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材料科学基础考研复习材料科学基础是材料科学与工程学科中的一门基础课程，其内容涉及材料科学的基本理论、基本原理和基本方法，是进行材料科学研究和工程应用的基础。
考研复习材料科学基础需要系统地学习和理解相关知识点，加深对材料科学的理论和实践应用的认识。
1.材料工程基础知识：包括材料科学的发展历史、材料分类与特性等知识。
这些知识对于理解和掌握材料科学的基础概念和原理非常重要。
2.结构与性能关系：掌握材料的微观结构与宏观性能之间的关系。
了解材料的结构特点，如晶体结构、非晶态结构等，并能够解释材料性能改善的原因。
3.材料制备技术：学习不同材料的制备方法与工艺，如液相法、气相法、固相法等。
了解各种制备方法的特点及其对材料性能的影响。
4.材料测试与分析技术：包括材料的物理性能、化学性能和机械性能等测试方法与技术。
学习各种常用测试仪器和分析方法，如扫描电镜、透射电镜、X射线衍射等。
5.材料性能与应用：了解材料的各种性能指标，如强度、硬度、导电性、磁性等，并能够解释不同材料的性能应用特点。
在复习材料科学基础时，可以通过以下几个途径进行：1.整理笔记：将课堂上的重点内容进行整理和归纳，形成自己的复习笔记。
可以通过制作思维导图、总结重要公式和推导过程等方式，帮助加深对知识点的记忆和理解。
2.刷题巩固：通过解答一些典型的习题和试题，巩固所学知识。
可以选择一些综合性的考研试题进行模拟考试，提高解题能力和应试技巧。
3.参考教材和相关资料：选择几本优质的教材和参考书进行阅读和学习。
可以参考一些考研辅导资料和复习指南，了解相关知识点的掌握程度和考点分布。
4.学习小组讨论：可以与其他考研学生组成学习小组，一起讨论和解答问题。
通过讨论和交流，加深对知识点的理解和运用，并及时纠正和改进自己的思路和方法。
在复习材料科学基础时，还需要注意以下几点：1.提前规划：合理安排复习时间和目标，制定合理的学习计划。
根据自己的掌握情况和考试时间，合理安排每一阶段的复习内容和进度，保证复习进程的顺利进行。
材料科学基础考研知识点总结第一章原子结构和键合1.原子键合●金属键●离子键●共价键●氢键●范德华力：静电力诱导力色散力第二章固体结构1.晶体学基础●空间点阵和晶胞●七个晶系14种点阵2.金属的晶体结构●晶体结构和空间点阵的区别3.合金的相结构●晶相指数和晶面指数●晶向指数●晶面指数●六方晶系指数●晶带●晶面间距●晶体的对称性●宏观对称元素●极射投影●金属的晶体结构●三种典型的金属的晶体结构●多晶型性●置换固溶体●间隙固溶体●固溶体的围观不均匀性●影响固溶度的主要因素●固溶体的性质●中间相●正常价化合物●电子化合物●与原子尺寸因素相关的化合物●超结构（有序固溶体）4.常见离子晶体结构●离子晶体配位规则（鲍林规则）●负离子配位多面体规则（引入临界离子半径比值）●电价规则（整体不显电性）●负离子多面体共顶，棱和面规则（由于共用顶，棱和面间距下降，导致库仑力上升，稳定性下降）●不同种类正离子配位多面体规则（能量越高区域越分散）●节约规则（【俄罗斯方块原理】）●典型离子晶体结构●AB型化合物【CsCl结构 NaCl结构 ZnS型结构】●AB2型化合物结构【CaF2 萤石 TiO2金红石型结构】●硅酸盐的晶体结构●孤岛状硅酸盐●组群状硅酸盐●链状硅酸盐●层状硅酸盐●架状硅酸盐5.共价晶体结构第三章晶体中的缺陷1.点缺陷●点缺陷形成●点缺陷的平衡浓度2.位错●刃型位错●螺型位错●混合位错●伯氏矢量●位错运动●位错弹性性质（认识）●位错生成与增值●实际位错中伯氏矢量3.面缺陷●外表面与内表面（了解）●晶界和亚晶界●晶界的特性●孪晶界●相界第四章固体中的扩散1.扩散的表象理论●菲克第一定律●菲克第二定律●扩散方程●置换固溶体扩散（柯肯达尔效应）2.扩散热力学●扩散的热力学分析（上坡扩散）3.扩散的微观理论与机制●扩散机制●晶界扩散及表面扩散●扩散系数4.扩散激活能5.影响扩散的因素●温度●晶体结构●晶体缺陷●化学成分●应力作用6.反应扩散7.离子晶体中的扩散第五章材料的变形1.弹性变形●弹性的不完整性●包申格效应●弹性后效●弹性滞后2.黏弹性变形3.塑性变形●单晶体塑性变形●滑移●孪生●扭折●多晶体的塑性变形●晶粒取向的影响●晶界的影响●合金的塑性变形●单相固溶体塑性变形●影响因素●曲服现象●应变实效●多相合金的塑性变形●弥散分布型合金的塑性变形●塑性变形对组织性能影响●显微组织变化●亚结构变化●性能变化●形变织构●残余应力4.