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《材料科学基础》复习题第1章原子结构与结合键一、判断题：4、金属键具有明显的方向性和饱和性。
（ F）5、共价键具有明显的方向性和饱和性。
（ T）6、组成固溶体的两组元完全互溶的必要条件是两组元的电负性相同。
两组元的晶体结构相同（ F）7、工程材料的强度与结合键有一定的关系，结合键能越高的材料，通常其弹性模量、强度和熔点越低。
（F）8、晶体中配位数和致密度之间的关系是配位数越大，致密度越小。
（F ）二、选择题：1、具有明显的方向性和饱和性。
A、金属键B、共价键C、离子键D、化学键2、以下各种结合键中，结合键能最大的是。
A、离子键、共价键B、金属键C、分子键D、化学键3、以下各种结合键中，结合键能最小的是。
A、离子键、共价键B、金属键C、分子键D、化学键5、已知铝元素的电负性为1.61，氧元素的电负性为3.44，则Al2O3中离子键结合的比例为。
A、28%B、45%C、57%D、68%6、以下关于结合键的性质与材料性能的关系中，是不正确的。
P54A、结合键能是影响弹性模量的主要因素，结合键能越大，材料的弹性模量越大。
B、具有同类型结合键的材料，结合键能越高，熔点也越高。
C、具有离子键和共价键的材料，塑性较差。
D、随着温度升高，金属中的正离子和原子本身振动的幅度加大，导电率和导热率都会增加。
（应该是自由电子的定向运动加剧）7、组成固溶体的两组元完全互溶的必要条件是。
A、两组元的电子浓度相同B、两组元的晶体结构相同C、两组元的原子半径相同D、两组元电负性相同11、晶体中配位数和致密度之间的关系是。
A、配位数越大，致密度越大B、配位数越小，致密度越大C、配位数越大，致密度越小D、两者之间无直接关系三、填空题：2、构成陶瓷化合物的两种元素的电负性差值越大，则化合物中离子键结合的比例越大。
3、体心立方结构的晶格常数为a，单位晶胞原子数为 2 、原子半径为a ，配位数为 8 。
4、面心立方结构的晶格常数为a ，原子半径为 a ，配位数为 12 。
《材料科学基础》复习思考题第一章：材料的结构空间点阵、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。
1、材料的键合方式有四类，分别是（），（），（），（）2、三种常见的金属晶格分别为（），（）和（）。
3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（）。
4、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（）。
5、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（）。
6、合金的相结构分为两大类，分别是（）和（）。
7、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（）。
8、影响固溶体结构形式和溶解度的因素主要有（）、（）、（）、（）。
9、金属化合物（中间相）分为以下四类，分别是（），（），（），（）。
三、作图表示出立方晶系（123）、（0）、（421）等晶面和[02]、[11]、[346]等晶向。
四、立方晶系的{111}晶面构成一个八面体，试作图画出该八面体，并注明各晶面的晶面指数。
五、体心立方晶格的晶格常数为a，试求出（100）、（110）、（111）晶面的面间距大小，并指出面间距最大的晶面。
六、已知面心立方晶格的晶格常数为a，试求出（100）、（110）、（111）晶面的面间距大小，并指出面间距最大的晶面。
七、试从面心立方晶格中绘出体心正方晶胞，并求出它的晶格常数。
材料科学基础试题及答案一、单项选择题（每题2分，共20分）1. 材料科学中，材料的基本组成单元是（）。
A. 分子B. 原子C. 离子D. 电子答案：B2. 金属的塑性变形主要是通过（）来实现的。
