材料科学基础复习思考题

材料科学基础教案中的复习思考题

复习思考题第一章材料中的晶体结构（1）要求学生课后复习并巩固晶体的性质以及原子间相互作用力与原子之间距离的关系方面的教学内容（2）说明为何十四种布拉菲点阵中底心四方点阵和面心四方点阵？（3）画出面心立方晶体中（111）面上的[112]晶向。

（4）何谓晶带定律？判断(110)、(132)和(311)晶面是否属于同一晶带。

（5）分别计算晶格常数为a的面心和体心立方晶体{110}晶面的面间距（6）分别画出面心立方、体心立方、密排六方晶胞，并分别计算面心立方、体心立方、密排六方晶体的致密度。

（7）分别计算面心立方晶体{111}晶面和体心立方晶体{110}晶面原子面密度。

（8）何谓金属的多晶型性？（9）.分别计算面心立方和体心立方结构中八面体和四面体间隙的大小。

（10）何谓间隙固溶体？何谓置换固溶体？（11）M g2Si、Mg2Sn、Mg2Pb、Cu3Al、Cu5Si、Cu5Zn8、CuZn3、Au5Zn8化合物中，哪些属于正常价化合物？哪些属于电子浓度化合物？（12）F e4N、Cr2N、VC、TiH2、Fe3C、Cr7C3、Cr23C6化合物中，哪些属于间隙相？哪些属于间隙化合物？（13）指出间隙相和间隙化合物之间的主要区别。

第2章晶体缺陷（1）按空间几何特征，晶体缺陷共分为几种类型？列举出每种类型晶体缺陷的具体实例。

（2）何谓点缺陷的热力学平衡性？（3）指出刃型位错与螺型位错在结构方面的不同之处。

（4）一个环形位错能否各部分均为刃型位错或螺型位错？为什么？（5）面心立方晶体中（111）晶面上的[]10121=b螺型位错在滑移过程中受阻时，将通过交滑移转移到哪一个{111}晶面上继续滑移？为什么？※（6）何谓位错的滑移与攀移？其实质各是什么？※（7）何谓位错交割？（8）分析柏氏矢量互相垂直的两个刃型位错的交割过程。

第3章固体中的扩散（1）扩散第二定律表达式的推导过程（2）针对实际渗碳问题，根据已知条件计算达到一定渗层深度所需要的时间或计算经过一定渗碳时间后所达到的渗层深度。

材料科学基础习题与答案

材料科学基础习题与答案-第⼆章思考题与例题1. 离⼦键、共价键、分⼦键和⾦属键的特点，并解释⾦属键结合的固体材料的密度⽐离⼦键或共价键固体⾼的原因2. 从结构、性能等⽅⾯描述晶体与⾮晶体的区别。

3. 何谓理想晶体何谓单晶、多晶、晶粒及亚晶为什么单晶体成各向异性⽽多晶体⼀般情况下不显⽰各向异性何谓空间点阵、晶体结构及晶胞晶胞有哪些重要的特征参数4. ⽐较三种典型晶体结构的特征。

（Al 、α-Fe 、Mg 三种材料属何种晶体结构描述它们的晶体结构特征并⽐较它们塑性的好坏并解释。

）何谓配位数何谓致密度⾦属中常见的三种晶体结构从原⼦排列紧密程度等⽅⾯⽐较有何异同5. 固溶体和中间相的类型、特点和性能。

何谓间隙固溶体它与间隙相、间隙化合物之间有何区别（以⾦属为基的）固溶体与中间相的主要差异（如结构、键性、性能）是什么6. 已知Cu 的原⼦直径为A ，求Cu 的晶格常数，并计算1mm 3Cu 的原⼦数。

（7. 已知Al 相对原⼦质量Ar （Al ）=，原⼦半径γ=，求Al 晶体的密度。

8 bcc 铁的单位晶胞体积，在912℃时是；fcc 铁在相同温度时其单位晶胞体积是。

当铁由bcc 转变为fcc 时，其密度改变的百分⽐为多少9. 何谓⾦属化合物常见⾦属化合物有⼏类影响它们形成和结构的主要因素是什么其性能如何10. 在⾯⼼⽴⽅晶胞中画出[012]和[123]晶向。

在⾯⼼⽴⽅晶胞中画出（012）和（123）晶⾯。

11. 设晶⾯（152）和（034）属六⽅晶系的正交坐标表述，试给出其四轴坐标的表⽰。

反之，求（3121）及（2112）的正交坐标的表⽰。

（练习），上题中均改为相应晶向指数，求相互转换后结果。

12.在⼀个⽴⽅晶胞中确定6个表⾯⾯⼼位置的坐标，6个⾯⼼构成⼀个正⼋⾯体，指出这个⼋⾯体各个表⾯的晶⾯指数，各个棱边和对⾓线的晶向指数。

13. 写出⽴⽅晶系的{110}、{100}、{111}、{112}晶⾯族包括的等价晶⾯，请分别画出。

《材料科学基础》综合复习题

《材料科学基础》复习思考题第一章：材料的结构空间点阵、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。

