材料科学与工程项目的四个基本要素考试试题

第1章绪论思考题1．材料科学与工程的四个基本要素解：制备与加工、组成与结构、性能与应用、材料的设计与应用2．材料科学与工程定义解：关于材料组成、结构、制备工艺与其性能及使用过程间相互关系的知识开发及应用的科学。

3．按材料特性，材料分为哪几类？金属通常分哪两大类？无机非金属材料分哪四大类？高分子材料按使用性质哪几类？解：按材料特性，材料分为：金属材料、无机非金属材料、和有机高分子材料三类。

金属材料分为：黑色金属材料和有色金属材料。

无机非金属材料分为：混泥土（水泥）、玻璃、砖及耐火材料、陶瓷四大类。

高分子材料按使用性能分为：塑料、橡胶、纤维、粘合剂、涂料等类。

4．金属﹑无机非金属材料﹑高分子材料的基本特性解：①金属材料的基本特性：a.金属键；b.常温下固体，熔点较高；c.金属不透明，具有光泽；d.纯金属范性大、展性、延性大；e.强度较高；f.导热性、导电性好；g.多数金属在空气中易氧化。

②无机非金属材料的基本性能：a.离子键、共价键及其混合键；b.硬而脆；c.熔点高、耐高温，抗氧化；d.导热性和导电性差；e.耐化学腐蚀性好；f.耐磨损；g.成型方式：粉末制坯、烧结成型。

③高分子材料的基本特性：a.共价键，部分范德华键；b.分子量大，无明显熔点，有玻璃化转变温度（Tg）和粘流温度（Tf ）；c.力学状态有三态：玻璃态、高弹态和粘流态；d.质量轻，比重小；e.绝缘性好；f.优越的化学稳定性；g.成型方法较多。

第2章物质结构基础Structure of Matter思考题1. 原子中一个电子的空间位置和能量可用哪四个量子数来决定？解：主量子数n、角量子数l、磁量子数m l、自旋量子数m s2．在多电子的原子中，核外电子的排布应遵循哪些原则？解：泡利不相容原理、能量最低原理、洪特规则3．配位数及其影响配位数的因素解：配位数：一个原子周围具有的第一邻近原子（离子）数。

影响因素：①共价键数；②原子的有效堆积（离子和金属键合）。

材料科学：材料科学与工程考考试（最新版） 考试时间：120分钟 考试总分：100分遵守考场纪律，维护知识尊严，杜绝违纪行为，确保考试结果公正。

1、单项选择题 下列哪个不是超硬材料的结构特点？（ ）A.强金属键 B.强共价键 C.强离子键 D.强氢键 本题答案： 2、填空题 智能材料由基体材料、（ ）、（ ）和信息处理器四部分构成。

本题答案： 3、填空题 提高机械加工生产率的工艺措施主要有（ ）、（ ）、减少准备与终结的时间。

本题答案： 4、单项选择题 诱导期特征（ ）A 、聚合速率为0 B 、聚合速率等速平稳 C 、聚合速率自动加速 D 、聚合速率大大降低 本题答案： 5、单项选择题 下列方法中不属于催化剂的制备方法的是（ ）A.共沉淀法姓名：________________ 班级：________________ 学号：________________--------------------密----------------------------------封 ----------------------------------------------线----------------------B.浸渍法C.置换法D.湿式混合本题答案：6、名词解释介稳平衡本题答案：7、问答题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。

本题答案：8、名词解释施密特因子本题答案：9、单项选择题热缺陷可以分为（）类。

A.1B.2C.3D.4本题答案：10、问答题为什么说金属基复合材料界面层成分、结构非常复杂？其界面结合方式有哪些？本题答案：11、填空题一切光纤的工作基础都是光的（）现象。

本题答案：12、多项选择题晶体的微观对称要素是（）。

A.对称面B.滑移面C.螺旋轴D.对称轴本题答案：13、填空题金属在固态下，随着温度的改变，由一种晶格类型转变为另一种晶格类型的现象称为（）。

材料科学基础试题及答案一、单项选择题（每题2分，共20分）1. 材料科学中，材料的基本组成单元是（）。

A. 分子B. 原子C. 离子D. 电子答案：B2. 金属的塑性变形主要是通过（）来实现的。

A. 弹性变形B. 位错运动C. 相变D. 断裂答案：B3. 在材料科学中，硬度的定义是（）。

A. 材料抵抗变形的能力B. 材料抵抗磨损的能力C. 材料抵抗压缩的能力D. 材料抵抗拉伸的能力答案：B4. 材料的热处理过程中，淬火的主要目的是（）。

A. 提高硬度B. 增加韧性C. 减少变形D. 提高导电性答案：A5. 以下哪种材料不属于复合材料？A. 碳纤维增强塑料B. 钢筋混凝土C. 不锈钢D. 玻璃钢答案：C二、填空题（每空1分，共20分）1. 材料的强度是指材料在受到______作用时，抵抗______的能力。

答案：外力；破坏2. 材料的断裂韧性是指材料在______条件下，抵抗______的能力。

答案：裂纹存在；断裂3. 材料的疲劳是指材料在______作用下，经过______循环后发生断裂的现象。

答案：交变应力；多次4. 材料的导热性是指材料在______条件下，抵抗______的能力。

答案：温度梯度；热量传递5. 材料的电导率是指材料在单位电场强度下，单位时间内通过单位面积的______。

答案：电荷量三、简答题（每题10分，共30分）1. 简述材料的弹性模量和屈服强度的区别。

答案：弹性模量是指材料在弹性范围内，应力与应变的比值，反映了材料抵抗形变的能力。

屈服强度是指材料在受到外力作用下，从弹性变形过渡到塑性变形时的应力值，反映了材料抵抗塑性变形的能力。

2. 描述材料的疲劳破坏过程。

答案：材料的疲劳破坏过程通常包括三个阶段：裂纹的萌生、裂纹的扩展和最终断裂。

在交变应力作用下，材料内部的微裂纹逐渐扩展，当裂纹扩展到一定程度，材料无法承受继续增加的应力时，就会发生断裂。

3. 什么是材料的热处理？请列举几种常见的热处理方法。

材料科学基础试题及答案一、选择题1. 材料科学中的“四要素”是指（）。

A. 组织、性能、加工、应用B. 材料、结构、性能、加工C. 材料、结构、性能、应用D. 结构、性能、加工、应用答案：C2. 下列哪种材料属于金属材料？（）。

A. 铝合金B. 碳纤维C. 聚氯乙烯D. 陶瓷答案：A3. 材料的硬度是指（）。

A. 材料抵抗变形的能力B. 材料抵抗破坏的能力C. 材料抵抗穿透的能力D. 材料抵抗摩擦的能力答案：A4. 材料的疲劳是指（）。

A. 材料在高温下的性能变化B. 材料在重复应力作用下的性能变化C. 材料在腐蚀环境下的性能变化D. 材料在高压下的的性能变化答案：B5. 材料的蠕变是指（）。

A. 材料在低温下的性能变化B. 材料在长期静载荷作用下发生的缓慢持久变形C. 材料在高速下的的性能变化D. 材料在潮湿环境下的性能变化答案：B二、填空题1. 材料的_________是指材料在受到外力作用时，能够承受的最大应力，是材料的重要性能指标之一。

