材料结构与性能作业题Homework and Solution-2012
材料练习参考答案(全)
第一次测练试题参考答案《材料的性能》一、填空题1．机械设计时常用σ和sσ两种强度指标。
b2．设计刚度好的零件，应根据弹性模量指标来选择材料。
3．屈强比是σ与bσ之比。
s4．材料主要的工艺性能有铸造性能、可锻性、焊接性和热处理性能（或切削性能）。
二、判断题1．材料硬度越低，其切削加工性能就越好。
（×）2．材料的E值越大，其塑性越差。
（×）3．材料的抗拉强度与布氏硬度之间，近似地成一直线关系。
（√）4．各种硬值之间可以互换。
（×）三、选择题1．低碳钢拉伸应力一应变图中，εσ-曲线上对应的最大应用值称为 C 。
A、弹性极限B、屈服强度C、抗拉强度D、断裂强度2．材料开始发生塑性变形的应力值叫做材料的B 。
A、弹性极限B、屈服强度C、抗拉强度D、条件屈服强度3．测量淬火钢及某些表面硬化件的硬度时，一般应用C 。
A、HRAB、HRBC、HRCD、HB4．有利于切削加工性能的材料硬度范围为 C 。
A、<160HBB、>230HBC、（150~250）HBD、（60~70）HRC四、问答题1．零件设计时，选取σ（sσ）还是选取bσ，应以什么情况2.0为依据？答：主要考虑的因素：1）配合精度；2）材料的利用率。
当配合精度要求高时，选用σ（sσ），如轴、齿轮、连杆等；当2.0当配合精度要求不高时，从节省材料和轻巧等考虑，选用σ，b如工程构件和一般零件。
2．常用的测量硬度方法有几种？其应用范围如何？答：1）布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度；2）布氏硬度主要用于软材料的测量，如退火钢、调质钢和有色金属等；洛氏硬度主要用于中、硬材料的测量，如淬火钢、调质钢和表面硬层等；维氏硬度主要用于显微组织中第二相的测量。
《材料的结构》一、填空题1．晶体与非晶体的最根本区别是原子在三维空间的排列规律性不同，前者有序，后者无序。
2．金属晶体中常见的点缺陷是空位、间隙原子和置换原子，线缺陷是位错，面缺陷是晶界。
2012年试题及答案
1.举例说明近程结构对高分子性能的影响答：高分子近程结构属于化学结构，包括构造与构型，构造是研究分子链中原子的类型和排列，高飞子化学结构的分类，结构单元的键接顺序，链结构的成分，高分子的支化，交联与端基等内容；构型是研究取代基围绕特定原子在空间的排列规律。
(1)结构单元的化学组成:不同化学组成直接决定了材料种类与性能，化学组成分子运动能力与宏观性能也会不同。
例如：聚丙烯：是塑料类材料，而聚己内酰胺：则是纤维材料。
可见他们的结构单元不同就会造成性能上的差异。
（2）键接结构：结构的规整性影响材料的结晶性能，从而影响材料强度。
例如一般纤维高聚物要求键接结构具有较高规整性。
结构规整性可能影响聚合物的某些化学性能。
例如：聚乙烯醇缩甲醛：头尾易缩醛化。
（3）端基：例如：（4）支化：（5）构型：PS：等规PS：能结晶， Tm＝175℃，不易溶解；无规PS：软化点80℃，溶于苯。
PP：等规PP： Tm ＝240℃，坚韧可纺丝，也可作工程塑料；无规PP：性软，无实际用途。
2.高分子聚集态结构包括哪些内容？试述高分子聚集态结构有哪些特点及与成型加工条件，性能的关系？3.在聚合物纺丝工艺中，都有都有牵伸和热定型两道工序，为什么？热定型温度如何选择？答：聚合纺丝法只指将变色基团引入聚合物中，再将聚合物纺成纤维。
高聚物在纺丝温度下进入粘流态,从分子结构分析,产生流动的本质是聚合物分子发生了相对位移,正是纺丝温度和纺丝压力提供了使聚合物流动的能量,也就是说外界的能量提供了拆开分子间作用力的动力。
对同一高聚物来说,外部能量提供的多少决定了高聚物流动状态。
聚合物分子间作用力的大小对其流动性会产生明显影响,当高聚物分子间作用力增大时,由于分子间发生相对位移困难,要使高聚物产生同样流动所需外部能量就大,反之就小。
聚合物的流动性能随第三单体含量的增加而变差。
就纺丝而言,由于第三单体的加入,纺丝温度应随第三单体含量的增加而提高。
因此必须要有牵伸和热定型两个工序。
材料结构分析试题及答案
