《材料科学基础》考研石德珂版2021考研名校考研真题
石德珂《材料科学基础》(第2版)配套题库【名校考研真题】第1章~第3章【圣才出品】
第一部分名校考研真题导论１．试举例分析材料加工过程对材料使用性能的影响。
[中南大学2007研]答：材料加工过程对材料使用性能有重要而复杂的影响，材料也必须通过合理的工艺流程才能制备出具有实用价值的材料来。
通过合理和经济的合成和加工方法，可以不断创制出许多新材料或改变和精确控制许多传统材料的成分和结构，可以进一步发掘和提高材料的性能。
材料的制备/合成和加工不仅赋予材料一定的尺寸和形状，而且是控制材料成分和结构的必要手段。
如钢材可以通过退火、淬火、回火等热处理来改变它们内部的结构而达到预期的性能，冷轧硅钢片经过复杂的加工工序能使晶粒按一定取向排列而大大减少铁损。
2．任意选择一种材料，说明其可能的用途和加工过程。
[中南大学2007研]答：如Al-Mg合金。
作为一种可加工、不可热处理强化的结构材料，由于具有良好的焊接性能、优良的耐蚀性能和塑性，在飞机、轻质船用结构材料、运输工业的承力零件和化工用焊接容器等方面得到了广泛的应用。
根据材料使用目的，设计合金成分，考虑烧损等情况进行配料，如A15Mg合金板材，实验室条件下可在电阻坩埚炉中750℃左右进行合金熔炼，精炼除气、除渣后720℃金属型铸造，430～470℃均匀化退火10～20h后，在380～450℃热轧，再冷轧至要求厚度，在电阻炉中进行稳定化处理，剪切成需要的尺寸或机加工成标准试样，进行各种组织、性能测试。
3．说说你对材料的成分、组织、工艺与性能之间关系的理解。
[中南大学2007研]答：材料的成分、组织、工艺与性能之间的关系非常紧密，互相影响。
材料的性能与它们的化学成分和组织结构密切相关，材料的力学性能往往对结构十分敏感，结构的任何微小变化，都会使性能发生明显变化。
如钢中存在的碳原子对钢的性能起着关键作用，许多金属材料中一些极微量的合金元素也足以严重影响其性能。
然而由同一元素碳构成的不同材料如石墨和金刚石，也有着不同的性能，有些高分子的化学成分完全相同而性能却大不一样，其原因是它们有着不同的内部结构。
考研材料科学基础题库与答案
考研材料科学基础题库与答案考研材料科学基础是一门重要的专业课程，对于想要在材料领域深入研究的同学来说，掌握这门课程的知识至关重要。
以下为大家整理了一套较为全面的考研材料科学基础题库，并附上详细的答案解析，希望能对大家的备考有所帮助。
一、晶体结构1、画出面心立方（FCC）和体心立方（BCC）晶体结构的晶胞，并分别计算其原子半径与晶格常数之间的关系。
答案：面心立方（FCC）晶胞中，原子半径 r 与晶格常数 a 的关系为 r ＝√2a/4；体心立方（BCC）晶胞中，原子半径 r 与晶格常数 a 的关系为 r ＝√3a/4。
2、简述晶体结构与空间点阵的区别。
答案：晶体结构是指晶体中原子、离子或分子的具体排列方式，它不仅包括空间点阵的形式，还包括原子的种类、数量以及它们之间的相互作用等。
而空间点阵是将晶体结构中的质点抽象为几何点，所得到的几何图形，它只反映质点的分布规律和周期性。
二、晶体缺陷1、什么是点缺陷？点缺陷有哪些类型？答案：点缺陷是指在晶体中三维方向上尺寸都很小的缺陷。
点缺陷的类型主要包括空位、间隙原子和杂质原子。
2、简述位错的基本类型及它们的运动方式。
答案：位错的基本类型有刃型位错和螺型位错。
刃型位错的运动方式有滑移和攀移；螺型位错的运动方式只有滑移。
三、凝固与结晶1、简述纯金属结晶的条件和过程。
答案：纯金属结晶的条件是要有一定的过冷度。
结晶过程包括形核和长大两个阶段。
形核又分为均匀形核和非均匀形核。
均匀形核是依靠液态金属本身的结构起伏自发地形成晶核；非均匀形核是依靠液态金属中存在的固态杂质或容器壁等现成表面形成晶核。
长大过程是晶核形成后，原子不断向晶核表面堆砌，使晶核不断长大，直至液态金属全部转变为固态晶体。
2、比较均匀形核和非均匀形核的异同。
答案：相同点：都是形核的方式，都需要一定的过冷度，都包含形核功。
不同点：均匀形核依靠液态金属本身的结构起伏自发形成晶核，所需的过冷度较大，形核功较大；非均匀形核依靠现成表面形成晶核，所需过冷度较小，形核功较小。
石德珂《材料科学基础》配套题库-名校考研真题(高分子材料的结构)【圣才出品】
4.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
1/3
）。[上海交通大学 2007 研]
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【答案】B
