(完整word版)材科基试卷 (1)
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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。
材料科学基础试题材料科学基础试题库一填空:固体中的键分为三类:离子键、共价键和金属键,以及分子键和氢键等物理键。
23复合材料通常由基体、增强体和它们之间形成的界面组成。
4.宏观上完全相同,或连续变化,无突变。
扩散是固体中传质的唯一途径。
六一、判断题:1.均匀合金的成分在不平衡凝固过程中会偏析。
(t)二,。
有正位错和负位错,它们之间有本质的区别。
(f)三,。
珠光体是奥氏体和渗碳体的层状混合物。
(f)4.因为晶体的排列是长程有序的,所以其物理性质是各向同性。
(f)5.陶瓷材料的金属元素和非金属元素主要通过共价键连接。
(f)6.单相组织一般具有良好的延展性,而共晶合金具有良好的铸造性能。
(t)七,。
扩散是固体中传质的唯一途径。
(t)8.在实际系统中,纯金属的凝固是非均匀形核。
(t)9.在空位机制中,原子的扩散可以看作是空位的移动。
(t)10.晶体长大微观界面为粗糙时,宏观表现为光滑界面。
(t)11.热膨胀的本质是原子半径的胀大。
(f)12.二元合金中不可能有四相共存。
(f)13.根据菲克定律,扩散驱动力是浓度梯度,因此扩散总是沿着低浓度(f)14的方向进行。
复合材料通常由基体、增强体以及它们之间形成的界面组成。
(t) 15。
均相体系是指两种组分在液体和固体状态下完全可混溶的体系。
(t) 16。
退火不能消除枝晶偏析。
(f)17.莱氏体和珠光体都是混合物。
(t)18.反复缠绕电线后,其电阻会增加。
(t) 19。
陶瓷的抗拉强度通常是抗压强度的5-10倍。
(f) 20。
前共析渗碳体是一种填隙固溶体,坚硬而易碎。
(f) 21。
在实际系统中,纯金属的凝固是均匀形核。
(f)22.fick第一定律表示通过某一截面的扩散流量与垂直这个截面方向上浓度梯度成正比,其方向与浓度降落方向一致。
(t)23.临界成核尺寸与其形状密切相关。
(f)24.高分子化合物的大分子由链节构成,链节的重复次数称为聚合度。
(t)25.缩聚反应就是大分子变成小分子的反应,不一定有副产物。
2005年上海交通大学材料科学基础考博试卷[回忆版]材料科学基础:8选5。
每题两问,每问10分,我当10个题说吧,好多我也记不清是那个题下的小问了。
1。
填空。
你同学应该买那本材料科学基础习题了吧,看好那本此题就没多大问题,因为重复性很强。
2。
论述刃位错和螺位错的异同点3。
画晶面和晶向,立方密排六方一定要会,不仅是低指数;三种晶型的一些参数象原子数配位数之类的4。
计算螺位错的应力。
那本习题也有类似的,本题连续考了两年,让你同学注意下此题5。
置换固熔体、间隙固熔体的概念,并说明间隙固熔体、间隙相、间隙化合物的区别。
那本习题上有答案、6。
扩散系数定义,及对他的影响因素7。
伪共晶定义,还有个相关的什么共晶吧,区分下。
根据这概念好像有个类似计算的题,这我没做,不太记得了,总之就是共晶后面有点内容看下8。
关于固熔的题,好像是不同晶型影响固熔程度的题,我就记得当时我画了个铁碳相图举例说明了下还有两个关于高分子的题,我没做也没看是啥题总之,我觉得复习材科把握课本及习题,习题很重要,有原题,而且我发现交大考试重基础,基本概念要搞清楚,就没问题。
上海交通大学2012年材料科学基础考博试卷[回忆版]5 个大题,每个大题20分。
下面列出的是材料科学基础的前五个大题,其中第一大题有几个想不起来了,暂列9个。
其实后边还有三道大题,一道是关于高分子的,一道是关于配位多面体的,还有最后一个是作为一个材料工作者结合经验谈谈对材料科学特别是对材料强韧化的看法和建议,我都没敢选。
一填空(20分,每空1分)1 密排六方晶体有()个八面体间隙,()个四面体间隙2 晶体可能存在的空间群有(230)种,可能存在的点群有(32)种。
3 离子晶体中,正负离子间的平衡距离取决于(),而正离子的配位数则取决于()。
(鲍林第一规则)4 共价晶体的配位数服从()法则。
5 固溶体按溶解度分为有限固溶体和无限固溶体,那么()固溶体永远属于有限固溶体。
6 空位浓度的计算公式:()。
