2016年同济大学材料科学基础试题回忆版

一、填空（30分，1空1分）1、涡流扩散和分子扩散中，分子扩散系数_______（是/不是）物性参数，涡流扩散系数_______（是/不是）物性参数。

2、根据水分在一定干燥条件下能否除去，把湿物料中的水分分为________和________；根据水分在干燥中除去的难易程度，又可分为________和________。

其中，________易除，________不易除；________不能除去。

3、进料热状况一共有5种，分别是________、________、________、________和________。

4、已知精馏段操作线方程：y= ，提馏段操作线方程y= ，泡点进料。

求：R=________ 、X D=________、X F =________和X W =________。

5、理想溶液是指，同分子间与异分子间作用力________（相等/不相等），分子间相互吸引力不因混合而变化，形成的混合溶液没有________，也没有________效应。

6、当溶质溶解度很大时，H值________（大/小），K G=________，传质阻力由________控制；当溶质的溶解度值很小时，K L=________，传质阻力由________控制。

7、增大回流比，会使传质速率变____，但再沸器负荷变____，操作费用变____（大/小）。

8、干燥前湿空气要先预热，因为湿空气的相对湿度越__，它吸收水分的能力越__（大/小）。

二、简答（20分，1题4分）1、○1焓湿图上能读出哪些参数？○2简单画出I-H图。

2、简述双膜理论的要点。

3、○1Nu的物理意义是什么？○2要使得对流传热增强，应该怎么做？4、为什么湿空气进入干燥器前要先预热？5、实际最小液气比如果小于理论最小液气比，会出现什么情况？三、计算（50分）1、【换热器的综合传热】13分逆流式换热器中，热水气和冷却水逆向流动。

热气进口温度85℃、出口温度50℃，冷却水进口温度15℃、出口温度65℃。

2015同济大学821材料科学基础真题回忆整理版一，名词解释（6分/个，30分）固溶体和化合物点缺陷和位错特征x射线（？）时温等效原理范德华键和氢键1.共聚合和共聚物（？）二，判断题（2分/个，20分）1.热胀冷缩就是受热膨胀受冷收缩，那么物质的热膨胀系数都是正的；2.位错都可以滑移攀移3.SEM的衬度有二次衬度、背散射、质厚衬度4.金属导电是因为有自由运动的电子，不导电是因为没有5.晶体都透明，非晶体都不透明6.7.8.9.10.三，简答（8选6，10分/个，60分）1.推倒布拉格方程，并讨论其在x射线衍射分析和电子选区衍射中的应用；（推导出布拉格方程，并说明其在XRD、TEM选区电子衍射中的应用）2.试述影响高分子结晶的结构因素；3.画出三种金属晶体结构图，以及体心和面心立方堆积的110，100，111晶面的排列图；4.试从分子运动角度分析高分子材料的力学状态；5.试一材料为例，分析其宏观微观结构，并说出可以采用的材料分析方法和仪器（对一种材料进行宏观和微观的结构表征）6.金属和半导体本征电导率随温度的变化情况7.分析晶子学说和无规则网络学说的异同点，并说明为什么SiO2和B2O3能做网络形成体，而CaO和Na2O只能做网络调整体（玻璃的两个学说；为什么sio2 B2O3可以作为玻璃形成剂；而Na20为助溶剂）8.氢键、范德华键的区别，如何影响材料的性能的四，论述题（20/个，40分）1.试举两个相变的例子分析相变是如何影响材料的性能，以及用什么研究方法可以对相变的过程进行分析研究（举例两种相变的种类，应用，以及如何影响性能的；如何分析相变过程）2.为什么陶瓷材料和混凝土有很大的脆性？而高分子和金属有很好的韧性和塑性？试述如何提高材料的韧性以及塑性和强度（如何对材料进行增韧、增强）。

学院_______ 班级______ 姓名___________ 2000/2001学年第一学期分数__________ 《材料科学基础》期终考试试卷(A)（共三页）一. 判断是非题，对的划（＋），错的划（－）：（10％）P-11在某一过冷度下，大于临界半径的晶胚都能够长大，因为这样的晶胚形成时，引起系统自由能的变化ΔG<0 。