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5．聚乙烯高分子材料中 C-H 化学键属于（ A．氢键 B．离子键 C．共价健 【答案】C
3/3
）。[华中科技大学 2007 研]
6．最难以形成非晶态结构的是（ ）。[上海交通大学 2005 研] A．陶瓷 B．金属 C．聚合物 【答案】B
7．高分子材料是否具有柔顺性主要决定于（ 研]
A．主链链节 B．侧基 C．侧基内的官能团或原子 【答案】A
）的运动能力。[华中科技大学 2007
8．高分子材料存在丌同构象的主要原因是主链上的碳原子可以（ 学 2005 研]
三、名词解释 热塑性和热固性高分子材料 [吉林大学 2010 研] 答：高分子材料是由相对分子质量较高的化合物构成的材料，包括橡胶、塑料、纤维、 涂料、胶黏剂和高分子基复合材料等。高分子材料按其性能可分为热塑性和热固性高分子材 料，其中，热塑性高分子材料可溶、可熔；热固性高分子材料丌溶、丌熔。利用加热和溶解 的方法可将热固性和热塑性材料分辨出来，常用的识别高分子材料的简便方法有经验法、燃 烧法、溶解法、仪器分析法等。
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第 3 章 高分子材料的结构
பைடு நூலகம்
一、选择题
1．高分子的主链结构对单键内旋转有重要影响。下列最易单键内旋转的主链结构是 （ ）。[上海交通大学 2006 研]
A．Si-O 键 B．C-C 键 C．C-O 键 【答案】A
2．高分子非晶态的无规线团模型中，分子链总和在溶液中一样，呈无规线团状，线团 之间是无规则缠结，在分子链间存在额外空隙，即所谓的自由体积。高分子非晶态中（ ）。 [浙江大学 2006 研]
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第7章扩散与固态相变一、选择题1．离子化合物中，阳离子比阴离子扩散能力强的原因在于（）。
[上海交通大学2005研]A．阴离子的半径较大B．阳离子更容易形成电荷缺陷C．阳离子的原子价与阴离子不同【答案】A2．材料中能发生扩散的根本原因是（）。
[华中科技大学2006研]A．温度的变化B．存在浓度梯度C．存在化学势梯度【答案】C3．在低温下，一般固体材料中发生的扩散是（）。
[南京工业大学2009研]A．本征扩散B．非本征扩散C．无序扩散【答案】B【解析】固体材料在温度较高时，发生本征扩散；在低温下，则发生非本征扩散。
二、填空题散机制主要有______和______；前者是原子通过______进行迁移，后者是原子通过______进行迁移，因此前者的扩散激活能比后者______；扩散系数比后者______。
[合肥工业大学2006研]【答案】化学势梯度；化学位降低；空位扩散机制；间隙机制；空位扩散；晶格间隙；小；大2．上坡扩散是指______。
扩散的驱动力是______。
[江苏大学2005研]【答案】由低浓度向高浓度方向的扩散；化学势的改变3．扩散系数越______，结构缺陷越多，扩散速度越______。
[沈阳大学2009研]【答案】小；快4．马氏体相变具有以下的一些特征： 、 、 和 等。
[南京工业大学2009研]【答案】存在习性平面；取向关系；无扩散性；速度快（或没有特定的相变温度）【解析】马氏体相变具有热效应和体积效应，相变过程是形成核心和长大的过程。
马氏体相变是无扩散相变之一，相变时没有穿越界面的原子无规行走或顺序跳跃，因而新相（马氏体）承袭了母相的化学成分、原子序态和晶体缺陷。
惯习（析）面是指马氏体相变时在一定的母相面上形成新相马氏体。
三、简答题1．解释名词扩散系数。
[东北大学2004研]答：根据菲克第一定律，在单位时间内通过垂直于扩散方向的单位截面积的扩散物质流量（称为扩散通量，用J 表示）与该截面处的浓度梯度成正比，也就是说，浓度梯度越大，扩散通量越大，相应的数学表达式为：d d C J D x=- 式中，D 为扩散系数，m 2/s ；C 为扩散物质（组元）的体积浓度，原子数/m 或kg/m ；d C /d x 为浓度梯度；“－”号表示扩散方向为浓度梯度的反方向，即扩散组元由高浓度区向2扩散系数D 是描述扩散速度的重要物理量，它相当于浓度梯度为1时的扩散通量，D 值越大则扩散越快。
《材料科学基础考研》材料科学基础试卷.doc
材料科学基础试卷—填空题(20)1、在晶体学屮，所有的晶体均可归纳为______ 个晶系屮， _____ 种布拉菲点阵,所有空间点阵又可归于_____ 晶族,通过宏观对称要素分析，晶体可能存在的对称类型(点群)有________ 种。
(7、14、3、32)2、晶体的对称要素要宏观对称要素和微观对称要素之分，宏观对称要素包括：_____ 、_____ 、_____ 、______ 等，围观对称要素包括 _____ 、______ 等。