1、材料的键合方式有四类，分别是（），（），（），（）2、三种常见的金属晶格分别为（），（）和（）。

3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（）。

4、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（）。

5、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（）。

6、合金的相结构分为两大类，分别是（）和（）。

7、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（）。

8、影响固溶体结构形式和溶解度的因素主要有（）、（）、（）、（）。

9、金属化合物（中间相）分为以下四类，分别是（），（），（），（）。

三、作图表示出立方晶系（123）、（0）、（421）等晶面和[02]、[11]、[346]等晶向。

四、立方晶系的{111}晶面构成一个八面体，试作图画出该八面体，并注明各晶面的晶面指数。

五、体心立方晶格的晶格常数为a，试求出（100）、（110）、（111）晶面的面间距大小，并指出面间距最大的晶面。

六、已知面心立方晶格的晶格常数为a，试求出（100）、（110）、（111）晶面的面间距大小，并指出面间距最大的晶面。

七、试从面心立方晶格中绘出体心正方晶胞，并求出它的晶格常数。

材料科学基础习题与答案

第二章思考题与例题1. 离子键、共价键、分子键和金属键的特点，并解释金属键结合的固体材料的密度比离子键或共价键固体高的原因？2. 从结构、性能等方面描述晶体与非晶体的区别。

3. 何谓理想晶体？何谓单晶、多晶、晶粒及亚晶？为什么单晶体成各向异性而多晶体一般情况下不显示各向异性？何谓空间点阵、晶体结构及晶胞？晶胞有哪些重要的特征参数？4. 比较三种典型晶体结构的特征。

（Al、α-Fe、Mg三种材料属何种晶体结构？描述它们的晶体结构特征并比较它们塑性的好坏并解释。

）何谓配位数？何谓致密度？金属中常见的三种晶体结构从原子排列紧密程度等方面比较有何异同？5. 固溶体和中间相的类型、特点和性能。

何谓间隙固溶体？它与间隙相、间隙化合物之间有何区别？（以金属为基的）固溶体与中间相的主要差异（如结构、键性、性能）是什么？6. 已知Cu的原子直径为2.56A，求Cu的晶格常数，并计算1mm3Cu的原子数。

7. 已知Al相对原子质量Ar（Al）=26.97，原子半径γ=0.143nm，求Al晶体的密度。

8 bcc铁的单位晶胞体积，在912℃时是0.02464nm3；fcc铁在相同温度时其单位晶胞体积是0.0486nm3。

当铁由bcc转变为fcc时，其密度改变的百分比为多少？9. 何谓金属化合物？常见金属化合物有几类？影响它们形成和结构的主要因素是什么？其性能如何？10. 在面心立方晶胞中画出[012]和[123]晶向。

在面心立方晶胞中画出（012）和（123）晶面。

11. 设晶面（152）和（034）属六方晶系的正交坐标表述，试给出其四轴坐标的表示。

反之，求（31）及（2112）的正交坐标的表示。

（练习），上题中均改为相应晶向指数，求相12互转换后结果。

12.在一个立方晶胞中确定6个表面面心位置的坐标，6个面心构成一个正八面体，指出这个八面体各个表面的晶面指数，各个棱边和对角线的晶向指数。

13. 写出立方晶系的{110}、{100}、{111}、{112}晶面族包括的等价晶面，请分别画出。

《材料科学基础》习题附答案

《材料科学基础》习题附答案第⼆章思考题与例题1. 离⼦键、共价键、分⼦键和⾦属键的特点，并解释⾦属键结合的固体材料的密度⽐离⼦键或共价键固体⾼的原因？2. 从结构、性能等⽅⾯描述晶体与⾮晶体的区别。

3. 何谓理想晶体？何谓单晶、多晶、晶粒及亚晶？为什么单晶体成各向异性⽽多晶体⼀般情况下不显⽰各向异性？何谓空间点阵、晶体结构及晶胞？晶胞有哪些重要的特征参数？4. ⽐较三种典型晶体结构的特征。

（Al 、α-Fe 、Mg 三种材料属何种晶体结构？描述它们的晶体结构特征并⽐较它们塑性的好坏并解释。

）何谓配位数？何谓致密度？⾦属中常见的三种晶体结构从原⼦排列紧密程度等⽅⾯⽐较有何异同？5. 固溶体和中间相的类型、特点和性能。

何谓间隙固溶体？它与间隙相、间隙化合物之间有何区别？（以⾦属为基的）固溶体与中间相的主要差异（如结构、键性、性能）是什么？6. 已知Cu 的原⼦直径为2.56A ，求Cu 的晶格常数，并计算1mm 3Cu 的原⼦数。

