材基典型试题讲解
材料科学基础(课后习题讲解)
2-2-1 珠光体奥氏体化时奥氏体晶核优 先形核的部位是( c )
（A）在铁素体内 ； （B） 在渗碳体内； （C）在铁素体和渗碳体相界上；（D） 在珠光体团边界
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2-5 为什么铁素体和渗碳体不能同时消失，而总有部 为什么铁素体和渗碳体不能同时消失， 分渗碳体剩余？ 分渗碳体剩余？ 按相平衡理论， 相图可以看出， 按相平衡理论 ， 从 Fe-Fe3C相图可以看出 ， 在高 相图可以看出 温度， 刚刚形成的奥氏体， 靠近Cem的 C浓度 于 AC1 温度 ， 刚刚形成的奥氏体 ， 靠近 的 浓度 高于共析成分较少，而靠近F处的 处的C浓度低于共析成 高于共析成分较少 ， 而靠近 处的 浓度低于共析成 分较多（ 线的斜率较大， 线的斜率较小 线的斜率较小） 分较多（ 即ES线的斜率较大，GS线的斜率较小）。 线的斜率较大 所以，在奥氏体刚刚形成时， 全部消失时， 所以，在奥氏体刚刚形成时，即F全部消失时，奥氏 全部消失时 体的平均C浓度低于共析成分 这就进一步说明， 浓度低于共析成分， 体的平均 浓度低于共析成分，这就进一步说明，共 析钢的P刚刚形成的 的平均碳含量降低， 刚刚形成的A的平均碳含量降低 析钢的 刚刚形成的 的平均碳含量降低 ， 低于共析 成分，必然有部分碳化物残留，只有继续加热保温， 成分，必然有部分碳化物残留，只有继续加热保温， 残留碳化物才能逐渐溶解。 残留碳化物才能逐渐溶解。
（2）合金元素的影响 一般规律：钢中常见的合金元素， 可以提高Ms外 一般规律：钢中常见的合金元素，除Al和Co可以提高 外，其它 和 可以提高 合金元素均使Ms 降低。 降低。 合金元素均使
2、奥氏体化条件对Ms的影响 、奥氏体化条件对 的影响 在完全奥氏体条件下，温度高时间长，将使Ms有所提高 有所提高（ 在完全奥氏体条件下 ， 温度高时间长 ， 将使 有所提高 （ 约在几度 到几十度范围内） 到几十度范围内） 18
《材料科学基础考研》材基题目整理5.5
1.铜在一定温度时会产生空位缺陷（即热缺陷），其空位形成激活能为Q=20000cal/mol ，一直铜为FCC 结构，晶格常数为3.62×10-8，R=1.99cal/mol K ，问： （1）试求单位体积内的格点数。
（2）试计算铜在室温的25℃和接近熔点的1084℃时单位体积内的空位数量。
（3）确定25℃和1084℃的时的空位密度（即格点位置上空位所占比例）。
解答：（1） 晶胞体积：V=a ³=（3.62×10-10）³=4.7438×10-29 m ³单位晶胞格点数：8×（1/8）+6×（1/2）=4因此单位体积格点数N=4/（4.7438×10-29）=8.432×10-28（2） n=Nexp （-20000/（1.99×298））=1.901×1014个接近熔点的1094℃时单位体积中的空位数量n=Nexp （-20000/（1.99×（273+1084）））=5.122×1024个（3） [Vm]=n/N=1.901×1014/8.432×1028=2.255×10-15[Vm]=n/N=5.122×1024/8.432×1028=6.075×10-42..在FCC 铁中，碳原子位于晶胞的八面体间隙位置，即每条棱的中心如（1/2,0,0）和晶胞中心（1/2,1/2,1/2）处；在BCC 铁中，碳原子占据四面体间隙位置，比如（1/4,1/2,0）处。
FCC 铁的点阵常数为0.3571nm ，BCC 铁为0.2866nm 。
设碳原子的半径为0.071nm 。
问（1）在FCC 、BCC 两种铁中，由间隙碳原子所产生的晶格畸变哪一种更明显？（2）如果所有间隙位置都被碳原子填充，则每种金属中的碳原子的含量各是多少？解：（1）参照图（a ），计算坐标位于(1/4,1/2,0)的间隙尺寸。
材料成型理论基础练习题上解读
第1章 液态金属的结构与性质1.液体原子的分布特征为 无序、 有序，即液态金属原子团的结构更类似于 。
2.实际液态金属内部存在 起伏、 起伏和 起伏 。
3.物质表面张力的大小与其内部质点间结合力大小成 比，界面张力的大小与界面两侧质点间结合力大小成 比。
衡量界面张力大小的标志是润湿角θ的大小，润湿角θ越小，说明界面能越 。
4.界面张力的大小可以用润湿角来衡量，两种物质原子间的结合力 ，就润湿，润湿角 ；而两种物质原子间的结合力 ，就不润湿，润湿角 。
