材料科学基础下总复习
《材料科学基础》总复习题
《材料科学基础》复习题第1章原子结构与结合键一、选择题1、具有明显的方向性和饱和性。
A、金属键B、共价键C、离子键2、以下各种结合键中，结合键能最大的是。
A、离子键、共价键B、金属键C、分子键3、以下各种结合键中，结合键能最小的是。
A、离子键、共价键B、金属键C、分子键4、以下关于结合键的性质与材料性能的关系中，是不正确的。
A、具有同类型结合键的材料，结合键能越高，熔点也越高。
B、具有离子键和共价键的材料，塑性较差。
C、随着温度升高，金属中的正离子和原子本身振动的幅度加大，导电率和导热率都会增加。
二、填空题1、构成陶瓷化合物的两种元素的电负性差值越大，则化合物中离子键结合的比例。
2、通常把平衡距离下的原子间的相互作用能量定义为原子的。
3、材料的结合键决定其弹性模量的高低，氧化物陶瓷材料以键为主，结合键故其弹性模量；金属材料以键为主，结合键故其弹性模量；高分子材料的分子链上是键，分子链之间是键，故其弹性模量。
第2章晶体结构（原子的规则排列）一、名词解释1、点阵2、晶胞3、配位数4、同素异晶转变5、组元6、固溶体7、置换固溶体8、间隙固溶体9、金属间化合物10、间隙相二、选择题1、体心立方晶胞中四面体间隙的r B/r A和致密度分别为A 0.414，0.68B 0.225，0.68C 0.291，0.682、晶体中配位数和致密度之间的关系是。
A、配位数越大，致密度越大B、配位数越小，致密度越大C、两者之间无直接关系3、面心立方晶体结构的原子最密排晶向族为。
A <100> B、<111> C、<110>4、立方晶系中，与晶面(011)垂直的晶向是。
A [011]B [100]C [101]5、立方晶体中（110）和（211）面同属于晶带。
A [101] B[100] C [111]6、金属的典型晶体结构有面心立方、体心立方和密排六方三种，它们的晶胞中原子数分别为：A、4；2；6B、6；2；4 D、2；4；66、室温下，纯铁的晶体结构为晶格。
材料科学基础复习题(2017)
《材料科学基础》复习题一、名词解释1、配位数；2、有序固溶体；3、间隙固溶体；4、固溶强化；5、弥散强化；6、不全位错；7、扩展位错；8、螺型位错；9、全位错；10、细晶强化；11、孪晶；12、位错；13、晶界能；14、柏氏矢量；15、肖特基空位；16、弗兰克尔空位；17、上坡扩散；18、间隙扩散；19、柯肯达尔效应；20、加工硬化；21、再结晶退火；22、柯氏气团；23、时效；24、回复；25、成分过冷；26、过冷度；27、离异共晶；28、异质形核；29、结构起伏；30、枝晶偏析；31、空间点阵；32、晶体缺陷；33、非均匀形核；34、杠杆定理；35、准晶；36、晶胞；37、攀移；38、形核功；39、珠光体；40、柯氏气团与铃木气团；41、滑移；42、离异共晶；43、再结晶；44、比重偏析；45、二次再结晶；46、临界晶核；47、微观偏析；48、再结晶结构；49、短路扩散；50、致密度；51、空间群；52、晶胚；53、堆垛层错；54、脱溶；55、亚稳态；56、临界切分应力；57、滑移系；58、再结晶温度；59、伪共晶；60、屈服现象；61、形变织构；62、离异共晶；玻璃化温度Tg；63、相平衡；64、包晶转变；65、相变；66、本证扩散；67、自扩散系数；68、互扩散系数；69、二．填空1.代表晶体中原子、原子团或分子（）的几何点的集合称为空间点阵。
2.在常温和低温下，金属的塑性变形主要是通过（）的方式进行的。
此外，还有（）等方式。
3．上坡扩散是指（），扩散的驱动力是（）。
4.位错的三种基本类型有（）（）（）。
5.刃型位错中柏氏矢量与位错线（）。
6.螺型位错中柏氏矢量与位错线（）。
7.刃型位错有（）个滑移面，螺型位错有（）个滑移面。
8.（）是间隙式固溶体中间隙原子扩散的主要机制，（）是FCC金属中扩散的主要机制。
9.一个面心立方晶胞中有（）个原子，其致密度为（），配位数为（）。
10.晶体的空间点阵分属于（）大晶系，其中正方晶系点阵常熟的特点为（）。
材料科学基础综合复习题
B、无扩散型相变 C、半扩散型相变 8、过冷奥氏体等温转变温度越低，所得组织的硬度（） A、越高 B、越低 C、变化不大 9、过冷奥氏体连续冷却，当冷却速度≤Vc 时，冷速越快，冷却 后所得硬度 （） A、越高 B、越低 C、有时高有时低 10、高分子链的几何形态可分为三种（） A、结晶型部分结晶型无定型 B、线型支链型体型 C、线型无定型体型 选择题（3） 1、T10 钢中的含碳量是（） A、0.1% B、1% C、10% 2、40CrNiMo 中，含碳量是（）
选择题（1） 1、塑料的使用状态为（） A、粘流态 B、玻璃态 C、高弹态 2、按用途分，40Cr 钢属于（） A、渗碳钢 B、调质钢 C、弹簧钢 3、40Cr 钢中，合金元素 Cr 的主要作用是（） A、提高淬透性，强化铁素体 B、提高淬透性和红硬性 C、提高硬度，耐磨性 4、按用途分，ZoCrMnTi 钢属于（） A、渗碳钢 B、调质钢 C、弹簧钢 5、ZoCrMnTi 钢中，加入 Ti 的主要目的是（） A、提高耐磨性 B、提高淬透性 C、细化晶粒 6、按用途分，60SiZMn 钢属于（）
2、在过冷奥氏体三种转变产物中，硬度由高到低依次是（） A、珠光体>贝氏体>马氏体 B、贝氏体> 马氏体>珠光体 C、马氏体>贝氏体>珠光体 3、片状珠光体的性能主要取决于片层间距，片层间距越小，（） A、强度、硬度越低，塑性越好； B、强度、硬度越高，塑性越低； C、强度、硬度越高，塑性越好； 4、同种钢，片状珠光体与粒状珠光体比较，片状珠光体的（）A、 强度、硬度高，塑性、韧性差；B、强度、硬度低，塑性、韧性 好； C、强度、硬度高，塑性、韧性好； 5、下贝氏体与上贝氏体比较，下贝氏体的（） A、硬度高，强度高，韧性好； B、硬度高，强度高，韧性差； C、硬度低，强度低，韧性好； 6、马氏体具有高硬度、高强度的主要原因是（） A、固溶强化相变强化时效强化 B、固溶强化细晶强化淬火应力大 C、细晶强化位错强化淬火应力大 7、按相变过程中，形核和长大特点分，马氏体转变属于（） A、扩散型相变
材料科学基础总复习5
填空题1、金属材料在常温或低温下的塑性变形主要以滑移和孪生方式进行，滑移是在滑移系上进行，一个和组成了一个滑移系，滑移以后滑移面两侧的晶体位向关系，当滑移面上的分切应力大于时，处于的滑移系首先。
2、纯元素在均匀形核时，过冷度越大，则临界半径，形核功；界面能越大，则临界半径，形核功。
3、面心立方晶体结构的单位晶胞中含有个原子，原子半径为，致密度为，最密排面的晶面族指数为，若用该晶面族围成一个八面体，该八面体所有棱边的晶向族指数为，在每个晶胞中含有个八面体间隙，其数目是四面体间隙的倍，其尺寸比四面体间隙的（大/小）。
4、螺型位错的柏氏矢量与位错线，位错线与柏氏矢量同向的为螺型位错，反向的为螺型位错，根据柏氏矢量和位错线的关系，该位错线（能/不能）为曲线，刃型位错的位错线（能/不能）为曲线。
5、位错的滑移面是由和决定的平面，刃型位错的滑移面有个，螺型位错的滑移面理论上有个，刃型位错既可以做运动，又可以做运动，但不能进行运动，其易动性比螺型位错的（好/差）。
6、固体中，是唯一的物质迁移方式。
7、晶体的空间点阵分属于大晶系，其中正方晶系点阵常数的特点为，请列举除立方晶系外其他任意三种晶系的名称、、。
铜的晶体结构属于空间点阵。