(回转对称轴、对称面、对称屮心、回转■反演轴；滑动面、螺旋轴) 3、缺陷亏归纳为______ 缺陷、 ______ 缺陷和_____ 缺陷三类，位错属于_______缺陷，其最重要最基本的形态有_____ 位错和______ 位错两种，也有介于他们之间的_____ 位错。
(点、线、面；线；刃型、螺型；混合型)4、根据溶质原子在晶体点阵中的位置，可以讲固溶体分为三类：分别是________固溶体、_____ 固溶体和______ 固溶体。
(置换、间隙、缺位)二选择题(30)1、镜像指数与晶面指数满足条件［hkl］丄(hkl)的晶系为：(A)A.只有立方晶系B.立方晶系与正交晶系C.只有正交品系2、原子半径的大小与键的性质肓接相关。
不同的键型，原子半径也不相同。
其中，可以用键长的一般表示为：(A)A.共价半径、范德瓦尔斯半径B.金属半径、离子半径C.共价半径、离子半径3、密排六方和面心立方结构密排面上院子的堆垛方式为：(A)A.ABAB ......., ABC ABCB.ABCABC ,ABABC.ABCABC ,ABCABC4、金属晶体中最典型的结构是：(A)A.面心立方、体心立方、密排六方B.面心立方、简单立方、密排六方C.面心立方、提心四方、密排六方5、正离子配位数通常有正负离子半径比确定，因此：(A)A.配位多面体是八面体时，正、负离子半径比应处于0.414〜0.732范围B.正离子配位数为6时，正、负离子半径比处于0.225〜0.414范围C.正、负离子半径比处于0.732〜1.0范围时，配位多面体是四面体6、缺陷的特征是：(B)A. 不随外界条件的改变而变动，也不会合并和消失B. 随着各种条件的改变而不断变动，有些可以产生、发展、运动、交互 作用、合并和消失C. 随着各种条件的改变而不断变动，但不产生交互作用，不会合并和消 失7、设AG 为氧化物M0的肖特基缺陷形成自由焙变化，则对该体系中由肖特基 缺陷形成的［V M ］和［Vo ］空位的总浓度［V ］的计算式为(C)8、 位错最重要的性质之一是它可以在晶体中运动，其中：(C)A. 刃型位错不引起剪切畸变，也不引起体积的膨胀和收缩，螺型位错反 之B. 刃型位错引起压缩变形，螺型位错引起体积的碰撞C.螺型位错只引起剪切畸变，而不引起体积的膨胀和收缩，刃型位错反 之9、 位错滑移与攀移所需驱动力的性质可分别描述为：(C) A. 弹性力；化学力与切应力 B. 化学力与切应力；弹性力C. 切应力；化学力与弹性力10、 固体表面力源自于：(A)A. 固体表面质点排列的周期性屮断，力场对称性破坏，表现出的剩余键 力B. 固体表面的不均匀性，外界物质容易填入台阶处而表现岀的吸引力C. 固体表面由于大量位错露头的存在，产生了表面缺陷，改变了表面势 场而出现的作用力11、 I 古I 溶体特点是掺入外来杂质原子后原来的晶体结构不发生转变，但点阵畸变，性能变化。
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Ex
，代入上式，得： Ey
jx eEx (ne pn ) ， jy eEy (ne pn ) eB(nevex pnvnx )
将 vex eEx，vnx =n Ex 代入上式得： jy eEy (ne pn ) eBEx (ne2 pn2 )
因此有：
Ey
pn2 pn
ne2 ne
BEx
由
jx
的的表达式获得
3500cm2/Vs，空穴的迁移率为 1400cm2/Vs，问电子电流在该样品中的总电流中所占的
比例为多少？提示：（a）在稳定状态下，载流子的漂移速度 v 不电场 E 之间的绝对值之比
v 称为载流子的迁移率。当浓度为 n 的载流子在电场 E 和磁场 B 中运动时，稳定状态 E
下其电流密度为 j ne(E v B) ；（b）在存在纵向电场的情况下，求出使横向电流消失的 横向电场。[南京大学 2003 研]
2008 研] 答：（1）n 型半导体是指本征半导体 Si 或 Ge 中加入少量 VA 族的 P 或 As 或 Sb 等元
素后所形成的半导体。 （2）p 型半导体是指在本征半导体 Si 或 Ge 中加入少量ⅢA 族的 B 或 Al 或 Ga 或 In
等元素后所形成的半导体。 （3）n 型半导体的载流子包括施主电子、本征电子及等量的本征空穴，故其电子浓度
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第 9 章 固体材料的电子结构与物理性能
一、选择题
1．爱因斯坦模型和德拜模型对于比热问题而言，由于采用的近似条件丌同，因而适用 的范围也没，实际上，（ ）。[浙江大学 2007 研]
