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材料科学导论习题解答
材料科学导论习题解答材料科学导论作业第一章材料科学概论1.氧化铝既牢固又坚硬而且耐磨，为什么不用来制造榔头？[答]因为Al2O3的耐震性不佳，且脆性较高，不适合做榔头的材料。
2.将下列材料按金属、陶瓷、聚合物或复合材料进行分类：黄铜、氯化钠、环氧树脂、混凝土、镁合金、玻璃钢、沥青、碳化硅、铅-锡焊料、橡胶、纸杯[答]金属有黄铜、铅-锡焊料、镁合金。
陶瓷有氯化钠、碳化硅。
聚合物有环氧树脂、橡胶、沥青、纸杯。
复合材料有混凝土、玻璃钢。
3.下列用品选材时，哪些力学性能和物理性能具有特别重要性：汽车曲柄轴、电灯泡灯丝、剪刀、汽车挡风玻璃、电视机荧光屏[答]汽车曲柄轴的疲劳寿命最为重要。
电灯泡灯丝的熔点需高，其发光性能要强。
剪刀的刀刃的硬度要强。
汽车挡风玻璃的光的穿透性要强。
电视机荧光屏光学的颜色及其他穿透性各种光学特性极重要。
4. 什么是纳米材料？纳米材料有哪些效应？请举例说明。
[答]μm（10nm）的颗粒称为纳米材料纳米材料有以下效应：⑴小尺寸效应⑵表面效应⑶量子尺寸效应⑷宏观量子隧道效应举例略第二章原子结构1.原子序数为12的Mg有三个同位素：78.70%的Mg原子有12个中子，10.13%的Mg原子有13个中子，11.17%的Mg原子有14个中子，计算Mg的原子量。
[答]M = 0.7870×(12+12)+0.1013×(12+13)+0.1117×(12+14) = 24.3247 g/mol2.试计算原子N壳层内的最大电子数，若K、L、M和N壳层中所有的能级都被填满，试确定该原子的原子序数。
[答]N壳层内最大电子数为2×42 = 32。
但考虑能级交错：N壳层内刚刚达到最大电子数时的电子排布为：1s22s22p63s23p64s23d104p65s24d105p66s24f14，该原子的原子数为70。
(本题目书上原解：N壳层中电子最多有2+6+10+14 = 32个，K、L、M、N壳层中电子共有2+8+18+32 = 60个，故原子序数为60。
《材料科学导论》习题及答案
13. 准晶的结构特征是………………………………………( ) (A) 短程有序，长程{严 严取平向移序序. (B) 短程有序，长程{严准取平向移序序. (C) 短程有序，长程{严准取平移向序序. (D) 短程有序，长程{准准取平向移序序.
14. 向列相液晶态的结构特征是……………………………( )
(A) 短程有序，长程{取平向移有有序序. (B) 短程有序，长程{取平向移有无序序. (C) 短程有序，长程{取平向移无有序序. (D) 短程有序，长程{取平向移无无序序.
(F) 晶体点群＞空间群＞色群
28. 晶体按微观对称性划分出来的空间群的数目是……(
)
(A) 7
(B) 14
(C) 32
(D) 230
29. 金属Cu晶体具有立方面心晶胞，则Cu的配位数为…( )
(A) 4
(B) 6
(C) 8
(D) 12
30. 某金属原子采用A1堆积型式，其晶胞型式为………(
)
(A) 简单立方
∈ (C) T＞Tc时， ∃ (铁磁相) {磁有序结构}； ∈ T＜Tc时， ∃ (顺磁相) {磁无序结构}.
∈ (D) T＞Tc时， ∃ (铁磁相) {磁无序结构}； ∈ T＜Tc时， ∃ (顺磁相) {磁有序结构}.
35. 反铁磁性的有序-无序转变的临界温度TN称为奈尔点，（数学符
号 ∃ 表示“存在”）。那么，下列表述正确的是…………( )
5
∈ (B) T＞Tc时， ∃ (顺磁相) {磁无序结构}； ∈ T＜Tc时， ∃ (亚铁磁相) {磁有序结构}.
∈ (C) T＞Tc时， ∃ (亚铁磁相) {磁有序结构}； ∈ T＜Tc时， ∃ (顺磁相) {磁无序结构}.
∈ (D) T＞Tc时， ∃ (亚铁磁相) {磁无序结构}； ∈ T＜Tc时， ∃ (顺磁相) {磁有序结构}.
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。
(word完整版)材料科学导论试题答案
材料科学导论试题一、必作题（每题10分，共50分）1）分析材料强化的主要方法及原理。
材料强化的原理:一是提高合金的原子间结合力，提高其理论强度，另一强化途径是向晶体内引入大量晶体缺陷，如位错、点缺陷、异类原子、晶界、高度弥散的质点或不均匀性(如偏聚)等，这些缺陷阻碍位错运动，也会明显地提高材料强度。
材料强化方法主要有：结晶强化、形变强化、固溶强化、相变强化、晶界强化等.其中结晶强化通过控制结晶条件,在凝固结晶以后获得良好的宏观组织和显微组织，从而提高金属材料的性能，包括细化晶粒、提纯强化。
形变强化是指金属材料经冷加工塑性变形可以提高其强度。
这是由于材料在塑性变形后位错运动的阻力增加所致。
固溶强化是指通过合金化(加入合金元素）组成固溶体，使金属材料得到强化。
相变强化是指合金化的金属材料，通过热处理等手段发生固态相变，获得需要的组织结构，使金属材料得到强化，分为沉淀强化、马氏体强化。
在实际生产上，强化金属材料大都是同时采用几种强化方法的综合强化,以充分发挥强化能力。
2）纯铁、低碳钢、中碳钢、高碳钢、铸铁在碳含量上有什么不同.通常碳含量小于0。
02%的为纯铁或熟铁，在0.02—2.1%之间的为钢，钢分为低碳钢、中碳钢和高碳钢:在0.02-0.25%之间的叫低碳钢，强度较低、塑性和可焊性较好；在0。
25～0.60％之间的叫中碳钢,有较高的强度，但塑性和可焊性较差；在0。
60%-2.1％之间的叫高碳钢，塑性和可焊性很差，但热处理后会有很高的强度和硬度。
而碳含量大于2。
1％的为铸铁或生铁.3）晶体中的缺陷有什么？晶体缺陷是指由于晶体形成条件、原子的热运动及其它条件的影响，使得原子的排列往往存在偏离理想晶体结构的区域。
这些与完整周期性点阵结构的偏离就是晶体中的缺陷。
晶体中存在的缺陷种类很多，根据几何形状和涉及的范围常可分为点缺陷、面缺陷、线缺陷几种主要类型。
点缺陷是指三维尺寸都很小，不超过几个原子直径的缺陷。
广工材料力学复习题（DOCX页）
材料力学习题集 第一章:绪论一、填空1 . 材料力学主要是研究（）答案：杆件受力后变形与破坏的规律2 .现代工程中常用的固体材料种类繁多，物理力学性能各异。
所以，在研究受力后物体（构件）内部的力学响应时，除非有特别提示，一般将材料看成由（ ）、（ ）、（ ）的介质组成。
答案：连续性、均匀性、各向同性。
3 .构件所受的外力可以是各式各样的，有时是很复杂的。
材料力学根据构件的典型受力情况及截面上的内力分量可分为（ ）、（ ）、（ ）、（ ）四种基本变形。
答案：拉伸或压缩、剪切、扭转、弯曲。
4．内力和应力的关系是（ ）。
答案：应力是分布内力的集度。
5．构件在外荷载作用下具有抵抗破坏的能力为材料的（ ）；具有一定的抵抗变形的能力为材料的（ ）；保持其原有平衡状态的能力为材料的（ ）。
答案：强度、刚度、稳定性。
二、计算1. 试求下列杆件中指定截面上内力分量，并指出相应的变形形式。
解：各截面上内力分量的方向从略，仅记大小。