5.影响液态金属表面张力的主要因素是 ， ，和 。
6.钢液中的MnO ，当钢液的温度为1550℃时，3/0049.0m s N⋅=η，3/81.97000m N g ⨯=液ρ，3/81.95400m N g ⨯=杂ρ，对于r=0.0001m 的球形杂质，其上浮速度是多少？参考答案：0.0071m/s7.影响液态金属充型能力的因素可归纳为 合金本身性质 、 铸型性质 、 浇注方面 、 铸件结构方面 四个方面的因素。
8.影响液态金属黏度的因素有 合金成分 、 温度 、 非金属夹杂物 。
9.合金流动性：合金本身的流动能力；充型能力：液态金属充满铸型型腔，获得形状完整、轮廓清晰的铸件的能力。
10.液态合金的流动性和充型能力有何异同？如何提高液态金属的充型能力？答：液态金属的流动性和充型能力都是影响成形产品质量的因素；不同点：流动性是确定条件下的充型能力，它是液态金属本身的流动能力，由液态合金的成分、温度、杂质含量决定，与外界因素无关。
而充型能力首先取决于流动性，同时又与铸件结构、浇注条件及铸型等条件有关。
提高液态金属的充型能力的措施：（1）金属性质方面：①改善合金成分；②结晶潜热L 要大；③比热、密度大，导热率小;④粘度、表面张力小。
（2）铸型性质方面：①蓄热系数小；②适当提高铸型温度；③提高透气性。
（3）浇注条件方面：①提高浇注温度；②提高浇注压力。
（4）铸件结构方面：①在保证质量的前提下尽可能减小铸件厚度；②降低结构复杂程度。
西北工业大学材料科学基础历年真题与答案解析
西北工业大学2012年硕士研究生入学考试试题答案试题名称：材料科学基础试题编号：832说明：所有答题一律写在答题纸上第页共页一、简答题（每题10分，共50分）1.请简述滑移和孪生变形的特点？答：滑移变形特点：1）平移滑动：相对滑动的两部分位向关系不变2）滑移线与应力轴呈一定角度3）滑移不均匀性：滑移集中在某些晶面上4）滑移线先于滑移带出现：由滑移线构成滑移带5）特定晶面，特定晶向孪生变形特点：1) 部分晶体发生均匀切变2) 变形与未变形部分呈镜面对称关系，晶体位向发生变化3) 临界切分应力大4) 孪生对塑变贡献小于滑移5) 产生表面浮凸2.什么是上坡扩散？哪些情况下会发生上坡扩散？答：由低浓度处向高浓度处扩散的现象称为上坡扩散。
应力场作用、电场磁场作用、晶界内吸附作用和调幅分解反应等情况下可能发生上坡扩散。
扩散驱动力来自自由能下降，即化学位降低。
3.在室温下，一般情况金属材料的塑性比陶瓷材料好很多，为什么？纯铜与纯铁这两种金属材料哪个塑性好？说明原因。
答：金属材料的塑性比陶瓷材料好很多的原因：从键合角度考虑，金属材料主要是金属键合，无方向性，塑性好；陶瓷材料主要是离子键、共价键，共价键有方向性，塑性差。
离子键产生的静电作用力，限制了滑移进行，不利于变形。
铜为面心立方结构，铁为体心立方结构，两者滑移系均为12个，但面心立方的滑移系分布取向较体心立方匀衡，容易满足临界分切应力。
且面心立方滑移面的原子堆积密度比较大，因此滑移阻力较小。
因而铜的塑性好于铁。
4.请总结并简要回答二元合金平衡结晶过程中，单相区、双相区和三相区中，相成分的变化规律。
答：单相区：相成分为合金平均成分，不随温度变化；双相区：两相成分分别位于该相区的边界，并随温度沿相区边界变化；三相区：三相具有确定成分，不随结晶过程变化。
5.合金产品在进行冷塑性变形时会发生强度、硬度升高的现象，为什么？如果合金需要进行较大的塑性变形才能完成变形成型，需要采用什么中间热处理的方法？而产品使用时又需要保持高的强度、硬度，又应如何热处理？答：合金进行冷塑性变形时，位错大量増殖，位错运动发生交割、缠结等，使得位错运动受阻，同时溶质原子、各类界面与位错的交互作用也阻碍位错的运动。
3-工程材料知识综合应用题详解
温 Ac1＋(20~30)℃
度
炉冷
Ar1－(10~20)℃
等温时间取决 于TTT曲线及 工件截面尺寸
2~4h
6~8h
随炉冷至 550℃ 后再空冷
时间
2011-10-23 预先热处理等温球化退火工艺曲线示意图
4
温
820~840℃
度
1.5min/mm
油 淬
淬火
150~170℃
1~3h
空
回火
冷
最终热处理工艺(淬火+回火)曲线示意图
2011-10-23
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12．说明高碳钢常用的预先热处理工艺（画出工艺曲线并进行简要分 析）；说明预先热处理的目的。
答：高碳钢常用的预先热处理工艺为球化退火。其工艺曲线见下图 所示。加热温度选在Ac1＋(20~30)℃，目的是保留部分渗碳体，为在 Ar1－(10~20)℃等温时形成球状渗碳体作为核心。
