浙江大学材料科学基础试卷及解答一期末试卷一
材料科学基础期末考试卷及答案(10级)
材料科学基础⼀.填空题（22分）1.对于⼩⾓度晶界结构⽽⾔，对称侧晶界由__⼀列平⾏的刃形位错__构成，⾮对称侧晶界由_两组柏⽒⽮量相互垂直的刃形位错_构成，扭转晶界由_螺型位错_构成。
2.按原⼦排列情况和吻合程度分类，界⾯可分为_共个界⾯_、_⾮共格界⾯_、_半共格界⾯_和复杂半共格界⾯。
3.界⾯迁移与原⼦运动⽅向_相反_（相同/相反），速度⽅向_相同_（相同/相反）。
4.晶界能的来源有_弹性能_、_核⼼能_、_化学键能_。
5.热⼒学稳定的液—固界⾯微观结构主要有_粗糙界⾯_和_光滑界⾯_。
6.纯⾦属及⾦属凝固后得到的典型铸锭组织由_表⾯细晶区_、_柱晶取_、__中⼼等轴晶区__三个区域构成。
7.晶体材料中质点扩散的微观机制主要有__空位机制__、_间隙机制__及其他（亚间隙机制、环易位机制等），扩散系数D阿累尼乌斯公式可写成__D=D0*e-Q/RT_，对于空位扩散机制，扩散活化能有_空位形成能__、_空位迁移能__对于间隙扩散机制，扩散活化能只包括_间隙原⼦的迁移能__。
8.从热⼒学⾓度看，烧结的基本驱动⼒是___系统表⾯能、界⾯能的减少____，动⼒学上的表现为___各种复杂的船只过程___，烧结后宏观上的表现为__坯体收缩、致密化与强度增⼤___，微观上的表现为__发⽣晶粒尺⼨与形状、⽓孔的尺⼨形状变化__。
9.固态相变的驱动⼒___新相与母相的⾃由焓之差__，阻⼒__界⾯能__和__应变能___。
10.⾦属固态相变的三种基本变化__结构____、__成分___、___有序程度变化__。
11.奥⽒体是碳在__a-固溶体__中的间隙固溶体。
12.奥⽒体形成的热⼒学条件是奥⽒体⾃由能__⼩于__（⼤于/⼩于）珠光体⾃由能。
13.贝⽒体转变时，温度较⾼存在__碳__的扩散。
14.球化处理由⽚状向粒状转变可降低__表⾯能__，为⾃发过程。
15.和单晶体的塑性形变相⽐，多晶体塑性形变的微观特点表现为__多⽅式__、__多滑移__和__不均匀性__，由于上述特点，多晶体的塑性变型产⽣__内应⼒__、__加⼯硬化__现象和形成纤维组织、形变组织。
(完整版)材料科学基础试卷(一)和答案
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。
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。
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》部分章节试题及答案(大学期末复习资料).docx
第三章作业答案1.说明面心立方结构的潜在滑移系有12个，体心立方结构的潜在滑移系有48个。
解：面心立方晶体的滑移系是｛111｝ < 1-10> , (111｝有四个，每个｛111｝面上有三个〈110〉方向，所以共有12个潜在滑移系。
体心立方晶体的滑移系是(110｝ <- 111 > , ｛211｝ <- 111 >以及｛312｝ < -111 >o｛110｝面共有6个，每个｛110｝面上有两个<-111 >方向，这种滑移系共有12个潜在滑移系; ｛211｝面有12个，每个“211”面上有1个〈111〉方向，这种滑移系共有12个潜在滑移系；｛312｝面共有24个，每个｛312｝面上有1个<-111 >方向，这种滑移系共有潜在滑移系24个, 这样，体心立方晶体的潜在滑移系共有48个。
2.一个位错环能否各部分都是螺位错？能否各部分都是刃位错？为什么？解：螺位错的柏氏矢量与位错线平行，而一个位错只有一个柏氏矢量，一个位错环不可能与一个方向处处平行，所以一个位错环不能各部分都是螺位错。
刃位错的柏氏矢量与位错线垂直，如果柏氏矢量垂直位错环所在的平面，则位错环处处都是刃位错。
这种位错的滑移面是位错环与柏氏矢量方向组成的棱柱面，这种位错又称棱柱位错。
3.纯铁的空位形成能为105kJ/mol.将纯铁加热到850°C后激冷至室温(20°C),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。
解：G，=4exp(-g)850 °C (1123K)后激穆室温可以认为全部空位保留下来Exp(31.87)4.写出距位错中心为R1范围内的位错弹性应变能。