8.、对同一种高分子材料而言，温度越链段越，分子链的柔性越好。
判断题1、小角度晶界的晶界能比大角度晶界的晶界能高。
2、同一种空间点阵可以由无限种晶体结构，而不同的晶体结构可以归属于同一种空间点阵。
3、相界面与晶界的主要区别是相邻两相，不仅位向不同，而且结构或成分也不相同。
4、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。
5、单相固溶体合金在平衡结晶是，其液、固相的成分分别沿其液、固相线变化。
6、固态金属中原子扩散的驱动力是浓度梯度。
7、空间点阵只有14种，而晶体结构可以有无限种。
8、密排六方结构原子的最密排面的堆垛顺序为ABCABC…9、点缺陷是热平衡缺陷，在一定的温度时晶体中的点缺陷具有一定的平衡浓度。
《材料科学基础》期末复习
总复习
本章区别概念：
晶体与非晶体 • 空间点阵和晶体结构
相和组织
• 固溶体和中间相 间隙固溶体和置换固溶体 • 间隙固溶体和间隙化合物 间隙相和间隙化合物
• 电子化合物和正常价化合物
总复习
第三章 晶体缺陷
1、各类缺陷的认识（点、线、面缺陷定义和特征）。
2、点缺陷、Schottky空位、Frankel空位、间隙原子、置 换原子。点缺陷的特征、平衡浓度公式及应用。 3、线缺陷、位错、位错线、刃型位错、螺型位错、混合 型位错、柏氏矢量、位错运动、滑移、交滑移、双交滑移、 多滑移、攀移、交割、割价、扭折、塞积。 • 位错类型（刃型、螺型、混合型位错）的判断及其特征。 • 柏氏矢量的确定方法、特征及表示法。 • 位错线、柏氏矢量、位错运动与作用在位错上的力之间 的关系。
总复习
本章区别概念：
• 滑移、孪生 软位向，硬位向 • 几何硬化和几何软化 沉淀强化、弥散强化 • 纤维组织与带状组织 第一类残余应力 、第二类残余应力 、第三类残余应力 • 静态回复与动态回复 静态再结晶、动态再结晶 • 正常长大、异常长大 冷加工、热加工 • 重结晶、再结晶、二次再结晶
总复习
3、晶界与相界的类型、晶界的特性和作用（对材料性能的
影响）。
总复习
本章区别概念： • 刃型位错和螺型位错 交滑移和多滑移
• 滑移和攀移
割价、扭折
• 晶界、相界、孪晶界
小角度晶界、大角度晶界 • 共格相界、非共格相界、半共格相界
总复习
第四章 固体原子及分子的运动
1、固态金属扩散的条件及影响扩散的因素； 2、扩散定律（Fick第一、二定律）的方程、稳态扩散、非稳态扩散、 扩散通量。 扩散定律的内容和表达式、物理意义、适应条件。扩散定律的解及 应用，如：渗碳等； 3、迁移率、柯肯达尔效应、扩散激活能。 4、固相中原子扩散的各种机制（空位机制、间隙机制、换位机制、 晶界扩散机制。扩散的驱动力并用扩散理论分析实际问题。 5、扩散的分类、名称（区别，）；扩散、自扩散、互（异）扩散、 上坡扩散、下坡扩散；原子扩散、反应扩散；空位扩散、间隙扩散、换 位扩散、晶界扩散、表面扩散、短路扩散。 6、扩散系数及表达式（阿累尼乌斯方程）、影响扩散的因素。
材料科学基础_综合复习题
材料科学基础复习题一、选择题1. 原子结合键包括物理键和化学键, 下述结合键中属于化学键的是.(A) 金属键(B) 离子键(C) 分子键(D) 共价键2. 原子结合键包括物理键和化学键, 下述结合键中属于物理键的是.(A) 氢键(B) 离子键(C) 分子键(D) 共价键3. 工业用硅酸盐属于.(A) 金属材料(B) 陶瓷材料(C) 复合材料(D) 高分子材料4. 布拉菲点阵共有中.(A) 8 (B) 10 (C) 12 (D) 145. BCC、FCC和HCP等三种典型晶体结构中, 单位晶胞的原子数分别为.(A) 2, 4, 6 (B) 4, 2, 6 (C) 3, 4, 5 (D) 6, 2, 46. 晶面间距表示相邻两个平行晶面之间的垂直距离, 其大小反映了晶面上原子排列的紧密程度, 一般规律是.(A) 在简单立方点阵中, 低指数的晶面间距较大(B) 在简单立方点阵中, 高指数的晶面间距较大(C) 晶面间距越大, 该晶面上原子排列越紧密(D) 晶面间距越大, 该晶面上原子排列越稀疏7. BCC、FCC和HCP等三种典型晶体结构中, 原子配位数依次为.(A) 8, 12, 8 (B) 8, 12, 10 (C) 12, 8, 6 (D) 8, 12, 128. 密堆积结构的致密度为.(A) 0.68 (B) 0.74 (C) 0.82 (D) 1.09. MgO陶瓷晶体具有NaCl型结构, 单位晶胞的离子数为.(A) 4 (B) 6 (C) 8 (D) 1010. SiC陶瓷晶体具有金刚石型结构, 该结构一般特征是.(A) 原子结合键为共价键(B) 原子配位数为4(C) 单位晶胞包含8个原子(D) 属于面心立方点阵, 为密堆积结构11. 下述晶体缺陷中属于点缺陷的是.(A) 空位(B) 位错(C) 相界面(D) 间隙原子12. 下述晶体缺陷中属于线缺陷的是.(A) 空位(B) 位错(C) 晶界(D) 间隙原子13. 下述晶体缺陷中属于面缺陷的是.(A) 表面(B) 位错(C) 相界面(D) 空位14. 下述界面中界面能最小的是.(A) 完全共格界面(B) 共格界面(C) 非共格界面(D) 半共格界面15. 下述界面中界面能最大的是.(A) 完全共格界面(B) 共格界面(C) 非共格界面(D) 半共格界面16. 理想密排六方金属的c/a为.(A) 1.6 (B)(C) (D) 117. 在晶体中形成空位的同时又产生间隙原子, 这样的缺陷称为.(A) 肖脱基空位(B) 弗兰克尔空位(C) 线缺陷(D) 面缺陷18. 面心立方晶体的挛晶面是.(A) {112} (B) {110} (C) {111} (D) {123}19. 体心立方晶体的挛晶面是.(A) {112} (B) {110} (C) {111} (D) {123}20. 铸铁与碳钢的区别在于有无.(A) 莱氏体(B) 珠光体(C) 铁素体(D) 渗碳体21. 在二元系合金相图中, 计算两相相对量的杠杆法则只能用于.(A) 单相区中(B) 两相区中(C) 三相平衡水平线上(D) 无限制22. Hume-Rothery提出有利于大量固熔的原子尺寸条件为两组元的原子半径差对熔剂原子半径的比不超过.(A) 10% (B) 14% (C) 15% (D) 20%23. 碳与钒结合形成金属化合物, 下述说法正确的是.(A) 该化合物属于简单间隙化合物(B) 该化合物属于复杂间隙化合物(C) 该化合物具有体心立方结构(D) 该化合物具有面心立方结构24. 以下关于渗碳体的描述中, 正确的是.(A) 渗碳体是钢中很重要的一种复杂间隙相(B) 渗碳体晶体结构非常复杂, 属于正交晶系(C) 渗碳体为铁与碳固熔形成的间隙固熔体(D) 渗碳体为铁与碳固熔形成的置换固熔体25. 下述关于Ni-Cu系二元合金的描述中, 正确的是.(A) 室温下组织为单相组织(B) 室温下组织为两相组织(C) 凝固时发生匀晶转变(D) 凝固时发生共晶转变26. 凝固后是否形成晶体, 主要由液态物质的决定.(A) 温度梯度(B) 粘度(C) 冷却速度(D) 压力27. 金属结晶形核时, 临界晶核半径r K与过冷度ΔT及表面自由能σ之间的关系为.(A) ΔT越大, r K越小(B) ΔT越大, r K越大(C) σ越大, r K越小(D) σ越大, r K越大28. 纯金属均匀形核, 形成临界晶核时体积自由能的减少只能补偿表面能的.