单项选择题：
第1章原子结构与键合
1.高分子材料中的C-H化学键属于。
（A）氢键（B）离子键（C）共价键
2.属于物理键的是。
（A）共价键（B）范德华力（C）离子键
3.化学键中通过共用电子对形成的是。
（A）共价键（B）离子键（C）金属键
第2章固体结构
4.面心立方晶体的致密度为。
（A）100% （B）68% （C）74%
5.体心立方晶体的致密度为。
（A）100% （B）68% （C）74%
6.密排六方晶体的致密度为。
（A）100% （B）68% （C）74%
7.以下不具有多晶型性的金属是。
（A）铜（B）锰（C）铁
8.fcc、bcc、hcp三种单晶材料中，形变时各向异性行为最显著的是。（A）fcc （B）bcc （C）hcp
9.以下元素中一般与过渡金属容易形成间隙相的元素是。
（A）氢（B）碳（C）硼
10.与过渡金属最容易形成间隙化合物的元素是。
（A）氮（B）碳（C）硼
11.面心立方晶体的孪晶面是。
（A）{112} （B）{110} （C）{111}
12.以下属于正常价化合物的是。
（A）Mg2Pb （B）Cu5Sn （C）Fe3C
第3章晶体缺陷
13.在晶体中形成空位的同时又产生间隙原子，这样的缺陷称为。（A）肖特基缺陷（B）弗仑克尔缺陷（C）线缺陷
14.原子迁移到间隙中形成空位-间隙对的点缺陷称为。
（A）肖脱基缺陷（B）Frank缺陷（C）堆垛层错
15.刃型位错的滑移方向与位错线之间的几何关系是？
（A）垂直（B）平行（C）交叉
16.的位错线与滑移矢量必然相互平行。
（A）刃型位错（B）螺型位错（C）混合位错
17.能进行攀移的位错必然是。
（A）刃型位错（B）螺型位错（C）混合位错
18.以下材料中只存在晶界、不存在相界的是
（A）孪晶铜（B）中碳钢（C）亚共晶铝硅合金
19.在硅、镉等晶体中可观察到这种主要的位错增殖机制。
（A）交滑移增殖（B）弗兰克-里德源（C）攀移增殖
20.小角度晶界两端晶粒的位向差通常小于度。
（A）2 （B）3 （C）10
21.大角度晶界具有____________个自由度。
（A）3 （B）4 （C）5
第4章固体中原子及分子的运动
22.菲克第一定律描述了稳态扩散的特征，即浓度不随变化。
（A）距离（B）时间（C）温度
23.在置换型固溶体中，原子扩散的方式一般为。
（A）原子互换机制（B）间隙机制（C）空位机制
24.固体中原子和分子迁移运动的各种机制中，得到实验充分验证的是
（A）间隙机制（B）空位机制（C）交换机制
25.原子扩散的驱动力是。（4.2非授课内容）
（A）组元的浓度梯度（B）组元的化学势梯度（C）温度梯度
26.A和A-B合金焊合后发生柯肯达尔效应，测得界面向A试样方向移动，则。
（A）A组元的扩散速率大于B组元
（B）B组元的扩散速率大于A组元
（C）A、B两组元的扩散速率相同
27.下述有关自扩散的描述中正确的为。
（A）自扩散系数由浓度梯度引起
（B）自扩散又称为化学扩散
（C）自扩散系数随温度升高而增加
第5章材料的形变和再结晶
28.在弹性极限σe范围内，应变滞后于外加应力，并和时间有关的现象称为
（A）包申格效应（B）弹性后效（C）弹性滞后
29.塑性变形产生的滑移面和滑移方向是
（A）晶体中原子密度最大的面和原子间距最短方向
（B）晶体中原子密度最大的面和原子间距最长方向
（C）晶体中原子密度最小的面和原子间距最短方向
30.bcc、fcc、hcp三种典型晶体结构中，_________具有最少的滑移系，因此具有这种晶体结构的材料
塑性最差。
（A）bcc （B）fcc （C）hcp
31.，位错滑移的派-纳力越小。
（A）位错宽度越大（B）滑移方向上的原子间距越大（C）相邻位错的距离越大
32.Cottrell气团理论对应变时效现象的解释是：
（A）溶质原子再扩散到位错周围（B）位错增殖的结果（C）位错密度降低的结果
33.已知Cu的T m=1083?C，则Cu的最低再结晶温度约为。
（A）200?C（B）270?C （C）350?C
34.已知Fe的T m=1538?C，则Fe的最低再结晶温度约为。
（A）350?C （B）450?C （C）550?C
35.位错缠结的多边化发生在形变合金加热的______________阶段。
（A）回复（B）再结晶（C）晶粒长大
36.形变后的材料再升温时发生回复与再结晶现象，则点缺陷浓度下降明显发生在。
（A）回复阶段（B）再结晶阶段（C）晶粒长大阶段
37.形变后的材料在低温回复阶段时其内部组织发生显著变化的是。
（A）点缺陷的明显下降
（B）形成亚晶界
（C）位错重新运动和分布
38.由于晶核产生于高畸变能区域，再结晶在___________部位不易形核。
（A）大角度晶界和孪晶界（B）相界面（C）外表面