回复与再结晶●冷变形金属在加热时组织与性能的变化●回复●再结晶●晶粒的长大5.热加工●动态回复●动态再结晶●蠕变●超塑性第六章凝固1.相平衡和相率●吉布斯相律2.纯晶体的凝固●液态结构●晶体凝固的热力学条件●形核●晶粒长大●结晶动力学及凝固组织●凝固理论应用3.合金的凝固●正常凝固●区域熔炼●合金成分过冷4.铸锭组织与凝固技术●铸锭的宏观组织●铸锭的缺陷第七章相图1.二元相图基础●2.二元相图●匀晶相图●共晶相图●包晶相图●铁碳相图3.三元相图基●基本特点●表示方法●杠杠定律及重心定律第八章材料的亚稳态1.纳米材料2.准晶3.非晶态4.固态相变形成亚稳相●固体相变形成的亚稳相●固溶体脱溶分解产物●脱熔转变●连续脱溶●不连续脱溶●脱溶过程亚稳相●脱溶分解对性能影响●马氏体转变●特征●形态●贝氏体转变●钢中贝氏体转变特征●贝氏体转变的基本特征。
一 . 名词解释塑性韧性强度弹性比功分子键（空间）点阵固溶体间隙固溶体固溶强化位错多晶体单晶体反应扩散柯肯达尔效应二次结晶共晶转变包晶转变共析转变铁素体（非）均匀形核结构起伏成分过冷过冷度加工硬化再结晶淬透性（过）时效回火脆性调幅分解二 . 需掌握的知识点1.延性断裂和脆性断裂的区分标准—断裂前有无明显塑性变形。
2.原子核外电子分布规律遵循的三个原则。
3.金属键、离子键、共价键、分子键的特点。
4.混合键比例计算与电负性差的关系。
5.fcc 、bcc、 hcp 的常见金属、一个晶胞内原子数、配位数、致密度、常见滑移系等。
6. 固态合金相分为两大类：固溶体（间隙固溶体与置换固溶体）和中间相（区别点）。
7.影响固溶体溶解度的因素。
8.间隙相和间隙化合物的区别。
9.晶体缺陷几何特征分类 -点、线、面缺陷。
10.点缺陷的种类及其区别（肖脱基缺陷和弗兰克尔缺陷）。
11.获得过饱和点缺陷的方法及原因。
12.各类位错运动方向与柏氏矢量、切应力、位错线的位向关系。
13.位错的主要运动方式；常温下金属塑性变形的方式。
14.位错的增殖机制： F-R 位错增殖机制、双交滑移增殖机制的主要内容。
15.说明柏氏矢量的确定方法。
掌握利用柏氏矢量和位错线的位向关系来判断位错类型。
16.两根平行的螺型位错相遇时的相互作用情况。
17.刃型位错和螺型位错的不同点。
18.大小角度晶界的位向差、常见类型、模型描述、能量等。
19.扩散第一定律、第二定律的数学表达式及其字母的物理含义。
20.体扩散的主要机制、适用对象、扩散激活能大小等；短路扩散等；反应扩散与原子扩散；多晶材料的三种扩散途径—晶内、晶界、表面扩散。
21.柯肯达尔效应的含义及说明的问题（重要意义）。
22.上坡扩散：物质由低浓度→高浓度，说明扩散的真正原因是化学势梯度而非浓度梯度。
23.反应扩散定义、特点、扩散层增厚速度的决定因素。
24.影响扩散的主要因素简述及分别叙述。
25.压力加工合金、铸造合金应选取何种成分的合金及原因。
《材料科学基础》上半学期内容重点第一章固体材料的结构基础知识键合类型（离子健、共价健、金属健、分子健力、混合健）及其特点；键合的本质及其与材料性能的关系，重点说明离子晶体的结合能的概念；晶体的特性（5个）；晶体的结构特征（空间格子构造）、晶体的分类；晶体的晶向和晶面指数（米勒指数）的确定和表示、十四种布拉维格子；第二章晶体结构与缺陷晶体化学基本原理：离子半径、球体最紧密堆积原理、配位数及配位多面体；典型金属晶体结构；离子晶体结构，鲍林规则（第一、第二）；书上表2－3下的一段话；共价健晶体结构的特点；三个键的异同点（举例）；晶体结构缺陷的定义及其分类，晶体结构缺陷与材料性能之间的关系（举例）；第三章材料的相结构及相图相的定义相结构合金的概念：固溶体置换固溶体（１）晶体结构无限互溶的必要条件—晶体结构相同比较铁（体心立方，面心立方）与其它合金元素互溶情况（表３－１的说明）（２）原子尺寸：原子半径差及晶格畸变；（３）电负性定义：电负性与溶解度关系、元素的电负性及其规律；（４）原子价：电子浓度与溶解度关系、电子浓度与原子价关系；间隙固溶体（一）间隙固溶体定义（二）形成间隙固溶体的原子尺寸因素（三）间隙固溶体的点阵畸变性中间相中间相的定义中间相的基本类型：正常价化合物：正常价化合物、正常价化合物表示方法电子化合物：电子化合物、电子化合物种类原子尺寸因素有关的化合物：间隙相、间隙化合物二元系相图：杠杆规则的作用和应用；匀晶型二元系、共晶