(A) 13(B)23(C)34(D)4529. 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) 表面张力30. 菲克第一定律描述了稳态扩散的特征, 即浓度不随变化.(A) 距离(B) 时间(C) 温度(D) 压力31. 在置换固熔体中, 原子扩散的方式一般为.(A) 原子互换机制(B) 间隙机制(C) 空位机制(D) 填隙机制32. 在间隙固熔体中, 原子扩散的方式一般为.(A) 原子互换机制(B) 间隙机制(C) 空位机制(D) 填隙机制33. 在科肯道尔效应中, 惰性标记发生移动的主要原因是扩散偶中.(A) 两组元的原子尺寸不同(B) 仅存在一组元的扩散(C) 两组元的扩散速率不同(D) 两组元的温度不同34. 晶体的类型与结构是影响固体材料中原子扩散的重要因素, 基本规律是.(A) 与金属相比, 晶态化合物的扩散系数低(B) 与金属相比, 晶态化合物的扩散系数高(C) 非密堆结构的晶体比密堆结构的晶体具有更高的扩散系数(D) 密堆结构的晶体比非密堆结构的晶体具有更高的扩散系数35. D L, D B, D S分别表示晶内扩散、晶界扩散和表面扩散的扩散系数, 则在一般情况下, 三者的大小关系为.(A) D L > D B > D S(B) D S > D B > D L(C) D B > D L > D S(D) D S > D L > D B36. 合金凝固时极易得到树枝晶组织, 其主要原因是.(A) 固-液界面前沿液相中存在正温度梯度(B) 固-液界面前沿液相中存在负温度梯度(C) 固-液界面前沿液相中存在成分过冷区(D) 固-液界面前沿液相中存在难熔质点37. 下述关于交滑移的描述中, 正确的是.(A) 发生交滑移时会出现曲折或波纹状的滑移带(B) 体心立方金属最容易发生交滑移(C) 层错能低的金属易发生交滑移(D) 交滑移必须通过刃型位错实现38. 多晶体发生塑性变形时, 为了满足协调变形, 每个晶粒至少需要开动个独立的滑移系.(A) 3 (B) 4 (C) 5 (D) 639. 再结晶后的晶粒长大是通过方式进行的.(A) 大晶粒吞食小晶粒(B) 小晶粒蚕食大晶粒(C) 晶界向曲率中心移动(D) 晶界背向曲率中心移动40. w C低于0.014的碳钢发生马氏体转变时, 马氏体M与奥氏体A有K-S取向关系, 即.(A) {110}M // {111}A, <111>M // <110>A(B) {111}M // {110}A, <111>M // <110>A(C) {110}M // {111}A, <110>M // <111>A(D) {112}M // {111}A, <111>M // <110>A41. 含Ni约30% 的Fe-Ni合金发生马氏体相变时, 马氏体与奥氏体之间的位向关系为西山关系, 即.(A) {110}M // {111}A, <111>M // <110>A(B) {110}M // {111}A, <110>M // <112>A(C) {110}M // {111}A, <110>M // <111>A(D) {112}M // {111}A, <111>M // <110>A42. 以下关于马氏体相变的描述中, 正确的是.(A) 马氏体相变为无扩散性相变(B) 马氏体相变是通过形核-长大方式进行的(C) 马氏体相变速率极低(D) 马氏体相变速率极高43. 固态相变的阻力一般包括.(A) 新、旧相比体积差所增加的应变能(B) 新、旧相为维持共格/半共格关系所增加的应变能(C) 新、旧相界面增加的表面能(D) 新、旧相之间的体积自由能差44. 固态相变的驱动力是.(A) 新、旧相比体积差所增加的应变能(B) 新、旧相为维持共格/半共格关系所增加的应变能(C) 新、旧相界面增加的表面能(D) 新、旧相之间的体积自由能差45. 固态相变时空位处易于形核的主要原因是.(A) 空位促进熔质原子的扩散(B) 空位释放的能量可提供形核驱动力(C) 空位阻碍熔质原子的扩散(D) 空位群凝聚成位错, 促进形核46. 下述固态相变中属于扩散型相变的是.(A) 脱熔转变(B) 马氏体转变(C) 贝氏体转变(D) 共析转变47. 下述固态相变中属于无扩散型相变的是.(A) 脱熔转变(B) 马氏体转变(C) 贝氏体转变(D) 共析转变48. 下述固态相变中属于半扩散型相变的是.(A) 脱熔转变(B) 马氏体转变(C) 贝氏体转变(D) 共析转变49. 时效型合金发生脱熔转变期间容易产生过渡相, 其特征是.(A) 过渡相与母相之间形成共格或半共格界面(B) 过渡相与母相之间形成非共格界面(C) 过渡相一般呈盘片状(D) 过渡相一般呈球状50. 调幅分解的特点是.(A) 成分改变(B) 成分不变(C) 有核相变(D) 无核相变选择题参考答案1. ABD2. AC3. B4. D5. A6. AC7. D8. B9. C 10. ABC11. AD 12. B 13. AC 14. A 15. C16. B 17. B 18. C 19. A 20. A21. B 22. C 23. AD 24. AB 25. AC26. BC 27. AD 28. B 29. B 30. B31. C 32. B 33. C 34. AC 35. B36. C 37. ABC 38. C 39. AC 40. A41. B 42. ABD 43. ABC 44. D 45. ABD46. AD 47. B 48. C 49. AC 50. AD二、简答题1. 固态相变基本特点.答: 固态相变的特点是:(1) 相变阻力大. 固态相变时的阻力包括新、旧相之间的表面能以及新、旧相由于比体积差或新、旧相界面原子错配而额外增加的弹性应变能; 另外, 固相中原子扩散速率极低也是造成固态相变阻力大的一个重要原因.(2) 新相晶核与母相之间存在一定的晶体学位向关系. 固态相变时, 为了减少新、旧两相之间的界面能, 新相晶核与母相晶体之间往往存在一定的晶体学位向关系, 常以低指数、原子密度大且匹配较好的晶面和晶向互相平行; 并且, 新相往往在母相的某一特定晶面(惯习面)上形成.(3) 母相晶体缺陷对相变起促进作用. 由于母相晶体中存在的各种缺陷(如晶界、相界、位错、空位等)周围晶格有畸变, 自由能较高, 因此容易在这些区域优先形核.(4) 易于出现过渡相. 过渡相是为了克服相变阻力而形成的一种协调性中间转变产物. 通常首先在母相中形成成分与母相相近的过渡相, 然后在一定条件下由过渡相逐渐转变为稳定相.2. 位错促进固态相变形核的主要原因.答: 由于固态相变阻力大, 固相中的形核几乎总是非均匀的, 往往借助晶体中的结构缺陷(空位,位错,晶界等)形核.新相在位错处形核有三种情况: 一是新相在位错线上形核, 新相形成处, 位错消失, 释放的能量使形核功降低而促进形核; 二是位错不消失, 而且依附在新相界面上, 成为半共格界面中的位错部分, 补偿了失配, 因而降低了能量, 使生成晶核时所消耗的能量减少而促进形核; 三是当新相与母相成分不同时, 由于熔质原子在位错线附近偏聚(形成柯氏气团)有利于新相沉淀析出, 也对形核起促进作用.3. 非扩散型相变的基本特征.答: 无扩散型相变的基本特点是:(1) 存在由于均匀切变引起的形状改变, 使晶体发生形状改变.(2) 由于相变过程无扩散, 新相与母相的化学成分相同.(3) 新相与母相之间有一定的晶体学位向关系.(4) 相界面移动速度极快, 可接近声速.4. 