同济大学材料科学基础全真模拟题（一）
考试时间：180分钟考试总分：150分
一．名词解释（每小题6分，共30分）
1、固溶体和置换固溶体
2、线缺陷和面缺陷
3、滑移系和滑移带
4、金属间化合物
5、特征X射线
二．判断题（每小题2分，共20分）
1、非金属和金属的原子半径比值r x/r m>0.59时，形成间隙化合物，如氢化物、氮化物。（）
2、由于均匀形核需要的过冷度很大，所以液态金属多为非均匀形核。（）
3、塑性变形会使金属的导电性升高，抗腐蚀性下降。（）
4、对同一聚合物而言，分子量对结晶速度有显著影响。在相同条件下，一般分子量低结晶速度快。（）
5、透射电镜的两种主要功能是测量内部组织和成分价键。（）
6、宏观上，弹性模量E代表材料对弹性正应变的抗力；微观上E表征原子间的结合力。（）
7、复合材料界面的作用仅仅是把基体与增强体粘结起来。（）
8、硬度越高，材料的耐磨性能越好。（）
9、分子间作用力增大，柔顺性也变大。（）
10、在样品台转动的工作模式下，X射线衍射仪探头转动的角速度是样品转动角速度的二倍。（）
三．简答题（共8道题，从中选择6道题进行作答，多做不得分。如果作答题目超过6道，那么选取作答的前6题进行批阅。每道题10分，共60分）
1、简述温度对金属电阻影响的一般规律及原因。
2、扩散型相变和无扩散型相变各有哪些主要特点。
3、推导布拉格方程，说明干涉面及其指数HKL的含义，衍射极限条件是什么？
四川理工学院试卷（2009至2010学年第1学期） 课程名称：材料科学基础 命题教师：罗宏 适用班级：2007级材料科学与工程及高分子材料专业 考试（考查） 年 月 日 共 页 1、 满分100分。要求卷面整洁、字迹工整、无错别字。 2、 考生必须将姓名、班级、学号完整、准确、清楚地填写在试卷规定的地方，否 则视为废卷。 3、 考生必须在签到单上签到，若出现遗漏，后果自负。 4、 如有答题纸，答案请全部写在答题纸上，否则不给分；考完请将试卷和答题卷 分别一同交回，否则不给分。 试题答案及评分标准 得分 评阅教师 一、判断题：（10分，每题1分，正确的记错误的记“％” 1?因为晶体的排列是长程有序的，所以其物理性质是各向同性。 （％ 2. 刃型位错线与滑移方向垂直。（话 3. 莱氏体是奥氏体和渗碳体的片层状混合物。（X ） 4?异类原子占据空位称为置换原子，不会引起晶格畸变。 （X 5. 电子化合物以金属键为主故有明显的金属特性。 （话 6. 冷拉后的钢条的硬度会增加。（话 7. 匀晶系是指二组元在液态、固态能完全互溶的系统。 （话 题号 -一- -二二 三 四 五 六 七 八 总分 评阅（统分”教师 得分 :题 * 冷 =要 密;
8.根据菲克定律，扩散驱动力是浓度梯度，因此扩散总是向浓度低的方向进行。（X
9. 细晶强化本质是晶粒越细，晶界越多，位错的塞积越严重，材料的强度也就 越高。（V ） 10. 体心立方的金属的致密度为 0.68。（V ） 、单一选择题：（10分，每空1分） (B) L+B — C+B （C ） L —A+B （D ） A+B^L 7. 对于冷变形小 的金属，再结晶核心形成的形核方式一般是（ A ） （A ） 凸出形核亚 （ B ）晶直接形核长大形核 （B ） 亚晶合并形核 （D ）其他方式 8. 用圆形钢饼加工齿轮，下述哪种方法更为理想？ （ C ） （A ）由钢板切出圆饼（B ）由合适的圆钢棒切下圆饼 （C ） 由较细的钢棒热镦成饼 （D ）铸造成形的圆饼 1. 体心立方结构每个晶胞有（B ） 个原子。 2. 3. (A) 3 ( B) 2 (C) 6 固溶体的不平衡凝固可能造成 （A ）晶内偏析 （C ）集中缩孔 属于＜100＞晶向族的晶向是（ (A) [011] (B) [110] (D) 1 (B) (D) (C) 晶间偏析 缩松 [001] (D) [101] 4.以下哪个工艺不是原子扩散理论的具体应用 （A ）渗氮 （B ）渗碳 （C ）硅晶片掺杂 （） （D ）提拉单晶5.影响铸锭性能主要晶粒区是（C ） （A ）表面细晶粒区 （B ）中心等轴（C ）柱状晶粒区 三个区影 响相同 6 ?属于包晶反应的是（A ） （ L 表示液相, A 、B 表示固相） (A) L+A — B
2015同济大学821材料科学基础真题回忆整理版 一，名词解释（6分/个，30分） 固溶体和化合物 点缺陷和位错 特征x射线（？） 时温等效原理 范德华键和氢键 1.共聚合和共聚物（？） 二，判断题（2分/个，20分） 1.热胀冷缩就是受热膨胀受冷收缩，那么物质的热膨胀系数都是正的； 2.位错都可以滑移攀移 3.SEM的衬度有二次衬度、背散射、质厚衬度 4.金属导电是因为有自由运动的电子，不导电是因为没有 5.晶体都透明，非晶体都不透明 6. 7. 8. 9. 10. 三，简答（8选6，10分/个，60分） 1.推倒布拉格方程，并讨论其在x射线衍射分析和电子选区衍射中的应用； （推导出布拉格方程，并说明其在XRD、TEM选区电子衍射中的应用） 2.试述影响高分子结晶的结构因素； 3.画出三种金属晶体结构图，以及体心和面心立方堆积的110，100，111晶面的排列图； 4.