材料科学基础选择题

材料科学基础选择题
材料科学基础选择题

1、极化会对晶体结构产生显著影响,可使键性由( B )过渡,最终使晶体结构类型发生变化。

A: 共价键向离子键B: 离子键向共价键

C: 金属键向共价键D: 键金属向离子键

2、离子晶体中,由于离子的极化作用,通常使正负离子间的距离( B ),离子配位数()。

A: 增大,降低B: 减小,降低

C: 减小,增大D: 增大,增大

3、氯化钠具有面心立方结构,其晶胞分子数是(C )。

A: 5 B: 6

C: 4 D: 3

4、NaCl单位晶胞中的“分子数”为4,Na+填充在Cl-所构成的( B )空隙中。

A: 全部四面体B: 全部八面体

C: 1/2四面体D: 1/2八面体

5、CsCl单位晶胞中的“分子数”为1,Cs+填充在Cl-所构成的( C )空隙中。

A: 全部四面体B: 全部八面体

C: 全部立方体D: 1/2八面体

6、MgO晶体属NaCl型结构,由一套Mg的面心立方格子和一套O的面心立方格子组成,其一个单位晶胞中有( B )个MgO分子。

A: 2 B: 4

C: 6 D: 8

7、萤石晶体可以看作是Ca2+作面心立方堆积,F-填充了(D )。

A: 八面体空隙的半数B: 四面体空隙的半数

C: 全部八面体空隙D: 全部四面体空隙

8、萤石晶体中Ca2+的配位数为8,F-配位数为( B )。

A: 2 B: 4

C: 6 D: 8

9、CsCl晶体中Cs+的配位数为8,Cl-的配位数为( D )。

A: 2 B: 4

C: 6 D: 8

10、硅酸盐晶体的分类原则是(B )。

A: 正负离子的个数B: 结构中的硅氧比

C:化学组成D:离子半径

11、锆英石Zr[SiO4]是( A )。

A: 岛状结构B: 层状结构

C: 链状结构D: 架状结构

12、硅酸盐晶体中常有少量Si4+被Al3+取代,这种现象称为( C )。

A: 同质多晶B: 有序—无序转变

C: 同晶置换D: 马氏体转变

13. 镁橄榄石Mg2[SiO4]是( A )。

A: 岛状结构B: 层状结构

C: 链状结构D: 架状结构

14、对沸石、萤石、MgO三类晶体具有的空隙体积相比较,其由大到小的顺序

为( A )。

A: 沸石>萤石>MgO B: 沸石>MgO>萤石

C: 萤石>沸石>MgO D: 萤石>MgO>沸石

15、根据鲍林(Pauling)规则,离子晶体MX2中二价阳离子的配位数为8时,一价阴离子的配位数为( B )。

A: 2 B: 4

C: 6 D: 8

16、构成硅酸盐晶体的基本结构单元[SiO4]四面体,两个相邻的[SiO4]四面体之间只能(A )连接。

A: 共顶B: 共面

C: 共棱D: A+B+C

17、点缺陷与材料的电学性质、光学性质、材料的高温动力学过程等有关,以下点缺陷中属于本征缺陷的是( D )。

A:弗仑克尔缺陷B:肖特基缺陷

C:杂质缺陷D:A+B

18、位错的(A)是指在热缺陷的作用下,位错在垂直滑移方向的运动,结果导致空位或间隙原子的增值或减少。

A: 攀移B: 攀移

C: 增值D: 减少

19、对于形成杂质缺陷而言,低价正离子占据高价正离子位置时,该位置带有负电荷,为了保持电中性,会产生( D )。

A: 负离子空位B: 间隙正离子

C: 间隙负离子D: A或B

20、对于形成杂质缺陷而言,高价正离子占据低价正离子位置时,该位置带有正电荷,为了保持电中性,会产生( D )。

A: 正离子空位B: 间隙负离子

C: 负离子空位D: A或B

21、形成固溶体后对晶体的性质将产生影响, 主要表现为( D )。

A: 稳定晶格B: 活化晶格

C: 固溶强化D: A+B+C

22、固溶体的特点是掺入外来杂质原子后原来的晶体结构不发生转变,但点阵畸变,性能变化。固溶体有有限和无限之分,其中( B )。

A: 结构相同是无限固溶的充要条件

B: 结构相同是无限固溶的必要条件,不是充分条件

C: 结构相同是有限固溶的必要条件

D: 结构相同不是形成固溶体的条件

23、缺陷对晶体的性能有重要影响,常见的缺陷为( D )。

A: 点缺陷B: 线缺陷

C: 面缺陷D: A+B+C

24、按照晶体结构缺陷形成的原因,可将晶体结构缺陷的类型分为( D )。

A: 热缺陷B: 杂质缺陷

C: 非化学计量缺陷D: A+B+C

25、晶体中的热缺陷的浓度随温度的升高而增加,其变化规律是(B )。

A:线性增加B:呈指数规律增加

C:无规律D:线性减少

26、间隙式固溶体亦称填隙式固溶体,其溶质原子位于点阵的间隙中。讨论形成间隙型固溶体的条件须考虑( D )。

A: 杂质质点大小B: 晶体(基质)结构

C: 电价因素D: A+B+C

27、位错的滑移是指位错在(A )作用下,在滑移面上的运动,结果导致永久形变。

A: 外力B: 热应力

C: 化学力D: 结构应力

28、柏格斯矢量(Burgers V ector)与位错线垂直的位错称为(A ),其符号表示为( )。

A:刃位错;⊥B: 刃位错;VX C: 螺位错;D:刃位错;

29、热缺陷亦称为本征缺陷,是指由热起伏的原因所产生的空位或间隙质点(原子或离子)。当离子晶体生成肖特基缺陷(Schottky defect)时,( B )。

A: 正离子空位和负离子空位是同时成对产生的,同时伴随晶体体积的缩小B: 正离子空位和负离子空位是同时成对产生的,同时伴随晶体体积的增加C: 正离子空位和负离子间隙是同时成对产生的,同时伴随晶体体积的增加D: 正离子间隙和负离子空位是同时成对产生的,同时伴随晶体体积的增加30、热缺陷亦称为本征缺陷,是指由热起伏的原因所产生的空位或间隙质点(原子或离子)。生成弗仑克尔缺陷(Frenkel defect)时,( A )。