说明Al-Cu等时效型合金脱熔过程出现过渡相的原因.答: 时效处理时脱熔的一般顺序为:偏聚区(或称G.P.区) →过渡相(亚稳相) →平衡相.脱熔时不直接析出平衡相的原因, 是由于平衡相一般与基体形成新的非共格界面, 界面能大, 而亚稳定的脱熔产物往往与基体完全或部分共格, 界面能小. 在相变初期, 界面能起决定性作用, 界面能小的相, 形核功小, 容易形成. 所以首先形成形核功最小的过渡结构, 再演变成平衡稳定相.5. 调幅分解的主要特征.答: (1) 调幅分解过程的成分变化是通过上坡扩散实现的. 首先出现微区的成分起伏, 随后通过熔质原子从低浓度区向高浓度区扩散, 使成分起伏不断增幅, 直至分解为成分不同的两平衡相为止.(2) 调幅分解不经历形核阶段, 新、旧相结构相同, 不存在明显的相界面. 由于无需形核, 所以分解速度很快.6. 脱熔相颗粒粗化机理.答: 参见教材P292-293的“8.4.3.2 颗粒粗化”一节. (需要画图!!)7. 零件热处理的作用.答: 零件热处理的作用如下:(1) 通过适当的热处理可以显著提高零件的力学性能, 延长机器零件的使用寿命.(2) 恰当的热处理工艺可以消除铸、锻、焊等热加工工艺造成的各种缺陷, 细化晶粒, 消除偏析, 降低内应力, 使零件的组织和性能更加均匀.(3) 热处理也是机器零件加工工艺过程中的重要工序.(4) 此外, 通过热处理还可使工件表面具有抗磨损、耐腐蚀等特殊物理化学性能.8. 过共析钢淬火时加热温度的选择依据.答: 过共析钢的淬火加热温度限定在Ac1以上30~50℃是为了得到细小的奥氏体晶粒和保留少量渗碳体质点, 淬火后得到隐晶马氏体和其上均匀分布的粒状碳化物, 从而不但可以使钢具有更高的强度、硬度和耐磨性, 而且也具有较好的韧性. 如果过共析钢淬火加热温度超过Ac cm, 碳化物将全部熔入奥氏体中, 使奥氏体中的含碳量增加, 降低钢的M s和M f 点, 淬火后残留奥氏体量增多, 会降低钢的硬度和耐磨性; 淬火温度过高, 奥氏体晶粒粗化、含碳量又高, 淬火后易得到含有显微裂纹的粗片状马氏体, 使钢的脆性增大; 此外, 高温加热淬火应力大、氧化脱碳严重, 也增大钢件变形和开裂倾向.9. 马氏体相变的基本特征.答: (1) 无扩散性. 马氏体转变的过冷度很大, 转变温度低, 原子扩散无法进行, 因此是非扩散型相变.(2) 切变共格性. 马氏体转变是新相在母相特定的晶面(惯习面)上形成, 并以母相的切变来保持共格关系的相变过程.(3) 变温形成. 马氏体转变有其开始转变温度(M s点)与转变终了温度(M f点). 当过冷奥氏体冷到M s点, 便发生马氏体转变, 转变量随温度的下降而不断增加, 一旦冷却中断, 转变便很快停止.(4) 高速长大. 马氏体转变没有孕育期, 形成速度很快, 瞬间形核, 瞬间长大.(5) 不完全性. 一般来说, 奥氏体向马氏体的转变是不完全的, 即使冷却到M f点, 也不能获得100%的马氏体, 即总有一部分残余奥氏体.10. 细晶强化/固熔强化/弥散强化/加工硬化机理.答: (关于弥散强化机理)由塑性相与硬脆相组成的(两相)合金, 倘若硬脆的第二相呈弥散粒子均匀地分布在塑性相基体上, 则可显著提高合金的强度, 此即弥散强化. 这种强化的主要原因是由于弥散细小的第二相粒子与位错的交互作用(位错绕过或切过第二相粒子), 阻碍了位错的运动, 从而提高了合金的塑性变形抗力.(关于加工硬化机理)在塑性变形过程中, 随着金属内部组织的变化, 金属的力学性能也将产生明显的变化, 即随着变形程度的增加, 金属的强度、硬度增加, 而塑性、韧性下降, 这一现象即为加工硬化或形变强化.关于加工硬化的原因, 目前普遍认为与位错的交互作用有关. 随着塑性变形的进行, 位错密度不断增加, 因此位错在运动时的相互交割加剧, 产生固定割阶、位错缠结等障碍, 使位错运动的阻力增大, 引起变形抗力的增加, 从而提高了金属的强度.11. 孪生变形特点.答: 孪生变形是金属塑性变形的基本方式之一, 是指在切应力的作用下, 晶体的一部分沿一定的晶面(孪生面)和一定的晶向(孪生方向)相对于另一部分晶体作均匀地切变, 在切变区域内, 与孪生面平行的每层原子的切变量与它距孪生面的距离成正比, 并且不是原子间距的整数倍. 其特点为:(1) 孪生变形引起的切变不会改变晶体的点阵类型, 但可使变形部分的位向发生变化, 并且与未变形部分的晶体以挛晶界为分界面构成了镜面对称的位向关系.(2) 一般说来, 孪生的临界分切应力要比滑移的临界分切应力大得多, 只有在滑移很难进行的条件下, 晶体才进行孪生变形.(3) 孪生对塑性变形的贡献比滑移小得多, 例如镉单纯依靠孪生变形只能获得7.4% 的伸长率. 但是, 由于孪生变形后晶体位向发生变化, 可能使原来取向不利的滑移系转变为新的有利取向, 从而引发晶体的进一步滑移, 提高金属的塑性变形能力.(4) 孪生变形的速度极快, 常引起冲击波, 发出音响.12. 根据阿累尼乌斯(Arrhenius)公式: D = D0exp(-Q/RT), 分析影响扩散的主要因素.答: 上述公式中, Q为原子扩散激活能, T为温度, 它们是影响扩散的主要因素. 很显然, Q 越小, 或扩散温度T 越高, 则D越大, 扩散越易进行. 而扩散激活能Q取决于材料的键能. 高熔点纯金属的键能高于低熔点的, 因此前者的激活能较高, 其自扩散系数较小; 通常致密度大的晶体结构中, 原子扩散激活能较高, 扩散系数较小; 不同类型的固熔体, 熔质原子的扩散激活能不同, 间隙原子的扩散激活能都比置换原子的小, 所以扩散速度比较大; 晶体缺陷处, 原子排列混乱, 能量较高, 激活能往往较低, 因此扩散容易. 对于一定的晶体结构来说, 表面扩散最快, 晶界次之, 亚晶界又次之, 晶内最慢; 在位错、.空位等缺陷处的原子比完整晶格处的原子扩散容易得多.13. (扩散的微观机理)间隙/空位机制.答: (1) 间隙机制: 晶体中存在的间隙原子通过晶格间隙之间的跃迁实现的扩散; 间隙固熔体中间隙原子(C,H,N,O等)的扩散就是这种机制; 为了实现这种扩散, 扩散原子必须具有越过能垒的自由能.(2) 空位机制: 晶体中扩散原子离开自己的点阵位置去填充空位, 而原先的点阵位置形成了新的空位, 如此反复, 实现原子的扩散; 置换固熔体(或纯金属)中原子的扩散即为空位扩散; 在空位扩散中, 扩散原子除具有越过能垒的自由能外, 还必须具有空位形成能.14. 简述Cu-Ni 扩散偶惰性标记移动规律及其原因.答: Cu-Ni 扩散偶惰性标记会向Ni 棒一侧移动. 由于Ni 的熔点(1452℃)比Cu 的熔点(1083℃)高, 表明Ni 原子的结合能高于Cu 原子的, 因此, 扩散偶中Ni 原子进入Cu 晶体点阵要比Cu 原子进入Ni 晶体点阵容易, 即Ni 原子在Cu 棒中的扩散速度要快于Cu 原子在Ni 棒中的扩散速度, Ni 原子向Cu 棒一侧发生了物质的净输送, 其结果就是惰性标记往Ni 棒一侧移动.15. 成分过冷条件及其影响因素.16. 包晶反应速度慢的原因.17. 正常凝固合金圆棒宏观偏析规律.18. 纯金属晶体长大形态与温度梯度的关系.19. 纯金属晶体长大机制.20. 润湿角对异质形核功的影响规律.21. 均匀形核率与过冷度的关系及其原因.答: 均匀形核时, 形核率方程为exp()exp()A Q N C kT kT=-- 式中, A 为临界晶核的形核功; Q 为原子越过液-固界面的扩散激活能; T 为温度.上式表明, 过冷度对形核率的影响受形核功和原子扩散激活能控制: 一方面, 当过冷度较小时, N 与exp(-A / kT ) 成正比, 故随着过冷度的增大, exp(-A / kT ) 数值也增大, 形核率就越大; 另一方面, 当过冷度足够大时, 随着过冷度的增大, 原子扩散速度要减慢, 此时, N 主要受exp(-Q / kT ) 数值影响, 而Q 值随温度改变很小, 故随着过冷度的增大, 形核率反而减小.22. 金属结晶的热力学、动力学、结构和能量条件.23. 间隙固熔体两组元不能无限互熔的原因.24. 分析γ-Fe 熔碳量高于α-Fe 的原因.三、作图/计算题类型1. 晶面/晶向绘制(应掌握三轴系统的).2. 典型结构金属滑移系表示及绘制.3. 典型二元合金相图绘制(共晶型/包晶型).4. 合金平衡凝固冷却曲线绘制.5. 合金平衡结晶金相组织图绘制.6. 根据点阵类型, 参数及原子量计算晶体材料的密度.12、已知Cu的原子量为63.5，原子半径是0.1278 nm。
