四川大学材料科学基础期中考试
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。
材料科学基础期中考试答案及评分标准
一、填空（每空1.5分，共18分）（1）共价键具有（饱和性）和（方向性）。
（2）晶体中共有 14 种空间点阵，分属于 7晶系。
（3）代表晶体中原子、原子团或分子分布规律（周期性）的几何点的集合称为空间点阵，其中的几何点一般叫做 阵点 。
（4）空位的平衡浓度的数学表达式为C=A exp()v E kT -， 温度 越高、空位形成能 越低，则空位的平衡浓度越高。
（5）硅酸盐的结构主要由（硅氧骨干）、（ 正离子 ）和（ 负离子 ）组成。
二、选择题（每空1.5分，共12分）（1） 弗兰克位错是面心立方晶体中的一种重要的（部分）位错，其柏氏矢量为（a/3<111>），该位错的运动方式是（攀移）。
（2）半共格相界是指相界面上两相原子（部分）保持匹配。
（3）促进位错攀移的力必须（与位错线垂直或是正应力），能够攀移的位错其柏氏矢量与位错线必须（垂直）。
（4）位错线的方向是[11-3]，柏氏矢量为a/2[-1-11]，该位错的滑移面是（-110）（5）界面能最低的是（非共格孪晶界）。
三、若由于嵌入额外的(111)面，使体心立方晶体中产生一个倾斜1°的小角晶界，试求错排间的平均距离 (5分)(111)d == （2分） D=b/θ180π（2分）16.58a =（1分）四、（10分）设面心立方晶体中的 (11-1)为滑移面，位错滑移后的滑移矢量为a [-110]/2（1）在晶胞中画出柏氏矢量b 并计算该位错滑移引起的变形量。
（3分）（2）在晶胞中画出可以引起该滑移的刃型位错和螺型位错的位错线方向，并写出此二位错线的晶向指数。
（4分）（3）若（2）问中的刃型位错和螺型位错交割后，两位错会发生什么变化？（3分）解：（1）︱b ︱a /2 （3分） (2)如图所示（4分）（3）刃型位错形成螺型扭折，螺型位错无变化（3分）五、说明间隙固溶体、间隙相、间隙化合物之间的区别（10分）答：溶质原子分布于溶剂晶格间隙而形成的固溶体为间隙固溶体，形成间隙固溶体的溶质原子通常是原子半径小于0.1nm 的非金属元素，如H ，B ，C ，N ，O 等（1分）。
四川大学材料科学与工程基础试题
导电性：金属材料最好，陶瓷材料和高分子材料均差（1 分）。
m 导热性：金属材料最好，陶瓷材料和高分子材料均差（1 分）。
热膨胀性：陶瓷材料和金属材料较小，高分子材料较大（1 分）。
o 注意只要将意思表达即可得到相应的分数。(若能简要说明原因最好,如原子
. KJ/ m2
、比热容 J·Kg-1·K-1 、磁矩 A·m2 。
e 5.写出按照压痕硬度法原理测试材料硬度的三种主要方法的名称 布氏硬度 、
h 洛式硬度 、 维氏硬度
。
c 6. 写出以下各性能参数之间的关系式 n 渗透率（ 液体）J （ D、 L、c1、c2），J= —D(c2—c1) / L a 本征半导体的电导率σ（Eg、T）：σ= σ0·exp(—Eg/2kT)
(F )
w13. 硬磁材料被外磁场磁化后，去掉外磁场仍然保持较强剩磁。
(T )
