材料科学与工程基础顾宜习题中文习题与思考题

材料科学基础试题练习（附解析）-3第一篇：材料科学基础试题练习(附解析)-3试卷（三）一.名词解释（3分/个＝18分）1.变温截面 2.过冷度 3.偏析反应 4.固溶体 5.成分过冷 6.形核功。

二.写出固溶体的分类（10分）：三.试根据凝固理论，分析通常铸锭组织的特点及成因。

（12分）四.根据Fe-Fe3C亚稳平衡相图回答下列问题：（40分）1）画出Fe-Fe3C亚稳平衡相图；2）写出下列Fe3CII含量最多的合金；珠光体含量最多的合金；莱氏体含量最多的合金。

3）标注平衡反应的成分及温度，写出平衡反应式。

4）分析Fe-1%C合金的平衡凝固过程，并计算室温下其中相组成物和组织组成物的百分含量，5）根据Fe-Fe3C状态图确定下列三种钢在给定温度下的显微组织（填入表中）含碳量 0.4 0.77 1.0 温度显微组织温度900℃ 刚达到770℃ 刚达到770℃显微组织770℃停留一段时间680℃ 700℃6）画出1200℃时各相的自由能---成分曲线示意图。

五.图为Cu-Zn-Al合金室温下的等温截面和2%Al的垂直截面图，回答下列问题：（20分）1）在图中标出X合金（Cu-30%Zn-10%Al）的成分点。

2）计算Cu-20%Zn-8%Al和Cu-25%Zn-6%Al合金中室温下各相的百分含量，其中α相成分点为Cu-22.5%Zn-3.45%Al，γ相成分点为Cu-18%Zn-11.5%Al。

Y 3）分析图中Y合金的凝固过程。

参考答案1.名词解释（3分/个＝18分）变温截面：三元相图中垂直成分三角形的截面；过冷度：ΔT指Tm与Tn的差值二维平面长大；偏析反应：α+β→γ称为包析反应；固溶体：一个固体组元（溶质）溶解在另外一个组元（溶剂）晶格中，保持溶剂晶格特点的物质；成分过冷：合金凝固中由于溶质原子再分配形成的过冷；形核功：金属凝固过程中形成晶核需要的额外能量。

2.写出固溶体的分类（10分）：置换、间隙固溶体；有限、无限固溶体；有序、无序固溶体；一次、二次固溶体；3.试根据凝固理论，分析通常铸锭组织的特点及成因。

《材料科学基础》习题与思考题《材料科学基础教程》复习题与思考题一、选择与填空1-1下列组织中的哪一个可能不是亚稳态，即平衡态组织？a)马氏体+残余奥氏体b)上贝氏体c)铁素体+珠光体d)奥氏体+贝氏体1-2下列组织中的哪一个可能不是亚稳态？a) 铁碳合金中的马氏体b) 铁碳合金中的珠光体+铁素体c) 铝铜合金中的α+GPZ d) 铁碳合金中的奥氏体+贝氏体1-3单相固溶体在非平衡凝固过程中会形成成分偏析：a)若冷却速度越大，则成分偏析的倾向越大；b)若过冷度越大，则成分偏析的倾向越大；c)若两组元熔点相差越大，则成分偏析的倾向越小；d)若固相线和液相线距离越近，则成分偏析的倾向越小。