39.纯金属材料的再结晶过程中，最有可能在以下位置首先发生再结晶形核
（A）小角度晶界（B）孪晶界（C）外表面
40.对于变形程度较小的金属，其再结晶形核机制为。
（A）晶界合并（B）晶界迁移（C）晶界弓出
41.再结晶晶粒长大的过程中，晶粒界面的不同曲率是造成晶界迁移的直接原因，晶界总是向着
______________方向移动
（A）曲率中心（B）曲率中心相反（C）曲率中心垂直
42.开始发生再结晶的标志是：
（A）产生多变化
（B）新的无畸变等轴小晶粒代替变形组织
（C）晶粒尺寸显著增大
43.在纯铜基体中添加微细氧化铝颗粒属于。
（A）复合强化（B）析出强化（C）固溶强化
44.在纯铜基体中添加铝或锡、镍等微量合金元素属于。
（A）复合强化（B）析出强化（C）固溶强化
45.在纯铝的凝固过程中添加Al-Ti-B细化剂属于。
（A）复合强化（B）晶粒细化（C）固溶强化
第6章单组元相图及纯晶体的凝固
46.凝固时在形核阶段，只有核胚半径等于或大于临界尺寸时才能成为结晶的核心，当形成的核胚半径
等于临界半径时，体系的自由能变化。
（A）大于零（B）等于零（C）小于零
47.以下材料中，结晶过程中以非小平面方式生长的是。
（A）金属锗（B）透明环己烷（C）氧化硅
48.以下材料中，结晶过程中以小平面方式生长的是。
（A）金属锗（B）铜镍合金（C）金属铅
49.氧化物晶须通常是以方式结晶长大的。
（A）连续长大（B）二维形核生长（C）借螺型位错生长
50.形成临界晶核时体积自由能的减少只能补偿表面能的。
（A）1/3 （B）2/3 （C）1/4
51.铸锭凝固时如大部分结晶潜热可通过液相散失时，则固态显微组织主要为。（A）树枝晶（B）柱状晶（C）胞状晶
52.形成临界晶核时体积自由能的减少只能补偿表面能的2/3，不足的需要依靠液相的来补
充。
（A）结构起伏（B）能量起伏（C）温度梯度
53.金属液凝固时不能有效降低晶粒尺寸的是以下哪种方法？
（A）加入形核剂（B）减小液相过冷度（C）对液相实施搅拌
54.金属液凝固时可有效降低晶粒尺寸的是以下哪种方法？
（A）加入形核剂（B）减小液相过冷度（C）增大铸件壁厚
第7章二元系相图及其合金的凝固
55.对离异共晶和伪共晶的形成原因，下述说法正确的是。
（A）离异共晶只能经非平衡凝固获得
（B）伪共晶只能经非平衡凝固获得
（C）形成离异共晶的原始液相成分接近共晶成分
56.在二元系合金相图中，计算两相相对量的杠杆法则用于。
（A）单相区中（B）两相区中（C）三相平衡水平线上
57.二元系合金中两组元部分互溶时，不可能发生。
（A）共晶转变（B）匀晶转变（C）包晶转变
58.以下恒温转变中属于共晶式的是。
（A）包析转变（B）偏晶转变（C）合晶转变
59.以下恒温转变中属于包晶式的是。
（A）偏晶转变（B）熔晶转变（C）合晶转变
60.任一合金的有序结构形成温度无序结构形成温度。
（A）低于（B）高于（C）可能低于或高于
61.以下同时具有方向性和饱和性的结合键的是。
（A）共价键（B）离子键（C）金属键
多项选择题：
第1章
1.以下同时具有方向性和饱和性的结合键的是。
（A）共价键（B）离子键（C）氢键（D）金属键（E）范德华力
第2章
2.为了最能反映点阵的对称性，选取晶胞的原则包括。
（A）选取的平行六面体应与宏观晶体具有同样的对称性；
（B）平行六面体内的边长尽可能相等；
（C）平行六面体内的棱和角相等的数目应最多；
（D）当平行六面体的棱角存在直角时，直角的数目应最多；
（E）在满足上条件，晶胞应具有最小的体积。
A、C、D、E
3.晶体区别于其它固体结构的基本特征有。
（A）原子呈周期性重复排列（B）长程有序（C）具有固定的熔点（D）各向同性（E）各向异性
4.具有相同配位数和致密度的晶体结构是。
（A）面心立方（B）体心立方（C）简单立方（D）底心立方（E）密排六方
5.以下具有多晶型性的金属是。
（A）铜（B）铁（C）锰（D）钛（E）钴
6.以下等金属元素在常温下具有密排六方晶体结构。
（A）镁（B）锌（C）镉（D）铬（E）铍
7.铁具有多晶型性，在不同温度下会形成等晶体结构。
（A）面心立方（B）体心立方（C）简单立方（D）底心立方（E）密排六方
第3章晶体缺陷
8.晶体中点缺陷的形成原因有。
（A）温度起伏（B）高温淬火（C）冷变形加工（D）高能粒子辐照（E）掺杂
9.晶体缺陷中属于面缺陷的有。
（A）层错（B）外表面（C）孪晶界（D）相界（E）空位
第4章固体中原子及分子运动
10.影响扩散的主要因素有。
（A）温度（B）固溶体类型（C）晶体结构（D）晶体缺陷（E）化学成分
第6章
11.关于均匀形核，以下说法正确的是。
（A）体积自由能的变化只能补偿形成临界晶核表面所需能量的三分之二