7. 已知Al 相对原⼦质量Ar （Al ）=26.97，原⼦半径γ=0.143nm ，求Al 晶体的密度。

8 bcc 铁的单位晶胞体积，在912℃时是0.02464nm 3；fcc 铁在相同温度时其单位晶胞体积是0.0486nm 3。

当铁由bcc 转变为fcc 时，其密度改变的百分⽐为多少？9. 何谓⾦属化合物？常见⾦属化合物有⼏类？影响它们形成和结构的主要因素是什么？其性能如何？10. 在⾯⼼⽴⽅晶胞中画出[012]和[123]晶向。

在⾯⼼⽴⽅晶胞中画出（012）和（123）晶⾯。

11. 设晶⾯（152）和（034）属六⽅晶系的正交坐标表述，试给出其四轴坐标的表⽰。

反之，求（3121）及（2112）的正交坐标的表⽰。

（练习），上题中均改为相应晶向指数，求相互转换后结果。

12.在⼀个⽴⽅晶胞中确定6个表⾯⾯⼼位置的坐标，6个⾯⼼构成⼀个正⼋⾯体，指出这个⼋⾯体各个表⾯的晶⾯指数，各个棱边和对⾓线的晶向指数。

《材料科学基础》习题附答案

第二章思考题与例题1. 离子键、共价键、分子键和金属键的特点，并解释金属键结合的固体材料的密度比离子键或共价键固体高的原因？2. 从结构、性能等方面描述晶体与非晶体的区别。

3. 何谓理想晶体？何谓单晶、多晶、晶粒及亚晶？为什么单晶体成各向异性而多晶体一般情况下不显示各向异性？何谓空间点阵、晶体结构及晶胞？晶胞有哪些重要的特征参数？4. 比较三种典型晶体结构的特征。

（Al、α-Fe、Mg三种材料属何种晶体结构？描述它们的晶体结构特征并比较它们塑性的好坏并解释。

）何谓配位数？何谓致密度？金属中常见的三种晶体结构从原子排列紧密程度等方面比较有何异同？5. 固溶体和中间相的类型、特点和性能。

何谓间隙固溶体？它与间隙相、间隙化合物之间有何区别？（以金属为基的）固溶体与中间相的主要差异（如结构、键性、性能）是什么？6. 已知Cu的原子直径为 2.56A，求Cu的晶格常数，并计算1mm3Cu的原子数。

7. 已知Al相对原子质量Ar（Al）=26.97，原子半径γ=0.143nm，求Al晶体的密度。

8 bcc铁的单位晶胞体积，在912℃时是0.02464nm3；fcc铁在相同温度时其单位晶胞体积是0.0486nm3。

当铁由bcc转变为fcc时，其密度改变的百分比为多少？9. 何谓金属化合物？常见金属化合物有几类？影响它们形成和结构的主要因素是什么？其性能如何？10. 在面心立方晶胞中画出[012]和[123]晶向。

在面心立方晶胞中画出（012）和（123）晶面。

11. 设晶面（152）和（034）属六方晶系的正交坐标表述，试给出其四轴坐标的表示。

反之，求（31）及（2112）的正交坐标的表示。

（练习），上题中均改为相应晶向指数，求12相互转换后结果。

12.在一个立方晶胞中确定6个表面面心位置的坐标，6个面心构成一个正八面体，指出这个八面体各个表面的晶面指数，各个棱边和对角线的晶向指数。

13. 写出立方晶系的{110}、{100}、{111}、{112}晶面族包括的等价晶面，请分别画出。

材料科学基础习题与答案

第二章思考题与例题1. 离子键、共价键、分子键和金属键的特点，并解释金属键结合的固体材料的密度比离子键或共价键固体高的原因？2. 从结构、性能等方面描述晶体与非晶体的区别。

3. 何谓理想晶体？何谓单晶、多晶、晶粒及亚晶？为什么单晶体成各向异性而多晶体一般情况下不显示各向异性？何谓空间点阵、晶体结构及晶胞？晶胞有哪些重要的特征参数？4. 比较三种典型晶体结构的特征。

（Al、α-Fe、Mg三种材料属何种晶体结构？描述它们的晶体结构特征并比较它们塑性的好坏并解释。

）何谓配位数？何谓致密度？金属中常见的三种晶体结构从原子排列紧密程度等方面比较有何异同？5. 固溶体和中间相的类型、特点和性能。

何谓间隙固溶体？它与间隙相、间隙化合物之间有何区别？（以金属为基的）固溶体与中间相的主要差异（如结构、键性、性能）是什么？6. 已知Cu的原子直径为2.56A，求Cu的晶格常数，并计算1mm3Cu的原子数。

7. 已知Al相对原子质量Ar（Al）=26.97，原子半径γ=0.143nm，求Al晶体的密度。

8 bcc铁的单位晶胞体积，在912℃时是0.02464nm3；fcc铁在相同温度时其单位晶胞体积是0.0486nm3。

当铁由bcc转变为fcc时，其密度改变的百分比为多少？9. 何谓金属化合物？常见金属化合物有几类？影响它们形成和结构的主要因素是什么？其性能如何？10. 在面心立方晶胞中画出[012]和[123]晶向。