1-4有两要平等右螺旋位错，各自的能量都为E1，当它们无限靠近时，总能量为。

a) 2E1b) 0 c) 4E11-13两根具有反向柏氏矢量的刃型位错在一个原子面间隔的两个平行滑移面上相向运动以后，在相遇处。

a) 相互抵消b) 形成一排间隙原子c) 形成一排空位1-15位错运动方向处处垂直于位错线，在运动过程中是可变的，晶体做相对滑动的方向。

a) 随位错线运动方向而改变b) 始终是柏氏矢量方向c) 始终是外力方向1-16位错线张力是以单位长度位错线能量来表示，则一定长度位错的线张力具有量纲。

a) 长度的b) 力的c) 能量的1-17位错线上的割阶一般通过形成。

a) 位错的交割b) 共格界面c) 小角度晶界1-7位错上的割阶一般通过形成。

a) 孪生b) 位错的交滑移c) 位错的交割1-23刃形位错的割阶部分。

a) 为刃形位错b) 为螺形位错c) 为混合位错1-24面心立方晶体中Frank不全位错最通常的运动方式是。

a) 沿{111}面滑移b) 沿垂直于{111}的面滑移c) 沿{111}面攀移1-25位错塞积群的一个重要效应是在它的前端引起。

a）应力偏转b)应力松弛c)应力集中1-26面心立方晶体中关于Shcockley分位错的话，正确的是。

材料工程基础》复习思考题第一章绪论1、材料科学与材料工程研究的对象有何异同？答：材料科学侧重于发现和揭示组成与结构，性能，使用效能，合成与加工等四要素之间的关系，提出新概念，新理论。

而材料工程指研究材料在制备过程中的工艺和工程技术问题，侧重于寻求新手段实现新材料的设计思想并使之投入使用，两者相辅相成。

6、进行材料设计时应考虑哪些因素？答：. 材料设计的最终目标是根据最终需求，设计出合理成分，制订最佳生产流程，而后生产出符合要求的材料。

材料设计十分复杂，如模型的建立往往是基于平衡态，而实际材料多处于非平衡态，如凝固过程的偏析和相变等。

材料的力学性质往往对结构十分敏感，因此，结构的任何细小变化，性能都会发生明显变化。

相图也是材料设计不可或缺的组成部分。

7、在材料选择和应用时，应考虑哪些因素？答：一，材料的规格要符合使用的需求：选择材料最基本的考虑，就在满足产品的特性及要求，例如：抗拉强度、切削性、耐蚀性等；二，材料的价格要合理；三，材料的品质要一致。

8、简述金属、陶瓷和高分子材料的主要加工方法。

答：金属：铸造（砂型铸造、特种铸造、熔模铸造、金属型铸造、压力铸造、低压铸造、离心铸造、连续铸造、消失模铸造）、塑性加工（锻造、板料冲压、轧制和挤压、拉拨）、热处理、焊接（熔化焊、压力焊、钎焊）；橡胶：塑炼、混炼、压延、压出、硫化五部分；高分子：挤制成型、干压成型、热压铸成型、注浆成型、轧膜成型、等静压成型、热压成型和流延成型。

10、如何区分传统材料与先进材料？答：传统材料指已经成熟且已经在工业批量生产的材料，如水泥、钢铁，这些材料量大、产值高、涉及面广，是很多支柱产业的基础。

先进材料是正在发展，具有优异性能和应用前景的一类材料。

二者没有明显界限，传统材料采用新技术，提高技术含量、性能，大幅增加附加值成为先进材料；先进材料长期生产应用后成为传统材料，传统材料是发展先进材料和高技术基础，先进材料推到传统材料进一步发展。

《材料工程基础》复习思考题第一章绪论1、材料科学与材料工程研究的对象有何异同？2、为什么材料是人类赖以生存和发展的物质基础？3、为什么材料是科学技术进步的先导？4、材料的制备技术或方法主要有哪些？5、材料的加工技术主要包括哪些内容？6、进行材料设计时应考虑哪些因素？7、在材料选择和应用时，应考虑哪些因素？8、简述金属、陶瓷和高分子材料的主要加工方法。

