材料科学基础专业词汇：第二章晶体结构缺陷
固溶体solid solution 固溶度solid solubility
化合物compound 间隙固溶体interstitial solid solution 置换固溶体s ubstitutional solid solution 金属间化合物intermetallics
不混溶固溶
体
immiscible solid solution 转熔型固溶体peritectic solid solution
有序固溶体ordered solid solution 无序固溶体 disordered solid solution 固溶强化solid solution strengthening 取代型固溶体Substitutional solid
solutions
过饱和固溶
体supersaturated solid solution 非化学计量化
合物
Nonstoichiometric
compound
缺陷defect, imperfection 点缺陷point defect 线缺陷line defect, dislocation 面缺陷interface defect 体缺陷volume defect 位错排列dislocation
arrangement 位错线dislocation line 刃位错edge dislocation 螺位错screw dislocation 混合位错mixed dislocation 晶界grain boundaries 大角度晶界high-angle grain
boundaries
小角度晶界tilt boundary, 孪晶界twin boundaries 位错阵列dislocation array 位错气团dislocation
atmosphere 位错轴dislocation axis 位错胞dislocation cell 位错爬移dislocation climb 位错聚结dislocation
coalescence 位错滑移dislocation slip 位错核心能量dislocation core
energy 位错裂纹dislocation crack 位错阻尼dislocation damping 位错密度dislocation density 原子错位substitution of a
wrong atom 间隙原子interstitial atom 晶格空位vacant lattice sites 间隙位置interstitial sites 杂质impurities
弗伦克尔缺陷Frenkel disorder 肖脱基缺陷Schottky disorder 主晶相the host lattice 错位原子misplaced atoms 缔合中心Associated Centers. 自由电子Free Electrons 电子空穴Electron Holes 伯格斯矢量Burgers
克罗各-明克符
号
Kroger Vink notation 中性原子neutral atom
材料科学基础专业词汇：第三章熔体结构
体结构structure of melt 过冷液体supercooling melt
玻璃态vitreous state 软化温度softening temperature 粘度viscosity 表面张力Surface tension
介稳态过渡相m etastable phase 组织constitution
淬火quenching 退火的softened
玻璃分相phase separation in
glasses
体积收缩volume shrinkage
材料科学基础专业词汇：第四章固体的表面与界面
表面surface 界面interface
同相界面homophase boundary 异相界面heterophase boundary 晶界grain boundary 表面能surface energy
小角度晶界low angle grain
boundary 大角度晶界high angle grain
boundary
共格孪晶界coherent twin boundary 晶界迁移grain boundary
migration
错配度mismatch 驰豫relaxation
重构reconstuction 表面吸附surface adsorption
表面能surface energy 倾转晶界titlt grain boundary 扭转晶界twist grain boundary 倒易密度reciprocal density
共格界面coherent boundary 半共格界面semi-coherent
boundary
非共格界面noncoherent boundary 界面能interfacial free energy
应变能strain energy 晶体学取向关
系crystallographic orientation
惯习面habit plane
材料科学基础专业词汇：第五章相图
相图phase diagrams 相phase
组分component 组元compoonent
相律Phase rule 投影图Projection drawing 浓度三角形Concentration triangle 冷却曲线Cooling curve
成分composition 自由度freedom
相平衡phase equilibrium 化学势chemical potential 热力学thermodynamics 相律phase rule
热力学函数thermodynamics
function
热分析thermal analysis 过冷supercooling 过冷度degree of
supercooling
杠杆定律lever rule 相界phase boundary
材料科学基础专业词汇：第六章扩散
活化能activation energy 扩散通量diffusion flux
浓度梯度concentration gradient 菲克第一定律Fick’s first law 菲克第二定律Fick’s second law相关因子correlation factor
稳态扩散steady state diffusion 非稳态扩散nonsteady-state diffusion
