四川大学金属材料专业材料科学基础期末考试

材料科学基础⼀.填空题（22分）1.对于⼩⾓度晶界结构⽽⾔，对称侧晶界由__⼀列平⾏的刃形位错__构成，⾮对称侧晶界由_两组柏⽒⽮量相互垂直的刃形位错_构成，扭转晶界由_螺型位错_构成。

2.按原⼦排列情况和吻合程度分类，界⾯可分为_共个界⾯_、_⾮共格界⾯_、_半共格界⾯_和复杂半共格界⾯。

3.界⾯迁移与原⼦运动⽅向_相反_（相同/相反），速度⽅向_相同_（相同/相反）。

4.晶界能的来源有_弹性能_、_核⼼能_、_化学键能_。

5.热⼒学稳定的液—固界⾯微观结构主要有_粗糙界⾯_和_光滑界⾯_。

6.纯⾦属及⾦属凝固后得到的典型铸锭组织由_表⾯细晶区_、_柱晶取_、__中⼼等轴晶区__三个区域构成。

7.晶体材料中质点扩散的微观机制主要有__空位机制__、_间隙机制__及其他（亚间隙机制、环易位机制等），扩散系数D阿累尼乌斯公式可写成__D=D0*e-Q/RT_，对于空位扩散机制，扩散活化能有_空位形成能__、_空位迁移能__对于间隙扩散机制，扩散活化能只包括_间隙原⼦的迁移能__。

8.从热⼒学⾓度看，烧结的基本驱动⼒是___系统表⾯能、界⾯能的减少____，动⼒学上的表现为___各种复杂的船只过程___，烧结后宏观上的表现为__坯体收缩、致密化与强度增⼤___，微观上的表现为__发⽣晶粒尺⼨与形状、⽓孔的尺⼨形状变化__。

9.固态相变的驱动⼒___新相与母相的⾃由焓之差__，阻⼒__界⾯能__和__应变能___。

10.⾦属固态相变的三种基本变化__结构____、__成分___、___有序程度变化__。

11.奥⽒体是碳在__a-固溶体__中的间隙固溶体。

12.奥⽒体形成的热⼒学条件是奥⽒体⾃由能__⼩于__（⼤于/⼩于）珠光体⾃由能。

13.贝⽒体转变时，温度较⾼存在__碳__的扩散。

14.球化处理由⽚状向粒状转变可降低__表⾯能__，为⾃发过程。

15.和单晶体的塑性形变相⽐，多晶体塑性形变的微观特点表现为__多⽅式__、__多滑移__和__不均匀性__，由于上述特点，多晶体的塑性变型产⽣__内应⼒__、__加⼯硬化__现象和形成纤维组织、形变组织。

《材料科学基础》期末试卷及答案一. 选择题：（共15小题，每小题2分，共30分）。

1. 根据相律在不考虑压强影响的情况下，三元系相图中二相平衡区的自由度f为（）。

A. 0B. 1C. 2D. 32. 在六节环硅酸盐结构中非桥氧的个数为（）。

A. 6B. 8C. 10D. 123. 氢键的形成对物质的物理性能影响很大，分子内氢键的存在会引起物质（）。

A. 熔点升高，沸点降低B. 熔点降低，沸点升高C. 熔点、沸点都升高D. 熔点、沸点都降低4. 密排六方的配位数，四面体空隙数及晶胞原子数分别为（）。

A. 12，3n，6B. 12，2n，6C. 8，6n，2D. 12，2n，65. 下列说法正确的是（）。

A. 点缺陷是热力学稳定缺陷B. 两位错交割必形成割阶C. 线缺陷也是热力学稳定缺陷D. 空位形成能大于间隙形成能6. 在高岭石Al4[Si4O10](OH)8结构中每个O2-可连1个[SiO4]和几个[AlO2(OH)4]( )。

A. 1B. 2C. 3D. 47. 在单元系相图中，温度一定，增加压力会使摩尔体积大的相在相图上稳定存在的区域（）。

A. 缩小B. 扩大C. 没影响D. 无法判断8. 结晶性高聚物由熔体中结晶，可得到（）。

A. 单晶B. 球晶C. 纤维状晶体D. 串晶9. 某位错的位错线与柏氏矢量平行且反向，则此位错为（）。

A. 正刃型位错B. 右螺型位错C. 左螺型位错D. 负刃型位错10. 在铁碳合金中可锻性最好的是（）。

A. 亚共析钢B. 共析钢C. 过共析钢D. 共晶铸铁11. 在吴氏网上直径的刻度可度量（）。

A. 极距角B. 方位角C. 晶面的面角D. 园心角12. 在平衡条件下，溶质原子在晶界处的浓度偏离平均浓度的现象称为晶界偏析，若溶质原子的固溶度（C m）愈大，则晶界处溶质的浓度（）。

A. 愈大B. 愈小C. 不变D. 无法判断13. 第二相若在晶粒内部析出，固溶体中各组元的原子直径之差超过5%时，决定因素是弹性应变能，则第二相的形状接近于（）。

几种强化加工硬化：金属材料在再结晶温度以下塑性变形时强度和硬度升高，而塑性和韧性降低的现象。

强化机制：金属在塑性变形时，晶粒发生滑移，出现位错的缠结，使晶粒拉长、破碎和纤维化，金属内部产生了残余应力。

细晶强化：是由于晶粒减小，晶粒数量增多，尺寸减小，增大了位错连续滑移的阻力导致的强化；同时由于滑移分散，也使塑性增大。

弥散强化：又称时效强化。

是由于细小弥散的第二相阻碍位错运动产生的强化。

包括切过机制和绕过机制。

(2 分)复相强化：由于第二相的相对含量与基体处于同数量级是产生的强化机制。

其强化程度取决于第二相的数量、尺寸、分布、形态等，且如果第二相强度低于基体则不一定能够起到强化作用。

(2 分)固溶强化：固溶体材料随溶质含量提高其强度、硬度提高而塑性、韧性下降的现象。

包括弹性交互作用、电交互作用和化学交互作用。

几种概念1、滑移系：一个滑移面和该面上一个滑移方向的组合。

2、交滑移：螺型位错在两个相交的滑移面上运动，螺位错在一个滑移面上运动遇有障碍，会转动到另一滑移面上继续滑移，滑移方向不变。

3、屈服现象：低碳钢在上屈服点开始塑性变形，当应力达到上屈服点之后开始应力降落，在下屈服点发生连续变形而应力并不升高，即出现水平台（吕德斯带）原因：柯氏气团的存在、破坏和重新形成，位错的增殖。

4、应变时效：低碳钢经过少量的预变形可以不出现明显的屈服点，但是在变形后在室温下放置一段较长时间或在低温经过短时间加热，在进行拉伸试验，则屈服点又重复出现，且屈服应力提高。

