第一章 材料的结构 习题
水工钢筋混凝土结构习题
第一章钢筋混凝土结构的材料一、思考题12．什么是混凝土的徐变?徐变对钢筋混凝土构件会产生哪些影响?徐变与塑性变形有哪些不同?13．什么是混凝土的收缩?如何减少混凝土收缩?14．在大体积混凝土结构中，能否用钢筋来防止温度裂缝或干缩裂缝的出现?15．钢筋混凝土构件受力后，钢筋所受到的力是通过什么途径得到的?二、填空题1．我国建筑工程中所用的钢筋有、、、四种。
2．钢筋按化学成分的不同可分为、两大类。
3．钢筋按其外形可分为、两类。
4．I级热轧钢筋和钢丝属于钢；Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ级热轧钢筋及热处理钢筋属于钢。
5．混凝土的应变值的大小对水工钢筋混凝土的抗裂性能有很大影响，所以提高混凝土的值对水工钢筋混凝土有其重要意义。
6．钢筋和混凝土是两种不同的材料，两者能够共同工作是因为、、。
7．钢筋的粘结力由、、三部分组成。
l，钢筋的强度愈、直径愈、混凝8．钢筋在混凝土中应有足够的锚固长度al要求的就愈长。
土的强度愈，则钢筋的锚固长度a三、选择题1．软钢钢筋经冷拉后( )。
(A)屈服强度提高但塑性降低(B)屈服强度提高塑性不变(C)屈服强度提高塑性提高(D)屈服强度和抗压强度均提高但塑性降低2．混凝极限压应变值随混凝土强度等级的提高而( )。
(A) 提高(B) 减小(C) 不变3．钢筋混凝土轴心受压柱的试验表明，混凝土在长期持续荷载作用下的徐变，将使截面发生应力重分布，即( )。
(A)混凝土的应力逐渐减小，钢筋应力逐渐增大(B)徐变使混凝土应力减小，因为钢筋与混凝土共同变形，所以钢筋的应力也减小。
(C)徐变使混凝土应力减小，钢筋应力增加(D)由于徐变是应力不变，应变随时间的增长而增长，所以混凝土和钢筋的应力均不变。
4．对称配筋的钢筋混凝土构件，两端固定，由于混凝土收缩（未受外荷载作用），则( )。
(A)混凝土产生拉应力，钢筋产生压应力(B)混凝土和钢筋均不产生应力(C)混凝土产生拉应力，钢筋中无应力5．地面上顶制一块钢筋混凝土板，在养护过程中发现表面出现微细裂缝，其原因为( )。
工程材料第二版习题解答
第一章材料的结构与性能一、材料的性能（一）名词解释弹性变形：去掉外力后，变形立即恢复的变形为弹性变形。
塑性变形：当外力去除后不能够恢复的变形称为塑性变形。
冲击韧性：材料抵抗冲击载荷而不变形的能力称为冲击韧性。
疲劳强度：当应力低于一定值时，式样可经受无限次周期循环而不破坏，此应力值称为材料的疲劳强度。
σ为抗拉强度，材料发生应变后，应力应变曲线中应力达到的最大值。
bσ为屈服强度，材料发生塑性变形时的应力值。
sδ为塑性变形的伸长率，是材料塑性变形的指标之一。
HB：布氏硬度HRC：洛氏硬度，压头为120°金刚石圆锥体。
（二）填空题1 屈服强度、抗拉强度、疲劳强度2 伸长率和断面收缩率，断面收缩率3 摆锤式一次冲击试验和小能量多次冲击试验， U型缺口试样和V型缺口试样4 洛氏硬度，布氏硬度，维氏硬度。
5 铸造、锻造、切削加工、焊接、热处理性能。
（三）选择题1 b2 c3 b4 d f a （四）是非题 1 对 2 对 3错 4错（五）综合题 1 最大载荷为2805.021038.5πσ⨯=F b断面收缩率%10010810010⨯-=-=A A A ϕ 2 此题缺条件，应给出弹性模量为20500MP,并且在弹性变形范围内。
利用虎克定律 320℃时的电阻率为13.0130℃时的电阻率为18.01二、材料的结合方式 （一）名词解释结合键：组成物质的质点(原子、分子或离子)间的相互作用力称为结合键，主要有共价键、离子键、金属键、分子键。
晶体：是指原子在其内部沿三维空间呈周期性重复排列的一类物质。
非晶体：是指原子在其内部沿三维空间呈紊乱、无序排列的一类物质。
近程有序：在很小的范围内(一般为几个原子间距)存在着有序性。
（二）填空题1 四，共价键、离子键、金属键、分子键。
2 共价键和分子键，共价键，分子键。
3 强。
4 强。
（三）选择题1 a2 b3 a（四）是非题1 错2 错3 对4 错（五）综合题1晶体的主要特点：○1结构有序；○2物理性质表现为各向异性；○3有固定的熔点；○4在一定条件下有规则的几何外形。
第一章晶体结构习题
Gb 2r ）
C.
τ0=nτ
C.
a 111 2
D.