试从分子运动角度分析高分子材料的力学状态； 5.试一材料为例，分析其宏观微观结构，并说出可以采用的材料分析方法和仪器（对一种材料进行宏观和微观的结构表征） 6.金属和半导体本征电导率随温度的变化情况 7.分析晶子学说和无规则网络学说的异同点，并说明为什么SiO2和B2O3能做网络形成体，而CaO和Na2O只能做网络调整体（玻璃的两个学说；为什么sio2 B2O3可以作为玻璃形成剂；而Na20为助溶剂） 8.氢键、范德华键的区别，如何影响材料的性能的 四，论述题（20/个，40分） 1.试举两个相变的例子分析相变是如何影响材料的性能，以及用什么研究方法可以对相变的过程进行分析研究（举例两种相变的种类，应用，以及如何影响性能的；如何分析相变过程） 2.为什么陶瓷材料和混凝土有很大的脆性？而高分子和金属有很好的韧性和塑性？试述如何提高材料的韧性以及塑性和强度（如何对材料进行增韧、增强）
一、选择题（共30分，20题） 1．宜选用铝酸盐水泥作胶凝材料的工程为________。 A. 大体积砼工程 B. 耐热砼工程 C. 耐碱砼工程 D. 高强度砼工程 2．钢材经过冷加工和时效后，钢材的______。 A. 强度增大，韧性增大 B. 强度减小，韧性增大 C. 强度增大，韧性减小 D. 强度减小，韧性减小 3．对于高温（300～400℃）车间工程，宜选用______。 A. 普通水泥 B. 火山灰水泥 C. 矿渣水泥 D. 粉煤灰水泥 4．抗冻性较好的材料应具有__________。 A. 孔隙率小、孔径小 B. 孔隙率小、孔径大 C. 孔隙率大、孔径小 D. 孔隙率大、孔径大 5．木材的横纹抗拉强度：______。 A. 强度较大，推荐使用 B. 强度中等，可以使用 C. 强度很小，不许使用 6．高铝水泥不宜在________℃左右硬化。 A. 0 B. 10 C. 20 D. 30 7．混凝土拌合物和易性的好坏，不仅直接影响浇注混凝土的效率，而且会影响混凝土的______。 A. 强度 B. 耐久性 C. 密实度 D. 密实度、强度及耐久性。 8．掺混合材的硅酸盐水泥品种中，抗裂能力较好的是______。 A. 矿渣硅酸盐水泥 B. 粉煤灰硅酸盐水泥 C. 火山灰硅酸盐水泥 D. 复合硅酸盐水泥 9．将生石灰块进行熟化后，还要陈伏两星期，这是为了________。 A. 消除欠火石灰的危害 B. 让石灰浆完全冷却 C. 消除过火石灰的危害 D. 蒸发多余水分 10．含水率对木材的强度有较大的影响，所以应按木材实测含水率将强度换算成______时的强度值。 A. 纤维饱和点 B. 标准含水率 C. 平衡含水率 D. 完全干燥 11．混凝土配比设计时，合理砂率是依据______来确定的。 A. 坍落度和石子种类 B. 水灰比和石子的种类 C. 坍落度和石子种类和最大粒径 D. 水灰比和石子种类和最大粒径 12．影响混凝土拌合物流动性的最主要因素是________。 A. 水泥用量 B. 用水量 C. 水灰比 D. 砂率 13．钢材的断后伸长率大，表示其______。 A. 塑性好 B. 韧性好 C. 强度低 D. 硬度低 14．普通碳素结构钢按机械性能划分钢号，随钢号的增大，表示钢材的________。 A. 强度增高，伸长率增大； B. 强度降低；伸长率降低； C. 强度增高，伸长率降低； D. 强度降低，伸长率增大。 15．木林的含水率在________％以下，木材中真菌的生命活动就受到抑制。 A. 10 B. 20 C. 30 D. 40 16．软化点较高的沥青，则其_______较好。 A. 大气稳定性 B. 温度稳定性 C. 粘稠性 D. 塑性 17．一批普通硅酸盐水泥安定性不良，则该水泥________。 A. 不得使用 B. 不得用于结构工程，但可用于基础工程 C. 可用于工程，但必须降低强度等级使用 18．建筑塑料主要性能决定于________。 A. 填充料 B. 合成树脂 C. 固化剂 D. 增塑剂
《砌体结构》模拟卷三 一、判断题：（正确的打√，错误的打X, 每题2分，共20分） 1.砌体结构材料性能的分项系数采用1.6。（） 2.砌体材料在竖向灰缝和水平灰缝中的粘结强度是相同的。（） 3.砌体结构设计中，对于正常使用极限状态的要求一般可以采用相应的构造措施 予以保证。（） 4.房屋的空间性能影响系数η越大，则房屋的空间刚度越大。（） 。 5.验算带构造柱墙的高厚比时，墙体的允许高厚比应乘以提高系数 c （） 6.砌体结构偏心受压构件设计，单向偏心和双向偏心时的偏心距限值是相同的。 （） 7.砌体结构的楼盖刚度越大，砌体房屋的伸缩缝的间距就越大。（） 8.作用在墙体上的集中荷载一般按45°扩散向下传递。（） 9.采用高标号水泥砂浆砌筑的墙体，其抗压强度设计值应乘以大于1的修正系 数。（） 10.墙梁中的钢筋混凝土托梁处于偏心受拉状态。（） 二、简答题：（共42分） 11.砌体结构中的砂浆种类有哪些？各有何特点？分别用在什么情况下？（6分） 12.配筋砌体的种类主要有哪几种？（4分）
