上海大学材料结构性能与应用思考题
材料结构与性能答案
一、名词解释：1.大分子(macromolecule)：由大量原子组成的，具有相对高的分子质量或分子重量聚合物分子：也叫高聚物分子，通常简称为高分子。
就字面上它是一个由许多(poly)部分(mer)组成的分子，然而它的确包含多重重复之意。
它意味着：(1) 这些部分是由相对低分子质量的分子衍生的单元(所谓的单体单元或链节)；(2) 并且只有一种或少数几种链节；(3) 这些需要的链节多重重复重现。
2.共聚物：共聚物一词在历史上指由能自身均聚的单体聚合而生成的聚合物3.结晶度(degree of crystallinity)：结晶高聚物结晶部分量地多少。
分为质量结晶度和体积结晶度4.等同周期（identity spacing)：高分子晶体中分子链方向相同结构重复出现的最短距离，又称高分子晶体的晶胞结构重复单元。
构成高分子晶体的晶胞结构重复单元有时与其化学重复单元不相同。
5.结晶过程：物质从液态（溶液或熔融状态）或气态形成晶体的过程。
二、概念区分：1、微构象(microconformation)与宏构象(macroconformation)微构象：即高分子的主链键构象，即是高分子主链中一个键所涉及的原子或原子团的构象宏构象：沿高分子链的微构象序列导致高分子的宏构象，它决定高分子的形状微构象指高分子主链键构象。
宏构象指整个高分子链的形态。
由于微构象的变化所导致的高分子的宏观形态(morphology)2、应力(stress)与应变(strain)应力（σ）是受力物体截面上内力的集度,即单位面积上的作用力应变（ε）：在外力作用下，材料的几何形状和尺寸发生的变化σ=Eε，E是弹性模量。
3、侧基(side group)与端基(end group)侧基：侧基是一个主链上的分支，既不是低聚物的也不是高聚物的。
端基：端基是大分子或低聚物分子末端的结构单元4、初期结晶(primary crystallization)与二次结晶(secondary crystallization)初期结晶：物质从液态（溶液或熔融状态）或气体形成晶体。
上海大学材料科学基础习题集 完整版115页
没有目标的人很容易中途放弃，一定坚持自己的目标！①如果你现在有目标院校，那最好不过了，去查找或者咨询历年的分数线，包括单科线、初试线、复试线。
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第一章要求掌握的内容第一节晶体与非晶体，晶体结构与空间点阵，晶胞与原胞，晶系，布拉菲点阵，点阵常数。
第二节晶面指数、晶向指数的确定，晶面族，晶向族，晶带轴，晶面与晶向平行或垂直。
第三节面心立方、体心立方、密排六方晶胞结构，原子数，配位数，紧密系数，间隙种类，间隙大小（定性），间隙位置，第四节面心立方和密排六方的堆垛方式，堆垛层错第一章（一）内容及习题引言金属由于其性能的多样性，而被人们广泛的应用。
金属的性能由其成分、结构所决定。
成分、结构、性能之间的关系，以及它们的变化规律，构成了本课程的基础。
金属（或非金属）在固态通常是晶体，故金属的结构通常被称为金属的晶体结构。
第一章介绍的是学习和研究晶体结构所需要掌握的一些基本知识――晶体学基础。
本节课要求1 要求掌握“晶体与非晶体、晶体结构与空间点阵、晶胞与原胞、晶系、布拉菲点阵、点阵常数”概念，理解布拉菲点阵的唯一性。
2 看完第一节，并完成习题1～3。
习题1描述晶体与非晶体的区别，从结构、性能等方面。
2何谓空间点阵，简述晶体结构与空间点阵的区别。
3 对于图1-4（n）的面心立方点阵，如果在该点阵的上下两个底面的面中心各添加一个阵点，请问，新的结构是属于14种空间点阵的哪一种。
上交大考研材料简答题答案
何谓金属的塑性简要分析影响金属塑性的因素。
塑性是指金属在外力作用下，能稳定地发生永久变形而不破坏其完整性的能力。
影响金属塑性的因素包括以下两个方面：●金属的内在因素如晶格类型、化学成分、组织状态等●变形的外部条件如变形温度、应变速率、变形的力学状态等。
什么是塑性加工塑性加工有何优点？金属材料在一定的外力作用下，利用其塑性而使其成形并获得一定力学性能的加工方法称为塑性加工。
塑性加工主要优点：●金属材料在塑性成形过程中组织改善性能提高。
●材料利用率高流线分布合理。
●用塑性成形方法得到的工件可以达到较高的精度。
●生产效率高适于大批量生产。
如何提高金属的塑性？提高塑性的基本途径：●提高材料成分和组织的均匀性。
●合理选择变形温度和应变速率。
●选择三向压缩性较强的变形方式。
●减少变形的不均匀性。
金属塑性成形中摩擦的特点。
伴随有变形金属的塑性流动。
●接触面上压强高。
●实际接触面大。
不断有新的摩擦面产生。
●常在高温下产生摩擦。