C 既能滑移又能攀移
26. * fcc 晶体中，有根位错线的方向为[-110]，b=a/2[110]，则此位错_________。 A 不能滑移 B 能滑移 C 能交滑移
27. *两根具有反向柏氏矢量的刃型位错，分别处于两个平行滑移面上（两滑移面 相隔一个原子间距）相向运动后，在相遇处（ A 相互抵消 B 形成一排空位 ） ） C 形成一排间隙原子
材料科学基础习题集 第一章 1. 名词解释 （1）晶体 （2）晶体结构 （3）空间点阵 （4）晶胞 （5）晶格常数（点阵常数） （6）配位数 （7）致密度 （8）同素异构性 （9）弗拉克尔空位 （10）肖脱基空位 （11）位错 （12）柏氏矢量 （13）全位错 （14）不全位错 （15）堆垛层错 （16）小角度晶界 （17）金属键 （18）阵点 （19）晶胞 （20）晶界 （21）小角度晶界 （22）对称倾斜晶界 （23）扭转晶界 一．填空题 1. 原子结合键化学键包括（ ） 、 （ ）和（ ） ，物理 晶体结构
A 随位错线运动方向而改变 外力方向一致。
31. 下图中各晶向表示[210]晶向的是哪一个？(
)
32. 下列关于位错应力场描述不正确的是（
）
A. 螺位错只有切应力分量，正应力分量都为零。 B. 螺型位错的应力场会引起晶体的体积膨胀和收缩。 C. 刃位错在滑移面上没有正应力，只有切应力。 D. 刃位错在滑移面上方存在压应力，滑移面下方为张应力。 33. 两平行刃位错的交互作用情况是（ A. 同号相斥，异号相吸； ）
） ，把 b=单位点阵矢量的位错称为单位位错（ ） 。 ） 。
位错的稳定性越高（
材料科学基础-习题集
/jxtd/caike/这个网址有很多东西,例如教学录像,你可以上去看看,另外左下角有个“释疑解惑”，应该很有用第一章材料结构的基本知识习题1．原子中的电子按照什么规律排列?什么是泡利不相容原理?2．下述电子排列方式中，哪一个是惰性元素、卤族元素、碱族、碱土族元素及过渡金属?(1) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d7 4s2(2) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6(3) 1s2 2s2 2p5(4) 1s2 2s2 2p6 3s2(5) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d2 4s2(6) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s13．稀土元素电子排列的特点是什么?为什么它们处于周期表的同一空格内?4．简述一次键与二次键的差异。
5．描述氢键的本质，什么情况下容易形成氢键?6．为什么金属键结合的固体材料的密度比离子键或共价键固体为高?7．应用式(1-2)~式(1-5)计算Mg2+O2-离子对的结合键能，以及每摩尔MgO晶体的结合键能。
假设离子半径为；；n=7。
8．计算下列晶体的离子键与共价键的相对比例(1) NaF(2) CaO9．什么是单相组织?什么是两相组织?以它们为例说明显微组织的含义以及显微组织对性能的影响。
10．说明结构转变的热力学条件与动力学条件的意义，说明稳态结构与亚稳态结构之间的关系。
11．归纳并比较原子结构、原子结合键、原子排列方式以及晶体的显微组织等四个结构层次对材料性能的影响。
第二章材料中的晶体结构习题第三章高分子材料的结构习题1．何谓单体、聚合物和链节?它们相互之间有什么关系?请写出以下高分子链节的结构式：①聚乙烯；②聚氯乙烯；③聚丙烯；④聚苯乙烯；⑤聚四氟乙烯。
2．加聚反应和缩聚反应有何不同?3．说明官能度与聚合物结构形态的关系。
要由线型聚合物得到网状聚合物，单体必须具有什么特征?4．聚合物的分子结构对主链的柔顺性有什么影响?5．在热塑性塑料中结晶度如何影响密度和强度，请解释之。
材料科学基础习题参考答案.docx
材料科学基础习题参考答案 第一章材料结构的基本知识8.计算下列晶体的离于键与共价键的相对比例。
(1) NaF (2) CaO (3) ZnS解：(1)查表得：X Na =0.93,X F =3.98--(0.93-3.98)2根据鲍林公式可得NaF 中离子键比例为：[1-e 4 ]x 100% = 90.2%共价键比例为：1-90.2%=9.8%--(1.00-3.44 )2(2) 同理，CaO 中离子键比例为：[1-e 4 ]x 100% = 77.4%共价键比例为：1-77.4%=22.6%(3) ZnS 中离子键比例为：Z“S 中离子键含量=[1 -£-1/4'2-58-165)2]x 100% = 19.44% 共价键比例为：1-19.44%=80.56%10说明结构转变的热力学条件与动力学条件的意义.说明稳态结构与亚稳态结构之间的关 系。
答：结构转变的热力学条件决定转变是否可行，是结构转变的推动力，是转变的必要条件； 动力学条件决定转变速度的大小，反映转变过程中阻力的大小。
稳态结构与亚稳态结构之间的关系：两种状态都是物质存在的状态，材料得到的结构是 稳态或亚稳态，取决于转变过程的推动力和阻力(即热力学条件和动力学条件)，阻力小时得 到稳态结构，阻力很大时则得到亚稳态结构。