如果弹性应变能为R1范围的一倍，则所涉及的距位错中心距离R2为多大？解：距位错中心为&范围内的位错弹性应变能为E = 竺瓦马。
4忒Ab如果弹性应变能为&范围的一倍，则所涉及的距位错中心距离R2为2 竺= 也4.K Ab A TT K Ab即R,=¥2 Ab5.简单立方晶体(100)面有一个b=[001]的螺位错。
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。
浙大材料科学基础课后习题与解答
浙江大学材料科学与基础习题与解答第一章晶体结构一、分别确定具有下述晶胞参数关系的晶胞可能属于哪些晶系：1、；2、a b c；3、b c；4、；5、解答：1、（正交、四方、立方）2、（三斜、单斜、正交）3、（三斜、单斜、正交、四方）4、（三斜、单斜、菱方）5、（正交、六方、四方、立方）二、设图1-11是立方晶系，试标出AF方向的晶向指数，并写出该晶向所属晶向族中其它所有晶向指数。
解答：[11]，<111>=[111]、[11]、[11]、[1]、[11]、[1]、[1]、[]三、一个正交晶系晶胞，在X、Y、Z三个晶轴上分别截a/2、4b和2c/3，连接这三个截点作一个平面，试确定该平面的晶面指数；写出该晶胞包含（111）晶面的晶面族中所有其它晶面。
解答：(816)1四、分别确定立方晶系和正交晶系中{110}晶面族中的所有晶面。
与立方晶系{110}晶面族对比，正交晶系不属于{110}晶面族而立方晶系中却包含在{110}晶面族中的那些面，在正交晶系中分另属于什么晶族，请分类确定。
解答：立方：{110}=(110)+ (101)+(011)+(10)+ (01)+ (10)+(01)+(10)+ (01)+ (0)+ (0)+(0)；正交：{110}=(110)+ (10)+(10)+ (0)；{101}=(101)+ (10)+(01)+ (0)；{011}=(011)+(01)+(01)+ (0)五、在六方晶系中，有如右图中画出的一个晶面，试标定它的晶面指数。
解答：（20）六、设两个晶面（152）和（034）是属于六方晶系的正交坐标表述，试给出在描述六方晶胞中常用的四轴坐标下这两个晶面的晶面指数。
若现在有两个晶面（23）、（22），试确定这两个晶面在正交坐标下的晶面指数。
解答：（152），（034），（23），（22）2七、若上题中的所有晶面指数改为相应的晶向指数，请同样确定经转换后对应的各晶向指数。
《材料科学基础》期末考试试卷及参考答案,2019年6月
《材料科学基础》期末考试试卷及参考答案,2019年6月第1页（共11页）########2018-2019学年第二学期########专业####级《材料科学基础》期末考试试卷（后附参考答案及评分标准）考试时间：120分钟考试日期：2019年6月题号一二三四五六总分得分评卷人复查人一、单项选择题（请将正确答案填入表中相应题号处，本题13小题，每小题2分，共26分）题号1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案题号 11 12 13 答案1. 在形核-生长机制的液-固相变过程中，其形核过程有非均匀形核和均匀形核之分，其形核势垒有如下关系（）。
A. 非均匀形核势垒≤ 均匀形核势垒B. 非均匀形核势垒≥ 均匀形核势垒C. 非均匀形核势垒 = 均匀形核势垒D. 视具体情况而定，以上都有可能2. 按热力学方法分类，相变可以分为一级相变和二级相变，一级相变是在相变时两相自由焓相等，其一阶偏导数不相等，因此一级相变（）。
A. 有相变潜热改变，无体积改变B. 有相变潜热改变，并伴随有体积改变C. 无相变潜热改变，但伴随有体积改变D. 无相变潜热改变，无体积改变得分专业年级姓名学号装订线3. 以下不是材料变形的是（）。
A. 弹性变形B. 塑性变形C. 粘性变形D. 刚性变形4. 在固溶度限度以内，固溶体是几相？（）A. 2B. 3C. 1D. 45. 下列不属于点缺陷的主要类型是（）。
A. 肖特基缺陷B. 弗伦克尔缺陷C. 螺位错D. 色心6. 由熔融态向玻璃态转变的过程是（）的过程。
A. 可逆与突变B. 不可逆与渐变C. 可逆与渐变D. 不可逆与突变7. 下列说法错误的是（）。