摩擦对塑性成形有哪些有利和不利的影响。
有利影响：●可以利用摩擦阻力来控制金属流动方向。
例如开式模锻时，可以利用飞边桥部摩擦力来保证金属充填模腔。
●辊锻和轧制时凭借摩擦力把坯料送进轧辊等不利影响：●它使所需的变形力和变形功率增大●引起不均匀变形，产生附加应力，从而导致工件开裂●使工件脱模困难，影响生产效率●增加工具的磨损，缩短模具的使用寿命单晶体塑性变形的基本方式是什么？多晶体变形的特点是什么？单晶体的塑性变形主要是通过滑移和孪生两种方式进行。
多晶体变形的特点：●各晶粒变形不同步●各晶粒变形不自由●各晶粒变形不均匀为什么静水压力越大金属的塑性越高？●拉伸应力促进晶间变形，加速晶界破坏，而压缩应力抑制或减少晶间变形。
随着三向压缩作用增强，晶间变形越加难以进行，因而改变了金属的塑性●压应力有利于抑制或消除晶体中由于塑性变形而引起的各种微观损伤，而拉应力则相反，它促进各种损伤发展，扩大。
●当变形体内原来存在脆性杂质，微观裂纹，液态相等缺陷时，三向压应力能抑制这些缺陷，全部或部分消除其危害性。
材料性能学-部分习题答案
第一章材料的弹性变形一、填空题：1.金属材料的力学性能是指在载荷作用下其抵抗变形或断裂的能力。
2. 低碳钢拉伸试验的过程可以分为弹性变形、塑性变形和断裂三个阶段。
3. 线性无定形高聚物的三种力学状态是玻璃态、高弹态、粘流态，它们的基本运动单元相应是链节或侧基、链段、大分子链，它们相应是塑料、橡胶、流动树脂（胶粘剂的使用状态。
二、名词解释1.弹性变形：去除外力，物体恢复原形状。
弹性变形是可逆的2.弹性模量：拉伸时σ=EεE：弹性模量（氏模数）切变时τ=GγG：切变模量3.虎克定律：在弹性变形阶段，应力和应变间的关系为线性关系。
4.弹性比功定义：材料在弹性变形过程中吸收变形功的能力，又称为弹性比能或应变比能，表示材料的弹性好坏。
三、简答：1．金属材料、瓷、高分子弹性变形的本质。
答：金属和瓷材料的弹性变形主要是指其中的原子偏离平衡位置所作的微小的位移，这部分位移在撤除外力后可以恢复为0。
对高分子材料弹性变形在玻璃态时主要是指键角键长的微小变化，而在高弹态则是由于分子链的构型发生变化，由链段移动引起，这时弹性变形可以很大。
2．非理想弹性的概念及种类。
答：非理想弹性是应力、应变不同时响应的弹性变形，是与时间有关的弹性变形。
表现为应力应变不同步，应力和应变的关系不是单值关系。
种类主要包括滞弹性，粘弹性，伪弹性和包申格效应。
3．什么是高分子材料强度和模数的时-温等效原理?答：高分子材料的强度和模数强烈的依赖于温度和加载速率。
加载速率一定时，随温度的升高，高分子材料的会从玻璃态到高弹态再到粘流态变化，其强度和模数降低；而在温度一定时，玻璃态的高聚物又会随着加载速率的降低，加载时间的加长，同样出现从玻璃态到高弹态再到粘流态的变化，其强度和模数降低。
时间和温度对材料的强度和模数起着相同作用称为时=温等效原理。
四、计算题：气孔率对瓷弹性模量的影响用下式表示：E=E0 (1—1.9P+0.9P2)E0为无气孔时的弹性模量；P为气孔率，适用于P≤50 %。
上海市考研材料科学与工程复习资料材料学基础与工程应用解析
上海市考研材料科学与工程复习资料材料学基础与工程应用解析材料科学与工程是一门研究物质结构、性能和加工制备的学科，是当前对材料进行研究和应用的重要学科之一。
在上海市考研中，材料科学与工程是一个重要的专业方向，需要学生对材料学基础知识和工程应用进行深入的理解和掌握。
本文将对上海市考研材料科学与工程的复习资料以及材料学基础与工程应用进行解析。
一、复习资料选择考研复习资料的选择对于备战考试非常重要。
对于材料科学与工程专业的考研复习，建议选择系统全面、权威可靠的教材和资料。
以下是一些常用的复习资料：1.材料学基础方面：《材料力学基础》、《材料科学基础》、《材料学导论》等。
2.材料工程应用方面：《材料加工原理与技术》、《材料表面工程》、《材料热处理与性能》等。
3.综合复习资料：《全国研究生入学考试全程指导系列》、《研究生择业指导与就业视域设计》等。
以上仅为参考，考生可以根据自身情况选择合适的复习资料。
二、材料学基础解析材料学基础是材料科学与工程的核心内容，对于考研复习来说尤为重要。
首先要理解和掌握材料科学的基本概念和基本原理，包括材料的结构、性能、制备和改性等。
此外，对于各类材料的特点和应用也需要进行深入的了解。
在复习材料学基础过程中，可以按照以下步骤进行：1.了解材料的基本分类：根据材料的组成和性质，将材料分为金属材料、无机非金属材料、高分子材料和复合材料等。
对于每一类材料，了解其基本特点、结构和应用。
2.学习材料的物理性能：材料的物理性能包括密度、热膨胀系数、导热性、热导率等。
理解每一种性能的定义和测量方法。
