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2003年材料科学基础真题答案一、1空间点阵：阵点在空间呈周期性规则排列，并具有完全相同的周围环境，由它们在三维空间规则排列的阵列称为空间点阵.2配位数：指晶体结构中任一原子周围最近邻且等距离的原子数。
3伪共晶组织：当合金成分不是共晶成分的二元合金凝固时能获得100％的共晶组织4滑移系:一个滑移面和此面上的一个滑移方向合起来称为一个滑移系。
5反应扩散：通过扩散形成新相的现象。
6有序固溶体：溶质原子存在于溶质点阵中的固定位置上，而且每个晶胞中的溶质和溶剂原子之比一定的固溶体。
二、1。
因为金属中是以金属键结合，故具有良好的塑性；金属间化合物则是以金属键与其他典型键混合，如共价键、离子键，因此具有一定的脆性；而陶瓷材料通常是以共价键或者离子键结合,因此脆性比前两者更大。
2由于塑性加工会使位错产生滑移,因此晶体的滑移面及滑移方面多的话有利金属塑性变形。
面心立方晶体的滑移系有12个，而密排六方晶体结构的滑移系仅3个,故面心立方晶体的滑移过程更容易进行，塑性便越好。
因为滑移系表示晶体在进行滑移时可能采取的空间取向，在其他条件相同时，晶体中的滑移系越多，滑移过程可能采取的空间取向就越多,滑移越容易进行，塑性便更好。
三、1.不是。
因为在过冷度较小时，形核率主要受形核率因子控制，随着过冷度增加所需要的临界形核半径减小,因此形核率迅速增加，并达到最高值；随后当过冷度继续增大时，尽管所需的临界晶核半径继续减小,但由于原子在较低温度下难以扩散，此时，形核率受扩散的几率因子所控制，即过峰值后，随温度的降低，形核率随之减小。
四、1不能.因为两者的晶体结构不同，组元间的溶解度是有限的。
只有当A.、B组元的晶体结构类型相同时才能无限互溶。
2置换固溶体。
因为间隙固溶体只能形成有限固溶体,因为其造成点阵畸变,溶解度有限。
3是金属间化合物。
因为固溶体是保持着溶剂的晶体结构类型的，即如果为固溶体的话，应该是保持A或B的晶体结构类型.4是金属间化合物。
选择题
晶体中原子或离子的排列方式是：
A. 完全无序
B. 局部有序，整体无序
C. 完全有序（正确答案）
D. 介于有序与无序之间
下列哪一项是描述晶体结构的基本单位？
A. 晶胞（正确答案）
B. 晶粒
C. 晶界
D. 晶系
在金属材料的强化机制中，通过细化晶粒来提高材料强度的方法称为：
A. 固溶强化
B. 细晶强化（正确答案）
C. 位错强化
D. 沉淀强化
下列哪种晶体结构具有最高的配位数？
A. 体心立方结构
B. 面心立方结构（正确答案）
C. 简单立方结构
D. 密排六方结构
材料的硬度与其塑性变形抗力之间的关系是：
A. 无关
B. 硬度越高，塑性变形抗力越小
C. 硬度越高，塑性变形抗力越大（正确答案）
D. 仅在特定条件下相关
在二元合金相图中，共晶点表示的是：
A. 两种组元在固态下完全互溶的点
B. 两种组元在液态下完全互溶的点
C. 合金在某一温度下，由液相同时结晶出两种不同成分固相的点（正确答案）
D. 合金开始发生固态相变的温度点
下列哪种现象是金属材料在冷却过程中，由于溶质原子在固溶体中的溶解度变化而引起的？
A. 过饱和固溶体的分解（正确答案）
B. 调幅分解
C. 共析转变
D. 马氏体转变
在铁碳合金中，随着碳含量的增加，材料的强度和硬度通常会：
A. 降低
B. 保持不变
C. 增加（正确答案）
D. 先增加后降低
下列哪种缺陷是晶体中原子排列偏离理想位置，但仍保持晶体结构不变的情况？
A. 点缺陷
B. 线缺陷
C. 面缺陷
D. 晶格畸变（正确答案）。
《材料科学基础》考研胡赓祥版2021考研真题库第一部分考研真题精选一、选择题1以下关于调幅分解的正确表述是（）。