扩散系数diffusion coefficient 跳动几率jump frequency
填隙机制interstitalcy mechanism 晶界扩散grain boundary diffusion
短路扩散short-circuit diffusion 上坡扩散uphill diffusion 下坡扩散Downhill diffusion 互扩散系数Mutual diffusion
渗碳剂carburizing 浓度梯度concentration gradient
浓度分布曲线concentration profile 扩散流量diffusion flux
驱动力driving force 间隙扩散interstitial diffusion 自扩散self-diffusion 表面扩散surface diffusion
空位扩散vacancy diffusion 扩散偶diffusion couple
扩散方程diffusion equation 扩散机理diffusion mechanism 扩散特性diffusion property 无规行走Random walk
达肯方程Dark equation 柯肯达尔效应Kirkendall equation
本征热缺陷Intrinsic thermal defect 本征扩散系数Intrinsic diffusion coefficient
离子电导率Ion-conductivity 空位机制Vacancy concentration
材料科学基础专业词汇：第七章相变
过冷supercooling 过冷度degree of supercooling 晶核nucleus 形核nucleation
形核功nucleation energy 晶体长大 crystal growth
均匀形核homogeneous nucleation 非均匀形
核
heterogeneous nucleation
形核率nucleation rate 长大速率 growth rate 热力学函
数
thermodynamics function
临界晶核critical nucleus 临界晶核
半径
critical nucleus radius
枝晶偏析dendritic segregation 局部平衡 localized equilibrium
平衡分配系数equilibrium
distributioncoefficient
有效分配
系数
effective distribution coefficient
成分过冷constitutional supercooling 引领（领
先）相
leading phase
共晶组织eutectic structure 层状共晶
体
lamellar eutectic
伪共晶pseudoeutectic 离异共晶 divorsed eutectic
表面等轴
晶区
chill zone 柱状晶区 columnar zone
中心等轴
晶区
equiaxed crystal zone 定向凝固 unidirectional solidification 急冷技术splatcooling 区域提纯 zone refining
单晶提拉
法
Czochralski method 晶界形核 boundary nucleation
位错形核dislocation nucleation 晶核长大 nuclei growth
材料科学基础专业词汇：第八、九章固相反应和烧结
固相反应solid state reaction 烧结sintering
烧成fire 合金alloy
再结晶Recrystallization 二次再结晶Secondary
recrystallization 成核nucleation 结晶crystallization 子晶，雏晶matted crystal 耔晶取向seed orientation
异质核化heterogeneous
nucleation 均匀化热处理 homogenization heat
treatment
铁碳合金iron-carbon alloy 渗碳体cementite
铁素体ferrite 奥氏体austenite
共晶反应eutectic reaction 固溶处理solution heat
treatment
第一章 8．计算下列晶体的离于键与共价键的相对比例 (1)NaF (2)CaO (3)ZnS 解：1、查表得：X Na =0.93,X F =3.98 根据鲍林公式可得NaF 中离子键比例为：21 (0.93 3.98)4 [1]100%90.2%e ---?= 共价键比例为：1-90.2%=9.8% 2、同理，CaO 中离子键比例为：21 (1.00 3.44)4 [1]100%77.4%e ---?= 共价键比例为：1-77.4%=22.6% 3、ZnS 中离子键比例为：2 1/4(2.581.65)[1]100%19.44%ZnS e --=-?=中离子键含量 共价键比例为：1-19.44%=80.56% 10说明结构转变的热力学条件与动力学条件的意义．说明稳态结构与亚稳态结构之间的关系。 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。 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。 第二章 1．回答下列问题： (1)在立方晶系的晶胞内画出具有下列密勒指数的晶面和晶向： (001）与[210]，(111）与[112]，(110)与 [111],(132)与[123],(322)与[236］ (2)在立方晶系的一个晶胞中画出（111)和 （112)晶面，并写出两晶面交线的晶向指数。 (3)在立方晶系的一个晶胞中画出同时位于（101). (011)和（112)晶面上的[111]晶向。 解：1、 2．有一正交点阵的 a=b, c=a/2。某晶面在三个晶轴上的截距分别为 6个、2个和4个原子间距，求该晶面的密勒指数。 3．立方晶系的 ｛111}, 1110}, {123）晶面族各包括多少晶面？写出它们的密勒指数。 4．写出六方晶系的{1012}晶面族中所有晶面的密勒指数，在六方晶胞中画出[1120]、 [1101]晶向和(1012)晶面，并确定(1012)晶面与六方晶胞交线的晶向指数。 5．根据刚性球模型回答下列问题：