A. 晶界上原子与晶体内部的原子是不同的B. 晶界上原子的堆积较晶体内部疏松C. 晶界是原子、空位快速扩散的主要通道D. 晶界易受腐蚀8. 表面微裂纹是由于晶体缺陷或外力作用而产生，微裂纹同样会强烈地影响表面性质，对于脆性材料的强度这种影响尤为重要，微裂纹长度，断裂强度。
《材料科学基础》课程期末考试样卷.doc
《材料科学基础》课程期末考试样卷班级 ______________________ 姓名_______________ 学号______________一、是非判断题（每题1分，共10分）（1）在钢屮，随含碳量的增加，珠光体的相对量也不断增加。
（）（2）钢屮铁索体与奥氏体的木质区别在于含碳量不同。
（）（3）平衡状态下，在碳钢屮，随含碳量的增加，强度、硬度均随Z增加。
（）（4）珠光体是单相组织。
（）（5）亚共析钢的基本相是铁索体和珠光体。
（）（6）扩散是原子的定向移动。
（）（7）金属铸件可通过再结晶退火细化晶粒。
（）（8）再结晶虽包含形核和长大过稈，但它不是一个相变过稈。
（）（9）点缺陷是热力学上平衡的缺陷（）。
（10）一条弯1111位错线，其各部分的柏氏矢量都相同（）。
二、单项选择题（每题1分，共10分）1下列对金屈键描述正确的是：A无方向性和饱和性B有方向性和饱和性C有方向性无饱和性D无方向性有饱和性2下列对晶体与非晶体描述正确的是：A晶体有熔点和性能的各向异性；非晶体有熔点和性能的各向同性B晶体有熔点和性能的备向异性；非晶体没有熔点，性能为备向同性C晶体没有熔点和性能的备向异性;非晶体有熔点，性能为备向同性D晶体有熔点和性能的备向异性;非晶体也有熔点和性能的备向异性3金屈的典型晶体结构有面心立方、体心立方和密排六方三种，它们的晶胞屮原了数分别为：A 4； 2； 6B 6； 2； 4C 4； 4； 6D 2； 4； 6 4关于间隙固溶体与间隙化合物说法正确的是：B 微观粗糙，宋观粗糙 D 微观平柴，宋观平整 B 尖端形核技术 D 垂直提拉技术B 需要能量起伏 D 需要结构起伏C 二者结合键相同D 二者物理性能相近5柏氏矢量是表示位错特征的矢量，但它不能用于：A 判断位错性质B 表示位错的能量C 判断位错反应D 表示位错密度6晶界不包括：A 大角度晶界B 小角度晶界C 李晶界D 表面 7下列对液一固粗糙界面描述正确的是：A 微观粗糙，宏观平整C 微观平整，宏观粗糙8能得到非晶态合金的技术是：A 定向凝固技术C 急冷凝固技术9合金与纯金属结晶的不同点是:A 需要过冷C 需要成分起伏 10下列不属于Fe-FeaC 相图屮的组成相是：A 铁素体B 奥氏体C 渗碳体D 石墨三、填空题(每空1分，共15分)1写出一个具体地合金相：间隙固熔体 _________ ,有序固熔体.物 ___________ o2固态金属屮，原子扩散的驱动力是 ______________________3再结晶的驱动力是 ____________________________________4面心立方晶体中的滑移系是 ____________________________5固态相变的驱动力是 __________________________________6调幅分解的特点是：(1) _________________________________________________ 7纯粹协同世相变的特征：（3）_________________________________________________ ；（4）_________________________________________________ o8马氏体相变的一个晶体学特点是马氏体的亚结构。
材科基期末考试试题
材科基期末考试试题一、选择题（每题2分，共20分）1. 材料科学中，下列哪一项不是金属材料的主要特性？A. 高导电性B. 高熔点C. 良好的塑性D. 良好的韧性2. 陶瓷材料的主要特性不包括以下哪一项？A. 耐高温B. 耐化学腐蚀C. 良好的导电性D. 硬度高3. 聚合物材料的玻璃化转变温度（Tg）是指材料从什么状态转变到什么状态？A. 玻璃态到橡胶态B. 橡胶态到玻璃态C. 玻璃态到液态D. 液态到玻璃态4. 金属的腐蚀主要分为哪两大类？A. 化学腐蚀和电化学腐蚀B. 物理腐蚀和化学腐蚀C. 电化学腐蚀和物理腐蚀D. 化学腐蚀和物理腐蚀5. 材料的疲劳是指材料在什么条件下的性能退化？A. 持续应力作用下B. 瞬时应力作用下C. 持续温度变化下D. 瞬时温度变化下二、简答题（每题10分，共30分）1. 简述材料的微观结构对材料宏观性能的影响。