[国防科技大学2016年研]A．调幅分解是个自发分解过程，不需要形核功B．调幅分解也是通过晶核的形成和晶核的长大过程完成的C．相图上成分位于固溶体分解线内的合金均可以产生调幅分解【答案】A查看答案【解析】调幅分解属于连续的无核相变，其始于固溶体中的成分起伏，依靠上坡扩散时浓度差越来越大，最终使均匀固溶体变为不均匀固溶体，原固溶体以及新形成的两种固溶体的结构相同；而钢中的相变大多属于有核相变型，始于结构起伏，相界面在相转变中具有极重要的作用。
2高温下晶粒正常长大时，晶界迁移将受到第二相颗粒的阻碍。
以下说法正确的是（）。
[国防科技大学2017年研]A．第二相含量越多，颗粒越粗大，阻力越大B．第二相含量越少，颗粒越粗大，阻力越大C．第二相含量越多，颗粒越细小，阻力越大【答案】C查看答案【解析】通常，在第二相颗粒所占体积分数一定的条件下，颗粒越细，其数量越多，则晶界迁移所受到的阻力也越大，故晶粒长大速度随第二相颗粒的细化而减小。
3由两个不同成分的液相在恒温下转变为一定成分的固相的反应叫（）。
[沈阳工业大学2015年研]A．包晶反应B．合晶反应C．偏晶反应【答案】B查看答案【解析】常见的二元相图的反应式和图形特征，如下表所示：表14在不平衡结晶条件下，成分点在共晶附近的合金也可能全部转变成共晶合金，这种非共晶成分的共晶组织称为（）。
[四川理工学院2019年研]A．不平衡共晶组织B．平衡共晶组织C．离异共晶组织D．伪共晶【答案】D查看答案【解析】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到全部的共晶组织，这种有非共晶成分的合金所得到的共晶组织称为伪共晶。
5一工件在900℃的条件下完成渗碳工艺所需的时间为2小时，若保持渗碳条件不变而使渗层深度提高一倍，则所需的渗碳时间为（）。
[国防科技大学2018年研]A．2小时B．2.8小时C．4小时D．8小时【答案】C查看答案【解析】当指定某质量ρ（x，t）为渗层深度x的对应值时，误差函数为定值，因此渗层深度x和扩散时间t有以下关系：或x2＝BDt，式中A和B为常数。
西北工业大学材料科学基础考研真题答案西北工业大学2021年硕士研究生入学考试试题答案试题名称：材料科学基础试题编号：832 说明：所有答题一律写在答题纸上第页共页一、简答题（每题10分，共50分）1. 请简述滑移和孪生变形的特点？答：滑移变形特点：1）平移滑动：相对滑动的两部分位向关系不变 2）滑移线与应力轴呈一定角度3）滑移不均匀性：滑移集中在某些晶面上4）滑移线先于滑移带出现：由滑移线构成滑移带 5）特定晶面，特定晶向孪生变形特点：1) 部分晶体发生均匀切变2) 变形与未变形部分呈镜面对称关系，晶体位向发生变化 3) 临界切分应力大4) 孪生对塑变贡献小于滑移 5) 产生表面浮凸2. 什么是上坡扩散？哪些情况下会发生上坡扩散？答：由低浓度处向高浓度处扩散的现象称为上坡扩散。
应力场作用、电场磁场作用、晶界内吸附作用和调幅分解反应等情况下可能发生上坡扩散。
扩散驱动力来自自由能下降，即化学位降低。
3. 在室温下，一般情况金属材料的塑性比陶瓷材料好很多，为什么？纯铜与纯铁这两种金属材料哪个塑性好？说明原因。
答：金属材料的塑性比陶瓷材料好很多的原因：从键合角度考虑，金属材料主要是金属键合，无方向性，塑性好；陶瓷材料主要是离子键、共价键，共价键有方向性，塑性差。
离子键产生的静电作用力，限制了滑移进行，不利于变形。
铜为面心立方结构，铁为体心立方结构，两者滑移系均为12个，但面心立方的滑移系分布取向较体心立方匀衡，容易满足临界分切应力。
且面心立方滑移面的原子堆积密度比较大，因此滑移阻力较小。
因而铜的塑性好于铁。
4. 请总结并简要回答二元合金平衡结晶过程中，单相区、双相区和三相区中，相成分的变化规律。
答：单相区：相成分为合金平均成分，不随温度变化；双相区：两相成分分别位于该相区的边界，并随温度沿相区边界变化；三相区：三相具有确定成分，不随结晶过程变化。