A．爱因斯坦模型特别描述的是声学声子的贡献，德拜近似更适用于低温 B．爱因斯坦模型特别描述的是光学声子的贡献，德拜近似更适用于高温 C．爱因斯坦模型特别描述的是光学声子的贡献，德拜近似更适用于低温 【答案】C
材料科学基础考研真题(附答案)
硕士研究生入学考试试题考试科目代码及名称：959 材料科学基础考试时限：3小时 总分：150分一、名词解释 （10×3=30分）加工硬化 沉淀强化 交滑移 上坡扩散 调幅分解 金属化合物 临界分切应力 珠光体 Orowan 机制 等强温度二、解答题（6×10=60分）1、判断下列位错反应能否进行：（1）]110[2]101[2]100[a a a +→；(2)]111[2]111[6]112[3a a a →+ 2、请指明下列五种结构分别属于什么布拉菲点阵。
注：a=b=c,α=β=γ=90°。
图省3、冷变形金属在回复和再结晶过程中，组织和性能分别有什么变化？4、试分别给出FCC,BCC 及HOP 的主要滑移系。
5、试分析液态金属凝固过程中形成中心等轴晶区的条件是什么？6、为什么空位是热力学稳定缺陷，而位错是非热力学稳定缺陷。
三、问答题(3×20=60分)1、绘出Fe-Fe 3C 相图，标出其中的关键成分和关键温度，并且回答：（1）分析碳含量对Fe-C 合金室温组织和力学性能的影响。
（2）分析45钢的拉伸变形过程可分为哪几个阶段及其相应的特征和机理。
2、试解释为什么材料的理论强度远高于其实际强度。
随着现代科学技术的进步和国民经济的发展，材料的强韧化越来越重要，试举例说明材料强化或韧化的4种方法，并阐述相应的强化和韧化原理。
3、试分析下列材料科学过程是否与原子扩散有关，为什么？A 热弹性马氏体箱变B 脱溶分解C 成分均匀化D 高温蠕变E G.P 形成硕士研究生入学考试试题参考答案考试科目代码及名称：959 材料科学基础考试时限：3小时 总分：150分一、名词解释（30分）加工硬化：随着冷变形程度的增加，金属材料强度和硬度指标都有所提高，但塑性、韧性有所下降的现象。
沉淀强化：过饱和固溶体随温度下降或长时间保温过程中（时效）发生脱溶分解，细小的沉淀物分散于基体之中，阻碍位错运动而产生强化的现象。
石德珂《材料科学基础》(第2版)配套题库【名校考研真题】第4章~第6章【圣才出品】
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②柯垂尔提出了溶质原子与位错之间的交互作用，在间隙固溶体中，由于间隙原子的半 径比晶体间隙的半径大，与位错进行弹性交互作用，结果间隙原子将在位错附近聚集，形成 小原子集团，称为柯垂尔气团。柯垂尔气团的存在，使位错运动困难，这是因为位错只有从 气团中挣脱或者抱着气团一起前进才能继续运动，这需要外力作更多的功，这就是固溶强化 效应；
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第 4 章 晶体缺陷
一、选择题
1应力分量全为零 B．刃型位错的应力场中正应力分量全为零 C．刃型位错的应力场中切应力分量全为零 【答案】A
）。[上海交通大学 2005 研]
4．简述位错、位错线和柏氏矢量（ b ）的概念，并论述柏氏矢量和位错线的相对关系。 [吉林大学 2009 研] 答：（1）位错是晶体材料的一种内部微观缺陷，指原子的局部不规则排列（晶体学缺 陷）。从几何角度看，位错属于一种线缺陷，可视为晶体中已滑移部分与未滑移部分的分界 线，其存在对材料的物理性能，尤其是力学性能，具有极大的影响。 位错线是指晶体或晶格内滑移面上已滑动区的边界线称。位错线的形成和发展可用 Frank Read 源的原理解释：当应力超过临界剪应力时，位错线扩张，形成内外两部分，外 部位错逐渐扩大，内部位错线恢复原状，在外力作用下，不断产生新位错环，因而得到很大 的滑移量。 柏氏矢量是描述位错实质的重要物理量，反映出柏氏回路包含的位错所引起点阵畸变的 总积累。通常将柏氏矢量称为位错强度，位错的许多性质如位错的能量、所受的力、应力场、 位错反应等均与其有关。它也表示出晶体滑移时原子移动的大小和方向。 （2）柏氏矢量和位错线的相对关系： ①一条位错线具有唯一的柏氏矢量。它与柏氏回路的大小和回路在位错线上的位置无 关，位错在晶体中运动或改变方向时，其柏氏矢量不变； ②根据柏氏矢量与位错线的关系可以确定位错的类型。当柏氏矢量垂直于位错线时是刃 位错；当柏氏矢量平行于位错线时是螺位错；当柏氏矢量与位错线成任意角度时是混合位错。
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第10章材料概论一、选择题在金属、陶瓷和高分子中最易结晶的是（）。