14. For pure metals, heat is only transported by free electrons.
(F )
15．n 型半导体指在 Si、Ge 等四价元素中掺入少量五价元素 P、Sb、Bi、As (T )
A 分子结构、温度
m B 多相体系、交变电场频率
C 温度，原子的电子结构
o D 小分子及杂质，
c 10、A.m-1 是以下哪两个磁学物理量的量纲。 ( AB
)
A、磁场强度
. B、磁化强度
C、磁感应强度
e D、磁导率
h 11、考虑裂纹形状因子 Y，应力强度因子用公式（ B ）计算
A K=2E Y / (π.σ c 2 )；
decreased to 10 mm, what fraction of light will be transmitted?（8 分）
材料科学基础期中测试题及参考答案
期中自我检测题一、判断题1、离子极化的结果，往往使配位数下降。
（ ）2、杨德尔方程可适用于粉状物料固相反应的全过程。
（ ）3、在固液界面的润湿中，增加固体表面的粗糙度一定有利于润湿。
（ ）4、一般来说，晶界是气孔通向烧结体外的主要扩散通道。
（ ）5、晶界扩散>表面扩散>晶格扩散。
（ ）7、化合物的离子键性愈强愈容易形成玻璃。
（ ）8、扩散进行的方向一定是物质从高浓度处流向低浓度处。
（ ）9、固溶体是一种溶解了杂质原子的非晶态固体。
（ ）10、在烧结初期，任何扩散传质过程均可导致坯体的收缩。
（ ）11、金斯特林格方程只适用于粉状物料固相反应初期。
（ ）12、固体和液体接触后，若润湿则体系的自由能降低。
（ ）14、一般来说，晶界是杂质的富集之地。
（ ）15、常用GB γ/SV γ（GB γ：晶界能，SV γ：表面能）来衡量烧结的难易，若GB γ/SV γ愈大愈容易烧结。
（ ）17、化合物的共价键性愈强愈容易形成玻璃。
（ ）18、固溶体可以从溶液、熔体中析晶时形成，但不能通过烧结过程中原子的扩散而形成。
（ ）19、二次再结晶对材料的性能有利。
（ ）二、 选择题1、高岭石、蒙脱石、伊利石三种粘土矿物的阳离子交换容量顺序是（ ）A ．高岭石>蒙脱石>伊利石B ．蒙脱石>伊利石>高岭石C ．伊利石>高岭石>蒙脱石D ．伊利石>蒙脱石>高岭石2、烧结过程中，只改变气孔形状而不引起坯体致密化的传质方式是（ ）A ．流动传质B ．蒸发-凝聚传质C ．溶解-沉淀传质D ．扩散传质3、粘土吸附下列阳离子，其ξ电位最大的是（ ）A ． H +B ． NH +C ． Li +D ． Na +4、在硅酸盐晶体结构中硅氧四面体只能以（ ）相连，否则结构不稳定A ．共顶方式B ．共棱方式C ．共面方式7、扩散传质时空位由（ ）扩散，原子或离子由（ ）扩散。
A 、凸表面向凹表面B 、凹表面向凸表面C 、颈部表面向颗粒接触点D 、颗粒接触点向颈部表面8、在硅酸盐晶体结构中，硅氧四面体之间只能以（ ）相连，否则结构不稳定。
材料科学基础期中考试答案及评分标准
一、填空（每空1.5分，共18分）（1）共价键具有（饱和性）和（方向性）。
（2）晶体中共有 14 种空间点阵，分属于 7晶系。
（3）代表晶体中原子、原子团或分子分布规律（周期性）的几何点的集合称为空间点阵，其中的几何点一般叫做 阵点 。
（4）空位的平衡浓度的数学表达式为C=A exp()v E kT -， 温度 越高、空位形成能 越低，则空位的平衡浓度越高。
（5）硅酸盐的结构主要由（硅氧骨干）、（ 正离子 ）和（ 负离子 ）组成。
二、选择题（每空1.5分，共12分）（1） 弗兰克位错是面心立方晶体中的一种重要的（部分）位错，其柏氏矢量为（a/3<111>），该位错的运动方式是（攀移）。
（2）半共格相界是指相界面上两相原子（部分）保持匹配。
（3）促进位错攀移的力必须（与位错线垂直或是正应力），能够攀移的位错其柏氏矢量与位错线必须（垂直）。
（4）位错线的方向是[11-3]，柏氏矢量为a/2[-1-11]，该位错的滑移面是（-110）（5）界面能最低的是（非共格孪晶界）。
