华南理工大学材料科学基础期末考试试题及答案

第1页###############材料科学与工程专业 《材料科学基础（上）》期末考试试卷（B ）（后附参考答案及评分标准）考试时间：120分钟 考试日期：2020年12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，共26分，每小题2分） 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案题号 11 12 13 答案1. 下列结合键中不属于化学键的是（ ）。

A. 金属键B. 离子键C. 共价键D. 氢键 2. 下列不属于点缺陷的主要类型是（ ）。

A. 肖特基缺陷B. 弗仑克尔缺陷C. 螺位错D. 色心 3. 金刚石的晶体结构类型属于（ ）。

A. 简单立方B. 体心立方C. 面心立方D. 密排六方 4. γ-Fe 的晶体结构类型属于（ ）。

A. 简单三斜B. 体心立方C. 面心立方D. 底心正交得分 年级 专业 姓名 学号装订线5. 下列说法正确的是（）。

A. 再结晶期间，位错密度下降导致硬度上升B. 再结晶期间，位错密度下降导致硬度下降C. 再结晶期间，位错密度上升导致硬度上升D. 再结晶期间，位错密度上升导致硬度下降6. 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7. 下列说法正确的是（）。

A. 螺型位错线与滑移方向垂直B. 金属中点缺陷的存在使其电阻减小C. 只有刃位错才能攀移，螺位错只作滑移D. 间隙原子的形成能小于空位形成能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。

（）A. 越长；越低B. 越长；越高C. 越短；越低D. 越长；不变9. 体心立方结构每个晶胞占有（）个原子。

A. 6B. 2C. 4D. 110. 菲克第一定律描述了一种稳态扩散，即质量浓度不随（）变化。

材料科学基础期末考试题一、选择题（每题2分，共20分）1. 材料科学中的“四要素”指的是（）。

A. 组成、结构、性能、加工B. 组成、结构、性能、应用C. 原料、加工、性能、应用D. 结构、性能、加工、应用2. 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3. 材料的屈服强度是指（）。

A. 材料在外力作用下发生永久变形的应力值B. 材料在外力作用下断裂的应力值C. 材料在外力作用下恢复原状的最大应力值D. 材料在外力作用下产生弹性变形的应力值4. 下列关于半导体的描述，正确的是（）。

A. 半导体的导电性能介于导体和绝缘体之间B. 半导体的导电性能只受温度的影响C. 半导体的导电性能可以通过掺杂改变D. 所有材料都可以作为半导体使用5. 陶瓷材料的主要特点是（）。

A. 高强度和高韧性B. 良好的导电性和导热性C. 耐高温和良好的耐腐蚀性D. 低密度和高弹性模量6. 金属材料的塑性变形主要通过（）来实现。

A. 晶格的滑移B. 晶格的坍塌C. 晶格的扩散D. 晶格的相变7. 材料的疲劳是指（）。

A. 材料在长期静载荷作用下发生的破坏B. 材料在单次超载作用下发生的破坏C. 材料在反复载荷作用下发生的破坏D. 材料在高温环境下发生的破坏8. 钢铁的淬火处理是为了获得（）。

A. 较高的硬度和强度B. 较高的韧性和塑性C. 良好的导电性和导热性D. 良好的耐腐蚀性9. 聚合物的玻璃化转变温度（Tg）是指（）。

A. 聚合物从固态转变为液态的温度B. 聚合物从液态转变为气态的温度C. 聚合物从玻璃态转变为高弹态的温度D. 聚合物从高弹态转变为固态的温度10. 材料的蠕变是指（）。

A. 材料在长期静载荷作用下发生的缓慢变形B. 材料在反复载荷作用下发生的破坏C. 材料在高温环境下发生的快速变形D. 材料在低温环境下发生的脆性破坏二、填空题（每题2分，共20分）11. 材料的弹性模量是指材料在__________下，应力与应变之比的物理量。