9、材料设计包括哪几个层次？进行材料设计时应遵循哪些原则？10、如何区分传统材料与先进材料？11、工业1.0、2.0、3.0和4.0分别以什么为特征？12、钢铁材料是如何分类的？其主要发展趋势？13、有色金属材料分为哪些类别？各有何特点？14、化工材料主要有哪些？15、建筑材料有何特点？16、电子信息材料主要有哪些？其发展特点？17、航空航天材料的性能特点如何？18、先进陶瓷材料如何分类？各有何特点？19、什么是复合材料？如何设计和制备复合材料？20、新能源材料有哪些？各有何特点？21、超导材料的三个临界参数是什么？如何区分低温超导与高温超导？22、纳米材料与纳米技术的异同？它们对科技发展的作用？22、生物医用材料有哪些？应具备什么特性？23、什么是生态环境材料？如何对其生命周期进行评价？1、铸造具有哪些优缺点？适用范围如何？发展方向？2、金属的铸造性能主要包括哪些？3、影响液态金属充型能力的因素有哪些？如何提高充型能力？4、铸件的凝固方式有哪些？其主要的影响因素？5、什么金属倾向于逐层凝固？如何改变铸件的凝固形式？6、什么是缩松和缩孔？其形成的基本条件和原因是什么？7、试分析铸造合金的收缩特性对铸件质量影响的基本规律。

8、铸造应力是怎么产生的？对铸件质量有何影响？9、试述铸件产生变形和开裂的原因及其防止措施。

10、铸件中的气体和非金属夹杂物对铸件质量有何影响？如何消除？11、常用的造型材料有哪些？对其性能有何要求？12、什么是冒口？其作用和设计原则？13、常见的特种铸造方法有哪些？各有何特点？14、陶瓷的液态成形方法有哪些？各有何特点？15、聚合物的液态成形方法有哪些？各有何特点？1、金属为什么容易塑性变形？生产塑性变形的本质？2、金属常见的塑性成形方法有哪些？3、金属的冷变形和热变形是如何区分的？各有何特征？4、什么是金属的可煅性？其影响因素有哪些？5、影响金属冷成形的主要力学性能参量有哪些？6、轧制的方法有哪些？如何提高轧制件的质量？7、煅造的方法有哪些？试比较煅造和轧制对材料结构和性能的影响。

第一章 原子排列与晶体结构1.[110]， (111)， ABCABC…， 0.74 ， 12 , 4 ， a r 42=； [111]， (110) , 0.68 , 8 , 2 ， a r 43= ；]0211[， (0001) ， ABAB ， 0.74 ， 12 ， 6 ， 2a r =。

2. 0.01659nm 3 ， 4 ， 8 。

3. FCC ， BCC ，减少 ，降低 ，膨胀 ，收缩 。

4. 解答：见图1－15.解答：设所决定的晶面为（hkl ），晶面指数与面上的直线[uvw]之间有hu+kv+lw=0，故有： h+k-l=0,2h-l=0。

可以求得（hkl ）＝（112）。

6 解答：Pb 为fcc 结构，原子半径R 与点阵常数a 的关系为ar 42=，故可求得a ＝0.4949×10-6mm 。

则（100）平面的面积S ＝a 2＝0.244926011×0-12mm 2，每个（100）面上的原子个数为2。

所以1 mm 2上的原子个数s n 1=＝4.08×1012。

第二章合金相结构一、 填空1） 提高，降低，变差，变大。

2） （1）晶体结构；（2）元素之间电负性差；（3）电子浓度 ；（4）元素之间尺寸差别 3） 存在溶质原子偏聚 和短程有序 。

4） 置换固溶体 和间隙固溶体 。

5） 提高 ，降低 ，降低 。

6） 溶质原子溶入点阵原子溶入溶剂点阵间隙中形成的固溶体，非金属原子与金属原子半径的比值大于0.59时形成的复杂结构的化合物。

二、 问答1、 解答： α-Fe 为bcc 结构，致密度虽然较小，但是它的间隙数目多且分散，间隙半径很小，四面体间隙半径为0.291Ra ，即R ＝0.0361nm ，八面体间隙半径为0.154Ra ，即R ＝0.0191nm 。