（析）型二元系的共晶（析）反应、包晶（析）型二元系的包晶（析）反应、有晶型转变的二元系相图的特征、异同点；三元相图：三元相图成分表示方法；了解三元相图中的直线法则、杠杆定律、重心定律的定义；第四章材料的相变相变的基本概念：相变定义、相变的分类（按结构和热力学以及相变方式分类）；按结构分类：重构型相变和位移型相变的异同点；马氏体型相变：马氏体相变定义和类型、马氏体相变的晶体学特点，金属、陶瓷中常见的马氏体相变（举例）（可以用许教授提的一个非常好的问题――金属、陶瓷马氏体相变性能的不同――作为题目）有序-无序相变的定义玻璃态转变：玻璃态转变、玻璃态转变温度、玻璃态转变点及其黏度按热力学分类：一级相变定义、特点，属于一级相变的相变；二级相变定义、特点，属于二级相变的相变；按相变方式分类：形核长大型相变、连续型相变（spinodal相变）按原子迁动特征分类：扩散型相变、无扩散型相变第5章 金属材料的显微结构特征一、纯金属的凝固及结晶1、结晶的热力学条件结晶后系统自由能下降。
一、名词：相图：表示合金系中的合金状态与温度、成分之间关系的图解匀晶转变：从液相结晶出单相固溶体的结晶过程。
平衡结晶：合金在极缓慢冷却条件下进行结晶的过程。
成分起伏：液相中成分、大小和位置不断变化着的微小体积。
异分结晶：结晶出的晶体与母相化学成分不同的结晶。
枝晶偏析：固溶体树枝状晶体枝干和枝间化学成分不同的现象。
共晶转变：在一定温度下，由—定成分的液相同时结晶出两个成分一定的固相的转变过程。
脱溶：由固溶体中析出另一个固相的过程，也称之为二次结晶包晶转变：在一定温度下，由一定成分的固相与一定成分的液相作用，形成另一个一定成分的固相的转变过程。
成分过冷：成分过冷：由液相成分变化而引起的过冷度。
二、简答：1.固溶体合金结晶特点？答：异分结晶；需要一定的温度范围。
2.晶内偏析程度与哪些因素有关？答：溶质平衡分配系数ko；溶质原子扩散能力；冷却速度。
3.影响成分过冷的因素？答：合金成分；液相内温度梯度；凝固速度。
三、书后习题1、何谓相图？有何用途？答：相图：表示合金系中的合金状态与温度、成分之间关系的图解。
相图的作用：由相图可以知道各种成分的合金在不同温度下存在哪些相、各个相的成分及其相对含量。
2、什么是异分结晶？什么是分配系数？答：异分结晶：结晶出的晶体与母相化学成分不同的结晶。
分配系数：在一定温度下，固液两平衡相中溶质浓度之比值。
3、何谓晶内偏析？是如何形成的？影响因素有哪些？对金属性能有何影响，如何消除？答：晶内偏析：一个晶粒内部化学成分不均匀的现象形成过程：固溶体合金平衡结晶使前后从液相中结晶出的固相成分不同，实际生产中，液态合金冷却速度较大，在一定温度下扩散过程尚未进行完全时温度就继续下降，使每个晶粒内部的化学成分布均匀，先结晶的含高熔点组元较多，后结晶的含低熔点组元较多，在晶粒内部存在着浓度差。
影响因素：1）分配系数k o：当k0 1时，k0值越小，则偏析越大；当k0 1 时，k0 越大，偏析也越大。
第一章、晶体结构基础1、晶体的基本概念晶体的本质：质点在三维空间成周期性重复排列的固体，或者是具有格子构造的固体。
晶体的基本性质：结晶均一性、各向异性、自限性、对称性、最小内能性。
对称性：同一晶体中，晶体形态相同的几个部分（或物理性质相同的几个部分）有规律地重复出现。
空间格子的要素：结点—空间格子中的等同点。
行列—结点沿直线方向排列成为行列。
结点间距—相邻两结点之间的距离；同一行列或平行行列的结点间距相等。
面网—由结点在平面上分布构成，任意两个相交行列便可以构成一个面网。
平行六面体：结点在三维空间的分布构成空间格子，是空间格子的最小体积单位。
2、晶体结构的对称性决定宏观晶体外形的对称性。
3、对称型（点群）：一个晶体中全部宏观对称要素的集合。
宏观晶体中只存在32种对称型4、对应七大晶系可能存在的空间格子形式：14种布拉维格子三斜：简单；单斜：简单、底心；正交：简单、底心、体心、面心；三方：简单R四方：简单、体心；六方：简单；立方：简单、体心、面心；P(简单点阵） I(体心点阵) C(底心点阵) F(面心点阵)底心点阵：A（100） B (010) C(001) 面心立方晶系中对应的密排面分别为（111）;体心立方（110）;六方晶系（0001）低指数晶面间距较大，间距越大则该晶面原子排列越紧密。
高指数则相反5、整数定律：晶面在各晶轴上的截距系数之比为简单整数比。