胡赓祥第三版材料科学基础知识总结与复习答案
胡赓祥第三版材料科学基础知识总结与复习答案1. 金属的结构和性质金属的结构由晶格和晶界组成。
晶格是由金属原子按照一定的排列规律形成的三维结构，晶界是相邻晶粒之间的边界。
金属的性质受晶格结构和晶界的影响。
2. 金属的热处理金属的热处理包括退火、正火、淬火和回火等。
退火可改善金属的塑性和韧性，正火可提高金属的硬度和强度，淬火可使金属具有高硬度和高强度，回火可降低金属的脆性。
3. 金属的腐蚀与防护金属在环境中容易发生腐蚀，腐蚀会导致金属的性能下降。
常见的金属腐蚀方式包括电化学腐蚀、化学腐蚀和物理腐蚀。
为了防止金属腐蚀，可以采取防护措施，如涂层保护、金属合金化等。
4. 金属的力学性能金属的力学性能包括强度、韧性、硬度和塑性等。
强度指金属抵抗外力的能力，韧性指金属在受力下发生塑性变形的能力，硬度指金属抵抗划伤的能力，塑性指金属在受力下发生永久形变的能力。
5. 金属的疲劳与断裂金属在长期受到交变载荷作用下容易发生疲劳破坏，疲劳破坏是由于金属内部微小缺陷的逐渐扩展导致的。
金属的断裂是指在受到过大载荷作用下金属突然破裂。
为了预防金属的疲劳与断裂，可以采取措施如降低应力集中、提高材料的强度等。
6. 陶瓷材料的结构和性能陶瓷材料是由非金属元素形成的晶体结构，其特点是硬度高、耐磨损、耐高温等。
陶瓷材料的性能受晶体结构和晶界的影响。
7. 高分子材料的结构和性能高分子材料是由大量重复单元组成的聚合物，其特点是轻质、柔软、绝缘等。
高分子材料的性能受分子结构和分子链的影响。
8. 复合材料的结构和性能复合材料由两种或两种以上不同材料组成，通过界面连接形成整体性能。
复合材料的性能受组分材料、界面结构和相互作用的影响。
9. 材料的选型与设计材料的选型与设计需要考虑材料的性能、用途要求、成本等因素。
根据具体要求选择合适的材料，进行设计和优化。
10. 材料的制备与加工材料的制备与加工包括原材料的提取、合成和加工成形等过程。
不同材料需要采用不同的制备和加工方法。
材料科学基础PPT课件-期末复习
5、凝固动力学 动力学曲线
影响晶粒大小的因素 形核率, 长大速度
二、固溶体的凝固
1、平衡凝固 条件 平衡分配系数 正常凝固方程
2、非平衡凝固 有效分配系数 Ke 物理意义
边界层的形成过程 边界层中的溶质分布 （三种情况） 铸锭中的溶质分布 （三种情况） 成分过冷 成分过冷的概念和形成原因 形成成分过冷的临界条件（定性和定量描述） 液—固相界面形貌和影响因素
第三部分 扩散 * 注意基本概念和名词
一 唯象理论
如： 扩散偶
1. 稳态扩散－ Fick第一定律 2. 非稳态扩散－ Fike第二定律 3. 扩散方程的解（例）
上坡扩散 自扩散 空位扩散
4. 原子迁移率与热力学因子
二、原子理论 1. 间隙扩散 原子迁移和扩散定律 2. 置换扩散 点阵平面迁移和Darken方程 Kirkendall效应 3. 热激活和激活能 4. 扩散系数的微观本质和影响扩散的因素
材料科学基础（下）
复习提纲
第一部分：相图
一、 二元相图
1、基本概念 相律 成分表示方法 杠杆定理、公切线法则 组织及组织组成、相及相组成 匀晶、匀晶转变、共晶、包晶、共析、包析等 Fe-C相图中的相关概念，如： 共析钢、共晶白口铁、珠光体、铁素体、奥氏体、 莱氏体、渗碳体等
2、二元相图的分析与应用 （1）基本平衡转变
5、截面图和投影图的应用 （1）垂直截面 测定条件
确定三相、四相平衡反应的条件 （2）水平截面 测定温度、各相区的特征、
杠杆定理和重心法则的应用 （3）投影图
液相面投影图 确定初生相、确定四相平衡反应类型 综合投影图 了解相图基本结构 确定单变量线走向
材料科学基础总复习
28、晶体宏观的塑性变形是通过 运动来实现的。
29、实际晶体中，位错的柏氏矢量不是 ，它应符合相应的 条件
和 条件。
30、小角度晶界其基本类型有 晶界和（） 晶界两类。
31、在常温或低温下，位错的 运动非常困难，因为这种运动需要原
子的 才能发生，显然，升高温度可以 这种运动。
32、无论什么位错在外应力下滑移时，其运动方向总是与位错线 ，
以及 。
13、碳原子溶于α-Fe形成的固溶体，称为 ；碳原子溶于γ-Fe形成的
固溶体则称为 ；共晶转变的产物在室温下称为 ；共析转变的
产物在室温下称为 。
14、渗碳体有五种类型分别为： 、 、 、 和 。
15、材料科学是研究各种材料的 、制备加工工艺与 关系的科
学。
16、 、 与
是冷变形金属加热过程中经历的基本过程。
材料科学基础总复习
一、填空题
1、对于不含气相的凝聚系统（金属、非金属、聚合物系统），可视为
恒压条件，相律表述为 。
2、扩散的驱动力为 ，原子扩散的机制主要是 和 。
3、任何铁碳合金在室温下的平衡组织都是由 和 两个相组成
的。
4、塑性变形不仅使晶体的 、 和( ) 发生变化，而且由于
塑性变形的不均匀性，还使冷变形晶体中产生 。
1、菲克第一定律描述了稳态扩散的特征，即浓度不随 B 变化。 A、距离 B、时间 C、温度 D、压强 2、原子扩散的驱动力是 D 。 A、浓度梯度 B、压强梯度 C、温度梯度 D、化学势梯度 3、形成临界晶核时体积自由能的减少只能补偿表面能的 B 。 A、1/3 B、2/3 C、1/4 D、3/4 4、金属Al、Mg分别属于何种晶体结构 。 A、体心立方、面心立方 B、体心立方、密排六方 C、面心立方、体心立方 D、面心立方、密排六方 5、面心立方结构的配位数和致密度分别为 。 A、12、0.74 B、12、0.68 C、8、0.74 D、8、0.68 6、体心立方结构的配位数和致密度分别为 。 A、8、0.68 B、12、0.68 C、8、0.74 D、12、0.74 4、铸铁与碳钢的区别在于有无 A 。 A、莱氏体 B、珠光体 C、铁素体 D、渗碳体 5、在二元合金相图中，计算两相相对量的杠杆法则只能用于 B 。 A、单相区 B、两相区 C、三相平衡水平线 D、单相区或两相区 6、面心立方晶体的孪晶面为 C 。 A、（100） B、（110） C、（111） D、（112） 4、面心立方、体心立方和密排六方晶胞中的原子数分别为 。 A、8、12、6 B、12、8、6 C、6、12、8 D、12、6、8 5、金属晶体的点缺陷主要是指空位。 A、空位 B、间隙原子 C、置换原子 D、杂质原子 6、过饱和点缺陷点缺陷的产生方法不包括 。 A、淬火法 B、辐照法 C、塑性变形 D、弹性变形 7、在置换型固溶体中，原子扩散的方式一般为 D 。 A、原子互换机制 B、间隙机制 C、推填机制 D、空位机制 8、由热力学第二定律可知，相变的驱动力是 C 。
