材料科学基础考研试题汇编

选择题
晶体中原子或离子的排列方式是：
A. 完全无序
B. 局部有序，整体无序
C. 完全有序（正确答案）
D. 介于有序与无序之间
下列哪一项是描述晶体结构的基本单位？
A. 晶胞（正确答案）
B. 晶粒
C. 晶界
D. 晶系
在金属材料的强化机制中，通过细化晶粒来提高材料强度的方法称为：
A. 固溶强化
B. 细晶强化（正确答案）
C. 位错强化
D. 沉淀强化
下列哪种晶体结构具有最高的配位数？
A. 体心立方结构
B. 面心立方结构（正确答案）
C. 简单立方结构
D. 密排六方结构
材料的硬度与其塑性变形抗力之间的关系是：
A. 无关
B. 硬度越高，塑性变形抗力越小
C. 硬度越高，塑性变形抗力越大（正确答案）
D. 仅在特定条件下相关
在二元合金相图中，共晶点表示的是：
A. 两种组元在固态下完全互溶的点
B. 两种组元在液态下完全互溶的点
C. 合金在某一温度下，由液相同时结晶出两种不同成分固相的点（正确答案）
D. 合金开始发生固态相变的温度点
下列哪种现象是金属材料在冷却过程中，由于溶质原子在固溶体中的溶解度变化而引起的？
A. 过饱和固溶体的分解（正确答案）
B. 调幅分解
C. 共析转变
D. 马氏体转变
在铁碳合金中，随着碳含量的增加，材料的强度和硬度通常会：
A. 降低
B. 保持不变
C. 增加（正确答案）
D. 先增加后降低
下列哪种缺陷是晶体中原子排列偏离理想位置，但仍保持晶体结构不变的情况？
A. 点缺陷
B. 线缺陷
C. 面缺陷
D. 晶格畸变（正确答案）。

硕士研究生入学考试试题考试科目代码及名称：959 材料科学基础考试时限：3小时 总分：150分一、名词解释 （10×3=30分）加工硬化 沉淀强化 交滑移 上坡扩散 调幅分解 金属化合物 临界分切应力 珠光体 Orowan 机制 等强温度二、解答题（6×10=60分）1、判断下列位错反应能否进行：（1）]110[2]101[2]100[a a a +→；(2)]111[2]111[6]112[3a a a →+ 2、请指明下列五种结构分别属于什么布拉菲点阵。

注：a=b=c,α=β=γ=90°。

图省3、冷变形金属在回复和再结晶过程中，组织和性能分别有什么变化？4、试分别给出FCC,BCC 及HOP 的主要滑移系。

5、试分析液态金属凝固过程中形成中心等轴晶区的条件是什么？6、为什么空位是热力学稳定缺陷，而位错是非热力学稳定缺陷。

三、问答题(3×20=60分)1、绘出Fe-Fe 3C 相图，标出其中的关键成分和关键温度，并且回答：（1）分析碳含量对Fe-C 合金室温组织和力学性能的影响。

（2）分析45钢的拉伸变形过程可分为哪几个阶段及其相应的特征和机理。

2、试解释为什么材料的理论强度远高于其实际强度。

随着现代科学技术的进步和国民经济的发展，材料的强韧化越来越重要，试举例说明材料强化或韧化的4种方法，并阐述相应的强化和韧化原理。

3、试分析下列材料科学过程是否与原子扩散有关，为什么？A 热弹性马氏体箱变B 脱溶分解C 成分均匀化D 高温蠕变E G.P 形成硕士研究生入学考试试题参考答案考试科目代码及名称：959 材料科学基础考试时限：3小时 总分：150分一、名词解释（30分）加工硬化：随着冷变形程度的增加，金属材料强度和硬度指标都有所提高，但塑性、韧性有所下降的现象。

沉淀强化：过饱和固溶体随温度下降或长时间保温过程中（时效）发生脱溶分解，细小的沉淀物分散于基体之中，阻碍位错运动而产生强化的现象。

1.铜在一定温度时会产生空位缺陷（即热缺陷），其空位形成激活能为Q=20000cal/mol ，一直铜为FCC 结构，晶格常数为3.62×10-8，R=1.99cal/mol K ，问： （1）试求单位体积内的格点数。

（2）试计算铜在室温的25℃和接近熔点的1084℃时单位体积内的空位数量。

（3）确定25℃和1084℃的时的空位密度（即格点位置上空位所占比例）。

解答：（1） 晶胞体积：V=a ³=（3.62×10-10）³=4.7438×10-29 m ³单位晶胞格点数：8×（1/8）+6×（1/2）=4因此单位体积格点数N=4/（4.7438×10-29）=8.432×10-28（2） n=Nexp （-20000/（1.99×298））=1.901×1014个接近熔点的1094℃时单位体积中的空位数量n=Nexp （-20000/（1.99×（273+1084）））=5.122×1024个（3） [Vm]=n/N=1.901×1014/8.432×1028=2.255×10-15[Vm]=n/N=5.122×1024/8.432×1028=6.075×10-42..在FCC 铁中，碳原子位于晶胞的八面体间隙位置，即每条棱的中心如（1/2,0,0）和晶胞中心（1/2,1/2,1/2）处；在BCC 铁中，碳原子占据四面体间隙位置，比如（1/4,1/2,0）处。