2011-10-23
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4．若用CrWMn钢制造圆板牙或丝锥等薄刃刀具，应采 用何种热处理工艺（包括预先热处理和最终热处理）？ 试分析各热处理工艺的作用及其所得组织。
答：预先热处理采用球化退火工艺。其作用是：消除锻造应 力、降低硬度，使渗碳体呈球状，不仅便于机加工，也为最 终热处理作好组织准备。组织为P球状。
2011-10-23
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8．针对汽车或拖拉机传递动力的齿轮回答以下问题。 （1）分析主要失效形式和对性能的主要要求； （2）在45、16Mn、CrWMn和20CrMnTi中选择一种合 适的材料并写出简明加工路线。
答：（1）其主要失效形式有：弯曲疲劳；接触疲劳； 磨损；断齿等。
（2）选20CrMnTi钢。 其简明加工路线为：
1．完全退火后含碳量为1.0％的钢比含碳量为0.5％ 的钢硬度高。
材基本学期作业题讲解
第二章固体结构一.解释下列名词：拓扑密排相,多晶型性/同素异构体/同素异构转变,固溶强化，有序固溶体,有序畴，反相畴界。
二、简述题1、写出3种典型金属晶体的密排方向、密排面及堆垛方式，画出FCC 和BCC结构中的一个四面体间隙和一个八面体间隙位置。
2、原子间结合能相对大小与固溶体微观不均匀性的关系。
3、影响固溶体有序化的主要因素。
三、分析计算题1、影响两类固溶体溶解度的主要因素。
2、各类型中间相的概念、结构特点与影响因素。
3. 含12.3wt% Mn、1.34wt%C的奥氏体钢，其点阵常数为0.3624nm，密度为7.83g/cm3，已知C、Fe、Mn的原子量分别为12，55.84，54.92，试计算此奥氏体钢晶胞内的实际原子数，并分析C、Mn在此奥氏体钢的固溶方式。
4.当Fe从fcc结构转变为bcc结构时，a)按晶体的钢球模型，若球的直径不变，计算其体积膨胀多少？b)经x射线衍射测定在912℃时，α-Fe的a=0.2892nm，γ-Fe的a=0.3633nm, 计算从γ-Fe转变为α-Fe 时，其体积膨胀为多少？与a)相比，说明导致差别的原因。
5. β-黄铜（CuZn）具有体心立方结构，其Zn与Cu原子之比为46∶54，在450℃时若有90%的(1/2 1/2 1/2)位置被铜原子占据，问有多少百分数的(0 0 0)位置被铜原子占据?第三章晶体缺陷1、解释以下基本概念：肖脱基空位、弗兰克尔空位、刃型位错、螺型位错、混合位错、柏氏矢量、位错密度、位错的滑移、位错的攀移、弗兰克-瑞德源、派-纳力、单位位错、不全位错、堆垛层错、位错反应、扩展位错。
2、纯铁的空位形成能为105 kJ/mol 。
将纯铁加热到850℃后激冷至室温（20℃），假设高温下的空位能全部保留，试求过饱和空位浓度与室温平衡空位浓度的比值。
(e 31.8=6.8X1013）3、计算银晶体接近熔点时多少个结点上会出现一个空位（已知：银的熔点为960C ，银的空位形成能为1.10 eV ）。
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。
材料科学基础经典习题及答案考试试题
2020届材料科学基础经典习题（后附详细答案）1. 在Al-Mg 合金中，x Mg =0.05，计算该合金中Mg 的质量分数(w Mg )(已知Mg 的相对原子质量为24.31，Al 为26.98)。
2. 已知Al-Cu 相图中，K ＝0.16，m ＝3.2。
若铸件的凝固速率R ＝3×10-4 cm/s ，温度梯度G ＝30℃/cm ，扩散系数D ＝3×10-5cm 2/s ，求能保持平面状界面生长的合金中W Cu 的极值。
3．证明固溶体合金凝固时，因成分过冷而产生的最大过冷度为：⎥⎦⎤⎢⎣⎡-+--=∆GK R K mw R GD K K mw T Cu C Cu C )1(ln 1)1(00max最大过冷度离液—固界面的距离为：⎥⎦⎤⎢⎣⎡-=GDK R K mw R D x Cu C )1(ln 0式中m —— 液相线斜率；w C0Cu —— 合金成分；K —— 平衡分配系数；G —— 温度梯度；D —— 扩散系数；R —— 凝固速率。
