材料科学与工程导论试题
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其次章 材料科学与工程的四个根本要素
作业一
第一局部 填空题〔10 个空共 10 分，每空一分〕
1. 材料科学与工程有四个根本要素，它们分别是：使用性能、材料的性质、构造与成份和合成与加工。
2. 材料性质的表述包括力学性质、物理性质和化学性质。
3. 强度可以用弹性极限、屈服强度和比例界限等来表征。
4. 三类主要的材料力学失效形式分别是：断裂、磨损和腐蚀。
5. 材料的构造包括键合构造、晶体构造和组织构造。
6. 晶体构造有三种形式，它们分别是：晶体、非晶体和准晶体。
7. 化学分析、物理分析和谱学分析是材料成分分析的三种根本方法。
8. 材料的强韧化手段主要有固溶强化、加工强化、弥散强化、其次相强化和相变增韧。其次局部 推断题〔10 题共 20 分，每题 2 分〕
1. 材料性质是功能特性和效用的描述符，是材料对电.磁.光.热.机械载荷的反响。〔√ 〕
2. 疲乏强度材料抵抗交变应力作用下断裂破坏的力气。〔√ 〕
3. 硬度是指材料在外表上的大体积内抵抗变形或裂开的力气。〔错〕
4. 性能是包括材料在内的整个系统特征的表达；性质则是材料本身特征的表达。〔√〕
5. 晶体是指原子排列短程有序，有周期。〔错〕
6. 材料的热处理是指通过确定的加热、保温、冷却工艺过程，来转变材料的相组成状况，
到达转变材料性能的方法。〔√〕
7. 材料外表工程包括外表改性和外表保护两个方面。〔错〕
8. 材料复合的过程就是材料制备、改性、加工的统一过程。〔√〕
9. 材料合成与加工过程是在一个不限定的空间，在给定的条件下进展的。〔错〕
10. 材料中裂纹的形成和扩展的争论是微观断裂力学的核心问题。〔√〕
第三局部 简答题〔4 题共 40 分，每题 10 分〕
1. 材料性能的定义是什么？答：在某种环境或条件作用下，为描述材料的行为或结果，依据特定的标准所获得的表征参量。
2. 金属材料的尺寸减小到确定值时，材料的工程强度值不再恒定，而是快速增大，缘由有哪两点？答：1〕按统计学原理计算单位面积上的位错缺陷数目，由于截面减小而不能 满足大样本空间时，这个数值不再恒定；2〕晶体构造越来越接近无缺陷抱负晶体，强度值也就越接近于理论强度值。
3. 流变成型包括哪几个方面？答：金属的半固态成型、高分子材料的熔融成型、陶瓷泥料、浆料成型和玻璃的熔融浇注。
4. 材料改性的目的和内容是什么？答：目的：通过转变材料的成分、组织与构造来转变材料的性能。内容: １. 材料的“合金化”2 .材料的热处理
第四局部 论述题〔2 题共 30 分，每题 15 分〕
1. 材料的成分和构造主要的测试手段有哪些？它们使用于哪些范围？
答： 检测仪器
体视显微镜光学显微镜电子扫描显微透射电镜
场离子显微镜 区分率
mm(毫米)--μm〔微米〕
μm〔微米〕
微米--纳米〔nm〕达 0.7nm
观看到原子排列面，达 0.2nm
形貌观看 0.2--0.3nm
隧道扫描显微镜 观看到原子构造 0.05--0.2nm
2. 加工与合成的定义和主要内容是什么？以及它们的关系是什么？进展方向是什么？
答：“合成”与“加工”是指建立原子、分子和分子团的排列，在全部尺度上〔从原子尺寸到宏观尺度〕对构造的把握，以及高效而有竞争力地制造材料与元件的演化过程。合成是指把各种原子或分子结合起来制成材料所承受的各种化学方法和物理方向。