稳态结构能量最低，热力学上最稳定；亚稳态 结构能量高，热力学上不稳定，但向稳定结构转变速度慢，能保持相对稳定甚至长期存在。
但在一定条件下，亚稳态结构向稳态结构转变。
1.第二章九材料中的騒須勾)与［2廊1)与［112］, (110)与［111］, (132)与［123］, (322)与［236］指数。
题: 系的 (21 在立方晶系的一个晶胞虫画出(111丄和丄112、日面.才晶系的画出同M1)、■'朋两晶面交钱亠 1]晶向。
112) d2. 有一正交点阵的a=b, c=a/2o 某晶面在三个晶轴上的截距分别为6个、2个和4个原子 间距，求该晶面的密勒指数。
(完整版)材料科学基础习题及答案
第一章材料的结构一、解释以下基本概念空间点阵、晶格、晶胞、配位数、致密度、共价键、离子键、金属键、组元、合金、相、固溶体、中间相、间隙固溶体、置换固溶体、固溶强化、第二相强化.二、填空题1、材料的键合方式有四类，分别是（），( )，（）,（）.2、金属原子的特点是最外层电子数（），且与原子核引力（），因此这些电子极容易脱离原子核的束缚而变成( ）。
3、我们把原子在物质内部呈( ）排列的固体物质称为晶体，晶体物质具有以下三个特点，分别是（）,（ )，（ ).4、三种常见的金属晶格分别为（）,( ）和（）.5、体心立方晶格中，晶胞原子数为（ ),原子半径与晶格常数的关系为( )，配位数是（）,致密度是( ）,密排晶向为（）,密排晶面为（ )，晶胞中八面体间隙个数为（），四面体间隙个数为（ )，具有体心立方晶格的常见金属有（）。
6、面心立方晶格中，晶胞原子数为（ ),原子半径与晶格常数的关系为（），配位数是( )，致密度是（），密排晶向为( )，密排晶面为（）,晶胞中八面体间隙个数为( )，四面体间隙个数为（），具有面心立方晶格的常见金属有（）。
7、密排六方晶格中,晶胞原子数为（），原子半径与晶格常数的关系为（），配位数是（），致密度是（），密排晶向为（ ),密排晶面为（），具有密排六方晶格的常见金属有( ）。
8、合金的相结构分为两大类，分别是（）和( ）。
9、固溶体按照溶质原子在晶格中所占的位置分为（）和（）,按照固溶度分为（）和（），按照溶质原子与溶剂原子相对分布分为（）和（）。
10、影响固溶体结构形式和溶解度的因素主要有（）、（）、（）、（）。
11、金属化合物（中间相）分为以下四类，分别是( ），( ），( ），( )。
12、金属化合物(中间相）的性能特点是：熔点（）、硬度（ )、脆性（）,因此在合金中不作为（）相，而是少量存在起到第二相（）作用。
13、CuZn、Cu5Zn8、Cu3Sn的电子浓度分别为（），( )，( ）.14、如果用M表示金属，用X表示非金属，间隙相的分子式可以写成如下四种形式，分别是（ )，（），（ )，( ）.15、Fe3C的铁、碳原子比为（)，碳的重量百分数为（），它是( ）的主要强化相。
材料科学基础课后习题答案
BC A
1/2
D
y
1/2
x
z
1/4
B C
3/4 1/2
y A
3/2
x
1/2
c
B a3 C
a1
A
a2
1/2
c
2/3
B
a3
A
C a2
a1
2. 写出镍（Ni，FCC）晶体中面间距为 0.1246nm 的晶面族指数。镍的点阵常数为 0.3524nm。
3. 根据位错反应必须满足的条件，判断下列位错反应在 FCC 中能否进行，并确定无外力作
14、固态金属原子的扩散可沿体扩散与晶体缺陷扩散，其中最慢的扩
散通道是：
。
（A）
A、体扩散
B、晶界扩散
C、表面扩散
15、高温回复阶段，金属中亚结构发生变化时，
。
（C）
A、位错密度增大 B、位错发生塞积 C、刃型位错通过攀移和滑移构
成亚晶界
16 、 加 工 硬 化 是 一 种 有 用 的 强 化 手 段 ， 其 缺 点 是
六、解：
由 Cs − Cx = erf ( x )
Cs − C0
2 Dt
10h＝3600s， C0 = 0 ， Cs = 1.3% ， D = 1.5 ×10−7 cm2/s，代入上式得：
1.3% − Cx 1.3%
=
erf
(
x 0.147
)
∴ Cx = 1.3%(1− erf (6.8x) )
一、 填空题（每空 1 分，共 10 分）
（D
）
A. [110]
B. [100]
C. [211]
D [111]
4、体心立方结构八面体的间隙半径是
固体物理 第一章 晶体结构习题
第一章晶体结构1.试述晶态、非晶态、准晶、多晶和单晶的特征性质。
解：晶态固体材料中的原子有规律的周期性排列，或称为长程有序。
非晶态固体材料中的原子不是长程有序地排列，但在几个原子的范围内保持着有序性，或称为短程有序。
准晶态是介于晶态和非晶态之间的固体材料，其特点是原子有序排列，但不具有平移周期性。
另外，晶体又分为单晶体和多晶体：整块晶体内原子排列的规律完全一致的晶体称为单晶体；而多晶体则是由许多取向不同的单晶体颗粒无规则堆积而成的。
2.晶格点阵与实际晶体有何区别和联系？解：晶体点阵是一种数学抽象，其中的格点代表基元中某个原子的位置或基元质心的位置，也可以是基元中任意一个等价的点。
