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现代材料分析方法第一章绪论1、简述材料研究的意义和内容答：意义：材料的性能取决于材料的组成、结构和外部因素（使用条件），材料的结构又取决于材料的制备工艺和材料的使用条件，而材料的性能决定着材料的使用性能。
所以研究材料对于人们生产、使用、和发展材料具有重要的指导意义。
内容：A：材料的组成B：材料的结构C：材料的性能2 材料研究方法是如何分类的？怎样理解现代研究方法的重要性？答：层次：重要性：随着现代科学的不断进步，材料研究方法不断发展，有了先进的现代的材料的分析方法（分析技术和仪器），人们对物质结构及性能的认识从而不断深入，科研工作者对材料的特殊性能成因有了更细微的探究，对材料的物理化学变化和显微结构有了深入地了解，极大的促进了材料科学的发展。
因此可以说，材料科学的发展是离不开现代材料分析方法的。
3、材料结构的层次是如何划分的？答：材料结构从尺度上来讲，可分为微观结构、亚显微结构、显微结构和宏观结构等四个不同的层次。
每个层次上观察所用的结构组成单元均不相同。
按观察用具或设备的分辨率范围来划分：A：宏观与显微结构的划分以人眼的分辨率为界；B：显微结构和亚显微结构的划分以光学显微镜的分辨率为界；C：亚显微结构和微观结构的分界相当于普通扫描电子显微镜的分辨率。
即宏观结构：肉眼的分辨率。
物体尺寸>100μm显微结构：光学显微镜（OM）的分辨率。
物体尺寸0.2μm~100μm亚显微结构：普通电子显微镜的分辨率。
物体尺寸0.01μm~0.2μm微观结构：高分辨电子显微镜的分辨率。
物体尺寸<0.01μm4、材料分析的内容是什么？答：A：表面和内部组织形貌：a材料的外观形貌（如纳米线、断口、裂纹等）b晶粒大小与形态c各种相的尺寸与形态、含量与分布d界面（表面、相界、晶界）e位向关系（新相与母相、孪生相）f晶体缺陷（点缺陷、位错、层错）、夹杂物g内应力B:晶体的相结构：a晶体结构类型b晶体常数c相组成C:化学成分和价键（电子）结构：a宏观和微区化学成分（不同相的成分、基体与析出相的成分）b同种元素的不同价键类型c化学环境D:有机物的分子结构和官能团。
材料学学科2011年硕士研究生招生复试指导根据教育部关于加强硕士研究生招生复试工作的指导意见及学校有关要求，材料学学科（报考航天学院复合材料与结构研究所）2011年硕士研究生招生复试指导确定如下。
一、复试比例及主要内容1、复试由笔试和面试两部分组成，外国语听力考试在面试中进行。
复试的总成绩为280分，其中笔试200分，面试80分。
2、复试笔试科目（1）材料科学基础部分，占80分。
主要内容：①材料的结构，化学键，晶体学，晶体结构，晶体缺陷②纯金属的凝固，纯金属的结晶，形核，二元与三元相图③固体材料的变形与断裂，弹性变形，塑性变形，位错与强化，断裂④回复，再结晶，晶粒长大，金属的热变形⑤扩散定律，扩散机制，影响扩散的因素，反应扩散参考书目：潘金生，仝建民，田民波主编，材料科学基础，清华大学出版社，1998；冯端，师昌绪，刘治国主编，材料科学导论，化学工业出版社，2002。
（2）材料性能学部分，占70分。
主要内容：①材料的力学性能，硬度，韧性，疲劳，磨损②材料的热学性能：热容、热膨胀、热传导③材料的磁性能：抗磁性与顺磁性，铁磁性与反铁磁性④材料的电学性能：导电与热电性能，半导体，绝缘体⑤材料的光学性能：线性光学与非线性光学性能参考书目：冯端，师昌绪，刘治国主编，材料科学导论，化学工业出版社，2002；王从曾主编，材料性能学（前11章），北京工业大学出版社，2001。
（3）材料分析方法部分，占50分。
主要内容：①材料X射线衍射分析②材料电子显微分析参考书目：周玉主编，材料分析方法，机械工业出版社，2004。
3、面试，占80分。
学科将组成专家组对考生进行面试。
主要是了解考生的特长与兴趣、身心健康状况；考察考生的综合素质、能力以及外语水平，主要内容包括：1）大学学习情况及学习成绩；2）外语听力及口语；3）综合分析与语言表达能力；4）对材料学学科相关知识的掌握情况；5）从事科研工作的潜力。