()()()22a P N P 1 N = = 拉伸，拉伸；()d 11223344R RR R45A BCDP 1122PP2P()a()()()()112223*********d Q P PR P Q P PR Q P Q P PR AC = = , ⎛⎫ N == =+ ⎪⎝⎭= = = ，M BD 段：弯曲；，，M 。
DC 段：拉伸+弯曲 ，，M ，段：弯曲。
第二章:拉伸与压缩一、填空1.轴力是指通过横截面形心垂直于横截面作用的内力，而求轴力的基本方法是（ ）。
答案：截面法。
2.工程构件在实际工作环境下所能承受的应力称为（ ），工件中最大工作应力不能超过此应力，超过此应力时称为（ ）。
答案：许用应力 ，失效 。
3.金属拉伸标准试件有（ ）和（ ）两种。
答案：圆柱形，平板形 。
４.在低碳钢拉伸曲线中，其变形破坏全过程可分为（ ）个变形阶段，它们依次是 （ ）、（ ）、（ ）、和（ ）。
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材料科学导论习题解答材料科学导论家庭作业第一章材料科学导论1。
氧化铝坚硬耐磨。
为什么不用它来做锤子呢？[A] Al2O3不适合作为锤片材料，因为其抗冲击性差且脆性高。
2.将下列材料分为金属、陶瓷、聚合物或复合材料:黄铜、氯化钠、环氧树脂、混凝土、镁合金、玻璃纤维增强塑料、沥青、碳化硅、铅-2。
将下列材料分为金属、陶瓷、聚合物或复合材料:黄铜、氯化钠、环氧树脂、混凝土、镁合金、玻璃纤维增强塑料、沥青、碳化硅和铅:汽车曲轴、灯泡灯丝、剪刀、汽车挡风玻璃和电视屏幕的疲劳寿命最为重要。
灯泡灯丝的熔点需要高，并且其发光性能强。
剪刀的刀刃硬度更大。
汽车挡风玻璃发出的光线穿透力更强。
电视屏幕的光学颜色和其他穿透性光学特性极其重要。
什么是纳米材料？纳米材料的作用是什么？请举个例子。
[A]一般来说，粒径小于0.1 μm(10纳米)的粒子称为纳米材料。
纳米材料具有以下效果:(1)小尺寸效应(2)表面效应(3)量子尺寸效应(4)宏观量子隧道效应一个简单的例子第二章原子结构1。
原子序数为12的镁有三种同位素:78.70%的镁原子有12个中子，10.13%的镁原子有13个中子，11.17%的镁原子有14个中子。
计算镁的原子量。
[A]M=0.7870×(12±12)0.1013×(12±13)0.1117×(12±14)=24.3247克/摩尔2。
尝试计算一个原子N壳层中的最大电子数。
如果K，L，M和N 壳层中的所有能级都被填满，试着确定原子的原子序数。
[:N壳层中的最大电子数是2×42=32。
但是考虑能量级交错:当N壳层中的电子数刚刚达到最大值时，电子构型为:1s 22s 22 p 63s 23 p 64s 23d 104 p 65s 24d 105 p 66s 24 f 14，原子序数70。
(本书标题中的原始解决方案:n壳层中有2 6 10 14=32个电子，k、l、m和n壳层中有2 8 18 32=60个电子，所以原子序数是60。
(完整版)材料科学与工程导论试题
第二章材料科学与工程的四个基本要素作业一第一部分填空题（10个空共10分，每空一分）1．材料科学与工程有四个基本要素，它们分别是：使用性能、材料的性质、结构与成份和合成与加工。
2．材料性质的表述包括力学性质、物理性质和化学性质。
3．强度可以用弹性极限、屈服强度和比例界限等来表征。
4．三类主要的材料力学失效形式分别是：断裂、磨损和腐蚀。
5．材料的结构包括键合结构、晶体结构和组织结构。
6．晶体结构有三种形式，它们分别是：晶体、非晶体和准晶体。
7．化学分析、物理分析和谱学分析是材料成分分析的三种基本方法。
8．材料的强韧化手段主要有固溶强化、加工强化、弥散强化、第二相强化和相变增韧。
第二部分判断题（10题共20分，每题2分）1．材料性质是功能特性和效用的描述符，是材料对电.磁.光.热.机械载荷的反应。
（√）2．疲劳强度材料抵抗交变应力作用下断裂破坏的能力。
（√）3．硬度是指材料在表面上的大体积内抵抗变形或破裂的能力。
（错）4．性能是包括材料在内的整个系统特征的体现；性质则是材料本身特征的体现。
（√）5．晶体是指原子排列短程有序，有周期。
（错）6．材料的热处理是指通过一定的加热、保温、冷却工艺过程，来改变材料的相组成情况，达到改变材料性能的方法。
（√）7．材料表面工程包括表面改性和表面保护两个方面。
（错）8．材料复合的过程就是材料制备、改性、加工的统一过程。
（√）9．材料合成与加工过程是在一个不限定的空间，在给定的条件下进行的。
（错）10．材料中裂纹的形成和扩展的研究是微观断裂力学的核心问题。
（√）第三部分简答题（4题共40分，每题10分）1．材料性能的定义是什么？答：在某种环境或条件作用下，为描述材料的行为或结果，按照特定的规范所获得的表征参量。
2．金属材料的尺寸减小到一定值时，材料的工程强度值不再恒定，而是迅速增大，原因有哪两点？答：1）按统计学原理计算单位面积上的位错缺陷数目，由于截面减小而不能满足大样本空间时，这个数值不再恒定；2）晶体结构越来越接近无缺陷理想晶体，强度值也就越接近于理论强度值。
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。
材料导论试题及答案
材料导论试题及答案一、选择题（每题2分，共10分）1. 下列哪种材料属于复合材料？A. 钢铁B. 塑料C. 陶瓷D. 碳纤维增强塑料答案：D2. 材料的硬度通常是指材料的：A. 弹性B. 韧性C. 强度D. 塑性答案：C3. 下列哪种材料是半导体材料？A. 铜B. 铝C. 硅D. 铁答案：C4. 金属材料的导电性能通常与以下哪个因素无关？A. 金属的纯度B. 金属的晶体结构C. 金属的密度D. 金属的晶格缺陷答案：C5. 陶瓷材料的主要优点是：A. 良好的导电性B. 良好的导热性C. 良好的绝缘性D. 良好的延展性答案：C二、填空题（每题2分，共10分）1. 材料的________是指材料在受到外力作用时抵抗变形的能力。
答案：弹性2. 材料的________是指材料在受到外力作用时抵抗断裂的能力。
答案：韧性3. 材料的________是指材料在受到外力作用时抵抗永久变形的能力。
答案：强度4. 材料的________是指材料在受到外力作用时抵抗塑性变形的能力。
答案：硬度5. 材料的________是指材料在受到外力作用时抵抗压缩变形的能力。
答案：抗压强度三、简答题（每题5分，共20分）1. 简述金属材料的热处理过程。
答案：金属材料的热处理过程通常包括加热、保温和冷却三个阶段。
加热阶段使材料达到一定温度，保温阶段使材料内部结构发生变化，冷却阶段则使材料获得所需的组织和性能。
2. 什么是材料的疲劳强度？其影响因素有哪些？答案：材料的疲劳强度是指材料在重复或循环载荷作用下，经过一定次数的应力循环后发生断裂的最大应力值。
影响疲劳强度的因素包括材料的微观结构、表面状态、应力集中、温度以及载荷循环的频率等。
3. 请解释什么是材料的热膨胀系数。
答案：热膨胀系数是指材料在温度变化时，单位长度或单位体积的线性或体积变化量与温度变化量的比值。