《材料科学基础》复习提纲 一、（共20分）名词解释（每个名词2分） 简单正交点阵、晶向族、无限固溶体、配位数、交滑移、大角度晶界、上坡（顺）扩散、形核功、回复、滑移系 底心正交点阵、晶面族、有限固溶体、致密度、攀移、小角度晶界、下坡（逆）扩散、形核率、再结晶、孪生 二、（共30分）简要回答下列问题 1、计算面心立方晶体的八面体间隙尺寸。 2、简述固溶体与中间相的区别。 3、已知两个不平行的晶面（h1k1l1）和（h2k2l2），求出其所属的晶带轴。 4、计算面心立方晶体{111}晶面的面密度。 5、简述刃型位错线方向、柏氏矢量方向、位错运动方向及晶体运动方向之间的关系。 6、简述刃型位错攀移的实质。 7、简述在外力的作用下，螺型位错的可能运动方式。 8、当碳原子和铁原子在相同温度的 -Fe中进行扩散时，为何碳原子的扩散系数大于铁原子的扩散系数？ 9、简述单组元晶体材料凝固的一般过程。 10、如图，已知A、B、C三组元固态完全不互溶，成分为80％A、10％B、10％C的O 合金在冷却过程中将进行二相共晶反应和三相共晶反应，在二元共晶反应开始时，该合金液相成分(a点)为60％A、20％B、20％C，而三元共晶反应开始时的液相成分(E点)为50% A、10%B、40%C，写出图中I和P合金的室温平衡组织。 1、计算体心立方晶体的八面体间隙尺寸。 2、简述决定组元形成固溶体与中间相的因素。 3、已知二晶向[u1v1w1]和[u2v2 w2]，求出由此二晶向所决定的晶面指数。· 4、计算体心立方晶体{110}晶面的面密度。 5、简述螺型位错线方向、柏氏矢量方向、位错运动方向及晶体运动方向之间的关系。 6、简述刃型位错滑移的实质。 7、简述在外力的作用下，刃型位错的可能运动方式。 8、当碳原子和铁原子在相同温度的a-Fe 中进行扩散时，为何碳原子的扩散系数大于铁原子的扩散系数？ 9、简述纯金属凝固的基本条件。 10、如图，已知A、B、C三组元固态完全不互溶，成分为80％A、10％B、10％C的O合 金在冷却过程中将进行二相共晶反应和三相共晶反应，在二元共晶反应开始时，该合金液相成分(a点)为60％A、20％B、20％C，而三元共晶反应开始时的液相成分(E点)为 %、(A+B)%和(A+B+C)%的相对量。 50% A、10%B、40%C，试计算A 初
823 材料科学基础考试大纲 一、考试目的 材料科学基础考试是南开大学材料科学与工程学院招收材料物理与化学、材料学、材料工程硕士研究生的入学资格考试之专业基础课。根据考生参加本考试的成绩和其他三门考试的成绩总分来选择参加第二轮，即复试的考生。 二、考试的性质与范围 本考试是测试考生掌握材料化学、材料物理专业知识以及综合运用的能力。考试范围包括本大纲规定的内容。 三、考试基本要求 1. 具备材料化学、材料物理相关的基础专业知识。 2. 具有扎实的基本功。 3. 具备一定的运用基础知识分析、解决实际问题的能力。 四、考试形式 本考试采取客观试题与主观试题相结合，单项技能测试与综合技能测试相结合的方法，强调考生掌握材料化学基础知识以及综合运用的能力。 考试时间为180分钟，答题方式为闭卷考试（可以使用数学计算器）。 五、考试内容 本考试包括两个部分：材料化学、材料物理。
一、材料化学部分 1、化学热力学 热力学第一、二、三定律及其应用；各种变化过程（单纯pVT变化过程、相变化过程和化学变化过程）的方向和限度的判别；相平衡体系和化学平衡体系中的应用；二组分体系相图的绘制及解析。 2、化学动力学 具有简单级数的反应的特点；反应级数及速率方程的确定；各种因素对反应速率及速率常数的影响；复合反应的近似处理方法及其应用；根据反应机理推导速率方程；化学动力学基本原理在气相反应、多相反应、溶液中反应、催化反应和光化学反应体系中的应用。 3、电化学 电解质溶液的导电能力—电导、电导率、摩尔电导率及其应用；可逆电池、可逆电极的能斯特公式及其应用；可逆电池的热力学；电池电动势的测定及其应用；极化与超电势及其应用；分解与分解电压；金属电沉积；不可逆电极过程的基本原理及其应用。 4、界面化学 表面自由能和表面张力；润湿现象与接触角；毛细管现象；新相的生成和亚稳定状态；固体表面的吸附及非均相催化反应。 5、无机化学中的化学原理 （1）掌握化学反应中的质量和能量关系； （2）了解酸碱理论，熟悉溶液中的单相与多相离子平衡，掌握弱酸、弱碱溶液中离子浓度、盐类水解和沉淀平衡的计算；
材料科学基础常用英语词汇作者: davidzhangsh 发布日期: 2005-12-14 查 看数 : 154 出自: https://www.doczj.com/doc/4f4412923.html, 材料的类型Types of materials, metals, ceramics, polymers, composites, elastomer 部分材料性质复习Review of selected properties of materials, 电导率和电阻率conductivity and resistivity, 热导率thermal conductivity, 应力和应变stress and strain, 弹性应变elastic strain, 塑性应变plastic strain, 屈服强度yield strength, 最大抗拉强度ultimate tensile strength, 最大强度ultimate strength, 延展性ductility, 伸长率elongation, 断面收缩率reduction of area, 颈缩necking, 断裂强度breaking strength, 韧性toughness, 硬度hardness, 疲劳强度fatigue strength, 蜂窝honeycomb, 热脆性heat shortness, 晶胞中的原子数atoms per cell, 点阵lattice, 阵点lattice point, 点阵参数lattice parameter, 密排六方hexagonal close-packed, 六方晶胞hexagonal unit cell, 体心立方body-centered cubic, 面心立方face-centered cubic, 弥勒指数Miller indices, 晶面crystal plane, 晶系crystal system, 晶向crystal direction, 相变机理Phase transformation