A: 间隙和空位质点同时成对出现

B: 正离子空位和负离子空位同时成对出现

C: 正离子间隙和负离子间隙同时成对出现

D: 正离子间隙和位错同时成对出现

31、位错的具有重要的性质,下列说法不正确的是(C)。

A: 位错不一定是直线B: 位错是已滑移区和未滑移区的边界

C: 位错可以中断于晶体内部D: 位错不能中断于晶体内部

32、位错的运动包括位错的滑移和位错的攀移,其中(A)。

A: 螺位错只作滑移,刃位错既可滑移又可攀移

B: 刃位错只作滑移,螺位错只作攀移

C: 螺位错只作攀移,刃位错既可滑移又可滑移

D: 螺位错只作滑移,刃位错只作攀移

33、硅酸盐熔体中各种聚合程度的聚合物浓度(数量)受(D)因素的影响。

A: 组成B: 温度

C: 时间D: A+B+C

34、当熔体组成不变时,随温度升高,低聚物数量(C ),粘度()。

A: 降低;增加B: 不变;降低

C: 增加;降低D: 增加;不变

35、当温度不变时,熔体组成的O/Si比高,低聚物(C ),粘度()。

A: 降低;增加B: 不变;降低

C: 增加;降低D: 增加;不变

36、硅酸盐熔体的粘度随O/Si升高而(B),随温度下降而()。

A: 增大,降低B: 降低,增大

C: 增大,增大D: 降低,降低

37、由结晶化学观点知,具有(A )的氧化物容易形成玻璃。

A: 极性共价键B: 离子键

C: 共价键D: 金属键

38、Na2O·Al2O3·4SiO2熔体的桥氧数为(D)。

A: 1 B: 2

C: 3 D: 4

39、Na2O?CaO?Al2O3?SiO2玻璃的桥氧数为( B )。

A: 2.5 B: 3

C: 3.5 D:4

40、如果在熔体中同时引入一种以上的R2O时,粘度比等量的一种R2O高,这种现象为(B)。

A:加和效应B:混合碱效应

C:中和效应D:交叉效应

41、对普通硅酸盐熔体,随温度升高,表面张力将(A )。

A: 降低B: 升高

C: 不变D: A或B

42、熔体的组成对熔体的表面张力有很重要的影响,一般情况下,O/Si减小,表面张力将(A)。

A: 降低B: 升高

C: 不变D: A或B

43、由熔融态向玻璃态转变的过程是(C )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

44、当组成变化时,玻璃的物理、化学性质随成分变化具有( C )。

A: 突变性B: 不变性

C: 连续性D: A或B

45、熔体组成对熔体的表面张力有重要的影响,一般情况下,O/Si减小,表面张力将( A )。

(A)降低(B)升高(C)不变(D)A或B

46、不同氧化物的熔点T M和玻璃转变温度T g的比值(T g/T M)接近( B )易形成玻璃。

A: 二分之一B: 三分之二

C: 四分之一D: 五分之一

47、可用三T(Time-Temperature-Transformation)曲线来讨论玻璃形成的动力学条件,三T曲线前端即鼻尖对应析出10-6体积分数的晶体的时间是最少的,由此可得出形成玻璃的临界冷却速率,通常,该临界冷却速率愈大,则系统形成玻璃(A)。

A: 愈困难B: 愈容易

C: 质量愈好D: 质量愈差

48、不同O/Si比对应着一定的聚集负离子团结构,形成玻璃的倾向大小和熔体中负离子团的聚合程度有关。聚合程度越低,形成玻璃( A )。

A: 越不容易B: 越容易

C: 质量愈好D: 质量愈差

49、当熔体中负离子集团以( C )的歪曲链状或环状方式存在时,对形成玻璃有利。

A: 低聚合B: 不聚合

C: 高聚合D: A或C

25、桥氧离子的平均数Y是玻璃的结构参数,玻璃的很多性质取决于Y值。在形成玻璃范围内,随Y的增大,粘度(D),膨胀系数()。

A: 增大;不变B: 降低;增大

C: 不变;降低D: 增大;降低

50、对于实际晶体和玻璃体,处于物体表面的质点,其境遇和内部是不同的,表面的质点处于(A )的能阶,所以导致材料呈现一系列特殊的性质。

A: 较高B: 较低

C: 相同D: A或C

51、由于固相的三维周期性在固体表面处突然中断,表面上原子产生的相对于正常位置的上、下位移,称为(B)。

A: 表面收缩B: 表面弛豫

C: 表面滑移D: 表面扩张

52、固体的表面能与表面张力在数值上不相等,一般说来,同一种物质,其固体的表面能(B)液体的表面能。

A: 小于B: 大于

C: 小于等于D: 等于

53、重构表面是指表面原子层在水平方向上的周期性与体内(),垂直方向的层间距与体内( A )。

A:不同;相同B:相同;相同

C:相同;不同D:不同;不同

54、粘附剂与被粘附体间相溶性(C ),粘附界面的强度()。

A:越差;越牢固B:越好;越差

C:越好;越牢固D:越好;不变

55、离子晶体MX在表面力作用下,极化率小的正离子应处于稳定的晶格位置,易极化的负离子受诱导极化偶极子作用而移动,从而形成表面(C,这种重排的结果使晶体表面能量趋于稳定。

A: 收缩B: 弛豫

C: 双电层D: B+C

56、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 )。

A: 越长;越低B: 越长;越高

C: 越短;越低D: 越长;不变

57、界面对材料的性质有着重要的影响,界面具有(D )的特性。

A: 会引起界面吸附B: 界面上原子扩散速度较快

C: 对位错运动有阻碍作用D: A+B+C

58、只要液体对固体的粘附功(B )液体的内聚功,液体即可在固体表面自发展开。

A: 小于B: 大于

C: 小于等于D: 等于

59、当液体对固体的润湿角θ<90°时,即在润湿的前提下,表面粗糙化后,液体与固体之间的润湿(C)。

A: 更难B: 不变

C: 更易D: A或B

60、当液体对固体的润湿角θ>90°时,即在不润湿的前提下,表面粗糙化后,液体与固体之间的润湿(A )。

A: 更难B: 不变

C: 更易D: A或B

61、粘附功数值的大小,标志着固-液两相辅展结合的牢固程度,粘附功数值(B ),固-液两相互相结合();相反,粘附功越小,则越易分离。

A: 越大;越松散B: 越大;越牢固

C: 越小;越牢固D: 越大;不变

62、为了提高液相对固相的润湿性,在固-气和液-气界面张力不变时,必须使液-固界面张力(B)。

A: 降低B: 升高

C: 保持不变D: 有时升高,有时降低

63、对于附着润湿而言,附着功表示为W=γSV+γLV-γSL,根据这一原理,( A ) 才能使陶瓷釉在坯体上附着牢固。

A: 尽量采用化学组成相近的两相系统

B: 尽量采用化学组成不同的两相系统

C: 采用在高温时不发生固相反应的两相系统

D: 前三种方法都不行

64、将高表面张力的组分加入低表面张力的组分中去,则外加组分在表面层的浓度(C)体积内部的浓度。

A: 等于B: 大于

C: 小于D: A或B

65、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( A ),断裂强度()。

A:越长;越低B:越长;越高

C: 越短;越低D: 越长;不变

66、吸附膜使固体表面张力(B)。

A: 增大B: 减小

C: 不变D: A或B

67、粗糙度对液固相润湿性能的影响是:C

A: 固体表面越粗糙,越易被润湿

B: 固体表面越粗糙,越不易被润湿

C: 不一定

D: 粗糙度对润湿性能无影响

68、下列关于晶界的说法哪种是错误的。A

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

69、相平衡是指在多相体系中,物质在各相间分布的平衡。相平衡时,各相的组成及数量均不会随时间而改变,是(C )。

A:绝对平衡B:静态平衡

C:动态平衡D:暂时平衡

70、二元凝聚系统平衡共存的相数最多为3,而最大的自由度数为( A )。

A:2 B:3

C:4 D:5

71、热分析法是相平衡的研究方法之一,其原理是根据系统在冷却过程中温度随时间的变化情况来判断系统中是否发生了相变化,该方法的特点是(D )。

A: 简便B: 测得相变温度仅是一个近似值

C: 能确定相变前后的物相D: A+B

72、淬冷法是相平衡的研究的动态方法,其特点是(D)。

A: 准确度高B: 适用于相变速度慢的系统

C: 适用于相变速度快的系统D: A+B

73、可逆多晶转变是一种同质多晶现象,多晶转变温度(A )两种晶型的熔点。

A: 低于B: 高于

C: 等于D: A或B

74、不可逆多晶转变的多晶转变温度(B种晶型的熔点。

A: 低于B: 高于

C: 等于D: A或B

75、在热力学上,每一个稳定相有一个稳定存在的温度范围,超过这个范围就变成介稳相。在一定温度下,稳定相具有(C )的蒸汽压。

A: 最高B: 与介稳相相等

C: 最低D: A或B

76、多晶转变中存在阶段转变定律,系统由介稳状态转变为稳定态不是直接完成的,而是依次经过中间的介稳状态,最后变为该温度下的稳定状态。最终存在的晶相由(D )决定。

A: 转变速度B: 冷却速度

C: 成型速度D: A与B

77、二元凝聚系统的相图中,相界线上的自由度为(C)。

A: 3 B: 2

C: 1 D: 0

78、根据杠杠规则,在二元凝聚系统的相图中,如果一个总质量为M的相分解为质量G1和G2的两个相,则生成两个相的质量与原始相的组成到两个新生相的组成点之间线段(B。