FCC 铁的点阵常数为0.3571nm ，BCC 铁为0.2866nm 。

设碳原子的半径为0.071nm 。

问（1）在FCC 、BCC 两种铁中，由间隙碳原子所产生的晶格畸变哪一种更明显？（2）如果所有间隙位置都被碳原子填充，则每种金属中的碳原子的含量各是多少？解：（1）参照图（a ），计算坐标位于(1/4,1/2,0)的间隙尺寸。

材料科学基础考研题库材料科学基础考研题库材料科学作为一门交叉学科，涉及材料的结构、性能、制备和应用等多个方面。

对于考研学子而言，掌握材料科学基础知识是非常重要的。

为了帮助大家更好地备考，我整理了一些材料科学基础的考研题库，希望对大家有所帮助。

一、选择题1. 下列哪个元素不是构成大多数金属材料的主要元素？A. 铁B. 铝C. 碳D. 铜2. 以下哪个不是材料的力学性能？A. 强度B. 韧性C. 硬度D. 导电性3. 以下哪个不是材料的热性能？A. 热膨胀系数B. 热导率C. 熔点D. 硬度4. 以下哪个不是材料的物理性能？A. 密度B. 热膨胀系数C. 热导率D. 硬度5. 下列哪个不是材料的晶体结构类型？A. 立方晶系B. 正交晶系C. 六方晶系D. 圆柱晶系二、填空题1. 材料的________是指材料在受力时发生形变的能力。

2. 材料的________是指材料在受力下发生破坏的能力。

3. 材料的________是指材料在受力下发生塑性变形的能力。

4. 材料的________是指材料在受力下发生弹性变形的能力。

5. 材料的________是指材料在受力下发生断裂的能力。

三、简答题1. 请简要介绍一下金属材料的晶体结构类型及其特点。

2. 请简要介绍一下陶瓷材料的种类及其应用领域。

3. 请简要介绍一下高分子材料的种类及其应用领域。

4. 请简要介绍一下复合材料的种类及其应用领域。

5. 请简要介绍一下半导体材料的特点及其应用领域。

四、计算题1. 一根钢材的长度为10cm，受力后变形为10.2cm，请计算该钢材的应变。

2. 一块材料的面积为50cm²，受力为100N，请计算该材料的应力。

3. 一根铜材的长度为20cm，受力后变形为20.2cm，请计算该铜材的应变。

4. 一块材料的长度为10cm，受力为100N，请计算该材料的应力。

5. 一根铝材的应变为0.002，长度为10cm，请计算该铝材的变形。

一、名词解释（每小题3分。

共30分）晶界内吸附交滑移：上坡扩散：纤维组织：枝晶偏析：伪共晶组织：重心法则：配位数：致密度：晶带二、答题（每小题10分、共50分）1．在一个面心立方晶系的晶胞中画出晶面（111）和（112），并写出两晶面交线的晶向指数。

2．位错反应的条件是什么？判断下列反应能否进行（1） a【100】—>a /2【111】+ a /2【111】(2) a /2【101】+ a /6【121】—> a 【111】3．试推导菲克第二定律4．试述柯氏气团理解释低碳钢存在屈服平台现象5．简答液—固界面的类型及晶体生长的方式三、默画Fe—FeC相图，并分析0..5%C合金的平衡凝固过程，计算在室温其平3衡组织组成的重量分数和想组成的重量分数（20）答案：一、名次解释晶界内吸附：少量杂质或合金元素在晶体内部的分布是不均匀的，常偏聚于晶界交滑移：螺位错，在一滑移面运动受阻，转到另一滑移面上继续滑移。

