《材料科学基础》练习题集01

《材料科学基础》复习题第1章原子结构与结合键一、判断题：4、金属键具有明显的方向性和饱和性。

（ F）5、共价键具有明显的方向性和饱和性。

（ T）6、组成固溶体的两组元完全互溶的必要条件是两组元的电负性相同。

两组元的晶体结构相同（ F）7、工程材料的强度与结合键有一定的关系，结合键能越高的材料，通常其弹性模量、强度和熔点越低。

（F）8、晶体中配位数和致密度之间的关系是配位数越大，致密度越小。

（F ）二、选择题：1、具有明显的方向性和饱和性。

A、金属键B、共价键C、离子键D、化学键2、以下各种结合键中，结合键能最大的是。

A、离子键、共价键B、金属键C、分子键D、化学键3、以下各种结合键中，结合键能最小的是。

A、离子键、共价键B、金属键C、分子键D、化学键5、已知铝元素的电负性为1.61，氧元素的电负性为3.44，则Al2O3中离子键结合的比例为。

A、28%B、45%C、57%D、68%6、以下关于结合键的性质与材料性能的关系中，是不正确的。

P54A、结合键能是影响弹性模量的主要因素，结合键能越大，材料的弹性模量越大。

B、具有同类型结合键的材料，结合键能越高，熔点也越高。

C、具有离子键和共价键的材料，塑性较差。

D、随着温度升高，金属中的正离子和原子本身振动的幅度加大，导电率和导热率都会增加。

（应该是自由电子的定向运动加剧）7、组成固溶体的两组元完全互溶的必要条件是。

A、两组元的电子浓度相同B、两组元的晶体结构相同C、两组元的原子半径相同D、两组元电负性相同11、晶体中配位数和致密度之间的关系是。

A、配位数越大，致密度越大B、配位数越小，致密度越大C、配位数越大，致密度越小D、两者之间无直接关系三、填空题：2、构成陶瓷化合物的两种元素的电负性差值越大，则化合物中离子键结合的比例越大。

3、体心立方结构的晶格常数为a，单位晶胞原子数为 2 、原子半径为a ，配位数为 8 。

4、面心立方结构的晶格常数为a ，原子半径为 a ，配位数为 12 。

5、通常把平衡距离下的原子间的相互作用能量定义为原子的 。

6、材料的结合键决定其弹性模量的高低，氧化物陶瓷材料以 离子键 键为主，结合键 强 故其弹性模量 高 ；金属材料以 金属 键为主，结合键 故其弹性模量 ；高分子材料的分子链上是 键，分子链之间是 键，故其弹性模量 。

第3章 晶体结构（原子的规则排列）一、名词解释：1、阵点2、晶胞3、配位数4、致密度二、填空题：1、面心立方结构的晶格常数为a ，单位晶胞原子数为 、原子半径为 a ，配位数为 。

2、体心立方结构的晶格常数为a ，原子半径为 a ，配位数为 。

3、下图中表示的晶向指数是 ，晶面指数是 。

4、绝大多数金属的晶体结构都属于体心立方、面心立方和密排六方三种典型的紧密结构。

三、判断题：1、晶体结构的配位数越大，致密度越大。

（T ）2、面心立方晶体结构的原子最密排晶向族为<110>。

（ F ）T3、面心立方晶体结构的晶胞中的原子数为4。

（ T ）4、室温下，纯铁的晶体结构为体心立方晶格，纯铜的晶体结构为面心立方晶格。

（T ）纯铁在912C°以上是面心立方晶格(γ)，以下是体心立方晶格（α）5、纯铁加热到912︒C 时，从体心立方晶格变为面心立方晶格，体积会膨胀。

（T ）F6、体心立方结构的晶格常数为a ，则原子半径a r 42=。

（ F ） 7、面心立方晶格的配位数为8。

（F)四、选择题：1、晶体中配位数和致密度之间的关系是 。

A 、配位数越大，致密度越大 B 、配位数越小，致密度越大 C 、配位数越大，致密度越小 D 、两者之间无直接关系2、面心立方晶体结构的原子最密排晶向族为 D 。

