境条件等。
2. 描述金属的腐蚀过程及其防护措施。
答：金属的腐蚀是金属与周围环境发生化学反应，导致材料性能下降的过程。
常见的腐蚀类型有化学腐蚀和电化学腐蚀。
防护措施包括使用耐腐蚀材料、涂层保护、阴极保护等。
3. 解释什么是相变以及它在材料科学中的重要性。
答：相变是指材料在外界条件（如温度、压力）变化下，从一种相态转变为另一种相态的过程。
相变对材料的物理性能和化学性能有重要影响，如钢的淬火和回火过程就是通过相变来改变其微观结构和宏观性能。
三、计算题（每题25分，共50分）1. 给定一个金属棒，其长度为L，截面积为A，材料的杨氏模量为E。
当施加一个力F时，金属棒发生弹性变形，求金属棒的伸长量ΔL。
答：根据胡克定律，ΔL = F * L / (A * E)。
2. 假设一个立方体材料样品在三个正交方向上受到相同的应力σ。
如果材料的泊松比为ν，求该立方体样品在三个方向上的应变ε。
答：根据材料力学的一般关系，εx = εy = εz = σ / E，其中E是杨氏模量。
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。
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。
2023材料科学基础考卷
专业课原理概述部分一、选择题（每题1分，共5分）1. 材料的四大基本性能中，下列哪一项是指材料在外力作用下抵抗破坏的能力？A. 塑性B. 硬度C. 韧性D. 耐磨性2. 下列哪种晶体结构类型不具有滑移系？A. 面心立方B. 体心立方C. 六方最密D. 简单立方A. 钢铁B. 铝合金C. 玻璃D. 橡胶4. 下列哪个过程是纯金属凝固过程中原子排列从不规则到规则的过程？A. 凝固B. 凝固前沿C. 枝晶生长D. 偏析A. X射线衍射B. 扫描电镜C. 热分析D. 拉曼光谱二、判断题（每题1分，共5分）1. 材料的强度是指材料在外力作用下发生塑性变形的能力。
（错）2. 陶瓷材料的断裂韧性一般较低，因此容易发生断裂。
（对）3. 材料的熔点越高，其热稳定性越好。
（对）4. 晶体中的位错密度越高，材料的强度越高。
（错）5. 材料的疲劳寿命与加载频率成正比。
（错）三、填空题（每题1分，共5分）1. 材料的四大基本性能包括：____、____、____、____。
2. 晶体中原子排列的最小重复单元称为：____。
3. 金属材料在塑性变形过程中，位错的运动方式主要有：____、____、____。
4. 陶瓷材料的烧结过程主要包括：____、____、____。
5. 材料的热处理工艺主要包括：____、____、____。
四、简答题（每题2分，共10分）1. 简述晶体与非晶体的区别。
2. 什么是位错？它在材料中的作用是什么？3. 简述纯金属凝固过程中晶粒长大的驱动力。
4. 什么是材料的疲劳？影响材料疲劳寿命的因素有哪些？5. 简述材料表面改性的目的和方法。
五、应用题（每题2分，共10分）1. 已知某金属的屈服强度为200MPa，求在拉伸过程中，当应力达到150MPa时，该金属的塑性应变是多少？2. 一块玻璃在室温下受到外力作用，为什么容易发生脆性断裂？3. 有一块铝合金，其熔点为660℃，现将其加热至700℃，请分析其组织结构可能发生的变化。
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。
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北京工业大学2013——2014学年第1 学期
《材料科学基础（金属）》考试试卷A卷
考试说明：考试时间95分钟，闭卷，考试工具：笔，计算器
承诺：
本人已学习了《北京工业大学考场规则》和《北京工业大学学生违纪处分条例》，承诺在考试过程中自觉遵守有关规定，服从监考教师管理，诚信考试，做到不违纪、不作弊、不替考。