13.砌体材料在竖向压力和水平力的共同作用下的破坏形态有哪几种？（3分） 14.砌体结构中根据竖向荷载的传递方式不同有几种结构布置方案？（4分） 15.确定砌体结构的静力计算方案的主要因素是什么？静力计算方案有哪几种？并画图示意静 力计算方案。（6分） 16.当梁端砌体的局部受压承载力不满足时，可采取哪些措施？（4分） 17.采取哪些措施可以改善砌体结构由于地基不均匀沉降引起的墙体裂缝？（6分） 18.当砖砌体受压构件的偏心距e>0.6y时，可以采取哪种配筋砌体承受荷载？（2分） 19.什么砌体结构形式中会采用墙梁承担荷载？（3分） 20.钢筋混凝土挑梁承载力计算包括那些内容？（4分）
材料科学基础考题 I卷 一、名词解释（任选5题，每题4分，共20分） 单位位错；交滑移；滑移系；伪共晶；离异共晶；奥氏体；成分过冷答： 单位位错：柏氏矢量等于单位点阵矢量的位错称为单位位错。 交滑移：两个或多个滑移面沿着某个共同的滑移方向同时或交替滑移，称为交滑移。滑移系：一个滑移面和此面上的一个滑移方向合起来叫做一个滑移系。 伪共晶：在非平衡凝固条件下，某些亚共晶或过共晶成分的合金也能得全部的共晶组织，这种由非共晶成分的合金所得到的共晶组织称为伪共晶。 离异共晶：由于非平衡共晶体数量较少，通常共晶体中的a相依附于初生a相生长，将共晶体中另一相B推到最后凝固的晶界处，从而使共晶体两组成相相间的组织特征消失，这种两相分离的共晶体称为离异共晶。 奥氏体：碳原子溶于丫-Fe形成的固溶体。 成分过冷：在合金的凝固过程中，将界面前沿液体中的实际温度低于由溶质分布所决定的凝固温度时产生的过冷称为成分过冷。 二、选择题（每题2分，共20分） 1. 在体心立方结构中，柏氏矢量为a[110]的位错（A ）分解为a/2[111]+a/2[l11]. （A）不能（B）能（C）可能 2. 原子扩散的驱动力是：（B ） （A）组元的浓度梯度（B）组元的化学势梯度（C）温度梯度 3?凝固的热力学条件为：（D ） （A）形核率（B）系统自由能增加 （C）能量守衡（D）过冷度 4?在TiO2中，当一部分Ti4+还原成Ti3+，为了平衡电荷就出现（A） （A）氧离子空位（B）钛离子空位（C）阳离子空位 5?在三元系浓度三角形中，凡成分位于（ A ）上的合金，它们含有另两个顶角所代表的两 组元含量相等。 （A）通过三角形顶角的中垂线 （B）通过三角形顶角的任一直线 （C）通过三角形顶角与对边成45°的直线 6?有效分配系数k e表示液相的混合程度，其值范围是（B ） （A）1vk e 同济大学《工程热力学》期末模拟试卷 第一部分 选择题（共15分） 一、单项选择题（本大题共15小题，每题只有一个正确答案，答对一题得1分，共15 分） 1、压力为10 bar 的气体通过渐缩喷管流入1 bar 的环境中，现将喷管尾部截去一 段，其流速、流量变化为。 【 】 A.流速减小，流量不变 B.流速不变，流量增加 C.流速不变，流量不变 D.流速减小，流量增大 2、某制冷机在热源T 1= 300K ，及冷源T 2= 250K 之间工作，其制冷量为1000 KJ ，消耗功为250 KJ ，此制冷机是 【 】 A.可逆的 B.不可逆的 C.不可能的 D.可逆或不可逆的 3、系统的总储存能为 【 】 A. U B. U pV + C. 2/2f U mc mgz ++ D. 2 /2f U pV mc mgz +++ 4、熵变计算式2121(/)(/)p g s c In T T R In p p ?=-只适用于 【 】 A.一切工质的可逆过程 B.一切工质的不可逆过程 C.理想气体的可逆过程 D.理想气体的一切过程 5、系统进行一个不可逆绝热膨胀过程后，欲使系统回复到初态，系统需要进行一个【】过程。 【 】 A.可逆绝热压缩 B.不可逆绝热压缩 C.边压缩边吸热 D.边压缩边放热 6、混合气体的通用气体常数，【 】。 【 】 A.与混合气体的成份有关 B.与混合气体的质量有关 C.与混合气体所处状态有关 D.与混合气体的成份、质量及状态均无关系 7、贮有空气的绝热刚性密闭容器中装有电热丝，通电后如取空气为系统，则 【 】 A.Q ＞0，△U ＞0，W ＞0 B.Q=0，△U ＞0，W ＞0 C.Q ＞0，△U ＞0，W=0 D.Q=0，△U=0，W=0 8、未饱和空气具有下列关系 【 】 A.t ＞t w ＞t d B.t ＞t d ＞t w . C.t = t d = t w D.t = t w ＞t d 9、绝热节流过程是【 】过程。 【 】 中南大学考试试卷答案 2001 —— 2002 学年第二学期时间 110 分钟 材料科学与工程课程 64 学时 4 学分考试形式：闭卷 专业年级材料 1999 级总分 100 分，占总评成绩 70% 一、名词解释（5分×8） 1、金属玻璃 2、金属间化合物 3、离异共晶 4、晶界偏聚 5、科垂尔气团（Cottrell Atmosphere） 6、孪生 7、反应扩散 8、变形织构 参考答案： 1.金属玻璃：指金属从液态凝固后其结构与液态金属相同的固体； 2.金属间化合物：金属与金属、金属与某些非金属之间形成的化合物，结构与组成金属间化合物的纯金属不同，一一般具有熔点高、硬度高、脆性大的特点。 3.