5. 合金产品在进行冷塑性变形时会发生强度、硬度升高的现象，为什么？如果合金需要进行较大的塑性变形才能完成变形成型，需要采用什么中间热处理的方法？而产品使用时又需要保持高的强度、硬度，又应如何热处理？答：合金进行冷塑性变形时，位错大量��殖，位错运动发生交割、缠结等，使得位错运动受阻，同时溶质原子、各类界面与位错的交互作用也阻碍位错的运动。
第一章1. 作图表示立方晶体的123,012,421晶面及102,211,346晶向。
2. 在六方晶体中，绘出以下常见晶向0001，2110，1010，1120，1210等。
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. 镁的原子堆积密度和所有hep金属一样，为0.74。
试求镁单位晶3胞的体积。
已知Mg的密度m g 1.74Mg/m，相对原子质量为24.31，原子半径r=0.161 nm。
5. 当CN=6寸Na离子半径为0.097nm,试问：1）当CN=40寸，其半径为多少？2）当CN=8时，其半径为多少？6. 试问：在铜（fcc,a=0.361 nm）的＜100＞方向及铁（bcc,a=0.286nm）的＜100＞方向,原子的线密度为多少？7. 镍为面心立方结构，其原子半径为r Ni°・1246nm。
试确定在镍的（100），（110）及（111）平面上1 mm2中各有多少个原子。
8. 石英Si°2的密度为2.65 Mg/m。
试问：1） 1 m3中有多少个硅原子（与氧原子）？2）当硅与氧的半径分别为0.038nm与0.114nm时，其堆积密度为多少（假设原子是球形的）？109. 在800C时10个原子中有一个原子具有足够能量可在固体内移动，而在900C时109个原子中则只有一个原子，试求其激活能（J/原子）。
10. 若将一块铁加热至850C，然后快速冷却到20C。
试计算处理前后空位数应增加多少倍（设铁中形成一摩尔空位所需要的能量为104600J）。
11. 设图1-18所示的立方晶体的滑移面ABCDF行于晶体的上、下底面。
若该滑移面上有一正方形位错环，如果位错环的各段分别与滑移面各边平行，其柏氏矢量b// AB1）有人认为“此位错环运动移出晶体后，滑移面上产生的滑移台阶应为4个b,试问这种看法是否正确？为什么？2）指出位错环上各段位错线的类型，并画出位错运动出晶体后，滑移方向及滑移量。
硕士研究生入学考试试题考试科目代码及名称：959 材料科学基础考试时限：3小时 总分：150分一、名词解释 （10×3=30分）加工硬化 沉淀强化 交滑移 上坡扩散 调幅分解 金属化合物 临界分切应力 珠光体 Orowan 机制 等强温度二、解答题（6×10=60分）1、判断下列位错反应能否进行：（1）]110[2]101[2]100[a a a +→；(2)]111[2]111[6]112[3a a a →+ 2、请指明下列五种结构分别属于什么布拉菲点阵。
注：a=b=c,α=β=γ=90°。
图省3、冷变形金属在回复和再结晶过程中，组织和性能分别有什么变化？4、试分别给出FCC,BCC 及HOP 的主要滑移系。
5、试分析液态金属凝固过程中形成中心等轴晶区的条件是什么？6、为什么空位是热力学稳定缺陷，而位错是非热力学稳定缺陷。
三、问答题(3×20=60分)1、绘出Fe-Fe 3C 相图，标出其中的关键成分和关键温度，并且回答：（1）分析碳含量对Fe-C 合金室温组织和力学性能的影响。
（2）分析45钢的拉伸变形过程可分为哪几个阶段及其相应的特征和机理。
2、试解释为什么材料的理论强度远高于其实际强度。
随着现代科学技术的进步和国民经济的发展，材料的强韧化越来越重要，试举例说明材料强化或韧化的4种方法，并阐述相应的强化和韧化原理。
3、试分析下列材料科学过程是否与原子扩散有关，为什么？A 热弹性马氏体箱变B 脱溶分解C 成分均匀化D 高温蠕变E G.P 形成硕士研究生入学考试试题参考答案考试科目代码及名称：959 材料科学基础考试时限：3小时 总分：150分一、名词解释（30分）加工硬化：随着冷变形程度的增加，金属材料强度和硬度指标都有所提高，但塑性、韧性有所下降的现象。