当晶格点阵中的格点被具体的基元代替后才形成实际的晶体结构。
晶格点阵与实际晶体结构的关系可总结为：晶格点阵＋基元＝实际晶体结构3.晶体结构可分为Bravais格子和复式格子吗？解：晶体结构可以分为Bravais格子和复式格子，当基元只含一个原子时，每个原子的周围情况完全相同，格点就代表该原子，这种晶体结构就称为简单格子或Bravais格子；当基元包含2个或2个以上的原子时，各基元中相应的原子组成与格点相同的网格，这些格子相互错开一定距离套构在一起，这类晶体结构叫做复式格子。
解：（a）“面心＋体心”立方不是布喇菲格子。
从“面心＋体心”立方体的任一顶角上的格点看，与它最邻近的有12个格点；从面心任一点看来，与它最邻近的也是12个格点；但是从体心那点来看，与它最邻近的有6个格点，所以顶角、面心的格点与体心的格点所处的几何环境不同，即不满足所有格点完全等价的条件，因此不是布喇菲格子，而是复式格子，此复式格子属于简立方布喇菲格子。
（b）“边心”立方不是布喇菲格子。
从“边心”立方体竖直边心任一点来看，与它最邻近的点子有八个；从“边心”立方体水平边心任一点来看，与它最邻近的点子也有八个。
虽然两者最邻近的点数相同，距离相等，但他们各自具有不同的排列。
结构设计原理-第一章-材料的力学性能-习题及答案
结构设计原理-第一章-材料的力学性能-习题及答案结构设计原理-第一章-材料的力学性能-习题及答案第一章材料的力学性能一、填空题1、钢筋混凝土及预应力混凝土中所用的钢筋可分为两类：有明显屈服点的钢筋和无明显屈服点的钢筋，通常分别称它们为____________和。
2、对无明显屈服点的钢筋，通常取相当于残余应变为时的应力作为假定的屈服点，即。
3、碳素钢可分为、和。
随着含碳量的增加，钢筋的强度、塑性。
在低碳钢中加入少量锰、硅、钛、铬等合金元素，变成为。
4、钢筋混凝土结构对钢筋性能的要求主要是、、、。
5、钢筋和混凝土是不同的材料，两者能够共同工作是因为、、6、光面钢筋的粘结力由、、三个部分组成。
7、钢筋在混凝土中应有足够的锚固长度，钢筋的强度越、直径越、混凝土强度越，则钢筋的锚固长度就越长。
8、混凝土的极限压应变包括和两部分。
部分越大，表明变形能力越，越好。
9、混凝土的延性随强度等级的提高而。
同一强度等级的混凝土，随着加荷速度的减小，延性有所，最大压应力值随加荷速度的减小而。
10、钢筋混凝土轴心受压构件，混凝土收缩，则混凝土的应力，钢筋的应力。
11、混凝土轴心受拉构件，混凝土徐变，则混凝土的应力，钢筋的应力。
12、混凝土轴心受拉构件，混凝土收缩，则混凝土的应力，钢筋的应力。
二、判断题1、混凝土强度等级是由一组立方体试块抗压后的平均强度确定的。
2、采用边长为100mm的非标准立方体试块做抗压试验时，其换算系数是0.95。
3、混凝土双向受压时强度比其单向受压时强度降低。
4、线性徐变是指徐变与荷载持续时间之间为线性关系。
5、对无明显屈服点的钢筋，设计时其强度标准值取值依据是条件屈服强度。
6、强度与应力的概念完全一样。
7、含碳量越高的钢筋，屈服台阶越短、伸长率越小、塑性性能越差。
8、钢筋应力应变曲线下降段的应力是此阶段拉力除以实际颈缩的断面积。
9、有明显流幅钢筋的屈服强度是以屈服下限为依据的。
10、钢筋极限应变值与屈服点所对应的应变值之差反映了钢筋的延性。
第一章 材料的结构 思考及习题1
第一章材料的结构1.解释如下概念空间点阵，晶体结构，晶胞，晶带轴，配位数，致密度，原子半径，同素异晶转变，各向异性2.钼晶体（bcc）的密度为10.2 g/cm3，原子量为95.94，求它的点阵常数和原子半径。
3.已知铜的密度为8.94 g/cm3，原子半径为1.275×10-8cm，根据致密度推断晶体结构。
4.为什么金属具有正的电阻温度系数？5.为什么金属具有很好的延展性？6.在室温和1000℃时，铁原子都是如何排列的？1g 铁含有多少个原子和晶胞？7.NaCl和金刚石各属于哪种点阵？8.说明为何密排六方不是一种空间点阵？9.证明将圆球作密排六方堆积时，其轴比c/a=1.633。
10.证明：在立方晶系中，[hkl]⊥(hkl)。
11.在立方晶系中绘图表示{110}、{111}所包括的晶面。
12.在立方晶体中，和方向之夹角是多少？13.<111>包括哪些晶向？14.在立方晶胞中绘图表示[110]、[11 1]和[12 0]和(120)、(110)，(321)晶面。
15.在六方晶系的晶胞上画出（1012）晶面的交线，画出[112 0]、[1101]晶向。
16.标出图示晶面和晶向指数。
17.求包含（112）和（123）晶面的晶带轴，并确定该晶带所包含的{110}面。
18.绘图说明fcc点阵也可表示为c/a=1.414 的体心正方点阵。
19.计算FCC 中（111）、（110）（100）的晶面间距和原子面密度。
判断有无新增面，然后计算。
20.计算体心立方点阵中八面体间隙半径和四面体间隙半径。
21.画出面心立方晶体（011）晶面上的原子排列，在图上标出[111]、[011]和[211] 晶向。
