材料科学基础习题与参考答案（doc14页）完美版
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（），（），（）。
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：B
2. 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：B
3. 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：B
4. 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：A
5. 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。
《材料科学基础》习题附答案
第⼆章 思考题与例题1. 离⼦键、共价键、分⼦键和⾦属键的特点，并解释⾦属键结合的固体材料的密度⽐离⼦
键或共价键固体⾼的原因？2. 从结构、性能等⽅⾯描述晶体与⾮晶体的区别。
3. 何谓理想晶体？何谓单晶、多晶、晶粒及亚晶？为什么单晶体成各向异性⽽多晶体⼀般
情况下不显⽰各向异性？何谓空间点阵、晶体结构及晶胞？晶胞有哪些重要的特征参数？4. ⽐较三种典型晶体结构的特征。（Al 、α-Fe 、Mg 三种材料属何种晶体结构？描述它们的
晶体结构特征并⽐较它们塑性的好坏并解释。）何谓配位数？何谓致密度？⾦属中常见的三种晶体结构从原⼦排列紧密程度等⽅⾯⽐较有何异同？5. 固溶体和中间相的类型、特点和性能。何谓间隙固溶体？它与间隙相、间隙化合物之间
有何区别？（以⾦属为基的）固溶体与中间相的主要差异（如结构、键性、性能）是什么？6. 已知Cu 的原⼦直径为2.56A ，求Cu 的晶格常数，并计算1mm 3Cu 的原⼦数。
7. 已知Al 相对原⼦质量Ar （Al ）=26.97，原⼦半径γ=0.143nm ，求Al 晶体的密度。
8 bcc 铁的单位晶胞体积，在912℃时是0.02464nm 3；fcc 铁在相同温度时其单位晶胞体积
是0.0486nm 3。当铁由bcc 转变为fcc 时，其密度改变的百分⽐为多少？9. 何谓⾦属化合物？常见⾦属化合物有⼏类？影响它们形成和结构的主要因素是什么？
其性能如何？10. 在⾯⼼⽴⽅晶胞中画出[012]和[123]晶向。在⾯⼼⽴⽅晶胞中画出（012）和（123）晶⾯。
11. 设晶⾯（152）和（034）属六⽅晶系的正交坐标表述，试给出其四轴坐标的表⽰。反之，求（3121）及（2112）的正交坐标的表⽰。（练习），上题中均改为相应晶向指数，求相互转换后结果。12.在⼀个⽴⽅晶胞中确定6个表⾯⾯⼼位置的坐标，6个⾯⼼构成⼀个正⼋⾯体，指出这个⼋⾯体各个表⾯的晶⾯指数，各个棱边和对⾓线的晶向指数。13. 写出⽴⽅晶系的{110}、{100}、{111}、{112}晶⾯族包括的等价晶⾯，请分别画出。
附：习题答案
0 绪论
一、填空题
1. 结构，性能
2. 原子结构、原子的空间排列、显微组织
3．结构材料，功能材料；金属材料，无机非金属材料（陶瓷），高分子材料（聚合物）。
第1章
一、填空题
1、金属键， 离子键、共价键，分子键、共价键
2、金属键、离子键、共价键，_范德华键_、氢键。
3、共价键
4、共价键
5、共价键，氢键
二、判断题
（1）错。离子键没有方向性和饱和性。
（2）对。
（3）错。改为：S原子轨道的角度分布图为一个从原子核为球心的球面，而s电子云图是一个
球体，其剖面图是个圆。P轨道的角度分布图为两个在原点相切的球面。而p电子云图像或几率分
布是一个哑铃形体，其剖面图是∞字型。
（4）错。改为：若用小黑点的疏度表示几率密度的大小，则黑点密的地方，表示|Ψ|2数值大，
电子出现的几率大；黑点稀的地方表示|Ψ|2数值小，电子出现的几率小。
（5）错。改为：主量子数为4时，有4s、4p、4d、4f四个亚层。共16条轨道。
（6）错。改为：多电子原子轨道能级与氢原子能级不同。
三、简答题 1. H>He； Ba>Sr； ScN； Zr≈Hf;
La>Gd； S2->S； Na>Al3+； Fe2+>Fe3+；Pb2+>Sn2+
2．（1）金属性： Ge>Si>As (2) 电离能： As>Si>Ge
(3) 电负性： As>Si≈Ge (4) 原子半径：Ge>As>Si
3．因氢原子核外只有一个电子，核外运动的电子能量由主量子数n决定，n相同时能量相同。
而氯原子中核外有17个电子，核外运动的电子能量不仅与主量子数n有关，而且也与角量子数L有
关，3s的穿透能力大于3p，故3s能级低于3p能级。 第2章
综合习题----基础练习
一、填空题
1、基元（原子团）以周期性重复方式在三维空间作有规则的排列的固体 。 2、是否在三维空间作周期性重复规则排列（ 晶体原子排布长程有序，非晶体是长程无序短程有序） 。 3、晶体结构中的最小单位 。