氢，氮，碳，硼由于与α-Fe 的尺寸差别较大，在α-Fe 中形成间隙固溶体，固溶度很小。

习题第二章2-1.按照能级写出N、O、Si、Fe、Cu、Br原子旳电子排布（用方框图表达）。

2-2.旳镁原子有13个中子，11.17%旳镁原子有14个中子，试计算镁原子旳原子量。

2-3.试计算N壳层内旳最大电子数。

若K、L、M、N壳层中所有能级都被电子填满时，该原子旳原子序数是多少？2-4.计算O壳层内旳最大电子数。

并定出K、L、M、N、O壳层中所有能级都被电子填满时该原子旳原子序数。

2-5.将离子键、共价键和金属键按有方向性和无方向性分类，简朴阐明理由。

2-6.按照杂化轨道理论，阐明下列旳键合形式：（1）CO2旳分子键合（2）甲烷CH4旳分子键合（3）乙烯C2H4旳分子键合（4）水H2O旳分子键合（5）苯环旳分子键合（6）羰基中C、O间旳原子键合2-7.影响离子化合物和共价化合物配位数旳原因有那些？2-8.试解释表2-3-1中，原子键型与物性旳关系？2-9.0℃时，水和冰旳密度分别是1.0005 g/cm3和0.95g/cm3，怎样解释这一现象？2-10.当CN=6时，K+离子旳半径为0.133nm(a)当CN=4时，半径是多少？(b)CN=8时，半径是多少？2-11.(a)运用附录旳资料算出一种金原子旳质量？(b)每mm3旳金有多少个原子？(c)根据金旳密度，某颗具有1021个原子旳金粒，体积是多少？(d)假设金原子是球形(r Au=0.1441nm),并忽视金原子之间旳空隙，则1021个原子占多少体积？(e)这些金原子体积占总体积旳多少比例？2-12.一种CaO旳立方体晶胞具有4个Ca2+离子和4个O2-离子，每边旳边长是0.478nm，则CaO旳密度是多少？2-13.硬球模式广泛旳合用于金属原子和离子，不过为何不合用于分子？2-14.计算（a）面心立方金属旳原子致密度；（b）面心立方化合物NaCl旳离子致密度（离子半径r Na+=0.097，r Cl-=0.181）；（C）由计算成果，可以引出什么结论？2-15.铁旳单位晶胞为立方体，晶格常数a=0.287nm，请由铁旳密度算出每个单位晶胞所含旳原子个数。

材料科学基础课后习题第1-第4章第一篇：材料科学基础课后习题第1-第4章《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。

英文试探题、习题部份参考答案2.6 L: s:200(1/2);200(-1/2)p:210(1/2);210(-1/2); 21-1(1/2);21-1(-1/2); 211(1/2);211(-1/2) M: s:300(1/2);300(-1/2)p:310(1/2);310(-1/2); 31-1(1/2);31-1(-1/2); 311(1/2);311(-1/2)d: 320(1/2);320(-1/2); 32-1(1/2);32-1(-1/2); 321(1/2);321(-1/2);32-2(1/2);32-2(-1/2); 322(1/2);322(-1/2)2.7 Fe2+ : 1s22s22p63s23p63d6Fe3+ : 1s22s22p63s23p63d5Cu+ : 1s22s22p63s23p63d10Ba2+ : 1s22s22p63s23p63d104s24p64d105s25p6Br - : 1s22s22p63s23p63d104s24p6S 2- : 1s22s22p63s23p62.19 TiO2, %IC=63.2%ZnTe, %IC=6.05%CsCl, %IC=73.4%InSb, %IC=1.0%MgCl2, %IC=55.5%2.21 Ge : 4P : 3Se : 2Cl : 13.4 a = 4R /33.483.50 （a）direction 1, [012]direction 2, [112]（b）Plane 1，(010)Plane 2，(221)3.51 （a）[110] （b）[121]（c）[012] （d）[133]（e）[111] （f）[122]（g）[123] （h）[103]3.53 Direction A: [430]Direction B:Direction C [133]Direction D3.57 plane A (3 22)plane B (101)3.58 plane A (324)plane B3.61 （a）plane（011）（b）plane（112）（c）plane（102）（d）plane（131）（e）plane （111）（f）plane（122）（g）plane（123）（h）plane（013）3.62 (a) FCC: (100) plane(b) BCC: (111) plane5.1 :5.7 : （a）空位（负离子空位）（b）每一个缺点需2个Cu+（c）CuO1-x5.9 FCC：(100) 面八面体间隙BCC：四面体间隙r = 0.29 R6.6 M =2.59 kg/h6.7 dx = 0.001 m =1 mm6.24 T = 1044K（771℃）6.25 J2 ×10-8 kg/m2s10.5 (a)ε+η; Cε= 87 wt% Zn-13 wt% Cu,Cη= 97 wt% Zn-3 wt% Cu;(b)α+β; Cα=15 wt% Sn-85wt% Pb,Cβ= 97.5 wt% Sn-2.5 wt% Pb;(c) Liquid; C L=55 wt% Ag-45 wt% Cu;(d) α; Cα=38 wt% Pb-62 wt% Mg;(e) β+γ; Cβ= 49 wt% Zn-51 wt% Cu,Cγ= 57 wt% Zn-43 wt% Cu;(f) L+Mg2P b;C L =7 wt% Mg-93 wt% Pb;C Mg2Pb =20 wt% Mg-80 wt% Pb;(g) α; Cα= 63.8 wt% Ni-36.2 wt% Cu(h)β+ L Cβ= 97 wt% Sn-3 wt% Pb,C L=75 wt% Sn-25 wt% Pb;10.6 850℃：L750℃：γ+ L680℃：δ+ L600℃：δ500℃：γ+ε10.7 (a)(b) Wα= 0.27, Wβ= 0.73;(c) 仅有液相存在，W L= 1.0;(d) Wα= 1.0;(e) Wβ= 0.50, Wγ= 0.50;(f) W L= 0.38, W Mg2Pb;(g) Wα= 1.0;(h) Wβ= 0.45 , W L10.910.18 可能。