一、填空题1、晶体的三种缺点(点缺点、线缺点、面缺点)2、铸锭三晶区(表层细晶区、柱状晶区、中心等轴晶区)3、按原子地点固溶体分类为(置换固溶体和缝隙固溶体)4 过冷液相中的(结构起伏和能量起伏)是形核的基础5、金属内部由一种晶体转变成另一种晶体结构的转变成(同素异构体转变)6、亚共析钢在常温下的组织和相分别为(珠光体和铁素体、铁素体和渗碳体)7、使用第二相粒子起增强作用的增强方式是(弥散增强)二、选择题1、密积聚结构的致密度为( B )2、下述晶体缺点中属于线缺点的是(B)A空位B位错C晶界D缝隙原子4、固溶体的不均衡凝固可能造成( A )A 晶内偏析B 晶相偏析C 会合缩孔D 缩松4、铸铁与碳钢的差别在于有无( A )A 莱氏体 B珠光体 C铁素体 D奥氏体5、以下图是( C)的结果A单滑移B多滑移C交滑移D三、判断题1、面心立方结构是原子的2、点缺点是一种稳固缺点,在必定温度3、铁素体是 C 在α -Fe 的4、在实质系统中,纯金属的5、溶剂与溶质原子价电子数越大增强成效越好四、名词解说1、螺型位错答:一个晶体的某一部分相对于其他部发散生滑移,原子平面沿着一根轴线回旋上涨,每绕轴线一周,原子面上涨一个晶面间距。
因为位错周边的原子是按螺旋形摆列的,因此叫咯型位错。
2、共析转变答:必定成分的固相在必定温度下分解为别的两个必定成分的固相的转变过程。
3均匀形核答:液相中各个地域出现新晶核的几率都是同样的,这类形核方式即为均匀形核。
4加工硬化答:在塑性变形过程中,跟着金属内部组织的变化,金属的力学性能也将产生显然的变化,即跟着变形程度的增添,金属的强度、硬度增添,而塑性、韧性降落。
5、变质办理答:在浇铸前去液态金属中加入形核剂,促进形成大批的非均匀晶核来细化晶粒。
五、简答题1、刃性位错特色答:(1、刃性位错有一额外半原子面(2、位错线是一个拥有必定宽度的修长晶格畸变管道,此中既有正应变,又有切应变。
材料科学基础试卷及答案7套试题1一. 图1是Na2O的理想晶胞结构示意图,试回答:1.晶胞分子数是多少;2.结构中何种离子做何种密堆积;何种离子填充何种空隙,所占比例是多少;3.结构中各离子的配位数为多少,写出其配位多面体;4.计算说明O2-的电价是否饱和;5.画出Na2O结构在(001)面上的投影图。
二. 图2是高岭石(Al2O3·2SiO2·2H2O)结构示意图,试回答:1.请以结构式写法写出高岭石的化学式;2.高岭石属于哪种硅酸盐结构类型;3.分析层的构成和层的堆积方向;4.分析结构中的作用力;5.根据其结构特点推测高岭石具有什么性质。
三. 简答题:1.晶体中的结构缺陷按几何尺寸可分为哪几类?2.什么是负扩散?3.烧结初期的特征是什么?4.硅酸盐晶体的分类原则是什么?5.烧结推动力是什么?它可凭哪些方式推动物质的迁移?6.相变的含义是什么?从热力学角度来划分,相变可以分为哪几类?四. 出下列缺陷反应式:1.NaCl形成肖特基缺陷;2.AgI形成弗仑克尔缺陷(Ag+进入间隙);3.TiO2掺入到Nb2O3中,请写出二个合理的方程,并判断可能成立的方程是哪一种?再写出每个方程的固溶体的化学式。
4.NaCl溶入CaCl2中形成空位型固溶体五. 表面力的存在使固体表面处于高能量状态,然而,能量愈高系统愈不稳定,那么固体是通过何种方式降低其过剩的表面能以达到热力学稳定状态的。
六.粒径为1μ的球状Al2O3由过量的MgO微粒包围,观察尖晶石的形成,在恒定温度下,第一个小时有20%的Al2O3起了反应,计算完全反应的时间:⑴用杨德方程计算;⑵用金斯特林格方程计算。
七.请分析熔体结构中负离子团的堆积方式、聚合度及对称性等与玻璃形成之关系。
八.试从结构和能量的观点解释为什么D晶界>D晶内?九.试分析二次再结晶过程对材料性能有何影响?工艺上如何防止或延缓二次再结晶的发生?十.图3是A-B-C三元系统相图,根据相图回答下列问题:1.写出点P,R,S的成分;2.设有2kgP,问需要多少何种成分的合金Z才可混熔成6kg成分为R的合金。
《资料科学基础》试题库一、选择1、在柯肯达尔效应中,标志漂移主要原由是扩散偶中__C___ 。
A、两组元的原子尺寸不一样B、仅一组元的扩散C、两组元的扩散速率不一样2、在二元系合金相图中,计算两相相对量的杠杆法例只好用于__B___ 。
A、单相区中B、两相区中C、三相均衡水平线上3、铸铁与碳钢的差异在于有无_A____ 。
A、莱氏体B、珠光体C、铁素体4、原子扩散的驱动力是_B____ 。
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__C___ 。
A、原子交换体制B、空隙体制C、空位体制6、在晶体中形成空位的同时又产生空隙原子,这样的缺点称为_B____ 。