材料结构分析试题及答案一、选择题（每题2分，共20分）1. 材料科学中，X射线衍射分析可以用来确定材料的：A. 化学成分B. 晶体结构C. 表面形貌D. 热处理状态答案：B2. 透射电子显微镜（TEM）主要用于观察材料的：A. 宏观结构B. 微观结构C. 表面形貌D. 宏观形貌答案：B3. 扫描电子显微镜（SEM）可以提供材料的：A. 化学成分分析B. 晶体结构分析C. 表面形貌分析D. 内部结构分析答案：C4. 原子力显微镜（AFM）通常用于研究材料的：A. 宏观形貌B. 微观形貌C. 晶体结构D. 化学成分答案：B5. 利用X射线衍射可以测定材料的：A. 密度B. 弹性模量C. 晶格常数D. 电导率答案：C6. 材料的热分析技术中，差示扫描量热法（DSC）主要用于研究材料的：A. 热稳定性B. 热导率C. 热膨胀系数D. 热电效应答案：A7. 通过光学显微镜观察材料的：A. 微观结构B. 宏观结构C. 表面形貌D. 晶体结构答案：B8. 利用红外光谱分析可以确定材料的：A. 晶体结构B. 化学成分C. 表面形貌D. 热处理状态答案：B9. 核磁共振（NMR）技术通常用于研究材料的：A. 晶体结构B. 化学成分C. 表面形貌D. 微观结构答案：B10. 利用电子探针显微分析（EPMA）可以确定材料的：A. 晶体结构B. 化学成分C. 表面形貌D. 热处理状态答案：B二、填空题（每题2分，共20分）1. 在材料科学中，_________是一种用于分析材料晶体结构的常用技术。
答案：X射线衍射2. 透射电子显微镜（TEM）的分辨率通常比_________高。
答案：光学显微镜3. 扫描电子显微镜（SEM）的成像依赖于电子束与材料相互作用产生的_________。
答案：二次电子4. 原子力显微镜（AFM）的工作原理是基于探针与样品表面的_________。
答案：原子间相互作用力5. 差示扫描量热法（DSC）可以测量材料在加热或冷却过程中的_________变化。
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。
哈工大复材所考研-初试-2012
哈工大复材所考研-初试-20122012年研究生入学考试材料学（航天学院）专业试题答案一、概念题（每题5分，8题共40分）1.晶须：晶须为具有一定长径比（直径0.3-1微米，长30-100微米）的小单晶体。
属于非连续纤维，由于晶须直径非常小、内部结构完整而具有很高的拉伸强度（接近理论强度）和弹性模量。
2.玻璃钢：玻璃纤维增强热固性塑料（代号GFRP），其突出特点是比重小，比强度高，比强度比高级合金钢还高。
3.热解石墨：简称（PG），是由碳氢化合物气体在1750-2250℃沉积的碳，PG的电性能、热性能和力学性能是各向异性的，随测试方向而变化。
4.耦合效应：层合板厚度方向的非均质性会造成层合结构的一个特有现象：耦合效应。
在小变形情况下，面内内力会引起平面变形，内力矩也会引起面内变形。
5.位错：位错为线缺陷，一维缺陷，分为刃型位错和螺型位错两种基本类型。
位错的存在直接影响材料的力学性能、物理性能。
6.固溶体：是通过组分之间元素相互扩散并相互溶解而形成的以纤维或基体金属为母体的一种新相；分为间隙型固溶体与臵换型固溶体两类。
7.相容性：相容性是指两个相互接触的组分是否相互容纳。
在复合材料中是指纤维与基体之间是否彼此相互协调、匹配或是否发生化学反应。
复合材料界面相容性包括物理相容性和化学相容性。
8.功能复合材料：是一种新型复合材料，是一类具有各种特殊性能（如阻尼、导电、导磁、换能、摩擦、屏蔽等）的复合材料的总称。
二、问答题（每题10分，8题共80分）1.改善陶瓷强度的两个途径？答：有两个途径：（1）减小陶瓷内部和表面的裂纹。
固体内含有裂纹是材料微观结构的本征特性，材料中的微观夹杂、气孔和微裂纹等缺陷都可能成为裂纹源；在服役期间，材料对表面裂纹（如划伤、擦伤）同样也十分敏感，因此减少固体内部缺陷，避免加工及使用过程中的表面损伤对于陶瓷制品是至关重要的。
（2）提高断裂韧性。
断裂韧性低是陶瓷材料的固有缺陷，也是限制它扩大应用的重大障碍。
北京化工大学聚合物结构与性能考试2012复习习题答案
快乐学习，天天向上，哦耶!1.通过人类五次产业革命的学习给予了我们哪些启发？人类五次产业革命分别是：(1)石器时代：300,000 BC — 3,500 BC，人类开始出现文明；(2)青铜器时代：3,000 BC —十六世纪，生产力大大提升；(3)蒸汽机时代：1600AD-20世纪，科学技术的发展，影响到社会的方方面面，人类文明得到飞速发展；(4)化学工业兴起时代：20世纪，化学工业的兴起，使得化学材料进入人们的生活，成为不可或缺的一部分；(5)电气和微电子产业时代：20世纪下，生产的自动化程度，提高了劳动生产率。