3-1.解释以下名词：金属键、晶格、晶胞、合金、组元、相、机械混合物、铁素体、奥氏体、渗碳体、马氏体、黄铜、青铜、形变铝合金、非晶态金属键：是化学键的一种，主要在金属中存在。

由自由电子及排列成晶格状的金属离子之间的静电吸引力组合而成。

无方向性和饱和性.晶格：表示晶体结构周期重复规律的简单几何图形.晶胞：晶体内部的基本重复单元（最小重复单元）.合金：是由两种或两种以上的金属与金属或非金属经一定方法所合成的具有金属特性的混合物。

一般通过熔合成均匀液体和凝固而得。

组元：组成合金的独立的、最基本的单元称为组元，组元可以是组成合金的元素或稳定的化合物。

相：指一个宏观物理系统所具有的一组状态，也通称为物态。

机械混合物：指由两种或以上的互不相溶晶体结构(纯金属、固溶体或化合物)机械地混合而形成的显微组织。

机械混合物的性能主要取决于组成它的各组成物的性能以及其数量、形状、大小和分布情况。

铁素体：是碳溶解在α-Fe中的间隙固溶体，常用符号F表示。

具有体心立方晶格，其溶碳能力很低.奥氏体：是钢铁的一种层片状的显微组织，通常是ɣ-Fe中固溶少量碳的无磁性固溶体，也称为沃斯田铁或ɣ-Fe。

一般由等轴状的多边形晶粒组成，晶粒内有孪晶。

渗碳体：铁与碳形成的稳定化合物，其化学式为Fe3C。

渗碳体的含碳量为ωc=6.69%，熔点为1227℃。

其晶格为复杂的正交晶格，硬度很高HBW=800，塑性、韧性几乎为零，脆性很大。

马氏体：是黑色金属材料的一种组织名称，是碳在α-Fe中的过饱和固溶体黄铜：由铜和锌所组成的合金，由铜、锌组成的黄铜就叫作普通黄铜，如果是由二种以上的元素组成的多种合金就称为特殊黄铜。

黄铜有较强的耐磨性能，黄铜常被用于制造阀门、水管、空调内外机连接管和散热器等。

青铜：是金属冶铸史上最早的合金，在纯铜(紫铜)中加入锡或铅的合金，有特殊重要性和历史意义，与纯铜(紫铜)相比，青铜强度高且熔点低(25%的锡冶炼青铜，熔点就会降低到800℃。