mechanism: 成核生长相变nucleation–growth transition, 斯宾那多分解spinodal decomposition, 有序无序转变disordered-order transition, 马氏体相变martensite phase transformation， 成核nucleation, 成核机理nucleation mechanism, 成核势垒nucleation barrier, 晶核，结晶中心nucleus of crystal, （金属组织的）基体quay, 基体，基块，基质，结合剂matrix, 子晶，雏晶matted crystal, 耔晶，晶种seed crystal, 耔晶取向seed orientation, 籽晶生长seeded growth, 均质核化homogeneous nucleation, 异质核化heterogeneous nucleation, 均匀化热处理homogenization heat treatment, 熟料grog, 自恰场self-consistent field 固溶体Solid solution: 有序固溶体ordered solid solution, 无序固溶体disordered solid solution, 有序合金ordered alloy, 无序合金disordered alloy. 无序点阵disordered lattice, 分散，扩散，弥散dispersal, 分散剂dispersant, 分散剂，添加剂dispersant additive,
- 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A ，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 ）=，原子半径γ=，求Al 晶体的密度。 8 bcc 铁的单位晶胞体积，在912℃时是；fcc 铁在相同温度时其单位晶胞体积是。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。
2018年硕士研究生招生考试大纲 考试科目名称：材料科学基础考试科目代码：875 一、考试要求 材料科学基础考试大纲适用于北京工业大学材料科学与工程学院（0805）材料科学与工程和（085204）材料工程（专业学位）；激光工程研究院（0803）光学工程与（085202）光学工程（专业学位）；以及固体微结构与性能研究所（0805）材料科学与工程学科的硕士研究生入学考试。此课程是材料科学与工程学科的重要基础理论课，是理解并学习各种材料其结构、加工工艺与性能之间联系的基础。材料科学基础的考试内容主要包括各类材料共性基础知识部分（原子结构与结合键、晶体结构、晶体缺陷、相图与相平衡、材料的凝固）、金属材料基础知识部分（金属晶体中位错、表面与界面、塑性变形与再结晶、金属晶体中扩散、固态相变、金属材料强韧化）和无机材料基础知识部分（无机材料化学键结构与晶体结构、无机材料的缺陷、无机材料的相图与相变过程、无机材料的基本制造加工原理、无机材料的机械性能、无机材料的光学和电学性能），要求考生对其中的基本概念和基础理论有深入的理解，系统掌握各类基本概念、理论及其计算和分析的方法，具有综合运用所学知识分析和解决材料科学与工程实际问题的能力。 二、考试内容 考试内容分为材料共性知识、金属材料基础知识和无机材料基础知识三大部分，总分150分。其中，材料共性知识部分所有学生均需作答，共105分；金属材料基础知识部分和无机材料基础知识部分考生需根据自己的专业背景二选一作答，不能混做，共45分。题型一般包括名词解释、填空、判断正误、问答、计算、分析题等。 （一）材料共性知识部分 1.原子结构与结合键 (1)熟练掌握电离能、电子亲和能、电负性、金属间化合物、电子化合物等概念，熟练掌握原子核外电子排布，理解光的波粒二象性、测不准原理、泡利不相容原理、洪特规则、能量最低原理、电子能带结构理论；
材料科学基础常用英语词汇 材料的类型Types of materials, metals, ceramics, polymers, composites, elastomer 部分材料性质复习Review of selected properties of materials, 电导率和电阻率conductivity and resistivity, 热导率thermal conductivity, 应力和应变stress and strain, 弹性应变elastic strain, 塑性应变plastic strain, 屈服强度yield strength, 最大抗拉强度ultimate tensile strength, 最大强度ultimate strength, 延展性ductility, 伸长率elongation, 断面收缩率reduction of area, 颈缩necking, 断裂强度breaking strength, 韧性toughness, 硬度hardness, 疲劳强度fatigue strength, 蜂窝honeycomb, 热脆性heat shortness, 晶胞中的原子数atoms per cell,
点阵lattice, 阵点lattice point, 点阵参数lattice parameter, 密排六方hexagonal close-packed, 六方晶胞hexagonal unit cell, 体心立方body-centered cubic, 面心立方face-centered cubic, 弥勒指数Miller indices, 晶面crystal plane, 晶系crystal system, 晶向crystal direction, 相变机理Phase transformation mechanism: 成核生长相变nucleation–growth transition, 斯宾那多分解spinodal decomposition, 有序无序转变disordered-order transition, 马氏体相变martensite phase transformation，成核nucleation, 成核机理nucleation mechanism, 成核势垒nucleation barrier, 晶核，结晶中心nucleus of crystal, （金属组织的）基体quay, 基体，基块，基质，结合剂matrix, 子晶，雏晶matted crystal, 耔晶，晶种seed crystal, 耔晶取向seed orientation,