材料科学基础期末复习考试题
综合题一：材料的结构1 谈谈你对材料学科和材料科学的认识。
2按照能级写出N、O、Si、Fe、Cu、Br原子的电子排布。
N 1S2 2S2 2P3O 1S2 2S2 2P4 Si 1S2 2S2 2P6 3S2 3P2 Fe 1S2 2S2 2P6 3S2 3P2 3D6 4S2 Cu 1S2 2S2 2P6 3S2 3P2 3D10 4S1 Br 1S2 2S2 2P6 3S2 3P6 3D10 4S2 4P53原子的结合键有哪几种？各有什么特点？金属键与其它结合键有何不同，如何解释金属的某些特性？离子键：正负离子相互吸引；键合很强，无方向性；熔点、硬度高，固态不导电，导热性差。
共价键：相邻原子通过共用电子对结合；键合强，有方向性；熔点、硬度高，不导电，导热性有好有差。
金属键：金属正离子于自由电子相互吸引；键合较强，无方向性；熔点、硬度有高有低，导热导电性好。
分子键：分子或分子团显弱电性，相互吸引；键合很弱，无方向性；熔点、硬度低，不导电，导热性差。
氢键：类似分子键，但氢原子起关键作用XH-Y；键合弱，有方向性；熔点、硬度低，不导电，导热性好。
金属键是由自由电子和属离子之间的静电吸引力组合而成，没有饱和性和方向性，因此使金属具有导电的性质。
4 理解空间点阵、晶体结构、晶胞概念，理解三者之间的关系（区别联系）。
组成晶体的粒子（原子、离子或分子）在三维空间中形成有规律的某种对称排列，如果我们用点来代表组成晶体的粒子，这些点的空间排列就称为空间点阵.晶体以其内部原子、离子、分子在空间作三维周期性的规则排列为其最基本的结构特征。
能够保持晶体结构的对称性而体积又最小称晶胞。
点阵+基元=晶体结构5 晶向指数和晶面指数的标定有何不同？其中有何须注意的问题？（说明这个是基础，可能不会直接让你标定六方指数，但是要掌握其他综合题目会考）晶面指数与晶向指数垂直6 画出Fcc（面心立方）晶体结构晶胞结构示意图，其表示符号、原子数、配位数、致密度各是什么？密排面、密排方向，相应关系式。
材料科学基础复习提纲(下)
材料科学基础(下)复习提纲第六章 金属与合金的塑性变形与断裂1、常温和低温下金属塑性变形的两种主要方式为（ ）和 （ ）。
2、体心、面心、密排六方晶格金属的主要滑移系，详见表6-2。
解释体心立方的金属的塑性为什么比面心立方金属差？3、了解施密特定律，并会做相应的计算（见第六章作业）4、晶体的滑移的实质（是位错在切应力的作用下沿着滑移面逐步移动的结果）。
了解位错的交割和塞积对金属的力学性能的影响。
5、掌握塑性变形对金属组织和性能的影响。
第七章 金属及合金的回复与再结晶1、了解回复过程的组织结构和性能的变化？2、了解再结晶过程的组织结构和性能的变化？3、从金属学角度，金属的热加工和冷加工是如何划分的？ 第八章 扩散1、固态下原子扩散的机制主要有哪两种？扩散的本质原因是什么？2、掌握扩散第二定律的误差函数解，并会做相应计算。
（见作业题型）3、了解影响扩散的因素。
第九章 钢的热处理原理 1、钢的奥氏体化过程？ 2、钢在冷却过程中的转变。
高温转变⎪⎩⎪⎨⎧︒︒︒，托氏体，索氏体，珠光体C C C A 550~600600~650650~1 解释珠光体、索氏体和托氏体的力学性能与片间距的关系。
（详见P246）中温转变⎩⎨⎧︒，下贝氏体，上贝氏体S M C ~350350~600 了解下贝氏体的力学性能及生产方式（详见P261）低温转变 {下，马氏体转变、，快冷至f S C M M V V ≥（1） 什么是马氏体？马氏体的晶体结构、组织形态、性能特点？ （2） 马氏体转变的特点？3、淬火钢的回火转变过程？（一）~（五）P268~272，淬火钢回火时力学性能的变化？4、了解第一类和第二类回火脆性及解决办法？ 第十章 钢的热处理工艺1、了解退火和正火的目的？各种退火工艺的目的和适用对象。
正火工艺适用的四个主要方面。
2、淬火的加热温度的选择？原因？淬火常用的介质有哪几种？淬火常用方法？3、什么是淬透性、淬硬性？它们的差别？（详见P289）4、低温、中温、高温回火各获得什么组织？其性能有何特征？5、了解感应加热表面淬火的工作原理？淬硬层深度与电流频率的关系？5、渗碳的适用材料、主要方法、渗碳温度及渗碳介质？渗氮的适用材料、主要方法、渗氮温度及渗氮介质？第十一章 工业用钢1、 合金元素在钢里的存在方式？合金元素对铁-渗碳体相图的影响？合金元素对钢热处理过程的影响？2、 什么时回火稳定性和二次硬化？3、 造成金属腐蚀的原因？耐磨钢耐磨的原因？耐热钢的抗氧化型和热强性？ 第十二章 铸铁1、 铸铁石墨化过程？铸铁的组织？影响铸铁石墨化的因素？ 第十三章 有色金属及其合金1、 铝合金的分类及铝合金的强化方法？（重点掌握铝合金的沉淀强化P384）2、 铜合金的分类？黄铜的力学性能与含锌量的关系？锡青铜的力学性能与含锡量的关系。
材料科学基础复习试题（卷）和部分答案解析
材料科学基础复习试题（卷）和部分答案解析单项选择题：第1章原⼦结构与键合1.⾼分⼦材料中的C-H化学键属于。
（A）氢键（B）离⼦键（C）共价键2.属于物理键的是。
（A）共价键（B）范德华⼒（C）离⼦键3.化学键中通过共⽤电⼦对形成的是。
（A）共价键（B）离⼦键（C）⾦属键第2章固体结构4.以下不具有多晶型性的⾦属是。
（A）铜（B）锰（C）铁5.fcc、bcc、hcp三种单晶材料中，形变时各向异性⾏为最显著的是。
（A）fcc （B）bcc （C）hcp6.与过渡⾦属最容易形成间隙化合物的元素是。
（A）氮（B）碳（C）硼7.⾯⼼⽴⽅晶体的孪晶⾯是。
（A）{112} （B）{110} （C）{111}8.以下属于正常价化合物的是。
（A）Mg2Pb （B）Cu5Sn （C）Fe3C第3章晶体缺陷9.在晶体中形成空位的同时⼜产⽣间隙原⼦，这样的缺陷称为。
（A）肖特基缺陷（B）弗仑克尔缺陷（C）线缺陷10.原⼦迁移到间隙中形成空位-间隙对的点缺陷称为。
（A）肖脱基缺陷（B）Frank缺陷（C）堆垛层错11.刃型位错的滑移⽅向与位错线之间的⼏何关系是？（A）垂直（B）平⾏（C）交叉12.能进⾏攀移的位错必然是。
（A）刃型位错（B）螺型位错（C）混合位错13.以下材料中既存在晶界、⼜存在相界的是（A）孪晶铜（B）中碳钢（C）亚共晶铝硅合⾦14.⼤⾓度晶界具有____________个⾃由度。
（A）3 （B）4 （C）5第4章固体中原⼦及分⼦的运动15.菲克第⼀定律描述了稳态扩散的特征，即浓度不随变化。
（A）距离（B）时间（C）温度16.在置换型固溶体中，原⼦扩散的⽅式⼀般为。
（A）原⼦互换机制（B）间隙机制（C）空位机制17.固体中原⼦和分⼦迁移运动的各种机制中，得到实验充分验证的是（A）间隙机制（B）空位机制（C）交换机制18.原⼦扩散的驱动⼒是。
（4.2⾮授课内容）（A）组元的浓度梯度（B）组元的化学势梯度（C）温度梯度19.A和A-B合⾦焊合后发⽣柯肯达尔效应，测得界⾯向A试样⽅向移动，则。
材料科学基础II复习题
第四章扩散一、选择题1．在Kirkendall效应中，Zn的扩散通量在通过时大于Cu的通量扩散通量。