（）2过冷液相中的相起伏都是晶胚。

（）3面心立方结构的金属加工硬化的原因是因为形成了络玛－科垂耳（Lomer-Cotlrell）位错，固定割阶,位错缠结等，因此使位错滑移遇到了较大阻力造成的。

（）4面心立方结构的金属其滑移面、层错面都是{111}晶面族；孪晶面是{112}晶面族。

（）5固溶体的扩散总是受浓度梯度的控制，溶质原子总是自浓度高处向低处扩散。

（）6金属区域提纯可采用区域熔炼方法，但重熔凝固时最好使其液相完全混合。

（）7在影响扩散的诸因素中，最主要的并且可以控制的因素是温度。

（）8间隙相多数是由过渡族元素M与非金属元素X组成，其原子数之比为一定值，R X/R M<0.59，且为简单结构。

（）9冷变形金属再结晶后既改变了晶粒的形状，又改变了金属的晶体结构。

（）10冷变形金属回复阶段和再结晶阶段的驱动力都是界面能的降低。

（）二. 填空题：（10％）1 铜晶体的滑移面是___________ ，滑移方向是___________ ，滑移系是___________ 。

2 <111>晶向族包括________________________________________________________组晶向；{110}晶面族包括__________________________________________________________组晶面。

3钢和白口铸铁显微组织的主要区别是______________________________________ ；钢和工业纯铁显微组织的主要区别为 _____________________________________________________________________ 。

材料科学基础复习题一、单项选择（）1、面心立方(fcc)结构的铝晶体中，每个铝原子在本层(111)面上的原子配位数为___ B _____。

A、12B、6C、4D、32、面心立方金属发生形变孪生时，则孪晶面为___ A ____。

A、{111}B、{110}C、{112}3、铸锭凝固时如大部分结晶潜热可通过液相散失时，则固态显微组织主要为___ A _____。

A、树枝晶B、柱状晶C、球晶4、立方晶体中(110)和(211)面同属于__ D ______晶带。

A、[110]B、[100]C、[211]D、[111]5、根据三元相图的垂直截面图__ B ______。

A、可分析相成分变化规律B、可分析材料的平衡凝固过程C、可用杠杆定律计算各相的相对量6、凝固时不能有效降低晶粒尺寸的是以下哪种方法？ BA、加入形核剂B、减小液相的过冷度C、对液相实施搅拌答案：B7、三种组元组成的试样在空气中用X射线衍射(XRD)分析其随温度变化而发生相变的情况，则最多可记录到___ C _____共存。

A、2相B、3相C、4相D、5相8、fcc、bcc、hcp三种晶体结构的材料中，塑性形变时最容易生成孪晶的是__ C ______。

A、fccB、bccC、hcp9、A和A-B合金焊合后发生柯肯达尔效应，测得界面向A试样方向移动，则___ A _____。

A、A组元的扩散速率大于B组元B、与A相反C、A、B两组元的扩散速率相同10、简单立方晶体的致密度为___ C _____。

A、100%B、65％C、52%D、58％11、不能发生攀移运动的位错是___ A _____。

A、肖克利不全位错B、弗兰克不全位错C、刃型全位错12、fcc结构中分别在(111)和(111)面上的两个肖克利位错(分别是1/6[211]和1/6[121])相遇时发生位错反应，将生成_ CA、刃型全位错B、刃型弗兰克位错C、刃型压杆位错D、螺型压杆位错13、能进行交滑移的位错必然是___ B _____。

材料科学基础习题及答案第一章结晶学基础第二章晶体结构与晶体中的缺陷1名词解释：配位数与配位体，同质多晶、类质同晶与多晶转变，位移性转变与重建性转变，晶体场理论与配位场理论。

晶系、晶胞、晶胞参数、空间点阵、米勒指数（晶面指数）、离子晶体的晶格能、原子半径与离子半径、离子极化、正尖晶石与反正尖晶石、反萤石结构、铁电效应、压电效应.答：配位数：晶体结构中与一个离子直接相邻的异号离子数。

