WELCOME TO MY LESSON
Huang, Haibo, Faculty of Mechanical Engineering and Mechanics, Ningbo University
工程图学基础
Presented by STEVE HWANG , 02.2009 Faculty of Engineering, NingBo University Prepared for Students of the Engineering and technology
Huang, Haibo, Faculty of Mechanical Engineering and Mechanics, Ningbo University
教师介绍 ? 黄海波 工学院
? 办公室：锈山工程楼314 ? 电话号码：87600534， ? 短号：648541 ? Email huanghaibo@https://www.doczj.com/doc/df673512.html, ? QQ 1523632287（班级，姓名）
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? 尽量向前坐 ? 一只铅笔,一个本子 ? 作业认真
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绪
论
The Preface of the GRAPHICS
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工程图学的一般常识性知识
? 绘制和阅读工程图样的原理和方法。 ? 设计者表达设计意图；制造者了解制造对象并制造；使用者使用和维 修设备。 ? 一种工程语言，便于交流和沟通。
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工程图样
图样—根据投影原理、标准或有关规定，表示工程对象，并有必要技术 说明的图，称为图样。
? 在工程技术中，按一定的投影方法和有关规定，把物体的形状、大小、材料及 有关技术说明，用数字、文字和符号表达在图纸上或存贮在磁盘等介质上的 图，称为工程图样。
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图样
工程图样
机械工程图样 建筑工程图样 电子工程图样 其他工程图样
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习题：第一章第二章第三章第四章第五章第六章第七章第八章第九章第十章第十一章答案：第一章第二章第三章第四章第五章第六章第七章第八章第九章第十章第十一章 3-2 略。 3-2试述位错的基本类型及其特点。 解：位错主要有两种：刃型位错和螺型位错。刃型位错特点：滑移方向与位错线垂直，符号⊥，有多余半片原子面。螺型位错特点：滑移方向与位错线平行，与位错线垂直的面不是平面，呈螺施状，称螺型位错。 3-3非化学计量化合物有何特点？为什么非化学计量化合物都是n型或p型半导体材料？ 解：非化学计量化合物的特点：非化学计量化合物产生及缺陷浓度与气氛性质、压力有关；可以看作是高价化合物与低价化合物的固溶体；缺陷浓度与温度有关，这点可以从平衡常数看出；非化学计量化合物都是半导体。由于负离子缺位和间隙正离子使金属离子过剩产生金属离子过剩（n型）半导体，正离子缺位和间隙负离子使负离子过剩产生负离子过剩（p型）半导体。 3-4影响置换型固溶体和间隙型固溶体形成的因素有哪些？ 解：影响形成置换型固溶体影响因素：（1）离子尺寸：15%规律：1.（R1-R2）/R1>15%不连续。 2.<15%连续。 3.>40%不能形成固熔体。（2）离子价：电价相同，形成连续固熔体。（ 3）晶体结构因素：基质，杂质结构相同，形成连续固熔体。（4）场强因素。（5）电负性：差值小，形成固熔体。差值大形成化合物。 影响形成间隙型固溶体影响因素：（1）杂质质点大小：即添加的原子愈小，易形成固溶体，反之亦然。（2）晶体（基质）结构：离子尺寸是与晶体结构的关系密切相关的，在一定程度上来说，结构中间隙的大小起了决定性的作用。一般晶体中空隙愈大，结构愈疏松，易形成固溶体。（3）电价因素：外来杂质原子进人间隙时，必然引起晶体结构中电价的不平衡，这时可以通过生成空位，产生部分取代或离子的价态变化来保持电价平衡。 3-5试分析形成固溶体后对晶体性质的影响。 解：影响有：（1）稳定晶格，阻止某些晶型转变的发生；（2）活化晶格，形成固溶体后，晶格结构有一定畸变，处于高能量的活化状态，有利于进行化学反应；（3）固溶强化，溶质原子的溶入，使固溶体的强度、硬度升高；（4）形成固溶体后对材料物理性质的影响：固溶体的电学、热学、磁学等物理性质也随成分而连续变化，但一般都不是线性关系。固溶体的强度与硬度往往高于各组元，而塑性则较低， 3-6说明下列符号的含义：V Na，V Na'，V Cl˙，（V Na'V Cl˙），Ca K˙，Ca Ca，Ca i˙˙解：钠原子空位；钠离子空位，带一个单位负电荷；氯离子空位，带一个单位正电荷；最邻近的Na+空位、Cl-空位形成的缔合中心；Ca2+占据K.位置，带一个单位正电荷；Ca原子位于Ca原子位置上；Ca2+处于晶格间隙位置。 3-7写出下列缺陷反应式：（l）NaCl溶入CaCl2中形成空位型固溶体；（2）CaCl2溶入NaCl中形成空位型固溶体；（3）NaCl形成肖特基缺陷；（4）Agl形成弗伦克尔缺陷（Ag+进入间隙）。