它是衡量材料热膨胀性能的一个重要参数。
4. 简述塑料材料的加工方法有哪些。
答案：塑料材料的加工方法主要包括挤出成型、注射成型、吹塑成型、压缩成型、热成型等。
材料专业导论试题及答案
材料专业导论试题及答案一、选择题（每题2分，共20分）1. 材料科学主要研究材料的________。
A. 组成、结构、性能B. 制备、加工、应用C. 组成、结构、性能、制备、加工、应用D. 性能、应用答案：C2. 下列哪种材料不属于金属材料？A. 钢B. 铝C. 塑料D. 铜答案：C3. 以下哪种方法不是用来提高材料强度的？A. 冷加工B. 热处理C. 合金化D. 腐蚀答案：D4. 材料的硬度是指材料的________。
A. 抗拉强度B. 抗弯强度C. 耐磨性D. 抗冲击性答案：C5. 陶瓷材料通常具有哪些特性？A. 高熔点B. 低热导率C. 良好的电导性D. 以上都是答案：A6. 材料的疲劳是指材料在________下的性能退化。
A. 静态载荷B. 循环载荷C. 冲击载荷D. 拉伸载荷答案：B7. 聚合物材料的玻璃化转变温度是指材料从________状态转变为________状态的温度。
A. 玻璃态，高弹态B. 高弹态，玻璃态C. 玻璃态，液态D. 液态，玻璃态答案：A8. 材料的腐蚀是指材料与________发生反应的过程。
A. 氧气B. 水C. 酸、碱、盐D. 以上都是答案：D9. 金属材料的塑性变形是指在________作用下材料发生永久变形而不破裂。
A. 静载荷B. 动载荷C. 拉伸应力D. 压缩应力答案：C10. 材料的断裂韧性是指材料在________条件下抵抗裂纹扩展的能力。
A. 静态载荷B. 循环载荷C. 冲击载荷D. 拉伸应力答案：B二、填空题（每题2分，共20分）1. 材料科学中的“四要素”包括材料的组成、结构、________和性能。
答案：性能2. 金属材料的塑性变形可以通过________来实现。
答案：冷加工3. 材料的热处理过程包括加热、________和冷却。
答案：保温4. 材料的硬度测试方法有布氏硬度、洛氏硬度和________。
答案：维氏硬度5. 陶瓷材料的脆性断裂是由于其内部存在的________。
《材料科学导论》考试复习.doc
《材料科学导论》考试复习1材料按结构分类可分为：晶体、准晶体、非晶体、胶体2材料按化学组成可分为：金属材料、无机非金属材料、有机高分子材料、复合材料。
3晶体的基本性质有：①对称性，②均一性，③各向异性，④自限性，⑤最小内能性、⑥稳定性。
4化学键与结构类型可分为：①金属键，②离子键，③原子键，④共价键，⑤ 氢键及其晶格，⑥过渡型键及晶格，⑦单键与多键型的晶格。
5按对称规律晶体可分为：①3个晶族，②7个晶系，③32对称型（点群）。
晶系分别是：①单斜，②三斜，③斜方，④三方，⑤四方，⑥六方，⑦等轴晶系。
6晶体具有格子构造，格子有4种类型它们是：原始格子（P）、底心格子（C、A、B）、面心格子（F）、体心格子（I）7格子的选择要求%1平行六面体应包括空间格子的全部对称②平行六面体中相等棱和角的数目尽可能多③平行六面体中棱之间存在直角时，直角数要力求最多④在上要求条件下，平行六面体的体积最小。
8晶体空间对称中共有230个空间群，空间群包括：格子类型+空间对称的国际符号9化学键与结构类型包括：①离子键及离子晶格。
②共价键及原子晶格。
③金属键及金属晶格。
④分子键及分子晶格。
⑤氢键及其晶格。
⑥过渡型键及晶格。
⑦单键与多键型的晶格。
10人眼的分辩率是（0. 1mm）,光学显微镜的分辩率是（ 200nm）,扫描电子显微镜的分辩率是（2nm ）,透射电子显微镜的分辩率是（0. 1-0. 05nm ）o11X射线分析方法有①粉晶X射线照相法（晶体物相分析）②粉晶X射线衍射分析（晶体物相分析）③单晶X射线照相法（晶体结构分析）④四圆单晶X射线衍射分析（晶体结构分析）12在晶体对称规律中：低级晶族，无高次轴；中级晶族，只有一个高次轴；高级晶族，有多个高次轴13晶体常数对应关系为：三斜晶系aHbHc, a h (3 H Y H 9 0单斜晶系a工b工c,a = Y = 90° P >90°斜方晶系aHbHc, a = [3 = 丫 = 9 0四方晶系 a = a = B = 丫 = 9 0_三方晶系 a =bHc，a = |3 =90°Y = 120°k方晶系 a = b 工c，a = P = 90°Y =120°等轴晶系 a = b = c, a = p = 丫 = 9 014电子显微镜与光学显微镜对比①照射束★电子显微镜电子束☆光学显微镜光束②媒质★电子显微镜真空☆光学显微镜大气③透镜★电子显微镜电子透镜（电磁透镜）☆光学显微镜光学玻璃透镜④分辨率★电子显微镜透射电镜为0. 14nm,扫描电镜为6nm☆光学显微镜可见光区为200nm,紫外光区为lOOnm %1放大倍数★电子显微镜☆光学显微镜1 0-2000倍，更换透镜调节%1景深★电子显微镜在1000倍时，景深约为☆光学显微镜在1000倍时，景深约为⑦聚焦原理★电子显微镜☆光学显微镜电子聚焦机械聚焦%1图像特点★电子显微镜像子☆光学显微镜%1主要图像黑白反差的电子图像，高分辨率像及衍射图像、格子产生七色光的颜色及干涉颜色★电子显微镜：透射电子像，二次电子像，背散射电子，吸收电子像，X射线面扫描像,X射线扫描像☆光学显微镜：光学透射像，反射像及其他干涉像，光的吸收、反射、透过形成光学图⑩主要附件★电子显微镜：⑴电子衍射装置，⑵特征X射线波谱仪，⑶特征X射线能谱仪，⑷电子能量损失谱仪，⑸俄歇电子谱仪，⑹阴极发光装⑺电子通道花样附件，⑻微粒分析仪，⑼热台，冷台，（10）拉伸、旋钮、压缩，（11）电动势放大器，等等☆光学显微镜：⑴带偏光、反光附件，⑵锥光附件，⑶费氏台及旋转针，⑷热台及冷台，⑸油浸法应用，等等15电子探针分析与化学分析对比化学分析一般只适于分析固态样品对样品要求量极少，可以少到10-l0g微区成分分析，分析体积可在几个M m3范围内，薄晶体能谱分析小到10 rm?以内不损坏样品微区成分与区形貌综合分析分析速度快成分分析的针对性强，除掉了各种杂质成分影响有多种分析功能，可进行元素面分析、线分析、点分析以及背散电子成分像观察样品挑选制备简单元素分析范围：波谱仪B-U能谱仪Na-U元索价态一般不能分析一般不能分析H.H2O.OH.Li 等，Be、C、N、O 一些轻元素分析也困难岩石、矿石、化探样全分析时需制成均匀玻璃样品，再作探针分析；制样困难，有的误差较大成分分析灵敏度为IO'4可对气、液、固态物质进行分析样品fit—般为数百毫克对成千上万个赖粒加工研磨，分析样体积很大坏样品不能综合形貌分析分析时间长数百毫克由无数个颗粒集合，它的平均成分缺乏针对性没有这种功能样品分选、制备极麻烦费劲可以分析所有常见有元索可以进行元索价态分析可以进行H、H2O、OH、Li、Be的分析岩石、矿石、土壤、地化等样全分析方便化学分析灵敏度高16透射电子显微分析与X射线分析的特点对比透射电子显微分析已广泛应用于微晶体和超微晶体结构分析，有着许多优点，是微区研究的重要方法。
广东工业大学-材料结构与性能-材料科学导论-习题资料