三、若由于嵌入额外的(111)面，使体心立方晶体中产生一个倾斜1°的小角晶界，试求错排间的平均距离 (5分)(111)d == （2分） D=b/θ180π（2分）16.58a =（1分）四、（10分）设面心立方晶体中的 (11-1)为滑移面，位错滑移后的滑移矢量为a [-110]/2（1）在晶胞中画出柏氏矢量b 并计算该位错滑移引起的变形量。
（3分）（2）在晶胞中画出可以引起该滑移的刃型位错和螺型位错的位错线方向，并写出此二位错线的晶向指数。
（4分）（3）若（2）问中的刃型位错和螺型位错交割后，两位错会发生什么变化？（3分）解：（1）︱b ︱a /2 （3分） (2)如图所示（4分）（3）刃型位错形成螺型扭折，螺型位错无变化（3分）五、说明间隙固溶体、间隙相、间隙化合物之间的区别（10分）答：溶质原子分布于溶剂晶格间隙而形成的固溶体为间隙固溶体，形成间隙固溶体的溶质原子通常是原子半径小于0.1nm 的非金属元素，如H ，B ，C ，N ，O 等（1分）。
川大材料期中试题
川大材料科学基础期中考试试题1．下列对称要素组合不正确的是（ A ）A ．L 2⊥L 2→2L 2B ．P ⊥L 4→PL 4CC ．P+L 3→L 33PD ．L 2⊥3i L →3iL 3L 2P 2．下列对称关系哪种不正确( D )A ．3i L =L 3+CB ．6S L =L 3+C C ．P L L L S i +==336D ．C L L i +=443．点缺陷是热力学的 缺陷，而位错是热力学的 缺陷。
（B ）A ．稳定，稳定B ．稳定，不稳定C ．不稳定，稳定D ．不稳定，不稳定4．a ≠b ≠c 、α＝β＝γ=90°的晶体属于什么晶族和晶系（ C ）A ．中级晶族，正交晶系B ．中级晶族，四方晶系C ．低级晶族，正交晶系D ．低级晶族，四方晶系 5．由晶面（121）与（100）所决定的晶带轴指数为（ B ）A ．)201(B ．]201[C ．)221(D ．[221]二．填空题（本题共14小题，除第3、5小题为2分外，每空1分，共40分） 1．材料科学基础的研究内容是： 结构与性的关系 。
2．材料根据组成通常可分为：金属材料、无机非金属材料、高分子材料、复合材料。
根据材料特性和用途常又可分为： 结构材料和功能材料。
3．立方晶体所包含的对称元素有哪些：3L 44L36L 29PC 。
4．根据晶体中高次轴的存在及数目将晶体划分为 高级晶族、中级晶族和低级晶族3个晶族，据旋转轴和旋转反伸轴的轴次和数目把晶体分成立方晶系、三方晶系、四方晶系、六方晶系、正交晶系、单任斜晶系、三斜晶系 7个晶系。
5．请写出在立方晶系中{111}晶面族所包含的等价晶面：。
6．固溶体据外来组元位置不同可分为 置换固溶体 和 间隙固溶体 两种固溶体，据外来组元固溶度可分为 连续型和有限型两种固溶体。
7．非晶态固体的结构具有 近程有序和 远程无序 特点。
8．在玻璃Na 2O ·Al 2O 3·2SiO 2中，网络形成体： SiO 2 ，网络中间体： Al 2O 3，网络变性体： Na 2O 。
四川大学 材力II 期中考卷 及答案
（2011 ——2012 学年第 二 学期）
任课教师： 学号： 成绩： 姓名：
课程号： 305019050 课序号：01 课程名称：材料力学 II 适用专业年级：土木、水电等 学生人数： 印题份数：
考 试 须 知
四川大学学生参加由学校组织或由学校承办的各级各类考试，必须严格执行《 四川大学学生参加由学校组织或由学校承办的各级各类考试，必须严格执行《四川大学考试工作 管理办法》 四川大学考场规则》 有考试违纪作弊行为的，一律按照《 。有考试违纪作弊行为的 管理办法》和《四川大学考场规则》 有考试违纪作弊行为的，一律按照《四川大学学生考试违纪作 。 弊处罚条例》进行处理。 弊处罚条例》进行处理。 四川大学各级各类考试的监考人员 必须严格执行《四川大学考试工作管理办法》《四川大学考 级各类考试的监考人员， 四川大学各级各类考试的监考人员，必须严格执行《四川大学考试工作管理办法》《四川大学考 、 场规则》 四川大学监考人员职责》 有违反学校有关规定的，严格按照《 。