[上海交通大学2007研]A．高分子B．陶瓷C．金属【答案】C二、填空题1．按照材料的化学组成，可以将材料分为______，______，______和______四大类。
[华中科技大学2007研]【答案】金属材料；无机非金属材料；高分子材料；复合材料2．细化晶粒不但可以提高材料的______，同时还可以改善材料的______和______。
[沈阳大学2009研]【答案】强度；塑性；韧性三、简答题1．试从结合键的角度，分析工程材料的分类及其特点。
[西北大学2006研]答：金属材料：主要以金属键为主，大多数金属强度和硬度较高，塑性较好。
陶瓷材料：以共价键和离子键为主，硬、脆，不易变形，熔点高。
高分子材料：分子内部以共价键为主，分子间为分子键和氢键为主。
复合材料：是以上三中基本材料的人工复合物，结合键种类繁多，性能差异很大。
2．何谓塑料？何谓橡胶？两者在室温时的力学性能有何显著差别？[西安交通大学2008研]答：塑料是室温下处于玻璃态的高分子材料，橡胶是室温下处于高弹态的高分子材料。
室温下，塑料的硬度较高，脆性较大，弹性较低；而橡胶的硬度较低，脆性较小，弹性较高。
3．何谓陶瓷？从组织结构的角度解释其主要性能特点。
[西安交通大学2008研]答：陶瓷是指以共价键或离子键为主，以具有高硬度高脆性的特殊氧化物、碳化物、氮化物等化合物为主要组成相的一类材料。
由于这些化合物中的结合键以共价键或离子键为主，键合力很强，故陶瓷材料的熔点高，硬度高，抗氧化、耐腐蚀，高温强度高；但由于烧结后陶瓷材料中存在气孔或微裂纹，故陶瓷材料的脆性大，强度低。
4．谈谈你对高强度材料的理解。
[中南大学2007研]答：对于结构材料，最重要的性能指标之一是强度。
强度是指材料抵抗变形和断裂的能力，提高材料的强度可以节约材料，降低成本。
人们在利用材料的力学性能时，总是希望所使用的材料具有足够的强度，人们希望合理运用和发展材料强化方法，从而挖掘材料性能潜力的基础。
【2024版】《材料科学》考试试题(研)
可编辑修改精选全文完整版硕士学位研究生入学考试试题考试科目：材料科学基础一、解释下列名词（30分，每题2分）(1) 交滑移 （2）位错 （3）固溶强化 （4）共析转变（5）加工硬化 （6）配位数 （7）伪共晶 （8）枝晶偏析(9) 上坡扩散 （10）合金 （11）金属键 （12）晶胞（13）过冷度 （14）结构起伏 （15）同素异晶转变二、填空题（50分，每空1分）1三种常见的金属晶格分别为（ ），（ ）和（ ）。
2 当金属结晶时，细化晶粒的方法有（ ），（ ），（ ）。
3 合金的固态相结构包括两大类，一类是（ ），另一类是（ ）。
4 金属材料在常温下的塑性变形方式主要有两种，分别是（ ），（ ）。
5 材料质点之间的键合（化学键）分为四类，分别是（ ），（ ），（ ）和（ ）。
6 根据Fe —Fe 3C 相图，三次渗碳体、二次渗碳体、一次渗碳体的最大相对重量分别为（ ），（ ），（ ）。
7 二元相图的基本类型分为三大类，分别是（ ），（ ），（ ）。
8 工业纯铁、亚共析钢、共析钢和过共析钢的含碳量范围分别为（ ），（ ），（ ），（ ）。
9 写出四种强化材料的手段（ ），（ ），（ ），（ ）。
10位错有两种基本类型，分别是（ ）、（ ）。
11 面心立方金属晶格的密排晶面指数为（ ），密排晶向指数为（ ），配位数为（ ），致密度为（ ），一个晶胞中四面体间隙个数为（ ），八面体间隙个数为（ ），间隙原子溶入（ ）间隙中，滑移系的个数为（ ）。
12 冷变形金属在加热过程中发生（ ）、（ ）和 （ ）长大等过程。
13 在二元合金相图中，根据相律，两个单相区必然交于（）点，两个单相区之间必然存在一个（ ）相区，三相平衡时，系统的自由度等于（ ），说明转变（ ）和三个相的（ ）都是恒定的。
14 当对金属材料进行冷塑性变形时，随着变形量的增加，对材料的力学性能影响规律为：（ ）和（ ）升高，（ ）和（ ）下降。
材料科学基础考研真题
材料科学基础考研真题材料科学是一个多学科交叉的领域，涉及化学、物理、力学等多个学科的知识。
考研真题是考试中非常重要的参考资料，通过解析真题可以更好地理解考试的出题思路和考点分布，为备考提供有效的指导。
本文将以材料科学基础考研真题为题材，进行相关内容的讨论。
一、背景介绍材料科学是一门研究材料的结构、性质、制备和应用的学科，包括金属材料、无机非金属材料、有机高分子材料等。
材料科学基础是材料科学学科的核心基础，对于深入理解材料的本质和应用有着重要的意义。
二、真题解析【题目一】某种金属材料的晶胞中，每个原子占据一个晶胞，则该金属材料的密度为ρ，原子的半径为r。