1、共价键与金属键有何异同？从它们的差异性简要说明共价键型晶体材料与金属型晶体材料的性能差异？答：共价键：原子间通过共用电子对（电子云重叠）形成的化学键，有方向性，有饱和性。
金属键：金属晶体中金属原子（或离子）与自由电子形成的化学键，无方向性，无饱和性。
二者的相同点是：都是外层电子公有化的结果。
共价键型晶体材料与金属键型晶体材料由于共价键和金属键的存在将表现出不同的性能，共价键材料由于晶体内各个键之间有确定的方位、配位数外，公用的电子对不能移动，此类材料表现出结构稳定、熔点高、质硬脆、导电性差，一般为绝缘体。
金属材料由于晶体内自由电子的存在使得材料具有良好的导电性和导热性，晶体中的原子在受外力作用时，有可能形成低能量的密堆结构而不易受到破坏，使金属具有良好的延展性。
2、分别示意性画出描述材料结构的五种空间正多面体模型，他们分别属于哪三类群？以此进一步分析C60分子的结构特点？满足的组合只有三种233、432、532三种，分别为四面体类群、八面体类群、二十面体类群C60分子：讲二十面体的顶角全部削去得截角二十面体，出现20个正五边形得到C60结构,因为原先的20个三角形变成20个正五边形，顶点共有60个，棱边共有90根，仍保留二十面体群的对称性。
3、何为居里点温度Tc？从磁性材料的Tc温度处的性能转变模式分析材料结构的有序无序突变？答：在高温下，原子自旋的取向完全无序，表现出顺磁性。
当低于某温度时，磁矩作顺向排列呈现铁磁性，此时，我们将该临界温度称为居里点Tc。
高温的顺磁相中，自旋取向具有任意性，对称性表现为三维空间内的球面对称，而转变为铁磁性后，自旋具有特定的方向，丧失无穷多个对称元素，产生对称破缺，导致有序相的产生，因为对称性的改变不是渐变式的，故使得有序无序转变也是突变的。
4、分别画出CuZn及AuCu3合金的可能的晶体结构图，从热力学定律F=U-TS分析这种结构转变的突变性的物理本质。
CuZn合金在742K时存在有序无序转变，无序相是体心立方结构，有序相则为原点和体心分别是铜、锌原子。
材料导论考试题库和答案
材料导论考试题库和答案一、单项选择题1. 材料科学中，材料的基本属性不包括以下哪一项？A. 力学性能B. 热学性能C. 光学性能D. 经济性答案：D2. 以下哪种材料不属于金属材料？A. 钢B. 铝C. 陶瓷D. 铜答案：C3. 材料的微观结构对其宏观性能的影响主要体现在哪些方面？A. 力学性能B. 热学性能C. 电学性能D. 所有以上选项答案：D4. 材料的疲劳是指材料在什么条件下的性能退化？A. 静态载荷B. 循环载荷C. 随机载荷D. 冲击载荷答案：B5. 以下哪种材料具有最高的热导率？A. 铜B. 铝C. 银D. 金答案：C二、多项选择题6. 材料的力学性能包括哪些方面？A. 弹性B. 塑性C. 硬度D. 韧性答案：ABCD7. 以下哪些因素会影响材料的腐蚀速率？A. 材料成分B. 环境介质C. 温度D. 应力状态答案：ABCD8. 材料的断裂韧性是衡量材料抵抗哪种类型裂纹扩展的能力？A. 疲劳裂纹B. 应力腐蚀裂纹C. 环境诱导裂纹D. 所有以上选项答案：D9. 以下哪些是材料的热处理过程？A. 退火B. 淬火C. 正火D. 回火答案：ABCD10. 材料的电学性能包括哪些？A. 导电性B. 绝缘性C. 半导体性D. 超导性答案：ABCD三、判断题11. 材料的硬度越高，其耐磨性越好。
（对/错）答案：对12. 材料的断裂韧性与材料的韧性成正比。
（对/错）答案：对13. 材料的疲劳寿命可以通过增加材料的强度来无限提高。
（对/错）答案：错14. 材料的热膨胀系数越大，其热稳定性越好。
（对/错）答案：错15. 材料的导电性与其电导率成正比。
（对/错）答案：对四、简答题16. 简述材料的疲劳现象及其影响因素。
答案：材料的疲劳是指材料在循环载荷作用下的性能退化和最终断裂的现象。
影响材料疲劳的因素包括应力水平、循环次数、材料的微观结构、表面状态、环境介质等。
17. 描述材料的热处理过程中的退火、淬火和回火的区别。
《材料科学基础》习题-广东工业大学精品课程网站.docx
z，Material Scienee Foundation^ exercisesChapter 1 Structure of materials1.tests show that a face centered cubic is equal to an individual square structure.In eluding the 2. crystal plane draw n in cubic system {110}, {111} planes, and (112) and (10) crystaL3.(121) and (100) determined by the crystal band axis and (001) and (111) determined by the crystal band axis of the crystal surface index・4.calculate the areal density and the distance between the face centered cubic structures (111), (110) and (100) planes・5.FeAl is an electronic compound, having a BCC, trying its cell, calculating its electron concentration, and drawing a (112) surface atomic array.6.alloy phases VC, Fe3C, CuZn and ZrFe2 belong to the type and their structural features are pointed out・The second chapter is crystal defects1., the vacancy generation energy of copper is 1. 7 x 10一19J. The number of vacancies in lcm3 copper is calculated at 1000 DEG C, the density of copper is 8. 9g/cm3, the relative atomic mass is 63.5, and the Boltzmann constant is K二1.38 * 10一23J/K.If the dislocation loop is shown in Figure 2-1, the description of the nature of the Dan wrong, and that extra edge dislocation position semi atomic surface・Figure 2. 