A、肖脱基缺点B、弗兰克尔缺点C、线缺点7、理想密排六方构造金属的c/a 为 __A___ 。
A、 B 、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结的三角形,其极点涉及__A___ 。
A、单相区B、两相区C、三相区9、有效分派系数Ke 表示液相的混淆程度,其值范围是_____ 。
(此中Ko 是均衡分派系数)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好赔偿表面能的___B__ 。
A、1/3 B 、2/3 C 、 3/412、金属结晶过程中( C ):a、临界晶核半径越大,形核越易;b、临界晶核形成功越大,形核越易;c、过冷度越大,形核越易;d、均质形核比非均质形核简单。
13、三元相图中():a 、垂直截面图上可应用杠杆定律;b、垂直截面图上三相地区为直边三角形;c 、四相共晶反响平面在成份投影图上为曲边四边形;d、四相反响为等温反响。
14、三、判断正误 ( 每题 1 分,共 10 分 )正确的在括号内画“√”,错误的画“×”1. 金属中典型的空间点阵有体心立方、面心立方和密排六方三种。
专业课原理概述部分一、选择题(每题1分,共5分)1. 材料的四大基本性能中,下列哪一项是指材料在外力作用下抵抗破坏的能力?A. 塑性B. 硬度C. 韧性D. 耐磨性2. 下列哪种晶体结构类型不具有滑移系?A. 面心立方B. 体心立方C. 六方最密D. 简单立方A. 钢铁B. 铝合金C. 玻璃D. 橡胶4. 下列哪个过程是纯金属凝固过程中原子排列从不规则到规则的过程?A. 凝固B. 凝固前沿C. 枝晶生长D. 偏析A. X射线衍射B. 扫描电镜C. 热分析D. 拉曼光谱二、判断题(每题1分,共5分)1. 材料的强度是指材料在外力作用下发生塑性变形的能力。
(错)2. 陶瓷材料的断裂韧性一般较低,因此容易发生断裂。
(对)3. 材料的熔点越高,其热稳定性越好。
(对)4. 晶体中的位错密度越高,材料的强度越高。
(错)5. 材料的疲劳寿命与加载频率成正比。
(错)三、填空题(每题1分,共5分)1. 材料的四大基本性能包括:____、____、____、____。
2. 晶体中原子排列的最小重复单元称为:____。
3. 金属材料在塑性变形过程中,位错的运动方式主要有:____、____、____。
4. 陶瓷材料的烧结过程主要包括:____、____、____。
5. 材料的热处理工艺主要包括:____、____、____。
四、简答题(每题2分,共10分)1. 简述晶体与非晶体的区别。
2. 什么是位错?它在材料中的作用是什么?3. 简述纯金属凝固过程中晶粒长大的驱动力。
4. 什么是材料的疲劳?影响材料疲劳寿命的因素有哪些?5. 简述材料表面改性的目的和方法。
五、应用题(每题2分,共10分)1. 已知某金属的屈服强度为200MPa,求在拉伸过程中,当应力达到150MPa时,该金属的塑性应变是多少?2. 一块玻璃在室温下受到外力作用,为什么容易发生脆性断裂?3. 有一块铝合金,其熔点为660℃,现将其加热至700℃,请分析其组织结构可能发生的变化。
材料科学基础试题及答案一、出题形式一:填空类1.在立方系中,晶面族{123}中有 24 组平面,晶面族{100}中有3组平面。
2.获得高能量的原子离开原来的平衡位置,进入其它空位或迁移至晶界或表面,形成肖脱基空位。
如果离位原子进入晶体间隙,形成费仑克尔空位。
3.点缺陷的类型分为空位和间隙原子;当相遇时两者都消失,这一过程称为复合或湮灭。
4.刃型位错的柏氏矢量b与位错线t互相垂直,刃型位错移动的方向与b方向一致。
螺型位错的移动方向与柏氏矢量b 垂直,螺型位错的柏氏矢量b方向与位错线t的方向平行。
5.由于界面能的存在,当晶体中存在能降低界面能的异类原子时,这些原子将向境界偏聚,这种现象叫内吸附。
6.均匀形核必须具备的条件是:1.必须过冷;2. 必须具备与一定多冷度相适应的能量起伏和结构起伏。
7.面心立方结构的滑移面是{111},共有 4组,每组滑移面上包含 3 个滑移方向,共有 12 个滑移系。
8.由于晶界阻滞效应及取向差效应,使多晶体的变形抗力比单晶体大,其中,取向差效应是多晶体加工硬化更主要的原因。
9.滑移面应是面间距最大的密排面,滑移方向是原子最密排方向。
10.金属塑性变形时,外力所作的功除了转化为热量之外,还有一小部分被保留在金属内部,表现为残余应力。