22.碳可以溶解到铁晶格的间隙中形成固溶体，你认为是α-Fe (bcc)还是γ-Fe (fcc)会溶解更多的C?为什么？23.某晶体的原子位于正方点阵的节点上，点阵的a=b，c=a/2。
今有一晶面在x、y 和z 轴上的截距分别为6 个原子间距，2 个原子间距和4 个原子间距，试求该晶面的密勒指数。
2014年《材料科学基础》作业
注意：习题按以下内容结构给出，加深理解本课程的内容和结构。
绪论第一篇材料的原子结构第一章材料的原子结构第二篇材料的晶体结构与缺陷第二章材料的结构第三章晶体结构缺陷第七章晶态固体材料中的界面第三篇材料的组织结构第五章相平衡与相图第四章晶态固体中的扩散第六章材料的凝固-----材料的制备工艺基础理论材料的结构相图与相变【综合习题】绪论一、填空题1、材料科学主要研究的核心问题是结构和性能的关系。
材料的结构是理解和控制性能的中心环节，结构的最微细水平是原子水平，第二个水平是原子的排列方式，第三个水平是显微组织。
2. 根据材料的性能特点和用途，材料分为结构材料和功能材料两大类。
根据原子之间的键合特点，材料分为金属、陶瓷、高分子和复合材料四大类。
第一篇材料的原子结构第一章材料的原子结构一、填空题1. 金属材料中原子结合以金属键为主，陶瓷材料（无机非金属材料）以共价键和离子键结合键为主，聚合物材料以共价键和氢键和范德华键为主。
第二篇 材料的晶体结构与缺陷第二章 材料的结构一、填空题1、晶体是 基元以周期性重复的方式在三维空间作有规则排列的固体。
2、晶体与非晶体的最根本区别是 晶体长程有序，非晶体长程无序短程有序 。
3、晶胞是 晶体结构中的最小单位 。
4、根据晶体的对称性，晶系有 3 大晶族， 7 大晶系， 14 种布拉菲Bravais 点阵， 32 种点群， 230 种空间群。
5、金属常见的晶格类型有 面心立方 、 体心立方 、 密排六方 。
6、fcc 晶体的最密排方向为 【111】 ，最密排面为 （110） ，最密排面的堆垛顺序为 ABCABCABC …… 。
7、fcc 晶体的致密度为 0.84 ，配位数为 12 ，原子在（111）面上的原子配位数为 6 。
8、bcc 晶体的最密排方向为 【110】 ，最密排面为 （111） ，致密度为 0.76 ，配位数为 8 。
9、晶体的宏观对称要素有 对称点 、 对称轴 、 对称面 。
材料科学基础课后习题答案讲解
《材料科学基础》课后习题答案第一章材料结构的基本知识4. 简述一次键和二次键区别答：根据结合力的强弱可把结合键分成一次键和二次键两大类。
其中一次键的结合力较强，包括离子键、共价键和金属键。
一次键的三种结合方式都是依靠外壳层电子转移或共享以形成稳定的电子壳层，从而使原子间相互结合起来。
二次键的结合力较弱，包括范德瓦耳斯键和氢键。
二次键是一种在原子和分子之间，由诱导或永久电偶相互作用而产生的一种副键。
6. 为什么金属键结合的固体材料的密度比离子键或共价键固体为高？答：材料的密度与结合键类型有关。
一般金属键结合的固体材料的高密度有两个原因：（1）金属元素有较高的相对原子质量；（2）金属键的结合方式没有方向性，因此金属原子总是趋于密集排列。
相反，对于离子键或共价键结合的材料，原子排列不可能很致密。
共价键结合时，相邻原子的个数要受到共价键数目的限制；离子键结合时，则要满足正、负离子间电荷平衡的要求，它们的相邻原子数都不如金属多，因此离子键或共价键结合的材料密度较低。
9. 什么是单相组织？什么是两相组织？以它们为例说明显微组织的含义以及显微组织对性能的影响。
答：单相组织，顾名思义是具有单一相的组织。
即所有晶粒的化学组成相同，晶体结构也相同。
两相组织是指具有两相的组织。
单相组织特征的主要有晶粒尺寸及形状。
晶粒尺寸对材料性能有重要的影响，细化晶粒可以明显地提高材料的强度，改善材料的塑性和韧性。
单相组织中，根据各方向生长条件的不同，会生成等轴晶和柱状晶。
等轴晶的材料各方向上性能接近，而柱状晶则在各个方向上表现出性能的差异。
对于两相组织，如果两个相的晶粒尺度相当，两者均匀地交替分布，此时合金的力学性能取决于两个相或者两种相或两种组织组成物的相对量及各自的性能。
如果两个相的晶粒尺度相差甚远，其中尺寸较细的相以球状、点状、片状或针状等形态弥散地分布于另一相晶粒的基体内。
如果弥散相的硬度明显高于基体相，则将显著提高材料的强度，同时降低材料的塑韧性。
(完整版)材料科学基础习题库第一章-晶体结构
（一）．填空题1．同非金属相比，金属的主要特性是__________2．晶体与非晶体的最根本区别是__________3．金属晶体中常见的点缺陷是__________ ，最主要的面缺陷是__________ 。
4．位错密度是指__________ ，其数学表达式为__________ 。
5．表示晶体中原子排列形式的空间格子叫做__________ ，而晶胞是指__________ 。
6．在常见金属晶格中，原子排列最密的晶向，体心立方晶格是__________ ，而面心立方晶格是__________ 。
7．晶体在不同晶向上的性能是__________，这就是单晶体的__________现象。
一般结构用金属为__________ 晶体，在各个方向上性能__________ ，这就是实际金属的__________现象。