5、形变织构：随塑性变形量增加，变形多晶体某一晶体学取向趋于一致的现象。

滑移和孪晶的区别滑移是指在切应力的作用下，晶体的一部分沿一定晶面和晶向，相对于另一部分发生相对移动的一种运动状态。

孪生：在切应力作用下，晶体的一部分相对于另一部分沿一定的晶面和晶向发生均匀切变并形成晶体取向的镜面对称关系。

伪共晶：在不平衡结晶条件下，成分在共晶点附近的合金全部变成共晶组织，这种非共晶成分的共晶组织，称为伪共晶组合。

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。

1.材料是由物质构成的,因而物质就是材料;√××2.材料是指用来制造某些有形物体的基本物质;√×√3.按照化学组成,可以把材料分为三种基本类型A金属材料、硅酸盐、有机高分子材料B陶瓷材料、高分子材料、钢铁C有机高分子材料、金属材料、无机非金属材料D有机材料、无机非金属材料、金属材料C4．在四个量子数中,m s是确定体系角动量在磁场方向的分量ml;×5．在四个量子数中,m l决定电子自旋的方向ms;×6．在四个量子数中,n是第一量子数,它决定体系的能量;√7．在四个量子数中,l是第二量子数,它决定体系角动量和电子几率分布的空间对称性;√8．原子中每个电子必须有独自一组四个量子数;n,l,ml,ms√9．泡利不相容原理、能量最低原则和洪特规则是电子在原子轨道中排列必须遵循的三个基本原则;√10．Na原子中11个电子的填充方式为1s22s22p53s2;1s22s22p63s1×11．按照方框图,N原子中5个价电子的填充方式为2s 2p×12．Cu原子的价电子数是___3___个;×13．S原子的价电子数是5个;×1.晶体物质的共同特点是都具有金属键;×2 .金属键既无方向性,也无饱和性;√3. 共价键中两个成键电子的自旋方向必须相反;√4.元素的电负性是指元素的原子在化合物中把电子引向自己的能力;√5.两元素的电负性相等或接近,易形成离子键,不易形成共价键;×6.两元素的电负性差较大,易形成离子键,不易形成共价键;√7.离子键的基本特点是以离子而不是以原子为结合单元;√8.范德华力既无方向性亦无饱和性,氢键有方向性但无饱和性;×9.范德华力既无方向性亦无饱和性,氢键有方向性和饱和性;√10.绝大多数金属均以金属键方式结合,它的基本特点是电子共有化;×11．共价键既有饱和性又有方向性;√12．两种元素电负性差值决定了混合键合中离子键的比例;√×√13．范德华力包括取向力、色散力和氢键三种类型;√××14．原子的基本键合中不一定存在着电子交换;√××15．氢键具有方向性,但无饱和性;√××16．三种基本键合的结合强弱顺序为金属键＞离子键＞共价键;√××17．金属键是由众多原子最及次外层电子释放而形成的电子气形成的,因而具有最高的键能;√××1．随着两个原子间距离减小,相互间的吸引力下降,排斥力增加;√××2．两个原子处于平衡间距时,键能最大,能量最高;√××3．同一周期中,原子共价半径随价电子数的增加而增加;√××, , ,4．同一族中,原子共价半径随价电子到原子核的距离增加而减小;√××5．正离子的半径随离子价数的增加而减小;√×√6.原子半径大小与其在晶体中配位数无关;√××7.所谓原子间的平衡距离或原子的平衡位置是吸引力与排斥力的合力最小的位置;√××8.共价键是由两个或多个电负性相差不大的原子间通过共用电子对而形成的化学键; √×√×只能是两个原子间9．离子化合物的配位数取决于离子最有效的堆积;√××10．在氧化物中,O2-的配位数主要有4、6、12三种类型;√××11．金属原子的配位数越大,近邻的原子数越多,相互作用越强,原子半径越小;√××12．金属原子半径随配位数增加而增加;√×√13.金属半径是原子间平衡间距的一半;A√,B×,C,DA1．当中心原子的杂化轨道为sp3d x2时,其配位原子的空间排列为A四方锥形 B三方双锥形 C八面体形B2.原子轨道杂化形成杂化轨道后,其轨道数目、空间分布和能级状态均发生改变;√××3.杂化轨道是原子不同轨道线性组合后的新原子轨道,而分子轨道则是不同原子轨道线性组合成的新轨道;√×√4．δ轨道是由两个d轨道线性组合而成,它们是Ad x2、d x2Bd x2-y2、d x2-y2 Cd xy、d xyB5．费米能级是对金属中自由电子能级填充状态的描述;√××T＝0K时6．费米能级是,在T＝0K时,金属原子中电子被填充的最高能级,以下能级全满,以上能级全空;√××7．按照费米分布函数,T≠0时,-------------,fE＝1/2AE＝E F BE＜E F CE＞E FA8．在固体的能带理论中,能带中最高能级与最低能级的能量差值即带宽,取决于聚集的原子数目;√××9．能带是许多原子聚集体中,由许多原子轨道组成的近似连续的能级带;√×√×原子轨道裂分的分子轨道10. 价带未填满A绝缘体,B导体,C半导体,DB11.满带与空带重叠 A绝缘体,B半导体,C导体,DC12.满带与空带不重叠 A绝缘体,B导体,C半导体,DA,C13.能带宽度与原子数目无关,仅取决于原子间距,间距大,带宽大; A√,B×,C,DB14.原子数目越多,分裂成的能带宽度越大; A√,B×,C,DB15.能带宽度与原子数目无关,仅取决于原子间距,间距小,带宽大; A√,B×,C,DA1. 具有一定有序结构的固态物质就是晶体;√××2.同一晶面族的晶面形状相同,面上原子密度相同,彼此相互平行;√××3.在实际应用的工业金属中都存在各向异性;√××4.空间点阵相同的晶体,它们的晶体结构不一定相同;√ ×√5.空间点阵有１４种,它们每个点阵都代表一个原子;√ ××6.如果空间点阵中的每一个阵点只代表一个原子时,则空间点阵与晶体点阵是同一概念;√ ×√7.由液态转变为固态的过程称为凝固亦称结晶;√××8.在立方晶系中点阵晶格常数通常是指____;a)最近的原子间距, B 晶胞棱边的长度, C棱边之间的夹角B9.空间点阵中每个阵点周围具有等同的环境;√×√10.空间点阵只可能有____种型式;A12,B14,C16,D18B11.空间点阵结构中只可能划分出____个晶系;A5,B6,C7,D8C12.晶格常数常用____表示;Aa,b,c；Bα,β,γ；Ca,b,c和α,β,γ；D都不是C13.晶胞中原子占有的体积分数称为 ____;A配位数,B致密度,C点阵常数,D晶格常数B1.fcc密排面的堆垛顺序是___;AA BA B,BA BCD,CA BCAC2.fcc结构的致密度为___;A,B,C,DC3.fcc结构的配位数是___;A6,B8,C10,D12D4.fcc晶胞中原子数为___;A6,B4,C3,D2B5.fcc晶胞中原子的半径是____;A21/2 a / 2, B21/2 a / 4, C31/2 a / 2, D31/2 a / 4B6.以原子半径R为单位,fcc晶体的点阵常数a是____;A2 21/2 R, B4 21/2 R, C4 31/2 R, D4 31/2 R / 3A7.bcc结构的致密度为___;A,B,C,DB8.bcc结构的配位数是___;A6,B8,C10,D12B9.bcc晶胞中原子数为___;A6,B4,C3,D2D10.bcc晶胞中原子的半径是___;A21/2 a / 2, B21/2 a / 4, C31/2 a / 4, D31/2 a / 2 C11.以原子半径R为单位,bcc晶体的点阵常数a是___;A2 21/2 R, B4 21/2 R, C4 31/2 R/2, D4R / 31/2D12.hcp密排面的堆垛顺序是___;AA BA B,BA BCD,CA BCAA13.hcp结构的致密度为___;A,B,C,DB14.hcp 结构的配位数是___;A12,B10,C8,D6A15.hcp晶胞中原子数为____;A3,B4,C5,D6D16.在体心立方晶胞中,体心原子的坐标是____;A1/2,1/2,0； B1/2,0,1/2； C1/2,1/2,1/2；D0,1/2,1/2C17.在fcc晶胞中,八面体间隙中心的坐标是____;A1/2,1/2,0； B1/2,0,1/2； C0,1/2,1/2；D1/2,1/2,1/2D18.每个面心立方晶胞有１４个原子;√××19.密排六方晶胞共有十七个原子; √ ××1.下图为简单立方点阵晶胞,其中ABC面的指数是____;A111,B110,C101,D011C2.下图为简单立方点阵晶胞,其中ABCD面的指数是____;A111,B110,C101,D011C3.下图为简单立方点阵晶胞,AD的晶向指数是____;A ,B110,C101,D011A4.下图为简单立方点阵晶胞,A B的晶向指数是____;A111,B100,C ,D0011015.下图为简单立方点阵晶胞,A C的晶向指数是____;A111,B110,C101,D010D6.在下图的简单立方晶胞中,指数为0 1 -1的晶面是____;AADE,BCDE,CACE,DCHFC =CEG F为原点,以F为原点若X轴为FB,则C正确;7.在下图的简单立方晶胞中,指数为1 1 -1的晶面是____;AAFD,BACH,CACE,DCHE BEGB 乘负号-1,-1,1, 原点为D,由于是晶面族,X轴方向变,可 1, 1, -1, 原点为F, BEG8.在下图的简单立方晶胞中,____的晶向指数为1 1 -1;AAF,BHA,CCE,DFD9. 在下图的简单立方晶胞中,____的晶向指数为1 –1 0;ABG,BCH,CCE,DGE HAA ×,F 为原点可 HA H 为原点,A 点坐标为 1,-1,0也可是 GB, G 点为原点,B 点坐标为 1,-1,010. 在简单立方晶胞中画出的1-2 1晶面为____;ABGN,BBEM,CCFM,DAFNC11. 在简单立方晶胞中画出的2 2 -1晶向为____;AOS,BBR,COR,DGSB12. 在简单立方晶胞中画出的2 1 0晶向为____;xxABS,BBR,CBQ,DBTA13. 在简单立方晶胞中画出的0 2 -1晶向为____;ABR,BBS,CBQ,DBTD14. 画出立方晶胞中具有下列指数111的晶面和指数111 的晶向,可以发现它们彼此____;A 平行,B 垂直,C 既不平行也不垂直,DB15. 