A 、[111]B 、<111>C 、[110]D 、<110>3、金属的典型晶体结构有面心立方、体心立方和密排六方三种，它们的晶胞中原子数分别为：A 、4；2；6B 、6；2；4C 、4；4；6D 、2；4；64、室温下，纯铝的晶体结构为 晶格。

A 、简单立方B 、体心立立C 、面心立方D 、密排六方五、简答与计算题：1、试画出立方晶系中具有下列密勒指数的(010)、(110)、(121)、(312)晶面。

2、试画出立方晶系中具有下列密勒指数的[111]、[123]、[110]和[211]晶向。

3、画出立方晶系中具有下列密勒指数的晶面和晶向：)112(、)133(晶面和]311[、]312[晶向。

2、（6%）画出立方晶系中具有下列密勒指数的晶面和晶向：)112(、)110(晶面和]110[、]110[晶向，并写出下列各图中所标的晶面或晶向指数。

3、（6%）画出立方晶系中具有下列密勒指数的晶面和晶向：)012(、)212(晶面和]110[、]102[晶向，并写出下列各图中所标的晶面或晶向指数。

4、（6%）写出下列各图中所标的晶面或晶向指数，并在图中画出)211(晶面和]211[晶向。

5、试计算面心立方（FCC）晶体的晶格致密度。

6、试计算体心立方（BCC）晶体的晶格致密度。

^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^第3章晶体缺陷（原子的不规则排列）一、名词解释：1、点缺陷：原子排列不规则的区域在空间三个方向尺寸都很小，主要指空位、间隙原子、置换原子等。

（书：+杂质或者溶质原子）2、线缺陷：原子排列的不规则区域在空间一个方向上的尺寸很大，而在其余两个方向上的尺寸很小。

如位错。

3、面缺陷：原子排列不规则的区域在空间两个方向上的尺寸很大，而另一方向上的尺寸很小。

如晶界和亚晶界。

4、亚晶粒：在多晶体的每一个晶粒内，晶格位向也并非完全一致，而是存在着许多尺寸很小、位向差很小的小晶块，它们相互镶嵌而成晶粒，称亚晶粒。

-？5、亚晶界：两相邻亚晶粒间的边界称为亚晶界。

6、刃型位错：位错可认为是晶格中一部分晶体相对于另一部分晶体的局部滑移而造成。

滑移部分与未滑移部分的交界线即为位错线（刀刃位错线）。

如果相对滑移的结果上半部分多出一半原子面，多余半原子面的边缘好像插入晶体中的一把刀的刃口，故称“刃型位错”。

7、单晶体：如果一块晶体，其内部的晶格位向完全一致，则称这块晶体为单晶体。

8、多晶体：由多种晶粒组成的晶体结构称为“多晶体”。

9、柏氏矢量（上课时：反映位错区畸变的方向与程度。

书：借助一个规定的矢量揭示位错的本质P33）10、置换固溶体：溶质原子代替溶剂晶格结点上的一部分原子而组成的固溶体称置换固溶体。

（P74）11、间隙固溶体：溶质原子填充在溶剂晶格的间隙中形成的固溶体，即间隙固溶体。

二、判断题：1、位错的密度可以用柏氏矢量表示。

?（ F）2、刃型位错的柏氏矢量与其位错线垂直，螺旋位错的柏氏矢量与其位错线平行。

（T ）3、金属中点缺陷的存在使其电阻率增大。

（T）4、在晶体滑移过程中，由于位错不断移出滑移面，位错密度随形变量的增加而减少。

（F）5、小角度晶界的晶界能比大角度晶界的晶界能高。

（ F）三、选择题：1、下图中，2表示的点缺陷是B。

A、弗兰克尔空位B、肖脱基空位C、复合空位D、置换原子2、在晶体滑移过程中B。

A、由于位错不断移出滑移面，位错密度随形变量的增加而减少B、由于位错的增殖，位错密度随形变量的增加而增高C、由于晶界不断吸收位错，位错密度随形变量的增加而减少D、由于位错的消失（移出滑移面）和增殖的共同作用，位错的密度基本不变4、位错运动方向处处垂直于位错线，在运动中是可变的，晶体做相对滑动的方向 C 。