沉淀强化：过饱和固溶体随温度下降或长时间保温过程中（时效）发生脱溶分解，细小的沉淀物分散于基体之中，阻碍位错运动而产生强化的现象。
一、名词：相图：表示合金系中的合金状态与温度、成分之间关系的图解。
匀晶转变：从液相结晶出单相固溶体的结晶过程。
平衡结晶：合金在极缓慢冷却条件下进行结晶的过程。
成分起伏：液相中成分、大小和位置不断变化着的微小体积。
异分结晶：结晶出的晶体与母相化学成分不同的结晶。
枝晶偏析：固溶体树枝状晶体枝干和枝间化学成分不同的现象。
共晶转变：在一定温度下，由—定成分的液相同时结晶出两个成分一定的固相的转变过程。
脱溶：由固溶体中析出另一个固相的过程，也称之为二次结晶。
包晶转变：在一定温度下，由一定成分的固相与一定成分的液相作用，形成另一个一定成分的固相的转变过程。
成分过冷：成分过冷：由液相成分变化而引起的过冷度。
二、简答：1. 固溶体合金结晶特点？答：异分结晶；需要一定的温度围。
2. 晶偏析程度与哪些因素有关？答：溶质平衡分配系数k0；溶质原子扩散能力；冷却速度。
3. 影响成分过冷的因素？答：合金成分；液相温度梯度；凝固速度。
三、书后习题1、何谓相图？有何用途？答：相图：表示合金系中的合金状态与温度、成分之间关系的图解。
相图的作用：由相图可以知道各种成分的合金在不同温度下存在哪些相、各个相的成分及其相对含量。
2、什么是异分结晶？什么是分配系数？答：异分结晶：结晶出的晶体与母相化学成分不同的结晶。
分配系数：在一定温度下，固液两平衡相中溶质浓度之比值。
3、何谓晶偏析？是如何形成的？影响因素有哪些？对金属性能有何影响，如何消除？答：晶偏析：一个晶粒部化学成分不均匀的现象形成过程：固溶体合金平衡结晶使前后从液相中结晶出的固相成分不同，实际生产中，液态合金冷却速度较大，在一定温度下扩散过程尚未进行完全时温度就继续下降，使每个晶粒部的化学成分布均匀，先结晶的含高熔点组元较多，后结晶的含低熔点组元较多，在晶粒部存在着浓度差。
影响因素：1）分配系数k0：当k0<1时，k0值越小，则偏析越大；当k0>1时，k0越大，偏析也越大。
材料科学基础考研名校材料科学基础考研真题集一、一、选择题1以下关于调幅分解的正确表述是（）。
[国防科技大学2016年研] A．调幅分解是个自发分解过程，不需要形核功B．调幅分解也是通过晶核的形成和晶核的长大过程完成的C．相图上成分位于固溶体分解线内的合金均可以产生调幅分解【答案】A @【解析】调幅分解属于连续的无核相变，其始于固溶体中的成分起伏，依靠上坡扩散时浓度差越来越大，最终使均匀固溶体变为不均匀固溶体，原固溶体以及新形成的两种固溶体的结构相同；而钢中的相变大多属于有核相变型，始于结构起伏，相界面在相转变中具有极重要的作用。
2高温下晶粒正常长大时，晶界迁移将受到第二相颗粒的阻碍。
以下说法正确的是（）。
[国防科技大学2017年研]A．第二相含量越多，颗粒越粗大，阻力越大B．第二相含量越少，颗粒越粗大，阻力越大C．第二相含量越多，颗粒越细小，阻力越大【答案】C @【解析】通常，在第二相颗粒所占体积分数一定的条件下，颗粒越细，其数量越多，则晶界迁移所受到的阻力也越大，故晶粒长大速度随第二相颗粒的细化而减小。
3由两个不同成分的液相在恒温下转变为一定成分的固相的反应叫（）。
[沈阳工业大学2015年研]A．包晶反应B．合晶反应C．偏晶反应【答案】B @【解析】常见的二元相图的反应式和图形特征，如下表所示：表14在不平衡结晶条件下，成分点在共晶附近的合金也可能全部转变成共晶合金，这种非共晶成分的共晶组织称为（）。
[四川理工学院2019年研]A．不平衡共晶组织B．平衡共晶组织C．离异共晶组织D．伪共晶【答案】D @【解析】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到全部的共晶组织，这种有非共晶成分的合金所得到的共晶组织称为伪共晶。
5一工件在900℃的条件下完成渗碳工艺所需的时间为2小时，若保持渗碳条件不变而使渗层深度提高一倍，则所需的渗碳时间为（）。