8．实际金属存在有__________ 、__________ 和__________ 三种缺陷。
位错是__________ 缺陷。
实际晶体的强度比理想晶体的强度__________ 得多。
9．常温下使用的金属材料以__________ 晶粒为好。
而高温下使用的金属材料在一定范围内以__________ 晶粒为好。
‘10．金属常见的晶格类型是__________、__________ 、__________ 。
11．在立方晶格中，各点坐标为：A (1，0，1)，B (0，1，1)，C (1，1，1/2)，D(1/2，1，1/2)，那么AB晶向指数为__________ ，OC晶向指数为__________ ，OD晶向指数为__________ 。
12．铜是__________ 结构的金属，它的最密排面是__________ ，若铜的晶格常数a=0.36nm,那么最密排面上原子间距为__________ 。
13 α-Fe、γ-Fe、Al、Cu、Ni、Pb、Cr、V、Mg、Zn中属于体心立方晶格的有__________ ，属于面心立方晶格的有__________ ，属于密排六方晶格的有__________ 。
第1章 物质结构基础习题
一、思考题1. 试述下列各名词的意义（1）量子化 （2）物质波 （3）波函数 （4）原子轨道（5）几率密度 （6）量子数 （7）电子云2. 原子中的能级主要由哪些量子数来确定？答案：原子轨道能量的高低(也称能级)主要由主量子数n 和角量子数l 决定。
当l 相同时,n 越大,原子轨道能量E 越高,例如E1s<E2s...电子在原子中的运动状态,可以用n,l,m,ms 四个量子数来描述。
3. 试述描述核外电子运动状态的四个量子数的意义和它们的取值规则。
答案：(1)主量子数（n ） 它代表核外电子距核的远近和原子轨道能量大小。
n 取值:任意正整数n=1，2，3，…… n =1为第一电子层或称K 层，距核最近，n =2为第二电子层或称L 层，余类推。
离核近，电子的能量较低，离核远则电子能量较高。
因此主量子数n 对于确定电子的能量具有决定性的作用。
(2)角量子数（l ） 决定原子轨道（或电子云）的形状,表示每一主层中不同的亚层。
l 取值:小于n 的非负整数l =0，1，2，……（n-1）l=0 时，原子轨道（或电子云）是球形对称的，称为s 轨道（或s 电子云）。
l=1 时，原子轨道（或电子云）是纺棰形（或哑铃形）分布，称为p 轨道。
l=2 时，原子轨道（或电子云）呈花瓣形分布，称为d 轨道（或d 电子云）。
l=3 时，原子轨道（或电子云）形状复杂，称为f 轨道（或f 电子云）。
l 代表电子所在的亚层 ,角量子数l ： 0 1 2 3 - - - -电子亚层符号： s p d f - - - -对多电子原子来讲,电子的能量由n 、l 决定。
(3)磁量子数（m ） 同一电子层中某一特定形状的原子轨道可以在空间有不同的伸展方向，从而得到若干空间取向不同而能量相同的原子轨道，称为等价轨道。
m 决定原子轨道（或电子云）的空间伸展方向。
m 取值：绝对值不大于l 的所有值m =0，±1，±2……±l 有（2 l +1）个取值l=0 时，m 有一个取值，即m =0，s 轨道球形对称，在空间只有一个取值，轨道无方向性。
第一章 金属的晶体结构习题答案
第一章金属的晶体结构习题答案第一章金属的晶体结构习题答案第一章金属的晶体结构(一)填空题3．金属晶体中常见的点缺陷是空位、间隙原子和置换原子，最主要的面缺陷是。
4．位错密度是指单位体积中所包含的位错线的总长度，其数学表达式为??l。
v5．表示晶体中原子排列形式的空间格子叫做晶格，而晶胞是指从晶格中选取一个能够完全反应晶格特征的最小几何单元。
6.在普通金属晶格中，体心立方晶格中原子排列最密集的晶体方向为[111]，面心立方晶格为[110]。
7晶体在不同晶向上的性能是不同的，这就是单晶体的各向异性现象。
一般结构用金属为多晶体，在各个方向上性能相同，这就是实际金属的伪等向性现象。
8实际金属存在有点缺陷、线缺陷和面缺陷三种缺陷。
位错是线缺陷。
9.在室温下使用的金属材料首选细晶粒。
在一定范围内，高温下使用的金属材料具有较粗的晶粒。
10．金属常见的晶格类型是面心立方、体心立方、密排六方。
11.在立方晶格中，每个点的坐标是：a（1,0,1），B（0,1,1），C（1,1,1/2），D （1/2,1,1/2），那么AB晶体方向指数是[110]，OC晶体方向指数是[221]，OD晶体方向指数是[121]。
12.铜是一种具有面心结构的金属，其最近平面为{111}。
如果铜的晶格常数为a=0.36nm，那么最密排面上原子间距为0.509nm。
十三个α-fe、γ-在铁、铝、铜、镍、铬、钒、镁和锌中，有α-fe、铬、镁和锌v，属于面心立方晶格的有γ-fe、al、cu、ni、，属于密排六方晶格的有mg、zn。
14.假设铜的原子直径为0.256nm，铜的晶格常数为。
1mm3cu中的原子数为。
15.晶面通过三个点（0,0,0），（1/2,1/4,0）和（1/2,0,1/2）。
该晶面的晶面指数为。