总之，五次产业革命给我们的启示总结如下：启示一：低级向高级发展从历次产业革命演进规律来看，技术由低级向高级发展，产业也同样由低级向高级演进，其实质是解决人类生命体生存与延续。
如果说前几次产业革命是满足人类生命体本身的维持需求，那么新一次产业革命，将主要满足延长生命体周期的需求。
未来的产业革命，也仍然是围绕着维持与延长生命体的物质与精神需求，不断向高级发展。
2启示二：科技与产业之间的关系科技与产业之间的关系：科学技术化，技术科学化。
从过去五次产业革命的过程来看，科学对产业革命起到了先驱的作用。
当大量的理论科学积累到一定的程度，带来生产技术的重大突破，一旦主导产业的生产技术得到革命性的突破，就会带来产业体系的变革。
3启示三：飞跃式发展人类社会文明的飞跃式进步。
每一次产业革命的爆发，都伴随着一些国家的上升，我们应该抓住新的产业革命的机会，以科技发展为先导，完成产业结构的合理化调整和变革，促进生产力的发展，实现跨越式发展。
2.通过对21世纪人类所面临的八大领域问题的了解，你对人类未来前景有什么看法？八大领域包含：生命科学与生物技术、信息科学与工程、材料科学与工程、新型能源科学、环境科学、海洋科学、宇航科学、安全科学。
生命科学与生物未来前景：技术人类对生命现象的认识更加清晰；实现基因修复，避免一些因为基因缺陷而造成的先天性疾病；征服各种疾病；生物芯片广泛应用，使得基因诊断，药物筛选等效率大大提高。
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。
[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。
材料性能学课后习题与解答
材料性能学课后习题与解答(总21页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--绪论1、简答题什么是材料的性能包括哪些方面[提示] 材料的性能定量地反映了材料在给定外界条件下的行为；解：材料的性能是指材料在给定外界条件下所表现出的可定量测量的行为表现。
包括○1力学性能（拉、压、、扭、弯、硬、磨、韧、疲）○2物理性能（热、光、电、磁）○3化学性能（老化、腐蚀）。
第一章单向静载下力学性能1、名词解释：弹性变形塑性变形弹性极限弹性比功包申格效应弹性模量滞弹性内耗韧性超塑性韧窝解：弹性变形：材料受载后产生变形，卸载后这部分变形消逝，材料恢复到原来的状态的性质。
塑性变形：微观结构的相邻部分产生永久性位移，并不引起材料破裂的现象。
弹性极限：弹性变形过度到弹-塑性变形(屈服变形)时的应力。
弹性比功：弹性变形过程中吸收变形功的能力。
包申格效应：材料预先加载产生少量塑性变形，卸载后再同向加载，规定残余应力（弹性极限或屈服强度）增加；反向加载，规定残余应力降低的现象。
弹性模量：工程上被称为材料的刚度，表征材料对弹性变形的抗力。
实质是产生100%弹性变形所需的应力。
滞弹性：快速加载或卸载后，材料随时间的延长而产生的附加弹性应变的性能。
内耗：加载时材料吸收的变形功大于卸载是材料释放的变形功，即有部分变形功倍材料吸收，这部分被吸收的功称为材料的内耗。
韧性：材料断裂前吸收塑性变形功和断裂功的能力。
超塑性：在一定条件下，呈现非常大的伸长率（约1000%）而不发生缩颈和断裂的现象。
韧窝：微孔聚集形断裂后的微观断口。
2、简答(1) 材料的弹性模量有那些影响因素为什么说它是结构不敏感指标解：○1键合方式和原子结构，共价键、金属键、离子键E高，分子键E低原子半径大，E小，反之亦然。
○2晶体结构，单晶材料在弹性模量在不同取向上呈各向异性，沿密排面E大，多晶材料为各晶粒的统计平均值；非晶材料各向E同性。
结构材料试题及答案