第一章绪论 1.地基：承担建筑物的全部荷载的那部分地层，分为天然地基人工地基。 基础：建筑物的像地基传递荷载的下部结构。分为浅基础和深基础。 2.基础设计必须满足的三个基本要求。强度要求、变形要求、上部结构的其他要求。 3.基础工程设计：基础设计（基础形式的选择，基础埋置深度，基底面积大小，基础内力和断面计算，如果地下部分是多层的结构还应包括地下结构的计算) 地基设计（地基土的承载力确定，地基变形计算，地基稳定性计算） 第二章浅基础 1.天然地基上浅基础的设计内容： （1）选择基础的材料类型进行基础平面布置 （2）确定地基城池力层和基础埋置深度 （3）确定地基承载力 （4）确定基础的地面尺寸，必要时进行地基变形与稳定性计算 （5）进行基础结构设计 （6）绘制基础施工图提出施工说明 2.连续基础包括：柱下条形基础、柱下交叉条形基础、筏形基础、箱形基础 3.荷载取值的规定： （1）按地基承载力确定基础底面积及埋深时，传至基础底面上的作用效应应按正常使用极限状态下作用的标准组合；相应的抗力应采用地基承载力特征值 （2）计算地基变形时，传至基础底面上的，作用效应应按正常使用极限状态下作用的准永久组合，不应计入风荷载和地震作用；相应的限值因为地基变形允许值。（3）计算挡土墙、地基或滑坡稳定以及基础抗浮稳定时，作用效应应按承载能力极限状态下作用的基本组合，但其分项系数均为1.0 （4）在确定基础高度、支挡结构截面、计算基础或支挡结构内力，确定配筋和验算材料强度时，上部结构传来的作用效应和相应的基底反力，挡土墙土压力，以及滑坡推力，应按承载能力极限状态下作用的基本组合，采用相应的分项系数。当需要验算基础裂缝宽度时应按正常使用极限状态下作用的标准组合。 （5）有永久作用控制的基本组合值可采取标准组合值的1.35倍。 4.三合土：由石灰、沙和骨料加水混合而成的。 5.柱下条形基础：优点：抗弯刚度较大，具有调整不均匀沉降的能力，并能将所承受的集中柱荷载较均匀地分布到整个基地面积上。适用：软弱地基上框架或排架结构的一种基础形式 6.基础埋置深度的选择：基础埋置深度之基础底面至天然地面的距离 （1）与建筑物有关的条件（2）工程地质条件：直接支撑基础的土层称为持力层，其下的各土层称为下卧层（3）水文地质条件 （4）地基冻融条件 （5）场地环境条件 7.浅基础的地基承载力： （1）地基承载力是指地基承受荷载的能力。 地基承载力特征值：在保证地基稳定的条件下，使建筑物的沉降量不超过允许值的地基承载力。 （2）地基承载力特征值的确定方法： ①按土的抗剪强度指标确定：a.地基极限承载力的理论公式：fa=Pu/k b.规范推荐的理论公式 ②按地基载荷试验确定：浅层平板载荷试验、深层平板试验、以及螺旋板载荷试验 ③按规范提供的承载力表确定：当基础宽度大于3米或埋置深度大于0.5米，应进行修正。 fa=fak+ηbγ(b-3)+ηbγm(d-0.5) ④在土质基本相同的情况下，参照邻近建筑物的工程经验确定。 8.地基变形按其特征可分为四种： （1）沉降量：独立基础中心点的沉降值或整幢建筑物基础的平均沉降值。 （2）沉降差：相邻两个柱基的沉降量之差 （3）倾斜：基础倾斜方向两端点的沉降差与其距离的比值 （4）局部倾斜：砌体承重结构严重向6-10m内基础两点的沉降差与其距离的比值9.地基变形用什么验算？ （1）砌体承重结构对地基的不均匀沉降是很敏感的其损坏主要由于墙体挠曲引起局部出现斜裂缝，故砌体承重结构的地基变形有局部倾斜控制。 （2）框架结构和单层排架结构主要因相邻柱基的沉降差使构件受扭曲而损坏，因此其地基变形由沉降差控制。 （3）高耸结构和高层建筑的整体高度很大，可近似视为刚性结构，其地基变形应由建筑物的整体倾斜控制，必要时应控制平均沉降量。 10.基础底面尺寸的确定： （一）轴心荷载作用： ①Pk≤fa ②Pk=(Fk+Gk)/A ③Gk=γG A d一γwAh w
第一章绪论 一、重点难点 重点: 1.南丁格尔对护理学的伟大贡献;现代护理学三个发展阶段的主要特点。 2.护理学的主要任务、范畴及工作方式。 难点: 1.现代护理学三个发展阶段的主要特点。 2.护理工作方式。 二、考点测试 (一)选择题 A1型题 1.在母系氏族社会中,妇女照顾家中伤病者,形成主要的照顾方式是 A.“自我保护”式 B.家庭式 C.宗教式 D.社会化服务 E.护理社团 2.中世纪护理仅仅限于简单的生活照料,其原因是 A.生活经验缺乏 B.社会重男轻女 C护士分工不明确 D.护理工作繁重 E.宗教的束缚和影响科学 3.护理专业的诞生是在 A.17世纪中叶 B.18世纪中叶
C.19世纪中叶 D.20世纪初期 E.20世纪中叶 4.南丁格尔接受短期的护理训练是在 A.凯塞威尔斯城护士训练班 B.圣托马斯医院护士训练班 C.英国伦敦护士训练班 D.佛罗伦萨护士训练班 E.战地医院护士训练班 5.南丁格尔扭转了英国朝野轻视护理工作的观念,其主要原因是 A.出身名门与上层社会交往密切 B.南丁格尔具有渊博知识 C.克里米亚战争中卓有成效的工作 D.撰写多篇著作指导护理工作 E.创立了科学的护理制度 6.国际护士节选定为每年的 A.4月12日 B.5月12日 C.5月21日 D.12月5日 E.6月12日 7.国际护士节时间的确定是根据 A.南丁格尔创办第一所护士学校的日期 B.南丁格尔诞辰纪念日 C.南丁格尔接受英国政府奖励的日期 D.宣布南丁格尔奖章的日期 E.南丁格尔逝世纪念日 8.克里米亚战争中,南丁格尔率领的护士团最终使士兵的病死率由42%降到
（一） 1 谈谈你对材料学科及材料四要素之间的关系的认识 2 金属键与其它结合键有何不同，如何解释金属的某些特性？ 3 说明空间点阵、晶体结构、晶胞三者之间的关系。 4 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？ 5 画出三种典型晶胞结构示意图，其表示符号、原子数、配位数、致密度各是什么？ 6 画出立方晶系中（011），（312），[211],[211],[101],(101) 7, 画出六方晶系中（1120），（0110），（1012），（110），（1012） 8. 原子间的结合键共有几种？各自特点如何？ 9．在立方系中绘出｛110｝、｛111｝晶面族所包括的晶面，及（112）和（120）晶面。标出具有下列密勒指数的晶面和晶向： a)立方晶系(421)，() 123，(130)，[211]，[311]；