2-2, a crystal slip plane of a PAT，S B vector for the dislocation loop, under uniform shear stress test analysis of tau effect:The dislocation loop structure type the Dan wrong;For each single fault force;In time under the action of dislocation loop will be how to exercise?In time under the action of dislocation loop is stationary and the minimum radius should be how much?3.drawing explains F-R dislocation source, dislocation multiplication process・4.proof of relationship between dislocation density and crystal bending radius of curvature R of Rho 二.5.. Fig・ 3-1 shows two pinned edge dislocations A~B and C~D whose length is x, and has the same dislocation line direction and PAT'S vector, each dislocation can be used as a F-R dislocation source・Assume that the two dislocation is expanding, but in the interaction of dislocation loops, is pinned dislocation movement, or the formation of a large faultsource? If you can form a large fault source, is the highdislocation source at the required critical shear stress how much?The third chapter is the solidification of pure metal1.if the liquid metal in the form of a spherical crystal nucleus, the relationship shows the critical nucleus radius Gc and thecritical nucleus volume Vc Delta Gc 二.2.analysis of the relation between the morphology of pure metal growth and temperature gradient・4., what are the ways to refine the grain of castings? Why?5.when liquid metal crystallizes, it needs to be supercooled・ Is it possible to overheat the molten metal when it melts?The fourth chapter is the phase structure of materials and two element phase diagrams1., what is the composition of supercooling? What are the factors that affect the supercooling of the ingredients? The principle of regional purification is discussed・2.briefly describe the formation process and removal methods of dendrite segregation.3.the equilibrium crystallization process of Fe alloy 0.45%C and 1. 2%C and 2. 3%C was analyzed, and the relative amount and relative amount of phase composition were calculated at roomtemperature.4.according to the analysis of microstructure, a gray graphite volume accounted for 12%, the ferrite volume accounted for 88%, the carbon content of the alloy for test・5.briefly describe the formation mechanism of ingot three zone,What method can be used to make columnar crystals more developed? What method can be used to make the central equiaxed crystal more developed?What are the common impurities in steel 6. ? What is the 〃hot〃steel? What is "cold brittle" of steel? How to prevent?Fifth chapter, three element phase diagramThree yuan 1. solid completely immiscible eutectic phase diagram as shown in Figure 6-1, the crystallization process of 0 and alloy analysis, draw cooling curve, crystal diagram, indicate the reaction type, and calculate the relative amount of tissue composition at room temperature・The three - phase eutectic phase diagram of 2. completely immiscible States, shown in Figure 6-2, shows the vertical cross section of Am and PQ. If the melting point tA of the three component is > tB > tC, please draw the horizontal cross section at tB < T < tA.3.liquidus projection as shown in Figure 6-3, the crystallization process of 0 alloy, draw cooling curve, crystal diagram, indicate the reaction type, and calculate the relative amount of tissuecomposition at room temperature・4.liquidus projection as shown in Figure 6-4, please write all the four phase equilibrium transformation・The sixth chapter, diffusion1.on the surface of the steel rod containing a carbon atom per 20 iron in the cell, containing a carbon atom in each of the 30 ironin the cell from the surface of lmm, known as iron face centered cubic structure (a=3・65A), 1000 DEG C when the diffusioncoefficient of carbon is 3 * 10-1 lm2 / S, for every minute through what is the internal diffusion of carbon atoms in the unit cell?2.in the constant source conditions, 820 degrees C, the steelafter 1 hours of carburizing, can get a certain thickness of the surface carburized layer, if in the same conditions, to get two times the thickness of the carburized layer will take several hours?3.in unstable diffusion conditions 800oC, 100 minutes can be obtained by carburizing carburizing layer with suitable thicknessin the steel, if at the time of the 1000C to get the carburized layer with the same thickness, how much time (D0=2. 4 * 10-12m2 sec:D1000 =3 * 10Tlni2 / C / sec)?4.in manufacturing silicon semiconductor device, often made of boron diffusion into silicon single product, if at the temperature of 1600K. Keep a constant concentration of boron in silicon single product surface (a constant source of semi infinite diffusion), requires concentration at the depth of 10~3cm from the surface ofboron is half the surface concentration, ask how long it takes (known D1600 C =8 * 10-12cm2/sec; at the time)?When diffusion of 5.Zn2+ in ZnS, the diffusion coefficient at 563 DEG C is 3 * 10-14cm2/sec; the diffusion coefficient at 450 DEG Cis 1 * 10-14cm2/sec:1)the activation energy and DO of diffusion;2)diffusion coefficient at 750.6.the diffusion coefficients of carbon in titanium under different temperatures are 2 * 10~9cm2/s (736 DEG C), 5 * 10-9cm2/s (782 DEG C), and 1. 3 * 10-8cm2/s (838 C). A) please determine whether the experimental result is consistent withB), please calculate the diffusion activation energy (J/mol DEGC)and find the diffusion coefficient at 500 degrees Celsius・7.in some materials, some particles in the grain boundarydiffusion coefficient and volume diffusion coefficient were Dgb=2.00 * 10-10exp * 10-4exp (-19100/T) and Dv二1.00 (-38200/T), is for the grain boundary diffusion coefficient and temperature on diffusion coefficient・What temperature range is dominant?8.it is assumed that the diffusion coefficients of carbon in alpha -Fe (BCC) and gamma -Fe (face centered cubic) are, respectively:Da 二［- 0. 0079exp 83600 (J / mol / cm2 / sec dy RT)二［- 0.21exp 141284 (J / mol / cm2 / RT) SS计算800? C时各自的扩散系数并解释其差别.第七章固体材料的变形与断裂1 •将一根长20m,直径14mm铝棒，通过12. 7mm的模具拉拔，求：这根棒材拉拔后的尺寸；这根棒材承受的工程应变与真应变.2•画出体心立方、面心立方和密排六方晶体的滑移系.3•体心立方晶体{110} <111>; {112} <111>; {123} <111>滑移系共有多少个？可否产生交滑移？