3.研究材料的力学性能：力学性能包括弹性、塑性、断裂和疲劳等。
学习材料的力学性能对于选择合适的材料、设计合理的材料结构具有重要意义。
4.了解材料的组织结构：材料的组织结构对于材料的性能和应用起着决定性作用。
学习材料的晶体结构和非晶态结构，了解材料的相变和晶体缺陷等。
5.掌握材料的改性和制备方法：对于材料的改性和制备方法，掌握一些常用的技术和工艺，如材料的合金化、热处理和表面改性等。
《材料性能学》课后答案
《工程材料力学性能》（第二版）课后答案第一章材料单向静拉伸载荷下的力学性能一、解释下列名词滞弹性：在外加载荷作用下，应变落后于应力现象。
静力韧度：材料在静拉伸时单位体积材科从变形到断裂所消耗的功。
弹性极限：试样加载后再卸裁，以不出现残留的永久变形为标准，材料能够完全弹性恢复的最高应力。
比例极限：应力—应变曲线上符合线性关系的最高应力。
包申格效应：指原先经过少量塑性变形，卸载后同向加载，弹性极限(ζP)或屈服强度(ζS)增加；反向加载时弹性极限(ζP)或屈服强度(ζS)降低的现象。
解理断裂：沿一定的晶体学平面产生的快速穿晶断裂。
晶体学平面－－解理面，一般是低指数，表面能低的晶面。
解理面：在解理断裂中具有低指数，表面能低的晶体学平面。
韧脆转变：材料力学性能从韧性状态转变到脆性状态的现象（冲击吸收功明显下降，断裂机理由微孔聚集型转变微穿晶断裂，断口特征由纤维状转变为结晶状）。
静力韧度：材料在静拉伸时单位体积材料从变形到断裂所消耗的功叫做静力韧度。
是一个强度与塑性的综合指标，是表示静载下材料强度与塑性的最佳配合。
二、金属的弹性模量主要取决于什么?为什么说它是一个对结构不敏感的力学姓能?答案：金属的弹性模量主要取决于金属键的本性和原子间的结合力，而材料的成分和组织对它的影响不大，所以说它是一个对组织不敏感的性能指标，这是弹性模量在性能上的主要特点。
改变材料的成分和组织会对材料的强度(如屈服强度、抗拉强度)有显著影响，但对材料的刚度影响不大。
三、什么是包辛格效应，如何解释，它有什么实际意义?答案：包辛格效应就是指原先经过变形，然后在反向加载时弹性极限或屈服强度降低的现象。
特别是弹性极限在反向加载时几乎下降到零，这说明在反向加载时塑性变形立即开始了。
包辛格效应可以用位错理论解释。
第一，在原先加载变形时，位错源在滑移面上产生的位错遇到障碍，塞积后便产生了背应力，这背应力反作用于位错源，当背应力(取决于塞积时产生的应力集中)足够大时，可使位错源停止开动。
材料力学实验思考题答案
材料力学实验思考题答案1. 引言。
材料力学实验是材料力学课程的重要组成部分，通过实验可以更直观地了解材料的性能和行为。
在实验过程中，学生需要不断思考和分析，以深化对材料力学知识的理解。
本文将针对材料力学实验中的一些思考题进行解答，希望能够帮助学生更好地掌握相关知识。
2. 实验思考题答案。
2.1 为什么在材料力学实验中常常使用金属材料？答，金属材料具有良好的可塑性和韧性，适用于各种加载条件下的实验。
同时，金属材料的力学性能稳定，易于加工和制备，因此在材料力学实验中被广泛应用。
2.2 为什么在拉伸试验中会出现颈缩现象？答，在拉伸试验中，当金属材料受到拉力作用时，由于材料内部应力分布不均匀，会出现局部应力集中的现象，导致材料发生颈缩。
这是由于材料的塑性变形导致的，属于材料的典型失效形式。
2.3 为什么在材料力学实验中需要进行应力应变曲线的测定？答，应力应变曲线是材料力学性能的重要指标，通过曲线的测定可以了解材料的屈服强度、抗拉强度、延伸率等性能参数。
这对于材料的选用和设计具有重要意义，因此在材料力学实验中需要进行应力应变曲线的测定。
2.4 为什么在材料力学实验中需要进行硬度测试？答，硬度是材料抵抗局部变形的能力，是材料力学性能的重要指标之一。
通过硬度测试可以快速了解材料的硬度水平，评估材料的耐磨性和耐腐蚀性能，对于材料的使用和维护具有重要意义。
2.5 为什么在材料力学实验中需要进行冲击试验？答，冲击试验可以评估材料的韧性和抗冲击性能，对于材料在受到冲击载荷时的表现具有重要意义。
通过冲击试验可以了解材料在实际工作条件下的表现，为工程设计和材料选择提供重要参考。
3. 结语。
通过对材料力学实验思考题的解答，可以更深入地了解材料力学知识的实际应用。
希望学生在实验过程中能够不断思考和分析，提高对材料力学的理解和掌握，为将来的工程实践奠定坚实的基础。
上海市考研材料科学备考攻略重要知识点整理突破材料科学难题
上海市考研材料科学备考攻略重要知识点整理突破材料科学难题材料科学作为一门应用科学，涉及到物质的结构、性质以及制备技术等多个方面。
在上海市考研中，材料科学作为一个重要的学科，备考的难度不可小觑。
为了帮助考生更好地备考和突破材料科学的难题，本篇文章将重点整理上海市考研材料科学的重要知识点，并提供备考攻略。