答案：强度2. 材料的_________是指材料内部微观结构的排列方式，它直接影响材料的宏观性能。

答案：晶体结构3. 材料的_________是指材料在一定条件下，能够进行塑性变形而不断裂的性质。

答案：韧性4. 材料的_________是指材料在高温下保持性能不变的能力，对于高温环境下使用的材料尤为重要。

答案：热稳定性5. 材料的_________是指材料对电磁场的响应能力，对于电子和通信领域的材料尤为重要。

答案：电磁性能三、简答题1. 请简述材料科学中的“相图”及其作用。

答：相图是用来描述在不同温度、压力和成分比例下，材料可能存在的不同相（如固态、液态、气态）之间的平衡关系的图表。

它可以帮助科学家和工程师了解和预测材料在特定条件下的行为，对于材料的设计、加工和应用具有重要的指导意义。

2. 何为材料的“疲劳寿命”？请举例说明。

答：材料的疲劳寿命是指材料在反复应力作用下能够承受循环次数的总和，直到发生疲劳破坏为止。

材料研发考试题库和答案一、选择题1. 材料科学中的“四要素”包括以下哪些选项？A. 原子排列、化学组成、微观结构、宏观性能B. 原子排列、化学组成、微观结构、加工工艺C. 原子排列、化学组成、微观结构、热处理D. 原子排列、化学组成、宏观性能、加工工艺答案：A2. 下列哪种材料不属于金属材料？A. 不锈钢B. 铝合金C. 陶瓷D. 钛合金答案：C3. 材料的疲劳寿命与以下哪个因素无关？A. 材料的强度B. 材料的韧性C. 材料的导热性D. 循环加载的幅度答案：C4. 以下哪种合金具有最高的熔点？A. 钢B. 铜合金C. 钛合金D. 钨合金答案：D5. 材料的断裂韧性通常用来描述材料的哪种特性？A. 硬度B. 韧性C. 弹性D. 塑性答案：B二、填空题6. 材料的微观结构包括________、________和________。

答案：晶体结构、晶粒、晶界7. 材料的热处理工艺主要包括________、________和________。

答案：退火、正火、淬火8. 材料的腐蚀类型包括化学腐蚀、________和________。

答案：电化学腐蚀、应力腐蚀9. 材料的疲劳破坏通常发生在________应力下。

答案：循环10. 材料的断裂方式主要有________和________。

答案：韧性断裂、脆性断裂三、简答题11. 简述材料的疲劳破坏机理。

答案：材料的疲劳破坏是指在循环加载作用下，材料在没有明显塑性变形的情况下发生断裂。

其机理主要包括：局部应力集中、微观裂纹的萌生和扩展，以及最终的断裂。

疲劳破坏是一个累积损伤的过程，与材料的疲劳极限、加载频率、应力比等因素有关。

12. 描述材料的塑性变形过程。

答案：材料的塑性变形是指在外力作用下，材料内部发生不可逆的形变。

塑性变形过程通常包括：位错的滑移、孪晶的形成、晶粒的转动等。

塑性变形会导致材料的硬化或软化，影响材料的力学性能。

13. 解释什么是材料的断裂韧性。

4.以聚合物材料为例，阐述高分子材料的结构和性能之间的关系，并介绍两种常见的高分子加工方法。
标准答案
一、单项选择题
1. C
2. A
3. C
4. A
5. C
6. C
7. D
8. C
9. A
10. B
11. A
12. C
13. C
14. C
15. C
16. B
17. B
18. B
19. D
20. D
二、多选题
材料科学与工程考核试卷
考生姓名：__________答题日期：_______得分：_________判卷人：_________
一、单项选择题（本题共20小题，每小题1分，共20分，在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的）
1.下列哪种材料属于高分子材料？()
A.铜
B.铝
C.塑料
D.铁
2.材料的弹性模量是指其()
1. ABC
2. AB
3. ABC
4. ABC
5. ABC
6. ABC
7. AC
8. AB
9. ABC
10. ABC
11. AC
12. ABC
13. ABC
14. ABC
15. ABC
16. ABC
17. AB
18. ABC
19. ABC
20. ABC
三、填空题
1.晶体结构
2.塑性
3.物理、化学
4.弹性模量
A.淬火
B.回火
C.转变
D.腐蚀
13.以下哪些材料可以用于建筑结构？()
A.钢
B.混凝土
C.玻璃
D.木

重要性
随着科技的不断发展，新材料的需求和应用越来越广泛，如航空航天、能源、医 疗等领域。
材料科学与工程的发展对于推动科技进步和满足人类需求具有重要意义，是现代 工业和科技发展的重要支柱之一。
02
材料科学与工程的四个基 本要素
结构
1 2
结构决定性质
材料的内部原子或分子的排列方式决定了其物理 和化学性质。例如，金属的晶格结构决定了其导 电性和延展性。
03
材料科学与工程的发展趋 势
高性能材料
高性能材料是指具有优异性能的材料，通常具 有高强度、高硬度、高耐热性等特点，广泛应 用于航空航天、汽车、能源等领域。
高性能材料的研发和应用对于提高产品性能、 降低能耗、减少环境污染等方面具有重要意义。
当前，高性能材料的研发正朝着复合化、多功 能化的方向发展，如碳纤维复合材料、钛合金 等。
相与晶体结构
材料可以由一种或多种相组成，相与相之间的界 面结构和性质对材料的整体性能有重要影响。
3
非晶体与晶体
非晶体材料如玻璃和陶瓷，其原子或分子无序排 列，而晶体材料则有序排列，两者在性质上有显 著差异。
性质
物理性质
如密度、电导率、热导率、磁导率等，这些性质 决定了材料在特定应用中的性能。
化学性质
对未来的展望
可持续发展
01
随着环保意识的提高，未来材料科学与工程将更加注重可持续
发展和绿色制造。
新材料与新技术的研发
02
未来将不断涌现出新型材料和制造技术，为各领域的发展提供
更多可能性。
智能化与复合化
03
材料科学与工程将与信息技术、生物技术等交叉融合，实现材
料的智能化和复合化。
THANKS

材料概论练习题答案 1材料概论练习题答案-1介绍1.什么是材料？答：材料由若干相互作用的元素按一定比例组成，具有一定的结构水平和一定的性能，可用于制造商品、装置、部件、机器或其他产品。

2.人类文明史与材料发展之间的关系？答：材料是人类文明的里程碑;材料是人类赖以生存和发展的重要物质基础；人类的历史曾以使用的主要材料来加以划分。

3.根据成分和结构特征，可以划分哪些类型的材料？无机非金属材料水泥、陶瓷、玻璃、耐火材料金属材料黑色、有色、特殊金属材料、聚合物材料塑料、橡胶、纤维、涂料、粘合剂复合材料金属基、陶瓷基、树脂基、碳-碳材料4材料科学和工程的概念？答：材料科学与工程是关于材料成分、结构、工艺和它们性能与应用之间有关知识开发和应用的科学。

它是一个多学科的交叉领域，是从科学到工程的一个专业连续领域。

同时材料科学与工程学科以数学、力学及物理、化学自然科学为基础，以工程学科为服务和支撑对象，是一个理工结合、多学科交叉的新兴学科，其研究领域涉及自然科学、应用科学和工程学。