A: 成正比B: 成反比

C: 相等D: A或C

79、三元相图中,相界线上的自由度为(C)。

A: 3 B: 2

C: 1 D: 0

80、固体中质点的扩散特点为:( D )。

A: 需要较高温度B: 各向同性

C: 各向异性D: A+C

81、在离子型材料中,影响扩散的缺陷来自两个方面:热缺陷与不等价置换产生

的点缺陷,后者引起的扩散为( C )。

A:互扩散B:无序扩散

C:非本征扩散D:本征扩散

82、固体中质点的扩散特点为:D

A: 需要较高温度B: 各向同性

C: 各向异性D: A+C

83、扩散之所以能进行,在本质上是由于体系内存在(A )。

A: 化学位梯度B: 浓度梯度

C: 温度梯度D: 压力梯度

84、固溶体的类型及溶质的尺寸对溶质扩散的活化能有较大影响。则H、C、Cr 在γ-Fe中扩散的活化能的大小顺序为( B )。

A: Q H>Q C>Q Cr B: Q Cr> Q C >Q H

C: Q C >Q H>Q Cr D: Q Cr> Q H >Q C

85、晶体的表面扩散系数D s、界面扩散系数D g和体积扩散系数D b之间存在( A )的关系。

A: D s> D g> D b B: D b< D g< D s

C: D g> D s> D b D: D g< D s< D b

86、在离子型材料中,影响扩散的缺陷来自两个方面:热缺陷和掺杂点缺陷。由它们引起的扩散分别称为(B )。

A: 自扩散和互扩散B: 本征扩散和非本征扩散

C: 无序扩散和有序扩散D: 稳定扩散和不稳定扩散

87、稳定扩散(稳态扩散)是指在垂直扩散方向的任一平面上,单位时间内通过该平面单位面积的粒子数(B )。

A: 随时间而变化B: 不随时间而变化

C: 随位置而变化D: A或B

88、不稳定扩散(不稳态扩散)是指扩散物质在扩散介质中浓度随(A)。

A: 随时间和位置而变化B: 不随时间和位置而变化

C: 只随位置而变化D: 只随时间而变化

89、菲克(Fick)第一定律指出,扩散通量与浓度梯度成正比,扩散方向与浓度梯度方向(C)。

A: 相同B: 无关

C: 相反D: 前三者都不是

90、由于处于晶格位置和间隙位置的粒子势能的不同,在易位扩散、间隙扩散和空位扩散三种机制中,其扩散活化能的大小为( C )。

A: 易位扩散=间隙扩散>空位扩散B: 易位扩散>间隙扩散=空位扩散C: 易位扩散>间隙扩散>空位扩散D: 易位扩散<间隙扩散<空位扩散91、一般晶体中的扩散为(D )。

A: 空位扩散B: 间隙扩散

C: 易位扩散D: A和B

92、由肖特基缺陷引起的扩散为(A )

A:本征扩散B:非本征扩散

C:正扩散D:负扩散

93、空位扩散是指晶体中的空位跃迁入邻近原子,而原子反向迁入空位,这种扩散机制适用于(C )的扩散。

A: 各种类型固溶体B: 间隙型固溶体

C: 置换型固溶体D: A和B

94、扩散过程与晶体结构有密切的关系,扩散介质结构(A ),扩散()。

A: 越紧密;越困难B: 越疏松;越困难

C: 越紧密;活化能越小D: 越疏松;活化能越大

95、不同类型的固溶体具有不同的结构,其扩散难易程度不同,间隙型固溶体比置换型( D )。

A: 难于扩散B: 扩散活化能大

C: 扩散系数小D: 容易扩散

96、扩散相与扩散介质性质差异越大,(B)。

A: 扩散活化能越大B: 扩散系数越大

C: 扩散活化能不变D: 扩散系数越小

97、在晶体中存在杂质时对扩散有重要的影响,主要是通过(D),使得扩散系数增大。

A: 增加缺陷浓度B: 使晶格发生畸变

C: 降低缺陷浓度D: A和B

98、通常情况下,当氧化物在杂质浓度较低时,其在高温条件下引起的扩散主要是( A )。

A: 本征扩散B: 非本征扩散

C: 互扩散D: A+B

99、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化学势相等,其一阶偏微熵不相等,因此一级相变( B )。

A: 有相变潜热,无体积改变

B: 有相变潜热,并伴随有体积改变

C: 无相变潜热,并伴随有体积改变

D: 无相变潜热,无体积改变

100、二级相变是指在相变时两相化学势相等,其一阶偏微熵也相等,而二阶偏微熵不等,因此二级相变(D )。

A: 有相变潜热,无体积的不连续性,有居里点

B: 无相变潜热,有体积的不连续性,有居里点

C: 无相变潜热,无体积的不连续性,无居里点

D: 无相变潜热,无体积的不连续性,有居里点

101、晶体由一相转化为另一相时,如该相变为一级相变,则在相变温度时,该过程( C )。

A: 自由焓相等,等压热容不等B: 自由焓不相等,体积相等

C: 自由焓相等,体积不等D: 自由焓不相等,等压热容相等102、若某一体系进行二级相变,则在相变温度下,二相的(C)。

A: 自由焓相等,体积不相等B: 自由焓不相等,体积相等

C: 自由焓和体积均相等D: 自由焓和体积均不相等

103、成核-长大型相变是材料中常见的一种相变,如结晶釉的形成。成核-长大型相变是由(A)的浓度起伏开始发生相变,并形成新相核心。

A: 程度大,范围小B: 程度小,范围小

C: 程度大,范围大D: 以上均不正确

104、对于吸热的相变过程,要使相变过程能自发进行,则必须( A )。

A: 过热B: 过冷

C: 过饱和D: 在相平衡温度保温

105、对于放热的相变过程,要使相变过程能自发进行,则必须:A A: 过冷B: 过热

C: 过饱和D: 在相平衡温度保温

106、临界晶核是能够稳定存在的且能成长为新相的核胚,临界晶核的半径越大,晶核的形成(C )。

A:越容易B:需要更低的能量

C:越困难D:不受影响

107、在相同条件下,非均匀成核与均匀成核比较,非均匀成核( D )。

A: 晶核数目更多B: 晶核大小更均匀

C: 需要更大的过冷度D: 均不对

108、在成核-生长机制的液-固相变过程中,其成核过程有非均匀成核与均匀成核之分。将非均匀成核与均匀成核过程的成核势垒相比较,有如下关系(B)。

A: 非均匀成核势垒≥均匀成核势垒

B: 非均匀成核势垒≤均匀成核势垒

C: 非均匀成核势垒=均匀成核势垒

D: 视具体情况而定,以上三种均可能。

材料科学基础期末考试历届考试试题复习资料

四川理工学院试卷(2009至2010学年第1学期) 课程名称:材料科学基础 命题教师:罗宏 适用班级:2007级材料科学与工程及高分子材料专业 考试(考查) 年 月 日 共 页 1、 满分100分。要求卷面整洁、字迹工整、无错别字。 2、 考生必须将姓名、班级、学号完整、准确、清楚地填写在试卷规定的地方,否 则视为废卷。 3、 考生必须在签到单上签到,若出现遗漏,后果自负。 4、 如有答题纸,答案请全部写在答题纸上,否则不给分;考完请将试卷和答题卷 分别一同交回,否则不给分。 试题答案及评分标准 得分 评阅教师 一、判断题:(10分,每题1分,正确的记错误的记“%” 1?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。 (% 2. 刃型位错线与滑移方向垂直。(话 3. 莱氏体是奥氏体和渗碳体的片层状混合物。(X ) 4?异类原子占据空位称为置换原子,不会引起晶格畸变。 (X 5. 电子化合物以金属键为主故有明显的金属特性。 (话 6. 冷拉后的钢条的硬度会增加。(话 7. 匀晶系是指二组元在液态、固态能完全互溶的系统。 (话 题号 -一- -二二 三 四 五 六 七 八 总分 评阅(统分”教师 得分 :题 * 冷 =要 密;