第2章习题 2-1 a ）试证明均匀形核时，形成临界晶粒的△ G K 与其临界晶核体积 V K 之间的关系式为 2 G V ； b ）当非均匀形核形成球冠形晶核时，其△ 所以 所以 2-2如果临界晶核是边长为 a 的正方体，试求出其厶G K 与a 的关系。为什么形成立方体晶核 的厶G K 比球形晶核要大？ 解：形核时的吉布斯自由能变化为 a ）证明因为临界晶核半径 r K 临界晶核形成功 G K 16 故临界晶核的体积 V K 4 r ； G V )2 2 G K G V b ）当非均匀形核形成球冠形晶核时, 非 r K 2 SL G V 临界晶核形成功 3 3( G ；7(2 3cos 3 cos 故临界晶核的体积 V K 3（r 非）3（2 3 3cos 3 cos V K G V 1 ( 3 卸2 3 3cos cos )G V 3 3(書 (2 3cos cos 3 ) G K % G K 与V K 之间的关系如何? G K
G V G v A a3G v 6a2 3 得临界晶核边长a K G V
临界形核功 将两式相比较 可见形成球形晶核得临界形核功仅为形成立方形晶核的 1/2。 2-3为什么金属结晶时一定要有过冷度？影响过冷度的因素是什么？固态金属熔化时是否 会出现过热？为什么？ 答：金属结晶时要有过冷度是相变热力学条件所需求的， 只有△ T>0时，才能造成固相的自 由能低于液相的自由能的条件，液固相间的自由能差便是结晶的驱动力。 金属结晶需在一定的过冷度下进行，是因为结晶时表面能增加造成阻力。固态金属熔 化时是否会出现过热现象，需要看熔化时表面能的变化。如果熔化前后表面能是降低的， 则 不需要过热；反之，则可能出现过热。 如果熔化时，液相与气相接触，当有少量液体金属在固体表面形成时，就会很快覆盖 在整个固体表面(因为液态金属总是润湿其同种固体金属 )。熔化时表面自由能的变化为： G 表面 G 终态 G 始态 A( GL SL SG ) 式中G 始态表示金属熔化前的表面自由能； G 终态表示当在少量液体金属在固体金属表面形成 时的表面自由能；A 表示液态金属润湿固态金属表面的面积；b GL 、CSL 、CSG 分别表示气液相 比表面能、固液相比表面能、固气相比表面能。因为液态金属总是润湿其同种固体金属，根 据润湿时表面张力之间的关系式可写出：b SG 》6GL + (SL 。这说明在熔化时，表面自由能的变 化厶G 表w o ,即不存在表面能障碍，也就不必过热。实际金属多属于这种情况。如果固体 16 3 3( G v )2 1 32 3 6 2 (G v )2 b K t K 4 G V )3 G V 6( 4 G v )2 64 3 96 3 32 r K 2 ~G ?， 球形核胚的临界形核功 (G v )2 (G v )2 (G v )2 G b K 2 G v )3 16 3( G v )2
上海大学2018年硕士《材料科学基础》考试大纲复习要求： 要求考生掌握金属材料的结构、组织、性能方面的基本概念、基本原理；理解金属材料的结构、组织、性能之间的相互关系和基本变化规律。 二、主要复习内容： （一）晶体学基础 理解晶体与非晶体、晶体结构与空间点阵的差异；掌握晶面指数和晶向指数的标注方法和画法；掌握立方晶系晶面与晶向平行或垂直的判断；掌握立方晶系晶面族和晶向族的展开；掌握面心立方、体心立方、密排六方晶胞中原子数、配位数、紧密系数的计算方法；掌握面心立方和密排六方的堆垛方式的描述及其它们之间的差异。 重点：晶体中原子结构的空间概念及其解析描述(晶面和晶向指数)。 （二）固体材料的结构 掌握波尔理论和波动力学理论对原子核外电子的运动轨道的描述。掌握波粒两相性的基本方程。掌握离子键、共价键、金属键、分子键和氢键的结构差异。了解结合键与电子分布的关系和键合作用力的来源。掌握影响相结构的因素。了解不同固溶体的结构差异。 重点：一些重要类型固体材料的结构特点及其与性能的关系。 （三）晶体中的缺陷 掌握缺陷的类型；掌握点缺陷存在的必然性；掌握点缺陷对晶体性能的影响及其应用。理解位错的几何结构特点；掌握柏矢量的求法；掌握用位错的应变能进行位错运动趋势分析的方法。掌握位错与溶质原子的交互作用，掌握位错与位错的交互作用。掌握位错的运动形式。掌握位错反应的判断；了解弗兰克不全位错和肖克莱不全位错的形成。 重点：位错的基本概念和基本性质。 （四）固态中的扩散 理解固体中的扩散现象及其与原子运动的关系，掌握扩散第一定律和第二定律适用的场合及其对相应的扩散过程进行分析的方法。掌握几种重要的扩散机制适用的对象，了解柯肯达尔效应的意义。掌握温度和晶体结构对扩散的影响。 重点：扩散的基本知识及其在材料科学中的应用 （五）相图 掌握相律的描述和计算，及其对相平衡的解释；掌握二元合金中匀晶、共晶、包晶、共析、二次相析出等转变的图形、反应式；掌握二元典型合金的平衡结晶过程分析、冷却曲线；掌握二元合金中匀晶、共晶、共析、二次相析出的平衡相和平衡组织名称、相对量的计算；掌握铁－渗碳体相图及其典型合金的平衡冷却曲线分析、反应式、平衡相计算、平衡组织计算、组织示意图绘制；掌握简单三元合金的相平衡分析、冷却曲线分析、截面图分析；定性的掌握单相固溶体自由能的求解方法，掌握单相固溶体自由能表达式，掌握固溶体的自由能－成分曲线形式，掌握混合相自由能表达式，了解相平衡条件表达式，掌握相平衡的公切线法则。