10．在立方系中绘出｛110｝、｛111｝晶面族所包括的晶面，及（112）和（120）晶面。 11．计算面心立方结构（111）、（110）与（100）面的面密度和面间距。 12. 标出具有下列密勒指数的晶面和晶向： a)立方晶系(421)，()123，(130)，[211]，[311]； b)六方晶系()2111， ()1101，()3212，[2111]，1213????。 13 在体心立方晶系中画出{111}晶面族的所有晶面。 14 画出<110>晶向族所有晶向
15.写出密排六方晶格中的[0001],(0001),()1120,()1100,()1210 16. 在一个简单立方晶胞内画出一个（110）晶面和一个[112]晶向。 17. 标出具有下列密勒指数的晶面和晶向： 立方晶系(421)，()123，(130)，[211]，[311]； 18.计算晶格常数为a 的体心立方结构晶体中八面体间隙的大小。 19.画出面心立方晶体中（111）面上的[112]晶向。 20.已知某一面心立方晶体的晶格常数为a ，请画出其晶胞模型并分别计算该晶体 的致密度、{111}晶面的面密度以及{110}晶面的面间距。 21.表示立方晶体的（123），[211],()012 22. 写出密排六方晶格中()1120,()1100,()1210[2111]，1213???? 23. 画出密排六方晶格中的[0001], ,()0110,()1010,[2110],[1120] 24 在面心立方晶胞中的(1 1 1)晶面上画出[110]晶向 25 指出在一个面心立方晶胞中的八面体间隙的数目，并写出其中一个八 面体间隙的中心位置坐标。假设原子半径为r ，计算八面体间隙的半径。 26.画出密排六方晶格中的(0001),()1120,()1100,()1210 27.立方晶系中画出（010），（011），（111），（231），[231],[321] 29.计算晶格常数为a 的面心立方结构晶体中四面体间隙和八面体间隙的大小。（4分） 30.写出立方晶系{}110、{}123晶面族的所有等价面 31.立方晶胞中画出以下晶面和晶向：()102，(112)，(213) ，[110], 32.六方晶系中画出以下晶面和晶向：(2110)，(1012)，1210????，0111???? 33.写出立方晶系{}100、{}234晶面族的所有等价面 34.画出立方晶胞内（111），[112], 35.画出六方晶胞内（1011），[1123]
注意：习题按以下内容结构给出， 加深理解本课程的内容和结构。 绪论 第一篇材料的原子结构 第一章材料的原子结构 第二篇材料的晶体结构与缺陷 第二章材料的结构 第三章晶体结构缺陷 第七章晶态固体材料中的界面 第三篇材料的组织结构 第五章相平衡与相图 第四章晶态固体中的扩散 第六章材料的凝固-----材料的制备工艺基础理论 材料的结构 相图与相变 【综合习题】 绪论 一、填空题 1、材料科学主要研究的核心问题是结构和性能的关系。 材料的结构是理解和控制性能的中心环节，结构的最微细水平是原子水平，第二个水平是原子的排列方式，第三个水平是显微组织。2. 根据材料的性能特点和用途，材料分为结构材料和功能材料两大类。 根据原子之间的键合特点，材料分为金属、陶瓷、 高分子和复合材料四大类。 第一篇材料的原子结构 第一章材料的原子结构 一、填空题
1. 金属材料中原子结合以金属键为主，陶瓷材料（无机非金属材料）以 共价键和离子键结合键为主，聚合物材料以共价键和氢键和范德华键为主。 第二篇材料的晶体结构与缺陷 第二章材料的结构 一、填空题 1、晶体是基元以周期性重复的方式在三维空间作有规则排列的固体。 2、晶体与非晶体的最根本区别是晶体长程有序，非晶体长程无序短程有序。 3、晶胞是晶体结构中的最小单位。 4、根据晶体的对称性，晶系有 3 大晶族，7 大晶系，14 种布拉菲Bravais 点阵，32 种点群，230 种空间群。 5、金属常见的晶格类型有面心立方、体心立方、密排六方。 6、fcc晶体的最密排方向为【111】，最密排面为（110），最密排面的堆垛 顺序为ABCABCABC……。 7、fcc晶体的致密度为0.84 ，配位数为12 ，原子在（111）面上的原子配位 数为 6 。 8、bcc晶体的最密排方向为【110】，最密排面为（111），致密度为0.76 ， 配位数为8 。 9、晶体的宏观对称要素有对称点、对称轴、对称面。 10、CsCl型结构属于简单立方格子，NaCl型结构属于面心立方格子，CaF2 型结构属于面心立方格子。 11、MgO晶体具有NaCl 型结构，其对称型是3L4 4L3 6L2 9PC ， 晶族是高级晶族，晶系是立方晶系，晶体的键型是离子键。 12、硅酸盐晶体结构中的基本结构单元是氧硅四面体。 13、几种硅酸盐晶体的络阴离子分别为[Si2O7]6-、[Si2O6]4-、[Si4O10]4-、[AlSi3O8]1-， 它们的晶体结构类型分别为，，，和。 14、表征晶体中晶向和晶面的方法有解析法和图示法。 二、分析计算 1、（2-3）（1）晶面A在x、y、z轴上的截距分别是2a、3b和6c，求该晶面的米勒指数；（2）晶面B在x、y、z轴上的截距分别是a/3、b/2和c，求该晶面的米勒指数。 2、（2-4）在立方晶系的晶胞中画出下列米勒指数的晶面和晶向，每一组画在同