在面心立方晶胞中画出（012）和（123）晶面。

11. 设晶面（152）和（034）属六方晶系的正交坐标表述，试给出其四轴坐标的表示。

反之，求（31）及（2112）的正交坐标的表示。

（练习），上题中均改为相应晶向指数，求相12互转换后结果。

12.在一个立方晶胞中确定6个表面面心位置的坐标，6个面心构成一个正八面体，指出这个八面体各个表面的晶面指数，各个棱边和对角线的晶向指数。

13. 写出立方晶系的{110}、{100}、{111}、{112}晶面族包括的等价晶面，请分别画出。

《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(rAu=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rNa+=0.097，rCl-=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。

《材料科学基础》习题与思考题

《材料科学基础教程》复习题与思考题一、选择与填空1-1下列组织中的哪一个可能不是亚稳态，即平衡态组织a)马氏体+残余奥氏体 b)上贝氏体 c)铁素体+珠光体 d)奥氏体+贝氏体1-2下列组织中的哪一个可能不是亚稳态a) 铁碳合金中的马氏体 b) 铁碳合金中的珠光体+铁素体c) 铝铜合金中的α+GPZ d) 铁碳合金中的奥氏体+贝氏体1-3单相固溶体在非平衡凝固过程中会形成成分偏析：a)若冷却速度越大，则成分偏析的倾向越大；b)若过冷度越大，则成分偏析的倾向越大；c)若两组元熔点相差越大，则成分偏析的倾向越小；d)若固相线和液相线距离越近，则成分偏析的倾向越小。

1-4有两要平等右螺旋位错，各自的能量都为E1，当它们无限靠近时，总能量为。

a) 2E1 b) 0 c) 4E11-13两根具有反向柏氏矢量的刃型位错在一个原子面间隔的两个平行滑移面上相向运动以后，在相遇处。

a) 相互抵消 b) 形成一排间隙原子 c) 形成一排空位1-15位错运动方向处处垂直于位错线，在运动过程中是可变的，晶体做相对滑动的方向。

a) 随位错线运动方向而改变 b) 始终是柏氏矢量方向 c) 始终是外力方向1-16位错线张力是以单位长度位错线能量来表示，则一定长度位错的线张力具有量纲。

a) 长度的 b) 力的 c) 能量的1-17位错线上的割阶一般通过形成。

a) 位错的交割 b) 共格界面 c) 小角度晶界1-7位错上的割阶一般通过形成。

a) 孪生 b) 位错的交滑移 c) 位错的交割1-23刃形位错的割阶部分。

a) 为刃形位错 b) 为螺形位错 c) 为混合位错1-24面心立方晶体中Frank不全位错最通常的运动方式是。

a) 沿{111}面滑移 b) 沿垂直于{111}的面滑移 c) 沿{111}面攀移1-25位错塞积群的一个重要效应是在它的前端引起。

a）应力偏转 b)应力松弛 c)应力集中1-26面心立方晶体中关于Shcockley分位错的话，正确的是。

材料科学基础习题与答案

第二章思考题与例题1. 离子键、共价键、分子键和金属键的特点，并解释金属键结合的固体材料的密度比离子键或共价键固体高的原因？2. 从结构、性能等方面描述晶体与非晶体的区别。

3. 何谓理想晶体？何谓单晶、多晶、晶粒及亚晶？为什么单晶体成各向异性而多晶体一般情况下不显示各向异性？何谓空间点阵、晶体结构及晶胞？晶胞有哪些重要的特征参数？4. 比较三种典型晶体结构的特征。

（Al、α-Fe、Mg三种材料属何种晶体结构？描述它们的晶体结构特征并比较它们塑性的好坏并解释。

）何谓配位数？何谓致密度？金属中常见的三种晶体结构从原子排列紧密程度等方面比较有何异同？5. 固溶体和中间相的类型、特点和性能。

何谓间隙固溶体？它与间隙相、间隙化合物之间有何区别？（以金属为基的）固溶体与中间相的主要差异（如结构、键性、性能）是什么？6. 已知Cu的原子直径为2.56A，求Cu的晶格常数，并计算1mm3Cu的原子数。

7. 已知Al相对原子质量Ar（Al）=26.97，原子半径γ=0.143nm，求Al晶体的密度。

8 bcc铁的单位晶胞体积，在912℃时是0.02464nm3；fcc铁在相同温度时其单位晶胞体积是0.0486nm3。

当铁由bcc转变为fcc时，其密度改变的百分比为多少？9. 何谓金属化合物？常见金属化合物有几类？影响它们形成和结构的主要因素是什么？其性能如何？10. 在面心立方晶胞中画出[012]和[123]晶向。