上坡扩散：扩散物质由浓度低处向浓度高处进行的扩散。

纤维组织：晶粒及加杂物沿受力方向呈条带状态分布。

枝晶偏析：在非平衡凝固条件下，若固溶体以树枝状结晶并长大，则枝干与枝间会出现成分差别，称为~。

伪共晶组织：非平衡结晶条件下，成分在共晶点附近的合金也可能全部转变为共晶组织，这种非共晶成分的共晶组织，称为~。

重心法则：处于三者相平衡的合金，其成分必位于共扼三角形重心位置。

配位数：晶体结构中任一原子周围最邻近且等距离的原子数致密度：晶体结构中原子体积占总体积的百分数晶带：相交和平行于某一晶向直线的所有晶面的组合二、1．2． 反应条件：1）．几何条件：∑b 前=∑b 后2）．能量条件：∑b 2前〉∑b 2后(1)几何条件满足；能量条件：∑b 2前=（a ）2 [(1) 2+02+02]=a 2,（5分）∑b 2后=（a 2）2 [12+12+12]+ (a 2)2 [12 +(－1) 2+(-1)2]= 232a 2a <a 232,故反应不能进行 （2）几何条件满足能量条件：∑b 2前=（a 2）2[12+02+（-1）2]+（6a ）2 [（-1）2+22+12]= 322a ∑b 2后=（3a ）2 [12+12+（-1）2]= 32a 322a 〉32a ，故反应能进行 3．菲科第二定律设扩散流量为J ，扩散系数为D ，体积浓度为C ，图阴影部分体积的横截面积为A ，则：物质流入速率＝J 1A物质流出速率＝J 2A ＝J 1A ＋dx x JA ∂∂）（ 物质积存速率＝J 1A －J 2A ＝－Adx xJ ∂∂ 积存速率又可写为Adx tC ∂∂（2分） 故Adx t C ∂∂＝－Adx xJ ∂∂，即t C ∂∂＝－x J ∂∂将扩散第一定律：J ＝－DdxdC 代入，得： t C ∂∂＝)(xC D x ∂∂∂∂4．溶质原子形成的应力场与位错应力场可发生交互作用。

《材料科学基础》试题库一、名词解释1、铁素体、奥氏体、珠光体、马氏体、贝氏体、莱氏体2、共晶转变、共析转变、包晶转变、包析转变3、晶面族、晶向族4、有限固溶体、无限固溶体5、晶胞6、二次渗碳体7、回复、再结晶、二次再结晶8、晶体结构、空间点阵9、相、组织10、伪共晶、离异共晶11、临界变形度12、淬透性、淬硬性13、固溶体14、均匀形核、非均匀形核15、成分过冷16、间隙固溶体17、临界晶核18、枝晶偏析19、钢的退火，正火，淬火，回火20、反应扩散21、临界分切应力22、调幅分解23、二次硬化24、上坡扩散25、负温度梯度26、正常价化合物27、加聚反应28、缩聚反应29、30、二、选择1、在柯肯达尔效应中，标记漂移主要原因是扩散偶中_____。

A、两组元的原子尺寸不同B、仅一组元的扩散C、两组元的扩散速率不同2、在二元系合金相图中，计算两相相对量的杠杆法则只能用于_____。

A、单相区中B、两相区中C、三相平衡水平线上3、铸铁与碳钢的区别在于有无_____。

A、莱氏体B、珠光体C、铁素体4、原子扩散的驱动力是_____。

A、组元的浓度梯度B、组元的化学势梯度C、温度梯度5、在置换型固溶体中，原子扩散的方式一般为_____。

A、原子互换机制B、间隙机制C、空位机制6、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、弗兰克尔缺陷C、线缺陷7、理想密排六方结构金属的c/a为_____。

A、1.6B、2×√(2/3)C、√(2/3)8、在三元系相图中，三相区的等温截面都是一个连接的三角形，其顶点触及_____。

A、单相区B、两相区C、三相区9、有效分配系数Ke表示液相的混合程度，其值范围是_____。

（其中Ko是平衡分配系数）A、1<Ke<K0B、Ko<Ke<1C、Ke<K0<110、面心立方晶体的孪晶面是_____。

A、{112}B、{110}C、{111}11、形成临界晶核时体积自由能的减少只能补偿表面能的_____。

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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。

2011年一、解释以下概念与术语（每小题10分，共50分）1．扩散相变，切变型相变2．热脆、冷脆3．交滑移、攀移4．直线法则、重心法则5．过冷度、动态过冷度6.致密度7.同素异晶，多晶形8.晶界内吸附9.固溶强化，弥散强化11.枝晶偏析12.莱氏体、低温莱氏体13.再结晶、二次再结晶二、简答1、何谓上坡扩散，用扩散驱动力加以说明。

2、什么是相？从两个方面回答平衡时、非平衡时。

3、用柯氏气团理论解释低碳钢存在的屈服平台现象/应变时效现象。

4、试述形成置换固溶体的条件和影响置换固溶体溶解度的因素。

5、什么是弥散强化？影响弥散强化的因素，用位错观点解释弥散强化实质机制。

6、影响扩散的因素，渗碳为什么在r-Fe中而不在a-Fe进行？7、在浓度三角形中，平行于三角形某一边的的直线有什么意义？通过三角形顶点的任意直线有什么意义？三、分析1、（共30分）C相图(二重)。