《材料科学基础》上半学期容重点 第一章固体材料的结构基础知识 键合类型（离子健、共价健、金属健、分子健力、混合健）及其特点；键合的本质及其与材料性能的关系，重点说明离子晶体的结合能的概念； 晶体的特性（5个）； 晶体的结构特征（空间格子构造）、晶体的分类； 晶体的晶向和晶面指数（米勒指数）的确定和表示、十四种布拉维格子； 第二章晶体结构与缺陷 晶体化学基本原理：离子半径、球体最紧密堆积原理、配位数及配位多面体； 典型金属晶体结构； 离子晶体结构，鲍林规则（第一、第二）；书上表2－3下的一段话；共价健晶体结构的特点；三个键的异同点（举例）； 晶体结构缺陷的定义及其分类，晶体结构缺陷与材料性能之间的关系（举例）； 第三章材料的相结构及相图 相的定义 相结构 合金的概念：
固溶体 置换固溶体 （１）晶体结构 无限互溶的必要条件—晶体结构相同 比较铁（体心立方，面心立方）与其它合金元素互溶情况（表３－１的说明） （２）原子尺寸：原子半径差及晶格畸变； （３）电负性定义：电负性与溶解度关系、元素的电负性及其规律；（４）原子价：电子浓度与溶解度关系、电子浓度与原子价关系；间隙固溶体 （一）间隙固溶体定义 （二）形成间隙固溶体的原子尺寸因素 （三）间隙固溶体的点阵畸变性 中间相 中间相的定义 中间相的基本类型： 正常价化合物：正常价化合物、正常价化合物表示方法 电子化合物：电子化合物、电子化合物种类 原子尺寸因素有关的化合物：间隙相、间隙化合物 二元系相图： 杠杆规则的作用和应用； 匀晶型二元系、共晶（析）型二元系的共晶（析）反应、包晶（析）
型二元系的包晶（析）反应、有晶型转变的二元系相图的特征、异同点； 三元相图： 三元相图成分表示方法； 了解三元相图中的直线法则、杠杆定律、重心定律的定义； 第四章材料的相变 相变的基本概念：相变定义、相变的分类（按结构和热力学以及相变方式分类）； 按结构分类：重构型相变和位移型相变的异同点； 马氏体型相变：马氏体相变定义和类型、马氏体相变的晶体学特点，金属、瓷中常见的马氏体相变（举例）（可以用许教授提的一个非常好的问题――金属、瓷马氏体相变性能的不同――作为题目） 有序-无序相变的定义 玻璃态转变：玻璃态转变、玻璃态转变温度、玻璃态转变点及其黏度按热力学分类：一级相变定义、特点，属于一级相变的相变；二级相变定义、特点，属于二级相变的相变； 按相变方式分类：形核长大型相变、连续型相变（spinodal相变）按原子迁动特征分类：扩散型相变、无扩散型相变
绪论 0.1地基和基础 一、地基和基础的概念（插图） 1地基：受建（构）筑物荷重影响的那一部分地层称为地基 2基础：支撑上部结构荷载并将其传给地层中地基的下部结构称为基础3直接支撑基础的地基称为持力层，在持力层下方的地层称为下卧层。4基础分类： 埋深不大于5cm或埋深与基础底面宽度之比小于1、只需简单施工程序就可以建造起来的基础称为浅基础；埋深较深，且需要特殊方法施工的基础称为深基础，如桩基础、墩基础、沉井、地下连续墙、筏板带桩基础、箱基带桩基础等。 5地基分类： 地层包括岩层和土层，因此地基有岩石地基和土质地基之分。由于人们对选定场地的土质条件无法选择，只能对其进行合理的利用和处理。 对于开挖基坑后就可以直接修筑基础的地基，称为天然地基；对那些
不能满足要求、需要进行人工处理的地基称为人工地基。 二、地基应满足的基本条件： 为了建（构）筑物的安全和正常使用，地基基础设计必须满足下列两个基本条件： 1地基的强度条件：要求作用于地基的荷载不得超过地基的承载力，保证地基不发生整体强度破坏；地基的土（岩）体必须稳定，保证在建（构）筑物使用期间，不发生开裂、滑动和坍塌等有害现象。 【沉降量、沉降差】 2地基的变形条件：控制基础的沉降不超过地基的容许变形值，保证建（构）筑物不因地基变形而损坏过影响其正常使用。【倾斜、局部倾斜】在荷载作用下，建（构）筑物的地基、基础、上部结构上部分互相制约、共同工作。对于特定的建筑物，采用何种类型的地基、配合何种形式的基础，是建筑物设计最基本的问题之一。设计时应根据当地地质勘查资料，综合考虑地基、基础、上部结构的相互作用与当地施工水平及场地施工条件，通过技术经济比较，选取安全可靠、经济合理、技术先进、保护环境的地基基础方案。 0.2基础工程的作用 一、基础工程的学科地位： 基础工程是以土力学、建筑材料、钢筋混凝土结构、建筑施工等课程为专业基础，研究在各种可能荷载及其组合作用及一定工程地质条件和环境条件下，地基基础受力、变形稳定新装的变化规律及各种地基基础的设计、施工、检测与维护的专门学科，是土木工程学科的
《基础工程》思考题和习题 绪论 1．地基和基础。 2．天然地基和人工地基。 3．深基础和浅基础 4．地基基础设计要满足的三个条件？ 5．基础工程重要性体现在哪些方面？ 第一章地基基础设计的原则 1．基础的含义。 2．三种设计状况是什么？ 3．基础工程的设计任务是什么？ 4．极限状态分哪两类？哪一个要求更严格？ 5．地基基础设计需要资料有哪些？ 6．地基基础设计的基本规定有哪些？ 7．什么是湿陷性黄土地基、膨胀土地基、冻土地基？它们的工程性质如何？ 8．浅基础有哪些主要形式？ 9．深基础有哪些主要形式？ 10．什么是桩基础？它的适用条件如何？ 11．何为柔性结构？敏感结构？刚性结构？ 12．线性变形体的地基计算模型主要有哪几种？ 第二章刚性基础与扩展基础 1．刚性基础的含义？刚性角的概念？刚性基础主要材料有哪些？刚性基础的优缺点？ 2．钢筋混凝土扩展基础的含义？宽基浅埋的含义？钢筋混凝土扩展基础构造的有哪些主要要求？ 3．基础埋置深度选择考虑的主要因素有哪些？ 4．地基承载力确定要满足什么要求？确定地基承载力有哪些方法？ 5．如何进行地基承载力的验算？ 6．如何进行软弱下卧层的验算？ 7．基础和地基稳定性验算包括哪些方面？ 8．如何进行钢筋混凝土扩展基础的结构设计？ 9．为何要进行地基变形验算？其内容如何？ 10. 减轻建筑物不均匀沉降的措施？ 11．习题2.1：某独立基础的受力情况及地基条件示于下页图中，验算地基是否满足要求。 第三章连续基础 1．连续基础的优缺点和适用条件？ 2．连续基础的计算与刚性和扩展基础计算有什么不同，为什么？ 3．弹性地基上梁的微分方程要满足的两个条件是什么？