在面心立方晶胞中画出（012）和（123）晶面。

11. 设晶面（152）和（034）属六方晶系的正交坐标表述，试给出其四轴坐标的表示。

反之，求（31）及（2112）的正交坐标的表示。

（练习），上题中均改为相应晶向指数，求相12互转换后结果。

12.在一个立方晶胞中确定6个表面面心位置的坐标，6个面心构成一个正八面体，指出这个八面体各个表面的晶面指数，各个棱边和对角线的晶向指数。

13. 写出立方晶系的{110}、{100}、{111}、{112}晶面族包括的等价晶面，请分别画出。

《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。

《材料科学基础》复习思考题

《材料科学基础》复习思考题第一章：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（），（），（）。

材料科学基础材料的形变与加工课后思考题易考题

1.描述孪晶与滑移的异同，比较他们在塑性变形中的作用滑移和孪晶都是切应变，而且只有外加切应力分量大于晶体的临界切应力分量的时候才能开始，然而，滑移使不均匀切变，孪晶是均匀切变2.分析加工硬化，细晶强化，固溶强化与第二相强化在本质上有什么异同加工硬化使指经金属材料经过冷加工变形后，强度显著提高，而塑型很快下降。

细晶强化，是指通过晶粒粒度的细化来提高金属的强度固溶强化是指溶质原子的存在及其固溶度的增加，使基体的变形抗力随之提高第二相强化，复相合金与单相合金相比，除基体相以外，还有第二相存在。

当第二相以细小弥散的微粒均匀分布于基体相中时，将会产生显著的强化作用。

不同点：他们的机理不同相同点：都能提高材料的强度3.试着用多晶体塑变理论解释，室温下金属越细强度越高，塑性也就越好的现象室温变形时由于晶界强度高于晶内所以晶粒越细单位体积内所包含的晶界越多，其强化效果也就越好，可以由hall-petch公式描述。

4.简述不可形变第二相弥散强化机制当合金为多相组织结构时，其变形还会受到第二相的影响，呈弥散的强化效果。

党运动的位错与不可形变的第二相粒子相遇时，将受到粒子的阻挡，使位错线绕着它弯曲，随着外加应力的增大，位错线受阻部分弯曲家加剧，以致围绕着粒子的位错线在左右两边相遇，于是正负位错彼此抵消，形成了包围着位错的粒子留下，而位错其余部分则越过粒子继续移动。

5.何谓晶体滑移的临界分切应力？说明测定单晶体临界分切应力的实验方法晶体滑移是在切应力作用下进行的，但其中许多滑移系并非同时参与滑移，而只有当外力在某一滑移系中的分切应力达到一定的临界值时，该滑移系方可首先发生滑移，该分切应力称为滑移的临界分切应力。

确定晶体材料临界分切应力的主要方法是通过制备单晶试样并进行压缩试验后分析而得6.胞状亚结构的形成条件是什么变形程度较高，材料类型属于层错能较高的金属或合金7.简述可形变第二相弥散强化机制当第二相弥散的微粒均匀分布于基体相中时，将会产生显著的强化作用。

材料科学基础第六章总结与思考题

第6、7章总结、思考题与作业题一、本章总结1、凝固与结晶、相变、固态相变、组元、系、相图、单元相图、相平衡、相律（及表达式）及应用2、纯金属凝固的过程和现象；过冷度对结晶过程和结晶组织的影响；3、结晶的热力学条件、动力学条件、能量条件和结构条件；包括：一些更要的公式，以其应用4、过冷现象、过冷度、理论凝固温度、实际凝固温度、临界过冷度、有效过冷度、动态过冷度；5、均匀形核与非均匀形核，二者有何异同点。

结构起伏（相起伏）、能量起伏、浓度起伏、晶胚、晶核、临界晶核、临界晶核半径、临界形核功，临界晶核半径、临界形核功的计算。

形核率及影响因素、变质处理。

非均匀形核时影响接触角θ的因素有哪些?选择什么样的异相质点可以大大促进结晶过程。

6、光滑界面、粗糙界面；正温度梯度、负温度梯度；平面长大、树枝长大。

晶体长大的条件和长大的机制。

界面的生长形态与L/S前沿的温度梯度有何关系？7、能用结晶理论说明实际生产问题。

如：变质处理和其它细化晶粒的工艺；单晶的制取和定向凝固技术。

(1).凝固理论的主要应用；(2).控制结晶组织的措施。

二、本章重要知识点1. 金属结晶的过程；结晶的热力学条件、动力学条件、能量条件和结构条件；2. 界面的生长形态与L/S前沿的温度梯度的关系。

三、思考题1. 简述金属结晶过程的热力学条件、动力学条件、能量条件和结构条件。

为什么需要这些条件？冷却速度与过冷度的关系是什么？能否说过冷度越大，形核率越高，为什么？2. 何谓正温度梯度和负温度梯度。

何谓粗糙界面和光滑界面。

分析纯金属生长形态与温度梯度的关系。

（简述纯金属枝晶的形成条件和长大过程。

）3. 在同样的负温度梯度下，为什么Pb结晶出树状晶，而Si结晶平面却是平整的？4. 何谓均匀形核？何谓非均匀形核（异质形核）？试比较二者有何异同？叙述异质形核的必要条件。