11.金属的热变形是指金属材料在再结晶温度以上的加工变形,在此过程中,金属内部同时进行着加工硬化和回复再结晶软化两个过程。
12. 扩散的驱动力是化学位梯度;再结晶的驱动力为冷变形所产生的储存能的释放;再结晶后晶粒的长大的驱动力是:晶粒长大前后的界面能差,纯金属结晶的驱动力是温度梯度。
13. 晶体中原子在表面、晶界、位错处的扩散速度比原子在晶内的扩散速度快,这种现象叫短路扩散。
14. 回复的初始阶段回复机制以空位迁移为主,后期以位错攀移为主。
15.材料的结合方式有共价键、离子键、金属键和范德华力四种化学键结合方式。
21.细化铸件晶粒的方法有:1、提高过冷度 2、变质处理 3、振动、搅拌。
《材料科学基础》期末考试试卷及参考答案,2019年6月第1页(共11页)########2018-2019学年第二学期########专业####级《材料科学基础》期末考试试卷(后附参考答案及评分标准)考试时间:120分钟考试日期:2019年6月题号一二三四五六总分得分评卷人复查人一、单项选择题(请将正确答案填入表中相应题号处,本题13小题,每小题2分,共26分)题号1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案题号 11 12 13 答案1. 在形核-生长机制的液-固相变过程中,其形核过程有非均匀形核和均匀形核之分,其形核势垒有如下关系()。
A. 非均匀形核势垒≤ 均匀形核势垒B. 非均匀形核势垒≥ 均匀形核势垒C. 非均匀形核势垒 = 均匀形核势垒D. 视具体情况而定,以上都有可能2. 按热力学方法分类,相变可以分为一级相变和二级相变,一级相变是在相变时两相自由焓相等,其一阶偏导数不相等,因此一级相变()。
A. 有相变潜热改变,无体积改变B. 有相变潜热改变,并伴随有体积改变C. 无相变潜热改变,但伴随有体积改变D. 无相变潜热改变,无体积改变得分专业年级姓名学号装订线3. 以下不是材料变形的是()。
A. 弹性变形B. 塑性变形C. 粘性变形D. 刚性变形4. 在固溶度限度以内,固溶体是几相?()A. 2B. 3C. 1D. 45. 下列不属于点缺陷的主要类型是()。
A. 肖特基缺陷B. 弗伦克尔缺陷C. 螺位错D. 色心6. 由熔融态向玻璃态转变的过程是()的过程。
A. 可逆与突变B. 不可逆与渐变C. 可逆与渐变D. 不可逆与突变7. 下列说法错误的是()。
A. 晶界上原子与晶体内部的原子是不同的B. 晶界上原子的堆积较晶体内部疏松C. 晶界是原子、空位快速扩散的主要通道D. 晶界易受腐蚀8. 表面微裂纹是由于晶体缺陷或外力作用而产生,微裂纹同样会强烈地影响表面性质,对于脆性材料的强度这种影响尤为重要,微裂纹长度,断裂强度。
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。
材料基础试题及答案一、选择题(每题2分,共20分)1. 金属的塑性变形主要通过哪种机制进行?A. 位错滑移B. 相变C. 晶界迁移D. 表面扩散答案:A2. 以下哪种材料属于复合材料?A. 不锈钢B. 玻璃C. 碳纤维增强塑料D. 陶瓷答案:C3. 陶瓷材料的主要特性是什么?A. 高强度B. 高韧性C. 高导电性D. 高导热性答案:D4. 合金的硬度通常比其组成金属的硬度要高,这是因为合金中存在:A. 固溶强化B. 沉淀强化C. 晶界强化D. 所有以上答案:D5. 金属的腐蚀通常是由哪种原因引起的?A. 电化学作用B. 机械磨损C. 热膨胀D. 辐射答案:A6. 以下哪项不是金属的热处理过程?A. 淬火B. 退火C. 正火D. 冷拔答案:D7. 材料的疲劳破坏通常是由于:A. 冲击载荷B. 循环载荷C. 静载荷D. 随机载荷答案:B8. 以下哪种材料具有自修复功能?A. 金属B. 陶瓷C. 聚合物D. 所有以上答案:C9. 材料的断裂韧性是指:A. 材料的硬度B. 材料的韧性C. 材料抵抗裂纹扩展的能力D. 材料的脆性答案:C10. 在金属加工中,冷加工和热加工的主要区别在于:A. 加工温度B. 加工速度C. 加工方法D. 加工精度答案:A二、填空题(每题2分,共20分)1. 材料的______是指材料在受到外力作用时,抵抗变形的能力。
答案:弹性模量2. 金属材料的______是指材料在受到外力作用时,能够承受的最大应力。
答案:屈服强度3. 材料的______是指材料在受到外力作用时,能够承受的最大应变。
答案:延伸率4. 材料的______是指材料在受到外力作用时,能够承受的最大应力而不发生断裂。