在参加面试时，考生可以提供能够反映自身素质、能力、水平的相关证明材料。
材料分析方法课后答案周玉【篇一：材料分析方法考试重点】纹衍射的图样，条纹间距随小孔尺寸的变大，衍射的图样的中心有最大的亮斑，称为埃利斑。
2、差热分析是在程序的控制条件下，测量在升温、降温或恒温过程中样品和参比物之间的温差。
3、差示扫描量热法（dsc）是在程序控制条件下，直接测量样品在升温、降温或恒温过程中所吸收的或放出的热量。
4、倒易点阵是由晶体点阵按照一定的对应关系建立的空间点阵，此对应关系可称为倒易变换。
5、干涉指数在（hkl）晶面组（其晶面间距记为dhkl）同一空间方位，设若有晶面间距为dhkl/n（n为任意整数）的晶面组（nh，nk，nl）即（h,k,l）记为干涉指数。
6、干涉面简化布拉格方程所引入的反射面（不需加工且要参与计算的面）。
7、景深当像平面固定时（像距不变）能在像清晰地范围内，允许物体平面沿透镜轴移动的最大距离。
8、焦长固定样品的条件下，像平面沿透镜主轴移动时能保持物象清晰的距离范围。
9、晶带晶体中，与某一晶向【uvw】平行的所有（hkl）晶面属于同一晶带，称为晶带11、数值孔径子午光线能进入或离开纤芯（光学系统或挂光学器件）的最大圆锥的半顶角之余弦，乘以圆锥顶所在介质的折射率。
12、透镜分辨率用物理学方法(如光学仪器)能分清两个密切相邻物体的程度 13 衍射衬度由样品各处衍射束强度的差异形成的衬度成为衍射衬度。
15质厚衬度由于样品不同区间存在原子序数或厚度的差异而形成的非晶体样品投射电子显微图像衬度，即质量衬度，简称质厚衬度。
制造水平。
（√）二、填空题6）按入射电子能量的大小，电子衍射可分为（高能电子衍射）、（低能电子衍射）及（反射式高能电子衍射）。
18）阿贝成像原理可以简单地描述为两次（干涉）：平行光束受到有周期性特征物体的衍射作用形成（衍射波），各级衍射波通过（物镜）重新在像平面上形成反映物的特征的像。
12）按照出射信号的不同，成分分析手段可以分为两类：x光谱和电子能谱），出射信号分别是（x射线，电子）。
《现代材料分析方法》考试范围（主要参考教材：材料分析方法，周玉主编，机械工业出版社）一．材料X射线衍射分析（全部内容）二．材料电子显微分析（全部内容）三．材料物理性能分析1．热学性能分析2．膨胀分析3．电性能分析4．磁性能分析《材料学》考试范围（主要参考教材：材料科学基础，潘金生，清华大学出版社）该书除第12章（马氏体相变）以外的全部内容都需要很好地掌握。
《金属学》考试范围《金属学》，冶金工业出版社宋维锡主编，考试范围为上册第1至10章《金属塑性成形原理》考试范围1、金属塑性变形的一般概念？2、金属塑性变形的主要方法及其变形特点？3、应力状态与应变状态（一点的应力与应变状态；应力与应变张量；应力与应变分析；应力微分平衡方程；应力与应变状态的各种表示方法及相互的变换；一点的主应力计算）？4、金属塑性变形的物理方程？5、金属塑性变形的基本条件？6、求解塑性变形问题需要满足的基本方程？7、金属塑性变形中的摩擦与润滑？8、金属塑性变形的初等解析方法？9、滑移线法及其应用？《物理化学》考试范围参考书：南京大学物理化学教研室傅献彩、沈文霞、姚天扬编，《物理化学》（第五版），高等教育出版社。
考试大纲：1、热力学第一定律及其应用体系与环境、体系的性质、热力学平衡态和状态函数、状态方程、热和功、热力学第一定律、准静态过程与可逆过程、焓、热容、热力学第一定律对理想气体的应用、实际气体、热化学、赫斯定律、几种热效应、基尔霍夫定律、绝热反应2、热力学第二定律自发变化、热力学第二定律、卡诺定理、熵、克劳修斯不等式和熵增加原理、熵变的计算、亥姆霍兹自由能和吉布斯自由能、变化的方向和平衡条件、等温物理变化中的自由能变、化学反应的等温式、热力学基本关系式、特性函数、吉布斯－亥姆霍兹方程式、自由能与压力的关系、克拉贝龙方程式、外压与蒸气压的关系、多组分体系中物质的偏摩尔量和化学势、热力学第三定律与规定熵3、溶液溶液与偏摩尔量、溶液组成的表示法、拉乌尔定律、亨利定律、混合气体中各组分