2. 解释什么是相图，并举例说明相图在材料科学中的应用。
3. 描述材料的热处理过程及其对材料性能的影响。
三、计算题（每题15分，共30分）1. 给定一块铝板，其厚度为5mm，面积为1平方米。
若铝的杨氏模量为69 GPa，计算该铝板在受到100 MPa压力作用下的应力和应变。
2. 假设有一块钢材，其在拉伸试验中，弹性模量为200 GPa，屈服强度为250 MPa。
若该钢材的初始截面积为100 mm²，计算其在达到屈服点时的应力和应变。
四、论述题（每题20分，共20分）1. 论述新材料在航空航天领域的应用及其对材料科学发展的影响。
五、实验题（每题10分，共10分）1. 设计一个实验来测试不同温度下金属材料的硬度变化，并解释实验结果可能对材料选择的影响。
请注意，以上试题仅为示例，实际考试内容可能会有所不同。
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。
期末样卷材料科学基础
中国计量学院20 ~ 20 学年第 学期《 材料科学基础(1) 》课程考试试卷（ 样卷 ）开课二级学院： 材料学院 ，考试时间： 年 月 日 时 考试形式：闭卷√、开卷□，允许带 计算器 入场考生姓名： 学号： 专业： 班级：一、单项选择题（每题1分，共10分）1、下列几种键合中，键能最弱的是（ C ）。
A 、金属键； B 、离子键； C 、范德瓦耳斯力； D 、氢键。
2、正交晶系布拉菲点阵常数的特点是（ D ）。
A 、a=b=c ，α=β=γ≠90°； B 、a=b≠c ，α=β=γ≠90°； C 、a=b≠c ，α=β=γ=90°； D 、a ≠b ≠c ，α=β=γ=90°。
3、每个体心立方晶胞中包含有（ B ）个原子。
A 、1； B 、2； C 、3； D 、4。
4、脱位原子挤入结点的间隙，形成的空位与间隙原子对合称为（ D ）。
A 、间隙原子； B 、异类原子； C 、肖脱基缺陷； D 、弗兰克耳缺陷。
5、刃型位错的位错线，与柏氏矢量 ，与剪切力的方向 。
（ C ） A 、平行，平行； B 、平行，垂直； C 、垂直，垂直； D 、垂直，平行。
6、一定成分的固相，在某一温度下同时分解成两个成分与结构不相同的固相。
（B ） A 、共晶反应； B 、共析反应；C 、包晶反应；D 、包析反应。
7、铁碳相图中，通过包晶反应能获得的组织为：（ B ）。
A 、珠光体；B 、奥氏体；C 、莱氏体；D 、渗碳体。
8、下列关于成分过冷的说法，错误的是：（ D ）A 、温度梯度越小，越容易出现成分过冷；B 、铸件的凝固速度越快，越容易造成成分过冷；C 、合金的凝固温度范围越大(液相线与固相线间隔越大)，越容易出现成分过冷；D 、溶质浓度越小，越容易出现成分过冷。
9、微观光滑的界面，在宏观上是的，其生长机制为生长机制。
（ D ）A、光滑，垂直；B、光滑，二维；C、粗糙，垂直；D、粗糙，二维。
836材料科学基础(05)-1
C 网络形成剂 Na2O、KrO、CaO、MgO、BaO 等；网络改变剂 SiO2、B2O3、
全
P2O5、V2O5、As2O3、Sb2O3 等；中间剂 Al2O3、TiO2 等
程
答：A。
··
深
入
23、玻璃形成能力可以三 T 图（即温度－时间－转变）来判断。其中定义玻璃中
内
幕
能测出的最小晶体体积与熔体之比约为：
A 10－5 B 10－6
C 10－7
答：B。
4
浙江大学 836 材料科学基础历年试题及解析
24、局部有序的折叠缨束状胶粒模型，亦称两性球粒模型，认为高分子非晶体是由 折叠链构象的“粒子相”和无规线团构象的“粒间相”构成。其中： A 粒子相包括链节规则排列的有序区组成，但不包括外面的粒间区 B 粒间区由穿越不同粒子相的分子链无规则地缠绕在一起，加上一些低分子量 物和链末端所组成 C 粒子相包括链节规则排列的有序区和穿越不同粒子相并无规地缠绕在一起 的分子链组成 答：B。粒子相包括链节规则排列的有序区和外面的粒间区。粒间区是围绕有序
位）成为肖脱基缺陷。如果同时形成等量的空位和间隙原子，则所形成的缺陷（空 位和间隙原子对）成为弗伦克缺陷。