离异共晶：有共晶反应的合金中，如果成分离共晶点较远，由于初晶数量多，共晶数量很少，共晶中与初晶相同的相依附初晶长大，共晶中另外一个相呈现单独分布，使得共晶组织失去其特有组织特征的现象； 4.晶界偏聚：由于晶内与晶界上的畸变能差别或由于空位的存在使得溶质原子或杂质原子在晶界上的富集现象； 5.科垂尔气团：溶质原子在刃型位错周围的聚集的现象，这种气团可以阻碍位错运动，产生固溶强化效应等结果； 6.孪生：是晶体塑性变形的一种重要方式，晶体在切应力作用下，晶体的一部分沿着一定的晶面和晶向相对于另一部分晶体作均匀切变，使得相邻部分晶体取向不同，并以切变晶面（挛晶面）成镜面对称； 7.反应扩散：伴随有化学反应而形成新相的扩散称为反应扩散，如从金属表面向内部渗入金属时，渗入元素浓度超过溶解度出现新相； 8.变形织构：经过塑性变形后原来多晶体中位向不同的晶粒变成取向基本一致，形成晶粒的择优取向，择优取向后的晶体结构为织构，若织构是在塑性变形中产生的，称为变形织构。 二、问答题 1、（10分）标出hcp晶胞中晶面ABCDEF面、ABO面的晶面指数，OC方向、OC方向的晶向指数。这些晶面与晶向中，那些可构成滑移系？指出最容易产生滑移的滑移系。 模拟试卷4 适用班级： 考试时间：单击此处键入考试时间 一、名词解释(每小题3分，共15分) 1、类质同晶与同质多晶 2、非自发成核 3、二次再结晶 4、泥团可塑性 5、稳态扩散 二、填空（每小题2分，共30分） 1、等径球体最紧密堆积的两种方式分别是___________和_______。 2、除完全不润湿外，液固相变中的非均匀成核比均匀成核 。 3、化学键的特性是决定物质结构的主要因素，一般地说，具有 键和 键的离子才能生成玻璃。 4、对于固相反应，当物质扩散的速度远大于相界面上的化学反应速度，称之为 范围。 5、物质烧结的起始温度比其熔点温度＿＿。 6、硅酸盐熔体中，随碱金属氧化物含量增加熔体的粘度_______。 7、 的产生及其缺陷的浓度与气氛的性质及气压的大小有密切的关系。 8、K(AlSi 3O 8 )属 状结构。 9、扩散的真正推动力为＿＿。 12.扩散系数与温度的关系为D＝ 。 13.烧结中的二次再结晶会导致烧结体的致密程度 。 14.菲克第一定律的数学式为 。 15.石英熔体中引入碱金属氧化物后，O/Si值会 。 三、判断题（每小题1分，共10分） 1.空间格子是由实在的具体质点所构成。 2.固溶体是以原子尺度混合成为单相均匀晶态物质。 3.离子晶体通过形成表面双电层结构来降低表面能。 4.除H＋以外，粘土对不同价阳离子的稳定性为M+＜M2+＜M3+. 5.温度升高，大多数硅酸盐熔体的表面张力降低。 6.由固溶体引入的杂质离子缺陷引起的扩散为本征扩散。 7.液相烧结的主要传质方式有：蒸发－凝聚传质、流动传质合溶解－沉淀传质。 8. 二次再结晶对所有烧结都是有害的，所以我们要尽量克服。 9. r k 为晶核的临界半径，当r 821材料科学基础大纲详解 本课程主要考察考生对材料科学的基础理论和专业知识的掌握程度，以及运用这些理论和知识解决实际问题的能力。同时还将考察考生对常规材料表征技术的掌握程度和应用能力。考查的知识要点包括以下内容: (1)材料及材料科学的含义:材料及材料的基本要素和相互之间的关系、材料的结构层次及材料结构与性能的关系、材料选择的基本原理; (2)材料的原子结构与分子结构:原子结构、原子间的键合、材料的化学组成和结构对性能的影响、高分子链的近程结构与远程结构: (3)固体材料结构基础:晶体的基本特性、晶体的结构特征(空间点阵和晶胞、晶向指数和晶面指数)、配位数和配位多面体、金属的晶体结构、离子晶体结构、共价晶体结构、 高分子凝聚态结构(晶态结构、非晶态结构、取向结构)、非晶态的形成及结构特征、固体材料能带结构的基础知识(导体、半导体、绝缘体)及与性能之间的关系; (4)晶体的结构缺陷:缺陷分类、点缺陷的形成、位错的基本类型和特征、晶体结构缺陷对材料性能的影响; (5)材料的相结构与相变:相的定义、相结构、固溶体的概念及特点、相变的定义、相变的分类(按结构分类、按热力学分类、按相变方式分类、按原子迁移特征分类)、结晶的基本规律与条件:热力学条件、动力学条件(成核-长大机理); (6)高分子材料中的分子链运动:高分子链的内旋转及柔顺性的本质和影响因素，高分子材料的三种力学状态(玻璃态、高弹态及粘流态)、玻璃化转变温度; (7)金属材料、无机非金属材料、高分子材料及复合材料的结构特征、性能特点及其应用分析; (8)常规材料表征技术及应用:XRD、TEM、SEM、IR、DSC的工作原理、影响这些表征技术的主要因素及在材料研究中的应用。? 空间力系 1 正方形板ABCD 由六根直杆支撑于水平位置, 若在A 点沿AD 作用水平力F , 尺寸如图3-6所示, 不计板重和杆重, 试求各杆的内力。 2求题3－23图所示结构中A 、 B 、 C 三处铰链的约束力。已知重物重F P ＝1kN 。 3重为F P 的矩形水平板由三根铅直杆支撑, 尺寸如题3－24图所示, 求各杆内力。若在板的形心D 处放置一重物, F F F P 4题2－27所示长方形门的转轴铅直, 门打开角度为60, 并用两绳维持在此位置。