晶面指数通常用晶面在晶轴上截距的互质整数比来表示; √ ×× 改正：晶面在晶轴上截距倒数的互质整数比16. 晶面指数较高的晶面通常具有____的原子密度排列;A 较高,B 较低,C 居中B1. 原子排列最密的晶面,其面间距____;a) 最小, B 最大, C 居中B2. 在fcc 和bcc 结构中,一切相邻的平行晶面间的距离可用公式：d = a /h 2+k 2+l 21/2 √ ××3. 晶面间距公式d=a/h 2+k 2+l 21/2适用于____的一切晶面h,k,l 为密勒指数;A 立方晶系所包含的三种点阵,B 立方和四方所包含的各种点阵,C 简单立方点阵C4. 若在晶格常数相同的条件下体心立方晶格的致密度,原子半径都最小; √ ××5. 面心立方与密排六方晶体结构,其致密度、配位数、间隙大小都是相同的,密排面上的堆垛顺序也是相同的; √ ×xx×6.在下列堆积方式中,属于最紧密堆积的是____;A 体心立方,B 面心立方,C 简单立方, DB7.在下列堆积方式中,属于最紧密堆积的是____;A 简单立方,B 体心立方,C 密排六方, DC8.氯化钠具有面心立方结构,其晶胞分子数是____;A 5 ,B 6 ,C 4 ,D 8C9.Al为面心立方结构,其点阵常数为,其晶胞中原子体积是___;A nm3,B nm3,C nm3,D nm3A10.Al的点阵常数为,其晶胞中原子体积是 nm3,其结构为___;A 密排六方,B体心立方,C面心立方,D简单立方C11.Al为面心立方结构,晶胞中原子体积是 nm3,其点阵常数为___;A nm,B nm,C nm,DD1.面心立方结构每个晶胞中八面体间隙数为____;A4, B8, C2, D1A2.面心立方结构每个晶胞中四面体间隙数为____;A2, B4, C6, D8D3.面心立方结构每个原子平均形成的八面体间隙数为____;A4, B3, C2, D1D4.面心立方结构每个原子平均形成的四面体间隙数为____;A4, B3, C2, D1C5.体心立方结构每个晶胞中八面体间隙数为____;A4, B6, C8, D12B6.体心立方结构每个晶胞中四面体间隙数为____;A4, B6, C8, D12D7.体心立方结构每个原子平均形成的八面体间隙数为____;A1, B2, C3, D4C8.体心立方结构每个原子平均形成的四面体间隙数为____;A4, B6, C8, D12B9.每一个面心立方晶胞中有八面体间隙m个,四面体间隙n个,其中：Am=4,n=8, B m=6,n=8, C m=2,n=4 Dm=4,n=12A10.每一个体心立方晶胞中有八面体间隙m个,四面体间隙n个,其中：Am=4,n=8, B m=6,n=8, C m=6,n=12 Dm=8,n=12C11.Fcc和bcc结构中的八面体间隙均为正八面体;√××12.面心立方结构的总间隙体积比体心立方小; √×√13.等径球最紧密堆积时,四面体空隙的体积____八面体空隙的体积;A 大于,B 等于,C 小于, DC1.二元相图中三相平衡时温度恒定,而平衡三相成分可变; √××2.在二元相图中,L→S1+ S2叫_____转变;A共晶,B共析,C包晶A3.在二元相图中,S→S1+ S2称为____转变;A共晶,B共析,C包晶B4.在二元相图中,S→L＋S1称为_____转变;A共晶,B共析,C包晶C5.共晶线代表共晶反应温度其物理意义是____;（A）无论何种成分的液相冷却至共晶温度就发生共晶反应,（B）无论何种成分的液相冷却至共晶温度时,如剩余的液相具有共晶成分就发生共晶反应,表达不确切（C）无论何种成分的液相冷却至共晶温度时,全部会变成具有共晶成分的液相而发生共晶反应B ×A6.共晶反应发生在三相平衡的水平线上,可利用杠杆定理计算相组成物与组织组成物相对量,所以杠杆定理也可以在三相平衡区使用;√×共晶反应发生在三相平衡点,不能用.√×7.根据相律,二元系三相平衡时自由度为0,即表明三相反应是在恒温下进行,三个平衡相的成分也是相同的,不可改变; √×√8.所谓相,即是系统中具有均匀成份而且性质相同并与其他部分有界面分开的部分;√×√9.在界面两侧性质发生突然变化的是两个不同的相,否则是同一相;√×√10.用杠杆规则进行过程量的计算,得到的是____;A 累积量B 瞬时量C DA11.等压条件下,二元合金中最大平衡相数为3; √×√12.二元合金处于单相平衡时,自由度为2,这就是说温度变化时,成份随之变化; √ ××13.在热力学平衡条件下,二元凝聚系统最多可以3相平衡共存,它们是一个固相、一个液相和一个气相;√ ××改正：两个固相和一个液相;14.相数即为系统内性质相同且均匀的部分的种类数; A√,B×,C,DA15.自由度数是指相平衡系统中可独立改变而不引起相变的变量数;A√,B×,C,D A 在一定范围内改变,故B1.点缺陷表现有两种类型：A置换原子、晶格间隙；B 空位、间隙原子；C空位、晶格间隙B2.晶体中存在着许多点缺陷,例如____; A 被激发的电子, B沉淀相粒子, C空位C3.柏格斯矢量是位错的符号,它代表____;A 位错线的方向, B 位错线的运动方向, C 晶体的滑移方向B × C,应为C4.实际金属中都存在着点缺陷,即使在热力学平衡状态下也是如此; √×√5.柏格斯矢量就是滑移矢量; √×√6.位错线的运动方向总是垂直于位错线; √ ×去掉√该题有问题7.空间点阵有１４种,它们每个点阵都代表一个原子;√ ××8.刃型位错线与其柏氏矢量平行,且其运动方向垂直于该柏氏矢量,螺型位错线与其柏氏矢量垂直,且运动方向平行于该柏氏矢量; √ ××9.刃型位错的柏氏矢量与位错线平行,螺型位错的柏氏矢量与位错线垂直;√ ××10.晶体中的热缺陷的浓度随温度的升高而____;A 增加,B 不变,C 降低, DA11.属于晶体中的热缺陷有____;A空位, B 非化学计量缺陷, C 杂质缺陷, D12. 替代式固溶体中,d溶质≈d溶剂;√××13. 间隙式固溶体中,d溶质/d溶剂≥;√×√1.扩散是原子在固体物质内部无规的运动产生定向迁移的过程;√××2.扩散的推动力是浓度梯度,所有扩散系统中,物质都是由高浓度处向低浓度处扩散; √ ××改正：扩散也可以从低浓度向高浓度进行;从自由能考虑3.扩散系数一般表示为D=D0Exp-Q/RT,显然扩散激活能与扩散系数呈正比,Q值愈大,D值愈大; √××不是正比4.最常见的扩散机理是____;A间隙扩散, B空位扩散, C 易位扩散, DB5.一般说来,扩散系数越大扩散通量也越大;√ ××√还有浓度差,按照Fick第一定律,该表述应是正确的6.菲克第一定律只适用于稳态扩散,而菲克第二定律只适用于非稳态扩散;√××√按照教材的内容,该表述应是正确的7.稳态扩散就是指扩散通量不随时间变化仅随距离变化的扩散; √××8.扩散通量是指单位时间通过任意单位面积的物质量; √××9.金属的自扩散的激活能应等于____;A 空位的形成能与迁移能的总和, B 空位的形成能, C 空位的迁移能A10.伴有浓度变化的扩散或者说与溶质浓度梯度有关的扩散被称为是____;A 反应扩散,B 互扩散, C自扩散B 确实有问题,题目的目的不明确;去掉11.在扩散过程中,原子的流量直接正比于____;A温度,B浓度梯度, C时间B12.原子越过能垒的激活能为Q,则扩散速率____;A 随Q增加而减小,B 随Q增加而增加,C 与Q无关A13.当液体与固体的真实接触角大于90度时,粗糙度愈大,就愈____润湿; A容易, B 不易, C , DB14.当液体与固体的真实接触角小于90度时,粗糙度愈大,就愈____润湿; A 容易, B 不易, C ,DA由于粗糙度涉及到,未讲,建议去掉15.温度升高,熔体的表面张力一般将____;A 不变,B 减少,C 增加, DB16.液体与固体的接触角大于90°; A润湿,B不润湿,C,DB17.液体与固体的接触角小于90°; A润湿,B不润湿,C,DA1.Percent ionic character A离子的特点,B键的离子性结合比例,C,DB2.Energy Band A能级,B能隙,C能带,DC3.Valence band A价带,B能带,C价电子能级展宽成的能带,DA,C4.Unit Cel l A晶胞 ,B单位矢量,C,DAsolid solution A固溶体,B杂质原子等均匀分布于基质晶体的固体,C固体溶解液,D A,B5.Ionic Bond A共价键,B次价键,C离子键,D氢键C6.Covalent Bond A氢键,B离子键,C次价键,D共价键D7.Equilibrium Spacing A平衡力,B平衡间距,C原子间斥力和引力相等的距离,D B,C CoordinationNumber A配位数,B原子具有的第一邻近原子数,C价电子数,D A,B Atomic Packing Factor A晶胞内原子总体积与晶胞体积之比,B原子体积C致密度,D原子堆积因子A,C,D Directional Indices A点阵,B晶体方向,C晶向指数,D晶向C Miller indices A晶向指数,B晶面指数,C密勒指数,D B,C interplanar spacing A晶面组中最近两晶面间的距离,B晶面指数,C原子间距,D晶面间距D8．A面心立方,B密排六方,C体心立方,D A A面心立方,B密排六方,C体心立方,D C A面心立方,B密排六方,C体心立方,D B Point Defect A点阵,B体缺陷,C面缺陷,D点缺陷D Interfacial Defects A位错,B点缺陷,C面缺陷,D体缺陷C Edge Dislocation A螺旋位错,B刃位错,C点缺陷,DB Screw Dislocation A棱位错,B刃位错,C螺旋位错,DC Interstitial position A间隙,B空位,C空隙,D空洞A9. vacancy A空洞,B空位,C空隙,D间隙B self-diffusion A互扩散,B自扩散,C慢扩散,DB interdiffusion A互扩散,B自扩散,C慢扩散,DA Diffusion Coefficient A扩散作用,B扩散通量,C扩散系数,D扩散通道C10. Diffusion Flux A扩散作用,B扩散通量,C扩散系数,D扩散能, B11.Contact Angle A三相交界处,自固液界面经气体至液气界面的夹角,B三相交界处,自固液界面经固体内部至液气界面的夹角,C三相交界处,自固液界面经液体内部至液气界面的夹角,D接触角C, D1．