下列哪个关系成立？A. ρ ∝ 1/r²B. ρ ∝ r²C. ρ ∝ 1/r³D. ρ ∝ r³解析：根据题干可知，该金属材料的密度与原子的半径有关。
根据晶胞中每个原子占据一个晶胞，可推导出该晶胞体积与原子半径的立方成反比关系，即晶胞体积V ∝ 1/r³。
因为密度ρ等于质量m除以体积V，所以ρ ∝ 1/r³，故选项C为正确答案。
【题目二】某种材料的力学性能随温度的变化规律如下：在低温下，材料的塑性较差；随着温度的升高，材料的塑性逐渐增强，但超过一定温度后，塑性急剧下降至接近零。
这种材料的晶界特点是：A. 低温下晶界能量较高，高温下晶界能量较低B. 低温下晶界能量较低，高温下晶界能量较高C. 低温下晶界能量较高，高温下晶界能量不变D. 低温下晶界能量较低，高温下晶界能量不变解析：根据题干可知，随着温度升高，材料的塑性先增强后急剧下降。
这种现象与材料的晶界特点有关。
晶界是晶体中两个晶粒的交界面，是位错和原子位移的堆垛面。
在低温下，晶界能量较高，位错较固定，阻碍了位错的滑移，从而降低了材料的塑性；而在高温下，晶界能量降低，位错的滑移易于发生，增强了材料的塑性。
然而，当温度超过一定值后，晶界能量突然增高，原因是晶界形成了高能的界面，使得晶体内部的位错难以穿越晶界，从而使材料的塑性急剧下降至接近零。
全国名校材料科学基础考研真题汇编(含部分答案)
1．清华大学材料科学基础历年考研真题及详解2009年清华大学材料科学基础（与物理化学或固体物理）考研真题及详解2008年清华大学材料科学基础（与物理化学或固体物理）考研真题及详解2007年清华大学材料科学基础（与物理化学或固体物理）考研真题及详解清华大学2007年攻读硕士学位研究生入学考试试题考试科目：材料科学基础（与物理化学或固体物理）适用专业：材料科学与工程一、（5分）证明：对于立方晶系，有二、（10分）画出下述物质的一个晶胞：金刚石 NaCl 闪锌矿纤锌矿石墨三、（10分）请导出摩尔分数为x A、x B的二元系中的综合扩散系数D与分扩散系数D A、D B之间的关系。
四、（10分）根据图1-1所示的铁碳平衡相图，回答以下问题：1．写出在1495℃、1154℃、1148℃、738℃和727℃发生的三相平衡反应的反应式。
2．画出含碳量的过共析钢在室温下的平衡组织，并计算其中二次渗碳体的百分数。
3．含碳量的亚共晶白口铸铁在从液相平衡冷却到室温时会发生什么三相平衡反应和两相平衡反应（可用热分析曲线表示）？室温下该成分的铸铁中有没有二次渗碳体？如有的话，计算其百分数。
五、（10分）1．解释冷变形金属加热时回复、再结晶的过程及特点。
2．已知Cu-30％Zn合金的再结晶激活能为250kJ/mol，此合金在400℃的恒温下完成再结晶需要1h，试求此合金在390℃的恒温下完成再结晶需要多少小时。
六、（15分）沿铝（A1）单晶的方向拉伸，使其发生塑性变形，请确定：1．画出立方晶系的标准投影，并由此确定初始滑移系统。
2．转动规律和转轴。
图1-1 第四题图3．双滑移系统。
4．双滑移开始时晶体的取向和切变量。
5．双滑移过程中晶体的转动规律和转轴。
6．晶体的最终取向。
七、（15分）有一面心立方单晶体，在（111）面滑移的柏氏矢量为的右螺型位错，与在面上滑移的柏氏矢量为的另一右螺型位错相遇于此两滑移面交线，并形成一个新的全位错。
《材料科学基础》考研石德珂版2021考研名校考研真题
《材料科学基础》考研石德珂版2021考研名校考研真题《材料科学基础》考研石德珂版2021考研名校考研真题第一部分名校考研真题导论１．试举例分析材料加工过程对材料使用性能的影响。
[中南大学2007研]答：材料加工过程对材料使用性能有重要而复杂的影响，材料也必须通过合理的工艺流程才能制备出具有实用价值的材料来。
通过合理和经济的合成和加工方法，可以不断创制出许多新材料或改变和精确控制许多传统材料的成分和结构，可以进一步发掘和提高材料的性能。
材料的制备/合成和加工不仅赋予材料一定的尺寸和形状，而且是控制材料成分和结构的必要手段。
如钢材可以通过退火、淬火、回火等热处理来改变它们内部的结构而达到预期的性能，冷轧硅钢片经过复杂的加工工序能使晶粒按一定取向排列而大大减少铁损。
2．任意选择一种材料，说明其可能的用途和加工过程。
[中南大学2007研] 答：如Al-Mg合金。
作为一种可加工、不可热处理强化的结构材料，由于具有良好的焊接性能、优良的耐蚀性能和塑性，在飞机、轻质船用结构材料、运输工业的承力零件和化工用焊接容器等方面得到了广泛的应用。
根据材料使用目的，设计合金成分，考虑烧损等情况进行配料，如A15Mg合金板材，实验室条件下可在电阻坩埚炉中750℃左右进行合金熔炼，精炼除气、除渣后720℃金属型铸造，430～470℃均匀化退火10～20h后，在380～450℃热轧，再冷轧至要求厚度，在电阻炉中进行稳定化处理，剪切成需要的尺寸或机加工成标准试样，进行各种组织、性能测试。