8.根据菲克定律,扩散驱动力是浓度梯度,因此扩散总是向浓度低的方向进行。(X

9. 细晶强化本质是晶粒越细,晶界越多,位错的塞积越严重,材料的强度也就 越高。(V ) 10. 体心立方的金属的致密度为 0.68。(V ) 、单一选择题:(10分,每空1分) (B) L+B — C+B (C ) L —A+B (D ) A+B^L 7. 对于冷变形小 的金属,再结晶核心形成的形核方式一般是( A ) (A ) 凸出形核亚 ( B )晶直接形核长大形核 (B ) 亚晶合并形核 (D )其他方式 8. 用圆形钢饼加工齿轮,下述哪种方法更为理想? ( C ) (A )由钢板切出圆饼(B )由合适的圆钢棒切下圆饼 (C ) 由较细的钢棒热镦成饼 (D )铸造成形的圆饼 1. 体心立方结构每个晶胞有(B ) 个原子。 2. 3. (A) 3 ( B) 2 (C) 6 固溶体的不平衡凝固可能造成 (A )晶内偏析 (C )集中缩孔 属于<100>晶向族的晶向是( (A) [011] (B) [110] (D) 1 (B) (D) (C) 晶间偏析 缩松 [001] (D) [101] 4.以下哪个工艺不是原子扩散理论的具体应用 (A )渗氮 (B )渗碳 (C )硅晶片掺杂 () (D )提拉单晶5.影响铸锭性能主要晶粒区是(C ) (A )表面细晶粒区 (B )中心等轴(C )柱状晶粒区 三个区影 响相同 6 ?属于包晶反应的是(A ) ( L 表示液相, A 、B 表示固相) (A) L+A — B

材料科学基础习题及参考答案复习过程

材料科学基础习题及 参考答案

材料科学基础参考答案 材料科学基础第一次作业 1.举例说明各种结合键的特点。 ⑴金属键:电子共有化,无饱和性,无方向性,趋于形成低能量的密堆结构,金属受力变形时不会破坏金属键,良好的延展性,一般具有良好的导电和导热性。 ⑵离子键:大多数盐类、碱类和金属氧化物主要以离子键的方式结合,以离子为结合单元,无方向性,无饱和性,正负离子静电引力强,熔点和硬度均较高。常温时良好的绝缘性,高温熔融状态时,呈现离子导电性。 ⑶共价键:有方向性和饱和性,原子共用电子对,配位数比较小,结合牢固,具有结构稳定、熔点高、质硬脆等特点,导电能力差。 ⑷范德瓦耳斯力:无方向性,无饱和性,包括静电力、诱导力和色散力。结合较弱。 ⑸氢键:极性分子键,存在于HF,H2O,NF3有方向性和饱和性,键能介于化学键和范德瓦尔斯力之间。 2.在立方晶体系的晶胞图中画出以下晶面和晶向:(1 0 2)、(1 1 -2)、(-2 1 -3),[1 1 0],[1 1 -1],[1 -2 0]和[-3 2 1]。

(213) (112) (102) [111] [110] [120] [321] 3. 写出六方晶系的{1 1 -20},{1 0 -1 2}晶面族和<2 -1 -1 0>,<-1 0 1 1>晶向族中各等价晶面及等价晶向的具体指数。 {1120}的等价晶面:(1120)(2110)(1210)(1120)(2110)(1210) {1012}的等价晶面: (1012)(1102)(0112)(1012)(1102)(0112)(1012)(1102)(0112)(1012)(1102)(0112) 2110<>的等价晶向:[2110][1210][1120][2110][1210][1120] 1011<>的等价晶向: [1011][1101][0111][0111][1101][1011][1011][1101][0111][0111][1101][1011] 4立方点阵的某一晶面(hkl )的面间距为M /,其中M 为一正整数,为 晶格常数。该晶面的面法线与a ,b ,c 轴的夹角分别为119.0、43.3和60.9度。请据此确定晶面指数。 h:k:l=cos α:cos β:cos γ l k h d a 2 22hk l ++= 5. Cu 具有FCC 结构,其密度为8.9g/cm 3,相对原子质量为63.546,求铜的原子半径。

材料科学基础简答题(doc 12页)

简答题 第一章材料结构的基本知识 1、说明结构转变的热力学条件与动力学条件的意义。 答:结构转变的热力学条件决定转变是否可行,是结构转变的推动力,是转变的必要条件;动力学条件决定转变速度的大小,反映转变过程中阻力的大小。 2、说明稳态结构与亚稳态结构之间的关系。 答:稳态结构与亚稳态结构之间的关系:两种状态都是物质存在的状态,材料得到的结构是稳态或亚稳态,取决于转交过程的推动力和阻力(即热力学条件和动力学条件),阻力小时得到稳态结构,阻力很大时则得到亚稳态结构。稳态结构能量最低,热力学上最稳定,亚稳态结构能量高,热力学上不稳定,但向稳定结构转变速度慢,能保持相对稳定甚至长期存在。但在一定条件下,亚稳态结构向稳态结构转变。 3、说明离子键、共价键、分子键和金属键的特点。 答:离子键、共价键、分子键和金属键都是指固体中原子(离子或分子)间结合方式或作用力。离子键是由电离能很小、易失去电子的金属原子与电子亲合能大的非金属原于相互作用时,产生电子得失而形成的离子固体的结合方式。 共价键是由相邻原子共有其价电子来获得稳态电子结构的结合方式。 分子键是由分子(或原子)中电荷的极化现象所产生的弱引力结合的结合方式。 当大量金属原子的价电子脱离所属原子而形成自由电子时,由金属的正离子与自由电子间的静电引力使金属原子结合起来的方式为金属键。 第二章材料的晶体结构 1、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。

解八面体中的晶面和晶向指数如图所示。图中A、B、C、D、E、F为立方晶胞中6个表面的面心,由它们构成的正八面体其表面和棱边两两互相平行。 ABF面平行CDE面,其晶面指数为; ABE面平行CDF面,其晶面指数为; ADF面平行BCE面,其晶面指数为; ADE面平行BCF面,其晶面指数为(111)。 棱边,,,,, ,其晶向指数分别为[110],,[011],,[101]。 对角线分别为,其晶向指数分别为[100],[010],[001] 图八面体中的晶面和晶向指数 2、标出图中ABCD面的晶面指数,并标出AB、BC、AC、BD线的晶向指数。 解:晶面指数: ABCD面在三个坐标轴上的截距分别为3/2a,3a,a, 截距倒数比为 ABCD面的晶面指数为(213) 晶向指数: AB的晶向指数:A、B两点的坐标为 A(0,0,1),B(0,1,2/3) (以a为单位) 则,化简即得AB的晶向指数 同理:BC、AC、BD线的晶向指数分别为,,。