A. 弹性变形B. 位错运动C. 相变D. 断裂答案：B3. 在材料科学中，硬度的定义是（）。
A. 材料抵抗变形的能力B. 材料抵抗磨损的能力C. 材料抵抗压缩的能力D. 材料抵抗拉伸的能力答案：B4. 材料的热处理过程中，淬火的主要目的是（）。
A. 提高硬度B. 增加韧性C. 减少变形D. 提高导电性答案：A5. 以下哪种材料不属于复合材料？A. 碳纤维增强塑料B. 钢筋混凝土C. 不锈钢D. 玻璃钢答案：C二、填空题（每空1分，共20分）1. 材料的强度是指材料在受到______作用时，抵抗______的能力。
答案：外力；破坏2. 材料的断裂韧性是指材料在______条件下，抵抗______的能力。
答案：裂纹存在；断裂3. 材料的疲劳是指材料在______作用下，经过______循环后发生断裂的现象。
答案：交变应力；多次4. 材料的导热性是指材料在______条件下，抵抗______的能力。
答案：温度梯度；热量传递5. 材料的电导率是指材料在单位电场强度下，单位时间内通过单位面积的______。
答案：电荷量三、简答题（每题10分，共30分）1. 简述材料的弹性模量和屈服强度的区别。
答案：弹性模量是指材料在弹性范围内，应力与应变的比值，反映了材料抵抗形变的能力。
屈服强度是指材料在受到外力作用下，从弹性变形过渡到塑性变形时的应力值，反映了材料抵抗塑性变形的能力。
2. 描述材料的疲劳破坏过程。
答案：材料的疲劳破坏过程通常包括三个阶段：裂纹的萌生、裂纹的扩展和最终断裂。
在交变应力作用下，材料内部的微裂纹逐渐扩展，当裂纹扩展到一定程度，材料无法承受继续增加的应力时，就会发生断裂。
3. 什么是材料的热处理？请列举几种常见的热处理方法。
材料科学基础考前重点复习题1. Mn 的同素异构体有一为立方结构，其晶格常数α为0.632nm ，密度ρ为26.7g/cm 3，原子半径r 等于0.122nm ，问Mn 晶胞中有几个原子，其致密度为多少？答案解析：习题册 P9 2-22.2. 如图1所示，设有两个α相晶粒与一个β相晶粒相交于一公共晶棱，并形成三叉晶界，已知β相所张的两面角为80℃，界面能ααγ为0.60Jm -2, 试求α相与β相的界面能αβγ。
图1答案解析：习题册 P17 3-42.3. 有两种激活能分别为1Q ＝53.7kJ/mol 和2Q ＝201kJ/mol 的扩散反应，观察在温度从25℃升高到800℃时对这两种扩散的影响，并对结果进行评述。
答案解析：习题册 P21 4-8.4. 论述强化金属材料的方法、特点和机理。
答：(1)结晶强化。
通过控制结晶条件，在凝固结晶以后获得良好的宏观组织和显微组织，提高金属材料的性能。
包括细化晶粒，提高金属材料纯度。
(2)形变强化。
金属材料在塑性变形后位错运动的阻力增加，冷加工塑性变形提高其强度。
(3)固溶强化。
通过合金化(加入合金元素)组成固溶体，使金属材料强化。
(4)相变强化。
合金化的金属材料，通过热处理等手段发生固态相变，获得需要的组织结构，使金属材料强化。
(5)晶界强化。
晶界部位自由能较高，存在着大量缺陷和空穴。
低温时，晶界阻碍位错运动，晶界强度高于晶粒本身；高温时，沿晶界扩散速度比晶内扩散速度快，晶界强度显著降低。
强化晶界可强化金属材料。
5. 什么是回复，请简述金属材料冷变形后回复的机制。
试举例说明回复的作用。
答：（1）回复是冷变形金属在低温加热时，其显微组织无可见变化，但物理性能、力学性能却部分恢复到冷变形以前的过程。
（2）回复机制：低温回复主要与点缺陷迁移有关，冷变形时产生大量的点缺陷，空穴与间隙原子。
温度较高时，中温回复会发生位错运动和重新分布。
位错滑移，异号位错相遇而抵消，位错缠结重新排列，位错密度降低。
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、12B、6C、4D、32、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？ BA、加入形核剂B、减小液相的过冷度C、对液相实施搅拌答案：B7、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、fccB、bccC、hcp9、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 _____。