一、材料结构与性能1.1 晶体结构与晶粒晶体结构是材料基本组成单元的排列方式，它直接影响材料的性能。
晶体结构包括原子的排列方式、晶格常数等。
晶粒是大量晶体排列的一种规则性现象，晶粒边界对材料的力学性能等起着重要作用。
1.2 缺陷与材料性能缺陷是材料中不完整的位置或缺失的原子。
三种常见的缺陷是点缺陷、线缺陷和面缺陷。
缺陷会对材料的机械性能、导电性能等产生重要影响。
1.3 金属、陶瓷与聚合物材料的结构与性能金属、陶瓷和聚合物是材料科学中的三大类材料。
它们的结构和性能差异很大，分别适用于不同的工程领域。
了解它们的结构和性能是备考过程中的重要内容。
二、材料制备与加工工艺2.1 金属材料的制备和加工工艺金属材料制备方式包括冶炼、粉末冶金和金属材料加工等。
掌握各种制备方法的原理和特点，对备考材料科学专业考试至关重要。
2.2 陶瓷材料的制备和加工工艺陶瓷材料是一种非金属无机材料，制备过程包括烧结、溶胶-凝胶法等。
熟悉陶瓷材料的制备和加工工艺，有助于理解材料的微观结构和宏观性能。
2.3 聚合物材料的制备和加工工艺聚合物材料的制备与加工工艺主要包括聚合反应、挤出、注塑等。
不同的制备方法会影响聚合物材料的结构和性能。
三、材料性能测试与分析3.1 金属材料的性能测试与分析金属材料性能测试包括力学性能、热学性能、电学性能等多个方面。
了解测试方法和原理，能够准确评估金属材料的性能。
3.2 陶瓷材料的性能测试与分析陶瓷材料的性能测试与分析主要包括硬度测试、断裂韧性测试等。
这些测试方法对于评估陶瓷材料的性能至关重要。
3.3 聚合物材料的性能测试与分析聚合物材料的性能测试与分析包括力学性能、热学性能、流变性能等。
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。
(完整版)上大材料科学基础简答题
A1（fcc）密排面：（100）密排方向：【110】h+k+l全基或全偶衍射A2（bcc）密排面：（110）密排方向：【111】h+k+l为偶数衍射A3（hcp）密牌面：（001）密排方向：【100】2dsinθ=λ性质、结构成分（研究对象）、合成/制备=效用1.如何理解点缺陷是一种热力学平衡缺陷？随着点缺陷数量增加，熵增加导致自由能下降，但是同时内能增加导致自由能增加，所以有一个平衡浓度，此时有最低的自由能值。
2.何谓位错的应变能。
何谓位错的线张力，其估算值为多少。
位错在晶体中引起畸变，使晶体产生畸变能，称之为位错的应变能或位错的能量。
线张力的定义为：位错线增加一个单位长度时，引起晶体能量的增加。
通常用Gb2/2作为位错线张力的估算值。
请问影响合金相结构的因素主要有哪几个。
原子尺寸、晶体结构、电负性、电子浓度。
3.请简要说明：（1）刃型位错周围的原子处于怎样的应力状态（为切应力还是正应力，为拉应力还是压应力）;(2)若有间隙原子存在，则间隙原子更容易存在于位错周围的哪些位置（可以以图示的方式说明）。
(1)刃型位错不仅有正应力同时还有切应力。
所有的应力与沿位错线的方向无关，应力场与半原子面左右对称，包含半原子面的晶体受压应力，不包含半原子面的晶体受拉应力。
(2)对正刃型位错，滑移面上方的晶胞体积小于正常晶胞，吸引比基体原子小的置换式溶质原子或空位；滑移面下方的晶胞体积大于正常晶胞，吸引间隙原子和比基体原子大的置换式溶质原子。
4.铁素体钢在拉伸过程中很易出现屈服现象，请问：（1）产生屈服的原因？（2）如何可以消除屈服平台？由于碳氮间隙原子钉扎位错，在塑性变形开始阶段需使位错脱离钉扎，从而产生屈服延伸现象；当有足够多的可动位错存在时，或者使间隙原子极少，或者经过预变形后在一段时间内再拉伸。
5.如何提高（或降低）材料的弹性？举例说明，并解释。
选择弹性模量小的材料、或者减小材料的截面积、或者提高材料的屈服强度都可以提高弹性。
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。
上海市考研材料科学与工程复习资料材料学基础与应用技巧详解
上海市考研材料科学与工程复习资料材料学基础与应用技巧详解材料科学与工程是一个跨学科的领域，涉及到材料的结构、性质和应用等方面。
对于参加上海市考研的材料科学与工程专业的学生而言，在准备考试过程中，掌握材料学的基础知识和应用技巧是非常重要的。
本文将详细介绍材料学的基础内容，同时提供一些复习的技巧。
一、材料学基础知识1.材料的分类：根据其化学成分和结构特征，材料可以分为金属材料、陶瓷材料、高分子材料和复合材料等。
对于每一类材料，我们需要了解其特点、制备和应用等方面的知识。
2.材料的结构和晶体缺陷：了解材料的结构对于研究和应用材料至关重要。
晶体结构、晶体缺陷以及晶体的晶格参数等是了解材料性质的基础。