第三章作业答案1.说明面心立方结构的潜在滑移系有12个，体心立方结构的潜在滑移系有48个。

解：面心立方晶体的滑移系是｛111｝ < 1-10> , (111｝有四个，每个｛111｝面上有三个〈110〉方向，所以共有12个潜在滑移系。

体心立方晶体的滑移系是(110｝ <- 111 > , ｛211｝ <- 111 >以及｛312｝ < -111 >o｛110｝面共有6个，每个｛110｝面上有两个<-111 >方向，这种滑移系共有12个潜在滑移系; ｛211｝面有12个，每个“211”面上有1个〈111〉方向，这种滑移系共有12个潜在滑移系；｛312｝面共有24个，每个｛312｝面上有1个<-111 >方向，这种滑移系共有潜在滑移系24个, 这样，体心立方晶体的潜在滑移系共有48个。

2.一个位错环能否各部分都是螺位错？能否各部分都是刃位错？为什么？解：螺位错的柏氏矢量与位错线平行，而一个位错只有一个柏氏矢量，一个位错环不可能与一个方向处处平行，所以一个位错环不能各部分都是螺位错。

刃位错的柏氏矢量与位错线垂直，如果柏氏矢量垂直位错环所在的平面，则位错环处处都是刃位错。

这种位错的滑移面是位错环与柏氏矢量方向组成的棱柱面，这种位错又称棱柱位错。

3.纯铁的空位形成能为105kJ/mol.将纯铁加热到850°C后激冷至室温(20°C),假设高温下的空位能全部保留，试求过饱和空位浓度与室温平衡空位浓度的比值。

解：G，=4exp(-g)850 °C (1123K)后激穆室温可以认为全部空位保留下来Exp(31.87)4.写出距位错中心为R1范围内的位错弹性应变能。

如果弹性应变能为R1范围的一倍，则所涉及的距位错中心距离R2为多大？解：距位错中心为&范围内的位错弹性应变能为E = 竺瓦马。

4忒Ab如果弹性应变能为&范围的一倍，则所涉及的距位错中心距离R2为2 竺= 也4.K Ab A TT K Ab即R,=¥2 Ab5.简单立方晶体(100)面有一个b=[001]的螺位错。

材料科学基础期末试题及答案一、选择题（每题2分，共20分）1. 材料科学中，下列哪项不是材料的基本性质？A. 强度B. 硬度C. 导电性D. 可塑性答案：D2. 金属的塑性变形主要通过哪种机制进行？A. 位错运动B. 晶界迁移C. 扩散D. 相变答案：A3. 陶瓷材料的主要特性是什么？A. 高导电性B. 高塑性C. 高硬度和低热膨胀系数D. 高韧性答案：C4. 以下哪种合金的制备方法不属于固溶合金？A. 钢B. 黄铜C. 铝合金D. 马氏体不锈钢答案：D5. 玻璃材料的主要成分通常是什么？A. 硅酸盐B. 氧化物C. 碳化物D. 氮化物答案：A二、简答题（每题10分，共30分）1. 简述材料的疲劳现象及其影响因素。

答：材料的疲劳现象是指在低于材料屈服强度的循环载荷作用下，材料发生损伤并最终导致断裂的现象。

影响疲劳的因素包括应力幅度、循环次数、材料的微观结构、环境条件等。

2. 描述金属的腐蚀过程及其防护措施。

答：金属的腐蚀是金属与周围环境发生化学反应，导致材料性能下降的过程。

常见的腐蚀类型有化学腐蚀和电化学腐蚀。

防护措施包括使用耐腐蚀材料、涂层保护、阴极保护等。

3. 解释什么是相变以及它在材料科学中的重要性。

答：相变是指材料在外界条件（如温度、压力）变化下，从一种相态转变为另一种相态的过程。

相变对材料的物理性能和化学性能有重要影响，如钢的淬火和回火过程就是通过相变来改变其微观结构和宏观性能。

三、计算题（每题25分，共50分）1. 给定一个金属棒，其长度为L，截面积为A，材料的杨氏模量为E。

当施加一个力F时，金属棒发生弹性变形，求金属棒的伸长量ΔL。

答：根据胡克定律，ΔL = F * L / (A * E)。

2. 假设一个立方体材料样品在三个正交方向上受到相同的应力σ。

如果材料的泊松比为ν，求该立方体样品在三个方向上的应变ε。

答：根据材料力学的一般关系，εx = εy = εz = σ / E，其中E是杨氏模量。

千里之行，始于足下分）（分），，31035.0)]6060(25.0100[1032001)]32(1[1max 3(6036021001-⨯=--⨯=+-=-===σσνσεσσσE MPaMPa MPa3．试画出低碳钢的拉伸应力－应变曲线，并在图上标出4个极限应力。