A 原始涂层（焊接）面B 俣野面C 标记面2．肖特基（Schottky）型空位表示形成的无序分布缺陷。
A 等量的阳离子和阴离子空位B 双空位C 等量的间隙阳离子和间隙阴离子3．作为塑料使用的高分子，在室温使用应处在。
A 高弹态B 玻璃态C黏流态4. 根据菲克第一定律，当扩散系数D为，表示发生上坡扩散。
A D=0B D<0C D>05. 原子的扩散是一种无规则行走，故扩散距离(x)和扩散时间(t)的关系为。
x∝Dt2 C x2∝DtABx∝Dt6. 高分子根据它们在高温时的力学特征可分为热塑性和热固性两类，在下列的高分子中属于热塑性高分子。
A聚苯乙烯B聚碳酸酯C聚乙烯7. 方铁矿(FeO)中部分Fe2+离子被氧化为Fe3+离子，此时晶体中的Fe原子数氧原子数。
A大于B小于C等于8. 在发生上坡扩散的系统中，扩散原子的化学势随其浓度的增加而。
A增加B减小C无关9. 俣野面指的是在该面两侧。
A扩散原子浓度相等B扩散原子化学势相等C扩散原子扩散通量相等但方向相反10. 高分子材料形成皮革态现象是。
A晶态和高弹态的综合效果B玻璃态和高弹态的综合效果C玻璃态和晶态的综合效果11. 以还原法由钛白粉(TiO2)制备的Ti2O3晶体结构中，最易出现的点缺陷为。
A氧离子空位B钛离子空位C间隙钛离子12. A-B合金与纯A形成扩散偶，经高温扩散退火后发现在纯A侧有空洞分布，则。
A扩散系数D A>D B B扩散时界面向A-B合金方向移动 C A、B答案都不对13. 柯肯达尔效应支持了扩散的机制。
A交换B间隙C空位14. 在高分子材料中，下面描述错误的是。
A热塑性高分子材料在温度交替变化时可以经历粘流态、高弹态和玻璃态的变化B交联会降低高分子的结晶能力C温度升高则链段长度增加15用CaO稳定ZrO2，如加入2%(摩尔比)的CaO，可形成。
《材料科学基础》期末复习试题B及答案
《材料科学基础》第二学期试题B及答案一、名词解释（每小题3分。
共30分）晶界内吸附交滑移：上坡扩散：纤维组织：枝晶偏析：伪共晶组织：重心法则：配位数：致密度：晶带二、答题（每小题10分、共50分）1.在一个面心立方晶系的晶胞中画出晶面（III）和（112）,并写出两晶面交线的晶向指数。
2.位错反应的条件是什么？判断下列反应能否进行（1） a [100] —>a∕2 [111] + a/2 [111] （2） a/2[101] ÷ a /6 [121] —> a [111]3.试推导菲克第二定律4.试述柯氏气团理解释低碳钢存在屈服平台现象5.简答液一固界面的类型及晶体生长的方式三、默画Fe-FeCs相图，并分析0∙.5%C合金的平衡凝固过程，计算在室温其平衡组织组成的重量分数和想组成的重量分数（20）材料科学基础(2002~2003)学年第二学期试题B答案要点：一、名次解释晶界内吸附：少量杂质或合金元素在晶体内部的分布是不均匀的，常偏聚于晶界交滑移：螺位错，在一滑移面运动受阻，转到另一滑移面上继续滑移。
上坡扩散：扩散物质由浓度低处向浓度高处进行的扩散。
纤维组织：晶粒及加杂物沿受力方向呈条带状态分布。
枝晶偏析：在非平衡凝固条件下，若固溶体以树枝状结晶并长大，则枝干与枝间会出现成分差别，称为工伪共晶组织：非平衡结晶条件下，成分在共晶点附近的合金也可能全部转变为共晶组织，这种非共晶成分的共晶组织，称为1重心法则：处于三者相平衡的合金，其成分必位于共扼三角形重心位置。
配位数：晶体结构中任一原子周围最邻近且等距离的原子数致密度：晶体结构中原子体积占总体积的百分数晶带：相交和平行于某一晶向直线的所有晶面的组合2.反应条件：1).几何条件：Σb∕Eb后2).能量条件：∑b?前〉∑b?后(1)几何条件满足；能量条件：Zb?前=金)2 [(1)沁沁。
=/ , ©分)∑b2β= (1) 2 [12+12÷12]+ (p2 [I2 +(-1) 2+(-1)。
材料学 总复习资料
7. 由于晶界能量较高而且原子活动能力较大，所以新相易于在晶界处优
先形核。
（）
8. 工程上把室温及低于室温下的加工称为冷加工。
（）
9. 只有置换固溶体的两个组元之间才能无限互溶，间隙固溶体则不能。
（）
10. 螺型位错的伯氏矢量与位错线相无序排列到固相有序排列，使体系熵值减小，
14
（）
17. 在多晶体的塑性变形过程中，其各晶粒的变形是独立的。 （ ）
18. 菲克第一定律适用于稳态扩散过程。
（）
19. 刃型位错的伯氏矢量与位错线平行。
（）
20. 三元相图垂直截面的两相区内可用杠杆定律。
（）
5
三、选择题 1. 下列对金属键描述正确的是_____：
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. 在常温和低温下，单晶体的塑性变形主要是通过_____方式进行。 A.滑移 B.孪生 C.扭折 3. 在晶体中形成空位的同时又产生间隙原子，这样的缺陷称为_____。 A.肖特基缺陷 B.弗仑克尔缺陷 C.线缺陷 4. 发生共晶反应时，因三相平衡，f=_____ A. 0 B.1 C.2 5. 影响固体扩散的最主要因素是_____。 A.温度 B.固溶体类型 C.晶体结构 6. 在二元相图中，已结晶的固相与剩余液相反应形成另一固相的恒温转变 称为_____。 A.匀晶转变 B.共晶转变 C.包晶转变
8
16. 下列缺陷形式不属于点缺陷的是_____。 A.空位 B.间隙原子 C.杂质原子 D. 位错 17. 在晶体中不会出现下列哪种旋转轴_____。 A.2次轴 B.3次轴 C.4次轴 D.5次轴 18. 晶体由许多晶粒组成，属于同一固相但位向不同的晶粒之间的界面称 为_____。 A.表面 B.晶界 C.亚晶界
材料科学基础复习提纲
材料科学基础复习提纲一、介绍材料科学基础A. 定义材料科学基础B. 材料科学的重要性C. 材料科学的发展历程二、材料分类与结构A. 材料的分类1. 金属材料2. 陶瓷材料3. 高分子材料4. 复合材料B. 材料的结构1. 晶体结构2. 非晶体结构3. 结晶缺陷三、材料的力学性能A. 弹性力学1. 应变与应力的关系2. 弹性模量B. 塑性力学1. 屈服强度与延展性的关系2. 硬度与韧性的关系C. 断裂力学1. 断裂模式2. 断裂韧性四、材料的热学性能A. 热膨胀性B. 热导性C. 热传导五、材料的电学性能A. 导电材料与绝缘材料B. 电导率与电阻C. 介电材料六、材料的磁学性能A. 磁性材料与非磁性材料B. 磁导率与磁饱和强度C. 磁性材料的应用七、材料的光学性能A. 透明材料与非透明材料B. 折射率与反射率C. 光学材料的应用八、材料的化学性能A. 腐蚀性B. 氧化性C. 降解性九、材料的加工与制备A. 熔融法B. 溶剂法C. 沉淀法十、材料的表面处理与性能改性A. 表面处理技术1. 打磨与抛光2. 镀层与涂料B. 性能改性技术1. 合金化2. 掺杂十一、材料选择与设计A. 功能需求与材料选择B. 材料设计原则C. 材料性能测试与评估结论以上是材料科学基础复习提纲的大致内容，通过对材料科学的分类、结构以及不同性能的介绍，有助于加深对材料科学基础知识的理解与掌握。
在学习和研究材料科学时，还需要了解材料的加工与制备过程、表面处理与性能改性技术，同时掌握材料选择与设计的方法和原则。
材料科学基础的复习与掌握是深入学习材料科学和进行材料研究的重要一步。
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基本要求
