工程材料基础习题(刘颖版)(2)重点

工程材料基础》课程习题（一）

绪论，第一章材料的基本结构与性能

1、工程材料按照性质不同或用途不同，如何进行分类？物质组成，金属材料、无机非金属材料、高分子材料、复合材料；用途，结构材料（力学性能）、功能材料（物理或化学性能）；

2、各种结合键有何特点，其所构成的物质有何性能特点？材料的性能主要取决于哪些因素？材料性能的取决因素，材料成分（原分离子的结合键类型）、材料结构（原分离子间作用状态）、材料的微观结构；离子键，结合力较强- 熔点硬度高，热膨胀系数导热小；电荷离子排斥-较低密度；共价键，结合力很强- 高熔点硬度，低热膨胀系数及不导电性；饱和性和方向性-较低密度；

金属键，存在自由电子-导电导热性好；无方向饱和性-塑性好；较高密度；分子键，结合力弱-熔点硬度低；无方向性饱和性氢键，有方向性饱和性；

3、金属材料、陶瓷材料、高分子材料在结构和性质上的主要差别是什么？结构，主要类型的结合键不同；性质，包括熔点硬度（强度）塑性（韧性）导热导电性耐热耐腐蚀性及密度热膨胀系数的区别；具体见P7,表格1-1 ;

4、何谓晶体、晶体结构、晶格、晶胞和非晶体？晶体，组成原离分子呈规则周期性排列的固体；非晶体，组成原分离子呈无规则排列的固体；晶体结构，组成晶体的原分离子在空间规则排列的方式；晶格，三维空间中视为质点的原离子按一定规则直线相连形成的三维空间格子；晶胞，晶格中代表晶体中原子排列特点和规律性的最小体积单元；

5、布拉菲点阵有多少种？描述其几何特征的参数是什么？

晶胞各棱棱长（a,b,c）及各棱之间的夹角关系（ a B Y ）；

立方体系3、四方体系2、菱方体系1、六方体系1、正交晶系4、单斜晶系2、三斜晶系1，计14 种；

6、何谓晶面、晶面族、晶向、晶向族，如何确定晶面和晶向指数？

晶面，晶格中原子所构成的平面；晶面族，晶面原子排列相同，仅空间向位不同的一组晶面；晶向，晶格中由原子列所构成的方向；

晶向族，原子排列相同，仅空间向位不同的一组晶向；

晶面和晶向指数的确定，P10+P11；

7、体心、面心、密排六方晶体结构有何特点？

5、何谓单晶体和多晶体，为什么单晶体具有各向异性，而多晶体往往没有各向异性？单晶体，其组成原子按相同规律和空间取向排列的晶体；多晶体，由许多空间取向不同的单晶（晶粒）组成的晶体；晶体各向异性，沿不同晶向，晶体性能不同的现象；产生原因，不同晶面、晶向上分子或原子排列规律不同；

多晶体空间位向呈随机分布；

7、何谓点缺陷、线缺陷（位错）和面缺陷，他们在晶体中的存在形式有哪些？点缺陷，空位、间隙原子、置换原子；（原子移位，异类原子溶入）线缺陷，晶体中若干原子出现的有规律错排现象；刀刃位错、螺形位错、混合型位错；面缺陷，晶界、亚晶界、相界面，表面等；

8、位错的运动形式有哪些？阻碍位错运动的因素有哪些？

滑移运动、攀移运动；晶体结合键、点缺陷、其他位错、面缺陷、第二相粒子等；课件，点缺陷、第二相粒子、位错、晶界、相界（主要因素）；

9、溶质原子与位错之间的相互作用对溶质原子在晶体中的分布有何影响？对位错的运动有何影响？固溶原子产生的畸变应力场会与位错的畸变应力场相互作用（不懂！）P21；

10、点缺陷和位错对晶体的强度、硬度、塑性、韧性、电阻率等有何影响？点缺陷数量增加，提高材料强度、降低塑性导电性（增加电阻率）以及耐腐蚀性；位错密度增加，强度增高，塑性降低（适当密度位错，晶体最易塑性变形同时具有较低强度）

11、非晶态材料的原子排列有何特点，其是否处于稳定状态？短程有序，各向同性，处于亚稳态（能量较低状态，非能量最低状态）；

12、晶体中有哪些面缺陷，为什么表面易吸附其他物质？如上7 ；

表面具有表面能，会自发吸附外来原子或分子以降低表面能；

13、何谓合金，合金中相、组元的概念是什么？合金，两种或者两种以上金属与金属或与非金属元素构成的具有金属特性的物质；相，化学构成、物理状态、晶体结构和性质相同均一且有明显界面与其他不同部分分隔开的部分；组元，组成合金最基本的独立物质（单质、化合物）；

14、何谓固溶体，其晶体结构与其组元有何关系？固溶体，原子或分子溶解于晶体中形成的固态物质；固溶体的晶体结构总是保持为溶剂（原子数量占多数的组元）的晶体结构；

15、何谓置换固溶体、间隙固溶体、无限固溶体和有限固溶体？置换，溶质原子置换某些溶剂原子并占据其位置的固溶体；间隙，溶质原子位于溶剂晶格间隙的固溶体；

有限，溶质溶解度存在限度的固溶体；无限，组元可以无限互溶的固溶体；（产生晶格畸变大小不同的缘故）

16、纯金属与其固溶体相比，哪一个的强度更高，为什么？固溶体，溶质原子溶入晶格提高固溶体强度（固溶强化）；

17、何谓金属间化合物，其晶体结构与其组元有何关系？金属间化合物，金属与金属或类金属形成的具有金属性质的化合物；晶体结构复杂，且不同于其组元的晶体结构；

18、常见金属间化合物有哪几种，各有何特点？

19、固溶体和金属间化合物对合金的力学性能有何影响？固溶体，固溶强化，改变原有的一些物理和化学性能；金属间化合物，第二相强化（提高硬度统统是阻碍基体相中的位错运动，超导性，储氢性能）；

20、何谓同素异构、同分异构现象？同素异构，同一组成元素具有不同晶体结构的现

提高强度），增加一些其他性能（磁性，象；同分异构，化学成分相同，组成原子形成不同分子结构的现象；

21、何谓陶瓷，其主要组成相有哪些，其性能主要取决于什么相？陶瓷，无机非金属化合物；晶体相（主相）、玻璃相、气孔；

22、为什么陶瓷中位错的密度低于金属中，且陶瓷中位错的滑移系少于金属中？因为陶瓷主要是以结合力强的离子键或者共价键结合；位错运动困难；

23、何谓高聚物，构成高聚物分子的原子之间以何种结合键相连，高聚物分子之间以何种结合键相连？2