其中一绳跨过滑轮并吊起重物F P＝320N, 另一绳EF系在地板的F点上, 已知门重640N、高240cm、宽180cm, 各处摩擦不计, 求绳EF的拉力, 并求A点圆柱铰链和门框上B点的约束力。 5图所示悬臂刚架上作用有q＝2kN/m的均布载荷, 以及作用线分别平行于AB、CD的集中力F1、F2。已知F1＝5 kN, F2＝4 kN, 求固定端O处的约束力及力偶矩。 F P F1 F2 6图示简支梁, 已知: 均布荷载q=245kN/m, 跨度l=2.75m, 试求跨中截面C上的剪力和弯矩。 7求剪力和弯矩 习题9?1图 A B (a (b0 8图示某工作桥纵梁的计算简图, 上面的两个集中荷载为闸门启闭机重量, 均布荷载 为自重、 人群和设备的重量。试求纵梁在C 、 D 矩。 9试列出下列梁的剪力方程和弯矩方程, 习题9?4图 (b B 10求出图( 3-16a) 所示桁架所有杆件的轴力。 3 l A B (c F Fl /4 3 l 3 l C D q 4 l A B C D (d l 4 l 《材料科学基础》模拟试卷（二） 一、名词解释(每小题1分，共10分) 1．晶胞 2．间隙固溶体 3．临界晶核 4．枝晶偏析 5．离异共晶 6．反应扩散 7．临界分切应力 8．回复 9．调幅分解 10． 二次硬化 二、判断正误(每小题1分，共10分) 正确的在括号内画“√”， 错误的画“×” 1. 金属中典型的空间点阵有体心立方、面心立方和密排六方三种。( ) 2. 作用在位错线上的力F 的方向永远垂直于位错线并指向滑移面 上的未滑移区。 ( ) 3. 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。 ( ) 4. 金属结晶时，原子从液相无序排列到固相有序排列，使体系熵 值减小，因此是一个自发过程。 ( ) 5. 固溶体凝固形核的必要条件同样是ΔG B ＜0、结构起伏和能量 起伏。 ( ) 6. 三元相图垂直截面的两相区内不适用杠杆定律。 ( ) 7. 物质的扩散方向总是与浓度梯度的方向相反。 ( ) 8. 塑性变形时，滑移面总是晶体的密排面，滑移方向也总是密排 方向。 ( ) 9. 和液固转变一样，固态相变也有驱动力并要克服阻力，因此两 种转变的难易程度相似。 ( ) 10.除Co 以外，几乎所有溶入奥氏体中的合金元素都能使C 曲线 左移，从而增加钢的淬透性。 ( ) 三、作图题(每小题5分，共15分) 1. 在简单立方晶胞中标出具有下列密勒指数的晶面和晶向：a)立方晶系 (421)，(231)，[112]；b)六方晶系(1112)，[3112]。 2. 设面心立方晶体中的(111)为滑移面，位错滑移后的滑移矢量为 2 a [110]。 (1)在晶胞中画出柏氏矢量的方向并计算出其大小。 (2)在晶胞中画出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。 3.如下图所示，将一锲形铜片置于间距恒定的两轧辊间轧制。试画出轧 制后铜片经再结晶后晶粒大小沿片长方向变化的示意图。 四、相图分析(共20分) (1) 就Fe-Fe3C相图，回答下列问题： 1. 默画出Fe-Fe3C相图，用相组成物填写相图； 2. 分析含碳量为1.0wt%的过共析钢的平衡结晶过程，并绘出室温组织 示意图。 3. 计算相图中二次渗碳体和三次渗碳体可能的最大含量。 4．已知某铁碳合金室温时的相组成物为铁素体和渗碳体，铁素体占82%，试求该合金的含碳量和组织组成物的相对量。 (2)右图为固态有限互溶三元共晶相 图的投影图，请回答下列问题： 1.指出三个液相面的投影区； 2.指出e3E线和E点表示的意 义； 3.分析合金N的平衡结晶过 程。 《工程材料》复习思考题参考答案 第一章金属的晶体结构与结晶 1.解释下列名词 点缺陷,线缺陷,面缺陷,亚晶粒,亚晶界,刃型位错,单晶体,多晶体, 过冷度,自发形核,非自发形核,变质处理,变质剂. 答: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. 亚晶粒:在多晶体的每一个晶粒内,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,它们相互镶嵌而成晶粒,称亚晶粒. 亚晶界:两相邻亚晶粒间的边界称为亚晶界. 刃型位错:位错可认为是晶格中一部分晶体相对于另一部分晶体的局部滑移而造成.滑移部分与未滑移部分的交界线即为位错线.如果相对滑移的结果上半部分多出一半原子面,多余半原子面的边缘好像插入晶体中的一把刀的刃口,故称刃型位错. 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. 变质剂:在浇注前所加入的难熔杂质称为变质剂. 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 各属何种晶体结构答: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.配位数和致密度可以用来说明哪些问题 答:用来说明晶体中原子排列的紧密程度.晶体中配位数和致密度越大,则晶体中原子排列越紧密. 4.