6、宏观晶体中独立的宏观对称要素有八种：1 2 3 4 6 i m 4空间点阵：表示晶体结构中各类等同点排列规律的几何图形。
或是表示晶体内部结构中质点重复规律的几何图形。
空间点阵有，结点、行列、面网、平行六面体空间点阵中的阵点，称为结点。
7、晶胞：能充分反映整个晶体结构特征最小结构单位。
晶胞参数：表征晶胞形状和大小的一组参数（a0、b0、c0，α、β、γ）与单位平行六面体相对应的部分晶体结构就称为晶胞。
因此，单位平行六面体的大小与形状与晶胞完全一样，点阵常数值也就是晶胞常数值。
材料科学基础简答题考研常考题型汇总1.原子间的结合键共有几种？各自的特点如何？【11年真题】答：（1）金属键：基本特点是电子的共有化，无饱和性、无方向性，因而每个原子有可能同更多的原子结合，并趋于形成低能量的密堆结构。
当金属受力变形而改变原子之间的相互位置时不至于破坏金属键，这就使得金属具有良好的延展性，又由于自由电子的存在，金属一般都具有良好的导电性和导热性能。
（2）离子键：正负离子相互吸引，结合牢固，无方向性、无饱和性。
因此，七熔点和硬度均较高。
离子晶体中很难产生自由运动的电子，因此他们都是良好的电绝缘体。
（3）共价键：有方向性和饱和性。
共价键的结合极为牢固，故共价键晶体具有结构稳定、熔点高、质硬脆等特点。
共价结合的材料一般是绝缘体，其导电能力较差。
（4）范德瓦尔斯力：范德瓦尔斯力是借助微弱的、瞬时的电偶极矩的感应作用，将原来稳定的原子结构的原子或分子结合为一体的键合。
它没有方向性和饱和性，其结合不如化学键牢固。
（5）氢键：氢键是一种极性分子键，氢键具有方向性和饱和性，其键能介于化学键和范德瓦耳斯力之间。
2.说明间隙固溶体与间隙化合物有什么异同。
答：相同点：二者一般都是由过渡族金属与原子半径较小的C、N、H、O、B等非金属元素所组成。
不同点：（1）晶体结构不同。
间隙固溶体属于固溶体相，保持溶剂的晶格类型；间隙化合物属于金属化合物相，形成不同于其组元的新点阵。
（2）间隙固溶体用α、β、γ表示；间隙化合物用化学分子式MX、M2X等表示。
间隙固溶体的强度、硬度较低，塑性、韧性好；间隙化合物的强度、熔点较高，塑性、韧性差。
3.为什么只有置换固溶体的两个组元之间才能无限互溶，而间隙固溶体则不能？答：因为形成固溶体时，溶质原子的溶入会使溶剂结构产生点阵畸变，从而使体系能量升高。
溶质与溶剂原子尺寸相差较大，点阵畸变的程度也越大，则畸变能越高，结构的稳定性越低，溶解度越小。
一般来说，间隙固溶体中溶质原子引起的点阵畸变较大，故不能无限互溶，只能有限熔解。
考研必备之《材料科学基础》学霸笔记材料科学基础笔记第⼀章原⼦结构与键合概述：决定材料性能的最根本的因素是组成材料的各元素的原⼦结构，原⼦间的相互作⽤、相互结合，原⼦或分⼦在空间的排列分布和运动规律以及原⼦集合体的形貌特征等。
为此，我们需要了解材料的微观构造，即其内部结构和组织状态，以便从其内部的⽭盾性找出改善和发展材料的途径。
第⼀节原⼦结构1 物质的组成物质是由⽆数微粒按⼀定⽅式聚集⽽成的，这些微粒可能是原⼦、分⼦或离⼦；分⼦是能单独存在且保持物质化学特性的⼀种微粒；原⼦是化学变化中的最⼩微粒。
2 原⼦的结构（原⼦结构直接影响原⼦间的结合⽅式）3 原⼦的电⼦结构3.1电⼦既有粒⼦性⼜具有波动性，具有波粒⼆象性。
3.2电⼦的状态和在某处出现的机率可⽤薛定谔⽅程的解/波函数来描述，即原⼦中每个电⼦的空间位置和能量可⽤四个量⼦数来确定：a主量⼦数（n）：决定原⼦中电⼦的能量及与核的平均距离（⼀般能量低的趋向近轨道,r较⼩，反之则反），即表⽰电⼦所处的量⼦壳层。
如K、L、M…，n=1,2,3；b 轨道⾓动量量⼦数（l）：表⽰电⼦在同⼀壳层内所处的能级，与电⼦运动的⾓动量有关。
如s、p、d、f…（0，1，2，…n-1）；c 磁量⼦数（m）：给出每个轨道⾓动量量⼦数的能级数或轨道数，为2l+1,决定电⼦云的空间取向；d ⾃旋⾓动量量⼦数（s）：反映电⼦不同的⾃旋⽅向，其值可取*只有n,l决定能量和能级3.3能级和能级图把电⼦不同状态对应着相同能量的现象称为简并。
将所有元素的各种电⼦态（n，l）按能量⽔平排列成能级图。
3.4核外电⼦的排布规则a 能量最低原理：电⼦的排布总是尽可能使体系的能量最低；b Pauling不相容原理：在⼀个原⼦中，不可能有上述运动状态完全相同的两个电⼦，即不能有上述四个量⼦数都相同的两个电⼦；c 洪德Hund规则：在同⼀个亚层中的各个能级中，电⼦的排布尽可能分占不同的能级，⽽且⾃旋⽅向相同（尽可能保持⾃旋不成对）；3.5 元素周期表元素是具有相同核电荷数的同⼀类原⼦的总称；元素的外层电⼦结构随着原⼦序数的递增⽽呈周期性的变化规律称为元素周期律；元素周期表是元素周期律的表现形式；元素的性质、原⼦结构和该元素在周期表中的位置三者之间有着密切的关系。