体心立方金属晶体具有良好的塑性和韧性;√××2．面心立方金属晶体具有较高的强度、硬度和熔点;√××3．CuZn合金为电子化合物,其电子浓度价电子数/原子数为A21/14 B21/13 C21/12A4．铁碳合金有六种组织结构,它们是_________________、_________________、________________、_______________、_______________、_________________;5．铁素体是碳溶解在γ铁中的固溶体,C%≤%;√××6．奥氏体是碳溶解在γ铁中的固溶体,C%≤%;√×√×C%≤2%;7．珠光体是由铁素体和渗碳体组成的共析混合物;√×√8．渗碳体是铁和碳的化合物,Fe/C＝2/1;√××9．从图 3-47 可以知道,共析钢在1420℃时的组织结构是A奥氏体＋铁素体 B奥氏体＋液体 C铁素体＋液体B10．钢是碳含量低于2%的铁碳合金;√×√11．铝和紫铜都是面心立方晶体结构;√×√12．非晶态合金TTT曲线的右侧为晶体结构区域;√×√13．在再结晶过程中,晶粒的尺寸随再结晶温度的升高和时间的延长而长大;√×√14．当金属材料的塑性变形度大于10%时,再结晶所形成的是细晶粒;√×√15．共析钢中的碳含量为A～% B% C～% D%C× B 为B16.二次再结晶是大晶粒____,小晶粒____;A长大、长大； B 变小、长大； C 长大、变小； DA 有问题, 去掉1．在离子晶体中,当正负离子半径比值在～的范围内时,形成A四面体配位 B八面体配位 C平面三角形配位 D立方体配位A2．在离子晶体中,当正负离子半径比值在～的范围内时,形成A简单立方配位 B面心立方配位 C简单立方或面心立方配位C × A 在等电荷时,面心立方离子晶体的正负离子为八面体配位,半径比是3．面心立方ZnS中的Zn原子位于由S原子构成的________间隙中;A八面体 B四面体 C立方体B4．单晶硅为立方晶胞的共价晶体,每个晶胞中共有硅原子A6个B8个 C4个A × B,是B5．面心立方ZnS晶胞中的Zn原子和S原子数量分别为A4和4 B14和4 C8和4A6．钙钛矿晶体CaTiO3属于立方晶系,Ca2＋的配位数是12;√×√7．尖晶石晶体属于立方晶系,每个单位晶胞由相同体系的4个A块和4个B块所构成,共有32个八面体间隙和64个四面体间隙;√×√8．硅酸盐晶体是由SiO44- 四面体两两共顶相连而成,有5种排列方式,其中在层状结构中,每个SiO44- 四面体的桥氧原子数为A2 B1 C3 D4 C9．石墨、金刚石、富勒烯和巴基管均为碳同素异构体,具有相同的晶体结构;√××10．单晶硅和金刚石具有完全相同的晶体结构;√×√11. 玻璃是各向同性的固体;√ ×√12. 绝大多数芳杂环聚合物都是杂链聚合物;√ ×√13. 与聚乙烯相似,聚四氟乙烯的结晶链也是平面锯齿形;√ ××14．聚乙烯晶体属于体心立方晶系;√ ××15．聚合物晶体都是半晶结构;√ ××1. Ferrite A渗碳体 B铁素体 C奥氏体 D珠光体B2．eutectoid steel A亚共析钢 B共析钢 C过共析钢B3．Non-iron metal A非金属 B铁合金 C非铁合金C4．recrystalliny A再结晶 B结晶 C多晶体A5．渗碳体 Aaustenite Bferrite Ccementite DpearliticC6、陶瓷 Acarbon Bceramics Cfullerenes DgelB7．amorphous a晶体 b非晶体 c固溶体B8.．morphology A组成 B形态 C形状 D形式B9．构型 Aconformation Bconfiguration Cmorphology DcompositionB10．orientation A取向 B拉伸 C结晶 D交联A11．aggregation structure A聚集态结构 B分子链结构 C交联结构A12．syndiotactic A全同结构 B无规结构 C间同结构C13．嵌段共聚物______________copolymerArandom Bblock Cgraft DalternatingB14．screwy conformation A平面锯齿形构象 B螺旋形构象 C伸直链构象B1.复合材料基体和增强相的化学成分不能完全相同; √ ××2.天然复合材料是现代复合材料的重要分支; √ ××3.基体相与增强相化学和物理性质差异愈大,愈具复合价值; √ ×√4. 复合材料中增强相的模量一定高于基体相的模量; √ ××5. 复合材料有三种增强方式：粒子增强,纤维增强和结构增强;√ ××√6.蜂窝夹层复合材料属于结构增强; √ ×√7. 复合材料所有的复合效应都是通过界面相实现的; √ ×√8 复合材料的界面相可以薄到单分子层; √ ××9.复合材料的界面区至少包括：基体表面层、增强表面层和基体/增强体界面层三个部分; √ ×√1. Valence band 价带；价电子能级展宽成的带；2. 位错线的运动方向总是垂直垂直于位错线; 正确3. 费米能级是,在T=0K时,金属原子中电子被填充的最高能级,以下能级全满,以上能级全空; 正确4. 以原子半径R为单位,fcc晶体的点阵常数a 是 221/2R5. fcc金属晶体具有较高的强度、硬度和熔点; 错误6. 晶体物质的共同特点是都具有金属键; 错误7. 在界面两侧性质发生突然变化的是两个不同的相,否则是同一相; 正确8. 石墨、富勒烯、巴基管和金刚石都是碳的同素异形体,均有相同的晶体结构; 错误9. 钢是含碳量低于2%的碳铁合金; 正确10. 绝大多数的金属均以金属键的方式结合,它的基本特点是电子共有化; 正确11. APF是致密度；晶胞内原子总体积与晶胞体积之比；原子堆积因子;12. 价带未填满是导体;13. 每一个bcc晶胞,八面体间隙6个,四面体间隙12个;14. 金属原子的配位数越大,邻近的原子数越多,相互作用越强,原子半径越小;错误15. 扩散系数一般表示为D=D;Exp-Q/RT,显然扩散激活能与扩散激系数成正比,Ｑ值越大,Ｄ值越大; 错误16. 在四个量子数中,ms是确定体系角动量在磁场方向的分量; 错误17. 立方晶胞中,晶面指数111和晶向指数111是垂直的;18. 氯化钠是面心立方结构,其晶胞分子数是4 ;19. 由液态转变为固态的过程称为凝固,亦称结晶; 错误20. 同一周期中原子共价半径随电子数的增加而增加; 错误21. bcc结构的配位数是8 ;22. 元素的电负性是指元素的原子在化合物中把电子引向自己的能力; 正确23. 满带与空带重叠是半导体 ;24. covalent bond 是指共价键 ;25. 尖晶石晶体属于立方晶系,每个单位晶胞由相同体系的4个A块和4个B块所构成,共有32个八面体间隙和64个四面体间隙; 正确26. diffusion flux 是指扩散通量 ;27. 当液体与固体的真实接触角大于90度时,粗糙度愈大,就愈不易润湿;28. 刃型位错的柏氏矢量与位错线平行,螺旋型位错的柏氏矢量与位错线垂直;错误29. 珠光体是由铁素体和渗碳体组成的共析混合物; 正确30. interfacial defects 是指面缺陷 ;31. 随着两原子间距减小,相互间的吸引力下降,排斥力增加; 错误32. δ轨道是有两个d轨道线性组合而成,他们是dx2-y2、dx2-y2 ;33. 如果空间点阵中的每一个阵点只代表一个原子时,则空间点阵与晶体点阵是同一个概念;正确34. amorphous 的意义是非晶体 ;35. 绝大多数芳杂环聚合物都是杂连聚合物; 正确36. fcc 结构中每个原子平均形成的四面体间隙数为 2 ;37. 原子半径大小与其在晶体中配位数无关; 错误38. interstitial position 是指间隙 ;39. 晶面指数通常用晶面在晶轴上截距的互质整数比来表示; 错误40．二元相图中三相平衡时温度恒定,而平衡三项成分可变; 错误41．扩散是原子在固体物质内部无规的运动产生定向迁移的过程; 正确42．材料是指用来制造某些有形物体的基本物质; 正确43．从铁碳合金相图可知,共析钢在1420℃时的组织结构是奥氏体+液体 ;44. 原子数目越多,分裂成的能带宽度越大; 错误45. 菲克第一定律只适用于稳态扩散,而菲克第二定律只适用于非稳态扩散; 错误46. 离子化合物的配位数取决于离子最有效堆积; 错误47. 晶格常数常用a,b,c和α,β,γ表示;48. ferrite 的意义是铁素体 ;49. directional indices 的意义晶向指数 ;50. 用杠杆规则进行过程量的计算,得到的是积累量 ;51. vacancy 的意义是空位 ;52. 空间点阵中每个阵点周围具有等同的环境; 正确53. orientation 的意义是取向 ;54. 实际金属中都存在着点缺陷,即使在热力学平衡状态下也是如此; 正确55. 奥氏体是碳溶解在γ铁中的固溶体,C%≤% ; 正确56. 替代式固溶体中,d溶质≈d溶剂; 错误57．面心立方ZnS中的Zn原子位于S原子构成的四面体间隙中;58．所谓相,即是系统中具有均匀成分而且性质相同并与其他部分有界面分开的部分;正确59．原子排列最密的晶面,其间距最大 ;60．两原子处于平衡间距时,键能最大,能量最高; 错误61．与聚乙烯相似,聚四氟乙烯的结晶链也是平面锯齿形; 错误62．范氏力既无方向性亦无饱和性,氢键有方向性和饱和性; 正确63．再扩散过程中,原子的流量直接正比于浓度梯度 ;64．一般说来,扩散系数越大扩散通量也越大; 错误65．按照费米分布函数,T≠0时, E=EF ,fE=1/2 ;66. 共析钢中的碳含量为～% ;67. 根据相律,二元系三相平衡时自由度为0,即表明三项反应是在恒温下进行,三个平衡相的成分也是相同的,不可改变; 正确68. fcc 晶胞中,八面体间隙中心的坐标是 1/2,1/2,1/2 ;69. 四个量子数中,l是第二量子数,它决定体系角动量和电子几率分布的空间对称性;正确70．共价键是由两个或多个电负性相差不大的原子间通过共用电子对而形成的化学键;正确71. 面心立方ZnS晶胞中的Zn原子和S原子数量分别为4和4 ;。