材料科学基础专业词汇:第一章晶体结构 原子质量单位Atomic mass unit (amu) 原子数Atomic number 原子量Atomic weight 波尔原子模型Bohr atomic model 键能Bonding energy 库仑力Coulombic force 共价键Covalent bond 分子的构型molecular configuration 电子构型electronic configuration 负电的Electronegative 正电的Electropositive 基态Ground state 氢键Hydrogen bond 离子键Ionic bond 同位素Isotope 金属键Metallic bond 摩尔Mole 泡利不相容原理Pauli exclusion principle 元素周期表Periodic table 原子atom 分子molecule 分子量molecule weight 极性分子Polar molecule 量子数quantum number 价电子valence electron 范德华键van der waals bond 电子轨道electron orbitals 点群point group 对称要素symmetry elements 各向异性anisotropy 原子堆积因数Atomic packing factor (APF) 体心立方结构body-centered cubic (BCC) 面心立方结构face-centered cubic (FCC) 布拉格定律bragg’s law 配位数coordination number 晶体结构crystal structure 晶系crystal system 晶体的crystalline 衍射diffraction 中子衍射neutron diffraction 电子衍射electron diffraction 晶界grain boundary 六方密堆积hexagonal close-packed (HCP) 鲍林规则Pauling’s rules NaCl型结构NaCl－type structure CsCl型结构Caesium Chloride structure 闪锌矿型结构Blende-type structure 纤锌矿型结构Wurtzite structure 金红石型结构Rutile structure 萤石型结构Fluorite structure 钙钛矿型结构Perovskite-type structure 尖晶石型结构Spinel-type structure 硅酸盐结构Structure of silicates 岛状结构Island structure 链状结构Chain structure 层状结构Layer structure 架状结构Framework structure 滑石talc 叶蜡石pyrophyllite 高岭石kaolinite 石英quartz 长石feldspar 美橄榄石forsterite 各向同性的isotropic 各向异性的anisotropy 晶格lattice 晶格参数lattice parameters 密勒指数miller indices 非结晶的noncrystalline 多晶的polycrystalline 多晶形polymorphism 单晶single crystal 晶胞unit cell 电位electron states (化合)价valence
《材料科学基础》课后习题答案 第一章材料结构的基本知识 4. 简述一次键和二次键区别 答：根据结合力的强弱可把结合键分成一次键和二次键两大类。其中一次键的结合力较强，包括离子键、共价键和金属键。一次键的三种结合方式都是依靠外壳层电子转移或共享以形成稳定的电子壳层，从而使原子间相互结合起来。二次键的结合力较弱，包括范德瓦耳斯键和氢键。二次键是一种在原子和分子之间，由诱导或永久电偶相互作用而产生的一种副键。 6. 为什么金属键结合的固体材料的密度比离子键或共价键固体为高？ 答：材料的密度与结合键类型有关。一般金属键结合的固体材料的高密度有两个原因：（1）金属元素有较高的相对原子质量；（2）金属键的结合方式没有方向性，因此金属原子总是趋于密集排列。相反，对于离子键或共价键结合的材料，原子排列不可能很致密。共价键结合时，相邻原子的个数要受到共价键数目的限制；离子键结合时，则要满足正、负离子间电荷平衡的要求，它们的相邻原子数都不如金属多，因此离子键或共价键结合的材料密度较低。 9. 什么是单相组织？什么是两相组织？以它们为例说明显微组织的含义以及显微组织对性能的影响。 答：单相组织，顾名思义是具有单一相的组织。即所有晶粒的化学组成相同，晶体结构也相同。两相组织是指具有两相的组织。单相组织特征的主要有晶粒尺寸及形状。晶粒尺寸对材料性能有重要的影响，细化晶粒可以明显地提高材料的强度，改善材料的塑性和韧性。单相组织中，根据各方向生长条件的不同，会生成等轴晶和柱状晶。等轴晶的材料各方向上性能接近，而柱状晶则在各个方向上表现出性能的差异。对于两相组织，如果两个相的晶粒尺度相当，两者均匀地交替分布，此时合金的力学性能取决于两个相或者两种相或两种组织组成物的相对量及各自的性能。如果两个相的晶粒尺度相差甚远，其中尺寸较细的相以球状、点状、片状或针状等形态弥散地分布于另一相晶粒的基体内。如果弥散相的硬度明显高于基体相，则将显著提高材料的强度，同时降低材料的塑韧性。 10. 说明结构转变的热力学条件与动力学条件的意义，说明稳态结构和亚稳态结构之间的关系。 答：同一种材料在不同条件下可以得到不同的结构，其中能量最低的结构称为稳态结构或平衡太结构，而能量相对较高的结构则称为亚稳态结构。所谓的热力学条件是指结构形成时必须沿着能量降低的方向进行，或者说结构转变必须存在一个推动力，过程才能自发进行。热力学条件只预言了过程的可能性，至于过程是否真正实现，还需要考虑动力学条件，即反应速度。动力学条件的实质是考虑阻力。材料最终得到什么结构取决于何者起支配作用。如果热力学推动力起支配作用，则阻力并不大，材料最终得到稳态结构。从原则上讲，亚稳态结构有可能向稳态结构转变，以达到能量的最低状态，但这一转变必须在原子有足够活动能力的前提下才能够实现，而常温下的这种转变很难进行，因此亚稳态结构仍可以保持相对稳定。 第二章材料中的晶体结构 1. 回答下列问题： （1）在立方晶系的晶胞内画出具有下列密勒指数的晶面和晶向： 32）与[236] （001）与[210]，（111）与[112]，（110）与[111]，（132）与[123]，（2 （2）在立方晶系的一个晶胞中画出（111）和（112）晶面，并写出两晶面交线的晶向指数。 解：（1）
第二章答案 2-1略。 2-2（1）一晶面在x、y、z轴上的截距分别为2a、3b、6c，求该晶面的晶面指数；（2）一晶面在x、y、z轴上的截距分别为a/3、b/2、c，求出该晶面的晶面指数。 答：（1）h:k:l==3:2:1,∴该晶面的晶面指数为（321）； （2）h:k:l=3:2:1，∴该晶面的晶面指数为（321）。 2-3在立方晶系晶胞中画出下列晶面指数和晶向指数：（001）与[]，（111）与[]，（）与[111]，（）与[236]，（257）与[]，（123）与[]，（102），（），（），[110]，[]，[] 答：