结构材料试题及答案一、选择题（每题2分，共20分）1. 以下哪种材料不属于结构材料？A. 钢材B. 混凝土C. 塑料D. 橡胶答案：D2. 钢材的屈服强度通常用以下哪个符号表示？A. σyB. σtC. σbD. σu答案：A3. 混凝土的抗压强度与抗拉强度相比，以下说法正确的是？A. 抗压强度大于抗拉强度B. 抗压强度小于抗拉强度C. 抗压强度等于抗拉强度D. 无法比较答案：A4. 在结构设计中，以下哪种材料通常用于承受拉力？A. 钢材B. 木材C. 玻璃D. 陶瓷答案：A5. 以下哪种材料的热膨胀系数最小？A. 铝B. 钢C. 铜D. 石墨答案：D6. 以下哪种材料的耐腐蚀性能最好？A. 不锈钢B. 碳钢C. 铝合金D. 镁合金答案：A7. 以下哪种材料的密度最小？A. 钛合金B. 铝合金C. 镁合金D. 铜合金答案：C8. 以下哪种材料的导热性能最好？A. 铝B. 铜C. 钢D. 塑料答案：B9. 以下哪种材料的硬度最高？A. 陶瓷B. 玻璃C. 木材D. 橡胶答案：A10. 以下哪种材料的韧性最好？A. 钢材B. 混凝土C. 玻璃D. 塑料答案：A二、填空题（每题2分，共20分）1. 结构材料的________性能是指材料在受到外力作用时，能够承受的最大应力而不发生破坏的能力。
答案：强度2. 钢材的________性能是指材料在受到外力作用时，能够发生形变而不破坏的能力。
答案：塑性3. 混凝土的________性能是指材料在受到外力作用时，能够抵抗变形的能力。
答案：刚度4. 材料的________性能是指材料在受到外力作用时，能够抵抗断裂的能力。
答案：韧性5. 材料的________性能是指材料在受到外力作用时，能够抵抗永久变形的能力。
答案：弹性6. 材料的________性能是指材料在受到外力作用时，能够抵抗磨损的能力。
答案：耐磨性7. 材料的________性能是指材料在受到外力作用时，能够抵抗腐蚀的能力。
材料物理性能课后习题答案解析北航出版社田莳主编
材料物理习题集第一章 固体中电子能量结构和状态（量子力学基础）1. 一电子通过5400V 电位差的电场，（1）计算它的德布罗意波长；（2）计算它的波数；（3）计算它对Ni 晶体（111）面（面间距d =2.04×10-10m ）的布拉格衍射角。
（P5）12341311921111o '(2)6.610 =(29.1105400 1.610)=1.67102K 3.7610sin sin 2182hh pmE md dλπλθλλθθ----=⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯=⨯==⇒=解：（1）=（2）波数=（3）22. 有两种原子，基态电子壳层是这样填充的;;s s s s s s s 2262322626102610（1）1、22p 、33p （2）1、22p 、33p 3d 、44p 4d ，请分别写出n=3的所有电子的四个量子数的可能组态。
（非书上内容）3. 如电子占据某一能级的几率是1/4，另一能级被占据的几率为3/4，分别计算两个能级的能量比费米能级高出多少k T ？（P15）1()exp[]11ln[1]()()1/4ln 3()3/4ln 3FF F F f E E E kT E E kT f E f E E E kT f E E E kT=-+⇒-=-=-=⋅=-=-⋅解：由将代入得将代入得4. 已知Cu 的密度为8.5×103kg/m 3，计算其E 0F 。
（P16） 2203234262333118(3/8)2(6.6310)8.510 =(3 6.0210/8)291063.5=1.0910 6.83Fh E n m J eVππ---=⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯=解：由5. 计算Na 在0K 时自由电子的平均动能。
（Na 的摩尔质量M=22.99，.0ρ⨯33=11310kg/m ）（P16）22323426233311900(3/8)2(6.6310) 1.01310 =(3 6.0210/8)291022.99=5.2110 3.253 1.085F F h E n mJ eVE E eVππ---=⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯===解：由由 6. 若自由电子矢量K 满足以为晶格周期性边界条件x x L ψψ+()=()和定态薛定谔方程。
精品 课后习题及参考答案-材料性能学课后习题与解答
材料性能学课后习题与解答绪论1、简答题什么是材料的性能？包括哪些方面？[提示] 材料的性能定量地反映了材料在给定外界条件下的行为；解：材料的性能是指材料在给定外界条件下所表现出的可定量测量的行为表现。
包括○1力学性能（拉、压、、扭、弯、硬、磨、韧、疲）○2物理性能（热、光、电、磁）○3化学性能（老化、腐蚀）。