（4分）画图2分，标应力值4分4．已知交变应力的,MPa 5,MPa 3min max -==σσ， 求其应力循环特征r 及应力幅度a σ。

（4分）oεσbσsσσ朽木易折，金石可镂分）分）3(42)5(32min max 3(6.053min max MPar a =--=-=-=-==σσσσσ5．如图所示为矩形截面悬臂梁，在梁的自由端骤然加一个重为Q 的物块，求梁的最大弯曲动应力。

（4分）分）分）分）1(2123(262(2maxmax max bhQL bhQLW M K d zd ====σσQhb千里之行，始于足下6．如图所示为两根材料相同的简支梁，求两梁中点的挠度之比b a ωω/。

（4分）812)2(22/2==EI L P k EI L kP b a ωω7．两块相同的钢板用5个铆钉衔接如图所示，已知道铆钉直径d ，钢板厚度t ，宽度b ，求铆钉所受的最大切应力，并画出上钢板的轴力图。

（6分）LL)(b 2/L 2/L )(a朽木易折，金石可镂dPd P AQ ππτ2544/25/max ===（3分）8．超静定结构如图所示，所有杆件不计自重，AB 为刚性杆，试写出变形协调方程。

（4分）2=∆∆yy EC ，αβsin sin 212l l ∆=∆，121225l ∆= （2分）PPa a a2/AF5/2P 5/3P P千里之行，始于足下朽木易折，金石可镂二、作图示梁的剪力图与弯矩图。

（10分）三、不计剪力的影响，已知EI ，试用能量法求图示悬臂梁自由端的挠度A 。

（12分）2ACFsqa 23qa 21qa 21M qa222qa分）4(分）6(千里之行，始于足下)42441)2(21201)4()2()4(,2422分（）（））（（分段：分段：EIqa dx x a x qa a a EI dx x qx a EI x M ax qa M BC x M qx M AB A=--⎰-+-⎰-=-=--=-=-=ω四、铸铁梁的载荷及截面尺寸如图所示，其中4cm 5.6012,mm 5.157==Z C I y 。

材料科学基础期末考试卷及答案(10级)材料科学基础一. 填空题（22分）1.对于小角度晶界结构而言，对称侧晶界由__一列平行的刃形位错__构成，非对称侧晶界由_两组柏氏矢量相互垂直的刃形位错_构成，扭转晶界由_螺型位错_构成。

2.按原子排列情况和吻合程度分类，界面可分为_共个界面_、_非共格界面_、_半共格界面_和复杂半共格界面。

3.界面迁移与原子运动方向_相反_（相同/相反），速度方向_相同_（相同/相反）。

4.晶界能的来源有_弹性能_、_核心能_、_化学键能_。

5.热力学稳定的液—固界面微观结构主要有_粗糙界面_和_光滑界面_。

6.纯金属及金属凝固后得到的典型铸锭组织由_表面细晶区_、_柱晶取_、__中心等轴晶区__三个区域构成。

7.晶体材料中质点扩散的微观机制主要有__空位机制__、_间隙机制__及其他（亚间隙机制、环易位机制等），扩散系数D阿累尼乌斯公式可写成__D*e-Q/RT_，对于空位扩散机制，扩散活化能有_空位形成能__、_空位迁移能__对于间隙扩散机制，扩散活化能只包括_间隙原子的迁移能__。

8.从热力学角度看，烧结的基本驱动力是___系统表面能、界面能的减少____，动力学上的表现为___各种复杂的船只过程___，烧结后宏观上的表现为__坯体收缩、致密化与强度增大___，微观上的表现为__发生晶粒尺寸与形状、气孔的尺寸形状变化__。

9.固态相变的驱动力___新相与母相的自由焓之差__，阻力__界面能__和__应变能___。

10.金属固态相变的三种基本变化__结构____、__成分___、___有序程度变化__。

11.奥氏体是碳在__a-固溶体__中的间隙固溶体。

12.奥氏体形成的热力学条件是奥氏体自由能__小于__（大于/小于）珠光体自由能。

13.贝氏体转变时，温度较高存在__碳__的扩散。

14.球化处理由片状向粒状转变可降低__表面能__，为自发过程。

15.和单晶体的塑性形变相比，多晶体塑性形变18.将发生树枝状偏析。

《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。

《材料科学基础》课程期末考试样卷班级 ______________________ 姓名_______________ 学号______________一、是非判断题（每题1分，共10分）（1）在钢屮，随含碳量的增加，珠光体的相对量也不断增加。