5.日本专家岛村昭治将材料的发展历史划分为哪五代？答：旧石器时代新石器时代青铜器时代铁器时代高分子材料和硅材料的时代第2章MSE的四个基本要素1.材料科学与工程的四个要素是什么？答：成分、结构、合成和加工、性质/性能2.什么是材料的化学组成？相的概念？材料相的组成？答：材料的化学成分：构成材料的最基本、最独立的物质可以是纯元素或稳定的化合物，以及它们的类型和数量；相：材料中具有相同化学成分和相同结构的均匀部分称为相；组成材料的相的类型和数量称为相组成3材料的结构是什么？答：材料的结构是指材料的组元及其排列和运动方式。

包含形貌、化学成分、相组成、晶体结构和缺陷等内涵。

材料的结构决定材料的性能4.材料的合成的概念？材料加工的概念？答：合成：通常指用物理和化学方法将原子和分子结合起来制造新材料。

合成是发现固体中新的化学和物理现象的主要来源。

加工：这里所指的是成型加工，除了上述为生产出有用材料对原子和分子控制外，还包括在较大尺度上的改变，有时也包括材料制造等工程方面的问题合成与加工是指建立原子、分子和分子聚集体的新排列，在从原子尺度到宏观尺度的所有尺度上对结构进行控制以及高效而有竞争力地制造材料和零件的演变过程5.材料的性能、材料的功能以及材料使用性能的含义？答：材料性能：合成和加工是指建立原子、分子和分子聚集体的新排列，从原子尺度到宏观尺度的所有尺度上的结构控制，以及高效、有竞争力地制造材料和零件的进化过程；材料的功能：指当一种材料（材料）对应于一个输入信号，或其中一些材料将产生一定的输出，即可以产生另一种效果时，质量或数量的变化。

材料科学与工程的四个基本要素考试试题(doc 7页)第二章材料科学与工程的四个基本要素作业一第一部分填空题（10个空共10分，每空一分）1．材料科学与工程有四个基本要素，它们分别是：使用性能、材料的性质、和。

2．材料性质的表述包括、物理性质和化学性质。

3．强度可以用弹性极限、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：、磨损和腐蚀。

5．材料的结构包括键合结构、和组织结构。

6．晶体结构有三种形式，它们分别是：晶体、和准晶体。

7．化学分析、物理分析和是材料成分分析的三种基本方法。

8．材料的强韧化手段主要有、加工强化、弥散强化、和相变增韧。

第二部分判断题（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.机械载荷的反应。

（）2．疲劳强度材料抵抗交变应力作用下断裂破坏的能力。

（）3．硬度是指材料在表面上的大体积内抵抗变形或破裂的能力。

（）4．性能是包括材料在内的整个系统特征的体现；性质则是材料本身特征的体现。

（）5．晶体是指原子排列短程有序，有周期。

（）6．材料的热处理是指通过一定的加热、保温、冷却工艺过程，来改变材料的相组成情况，达到改变材料性能的方法。

（）7．材料表面工程包括表面改性和表面保护两个方面。

（）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，在给定的条件下进行的。

（）10．材料中裂纹的形成和扩展的研究是微观断裂力学的核心问题。

（）第三部分简答题（4题共40分，每题10分）1．材料性能的定义是什么？2．金属材料的尺寸减小到一定值时，材料的工程强度值不再恒定，而是迅速增大，原因有哪两点？3．流变成型包括哪几个方面？4．材料改性的目的和内容是什么？第四部分论述题（2题共30分，每题15分）1．材料的成分和结构主要的测试手段有哪些？它们使用于哪些范围？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？发展方向是什么？作业二第一部分填空题（10题共10分，每题1分）1．材料的物理性质表述为、磁学性质、和热学性质。

材料研发考试题库及答案一、选择题1. 材料科学中的“四要素”是指：A. 强度、硬度、韧性、延展性B. 化学组成、微观结构、宏观性能、加工工艺C. 弹性模量、屈服强度、抗拉强度、断裂韧性D. 原子排列、晶体缺陷、电子结构、热处理答案：B2. 以下哪种材料不属于金属材料？A. 钢B. 铝C. 塑料D. 铜答案：C3. 陶瓷材料的主要特点是：A. 高强度、高韧性B. 耐高温、耐腐蚀C. 良好的导电性D. 良好的延展性答案：B4. 以下哪种方法可以提高材料的强度？A. 增加材料的厚度B. 降低材料的温度C. 增加材料的孔隙率D. 进行热处理答案：D5. 金属材料的塑性变形主要通过以下哪种机制实现？A. 位错运动B. 原子扩散C. 相变D. 断裂答案：A二、填空题6. 材料的______是指材料在受到外力作用时，不发生破坏的最大应力。

答案：强度7. 材料的______是指材料在受到外力作用时，能够承受的最大形变而不发生断裂的能力。

答案：韧性8. 金属材料的晶体结构通常分为______和______两种基本类型。

答案：面心立方（FCC）、体心立方（BCC）9. 材料的______是指材料在一定温度下，抵抗化学或电化学反应的能力。

答案：耐腐蚀性10. 材料的______是指材料在受到外力作用时，能够恢复到原始形状的能力。

答案：弹性三、简答题11. 简述材料的疲劳失效机理。

答案：材料的疲劳失效是指在反复或循环载荷作用下，材料在远低于其静态强度的情况下发生断裂的现象。

疲劳失效通常发生在材料表面或内部缺陷处，由于应力集中，材料在这些区域产生微裂纹，随着载荷的循环，微裂纹逐渐扩展，最终导致材料断裂。

12. 描述金属材料的热处理过程及其目的。

答案：金属材料的热处理是通过对材料进行加热、保温和冷却等过程，改变材料的微观结构，从而改善材料的宏观性能。

常见的热处理过程包括退火、正火、淬火和回火。

退火用于降低硬度，消除内应力；正火用于细化晶粒，提高材料的塑性；淬火用于提高材料的硬度和强度；回火用于降低淬火后的脆性，提高韧性。

0208-材料科学与⼯程学科的“四要素”材料科学与⼯程学科的“四要素”------兼顾说明组织、结构的认识邓安华认为，组织、结构是两个不同的概念。

陈明彪提到了在英语著述中，组织、结构的表述使⽤了同⼀个词：structure (结构)；并且分别从组成材料的原⼦结构( structure 或architecture)、原⼦排列结构、晶粒及晶界结构组成相及其结构进⾏表述。

这显然不够简明，⽽且不如中⽂著作中使⽤“结构”(指原⼦结构或原⼦的组合结构)和“组织”(指材料组织状态)这两个不等同的概念更⽅便和合乎逻辑。

这⾥，两位特别关注了“组织、结构”的专业⼈⼠认为组织、结构是不同的；但是，⼀个认为是“不同的概念”，⼀个认为是在使⽤过程中“更⽅便和合乎逻辑”。

这两个认识虽然都认可了“组织”、“结构”的中⽂提法，但是，却是本质上的不同，⽽不是“细节上有所差异”。

我个⼈倾向于陈明彪的认识，只是需要明确的是：组织、结构在这⾥是⼀回事；之所以在不同的地⽅使⽤“组织”或者“结构”，确实是与观察的对象的尺度范围有关。

当跨越原⼦级别后，更多的采⽤“结构”的说法。

对于这⼀概念的认识，我个⼈的来源是源于⼯作中的⼀位同事兼导师。

他曾经问过我⼀个问题：我们平时总说的“⾦相组织”到底是什么？电镜观察的事物是不是“⾦相组织”？最初，我有些懵，感觉有些不好回答。

我的导师最后说明：从本质上讲，所观察到的都可以称之为“组织”；仅仅因为技术⼿段不同，分辨能⼒、表述形式上有所差异。

在《Introduction to Structures in Metals》（Metallography and Microstructures, Vol 9, ASM Handbook, ASM International, 2004, p. 23–28）中对于structure (结构)的表述，也体现了这⼀内涵。