《材料科学基础》期末考试试卷及参考答案,2019年6月第1页（共11页）########2018-2019学年第二学期########专业####级《材料科学基础》期末考试试卷（后附参考答案及评分标准）考试时间：120分钟考试日期：2019年6月题号一二三四五六总分得分评卷人复查人一、单项选择题（请将正确答案填入表中相应题号处，本题13小题，每小题2分，共26分）题号1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案题号 11 12 13 答案1. 在形核-生长机制的液-固相变过程中，其形核过程有非均匀形核和均匀形核之分，其形核势垒有如下关系（）。

A. 非均匀形核势垒≤ 均匀形核势垒B. 非均匀形核势垒≥ 均匀形核势垒C. 非均匀形核势垒 = 均匀形核势垒D. 视具体情况而定，以上都有可能2. 按热力学方法分类，相变可以分为一级相变和二级相变，一级相变是在相变时两相自由焓相等，其一阶偏导数不相等，因此一级相变（）。

A. 有相变潜热改变，无体积改变B. 有相变潜热改变，并伴随有体积改变C. 无相变潜热改变，但伴随有体积改变D. 无相变潜热改变，无体积改变得分专业年级姓名学号装订线3. 以下不是材料变形的是（）。

A. 弹性变形B. 塑性变形C. 粘性变形D. 刚性变形4. 在固溶度限度以内，固溶体是几相？（）A. 2B. 3C. 1D. 45. 下列不属于点缺陷的主要类型是（）。

A. 肖特基缺陷B. 弗伦克尔缺陷C. 螺位错D. 色心6. 由熔融态向玻璃态转变的过程是（）的过程。

A. 可逆与突变B. 不可逆与渐变C. 可逆与渐变D. 不可逆与突变7. 下列说法错误的是（）。

A. 晶界上原子与晶体内部的原子是不同的B. 晶界上原子的堆积较晶体内部疏松C. 晶界是原子、空位快速扩散的主要通道D. 晶界易受腐蚀8. 表面微裂纹是由于晶体缺陷或外力作用而产生，微裂纹同样会强烈地影响表面性质，对于脆性材料的强度这种影响尤为重要，微裂纹长度，断裂强度。