（）（2）钢屮铁索体与奥氏体的木质区别在于含碳量不同。

（）（3）平衡状态下，在碳钢屮，随含碳量的增加，强度、硬度均随Z增加。

（）（4）珠光体是单相组织。

（）（5）亚共析钢的基本相是铁索体和珠光体。

（）（6）扩散是原子的定向移动。

（）（7）金属铸件可通过再结晶退火细化晶粒。

（）（8）再结晶虽包含形核和长大过稈，但它不是一个相变过稈。

（）（9）点缺陷是热力学上平衡的缺陷（）。

（10）一条弯1111位错线，其各部分的柏氏矢量都相同（）。

二、单项选择题（每题1分，共10分）1下列对金屈键描述正确的是：A无方向性和饱和性B有方向性和饱和性C有方向性无饱和性D无方向性有饱和性2下列对晶体与非晶体描述正确的是：A晶体有熔点和性能的各向异性；非晶体有熔点和性能的各向同性B晶体有熔点和性能的备向异性；非晶体没有熔点，性能为备向同性C晶体没有熔点和性能的备向异性;非晶体有熔点，性能为备向同性D晶体有熔点和性能的备向异性;非晶体也有熔点和性能的备向异性3金屈的典型晶体结构有面心立方、体心立方和密排六方三种，它们的晶胞屮原了数分别为：A 4； 2； 6B 6； 2； 4C 4； 4； 6D 2； 4； 6 4关于间隙固溶体与间隙化合物说法正确的是：B 微观粗糙，宋观粗糙 D 微观平柴，宋观平整 B 尖端形核技术 D 垂直提拉技术B 需要能量起伏 D 需要结构起伏C 二者结合键相同D 二者物理性能相近5柏氏矢量是表示位错特征的矢量，但它不能用于：A 判断位错性质B 表示位错的能量C 判断位错反应D 表示位错密度6晶界不包括：A 大角度晶界B 小角度晶界C 李晶界D 表面 7下列对液一固粗糙界面描述正确的是：A 微观粗糙，宏观平整C 微观平整，宏观粗糙8能得到非晶态合金的技术是：A 定向凝固技术C 急冷凝固技术9合金与纯金属结晶的不同点是:A 需要过冷C 需要成分起伏 10下列不属于Fe-FeaC 相图屮的组成相是：A 铁素体B 奥氏体C 渗碳体D 石墨三、填空题(每空1分，共15分)1写出一个具体地合金相：间隙固熔体 _________ ,有序固熔体.物 ___________ o2固态金属屮，原子扩散的驱动力是 ______________________3再结晶的驱动力是 ____________________________________4面心立方晶体中的滑移系是 ____________________________5固态相变的驱动力是 __________________________________6调幅分解的特点是：(1) _________________________________________________ 7纯粹协同世相变的特征：（3）_________________________________________________ ；（4）_________________________________________________ o8马氏体相变的一个晶体学特点是马氏体的亚结构。

材科基期末考试试题一、选择题（每题2分，共20分）1. 材料科学中，下列哪一项不是金属材料的主要特性？A. 高导电性B. 高熔点C. 良好的塑性D. 良好的韧性2. 陶瓷材料的主要特性不包括以下哪一项？A. 耐高温B. 耐化学腐蚀C. 良好的导电性D. 硬度高3. 聚合物材料的玻璃化转变温度（Tg）是指材料从什么状态转变到什么状态？A. 玻璃态到橡胶态B. 橡胶态到玻璃态C. 玻璃态到液态D. 液态到玻璃态4. 金属的腐蚀主要分为哪两大类？A. 化学腐蚀和电化学腐蚀B. 物理腐蚀和化学腐蚀C. 电化学腐蚀和物理腐蚀D. 化学腐蚀和物理腐蚀5. 材料的疲劳是指材料在什么条件下的性能退化？A. 持续应力作用下B. 瞬时应力作用下C. 持续温度变化下D. 瞬时温度变化下二、简答题（每题10分，共30分）1. 简述材料的微观结构对材料宏观性能的影响。