第一章单向静载下力学性能1、名词解释：弹性变形塑性变形弹性极限弹性比功包申格效应弹性模量滞弹性内耗韧性超塑性韧窝解：弹性变形：材料受载后产生变形，卸载后这部分变形消逝，材料恢复到原来的状态的性质。
塑性变形：微观结构的相邻部分产生永久性位移，并不引起材料破裂的现象。
弹性极限：弹性变形过度到弹-塑性变形(屈服变形)时的应力。
弹性比功：弹性变形过程中吸收变形功的能力。
包申格效应：材料预先加载产生少量塑性变形，卸载后再同向加载，规定残余应力（弹性极限或屈服强度）增加；反向加载，规定残余应力降低的现象。
弹性模量：工程上被称为材料的刚度，表征材料对弹性变形的抗力。
实质是产生100%弹性变形所需的应力。
滞弹性：快速加载或卸载后，材料随时间的延长而产生的附加弹性应变的性能。
内耗：加载时材料吸收的变形功大于卸载是材料释放的变形功，即有部分变形功倍材料吸收，这部分被吸收的功称为材料的内耗。
韧性：材料断裂前吸收塑性变形功和断裂功的能力。
超塑性：在一定条件下，呈现非常大的伸长率（约1000%）而不发生缩颈和断裂的现象。
韧窝：微孔聚集形断裂后的微观断口。
2、简答(1) 材料的弹性模量有那些影响因素？为什么说它是结构不敏感指标？解：○1键合方式和原子结构，共价键、金属键、离子键E高，分子键E低原子半径大，E小，反之亦然。
○2晶体结构，单晶材料在弹性模量在不同取向上呈各向异性，沿密排面E大，多晶材料为各晶粒的统计平均值；非晶材料各向E同性。
○3化学成分，○4微观组织○5温度，温度升高，E下降○6加载条件、负载时间。
对金属、陶瓷类材料的E没有影响。
《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。
材料结构考试试卷真题
材料结构考试试卷真题一、选择题（每题2分，共20分）1. 材料的强度是指材料在受到外力作用下，能够抵抗破坏的能力。
以下哪种材料的强度最高？A. 木材B. 塑料C. 钢材D. 玻璃2. 以下哪种材料属于复合材料？A. 铝合金B. 钢筋混凝土C. 不锈钢D. 纯铜3. 材料的硬度是指材料抵抗外物压入的能力，以下哪种材料的硬度最高？A. 橡胶B. 铅C. 金刚石D. 铝4. 材料的塑性是指材料在外力作用下发生形变后，能否保持形变的性质。
以下哪种材料的塑性最好？A. 陶瓷B. 玻璃C. 铁D. 橡胶5. 材料的韧性是指材料在外力作用下吸收能量的能力。
以下哪种材料的韧性最好？A. 木材B. 塑料C. 钢材D. 玻璃6. 材料的导电性是指材料传导电流的能力。
以下哪种材料的导电性最好？A. 木材B. 塑料C. 铜D. 橡胶7. 材料的导热性是指材料传导热量的能力。
以下哪种材料的导热性最好？A. 木材B. 塑料C. 铝D. 橡胶8. 材料的耐腐蚀性是指材料抵抗腐蚀的能力。
以下哪种材料的耐腐蚀性最好？A. 木材B. 不锈钢C. 铁D. 铜9. 材料的耐磨性是指材料抵抗磨损的能力。
以下哪种材料的耐磨性最好？A. 橡胶B. 塑料C. 陶瓷D. 钢10. 材料的密度是指单位体积的质量。
以下哪种材料的密度最高？A. 木材B. 塑料C. 钢材D. 铝二、填空题（每题2分，共20分）11. 材料的弹性是指材料在外力作用下发生形变后，能够恢复原状的能力，其衡量指标是______。
12. 材料的热膨胀系数是指材料在温度变化时体积或长度变化的______。
13. 材料的断裂韧性是指材料在裂纹存在的情况下，抵抗裂纹扩展的能力，其衡量指标是______。
14. 材料的疲劳是指材料在循环加载下，经过一定次数后发生______的现象。
15. 材料的蠕变是指材料在恒定应力作用下，随时间发生______的现象。
16. 材料的抗氧化性是指材料在高温下抵抗______的能力。
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Homework
(Due Oct. 29, 2013)
1.Show that the minimum cation-to-anion radius ratio for a coordination number of
6 is 0.414 [Hint: use the NaCl crystal structure and assume that anions and cations
are just touching along tube edges and across face diagonals.