A、随位错线运动方向而改变B、始终是柏氏矢量方向C、始终是外力的方向D、垂直于柏氏矢量方向5、单晶体的临界分切应力值与 C 有关。

A、外力相对于滑移系的取向B、拉伸时的屈服应力C、晶体的类型和纯度D、拉伸时的应变大小6、面心立方晶体结构的滑移系是。

A、{111}<110>B、{110}<111>C、{110}<112>D、{110}<123>7、体心立方晶体结构的原子最密排晶向族为。

A、[111]B、<111>C、[110]D、<112>8、下图中，5表示的点缺陷是。

A、弗兰克尔空位B、肖脱基空位C、复合空位D、置换原子9、单晶体产生塑性变形时，主要取决于滑移面上的。

A、正应力B、切应力C、正应力或切应力D、正应力和切应力四、填空题：1、晶体缺陷按照其几何特征可将其分为点缺陷、面缺陷和线缺陷三种类型。

位错属于线缺陷，分为螺型位错、刃型位错、混合位错三种类型。

滑移、攀移是位错运动的两种方式。

2、金属塑性变形的主要方式是滑移，其次是孪生和。

滑移是沿着滑移面面和滑移方向方向进行的。

（P191）3、对于刃型位错线，柏氏矢量垂直于位错线，其滑移运动方向平行于柏氏矢量，其攀移运动方向于柏氏矢量，其滑移运动方向于柏氏矢量；对于螺旋位错线，柏氏矢量于位错线，其滑移运动方向于柏氏矢量，其交滑移运动方向于柏氏矢量；对于混合位错线，柏氏矢量于位错线，其滑移运动方向于柏氏矢量。

柏氏矢量的方向就是晶体滑移的方向。

答：垂直；平行；垂直；平行；平行；垂直；垂直；即不垂直也不平行；垂直；4、面心立方晶体的一个最密排面是（111），该面上的三个最密排方向分别为[111]、、。

五、简答与计算题：1、试写出下图中各种点缺陷的名称。

1.6……置换原子2……肖脱基空位3……空位缺陷异类原子的间隙原子4……缺陷空位5……弗兰克尔空位5、（5%）设有两个α相晶粒与一个β相晶粒相交于一公共晶棱，形成一三叉晶界。

β相所张的二面角为90，且界面能γαα＝0.3J/m2,求α相与β相相界的界面能γαβ。

第5章固体材料中的原子扩散一、名词解释：3、稳态扩散4、非稳态扩散5、反应扩散7、扩散激活能8、柯肯达尔效应二、判断题：1、一般来说，在相同的温度下在铁中渗碳速度比在铁中渗铬的速度快。

（）2、晶体结构对扩散有一定的影响，在致密度较大的晶体结构中，原子的扩散系统较大。

（）3、原子扩散不可能从浓度低的区域向浓度高的区域扩散。

（）4、菲克第一定律适用于稳态扩散，菲克第二定律只适用于非稳态扩散。

（）5、冷变形金属中存在大量的空位、位错等晶体缺陷，这些缺陷阻碍原子的移动，减缓扩散过程。

（）6、晶界上原子排列混乱，不存在空位，所以空位机制扩散的原子在晶界处无法扩散。

（）7、陶瓷晶体的变形除了与结合键的本性有关外，还与晶体的滑移系少、位错的柏氏矢量大有关。

（）8、渗碳处理常常在钢的奥氏体区域进行，是因为奥氏体的激活能比铁素体的激活能大，相同温度下奥氏体的扩散系数大比铁素体扩散系数大。

（ ）9、晶体结构对扩散有一定的影响，在致密度较大的晶体结构中，原子的扩散系数较大 （ ）4、问题：填隙型固溶体中溶质浓度越高，则溶质所占的间隙越多。