有违反学校有关规定的 场规则》和《四川大学监考人员职责》 有违反学校有关规定的，严格按照《四川大学教学事故认定 。 及处理办法》进行处理。 及处理办法》进行处理。 一、选择和填空题（共 23 分） 1.变截面杆如图所示。FN1，FN2， FN3 分别表示杆件中截面 1-1，2-2，3-3 上的内力轴力。则下列结论 中_____是正确的（3 分） 。 A. FN1 ≠ FN2，FN2 ≠ FN3。 B. FN1=FN2，FN2 > FN3。 C. FN1=FN2，FN2=FN3。 D. FN1=FN2，FN2 < FN3。 1 2 3 F 3
五、材料相同，宽度相等，厚度 h1/h2=1/2 的两板叠放在一起组成一简支梁如图所示，梁上承受均布载 荷 q。(1) 若两板简单叠放在一起，且忽略接触面上的摩擦力，试计算此时两板内最大正应力；(2) 若 两板胶合在一起不能相互滑动，则此时的最大正应力比前种情况减少了多少？（15 分）
四川大学材料科学基础期中考试
《材料科学基础期中考试》四川大学期中考试试卷课程号6706601060 考试时间 120 分钟一、选择题（只有一个正确答案，每题0.5分，共10分） 1、金属镁为密排六方结构，其配位数为（ ） （A ）8 （B ）12 （C ）6 （D ）42、一个NaCl 晶胞中含有（ ）个NaCl “分子”。
（A ）8 （B ）12 （C ）6 （D ）43、溶质进入溶剂晶格间隙所形成的固溶体为（ ）。
（A ）连续固溶体 （B ）有限固溶体 （C ）置换固溶体 （D ）间隙固溶体 4、下列材料具有各向异性的是（ ）。
（A ）单晶体铜 （B ）多晶体纯铁 （C ）玻璃 5、螺型位错的滑移方向与切应力的方向（ ） （A ）平行 （B ）垂直 （C ）既不垂直也不平行6、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 ）肖脱基缺陷 （B ）弗兰克尔缺陷 （C ）线缺陷 （D ）晶界7、铸铁和碳钢的区别在于有无（ ）。
适用专业年级（方向）： 材 料 科 学 与 工 程 专 业 2006 级 考试方式及要求：闭 卷 考 试（A ）莱氏体 （B ）珠光体 （C ）铁素体 （D ）奥氏体 8、在柯肯达尔效应中，标记漂移主要原因是扩散偶中（ ）。
（A ）两组元的原子尺寸不同（B ）仅一组元的扩散（C ）两组元的扩散速率不同 9、体心立方结构晶体的点阵常数a 与其原子半径r 的比值为（ ）。
（A ）2 （B ）334 （C ）32 （D ）2210、在二元相图中，L （液相）＋α（固相）→β（固相）为（ ）反应。
（A ）共析 （B ）共晶 （C ）包晶 （D ）熔晶11、位错的应变能与其（ ）成正比。
（A ）b （B ）b 2 （C ）b 3 12、金属的自扩散激活能等于（ ）（A ）空位形成能和迁移激活能的总和 （B ）空位的形成能 （C ）空位的迁移能13、上坡扩散J 与dc/dx 的方向（ ）。
四川大学2013秋材料力学(3)期中考试卷
注：本卷共6页7道大题，全部做在试卷上。
各题中的构件除特殊说明外，均指等截面构件且不考虑自重。
一、填空题（4小题，共16分）
1．（4分）如下左图所示，薄壁圆筒某横截面上的扭矩为 ，该截面壁厚中线的半径为 ，壁厚为 ，假设截面上的切应力 沿壁厚方向均匀分布，则薄壁圆筒横截面上的切应力 。（4分）
2．（4分）如上右图所示边长为 的正三角形截面，其对任意边的惯性矩为 ，而对任意过形心的轴的惯性矩为 ，则在下列四个答案中，正确的是：（C）。（4分）
（A） （B） （C） （D）
3．（4分）几种材料的拉伸曲线如下左图所示，材料（A）的强度最高；材料（B）的刚度最大；
材料（C）的塑性最好。（4分）（对一个1分，对两个3分，全对4分）
4．（4分）如上右图所示，外伸梁在 处有一重量为 的重物绕过一无摩擦的滑轮，若不计滑轮的重量，则梁支座 右侧截面上弯矩为： 。（4分）
二、选择题（共6分）