A、100％B、65%C、52％D、58%11、不能发生攀移运动的位错是___ A _____.A、肖克利不全位错B、弗兰克不全位错C、刃型全位错12、fcc结构中分别在（111）和(111)面上的两个肖克利位错（分别是1/6[211]和1/6[121])相遇时发生位错反应,将生成_ CA、刃型全位错B、刃型弗兰克位错C、刃型压杆位错D、螺型压杆位错13、能进行交滑移的位错必然是___ B _____。
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。
10、成分过冷：固溶体合金凝固时，由于液相中溶质的分布发生变化，合金熔点也发生变化，即使实际温度分布不变，固液界面前沿的过冷度也会发生变化。
材料科学基础试题及答案一、名词解释（每题5分，共25分）1. 晶体缺陷2. 扩散3. 塑性变形4. 应力5. 比热容二、选择题（每题2分，共20分）1. 下列哪种材料属于金属材料？A. 玻璃B. 塑料C. 陶瓷D. 铜2. 下列哪种材料属于陶瓷材料？A. 铁B. 铝C. 硅酸盐D. 聚合物3. 下列哪种材料属于高分子材料？A. 玻璃B. 钢铁C. 聚乙烯D. 陶瓷4. 下列哪种材料属于半导体材料？A. 铜B. 铝C. 硅D. 铁5. 下列哪种材料属于绝缘体？A. 铜B. 铝C. 硅D. 玻璃三、简答题（每题10分，共30分）1. 请简述晶体结构的基本类型及其特点。
2. 请简述塑性变形与弹性变形的区别。
3. 请简述材料的热传导原理。
四、计算题（每题15分，共30分）1. 计算一个碳化硅晶体的体积。
已知碳化硅的晶胞参数：a=4.05 Å，b=4.05 Å，c=8.85 Å，α=β=γ=90°。
2. 计算在恒定温度下，将一个100 cm³的铜块加热100℃所需的热量。
已知铜的比热容为0.39J/(g·℃)，铜的密度为8.96 g/cm³。
五、论述题（每题20分，共40分）1. 论述材料科学在现代科技发展中的重要性。
2. 论述材料制备方法及其对材料性能的影响。
答案：一、名词解释（每题5分，共25分）1. 晶体缺陷：晶体在生长过程中，由于外界环境的影响，导致其内部结构出现不完整或不符合理想周期性排列的现象。
2. 扩散：物质由高浓度区域向低浓度区域自发地移动的过程。
3. 塑性变形：材料在受到外力作用下，能够产生永久变形而不恢复原状的性质。
4. 应力：单位面积上作用于材料上的力。
5. 比热容：单位质量的物质温度升高1℃所吸收的热量。
二、选择题（每题2分，共20分）1. D2. C3. C4. C5. D三、简答题（每题10分，共30分）1. 晶体结构的基本类型及其特点：晶体结构的基本类型有立方晶系、四方晶系、六方晶系和单斜晶系。
单项选择题：（每一道题1分）第1章原子结构与键合1.高分子材料中的C-H化学键属于。
（A）氢键（B）离子键（C）共价键2.属于物理键的是。
（A）共价键（B）范德华力（C）氢键3.化学键中通过共用电子对形成的是。
（A）共价键（B）离子键（C）金属键第2章固体结构4.面心立方晶体的致密度为 C 。
（A）100% （B）68% （C）74%5.体心立方晶体的致密度为 B 。
（A）100% （B）68% （C）74%6.密排六方晶体的致密度为 C 。
（A）100% （B）68% （C）74%7.以下不具有多晶型性的金属是。
（A）铜（B）锰（C）铁8.面心立方晶体的孪晶面是。
（A）{112} （B）{110} （C）{111}9.fcc、bcc、hcp三种单晶材料中，形变时各向异性行为最显著的是。
（A）fcc （B）bcc （C）hcp10.在纯铜基体中添加微细氧化铝颗粒不属于一下哪种强化方式？（A）复合强化（B）弥散强化（C）固溶强化11.与过渡金属最容易形成间隙化合物的元素是。