说明：液体中熔质分布曲线可表示为：⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛--+=x D R K K w C Cu C L exp 1104．Mg-Ni 系的一个共晶反应为：546.02)Mg (570235.0Ni Mg ==+⇔w w L NiNi 纯℃α设w 1Ni ＝C 1为亚共晶合金，w 2Ni =C 2为过共晶合金，这两种合金中的先共晶相的质量分数相等，但C 1合金中的α总量为C 2合金中α总量的2.5倍，试计算C 1和C 2的成分。
5．在图4—30所示相图中，请指出： (1) 水平线上反应的性质； (2) 各区域的组织组成物； (3)分析合金I ，II 的冷却过程；(4) 合金工，II 室温时组织组成物的相对量表达式。
6．根据下列条件画出一个二元系相图，A 和B 的熔点分别是1000℃和700℃，含w B =0.25的合金正好在500℃完全凝固，它的平衡组织由73.3%的先共晶。
材基第三章习题集及标准答案
第三章 作业与习题的解答一、作业：2、纯铁的空位形成能为105 kJ/mol 。
将纯铁加热到850℃后激冷至室温（20℃），假设高温下的空位能全部保留，试求过饱和空位浓度与室温平衡空位浓度的比值。
(e 31.8=6.8X1013）6、如图2-56，某晶体的滑移面上有一柏氏矢量为b 的位错环，并受到一均匀切应力τ。
（1）分析该位错环各段位错的结构类型。
（2）求各段位错线所受的力的大小及方向。
（3）在τ的作用下，该位错环将如何运动？（4）在τ的作用下，若使此位错环在晶体中稳定不动，其最小半径应为多大？解：（2）位错线受力方向如图，位于位错线所在平面，且于位错垂直。
（3）右手法则（P95）：（注意：大拇指向下，P90图3.8中位错环ABCD 的箭头应是向内，即是位错环压缩）向外扩展（环扩大）。
如果上下分切应力方向转动180度，则位错环压缩。
A B CDττ(4) P103-104： 2sin 2d ϑτdT s b =θRd s =d ； 2/sin 2θϑd d= ∴ τττkGb b kGb b T R ===2 注：k 取0.5时，为P104中式3.19得出的结果。
7、在面心立方晶体中，把两个平行且同号的单位螺型位错从相距100nm 推进到3nm 时需要用多少功（已知晶体点阵常数a=0.3nm,G=7﹡1010Pa ）？ (3100210032ln 22ππGb dr w r Gb ==⎰； 1.8X10-9J ）8、在简单立方晶体的（100）面上有一个b=a[001]的螺位错。
如果它(a)被（001）面上b=a[010]的刃位错交割。
(b)被（001）面上b=a[100]的螺位错交割，试问在这两种情形下每个位错上会形成割阶还是弯折？（（a ）：见P98图3.21， NN ′在（100）面内，为扭折，刃型位错；(b)图3.22，NN ′垂直（100）面，为割阶，刃型位错）9、一个]101[2-=a b 的螺位错在（111）面上运动。
材基本学期作业题解析
第二章固体结构一.解释下列名词：拓扑密排相,多晶型性/同素异构体/同素异构转变,固溶强化，有序固溶体,有序畴，反相畴界。
二、简述题1、写出3种典型金属晶体的密排方向、密排面及堆垛方式，画出FCC 和BCC结构中的一个四面体间隙和一个八面体间隙位置。
2、原子间结合能相对大小与固溶体微观不均匀性的关系。
3、影响固溶体有序化的主要因素。
三、分析计算题1、影响两类固溶体溶解度的主要因素。
2、各类型中间相的概念、结构特点与影响因素。
3. 含12.3wt% Mn、1.34wt%C的奥氏体钢，其点阵常数为0.3624nm，密度为7.83g/cm3，已知C、Fe、Mn的原子量分别为12，55.84，54.92，试计算此奥氏体钢晶胞内的实际原子数，并分析C、Mn在此奥氏体钢的固溶方式。
4.当Fe从fcc结构转变为bcc结构时，a)按晶体的钢球模型，若球的直径不变，计算其体积膨胀多少？b)经x射线衍射测定在912℃时，α-Fe的a=0.2892nm，γ-Fe的a=0.3633nm, 计算从γ-Fe转变为α-Fe 时，其体积膨胀为多少？与a)相比，说明导致差别的原因。
5. β-黄铜（CuZn）具有体心立方结构，其Zn与Cu原子之比为46∶54，在450℃时若有90%的(1/2 1/2 1/2)位置被铜原子占据，问有多少百分数的(0 0 0)位置被铜原子占据?第三章晶体缺陷1、解释以下基本概念：肖脱基空位、弗兰克尔空位、刃型位错、螺型位错、混合位错、柏氏矢量、位错密度、位错的滑移、位错的攀移、弗兰克-瑞德源、派-纳力、单位位错、不全位错、堆垛层错、位错反应、扩展位错。
2、纯铁的空位形成能为105 kJ/mol 。