[国防科技大学2018年研]A．2小时B．2.8小时C．4小时D．8小时【答案】C @【解析】当指定某质量ρ（x，t）为渗层深度x的对应值时，误差函数为定值，因此渗层深度x和扩散时间t有以下关系：或x2＝BDt，式中A和B为常数。
第二部分简答题1.原子间的结合键共有几种？各自的特点如何？【11年真题】答：（1）金属键：基本特点是电子的共有化，无饱和性、无方向性，因而每个原子有可能同更多的原子结合，并趋于形成低能量的密堆结构。
当金属受力变形而改变原子之间的相互位置时不至于破坏金属键，这就使得金属具有良好的延展性，又由于自由电子的存在，金属一般都具有良好的导电性和导热性能。
（2）离子键：正负离子相互吸引，结合牢固，无方向性、无饱和性。
因此，七熔点和硬度均较高。
离子晶体中很难产生自由运动的电子，因此他们都是良好的电绝缘体。
（3）共价键：有方向性和饱和性。
共价键的结合极为牢固，故共价键晶体具有结构稳定、熔点高、质硬脆等特点。
共价结合的材料一般是绝缘体，其导电能力较差。
（4）范德瓦尔斯力：范德瓦尔斯力是借助微弱的、瞬时的电偶极矩的感应作用，将原来稳定的原子结构的原子或分子结合为一体的键合。
它没有方向性和饱和性，其结合不如化学键牢固。
（5）氢键：氢键是一种极性分子键，氢键具有方向性和饱和性，其键能介于化学键和范德瓦耳斯力之间。
2.说明间隙固溶体与间隙化合物有什么异同。
答：相同点：二者一般都是由过渡族金属与原子半径较小的C、N、H、O、B等非金属元素所组成。
不同点：（1）晶体结构不同。
间隙固溶体属于固溶体相，保持溶剂的晶格类型；间隙化合物属于金属化合物相，形成不同于其组元的新点阵。
（2）间隙固溶体用α、β、γ表示；间隙化合物用化学分子式MX、M2X 等表示。
间隙固溶体的强度、硬度较低，塑性、韧性好；间隙化合物的强度、熔点较高，塑性、韧性差。
3.为什么只有置换固溶体的两个组元之间才能无限互溶，而间隙固溶体则不能？答：因为形成固溶体时，溶质原子的溶入会使溶剂结构产生点阵畸变，从而使体系能量升高。
溶质与溶剂原子尺寸相差较大，点阵畸变的程度也越大，则畸变能越高，结构的稳定性越低，溶解度越小。
一般来说，间隙固溶体中溶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。
16.简述金属固态扩散的条件。
答：⑴扩散要有驱动力——热力学条件，化学势梯度、温度、应力、电场等。
⑵扩散原子与基体有固溶性——前提条件；⑶足够高温度——动力学条件；⑷足够长的时间——宏观迁移的动力学条件17. 何为成分过冷？它对固溶体合金凝固时的生长形貌有何影响？答：成分过冷：在合金的凝固过程中，虽然实际温度分布一定，但由于液相中溶质分布发生了变化，改变了液相的凝固点，此时过冷由成分变化与实际温度分布这两个因素共同决定，这种过冷称为成分过冷。
成分过冷区的形成在液固界面前沿产生了类似负温度梯度的区域，使液固界面变得不稳定。
当成分过冷区较窄时，液固界面的不稳定程度较小，界面上偶然突出部分只能稍微超前生长，使固溶体的生长形态为不规则胞状、伸长胞状或规则胞状；当成分过冷区较宽时，液固界面的不稳定程度较大，界面上偶然突出部分较快超前生长，使固溶体的生长形态为胞状树枝或树枝状。
所以成分过冷是造成固溶体合金在非平衡凝固时按胞状或树枝状生长的主要原因。
18.为什么间隙固溶体只能是有限固溶体，而置换固溶体可能是无限固溶体？答：这是因为当溶质原子溶入溶剂后，会使溶剂产生点阵畸变，引起点阵畸变能增加，体系能量升高。
间隙固溶体中，溶质原子位于点阵的间隙中，产生的点阵畸变大，体系能量升高得多；随着溶质溶入量的增加，体系能量升高到一定程度后，溶剂点阵就会变得不稳定，于是溶质原子便不能再继续溶解，所以间隙固溶体只能是有限固溶体。
而置换固溶体中，溶质原子位于溶剂点阵的阵点上，产生的点阵畸变较小；溶质和溶剂原子尺寸差别越小，点阵畸变越小，固溶度就越大；如果溶质与溶剂原子尺寸接近，同时晶体结构相同，电子浓度和电负性都有利的情况下，就有可能形成无限固溶体。