《材料科学基础》课后习题答案 第一章材料结构的基本知识 4. 简述一次键和二次键区别 答：根据结合力的强弱可把结合键分成一次键和二次键两大类。其中一次键的结合力较强，包括离子键、共价键和金属键。一次键的三种结合方式都是依靠外壳层电子转移或共享以形成稳定的电子壳层，从而使原子间相互结合起来。二次键的结合力较弱，包括范德瓦耳斯键和氢键。二次键是一种在原子和分子之间，由诱导或永久电偶相互作用而产生的一种副键。 6. 为什么金属键结合的固体材料的密度比离子键或共价键固体为高？ 答：材料的密度与结合键类型有关。一般金属键结合的固体材料的高密度有两个原因：（1）金属元素有较高的相对原子质量；（2）金属键的结合方式没有方向性，因此金属原子总是趋于密集排列。相反，对于离子键或共价键结合的材料，原子排列不可能很致密。共价键结合时，相邻原子的个数要受到共价键数目的限制；离子键结合时，则要满足正、负离子间电荷平衡的要求，它们的相邻原子数都不如金属多，因此离子键或共价键结合的材料密度较低。 9. 什么是单相组织？什么是两相组织？以它们为例说明显微组织的含义以及显微组织对性能的影响。 答：单相组织，顾名思义是具有单一相的组织。即所有晶粒的化学组成相同，晶体结构也相同。两相组织是指具有两相的组织。单相组织特征的主要有晶粒尺寸及形状。晶粒尺寸对材料性能有重要的影响，细化晶粒可以明显地提高材料的强度，改善材料的塑性和韧性。单相组织中，根据各方向生长条件的不同，会生成等轴晶和柱状晶。等轴晶的材料各方向上性能接近，而柱状晶则在各个方向上表现出性能的差异。对于两相组织，如果两个相的晶粒尺度相当，两者均匀地交替分布，此时合金的力学性能取决于两个相或者两种相或两种组织组成物的相对量及各自的性能。如果两个相的晶粒尺度相差甚远，其中尺寸较细的相以球状、点状、片状或针状等形态弥散地分布于另一相晶粒的基体内。如果弥散相的硬度明显高于基体相，则将显著提高材料的强度，同时降低材料的塑韧性。 10. 说明结构转变的热力学条件与动力学条件的意义，说明稳态结构和亚稳态结构之间的关系。 答：同一种材料在不同条件下可以得到不同的结构，其中能量最低的结构称为稳态结构或平衡太结构，而能量相对较高的结构则称为亚稳态结构。所谓的热力学条件是指结构形成时必须沿着能量降低的方向进行，或者说结构转变必须存在一个推动力，过程才能自发进行。热力学条件只预言了过程的可能性，至于过程是否真正实现，还需要考虑动力学条件，即反应速度。动力学条件的实质是考虑阻力。材料最终得到什么结构取决于何者起支配作用。如果热力学推动力起支配作用，则阻力并不大，材料最终得到稳态结构。从原则上讲，亚稳态结构有可能向稳态结构转变，以达到能量的最低状态，但这一转变必须在原子有足够活动能力的前提下才能够实现，而常温下的这种转变很难进行，因此亚稳态结构仍可以保持相对稳定。 第二章材料中的晶体结构 1. 回答下列问题： （1）在立方晶系的晶胞内画出具有下列密勒指数的晶面和晶向： 32）与[236] （001）与[210]，（111）与[112]，（110）与[111]，（132）与[123]，（2 （2）在立方晶系的一个晶胞中画出（111）和（112）晶面，并写出两晶面交线的晶向指数。 解：（1）
材料科学基础第一章习题答案 1. (P80 3-3) Calculate the atomic radius in cm for the following: (a) BCC metal with a 0=0.3294nm and one atom per lattice point; and (b) FCC metal with a 0=4.0862? and one atom per lattice point. Solution: (a) In BCC structures, atoms touch along the body diagonal, which is 3a 0 in length. There are two atomic radii from the center atom and one atomic radius from each of the corner atoms on the body diagonal, so 340r a = 430a r ==0.14263nm=1.4263 810-?cm (b) In FCC structures, atoms touch along the face diagonal of the cube, which is
02a in length. There are four atomic radii along this length —two radii from the face-centered atom and one radius from each corner, so 240r a =, 420 a r ==1.44447 ?=1.44447810-?cm 2.(P80 3-4) determine the crystal structure for the following: (a) a metal with a0=4.9489?, r=1.75?, and one atom per lattice point; and (b) a metal with a0=0.42906nm, r=0.1858nm, and one atom per lattice point. Solution: We know the relationships between atomic radii and lattice parameters are 430 a r =