将纯铁加热到850℃后激冷至室温（20℃），假设高温下的空位能全部保留，试求过饱和空位浓度与室温平衡空位浓度的比值。
(e 31.8=6.8X1013）3、计算银晶体接近熔点时多少个结点上会出现一个空位（已知：银的熔点为960C ，银的空位形成能为1.10 eV ）。
浙大材科基模拟题详解
浙大材科基模拟题详解模拟题一一、名词解释1.非本征扩散2.硼反常现象3.液相烧结4.位移型转变5.液相独立析晶6.填空题二、填空题1.热缺陷浓度与有关，非化学计量化合物缺陷浓度与有关。
2.T g为玻璃的温度，T f为玻璃的温度。
3.空位扩散活化能包括能和能。
4.相变的推动力是，烧结的推动力是。
5.二级相变相等，不相等。
6.产生二次再结晶的重要原因是，防止二次再结晶的有效方法是。
7.晶界结构按两个晶粒之间夹角分为晶界和晶界。
按晶界两边原子排列的连贯性可分为、、。
8.按润滑的程度，润湿可分为、、。
三、完成下列各题。
1.什么是固溶体和非化学计量化合物？2.简述影响硅酸盐熔体粘度的因素。
3.少量Al2O3加入到MgO中形成固溶体，写出缺陷方程。
4.试用图例说明过冷度对形核化、晶化速率、析晶？？、析晶？？和晶粒尺寸的影响。
5.简述成型压力、粒度、添加剂对烧结的影响。
6.为加快固相反应的速度，你认为应采取哪些措施？并说明理由。
7.粘土的很多性能与吸附阳离子种类有关，指出粘土吸附下列不同阳离子后的性能变化规律（以箭头）H+、Al3+、Ba2+、Sr2+、Ca2+、Mg2+、NH4+、K+、Na+、Li+1)离子置换能力2)粘土的ζ—电位3)泥浆的稳定性4)泥团的可塑性5)泥浆的滤过性8.根据下图和下表可知，具有面心立方晶格不同晶面（110）、（100）、（111）上，原子密度不同，试回答，哪一个晶面上固——气表面能是最低的？为什么？构造结晶面表面浓度最近邻原子面心立方（111）0.907 6（100）0.785 4（110）0.555 2 大小9. 什么是表面活性剂？简述其分子结构特点？以Al 2O 3为例说明表面活性剂如何使粉料的表面改性？10. 图为生成一个三元化合物的三元相图： 1) 判断化合物N 的性质；2) 标出界线上的温度下降方向；3) 指出三元无变量点M 、L 、k 的性质。
4)分析1、2、3点的结晶路程。
浙大材科基模拟题详解
模拟题一一、名词解释1.非本征扩散2.硼反常现象3.液相烧结4.位移型转变5.液相独立析晶6.填空题二、填空题1.热缺陷浓度与有关，非化学计量化合物缺陷浓度与有关。
2.T g为玻璃的温度，T f为玻璃的温度。
3.空位扩散活化能包括能和能。
4.相变的推动力是，烧结的推动力是。
5.二级相变相等，不相等。
6.产生二次再结晶的重要原因是，防止二次再结晶的有效方法是。
7.晶界结构按两个晶粒之间夹角分为晶界和晶界。
按晶界两边原子排列的连贯性可分为、、。
8.按润滑的程度，润湿可分为、、。
三、完成下列各题。
1.什么是固溶体和非化学计量化合物？2.简述影响硅酸盐熔体粘度的因素。
3.少量Al2O3加入到MgO中形成？？？固溶体，写出缺陷方程。
4.试用图例说明过冷度对形核化、晶化速率、析晶？？、析晶？？和晶粒尺寸的影响。
5.简述成型压力、粒度、添加剂对烧结的影响。
6.为加快固相反应的速度，你认为应采取哪些措施？并说明理由。
7.粘土的很多性能与吸附阳离子种类有关，指出粘土吸附下列不同阳离子后的性能变化规律（以箭头）H+、Al3+、Ba2+、Sr2+、Ca2+、Mg2+、NH4+、K+、Na+、Li+1)离子置换能力2)粘土的ζ—电位3)泥浆的稳定性4)泥团的可塑性5)泥浆的滤过性8.根据下图和下表可知，具有面心立方晶格不同晶面（110）、（100）、（111）上，原子密度不同，试回答，哪一个晶面上固——气表面能是最低的？为什么？构造结晶面表面浓度最近邻原子面心立方（111）0.907 6（100）0.785 4（110）0.555 2 大小9. 什么是表面活性剂？简述其分子结构特点？以Al 2O 3为例说明表面活性剂如何使粉料的表面改性？ 10. 图为生成一个三元化合物的三元相图： 1) 判断化合物N 的性质；2) 标出界线上的温度下降方向；3) 指出三元无变量点M 、L 、k 的性质。
4)分析1、2、3点的结晶路程。
材基第三章习题和答案解析
第三章 作业与习题的解答一、作业：2、纯铁的空位形成能为105 kJ/mol 。
将纯铁加热到850℃后激冷至室温（20℃），假设高温下的空位能全部保留，试求过饱和空位浓度与室温平衡空位浓度的比值。