19. 在液固相界面前沿液体处于正温度梯度条件下，纯金属凝固时界面形貌如何？同样条件下，单相固溶体合金凝固的形貌又如何？分析原因答：正的温度梯度指的是随着离开液—固界面的距离Z 的增大，液相温度T 随之升高的情况，即0 dZdT 。
简答题分析(考研题部分)C1原子排列1)试从结合键的角度，分析工程材料的分类及其特点。
2)已知原子半径与晶体结构有关，请问当配位数降低时，原子半径如何变化？为什么？3)请解释γ-Fe与α-Fe溶解碳原子能力差异的原因。
4)位错密度有哪几种表征方式？5)请从原子排列、弹性应力场、滑移性质、柏氏矢量等方面对比刃位错、螺位错的主要特征。
6)请说明什么是全位错和不全位错，并请写出FCC、BCC和HCP晶体中的最短单位位错的柏氏矢量。
7)在位错发生滑移时，请分析刃位错、螺位错和混合位错的位错线l与柏氏矢量b、外加切应力τ与柏氏矢量b、外加切应力τ与位错线l之间的夹角关系，及位错线运动方向。
8)两位错发生交割时产生的扭折和割阶有何区别？C2固体中的相结构1固体中有哪些常见的相结构？2什么是置换固溶体？影响置换固溶体溶解度的因素有哪些？形成无限固溶体的条件是什么？3形成无限固溶体的条件是什么？简述原因。
4陶瓷晶体相可分为哪两大类？有何共同特点？C3凝固1.何谓平衡结晶？何谓非平衡结晶？2.请简述二元合金结晶的基本条件有哪些。
3.同素异晶转变和再结晶转变都是以形核长大方式进行的，请问两者之间有何差别？4.均匀形核与非均匀形核具有相同的临界晶核半径，非均匀形核的临界形核功也等于三分之一表面能，为什么非均匀形核比均匀形核容易？5.请分析、解释在正温度梯度下凝固，为什么纯金属以平面状生长，而固溶体合金却往往以树枝状长大？6.两个尺寸相同、形状相同的铜镍合金铸件，一个含90%Ni，另一个含50%Ni，铸造后自然冷却，问哪个铸件的偏析严重？为什么？C4相图1)什么是成分过冷？如何影响固溶体生长形态？2)请比较二元共晶转变与包晶转变的异同。
3)什么是离异共晶？如何形成的？4)铁碳合金中可能出现的渗碳体有哪几种？它们的成分有何不同？平衡结晶后是什么样的形态？5)请总结并简要回答二元合金平衡结晶过程中，单相区、双相区和三相区中，相成分的变化规律。
考研材料科学基础试题及答案一、选择题1. 材料科学中，下列哪项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2. 材料的微观结构对其宏观性能有重要影响，以下哪个不是微观结构的组成部分？A. 晶格缺陷B. 晶界C. 相界D. 表面张力3. 材料的塑性变形主要通过以下哪种机制进行？A. 弹性变形B. 位错运动C. 相变D. 热膨胀二、简答题1. 简述材料的相变对材料性能的影响。
2. 描述材料的疲劳现象，并解释其产生的原因。
1. 已知某材料的杨氏模量为210 GPa，泊松比为0.3，求其剪切模量。
四、论述题1. 论述材料的微观结构与宏观性能之间的关系。
参考答案一、选择题1. 答案：D2. 答案：D3. 答案：B二、简答题1. 相变是材料在不同温度和压力下，由一种相态转变为另一种相态的过程。
相变对材料性能的影响主要表现在：- 相变可以改变材料的晶体结构，从而影响其硬度、强度和塑性。
- 相变过程中体积变化可以导致材料的热膨胀或收缩。
- 某些相变如马氏体相变，可以显著提高材料的硬度，但可能降低其韧性。
2. 材料的疲劳是指在反复加载和卸载的过程中，材料逐渐产生损伤并最终导致断裂的现象。
疲劳产生的原因是：- 材料内部的应力集中，使得局部应力超过材料的疲劳极限。
- 材料的循环加载导致位错运动，产生位错堆积，形成微裂纹。
- 微裂纹在循环应力作用下逐渐扩展，最终导致材料断裂。