土力学与基础工程复习重点 第一章 绪论 （1）地基：支承基础的土体或岩体。 （2）天然地基：未经人工处理就可以满足设计要求的地基。 （3）人工地基：若地基软弱、承载力不能满足设计要求，则需对地基进行加固处理。 （4）基础：将结构承受的各重作用传递到地基上的结构组成部分。 第二章 土的性质及工程分类 （1）土体的三相体系：土体一般由固相（固体颗粒）、液相（土中水）和气相（气体）三部分组成。 （2）粒度：土粒的大小。 （3）界限粒径：划分粒组的分界尺寸。 （4）颗粒级配：土中所含各粒组的相对量，以土粒总重的百分数表示。 （5）土的颗粒级配曲线。 （6）土中的水和气（p9） （7）工程中常用不均匀系数u C 和曲率系数c C 来反映土颗粒级配的不均匀程度。 不均匀系数u C 反映了大小不同粒组的分布情况，曲率系数c C 描述了级配曲线分布整体形态。 工程上对土的级配是否良好可按如下规定判断： 1.对于级配连续的土：5>u C ，级配良好：5
2.对于级配不连续的土，级配曲线上呈台阶状（见图曲线C ），采用单一指标u C 难以全面有效地判断土的级配好坏，同时需满足5>u C 和3~1=c C 两个条件时，才为级配良好，反之则级配不良。 颗粒分析实验：确定土中各个粒组相对含量的方法称为土的颗粒分析实验。对于粒径大于的粗粒土，可用筛分法。对于粒径小于的细粒土，则可用沉降分析法（水分法）。 （7）土的物理性质指标 三个基本实验指标 1.土的天然密度ρ 土单位体积的质量称为土的密度（单位为33//m t cm g 或），即V m =ρ。 （） 2.土的含水量w 土中的水的质量与土粒质量之比（用百分数表示）称为土的含水量， 即%100?=s w m m w 。 （） 3.土粒相对密度s d 土的固体颗粒质量与同体积4℃时纯水的质量之比，称为土粒相对密度，即 1 11w s w S s s V m d ρρρ== （） 反映土单位体积质量（或重力）的指标 1.土的干密度d ρ 土单位体积中固体颗粒部分的质量，称为土的干密度，并以d ρ表示：V m s d = ρ。 （） 2.土的饱和密度sat ρ 土孔隙中充满水的单位体积质量，称为土的饱和密度sat ρ， 即V V m w V s sat ρρ+=， （） 式中w ρ为水的密度，近似取3/1cm g w =ρ 3.土的有效密度（或浮密度）ρ' 在地下水位以下，单位体积中土粒的质量扣除同体积水的质量后，即为单位土体积中土粒的有效质量，称为土的有效密度ρ'，即V V m w s s ρρ-= '. （） 反映土的空隙特征、含水程度的指标 1.土的孔隙比e 土中空隙体积与土粒体积之比称为土的孔隙比e ，即s V V V e =。 （）
材料科学基础第一章部分知识点
1. 晶体及其特征 晶体：晶体是内部质点在三维空间成周期性重复排列的固体，即晶体是具有格子构造的固体。特征： 1) 自范性:晶体具有自发地形成封闭的凸几何多面体外形能力的性质,又称为自限性. 2) 均一性:指晶体在任一部位上都具有相同性质的特征. 3) 各向异性:在晶体的不同方向上具有不同的性质. 4) 对称性:指晶体的物理化学性质能够在不同方向或位置上有规律地出现,也称周期性. 5) 最小内能和最大稳定性 2. 晶体结构与空间点阵 ?晶体格子：把晶体中质点的中心用直线联起 来构成的空间格架即晶体格子，简称晶格。 ?结点：质点的中心位置称为晶格的结点。 ?晶体点阵：由这些结点构成的空间总体称为 晶体点阵（空间格子或空间点阵）。结点又叫阵点。点阵中结点仅有几何意义，并不真正代表任何质点。 晶体中质点排列具有周期性和对称性
晶体的周期性：整个晶体可看作由结点沿三个不同的方向按一定间距重复出现形成的，结点间的距离称为该方向上晶体的周期。同一晶体不同方向的周期不一定相同。可以从晶体中取出一个单元，表示晶体结构的特征。取出的最小晶格单元称为晶胞。晶胞是从晶体结构中取出来的反映晶体周期性和对称性的重复单元。 3. 晶胞与晶胞参数 晶胞—晶体中的重复单元，平行堆积可充满三维空间，形成空间点阵 ?晶胞类型： ?固体物理学原胞：仅反映周期性最小的 ?结晶学原胞：反映周期性和对称性， 不一定是最小的。 ?不同晶体的差别：不同晶体的晶胞，其形状、 大小可能不同；围绕每个结点的原子种类、 数量、分布可能不同。 选取结晶学晶胞的原则： 1.单元应能充分表示出晶体的对称性； 2.单元的三条相交棱边应尽量相等，或相等的 数目尽可能地多； 3.单元的三棱边的夹角要尽可能地构成直角；
第一章绪论 第二章 基础工程：研究下部结构物与岩土相互作用共同承担上部结构物所产生各种变形与稳定问题。持力层：在地基基础设计时，直接承受基础荷载的土层。 （持力层受附加应力影响，随深度增加而减小； 当附加应力与自重应力之比满足一定条件时，此时深度为持力层底面） 下卧层：承受压力的这一部分为持力层； 持力层以下部分为下卧层。（注：根据承受荷载不同，持力层和下卧层也不同） 地基：建筑物的全部荷载都由它地层来承担，受建筑物影响的那一部分地层。 地基可分为：①天然地基：开挖基坑后可以直接修筑基础的地基； ②人工地基：不能满足要求而需要事先进行人工处理的地基。 基础：建筑物向地基传递荷载的下部结构。 基础的作用：扩散压力；传递压力；调整地基变形；抗滑或抗倾覆及减振。 基础可分为：①浅基础：指埋深不大的基础（d<5m)； （1）采用常规施工方法修建； 大开挖——降水——建造基础——回填土 （2）不计基础侧面的摩擦力。 ②深基础：对于浅层土质不良，需要利用深处良好地层； （1）采用专门的施工方法和机具建造的基础； （2）计算承载力时需要计入基础侧面的摩擦力。 ③深浅结合的基础：桩——筏基础、桩——箱基础。 地基基础设计方案： ①天然地基上的浅基础（优先选用）——天然地基 ②人工地基上的浅基础 ③天然地基上的深基础 ④深浅结合的基础（桩-筏基础、桩-箱基础） 对地基基础设计的基本要求： ①地基承载力要求 ②地基变形要求 ③基础强度、刚度、耐久性要求 ④对坝基，有抗渗要求。 基础分类： 地基液化：——液化层常采用原位测试方法来判别。