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。
材料科学基础考研大纲材料科学是一门关于材料的结构、性能、制备和应用的学科，是现代工程技术的基础和支撑。
作为材料科学的学习者，我们需要系统地学习材料科学的基础知识，掌握材料的结构与性能、材料的制备与加工、材料的应用与发展等方面的知识。
在考研复习过程中，我们需要按照大纲要求，有针对性地进行复习和总结，才能更好地备战考研，取得理想的成绩。
首先，我们需要系统地学习材料的基本概念和分类。
材料是构成各种物体的物质，包括金属材料、无机非金属材料、有机高分子材料和复合材料等。
不同类型的材料具有不同的结构和性能，我们需要深入了解各种材料的特点和应用，为后续的学习打下坚实的基础。
其次，我们需要学习材料的结构与性能。
材料的结构决定了其性能，包括晶体结构、晶体缺陷、晶体生长等方面的知识。
同时，材料的性能包括力学性能、热学性能、电磁性能等多个方面，我们需要全面了解材料的性能参数及其测试方法，为材料的选材和设计提供依据。
接着，我们需要学习材料的制备与加工。
材料的制备包括传统的冶金制备、陶瓷制备、高分子材料合成等多种方法，我们需要了解各种制备方法的原理和特点。
同时，材料的加工是指将原材料加工成最终产品的过程，包括铸造、锻造、焊接、涂层等多种加工方法，我们需要了解各种加工方法的工艺流程和应用范围。
最后，我们需要学习材料的应用与发展。
材料的应用涉及到各个领域，包括航空航天、汽车制造、电子电气、建筑材料等多个领域，我们需要了解不同领域对材料性能的要求和适用范围。
同时，材料科学是一个不断发展的学科，我们需要了解材料科学的最新进展和发展趋势，为未来的研究和应用提供参考。
总之，材料科学基础是考研复习的重点内容，我们需要系统地学习和掌握材料的基本概念、结构与性能、制备与加工、应用与发展等方面的知识。
只有深入理解和掌握这些知识，我们才能在考试中取得好成绩，也才能在未来的学习和工作中有所作为。
希望大家能够认真对待材料科学基础的学习，取得优异的成绩。
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 。
材料科学基础复习提纲一、介绍材料科学基础A. 定义材料科学基础B. 材料科学的重要性C. 材料科学的发展历程二、材料分类与结构A. 材料的分类1. 金属材料2. 陶瓷材料3. 高分子材料4. 复合材料B. 材料的结构1. 晶体结构2. 非晶体结构3. 结晶缺陷三、材料的力学性能A. 弹性力学1. 应变与应力的关系2. 弹性模量B. 塑性力学1. 屈服强度与延展性的关系2. 硬度与韧性的关系C. 断裂力学1. 断裂模式2. 断裂韧性四、材料的热学性能A. 热膨胀性B. 热导性C. 热传导五、材料的电学性能A. 导电材料与绝缘材料B. 电导率与电阻C. 介电材料六、材料的磁学性能A. 磁性材料与非磁性材料B. 磁导率与磁饱和强度C. 磁性材料的应用七、材料的光学性能A. 透明材料与非透明材料B. 折射率与反射率C. 光学材料的应用八、材料的化学性能A. 腐蚀性B. 氧化性C. 降解性九、材料的加工与制备A. 熔融法B. 溶剂法C. 沉淀法十、材料的表面处理与性能改性A. 表面处理技术1. 打磨与抛光2. 镀层与涂料B. 性能改性技术1. 合金化2. 掺杂十一、材料选择与设计A. 功能需求与材料选择B. 材料设计原则C. 材料性能测试与评估结论以上是材料科学基础复习提纲的大致内容，通过对材料科学的分类、结构以及不同性能的介绍，有助于加深对材料科学基础知识的理解与掌握。
在学习和研究材料科学时，还需要了解材料的加工与制备过程、表面处理与性能改性技术，同时掌握材料选择与设计的方法和原则。
材料科学基础的复习与掌握是深入学习材料科学和进行材料研究的重要一步。
材料科学基础考研
材料科学基础是考研复试中的重要科目之一，也是材料科学与工程专业学生必须掌握的基础知识。
本文将从材料科学基础的概念、主要内容、考研复试中的重要性以及备考方法等方面进行介绍和分析。
首先，材料科学基础是指材料科学与工程专业学生在学习过程中必须掌握的基础知识和理论基础。