晶面指数和晶向指数有什么不同 答:晶向是指晶格中各种原子列的位向,用晶向指数来表示,形式为;晶面是指晶格中不同方位上的原子面,用晶面指数来表示,形式为. 5.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 答: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. 6.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 一、单项选择题(请在每小题的4个备选答案中，选出一个最佳答案， 共10小题；每小题2分，共20分) 1、材料按照使用性能，可分为结构材料和 。 A. 高分子材料； B. 功能材料； C. 金属材料； D. 复合材料。 2、在下列结合键中，不属于一次键的是： A. 离子键； B. 金属键； C. 氢键； D. 共价键。 3、材料的许多性能均与结合键有关，如大多数金属均具有较高的密度是由于： A. 金属元素具有较高的相对原子质量； B. 金属键具有方向性； C. 金属键没有方向性； D.A 和C 。 3、下述晶面指数中，不属于同一晶面族的是： A. (110)； B. (101)； C. (011- ）；D. (100)。 4、 面心立方晶体中，一个晶胞中的原子数目为： A. 2； B. 4； C. 6； D. 14。 5、 体心立方结构晶体的配位数是： A. 8； B.12； C. 4； D. 16。 6、面心立方结构晶体的原子密排面是： A. {111}； B. {110}； C. (100)； D. [111]。 7、立方晶体中（110）和（211）面同属于 晶带 A. [110]； B. [100]； C. [211]； D. [--111]。 6、体心立方结构中原子的最密排晶向族是： A. <100>； B. [111]； C. <111>； D. (111)。 6、如果某一晶体中若干晶面属于某一晶带，则： A. 这些晶面必定是同族晶面； B. 这些晶面必定相互平行； C. 这些晶面上原子排列相同； D. 这些晶面之间的交线相互平行。 7、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, 6; B. 6, 2, 4; C. 4, 4, 6; D. 2, 4, 6 7、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. 弗兰克缺陷； C. 线缺陷； D. 面缺陷 7、两平行螺旋位错，当柏氏矢量同向时，其相互作用力： 一，解释下列名称或术语 键合力：固体材料中原子间用于相连接及保持一定的几何形状或物性的结合力。 晶格能:：在0k时1mol离子化合物的各种离子相互移动至无限远及拆散成气态所需要的能量 电负性：原子得到电子的能力 空间格子：将晶体内部的结构基元抽象成几何点，将实际晶体使用三维点阵表示的空间结构 晶胞：砸实际晶体中划分出的平行六面体单位基元 点阵：把晶体内部的原子、离子或原子集团等结构抽象成几何的点 平行六面体：空间格子中的最小单位基元，由六个两两平行且大小相等的面组成 晶面指数：表示晶体中点阵平面的指数，由晶面在三个晶轴的截距值决定 点群：宏观晶体对贺元素集合而成结的晶学群 晶面常数：晶体定向中，轴率a：b：c和轴角α，β，γ统称为晶体的几何常数 二，分别简述形成离子键和金属键的条件和特点 离子键：条件：△X≥1.7 特点：没有饱和性和方向性 共价键：条件：0.7≤△X＜1.7 特点：有饱和性和方向性 金属键：条件：△X＜0.5 特点：没有饱和性和明显的反向性 三，范德华键和氢键的联系和区别 联系：都是依靠分子或分子的偶极矩引力而形成 区别：范德华键无饱和性和方向性，氢键有明显的饱和性和方向性 四，简述元素周期表中金属离子半径变化的规律 同周期随原子序数增加而减小，同主轴随原子序数增加而增大，对角线上离子半径大小大致相等。 五，写出单型三方柱，四方柱，四方双锥，六方柱填型中各晶面的晶面指数，并写出它们的对称性。 三方柱晶面指数(0 0 0 1)(0 0 0 1)(1 1 2 0)(1 2 1 0)(2 1 1 0) 对称型 L33L23PC 四方柱晶面指数(0 0 1)(0 1 0)(1 0 0)(0 1 0)(1 0 0)(0 0 1) 对称型 L44L25PC 四方双锥晶面指数（0 1 1）（1 0 1）（0 1 1）（1 0 1）（0 1 0）（1 0 0） （0 1 0）（1 0 0）（0 1 1）（1 0 1）（0 1 1）（1 0 1） 对称型 L44L25PC 六方柱晶面指数（0 0 0 1）（0 0 0 1）（0 1 1 0）（1 0 1 0）（1 1 0 0 ）（0 1 1 0） （1 0 1 0）（1 1 0 0） 对称型 L46L27PC 六，写出立方体中六个晶面指数 （0 0 1）（0 0 1）（0 1 0）（1 0 0）（0 1 0）（1 0 0） 七，在六方晶体中标出晶面（0 0 0 1）（2 1 1 0）（1 0 1 0）（1 1 2 0）（1 2 1 0）的位置 第1章土木工程材料的基本性 （1）当某一建筑材料的孔隙率增大时，材料的密度、表观密度、强度、吸水率、搞冻性及导热性是下降、上生还是不变？ （2）材料的密度、近似密度、表观密度、零积密度有何差别？ 答： （3）材料的孔隙率和空隙率的含义如何？如何测定？了解它们有何意义？ 答：P指材料体积内，孔隙体积所占的百分比： P′指材料在散粒堆积体积中，颗粒之间的空隙体积所占的百分比： 了解它们的意义为：在土木工程设计、施工中，正确地使用材料，掌握工程质量。 （4）亲水性材料与憎水性材料是怎样区分的？举例说明怎样改变材料的变水性与憎水性？ 答：材料与水接触时能被水润湿的性质称为亲水性材料；材料与水接触时不能被水润湿的性质称为憎水性材料。 例如：塑料可制成有许多小而连通的孔隙，使其具有亲水性。 例如：钢筋混凝土屋面可涂抹、覆盖、粘贴憎水性材料，使其具有憎水性。 （5）普通粘土砖进行搞压实验，浸水饱和后的破坏荷载为183KN，干燥状态的破坏荷载为207KN（受压面积为115mmX120mm），问此砖是否宜用于建筑物中常与水接触的部位？ 答： （6）塑性材料和塑性材料在外国作用下，其变形性能有何改变？ 答：塑性材料在外力作用下，能产生变形，并保持变形后的尺寸且不产生裂缝；脆性材料在外力作用下，当外力达到一定限度后，突然破坏，无明显的塑性变形。 （7）材料的耐久性应包括哪些内容？ 答：材料在满足力学性能的基础上，还包括具有抵抗物理、化学、生物和老化的作用，以保证建筑物经久耐用和减少维修费用。 （8）建筑物的屋面、外墙、甚而所使用的材料各应具备哪些性质？ 答：建筑物的屋面材料应具有良好的防水性及隔热性能；外墙材料应具有良好的耐外性、抗风化性及一定的装饰性；而基础所用材料应具有足够的强度及良好的耐水性。 第2章天然石材 （1）岩石按成因可分为哪几类？举例说明。 答：可分为三大类： 1)岩浆岩，也称火成岩，是由地壳内的岩浆冷凝而成，具有结晶构造而没有层理。例如花岗岩、辉绿岩、火山 首凝灰岩等。 材料科学基础试卷一 一. 图1是Na 2 O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Na 2 O结构在（001）面上的投影图。 二. 图2是高岭石(Al 2O 3 ·2SiO 2 ·2H 2 O)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.TiO 2掺入到Nb 2 O 3 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CaCl 2 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Al 2O 3 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Al 2O 3 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。 一、填空题（共30分，每空1分） 1．F和A分别是碳在、中所形成的间隙固溶体。 2．液态金属结晶时常用的细化晶粒的方法有、 、。 3.加热是钢进行热处理的第一步，其目的是使钢获得组织。 4．在Fe-Fe3C相图中，钢与铸铁分界点的含碳量为。 5．完全退火主要用于钢，其加热温度为：。 6．1Cr18Ni9Ti是钢，其碳的质量分数是。 7. QT600-03中的“600”的含义是：。 8．T8MnA是钢，其中“A”的含义是。 9．40Cr是钢，其中Cr的主要作用是。 10．调质件应选成分的钢，渗碳件应选成分的钢。 11．化学热处理的基本过程包括：， ，。 12．按冷却方式的不同，淬火可分为单介质淬火、、 、等。 13．60钢（Ac1≈727℃，Ac3≈766℃）退火小试样经700 ℃、740 ℃、800 ℃加 热保温，并在水中冷却得到的组织分别是：，，。 14．金属的冷加工与热加工是按温度来划分的。 15．制造形状简单、小型、耐磨性要求较高的热固性塑料模具应选用钢， 而制造形状复杂的大、中型精密塑料模具应选用钢。 （请从45、T10、3Cr2Mo、Q235A中选择） 二．判断题（共10分，每小题（正确√错误Ⅹ，请将答案填入表格） 1．碳钢在室温下的相组成物是铁素体和渗碳体。 2．铁碳合金平衡结晶时，只有成分为 0.77%的共析钢才能发生共析反应。 3．在1100℃，含碳0.4%的钢不能进行锻造，含碳4.0%的铸铁能进行锻造。 4．细晶强化能同时提高钢的强度和韧性。 5．碳的质量分数对碳钢力学性能的影响是：随着钢中碳的质量分数的增加，硬度、强度增加，塑性、韧性也随着增加。6．固溶强化是指因形成固溶体而引起的合金强度、硬度升高的现象。 7．淬火临界冷却速度是钢抑制非马氏体转变的最小冷却速度。 8．可锻铸铁具有一定的塑性，可以进行锻造加工。 9．高速钢铸造后需要反复锻造是因为硬度高不易成形。 10．同一钢种，在相同的加热条件下，水冷比油冷的淬透性好，小件比大件的淬透 性好。 三．单项选择题（共15分，每小题1分）（请将答案填入表格） 1．金属材料在外力作用下抵抗变形和断裂的能力叫： a. 强度 b. 硬度 c. 塑性 2．