3.材料的性能与测试方法：材料的性能涉及到力学性能、热学性能、电学性能等多个方面。
我们需要了解不同性能的测试方法和测试原理。
4.材料的加工和制备技术：了解材料的加工和制备技术对于工程应用和科研工作十分重要。
例如，金属的铸造、锻造，陶瓷的成型，以及高分子材料的聚合等技术。
二、材料学的应用技巧1.实验技巧：对于材料科学与工程专业的学生而言，实验技巧是必不可少的。
在实验室操作时，要注意安全，按照实验步骤进行实验，并严格记录实验数据和结果。
2.科研方法：材料科学与工程是一个研究性的学科，学生需要学习科研方法，包括文献检索、实验设计、数据处理和结果分析等方面的技巧。
3.文献阅读和学术写作：学术研究需要进行大量的文献阅读和学术写作。
学生需要学会快速准确地获取相关文献，并能够进行批判性思考和综合分析。
4.专业课程学习：除了掌握基础知识和应用技巧外，对于材料科学与工程专业的学生而言，还需要深入学习专业课程。
学生可以通过参加课堂讨论、研讨会和学术会议等活动，增强自己的专业素养。
尽管考研是一个相对较长的过程，但只要我们在复习过程中掌握好材料学的基础知识和应用技巧，我们就能够为自己的考试打下坚实的基础。
希望上述内容能够对上海市考研材料科学与工程专业的学生有所帮助。
完整版材料力学性能课后习题答案整理
材料力学性能课后习题答案第一章单向静拉伸力学性能1、解释下列名词。
1弹性比功：金属材料吸收弹性变形功的能力，一般用金属开始塑性变形前单位体积吸收的最大弹性变形功表示。
2．滞弹性：金属材料在弹性范围内快速加载或卸载后，随时间延长产生附加弹性应变的现象称为滞弹性，也就是应变落后于应力的现象。
3．循环韧性：金属材料在交变载荷下吸收不可逆变形功的能力称为循环韧性。
4．包申格效应：金属材料经过预先加载产生少量塑性变形，卸载后再同向加载，规定残余伸长应力增加；反向加载，规定残余伸长应力降低的现象。
5．解理刻面：这种大致以晶粒大小为单位的解理面称为解理刻面。
6．塑性：金属材料断裂前发生不可逆永久（塑性）变形的能力。
脆性：指金属材料受力时没有发生塑性变形而直接断裂的能力韧性：指金属材料断裂前吸收塑性变形功和断裂功的能力。
7.解理台阶：当解理裂纹与螺型位错相遇时，便形成一个高度为b 的台阶。
8.河流花样：解理台阶沿裂纹前端滑动而相互汇合,同号台阶相互汇合长大,当汇合台阶高度足够大时,便成为河流花样。
是解理台阶的一种标志。
9.解理面：是金属材料在一定条件下，当外加正应力达到一定数值后，以极快速率沿一定晶体学平面产生的穿晶断裂，因与大理石断裂类似，故称此种晶体学平面为解理面。
10.穿晶断裂：穿晶断裂的裂纹穿过晶内，可以是韧性断裂，也可以是脆性断裂。
沿晶断裂：裂纹沿晶界扩展，多数是脆性断裂。
11.韧脆转变：具有一定韧性的金属材料当低于某一温度点时，冲击吸收功明显下降，断裂方式由原来的韧性断裂变为脆性断裂，这种现象称为韧脆转变2、 说明下列力学性能指标的意义。
答：E 弹性模量 G 切变模量 r σ规定残余伸长应力 2.0σ屈服强度 gtδ金属材料拉伸时最大应力下的总伸长率 n 应变硬化指数 P15 3、 金属的弹性模量主要取决于什么因素？为什么说它是一个对组织不敏感的力学性能指标？答：主要决定于原子本性和晶格类型。
合金化、热处理、冷塑性变形等能够改变金属材料的组织形态和晶粒大小，但是不改变金属原子的本性和晶格类型。
材料力学思考题
材料力学思考题材料力学作为工程学科中的重要基础课程，对于工程学生来说是一门极具挑战性的学科。
在学习过程中，我们不仅需要掌握理论知识，还需要具备一定的实践能力和思维能力。
因此，今天我将为大家提出一些材料力学的思考题，希望能够帮助大家更好地理解和应用这门学科。
1. 为什么在工程材料的研究中，常常会用到应力-应变曲线？应力-应变曲线是描述材料在受力过程中应力和应变之间关系的重要参数。
通过应力-应变曲线，我们可以了解材料的力学性能，如屈服强度、抗拉强度、断裂强度等。
这些参数对于工程设计和材料选择具有重要的指导意义。
因此，在工程材料的研究中，常常会用到应力-应变曲线。
2. 为什么金属材料在拉伸过程中会出现颈缩现象？在金属材料的拉伸过程中，由于材料的应力分布不均匀，会导致材料出现局部缩颈现象。
这是由于材料在拉伸过程中，受力作用下出现应力集中，导致材料局部变形，最终形成颈缩。
这种现象在金属材料的拉伸试验中经常会出现，对于材料的力学性能研究具有一定的影响。
3. 为什么在材料的蠕变过程中会出现塑性变形？材料的蠕变是指在高温和高应力条件下，材料会发生持续的塑性变形。
这是由于在高温和高应力的环境下，材料的晶体结构发生变化，从而导致材料出现塑性变形。
蠕变现象在工程材料的高温应用中具有重要的意义，因此对于材料的蠕变行为进行研究具有重要的工程价值。