1. 剪切模量G可以通过杨氏模量E和泊松比ν计算得出，公式为：\[ G = \frac{E}{2(1+\nu)} \]代入已知数值：\[ G = \frac{210 \times 10^9 \text{ Pa}}{2(1+0.3)} \]\[ G = 77.5 \times 10^9 \text{ Pa} \]四、论述题1. 材料的微观结构是指材料在原子、分子或晶体尺度上的特征，包括晶格类型、晶粒尺寸、晶格缺陷、相界等。
Test of Fundamentals of Materials Science 材料科学基础试题库湖南大学材料科学与工程学院一、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。
0011.晶体结构中的点缺陷类型共分、和三种，CaCl2中Ca2+进入到KCl间隙中而形成点缺陷的反应式为。
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。
Test of Fundamentals of MaterialsScience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。
0011.晶体结构中的点缺陷类型共分、和三种，CaCl2中Ca2+进入到KCl间隙中而形成点缺陷的反应式为。
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。
0026.离子晶体生成Schttky 缺陷时，正离子空位和负离子空位是同时成对产生的，同时伴随_________的增加。
0027.多种聚合物同时并存而不是一种独存这就是熔体结构_________的实质。
在熔体组成不变时，各级聚合物的数量还与温度有关，温度升高，低聚物浓度增加。
0028.系统中每一个能单独分离出来并_________的化学均匀物质，称为物种或组元，即组份。
例如，对于食盐的水溶液来说，NaCl 与H2O 都是组元。
而Na+、Cl －、H+、OH －等离子却不能算是组元，因为它们都不能作为独立的物质存在。
0029.在弯曲表面效应中，附加压力ΔP 总是指向曲面的_________，当曲面为凸面时，ΔP 为正值。
0030.矿化剂在硅酸盐工业中使用普遍，其作用机理各异，例在硅砖中加入1-3％[Fe2O3＋Ca2(OH)2]做矿化剂，能使大部分a-石英不断溶解同时不断析出a-磷石英，从而促进a-石英向磷石英的转化。
水泥生产中 用_______作矿化剂，可以降低熟料中液相生成温度和降低液相粘度，提高离子扩散速率，加速CaO•SiO2的形成。
0031.一级相变是指体系由一相变为另一相时，两相的化学势相等但化学势的________不相等，有相变潜热，并伴随有体积改变。
0032.在固体介质中，做无规则布朗运动的大量质点的扩散系数取决于质点的_________和迁移自由程r 平方的乘积。
0033.烧结的推动力是_________，它可凭下列方式推动物质的迁移：蒸发-凝聚传质，扩散传质，流动传质，溶解-沉淀传质。
0034.固体质点扩散的推动力是_________。
0035.固相分解反应的特点是：(1) _________； (2)________; (3)________。
0036.在MoO3+CaCO3→CaMoO4+CO2反应中，当 CaCO3 ： MoO3＝15，时，由于产物层_______和扩散阻力______,反应由____________控制，并随___________减小而加速。
0037.本征扩散是指：__________，其扩散系数D ＝___________, 其扩散活化能由__________和____________组成。
0038.杂质原子在其它晶格中扩散时的推动力为_______，同种原子在自己晶格中自扩散的推动力为_____。
0039.晶体中五种扩散机制为___、____、____、____和____，其中___是离子晶体中最常见的扩散机制，其扩散活化能包括__和___。
0040.析晶过程分两个阶段，先______后______。