（A）氮（B）碳（C）硼12.以下属于正常价化合物的是。
（A）Mg2Pb （B）Cu5Sn （C）Fe3C第3章晶体缺陷13.刃型位错的滑移方向与位错线之间的几何关系？（A）垂直（B）平行（C）交叉14.能进行攀移的位错必然是。
（A）刃型位错（B）螺型位错（C）混合位错15.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）肖特基缺陷（B）弗仑克尔缺陷（C）线缺陷16.原子迁移到间隙中形成空位-间隙对的点缺陷称为（A）肖脱基缺陷（B）Frank缺陷（C）堆垛层错17.以下材料中既存在晶界、又存在相界的是（A）孪晶铜（B）中碳钢（C）亚共晶铝硅合金18.大角度晶界具有____________个自由度。
（A）3 （B）4 （C）5第4章固体中原子及分子的运动19.菲克第一定律描述了稳态扩散的特征，即浓度不随变化。
（A）距离（B）时间（C）温度20.在置换型固溶体中，原子扩散的方式一般为。
材料科学基础期末复习题库一、选择题1. 材料科学中的“四要素”是指：A. 原子、分子、晶体、非晶体B. 材料、结构、性能、加工C. 原子、分子、电子、晶格D. 晶体、非晶体、合金、化合物2. 下列哪项不是材料的力学性能？A. 硬度B. 韧性C. 导电性D. 弹性3. 材料的微观结构对其宏观性能的影响主要体现在：A. 颜色B. 形状C. 强度D. 重量4. 材料科学中，晶格常数是指：A. 晶体中原子间的距离B. 晶体中原子的排列方式C. 晶体中原子的数目D. 晶体的尺寸5. 合金的强化机制主要包括：A. 固溶强化、沉淀强化、形变强化B. 热处理强化、冷加工强化、形变强化C. 固溶强化、冷加工强化、热处理强化D. 形变强化、热处理强化、沉淀强化二、填空题6. 材料科学中的“三相”是指______、______和______。
7. 材料的______是指材料在受到外力作用时，不发生永久变形的能力。
8. 材料的______是指材料在受到外力作用时，能够吸收能量而不发生断裂的能力。
9. 材料的______是指材料在受到外力作用时，发生永久变形的能力。
10. 材料的______是指材料在受到外力作用时，发生断裂的能力。
三、简答题11. 简述材料的微观结构与宏观性能之间的关系。
12. 阐述材料的热处理过程及其对材料性能的影响。
13. 描述合金的基本特性及其在材料科学中的应用。
四、论述题14. 论述材料的疲劳破坏机理及其预防措施。
15. 论述材料的腐蚀机理及其防护方法。
五、计算题16. 假设有一合金，其成分为铁（Fe）和碳（C），已知Fe的密度为7.87 g/cm³，C的密度为2.26 g/cm³，Fe和C的质量比为9:1。
计算该合金的密度。
六、案例分析题17. 某工厂生产高强度钢，需要通过热处理来提高其性能。
请分析热处理过程中可能涉及的步骤，并讨论如何通过控制这些步骤来优化材料的性能。
七、实验题18. 设计一个实验方案，以测定某种材料的弹性模量。
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结构，第二个水平是原子排列方式，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以及范德华键为主。
第二章材料的结构一、填空题1、晶体是基元（原子团）以周期性重复方式在三维空间作有规则的排列的固体。
2、晶体与非晶体的最根本区别是晶体原子排布长程有序，而非晶体是长程无序短程有序。
3、晶胞是晶体结构中的最小单位。
4、根据晶体的对称性，晶系有三大晶族，七大晶系，十四种布拉菲Bravais点阵，三十二种点群， 230 种空间群。
5、金属常见的晶格类型有体心立方、面心立方、密排六方。
6、fcc晶体的最密排方向为<110>，最密排面为 {111} ，最密排面的堆垛顺序为ABCABCABCABC……。