4. 为什么在材料的疲劳过程中容易出现裂纹？材料的疲劳是指在受到交变载荷作用下，材料会发生裂纹和最终断裂的现象。
这是由于在疲劳载荷作用下，材料内部会出现应力集中和微观损伤，最终导致裂纹的产生。
因此，在材料的疲劳过程中容易出现裂纹，这对于工程结构的安全性具有重要的影响。
5. 为什么在材料的断裂过程中会出现脆性断裂和韧性断裂？材料的断裂过程可以分为脆性断裂和韧性断裂两种类型。
脆性断裂是指材料在受到外力作用下，会出现迅速断裂的现象；而韧性断裂是指材料在受到外力作用下，会出现一定的变形和吸能过程。
材料结构与性能习题
材料结构与性能习题(共9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--《材料结构与性能》习题第一章1、一25cm长的圆杆，直径，承受的轴向拉力4500N。
如直径拉细成，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），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m2；Si-O的平衡原子间距为×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=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所示。
值，设极限载荷达50㎏。
计算此材料的断裂表面如果E=380GPa，μ=，求KⅠc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。
显微组织与性能的小论文-
显微组织与性能的小论文-上海大学2013～2014学年秋季学期研究生课程考试小论文课程名称：材料结构性能与应用课程编号： 10SAU7003论文题目： DP590冷轧双相钢组织性能研究研究生姓名：学号：论文评语：成绩：任课教师：评阅日期：(a)示意图(b)岛状马氏体(Lepera试剂腐烛)(c)板条马氏体光学显微组织(4%硝酸酒精腐烛) (d)板条马氏体扫描图片图1双相钢微观组织图1 (a)是典型双相钢组织的示意图。
从图1 (a)可以看到马氏体弥散分布在铁素体之间。
图1 (b)为Lepera试剂腐蚀下的岛状马氏体的光学显微组织，其中白色的为岛状马氏体，灰色为铁素体基体。
有研究表明，改变热处理工艺，也可以得到板条马氏体，并在本课题研究中得到证实，如图1 (c)、（d)中所示。
在用4%销酸酒精腐烛时，光学显微下观察到马氏体呈黑色块状，在扫描电镜下可以观察到块状马氏体的内部结构，为按着一定晶相排列的板条状结构。
日本在双相钢的生产方面起初曾领先于其他国家[3]。
这主要与日本拥有先进的轧制设备及大型连续退火线有关，也与日本汽车制造厂为了减轻汽车自重，提高燃料效率，要求供应高强度、轻质量的材料和构件有关。
开始，日本主要以生产热处理双相钢为主，其钢种多为低碳钢和低碳猛钢。
后来逐渐开始研究低合金热轧双相钢，以满足汽车工业对于一些厚规格双相钢板的要求。
最初，美国生产的热处理双相钢为了提高萍透性都含有一定的合金元素如Cr、Mn、Si、V和Mo等。
临界区退火是在连续热处理生产线或者批量退火炉中进行的。
美国钢公司、麦克劳斯钢公司、詹斯拉古林公司等就采用这些生产方法，其典型牌号为V AN-AN50、80、100或GM980X。
后来美国克里马克斯钼公司开发了一种不需要热处理的双相钢（即通过控制终轧温度、终轧至盘卷的冷却速度及盘卷温度获得所需的双相组织），取名为ARDP，其性能和普通热处理双相钢相当，同时Climax公司开发了中温卷取双相钢（C-Si-Mn-Cr-Mo系）ARDP。
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材料物理结构与性能思考题1.画图说明：“1+1＞2”复合效应和“0+0＞0”的复合效应？答：1+1＞2这个效应意味着两种不同常规物质的组成/复合可导致其复合材料性能的显著增强，远远大于原常规物质的性能。
其性能得到了数量级上的提高，使材料“旧貌换新颜”。
0+0＞0指两种不同常规物质的组合/复合可导致全新的、原常规物质所不具有的性能，使材料的某种性能“无中生有”。
产生“1+1>2”复合效应的途径合理选择组成物质及设计组成方式；利用组成物质之间的相互作用(如界面)；纳米尺度的结构组成。
如金属的弥散强化、陶瓷的弥散增韧产生“0+0>0”复合效应的途径利用耦合作用；纳米尺度结构组成；周期结构组成；这些机制可能单独起作用、或并存。
如通过耦合作用产生巨磁电效应。
2.举例说明原子的结合几种方式？答：原子的结合方式主要有以下几种：离子结合（离子键）；共价结合（共价键）；分子结合（范德瓦耳斯结合）；金属结合（金属键）。