在析晶作用曲线上_______速率曲线在高温区。
0041.玻璃分相的两种机理是__________机理和__________机理。
前者分相时质点作___扩散，分相速率____;后者分相后具有______结构，分相开始界面____突变。
0042.将下面四个概念的序号a 、b 、c 、d 分别填入各分相特点前的括号内。
a. 稳定分相 b.介稳分相 c. 成核-长大分相 d. 旋节分相( c) 第二相组成不随时间变化； ( a ) 分相区在液相线上； ( d ) 分相开始界面呈弥散状，并逐渐明显； ( c ) 分相后具有液滴状孤立结构； ( c ) 分相速度慢； ( b ) 分相后的两相均为热力学介稳相； ( c ) 有分相势垒； ( d ) 分相时质点作负扩散；( d ) ( b ) 分相区在液相线下;0043.液－固相变中的非均匀成核是指_____________形成晶核的过程。
它的成核位垒随接触角θ的_______而降低，当由0～900时，成核位垒∆GK*与均匀成核位垒∆GK 的关系为___。
0044. MgO 具有______型结构，其对称型______，空间群______，属于______晶族和______晶系，正负离子配位数为______，单个晶胞占有正负离子的数目为______。
0045.KCl,AgCl 和Cu2S 极化程度的大小顺序是___，极化结果改变配位数的是___，不极化结果改变配位数的是___。
0046.下列化合物属于什么结构（1）蓝维矿BaTi[Si3O9] ______，（2）透辉石CaMg[Si2O6] ______，（3）滑石Mg3[Si4O10](OH)2______，（4）石英SiO2______，（5）镁橄榄石Mg2[SiO4]______0047.液相烧结与固相烧结相同的是其过程都由____，____，____等三个阶段组成，不同点是____，_____，_____。
0048.烧结有______，______，______，______等四种传质方式，产生的原因分别是______，______，______，______。
0049.在烧结初期，若x/r 与t 1/3成正比，其属于______传质过程，这种烧结的推动力是______，收缩率为______。
0050. 一种扩散过程：lnD 与1/T 的变化关系如图所示，该扩散属于______扩散过程，图中各部分线段的斜率分别0)(,22<∂∆∂P T C G是（1）______（2）______（3）______，各部分线段所表示的扩散类型是（1）______（2）______（3）______。
0051. 造成二次再结晶的原因主要是______，及______，其次是______，及______等。
0052.NaCl 晶胞中Cl -离子作 最紧密堆积，Na ＋填充 面体空隙的100%，以（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 ，正负离子配位数为_____，配位多面体之间共______连接，单个晶胞占有正负离子的数目为______。
0053. 晶体结构中的点缺陷类型共分 、 和 三种，CaO 加入到ZrO 2中形成间隙式固溶体的的缺陷反应式为 ，固溶式分子式： 。
形成置换式固溶体的的缺陷反应式为 ，固溶式分子式： 。
填空题答案0001.蒸发－冷凝，扩散，溶解－沉淀，流动；1/3，1/5，1/6，1/2。
0002. 对称面、对称中心、对称轴，旋转反伸轴；滑移面、螺旋轴；C 、m 。
0003. 3、7、32、146、47、14、230。
0004. 单形、聚形。
0005.内部质点在三维空间成周期性重复排列的固体。
0006. 1，20007.自限性、均一性、异向性、对称性、最小内能。
0008.（143）0009. 小于90°，越小；大于90°，越大 0010.增大，减少0011.间隙原子、空位、杂质原子；CaCl2+2 +2ClCl 。