（B）非均匀形核比均匀形核难度更大
（C）结构起伏是促成均匀形核的必要因素
（D）能量起伏是促成均匀形核的必要因素
（E）过冷度△T越大，则临界半径越大
12.以下说法中，说明了非均匀形核与均匀形核之间的差异。
（A）非均匀形核所需过冷度更小
（B）均匀形核比非均匀形核难度更大
（C）一旦满足形核条件，均匀形核的形核率比非均匀形核更大
（D）均匀形核试非均匀形核的一种特例
（E）实际凝固过程中既有非均匀形核，又有均匀形核
13.晶体的长大方式有。
（A）连续长大（B）不连续长大（C）平面生长（D）二维形核生长（E）螺型位错生长14.控制金属的凝固过程获得细晶组织的手段有。
（A）加入形核剂（B）减小液相过冷度（C）增大液相过冷度（D）增加保温时间（E）施加机械振动
第7章
15.二元相图中，属于共晶方式的相转变有。
（A）共晶转变（B）共析转变（C）偏晶转变（D）熔晶转变（E）合晶转变
16.二元相图中，属于包晶方式的相转变有。
（A）包晶转变（B）包析转变（C）合晶转变（D）偏晶转变（E）熔晶转变
17.二元相图必须遵循以下几何规律：。
（A）相图中的线条代表发生相转变的温度和平衡相的成分
（B）两个单相区之间必定有一个由该两相组成的两相区把它们分开，而不能以一条线接界
（C）两个两相区必须以单相区或三相水平线隔开
（D）二元相图中的三相平衡必为一条水平线
（E）两相区与单相区的分界线与等温线相交时，其延长线应进入另一两相区内
18.构成匀晶合金的两种组元之间必须满足以下条件：。
（A）具有相同的晶体结构，晶格常数相近
（B）具有相同的熔点
（C）具有相同的原子价
（D）具有相似的电负性
（E）原子半径差小于15%
19.固溶体的平衡凝固包括等几个阶段。
（A）液相内的扩散过程（B）固相内的扩散过程（C）液相的长大（D）固相的继续长大（E）液固界面的运动
（A）（B）（C）（D）（E）
判断题：
第一章
1.离子键的正负离子相间排列，具有方向性，无饱和性。（错）
2.共价键通过共用电子对而成，具有方向性和饱和性。（对）
3.同位素的原子具有相同的质子数和中子数。（错）
第二章
4.复杂晶胞与简单晶胞的区别是，除在顶角外，在体心、面心或底心上有阵点。（对）
5.晶体结构的原子呈周期性重复排列，即存在短程有序。（错）
6.立方晶系中，晶面族{111}表示正八面体的面。（对）
7.立方晶系中，晶面族{110}表示正十二面体的面。（对）
8.晶向指数和晶面指数( h k l )中的数字相同时，对应的晶向和晶面相互垂直。（对）
9.晶向所指方向相反，则晶向指数的数字相同，但符号相反。（对）
10.bcc的间隙不是正多面体，四面体间隙包含于八面体间隙之中。（对）
11.溶质与溶剂晶体结构相同是置换固溶体形成无限固溶体的必要条件。（对）
12.非金属和金属的原子半径比值rx/rm>0.59时，形成间隙化合物，如氢化物、氮化物。（错）
13.晶体中的原子在空间呈有规则的周期性重复排列；而非晶体中的原子则是无规则排列的。（对）
14.选取晶胞时，所选取的正方体应与宏观晶体具有同样的对称性。（错）
15.空间点阵是晶体中质点排列的几何学抽象，只有14种类型，而实际存在的晶体结构是无限的。（对）
16.形成置换固溶体的元素之间能无限互溶，形成间隙固溶体的元素之间只能有限互溶。（错）
17.只有置换型固溶体的元素间有可能无限互溶，形成间隙固溶体的元素之间只能有限互溶。（对）
18.间隙固溶体的溶解度不仅与溶质原子大小有关，还与晶体结构中间隙的形状、大小等有关。（对）第三章
19.弗兰克缺陷是原子迁移到间隙中形成的空位-间隙对。（对）
20.位错线只能终止在晶体表面或界面上，而不能中止于晶体内部。（对）
21.滑移时，刃型位错的运动方向始终平行于位错线，而垂直于柏氏矢量。（错）
22.晶体表面一般为原子密度最大的面，其表面能与曲率有关：曲率越大，表面能越大。（对）
第四章
23.菲克定律描述了固体中存在浓度梯度时发生的扩散，即化学扩散。（对）
24.温度越高，原子热激活能越大，扩散系数越大。（对）
25.置换固溶体中溶质原子要高于间隙固溶体中的溶质原子的扩散速度。（错）
26.由于晶体缺陷处点阵畸变较大，原子处于较高的能量状态，易于跃迁，故扩散激活能较小。（对）第五章
27.滑移面和滑移方向总是晶体中原子密度最大的面和方向。（对）
28.再结晶过程中显微组织重新改组，形成新的晶体结构，因此属于相变过程。（错）
29.晶界本身的强度对多晶体的加工硬化贡献不大，而多晶体加工硬化的主要原因来自晶界两侧晶粒的
位向差。（对）
30.聚合型合金的抗变形能力取决于两相的体积分数。（错）
31.塑性变形会使金属的导电性升高，抗腐蚀性下降。（错）
32.原子密度最小的晶面上面间距最大、点阵阻力最小。（错）