英语著述中的structure (结构)，涵盖了整个实际、可能的从宏观、到现有技术⼿段可以达到的最微⼩的尺度范围内的。

第1章绪论1．材料科学与工程的四个基本要素解：制备与加工、组成与结构、性能与应用、材料的设计与应用2．金属﹑无机非金属材料﹑高分子材料的基本特性解：①金属材料的基本特性：a.金属键；b.常温下固体,熔点较高；c.金属不透明,具有光泽；d.纯金属范性大、展性、延性大；e.强度较高；f.导热性、导电性好；g.多数金属在空气中易氧化;②无机非金属材料的基本性能：a.离子键、共价键及其混合键；b.硬而脆；c.熔点高、耐高温,抗氧化；d.导热性和导电性差；e.耐化学腐蚀性好；f.耐磨损；g.成型方式：粉末制坯、烧结成型;③高分子材料的基本特性：a.共价键,部分范德华键；b.分子量大,无明显熔点,有玻璃化转变温度Tg和粘流温度Tf；c.力学状态有三态：玻璃态、高弹态和粘流态；d.质量轻,比重小；e.绝缘性好；f.优越的化学稳定性；g.成型方法较多; 第2章物质结构基础1．在多电子的原子中,核外电子的排布应遵循哪些原则解：泡利不相容原理、能量最低原理、洪特规则2．电离能及其影响电离能的因素解：电离能：从孤立原子中,去除束缚最弱的电子所需外加的能量;影响因素：①同一周期,核电荷增大,原子半径减小,电离能增大；②同一族,原子半径增大,电离能减小；③电子构型的影响,惰性气体；非金属；过渡金属；碱金属；3．混合键合实例解：石墨：同一层碳原子之间以共价键结合,层与层之间以范德华力结合；高分子：同一条链原子之间以共价键结合,链与链之间以范德华力结合;4.将离子键,共价键,金属键按有无方向性进行分类,简单说明理由有方向性：共价键无方向性：离子键,金属键③金属键：正离子排列成有序晶格,每个原子尽可能同更多的原子相结合, 形成低能量的密堆结构,正离子之间相对位置的改变不破坏电子与正离子间的结合力,无饱和性又无方向性;②共价键：共用电子云最大重叠,有方向性③离子键：正负离子相间排列,构成三维晶体结构,无方向性和饱和性5.简述离子键,共价键,金属键的区别6.为什么共价键材料密度通常要小于离子键或金属键材料金属密度高的两个原因：第一,金属有较高的相对原子质量;第二,金属键没有方向性,原子趋于密集排列;7.影响原子离子间距的因素：1温度升高, 原子间距越大, 热膨胀性；2离子价负离子的半径 > 其原子半径 > 正离子的半径3键能增强,原子距离缩短,键长减少 C-C 单, 双, 叁键；4相邻原子的数目配位数配位数增加,相邻原子的电子斥力越大, 原子间距增大;相邻原子的数目越多,原子间距结合原子或离子有效半径越大;8.原子的电子排布式按照能级写出N、O、Si、Fe、Cu、Br原子的电子排布;解：N:1s22s22p3 O:1s22s22p4 Si:1s22s22p63s23p 2Fe:1s22s22p63s23p63d64s2 Cu:1s22s22p63s23p63d104s1Br:1s22s22p63s23p63d104s24p59．比较金属材料、陶瓷材料、高分子材料、复合材料在结合键上的差别;解：①金属材料：简单金属指元素周期表上主族元素的结合键完全为金属键,过渡族金属的结合键为金属键和共价键的混合,但以金属键为主;②陶瓷材料：陶瓷材料是一种或多种金属同一种非金属通常为氧相结合的化合物,其主要结合方式为离子键,也有一定成分的共价键;③高分子材料：高分子材料中,大分子内的原子之间结合方式为共价键,而大分子与大分子之间的结合方式为分子键和氢键;④复合材料：复合材料是由二种或者二种以上的材料组合而成的物质,因而其结合键非常复杂,不能一概而论;10．比较键能大小,简述各种结合键的主要特点,简述结合键类型及键能大小对材料的熔点﹑密度﹑导电性﹑导热性﹑弹性模量和塑性有何影响;解：键能大小：化学键能 > 物理键能共价键≥离子键 >金属键 >氢键 >范德华力共价键中：叁键键能 >双键键能 >单键键能结合键的主要特点：①金属键,由金属正离子和自由电子,靠库仑引力结合,电子的共有化,无饱和性,无方向性；②离子键以离子为结合单元,无饱和性,无方向性；③共价键共用电子对,有饱和性和方向性；④范德华力,原子或分子间偶极作用,无方向性,无饱和性；⑤氢键,分子间作用力,氢桥,有方向性和饱和性; 结合键类型及键能大小对材料的熔点﹑密度﹑弹性模量和塑性的影响：①结合键的键能大小决定材料的熔点高低,其中纯共价键的金刚石有最高的熔点,金属的熔点相对较低,这是陶瓷材料比金属具有更高热稳定性的根本原因;金属中过渡金属具有较高的熔点,这可能是由于这些金属的内壳层电子没有充满,是结合键中有一定比例的共价键;具有二次键结合的材料如聚合物等,熔点偏低;②密度与结合键类型有关,金属密度最高,陶瓷材料次之,高分子材料密度最低;金属的高密度有两个原因：一个是由于金属原子有较高的相对原子质量,另一个原因是因为金属键的结合方式没有方向性,所以金属原子中趋向于密集排列,金属经常得到简单的原子密排结构;离子键和共价键结合时的情况,原子排列不可能非常致密,所以陶瓷材料的密度比较低;高分子中由于是通过二次键结合,分子之间堆垛不紧密,加上组成的原子质量比较小,所以其密度最低;③弹性模量是表征材料在发生弹性变形时所需要施加力的大小;结合键的键能是影响弹性模量的主要因素,键能越大,则弹性模量越大;陶瓷250~600GPa,金属70~350GPa,高分子~;④塑性是一种在某种给定载荷下,材料产生永久变形的材料特性;材料的塑性也与结合键类型有关,金属键结合的材料具有良好的塑性,而离子键、共价键的材料的塑性变形困难,所以陶瓷材料的塑性很差,高分子材料具有一定的塑性;11.晶体的共同性质1 确定的熔点温度升高到某一值,排列方式解体,原子成无规则堆积,呈现液体；2自发形成规则多面体外形的能力；3 稳定性能量最低状态；4 各向异性不同方向, 物理性能不同；5 均匀性一块晶体各部分的宏观性质相同12.名词解释：致密度：晶胞中原子体积的总和与晶胞体积之比;13．同素异构转变,并举例说明;解：同素异构转变：改变温度或压力等条件下,固体从一种晶体结构转变成另一种晶体结构; 例：铁在不同温度下晶体结构不同, < 906℃体心立方结构,α- Fe 906～1401℃面心立方结构,γ－ Fe 1401℃～熔点1540 ℃体心立方结构,δ- Fe 高压下150kPa 密排六方结构,ε－Fe14．按键合类型,晶体分哪几类各自的键合类型和主要特点如何解：按键合类型,晶体分为：金属晶体、离子晶体、共价晶体和分子晶体; ①金属晶体：金属键结合；失去外层电子的金属离子与自由电子的吸引；无方向性和饱和性；低能量密堆结构;大多数金属晶体具有面心立方,体心立方和密排六方结构,金属晶体的原子排列比较紧密,其中面心立方和密排六方结构的配位数和致密度最高; ②离子晶体：离子键结合,无方向性和饱和性；正离子周围配位多个负离子,离子的堆积受邻近质点异号电荷及化学量比限制；堆积形式决定于正负离子的电荷数和正负相对大小;硬度高、强度大、熔点和沸点高、热膨胀系数小、脆性大、绝缘高等特点; ③共价晶体：共价键结合,具有方向性和饱和性；配位数和方向受限制,晶体的配位数为 8-N;N表示原子最外层的电子数;强度高、硬度高、脆性大、熔点高、沸点高、挥发性低、导电能力较差和结构稳定等特点;配位数比金属晶体和离子晶体低④分子晶体：范德华键合氢键结合；组元为分子,仅有范德华键时,无方向性和饱和性, 趋于密堆,分子对称性较低以及极性分子永久偶极相互作用,限制了堆砌方式；有氢键时,有方向性和饱和性;16书中各例题; 属于立方晶系d=a/√h2+k2+l2,面心立方j、k、l不全为奇数或不全为偶数时d=a/2√h2+k2+l2∴100面,d=a/2√h2+k2+l22=111面,d=a/√h2+k2+l2=112面,d=a/2√h2+k2+l2=19. 