期末总复习一、名词解释空间点阵：表示晶体中原子规则排列的抽象质点。

配位数：直接与中心原子连接的配体的原子数目或基团数目。

对称：物体经过一系列操作后，空间性质复原；这种操作称为对称操作。

超结构：长程有序固溶体的通称固溶体：一种元素进入到另一种元素的晶格结构形成的结晶，其结构一般保持和母相一致。

致密度：晶体结构中原子的体积与晶胞体积的比值。

正吸附：材料表面原子处于结合键不饱和状态，以吸附介质中原子或晶体内部溶质原子达到平衡状态，当溶质原子或杂质原子在表面浓度大于在其在晶体内部的浓度时称为正吸附；晶界能：晶界上原子从晶格中正常结点位置脱离出来，引起晶界附近区域内晶格发生畸变，与晶内相比，界面的单位面积自由能升高，升高部分的能量为晶界能；小角度晶界：多晶体材料中，每个晶粒之间的位向不同，晶粒与晶粒之间存在界面，若相邻晶粒之间的位向差在10°〜2°之间，称为小角度晶界；晶界偏聚：溶质原子或杂质原子在晶界或相界上的富集，也称内吸附，有因为尺寸因素造成的平衡偏聚和空位造成的非平衡偏聚。

肖脱基空位：脱位原子进入其他空位或者迁移至晶界或表面而形成的空位。

弗兰克耳空位：晶体中原子进入空隙形而形成的一对由空位和间隙原子组成的缺陷。

刃型位错：柏氏矢量与位错线垂直的位错。

螺型位错：柏氏矢量与位错线平行的位错。

柏氏矢量：用来表征晶体中位错区中原子的畸变程度和畸变方向的物理量。

单位位错：柏氏矢量等于单位点阵矢量的位错派—纳力：位错滑动时需要克服的周围原子的阻力。

过冷：凝固过程开始结晶温度低于理论结晶温度的现象。

过冷度：实际结晶温度和理论结晶温度之间的差值。

均匀形核：在过冷的液态金属中，依靠金属本身的能量起伏获得成核驱动力的形核过程。

过冷度：实际结晶温度和理论结晶温度之间的差值。

形核功：形成临界晶核时，由外界提供的用于补偿表面自由能和体积自由能差值的能量。

马氏体转变：是一种无扩散型相变，通过切变方式由一种晶体结构转变另一种结构，转变过程中，表面有浮凸，新旧相之间保持严格的位向关系。

《材料科学基础》课程期末考试样卷班级 ______________________ 姓名_______________ 学号______________一、是非判断题（每题1分，共10分）（1）在钢屮，随含碳量的增加，珠光体的相对量也不断增加。

（）（2）钢屮铁索体与奥氏体的木质区别在于含碳量不同。

（）（3）平衡状态下，在碳钢屮，随含碳量的增加，强度、硬度均随Z增加。

（）（4）珠光体是单相组织。

（）（5）亚共析钢的基本相是铁索体和珠光体。

（）（6）扩散是原子的定向移动。

（）（7）金属铸件可通过再结晶退火细化晶粒。

（）（8）再结晶虽包含形核和长大过稈，但它不是一个相变过稈。

（）（9）点缺陷是热力学上平衡的缺陷（）。

（10）一条弯1111位错线，其各部分的柏氏矢量都相同（）。

二、单项选择题（每题1分，共10分）1下列对金屈键描述正确的是：A无方向性和饱和性B有方向性和饱和性C有方向性无饱和性D无方向性有饱和性2下列对晶体与非晶体描述正确的是：A晶体有熔点和性能的各向异性；非晶体有熔点和性能的各向同性B晶体有熔点和性能的备向异性；非晶体没有熔点，性能为备向同性C晶体没有熔点和性能的备向异性;非晶体有熔点，性能为备向同性D晶体有熔点和性能的备向异性;非晶体也有熔点和性能的备向异性3金屈的典型晶体结构有面心立方、体心立方和密排六方三种，它们的晶胞屮原了数分别为：A 4； 2； 6B 6； 2； 4C 4； 4； 6D 2； 4； 6 4关于间隙固溶体与间隙化合物说法正确的是：B 微观粗糙，宋观粗糙 D 微观平柴，宋观平整 B 尖端形核技术 D 垂直提拉技术B 需要能量起伏 D 需要结构起伏C 二者结合键相同D 二者物理性能相近5柏氏矢量是表示位错特征的矢量，但它不能用于：A 判断位错性质B 表示位错的能量C 判断位错反应D 表示位错密度6晶界不包括：A 大角度晶界B 小角度晶界C 李晶界D 表面 7下列对液一固粗糙界面描述正确的是：A 微观粗糙，宏观平整C 微观平整，宏观粗糙8能得到非晶态合金的技术是：A 定向凝固技术C 急冷凝固技术9合金与纯金属结晶的不同点是:A 需要过冷C 需要成分起伏 10下列不属于Fe-FeaC 相图屮的组成相是：A 铁素体B 奥氏体C 渗碳体D 石墨三、填空题(每空1分，共15分)1写出一个具体地合金相：间隙固熔体 _________ ,有序固熔体.物 ___________ o2固态金属屮，原子扩散的驱动力是 ______________________3再结晶的驱动力是 ____________________________________4面心立方晶体中的滑移系是 ____________________________5固态相变的驱动力是 __________________________________6调幅分解的特点是：(1) _________________________________________________ 7纯粹协同世相变的特征：（3）_________________________________________________ ；（4）_________________________________________________ o8马氏体相变的一个晶体学特点是马氏体的亚结构。

引言概述：材料科学基础是材料科学与工程专业的一门重要基础课程，它主要涵盖了材料科学的基本理论、原理和基础知识。

期末考试作为对学生学习成果的综合评价，对于学习者而言具有重要的意义。

本文将围绕材料科学基础期末考试展开，通过对该考试的分析与总结，旨在帮助学生更好地掌握材料科学基础知识，提高期末考试的成绩。

正文内容：一、课程概述1.1课程目标1.2课程内容概述1.3课程的重要性及应用领域二、考试形式及要求2.1考试形式2.2考试时间和地点2.3考试要求三、考试大纲3.1第一部分：结晶学3.1.1晶体结构基础概念3.1.2晶格和晶格常数3.1.3晶体的缺陷与缺陷类型3.2第二部分：热力学3.2.1热力学基本概念3.2.2热力学方程3.2.3界面热力学3.3第三部分：材料力学性能3.3.1弹性力学性能3.3.2塑性力学性能3.3.3强度和硬度等指标3.4第四部分：材料的物理性能3.4.1电学性质3.4.2热学性质3.4.3光学性质3.5第五部分：材料表面和界面的特性3.5.1表面能和表面特性3.5.2界面现象3.5.3材料界面的应用四、备考重点和方法4.1复习重点4.2学习方法和技巧4.3制定合理的复习计划4.4合理安排时间，分配学习任务五、考试技巧5.1阅读题目要求5.2理清答题思路5.3细致审题，理解题意5.4注意答题方式和格式要求5.5注意答题时间管理总结：通过对材料科学基础期末考试的分析，我们可以看出该考试对学生的综合能力和掌握的知识有着较高的要求。