单晶表面为(100}面，假定晶体可以在任何滑移系上滑移，讨论表面上可能见到的滑移线.5•证明面心立方晶体发生李生变形时，产生的切变量为0. 707.6•试用多晶体塑变理论解释，室温下金属的晶粒越细强度越高.7•有一块密排六方高纯金属板(A / C二1586),轧成薄板后产生(0001)〈110〉织构，沿轧向取样，屈服强度较低，当金属中加入一定碳后，在相同条件下拉伸屈服强度很高，请说明原因.第八章回复与再结晶(10h)1 •某单晶冷压80%,在20°C停留7天后，性能回复到一定程度•若在100C回复到相同程度则需要50min,求该金属的回复激活能.2.冷变形黄铜在400°C温度下完成再结晶需要lh,而390°C温度下完成再结晶需要2h,试计算420°C再结晶需要多少吋间？3.fe-3% si合金含mns粒了时，当粒了半径为0. 05 u m,体积分数为1%, 850°C以下退火，当基体的晶粒平均直径为6um的时候，正常长大停止，试分析原4.将一楔形铜片置于两轧辘滚之间轧制，画出再结晶后晶粒大小沿片长方向的变化示意图•如果加热到再结晶温度以上保温，何处先发生再结晶？5•将纯铜冷轧98%后，在不同温度下再结晶，请设计一方案测定出再结晶激活能.6.灯泡中鹄丝在非常高的温度下工作，晶粒会显著长大，当形成横跨钩丝的大晶粒吋，灯丝变脆，会在工作中造成的热应力作用下，产生破坏•试找出能够延长灯丝寿命的方法.9 9• •9 9• •9 9• •。
最新新材料科学导论期末复习题（有答案版）
最新新材料科学导论期末复习题（有答案版）一、填空题：1.材料性质的表述包括力学性能、物理性质和化学性质。
2.化学分析、物理分析和谱学分析是材料成分分析的三种基本方法。
3.材料的结构包括键合结构、晶体结构和组织结构。
4.材料科学与工程有四个基本要素，它们分别是：使用性能、材料的性质、制备/加工和结构/成分。
5.按组成和结构分，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。
6.高分子材料分子量很大，是由许多相同的结构单元组成，并以共价键的形式重复连接而成。
7.复合材料可分为结构复合材料和功能复合材料两大类。
8.聚合物分子运动具有多重性和明显的松弛特性。
9.功能复合材料是指除力学性能以外，具有良好的其他物理性能并包括部分化学和生物性能的复合材料。
如有光，电，热，磁，阻尼，声，摩擦等功能。
10.材料的物理性质表述为光学性质、磁学性质、电学性质和热学性质。
11.由于高分子是链状结构，所以把简单重复（结构）单元称为链节，简单重复（结构）单元的个数称为聚合度。
12.对于脆性的高强度纤维增强体与韧性基体复合时，两相间若能得到适宜的结合而形成的复合材料，其性能显示为增强体与基体的互补。
（ppt-复合材料，15页）13.影响储氢材料吸氢能力的因素有：（1）活化处理；（2）耐久性（抗中毒性能）；（3）抗粉末化性能；（4）导热性能；（5）滞后现象。
14.典型热处理工艺有淬火、退火、回火和正火。
15.功能复合效应是组元材料之间的协同作用与交互作用表现出的复合效应。
复合效应表现线性效应和非线性效应，其中线性效应包括加和效应、平均效应、相补效应和相抵效应。
16.新材料发展的重点已经从结构材料转向功能材料。
17.功能高分子材料的制备一般是指通过物理的或化学的方法将功能基团与聚合物骨架相结合的过程。
功能高分子材料的制备主要有以下三种基本类型：①功能小分子固定在骨架材料上；②大分子材料的功能化；③已有功能高分子材料的功能扩展；18.材料的化学性质主要表现为催化性能和抗腐蚀性。
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- + - + —>1满足的组合只有三种233、432、532三 种，分别为四面体类群、八面体类群、二十面体类群C60分子：讲二十面体的顶角全部削去得截角二十面 体，出现20个正五边形得到C60结构，因为原先的20 个三角形变成20个正五边形，顶点共有60个，棱边 共有90根，仍保留二十面体群的对称性。
3、何为居里点温度Tc?从磁性材料的Tc 温度处的性 能转变模式分析材料结构的有序无序突变？答：在高温下，原子自旋的取向完全无序，表现出顺 磁性。
当低于某温度时，磁矩作顺向排列呈现铁磁性, 此时，我们将该临界温度称为房里疝。
高温的顺磁相中，自旋取向具有任意性，对称性 表现为三维空间内的球面对称，而转变为铁磁性后，1、 共价键与金属键有何异同？从它们的差异性简要说明共价键型晶体材料与金属型晶体 材料的性能差异？ 答：共价键:原子间通过共用电子对（电子云重叠）形成的化学键，有方向性，有饱和性。
金属键:金属晶体中金属原子（或离子）与自由电子形成的化学键，无方向性，无饱和性。
二者的相同点是:都是外层电子公有化的结果。
共价键型晶体材料与金属键型晶体材料由于共价键和金属键的存在将表现出不同的性 能，共价键材料由于晶体内各个键之间有确定的方位、配位数外，公用的电子对不能移动, 此类材料表现出结构稳定、熔点高、质硬脆、导电性差，一-般为绝缘体。
金剧1料由于晶体内自由电子的存在使得材料具有良好的导电性和导热性，晶体中的原 子在受外力作用时，有可能形成低能量的密堆结构而不易受到破坏，使金属具有良好的延展 性。
2、 分别示意性画出描述材料结构的五种空间正多面体模型，他们分别属于哪三类群？以此 进一步分析C60分子的结构特点？自旋具有特定的方向，丧失无穷多个对称元素，产生对称破缺，导致有序相的产生，因为对 称性的改变不是渐变式的，故使得有序无序转变也是突变的。
4、分别画出CuZn 及AuCu3合金的可能的晶体结构图，从热力学定律F =U.TS 分析这种结构转变的突变性的 物理本质。
CuZn 合金在742K 时存在有序无序转变，无序相是体心 立方结构，有序相则为原点和体心分别是铜、锌原子。
AuCu3合金在665k 时存在有序无序转变，无序相是面心 立方结构，有序相是原点为Au,6个面心为Cu对于F=U-TS, F 为自由能，当系统与环境取得热平 衡状态，F 取得最小值，U 为内能，T 为绝对温度，S 为 无序度。
物质的平衡态取决于能量和炳相互竞争的结果， 这是有序无序转变的物理根源。
当温度T 很大时，为无 序相；当温度很低时，形成有序相。
立方体{43} 何序相 尢中相 仃序相1、解释下列概念（1）准晶准晶是一种介于晶体和非晶体之间的固体。
准晶具有完全有序的结构，然而又不具有晶体所应有的平移对称性，因而可以具有晶体所不允许的宏观对称性。
（2）TCP结构四面体密堆结构，四面体合金的往往有一种大原子和一种小原子构成高配位的环，有12个14个原子环绕一个原子。
若用同样的方式堆积不能填满整个空间，利用合金结构，有些四面体发生扭曲来满足这个要求。
（3）玻璃化温度Tg指过冷液体转变为玻璃态时的温度，即结构无序的液体转变成结构无序的固体的温度。
（4）无规网络模型结构的基本单元为4个氧原子构成的四面体，并与处于中心处的四价硅原子键合，而相邻的四面体是其共顶点，因而无限结构形成后，化学式保持为SiO2,这样的结构称为无规网络结构（5）空位形成能从晶内正常点阵位置上取出一个原子并放到晶体表面上所需要的能量。