加工可以同样的方式使用，还可以指较大尺度上的转变，包括材料制造。提高材料合成与加工的技术水平是我们的最重要的课题。 作业二
第一局部 填空题〔10 题共 10 分，每题 1 分〕
1. 材料的物理性质表述为电学性质、磁学性质、光学性质和热学性质。
2. 材料的硬度表征为布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度等。
3. 材料的化学性质主要表现为催化性质和防化性质。
4. 冶金过程、熔炼与凝固、粉末烧结和高分子聚合是四种主要的材料制备方法。
5. 假设按材料的流变特性来分析，则材料的成型方法可分为三种：液态成型、塑变成型和流变成型。
6. 金属材料的改性包括材料的合金化以及材料的热处理
7. 典型热处理工艺有淬火、退火、回火和正火。其次局部 选择题〔5 题共 10 分，每题 2 分〕
1. 分析材料的相组成你会选取何种测试手段〔B〕
A 扫描电镜 B 透射电镜 C 红外吸取光谱
2. 分析各相之间的位相关系选取何种测试手段〔B〕
A 红外吸取光谱 B X 射线衍射 C 扫描电镜
3. 进展断口形貌观看最好用何种仪器〔A〕
A 扫描电镜 B 透射电镜 C X 射线衍射 D 红外吸取光谱
4. 观看原子构造承受何种仪器〔Ｂ〕
A 光学显微镜 B 隧道扫描线微镜 C 扫描电镜 D 红外吸取光谱５．以下仪器中区分率最高的是〔Ｃ〕
A 体式显微镜 B 光学显微镜 C 隧道扫描线微镜 D 电子扫描显微镜第三局部 推断题〔10 题共 10 分，每题 1 分〕
1. 材料性能是随着外因的变化而不断变化，是个渐变过程，在这个过程中发生量变的积存， 而性质保持质的相对稳定性；当量变到达一个“度”时，将发生质变，材料的性质发生 根本的变化。〔√〕
2. 疲乏强度是材料抵抗交变应力作用下断裂破坏的力气。〔√〕
3. 韧性指材料从塑性变形到断裂全过程中吸取的能量。〔错〕
4. 在材料使用性能〔产品〕设计的同时，力求转变传统的争论及设计路线，将材料性质同时考虑进去，实行并行设计的方法。〔√〕 5. 准晶体的特点是原子排列长程有序，有周期。〔错〕
6. 现代材料科学家对材料成分、构造的生疏是由分析、检测实现的。〔√〕
7. 热处理是指通过确定的加热、保温、冷却工艺过程，来转变材料的组织组成的状况，到达转变材料性能的方法。〔错〕
8. 淬火通过快速冷却，获得远离平衡态的不稳定组织，到达强化材料的目的。〔√〕
9. 正火是在奥氏体状态下，空气或保护气体冷却获得珠光体均匀组织，提高强度，降低韧性。〔错〕
10. 材料外表工程有：外表改性、外表防护和薄膜技术。〔√〕
第四局部 简答题〔4 题共 40 分，每题 10 分〕
1．从事材料工程的人们为什么必需留意材料性能数据库。
答：材料性能数据库是材料选择的先决条件；材料性能数据库是实现计算机关心选材
〔CAMS〕、计算机关心设计〔CAD〕、计算机关心制造〔CAM〕的根底
2．什么是材料的组织组成。
答：组成材料的不同物质表示出的某种形态特征
3. “材料设计”设想始于 50 年月，80 年月后实现“材料设计”的条件渐趋成熟。表现在哪三个方面。
答：1〕根底理论的形成和进展 2〕计算机科学技术的进展 3〕合成与加工技术的涌现4．型材料设计的内容。
成分构造设计
性质性能推想
合成加工过程的把握与优化
第五局部 论述题〔2 题共 30 分，每题 15 分〕
1. 材料科学与工程的四要素是什么，它们之间的关系如何？
a) 使用性能
b) 材料的性质