（此外还有一种称为氢键的，其性质结业化学键和范德瓦耳斯力之间。
）离子结合：例如Na和Cl反应，Na的3s轨道电子跑到Cl的3p轨道上，使两元素的最外层轨道都成为填满状态。
由于Na失去一个电子形成Na+具有氖的电子结构，Cl得到一个电子形成Cl-，具有氩的电子结构，Na+和Cl-因带有异性电荷而互相吸引，这种结合方式即称为离子结合，键合类型称为离子键。
共价结合：例如，两个氢原子共享它们之间的两个电子，形成氢分子;两个氯原子共享它们之间的两个电子，形成氯分子。
分子结合：大部分有机化合物的晶体及CO2、H2、O2等在低温下形成的晶体都是分子晶体，金属结合：元素周期表中I 、II、III族元素的原子如Cu、Na等在满壳层外有一个或几个价电子，当大量的原子相互接近并聚集为固体时，其中大部分或全部原子会丢失价电子，并为全体所共有，这些公有化的电子叫做自由电子，它们在正离子之间自由运动，形成所谓电子云，正离子和电子云之间的库仑作用力使全部离子结合起来，同时又为Pauli斥力所平衡，这种结合即为金属结合，键合类型称为金属键。
（氢键：氢键是一种极性分子键，存在于HF、H2O、NF3等分子间，如纤维素，尼龙和蛋白质等分子有很强的氢键。
）3.说明温度对金属电阻的影响？答：温度是强烈影响材料许多物理性能的外部因素。
由于加热时发生点阵振动特征和振幅的变化，出现相变、回复、空位退火、再结晶以及合金相成分和组织的变化，这些现象往往对电阻的变化显示出重要的影响。
一般来说：金属的温度越高，电阻也越大。
在绝对零度下化学上纯净又无缺陷的金属，其电阻等于零。
随着温度的升高，金属电阻也在增加。
无缺陷理想金属的电阻是温度的单值函数，如右图曲线1，如果在晶体中存在少量杂质和结构缺陷，那么电阻与温度的关系曲线如2和3。
普通金属电阻与温度的典型关系如下图所示最后应该指出的是。
过渡族金属的电阻与温度的关系经常出现反常，特别是具有铁磁性的金属在发生磁性转变时，电阻率出现反常。
4.简要说明电极化的几种类型答：电极化机制总共包括：电子的位移极化；离子的位移极化；固有电矩的转向极化；空间电荷极化。
电子的位移极化：由于电场的作用，组成介质的原子（或离子）中的电子云发生畸变，其重心对原子核产生位移，介质内部感应出电矩。
这种电极化是原子（或离子）的畸变极化，但常被称为电子的位移极化。
离子的位移极化：由于电场的作用，介质分子中的离子间距和键间角发生变化，因而产生感应电矩，这种极化称为离子的位移极化。
固有电矩的转向极化：在外电场作用下，电介质极性分子的固有电偶极矩沿电场方向转向而产生宏观的感应电偶极矩，这种极化称为转向极化。
空间电荷极化：在外场作用下介质中的少量载流子会发生漂移并为势阱捕获，也可能在不均匀的夹层界面上堆积起来而形成空间电荷的积累。
由这种介质中空间电荷的移动形成的极化称为空间电荷极化。
5.物质的磁性可以分为抗磁性、顺磁性、铁磁性、亚铁磁性和反铁磁性，试说明其各自的特点并分别举出两种以上具有这些特性的物质答：抗磁性：抗磁性物质当受到外磁场H作用后，感生出与H方向相反的磁化强度，χd<0，χd一般为10-5的数量级。
这些物质的磁化曲线为一直线。
如：惰性气体He、Ne、Ar。
顺磁性：某顺磁性物质当受到外磁场H作用后，感生出与H方向相同的磁化强度，χp>0，但数值很小，一般为10-3-10-6数量级，顺磁性物质χ随温度变化的关系服从居里－外斯定律。
如：含有过渡元素的盐类，以及稀土元素，它们都有强的顺磁性，还有铝、铂等金属，都属于顺磁物质。
铁磁性：这种物质在很小的磁场作用下就能被磁化到饱和，磁化率χ>0，数量级为10-106，磁化强度M与磁场强度H之间的关系是非线形的复杂函数关系。
当铁磁性物质的温度比某一临界温度Tc高时，铁磁性将转变为顺磁性，并服从居里-外斯定律。
Tc称为居里温度。
铁磁性物质举例：Fe、Co和Ni。
亚铁磁性：宏观磁性与铁磁性相同，仅仅是磁化率稍低些，大约是100-103数量级。
它们的内部磁结构却与反铁磁性的相同，但相反排列的磁矩不等量。
举例：磁铁矿（Fe3O4）、铁氧体。
反铁磁性：这类磁体的χ是小的正数，在温度低于某温度时，它的磁化率同磁场的取向有关；高于这个温度，其行为像顺磁体。
具体材料有铬、氧化锰等。
6.画图说明光的折射和反射现象答：光波从一种介质进入另一种介质时，在两种介质的界面上会发生反射和折射，如下图所示7.举例说明热分析在材料科学中的应用答：1. 定量测定混合物组成，如通过分析草酸钙和草酸镁的TG曲线，以及草酸盐的TG曲线，可以实现不经分离就能同时测定Ca和Mg离子的目的。
2. 化合物的分离和结构分析，已发现有些物质例如稀土元素，因其价数、离子半径相近，用化学法分离就十分困难。