15 、 一 中 负 离 子 缺 位 ， 金 属 离 子 过 剩 的 氧 化 物 TiO2 ， 满 足 缺 陷 反 应 方 程 ，则氧空位浓度与氧分压满足如下关系：
A
B
C
答：B。平衡常数：
16、位错最重要的性质之一是它可以在晶体中运动，其中： A 螺型位错只作滑移，刃型位错既可滑移又可以攀移 B 刃型位错只做滑移，螺型位错既可滑移又可攀移 C 刃型位错只做攀移，螺型位错既可滑移又可攀移 答：A。
A 网络形成剂 SiO2、B2O3、P2O5、V2O5、As2O3、Sb2O3 等；网络改变剂
《材料科学基础(上)》期末考试试卷A卷和答案A,2020年12月
第1页###############材料科学与工程专业 《材料科学基础（上）》期末考试试卷（A ）（后附参考答案及评分标准）考试时间：120分钟 考试日期：2020年12月 题 号一 二 三 四 五 六 总 分得 分评卷人 复查人一、单项选择题（请将正确答案填入表中相应题号处，本题13小题，共26分，每小题2分） 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案题号 11 12 13 答案1. 聚乙烯高分子材料中的C －H 化学键属于（ ）。
A. 金属键B. 离子键C. 共价键D. 氢键 2. CsCl 的晶体结构类型属于（ ）。
A. 简单立方B. 体心立方C. 面心立方D. 密排六方 3. α-Fe 的晶体结构类型属于（ ）。
A. 简单三斜B. 体心立方C. 面心立方D. 底心正交 4. 原子扩散的驱动力是（ ）。
A. 组元的浓度梯度B. 组元的化学势梯度C. 温度梯度D. 压力梯度得分 年级 专业 姓名 学号装订线5. 下面关于回复与再结晶机制的差别中，正确的是（）。
A. 回复不需要孕育期，而再结晶需要孕育期B. 回复不需要激活能，而再结晶需要激活能C. 回复不能降低形变态的应变能，而再结晶将降低形变态的应变能D. 以上说法都不正确6. 位错运动包括位错的滑移和位错的攀移，其中（）。
A. 螺位错只作滑移，刃位错既可滑移又可攀移B. 螺位错只作攀移，刃位错只作滑移C. 螺位错既可滑移又可攀移，刃位错只作滑移D. 螺位错只作滑移，刃位错只作攀移7. 晶体中热缺陷的浓度随温度（）。
A. 线性增加B. 呈指数规律增加C. 无变化规律D. 线性减少8. 下列说法错误的是（）。
A. 螺型位错线与滑移方向平行B. 金属中点缺陷的存在使其电阻减小C. 晶界比晶内更容易氧化和优先腐蚀D. 间隙原子的形成能大于空位形成能9. 下面关于对再结晶温度影响的说法中，错误的是（）。
A. 冷形变程度越小则再结晶温度越高B. 在相同冷形变程度下，原始晶粒尺寸越小则再结晶温度越低C. 第二相粒子分布越弥散则再结晶温度越低D. 以上说法都正确10. 面心立方结构每个晶胞占有（）个原子。
材料科学与工程基础期末试题
《材料科学基础》试卷Ⅴ一、填空题(20分，每空格1分)1.相律是在完全平衡状态下，系统的相数、组元数和温度压力之间的关系，是系统的平衡条件的数学表达式：f=C-P+22.二元系相图是表示合金系中合金的相与温度、成分间关系的图解。
3.晶体的空间点阵分属于7大晶系，其中正方晶系点阵常数的特点为a=b≠c,α=β=γ=90°，请列举除立方和正方晶系外其他任意三种晶系的名称三斜、单斜、六方、菱方、正交（任选三种）。
4.合金铸锭的宏观组织包括表层细晶区、柱状晶区和中心等轴晶区三部分。
5．在常温和低温下，金属的塑性变形主要是通过滑移的方式进行的。
此外还有孪生和扭折等方式。
6.成分过冷区从小到大，其固溶体的生长形态分别为平面状，胞状和树枝状。
1．原子扩散的驱动力是：组元的化学势梯度2．凝固的热力学条件为：过冷度3.某金属凝固时的形核功为△G*，其临界晶核界面能为△G，则△G*和△G的关系为△G*=1/3△G5．金属液体在凝固时产生临界晶核半径的大小主要取决于过冷度。
6．菲克第一定律表述了稳态扩散的特征，即浓度不随变化。
7.冷变形金属加热过程中发生回复的驱动力是：冷变形过程中的存储能9.合金铸锭的缺陷可分为缩孔和偏析两种。
二、判断题（正确的打“√”错误的打“×”，每题1分，共12分）1.体心立方结构是原子的次密排结构，其致密度为0.74。
（×）2.同一种空间点阵可以有无限种晶体结构，而不同的晶体结构可以归属于同一种空间点阵。