为了在考试中取得好成绩，学生应该全面复习课程内容，并重点关注考试大纲中的重点知识。

在备考过程中，学生需要制定合理的复习计划，科学安排学习时间，并采用有效的学习方法，以提高复习效率。

在考试中，学生还需要注重细节，仔细阅读试题要求，理清答题思路，并合理分配答题时间。

通过认真的备考和合理的应对策略，相信学生一定能够在材料科学基础期末考试中取得优异的成绩。

密封线姓名考试日期学号课程号教学班年级 课程名称专业4、假定均匀形核时形成边长为a 的立方体形晶核，单位体积吉布斯自由能为ΔGv ，单位面积界面能为σ。

（10分)①求临界晶核边长。

②求临界晶核形成功。

③求临界晶核形成功与界面能的关系。

《材料科学基础》试题六A 卷1. 画出面心立方中的最密排晶面、晶向，并在晶胞图中画出最密排晶面、晶向（必须标明坐标系） （5分）2. 解释什么是组织组成与相组成，根据Pb —Bi 相图回答下列问题:(15分） 设X 合金平衡凝固完毕时的相组成物为β和(Bi)，其中β相占80％,则X 合金中Bi 组元的含量是多少？Pb-42％Bi 合金非平衡凝固后得到何种非平衡组织？3. 如图所示的三元相图的投影图:（10分)写出这个三元系的四相平衡反应式;指出这个三元系中1合金的成分并分析其结晶过程；4.固溶体合金的性能与纯金属比较有何变化?（5分)5.位错对材料性能有何影响。

(10分）6.解释大角晶界，晶界非平衡偏聚。

晶界能对材料性能有何影响？(10分）7.解释滑移与孪生，写出FCC单晶体的一个滑移系,如何解释多相固溶体合金中弥散第二相对材料的强化？变形后金属组织与性能变化如何？(15分)9。

什么是再结晶织构与再结晶全图，冷变形金属在加热时进行回复与再结晶后晶粒长大的驱动力是什么，铜的熔点为1083℃，在冷变形后的工业纯铜板上取三个试样，第一个试样加热到200℃,第二个试样加热到500℃，第三个试样加热到800℃,各保温一小时，然后空冷。

试画出各试样热处理后的显微组织示意图，说明它们在强度和塑性方面的区别及原因.（20分）10。

固体材料中原子扩散驱动力是什么，温度、晶体结构、晶体缺陷对扩散有何影响？（10分)B卷1。

画出体心立方中的最密排晶面、晶向,并在晶胞图中画出最密排晶面、晶向（必须标明坐标系）(5分)2. 解释什么是伪共晶和离异共晶,根据Pb—Bi相图回答下列问题:（15分）设X合金平衡凝固完毕时的组织为(Bi）初晶+[ +(Bi）］共晶，且初晶与共晶的百分含量相等,则此合金中Pb组元的含量是多少？Pb-30％Bi合金非平衡凝固后得到何种组织？。

材料科学基础期末试题01级B第一篇：材料科学基础期末试题01级B《材料科学基础》期末考试题B（材料科学与工程专业2001级）一、选择题：（共15分，每小题1分）（正确的记“ T” , 错误的记“ F”）1.匀晶合金在不平衡凝固时成分会发生偏析.。

（）2.按ASTM标准,当晶粒度为5号时,100倍ft2(645.16mm2)内的晶粒数为16。

（）3.珠光体是奥氏体和渗碳体的片层状混合物。

（）4.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。

（）5.陶瓷材料的金属元素和非金属元素主要通过共价键连接。

（）6 陶瓷的抗压强度通常是抗拉强度的5-10倍。

（）7.单相组织一般具有良好的延展性，而共晶合金则具有良好的铸造性能。

（）8.金属的电化学腐蚀的热力学判据是吉布斯自由能的变化。

（）9.在实际系统中，纯金属的凝固是非均匀形核。

（）10.原子的扩散可以看作是空位的移动。

（）11.晶体长大微观界面为粗糙时，宏观表现为光滑界面。

（）12.热膨胀的本质是原子半径的胀大。

（）13.二元合金中不可能有四相共存。

（）14.氢电极的标准电极电位为零,所以总是在组成原电池时成为阴极。

（）15.腐蚀电池必须包括正极,负极,电解质三部分,缺一不可。

()二、选择题：（共30分，每小题2分）（一个或多个答案，多选、少选均不得分）1．属于<100>晶向族的晶向是（）（A）[010]（B）[010]（C）[001]（D）[110]2．体心立方结构每个晶胞有（）个原子。

（A）3（B）2（C）6（D）13．不属于正常价化合物的有（）（A）NaCl（B）CuZn3（C）BaO（D）Fe3C4．下列说法正确的是（）（A）过冷是凝固的动力学条件。

（B）固相与液相的G-T曲线：液相总是更陡。

（C）ΔG非*=1/3（6a2）σ a表示晶胚棱长σ表示单位界面自由能（D）刃型位错可看成是插入一个半原子面，所以称为面缺陷。

5．下列说法错误的是（）（A）Fick第一律是假定dc/dt=0，即各截面上浓度不随时间变化。

一、(30分) Fe-Fe3C二元相图是研究和使用钢铁材料的最重要的相图。

回答下列问题。

1）画出Fe-Fe3C二元相图，指出各相区的相组成,用表格指明各特征点的含碳量、温度及意义。

2）分析含碳0.4%的铁碳合金的平衡结晶过程，3）计算其室温下平衡组织的组织组成物相对量。

4) 含碳2.3%的铁碳合金经非平衡凝固后，室温组织为：珠光体加厚网状游离渗碳体；而没有莱氏体，试分析其原因。

二、(15分)画出三种典型金属晶体的结构并从原子的配位数、间隙、点阵常数与原子半径之间的关系、单胞中原子的数目及堆积系数等方面说明各自的特点。

三、(15分)设金属凝固时，假设形成的晶核为立方体，试求出：1.临界晶核的边长a k2.形核功ΔG k3.试证明临界形核功ΔG k与晶核体积V k之间有以下关系：ΔG k = - V kΔG V / 2四、(15分) 目前纳米材料以其优良的性能引起人们广泛的关注，所谓的纳米材料就是晶粒大小为几纳米到几十纳米的材料，而普通材料的晶粒大小为几十微米到几千微米。

试用多晶体的塑性变形过程说明与普通的金属材料相比纳米金属材料的强度、塑性和韧性等力学性能具有哪些优点。

五、(15分写出两个扩散定律方程并说明固体扩散的条件。

六、（10分）试述柏氏矢量的意义。

一、(30分)Fe-C二元相图是研究和使用钢铁材料的最重要的相图，根据Fe-C相图，回答下列问题。

1）分析含碳0.2%的铁碳合金的平衡结晶过程，计算其室温下平衡组织的组织组成物相对量。

2）碳钢在平衡冷却条件下．所得显微组织中，含有50％的珠光体和50％的铁素体，问：(1)此合金中含碳质量是多少?(2)若该合金加热到730℃，在平衡条件下将获得什么组织?3) 莱氏体和变态莱氏体的主要区别是什么？二、(15分)用X射线测定铁室温下的晶格常数为0.2867nm；铁的原子量为55.85；气体常数为6.023×1023，求：1 （100）和（110）晶面的面间距2 铁的密度3 1cm3铁中的原子数。

选择题第一组1.材料的刚性越大，材料就越脆。

（）BA. 正确；B. 错误2.按受力方式，材料的弹性模量分为三种类型，以下哪一种是错误的：（）DA. 正弹性模量（E）；B. 切弹性模量（G）；C. 体积弹性模量（G）；D. 弯曲弹性模量（W）。

3.滞弹性是无机固体和金属的与时间有关的弹性，它与下列哪个因素无关（）BA 温度；B 形状和大小；C 载荷频率4.高弹性有机聚合物的弹性模量随温度的升高而（）。

AA. 上升；B. 降低；C. 不变。

5.金属材料的弹性模量随温度的升高而（）。

BA. 上升；B. 降低；C. 不变。

6.弹性模量和泊松比ν之间有一定的换算关系，以下换算关系中正确的是（）DA. K=E /[3(1+2ν)]；B. E=2G (1-ν)；C. K=E /[3(1-ν)]；D. E=3K (1-2ν)；E. E=2G (1-2ν)。

7.“Viscoelasticity”的意义是（）BA 弹性；B粘弹性；C 粘性8、均弹性摸量的表达式是（）AA、E=σ/εB、G=τ/rC、K=σ。

/（△V/V）9、金属、无机非金属和高分子材料的弹性摸量一般在以下数量级范围内（GPa）CA、10-102、＜10，10-102B、＜10、10-102、10-102C、10-102、10-102、＜1010、体心立方晶胞的金属材料比面心立方晶胞的同类金属材料具有更高的摸量。