选择什么样的异相质点可以大大促进结晶过程？5. 指出形核过程的驱动力和阻力分别是什么？比较均匀形核和非均匀形核的临界形核功大小和形核率的大小，说明造成两者差异的原因。

二工大材料科学基础答案

材料科学基础思考题1. 解释下列名词的含义：晶体:固态下原子或分子在空间呈有序排列，则称之为晶体非晶体:固态下原子或分子在空间呈无序排列，则称之为非晶体晶格:用于描述原子在晶体当中排列形式的空间格架（点阵）晶胞:反映该晶体结构(点阵)的特点的最小组成单元称为晶胞晶格常数:晶胞的几何特征可以用晶胞的三条棱边长a、b、c和三条棱边之间的夹角α、β、γ等六个参数来描述。

称为点阵常数（晶格常数）致密度:晶胞中包含的原子所占有的体积与该晶胞体积之比称为致密度(也称密排系数)。

晶面指数:实际表示一组原子排列相同的平行晶面。

晶向指数:实际表示一组原子排列相同的平行晶向。

晶体的各向异性:在晶体中, 不同晶面和晶向上原子排列的方式和密度不同, 它们之间的结合力的大小也不相同, 因而金属晶体不同方向上的性能不同。

这种性质叫做晶体的各向异性。

点缺陷:是指在三维尺度上都很小的, 不超过几个原子直径的缺陷。

线缺陷:指两维尺度很小而第三维尺度很大的缺陷。

面缺陷:是指二维尺度很大而第三维尺度很小的缺陷亚晶粒: 在多晶体的每一个小晶粒内，晶格位向也并非完全一致，而是存在着许多尺寸很小，位向差很小的小晶块，它们相互镶嵌形成晶粒，称为亚晶粒亚晶界:亚晶粒之间的边界叫亚晶界。

亚晶界是位错规则排列的结构, 可以把它看成是一种位错线的堆积或称位错壁; 亚晶界是晶粒内的一种面缺陷位错:由晶体中原子平面的错动引起的缺陷。

单晶体：一块晶体中，其内部的晶格位向完全一致时称这块晶体为多晶体（由多晶粒组成的晶体结构）；固溶体:合金组元通过溶解形成一种成分和性能均匀的、且结构与组元之一相同的固相称为固溶体金属间化合物: 在化合物中，有些具有相当程度的金属键及一定程度的金属性质，是一种金属化合物，称为金属间化合物；固溶强化:通过形成固溶体使金属强度和硬度提高的现象称为固溶强化结合键: 是指由原子结合成分子,是指由原子结合成分子或固体的方式和结合力的大小密排面:在体心立方晶格中，原子密度最大的晶面为{110}, 称为密排面;2. 金属键、离子键、共价键及分子键结合的材料其性能有何特点。

《材料科学基础》习题与思考题

《材料科学基础教程》复习题与思考题一、选择与填空1-1下列组织中的哪一个可能不是亚稳态，即平衡态组织？a)马氏体+残余奥氏体b)上贝氏体c)铁素体+珠光体d)奥氏体+贝氏体1-2下列组织中的哪一个可能不是亚稳态？a) 铁碳合金中的马氏体b) 铁碳合金中的珠光体+铁素体c) 铝铜合金中的α+GPZ d) 铁碳合金中的奥氏体+贝氏体1-3单相固溶体在非平衡凝固过程中会形成成分偏析：a)若冷却速度越大，则成分偏析的倾向越大；b)若过冷度越大，则成分偏析的倾向越大；c)若两组元熔点相差越大，则成分偏析的倾向越小；d)若固相线和液相线距离越近，则成分偏析的倾向越小。