（7分）1)．默写Fe-Fe32)．分析1.2%C铁碳合金的结晶过程。

（8分）3)．计算1.2%C铁碳合金室温下，平衡组织组成的相对质量和相组成的相对重量。

（10分）4)．绘出1.2%C铁碳合金室温下的平衡组织。

（5分）2、（共20分）如图1所示俩个被钉扎住的刃型位错A-B和C-D，它们的长度x 相同，且具有相同的柏氏矢量，每个位错都可作为弗兰克-瑞德源。

1)假定俩个位错正在扩大，试问俩个位错环相遇时是形成钉扎还是形成一个更大的位错源？为什么？（10分）2)如果能形成一个更大的位错源，试问使该位错源运动所需的临界切应力应多大？（10分）图13、什么是公切线法则？推导？4、从扩散系数D=Dexp(-Q/RT) 分析说明影响扩散的因素有哪些？5、影响烧结的因素有哪些？具体展开说，6条。

6. 某面心立方滑移系｛111｝，试画出（111）晶面上的【-110】晶向，给出引起滑移的单位柏氏矢量。

如果滑移是刃形位错引起的，指出位错方向和位错滑移方向？假定作用在该位错上的的切应力为。

材料科学基础试卷—填空题(20)1、在晶体学屮，所有的晶体均可归纳为______ 个晶系屮， _____ 种布拉菲点阵,所有空间点阵又可归于_____ 晶族,通过宏观对称要素分析，晶体可能存在的对称类型(点群)有________ 种。

(7、14、3、32)2、晶体的对称要素要宏观对称要素和微观对称要素之分，宏观对称要素包括：_____ 、_____ 、_____ 、______ 等，围观对称要素包括 _____ 、______ 等。

(回转对称轴、对称面、对称屮心、回转■反演轴；滑动面、螺旋轴) 3、缺陷亏归纳为______ 缺陷、 ______ 缺陷和_____ 缺陷三类，位错属于_______缺陷，其最重要最基本的形态有_____ 位错和______ 位错两种，也有介于他们之间的_____ 位错。

(点、线、面；线；刃型、螺型；混合型)4、根据溶质原子在晶体点阵中的位置，可以讲固溶体分为三类：分别是________固溶体、_____ 固溶体和______ 固溶体。

(置换、间隙、缺位)二选择题(30)1、镜像指数与晶面指数满足条件［hkl］丄(hkl)的晶系为：(A)A.只有立方晶系B.立方晶系与正交晶系C.只有正交品系2、原子半径的大小与键的性质肓接相关。

不同的键型，原子半径也不相同。

其中，可以用键长的一般表示为：(A)A.共价半径、范德瓦尔斯半径B.金属半径、离子半径C.共价半径、离子半径3、密排六方和面心立方结构密排面上院子的堆垛方式为：(A)A.ABAB ......., ABC ABCB.ABCABC ,ABABC.ABCABC ,ABCABC4、金属晶体中最典型的结构是：(A)A.面心立方、体心立方、密排六方B.面心立方、简单立方、密排六方C.面心立方、提心四方、密排六方5、正离子配位数通常有正负离子半径比确定，因此：(A)A.配位多面体是八面体时，正、负离子半径比应处于0.414〜0.732范围B.正离子配位数为6时，正、负离子半径比处于0.225〜0.414范围C.正、负离子半径比处于0.732〜1.0范围时，配位多面体是四面体6、缺陷的特征是：(B)A. 不随外界条件的改变而变动，也不会合并和消失B. 随着各种条件的改变而不断变动，有些可以产生、发展、运动、交互 作用、合并和消失C. 随着各种条件的改变而不断变动，但不产生交互作用，不会合并和消 失7、设AG 为氧化物M0的肖特基缺陷形成自由焙变化，则对该体系中由肖特基 缺陷形成的［V M ］和［Vo ］空位的总浓度［V ］的计算式为(C)8、 位错最重要的性质之一是它可以在晶体中运动，其中：(C)A. 刃型位错不引起剪切畸变，也不引起体积的膨胀和收缩，螺型位错反 之B. 刃型位错引起压缩变形，螺型位错引起体积的碰撞C.螺型位错只引起剪切畸变，而不引起体积的膨胀和收缩，刃型位错反 之9、 位错滑移与攀移所需驱动力的性质可分别描述为：(C) A. 弹性力；化学力与切应力 B. 化学力与切应力；弹性力C. 切应力；化学力与弹性力10、 固体表面力源自于：(A)A. 固体表面质点排列的周期性屮断，力场对称性破坏，表现出的剩余键 力B. 固体表面的不均匀性，外界物质容易填入台阶处而表现岀的吸引力C. 固体表面由于大量位错露头的存在，产生了表面缺陷，改变了表面势 场而出现的作用力11、 I 古I 溶体特点是掺入外来杂质原子后原来的晶体结构不发生转变，但点阵畸变，性能变化。

一、填空题0001.烧结过程的主要传质机制有_____、_____、_____ 、_____，当烧结分别进行四种传质时，颈部增长x/r与时间t的关系分别是_____、_____、_____ 、_____。