地震液化在地质上有如下的宏观现象: ①喷水冒砂:土体中剩余孔隙水压力所产生的管涌所导致的水和砂在地面上喷出。 ②地下砂层液化：地基中某些砂层，在其上虽覆盖有一定厚度的非液化土层， 但当地震烈度大于7度时，地下饱和砂层可发生液化，地基的强度降低。 液化土层的判别：影响土层液化的主要因素有振动强度、透水性、密度、粘性、静应力状态等。当地基内存在如下土层特点时应注意： （1）若土的密度大，振动下体积收缩的趋势小，不易液化。 （2）土的渗透性不好，则不易排水，孔隙水压力得以增大，易于液化。 （3）土的粘性大，则在有效应力消失时土粒可以依赖粘聚力来联系，粘性大的土不易液化。（4）若土的有效应力大，或土埋深大，则液化需要较高的孔隙水压力，比受力小的难液化。（5）振动强度增大至一定程度时会产生液化。 一般经验认为：地震烈度在6度以下的地区很少发现液化造成的喷水冒砂现象。 地基基础工程的重要性： 地质条件复杂；施工难度大；隐蔽工程（一旦发生事故，补救困难）；造价高（20%）。解决地基基础问题的合理途径： 勘察（室内，原位试验）—设计（理论，经验）—施工//检测（评价设计的合理程度， 信息化施工，判别安全度） 成功的基础工程需满足的8个要求：（2埋深；3体系；1经济，沉降，环保） ①埋深应足以防止基础底面下的物质向侧面挤出； ②埋深应在冻融及职务生长引起的季节性体积变化区以下； ③体系在抗倾覆、转动、滑动或防止土破坏方面必须安全； ④体系对土中有害物质所引起的锈蚀或腐蚀必须安全； ⑤体系足以应对以后在场地或施工几何尺寸方面的某些变化； ⑥基础应是经济的； ⑦地基总沉降和沉降差应为基础构件和上部结构所允许； ⑧基础及其施工应满足环境保护的要求。
材料科学基础大作业——第1、2章晶体结构 2015年9月9日 班级：姓名：学号：分数： 一、名词解释： 固溶体、中间相、空间点阵、结合力、晶体、晶胞、固溶强化、相、正常价化合物、电子化合物、合金，各向异性、多晶型性、晶界、亚结构 二、填空 1. 金属键没有性和性。 2. 由于原子间结合力和结合能的存在，金属原子趋于规则紧密的排列。原子间最大结合力对应着金属的。键能决定了金属的和。 3. 自然界中的晶体结构各不相同，根据晶胞的和可将晶体结构分为14中空间点阵，归属于个晶系。其中最典型的三中晶体结构分别为bcc 、fcc 和hcp 。 4.能够反映晶胞中原子排列紧密程度的两个参数为和。其中fcc和hcp的两个参数均相同，分别为和。bcc的两个参数非别为和。 5. fcc和hcp的堆垛方式分别为ABCABC……和ABAB……，当某些晶面堆垛顺序发生局部差错即产生晶体缺陷时，可能在fcc晶体结构中出现hcp 的特征。 6. bcc、fcc和hcp三种晶体结构中均存在四面体和八面体两种晶格间隙，间隙原子通常溶解于体间隙。 7. [221]与（221）的位置关系为。[110]和（001）的位置关系为。 8. 塑性变形时，滑移通常沿着密排面和密排方向进行。bcc的密排面为，密排方向为。fcc的密排面为，密排方向为。 9. 铁的三种同素异构体分别为、和。 10.点缺陷主要包括三种类型，分别为、和。无论哪类点缺陷都会造成其周围出现一个涉及几个原子间距范围的弹性畸变区，称为。 11.小角度晶界指的是相邻两晶粒的位向差小于。其中对称倾侧晶界是由一系列相隔一定距离的型位错所组成，扭转晶界由相互交叉的位错所组成。 12.具有不同的两相之间的分界面称为相界。其中界面能最高的是界面，应变能最高的界面是界面。 三、判断 1. 晶体区别于非晶体的一个重要特征就是晶体有固定的熔点，二者之间在任何情况下都不能进行转变，即晶体不可能转变为非晶体，非晶体也不可能转变为晶体。（） 2. bcc和fcc均属于立方晶系，hcp属于六方晶系。（错） 3. bcc、fcc和hcp晶胞内分别包含有2、4、6个原子，因其原子数不同，所以其间隙的数量亦不相同。（错）
第一章绪论 一、填空题 1、当刺激作用于神经时，神经元就会从比较静息的状态转化为比较活跃的状态，这就是＿神经冲动＿.神经冲动 2、一次神经冲动产生的过程，基本上是由于刺激导致细胞膜的通透性发生改变，从而使膜外膜内的正负离子移动而导致膜内外电位差发生变化的过程，因此，神经冲动会用＿动作电位＿来说明。 3、神经冲动的传导在细胞内主要是＿电传导＿，在细胞间主要是化学传导。 4、一个神经元与另一个神经元相互接触的部位叫＿突触＿，神经冲动在神经元间的传递是借助于＿神经递质＿来完成的。突触，神经递质。 5、神经递质主要起两种作用，一种叫＿兴奋＿，另一种是＿抑制＿。 6、反射是指有机体借助神经系统对刺激做出的有规律的反应。以脑为核心的神经系统的一切活动都是通过＿反射＿方式来实现的。神经回路是处理信息的基本单元,最简单的神经回路是＿反射弧＿。反射，反射弧。 7、一般情况下，当人在恐惧和愤怒等情绪状态下，＿交感神经＿使躯体兴奋起来，它能加速心脏的跳动、能让肝脏释放更多的血糖以便肌肉利用、能减缓消化器官的活动，以便于采取搏斗和逃走的行动。交感神经。 8、大脑皮层有四个脑区，分别是：＿额叶＿、＿顶叶＿、＿枕叶＿、＿颞叶＿。负责控制躯体运动和类似筹划、决策、目标设定等高级的认知活动的是＿额叶＿；＿顶叶＿主要负责触觉、痛觉和温度觉；＿枕叶＿主要是视觉中枢；颞叶主要是＿听觉中枢＿。 额叶、顶叶、枕叶、颞叶；额叶，顶叶，枕叶，听觉中枢。 ￥ 9、在功能上，大多数人与＿语言＿相关的机能已一侧化到左半球，我们说话、阅读、写字主要是左半球完成。语言。