（√）3.结晶时凡能提高形核率、降低生长率的因素，都能使晶粒细化。
（√）4.合金液体在凝固形核时需要能量起伏、结构起伏和成分起伏。
（√）5.小角度晶界的晶界能比大角度晶界的晶界能高。
（×）6.非均匀形核时晶核与基底之间的接触角越大，其促进非均匀形核的作用越大。
（×）7.固溶体合金液体在完全混合条件下凝固后产生的宏观偏析较小。
（×）8.冷形变金属在再结晶时可以亚晶合并、亚晶长大和原晶界弓出三种方式形核。
《材料科学基础》考试试卷(第一套).doc
《材料科学基础》考试试卷（第一套）12 分课程号6706601060 考试时间0 钟适用专业年级（方向）：材料科学与工程专业2。
6级考试方式及要求：闭卷考试题号—二三四五六总分得分阅卷人一、名词解释（简短解释，每题2分，共20分）空间点阵线缺陷吸附渗碳体组织一固态相变稳态扩散形核率调幅分解霍尔-配奇方程平衡凝固二、选择题（只有一个正确答案，每题1分，共10分）1、弯曲表面的附加压力总是（）曲面的曲率中心。
A.指向B.背向C.平行D.垂直2、润湿的过程是体系吉布斯自由能（）的过程。
A.升高B.降低C.不变D.变化无规律3、一级相变的特点是，相变发生时，两平衡相的（）相等，但其一阶偏微分不相等。
A3® B.体积 C.化学势D.热容4、固溶体合金的凝固是在变温下完成的，形成于一定温度区间，所以在平衡凝固条件下所得到的固溶体晶粒（）A.成分内外不均匀B.不同温度下形成的各晶粒成分是不同的C.晶粒内外，晶粒形成不分先后，同母液成分是一致的5、强化金属材料的各种手段，考虑的出发点都在于（）A.制造无缺陷的晶体或设置位错运动的障碍B.使位错增殖C,使位错适当的减少6、既能提高金属的强度，又能降低其脆性的手段是（）A.加工硬化B.固溶强化C.晶粒细化7、根据显微观察，固液界面有两种形式，即粗糙界面与光滑界面，区分两种界面的依据是值大小（）A. a <=2为光滑界面B. a >=1为光滑界面C. a >=5为光滑界面8、渗碳处理常常在钢的奥氏体区域进行，这是因为（）A.碳在奥氏体中的扩散系数比在铁素体中大B.碳在奥氏体中的浓度梯度比在铁素体中大C.碳在奥氏体中的扩散激活能比在铁素体中小9、界面能最低的相界面是（）A.共格界面B.挛晶界C.小角度晶界io、铁碳合金组织中的三次渗碳体来自于（）一A.奥氏体；B,铁素体；C,二次渗碳体三、简述题（每题4分，共20分）1、固-固相变与液-固相变有什么区别。
《材料科学基础》期末试卷及答案
《材料科学基础》期末试卷及答案一. 选择题：（共15小题，每小题2分，共30分）。
1. 根据相律在不考虑压强影响的情况下，三元系相图中二相平衡区的自由度f为（）。
A. 0B. 1C. 2D. 32. 在六节环硅酸盐结构中非桥氧的个数为（）。
A. 6B. 8C. 10D. 123. 氢键的形成对物质的物理性能影响很大，分子内氢键的存在会引起物质（）。
A. 熔点升高，沸点降低B. 熔点降低，沸点升高C. 熔点、沸点都升高D. 熔点、沸点都降低4. 密排六方的配位数，四面体空隙数及晶胞原子数分别为（）。
A. 12，3n，6B. 12，2n，6C. 8，6n，2D. 12，2n，65. 下列说法正确的是（）。
A. 点缺陷是热力学稳定缺陷B. 两位错交割必形成割阶C. 线缺陷也是热力学稳定缺陷D. 空位形成能大于间隙形成能6. 在高岭石Al4[Si4O10](OH)8结构中每个O2-可连1个[SiO4]和几个[AlO2(OH)4]( )。
A. 1B. 2C. 3D. 47. 在单元系相图中，温度一定，增加压力会使摩尔体积大的相在相图上稳定存在的区域（）。
A. 缩小B. 扩大C. 没影响D. 无法判断8. 结晶性高聚物由熔体中结晶，可得到（）。
A. 单晶B. 球晶C. 纤维状晶体D. 串晶9. 某位错的位错线与柏氏矢量平行且反向，则此位错为（）。
A. 正刃型位错B. 右螺型位错C. 左螺型位错D. 负刃型位错10. 在铁碳合金中可锻性最好的是（）。
A. 亚共析钢B. 共析钢C. 过共析钢D. 共晶铸铁11. 在吴氏网上直径的刻度可度量（）。
A. 极距角B. 方位角C. 晶面的面角D. 园心角12. 在平衡条件下，溶质原子在晶界处的浓度偏离平均浓度的现象称为晶界偏析，若溶质原子的固溶度（C m）愈大，则晶界处溶质的浓度（）。