材料科学基础期末试题

材料科学基础考题 I卷 一、名词解释(任选5题,每题4分,共20分) 单位位错;交滑移;滑移系;伪共晶;离异共晶;奥氏体;成分过冷答: 单位位错:柏氏矢量等于单位点阵矢量的位错称为单位位错。 交滑移:两个或多个滑移面沿着某个共同的滑移方向同时或交替滑移,称为交滑移。滑移系:一个滑移面和此面上的一个滑移方向合起来叫做一个滑移系。 伪共晶:在非平衡凝固条件下,某些亚共晶或过共晶成分的合金也能得全部的共晶组织,这种由非共晶成分的合金所得到的共晶组织称为伪共晶。 离异共晶:由于非平衡共晶体数量较少,通常共晶体中的a相依附于初生a相生长,将共晶体中另一相B推到最后凝固的晶界处,从而使共晶体两组成相相间的组织特征消失,这种两相分离的共晶体称为离异共晶。 奥氏体:碳原子溶于丫-Fe形成的固溶体。 成分过冷:在合金的凝固过程中,将界面前沿液体中的实际温度低于由溶质分布所决定的凝固温度时产生的过冷称为成分过冷。 二、选择题(每题2分,共20分) 1. 在体心立方结构中,柏氏矢量为a[110]的位错(A )分解为a/2[111]+a/2[l11]. (A)不能(B)能(C)可能 2. 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 3?凝固的热力学条件为:(D ) (A)形核率(B)系统自由能增加 (C)能量守衡(D)过冷度 4?在TiO2中,当一部分Ti4+还原成Ti3+,为了平衡电荷就出现(A) (A)氧离子空位(B)钛离子空位(C)阳离子空位 5?在三元系浓度三角形中,凡成分位于( A )上的合金,它们含有另两个顶角所代表的两 组元含量相等。 (A)通过三角形顶角的中垂线 (B)通过三角形顶角的任一直线 (C)通过三角形顶角与对边成45°的直线 6?有效分配系数k e表示液相的混合程度,其值范围是(B ) (A)1vk e

材料科学基础复习题

第一章原子结构 一判断题 1.共价键是由两个或多个电负性相差不大的原子间通过共用电子对而形成的化学键。 2. 范德华力既无方向性亦无饱和性,氢键有方向性但无饱和性。 3. 绝大多数金属均以金属键方式结合,它的基本特点是电子共有化。 4. 离子键这种结合方式的基本特点是以离子而不是以原子为结合单元。 5. 范德华力包括静电力、诱导力、但不包括色散力。 二、简答题 原子间的结合键对材料性能的影响 第二章晶体结构 一、填空 1.按晶体的对称性和周期性,晶体结构可分为7 空间点阵,14 晶系, 3 晶族。 2.晶胞是能代表晶体结构的最小单,描述晶胞的参数是 a ,b ,c ,α,β,γ。 3. 在立方,菱方,六方系中晶体之单位晶胞其三个轴方向中的两个会有相等的边长。 4. 方向族<111>的方向在铁的(101)平面上,方向族<110>的 方向在铁的(110)平面上。 5. 由hcp(六方最密堆积)到之同素异形的改变将不会产生体积的改变,而由体心最密堆积变成即会产生体积效应。 6. 晶体结构中最基本的结构单元为,在空间点阵中最基本的组元称之为。 7.某晶体属于立方晶系,一晶面截x轴于a/2、y轴于b/3、z轴于c/4,则该晶面的指标为 8. 硅酸盐材料最基本的结构单元是,常见的硅酸盐结构有、、、。 9. 根据离子晶体结构规则-鲍林规则,配位多面体之间尽可能和 连接。

二判断题 1.在所有晶体中只要(hkl)⊥(uvw)二指数必然相等。 2. 若在晶格常数相同的条件下体心立方晶格的致密度,原子半径都最小。 3. 所谓原子间的平衡距离或原子的平衡位置是吸引力与排斥力的合力最小的位置。 4.晶体物质的共同特点是都具有金属键。 5.若在晶格常数相同的条件下体心立方晶格的致密度,原子半径都最小。 6. 在立方晶系中若将三轴系变为四轴系时,(hkIl)之间必存在I=-(h+k)的关系与X1,X2,X3,X4间夹角无关。 7.亚晶界就是小角度晶界,这种晶界全部是由位错堆积而形成的。 8.面心立方与密排六晶体结构其致密度配位数间隙大小都是相同的,密排面上的堆垛顺序也是相同的。 9.柏氏矢量就是滑移矢量。 10.位错可定义为柏氏回路不闭合的一种缺陷,或说:柏氏矢量不为0的缺陷。 11.线缺陷通常指位错,层错和孪晶。 12实际金属中都存在着点缺陷,即使在热力学平衡状态下也是如此。 三选择题 1.经过1/2,1/2,1/2之[102]方向,也经过。 (a) 1,.0,2, (b) 1/2,0,1, (c) –1,0,-2, (d) 0, 0,0, (e) 以上均不是 2. 含有位置0,0,1之(112)平面也包含位置。 (a)1,0,0, (b)0,0,1/2, (c)1,0,1/2。 3.固体中晶体与玻璃体结构的最大区别在于。 (a)均匀性(b)周期性排列(c)各向异性(d)有对称性 4.晶体微观结构所特有的对称元素,除了滑移面外,还有 (a)回转轴(b)对称面(c)螺旋轴(d)回转-反映轴 5.按等径球体密堆积理论,最紧密的堆积形式是。 (a)bcc; (b)fcc; (c)hcp 6.在MgO离子化合物中,最可能取代化合物中Mg2+的正离子(已知各正离子半径 (nm)分别是:(Mg2+)0.066、(Ca2+)0.099、(Li+)0.066、(Fe2+)0.074)是_(c)____。 (a)Ca2+; (b)Li+; (c)Fe2+ 7.下对晶体与非晶体描述正确的是:

《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. 2 B. 3 C. 1 D. 4 5. 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。() A. 越长;越低 B. 越长;越高 C. 越短;越低 D. 越长;不变 9. 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 10. 下列材料中最难形成非晶态结构的是()。 A. 陶瓷 B. 金属 C. 玻璃 D. 聚合物 第2页(共11页)

材料科学基础练习题

练习题 第三章 晶体结构,习题与解答 3-1 名词解释 (a )萤石型和反萤石型 (b )类质同晶和同质多晶 (c )二八面体型与三八面体型 (d )同晶取代与阳离子交换 (e )尖晶石与反尖晶石 答:(a )萤石型:CaF2型结构中,Ca2+按面心立方紧密排列,F-占据晶胞中全部四面体空隙。 反萤石型:阳离子和阴离子的位置与CaF2型结构完全相反,即碱金属离子占据F-的位置,O2-占据Ca2+的位置。 (b )类质同象:物质结晶时,其晶体结构中部分原有的离子或原子位置被性质相似的其它离子或原子所占有,共同组成均匀的、呈单一相的晶体,不引起键性和晶体结构变化的现象。 同质多晶:同一化学组成在不同热力学条件下形成结构不同的晶体的现象。 (c )二八面体型:在层状硅酸盐矿物中,若有三分之二的八面体空隙被阳离子所填充称为二八面体型结构 三八面体型:在层状硅酸盐矿物中,若全部的八面体空隙被阳离子所填充称为三八面体型结构。 (d )同晶取代:杂质离子取代晶体结构中某一结点上的离子而不改变晶体结构类型的现象。 阳离子交换:在粘土矿物中,当结构中的同晶取代主要发生在铝氧层时,一些电价低、半径大的阳离子(如K+、Na+等)将进入晶体结构来平衡多余的负电荷,它们与晶体的结合不很牢固,在一定条件下可以被其它阳离子交换。 (e )正尖晶石:在AB2O4尖晶石型晶体结构中,若A2+分布在四面体空隙、而B3+分布于八面体空隙,称为正尖晶石; 反尖晶石:若A2+分布在八面体空隙、而B3+一半分布于四面体空隙另一半分布于八面体空隙,通式为B(AB)O4,称为反尖晶石。 3-2 (a )在氧离子面心立方密堆积的晶胞中,画出适合氧离子位置的间隙类型及位置,八面体间隙位置数与氧离子数之比为若干?四面体间隙位置数与氧离子数之比又为若干? (b )在氧离子面心立方密堆积结构中,对于获得稳定结构各需何种价离子,其中: (1)所有八面体间隙位置均填满; (2)所有四面体间隙位置均填满; (3)填满一半八面体间隙位置; (4)填满一半四面体间隙位置。 并对每一种堆积方式举一晶体实例说明之。 解:(a )参见2-5题解答。1:1和2:1 (b )对于氧离子紧密堆积的晶体,获得稳定的结构所需电价离子及实例如下: (1)填满所有的八面体空隙,2价阳离子,MgO ; (2)填满所有的四面体空隙,1价阳离子,Li2O ; (3)填满一半的八面体空隙,4价阳离子,TiO2; (4)填满一半的四面体空隙,2价阳离子,ZnO 。 3-3 MgO 晶体结构,Mg2+半径为0.072nm ,O2-半径为0.140nm ,计算MgO 晶体中离子堆积系数(球状离子所占据晶胞的体积分数);计算MgO 的密度。并说明为什么其体积分数小于74.05%?