10、巴甫洛夫认为，条件作用可以是用刺激唤起特定反射的兴奋过程，也可以是用刺激＿抑制＿原本可能会产生的反射的过程。条件抑制包括：＿消退抑制、延迟抑制＿；无条件抑制包括：＿外抑制、超限抑制＿。抑制。消退抑制、延迟抑制；外抑制、超限抑制。 11、条件反射形成的最佳条件是：在铃响（信号刺激）后的秒时，呈现食物（无条件刺激），两者的＿相邻性＿是重要的条件，也叫条件作用。后来的研究进一步发现，＿相倚性＿是影响经典条件作用形成的重要因素。相邻性，相倚性。 12、在心理学上，当一个反应的概率由在其之前的事件决定的时候，其行为被归类为应答性的；当一个反应的概率依赖于随后事件的时候，其行为被归类为＿操作性的＿。操作性的。 13、巴甫洛夫的经典型条件反射是＿应答性的＿，行为是对其之前出现的刺激的应答。另一位心理学大师斯金纳系统研究了人类的另一种学习——操作性反应，并认为行为是被其之后的刺激＿强化＿的。应答性的，强化。 14、对行为起动力作用的个体因素很多，如：＿需要动机＿、＿意志＿、＿价值观＿、＿理想信念＿、＿情绪＿等。需要动机、意志、价值观、理想信念、情绪。 15、意识分为正常意识状态和异常意识状态；＿注意＿是意识活动的基本状态。16、一般把对信息的加工过程叫＿认知过程＿，主要包括：＿感知觉＿、记忆、＿思维＿、＿想象＿和言语等心理活动。认知过程，感知觉，思维、想象 17、＿心理动力系统＿决定个体对现实世界的认知态度和对活动的选择与偏向。 18、人如果把意识指向自己内部的大脑加工过程，这是对认知的认知，也叫＿元认知＿。 19、＿心理理论＿是一个人对自己和对方的心理状态的认识，并由此对相应行为做出因果性的预测和解释。心理理论 20、心理学上研究个体差异心理的主要两个方面是＿能力，人格＿。能力，人格。 ~ 21、如果说，心理学是研究行为的科学，那心理学研究的行为可分为两类：一类是＿内隐行为＿；另一类是＿外显行为＿。内隐行为，外显行为。
（一） 1谈谈你对材料学科及材料四要素之间的关系的认识 2金属键与其它结合键有何不同，如何解释金属的某些特性？ 3说明空间点阵、晶体结构、晶胞三者之间的关系。 4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？ 5画出三种典型晶胞结构示意图，其表示符号、原子数、配位数、致密度各是什么? 6 画出立方晶系中（011）,（312）, [211],[ 211],[101],（101） 7, 画出六方晶系中（1120），（0110），（1012），（1100），（1012） 8. 原子间的结合键共有几种？各自特点如何？ 9. 在立方系中绘出｛110 ｝、｛111 ｝晶面族所包括的晶面，及（112 ）和（1 20）晶面。 标出具有下列密勒指数的晶面和晶向： a）立方晶系（421）, 123 , （130）, [2 11] , [311];
11 .计算面心立方结构（111 ）、（110 ）与（100 ）面的面密度和面间距。 12. 标出具有下列密勒指数的晶面和晶向： a）立方晶系（421），123，（130），［2 11］，［311］； b）六方晶系2111 ，1101 ，3212，［2111］，1213。 13在体心立方晶系中画出｛111｝晶面族的所有晶面。 14 画出＜110＞晶向族所有晶向 四.作图,在图中表吓出卜列晶面和晶向（10分） 立方晶系I1（2 0 3）（1 2 1）［2 1 3］ 10 .在立方系中绘出｛110 ｝、｛111 ｝晶面族所包括的晶面，及（112 ）和（1 20）晶面。
15. 写出密排六方晶格中的［0001］,（0001）, 1120 , 1100 , 1210 16. 在一个简单立方晶胞内画出一个（110）晶面和一个［112］晶向。 17. 标出具有下列密勒指数的晶面和晶向： 立方晶系（421），123，（130）, ［211］，［311］； 18. 计算晶格常数为a的体心立方结构晶体中八面体间隙的大小。 19. 画出面心立方晶体中（111）面上的［112］晶向。 20. 已知某一面心立方晶体的晶格常数为a,请画出其晶胞模型并分别计算该晶体 的致密度、｛111｝晶面的面密度以及｛110｝晶面的面间距。 21. 表示立方晶体的（123），［211］, 012 22. 写出密排六方晶格中1120 , 1100 , 1210 ［2 111］，1213 23. 画出密排六方晶格中的［0001］, , 0110 , 1010 ,［2110］,［1120］ 24在面心立方晶胞中的（1 1 1）晶面上画出［110］晶向 25指出在一个面心立方晶胞中的八面体间隙的数目，并写出其中一个八面体间隙的中心位置坐标。假设原子半径为r，计算八面体间隙的半径。 26. 画出密排六方晶格中的（0001）, 1120 , 1100 , 1210 27. 立方晶系中画出（010），（011），（111），（231），［231］,［321］29. 计算晶格常数为a的面心立方结构晶体中四面体间隙和八面体间隙的大小。（4 分） 30. 写出立方晶系110、123晶面族的所有等价面 31. 立方晶胞中画出以下晶面和晶向：102，（112），（213），［110］, & 32. 六方晶系中画出以下晶面和晶向：（2110），（1012），1210，0111 33. 写出立方晶系100、234晶面族的所有等价面 34. 画出立方晶胞内（111），［112］, 35. 画出六方晶胞内（1011），［1123］