2-39在温度为912℃,铁从bcc转到fcc;此温度时铁的两种结构的原子半径分别为和,1求其变化时的体积变化V/O;从室温加热到铁1000℃,铁的体积变化解：1 bcc N1=2 fcc N2=4ρ1=N1/NaM Fe/a31,ρ2=N2/NaM Fe/a32∴ρ1/ρ2= N1a32/ N2a31=VO = V1V2/V1=1V2/ V1∴Vo =1= ∴其变化时的体积变化为;2912℃时,由bcc转变为fcc,体积减小；912℃-1000℃,受热膨胀,体积增大20. 计算面心立方、体心立方和密排六方晶胞的致密度21. 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rNa+=,rCl-=;c由计算结果,可以引出什么结论c结论：原子大小相同时,致密度与原子的大小无关；当有不同种类的原子出现时,其原子的相对大小必然影响致密度;22．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解：特点：各组元质点分别按照各自的布拉菲点阵排列,称为分点阵,整个固溶体由各组元的分点阵组成的复杂点阵,称为超点阵或超结构;23 2-5724.如何根据固溶体密度判断固溶体类型ρc<ρe间隙式固溶体ρc=ρe置换式固溶体ρc<ρe缺位式固溶体25.举例说明非化学计量化合物判断其正负离子空缺情况组分偏移化学式的化合物即为非化学计量化合物如FeO中Fe2+氧化成Fe3+则形成阳离子空位26.书上各例题27.铝为面心立方晶体,摩尔质量为原子半径为,求铝的密度ρc=NM/NaV28．晶体缺陷的分类; 肖脱基缺陷Schottky Defect 弗仑克尔缺陷 Frenkel Defect：点缺陷对晶体性质的影响解：肖脱基缺陷：有空位,无间隙原子,原子逃逸到晶体外表面或内界面晶界; 弗仑克尔缺陷：同时形成等量的空位和间隙原子,空位和间隙原子对其数量远少于肖脱基空位缺陷;点缺陷对晶体性质的影响：点缺陷存在和空位运动,造成小区域的晶格畸变; 1使材料电阻增加定向流动的电子在点缺陷处受到非平衡力,使电子在传导中的散射增加； 2加快原子的扩散迁移空位的迁移伴随原子的反向运动； 3使材料体积增加,密度下降 4比热容增大附加空位生成焓 5改变材料力学性能间隙原子和异类原子的存在,增加位错运动阻力,使强度提高,塑性下降;29．柏氏矢量的物理意义;解：表示晶体形成位错的滑移方向和大小;30.体积晶格扩散的微观机制类型解：体积扩散是金属原子从一个平衡位置转移到另一个平衡位置;包括3种微观扩散机制：①空位机制,其中一个原子与相邻空位交换位置;②间隙机制,自间隙原子将一个相邻原子调换到间隙位置上; ③直接交换机制,相邻原子成对的互相交换位置31.比较下列各因素对扩散系数的影响,并简要说明原因;1．温度对扩散系数的影响2．金属键晶体的扩散系数与共价键晶体或离子键晶体的扩散系数3．体积扩散系数晶格或点阵与短路扩散系数沿位错、晶界、表面4．间隙固溶体的扩散系数与置换型固溶体的扩散系数;5．铁的自扩散系数αFe 与γ Fe解：1.温度越高,扩散系数越大；间隙机制和空位机制都遵循热激活规律,温度提高,超过能垒几率越大,同时晶体的平衡空位浓度也越高,扩散系数提高;2.原子的迁移要挤开通路上的原子,引起局部点阵畸变,部分破坏原子结合键才能通过;键能越强,原子间的结合键力越强,激活能越大,扩散系数越小; 共价键晶体和离子键晶体的扩散系数<金属键晶体的扩散系数;3.①晶体结构反映了原子在空间的排列情况,原子排列越紧密,原子间的结合力越强,扩散激活能越高,而扩散系数越小；②处于晶体表面、晶界和位错处的原子位能总高于正常晶格上的原子,他们扩散所需的活化能也较小,相应的扩散系数较大;D表面>D晶界>D沿位错>D晶内4.间隙型固溶体比置换型固溶体容易扩散;因为间隙扩散机制的扩散激活能小于置换型扩散;间隙型固溶体中间隙原子已位于间隙,而置换型固溶体中溶质原子通过空位机制扩散时,需要首先形成空位,因而激活能高;5.αFe 属于体心结构,γ Fe 属于面心结构,面心结构点阵比体心结构点阵紧密,铁在面心立方点阵中的自扩散系数Dγ-Fe与在体心立方点阵的Dα-Fe相比, 在912℃时,Dα-Fe≈280Dγ-Fe32.书上例题33.无规网络模型的结构特点34 2-6635．结构弛豫,非晶态的晶化和熔体结晶有何异同解：②结构驰豫刚制备的不稳定态非晶材料,常温或加热保温退火,许多性质将随时间发生变化,达到另一种亚稳态;③非晶态的晶化与熔体冷凝结晶的异同点：都是由亚稳态向晶态的相变,受成核和晶体生长控制;非晶态晶化: T ＜Tg,相变驱动力大,成核功小,利于成核和晶体生长；粘度大,固相内扩散,扩散慢,不利于成核和晶体生长,更有利于保持非晶状态;熔体冷凝结晶：Tg＜T＜Tm,液体内的扩散36．分别求WSn=%和WSn=50%时,在183℃转变时,各相的相对含量解：②WSn=50% w α = 50/19 ×100%=%,w β =1w α =%37.固体表面结构的主要特点解：固体表面结构的主要特点是存在着不饱和键和范德华力;晶体不同晶面的表面能数值不同,密排面的表面能最低,故晶体力图以密排面作为晶体的外表面；38.分析讨论影响材料表面能的因素解：表面能是增加单位面积的表面,需要做的功.扩张表面时;要克服原有原子、分子或离子之间的相互作用;作用力弱,做功小,表面能低;1键性：表面能反映质点间的引力作用,强键力的金属和无机材料表面能较高;低表面能物质：水,石蜡,PE,PTFE,PA662温度：温度升高,表面能一般减小;热运动削弱了质点间的吸引力;3杂质：含少量表面能较小的组分,可富集于表面,显着降低表面能；含少量表面能较大的组分,倾向于体内富集,对表面能影响小39.三种润湿的数学表达式解：①沾湿：WA = －ΔG = γSg+ γLg－γSL②润湿：Wi= －ΔG = γsg - γsL③铺展：S = －ΔG = γsg - γLg - γsL三种润湿的共同点: 液体将气体从固体表面排开,使原有的固/气或液/气界面消失,被固/液界面取代三种润湿的规律：沾湿粘附功Wa = A+ γLg Wa =γSg+ γLg－γSL浸湿Wi = A =γsg - γsL铺展S = A －γLgγSg越大,γSL越小,粘附张力A越大,越有利于各种润湿；沾湿：γLg大,有利沾湿；浸湿：γLg,无影响;铺展：γLg小,有利铺展; 改变润湿性主要取决于γSg,γLg,γSL的相对大小,改变γSg较难,实际上更多的是考虑改变γLg和γSL;40.润湿的本质是解：润湿的本质是异相接触后体系的表面能下降;2-2341.硅烷偶联剂硅烷偶联剂是一类在分子中同时含有两种不同化学性质基团的有机硅化合物,其经典产物可用通式YSiX3表示;式中,Y为非水解基团,包括链烯基主要为乙烯基,以及末端带有Cl、NH2、SH、环氧、N3、甲基丙烯酰氧基、异氰酸酯基等官能团的烃基,即碳官能基；X为可水解基团,包括Cl,OMe, OEt, OC2H4OCH3, OSiMe3, 及OAc等;由于这一特殊结构,在其分子中同时具有能和无机质材料如玻璃、硅砂、金属等化学结合的反应基团及与有机质材料合成树脂等化学结合的反应基团,可以用于表面处理第三章思考题1．高分子材料组成和结构的基本特征解：①平均分子量大和存在分子量分布；②高分子链具有多种形态；③分子链间以范氏力为主,部分化学键；分子内为共价键；④组成与结构的多层次性2．