1．（6分）生活中有一些常见的现象或情景都具有一定的力学道理，描述这些现象或情景的力学道理往往可用一个关键的力学术语来描述，如“弹性、各向同性、各向异性、拉应力、压应力、切应力、应力集中、稳定、失稳”等等，下面是生活中一些常见的现象或情景，请在上面列举的力学术语中选择最贴切的一个填到后面的括号中。
四川大学材料科学848题库
四川大学材料科学基础题库2013年10月27第一章1、空间点阵与晶体点阵有何区别？晶体点阵也称晶体结构，是指原子的具体排列；而空间点阵则是忽略了原子的体积，而把它们抽象为纯几何点。
2、金属的3种常见晶体结构中，不能作为一种空间点阵的是哪种结构？密排六方结构。
3、原子半径与晶体结构有关。
当晶体结构的配位数降低时原子半径如何变化？原子半径发生收缩。
这是因为原子要尽量保持自己所占的体积不变或少变[原子所占体积VA＝原子的体积(4/3πr3+间隙体积]，当晶体结构的配位数减小时，即发生间隙体积的增加，若要维持上述方程的平衡，则原子半径必然发生收缩。
4、在晶体中插入柱状半原子面时能否形成位错环？不能。
因为位错环是通过环内晶体发生滑移、环外晶体不滑移才能形成。
5、计算位错运动受力的表达式为，其中是指什么？外力在滑移面的滑移方向上的分切应力。
6、位错受力后运动方向处处垂直于位错线，在运动过程中是可变的，晶体作相对滑动的方向应是什么方向？答：始终是柏氏矢量方向。
7、位错线上的割阶一般如何形成？位错的交割。
8、界面能最低的界面是什么界面？共格界面。
9、“小角度晶界都是由刃型位错排成墙而构成的”这种说法对吗？否，扭转晶界就由交叉的同号螺型位错构成。
10、原子的结合键有哪几种？各有什么特点？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。
11、面心立方晶体和体心立方晶体的晶胞原子数、配位数和致密度各是多少？晶胞原子数配位数致密度面心立方 4 12 74%体心立方 2 8 68%12、立方晶系中，若位错线方向为[001]，，试说明该位错属于什么类型。
2013秋材料力学(3)期中考试卷
竖杆的强度条件为： 则： （3分）
因： ，则结构的许可载荷为：
（2分） （2分）
解毕
四、（14分）作如图所示悬臂梁的剪力图和弯矩图。
（1）求约束反力：
（2分）
剪力图和弯矩图各（6分）
五、（16分）如图所示两端固定的圆轴，在轴的 截面处作用有集中外力偶矩 ，已知：圆轴材料的许用切应力 ，剪切弹性模量 ，长度 。（1）试确定圆轴的直径 。（2）根据所选定的圆轴直径，计算圆轴中间 截面转动的角度。
解：梁的约束反力为： （2分）
最大弯矩可能在支座处也可能在中间截面处。
支座处：
中间截面处：
所以最大弯矩在中间截面，为： （6分）
（也可作梁的内力图求得，共8分）
根据梁的强度条件有： （3分）
所以梁的许可载荷为：
（5分）
解毕
七、（16分）如图所示矩形截面（ ）简支梁受均布载荷 作用，梁材料的弹性模量为 ，梁的跨度为 。试求梁下边缘的总伸长量 。
（A） （B） （C） （D）
3．（4分）几种材料的拉伸曲线如下左图所示，材料（A）的强度最高；材料（B）的刚度最大；
材料（C）的塑性最好。（4分）（对一个1分，对两个3分，全对4分）
4．（4分）如上右图所示，外伸梁在 处有一重量为 的重物绕过一无摩擦的滑轮，若不计滑轮的重量，则梁支座 右侧截面上弯矩为： 。（4分）
1．（4分）如下左图所示，薄壁圆筒某横截面上的扭矩为 ，该截面壁厚中线的半径为 ，壁厚为 ，假设截面上的切应力 沿壁厚方向均匀分布，则薄壁圆筒横截面上的切应力 。（4分）
2．（4分）如上右图所示边长为 的正三角形截面，其对任意边的惯性矩为 ，而对任意过形心的轴的惯性矩为 ，则在下列四个答案中，正确的是：（C）。（4分）
四川大学2012秋材料力学期中考试卷(3)评分标准
b
A
B
h
L
解： （1）他能通过木板吗？
该人走到木板中间时木板最危险， 分）此时有： M max FL （2 分） （2 4 M 3FL 3 600 3000 FL 6 max max 2 2 2bh 2 200 302 Wz 4 bh
60 t 15 MPa [ ] 12 MPa （3 分） 4