3．说说你对材料的成分、组织、工艺与性能之间关系的理解。
[中南大学2007研] 答：材料的成分、组织、工艺与性能之间的关系非常紧密，互相影响。
材料的性能与它们的化学成分和组织结构密切相关，材料的力学性能往往对结构十分敏感，结构的任何微小变化，都会使性能发生明显变化。
如钢中存在的碳原子对钢的性能起着关键作用，许多金属材料中一些极微量的合金元素也足以严重影响其性能。
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《材料科学基础》考研石德珂版2021考研名校考研
真题
第一部分名校考研真题
导论
１．试举例分析材料加工过程对材料使用性能的影响。
[中南大学2007研]
答：材料加工过程对材料使用性能有重要而复杂的影响，材料也必须通过合理的工艺流程才能制备出具有实用价值的材料来。
通过合理和经济的合成和加工方法，可以不断创制出许多新材料或改变和精确控制许多传统材料的成分和结构，可以进一步发掘和提高材料的性能。
材料的制备/合成和加工不仅赋予材料一定的尺寸和形状，而且是控制材料成分和结构的必要手段。
如钢材可以通过退火、淬火、回火等热处理来改变它们内部的结构而达到预期的性能，冷轧硅钢片经过复杂的加工工序能使晶粒按一定取向排列而大大减少铁损。
2．任意选择一种材料，说明其可能的用途和加工过程。
[中南大学2007研] 答：如Al-Mg合金。
作为一种可加工、不可热处理强化的结构材料，由于具有良好的焊接性能、优良的耐蚀性能和塑性，在飞机、轻质船用结构材料、运输工业的承力零件和化工用焊接容器等方面得到了广泛的应用。
根据材料使用目的，设计合金成分，考虑烧损等情况进行配料，如A15Mg合金板材，实验室条件下可在电阻坩埚炉中750℃左右进行合金熔炼，精炼除气、除渣后720℃金属型铸造，430～470℃均匀化退火10～20h后，在380～450℃热轧，再冷轧至要求厚度，在电阻炉中进行稳定化处理，剪切成需要的尺寸或机加工成标准试样，进行各种组织、性能测试。
3．说说你对材料的成分、组织、工艺与性能之间关系的理解。
[中南大学2007研] 答：材料的成分、组织、工艺与性能之间的关系非常紧密，互相影响。
材料的性能与它们的化学成分和组织结构密切相关，材料的力学性能往往对结构十分敏感，结构的任何微小变化，都会使性能发生明显变化。
如钢中存在的碳原子对钢的性能起着关键作用，许多金属材料中一些极微量的合金元素也足以严重影响其性能。
然而由同一元素碳构成的不同材料如石墨和金刚石，也有着不同的性能，有些高分子的化学成分完全相同而性能却大不一样，其原因是它们有着不同的内部结构。
材料的内部结构可分为不同层次，包括原子结构、原子的排列方式，以及显微组织和结构缺陷。
如果同样的晶体材料，它的晶粒或是“相”的形态和分布改变，就可以大大地改善它的性能。
无论是金属、陶瓷、半导体、高分子还是复合材料，它们的发展都与成分和结构密切相关。
只有理解和控制材料的结构，才能得到人们所要求的材料性能。
而材料的制备/合成和加工不仅赋予材料一定的尺寸和形状，而且是控制材料成分和结构的必要手段。
如钢材可以通过退火、淬火、回火等热处理来改变它们内部的结构而达到预期的性能，冷轧硅钢片经过复杂的加工工序能使晶粒按一定取向排列而大大减少铁损。
有时候可以说没有一种合成加工上的新的突破，就没有某一种新材料。
如有了快速冷却的加工方法，才有了非晶态的金属合金。
4．谈谈你所了解的新材料、新工艺。
[中南大学2007研]
答：材料的种类繁多，把那些已经成熟且在工业中已批量生产并大量应用的材料称之为传统材料或基础材料。
而把那些正在发展，且具有优异性能和应用前景的一类材料称之为先进材料或新材料。
传统材料通过采用新技术、提高性能可以成为新材料，新材料经过长期生产和应用之后也就成为传统材料。
目前新材料往往与新的加工技术联系在一起，如通过一种快速冷却或机械合金化等加工方法，可以制备非晶态的金属合金，而在这之前人们不知道金属还可以做成非晶态；其他如喷射沉积技术、半固态加工技术、净形薄带连续铸造技术等都是新的加工技术。
其中铝合金制备新技术有：热顶铸造、气隙铸造及电磁铸造技术，铝合金电磁铸轧技术，大型铝合金型材挤压技术，特宽铝合金中厚板轧制技术，半固态金属成形技术，铝合金显微组织结构预测及性能控制技术。
5．欧盟于2006年7月1日开始正式执行的RoHS指令（现已成为法令）要求禁止哪些有害物质?其最高允许含量分别是多少?替代有铅钎料的主要钎料系统有哪些?[清华大学2008研]
答：禁用铅（Pb，0.1％）、汞（Hg，0.1％）、镉（Cd，0.01％）、六价铬