2-2： 12Mg: 25.11172-3: N 壳层: 共32个电子；K 、L 、M 、N 全满时： 70个2-4 O 壳层： 共50个电子K 、L 、M 、N 、O 全满时： 102个2-6： CO 2： C sp 杂化，CH 4： C sp 3杂化，CH 2=CH 2： C sp 2杂化，H 2O ： O sp 3杂化，苯环： C sp 2杂化，羰基： C sp 2杂化。

2-10：若(按K +半径不变) 求负离子半径, 则：CN=6 r - = 0.321 nmCN=4 r - = 0.591 nmCN=8 r - = 0.182 nm2-11：（a ）: 一个Au 原子： 3.274×10-22（g ）（b ） （b ） 5.895×1019(个)（c ） （c ） v = 1.696×10-2（cm 3）(d) v’ = 1.253×10-2 (cm 3)(e) (e) v’/ v = 73.88%2-12 3.41 (g/cm 3)2-14 （a ） PF = 0.74（b ） PF = 0.64结论: (1) 同种原子晶体的致密度只与晶胞类型相关,与原子尺寸无关(2) 化合物晶体的离子致密度与离子大小相关2-15 2-15: x = 2 (个)2-16: V = 35.3 (A 0)32-17 面心立方: 0.74体心立方: 0.68密排六方: 0.742-182-20 (a) 8.07×1020 (个)(b) 1.79×10-22 (g)2-21 (a) 1.5346 ×1019个(b) (b) 0.6845mm(c) (c) 钡属于 体心立方结构(致密度0.68)2-22 x = 4 (4个Mg 2+, 4个O 2-)2-24 过 (0, -1/2 , 0) , (1, 1/2 , 1) 点2-25 (a)θ=35.3°(b)θ=35.3°八面体间隙四面体间隙2-26 (3 2 0)2-27 (2 3 3)2-28 (a) [1 1 1] 和 [1 1 1](b) [1 1 0]2-29 (a) λ= 0.154 (nm)(b) (b) 2θ= 10.24°2-30 d 200= 0.2×10-9m a =0.4nm2-31 0.598 (A 0)2-33 Li:6.94 F:19 Mg:24.31 O:16MgO: 40 (w%)LiF: 60 (w%)(a) Li +: 16 (w%) F -: 44 (w%)Mg 2+: 24.1 (w%) O 2-: 15.9 (w%)2-37 ρ= 5.73 (g/cm 3)2-39 (1) ΔV / V = (0.0486-0.0493)/0.0493 = - 0.014 = - 1.4%(2) (2) 室温至912℃, 体积增大; 912℃, 体积减小；912℃至1000℃, 体积增大2-41 溶入的Sn 重量为 45.25(g)2-42 300 ~ 700℃: α相；800℃: β相；1000℃: 液相2-45 J= 1.05×1019/m 2sJ u C= 84原子/min2-46右螺型 左螺型滑移矢量平行位错线 2-49 D =1.13×10-17 (m 2/s)2-50 x=75%a=5%y=15%正刃型 滑移矢量垂直位错线 负刃型3-6 结晶性：1，2，3，6，7，10非结晶性：5，8，9，11，（12，4）3-19 非桥氧的分数0.2153-21 临界半径比：r/R(1)(1)立方体配位：0.732(2)(2)八面体配位：0.414(3)(3)四面体配位：0.255(4)(4)三角形配位：0.1553-22立方晶系：Ca2+占立方体顶角，O2-占立方体面心，Ti4+占立方体体心配位数：Ca2+为12（12个O2-），Ti4+为6（6个O2-），O2-为（4个Ca2++2个Ti4+）3-25（a）：F （铁素体）+ A（奥氏体）（b）：F 0.01%C; A 0.4%C.(c): A是48.7%; F是51.3%.3-37 1.01×106g/m3 (1.01g/m3)4.1 V= 0.06638(nm3)4.2 0.37的黄铜大。