(1 )
x 0.28 L 0.84 m （2 分） 他走到离右端距离约为 x 0.84 m 处木板破坏
六、 （18 分）如图所示铸铁制成的悬臂梁，受两个集中力 F1 40kN 和 F2 80kN 的作用，梁材料
的 许 用 拉 应 力 [ t ] 40 MPa ， 许 用 压 应 力 [ c ] 160MPa ， 截 面 对 水 平 形 心 轴 的 惯 性 矩
二、 （18 分）如图所示结构， CB 是水平刚性横梁，不计其重量。①、②号杆是圆形截面杆件，直 径均为 d 20 mm ，①号杆材料的许用应力 [ 1 ] 160MPa ，②号杆材料的许用应力 [ 2 ] 80 MPa， L 2 m 。载荷 F 可以在①、②号杆之间的刚性梁上自由移动。 （1）求结构的许可载荷 [F ] 。 （2）当载
IK (
8
8 （3 ) R 4 。 分） 9
y
A
B
C
C
R
K
a
a
R
O
z
F
注：1 试题字迹务必清晰。 2 题间不留空，一般应题卷分开
本题 页，本页为第 教务处试题编号：
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4． 分） （3 如上右图所示外伸梁在 C 处有一重量为 F 的重物绕过一无摩擦的滑轮， 若不计滑轮的重量， 则梁 B 截面上轴力为： FN F ， 分）剪力为： FS F ， 分）弯矩为： M Fa 。 分） （1 （1 （1 （没写正负号也算对！ ） 5． 分）生活中有一些常见的现象都具有一定的力学道理，描述这些现象的力学道理往往可用一个 （6 关键的力学术语来描述，如“弹性、塑性、各向同性、各向异性、拉应力、压应力、应力集中、稳定、 失稳”等等，下面是生活中一些常见的现象，请在上面列举的力学术语中选择最贴切的一个填到后面的 括号中。 （1） 材料力学课堂上老师常常用粉笔给学生演示杆件拉伸和扭转的破坏现象， 粉笔拉伸破坏时断面是 平整的断口，而粉笔扭转破坏时断面是螺旋面断口。 拉应力 （ ） 分） （1 （2） 生活中常见的椅子或凳子一般都有四条腿，很难看到三条腿的椅子或凳子。 稳定 ） 分） （ （1 （3） 坐火车的时候，特别是在晚上，我们能清晰地听到很有节奏的“哐铛——哐铛”声，那是因为火 车的铁轨在连接处都留有一条缝隙，而不是紧靠在一起连接起来。 失稳 （ ） 分） （1 （4）成语“势如破竹”形容的是做某件事情时如果我们把最初的环节做好了，而事情后面的各个环节 会因此而迅速容易地被解决这样一种情景， 但该成语的字面意思是竹子很容易在竖直方向劈开， 而在横 向却很难如此。 各向异性 ） 分） （ （1 （5）不同行业所使用的构件或构件的截面形式往往具有鲜明的特点和差异（不考虑工艺和成本等非力 学因素） ，例如机械制造中常常使用阶梯状的构件；铁路交通中铁轨则采用工字钢；土建工程中的梁或 柱采用的大都是矩形或圆形截面， 变截面梁则往往采用截面连续变化的形式， 比如鱼腹形梁和挑梁就是 如此。 应力集中 ） 分） （ （1 （6）在正式的足球比赛中，比如世界杯，开赛前需要将若干个足球进行灌气，灌气后还要进行称重， 比赛用足球有一个标准重量， 超重或重量不够的足球不能用于正式比赛， 这也就是说比赛用足球的灌气 量必须恰到好处。 弹性 ） 分） （ （1
四川大学材料科学与工程基半期考试题库
第一章1. S 原子的价电子数是5个。
(0.0分) A.√ B.×2. Cu原子的价电子数是___3___个。
(0.0分) A.√ B.×3. Na 原子中11个电子的填充方式为1s22s22p53s2。
(0.0分)A.√B.×4. 泡利不相容原理、能量最低原则和洪特规则是电子在原子轨道中排列必须遵循的三个基本原则。
A.√B.×√5. 原子中每个电子必须有独自一组四个量子数。
A.√B.×6. 在四个量子数中，l 是第二量子数，它决定体系角动量和电子几率分布的空间对称性。
A.√B.×7.在四个量子数中，n 是第一量子数，它决定体系的能量。
(0.0分)A.√B.×8.在四个量子数中，ml 决定电子自旋的方向。