答案:抗拉强度5. 材料的______是指材料在受到外力作用时,能够承受的最大应力而不发生永久变形。
答案:屈服强度6. 材料的______是指材料在受到外力作用时,能够承受的最大应力而不发生断裂。
答案:抗拉强度7. 材料的______是指材料在受到外力作用时,能够承受的最大应力而不发生塑性变形。
材料科学基础期末试卷题集《材料科学基础》试卷Ⅲ一、填空题(20分,每空格1分)1. 相律是在完全平衡状态下,系统的是系统的平衡条件的数学表达式: f=C-P+2 。
2. 二元系相图是表示合金系中合金的3. 晶体的空间点阵分属于大晶系,其中正方晶系点阵常数的特点为 =900交(任选三种)。
4. 合金铸锭的宏观组织包括5..在常温和低温下,金属的塑性变形主要是通过和扭折等方式。
6.二、单项选择题(30分,每题1.5分)1. A.B 二组元形成共晶系,则( A )A. 具有共晶成分的合金铸造工艺性能最好B. 具有亚共晶成分的合金铸造工艺性能最好C. 具有过共晶成分的合金铸造工艺性能最好D. 不发生共晶转变的合金铸造工艺性能最好2. 简单立方晶体的致密度为( C )A. 100%B. 65%C. 52%D.58%3. 运用区域熔炼方法可以( D )A. 使材料的成分更均匀B. 可以消除晶体中的微观缺陷C. 可以消除晶体中的宏观缺陷D. 可以提高金属的纯度4. 能进行攀移的位错可能是( B )。
A. 肖克利位错B. 弗兰克位错C. 螺型全位错D. 前三者都不是5. 欲通过形变和再结晶方法获得细晶粒组织,应避免:( A )A. 在临界形变量进行塑性变形加工B. 大变形量C. 较长的退火时间D. 较高的退火温度6. 实际生产中金属冷却时( C)。
A. 理论结晶温度总是低于实际结晶温度;B. 理论结晶温度总是等于实际结晶温度;C. 理论结晶温度总是高于实际结晶温度;D. 实际结晶温度和理论结晶温度没关系.7. 相互作用参数Ω的物理意义是:( A)A. Ω>0表示固溶体内原子偏聚B. Ω>0表示固溶体内原子短程有序C. Ω>0表示固溶体内原子完全无序D. Ω<0表示固溶体内原子偏聚8. 单晶体的临界分切应力值与( C )有关。
A. 外力相对于滑移系的取向B. 拉伸时的屈服应力C. 晶体的类型和纯度D. 拉伸时的应力大小19. fcc晶体中存在一刃型全位错,其伯氏矢量为[10],滑移面为(111),则位错线方向平2行于( B )。
Test of Fundamentals of MaterialsScience材料科学基础试题库郑举功编东华理工大学材料科学与工程系一、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。
2020届材料科学基础经典习题(后附详细答案)1. 在Al-Mg 合金中,x Mg =0.05,计算该合金中Mg 的质量分数(w Mg )(已知Mg 的相对原子质量为24.31,Al 为26.98)。
2. 已知Al-Cu 相图中,K =0.16,m =3.2。
若铸件的凝固速率R =3×10-4 cm/s ,温度梯度G =30℃/cm ,扩散系数D =3×10-5cm 2/s ,求能保持平面状界面生长的合金中W Cu 的极值。
3.证明固溶体合金凝固时,因成分过冷而产生的最大过冷度为:⎥⎦⎤⎢⎣⎡-+--=∆GK R K mw R GD K K mw T Cu C Cu C )1(ln 1)1(00max最大过冷度离液—固界面的距离为:⎥⎦⎤⎢⎣⎡-=GDK R K mw R D x Cu C )1(ln 0式中m —— 液相线斜率;w C0Cu —— 合金成分;K —— 平衡分配系数;G —— 温度梯度;D —— 扩散系数;R —— 凝固速率。
说明:液体中熔质分布曲线可表示为:⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛--+=x D R K K w C Cu C L exp 1104.Mg-Ni 系的一个共晶反应为:546.02)Mg (570235.0Ni Mg ==+⇔w w L NiNi 纯℃α设w 1Ni =C 1为亚共晶合金,w 2Ni =C 2为过共晶合金,这两种合金中的先共晶相的质量分数相等,但C 1合金中的α总量为C 2合金中α总量的2.5倍,试计算C 1和C 2的成分。
5.在图4—30所示相图中,请指出: (1) 水平线上反应的性质; (2) 各区域的组织组成物; (3)分析合金I ,II 的冷却过程;(4) 合金工,II 室温时组织组成物的相对量表达式。