材料科学基础上复习题库

简答题 1?空间点阵与晶体点阵有何区别?晶体点阵也称晶体结构,是指原子的具体排列;而空间点阵则是忽略了原子的体积,而把它们抽象为纯几何点。 2?金属的3种常见晶体结构中,不能作为一种空间点阵的是哪种结构?密排六方结构。 3?原子半径与晶体结构有关。当晶体结构的配位数降低时原子半径如何变化?原子半径发生 收缩。这是因为原子要尽量保持自己所占的体积不变或少变,原子所占体积2人=原子的体积(4/3 n3r间隙体积),当晶体结构的配位数减小时,即发生间隙体积的增加,若要维持上述方程的平衡,则原子半径必然发生收缩。 4?在晶体中插入柱状半原子面时能否形成位错环?不能。因为位错环是通过环内晶体发生滑 移、环外晶体不滑移才能形成。 5?计算位错运动受力的表达式为,其中是指什么?外力在滑移面的滑移方向上的分切应力。6?位错受力后运动方向处处垂直于位错线,在运动过程中是可变的,晶体作相对滑动的方向 应是什么方向?始终是柏氏矢量方向。 7. 位错线上的割阶一般如何形成?位错的交割。 8?界面能最低的界面是什么界面?共格界面。 9?小角度晶界都是由刃型位错排成墙而构成的”这种说法对吗?否,扭转晶界就由交叉的 同号螺型位错构成 10.为什么只有置换固熔体的两个组元之间才能无限互溶,而间隙固熔体则不能?这是因为形成固熔体时,熔质原子的熔入会使熔剂结构产生点阵畸变,从而使体系能量升高。熔质与熔剂原子尺寸相差越大,点阵畸变的程度也越大,则畸变能越高,结构的稳定性越低,熔解度越小。一般来说,间隙固熔体中熔质原子引起的点阵畸变较大,故不能无限互溶,只能有 限熔解。 综合题 1. 作图表示立方晶体的(123) ( 0 -1 -2) (421)晶面及卜102]卜211][346]晶向。 2. 写出立方晶体中晶向族<100>, <110>, <111>等所包括的等价晶向。 3. 写出立方晶体中晶面族{100}, {110}, {111}, {112}等所包括的等价晶面。 4. 总结3种典型的晶体结构的晶体学特征。 5. 在立方晶系中画出以[001]为晶带轴的所有晶面。 6. 面心立方晶体的(100),(110),(111)等晶面的面间距和面密度,并指出面间距最大的面。 7. Ni的晶体结构为面心立方结构,其原子半径为r =0.1243求Ni的晶格常数和密度。 8. Mo的晶体结构为体心立方结构,其晶格常数a=0.3147nm,试求Mo的原子半径r。 9. 在Fe中形成1mol空位的能量为104. 67kJ,试计算从20C升温至850C时空位数目增加多少倍? 10. 判断下列位错反应能否进行。 1) a/2[10-1]+a/6卜121]宀a/3[11-1] 2) a[100]宀a/2[101]+a/2[10-1] 3) a/3[112]+a/2[111] 宀a/6{1]1 4) a[100] a/2[111]+a/2[1-1-1] 11. 若面心立方晶体中有b=a/2[-101]的单位位错及b=a/6[12-1]的不全位错,此二位错相遇 产生位错反应。 1) 问此反应能否进行?为什么? 2) 写出合成位错的柏氏矢量,并说明合成位错的类型。 12. 已知柏氏矢量b=0.25nm,如果对称倾侧晶界的取向差=1及10°求晶界上位错之间的距 离。从计算结果可得到什么结论? 13. ①计算fee和bee晶体中四面体间隙及八面体间隙的大小(用原子半径尺表示),并注明间

材料科学基础试题

第一章原子排列 本章需掌握的内容: 材料的结合方式:共价键,离子键,金属键,范德瓦尔键,氢键;各种结合键的比较及工程材料结合键的特性; 晶体学基础:晶体的概念,晶体特性(晶体的棱角,均匀性,各向异性,对称性),晶体的应用 空间点阵:等同点,空间点阵,点阵平移矢量,初基胞,复杂晶胞,点阵参数。 晶系与布拉菲点阵:种晶系,14种布拉菲点阵的特点; 晶面、晶向指数:晶面指数的确定及晶面族,晶向指数的确定及晶向族,晶带及晶带定律六方晶系的四轴座标系的晶面、晶向指数确定。 典型纯金属的晶体结构:三种典型的金属晶体结构:fcc、bcc、hcp; 晶胞中原子数、原子半径,配位数与致密度,晶面间距、晶向夹角 晶体中原子堆垛方式,晶体结构中间隙。 了解其它金属的晶体结构:亚金属的晶体结构,镧系金属的晶体结构,同素异构性 了解其它类型的晶体结构:离子键晶体结构:MgO陶瓷及NaCl,共价键晶体结构:SiC陶瓷,As、Sb 非晶态结构:非晶体与晶体的区别,非晶态结构 分子相结构 1. 填空 1. fcc结构的密排方向是_______,密排面是______,密排面的堆垛顺序是_______致密度为___________配位数是________________晶胞中原子数为___________,把原子视为刚性球时,原子的半径是____________;bcc结构的密排方向是_______,密排面是_____________致密度为___________配位数是________________ 晶胞中原子数为___________,原子的半径是____________;hcp结构的密排方向是_______,密排面是______,密排面的堆垛顺序是_______,致密度为___________配位数是________________,晶胞中原子数为 ___________,原子的半径是____________。 2. bcc点阵晶面指数h+k+l=奇数时,其晶面间距公式是________________。 3. Al的点阵常数为0.4049nm,其结构原子体积是________________。 4. 在体心立方晶胞中,体心原子的坐标是_________________。 5. 在fcc晶胞中,八面体间隙中心的坐标是____________。 6. 空间点阵只可能有___________种,铝晶体属于_____________点阵。Al的晶体结构是__________________, -Fe的晶体结构是____________。Cu的晶体结构是_______________, 7点阵常数是指__________________________________________。 8图1是fcc结构的(-1,1,0 )面,其中AB和AC的晶向指数是__________,CD的晶向指数分别 是___________,AC所在晶面指数是--------------------。

材料科学基础期末考试

期末总复习 一、名词解释 空间点阵:表示晶体中原子规则排列的抽象质点。 配位数:直接与中心原子连接的配体的原子数目或基团数目。 对称:物体经过一系列操作后,空间性质复原;这种操作称为对称操作。 超结构:长程有序固溶体的通称 固溶体:一种元素进入到另一种元素的晶格结构形成的结晶,其结构一般保持和母相一致。 致密度:晶体结构中原子的体积与晶胞体积的比值。 正吸附:材料表面原子处于结合键不饱和状态,以吸附介质中原子或晶体内部溶质原子达到平衡状态,当溶质原子或杂质原子在表面浓度大于在其在晶体内部的浓度时称为正吸附; 晶界能:晶界上原子从晶格中正常结点位置脱离出来,引起晶界附近区域内晶格发生畸变,与晶内相比,界面的单位面积自由能升高,升高部分的能量为晶界能; 小角度晶界:多晶体材料中,每个晶粒之间的位向不同,晶粒与晶粒之间存在界面,若相邻晶粒之间的位向差在10°~2°之间,称为小角度晶界; 晶界偏聚:溶质原子或杂质原子在晶界或相界上的富集,也称内吸附,有因为尺寸因素造成的平衡偏聚和空位造成的非平衡偏聚。 肖脱基空位:脱位原子进入其他空位或者迁移至晶界或表面而形成的空位。 弗兰克耳空位:晶体中原子进入空隙形而形成的一对由空位和间隙原子组成的缺陷。 刃型位错:柏氏矢量与位错线垂直的位错。 螺型位错:柏氏矢量与位错线平行的位错。 柏氏矢量:用来表征晶体中位错区中原子的畸变程度和畸变方向的物理量。 单位位错:柏氏矢量等于单位点阵矢量的位错 派—纳力:位错滑动时需要克服的周围原子的阻力。 过冷:凝固过程开始结晶温度低于理论结晶温度的现象。 过冷度:实际结晶温度和理论结晶温度之间的差值。 均匀形核:在过冷的液态金属中,依靠金属本身的能量起伏获得成核驱动力的形核过程。 过冷度:实际结晶温度和理论结晶温度之间的差值。 形核功:形成临界晶核时,由外界提供的用于补偿表面自由能和体积自由能差值的能量。 马氏体转变:是一种无扩散型相变,通过切变方式由一种晶体结构转变另一种结构,转变过程中,表面有浮凸,新旧相之间保持严格的位向关系。或者:由奥氏体向马氏体转变的