33.孪生临界切应力比滑移的大得多，只有在滑移很难进行的条件下才会发生。（对）
34.变形孪晶的生长过程分为形核、长大两个阶段，一般形核容易，长大比较难。（错）
35.再结晶晶粒长大的驱动力是来自晶界移动后体系总的自由能的降低。（对）
36.塑性加工产生硬化与位错间的交互作用及密度增加有关。（对）
37.微观内应力的作用范围与晶粒尺寸为同一数量级。（对）
第六章
38.由于均匀形核需要的过冷度很大，所以液态金属多为非均匀形核。（对）
39.形核过程中，表面自由能是液固相变的驱动力，而体积自由能是其阻力。（错）
40.粗糙界面的材料一般只有较小的结晶潜热，所以生长速率较高。（对）
第七章
41.固溶体非平衡凝固情况下，固相内组元扩散比液相内组元扩散慢得多，故偏离固相线的程度大得多。
（对）
四、名词解释：
1.结合键：
2.空间点阵：将晶体中原子或原子团抽象为纯几何点，即可得到一个由无数几何点在三维
空间排列成规则的阵列，即空间点阵。
3.晶带轴：所有平行或相交于同一直线的这些晶面构成一个晶轴，此直线称为晶带轴。
4.多晶型性：固态金属在不同的温度和压力条件下具有不同晶体结构的特性。
5.固溶体：以某一组元为溶剂，在其晶体点阵中溶入其它组元原子所形成的均匀混合的固
态溶体，继续保持溶体的晶体结构类型。
6.中间相：两组元A和B组成合金时，除了可以形成以A为基或以B为基的固溶体外，所
形成的晶体结构与A、B两组元均不相同的新相，称为中间相。
7.间隙相和化合物：由过渡族金属与C、N、H、B等原子半径较小的非金属元素形成的金
属化合物
8.固溶强化：通过溶入某种元素形成固熔体即使金属强度、硬度升高的现象，称为固溶强
化。
9.弥散强化：对于两相合金来说，第二相粒子均匀分布在基体相上时，将会对基体相产生
明显的强化作用。
10.滑移：在外加切应力的作用下，通过位错中心附近的原子沿柏氏矢量方向在滑移面上，
不断地作少量的位移（小于一个原子间距）。
11.攀移
12.交滑移：当某一螺型位错在原滑移面上运动受阻时，从原滑移面转移到与之相交的另一
滑移面上去继续滑移的过程。是滑移的一种特殊方式。
13.双交滑移
14.割阶与扭折：位错运动受阻，部分原子列先滑移，滑移不一致形成曲折线段，线段在滑移面上—扭
折；线段垂直滑移面—割阶。刃型位错的割阶产生于攀移过程。所有的割阶都是刃位错；螺型位错的扭折是刃位错，刃型位错的扭折是螺位错。P96
15.亚晶界：每个晶粒有时由位向稍有差异的亚晶粒组成，相邻亚晶粒间的界面。
16.孪晶：指两个晶体（或一个晶体的两部分）沿一个公共晶面构成对称的位相关系，这两
个晶体就称为孪晶。
17.
18.多系滑移：外力下，滑移首先会发生在分切应力最大、且t≥ tc的滑移系上。但由于
伴随晶体转动，使空间位向变化，另一组原取向不利滑移系逐渐转向比较有利的取向，从而开始滑移，形成两组（或多组）滑移系同时进行或交替进行，称为多系滑移。19.应变时效：将低碳钢试样拉伸到产生少量预塑性变形后卸载，然后重新加载，试样不发
生屈服现象，但若产生一定量的塑性变形后卸载，在室温停留几天或在低温（如200℃）时效几小时后再进行拉伸，此时屈服点现象重新出现，并且上屈服点升高，这种现象即应变时效。
20.回复：冷变形金属在退火时发生组织性能变化的早期阶段，在此阶段内物理和力学性能
的回复程度是随温度和时间变化的。
21.再结晶：随着温度上升，在变形组织的基体上产生新的无畸变再结晶晶核，并逐渐长大
形成等轴晶粒，从而取代纤维状变形组织的过程。
22.加工硬化：金属材料在受到外力作用持续变形的过程中，随着变形的增加，强度硬度增
加，而塑韧性下降的现象。
23.均匀形核：新相晶核在目相中均匀地生成，即晶核由一些原子团直接形核，不受杂质粒
子或外表面的影响的形核过程。
24.非均匀形核：新相优先在目相中存在的异质处形核，即依附于液相中的杂质或外来表面
形核。
25.过冷度：晶体材料的实际凝固凝固温度低于理论凝固温度的差值，用 T表示。
26.连续长大：粗糙界面情况下，液固界面的固相一侧上一半的原子位置空着，液相原子较
容易进入这些位置与固相结合，晶体便以连续方式向液相中生长。
27.负温度梯度：液相温度随液固界面的距离增大而降低的温度梯度情况。
28.树枝状生长：在负温度梯度情况下，当部分相界面生长凸出到液相中，由于过冷度更大，
使凸出部分的生长速度增大而进一步伸向液体中，液固界面不能保持平面状而会形成许多伸向液体的分枝，同时这些晶枝上又可能会长出二次晶枝。晶体的这种生长方式称为树枝状生长。
29.匀晶转变：
30.包晶转变：
31.平衡凝固：指凝固过程中的每个阶段都能达到平衡，即在相变过程中有充分时间进行组
元间的扩散，以达到平衡相的成分。