A. 愈大B. 愈小C. 不变D. 无法判断13. 第二相若在晶粒内部析出，固溶体中各组元的原子直径之差超过5%时，决定因素是弹性应变能，则第二相的形状接近于（）。
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材料科学基础试卷及解答一1.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。
铁原子半径BCC R 为nm nm R a BCC 1241.042866.03430=⨯==从图（a ）看到：()2BCC 2020R 4121+=⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎭⎫ ⎝⎛间隙r a a()222BCC 02567.03125.0R nm ra ==+间隙 ()nm nm r 0361.01241.002567.0=-=间隙在FCC 铁中，例如位于1/2,0,0的间隙沿<100>排布。
因此，铁原子半径及间隙半径如图（b ）所示：1263.043571.02420=⨯==nm a R FCCnm nm 0522.021263.023571.0r =⨯-=（间隙BCC 中的间隙比FCC 中的小。
虽然两个间隙都比碳原子半径0.071nm 小，但是碳原子对BCC 晶体结构的畸变要比对FCC 的大。
因此，碳原子渗入BCC 间隙的机会比FCC 小。
(2)在BCC 中，每个晶胞中有2个铁原子。
(1/4,1/2,0)类型的间隙总数为24个；但由于间隙全部分布在晶胞表面，所以每个晶胞只占有一半的间隙。
因此：如果所有间隙被填满，铁中碳的摩尔分数C x 为%8610021212=⨯+=铁原子碳原子碳原子c x在FCC 中，每个晶胞中有4个铁原子，八面体间隙总数为()）晶胞（图间隙数中心边c /414112=+⎪⎭⎫⎝⎛ 同样，如果所有正八面体间隙都被填满，FCC 中碳的摩尔分数C x 为%50100444=⨯+=铁原子碳原子碳原子c x但根据Fe-C 相图，在平衡条件小，BCC 铁（α-Fe ）和FCC 铁（γ-Fe ）中碳原子的最大质量分数分别为0.0218%和2.11%，换算为BCC 铁和FCC 铁中碳原子的最大摩尔分数分别为BCC ：0.1% FCC ：8.9%由于间隙原子对铁晶体结构引起较大的畸变，尤其是在BCC 中，因此间隙位置被占据的（b ）FCC 中的（1/2,0,0）位置a ）在BCC 金属中坐标（1/4,1/2,0）的间隙位置，3.在NaCl 单晶中添加10-4mol%的CoCl 3,已知NaCl 的肖特基缺陷形成能为2.3eV 。
（1）试分析在高温和低温时分别是由本征和非本征扩散机制的哪一种控制的？并求出转变温度。
（k=8.616×10-5eV/K ）（2）若减少CoCl 3的添加量，问转变温度会如何变化？试分析之。
解：（1）该晶体中，Na +离子的扩散是通过Na +离子和阳离子空位交换而进行的，在高温时，晶体中的空位主要是由热缺陷引起的，空位数目随温度的变化而变化；在温度较低时，晶体中的空位产生的主要原因是杂质的影响，杂质使空位浓度保持不变。
所以高温时是由本征扩散机制控制，低温时是由非本征扩散机制控制的。
反应方程：Cl Na Na NaCl Cl V Co CoCl 32'3++−−→−•• 设添加的杂质浓度为α（α=10-6），[V Na ']低温=2α [V Na ']高温=)2exp(kTG s∆-[V Na ']低温=[V Na ']高温，有2α=)2exp(kTG s∆-，得K G T 1.1017)102ln(10616.823.2)2kln(2-65s =⨯⨯⨯⨯-=∆=--α （2）由上述式子)2kln(2-sαG T ∆=得：杂质浓度α越低，则ln(2α)越小，T 越小，故减少CoCl 3的添加量，转变温度会下降。
(C)在FCC 结构中棱心和体心其间隙位置4在室温到熔融温度范围内，就ZnCl2添加剂（10-4mol﹪）对NaCl单晶中所有离子（Na和Cl）的扩散能力的影响作定性分析，并计算扩散机制转变的临界温度。
NaCl的Schottky缺陷形成能为2.3eV，k=8.616*10-5eV/K。
解答：（1）定性分析：低温时，由Zn2+的引入而产生的[V’Na]对Na+扩散系数影响是主要的，受非本征扩散控制；高温时，Na+的本征扩散将占优势。