11、虎克弹性体的力学特点是（）BA、小形变、不可回复B、小形变、可回复C、大形变、不可回复D、大形变、可回复13、金属晶体、离子晶体、共价晶体等材料的变形通常表现为，高分子材料则通常表现为和。

AA 普弹行、高弹性、粘弹性B 纯弹行、高弹性、粘弹性C 普弹行、高弹性、滞弹性14、泊松比为拉伸应力作用下，材料横向收缩应变与纵向伸长应变的比值υ=ey/ex （）BA. 正确；B. 错误第二组1、对各向同性材料，以下哪一种应变不属于应变的三种基本类型（）CA. 简单拉伸；B. 简单剪切；C. 扭转；D. 均匀压缩2、对各向同性材料，以下哪三种应变属于应变的基本类型（）A, B, DA. 简单拉伸；B. 简单剪切；C. 弯曲；D. 均匀压缩3、“Tension”的意义是（）AA 拉伸；B 剪切；C 压缩4、“Compress”的意义是（）CA 拉伸；B剪切；C 压缩5、陶瓷、多数玻璃和结晶态聚合物的应力-应变曲线一般表现为纯弹性行为。

材料科学基础期末试卷题集材料科学基础期末试卷题集篇一：材料科学基础期末试题《材料科学基础》试卷Ⅲ一、填空题(20分，每空格1分)1. 相律是在完全平衡状态下，系统的是系统的平衡条件的数学表达式： f=C-P+2 。

2. 二元系相图是表示合金系中合金的3. 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 =900交（任选三种）。

4. 合金铸锭的宏观组织包括5.．在常温和低温下，金属的塑性变形主要是通过和扭折等方式。

6.二、单项选择题(30分，每题1.5分)1. A.B 二组元形成共晶系，则（ A ）A. 具有共晶成分的合金铸造工艺性能最好B. 具有亚共晶成分的合金铸造工艺性能最好C. 具有过共晶成分的合金铸造工艺性能最好D. 不发生共晶转变的合金铸造工艺性能最好2. 简单立方晶体的致密度为（ C ）A. 100%B. 65%C. 52%D.58%3. 运用区域熔炼方法可以（ D ）A. 使材料的成分更均匀B. 可以消除晶体中的微观缺陷C. 可以消除晶体中的宏观缺陷D. 可以提高金属的纯度4. 能进行攀移的位错可能是（ B ）。

A. 肖克利位错B. 弗兰克位错C. 螺型全位错D. 前三者都不是5. 欲通过形变和再结晶方法获得细晶粒组织，应避免：（ A ）A. 在临界形变量进行塑性变形加工B. 大变形量C. 较长的退火时间D. 较高的退火温度6. 实际生产中金属冷却时( C)。

A. 理论结晶温度总是低于实际结晶温度;B. 理论结晶温度总是等于实际结晶温度;C. 理论结晶温度总是高于实际结晶温度;D. 实际结晶温度和理论结晶温度没关系.7. 相互作用参数Ω的物理意义是：（ A）A. Ω>0表示固溶体内原子偏聚B. Ω>0表示固溶体内原子短程有序C. Ω>0表示固溶体内原子完全无序D. Ω<0表示固溶体内原子偏聚8. 单晶体的临界分切应力值与( C )有关。

A. 外力相对于滑移系的取向B. 拉伸时的屈服应力C. 晶体的类型和纯度D. 拉伸时的应力大小19. fcc晶体中存在一刃型全位错，其伯氏矢量为[10]，滑移面为（111），则位错线方向平2行于（ B ）。

期末总复习一、名词解释空间点阵：表示晶体中原子规则排列的抽象质点。

配位数：直接与中心原子连接的配体的原子数目或基团数目。

对称：物体经过一系列操作后，空间性质复原；这种操作称为对称操作。

超结构：长程有序固溶体的通称固溶体：一种元素进入到另一种元素的晶格结构形成的结晶，其结构一般保持和母相一致。

致密度：晶体结构中原子的体积与晶胞体积的比值。

正吸附：材料表面原子处于结合键不饱和状态，以吸附介质中原子或晶体内部溶质原子达到平衡状态，当溶质原子或杂质原子在表面浓度大于在其在晶体内部的浓度时称为正吸附；晶界能：晶界上原子从晶格中正常结点位置脱离出来，引起晶界附近区域内晶格发生畸变，与晶内相比，界面的单位面积自由能升高，升高部分的能量为晶界能；小角度晶界：多晶体材料中，每个晶粒之间的位向不同，晶粒与晶粒之间存在界面，若相邻晶粒之间的位向差在10°～2°之间，称为小角度晶界；晶界偏聚：溶质原子或杂质原子在晶界或相界上的富集，也称内吸附，有因为尺寸因素造成的平衡偏聚和空位造成的非平衡偏聚。

肖脱基空位：脱位原子进入其他空位或者迁移至晶界或表面而形成的空位。

弗兰克耳空位：晶体中原子进入空隙形而形成的一对由空位和间隙原子组成的缺陷。

刃型位错：柏氏矢量与位错线垂直的位错。

螺型位错：柏氏矢量与位错线平行的位错。

柏氏矢量：用来表征晶体中位错区中原子的畸变程度和畸变方向的物理量。

单位位错：柏氏矢量等于单位点阵矢量的位错派—纳力：位错滑动时需要克服的周围原子的阻力。

过冷：凝固过程开始结晶温度低于理论结晶温度的现象。

过冷度：实际结晶温度和理论结晶温度之间的差值。

均匀形核：在过冷的液态金属中，依靠金属本身的能量起伏获得成核驱动力的形核过程。

过冷度：实际结晶温度和理论结晶温度之间的差值。

形核功：形成临界晶核时，由外界提供的用于补偿表面自由能和体积自由能差值的能量。

马氏体转变：是一种无扩散型相变，通过切变方式由一种晶体结构转变另一种结构，转变过程中，表面有浮凸，新旧相之间保持严格的位向关系。

材料科学与工程基础_四川大学3中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年1.图示结构K截面的弯矩为：答案:2.图示结构CD杆的内力是：答案:P3.图示结构A截面的弯矩和剪力为：答案:4.图示桁架1，2，3，4杆内力为：答案:5.图示结构，各杆EI、EA相同，K、H两点间的相对线位移为：答案:6.图示桁架，EA=常数，杆b的内力为：答案:7.图示结构AB杆A端的杆端弯矩为：答案:8.答案:9.在静定结构中，除荷载外，其它因素如温度改变，支座移动等：答案:均不引起内力；10.图示桁架内力为零的杆有：答案:8根；11.图示结构a杆的轴力为：答案:4P12.图示圆拱中支座C的竖向反力为：答案:13.图示各结构中，除特殊注明者外，各杆件EI=常数。

其中不能直接用力矩分配法计算的结构是：答案:14.答案:15.静定结构的内力计算与：答案:EI无关16.答案:17.图示刚架EB杆E端弯矩为（）答案:Pa（左侧受拉）18.不含支座链杆，图示桁架中零杆的数目为（）个答案:7 19.答案:20.如图所示，两刚架几何尺寸相同，但结构刚度和支座弹簧刚度不同，荷载大小和作用位置相同，则两刚架有关系为（）答案:内力相同，位移不同21.以下叙述正确的是（）答案:温度变化作用下，静定结构不产生内力22.对图示刚架，各杆抗弯刚度EI相同且为常数，三根杆件长度相同，忽略轴向变形，以下叙述正确的是（）答案:23.用力矩分配法计算图示结构时，BC杆的分配系数：答案:16/2524.图示连续梁用力矩分配法求得AB杆B端的弯矩是：答案:-6kN·m25.图示结构，AC杆的A端受拉侧为：答案:弯矩为零，无受拉侧26.关于图示结构，下列说法正确的为：答案:EF杆的轴力为-ql27.图示结构的M图一定是对称的。

答案:正确28.图（a）中+t为温升值，-t为温降值，则图（a）刚架的弯矩图形状为图（b）。

答案:正确29.用位移法计算图示结构时，最少的基本未知量为两个。