多溴联苯（PPB，Polybrominated，0.1％）、多溴二苯醚（PBDE，Polybrominated Diphenyl Ether，0.1％）。
替代有铅钎料的主要有：Sn-Ag-Cu、Sn-Zn、Sn-Bi、Sn-In系统。
第1章材料结构的基础知识
一、选择题
1．化学键中既无方向性又无饱和性的为（）。
[上海交通大学2005研] A．共价键
B．金属键
C．离子键
【答案】B查看答案
2．大多数实际材料键合的特点是（）。
[浙江大学2006研]
A．几种键合形式同时存在
B．以离子键的形式存在
C．以金属键的形式存在
【答案】A查看答案
3．原子间的吸引与排斥作用随原子间的间距不同而不同，原子间距不同时，起主要作用的作用力是不一样的，有（）。
[浙江大学2006研]
A．吸引力在原子十分接近时起主要作用
B．吸引力在远距离时起主要作用
C．排斥力在远距离时起主要作用
【答案】B查看答案
【解析】吸引力是远程力，在远距离是起主要作用；排斥力是近程力，在近距离是起主要作用。
4．极性共价键的形成条件若以成键两原子间电负性差来表示时，其电负性差值为（）。
[浙江大学2006研]
A．
B．
C．
【答案】A查看答案
【解析】金属键形成的条件是，离子键形成的条件是，共价键形成的条件是
5．容易形成玻璃的物质往往具有（）之类的键型。
[南京工业大学2009研]
A．离子键
B．金属键
C．极性共价键
D．共价键
【答案】C查看答案
二、名词解释
1．离子键 [吉林大学2009研]
答：离子键是通过两个或多个原子或化学基团失去或获得电子而成为离子后形成的。
带相反电荷的离子之间存在静电作用，当两个带相反电荷的离子靠近时，表现为相互吸引，而电子和电子、原子核与原子核之间又存在着静电排斥作用，当静电吸引与静电排斥作用达到平衡时，便形成离子键。
因此，离子键是阳离子和阴离子之间由于静电作用所形成的化学键。
2．共价健 [北京工业大学2009研]
答：共价健是指由两个或多个电负性相差不大的原子间通过共用电子对而形成的化学键，具有饱和性和方向性。
3．金属键 [西安工业大学2007研]
答：金属键是金属正离子与自由电子之间的相互作用所构成的金属原子间的结合力。
三、简答题
1．判断下列物质的主要结合键 [西安交通大学2003研]
CaO SiC GaAs Cu3A1
*离子键的相对比值可参考公式：
离子键相对比值
式中，x A、x B分别为A、B元素的电负性。
以下为相关元素的电负性值：
表1-1
元素0 Ca Cu Al Si Ga As 电负性 3.44 1.00 1.90 1.61 1.90 1.81 2.18 答：CaO：离子键；SiC：共价键；GaAs：共价键；Cu3Al：金属键。
2．说明材料中的结合键与材料性能的关系。
[中南大学2007研]
答：材料结合键的类型及结合能的大小对材料的性能有重要的影响，特别是对物理
性能和力学性能。
物理性能：（1）结合键越强，熔点越高，热膨胀系数就越小，密度也越大。
（2）金属具有光泽、高的导电性和导热性、较好的机械强度和塑性，且具有正的电
阻温度系数，这就与金属的金属键有关。
（3）陶瓷、聚合物一般在固态下不导电，这与其非金属键结合有关。
工程材料的腐
蚀实质是结合键的形成和破坏。
力学性能：（1）晶体材料的硬度与晶体的结合键有关。
一般共价键、离子键、金属
键结合的晶体比分子键结合的晶体的硬度高。
（2）结合键之间的结合键能越大，则弹性模量越大。
（3）工程材料的强度与结合键能也有一定的联系。
一般结合键能高，强度也高一些。
（4）材料的塑性也与结合键类型有关，金属键结合的材料具有良好的塑性，而离子
键、共键结合的材料塑性变形困难，所以陶瓷材料塑性很差。
3．简述原子间四种结合键各自的特点，并从结合键的角度讨论金属的力学特性。
[西
安理工大学2007研]
答：各种键的特点如表1-2所示。
表1-2
类型作用力来源键强形成晶体的力学离子键正负离子间的库仑引力最强硬度高，强度大共价键相邻原子价电子各处于相反的自选状态，原子核间的库仑引力强硬度高，强度大金属键自由电子气与正离子之间的库仑引力较强塑性变形能力好二次键原子与分子间由诱导或永久电偶极子相互作用而产生弱硬度低，塑性、金属键由于没有方向性和饱和性，对原子也没有选择性，在受外力作用下原子发
生相对移动时，金属正离子仍处于电子气的包围中，金属键不会受到破坏，因此金
属能够经受变形而不断裂，具有较好的塑性变形性能。
4．图1-1为两种材料中原子结合的键能曲线，回答：
（1）哪种材料的弹性模量大?
（2）哪种材料的热膨胀系数大?
（3）依据图1-1，示意画出两种材料的键力曲线。
[西安交通大学2003研]
答：（1）B；（2）A；（3）见图1-2：
图1-2。