0002.晶体的对称要素中点对称要素种类有_____、_____、_____ 、_____ ，含有平移操作的对称要素种类有_____ 、_____ 。

0003.晶族、晶系、对称型、结晶学单形、几何单形、布拉菲格子、空间群的数目分别是_____、_____ 、_____ 、_____ 、_____ 、_____ 。

0004.晶体有两种理想形态，分别是_____和_____。

0005.晶体是指内部质点排列的固体。

0006.以NaCl晶胞中（001）面心的一个球（Cl-离子）为例，属于这个球的八面体空隙数为，所以属于这个球的四面体空隙数为。

0007.与非晶体比较晶体具有自限性、、、、和稳定性。

0008.一个立方晶系晶胞中，一晶面在晶轴X、Y、Z上的截距分别为2a、1/2a 、2/3a，其晶面的晶面指数是。

0009.固体表面粗糙度直接影响液固湿润性，当真实接触角θ时，粗糙度越大，表面接触角，就越容易湿润；当θ，则粗糙度，越不利于湿润。

0010.硼酸盐玻璃中，随着Na2O（R2O）含量的增加，桥氧数，热膨胀系数逐渐下降。

当Na2O含量达到15%—16%时，桥氧又开始，热膨胀系数重新上升，这种反常现象就是硼反常现象。

0011.晶体结构中的点缺陷类型共分、和三种，CaCl2中Ca2+进入到KCl间隙中而形成点缺陷的反应式为。

0012.固体质点扩散的推动力是________。

0013.本征扩散是指__________，其扩散系数D＝_________,其扩散活化能由________和_________ 组成。

0014.析晶过程分两个阶段，先______后______。

0015.晶体产生Frankel缺陷时，晶体体积_________，晶体密度_________；而有Schtty缺陷时，晶体体积_________,晶体密度_________。

材料科学基础试题及答案一、选择题（每题2分，共20分）1. 材料科学主要研究的是材料的哪些方面？A. 材料的加工方法B. 材料的微观结构C. 材料的性能D. 所有以上选项答案：D2. 金属材料的强度主要取决于其什么？A. 化学成分B. 微观结构C. 宏观尺寸D. 外部环境答案：B3. 以下哪个不是材料的力学性能？A. 硬度B. 韧性C. 导热性D. 弹性答案：C4. 陶瓷材料通常具有哪些特性？A. 高熔点B. 低热导率C. 低电导率D. 所有以上选项答案：D5. 聚合物材料的哪些特性使其在许多应用中受到青睐？A. 可塑性B. 轻质C. 良好的化学稳定性D. 所有以上选项答案：D二、填空题（每空1分，共10分）6. 材料的微观结构包括_______、_______和_______。