32.非平衡凝固：在实际工业生产中，合金溶液浇涛后的冷却速度较快，使凝固过程偏离平
衡条件，称为非平衡凝固。
33.枝晶偏析：固溶体通常以树枝状生长方式结晶，非平衡凝固导致先结晶的枝干和后结晶
的枝间的成分不同，故称为枝晶偏析。
34.共晶转变：由液相同时结晶出两种固相的过程称为共晶转变。该转变为恒温转变。
35.伪共晶：在非平衡凝固条件下，由某些亚共晶或过共晶成分的合金在过冷条件下也能得
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。
36.离异共晶：在平衡凝固条件下应为单相固溶体的合金，在快速冷却条件下出现的少量共
晶组织称为非平衡共晶，或称为离异共晶。
五、简答题：
第1章
1.原子间的结合键共有几种？各自特点如何？（分）
答：
1、化学键包括：
●金属键：电子共有化，既无饱和性又无方向性
●离子键：以离子而不是以原子为结合单元，要求正负离子相间排列，且无方向性，无饱
和性
●共价键：共用电子对；饱和性；配位数较小，方向性
2、物理键如范德华力，系次价键，不如化学键强大
3、氢键：分子间作用力，介于化学键与物理键之间，具有饱和性
第2章
2.试从晶体结构的角度，说明间隙固溶体、间隙相及间隙化合物之间的区别（分）
答：溶质原子分布于溶剂晶格间隙而形成的固溶体成为间隙固溶体。形成间隙固溶体的溶质原子通常是原子半径小于0.1nm的非金属元素，如H、B、C、N、O等。间隙固溶体保持溶剂的晶体结构，其成分可在一定固溶度极限值内波动，不能用分子式表示。（2分）
间隙相和间隙化合物属于原子尺寸因素占主导地位的中间相。也是原子半径较小的非金属元素占据晶格的间隙，然而间隙相、间隙化合物的晶格与组成他们的任一组元晶格都不相同，其成分可在一定范围内波动。组成它们的组元大致都具有一定的原子组成比，可用化学分子式来表示。（2分）
当r B/r A<0.59时，通常形成间隙相，其结构为简单晶体结构，具有极高的熔点和硬度；当r B/r A>0.59时，形成间隙化合物，其结构为复杂的晶体结构。（2分）
3.试以表格形式归纳总结3种典型的晶体结构的晶体学特征。（分）
答：书上表
第3章
4.简述晶体中产生位错的主要来源。（分）
答：晶体中的位错来源主要可有以下几种。
1).晶体生长过程中产生位错。其主要来源有：
①由于熔体中杂质原子在凝固过程中不均匀分布使晶体的先后凝固部分成分不同，从而点阵常数也有差异，可能形成位错作为过渡；（分）
②由于温度梯度、浓度梯度、机械振动等的影响，致使生长着的晶体偏转或弯曲引起相邻晶块之间有位相差，它们之间就会形成位错；（分）
③晶体生长过程中由于相邻晶粒发生碰撞或因液流冲击，以及冷却时体积变化的热应力等原因会使晶体表面产生台阶或受力变形而形成位错。（分）
2).由于自高温较快凝固及冷却时晶体内存在大量过饱和空位，空位的聚集能形成位错。（分）
3).晶体内部的某些界面（如第二相质点、孪晶、晶界等）和微裂纹的附近，由于热应力和组织应力的作用，往往出现应力集中现象，当此应力高至足以使该局部区域发生滑移时，就在该区域产生位错。（分）
5.简述晶界具有哪些特性？c
答：
1）晶界处点阵畸变变大，存在晶界能，故晶粒长大和晶界平直化是一个自发过程。
2）晶界处原子排列不规则，从而阻碍塑性变形，强度更高。这就是细晶强化的本质。
3）晶界处存在较多缺陷（位错、空位等），有利原子扩散。
4）晶界处能量高，固态相变先发生，因此晶界处的形核率高。
5）晶界处成分偏析和内吸附，又富集杂质原子，因此晶界熔点低而产生“过热”现象。6）晶界能高，导致晶界腐蚀速度比晶粒内部更高。
6.对于同一种晶体，它的表面能与晶界能（相同的面积）哪一个较高？为什么？（分）答：对于同一种晶体，晶界能比表面能高（1分）。推导如下：
假设晶体的理想光滑的两个等面积平面合拢，会形成一个晶体内界面，该界面的能量相当于两个外表面之和，且理想状态下破坏该界面结合所需要的能量相当于键合能。即相同面积下，E晶界>E完整晶体键合能>2倍E表面（2分）
第4章
7.简述影响固体中原子和分子扩散的因素有哪几方面。（分）
答：
1、温度；
2、固溶体类型；
3、晶体结构；
4、晶体缺陷；
5、化学成分；
6、应力的作用
第5章
8.简述金属材料经过塑性变形后，可能会发生哪些方面性能的变化。（分）
答：
(1)加工硬化: 塑性变形后，性能上最为突出的变化是强度（硬度）显著提高，塑性迅
速下降。（分）
(2)腐蚀速度：塑变使扩散过程加速，腐蚀速度加快（分）
(3)密度：对含有铸造缺陷（如气孔、疏松等）的金属经塑性变形后可能使密度上升（分）
(4)弹性模量：塑变使弹性模量升高（分）
(5)电阻率：塑性变形使金属的电阻率升高。变化程度因材质而异。（分）