(e 31.8=6.8X1013）6、如图2-56，某晶体的滑移面上有一柏氏矢量为b 的位错环，并受到一均匀切应力τ。
（1）分析该位错环各段位错的结构类型。
（2）求各段位错线所受的力的大小及方向。
（3）在τ的作用下，该位错环将如何运动？（4）在τ的作用下，若使此位错环在晶体中稳定不动，其最小半径应为多大？解：（2）位错线受力方向如图，位于位错线所在平面，且于位错垂直。
（3）右手法则（P95）：（注意：大拇指向下，P90图3.8中位错环ABCD 的箭头应是向内，即是位错环压缩）向外扩展（环扩大）。
如果上下分切应力方向转动180度，则位错环压缩。
(4) P103-104： 2sin 2d ϑτdT s b =θRd s =d ； 2/sin 2θϑd d= ∴ τττkGb b kGb b T R ===2 注：k 取0.5时，为P104中式3.19得出的结果。
7、在面心立方晶体中，把两个平行且同号的单位螺型位错从相距100nm 推进到3nm 时需要用多少功（已知晶体点阵常数a=0.3nm,G=7﹡1010Pa ）？ (3100210032ln 22ππGb dr w r Gb ==⎰； 1.8X10-9J ）8、在简单立方晶体的（100）面上有一个b=a[001]的螺位错。
如果它(a)被（001）面上b=a[010]的刃位错交割。
(b)被（001）面上b=a[100]的螺位错交割，试问在这两种情形下每个位错上会形成割阶还是弯折？（（a ）：见P98图3.21， NN ′在（100）面内，为扭折，刃型位错；(b)图3.22，NN ′垂直（100）面，为割阶，刃型位错）9、一个]101[2-=a b 的螺位错在（111）面上运动。
材基典型试题讲解
请填写A-B二元相图中的两相区，写出在T1、T2、T3温度下的三个恒温反 应，并指出其反应类型。
请画出Fe-Fe3C相图，同时， （1）分析含碳量1.0％的铁碳合金自液态至室温的结晶过程。 （2）计算该成分合金室温时的组织组成物的相对含量（FeCⅢ忽略不计）。
请画出Fe-Fe3C相图，同时， （1）分析含碳量0.3％的铁碳合金自液态至室温的结晶过程。 （2）计算该成分合金室温时的组织组成物的相对含量。
1. 标出面心立方晶胞中（111）面上各点坐标，并判断 [110] 是否位于（111）面上，然后计算 [110] 方向的线密度。
2. 标出具有下列弥勒指数的晶面和晶向： 立方晶向:(421),[123] ,(130), [211] , [311] 六方晶系： 1) (1 (211 101) [2111] [1213]
如图所示成分三角形中， 确定组元C为70％，而A和B组元浓度等于S成分的合金成分点； 确定用10kgP成分与10kgS成分合金熔化混合后的合金成分，写出作图步骤。
如图所示的固态完全不互溶的三元共晶相图中，a，b，c分别是组元A，B，C，的熔 点，e1，e2，e3分别是A-B，B-C，A-C二元共晶的转变点，E为三元共晶转变点。 画出改三元相图的投影图；写出图中O合金的凝固过程及其室温组织并计算组织组 成物的含量。
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4.试计算面心立方晶体的（100），（110），（111）等晶面的面间距和 面致密度，并指出面间距最大的晶面。 5. 在立方晶系的一个晶胞中画出同时位于（101），（011）和（112）晶 面上的 [11 晶向 1] 6. 通过计算判断(110) 、（132）、（311）晶面是否属于同一晶带轴？ 7求（211）和（110）晶面的晶带轴，并列出5个属于该晶带轴的晶面的弥 勒指数。
《材料科学与工程基础》习题和思考题及答案
《材料科学与工程基础》习题和思考题及答案《材料科学与工程基础》习题和思考题及答案第二章2-1.按照能级写出N、O、Si、Fe、Cu、Br原子的电子排布（用方框图表示）。
2-2.的镁原子有13个中子，11.17%的镁原子有14个中子，试计算镁原子的原子量。
2-3.试计算N壳层内的最大电子数。
若K、L、M、N壳层中所有能级都被电子填满时，该原子的原子序数是多少？2-4.计算O壳层内的最大电子数。
并定出K、L、M、N、O壳层中所有能级都被电子填满时该原子的原子序数。
2-5.将离子键、共价键和金属键按有方向性和无方向性分类，简单说明理由。