完整版材料科学基础复习题

名词解释 1. 空间点阵:是表示晶体结构中质点周期性重复规律得几何图形. 2. 同素异构:是指某些元素在t和p变化时,晶体结构发生变化得特征. 3. 固溶体:当一种组分(溶剂)内溶解了其他组分(溶质)而形成的单一、均匀的晶态固体,其晶体结构保持溶剂组元的晶体结构时,这种相就称固溶体。 4. 电子浓度:固溶体中价电子数目e 与原子数目之比。 5. 间隙固溶体:溶质原子溶入溶剂间隙形成的固溶体 6. 晶胞: 能完全反映晶格特征得最小几何单元 7. 清洁表面:是指不存在任何吸附、催化反应、杂质扩散等物理化学效应得表面,这种表面的化学组成与体内相同,但周期结构可以不同于体内。 8. 润湿:是一种流体从固体表面置换另一种流体的过程。 9. 表面改性:是利用固体表面的吸附特性,通过各种表面处理来改变固体表面得结构和性质以适应各种预期要求。 10. 晶界:凡结构相同而取向不同的晶体相互接触,其接触面称为晶界。 11. 相平衡:一个多相系统中,在一定条件下,当每一相的生成速度与它的消失速度相等时,宏观上没有任何物质在相间传递,系统中每一个相的数量均不随时间而变化,这时系统便达到了相平衡。 12. 临界晶胚半径rk :新相可以长大而不消失的最小晶胚半径. 13.枝晶偏析: 固溶体非平衡凝固时不同时刻结晶的固相成分不同导致树枝晶内成分不均匀的现象(或树枝晶晶轴含高熔点组元较多,晶枝间低熔点组元较多的现象). 14. 扩散:由构成物质的微粒得热运动而产生得物质迁移现象。扩散的宏观表现为物质的定向输送。 15. 反应扩散: 在扩散中由于成分的变化,通过化学反应而伴随着新相的形成(或称有相变发生)的扩散过程称为“反应扩散”,也称为“相变扩散。 16. 泰曼温度:反应开始温度远低于反应物熔点或系统低共熔温度,通常相当于一种反应物开始呈现显著扩散作用的温度,此温度称为泰曼温度或烧结温度。 18. 相变:随自由能变化而发生的相的结构变化。 19. 什么是相律:表示材料系统相平衡得热力学表达式,具体表示系统自由能、组元数和相数之间得关系。 20. 二次再结晶:指少数巨大晶粒在细晶消耗时成核长大得过程,又称晶粒异常长大和晶粒不连续生长。 21. 均匀成核:组成一定,熔体均匀一相,在结晶温度下析晶,发生在整个熔体内部,析出物质组成与熔体一致。 22. 固溶强化:溶质原子加入到溶剂原子中形成固溶体,固溶体在 23. 相:化学成分相同,晶体结构相同并有界面与其他部分分开的均匀组成部分。 24. 过冷度: 实际开始结晶温度与理论结晶温度之间的差。 25. 固态相变:固态物质在温度、压力、电场等改变时,从一种组织结构转变成另一种组织结构。 26. 稳定分相:分相线和液相线相交(分相区在液相线上), 分相后两相均为热力学的稳定相。 27. 马氏体相变:一个晶体在外加应力的作用下通过晶体的一个分立体积的剪切作用以极迅速的速率而进行的相变。 28. 无扩散型固态相变:在相变过程中并不要求长程扩散,只需要原子作一些微量

材料科学基础试题库答案

Test of Fundamentals of Materials Science 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。 2+进入到KCl 间隙中而形成0011.晶体结构中的点缺陷类型共分、和三种,CaCl2中Ca 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。 0014.析晶过程分两个阶段,先______后______。 0015.晶体产生Frankel 缺陷时,晶体体积_________,晶体密度_________;而有Schtty 缺陷时,晶体体积_________, 晶体密度_________。一般说离子晶体中正、负离子半径相差不大时,_________是主要的;两种离子半径相差大 时,_________是主要的。 0016.少量CaCl2 在KCl 中形成固溶体后,实测密度值随Ca2+离子数/K+离子数比值增加而减少,由此可判断其 缺陷反应式为_________。 0017.Tg 是_________,它与玻璃形成过程的冷却速率有关,同组分熔体快冷时Tg 比慢冷时_________ ,淬冷玻璃比 慢冷玻璃的密度_________,热膨胀系数_________。 0018.同温度下,组成分别为:(1) 0.2Na2O-0.8SiO2 ;(2) 0.1Na2O-0.1CaO-0.8SiO2 ;(3) 0.2CaO-0.8SiO2 的 三种熔体,其粘度大小的顺序为_________。 0019.三T 图中三个T 代表_________, _________,和_________。 0020.粘滞活化能越_________ ,粘度越_________ 。硅酸盐熔体或玻璃的电导主要决定于_________ 。 0021.0.2Na2O-0.8SiO2 组成的熔体,若保持Na2O 含量不变,用CaO 置换部分SiO2 后,电导_________。 0022.在Na2O-SiO2 熔体中加入Al2O3(Na2O/Al2O3<1), 熔体粘度_________。 0023.组成Na2O . 1/2Al2O3 . 2SiO2 的玻璃中氧多面体平均非桥氧数为_________。 0024.在等大球体的最紧密堆积中,六方最紧密堆积与六方格子相对应,立方最紧密堆积与_______ 相对应。0025.在硅酸盐晶体中,硅氧四面体之间如果相连,只能是_________方式相连。 2

材料科学基础期末试题

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。 扩散驱动力:化学位梯度是扩散的根本驱动力。 一、填空题(20 分,每空格1 分) 1. 相律是在完全平衡状态下,系统的相数、组元数和温度压力之间的关系,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相与温度、成分间关系的图解。 3?晶体的空间点阵分属于7大晶系,其中正方晶系点阵常数的特点为a=b M c,a = B =Y =90°,请列举除立方和正方晶系外其他任意三种晶系的名称三斜、单斜、六方、菱方、正交(任选三种)。 4. 合金铸锭的宏观组织包括表层细晶区、柱状晶区和中心等轴晶区三部分。 5.在常温和低温下,金属的塑性变形主要是通过滑移的方式进行的。此外还有孪生和扭