2-4定性描述晶体结构的参量有哪些？定量描述晶体结构的参量又有哪些？ 答：定性：对称轴、对称中心、晶系、点阵。定量：晶胞参数。 2-5依据结合力的本质不同，晶体中的键合作用分为哪几类？其特点是什么？ 答：晶体中的键合作用可分为离子键、共价键、金属键、范德华键和氢键。 离子键的特点是没有方向性和饱和性，结合力很大。共价键的特点是具有方向性和饱和性，结合力也很大。金属键是没有方向性和饱和性的的共价键，结合力是离子间的静电库仑力。范德华键是通过分子力而产生的键合，分子力很弱。氢键是两个电负性较大的原子相结合形成的键，具有饱和性。 2-6等径球最紧密堆积的空隙有哪两种？一个球的周围有多少个四面体空隙、多少个八面体空隙？ 答：等径球最紧密堆积有六方和面心立方紧密堆积两种，一个球的周围有8个四面体空隙、6个八面体空隙。 2-7n个等径球作最紧密堆积时可形成多少个四面体空隙、多少个八面体空隙？不等径球是如何进行堆积的？ 答：n个等径球作最紧密堆积时可形成n个八面体空隙、2n个四面体空隙。 不等径球体进行紧密堆积时，可以看成由大球按等径球体紧密堆积后，小球按其大小分别填充到其空隙中，稍大的小球填充八面体空隙，稍小的小球填充四面体空隙，形成不等径球体紧密堆积。 2-8写出面心立方格子的单位平行六面体上所有结点的坐标。 答：面心立方格子的单位平行六面体上所有结点为：（000）、（001）（100）（101）（110）（010）（011）（111）（0）（0）（0）（1）（1）（1）。
北京工业大学2017年《材料科学基础》硕士考试大纲一、考试要求 材料科学基础考试大纲适用于北京工业大学材料科学与工程学院（0805）材 料科学与工程和（085204）材料工程（专业学位）；激光工程研究院（0803）光 学工程与（085202）光学工程（专业学位）；以及固体微结构与性能研究所（0805） 材料科学与工程学科的硕士研究生入学考试。此课程是材料科学与工程学科的重 要基础理论课，是理解并学习各种材料其结构、加工工艺与性能之间联系的基础。 材料科学基础的考试内容主要包括各类材料共性基础知识部分（原子结构与结合 键、晶体结构、晶体缺陷、相图与相平衡、材料的凝固）、金属材料基础知识部 分（金属晶体中位错、表面与界面、塑性变形与再结晶、金属晶体中扩散、固态 相变、金属材料强韧化）和无机材料基础知识部分（无机材料化学键结构与晶体 结构、无机材料的缺陷、无机材料的相图与相变过程、无机材料的基本制造加工 原理、无机材料的机械性能、无机材料的光学和电学性能），要求考生对其中的 基本概念和基础理论有深入的理解，系统掌握各类基本概念、理论及其计算和分 析的方法，具有综合运用所学知识分析和解决材料科学与工程实际问题的能力。 二、考试内容 考试内容分为材料共性知识、金属材料基础知识和无机材料基础知识三大部 分，总分150分。其中，材料共性知识部分所有学生均需作答，共105分；金属 材料基础知识部分和无机材料基础知识部分考生需根据自己的专业背景二选一 作答，不能混做，共45分。题型一般包括名词解释、填空、判断正误、问答、 计算、分析题等。 （一）材料共性知识部分 1.原子结构与结合键 (1)熟练掌握电离能、电子亲和能、电负性、金属间化合物、电子化合物等 概念，熟练掌握原子核外电子排布，理解光的波粒二象性、测不准原理、泡利不 相容原理、洪特规则、能量最低原理、电子能带结构理论； (2)熟练掌握各种结合键的概念、特点、代表材料，通过结合键及原子间作 用力和键能分析材料的物理化学性质。 2.晶体结构 (1)掌握空间点阵、晶胞、空间群等晶体学基本概念，三大晶族与七大晶系 分类，理解晶体的宏观对称性； (2)熟练掌握简单立方、体心立方、面心立方、密排六方等结构的堆积方式、 配位数、致密度、晶胞原子数、点阵常数与原子半径之间的关系，熟练掌握各种 结构中晶向指数和晶面指数的表征，晶向族、晶面族的确定，晶面间距的计算， 晶带定律的应用。 3.晶体缺陷 (1)熟练掌握晶体缺陷的分类，点缺陷的平衡浓度计算，固溶体的分类、概 念、特点、形成条件及影响因素，缺陷反应方程计算； (2)熟练掌握各类位错的定义及相关的基本概念，如滑移、滑移面、滑移方 向、滑移系、临界分切应力、全位错、不全位错、位错密度等；掌握刃位错、螺 位错的特点及其柏氏矢量的概念、确定与表征方法，掌握发生位错反应的条件及 其产物；
贵州大学硕士研究生入学考试大纲 考试科目代码/名称：849材料科学基础 一、考试基本要求 本科目考试着重考核考生掌握“材料科学基础”基本概念、基本思想、基本分析方法和基本理论的程度，要求考生对“材料科学”理论体系的基本框架有一个比较全面的了解，理解金属材料、高分子材料制造-加工-结构-性能-应用相关关系，旨在评估考生运用材料科学的基本原理和方法解决实际材料工程问题的能力。 二、适用范围 适用于“材料科学与工程专业”和“高分子材料与工程专业”。 三、考试形式 闭卷，180分钟。 《材料科学基础》试题形式为1+2模块：“1”为所有考生的必答题模块，主要考点为材料科学与工程基础；“2”为专业特色模块，其专业特色模块名称为：材料科学与工程、高分子材料与工程，考生可根据自身的优势选择其中的 1个模块答题。 四、考试内容和考试要求 （一）必答题模块考试内容及要求： （1）材料科学基础概述：掌握材料、材料科学、材料工程的含义，材料的分类，材料结构的层次，材料性能的环境效应，工程材料的选择、各种材料（金属、无机非金属及高分子）的结构与性能的区别等。 （2）晶体结构：掌握晶体价键类型及空间点阵，及常见材料的晶体特征。 （3）材料的变形与断裂：掌握材料的拉伸变形、典型的应力应变曲线、脆性材料与塑性材料、韧性断裂及脆性断裂的微观特征、脆韧转变内因外因等。 （二）选做题模块考试内容及要求： 1、材料科学与工程模块考试内容及要求： （1）金属的晶体结构 掌握：原子间的键合，空间点阵，晶向指数和晶面指数。晶体的对称性。极射投影。三种典型的金属晶体结构，金属的多晶型性，合金相结构。 （2）晶体缺陷 掌握：点缺陷的形成、分类，点缺陷的平衡浓度，点缺陷的运动。刃型位错和螺型位错的特征，柏氏矢量的确定、特性以及表示方法。作用在位错上的力和位错的运动，分析位错运动的两种基本形式：滑移和攀移的特点。位错的应力场及位错与晶体缺陷间的交互作用，分析运动位错的交割及其所形成的扭