2-6.按照杂化轨道理论，说明下列的键合形式：（1）CO2的分子键合（2）甲烷CH4的分子键合（3）乙烯C2H4的分子键合（4）水H2O的分子键合（5）苯环的分子键合（6）羰基中C、O间的原子键合2-7.影响离子化合物和共价化合物配位数的因素有那些？2-8.试解释表2-3-1中，原子键型与物性的关系？2-9.0℃时，水和冰的密度分别是1.0005 g/cm3和0.95g/cm3，如何解释这一现象？2-10.当CN=6时，K+离子的半径为0.133nm(a)当CN=4时，半径是多少？(b)CN=8时，半径是多少？2-11.(a)利用附录的资料算出一个金原子的质量？(b)每mm3的金有多少个原子？(c)根据金的密度，某颗含有1021个原子的金粒，体积是多少？(d)假设金原子是球形(r Au=0.1441nm),并忽略金原子之间的空隙，则1021个原子占多少体积？(e)这些金原子体积占总体积的多少百分比？2-12.一个CaO的立方体晶胞含有4个Ca2+离子和4个O2-离子，每边的边长是0.478nm，则CaO的密度是多少？2-13.硬球模式广泛的适用于金属原子和离子，但是为何不适用于分子？2-14.计算（a）面心立方金属的原子致密度；（b）面心立方化合物NaCl的离子致密度（离子半径r Na+=0.097，r Cl-=0.181）；（C）由计算结果，可以引出什么结论？2-15.铁的单位晶胞为立方体，晶格常数a=0.287nm，请由铁的密度算出每个单位晶胞所含的原子个数。
2022材科基真题精讲
05
真题实战演练
模拟试题与解析
题目：简述材料科学基础的基 本概念。
题目：分析材料热处理过程中 的相变过程。
题目：论述材料力学性能与微 观结构的关系。
题目：比较不同材料的电导率 特性及其应用。
历年真题与解析
2022年真题： 涉及材料科学基 础核心知识点
2021年真题： 考察学生对材料 性能的理解和应 用
考点分布：对真题涉及的知识点进行分类和解析指出重点和难点。
题目类型：对真题的题型进行分类和解析包括选择题、填空题、简答题、论述题等并分别说明 每种题型的难度和考察重点。
解题技巧：针对不同类型的题目提供相应的解题技巧和思路帮助学生更好地理解和掌握真题的 解题方法。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ题考点概览
考点分布：详细列举各个章节 的考点数量和占比
重点与难点：分析历年真题中 频繁出现和难度较大的知识点
题目类型：简要介绍真题中涉 及的题型和分值分布
解题技巧：总结各类题型的答 题技巧和注意事项
03
真题详解
真题题目与答案
2022年真题第 一题：考查材 料科学基础的 基本概念和原
理
2022年真题第 二题：涉及材 料制备、性能 测试与表征的
实际应用
2022材科基真题精 讲
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真题概览 解题技巧总结
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真题概览
真题来源与特点
来源：历年真题包括全国性和地方性考试 特点：全面覆盖考试大纲题型多样难度适中
真题难度解析
难度等级：根据考生反馈和评分标准将真题难度分为简单、中等、困难三个等级并分别进行解 析。
材料科学基础典型习题助解
材料科学基础典型习题助解材料科学基础基本概念及典型习题助解前言一结晶学基础为什么研究晶体结构要使用任意坐标系？晶体是构成晶体的物质基元在三维空间重复排列而形成的固态聚集体。
在研究某种晶体时，通常把那种晶体的布拉菲晶胞作为晶体的结构基元。
用数学方法研究晶体时，需要在晶体中建立坐标系以确定晶体中某指定晶胞的空间方位。
通常，以布拉菲晶胞的某个结点的空间位置来表征该晶胞的空间位置。
确定某个晶胞的一个结点作为坐标原点，以过坐标原点的三条不共面棱边作为三条坐标轴的基矢建立的坐标系，能够保证每一个晶胞的相同结点的坐标值都为整数。
这一点很重要，它能保证我们对晶体模型进行数学研究时有一个相对简捷的过程和结果。
自然界中的物质，绝大多数在微米尺度上是有序的，即所谓长程有序。
这是我们用晶体模型研究材料结构的前提。
自然界中的物质结构千变万化，用正交等长度坐标系很难甚至不能对晶态结构进行有效的描述和研究，根据每一种晶体结构建立相应的坐标系具有实用价值。
这就是我们研究和运用任意坐标系的意义所在。
三维空间可用三轴坐标系描述。
三条坐标轴的单位长度各不相同，每两条坐标轴之间的夹角也不相同的坐标系称为任意三轴坐标系。
当三条坐标轴的单位长度相等、任意两条坐标之间的夹角都等于90o时，就得到我们常用的三等轴正交坐标系——笛卡尔坐标系。