材料科学基础2复习题与参考答案

材料科学基础2复习题及部分参考答案 一、名词解释 1、再结晶:指经冷变形的金属在足够高的温度下加热时,通过新晶粒的形核及长大,以无畸变的等轴晶粒取代变形晶 粒的过程。 2、交滑移:在晶体中,出现两个或多个滑移面沿着某个共同的滑移方向同时或交替滑移。 3、冷拉:在常温条件下,以超过原来屈服点强度的拉应力,强行拉伸聚合物,使其产生塑性变形以达到提高其屈服点 强度和节约材料为目的。(《笔记》聚合物拉伸时出现的细颈伸展过程。) 4、位错:指晶体材料的一种内部微观缺陷,即原子的局部不规则排列(晶体学缺陷)。(《书》晶体中某处一列或者若 干列原子发生了有规律的错排现象) 5、柯氏气团:金属内部存在的大量位错线,在刃型位错线附近经常会吸附大量的异类溶质原子(大小不同吸附的位 置有差别),形成所谓的“柯氏气团”。(《书》溶质原子与位错弹性交互作用的结果,使溶质原子趋于聚集在位错周围,以减小畸变,降低体系的能量,使体系更加稳定。) 6、位错密度:单位体积晶体中所含的位错线的总长度或晶体中穿过单位截面面积的位错线数目。 7、二次再结晶:晶粒的不均匀长大就好像在再结晶后均匀、细小的等轴晶粒中又重新发生了再结晶。 8、滑移的临界分切应力:滑移系开动所需要的最小分切应力。(《书》晶体开始滑移时,滑移方向上的分切应力。) 9、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,又称冷作硬 化。(《书》随塑性变形的增大,塑性变形抗力不断增加的现象。) 10、热加工:金属铸造、热扎、锻造、焊接和金属热处理等工艺的总称。(《书》使金属在再结晶温度以上发生加 工变形的工艺。) 11、柏氏矢量:是描述位错实质的重要物理量。反映出柏氏回路包含的位错所引起点阵畸变的总积累。(《书》揭 示位错本质并描述位错行为的矢量。)反映由位错引起的点阵畸变大小的物理量。 12、多滑移:晶体的滑移在两组或者更多的滑移面(系)上同时进行或者交替进行。 13、堆垛层错:晶体结构层正常的周期性重复堆垛顺序在某二层间出现了错误,从而导致的沿该层间平面(称为 层错面)两侧附近原子的错排的一种面缺陷。 14、位错的应变能:位错的存在引起点阵畸变,导致能量增高,此增量称为位错的应变能。 15、回复:发生形变的金属或合金在室温或不太高的温度下退火时,金属或合金的显微组织几乎没有变化,然而性能 却有程度不同的改变,使之趋近于范性形变之前的数值的现象。(《书》指冷变形金属加热时,尚未发生光学显微组织变化前(即再结晶前)的微观结构及性能的变化过程。) 16、全位错:指伯氏矢量为晶体点阵的单位平移矢量的位错。 17、弗兰克尔空位:当晶体中的原子由于热涨落而从格点跳到间隙位置时,即产生一个空位和与其邻近的一个间 隙原子,这样的一对缺陷——空位和间隙原子,就称为弗兰克尔缺陷。(《书》存在能量起伏的原子摆脱周围原子的约束而跳离平衡位置进入点阵的间隙中所形成的空位(原子尺度的空洞)。) 18、层错能:单位面积层错所增加的能量。(《书》产生单位面积层错所需要的能量。) 19、表面热蚀沟:金属长时间加热时,与表面相交处因张力平衡而形成的热蚀沟。(《书》金属在高温下长时间加热时, 晶界与金属表面相交处为了达到表面张力间的平衡,通过表面扩散产生的热蚀沟。) 20、动态再结晶:金属在热变形过程中发生的再结晶。 二、填空题 1、两个平行的同号螺位错之间的作用力为排斥力,而两个平行的异号螺位错之间的作用力为吸引力。 2、小角度晶界能随位向差的增大而增大;大角度晶界能与位向差无关。 3、柏氏矢量是一个反映由位错引起的点阵畸变大小的物理量;该矢量的模称为位错强度。 4、金属的层错能越低,产生的扩展位错的宽度越宽,交滑移越难进行。 5、螺型位错的应力场有两个特点,一是没有正应力分量,二是径向对称分布。 6、冷拉铜导线在用作架空导线时,应采用去应力退火,而用作电灯花导线时,则应采用再结晶退火。 7、为了保证零件具有较高的力学性能,热加工时应控制工艺使流线与零件工作时受到的最大拉应力的方向 一致,而与外加的切应力方向垂直。 8、位错的应变能与其柏氏矢量的模的平方成正比,故柏氏矢量越小的位错,其能量越低,在晶体中越稳定。 9、金属的层错能越高,产生的扩展位错的宽度越窄,交滑移越容易进行。

上大材料科学基础简答题

A1(fcc)密排面:(100)密排方向:【110】h+k+l全基或全偶衍射 A2(bcc)密排面:(110)密排方向:【111】h+k+l为偶数衍射 A3(hcp)密牌面:(001)密排方向:【100】 2dsinθ=λ 性质、结构成分(研究对象)、合成/制备=效用 1.如何理解点缺陷是一种热力学平衡缺陷? 随着点缺陷数量增加,熵增加导致自由能下降,但是同时内能增加导致自由能增加,所以有一个平衡浓度,此时有最低的自由能值。 2.何谓位错的应变能。何谓位错的线张力,其估算值为多少。 位错在晶体中引起畸变,使晶体产生畸变能,称之为位错的应变能或位错的能量。

线张力的定义为:位错线增加一个单位长度时,引起晶体能量的增加。 通常用Gb2/2作为位错线张力的估算值。 请问影响合金相结构的因素主要有哪几个。 原子尺寸、晶体结构、电负性、电子浓度。 3.请简要说明:(1)刃型位错周围的原子处于怎样的应力状态(为切应力还是正应力,为拉应力还是压应力);(2)若有间隙原子存在,则间隙原子更容易存在于位错周围的哪些位置(可以以图示的方式说明)。 (1)刃型位错不仅有正应力同时还有切应力。所有的应力与沿位错线的方向无关,应力场与半原子面左右对称,包含半原子面的晶体受压应力,不包含半原子面的晶体受拉应力。 (2)对正刃型位错,滑移面上方的晶胞体积小于正常晶胞,吸引比基体原子小的置换式溶质原子或空位;滑移面下方的晶胞体积大于正常晶胞,吸引间隙原子和比基体原子大的置换式溶质原子。 4.铁素体钢在拉伸过程中很易出现屈服现象,请问:(1)产生屈服的原因?(2)如何可以消除屈服平台? 由于碳氮间隙原子钉扎位错,在塑性变形开始阶段需使位错脱离钉扎,从而产生屈服延伸现象;当有足够多的可动位错存在时,或者使间隙原子极少,或者经过预变形后在一段时间内再拉伸。 5.如何提高(或降低)材料的弹性?举例说明,并解释。 选择弹性模量小的材料、或者减小材料的截面积、或者提高材料的屈服强度都可以提高弹性。 6.何谓加工硬化、固溶强化、第二相强化、细晶强化,说明它们与位错的关系 加工硬化:晶体经过变形后,强度、硬度上升,塑性、韧性下降的现象称为加工硬化。随着变形的进行,晶体内位错数目增加,位错产生交互作用,使位错可动性下降,强度上升。 固溶强化:由于溶质原子的存在,导致晶体强度、硬度增加,塑性、韧性下降的现象叫固溶强化。由于溶质原子的存在阻碍或定扎了位错的运动,导致强度的升高。 第二相强化:由于第二相的存在,导致晶体强度、硬度上升,塑性、韧性下降的现象叫第二相强化。由于第二相的存在,导致位错移动困难,从而使强度上升。 细晶强化:由于晶粒细化导致晶体强度、硬度上升,塑性、韧性不下降的现象叫细晶强化。 由于晶粒细化,使晶界数目增加,导致位错开动或运动容易受阻,使强度上升;又由于晶粒细化,使变形更均匀,使应力集中更小,所以,细晶强化在提高强度的同时,并不降低塑性和韧性。 7.说明金属在塑性变形后,其组织和性能将发生怎样的变化 金属塑性变形后,组织变化包括晶粒和亚结构的变化,其中,晶粒被拉长,形成

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