16.在立方晶体系统中，晶体平面在X轴上的截距为2，在Y轴上的截距为1/2；平行于z轴，然后该晶面指数为（140）.17．金属具有良好的导电性、导热性、塑性和金属光泽主要是因为金属原子具有金属键的组合模式。
第一章 材料的结构 思考及习题2(1)
第一章材料的结构（合金相结构）1．影响固溶体溶解度的因素有哪些？2．常见的金属化合物有哪几类？它们各有何特点？Mg2Si、MnS、Fe3C、VC、Cu31Sn8等是哪种类型的化合物?3．间隙固溶体与间隙化合物、间隙相之间有什么异同?4．有序合金的原子排列有何特点?这种排列和结合键有什么关系?为什么许多有序合金在高温下变成无序?5．试求出下列各相的电子浓度，并指出其晶体结构类型：Cu3Al，NiAl，Fe 5Zn21，Cu3Sn，MgZn2等，它们各属何类化合物。
6．银和铝都具有面心立方点阵，且原子半径很接近，r Ag＝0.288 nm，r Al＝0.286 nm，但它们在固态下却不能无限互溶，试解释其原因。
7．金属间化合物AlNi具有CsCl型结构，其点阵常数a＝0.288 nm，试计算其密度(Ni的相对原子质量为58.71，A1的相对原子质量为26.98)。
8．立方ZnS的密度为4.1 g/cm3，试由此计算两离子的中心距离。
9．氮在γ-Fe中的最大固溶度(摩尔分数)为x N＝10.3×10-2。
已知N原子均位于八面体间隙，试分别计算八面体间隙被N原子占据的百分数。
10．为什么只有置换固溶体的两个组元之间才能无限互溶，而间隙固溶体则不能?11．计算在NaCl内，钠离子的中心与下列各离子中心的距离(设Na+和Cl-的半径分别为0.097nm和0.181nm)(1)最近邻的正离子；(2)最近邻的离子；(3)次邻近的Cl—离子；(4) 最邻近的相同位置。
12．试述硅酸盐结构的基本特点和类型。
13．为什么外界温度的急剧变化可以使许多陶瓷器件开裂或破碎?14．陶瓷材料中主要结合键是什么?从结合键的角度解释陶瓷材料所具有的特殊性能。
材料科学基础习题及答案
第一章材料的结构一、解释以下基本概念空间点阵、晶格、晶胞、配位数、致密度、共价键、离子键、金属键、组元、合金、相、固溶体、中间相、间隙固溶体、置换固溶体、固溶强化、第二相强化。
二、填空题1、材料的键合方式有四类，分别是（），（），（），（）。
2、金属原子的特点是最外层电子数（），且与原子核引力（），因此这些电子极容易脱离原子核的束缚而变成（）。
3、我们把原子在物质内部呈（）排列的固体物质称为晶体，晶体物质具有以下三个特点，分别是（），（），（）。
4、三种常见的金属晶格分别为（），（）和（）。
5、体心立方晶格中，晶胞原子数为（），原子半径与晶格常数的关系为（），配位数是（），致密度是（），密排晶向为（），密排晶面为（），晶胞中八面体间隙个数为（），四面体间隙个数为（），具有体心立方晶格的常见金属有（）。
6、面心立方晶格中，晶胞原子数为（），原子半径与晶格常数的关系为（），配位数是（），致密度是（），密排晶向为（），密排晶面为（），晶胞中八面体间隙个数为（），四面体间隙个数为（），具有面心立方晶格的常见金属有（）。
7、密排六方晶格中，晶胞原子数为（），原子半径与晶格常数的关系为（），配位数是（），致密度是（），密排晶向为（），密排晶面为（），具有密排六方晶格的常见金属有（）。
8、合金的相结构分为两大类，分别是（）和（）。
9、固溶体按照溶质原子在晶格中所占的位置分为（）和（），按照固溶度分为（）和（），按照溶质原子与溶剂原子相对分布分为（）和（）。
10、影响固溶体结构形式和溶解度的因素主要有（）、（）、（）、（）。
11、金属化合物（中间相）分为以下四类，分别是（），（），（），（）。
12、金属化合物（中间相）的性能特点是：熔点（）、硬度（）、脆性（），因此在合金中不作为（）相，而是少量存在起到第二相（）作用。
13、CuZn、Cu5Zn8、Cu3Sn的电子浓度分别为（），（），（）。
14、如果用M表示金属，用X表示非金属，间隙相的分子式可以写成如下四种形式，分别是（），（），（），（）。
道路建筑材料第六版第一章答案
道路建筑材料第六版第一章答案1.1填空题工程材料习题1、材料的结构与性能特点(1)同非金属相比,金属的主要特性是(①热和电的良导体②正的电阻温度系数③不透明、有金属光泽④塑性高、强韧性好)。
(2)晶体与非晶体结构上最根本的区别是(晶体内原子排列是有规则、周期性的)。
(3)在立方晶系中,{120}晶面族包括((120)(102)(012))等晶面。
(4)fah-fee的一个晶胞内的原子数为(4)。
1.2.选择正确答案(1)晶体中的位错属于:a.体缺陷b.面缺陷c.线缺陷d.点缺陷(2)在面心立方晶格中,原子密度最大的晶向是a.<100>b.<110>c.<111>d.<120>(3)在体心立方晶格中,原子密度最大的晶面;a.<100>b.<110>c.<111>d.<120>(4)固溶体的晶体结构:a.与溶剂相同b.与溶质相同c.与其他晶型相同(5)间隙相的性能特点是:a.熔点高、硬度低b.硬度高、熔点低.c硬度高、熔点高1.4.综合分析题(1)在立方晶胞中画出(110)、(120)晶面和【211】、【-1 20】晶向。