6.根据下列条件画出一个二元系相图,A 和B 的熔点分别是1000℃和700℃,含w B =0.25的合金正好在500℃完全凝固,它的平衡组织由73.3%的先共晶。
《材料科学基础》考试试卷(第一套)12 分课程号6706601060 考试时间0 钟适用专业年级(方向):材料科学与工程专业2。
6级考试方式及要求:闭卷考试题号—二三四五六总分得分阅卷人一、名词解释(简短解释,每题2分,共20分)空间点阵线缺陷吸附渗碳体组织一固态相变稳态扩散形核率调幅分解霍尔-配奇方程平衡凝固二、选择题(只有一个正确答案,每题1分,共10分)1、弯曲表面的附加压力总是()曲面的曲率中心。
A.指向B.背向C.平行D.垂直2、润湿的过程是体系吉布斯自由能()的过程。
A.升高B.降低C.不变D.变化无规律3、一级相变的特点是,相变发生时,两平衡相的()相等,但其一阶偏微分不相等。
A3® B.体积 C.化学势D.热容4、固溶体合金的凝固是在变温下完成的,形成于一定温度区间,所以在平衡凝固条件下所得到的固溶体晶粒()A.成分内外不均匀B.不同温度下形成的各晶粒成分是不同的C.晶粒内外,晶粒形成不分先后,同母液成分是一致的5、强化金属材料的各种手段,考虑的出发点都在于()A.制造无缺陷的晶体或设置位错运动的障碍B.使位错增殖C,使位错适当的减少6、既能提高金属的强度,又能降低其脆性的手段是()A.加工硬化B.固溶强化C.晶粒细化7、根据显微观察,固液界面有两种形式,即粗糙界面与光滑界面,区分两种界面的依据是值大小()A. a <=2为光滑界面B. a >=1为光滑界面C. a >=5为光滑界面8、渗碳处理常常在钢的奥氏体区域进行,这是因为()A.碳在奥氏体中的扩散系数比在铁素体中大B.碳在奥氏体中的浓度梯度比在铁素体中大C.碳在奥氏体中的扩散激活能比在铁素体中小9、界面能最低的相界面是()A.共格界面B.挛晶界C.小角度晶界io、铁碳合金组织中的三次渗碳体来自于()一A.奥氏体;B,铁素体;C,二次渗碳体三、简述题(每题4分,共20分)1、固-固相变与液-固相变有什么区别。
材料科学基础期末复习考试题(共7页)--本页仅作为文档封面,使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--综合题一:材料的结构1 谈谈你对材料学科和材料科学的认识。
2按照能级写出N、O、Si、Fe、Cu、Br原子的电子排布。
N 1S2 2S2 2P3O 1S2 2S2 2P4 Si 1S2 2S2 2P6 3S2 3P2 Fe 1S2 2S2 2P6 3S2 3P2 3D6 4S2 Cu 1S2 2S2 2P6 3S2 3P2 3D10 4S1 Br 1S2 2S2 2P6 3S2 3P63D10 4S2 4P53原子的结合键有哪几种各有什么特点金属键与其它结合键有何不同,如何解释金属的某些特性离子键:正负离子相互吸引;键合很强,无方向性;熔点、硬度高,固态不导电,导热性差。
共价键:相邻原子通过共用电子对结合;键合强,有方向性;熔点、硬度高,不导电,导热性有好有差。
金属键:金属正离子于自由电子相互吸引;键合较强,无方向性;熔点、硬度有高有低,导热导电性好。
分子键:分子或分子团显弱电性,相互吸引;键合很弱,无方向性;熔点、硬度低,不导电,导热性差。
氢键:类似分子键,但氢原子起关键作用XH-Y;键合弱,有方向性;熔点、硬度低,不导电,导热性好。
金属键是由自由电子和属离子之间的静电吸引力组合而成,没有饱和性和方向性,因此使金属具有导电的性质。
4 理解空间点阵、晶体结构、晶胞概念,理解三者之间的关系(区别联系)。
组成晶体的粒子(原子、离子或分子)在三维空间中形成有规律的某种对称排列,如果我们用点来代表组成晶体的粒子,这些点的空间排列就称为空间点阵.晶体以其内部原子、离子、分子在空间作三维周期性的规则排列为其最基本的结构特征。
能够保持晶体结构的对称性而体积又最小称晶胞。
点阵+基元=晶体结构5 晶向指数和晶面指数的标定有何不同其中有何须注意的问题(说明这个是基础,可能不会直接让你标定六方指数,但是要掌握其他综合题目会考)晶面指数与晶向指数垂直6 画出Fcc(面心立方)晶体结构晶胞结构示意图,其表示符号、原子数、配位数、致密度各是什么?密排面、密排方向,相应关系式。