2.In terms of bonding, explain why silicate materials have relatively low density.
3.If cupric oxide (CuO) is exposed to reducing atmospheres at elevated
temperatures, some of the Cu2+ ions will become Cu+.
a)name one crystalline defect that you would expect to form in order to
maintain charge neutrality under these conditions,
b)How many Cu+ ions are required for the creation of each defect?
c)How would you express the chemical formula for this nonstoichiometric
material?.
4.The modulus of elasticity for titanium carbide (TiC) having 5 vol% porosity is 310
GPa (6
45⨯psi). a) Calculate the modulus of elasticity for the nonporous 10
material. b) At what volume percent porosity will the modulus of elasticity be 240 GPa (6
10
35⨯psi)?
5.Calculate the room-temperature electrical conductivity of silicon that has been
doped with 2×1024m−3 of boron atoms.
6.Explain why a brass lid ring on a glass canning jar will loosen when heated. Suppose
the ring is made of tungsten instead of brass. What will be the effect of heating the lid and the jar? Why?
7.Zinc telluride has a band gap of 2.26 eV. Over what range of wavelengths of
visible light is it transparent? What might be its color?
8.Selecting one of the advanced materials listed below（including, but not limited
to）, mak e a PPT with text and graphics to describe characteristics and applications of the materials, then present your PPT in class in 5 minites .
TiNi-based Shape memory alloy，GaAs photonic crystal，LiNbO3 laser crystal，PZT pizeoelectrics，NiCuZn-ferrite，BiFeO3 multiferroics，ZnO Nanorods，graphene，Fullerene，cathode materials for Li-ion batteries，amorphous silicon thin film transistors，polycrystalline silicon thin films by vacuum evaporation，carbon nanotube membrane，Nonlinear Optical Crystals，etc.
(List all your references. Answers without proper references will receive no credit.)。