答案：晶粒、晶界、相界7. 材料的热处理过程通常包括_______、_______和_______。

答案：加热、保温、冷却8. 金属的塑性变形主要通过_______机制进行。

答案：位错滑移9. 材料的断裂韧性是指材料在_______条件下抵抗断裂的能力。

答案：受到冲击或应力集中10. 复合材料是由两种或两种以上不同_______的材料组合而成。

答案：性质三、简答题（每题10分，共30分）11. 简述金属的疲劳现象及其影响因素。

答案：金属疲劳是指金属在反复加载和卸载过程中，即使应力水平低于材料的屈服强度，也可能发生断裂的现象。

影响金属疲劳的因素包括应力幅度、加载频率、材料的微观结构、环境条件等。

12. 解释什么是相图，并说明其在材料科学中的重要性。

答案：相图是表示不同组分在特定条件下的相平衡状态的图形。

它在材料科学中的重要性体现在帮助科学家和工程师理解材料的相变行为，预测材料的性能，以及指导材料的加工和应用。

13. 描述聚合物材料的玻璃化转变温度（Tg）及其对聚合物性能的影响。

答案：玻璃化转变温度是聚合物从玻璃态转变为橡胶态的温度。

材料科学基础试题及答案一、选择题1. 下列关于材料的定义，正确的是：A. 材料是指由天然资源或人工合成的物质，用于满足人类需求的实体。

B. 材料是指具有一定形态和组织结构的物质，能够展现出特定的性能和功能。

C. 材料是指具有一定物理、化学特征的物质，通过特定的加工过程得到的产品。

D. 材料是指用于制造产品的原始原料，主要包括金属、塑料和木材等。

答案：A2. 下列关于材料分类的说法，正确的是：A. 根据组成方式可将材料分为金属材料、非金属材料和半导体材料。

B. 根据材料的用途可将材料分为结构材料、功能材料和生物医用材料。

C. 根据材料的产生方式可将材料分为天然材料、人工合成材料和再生材料。

D. 根据材料的电导性可将材料分为导电材料、绝缘材料和半导体材料。

答案：B3. 下列关于材料性能的描述，正确的是：A. 机械性能是指材料的硬度、强度、韧性等方面的性质。

B. 热性能是指材料在热环境下的稳定性和导热性等方面的性质。

C. 光学性能是指材料对光的吸收、传输和反射等方面的性质。

D. 电磁性能是指材料对电磁波的传导和屏蔽等方面的性质。

答案：A二、填空题1. 下列是常见材料的表征方法中，________是通过观察材料的形貌、组织结构和晶体形态等方面对材料进行表征的方法。

答案：显微镜观察2. __________是材料用于测量、感知、存储、处理等方面的性能和功能。

答案：功能材料3. __________是制备金属材料的常用加工方法之一，通过热处理和机械加工使材料形成所需形状和性能。

答案：冶金加工三、简答题1. 请简述材料的晶体结构及其对材料性能的影响。

答：材料的晶体结构是指材料中原子、离子或分子的排列方式和周期性特征。

不同的晶体结构决定了材料的特定性能。

例如，金属材料的晶体结构主要为面心立方、体心立方和密堆积等形式，这种结构使金属具有优良的导电性和可塑性。

另外，晶体结构还影响材料的硬度、热膨胀性、熔点等性能。

因此，了解材料的晶体结构对于研究和设计高性能材料具有重要意义。

材料科学基础试题及答案一、选择题1. 材料科学中的“四要素”是指（）。

A. 组成、结构、性能、加工B. 组成、结构、性能、应用C. 材料、工艺、设备、产品D. 材料、结构、性能、应用答案：B2. 下列哪种材料属于金属材料？A. 碳纤维B. 聚氯乙烯C. 铝合金D. 陶瓷答案：C3. 材料的屈服强度与抗拉强度之间的关系是（）。

A. 屈服强度大于抗拉强度B. 屈服强度等于抗拉强度C. 屈服强度小于抗拉强度D. 无固定关系答案：A4. 非晶态材料的特点之一是（）。

A. 高强度B. 各向同性C. 无长程有序D. 高导热性答案：C5. 下列关于纳米材料的描述，正确的是（）。

A. 纳米材料仅指尺寸在纳米级别的材料B. 纳米材料具有宏观材料的所有性质C. 纳米材料因其尺寸效应表现出特殊性能D. 纳米材料的应用受到限制答案：C二、填空题1. 材料的______和______是决定其宏观性能的基本因素。

答案：组成、结构2. 金属材料的塑性变形主要是通过______和______来实现的。

答案：滑移、孪晶3. 陶瓷材料的主要特点是______、______和______。

答案：高硬度、高强度、耐磨损4. 复合材料是由两种或两种以上不同______、______和______的材料组合而成。

答案：材料类型、性能、形态5. 形状记忆合金在______作用下能够恢复到原始形状。

答案：温度三、简答题1. 简述材料的疲劳现象及其影响因素。

答：材料的疲劳现象是指在反复的应力作用下，材料逐渐产生并扩展裂纹，最终导致断裂的现象。

影响疲劳的因素包括应力的大小和作用方式、材料的微观结构、表面状态、环境条件等。

2. 说明金属材料的冷加工硬化现象及其应用。

答：冷加工硬化是指金属材料在冷加工过程中，由于晶粒变形和位错密度的增加，导致材料的硬度和强度提高，塑性降低的现象。

该现象在制造高强度、高硬度的零件和工具中具有重要应用。

3. 描述陶瓷材料的断裂机理。

简答题分析(考研题部分)C1原子排列1)试从结合键的角度，分析工程材料的分类及其特点。

2)已知原子半径与晶体结构有关，请问当配位数降低时，原子半径如何变化？为什么？3)请解释γ-Fe与α-Fe溶解碳原子能力差异的原因。

4)位错密度有哪几种表征方式？5)请从原子排列、弹性应力场、滑移性质、柏氏矢量等方面对比刃位错、螺位错的主要特征。

6)请说明什么是全位错和不全位错，并请写出FCC、BCC和HCP晶体中的最短单位位错的柏氏矢量。

7)在位错发生滑移时，请分析刃位错、螺位错和混合位错的位错线l与柏氏矢量b、外加切应力τ与柏氏矢量b、外加切应力τ与位错线l之间的夹角关系，及位错线运动方向。

8)两位错发生交割时产生的扭折和割阶有何区别？C2固体中的相结构1固体中有哪些常见的相结构？2什么是置换固溶体？影响置换固溶体溶解度的因素有哪些？形成无限固溶体的条件是什么？3形成无限固溶体的条件是什么？简述原因。

4陶瓷晶体相可分为哪两大类？有何共同特点？C3凝固1.何谓平衡结晶？何谓非平衡结晶？2.请简述二元合金结晶的基本条件有哪些。

3.同素异晶转变和再结晶转变都是以形核长大方式进行的，请问两者之间有何差别？4.均匀形核与非均匀形核具有相同的临界晶核半径，非均匀形核的临界形核功也等于三分之一表面能，为什么非均匀形核比均匀形核容易？5.请分析、解释在正温度梯度下凝固，为什么纯金属以平面状生长，而固溶体合金却往往以树枝状长大？6.两个尺寸相同、形状相同的铜镍合金铸件，一个含90%Ni，另一个含50%Ni，铸造后自然冷却，问哪个铸件的偏析严重？为什么？C4相图1)什么是成分过冷？如何影响固溶体生长形态？2)请比较二元共晶转变与包晶转变的异同。