(6)另外，塑性变形还会引起电阻温度系数下降、导磁率下降、导热系数下降。（分）9.简述再结晶过程中的晶界弓出形核机制。（分）new
答：
变形量较小（<20％）的多晶体，其再结晶核心往往以晶界弓出方式形成，或称应变导致的晶界迁移，凸出形核机制。变形度较小时，多晶粒间变形不均匀性而导致多晶粒内位错密度不同。为了降低系统的自由能，通过晶界迁移，原来平直的晶界会向位错密度大的晶粒内凸出，通过吞食畸变亚晶的方式形成无畸变的再结晶晶核。
10.简述再结晶过程中的亚晶形核机制。（分）new
11.金属的退火处理包括哪三个阶段？简述这三个阶段中晶粒大小、结构的变化。（分）答：
退火过程分为回复、再结晶和晶粒长大三个阶段。回复是指新的无畸变晶粒出现之前所产生的亚结构和性能变化的阶段；再结晶是指出现无畸变的等轴新晶粒逐步取代变形晶粒的过程；晶粒长大是指再结晶结束之后晶粒的继续长大。（分）
在回复阶段，由于不发生大角度晶界的迁移，所以晶粒的形状和大小与变形态的相同，仍保持着纤维状或扁平状，从光学显微组织上几乎看不出变化。在再结晶阶段，首先是在畸变
2014年江西理工大学无机材料科学基础考研真题 一、名词解释（每小题3分，共30分） 1、尖晶石结构 2、位错 3、硼反常现象 4、表面双电层 5、吉布斯相率 6、扩散通量 7、一级相变 8、矿化剂 9、初次再结晶 10、等静压烧结 二、选择题（每题2分，共30分） 1、在晶胞常数为 a的面心立方堆积中，刚好填充八面体空隙球体半径 A 0.08a B 0.126a C 0.146a D 0.207a 2、下列矿物中，属于架状结构的是 3、在1850℃，15mol%CaO的添加到ZrO2中，形成的固溶体的化学式为 4、在下列几类晶体中，形成间隙型固溶体的次序是 5、当O/Si比高时，碱金属氧化物降低熔体的粘度的能力是
6、体心立方铁的八面体空隙中，C、N、B扩散活化能由大到小排列为 A C
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
2015同济大学821材料科学基础真题回忆整理版 一，名词解释（6分/个，30分） 固溶体和化合物 点缺陷和位错 特征x射线（？） 时温等效原理 范德华键和氢键 1.共聚合和共聚物（？） 二，判断题（2分/个，20分） 1.热胀冷缩就是受热膨胀受冷收缩，那么物质的热膨胀系数都是正的； 2.位错都可以滑移攀移 3.SEM的衬度有二次衬度、背散射、质厚衬度 4.金属导电是因为有自由运动的电子，不导电是因为没有 5.晶体都透明，非晶体都不透明 6. 7. 8. 9. 10. 三，简答（8选6，10分/个，60分） 1.推倒布拉格方程，并讨论其在x射线衍射分析和电子选区衍射中的应用； （推导出布拉格方程，并说明其在XRD、TEM选区电子衍射中的应用） 2.试述影响高分子结晶的结构因素； 3.画出三种金属晶体结构图，以及体心和面心立方堆积的110，100，111晶面的排列图； 4.试从分子运动角度分析高分子材料的力学状态； 5.试一材料为例，分析其宏观微观结构，并说出可以采用的材料分析方法和仪器（对一种材料进行宏观和微观的结构表征） 6.金属和半导体本征电导率随温度的变化情况 7.分析晶子学说和无规则网络学说的异同点，并说明为什么SiO2和B2O3能做网络形成体，而CaO和Na2O只能做网络调整体（玻璃的两个学说；为什么sio2 B2O3可以作为玻璃形成剂；而Na20为助溶剂） 8.氢键、范德华键的区别，如何影响材料的性能的 四，论述题（20/个，40分） 1.试举两个相变的例子分析相变是如何影响材料的性能，以及用什么研究方法可以对相变的过程进行分析研究（举例两种相变的种类，应用，以及如何影响性能的；如何分析相变过程） 2.为什么陶瓷材料和混凝土有很大的脆性？而高分子和金属有很好的韧性和塑性？试述如何提高材料的韧性以及塑性和强度（如何对材料进行增韧、增强）
专业简介 一、机电工程学院 1、机械设计制造及其自动化 本专业为江西省本科品牌专业。该专业培养具备创新思维和机电产品与系统研究、设计、制造及企业经营管理能力的高级工程技术人才。本着夯实基础、促进就业，“多能”与“一专”均衡发展的精神，加强基础教育、分模块突出专业特色，使学生既能够全面掌握本专业的基础知识与技能，又能在一定的专业方向上形成知识密集点。 本专业学生主修的专业基础课程包括工程制图、工程力学、工程材料、机械原理、机械设计、公差与技术测量、电工电子学、微机原理、测试技术、控制工程基础、工程经济学等，选修的专业课程包括机械产品设计、机械制造、机械自动化、制造业信息化、精密仪器及机械等不同的课程模块，工程实践包括课程实验、实习、课程设计、毕业设计等环节，以及创新设计大赛、创业大赛等课外活动。 2、材料成型及控制工程 本专业依托国家重点培育学科"材料加工工程"（江西省第一个博士点）和省部共建“先进成形与模具实验室”，为国家高等学校“第二类特色专业建设点”（我校第一个）、省级品牌专业。专业基本涵盖了机械制造领域热加工技术所有领域，分为铸造、锻压、焊接、聚合物成型、热处理五个专业方向。本专业培养具备有较强材料加工和模具设计能力，能够从事材料加工工程领域及计算机应用领域的科学研究、技术开发、设计制造、试验研究、企业管理和经营等方面工作的高素质复合型人才。