配位体：晶体结构中与某一个阳离子直接相邻、形成配位关系的各个阴离子中心连线所构成的多面体。

同质多晶：同一化学组成在不同外界条件下（温度、压力、pH值等），结晶成为两种以上不同结构晶体的现象。

多晶转变：当外界条件改变到一定程度时，各种变体之间发生结构转变，从一种变体转变成为另一种变体的现象。

位移性转变：不打开任何键，也不改变原子最邻近的配位数，仅仅使结构发生畸变，原子从原来位置发生少许位移，使次级配位有所改变的一种多晶转变形式。

重建性转变：破坏原有原子间化学键，改变原子最邻近配位数，使晶体结构完全改变原样的一种多晶转变形式。

晶体场理论：认为在晶体结构中，中心阳离子与配位体之间是离子键，不存在电子轨道的重迭，并将配位体作为点电荷来处理的理论。

配位场理论：除了考虑到由配位体所引起的纯静电效应以外，还考虑了共价成键的效应的理论图2-1MgO晶体中不同晶面的氧离子排布示意图2面排列密度的定义为：在平面上球体所占的面积分数。

（a）画出MgO（NaCl型）晶体（111）、（110）和（100）晶面上的原子排布图；（b）计算这三个晶面的面排列密度。

解：MgO晶体中O2-做紧密堆积，Mg2+填充在八面体空隙中。

（a）（111）、（110）和（100）晶面上的氧离子排布情况如图2-1所示。

（b）在面心立方紧密堆积的单位晶胞中，a022r（111）面：面排列密度=2r2/4r23/2/2/230.907（110）面：面排列密度=2r2/4r22r/420.555 222r/40.785（100）面：面排列密度=2r2/3、已知Mg2+半径为0.072nm，O2-半径为0.140nm，计算MgO晶体结构的堆积系数与密度。

材料科学基础习题与参考答案（doc14页）（优质版）第一章材料的结构一、解释以下基本概念空间点阵、晶格、晶胞、配位数、致密度、共价键、离子键、金属键、组元、合金、相、固溶体、中间相、间隙固溶体、置换固溶体、固溶强化、第二相强化。

二、填空题1、材料的键合方式有四类，分别是（），（），（），（）。

2、金属原子的特点是最外层电子数（），且与原子核引力（），因此这些电子极容易脱离原子核的束缚而变成（）。

3、我们把原子在物质内部呈（）排列的固体物质称为晶体，晶体物质具有以下三个特点，分别是（），（），（）。

4、三种常见的金属晶格分别为（），（）和（）。

5、体心立方晶格中，晶胞原子数为（），原子半径与晶格常数的关系为（），配位数是（），致密度是（），密排晶向为（），密排晶面为（），晶胞中八面体间隙个数为（），四面体间隙个数为（），具有体心立方晶格的常见金属有（）。

6、面心立方晶格中，晶胞原子数为（），原子半径与晶格常数的关系为（），配位数是（），致密度是（），密排晶向为（），密排晶面为（），晶胞中八面体间隙个数为（），四面体间隙个数为（），具有面心立方晶格的常见金属有（）。

7、密排六方晶格中，晶胞原子数为（），原子半径与晶格常数的关系为（），配位数是（），致密度是（），密排晶向为（），密排晶面为（），具有密排六方晶格的常见金属有（）。

8、合金的相结构分为两大类，分别是（）和（）。

9、固溶体按照溶质原子在晶格中所占的位置分为（）和（），按照固溶度分为（）和（），按照溶质原子与溶剂原子相对分布分为（）和（）。

10、影响固溶体结构形式和溶解度的因素主要有（）、（）、（）、（）。

11、金属化合物（中间相）分为以下四类，分别是（），（），（），（）。

12、金属化合物（中间相）的性能特点是：熔点（）、硬度（）、脆性（），因此在合金中不作为（）相，而是少量存在起到第二相（）作用。

13、CuZn、Cu5Zn8、Cu3Sn的电子浓度分别为（），（），（）。

同济大学材料科学基础全真模拟题（一）考试时间：180分钟考试总分：150分一．名词解释（每小题6分，共30分）1、固溶体和置换固溶体2、线缺陷和面缺陷3、滑移系和滑移带4、金属间化合物5、特征X射线二．判断题（每小题2分，共20分）1、非金属和金属的原子半径比值r x/r m>0.59时，形成间隙化合物，如氢化物、氮化物。