7、fcc晶体的致密度为 0.74 ，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<111>，最密排面为{110} ，致密度为0.68 ，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3 L4 4L36L29PC，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 硅氧四面体[SiO 4]。
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 组群状 ， 链状 ， 层状 ，和 架状 。
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、Ni 为面心立方结构，原子半径r=0.1243nm ，求Ni 的晶格常数和密度。
;2、Mo 为体心立方结构，晶格常数a=0.3147nm ，求Mo 的原子半径r 。
3、CsCl 中铯与氯的离子半径分别为0.167nm 、0.181nm 。
试问（1）在CsCl 内离子在<100>或<111>方向是否相接触？（2）每单位晶胞内有几个离子？（3）各离子的配位数是多少？（4）密度 ρ和堆积系数（致密度）K ？4、MgO 具有NaCl 型结构。
Mg 2+的离子半径为0.072nm ，O 2-的离子半径为0.140 nm 。
试求MgO 的密度ρ和堆积系数（致密度）K 。
5、下列硅酸盐化合物属于什么结构类型？()[]4MgFe SiO 2， []()4272Zn Si O OH ，[]39BaTi Si O ，[]32428Be Al Si O ，[]338Ca Si O ，[]4410228KCa Si O F H O ，[]228Ca Al Si O ，[]26K AlSi O解：第一种，Si ：O=1：4所以是岛状，共顶数为0；第二种共顶数一个，成对硅氧团；第三种Si ：O=1：3，共顶数为两个，三节环；第四种Si ：O=1：3六节环；第五种三节环，这几种都是组群状；第六种Si ：O=2：5为层状，第七种第八种Si （Al ）：O=1：2为架状。
第三章晶体结构缺陷一、填空题1、按几何组态，晶体中的缺陷分为点缺陷、线缺陷、面缺陷和体缺陷。
2、点缺陷主要包括空位、间隙原子、置换原子；线缺陷有位错；面缺陷包括晶界、相界、表面等。
3、描述位错性质及特征的是柏氏矢量b 。
4、位错的类型有刃位错、螺位错和混合位错。
5、位错线与柏氏矢量垂直的位错为刃位错，位错线与柏氏矢量平行的位错称为螺位错。
6、位错的基本运动方式有滑移和攀移。
7、刃位错可以滑移和攀移，螺位错可以滑移而不攀移，能进行交滑移的位错必然是螺位错。
8、位错滑移一般沿着晶体的密排（面）和密排（方向）进行。
9、柏氏矢量实际上反应了位错线周围区域晶格畸变的大小和方向。
10、两平行同号螺位错间的作用力为斥力。
11、全位错是柏氏矢量等于点阵矢量的位错；不全位错是柏氏矢量不等于点阵矢量的位错。
12、面心立方晶体的不全位错类型主要有Shockley不全位错和 Franker不全位错，柏氏矢量分别为b=a/6<112> ， b=a/3 <111> 。
只能发生攀移运动的位错是 Franker不全位错。
13、位错间转化（位错反应）要满足的条件有几何条件：柏氏矢量守恒和能量条件：反应后位错的总能量降低。
14、两个不全位错夹一片层错的位错称为扩展位错。
二、分析题1、画一个方形位错环，（1）在此平面上画出柏氏矢量，使其平行于位错环的其中一边，任意选择并画出位错线方向，据此指出位错环各段的性质。
（2）能否使该位错环处处为刃位错？（3）能否使该位错环处处为螺位错？2、试分析在fcc 中，下列位错反应能否进行?并指出其中三个位错的性质类型？反应后生成的新位错能否在滑移面上运动？3、比较刃位错和螺位错的异同点。
[][]111a 101a 121a 111263⎡⎤+→⎣⎦第四章晶态固体中的扩散一、填空题1、稳态扩散是指单位时间内通过垂直于给定方向的单位面积的净原子数（扩散通量/浓度）不随时间变化；非稳态扩散是指单位时间内通过垂直于给定方向的单位面积的净原子数（扩散通量/浓度）随时间变化。