若有违反，愿接受相应的处分。
承诺人：学号：班号：。
注：本试卷共 4 大题，共 7 页，满分100分，考试时必须使用卷后附加的统一答题纸和草稿纸。
一、名词解释（每题2分，共20分）
1．临界变形度2．交滑移3．稳态扩散4．储存能5．索氏体6．晶界偏析7．时效8．调幅分解9．惯习面10．形状记忆效应
二、填空（每空0.5分，共10分）
1.晶体表层结构与内部结构的主要不同包括：（1）和（2）。
2.发生在固体表面的吸附可分为（3）和（4）两种类型。
3.钢中马氏体转变产物主要有（5）和（6）两种组织形态。
4.多晶结构金属材料的晶粒越细小，其强度（7），塑性、韧性（8）。
5.面心立方晶格金属中最主要的不全位错有（9）和（10）不全位错。
6.晶体材料中的体扩散主要有三种机制，即（11）扩散、（12）扩
散、（13）扩散。
7.再结晶完成后晶粒长大可分为（14）晶粒长大和（15）晶粒
长大。
8.小角度晶界中对称倾转晶界由（16）构成，扭转晶界由（17）
构成。
9.金属材料高于再结晶温度的变形叫（18）变形，再结晶度以下进
行的变形叫（19）变形。
10.若相变时，Gα＝Gβ，μαi=μβi，并且自由焓的一阶偏导数也相等，
但自由焓的二阶偏导数不相等，这种相变称为（20）。
三、判断题（每题1分，共10分）
1.以界面能降低为晶粒长大驱动力时，晶界迁移总是向着晶
界曲率中心方向。
（）
2.晶体中刃型位错的位错线一定为直线。
（）
3.产生单位体积新相应变能大小与新相的几何形状有关，球状应变
能最高，针状其次，片状应变能最低。
（）
4.扩散的决定因素是浓度梯度，原子总是由浓度高的地方向浓度低
的地方扩散。
（）
5.由于以置换方式溶入的溶质原子半径大于以间隙方式溶入的溶质
原子半径，所以置换溶入的溶质原子可以产生更大的固溶强化效果。
（）
6.非扩散相变中，相变原子没有产生任何运动。
（）
7.当新相与母相界面结构为共格或半共格时，新相与母相间必存在
一定的晶体学取相关系。
（）
8.通过加快母相奥氏体冷却速度，可以使其全部转变为马氏体组织。
（）
9.通过在固溶体基体弥散均匀分布细小第二相颗粒，可同时提高材
料的强度和塑性、韧性。
（）
10.金属晶体滑移系数量越多，其塑性变形能力越强。
（）
四、问答题（共60分）
1. 说明冷加工对变形金属材料显微组织、结构及机械性能的影响。
（10分）
2. （1）说明通过时效处理产生强化的原因。
（2）实际应用过程中，为消除时效强化可采用什么处理方法？为什么？（12分）
3. 冷变形纯铁加热进行再结晶处理，再结晶刚完成时晶粒平均直径为0.016mm ，其σs =250MN/m 2。
继续保温16.5min 后σs 降至150MN/m 2。
试问再保温多长时间可使σs 降至100MN/m 2。
已知
金属恒温下的晶粒长大服从关系式： 其中D 为晶粒平均直径;t 为保温时间；对于纯铁K=0.0001mm 2/min （12分）
4. 渗碳是将零件置于渗碳介质中使碳原子进入工件表面，然后以下坡扩散的方式使碳原子从表面向内部扩散的热处理方法。
分析说明：（1）钢中空位密度、位错密度和晶粒大小对渗碳速度有何影响？（2）温度对于扩散速度有何影响？将碳在γ-Fe 中的扩散温度由927℃提高到1027℃，扩散系数将增加几倍？（已知碳在γ-Fe 中的扩散常数D 0=2.0×10-5m 2/s ，扩散激活能Q=140×103J/mol ）（12分）
5. （1）钢中马氏体转变的主要特征有哪些？（2）说明板条马氏体的亚结构特征。
（3）其性能特点及产生原因。
（14分）
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答题纸姓名：学号：
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