（6）空位迁移激活能以空位机制为例，当移动原子达到相邻平衡位置中间时，所引起的点阵畸变最大，被称为鞍点组态，鞍点组态与正常空位组态之间的势能差称为空位迁移激活能。
（7）向错分为楔型向错和扭型向错，剖面两岸作一刚体式的旋转时产生的线缺陷称为向错。
（8）位错核心宽度位错两侧原子沿滑移面的相对位移量的b/4〜3b/4区域来界定位错宽度，这一概念是基于这一相对位移从0到b不是突变而是渐变的。
（9）派■纳力位错核心的错排能可随位置变化，因而引起对位错滑移的阻力，位错在翻越势垒时所要克服的阻力称为派-纳力。
2、晶体的密堆结构形式主要有哪几种结构模型？画出并计算其堆积系数及间隙半径.图2-17 三种典型的堆积结构（a）六角密堆；（b）面心立方；（c）体心立方3、以C元素为例，描述其建联结构模式，分析其构成的四类先进的材料的结构特点。
（1）金刚石结构：四配位的键联结构，每个原子有四个最近邻，且分处在以该原子为中心的正四面体的顶角的位置上。
（2）石墨结构：三配位的键联结构，原子层之间是弱的范德瓦尔斯键，层状结构中原子团由强键结合在一起并在二维上无限延伸。
(4-3)（3） 纳米碳管：将是有明显层状结构的单个石墨片构成的六角网络卷成直径为纳米量级 的碳管。
（4） C60团族：零维体系键联结构，具有20个六边形和120个五边形构成，是系统能量 最低的C60团族。
4、 非晶态材料与晶态材料有何本质区别？用C 曲线原理分析非晶形成的物理过程？ 非晶态材料：长程无序，无平移对称性。
短程有序 晶态材料：原子周期性排列，原子的取向和位置长程有序。
当液体具有一定过冷度时，晶核才逐渐长大。
如果从液相冷却下来 的速度够快，冷却曲线将不与C 曲线的鼻尖相接触，避免了结晶过 程，形成玻璃态。
5、 影响非晶形成的因素有哪些？制备非晶金属材料有哪些方法？ 因素：（1）过冷度（2）冷却速度（3）扩散速率（4）熔融态粘度 方法：（1）气相沉积法（2）能量泵入法（3）泼溅淬火技术（4）熔融淬火法（5）激光玻璃化（6）溶胶-凝胶法6、 以石英玻璃为例，画出SiO2玻璃结构的无规网络模型，分析其与二氧化硅晶体结构的区别？答：无规性的引入使Si —O —Si 键角可以对平均值产生 偏离，键长也可以相应的予以伸缩，还可以沿Si —O 键来旋转四而体的方位，但化学式保持为SiO2.二氧化 硅晶体的原子排布与金刚石中碳原子排列方式相同， 只是每两个Si 原子相互独立，他们之间插入一个氧原 子，并且键长键角固定，二氧化硅晶体结构与二氧化 硅玻璃结构明显不同C7、从热力学观点，推出并分析点缺陷平衡浓度模型:C=2Aexp （・U/kT ）在较低温度下，列举并 分析引入非平衡点缺陷的一些方法。
在一含N 个原子和〃个空位的单原子晶体中，如果忽略空位间的交互作用, 则其自由能可表为：F(T»p) = F 0(T,p) + - T( nSf + In II) (4-1)Q= （N + 〃）！ /N! nl 为该系统的所有可能组态数。
利用斯特林近似, （即当々》。
时，Ina ! In a - a ）,晶体自由能表式口 I 写作：F(T") = Fo (T,/>) + 〃(上 一 SfT) + 如 T (Nhi 畚云十(4-2)热平衡时，满足关系3F/3〃=O,而有：沽= c, = exp 侥）exp （ _号）=A,exp （ _ 号） 可见，任一温度下聒体中总会存在一定浓度的空位以使系统自由能降低。
填隙原子与此类似，只是由于可能的间隙位置数可以大于正常格点数, 使无序度更大，因而式中需增加一个与此相关的数值因子Z,,使其平衡浓 度变为：(4-4) 低温时，引入非平衡缺陷的办法有：（1） 辐照：通过辐照使原子或离子产生电离损失，产生大量的点缺陷。
（2） 离子注入：用高能离子轰击材料将其嵌入近表面区域，注入组分离子，产生空 位和填隙离子，注入杂质原子，则产生代位或填隙杂质。
（3）非化学配比:特定条件下，用化学的方法按照非化学配比度来得到大量的缺陷°（4）塑性形变：产生形变的本质是晶体中位错的大量滑移，因此能产生大量空位和填隙原子。
8、从位错核心结构理论及P.N力模型，分析金属晶体、共价晶体、复杂氧化晶体的力学性质的本质区别？答：位错核心结构理论是指，位错宽度取决于弹性畸变能或错排能这两个相反因素的平衡作用。
弹性畸变能减小，位错宽度增大，但是错排能增大，位错宽度会减小。
P—N力模型：位错核心的错排能可随位置变化，因而引起对位错渭移的阻力，位错在翻越势垒时所要克服的阻力称为P—N力。
金属晶体：无方向性，错排对位错能量影响相对较弱，所以位错较宽，P—N力较小，位错易滑移，因此具有良好的塑性和延展性.共价晶体：强方向性，使错排能比弹性畸变能对位错宽度产生更大的影响，P—N力很大，位错宽度较窄，位错难以发生滑移，因此只有在高温时才有一定的塑性。
复杂结构氧化物晶体：由于它们点阵参数大，位错具有大柏氏矢量，P—N力很大，所以位错不易滑移，某些这种类型的晶体甚至在高温时难以滑移，塑性很差°1、解释概念或行为（1）小角度晶界相邻晶粒的位向差小于10°,亚晶界均属于小角度晶界。
（2）大角度晶界相邻晶粒的位向差大于10°,多晶体中的晶界大多为大角度晶界。
（3）共格界面具有不同结构的两固相之间的相界以完全有序、两相完全匹配的部分称为共格界而。
（4）反相畴界：无序有序相变时，产生许多有序核，相邻的有序核中的原子以占据无序相的同等位置或不同等位置的方式会合，使得界内分成了许多区域，相邻区域间有一非点阵平移，但仍保持共格, 只有界面处由正常的配对状态转为非正常配对状态，这种界面称为反相畴界。
（5）堆垛层错正常堆垛顺序中引入不正常顺序堆垛的原子面而产生的一类面缺陷（6）热电效应：当受热物体中的电子（空穴），因随着温度梯度由高温区往低温区移动时，所产生电流或电荷堆积的一种现象.（7）霍尔效应：当电流通过一个位于磁场中的导体的时候，磁场会对导体中的电子产生一个垂直于电了运动方向上的作用力，从而在导体的两端产生电压差。
（8）能隙：泛指半导体或绝缘体的价带顶端至导带底端的能量差距。
（9）磁滞回线：磁场中，铁磁体的磁感应强度B与磁场强度的的关系可用曲线来表示，当磁化磁场作周期性变化时，铁磁体中的磁感应强度B与磁场强度的关系是一条闭合线，称为磁滞回线。
（10）磁致伸缩效应：当强磁体被磁场磁化时，它的形状和体积随之变化，称为磁致伸缩。
(11)超弹性：指物体弹性模量小，宏观变形特别大的性质。
(12)蠕变：高温时，金属或非金属在恒定应力下，除发生瞬时形变外，还要发生缓慢而持续的形变，这种形变是随着时间的延长而逐渐增加的现象。
(13)断裂韧性：表征材料阻止裂纹扩展的能力，度量材料韧性好坏的指标°2、若拉伸试样的横截面面积为A,拉伸载荷为P,针对超塑性变形力学方程6=Kem，试证明：截面缩减率与A (l-1/m)成比例关系，并说明m的物理意义。
m的意义：抵抗局部变形或产生均匀变形的能力3、由题2结果，结合蠕变或高温变形机理进一步分析材料实现超塑性微观模型及主要机制答：超塑性：在高温下某些粒度极细的金属材料中，一定条件下发现其具有非常大的延展性，即在很大的拉伸性变下也不发生缩颈和断裂现象。