习题第二章2-1.按照能级写出N、O、Si、Fe、Cu、Br原子的电子排布（用方框图表示）。

2-2.的镁原子有13个中子，11.17%的镁原子有14个中子，试计算镁原子的原子量。

2-3.试计算N壳层内的最大电子数。

若K、L、M、N壳层中所有能级都被电子填满时，该原子的原子序数是多少？2-4.计算O壳层内的最大电子数。

并定出K、L、M、N、O壳层中所有能级都被电子填满时该原子的原子序数。

2-5.将离子键、共价键和金属键按有方向性和无方向性分类，简单说明理由。

2-6.按照杂化轨道理论，说明下列的键合形式：（1）CO2的分子键合（2）甲烷CH4的分子键合（3）乙烯C2H4的分子键合（4）水H2O的分子键合（5）苯环的分子键合（6）羰基中C、O间的原子键合2-7.影响离子化合物和共价化合物配位数的因素有那些？2-8.试解释表2-3-1中，原子键型与物性的关系？2-9.0℃时，水和冰的密度分别是1.0005 g/cm3和0.95g/cm3，如何解释这一现象？2-10.当CN=6时，K+离子的半径为0.133nm(a)当CN=4时，半径是多少？(b)CN=8时，半径是多少？2-11.(a)利用附录的资料算出一个金原子的质量？(b)每mm3的金有多少个原子？(c)根据金的密度，某颗含有1021个原子的金粒，体积是多少？(d)假设金原子是球形(r Au=0.1441nm),并忽略金原子之间的空隙，则1021个原子占多少体积？(e)这些金原子体积占总体积的多少百分比？2-12.一个CaO的立方体晶胞含有4个Ca2+离子和4个O2-离子，每边的边长是0.478nm，则CaO的密度是多少？2-13.硬球模式广泛的适用于金属原子和离子，但是为何不适用于分子？2-14.计算（a）面心立方金属的原子致密度；（b）面心立方化合物NaCl的离子致密度（离子半径r Na+=0.097，r Cl-=0.181）；（C）由计算结果，可以引出什么结论？2-15.铁的单位晶胞为立方体，晶格常数a=0.287nm，请由铁的密度算出每个单位晶胞所含的原子个数。

“材料科学与工程基础”第二章习题1. 铁的单位晶胞为立方体，晶格常数a=0.287nm ，请由铁的密度算出每个单位晶胞所含的原子数。

ρ铁＝7.8g/cm3 1mol 铁＝6.022×1023 个=55.85g所以， 7.8g/1(cm)3=(55.85/6.022×1023)X /(0.287×10-7)3cm3X ＝1.99≈2（个）2.在立方晶系单胞中，请画出：（a ）[100]方向和[211]方向，并求出他们的交角； （b ）（011）晶面和（111）晶面，并求出他们得夹角。

（c ）一平面与晶体两轴的截距a=0.5,b=0.75,并且与z 轴平行,求此晶面的密勒指数。

（a ）[2 1 1]和[1 0 0]之夹角θ＝arctg2=35.26。

或cos θ==， 35.26θ=（b ）cos θ==35.26θ= （c ） a=0.5 b=0.75 z = ∞倒数 2 4/3 0 取互质整数（3 2 0）3、请算出能进入fcc 银的填隙位置而不拥挤的最大原子半径。

室温下的原子半径R ＝1.444A 。

（见教材177页） 点阵常数a=4.086A最大间隙半径R’=（a-2R ）/2=0.598A4、碳在r-Fe （fcc ）中的最大固溶度为2.11﹪(重量百分数),已知碳占据r-Fe 中的八面体间隙,试计算出八面体间隙被C 原子占据的百分数。

在fcc 晶格的铁中，铁原子和八面体间隙比为1：1，铁的原子量为55.85，碳的原子量为12.01所以 （2.11×12.01）/(97.89×55.85)＝0.1002 即 碳占据八面体的10％。