比较分子链的近程结构对高分子链柔顺性的影响解：①主链结构;极性小的碳链高分子,分子内相互作用不大,内旋转位垒小,柔性较大;主链中含非共轭双键,相邻单键的非键合原子带原子间距增大,使最邻接双键的单键的内旋转较容易,柔顺性好;主链中含共轭双键,因电子云重叠,没有轴对称性,Л电子云在最大程度交叠时能量最低,而内旋转会使Л键的电子云变形和破裂,不能内旋转,刚性链分子;主链含不能内旋转的芳环、芳杂环时,可提高分子链的刚性;②取代基;侧基极性越大,极性基团数目越多,相互作用越强,单键内旋转越困难,分子链柔顺性越差;③氢键和交联结构的影响;高分子的分子内或分子间形成氢键,氢键影响比极性更显着,增加分子链的刚性;3.相容剂及其增容作用添加相容剂是改善高分子分散相与基体之间相容性,稳定熔融分散混合效果的有效方法; 相容剂通常为两相高分子的共聚物;相容剂共聚物的链段会与共混体系中相应的均聚物部分相互作用,从而降低表面张力,增强分散相与基体的粘附;这一过程称为“增容作用”4.内聚能密度对高聚物结构和性能的影响内聚能密度: 单位体积的内聚能CEDCED < 290J/cm3,分子间力小,分子链柔顺,非极性高聚物,用作橡胶；CED﹦290～400J/cm3分子间力适中,分子链刚性大,用作塑料；CED > 400J/cm3 ,多含强极性基团和氢键,分子间作用力大,有较高结晶性和强度,用作纤维;5.聚合物制备方法,主要结构类型加成聚合和缩聚主要结构：无规 ~ABBAABAB~ Random n < 102交替 ~ABABAB~ Alternating嵌段 ~AAAAAAAABBBBBBB~ Block 均聚链段 n = 102～3接枝 ~AAAAAAAAAAAA~ Graft 主链和支链6.与小分子相比,高分子有何特点①平均分子量大和存在分子量分布②高分子链具有多种形态③组成与结构的多层次性7.高分子按结构单元的化学组成可分为碳链高分子,杂链高分子,元素有机高分子,无机高分子,8.聚乙烯可分为低密度聚乙烯,高密度聚乙烯,线性低密度聚乙烯,超高分子质量聚乙烯,改性聚乙烯9.与低分子晶体比较,聚合物晶体的特点;解：特点：①链段排入晶胞,分子链轴常与一根结晶主轴平行；②半晶结构结晶不完全；③熔程范围较宽,④结晶速度慢；⑤晶体形态多样;10.名词解释：热塑性聚合物：指具有加热后软化、冷却时固化、可再度软化等特性的塑料热固性聚合物：一般先形成预聚物,成型时,经加热使其中潜在的官能团继续反应成交联结构而固化;这种转变时不可逆的,只能成型一次,再加热时不能熔融塑化,也不溶于溶剂,一般是体型聚合物,如酚醛树脂、硫化橡胶等;铁碳合金1.高温莱氏体：奥氏体和渗碳体组成的机械混合物称高温莱氏体2.铁素体 F Ferrite: C溶于α-Fe中的间隙固溶体,bcc,室温 C% %727℃,硬度和强度低,塑性韧性好;3.奥氏体 A Austenite C溶于γ-Fe中的间隙固溶体,fcc, 727℃ % C% %1148℃,塑性和可锻性好,无磁性;4.渗碳体 Fe3C cementite 铁和碳的间隙化合物,熔点高1600℃; C含量%；正交晶系,塑性差,脆性大;5. 珠光体 P Pearlite 铁素体和渗碳体的共析混合物；6.马氏体 Martensite钢和铁从高温奥氏体急冷淬火强化,化学成分不变, 晶格重构, fcc变为bcc,碳在-Fe中的过饱和固溶体;硬度和强度很高;7.黄铜：黄铜是由铜和锌所组成的合金8.青铜：纯铜红铜中加入锡或铅的合金2. 根据铁碳相图,说明各点A、B、C、D、E、F、G、H、J、K、N、P、S和Q的含义;3碳对铁碳合金机械性能有何影响铁素体软而韧,铁碳合金的塑性主要由铁素体提供；渗碳体硬而脆;铁素体和渗碳体形成片状珠光体,使铁碳合金的强度和硬度提高;合金中珠光体的数量越多,合金的强度和硬度越高;wC ＝％,全部为珠光体,合金强度和硬度较高,兼有塑性和韧性;合金组织中出现以渗碳体为基体的莱氏体时,铁碳合金的塑性和韧性大大降低,强度也降低;白口铸铁脆性很大,使用价值不大;wC >％, 沿珠光体边界形成网状Fe3CⅡ,降低了晶界的断裂强度,使合金脆性大大增加; 碳钢,一般要求 wC <％4 . 钢和铸铁在成分组织性能上的主要区别是什么钢: 碳含量 < %重量的铁-碳合金;碳钢和合金钢1 碳钢1 按碳含量质量百分数分类：低碳钢 C≤％中碳钢％< C ≤％ 45号钢的概念高碳钢 C＞％含碳量越高,碳钢硬度和强度越大,但塑韧性降低;2 按钢中杂质的质量含量分类杂质硫、磷含量：普通碳素钢 S ≤％,P ≤％优质碳素钢 S ≤％,P ≤％高级优质碳素钢 S ≤％,P ≤％3按用途分类：碳素结构钢：桥梁、船舶、建筑构件、机器零件等;碳素工具钢：刀具、模具、量具等;合金钢: 碳钢中加入一种或多种合金元素,形成的钢;1按含合金元素的总含量分类：低合金钢合金元素总质量分数≤5％中合金钢合金元素总质量分数 = 5％～10％高合金钢合金元素总质量分数＞10％;2按主要合金元素种类分：铬钢不锈钢铬镍钢锰钢硅锰钢等;铸铁含碳量＞％的铁-碳合金;铸铁成分范围：C:～%, Si: ～ %,Mn: ～ %, S: ～ %,P: ～ %;为改善性能,也加入 Cr、Mo、V、Cu、Al等；与钢相比,铸铁含碳和硅量较大,含杂质元素较多;铸铁的生产设备和工艺简单,价格便宜;广泛用在机械制造、冶金、矿上、石油化工、交通等领域;按质量分数计算,铸铁件在农业机械中占 40 ～ 60％；汽车拖拉机中占 50 ～ 70％；机床制造中占 60 ～ 90％;灰口铸铁、球墨铸铁、蠕墨铸铁和可锻铸铁等;铸铁中,碳可以石墨G形式存在,与铁构成Fe－ G平衡状态5;Fe-Fe3C相图6.分析wC ＝％、wC＝％、wC＝％、wC＝％的铁碳合金从液态平衡冷却到室温的转变过程,用组织示意图说明各阶段的组织变化;7. 计算wC = %和wC = %的铁碳合金从液态平衡冷却到室温下的组织成物和相组织物含量.8．铁碳合金中碳的存在形式;灰铸铁,白口铸铁,麻口铸铁的碳的存在形式有何不同; 解：铁碳合金中,碳的存在形式：①与铁间隙固溶；溶入铁的晶格,形成间隙固溶体;②化合态的渗碳体；亚稳态,在一定条件下分解为铁和石墨;③游离态的石墨G :稳定态,可从铸铁熔液中析出,也可从奥氏体中析出; 白口铸铁碳以渗碳体形式存在,断口为白亮色灰口铸铁碳以游离石墨形式存在,断口为暗灰色麻口铸铁同时含有石墨和渗碳体,断口灰白相间9．灰铸铁的组织特点,影响灰铸铁性能的因素;解：灰口铸铁：基体组织和石墨两部分组成基体铁素体、铁素体-珠光体、珠光体＋石墨影响因素：①石墨对铸铁机械性能的影响石墨：松软而脆弱的固态物质,抗拉强度<20MPa,延伸率趋近于零；石墨存在基体中,尤如一种裂纹或孔洞,分割削弱基体,破坏基体组织连续性；还会引起应力在该处集中,构成裂纹源;因而,铸铁的抗拉强度、塑性和韧性都比钢铁低得多; 基体相同的情况下,石墨形状由片状普通灰铸铁变为细片状孕育灰铸铁和球状球墨铸铁时,其对基体的削弱作用以及应力集中的程度将依次减弱,表现出抗拉强度依次升高; ②基体对铸铁机械性能的影响基体中铁素体的数量增多,塑性、韧性提高；珠光体数量增加,塑性、韧性降低,但强度、硬度有所增高;10.灰口铸铁的组织按其基体的不同,可分为哪三种;灰口铸铁的组织可看成是；解：铁素体灰口铸铁、铁素体-珠光体灰口铸铁、珠光体灰口铸铁; 灰口铸铁的组织可看成是钢加上片状石墨11. 灰口铸铁和球墨铸铁在组织和性能上有何区别;解：灰口铸铁的组织特点是在基体上分布着片状石墨; 球墨铸铁的组织特点是基体加球状石墨性能：球化越完整,球状石墨尺寸越细小,可减少应力集中,力学性能越优越；疲劳强度与中碳钢相似,耐磨性好,制造重要和形状复杂机械零件,如曲轴、连杆、涡轮、齿轮、水压机缸套等;无机非金属材料1硅酸盐结构的基本特点和类型;解：硅酸盐晶体的结构特点：1结构中Si4+间没有直接的键,而是通过O2－连结；2以硅氧四面体为结构的基础；3每一个O2－只能连接2个硅氧四面体；4硅氧四面体间只能共顶连接,不能共面连接;硅酸盐晶体的主要结构类型：岛状结构；组群状环状结构；链状结构；层状结构；架状结构;2玻璃的定义及其通性,玻璃中的氧化物分为哪三类;。