但如果先将各稀土化合物进行TG、DTA(或DSC)分析，掌握其分解情况，使一部分组分转变成难溶于水的氧化物或碱式盐，未分解的进入溶液，如此重复操作即可达到分离的目的。
3、利用DTA或DSC测定混合物中组分含量。
这一方法是以建立峰面积与物质的量之间的关系为基础的，有标准曲线法、峰面积直接比较法和差示法等。
8.高温蠕变三个阶段的变形机理答：高温下，晶界在外力作用下发生相对滑动，引起明显的塑性变形①位错滑移蠕变机理一定应力下，位错滑移→塑性变形→位错塞积，运动受阻，在高温下，热激活作用使得位错突破阻力滑移，继续产生塑性变形。
位错运动机理：该机理认为材料的蠕变是材料内部离子间的库仑力作用的结果；同时指出了材料在高温和低温时蠕变的速度和应力的关系是不同的；②扩散蠕变机理较高温度下，原子、空位发生热激活扩散，外力作用下，定向扩散，从而引起晶粒沿拉伸方向伸长→晶体产生蠕变。
扩散蠕变机理：该机理认为材料内部的空位浓度差是产生蠕变的主要原因；并且认为空位浓度的变化量与材料的外加应力成正比，同时晶界对空位的消失和产生起主要作用；③晶界滑动蠕变机理高温下，晶界在外力作用下发生相对滑动，引起明显的塑性变形。
晶界滑移机理：该理论指出，材料的蠕变与材料中的液相的关系。
当材料中不存在液相时，蠕变速率与应力的平方成正比，并且晶界旁边的位错变形支配整个过程；当材料中存在液相时，材料的蠕变速率与应力的一次方成正比。
9.疲劳寿命的估算答：1.名义应力法：名义应力法是最早出现的一种疲劳寿命估算方法,它实际上是一个传统的安全寿命估算方法。
名义应力法假定:对于相同材料制成的任意构件,只要应力集中系数KT相同,载荷谱相同,则它们的寿命相同2.局部应力应变法：局部应力应变法是20世纪60年代中期以后逐步形成的一种疲劳寿命预测方法,它以缺口根部的局部应力应变历程为依据,再结合材料相应的疲劳特性曲线进行寿命估算。
局部应力应变法的基本假设是:若同种材料制成的构件危险部位的最大局部应力应变历程与一个光滑试件的应力应变历程相同,则它们的疲劳寿命相同。
10.金属材料的常规力学性能？答：金属材料的力学性能是指金属材料抵抗各种外加载荷的能力。
其中包括：强度和塑性，如屈服强度、抗拉强度、断裂强度、冲击韧性、硬度、疲劳强度和蠕变强度，以及延伸率和断面收缩率，它们是衡量材料性能极其重要的指标。
11.写出面心立方、体心立方、密排六方的滑移系答：面心立方金属的滑移面（密排面）为｛111｝，共有4个，滑移方向为＜110＞，12个滑移系（111）[11—0]、（111）[101—]、（111）[01—1]、（1—11）[101]、（1—11）[01—1]、（1—11）[110]、……体心立方金属滑移面为｛110｝，共有6个，滑移方向为＜111＞，每个滑移面有三个滑移方向，因此有12个滑移系。
密排六方金属滑移面为（0001），滑移方向为<1120>,滑移面包含3个滑移方向，故有3个滑移系。
如要画图参见材科基。
写法原则，滑移方向在滑移面上（即点乘为零）12.已知高压容器厚5mm，外径1500mm，σ=1800MPa,K IC=62MPa·m1/2，沿容器外壁脆裂纹长度0.22c=6mm，深度a=0.9mm。
问此容器能否在p=6MPa的压力下正常工作？答：根据材料力学，裂纹所受垂直拉应力为：2pD tσ= 将有关数据带入上式得：6 1.590020.005MPa MPa σ⨯==⨯ 由于0.29000.51800σσ== 不必考虑塑性区的修正c σ=对于表面半椭圆裂纹，Y =φ，当a/c=0.9/3=0.3时，查附录表得φ=1.10，将有关数值带入上式得1166c MPa MPa σ== 显然，c σσ＜，不会发生爆破，可以正常工作。
13. F e-Fe 3C 相图及亚共析钢在不同热处理的组织答：亚共析刚原始组织是铁素体+珠光体，淬火后是板条马氏体或者是板条马氏体+片状马氏体的混合组织（取决于碳含量的多少），回火组织，低温回火是回火马氏体，中温回火是回火托氏体，高温回火是回火索氏体。
退火组织是铁素体+珠光体，（正火后的组织为铁素体+索氏体）。
Fe-Fe3C 相图如下图所示：14.在显微镜下如何区别滑移线和变形孪晶？答：滑移线：将表面抛光的单晶体进行塑性变形后在光学显微镜上观察，发现抛光表面有平行线条对其再次抛光后，滑移带消失。
变形孪晶：变形试样的抛光表面上可以看到浮凸，经重新抛光后，虽然表面浮凸可以去掉，但在偏光或浸蚀后仍能看到孪晶。
15.马氏体的强化答：1.相变强化：马氏体相变的切变特性造成了在马氏体晶体内产生大量的微观缺陷（如位错、孪晶及层错等等），使马氏体强化，称为相变强化。
2.固溶强化：过饱和的碳原子间隙式固溶造成，固溶的碳原子愈多，强化作用愈大。
3.时效强化：由于一般钢的Ms点均在室温以上，所以钢在淬火过程中，室温停留期间以及外力作用下，都将发生“自回火”过程而导致强度提高。