Fundamentals of Materials Science 材料科学基础名词与术语 第一章绪论 metal: 金属 ceramic: 陶瓷polymer: 聚合物Composites: 复合材料Semiconductors: 半导体Biomaterials: 生物材料 Processing: 加工过程 Structure: 组织结构 Properties: 性质 Performance: 使用性能 Mechanical properties: 力学性能 Electrical properties: 电性能 Thermal behavior: 热性能 Magnetic properties: 磁性能 Optical properties: 光性能 Deteriorative characteristics: 老 化特性 第二章原子结构与原子键 Atomic mass unit (amu): 原子质量单位 Atomic number: 原子数 Atomic weight: 原子量 Bohr atomic model: 波尔原子模型Bonding energy: 键能 Coulombic force: 库仑力 Covalent bond: 共价键 Dipole (electric): 偶极子electronic configuration: 电子构型electron state: 电位 Electronegative: 负电的 Electropositive: 正电的 Ground state: 基态 Hydrogen bond: 氢键 Ionic bond: 离子键 Isotope: 同位素 Metallic bond: 金属键 Mole: 摩尔 Molecule: 分子 Pauli exclusion principle: 泡利不相 容原理 Periodic table: 元素周期表 Polar molecule: 极性分子 Primary bonding: 强键 Quantum mechanics: 量子力学 Quantum number: 量子数 Secondary bonding: 弱键 valence electron: 价电子 van der waals bond: 范德华键 Wave-mechanical model: 波粒二象 性模型 第三章金属与陶瓷的结构 Allotropy: 同素异形现象 Amorphous: 无定形 Anion: 阴离子 Anisotropy: 各向异性 atomic packing factor(APF): 原子堆积因数body-centered cubic (BCC): 体心立方结构Bragg’s law: 布拉格定律 Cation: 阳离子 coordination number: 配位数 crystal structure: 晶体结构 crystal system: 晶系 crystalline: 晶体的 diffraction: 衍射 face-centered cubic (FCC): 面心立方结构第五章晶体缺陷 Alloy: 合金 A metallic substance that is composed of two or more elements. 由两种及以上元素组成的金属材料。 Weight percent (wt%)：质量百分数 Concentration specification on the basis of weight (or mass) of a particular element relative to the total alloy weight (or mass). Stoichiometry: 正常价化合物 For ionic compounds, the state of having exactly the ratio of cations to anions speci-fied by the chemical formula. 在离子化合物中，正、负离子的比例严格遵守化学公式定义的化合价关系。 Imperfection: 缺陷，不完整性 A deviation from perfection; normally applied to crystalline materials wherein there is a deviation from atomic/molecular order and/or continuity. 对完美性的偏离，在材料科学领域中通常指晶体材料中原子/分子在排列顺序/连续性上的偏离。 Point defect: 点缺陷 A crystalline defect associated with one or, at most, several atomic sites. 一种仅波及一个或数个原子的晶体缺陷。 Vacancy: 空位 A normally occupied lattice site from which an atom or ion is missing. 一个缺失原子或离子的晶格节点位置。 Vacancy diffusion: 空位扩散
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、性能等面描述晶体与非晶体的区别。 3. 谓理想晶体？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？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。）谓配位数？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面比较有异同？ 5. 固溶体和中间相的类型、特点和性能。谓间隙固溶体？它与间隙相、间隙化合物之间有区别？（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 3 Cu 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. 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？ 10. 在面心立晶胞中画出[012]和[123]晶向。在面心立晶胞中画出（012）和（123）晶面。 11. 设晶面（）和（034）属六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