材料科学基础重点复习

《材料科学基础》复习思考题

《材料科学基础》复习思考题

第⼀章：材料的结构

⼀、解释以下基本概念

空间点阵、晶格、晶胞、配位数、致密度、共价键、离⼦键、⾦属键、组元、合⾦、相、固溶体、中间相、间隙固溶体、置换固溶体、固溶强化、第⼆相强化。

⼆、填空题1、材料的键合⽅式有四类，分别是（），（），（），（）。

2、⾦属原⼦的特点是最外层电⼦数（），且与原⼦核引⼒（），因此这些电⼦极容易脱离原⼦核的束缚⽽变成（）。

3、我们把原⼦在物质内部呈（）排列的固体物质称为晶体，晶体物质具有以下三个特点，分别是（），（），（）。

4、三种常见的⾦属晶格分别为（），（）和（）。

5、体⼼⽴⽅晶格中，晶胞原⼦数为（），原⼦半径与晶格常数的关系为（），配位数是（），致密度是（），密排晶向为（），密排晶⾯为（），晶胞中⼋⾯体间隙个数为（），四⾯体间隙个数为（），具有体⼼⽴⽅晶格的常见⾦属有（）。6、⾯⼼⽴⽅晶格中，晶胞原⼦数为（），原⼦半径与晶格常数的关系为（），配位数是（），致密度是（），密排晶向为（），密排晶⾯为（），晶胞中⼋⾯体间隙个数为（），四⾯体间隙个数为（），具有⾯⼼⽴⽅晶格的常见⾦属有（）。7、密排六⽅晶格中，晶胞原⼦数为（），原⼦半径与晶格常数的关系为（），配位数是（），致密度是（），密排晶向为（），密排晶⾯为（），具有密排六⽅晶格的常见⾦属有（）。8、合⾦的相结构分为两⼤类，分别是（）和（）。

9、固溶体按照溶质原⼦在晶格中所占的位置分为（）和（），按照固溶度分为（）和（），按照溶质原⼦与溶剂原⼦相对分布分为（）和（）。10、影响固溶体结构形式和溶解度的因素主要有（）、（）、（）、（）。

11、⾦属化合物（中间相）分为以下四类，分别是（），（），（），（）。

12、⾦属化合物（中间相）的性能特点是：熔点（）、硬度（）、脆性（），因此在合⾦中不作为（）相，⽽是少量存在起到第⼆相（）作⽤。13、CuZn、Cu5Zn8、Cu3Sn的电⼦浓度分别为（），（），（）。

材料科学基础复习题

一、单项选择（）

1、面心立方(fcc)结构的铝晶体中，每个铝原子在本层(111)面上的原子配位数为___ B

_____。

A、12 B、6 C、4 D、3

2、面心立方金属发生形变孪生时，则孪晶面为___ A ____。

A、{111} B、{110} C、{112}

3、铸锭凝固时如大部分结晶潜热可通过液相散失时，则固态显微组织主要为___ A _____。

A、树枝晶 B、柱状晶 C、球晶

4、立方晶体中(110)和(211)面同属于__ D ______晶带。

A、[110] B、[100] C、[211] D、[111]