A.B.×9. 在四个量子数中，ms是确定体系角动量在磁场方向的分量。
(0.0分)A.√B.× 10.按照化学组成，可以把材料分为三种基本类型 A.金属材料、硅酸盐、有机高分子材料B.陶瓷材料、高分子材料、钢铁C.有机高分子材料、金属材料、无机非金属材料D.有机材料、无机非金属材料、金属材料 11. 材料是指用来制造某些有形物体的基本物质 A.√ B.×12. 材料是由物质构成的，因而物质就是材料 A.√B.×13. 按照方框图，N原子中5个价电子的填充方式为A.√B.×第二章-11. 金属键既无方向性，也无饱和性。
(0.0分) A.√B.×2. 晶体物质的共同特点是都金属键。
(0.0分) A.√ B.×3.晶体物质的共同特点是都具有金属键。
(0.0分) 具有 A.√ B.×4. 金属键是由众多原子最（及次）外层电子释放而形成的电子气形成的，因而具有最高的键能。
A.√B.×5. 三种基本键合的结合强弱顺序为金属键＞离子键＞共价键。
(0.0分)A.√B.×6. 氢键具有方向性，但无饱和性。
(完整版)材料科学基础试卷及答案7套
试题1一. 图1是Na2O的理想晶胞结构示意图，试回答：1．晶胞分子数是多少；2．结构中何种离子做何种密堆积；何种离子填充何种空隙，所占比例是多少；3．结构中各离子的配位数为多少，写出其配位多面体；4．计算说明O2-的电价是否饱和；5．画出Na2O结构在（001）面上的投影图。
二. 图2是高岭石(Al2O3·2SiO2·2H2O)结构示意图，试回答：1．请以结构式写法写出高岭石的化学式；2．高岭石属于哪种硅酸盐结构类型；3．分析层的构成和层的堆积方向；4．分析结构中的作用力；5．根据其结构特点推测高岭石具有什么性质。
三. 简答题：1.晶体中的结构缺陷按几何尺寸可分为哪几类？2.什么是负扩散？3．烧结初期的特征是什么？4.硅酸盐晶体的分类原则是什么？5.烧结推动力是什么？它可凭哪些方式推动物质的迁移？6.相变的含义是什么？从热力学角度来划分，相变可以分为哪几类？四. 出下列缺陷反应式：1.NaCl形成肖特基缺陷；2.AgI形成弗仑克尔缺陷（Ag+进入间隙）；3.TiO2掺入到Nb2O3中，请写出二个合理的方程，并判断可能成立的方程是哪一种？再写出每个方程的固溶体的化学式。
4.NaCl溶入CaCl2中形成空位型固溶体五. 表面力的存在使固体表面处于高能量状态，然而，能量愈高系统愈不稳定，那么固体是通过何种方式降低其过剩的表面能以达到热力学稳定状态的。
六.粒径为1μ的球状Al2O3由过量的MgO微粒包围，观察尖晶石的形成，在恒定温度下，第一个小时有20%的Al2O3起了反应，计算完全反应的时间：⑴用杨德方程计算；⑵用金斯特林格方程计算。
七.请分析熔体结构中负离子团的堆积方式、聚合度及对称性等与玻璃形成之关系。
八.试从结构和能量的观点解释为什么D晶界>D晶内？九.试分析二次再结晶过程对材料性能有何影响？工艺上如何防止或延缓二次再结晶的发生？十.图3是A-B-C三元系统相图，根据相图回答下列问题：1．写出点P，R，S的成分；2．设有2kgP，问需要多少何种成分的合金Z才可混熔成6kg成分为R的合金。
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《材料科学基础期中考试》四川大学
期中考试试卷
课程号
6706601060 考试时间 120 分钟
一、选择题（只有一个正确答案，每题0.5分，共10分） 1、金属镁为密排六方结构，其配位数为（ ） （A ）8 （B ）12 （C ）6 （D ）4
2、一个NaCl 晶胞中含有（ ）个NaCl “分子”。
（A ）8 （B ）12 （C ）6 （D ）4
3、溶质进入溶剂晶格间隙所形成的固溶体为（ ）。
（A ）连续固溶体 （B ）有限固溶体 （C ）置换固溶体 （D ）间隙固溶体 4、下列材料具有各向异性的是（ ）。
（A ）单晶体铜 （B ）多晶体纯铁 （C ）玻璃 5、螺型位错的滑移方向与切应力的方向（ ） （A ）平行 （B ）垂直 （C ）既不垂直也不平行