3)什么是离异共晶？如何形成的？4)铁碳合金中可能出现的渗碳体有哪几种？它们的成分有何不同？平衡结晶后是什么样的形态？5)请总结并简要回答二元合金平衡结晶过程中，单相区、双相区和三相区中，相成分的变化规律。

考研材料科学基础试题及答案一、选择题1. 材料科学中，下列哪项不是材料的基本性能？A. 力学性能B. 热学性能C. 光学性能D. 化学性能2. 材料的微观结构对其宏观性能有重要影响，以下哪个不是微观结构的组成部分？A. 晶格缺陷B. 晶界C. 相界D. 表面张力3. 材料的塑性变形主要通过以下哪种机制进行？A. 弹性变形B. 位错运动C. 相变D. 热膨胀二、简答题1. 简述材料的相变对材料性能的影响。

2. 描述材料的疲劳现象，并解释其产生的原因。

1. 已知某材料的杨氏模量为210 GPa，泊松比为0.3，求其剪切模量。

四、论述题1. 论述材料的微观结构与宏观性能之间的关系。

参考答案一、选择题1. 答案：D2. 答案：D3. 答案：B二、简答题1. 相变是材料在不同温度和压力下，由一种相态转变为另一种相态的过程。

相变对材料性能的影响主要表现在：- 相变可以改变材料的晶体结构，从而影响其硬度、强度和塑性。

- 相变过程中体积变化可以导致材料的热膨胀或收缩。

- 某些相变如马氏体相变，可以显著提高材料的硬度，但可能降低其韧性。

2. 材料的疲劳是指在反复加载和卸载的过程中，材料逐渐产生损伤并最终导致断裂的现象。

疲劳产生的原因是：- 材料内部的应力集中，使得局部应力超过材料的疲劳极限。

- 材料的循环加载导致位错运动，产生位错堆积，形成微裂纹。

- 微裂纹在循环应力作用下逐渐扩展，最终导致材料断裂。

1. 剪切模量G可以通过杨氏模量E和泊松比ν计算得出，公式为：\[ G = \frac{E}{2(1+\nu)} \]代入已知数值：\[ G = \frac{210 \times 10^9 \text{ Pa}}{2(1+0.3)} \]\[ G = 77.5 \times 10^9 \text{ Pa} \]四、论述题1. 材料的微观结构是指材料在原子、分子或晶体尺度上的特征，包括晶格类型、晶粒尺寸、晶格缺陷、相界等。

材料科学基础考研经典题目(总4页)-CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1-CAL-本页仅作为文档封面，使用请直接删除16.简述金属固态扩散的条件。

答：⑴扩散要有驱动力——热力学条件，化学势梯度、温度、应力、电场等。

⑵扩散原子与基体有固溶性——前提条件；⑶足够高温度——动力学条件；⑷足够长的时间——宏观迁移的动力学条件17. 何为成分过冷它对固溶体合金凝固时的生长形貌有何影响答：成分过冷：在合金的凝固过程中，虽然实际温度分布一定，但由于液相中溶质分布发生了变化，改变了液相的凝固点，此时过冷由成分变化与实际温度分布这两个因素共同决定，这种过冷称为成分过冷。

成分过冷区的形成在液固界面前沿产生了类似负温度梯度的区域，使液固界面变得不稳定。

当成分过冷区较窄时，液固界面的不稳定程度较小，界面上偶然突出部分只能稍微超前生长，使固溶体的生长形态为不规则胞状、伸长胞状或规则胞状；当成分过冷区较宽时，液固界面的不稳定程度较大，界面上偶然突出部分较快超前生长，使固溶体的生长形态为胞状树枝或树枝状。

所以成分过冷是造成固溶体合金在非平衡凝固时按胞状或树枝状生长的主要原因。

18. 为什么间隙固溶体只能是有限固溶体，而置换固溶体可能是无限固溶体？答：这是因为当溶质原子溶入溶剂后，会使溶剂产生点阵畸变，引起点阵畸变能增加，体系能量升高。

间隙固溶体中，溶质原子位于点阵的间隙中，产生的点阵畸变大，体系能量升高得多；随着溶质溶入量的增加，体系能量升高到一定程度后，溶剂点阵就会变得不稳定，于是溶质原子便不能再继续溶解，所以间隙固溶体只能是有限固溶体。