2. 解释什么是相图，并举例说明相图在材料科学中的应用。

3. 描述材料的热处理过程及其对材料性能的影响。

三、计算题（每题15分，共30分）1. 给定一块铝板，其厚度为5mm，面积为1平方米。

若铝的杨氏模量为69 GPa，计算该铝板在受到100 MPa压力作用下的应力和应变。

2. 假设有一块钢材，其在拉伸试验中，弹性模量为200 GPa，屈服强度为250 MPa。

若该钢材的初始截面积为100 mm²，计算其在达到屈服点时的应力和应变。

四、论述题（每题20分，共20分）1. 论述新材料在航空航天领域的应用及其对材料科学发展的影响。

五、实验题（每题10分，共10分）1. 设计一个实验来测试不同温度下金属材料的硬度变化，并解释实验结果可能对材料选择的影响。

请注意，以上试题仅为示例，实际考试内容可能会有所不同。

几种强化加工硬化：金属材料在再结晶温度以下塑性变形时强度和硬度升高，而塑性和韧性降低的现象。

强化机制：金属在塑性变形时，晶粒发生滑移，出现位错的缠结，使晶粒拉长、破碎和纤维化，金属内部产生了残余应力。

细晶强化：是由于晶粒减小，晶粒数量增多，尺寸减小，增大了位错连续滑移的阻力导致的强化；同时由于滑移分散，也使塑性增大。

弥散强化：又称时效强化。

是由于细小弥散的第二相阻碍位错运动产生的强化。

包括切过机制和绕过机制。

(2 分)复相强化：由于第二相的相对含量与基体处于同数量级是产生的强化机制。

其强化程度取决于第二相的数量、尺寸、分布、形态等，且如果第二相强度低于基体则不一定能够起到强化作用。

(2 分)固溶强化：固溶体材料随溶质含量提高其强度、硬度提高而塑性、韧性下降的现象。

包括弹性交互作用、电交互作用和化学交互作用。

几种概念1、滑移系：一个滑移面和该面上一个滑移方向的组合。

2、交滑移：螺型位错在两个相交的滑移面上运动，螺位错在一个滑移面上运动遇有障碍，会转动到另一滑移面上继续滑移，滑移方向不变。

3、屈服现象：低碳钢在上屈服点开始塑性变形，当应力达到上屈服点之后开始应力降落，在下屈服点发生连续变形而应力并不升高，即出现水平台（吕德斯带）原因：柯氏气团的存在、破坏和重新形成，位错的增殖。

4、应变时效：低碳钢经过少量的预变形可以不出现明显的屈服点，但是在变形后在室温下放置一段较长时间或在低温经过短时间加热，在进行拉伸试验，则屈服点又重复出现，且屈服应力提高。

5、形变织构：随塑性变形量增加，变形多晶体某一晶体学取向趋于一致的现象。

滑移和孪晶的区别滑移是指在切应力的作用下，晶体的一部分沿一定晶面和晶向，相对于另一部分发生相对移动的一种运动状态。

孪生：在切应力作用下，晶体的一部分相对于另一部分沿一定的晶面和晶向发生均匀切变并形成晶体取向的镜面对称关系。

伪共晶：在不平衡结晶条件下，成分在共晶点附近的合金全部变成共晶组织，这种非共晶成分的共晶组织，称为伪共晶组合。

《材料科学基础》试卷及参考答案一. 选择题：（共15小题，每小题2分，共30分）。

1. 在下列材料中，哪一类材料结晶时，液-固界面为粗糙界面？（ ）A. 金属材料B. 无机材料C. 高分子材料D. 半导体材料 2. 在三元系中有右图的两种三相平衡区，它们的反应类型分别为（ ）。

A. （a ）是包晶型，（b ）是共晶型B. （a ）是共晶型，（b ）是包晶型C. （a ）、（b ）均为包晶型D. （a ）、（b ）均为共晶型3. 高分子材料随温度的变化，通常有玻璃态、高弹态和粘流态三个物理状态。

则橡胶的工作状态是（ ）。

A. 玻璃态B. 高弹态C. 粘流态D. 高弹态 、粘流态和玻璃态 4. 4p 原子轨道径向分布图中峰数为多少？其钻穿能力比4d （ ）？ A. 3，强 B. 2，强 C. 3，弱 D. 2，弱 5. 在硅酸盐玻璃中减少变性体的量，会使（ ）。