的化学势、理想溶液的定义、理想溶液的通性、稀溶液中各组分的化学势、稀溶液的依数性、吉布斯－杜亥姆公式和杜亥姆－马居耳公式、非理想溶液、分配定律4、相平衡相与自由度、相图与相平衡、多相体系平衡的一般条件、相律、单组分体系相图、二组分体系相图及其应用、三组分体系相图及其应用5、化学平衡化学反应的平衡条件和亲和势、平衡常数和等温方程式、平衡常数的表示式、复相化学平衡、平衡常数的测定和平衡转化率的计算、标准生成吉布斯自由能、外界条件对化学平衡的影响（温度、压力和惰性气体）、同时平衡、反应的耦合6、电解质溶液电化学基本概念和法拉第定律、离子的电迁移和迁移数、电导、强电解质溶液理论7、可逆电池的电动势及其应用可逆电池和可逆电极、电动势的测定、可逆电池的书写方法及电动势的取号、可逆电池热力学、电动势产生的机理、电极电势和电池的电动势、浓差电池和液体接界电势的计算公式、电动势测定的应用8、电解与极化作用分解电压、极化作用、电解时电极上的反应、金属的电化学腐蚀、金属的防腐、金属的钝化、化学电源9、化学动力学基础化学反应速率表示法、化学反应速率方程、具有简单级数的反应、典型的复杂反应（对峙、平行、连续）、阿仑尼乌斯经验式、活化能、链反应、拟定反应历程的一般方法、碰撞理论10、界面现象表面吉布斯自由能和表面张力、弯曲表面下的附加压力和蒸气压、液体界面的性质、不溶性表面膜、液－固界面现象、表面活性剂及其作用、固体表面的吸附、吸附和解吸速率方程式、气－固相表面催化反应11、胶体分散体系和大分子溶液胶体的基本特性、溶胶的制备和净化、溶胶的动力性质、溶胶的光学性质、溶胶的电学性质、溶胶的稳定性和聚沉作用、乳状液、唐南平衡、凝胶注：主要考试类型有：计算题、问答题、名词解释、选择题、判断题等多种形式。
第一章金属材料的力学性能1、在测定强度上σs和σ0.2有什么不同？答：σs用于测定有明显屈服现象的材料，σ0.2用于测定无明显屈服现象的材料。
2、什么是应力？什么是应变？它们的符号和单位各是什么？答：试样单位截面上的拉力称为应力，用符号σ表示，单位是MPa。
试样单位长度上的伸长量称为应变，用符号ε表示，应变没有单位。
3、画出低碳钢拉伸曲线图，并指出缩颈现象发生在拉伸图上哪一点？断裂发生在哪一点？若没有出现缩颈现象，是否表示试样没有发生塑性变形？答：若没有出现缩颈现象，试样并不是没有发生塑形性变，而是没有产生明显的塑性变形。
4、将钟表发条拉直是弹性变形还是塑性变形？怎样判断它的变形性质？答：将钟表发条拉直是弹性变形，因为当时钟停止时，钟表发条恢复了原状，故属弹性变形。
5、在机械设计时采用哪两种强度指标？为什么？答：（1）屈服强度。
因为大多数机械零件产生塑性变形时即告失效。
（2）抗拉强度。
因为它的数据易准确测定，也容易在手册中查到，用于一般对塑性变形要求不严格的零件。
6、设计刚度好的零件，应根据何种指标选择材料？采用何种材料为宜？材料的E值愈大，其塑性愈差，这种说法是否正确？为什么？答：应根据弹性模量选择材料。
要求刚度好的零件，应选用弹性模量大的金属材料。
金属材料弹性模量的大小，主要取决于原子间结合力（键力）的强弱，与其内部组织关系不大，而材料的塑性是指其承受永久变形而不被破坏的能力，与其内部组织有密切关系。
两者无直接关系。
故题中说法不对。
7、常用的硬度测定方法有几种？其应用范围如何？这些方法测出的硬度值能否进行比较？答：工业上常用的硬度测定方法有：布氏硬度法、洛氏硬度法、维氏硬度法。
其应用范围：布氏硬度法应用于硬度值HB小于450的毛坯材料。
洛氏硬度法应用于一般淬火件、调质件。
维氏硬度法应用于薄板、淬硬表层。
采用不同方法测定出的硬度值不能直接比较，但可以通过经验公式换算成同一硬度后，再进行比较。
8、布氏硬度法和洛氏硬度法各有什么优缺点？各适用于何种场合。
第一章X射线物理学基础2、若X射线管的额定功率为1.5KW，在管电压为35KV时，容许的最大电流是多少？答：1.5KW/35KV=0.043A。
4、为使Cu靶的Kβ线透射系数是Kα线透射系数的1/6，求滤波片的厚度。
答：因X光管是Cu靶，故选择Ni为滤片材料。