而置换固溶体中，溶质原子位于溶剂点阵的阵点上，产生的点阵畸变较小；溶质和溶剂原子尺寸差别越小，点阵畸变越小，固溶度就越大；如果溶质与溶剂原子尺寸接近，同时晶体结构相同，电子浓度和电负性都有利的情况下，就有可能形成无限固溶体。

19. 在液固相界面前沿液体处于正温度梯度条件下，纯金属凝固时界面形貌如何同样条件下，单相固溶体合金凝固的形貌又如何分析原因20.答：正的温度梯度指的是随着离开液—固界面的距离Z 的增大，液相温度T 随之升高的情况，即0 dZdT 。

1．清华大学材料科学基础历年考研真题及详解2009年清华大学材料科学基础（与物理化学或固体物理）考研真题及详解2008年清华大学材料科学基础（与物理化学或固体物理）考研真题及详解2007年清华大学材料科学基础（与物理化学或固体物理）考研真题及详解清华大学2007年攻读硕士学位研究生入学考试试题考试科目：材料科学基础（与物理化学或固体物理）适用专业：材料科学与工程一、（5分）证明：对于立方晶系，有二、（10分）画出下述物质的一个晶胞：金刚石 NaCl 闪锌矿纤锌矿石墨三、（10分）请导出摩尔分数为x A、x B的二元系中的综合扩散系数D与分扩散系数D A、D B之间的关系。

四、（10分）根据图1-1所示的铁碳平衡相图，回答以下问题：1．写出在1495℃、1154℃、1148℃、738℃和727℃发生的三相平衡反应的反应式。

2．画出含碳量的过共析钢在室温下的平衡组织，并计算其中二次渗碳体的百分数。

3．含碳量的亚共晶白口铸铁在从液相平衡冷却到室温时会发生什么三相平衡反应和两相平衡反应（可用热分析曲线表示）？室温下该成分的铸铁中有没有二次渗碳体？如有的话，计算其百分数。

五、（10分）1．解释冷变形金属加热时回复、再结晶的过程及特点。

2．已知Cu-30％Zn合金的再结晶激活能为250kJ/mol，此合金在400℃的恒温下完成再结晶需要1h，试求此合金在390℃的恒温下完成再结晶需要多少小时。

六、（15分）沿铝（A1）单晶的方向拉伸，使其发生塑性变形，请确定：1．画出立方晶系的标准投影，并由此确定初始滑移系统。

2．转动规律和转轴。

图1-1　第四题图3．双滑移系统。

4．双滑移开始时晶体的取向和切变量。

5．双滑移过程中晶体的转动规律和转轴。

6．晶体的最终取向。

七、（15分）有一面心立方单晶体，在（111）面滑移的柏氏矢量为的右螺型位错，与在面上滑移的柏氏矢量为的另一右螺型位错相遇于此两滑移面交线，并形成一个新的全位错。

材料科学基础试题及答案一、选择题1. 材料科学中，下列哪个不是材料的基本性能？A. 力学性能B. 热学性能C. 光学性能D. 化学性能答案：C2. 金属材料的塑性变形主要通过哪种机制进行？A. 位错运动B. 原子扩散C. 相变D. 晶界滑动答案：A3. 陶瓷材料通常具有哪些特性？A. 高韧性B. 高导电性C. 高熔点D. 高塑性答案：C二、填空题1. 材料科学是一门研究材料的________、________、________以及材料与环境相互作用的科学。

答案：组成、结构、性能2. 根据材料的组成和结构，材料可以分为________、________、________和复合材料。

答案：金属材料、无机非金属材料、有机高分子材料三、简答题1. 简述材料科学中的“相”的概念。

答案：在材料科学中，“相”指的是材料中具有相同化学成分和结构的均匀部分。

相可以是固体、液体或气体，并且可以在宏观上观察到。

材料的相可以决定其物理和化学性质。

2. 什么是材料的微观结构？它对材料性能有何影响？答案：材料的微观结构是指材料内部的原子、分子或晶粒的排列方式和分布状态。

微观结构对材料的力学性能、热学性能、电学性能等具有决定性影响，例如晶粒大小、晶界、位错密度等都会显著影响材料的强度、韧性和导电性。

四、计算题1. 已知某金属材料的屈服强度为300 MPa，弹性模量为200 GPa，求其在屈服点的应变。

答案：首先，根据胡克定律，σ = Eε，其中σ是应力，E是弹性模量，ε是应变。

将已知数值代入公式，可得ε = σ/E = 300 MPa / 200 GPa = 0.0015。

2. 若某材料的热膨胀系数为10^-6 K^-1，当温度从20°C升高到100°C时，计算该材料长度的变化百分比。

答案：材料长度的变化量ΔL可以通过公式ΔL = L0αΔT计算，其中L0是原始长度，α是热膨胀系数，ΔT是温度变化。

假设原始长度L0为1m，温度变化ΔT = 100°C - 20°C = 80°C，代入公式得ΔL = 1m * 10^-6 K^-1 * 80 = 8 * 10^-5 m。