A. 桥氧含量下降，粘度增大B. 桥氧含量增多，粘度减小C. 桥氧含量下降，粘度减小D. 桥氧含量增多，粘度增大6. 在晶体中形成空位时，离位原子迁移到晶体表面，这样的缺陷称为（ ）。

A. 面缺陷 B. 线缺陷 C. 肖脱基缺陷 D. 弗兰克尔缺陷7. 在由扩散控制的反应扩散，相宽度变化关系式为t B L j =∆；由相界面反应速度控制时，新相厚度与时间呈线性关系dt C K d iυχ=。

在实际反应扩散过程中，反应扩散后期受（ ）控制。

A. 界面反应速度 B. 扩散 C. 界面反应速度和扩散 D. 无法确定8. 关于刃型位错应力场，下列说法哪种是不正确的？（ ）A. 各种应力分量的大小与r 成反比B. 应力场对称于多余的半原子面C. 滑移面上只有正应力，无切应力D. 应力场是轴对称的 9. 下列说法正确的是（ ）。

A. 点缺陷是热力学不稳定缺陷B. 两位错交割必形成割阶C. 线缺陷是热力学不稳定缺陷D. 空位形成能大于间隙形成能10. 面心立方的配位数，四面体空隙数及晶胞原子数分别为（ ）。

材料科学基础试题及答案一、选择题1. 下列关于材料的定义，正确的是：A. 材料是指由天然资源或人工合成的物质，用于满足人类需求的实体。

B. 材料是指具有一定形态和组织结构的物质，能够展现出特定的性能和功能。

C. 材料是指具有一定物理、化学特征的物质，通过特定的加工过程得到的产品。

D. 材料是指用于制造产品的原始原料，主要包括金属、塑料和木材等。

答案：A2. 下列关于材料分类的说法，正确的是：A. 根据组成方式可将材料分为金属材料、非金属材料和半导体材料。

B. 根据材料的用途可将材料分为结构材料、功能材料和生物医用材料。

C. 根据材料的产生方式可将材料分为天然材料、人工合成材料和再生材料。

D. 根据材料的电导性可将材料分为导电材料、绝缘材料和半导体材料。

答案：B3. 下列关于材料性能的描述，正确的是：A. 机械性能是指材料的硬度、强度、韧性等方面的性质。

B. 热性能是指材料在热环境下的稳定性和导热性等方面的性质。

C. 光学性能是指材料对光的吸收、传输和反射等方面的性质。

D. 电磁性能是指材料对电磁波的传导和屏蔽等方面的性质。

答案：A二、填空题1. 下列是常见材料的表征方法中，________是通过观察材料的形貌、组织结构和晶体形态等方面对材料进行表征的方法。

答案：显微镜观察2. __________是材料用于测量、感知、存储、处理等方面的性能和功能。

答案：功能材料3. __________是制备金属材料的常用加工方法之一，通过热处理和机械加工使材料形成所需形状和性能。

答案：冶金加工三、简答题1. 请简述材料的晶体结构及其对材料性能的影响。

答：材料的晶体结构是指材料中原子、离子或分子的排列方式和周期性特征。

不同的晶体结构决定了材料的特定性能。

例如，金属材料的晶体结构主要为面心立方、体心立方和密堆积等形式，这种结构使金属具有优良的导电性和可塑性。

另外，晶体结构还影响材料的硬度、热膨胀性、熔点等性能。

因此，了解材料的晶体结构对于研究和设计高性能材料具有重要意义。

第1页###############材料科学与工程专业 《材料科学基础（上）》期末考试试卷（A ）（后附参考答案及评分标准）考试时间：120分钟 考试日期：2020年12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，共26分，每小题2分） 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案题号 11 12 13 答案1. 聚乙烯高分子材料中的C －H 化学键属于（ ）。