华中科技大学材料科学与工程学院试卷(A)(闭卷)考试科目:材料科学基础班级:材料1101,1102,1103考试日期:2013年11月26日姓名:班级:学号:评分一、单项选择题(每题2分,共20分)1.实际金属结晶时,通过控制形核率N和长大速率G的比值来控制晶粒大小,在下列情况下获得粗大晶粒( B )(A)N/G很大(B)N/G很小(C)N和G接近(D)不确定2.材料中能发生扩散的根本原因是(C )(A)温度的变化(B)存在浓度梯度(C)存在化学势梯度(D)压力的变化3.马氏体相变属于( A )。
(A)无扩散型相变。
(B)扩散型相变。
(C)非共格相变。
(D)扩散与非扩散混合型相变。
4.在SiO2七种晶型转变中,存在两种转变方式:一种为位移型转变,另一种为重构转变,位移转变需要的激活能( B )重构转变的激活能。
(A)大于(B)小于(C)等于(D)视具体情况而定5.对于铁碳合金而言,铸铁和碳钢的区别在于有无(C )(A)渗碳体(B)铁素体(C)莱氏体(D)珠光体6.某金属凝固时的形核功为△G*,其临界形核表面能为σ。
假设晶核为球形,则△G*和σ的关系为( A )(A)σ=3△G *(B)σ=1/3△G*(C)σ=△G *(D)σ=2△G*7.下列材料中属于良好的绝缘体是:( C )(A)金属(B)单晶硅(C)绝大多数陶瓷(D)石墨8.根据三元相图的垂直截面图,可以( B )(A )分析相成分变化规律 (B )分析材料的平衡凝固过程 (C )用杠杠定律计算各相的相对含量 (D )得到三元系投影图9.当压力不变时,根据相律:( C )(A )单元系中两相平衡反应可以在某个温度区间内进行 (B )二元系中三相平衡反应可以在某个温度区间内进行 (C )三元系中三相平衡反应可以在某个温度区间内进行 (D )三元系中四相平衡反应可以在某个温度区间内进行10.运用区域熔炼方法可以( D )。
(A ) 使材料成分更均匀。
(B )可以消除晶体中的微观缺陷。
(C )可以消除晶体中的宏缺陷。
(D )可以提高金属的纯度。
二、液/固相变时,画出自由能变化△G 与晶胚r 之间的关系图,从能量的角度简述晶体的形核过程。
单组元液相和合金熔体在凝固时均可能形成树枝晶,它们的结晶过程有何不同。
(10分)在一定的过冷度下,液体中若出现一固态的晶体,该区域的能量将发生变化,一方面一定体积的液体转变为固体,体积自由能会下降,形成晶体形核的驱动力。
另一方面增加了液-固相界面,增加了表面自由能,形成晶体形核的阻力。
因此总的吉布斯自由能变化量为:单组元液相在负的温度梯度下形成枝晶,而合金熔体 由于存在成分过冷现象,无论正温度梯度还是负的温度 梯度均可能形成枝晶。
32443V G r G r ππσ∆=∆+三、据共晶相图,分别画出T1,T2,T3温度下的自由能-成分曲线示意图。
(10分)四、请根据二元共晶相图分析和解答下列问题:(10分)1)分析Ⅰ和Ⅱ的平衡结晶过程,并绘出冷却曲线。
2)说明室温下Ⅰ、Ⅱ的相和组织是什么,并计算相和组织的相对量。
3)如果希望得到共晶组织和5%的β合金,求合金的成分4)分析在快速冷却条件下,Ⅰ、Ⅱ合金获得的组织有何不同。
1)I:温度下降到1点,开始匀晶析出α相,温度继续降低,当下降到2点时,液相全部转变为α相,温度继续下降,初生α相中不断析出次生β相,室温组织为α+βII ;II:温度下降到1’点,液相中先结晶出β相,温度继续下降,液相成分沿着液相线变化,β相成分沿着固相线成分变化,当温度下降到2’时,液相成分到达共晶点,发成共晶反应,生成(α+β)共晶体。
温度继续下降中,初生β相中不断析出次生α相,共晶体α相中析出次生β相,室温下的组织为β初+(α+β)+βII;步冷曲线如下:T/T/℃t/s 成分1的步冷曲线成分2的步冷曲线3)I:相:α相,β相;组织:α初,βII;W(α相)=W(α初)=(90-20)/(90-5)=82.35%;W(β相)=W(βII)=(20-5)/(90-5)=17.65%II:相:α相,β相;W(α相)=(90-80)/(90-5)=11.76%;W(β相)= (80-5)/(90-5)=88.24%组织:β初,(α+β)共晶体W(β初)=(80-50)/(90-50)=75%W(α+β)=(90-80)/(90-50)=25%3)设合金中W B含量为x%W(β)=(X-50)/(90-50)=5%X=52 所以,合金成分为W B为52%。
4)I合金生成非平衡共晶组织。
在快速冷却的条件下,α固相线向左下方偏移,导致冷却的共晶点时还存在液相,这些液相形成共晶组织,由于剩余液相很少,可能形成离异共晶;II合金生成伪共晶组织;在快速冷却的条件下,共晶区扩大,亚共晶和过共晶成分可能生成伪共晶组织;五、二元相图应用题(共15分)1、画出Fe-Fe3C相图(不含包晶部分),用相组成物填写相图。