熟悉掌握扩散的原子模型，能够根据这一 模型分析扩散问题及各种因素对扩散的影 响。
材料科学基础下总复习
基本要求
了解并掌握以下概念与术语： 扩散、自扩散、互扩散、间隙扩散、空位 扩散、上坡扩散、反应扩散、稳态扩散、 非稳态扩散、
材料科学基础下总复习
基本要求
扩散系数、互扩散系数、扩散激活能、扩 散通量、原子的热运动、原子迁移率、本 征扩散、非本征扩散、晶界扩散、表面扩 散、柯肯道尔效应。
材料科学基础下总复习
扩散是扩散物质质点（原子、离子、分子 等）由于热运动引起的迁移造成的。扩散 物质质点每一次迁移的方向是随机的。扩 散流是无数扩散物质质点迁移的统计结果， 因此扩散具有热激活性质。
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间隙扩散与空位扩散是晶体主要的两种扩 散机制，前者的扩散系数及扩散激活能都 要明显低于后者。
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重点与难点
从微观上看，单晶体塑性变形的基本方法 有两种：滑移和孪生。滑移和孪生都是剪 应变，即在剪应力作用下晶体的一部分相 对于另一部分沿着特定的晶面和晶向发生 平移。
材料科学基础下总复习
重点与难点
在滑移时，该特定晶面和晶向分别称为滑 移面和滑移方向，一个滑移面和位于该面 上的一个滑移方向便组成一个滑移系统。 类似地，在孪生时，该特定晶面和晶向分 别称为孪生面和孪生方向，一个孪生面和 位于该面上的一个孪生方向组成一个孪生 系统。
材料科学基础下总复习
按照几何特征，晶体中的缺陷可分为点缺 陷（包括空位和间隙原子）、线缺陷（位 错）和面缺陷（包括晶界和亚晶界）。
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学习晶体结构缺陷理论应以位错理论为核 心，注意其基本特征和基本性质（热力学 性质、弹性性质、运动性质及缺陷的产生 与增殖等特质）。对于实际晶体中的位错， 是以面心立方点阵晶体为例进行了讨论。
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本章的难点则是位错周围应力场的分布及 位错间的交互作用。学习时可以从基本概 念出发加以理解，并能作相应的计算。
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基本要求
(1) 认识晶体缺陷的基本类型、基本特征、 基本性质。注意位错线与柏氏矢量，位错 线移动方向、晶体滑移方向与外加切应力 方向之间的关系。
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重点与难点
晶体的弹性和材料的微观组织（或结构） 关系不大，而晶体的塑性（和强度）则对 微观组织（结构）十分敏感。
材料科学基础下总复习
重点与难点
本章的重点是讨论单晶体的塑性变形和规 律，并在此基础上讨论多晶体和合金的塑 性变形特点及位错机制，以便认识材料强 化的本质和方法，合理使用，研制开发新 材料。
材料科学基础下总复习
本章以晶体中的原子扩散为主线，根据原 子热运动迁移模型，给出了扩散系数的计 算公式，从而把扩散的宏观变化规律与扩 散的微观机理联系起来。
材料科学基础下总复习
以上两方面的知识是后面几节分析复杂扩 散问题及各种因素影响的基础。
材料科学基础下总复习
基本要求
正确理解菲克定律及其物理实质，并能够 较好地运用菲克定律解决一些较简单的扩 散问题。
材料科学基础下总复习
由浓度差引起的扩散可以用菲克定律描述， 菲克定律的基础是扩散速率与浓度梯度成 正比且扩散与浓度梯度反向这一基本规律 （菲克第一定律）；在引入质量守恒定律 后，菲克第一定律被推广应用于非稳态过 程（菲克第二定律）。
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扩散物质的扩散系数Ｄ是描述其扩散能力 的重要参数。在发生互扩散的扩散偶中， 由于柯肯道尔效应，菲克定律中应采用互 扩散系数。
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重点与难点
多晶体及合金的塑性变形，其基本方式也 是滑移和孪生。不过，也各有其特点，如 多晶体变形时，就会受晶粒取向及晶界的 影响；而合金变形时还会受到第二相的影 响。
(2) 了解位错的应力场和应变能，位错的增 殖，塞积与交割。
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基本要求ห้องสมุดไป่ตู้
(3) 由晶体结构及原子半径，能够计算不同 晶向之间的夹角；作用于单位长度位错线 上的力，晶界的面积等。
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基本要求
(4) 熟悉下列概念和术语： 点缺陷、线缺陷、面缺陷； 空位、间隙原子、肖脱基缺陷、弗兰克尔
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热力学理论分析证明，扩散的真正驱动力 是扩散物质的热力学势梯度，即扩散的真 正驱动力是扩散物质热力学势的梯度，即 扩散的方向和速率取决于扩散物质体系中 热力学势梯度而不是浓度梯度。
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热力学势梯度可以由浓度、温度、化学位、 应力应变、电位等物理量在空间上的差异 造成。浓度梯度引起的扩散中是一个最为 常见的特例。
孪晶界。
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固体中的扩散
重点与难点
材料科学基础下总复习
材料体系的平衡相图与非平衡状态下的动 力学规律是材料学家分析材料时手中最主 要的两个工具。扩散是影响材料非平衡过 程最重要的动力学因素之一。
材料科学基础下总复习
对固体中扩散的认识主要基于两方面的知 识；。
（１） 扩散的宏观规律； （２） 扩散的微观机理。
材料科学基础（下）
总复习
材料科学基础下总复习
晶体缺陷
重点与难点
材料科学基础下总复习
实际晶体中的原子排列并不是完全理想状 态，其中存在有许多类型不同的缺陷。尽 管这些缺陷很少，可能在1010个原子中只有 1个脱离其平衡位置，但这些缺陷极为重要。 材料的缺陷可用来解释半导体的行为、金 属的延展性、金属的强化、固体中的扩散 等。
材料科学基础下总复习
塑性变形
重点与难点
材料科学基础下总复习
重点与难点
晶体在外力作用下发生变形。当外力较小 时变形是弹性的，即卸载后变形也随之消 失。这种可恢复的变形就称为弹生变形。 但是，当外加应力超过一定值（即屈服极 限）时，卸载后变形就不能完全消失，而 会留下一定的残余变形或永久变形。这种 不可恢复的变形就称为塑性变形。
缺陷； 刃型位错、螺型位错、混合位错、柏氏矢
量、位错密度； 滑移、攀移、交滑移、交割、
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基本要求
位错的应力场、应变能力、线张力、作用在位错 上的力；
位错源、位错的增殖； 单位位错、不全位错、堆垛层错、肖克莱位错、
弗兰克尔位错； 扩展位错、固定位错、可动位错、位错反应； 晶界、相界、界面能、大角度晶界、小角度晶界、