c) 构造与成分
d) 合成与加工 产 具 提
生 备 供
2. 你认为材料工作者需要具备什么样的条件？你认为哪些方面是技术材料的代表？ 答：在材料科学争论及工程化应用中，材料人员应具备这样一种力气：能针对不同的使用环境，提取出关键的材料性质并选择优良性能的材料。
准晶、纳米材料和界面科学等是的争论课题，都主要是围绕成分与构造开放的，向上追溯到材料的合成与加工，向下则牵联到材料的特征性质。可以说，这些争论是材料技术的代表。 合成与加工 构造与成分 材料性质 使用性能 作业三
一、 名词解释〔6 题共 30 分，每题 5 分〕
(1). 晶体：原子在空间呈有规章的周期性的重复排列。
(2). 硬度：材料在外表上的小体积内抵抗变形或裂开的力气。
(3). 疲乏强度：材料抵抗交变应力作用下断裂破坏的力气。
(4). 材料组织： 材料的组织是对材料的类型、外形、数量、大小、分布等特征的描述，特征一样的局部归为一种组织组成物。
(5). 韧性：材料从塑性变形到断裂全过程中吸取能量的力气。
(6). 材料的“合金化”：通过转变材料的成分，到达转变材料性能的方法。这种方法在金属材料和现代高分子材料的改性方面有广泛的应用。
二、 填空题 〔10 个空共 10 分，每空 1 分〕
(1). 固体中的结合键可以分为〔4〕种，它们是〔金属键〕、离子键、〔分子键〕、共价键。
(2). 共晶反响式为：( L→α+β)，共晶反响的特点为：(一个液相生成两个固相)。
(3). 材料力学性能的硬度表征：布氏硬度、(洛氏硬度)、维氏硬度等。
(4). 马氏体的显微组织形态主要有：〔板条马氏体〕、〔片状马氏体〕两种。其中〔板条马氏体〕的韧性较好
(5). 液态金属结晶时，结晶过程的推动力是：〔液相和固相之间存在过冷度〕。
三、 是非题 〔5 题共 10 分，每题 2 分〕
(1). 材料性质是功能特性和效用的描述符，是材料对电、磁、光、热、机械载荷的 反响。 〔 √ 〕
(2). 一个合金的室温组织为α+βⅡ+〔α+β〕，它由三相组成。〔×〕
(3). 三束外表改性是指：激光束、电子束、离子束 〔 √ 〕
(4). 材料中裂纹的形成和扩展的争论是微观断裂力学的核心问题。〔 √ 〕
(5). 不管含碳量的凹凸，马氏体的硬度都很高，脆性都很大。〔×〕
四、 选择题 〔5 题共 10 分，每题 2 分〕
(1). 打算晶体构造和性能最本质的因素是：a. 原子间的结合能 b.原子间的距离 c.
原子的大小。〔a〕
(2). 固溶体的晶体构造：〔a〕a.与溶剂一样 b.与溶质一样.c.为其它晶型
(3). 材料的刚度和〔a〕有关：a.弹性模量 b 屈服强度 c 抗拉强度
(4). 间隙相的性能特点是：a.熔点高，硬度低；b 硬度高，熔点低c 硬度高、熔点高 〔c〕
(5). 珠光体是一种：a.单相固溶体 b 两相混合物 c. Fe 和C 的化合物 〔b〕
五、 简答题〔4 题共 20 分，每题 5 分〕
(1). 何为粉末烧结？影响烧结的因素有哪些？
烧结是陶瓷何粉末冶金工艺中最重要的工序。所谓烧结就是指在高温作用下，
坯体发生一系列物理化学变化，由松散状态渐渐密化，且机械强度大大提高的 过程。
影响烧结的因素有很多，如坯体的初始密度、物相组成、烧结气氛、压力以及添加剂等。
(2). 简述纤维增加复合材料的机理。
纤维复合材料强度高的缘由是：纤维尺寸小强度高韧性改善，纤维外表受基体保护，基体有止裂作用，断裂时纤维拔出要抑制粘结力，以及纤维处于三向受