2、分析成分1.8 wt%的碳钢的平衡结晶过程,计算1.8 wt%的碳钢在共析温度下相和组织的相对量,绘出室温组织示意图和步冷曲线。
3、Fe-Fe3C合金平衡组织中有哪些类型的Fe3C,分析它们的形成条件。
1)答案如上左图;2)温度下降到1点时,液相中匀晶生成γ相,温度下降到2点时,液相完全转变为γ相,2—3之间,γ相无转变,温度下降到3点时,γ相中析出二次渗碳体,温度下降到4点时,剩余γ相共析反应生成珠光体;温度继续下降,珠光体中的α相中析出三次渗碳体;相的相对含量:W (α相)=(6.69-1.8)/(6.69-0.0218)=73.3% W(Fe 3C)=(1.8-0.0218)/(6.69-0.0218)=26.7% 组织的相对含量:W (P )=(6.69-1.8)/(6.69-0.77)=82.60% W(Fe 3C II )=(1.8-0.77)/(6.69-0.77)=217.40% 组织示意图和步冷曲线如上图右; 3)一次渗碳体 w (C%)<4.3%,液相中匀晶反应生成; 共晶渗碳体 w (C%)=4.3%,液相中共晶反应生成; 二次渗碳体 0.77%<w (C%)<2.11%,γ相中过饱和析出; 共析渗碳体w (C%)=0.77%,γ相中共析反应生成; 三次渗碳体w (C%)<0.77%,α相中过饱和析出;六、A-B 二元合金相图如图所示。
在固相不扩散、液相完全混合的条件下,水平放置的质量分数W B =50%的A-B 二元合金溶液从左至右定向凝固成L 的横截面均匀的合金棒。
(10分)1、计算棒中单相α相固溶体段占棒长的分数。
2、示意画出整个棒中的组织分布及B 原子浓度分布。
正常凝固方程:1000)1()(--=k s Lzk z ρρ由相图:K o =35/70=0.5 ρ0=50%ρs =35%带入方程解得:Z/L=0.49 单相固溶体段占总棒长的49%七、右图为固态有限互溶三元共晶相图的投影图,请回答下列问题: 1)指出三个液相面的投影区; 2)指出e3E 线和E 点表示的意义; 3)分析合金N 的平衡结晶过程。
(10分)1) A e 3Ee 1ABe 2Ee 1B Ce 2Ee 3C2) e 3E 线:α和γ共晶线的投影,液相发生共晶反应L →α+γ时,液相成分沿着e 3E 线发生变化;E 点:三元共晶点,液相发生共晶反应,L →α+β+γ,温度固定时,液相成分不变,液相成分为E 点成分; 3)温度下降时,液相中先匀晶生成γ相,温度到达三相区后,液相中共晶生成(β+γ)共晶体,液相成分沿着e 3E 线发生变化,温度到达E 点所在平面时,液相成分到达E 点,发生三元共晶反应生成(α+β+γ)共晶体,温度在下降时,α→βII +γII ,β→αII +γII ,γ→αII +βII 。
Z八、什么叫固态相变?与液-固相变相比,固态相变存在哪些基本特点?以Al-4 wt%Cu合金为例,说明过饱和固溶体的时效过程及对性能的影响?(10分)固态相变:固态物质内部的组织结构的变化称为固态相变。
相变表现为:1)从一种结构转变为另一种结构。
2)化学成分的不连续变化。
3)物质物理性能的突变。
固态相变的主要特点(1)相界面及惯习面(2)位相关系(3)弹性应变能(4)晶内缺陷的影响随着时效时间的延长,Al-Cu合金将发生下列析出过程(析出序列):α→G·P 区→θ//→θ/→θ其中G·P区、θ//、θ/为亚稳定相。
GP区的出现导致晶格出现共格畸变,使Al-Cu合金的强度有所增加。
θ’’相为正方点阵,θ’’相基本是均匀形核,分布均匀且与基体完全共格,它与基体的位向关系为{100}θ’’//{100}基体。
与G.P区相比,在θ’’相周围会产生更大的共格应变,故其强化效果也比G.P区大。
θ’相为正方点阵,它与基体部分共格,与基体的位向关系为{100}θ’//{100}基体。
θ’相的具体成分为Cu2Al3.6,很接近于平衡相θ(CuAl2)。
此时Al-Cu合金的强度达到最高。
脱溶相所引起基体的点阵畸变应力场降低,此时Al-Cu合金的强度开始下降。
9、为什么金属材料的电阻率随温度的升高而增大,而半导体和绝缘体材料的电阻率随温度的升高而下降?(5分)温度升高,金属材料中的自由电子热运动加剧,电子-电子的散射程度变大,不利于电子的定向移动,所以电阻率随温度升高而增大;温度升高,半导体和绝缘体的材料中的价带电子吸收更多的能量,有可能越过禁带,使电导率下降;。