当用任意坐标系描述空间某点位置时，应该过该点作三条与坐标轴平行的直线，使这三条直线所确定的三个平面与三条坐标轴所确定的三个平面结合构成一个平行六面体。
这个平行六面体的三条共点不共面的棱边长除以相应坐标轴的单位长度后就是被描述点的坐标。
更便捷的做法是：要确定某点A在任意坐标系O-xyz中的的z坐标，就通过A点作一条平行于O-xy面的直线，使其与z轴相交，交点处的z值就是A点的z坐标；x、y坐标类推。
需要特别注意的是被描述点的各个坐标轴向长度与相应坐标值的区别。
每个坐标轴向长度除以相应的单位长度后才是该轴向的坐标值。
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面角位错
a a 若面心立方晶体中b= [101] 的全位错以及b= [121] 的不全位错相遇并 6 发生位错反应，问： 2 （1）此反应能否进行？为什么？ （2）写出合成位错的柏氏矢量，并说明合成位错的性质。
AC+γA→ γC
a a 若面心立方晶体中b= [101] 的全位错以及b= [121] 的不全位错相遇并 6 发生位错反应，问： 2 （1）此反应能否进行？为什么？ （2）写出合成位错的柏氏矢量，并说明合成位错的性质。
请填写A-B二元相图中的两相区，写出在T1、T2、T3温度下的三个恒温反 应，并指出其反应类型。
பைடு நூலகம்
请画出Fe-Fe3C相图，同时， （1）分析含碳量1.0％的铁碳合金自液态至室温的结晶过程。 （2）计算该成分合金室温时的组织组成物的相对含量（FeCⅢ忽略不计）。
请画出Fe-Fe3C相图，同时， （1）分析含碳量0.3％的铁碳合金自液态至室温的结晶过程。 （2）计算该成分合金室温时的组织组成物的相对含量。
（1）四面体四个面即为四个可能 的滑移面
ABC： （111） ABD： (1 11) ACD： (1 1 1) BCD： (11 1)
（2）四面体的6个棱边代表的12个晶向，为面心立方晶 体中12个全位错的柏氏矢量； （3）每个面的顶点与其中心的连线代表24个1/6<111> 型的滑移矢量，它们相当于面心立方中可能的24个肖克利 不全位错的柏氏矢量； （4）4个顶点到它所对的三角形中点的连线代表8个 1/3<111>型的滑移矢量，它们代表面心立方中可能的8个 弗兰克不全位错的柏氏矢量； （5）四个面中心连线即αβ，αγ，αδ，βγ，γδ，βδ为 1/6<110>是压杆位错的一种。
如图所示成分三角形中， 确定组元C为70％，而A和B组元浓度等于S成分的合金成分点； 确定用10kgP成分与10kgS成分合金熔化混合后的合金成分，写出作图步骤。
如图所示的固态完全不互溶的三元共晶相图中，a，b，c分别是组元A，B，C，的熔 点，e1，e2，e3分别是A-B，B-C，A-C二元共晶的转变点，E为三元共晶转变点。 画出改三元相图的投影图；写出图中O合金的凝固过程及其室温组织并计算组织组 成物的含量。
组织、晶体结构、空间点阵、配位数、致密度、 晶向族、晶面族、晶带、晶带轴、柯氏气团、扩 展位错、位错的割阶与扭折、晶胚、晶核、不平 衡共晶、置换固溶体、间隙固溶体、中间相、相 图、晶内偏析、固溶体、先共晶相、伪共晶组织、 离异共晶、包晶偏析、过冷度、均匀形核、非均 匀形核、平衡分配系数、成分过冷、单滑移、多 滑移、交滑移、固溶强化、滑移、孪生、形变织 构、临界变形度、二次再结晶、蠕变
1. 标出面心立方晶胞中（111）面上各点坐标，并判断 [110] 是否位于（111）面上，然后计算 [110] 方向的线密度。
2. 标出具有下列弥勒指数的晶面和晶向： 立方晶向:(421),[123] ,(130), [211] , [311] 六方晶系： (211 1) (1101) [2111] [1213]
4.试计算面心立方晶体的（100），（110），（111）等晶面的面间距和 面致密度，并指出面间距最大的晶面。 5. 在立方晶系的一个晶胞中画出同时位于（101），（011）和（112）晶 面上的 [11 1] 晶向 6. 通过计算判断(110) 、（132）、（311）晶面是否属于同一晶带轴？ 7求（211）和（110）晶面的晶带轴，并列出5个属于该晶带轴的晶面的弥 勒指数。
已知930℃碳在γ铁中的扩散系数D=1.61×10—12m2/s，这一温度下对 含碳量0.%的碳钢渗碳，设渗碳开始时，表面的碳浓度即达到C1=1%， 而且保持不变。求渗碳4h后，在x=0.2mm处C的浓度。
为什么晶粒越细，材料强度、硬度越高，塑性、韧性也越高？
试用柯氏气团和位错增殖理论解释低碳钢拉伸时的屈服现象和应变时效