第1章绪论思考题1．材料科学与工程的四个基本要素解：制备与加工、组成与结构、性能与应用、材料的设计与应用2．材料科学与工程定义解：关于材料组成、结构、制备工艺与其性能及使用过程间相互关系的知识开发及应用的科学。

3．按材料特性，材料分为哪几类？金属通常分哪两大类？无机非金属材料分哪四大类？高分子材料按使用性质哪几类？解：按材料特性，材料分为：金属材料、无机非金属材料、和有机高分子材料三类。

金属材料分为：黑色金属材料和有色金属材料。

无机非金属材料分为：混泥土（水泥）、玻璃、砖及耐火材料、陶瓷四大类。

高分子材料按使用性能分为：塑料、橡胶、纤维、粘合剂、涂料等类。

4．金属﹑无机非金属材料﹑高分子材料的基本特性解：①金属材料的基本特性：a.金属键；b.常温下固体，熔点较高；c.金属不透明，具有光泽；d.纯金属范性大、展性、延性大；e.强度较高；f.导热性、导电性好；g.多数金属在空气中易氧化。

②无机非金属材料的基本性能：a.离子键、共价键及其混合键；b.硬而脆；c.熔点高、耐高温，抗氧化；d.导热性和导电性差；e.耐化学腐蚀性好；f.耐磨损；g.成型方式：粉末制坯、烧结成型。

③高分子材料的基本特性：a.共价键，部分范德华键；b.分子量大，无明显熔点，有玻璃化转变温度（Tg）和粘流温度（Tf ）；c.力学状态有三态：玻璃态、高弹态和粘流态；d.质量轻，比重小；e.绝缘性好；f.优越的化学稳定性；g.成型方法较多。

第2章物质结构基础Structure of Matter思考题1. 原子中一个电子的空间位置和能量可用哪四个量子数来决定？解：主量子数n、角量子数l、磁量子数m l、自旋量子数m s2．在多电子的原子中，核外电子的排布应遵循哪些原则？解：泡利不相容原理、能量最低原理、洪特规则3．配位数及其影响配位数的因素解：配位数：一个原子周围具有的第一邻近原子（离子）数。