这包括材料结构、材料性能、材料加工和材料表征等方面的知识，是学生们进一步学习和研究材料科学与工程的基础。
其次，材料科学基础的主要内容包括晶体结构、缺陷理论、相变原理、固溶体理论、析出与沉淀等。
这些内容是材料科学与工程的基础，也是考研复试中的重要考点。
学生们在备考过程中需要重点掌握这些内容，深入理解其原理和应用。
同时，材料科学基础在考研复试中具有重要性。
考研复试中的材料科学基础考试是检验学生对基础知识的掌握程度和理解能力的重要手段。
学生们需要通过考试来展示自己的学习成果，从而获得进一步学习和研究的机会。
针对材料科学基础的考研复试，学生们需要制定科学的备考方法。
首先，要充分理解和掌握教材内容，建立扎实的基础知识。
其次，要注重实际应用，通过做题和实验来加深对知识点的理解和记忆。
最后，要注重总结和归纳，形成系统的知识结构，提高解决问题的能力。
总之，材料科学基础是考研复试中的重要科目，学生们需要通过深入学习和理解，掌握其基础知识和理论基础。
只有这样，才能在考试中取得好成绩，从而为今后的学习和研究打下坚实的基础。
希望学生们在备考过程中能够认真对待，取得优异的成绩。
材料科学基础考研材料科学是一门研究材料结构、性能、制备和应用的学科，它涉及到物理学、化学、工程学等多个学科的知识。
在考研中，材料科学基础是一个重要的科目，它涵盖了大量的基础知识和理论。
下面我们将对材料科学基础考研的相关内容进行介绍。
首先，材料科学基础考研的内容主要包括晶体结构、缺陷与析出、相变与相图、材料的力学性能、热学性能、电学性能等方面的知识。
在备考过程中，我们需要系统地学习这些知识点，理解其内在联系和相互影响，掌握其基本原理和计算方法。
其次，晶体结构是材料科学基础考研中的重要内容之一。
晶体是由周期性排列的原子或离子构成的固体，其结构对材料的性能具有重要影响。
在学习晶体结构时，我们需要掌握晶体的几何结构、晶体的点阵和晶体的晶面等基本概念，理解晶体的对称性和晶体缺陷对材料性能的影响。
此外，材料的力学性能也是考研中的重要考察点。
材料的力学性能包括材料的弹性性能、塑性性能、断裂性能等。
我们需要掌握材料的应力-应变关系、杨氏模量、屈服强度、断裂韧性等概念，理解材料在外力作用下的变形和破坏规律。
另外，热学性能和电学性能也是材料科学基础考研中的重要内容。
热学性能包括材料的热传导性能、热膨胀性能等；电学性能包括材料的导电性能、介电性能等。
在学习这些内容时，我们需要理解热学和电学的基本原理，掌握材料的热学和电学性能的测试方法和计算公式。
总的来说，材料科学基础考研涉及到多个方面的知识，需要我们系统地学习和掌握。
在备考过程中，我们应该注重理论与实际的结合，注重基础知识的扎实掌握，注重解题技巧的培养。
只有这样，我们才能在考试中取得好成绩，顺利实现自己的考研目标。
希望本文对大家有所帮助，祝大家考试顺利，取得好成绩！。
1. 作图表示立方晶体的()()()421,210,123晶面及[][][]346,112,021晶向。
2. 在六方晶体中，绘出以下常见晶向[][][][][]0121,0211,0110,0112,0001等。
3. 写出立方晶体中晶面族{100}，{110}，{111}，{112}等所包括的等价晶面。
4. 镁的原子堆积密度和所有hcp 金属一样，为0.74。
试求镁单位晶胞的体积。
已知Mg 的密度3Mg/m74.1=mg ρ，相对原子质量为24.31，原子半径r=0.161nm 。
5. 当CN=6时+Na 离子半径为0.097nm ，试问：1) 当CN=4时，其半径为多少？ 2) 当CN=8时，其半径为多少？6. 试问：在铜（fcc,a=0.361nm ）的<100>方向及铁(bcc,a=0.286nm)的<100>方向,原子的线密度为多少？ 7. 镍为面心立方结构，其原子半径为nm1246.0=Ni r 。
试确定在镍的（100），（110）及（111）平面上12mm 中各有多少个原子。
8. 石英()2SiO 的密度为2.653Mg/m 。
试问：1) 13m 中有多少个硅原子（与氧原子）？2) 当硅与氧的半径分别为0.038nm 与0.114nm 时，其堆积密度为多少（假设原子是球形的）？9. 在800℃时1010个原子中有一个原子具有足够能量可在固体内移动，而在900℃时910个原子中则只有一个原子，试求其激活能（J/原子）。
10. 若将一块铁加热至850℃，然后快速冷却到20℃。