5、根据三元相图的垂直截面图__ B ______。

A、可分析相成分变化规律 B、可分析材料的平衡凝固过程

C、可用杠杆定律计算各相的相对量

6、凝固时不能有效降低晶粒尺寸的是以下哪种方法？ B

A、加入形核剂 B、减小液相的过冷度 C、对液相实施搅拌

答案：B

7、三种组元组成的试样在空气中用X射线衍射(XRD)分析其随温度变化而发生相变的情况，则最多可记录到___ C _____共存。

A、2相 B、3相 C、4相 D、5相

8、fcc、bcc、hcp三种晶体结构的材料中，塑性形变时最容易生成孪晶的是__ C ______。

A、fcc B、bcc C、hcp

9、A和A-B合金焊合后发生柯肯达尔效应，测得界面向A试样方向移动，则___ A _____。

A、A组元的扩散速率大于B组元 B、与A相反

C、A、B两组元的扩散速率相同

10、简单立方晶体的致密度为___ C _____。

填空题

1、金属材料在常温或低温下的塑性变形主要以滑移和孪生方式进行，滑移是在滑移系上进行，一个 和

组成了一个滑移系，滑移以后滑移面两侧的晶体位向关系 ，当滑移面上的分切应力大于

时，处于 的滑移系首先 。

2、纯元素在均匀形核时，过冷度越大，则临界半径 ，形核功 ；界面能越大，则临界半径 ，形核功 。

3、面心立方晶体结构的单位晶胞中含有 个原子，原子半径为 ，致密度为 ，最密排面的晶面族指数为 ，若用该晶面族围成一个八面体，该八面体所有棱边的晶向族指数为 ，在每个晶胞中含有 个八面体间隙，其数目是四面体间隙的 倍，其尺寸比四面体间隙的 （大/小）。

4、螺型位错的柏氏矢量与位错线 ，位错线与柏氏矢量同向的为 螺型位错，反向的为

螺型位错，根据柏氏矢量和位错线的关系，该位错线 （能/不能）为曲线，刃型位错的位错线

（能/不能）为曲线。

5、位错的滑移面是由 和 决定的平面，刃型位错的滑移面有 个，螺型位错的滑移面理论上有 个，刃型位错既可以做 运动，又可以做 运动，但不能进行 运动，其易动性比螺型位错的 （好/差）。

6、 固体中， 是唯一的物质迁移方式。

7、晶体的空间点阵分属于 大晶系，其中正方晶系点阵常数的特点为 ，请列举除立方晶系外其他任意三种晶系的名称 、 、 。铜的晶体结构属于 空间点阵。

8.、对同一种高分子材料而言，温度越 链段越 ，分子链的柔性越好。

一名词解释

1、 致密度：表示晶胞中原子所占体积与晶胞体积的比值，是衡量原子排列紧密程度的参数，致密度越大，晶体中原子排列越紧密，晶体结构越致密。

2、 相：合金中具有同一聚集状态、同一晶体结构、成分基本相同、并有明确界面与其他部分相分开的均匀组成部分。

3、 固溶体：指以合金某一组元为溶剂，在其晶格中溶入其他组元原子（溶质）后所形成的一种合金相，其特征是仍保持溶剂晶格类型，结点上或间隙中含有其他组元原子。

4、 离异共晶：成分点靠近共晶转变线两端的亚共晶和过共晶合金，结晶后组织中初晶量多，共晶体数量少，而且共晶体中与初晶相同的一相与初晶结合在一起，将共晶体中另一相推至晶界，造成的共晶体两相分离的非平衡组织。

5、 平衡分配系数：固溶体合金在结晶过程中具有选分结晶的特点。因此在一定温度下平衡时，固相成分与液相成分之比称为平衡分配系数。该参数反映了溶质在固液两相中的分配系数及溶质对合金熔点的影响程度。

6、 反应扩散：在固态扩散的过程中，如果渗入元素在金属中溶解度有限，随着扩散原子增多，当渗入原子的浓度超过饱和溶解度时则形成不同于原相的固液体或中间相，从而使金属表层分为出现新相和不出现新相的两层，这种通过扩散而形成新相的过程称为反应扩散。

7、 固溶强化：当形成固溶体后，溶剂晶格中因溶有溶质原子而产生晶格畸变，溶质原子的应力场会与位错产生交互作用而阻碍位错运动，增大了位错运动的阻力，使得临界分切应力远比纯金属打，滑移系开动比纯金属困难，使材料的塑性变形抗力提高，硬度、强度上升，而塑性、韧性下降的现象称为固溶强化。

8、 退火：将金属及其合金加热至相变温度以上，保温一段时间，然后以较为缓慢的速度冷却，以获得近于平衡组织的热处理工艺称为退火。

9、 柏氏矢量：用来描述位错引起晶格畸变的物理量。该矢量的模是位错的强度，表示晶格总畸变的大小，其方向表示晶格点畸变的方向。一般情况下，该矢量越大，晶体畸变的程度越大。