影响因素：①共价键数；②原子的有效堆积（离子和金属键合）。

材料科学试题及答案一、选择题（每题2分，共20分）1. 材料科学中的“四要素”不包括以下哪一项？A. 组成B. 结构C. 性能D. 工艺2. 以下哪种材料不属于金属材料？A. 钢B. 铝C. 塑料D. 铜3. 材料的强度和硬度通常与以下哪个因素无关？A. 化学成分B. 微观结构C. 温度D. 颜色4. 金属材料的塑性变形主要发生在哪种晶体结构中？A. 面心立方（FCC）B. 体心立方（BCC）C. 六方密排（HCP）D. 非晶态5. 陶瓷材料的主要特点是什么？A. 高塑性B. 高韧性C. 高硬度D. 高导电性6. 以下哪种材料是高分子材料？A. 玻璃B. 橡胶C. 石墨D. 陶瓷7. 材料的疲劳寿命与以下哪个因素无关？A. 应力水平B. 材料的疲劳极限C. 环境温度D. 材料的颜色8. 以下哪种合金属于铁基合金？A. 铝合金B. 铜合金C. 钛合金D. 不锈钢9. 材料的断裂韧性通常与以下哪个因素有关？A. 材料的密度B. 材料的弹性模量C. 材料的微观结构D. 材料的导热性10. 以下哪种方法不能用于材料的表面处理？A. 镀层B. 热处理C. 喷砂D. 抛光答案：1. D2. C3. D4. A5. C6. B7. D8. D9. C10. B二、填空题（每空1分，共10分）1. 材料的______和______是决定其性能的两个基本要素。

2. 金属材料的腐蚀主要分为化学腐蚀和______。

3. 材料的疲劳是指在______作用下，材料发生断裂的现象。

4. 陶瓷材料的主要成分是______。

5. 高分子材料的分子结构通常是______结构。

6. 材料的热处理包括______、正火、回火和______。

7. 材料的断裂韧性是指材料在______条件下的断裂能力。

8. 合金的组成元素通常分为基体元素和______。

9. 材料的硬度与材料的______和微观结构有关。

10. 材料的导热性是指材料在温度梯度作用下的______能力。

材料科学：材料科学与工程考试答案（最新版） 考试时间：120分钟 考试总分：100分遵守考场纪律，维护知识尊严，杜绝违纪行为，确保考试结果公正。

1、单项选择题 ZnO 晶胞中含有（ ）个分子。

A.2 B.3 C.4 D.6 本题答案： 2、名词解释 双降点 本题答案： 3、名词解释 三角形规则 本题答案： 4、填空题 根据Al2O3陶瓷瓷坯中主晶相的不同，可将Al2O3陶瓷分为（ ）、（ ）、（ ）等。

本题答案： 5、名词解释 热弹性马氏体 本题答案： 6、判断题 VC 悬浮聚合在VC 沸点以上温度于密闭反应皿中进行用观察釜内的压力降就可姓名：________________ 班级：________________ 学号：________________--------------------密----------------------------------封 ----------------------------------------------线----------------------判断聚合反应的进程和终点。

本题答案：7、问答题以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。

本题答案：8、填空题设计刚度好的零件，应根据（）指标来选择材料。

本题答案：9、单项选择题尖晶石为（）晶系。

A.三斜B.六方C.立方D.正交本题答案：10、单项选择题离子型或定向聚合选择的实施方法有（）A.本体和溶液B.悬浮聚合C.乳液聚合D.水溶液聚合本题答案：11、判断题注射过程包括加料、塑化、注射、冷却和脱模五大过程。

本题答案：12、单项选择题ZrO2（高温型）晶胞中含有（）个分子。

A.2B.3C.4D.6本题答案：13、问答题氧化铝瓷件中需要被银，已知1000℃时问液态银能否润湿氧化铝瓷件表面？可以用什么方法改善它们之间的润湿性？本题答案：14、单项选择题物质的结合键具体键型共有（）种。

第二章材料科学与工程的四个基本要素作业一第一部分填空题（10个空共10分，每空一分）1．材料科学与工程有四个基本要素，它们分别是：使用性能、材料的性质、结构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．材料的结构包括键合结构、晶体结构和组织结构。

6．晶体结构有三种形式，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基本方法。

8．材料的强韧化手段主要有固溶强化、加工强化、弥散强化、第二相强化和相变增韧。

第二部分判断题（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.机械载荷的反应。

（√）2．疲劳强度材料抵抗交变应力作用下断裂破坏的能力。

（√）3．硬度是指材料在表面上的大体积内抵抗变形或破裂的能力。

（错）4．性能是包括材料在内的整个系统特征的体现；性质则是材料本身特征的体现。

（√）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一定的加热、保温、冷却工艺过程，来改变材料的相组成情况，达到改变材料性能的方法。

（√）7．材料表面工程包括表面改性和表面保护两个方面。

（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，在给定的条件下进行的。

（错）10．材料中裂纹的形成和扩展的研究是微观断裂力学的核心问题。

（√）第三部分简答题（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，按照特定的规范所获得的表征参量。

2．金属材料的尺寸减小到一定值时，材料的工程强度值不再恒定，而是迅速增大，原因有哪两点？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）晶体结构越来越接近无缺陷理想晶体，强度值也就越接近于理论强度值。

材料科学：材料科学与工程真题及答案1、名词解释（江南博哥）鲨鱼皮症解析：一般指“鲨鱼皮症”，是发生在挤出物熔体流柱表面上的一种缺陷现象，其特点是在挤出物表面形成很多细微的皱纹，类似于鲨鱼皮。

2、填空题铁路旅客运输服务质量是指铁路旅客运输服务满足旅客、货主明确或隐含（）的总和。

解析：需要能力特性3、判断题纤维表面处理是为了使纤维表面更光滑。

本题答案：错4、名词解释共晶转变和共析转变解析：共晶转变是指结晶时由液相中同时结晶出两种不同的固相。

共析转变是由一个固相中同时析出两种不同的相。

6、判断题混杂复合总是指两种以上的纤维增强基体。

本题答案：错7、判断题纯铝中含有Fe、Si等元素时会使其性能下降。

本题答案：对8、问答题在三元系统中，分界曲线有几种，各有什么特点？解析：分界曲线有2种：一致分界曲线，特点是两个固相一致熔融或两个固相一致析出。

不一致分界曲线，两个固相一致析出后有一个固相被回析。

9、判断题液态金属浇入铸型后，从浇注温度冷却到室温都经历液态收缩，固2/8态收缩、凝固收缩三个互相关联的收缩阶段。

本题答案：对10、判断题自由基聚合能发生链终止反应，而阴离子聚合和阳离子聚合不能发生链终止反应。

本题答案：错11、填空题大小不变或变化缓慢的载荷称为（）载荷，在短时间内以较高的速度作用于零件上的载荷称为（）载荷，大小和方向随时间发生周期性变化的载荷称为（）载荷。

解析：静；冲击；交变12、单选下面那种物质不是超硬材料？（）A.天然金刚石B.人造金刚石C.立方氮化硼D.二氧化硅本题答案：D13、单选晶体的基本性质主要包括（）种。

A.3B.4C.5D.6本题答案：C14、多选 a-Al2O3晶体具有（）特性。

A.低膨胀B.硬度高C.熔点高D.不耐磨本题答案：B,C15、单选加氢催化剂种类很多，其活性组分主要是第Ⅵ族和第Ⅷ族的过渡元素，催化剂的类型有金属催化剂，骨架催化剂，金属（）催化剂，金属硫化物催化剂和金属配位催化剂五种。