A. 金属键B. 离子键C. 共价键D. 氢键 2. CsCl 的晶体结构类型属于（ ）。

A. 简单立方B. 体心立方C. 面心立方D. 密排六方 3. α-Fe 的晶体结构类型属于（ ）。

A. 简单三斜B. 体心立方C. 面心立方D. 底心正交 4. 原子扩散的驱动力是（ ）。

A. 组元的浓度梯度B. 组元的化学势梯度C. 温度梯度D. 压力梯度得分 年级 专业 姓名 学号装订线5. 下面关于回复与再结晶机制的差别中，正确的是（）。

A. 回复不需要孕育期，而再结晶需要孕育期B. 回复不需要激活能，而再结晶需要激活能C. 回复不能降低形变态的应变能，而再结晶将降低形变态的应变能D. 以上说法都不正确6. 位错运动包括位错的滑移和位错的攀移，其中（）。

A. 螺位错只作滑移，刃位错既可滑移又可攀移B. 螺位错只作攀移，刃位错只作滑移C. 螺位错既可滑移又可攀移，刃位错只作滑移D. 螺位错只作滑移，刃位错只作攀移7. 晶体中热缺陷的浓度随温度（）。

A. 线性增加B. 呈指数规律增加C. 无变化规律D. 线性减少8. 下列说法错误的是（）。

A. 螺型位错线与滑移方向平行B. 金属中点缺陷的存在使其电阻减小C. 晶界比晶内更容易氧化和优先腐蚀D. 间隙原子的形成能大于空位形成能9. 下面关于对再结晶温度影响的说法中，错误的是（）。

A. 冷形变程度越小则再结晶温度越高B. 在相同冷形变程度下，原始晶粒尺寸越小则再结晶温度越低C. 第二相粒子分布越弥散则再结晶温度越低D. 以上说法都正确10. 面心立方结构每个晶胞占有（）个原子。

《材料科学基础》第二学期试题B及答案一、名词解释（每小题3分。

共30分）晶界内吸附交滑移：上坡扩散：纤维组织：枝晶偏析：伪共晶组织：重心法则：配位数：致密度：晶带二、答题（每小题10分、共50分）1.在一个面心立方晶系的晶胞中画出晶面（III）和（112）,并写出两晶面交线的晶向指数。

2.位错反应的条件是什么？判断下列反应能否进行（1） a [100] —>a∕2 [111] + a/2 [111] （2） a/2[101] ÷ a /6 [121] —> a [111]3.试推导菲克第二定律4.试述柯氏气团理解释低碳钢存在屈服平台现象5.简答液一固界面的类型及晶体生长的方式三、默画Fe-FeCs相图，并分析0∙.5%C合金的平衡凝固过程，计算在室温其平衡组织组成的重量分数和想组成的重量分数（20）材料科学基础(2002~2003)学年第二学期试题B答案要点：一、名次解释晶界内吸附：少量杂质或合金元素在晶体内部的分布是不均匀的，常偏聚于晶界交滑移：螺位错，在一滑移面运动受阻，转到另一滑移面上继续滑移。

上坡扩散：扩散物质由浓度低处向浓度高处进行的扩散。

纤维组织：晶粒及加杂物沿受力方向呈条带状态分布。

枝晶偏析：在非平衡凝固条件下，若固溶体以树枝状结晶并长大，则枝干与枝间会出现成分差别，称为工伪共晶组织：非平衡结晶条件下，成分在共晶点附近的合金也可能全部转变为共晶组织，这种非共晶成分的共晶组织，称为1重心法则：处于三者相平衡的合金，其成分必位于共扼三角形重心位置。

配位数：晶体结构中任一原子周围最邻近且等距离的原子数致密度：晶体结构中原子体积占总体积的百分数晶带：相交和平行于某一晶向直线的所有晶面的组合2.反应条件：1).几何条件：Σb∕Eb后2).能量条件：∑b?前〉∑b?后(1)几何条件满足；能量条件：Zb?前=金)2 [(1)沁沁。

=/ , ©分)∑b2β= (1) 2 [12+12÷12]+ (p2 [I2 +(-1) 2+(-1)。

材料科学基础试题及答案一、选择题1. 材料科学中，下列哪个不是材料的基本性能？A. 力学性能B. 热学性能C. 光学性能D. 化学性能答案：C2. 金属材料的塑性变形主要通过哪种机制进行？A. 位错运动B. 原子扩散C. 相变D. 晶界滑动答案：A3. 陶瓷材料通常具有哪些特性？A. 高韧性B. 高导电性C. 高熔点D. 高塑性答案：C二、填空题1. 材料科学是一门研究材料的________、________、________以及材料与环境相互作用的科学。