1-4有两要平等右螺旋位错，各自的能量都为E1，当它们无限靠近时，总能量为。

a) 2E1b) 0 c) 4E11-13两根具有反向柏氏矢量的刃型位错在一个原子面间隔的两个平行滑移面上相向运动以后，在相遇处。

a) 相互抵消b) 形成一排间隙原子c) 形成一排空位1-15位错运动方向处处垂直于位错线，在运动过程中是可变的，晶体做相对滑动的方向。

a) 随位错线运动方向而改变b) 始终是柏氏矢量方向c) 始终是外力方向1-16位错线张力是以单位长度位错线能量来表示，则一定长度位错的线张力具有量纲。

a) 长度的b) 力的c) 能量的1-17位错线上的割阶一般通过形成。

a) 位错的交割b) 共格界面c) 小角度晶界1-7位错上的割阶一般通过形成。

a) 孪生b) 位错的交滑移c) 位错的交割1-23刃形位错的割阶部分。

a) 为刃形位错b) 为螺形位错c) 为混合位错1-24面心立方晶体中Frank不全位错最通常的运动方式是。

a) 沿{111}面滑移b) 沿垂直于{111}的面滑移c) 沿{111}面攀移1-25位错塞积群的一个重要效应是在它的前端引起。

a）应力偏转b)应力松弛c)应力集中1-26面心立方晶体中关于Shcockley分位错的话，正确的是。

a) Shcockley分位错可以是刃型、螺型或混合型;b) 刃型Shcockley分位错能滑移和攀移;c) 螺型Shcockley分位错能交滑移。

《工程材料》复习思考题参考答案

《工程材料》复习第一章材料科学的基础知识1．解释下列名词点缺陷，线缺陷，面缺陷，单晶体，多晶体，过冷度，自发形核，非自发形核，变质处理。

点缺陷：原子排列不规则的区域在空间三个方向尺寸都很小，主要指空位间隙原子、置换原子等。

线缺陷：原子排列的不规则区域在空间一个方向上的尺寸很大，而在其余两个方向上的尺寸很小。

如位错。

面缺陷：原子排列不规则的区域在空间两个方向上的尺寸很大，而另一方向上的尺寸很小。

如晶界和亚晶界。

单晶体：如果一块晶体，其内部的晶格位向完全一致，则称这块晶体为单晶体。

多晶体：由多种晶粒组成的晶体结构称为“多晶体”。

过冷度：实际结晶温度与理论结晶温度之差称为过冷度。

自发形核：在一定条件下，从液态金属中直接产生，原子呈规则排列的结晶核心。

非自发形核：是液态金属依附在一些未溶颗粒表面所形成的晶核。

变质处理：在液态金属结晶前，特意加入某些难熔固态颗粒，造成大量可以成为非自发晶核的固态质点，使结晶时的晶核数目大大增加，从而提高了形核率，细化晶粒，这种处理方法即为变质处理。

2.常见的金属晶体结构有哪几种？α-Fe 、γ- Fe 、Al 、Cu 、Ni 、Pb 、Cr 、V 、Mg、Zn 各属何种晶体结构？常见金属晶体结构：体心立方晶格、面心立方晶格、密排六方晶格；α－Fe、Cr、V属于体心立方晶格；γ－Fe 、Al、Cu、Ni、Pb属于面心立方晶格；Mg、Zn属于密排六方晶格；3.实际晶体中的点缺陷，线缺陷和面缺陷对金属性能有何影响？如果金属中无晶体缺陷时，通过理论计算具有极高的强度，随着晶体中缺陷的增加，金属的强度迅速下降，当缺陷增加到一定值后，金属的强度又随晶体缺陷的增加而增加。

因此，无论点缺陷，线缺陷和面缺陷都会造成晶格崎变，从而使晶体强度增加。

同时晶体缺陷的存在还会增加金属的电阻，降低金属的抗腐蚀性能。

4.为何单晶体具有各向异性，而多晶体在一般情况下不显示出各向异性？答：因为单晶体内各个方向上原子排列密度不同，造成原子间结合力不同，因而表现出各向异性；而多晶体是由很多个单晶体所组成，它在各个方向上的力相互抵消平衡，因而表现各向同性。

金属学思考题

材料科学基础思考题（纯金属的晶体结构部分）1、解释下列名词：合金、组织、结构、金属材料、材料科学、空间点阵、晶胞、晶格常数、晶带、致密度、配位数、同素异构转变。

2、说明布拉菲点阵的立方晶系无底心立方点阵的原因。

3、在一个立方晶胞中绘出{110}所包含的晶面。

4、在一个立方晶胞中绘出下列晶面和晶向：（123）、5、说明下列晶面是否属于同一晶带，若是则指出晶带轴的方向。

6、计算面心立方点阵中（110）晶面的面间距以及原子面密度。

7、计算体心立方点阵中（111）晶面的面间距以及原子面密度。

8、在六方晶胞中绘出（1121）和 [1 1 2 3]。

9、熟记fcc 、bcc 、hcp 晶胞中的原子数、原子半径、配位数、致密度、典型元素。

10、面心立方点阵和密排六方点阵配位数和致密度相同，为什么具有不同的原子排列。

11、面心立方结构间隙的类型、大小、数量如何。

12、体心立方结构间隙的类型、大小、数量如何。

材料科学基础思考题（纯金属的结晶部分）1、试证明均匀形核时，形成临界晶粒的△Gc 与其体积V 之间的关系式为：△Gc =V △G B /22、如果临界晶核是边长为a 的正方体，试求出其△Gc 和a 的关系。

为什么形成 [112]、[11 1]、[ 1 1 0] (112) （110）（110）、（3 11）、（13 2）立方体晶核的△Gc 比球形晶核要大?3、为什么金属结晶时一定要有过冷度?影响过冷度的因素是什么?4、试比较均匀形核与非均匀形核的异同点。

5、形核需要哪些条件。

6、论述晶体长大机理；说明晶体成长与温度梯度的关系。

7、简述三晶区形成的原因及每个晶区的性能。

8、为了得到发达的等轴晶区应该采取什么措施?为了得到发达的等轴晶区应采取什么措施？其基本原理如何。

9、对比说明金属与非金属结晶动力学综合曲线的区别。

10、能否说过冷度越大，形核率越大。

11、指出下列各题错误之处，并改正之。

（1）所谓临界晶核，就是体系自由能的减少完全补偿表面自由能增加时的晶胚大小。

材料科学基础思考题

材料科学基础思考题第二章1.什么是点阵参数？正方晶系和立方晶系的空间点阵的特征是什么？点阵参数是描述点阵单胞几何形状的基本参数，由六个参数组成，即三个边长a、b、c和它们之间的三个夹角αβγ。