试计算处理前后空位数应增加多少倍（设铁中形成一摩尔空位所需要的能量为104600J ）。
11. 设图1-18所示的立方晶体的滑移面ABCD 平行于晶体的上、下底面。
若该滑移面上有一正方形位错环，如果位错环的各段分别与滑移面各边平行，其柏氏矢量b ∥AB 。
1) 有人认为“此位错环运动移出晶体后，滑移面上产生的滑移台阶应为4个b ,试问这种看法是否正确？为什么？2) 指出位错环上各段位错线的类型，并画出位错运动出晶体后，滑移方向及滑移量。
12. 设图1-19所示立方晶体中的滑移面ABCD 平行于晶体的上、下底面。
晶体中有一条位错线defed ,段在滑移面上并平行AB ，ef 段与滑移面垂直。
位错的柏氏矢量b 与de 平行而与ef 垂直。
试问：1) 欲使de 段位错在ABCD 滑移面上运动而ef 不动，应对晶体施加怎样的应力？2) 在上述应力作用下de 位错线如何运动？晶体外形如何变化？13. 设面心立方晶体中的)111(为滑移面，位错滑移后的滑移矢量为[]1012a。
1) 在晶胞中画出柏氏矢量b 的方向并计算出其大小。
2) 在晶胞中画出引起该滑移的刃型位错和螺型位错的位错线方向，并写出此二位错线的晶向指数。
14. 判断下列位错反应能否进行。
1) ];111[3]211[6]110[2a a a →+2)];110[2]101[2]100[a a a +→3) ];111[6]111[2]112[3a a a→+4)].111[2]111[2]100[a a a +→15. 若面心立方晶体中有b =]011[2a的单位位错及b =]112[6a 的不全位错，此二位错相遇产生位错反应。
1) 问此反应能否进行？为什么？2) 写出合成位错的柏氏矢量，并说明合成位错的类型。
16. 若已知某晶体中位错密度376cm/cm10~10=ρ。
1) 由实验测得F-R 位错源的平均长度为cm 104-，求位错网络中F-R 位错源的数目。
2) 计算具有这种F-R 位错源的镍晶体发生滑移时所需要的切应力。
已知Ni 的10109.7⨯=G Pa ，nm 350.0=a 。
17. 已知柏氏矢量b=0.25nm ，如果对称倾侧晶界的取向差θ=1°及10°，求晶界上位错之间的距离。
从计算结果可得到什么结论？18. 由n 个刃型位错组成亚晶界，其晶界取向差为0.057°。
设在形成亚晶界之前位错间无交互作用，试问形成亚晶界后，畸变能是原来的多少倍（设;10,10804--===b r R 形成亚晶界后，θbD R ≈=）？19. 用位错理论证明小角度晶界的晶界能γ与位向差θ的关系为()θθγγln 0-=A 。
式中γ和A 为常数。
20. 简单回答下列各题。
1) 空间点阵与晶体点阵有何区别？2) 金属的3种常见晶体结构中，不能作为一种空间点阵的是哪种结构？ 3) 原子半径与晶体结构有关。
当晶体结构的配位数降低时原子半径如何变化？4) 在晶体中插入柱状半原子面时能否形成位错环？5) 计算位错运动受力的表达式为b f τ=，其中τ是指什么？6) 位错受力后运动方向处处垂直于位错线，在运动过程中是可变的，晶体作相对滑动的方向应是什么方向？ 7) 位错线上的割阶一般如何形成？ 8) 界面能最低的界面是什么界面？9) “小角度晶界都是由刃型位错排成墙而构成的”这种说法对吗？1. 说明间隙固熔体与间隙化合物有什么异同。
2. 有序合金的原子排列有何特点？这种排列和结合键有什么关系？为什么许多有序合金在高温下变成无序？3. 已知Cd,Zn,Sn,Sb 等元素在Ag 中的固熔度（摩尔分数）极限分别为210/5.42-=Cd x ，210/20-=Zn x ，210/12-=Sn x ，210/7-=Sb x ，它们的原子直径分别为0.3042nm ，0.314nm ，0.316nm ，0.3228nm ，Ag 为0.2883nm 。
试分析其固熔度（摩尔分数）极限差别的原因，并计算它们在固熔度（摩尔分数）极限时的电子浓度。
4. 试分析H 、N 、C 、B 在-αFe 和-γFe 中形成固熔体的类型、存在位置和固溶度（摩尔分数）。
各元素的原子半径如下：H 为0.046nm ，N 为0.071nm ，C 为0.077nm ，B 为0.091nm ，-αFe 为0.124nm ， -γFe 为0.126 nm 。
5. 金属间化合物AlNi 具有CsCl 型结构，其点阵常数 a=0.2881nm,试计算其密度（Ni 的相对原子质量为58.71，Al 的相对原子质量为26.98）。