答案：组成、结构、性能2. 根据材料的组成和结构，材料可以分为________、________、________和复合材料。

答案：金属材料、无机非金属材料、有机高分子材料三、简答题1. 简述材料科学中的“相”的概念。

答案：在材料科学中，“相”指的是材料中具有相同化学成分和结构的均匀部分。

相可以是固体、液体或气体，并且可以在宏观上观察到。

材料的相可以决定其物理和化学性质。

2. 什么是材料的微观结构？它对材料性能有何影响？答案：材料的微观结构是指材料内部的原子、分子或晶粒的排列方式和分布状态。

微观结构对材料的力学性能、热学性能、电学性能等具有决定性影响，例如晶粒大小、晶界、位错密度等都会显著影响材料的强度、韧性和导电性。

四、计算题1. 已知某金属材料的屈服强度为300 MPa，弹性模量为200 GPa，求其在屈服点的应变。

答案：首先，根据胡克定律，σ = Eε，其中σ是应力，E是弹性模量，ε是应变。

将已知数值代入公式，可得ε = σ/E = 300 MPa / 200 GPa = 0.0015。

2. 若某材料的热膨胀系数为10^-6 K^-1，当温度从20°C升高到100°C时，计算该材料长度的变化百分比。

答案：材料长度的变化量ΔL可以通过公式ΔL = L0αΔT计算，其中L0是原始长度，α是热膨胀系数，ΔT是温度变化。

假设原始长度L0为1m，温度变化ΔT = 100°C - 20°C = 80°C，代入公式得ΔL = 1m * 10^-6 K^-1 * 80 = 8 * 10^-5 m。

《材料科学基础》期末试卷及答案一. 选择题：（共15小题，每小题2分，共30分）。

1. 根据相律在不考虑压强影响的情况下，三元系相图中二相平衡区的自由度f为（）。

A. 0B. 1C. 2D. 32. 在六节环硅酸盐结构中非桥氧的个数为（）。

A. 6B. 8C. 10D. 123. 氢键的形成对物质的物理性能影响很大，分子内氢键的存在会引起物质（）。

A. 熔点升高，沸点降低B. 熔点降低，沸点升高C. 熔点、沸点都升高D. 熔点、沸点都降低4. 密排六方的配位数，四面体空隙数及晶胞原子数分别为（）。

A. 12，3n，6B. 12，2n，6C. 8，6n，2D. 12，2n，65. 下列说法正确的是（）。

A. 点缺陷是热力学稳定缺陷B. 两位错交割必形成割阶C. 线缺陷也是热力学稳定缺陷D. 空位形成能大于间隙形成能6. 在高岭石Al4[Si4O10](OH)8结构中每个O2-可连1个[SiO4]和几个[AlO2(OH)4]( )。

A. 1B. 2C. 3D. 47. 在单元系相图中，温度一定，增加压力会使摩尔体积大的相在相图上稳定存在的区域（）。

A. 缩小B. 扩大C. 没影响D. 无法判断8. 结晶性高聚物由熔体中结晶，可得到（）。

A. 单晶B. 球晶C. 纤维状晶体D. 串晶9. 某位错的位错线与柏氏矢量平行且反向，则此位错为（）。

A. 正刃型位错B. 右螺型位错C. 左螺型位错D. 负刃型位错10. 在铁碳合金中可锻性最好的是（）。

A. 亚共析钢B. 共析钢C. 过共析钢D. 共晶铸铁11. 在吴氏网上直径的刻度可度量（）。

A. 极距角B. 方位角C. 晶面的面角D. 园心角12. 在平衡条件下，溶质原子在晶界处的浓度偏离平均浓度的现象称为晶界偏析，若溶质原子的固溶度（C m）愈大，则晶界处溶质的浓度（）。

A. 愈大B. 愈小C. 不变D. 无法判断13. 第二相若在晶粒内部析出，固溶体中各组元的原子直径之差超过5%时，决定因素是弹性应变能，则第二相的形状接近于（）。

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。