正方晶系的点阵参数特征是a≠b≠c，α＝β＝γ＝90立方晶系的点阵参数特征是a＝b＝c α＝β＝γ＝902.划分大角度晶界和小角度晶界的依据是什么？并讨论构成小角度晶界的结构模型？依据是按界面两侧晶粒间的取向差，小于15度称小角度晶界，大于15度称大角度晶界。

小角度晶界的结构模型是位错模型，比如对称倾转晶界用一组平行的刃位错来描述。

3.为什么固溶体的强度常比纯金属高？因为合金中两类原子尺寸不同，引起点阵畸变，阻碍位错运动，造成固溶强化。

4.固溶体与中间相的主要差异固溶体保持纯金属的晶体结构，中间相的结构一般与两组元的结构都不同；固溶体原子间以金属键为主，中间相以共价键以及离子键为主；固溶体塑韧性好，，中间相的强度高，韧性较差。

5.小角度晶界由位错构成，其中对称倾转晶界由刃型位错构成，扭转晶界由螺型位错构成。

第三章1.晶体中若是有较多的线缺陷、面缺陷，其强度会明显上升，这些现象称为什么？强度提高的原因？称为形变强化和晶界强化。

原因是两类缺陷的增多都明显阻碍位错的运动，从而提高强度。

2.第四章1.写出非稳态扩散方程式的表达式，说明影响方程式中扩散系数的主要原因，扩散系数的物理意义扩散系数——表示气体（或固体）扩散程度的物理量。

扩散系数是指当浓度为一个单位时,单位时间内通过单位面积的气体量,影响方程中扩散系数的主要原因有温度、晶体结构、晶体结构、晶体缺陷、固溶体类型、扩散元素性质、扩散组元浓度。

2.扩散系数的物理意义？扩散系数的一般表达式，指出各个符号的意义，并指出固溶体类型和晶体类型对扩散有和影响？扩散系数的物理意义是：第五章1、指出影响冷变形后金属再结晶温度的主要因素。

要获得细小的再结晶晶粒，有哪些主要的措施？①变形程度的影响：随着冷变形程度的增加，储能也增加，再结晶的驱动力就越大，因此再结晶温度越低，同时等温退火时的再结晶速率也越快。

材料科学基础课后答案

材料科学基础课后答案材料科学基础是一门探索材料结构与性能之间关系的学科，它为我们提供了一种更深入了解不同材料特性与应用的途径。

在本篇文章中，我将根据材料科学基础课后题目，对每个问题给出具体答案。

问题1：什么是材料科学基础？答案：材料科学基础是研究材料的物理和化学特性，以及这些特性与材料结构之间相互关系的学科。

它涉及材料的性能、制备、加工、表征和应用等方面的知识。

问题2：材料的结构对其性能有何影响？答案：材料的结构与性能之间存在着密切的关系。

材料的结构包括原子、晶格、晶界、位错等组成部分，而这些组成部分的排列和类型对材料的性能产生直接影响。

例如，晶体结构的不同可以导致材料的硬度、强度、导电性和热导率等性能的差异。

问题3：什么是晶体结构？答案：晶体结构是指材料中原子、分子或离子排列形成的有序结构。

晶体结构可以用晶格参数和原子坐标来描述。

晶体结构的类型包括立方晶系、正交晶系、单斜晶系、斜方晶系、菱方晶系和三斜晶系。

问题4：什么是非晶体？答案：非晶体是指材料中原子或分子呈无序排列的结构。

与晶体不同，非晶体中没有规则的晶体结构。

非晶体具有无定形、随机性等特点。

非晶态材料常见的有非晶合金、非晶聚合物和非晶硅等。

问题5：材料的热处理对其性能有何影响？答案：材料的热处理是通过控制材料的加热和冷却过程，改变材料的结构和性能。

热处理可以提高材料的强度、硬度、韧性和耐腐蚀性等性能，同时也可以改善材料的加工性能和电磁性能等。

问题6：材料的表征方法有哪些？答案：材料的表征方法用于研究和分析材料的结构和性能。

常见的材料表征方法包括显微镜、X射线衍射、扫描电子显微镜、电子探针微区分析、拉伸实验和硬度测试等。

问题7：什么是位错？答案：位错是材料中存在的晶格缺陷。

位错由晶格中原子的错位或者间隙引起。

位错对材料的性能有重要影响，例如可以显著影响材料的塑性变形和织构等特性。

问题8：为什么要进行材料的成分分析？答案：进行材料的成分分析可以确定材料的组成、控制材料的成分含量，以及评估材料的质量。