2、Fick扩散第二方程的高斯解适合求解总量为M的扩散元素沉积为一薄层扩散问题；Fick扩散第二方程的误差函数解适合求解无限长棒（扩散偶）或半无限长棒的扩散问题。
3、扩散的微观机理有空位扩散、间隙扩散、位错扩散、表面扩散、晶界扩散等。
4、空位扩散的阻力比间隙扩散大，激活能高。
5、在表面扩散、晶界扩散、体扩散、位错扩散方式中，扩散系数D最大的是表面扩散。
6、在间隙固溶体中，H、O、C等原子以间隙扩撒机制方式扩散。
7、Cu-Al合金和Cu组成的扩散偶发生柯肯达尔效应，标记向Cu-Al合金一侧漂移，则 Al 的扩散通量大。
8、上坡扩散是指物质从低浓度向高浓度处聚集的反向扩散。
9、扩散的驱动力是化学位梯度。
10、伴随有反应的扩散称为反应扩散。
第五章相平衡与相图一、填空题1. 组元是组成材料最基本的、独立存在的物质，组元一般是化学元素或化合物。
2. 相是系统中成分、结构相同，性能一致的均匀组成部分，不同相之间有界面分开，相界处物质的性能发生突变。
相平衡是指各相的化学热力学平衡。
3. 组织是由各种不同形貌及含量的相或组元所构成的微观图像。
平衡凝固是指极其缓慢冷却条件下的凝固。
4. 在二元系合金相图中，杠杆法则只能用于两相区。
5. 根据渗碳体的形状，钢中珠光体分为片状珠光体和球状珠光体两种。
6. 根据含碳量，钢分类为亚共析钢、共析钢和过共析钢。
随着碳含量的增加，钢的硬度和塑性的变化规律是硬度提高，塑性下降。
7. 在三元系浓度三角形中，凡成分位于过一顶点直线上的合金，它们含有另两个顶角所代表的两组元含量之比相等。
平行于一边的任一直线上的合金，其成分共性为含这个边对应顶点的组元含量均相等。
8. 根据三元相图的垂直截面图，可以分析合金的凝固过程。
9. 根据三元相图的水平（等温）截面图，可以用杠杆法则计算各相的相对量。
10. 二元合金相图三相平衡转变的类型主要有共晶（析）反应和包晶（析）反应。
三元合金相图四相平衡转变的类型主要有共晶反应，包共晶反应和包晶反应。
二、计算分析题1、指出ω(C)=0.2%、ω(C)=0.6%、ω(C)=1.0% 的铁碳合金从液态平衡冷却到室温的相组成物和组织组成物，并分别计算相和组织的相对含量。
2、某三元合金K在温度为T时分解为B组元和液相，两个相的相对量WB/WL=2。
已知合金K中A组元和C组元的重量比为3，液相含B的量为40%，试求合金K 的成分。
3、下图为A-B-C 三元共晶相图的投影图，指出n1、n2、n3(E)、n4点从液态平衡冷却结晶的室温相和组织组成物，并分别计算相和组织的相对含量。
4、下图为某三元相图投影图上3条液相单变量线及其温度走向，判断四相平衡反应类型，写出反应式。
共晶反应 包共晶反应 包晶反应++L αβγ⇔++L αβγ⇔++L αβγ⇔第六章材料的凝固1、凝固过程包括形核和长大 2个过程。
2、材料的凝固的驱动力是液固相变自由能差，阻力是界面能。
3、凝固形核的方式有均匀形核和非均匀形核，其中非均匀形核的临界形核功较小。
4、均匀形核时液、固两相自由能差只能补偿表面能的（2/3），其他靠系统中的（能量起伏）补偿。
5、液/固界面的微观结构分为粗糙界面和光滑界面。
6、在正温度梯度下，晶体生长成平直界面；负温度梯度下成长时，一般金属界面都呈树枝状。
7、在正的温度梯度下，纯金属以平面状形式长大，固溶体合金由于存在成分过冷以树枝状形式长大。
8、固溶体结晶的形核条件是结构起伏、能量起伏、温度场、成分过冷和过冷度。
9、固溶体结晶与纯金属结晶的差异表现为温度场、浓度场及成分过冷现象。
10、平衡结晶是指无限缓慢冷却，组元间互扩散充分，每个阶段都达到平衡相均匀成份。
11、晶内偏析（枝晶偏析）是一个晶粒内部出现的成份不均匀现象。
消除晶内偏析（枝晶偏析）方法扩散退火或均匀化退火。
12、对于液-固相变过程可通过控制过冷度来获得数量和尺寸不等的晶体，要获得晶粒多而尺寸小的细晶，则△T大。