查表得：μmα＝49.03cm2／g，μmβ＝290cm2／g，有公式，，，故：，解得:t=8.35um t6、欲用Mo靶X射线管激发Cu的荧光X射线辐射，所需施加的最低管电压是多少？激发出的荧光辐射的波长是多少？答：eVk=hc/λVk=6.626×10-34×2.998×108/(1.602×10-19×0.71×10-10)=17.46(kv)λ0=1.24/v(nm)=1.24/17.46(nm)=0.071(nm)其中h为普郎克常数，其值等于6.626×10-34e为电子电荷，等于1.602×10-19c故需加的最低管电压应≥17.46(kv)，所发射的荧光辐射波长是0.071纳米。
7、名词解释：相干散射、不相干散射、荧光辐射、吸收限、俄歇效应答：⑴当χ射线通过物质时，物质原子的电子在电磁场的作用下将产生受迫振动，受迫振动产生交变电磁场，其频率与入射线的频率相同，这种由于散射线与入射线的波长和频率一致，位相固定，在相同方向上各散射波符合相干条件，故称为相干散射。
⑵当χ射线经束缚力不大的电子或自由电子散射后，可以得到波长比入射χ射线长的χ射线，且波长随散射方向不同而改变，这种散射现象称为非相干散射。
⑶一个具有足够能量的χ射线光子从原子内部打出一个K电子，当外层电子来填充K空位时，将向外辐射K系χ射线，这种由χ射线光子激发原子所发生的辐射过程，称荧光辐射。
或二次荧光。
⑷指χ射线通过物质时光子的能量大于或等于使物质原子激发的能量，如入射光子的能量必须等于或大于将K电子从无穷远移至K层时所作的功W，称此时的光子波长λ称为K系的吸收限。
《机械工程材料》机械工业出版社第3版目录第一章机械零件的失效分析第二章碳钢第三章钢的热处理第四章合金钢第五章铸铁第六章有色金属及其合金第七章高分子材料第八章陶瓷材料第九章复合材料第十章功能材料第十一章材料改性新技术第十二章零件的选材及工艺路线第十三章工程材料在典型机械和生物医学上的应用第一章 机械零件的失效分析第一节 零件在常温静载下的过量变形失效：零件若失去设计要求的效能变形：材料在外力作用下产生的形状或尺寸的变化弹性变形：能够恢复的变形塑性变形：不能恢复的变形一、工程材料在静拉伸时的应力-应变行为1.低碳钢的应力-应变行为变形过程：弹性变形、屈服塑性变形、均匀塑性变形、不均匀集中塑性变形2.其他类型材料的应力-应变行为纯金属脆性材料高弹性材料二、静载性能指标1.刚度和强度指标（1）刚度指零（构）件在受力时抵抗弹性变形的能力单向拉伸（或压缩）时：E=σ/ε= ，即EA=F/εAF /纯剪切时：G=τ/γ= ，即GA=F τ/γγτAF /弹性模量E （或切变模量G ）是表征材料刚度的性能指标（2）强度指材料抵抗变形或断裂的能力指标有：比例极限σp ，弹性极限σe ，屈服强度σs ，抗拉强度σb ，断裂强度σk2.弹性和塑性指标（1）弹性指材料弹性变形大小弹性能u ：应力-应变曲线下面弹性变形阶段部分所包围的面积u=σe εe=21E e 221σ（2）塑性指材料断裂前发生塑性变形的能力断后伸长率： %10000⨯-=L L L δ断面收缩率： %10000⨯-=A A A ψ越大，材料塑性越好ψδ、3.硬度指标表征材料软硬程度的一种性能布氏硬度HBW （硬质合金球为压头）洛氏硬度HRC （锥角为120°的金刚石圆锥体为压头）维氏硬度HV （锥角为136°的金刚石四棱锥体为压头）三、过量变形失效零件的最大弹性变形量△l 或θ（扭转角）必须小于许可的弹性变形量。
即△l ≤[△l]或θ≤[θ]材料的弹性模量E(或切变模量G)越高，零件的弹性变形量越小，刚度越好通常材料的熔点越高，弹性模量也越高弹性模量对温度很敏感，随温度升高而降低第二节 零件在静载荷冲击载荷下的断裂一、韧断和脆断的基本概念韧性断裂:断裂前发生明显宏观塑性变形脆性断裂：断裂前不发生塑性变形断裂过程均包含裂纹形成和扩展两个阶段二、冲击韧性及衡量指标A K 、a K冲击韧性：材料在冲击载荷作用下吸收塑性变形功和断裂功的能力冲击吸收功A K ，单位J冲击韧度a K =A K /F K ，单位J ·cm -2 。