晶体中的位错是一种： a. 点缺陷 b. 线缺陷 c. 面缺陷 3．实际金属结晶时，形核和晶体长大的方式主要是： a. 平面长大 b. 树枝状长大 c. 两者都不对 4．在铁碳合金平衡组织中，塑性最好的是： a. F b. A c. P 5．加工硬化使金属： a. 强度降低、塑性升高 b. 强度增大、塑性升高 c. 强度增大、塑性降低 6．下列钢淬透性高低排列顺序正确的是： a.T8＞45＞20CrMnTi＞20 b.20CrMnTi＞20＞45＞T8 c. 20CrMnTi＞T8＞45＞20 7．钢在淬火后获得M组织的粗细主要取决于： 第 1 页（共3 页） 全国硕士研究生入学统一考试 工程热力学考试大纲真题及答案 Ｉ考查目标 要求掌握热能与机械能相互转换的基本规律，并能够应用此规律对热力过程和热力循环进行分析和计算。 II 考试形式和试卷结构 一、试卷满分及考试时间 试卷满分为150分,考试时间1８0分钟。 二、答题方式 答题方式为闭卷、笔试。允许使用计算器（仅仅具备四则运算和开方运算功能的计算器)，但不得使用带有公式和文本存储功能的计算器。 三、试卷内容与题型结构 分为概念题和计算题两大类。概念题包括：名词解释、填空题、判断题、作图分析题、简答题。概念题和计算题分值各占５０%左右。 III 考查内容 １、基本概念：掌握热力系统、平衡状态、状态参数及其数学特征、理想气体状态方程、准静过程及可逆过程的概念并会用系统的状态参数的关系对可逆过程的功、热量进行计算等。 2、热力学第一定律:熟练掌握能量方程在不同条件下的表达形式，并对非稳定流动能量方程有初步认识;掌握系统储存能量、热力学能、焓的概念；掌握容积变化功、流动功、技术功和轴功的概念;能够正确应用热力学第一定律对能量转换过程进行分析、计算。 3、热力学第二定律:理解热力学第二定律的实质；掌握卡诺循环和卡诺定理;掌握熵的概念和孤立系统熵增原理,能够判别热力过程进行的方向及掌握能量耗散的计算方法;了解可用能的概念及计算方法。 4、理想气体的性质及热力过程:熟练掌握理想气体状态方程；理解理想气体比热容的概念并熟练掌握利用定值比热容计算过程中热量、热力学能、焓和熵变化;熟练掌握对四种基本热力过程及多变过程的分析,计算过程中状态参数的变化及与外界功量和热量的交换；能够将热力过程表示在p－v图和T-s图上，并判断过程的性质。 5、热力学一般关系式及实际气体的性质：了解热力学一般关系式;掌握范德瓦尔方程（包括各项物理意义）;掌握对比态原理，会计算对比参数并能利用通用压缩因子图进行实际气体的计算。 6、水蒸气的性质及热力过程：掌握蒸气的各种术语及其意义；了解水蒸气的定压发生过程及其在p-ｖ图和Ｔ-s图上的一点、两线、三区、五态;了解水蒸气图表的结构并会应用；掌握水蒸气热力过程的热量和功量的计算。 7、气体和蒸气的流动:掌握一元定熵稳定流动基本方程组；掌握喷管中气体流速、流量的计算,会进行喷管外形的选择和尺寸的计算;理解喷管效率并会计算存在摩擦损失时的流速和流量;明确滞止焓、临界截面、临界参数的概念。掌握绝热滞止、绝热节流、流动混合过程的计算。 8、压气机：掌握活塞式压气机和叶轮式压气机的工作原理;掌握不同压缩过程（绝热、定温、多变)状态参数的变化规律、耗功的计算以及压气机耗功的计算；了解多级压缩、中间冷却的压气机的工作情况,了解余隙容积对活塞式压气机工作的影响。 空间力系 1 正方形板ABCD由六根直杆支撑于水平位置，若在A点沿AD作用水平力F，尺寸如图3-6所示，不计板重和杆重，试求各杆的内力。 F F 2求题3－23图所示结构中A、B、C三处铰链的约束力。已知重物重F P＝1kN。 F P 3重为F P的矩形水平板由三根铅直杆支撑，尺寸如题3－24图所示，求各杆内力。若在板的形心D处放置一重物，则各杆内力又如何？ F P 4题2－27所示长方形门的转轴铅直，门打开角度为60 ，并用两绳维持在此位置。其中一绳跨过滑轮并吊起重物F P ＝320N ，另一绳EF 系在地板的F 点上，已知门重640N 、高240cm 、宽180cm ，各处摩擦不计，求绳EF 的拉力，并求A 点圆柱铰链和门框上B 点的约束力。 5图所示悬臂刚架上作用有q ＝2kN/m 的均布载荷，以及作用线分别平行于AB 、CD 的集中力F 1、F 2。已知F 1＝5 kN ，F 2＝4 kN ，求固定端O 处的约束力及力偶矩。 6图示简支梁，已知：均布荷载q =245kN/m ，跨度l =2.75m ，试求跨中截面C 上的剪力和弯矩。 F P F 1 F 2 习题9?1图 7求剪力和弯矩 8图示某工作桥纵梁的计算简图，上面的两个集中荷载为闸门启闭机重量，均布荷载为自重、人群和设备的重量。试求纵梁在C 、D 及跨中E 三点处横截面上的剪力和弯矩。 9试列出下列梁的剪力方程和弯矩方程，并画出剪力图和弯矩图 B (a) (b) 0 习题9?4图 q (b) B (c) q (d) A 10求出图（3-16a）所示桁架所有杆件的轴力。 11例2：求图示桁架中的各杆件的内力同济大学《工程热力学》期末模拟试卷资料
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