（）2、由于均匀形核需要的过冷度很大，所以液态金属多为非均匀形核。

（）3、塑性变形会使金属的导电性升高，抗腐蚀性下降。

（）4、对同一聚合物而言，分子量对结晶速度有显著影响。

在相同条件下，一般分子量低结晶速度快。

（）5、透射电镜的两种主要功能是测量内部组织和成分价键。

（）6、宏观上，弹性模量E代表材料对弹性正应变的抗力；微观上E表征原子间的结合力。

（）7、复合材料界面的作用仅仅是把基体与增强体粘结起来。

（）8、硬度越高，材料的耐磨性能越好。

（）9、分子间作用力增大，柔顺性也变大。

（）10、在样品台转动的工作模式下，X射线衍射仪探头转动的角速度是样品转动角速度的二倍。

（）三．简答题（共8道题，从中选择6道题进行作答，多做不得分。

如果作答题目超过6道，那么选取作答的前6题进行批阅。

每道题10分，共60分）1、简述温度对金属电阻影响的一般规律及原因。

2、扩散型相变和无扩散型相变各有哪些主要特点。

3、推导布拉格方程，说明干涉面及其指数HKL的含义，衍射极限条件是什么？4、以NaCl晶胞为例，试说明面心立方紧密堆积中的八面体和四面体空隙的位置和数量。

5、简述聚合物力学三态的分子运动特点。

6、高聚物结构复杂的原因是什么。

7、在立方晶系晶胞中画出下列晶面指数和晶向指数：（001）与[]012（111）与[]211()011与[]111()223与[]123与[]121 236（257）与[]111()（102）()211()312[110] []021[]2138、扫描电镜的工作原理是什么？其结构包括哪些部分？四．论述题（每题20分，共40分）1、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？从结合键的角度解释陶瓷材料所具有的特殊性能，并试述硅酸盐结构的基本特点和类型。

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材料科学基础试卷(一)一、概念辨析题（说明下列各组概念的异同。

任选六题，每小题3分，共18分）1 晶体结构与空间点阵2 热加工与冷加工3 上坡扩散与下坡扩散4 间隙固溶体与间隙化合物5 相与组织6 交滑移与多滑移7 金属键与共价键8 全位错与不全位错9 共晶转变与共析转变二、画图题（任选两题。

每题6分，共12分）1 在一个简单立方晶胞内画出［010］、［120］、［210］晶向和（110）、（112）晶面。

2 画出成分过冷形成原理示意图（至少画出三个图）。

3 综合画出冷变形金属在加热时的组织变化示意图和晶粒大小、内应力、强度和塑性变化趋势图。

4 以“固溶体中溶质原子的作用”为主线，用框图法建立与其相关的各章内容之间的联系。

三、简答题（任选6题，回答要点。

每题5分，共 30 分）1 在点阵中选取晶胞的原则有哪些？2 简述柏氏矢量的物理意义与应用。

3 二元相图中有哪些几何规律？4 如何根据三元相图中的垂直截面图和液相单变量线判断四相反应类型？5 材料结晶的必要条件有哪些？6 细化材料铸态晶粒的措施有哪些？7 简述共晶系合金的不平衡冷却组织及其形成条件。

8 晶体中的滑移系与其塑性有何关系？9 马氏体高强度高硬度的主要原因是什么？10 哪一种晶体缺陷是热力学平衡的缺陷，为什么？四、分析题（任选1题。

10分）1 计算含碳量w=0.04的铁碳合金按亚稳态冷却到室温后，组织中的珠光体、二次渗碳体和莱氏体的相对含量。

2 由扩散第二定律推导出第一定律，并说明它们各自的适用条件。

3 试分析液固转变、固态相变、扩散、回复、再结晶、晶粒长大的驱动力及可能对应的工艺条件。

五、某面心立方晶体的可动滑移系为(111) [110].（15分）(1) 指出引起滑移的单位位错的柏氏矢量.(2) 如果滑移由纯刃型位错引起,试指出位错线的方向.(3) 如果滑移由纯螺型位错引起,试指出位错线的方向.(4) 在(2),(3)两种情况下,位错线的滑移方向如何?(5) 如果在该滑移系上作用一大小为0.7MPa的切应力，试确定单位刃型位错和螺型位错线受力的大小和方向。