(2)fah-fee、AI、Cu、Ni、V、Mg、Zn各属何种晶体结构?答:①体心立方:Fah-fee、V②面心立方:Al、Cu、Ni③密排六方:Mg、Zn(6)实际金属晶体中存在哪些晶体缺陷?它们对性能有什么影响?答:实际金属晶体中存在:点、线、面缺陷,引起晶格畸变。
a.点缺陷:使电阻率和强度增加。
b.面缺陷:使塑性、强度增加。
c.线缺陷(位错):在冷变形时,使强度增加、塑性降低。
(8)什么是固溶强化?造成固溶强化的原因是什么?答:固溶强化:形成固溶体使金属强度和硬度提高的现象。
固溶强化原因:溶质原子引起晶格畸变,使变形抗力增加。
(9)间隙固溶体和间隙相有什么不同?答:间隙固溶体:晶格类型与溶剂相同。
(完整版)材料科学基础习题库第一章-晶体结构
（一）．填空题1．同非金属相比，金属的主要特性是__________2．晶体与非晶体的最根本区别是__________3．金属晶体中常见的点缺陷是__________ ，最主要的面缺陷是__________ 。
4．位错密度是指__________ ，其数学表达式为__________ 。
5．表示晶体中原子排列形式的空间格子叫做__________ ，而晶胞是指__________ 。
6．在常见金属晶格中，原子排列最密的晶向，体心立方晶格是__________ ，而面心立方晶格是__________ 。
7．晶体在不同晶向上的性能是__________，这就是单晶体的__________现象。
一般结构用金属为__________ 晶体，在各个方向上性能__________ ，这就是实际金属的__________现象。
8．实际金属存在有__________ 、__________ 和__________ 三种缺陷。
位错是__________ 缺陷。
实际晶体的强度比理想晶体的强度__________ 得多。
9．常温下使用的金属材料以__________ 晶粒为好。
而高温下使用的金属材料在一定范围内以__________ 晶粒为好。
‘10．金属常见的晶格类型是__________、__________ 、__________ 。
11．在立方晶格中，各点坐标为：A (1，0，1)，B (0，1，1)，C (1，1，1/2)，D(1/2，1，1/2)，那么AB晶向指数为__________ ，OC晶向指数为__________ ，OD晶向指数为__________ 。
12．铜是__________ 结构的金属，它的最密排面是__________ ，若铜的晶格常数a=0.36nm,那么最密排面上原子间距为__________ 。
13 α-Fe、γ-Fe、Al、Cu、Ni、Pb、Cr、V、Mg、Zn中属于体心立方晶格的有__________ ，属于面心立方晶格的有__________ ，属于密排六方晶格的有__________ 。
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第一章材料的结构习题
第一章 材料的结构 习题
1 解释以下基本概念
空间点阵、晶体结构、晶胞、配位数、致密度、金属键、缺位固溶体、电子化合物、间隙相、间隙化合物、超结构、拓扑密堆相、固溶体、间隙固溶体、置换固溶体。
2 氧化钠与金刚石各属于哪种空间点阵？试计算其配位数与致密度。
3 在立方系中绘出{110}，{111}晶面族所包括的晶面及（112），（021）晶面。
4 作图表示出<0112>晶向族所包括的晶向。
确定（1211），（021）晶面。
5 求金刚石结构中通过（0，0，0）和（414343
,,）两
碳原子的晶向，及与该晶向垂直的晶面。
6 求（121）与（100）决定的晶带轴与（001）和（111）所决定的晶带轴所构成的晶面的晶面指数。
7 试证明等径刚球最紧密堆积时所形成的密排六方结构的633.1/ a c 。
8 绘图说明面心立方点阵可表示为体心正方点阵。
9 计算面心立方结构的（111），（110），（100）
晶面的面间距及原子密度（原子个数/单位面积）。
10 计算面心立方八面体间隙与四面体间隙半径。
11 计算立方系[321]与[120]夹角，（111）与（111）之间的夹角。
12 FeAl是电子化合物，具有体心立方点阵，试画出其晶胞，计算电子浓度，画出（112）面原子排列图。
13 合金相VC，Fe3C，CuZn，ZrFe2属于何种类型，指出其结构特点。
例题
1. 何谓同位素？为什么元素的相对原子质量不总为正整数？
答案在元素周期表中占据同一位置，尽管它们的质量不同，然它们的化学性质相同的物质称为同位素。
由于各同位素的含中子量不同（质子数相同），故具有不同含量同位素的元素总的相对原子质量不为正整数。
2. 已知Si的相对原子质量为28.09，若100g的Si中有5×1010个电子能自由运动，试计算：(a)能自由运动的电子占价电子总数的比例为多少？(b)必须破坏的共价键之比例为多少？
答案原子数=个
价电子数=4×原子数=4×2.144×1024=8.576×1024个
a)
b) 共价键，共有2.144×1024个；需破坏之共价键数为5×1010/2=2.5×1010个；所以，。