在整个温度范围内，由于Zn2+的引入并不明显改变Cl-亚点阵的情况，Cl-的扩散始终以本征扩散为主。
（2）临界温度：ZnCl2错误!未找到引用源。
+错误!未找到引用源。
+2Cl Cl由n/N=exp(-E/2kT)，NaCl的Schottky缺陷浓度至少为10-6求得T c=1449K当T>T c后，Na+本征扩散占优势。
5.某立方面心晶系的可动滑移系为（111_）、[1_10]1、求算滑移的单位位错的柏格斯矢量（点阵常数用a表示）2、若滑移由刃型位错引起，请指出滑移线的方向，并指出位错线的运动方向。
3、假设在该滑移方向上作用一大小为0.7MPa的切应力，计算单位刃型位错线受力的大小(a=0.2nm)解答：1、由位错的规律，柏格斯矢量和滑移系的滑移方向相同，即方向为[1_10]；又因为该晶系是立方面心晶系，所以柏格斯矢量的模是√2。
故将这两点结合可得出结果：2、该滑移由刃型位错引起，则滑移线与滑移面必定平行，且与滑移方向垂直。
因此，结合以上两点，我们可以找到[112]这条滑移线满足要求。
关于位错线的运动方向，显然与柏格斯矢量方向相同，可结合（1）中答案。
3、由刃型位错驱动力公式：F=τb=0.2×10-9×√2÷2×0.7×106=9.899×10-5 N/m6.在制造硅半导体器体中，常使硼扩散到硅单晶中，若在1600K温度下，保持硼在硅单晶表面的浓度恒定（恒定源半无限扩散），要求距表面10－3cm深度处硼的浓度是表面浓度的一半，问需要多长时间（已知D 1600℃＝8×10－12cm2/s；当时，）？解：此模型可以看作是半无限棒的一维扩散问题，可用误差函数求解。
其中=0，，所以有=0.5，即=0.5，把=10－3cm，D1600℃＝8×10－12cm2/s代入得t =s。
7.一种材料钴，为fcc结构，每个格点仅有一个原子，钴的密度为8.9g/cm3，钴的原子量为58.93g/mol，试计算其晶格参数及钴的原子半径。
(已知阿伏伽德罗常数N A=6.022×1023)详细解答过程如下：计算晶格参数面心立方格子中包含4个原子由ρ=nM/VN A及V=a3得a=(nM/ρN A)1/3=（4×58.93/(8.9×6.022×1023)）1/3cm=3.53×108cm=353pm计算原子半径由面心立方的相关公式，设钴的原子半径为r4r=√2a即r=√2a/4nm=√2×353/4pm=124.8pm已知钨晶体为体心立方结构，晶胞常数为0.316nm，计算其1 ̊的对称倾斜晶界中的位错间距。
解：对于体心立方晶体有错误!未找到引用源。
，已知错误!未找到引用源。
，得错误!未找到引用源。
，因为错误!未找到引用源。
，θ值很小，所以近似的认为位错间距错误!未找到引用源。
，将θ化为弧度单位，代入数据得D=10.43nm所以该位错间距为10.43nm。
8.将初始含碳量为0.1%的工件置于950℃的渗碳气氛中，在扩散过程中始终保持工件表面的碳浓度为5%，若要求在2mm处碳的浓度达到1%，需要30h。
(该过程可看作半无限长一维扩散) （1）求该过程的扩散系数D；（2）若4mm处浓度也达到1%,需要多少时间。
答：（1）因为查表可得β=0.94(2) 由于Cx . Co. Cs 相等所以β值相等9.题目：已知某固溶体具有简立方结构，点阵常数为a，宏观上该固溶体的截面为一半径为bmm的圆。
假设A原子在该固溶体中稳定扩散，且单位时间内通过截面的A原子流量为c mol/s。
已知在距离为d mm内，A原子浓度的变化为e at%，试求A的原子频率Γ。
解答：J=c/（π*0.b2）mol/(s*cm2)=100N A c/（π*b2）at/(s*cm2)单位体积中的原子数n=1/（a*10-8）3=（1/a3）*1024个/cm3dc/dx=e/0.d *n=10en/d at/cm4J=-D（dc/dx）D=-J/（dc/dx）=(100N A c/（π*b2）)/( 10en/d)=10 N A cd/(enπ*b2)cm2/s又因为D=1/6a2Γ所以Γ=6D/ a2=（60 N A cd/(enπ*b2)）/（a*10-8）2=6*10-7 N A acd / eπb2s-110.Al2O3在MgO（NaCl结构）中形成有限固容体，求在低共熔温度时，18wt%的Al2O3溶入MgO中。
求晶体为置换型和间隙型时的分子式式和密度ρ。