6. ZnS 的密度为4.13Mg/m，试由此计算两离子的中心距离。
7. 碳和氮在-γFe 中的最大固熔度（摩尔分数）分别为210/9.8-=C x ，210/3.10-=N x 。
已知C 、N 原子均位于八面体间隙，试分别计算八面体间隙被C 、N 原子占据的百分数。
8. 为什么只有置换固熔体的两个组元之间才能无限互溶，而间隙固熔体则不能？9. 计算在NaCl 内，钠离子的中心与下列各离子中心的距离（设+Na 和-Cl 的半径分别为0.097nm 和0.181nm ）。
1) 最近邻的正离子； 2) 最近邻的离子； 3) 次邻近的-Cl 离子； 4) 第三邻近的-Cl 离子； 5) 最邻近的相同位置。
10. 某固熔体中含有氧化镁为2MgO 10/30-=x ，2LiF 10/70-=x 。
1) 试问-22O,F ,Mg,Li =++之质量分数为多少？2) 假设MgO 的密度为3.63g/cm，LiF 的密度为2.63g/cm，那么该固溶体的密度为多少？11. 非晶形材料的理论强度经计算为G/6~G/4，其中G 为剪切模量。
若ν=0.25，由其弹性性质试估计玻璃（非晶形材料）的理论强度（已知E=70000Mpa ）。
12. 一陶瓷绝缘体在烧结后含有1％（以容积为准）的孔，其孔长为13.7mm 的立方体。
若在制造过程中，粉末可以被压成含有24％的孔，则模子的尺寸应该是多少？13. 一有机化合物，其成分为2C 10/1.62w -=，2H 10/3.10w -=，2O 10/6.27w -=。
试写出可能的化合物名称。
14. 画出丁醇()OH H C 94的4种可能的异构体。
15. 一普通聚合物具有222Cl H C 作为单体，其平均分子质量为60000u （取其各元素相对原子质量为12,C)(A r =1,H)(A r =35.5)Cl)(A r =。
1) 求其单体的质量； 2) 其聚合度为多少？16. 聚氯乙烯n )Cl H C (32被溶在有机溶剂中，设其C- C 键长为0.154nm,且链中键的数目n x 2 。
1) 分子质量为28500g 的分子，其均方根的长度为多少？ 2) 如果均方根的长度只有⑴中的一半，则分子质量为多少？17. 一聚合材料含有聚氯乙烯，其1个分子中有900个单体。
如果每一个分子均能被伸展成直线分子，则求此聚合物可得到理论上的最大应变为多少（设C- C 键中每1键长是0.154nm ）？18. 有一共聚物ABS ，每一种的质量分数均相同，则单体的比为多少（A ——丙烯晴；B ——丁二烯；S ——苯乙烯）？ 19. 尼龙-6是252NH)HOCO(CH的缩合聚合物。
1) 给出此分子的结构。
2) 说明缩合聚合是如何发生的。
3) 当每摩尔的O H 2形成时，所放出的能量为多少？已知不同的键：C-O ，H-N ，C-N ，H-O ，其键能（kJ/mol ）分别为360，430，305，500。
20. 试述硅酸盐结构的基本特点和类型。
21. 为什么外界温度的急剧变化可以使许多陶瓷器件开裂或破碎？22. 陶瓷材料中主要结合键是什么？从结合键的角度解释陶瓷材料所具有的特殊性能。
1. 试述结晶相变的热力学条件、动力学条件、能量及结构条件。
2. 如果纯镍凝固时的最大过冷度与其熔点（t m ＝1453℃）的比值为0.18，试求其凝固驱动力。
（ΔH ＝-18075J/mol ）3. 已知Cu 的熔点t m ＝1083℃，熔化潜热L m ＝1.88×103J/cm 3，比表面能σ＝1.44×105J/cm 3。
（1） 试计算Cu 在853℃均匀形核时的临界晶核半径。
（2） 已知Cu 的相对原子质量为63.5，密度为8.9g/cm 3,求临界晶核中的原子数。
4. 试推导杰克逊（K.A.Jackson ）方程)1ln()1(ln )1(x x x x x ax NkT G ms --++-=∆5. 铸件组织有何特点？6. 液体金属凝固时都需要过冷，那么固态金属熔化时是否会出现过热，为什么？7. 已知完全结晶的聚乙烯（PE ）其密度为1.01g/cm 3,低密度乙烯（LDPE ）为0.92 g/cm 3，而高密度乙烯（HDPE ）为0.96 g/cm 3，试计算在LDPE 及HDPE 中“资自由空间”的大小。
8. 欲获得金属玻璃，为什么一般选用液相线很陡，从而有较低共晶温度的二元系？9. 比较说明过冷度、临界过冷度、动态过冷度等概念的区别。