6、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 ）肖脱基缺陷 （B ）弗兰克尔缺陷 （C ）线缺陷 （D ）晶界
7、铸铁和碳钢的区别在于有无（ ）。
适用专业年级（方向）： 材 料 科 学 与 工 程 专 业 2006 级 考试方式及要求：
闭 卷 考 试
（A ）莱氏体 （B ）珠光体 （C ）铁素体 （D ）奥氏体 8、在柯肯达尔效应中，标记漂移主要原因是扩散偶中（ ）。
（A ）两组元的原子尺寸不同（B ）仅一组元的扩散（C ）两组元的扩散速率不同 9、体心立方结构晶体的点阵常数a 与其原子半径r 的比值为（ ）。
（A ）2 （B ）334 （C ）32 （D ）22
10、在二元相图中，L （液相）＋α（固相）→β（固相）为（ ）反应。
（A ）共析 （B ）共晶 （C ）包晶 （D ）熔晶
11、位错的应变能与其（ ）成正比。
（A ）b （B ）b 2 （C ）b 3 12、金属的自扩散激活能等于（ ）
（A ）空位形成能和迁移激活能的总和 （B ）空位的形成能 （C ）空位的迁移能
13、上坡扩散J 与dc/dx 的方向（ ）。
（A ）一致 （B ）相反 （C ）垂直
14、室温下含0.3％C 的钢平衡条件下，组织组成物（ ）。
（A ）F+P （B ）F+Fe 3C （C ）（Fe 3C ）Ⅱ＋P 15、在置换固溶体中，原子扩散的方式一般为（ ）。
（A ）填隙机制 （B ）间隙机制 （C ）空位机制 （D ）换位机制 16、形成临界晶核时体积自由能的减少只能补偿表面能的（ ）。
（A ）1/3 （B ）2/3 （C ）3/4 （D ）1/2 17、形核所必须的最小过冷度称为（ ）。
（A ）有效过冷度 （B ）临界过冷度 （C ）动态过冷度
18、固溶体合金在非平衡结晶过程中，形成的晶核与整个晶粒相比含有的高熔点组元（ ）。
（A ）较少 （B ）较多 （C ）一样 19、晶体的长大机制取决于（ ）
（A）形核率（B）形核方式（C）界面微观结构（D）液相内的温度分布20、金属的熔点是（）
（A）冷却曲线上出现平台的温度（B）液相与固相自由能随温度变化曲线上相交的温度（C）第一批晶核形成时所对应的实际温度
二、名词解释（简短解释，每题2分，共30分）
1、晶体缺陷
2、间隙固溶体
3、电负性
4、配位数
5、共晶反应
6、同素异构转变
7、高分子的柔顺性
8、空位扩散
9、金属的凝固
10、负刃型位错
11、过冷度
12、全位错
13、奥氏体组织
14、致密度
15、能量起伏
三、简述题（每题4分，共20分）
1、什么叫金属间化合物（中间相），试列出金属间化合物的类型。
2、简述刃型位错、螺型位错与位错线、柏氏矢量和位错滑移方向之间的关系。
3、简述影响扩散系数的因素。
4、铁碳合金中共有五种不同形态的渗碳体，按照形成温度由高到低写出它们的名称。
5、纯金属晶体长大机制（方式）有哪些？分别对应怎样的固液界面微观结构？
四、作图题（每题5分，共10分）
1、下图为fcc结构示意图，请做出密排面和密排方向的指数，假如晶格常数为a，计算密排面的面间距d。
面心立方体
2、在下两个图中做出柏氏回路，并标出柏氏矢量的方向和大小。
五、试判断在fcc 中，下列位错反应能否进行？并指出3个位错的类型？（10分）
[][]
[]
1113
21161102a
a a −→−+
六、有一硅单晶片，厚0.5mm，其一端面上每107个硅原子包含两个镓原子，另一个端面经处理后含镓的浓度增高。
试求在该面上每107个硅原子须包含几个镓原子，才能使浓度梯度成为2*1026原子数/（m3．m），硅的点阵常数为0.5407nm，硅点阵每个晶胞原子数为8。
（10分）
七、Mg-Ni 系的一个共晶反应为
[]54.6%w(Ni)Ni Mg )(%)5.23)((2507=+⇔=︒纯镁αC
Ni w L
设C 1亚共晶合金，C 2过共晶合金，这两种合金中的先共晶相的质量分数相等，但C1合金中的a 总量为C 2合金中的a 总量的205倍，试计算C 1和C 2的成分。
（10分）。