5、由纤维和树脂组成的纤维增强复合材料，设纤维直径的尺寸是相同的。

请由计算最密堆棒的堆垛因子来确定能放入复合材料的纤维的最大体积分数。

见下图，纤维的最密堆积的圆棒，取一最小的单元，得，单元内包含一个圆（纤维）的面积。

目前中国真力时售后维修中心以围绕国内城市逐步设点，为您的真力时提供检测保养服务。

对于真力时手表，相信大家都不陌生，真力时是瑞士知名的高端品牌，拥有一块真力时手表是很多爱表之人共同的梦想。

但是很多人由于佩戴不当导致手表出现各种故障，这对手表会造成很大的影响。

因此，我们应当学会如何处理手表的常见故障和保养手表。

下面就来介绍一下如何对真力时镀金手表进行保养。

如何对镀金手表进行保养
1、镀黄手表的镀黄层是由铜、锌、铝合金组成的一层金属膜，如果保养不好很易褪色失去光泽。

在佩戴镀黄手表前，应将表壳用干净软布擦拭干净，并均匀地涂上一层无色指甲油，干后再戴，以后每隔1～2个月涂1次。

经过这样的处理以后，不但可以保持镀黄手表的色泽，不被磨损，而且还可以增加其外表光亮度，同时在炎热的夏天还可防止汗水及水气侵入表内。

2、镀金手表上的镀金层大多是14K金，这种黄金除含有58.5%的纯金外，还含有一定数量的银。

银和空气中的一些挥发性工业废气发生反应后，在表面上会产生一层黑色的硫化银膜，从而使镀金手表
失去金色的光泽。

因此，戴镀金手表要避免接触化学物质和废气，如煤气、液化气和硫磺香皂等，并要保持镀金手表的干燥。

最好每周用绒布擦拭一次。

另外，汗液中的氯化物对镀金手表有很大的腐蚀性，镀金手表如沾上汗液应及时擦拭干净，否则汗液会使手表失去原有的光泽。

“材料科学与工程基础”第二章习题1.铁的单位晶胞为立方体，晶格常数a=，请由铁的密度算出每个单位晶胞所含的原子数。

2.在立方晶系单胞中，请画出：（a）[100]方向和[211]方向，并求出他们的交角；（b）（011）晶面和（111）晶面，并求出他们得夹角。

（c）一平面与晶体两轴的截距a=,b=,并且与z轴平行,求此晶面的密勒指数。

3.请算出能进入fcc银的填隙位置而不拥挤的最大原子半径。

4.碳在r-Fe（fcc）中的最大固溶度为﹪(重量百分数),已知碳占据r-Fe中的八面体间隙,试计算出八面体间隙被C原子占据的百分数。

5.由纤维和树脂组成的纤维增强复合材料，设纤维直径的尺寸是相同的。

请由计算最密堆棒的堆垛因子来确定能放入复合材料的纤维的最大体积分数。

6.假设你发现一种材料，它们密排面以ABAC重复堆垛。

这种发现有意义吗？你能否计算这种新材料的原子堆垛因子?7.在FCC、HCP和BCC中最高密度面是哪些面？在这些面上哪些方向是最高密度方向？8.在铁中加入碳形成钢。

BCC结构的铁称铁素体，在912℃以下是稳定的，在这温度以上变成FCC结构，称之为奥氏体。

你预期哪一种结构能溶解更多碳?对你的答案作出解释。

9．试说明为何不能用描述宏观物质的运动方程来描述微观粒子的运动状态？描述微观粒子状态变化的基本方程是什么？10．设一能级的电子占据几率为1/4，另一能级为3/4，(1)分别计算两个能级的能量比费米能高出多少KT；(2)应用计算结果说明费米分布的特点。

11．何为能带？请用能带理论解释金属、绝缘体、半导体的电学性能。

12．试解释面心立方晶体和密排六方晶体结构不同、致密度相同的原因。

13．请解释名词：空间点阵、晶胞、晶系。

14. 试解释什么叫费米面和费米能。

15. 试分析晶体中的点缺陷是一种热力学平衡缺陷的原因。

16. 假设1%（质量分数）的B 加入Fe 中，a. B 以间隙还是置换杂质存在？b. 计算被B 原子占据的位置（不论是间隙或者是置换）的分数。