主要专业课程有：工程制图、工程力学、公差与技术测量、机械原理、机械设计、电工与电子学、C语言程序设计、微机原理及接口技术、检测技术与控制工程基础、材料成形原理、模具设计CAD/CAM技术、材料科学基础，各研究方向的专业课等。 3、热能与动力工程 该专业为江西省品牌专业，是国家未来20年就业面最宽的专业之一.主要培养从事汽车动力工程、制冷与低温技术、暖通空调，能源与环境工程、电厂热能动力、燃气工程、船舶、流体机械等方面的高级工程技术人才。同时本专业还拥有动力工程与工程热物理一级学科硕士点。 主要专业课程有：工程热力学、传热学、流体力学、工程力学、机械设计基础、微机原理与接口技术、热工测试技术、汽车构造、发动机原理、汽车电子控制技术、制冷原理、空气调节、供热工程、锅炉原理、发电厂热力设备及系统、新能源及可再生能源技术等。 学生毕业后可在汽车制造、制冷空调设备、建筑环境与设备、热力发电等相关企事业单位和科研院所从事产品研发、设计、制造与营销、教学等工作。本专业设有“昌大空调助学奖学金”,奖励热能与动力工程专业的在校统招本科生和当年第一志愿填报该专业的新生。 4、车辆工程 车辆工程专业培养具有现代汽车设计、制造、研究及服务等方面工作能力的开拓性高级专门人才。本专业目前设有汽车设计、汽车电器与电子控制技术、汽车覆盖件成型等主要专业方向，要求学生在四年的学习过程中，在打好宽广的学科基础之上，理论与实践紧密结合，学好汽车专业的主要专业课程，受到汽车工程师的专门训练。同时本专业还拥有江西省汽车电子工程技术研究中心，车辆工程硕士点。 本专业开设的主要学科基础课有：工程力学、工程制图、电工与电子技术、机械设计基础、微机原理与接口技术、控制工程基础等。开设的主要专业课程有：汽车构造、汽车发动机原理、
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》模拟试卷（二） 一、名词解释(每小题1分，共10分) 1．晶胞 2．间隙固溶体 3．临界晶核 4．枝晶偏析 5．离异共晶 6．反应扩散 7．临界分切应力 8．回复 9．调幅分解 10． 二次硬化 二、判断正误(每小题1分，共10分) 正确的在括号内画“√”， 错误的画“×” 1. 金属中典型的空间点阵有体心立方、面心立方和密排六方三种。( ) 2. 作用在位错线上的力F 的方向永远垂直于位错线并指向滑移面 上的未滑移区。 ( ) 3. 只有置换固溶体的两个组元之间才能无限互溶，间隙固溶体则 不能。 ( ) 4. 金属结晶时，原子从液相无序排列到固相有序排列，使体系熵 值减小，因此是一个自发过程。 ( ) 5. 固溶体凝固形核的必要条件同样是ΔG B ＜0、结构起伏和能量 起伏。 ( ) 6. 三元相图垂直截面的两相区内不适用杠杆定律。 ( ) 7. 物质的扩散方向总是与浓度梯度的方向相反。 ( ) 8. 塑性变形时，滑移面总是晶体的密排面，滑移方向也总是密排 方向。 ( ) 9. 和液固转变一样，固态相变也有驱动力并要克服阻力，因此两 种转变的难易程度相似。 ( ) 10.除Co 以外，几乎所有溶入奥氏体中的合金元素都能使C 曲线 左移，从而增加钢的淬透性。 ( ) 三、作图题(每小题5分，共15分) 1. 在简单立方晶胞中标出具有下列密勒指数的晶面和晶向：a)立方晶系 (421)，(231)，[112]；b)六方晶系(1112)，[3112]。 2. 设面心立方晶体中的(111)为滑移面，位错滑移后的滑移矢量为 2 a [110]。 (1)在晶胞中画出柏氏矢量的方向并计算出其大小。 (2)在晶胞中画出引起该滑移的刃型位错和螺型位错的位错线方向， 并写出此二位错线的晶向指数。 3.如下图所示，将一锲形铜片置于间距恒定的两轧辊间轧制。试画出轧 制后铜片经再结晶后晶粒大小沿片长方向变化的示意图。 四、相图分析(共20分) (1) 就Fe-Fe3C相图，回答下列问题： 1. 默画出Fe-Fe3C相图，用相组成物填写相图； 2. 分析含碳量为1.0wt%的过共析钢的平衡结晶过程，并绘出室温组织 示意图。 3. 计算相图中二次渗碳体和三次渗碳体可能的最大含量。 4．已知某铁碳合金室温时的相组成物为铁素体和渗碳体，铁素体占82%，试求该合金的含碳量和组织组成物的相对量。 (2)右图为固态有限互溶三元共晶相 图的投影图，请回答下列问题： 1.指出三个液相面的投影区； 2.指出e3E线和E点表示的意 义； 3.分析合金N的平衡结晶过 程。 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） 材料科学基础大作业——第3章凝固 2015年 月 日 班级： 姓名： 学号： 分数： 一、解释下列概念及术语： 1、结晶 2、过冷度 3、相起伏 4、均匀形核 5、晶粒度 6、形核率 7、形核功 8、枝晶偏析 9、成分过冷 10、临界形核半径 二、填空题 1. 过冷度的大小与金属的本性、纯度和冷却速度有关。金属不同，过冷度大小 同；金属的纯度越高，过冷度越 ；金属及其纯度确定后，过冷度大小主要取决于冷却速度，冷却速度越大，过冷度越 。 2. 金属和非金属，在结晶时均遵循相同的规律，即结晶过程是 和 的过程。 3. 根据热力学条件，金属发生结晶的驱动力为液态金属和固相金属的 之差。此差值与过冷度呈 比。 4.液态金属的晶胚能否形成晶核，主要取决于晶胚半径是否达到了临界形核半径的要求。此半径与过冷度呈 比。 5. 均匀形核时，过冷度△T 和理论结晶温度T m 之间的关系为 。形核功△G k 与过冷度△T 的平方呈 比，即过冷度越大，形核功越 。 6. 形核率可用12N N N ? =表示，其中N 1为受 影响的形核率因子，N 2为受 影响的形核率因子。 7. 工业生产中，液态金属的结晶总是以 形核方式进行，其所需过冷度一般不超过 ℃。 8. 决定晶体长大方式和长大速度的主要因素是晶核的 和其前沿液体中的 。 9. 光滑界面又称为 界面，粗糙界面又称为 界面，其杰克逊因子α值范围分别为 和 。 10.晶体长大方式主要为 长大机制、 长大机制和 长大机制。其中，大部分金属均以 长大机制进行。 11.在正的温度梯度下，光滑界面的界面形态呈 状；粗糙界面的界面形态为 界面。在负的温度梯度下，一般金属和半金属的界面都呈 状。杰克逊因子α值较高的物质保持 界面形态。 12、金属结晶后晶粒内部的成分不均匀现象叫 ；因初晶相与剩余液相比重不同而造成的偏析叫 。 三、判断题 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 中国计量大学 2015年攻读硕士学位研究生入学试题 考试科目代码：材料科学基础 考生科目代码：809 考生姓名： 考生编号： 本试卷共9大题，共3页。 1、名词解释：（每小题4分，共20分） （1）成分过冷； （2）平衡分配系数； （3）非均匀形核； （4）柏氏矢量； （5）形变织构。 2、判断下列说法是否正确，并说明理由：（每小题4分，共20分） （1）HF中存在的氢键主要是指H+离子与F-离子之间的结合键。 （2）由于体心立方晶体的间隙比面心立方晶体的间隙数量多，所以尺寸较小的原子在体心立方晶体结构中的固溶极限相对要大。 （3）位错密越高，相应的柏氏矢量也越大。 （4）物质的扩散总是从高浓度区域向低浓度区域扩散。 （5）固态相变时，母相中的晶体缺陷会阻碍新相的形成。 3、简答题：（每小题5分，共30分） （1）要形成三维网状的高分子，其单体至少需要几个官能度，为什么？ （2）影响间隙固溶体固溶度的因素有哪些？ （3）刃型位错和螺型位错之间有什么异同？ （4）在正的温度梯度下，为什么纯金属以平面状方式生长，而固溶体合金却通常以树枝晶方式长大？ （5）何为加工硬化？其本质是什么？如何解决加工硬化给后继加工带来的困难？（6）结晶、重结晶和再结晶三者之间有什么区别？ 4、画出下列晶向指数与晶面指数：（共10分） （1）在立方晶系的某个晶胞中同时绘出晶向指数：[120]、]123[、]212[； 2(。 （2）在立方晶系的某个晶胞中同时绘出晶面指数：（122）、)32 《材料科学基础》试卷第1页共3页 5、简要回答问题并根据要求绘图：（共14分） （1）画出体心立方晶胞中（111）与（110）晶面上的原子排布示意图。（6分） （2）请说明形成无限固溶体的基本条件；如A和B组元可以形成无限固溶体或只能形成有限固溶体，其相图有何不同，画出示意图。（8分） 6、计算：（每小题6分，共18分） （1）Cr的一个晶体结构为立方晶系，其晶格常数a=0.2884，密度为7.19g/cm3，试确定此时Cr的晶体结构是体心、面心还是简单立方。（Cr的原子量52，N A=6.023×1023）。（2）根据下列数据计算出A-B二元包晶相图上的包晶点成分：W B=20%的合金在1000℃结晶完毕时，由三分之二的初生相α和三分之一的包晶相β组成；W B=50%的合金在1000℃即将开始发生包晶转变时，其相组成由20%的初生相α与80%的液相构成；当W B=50%的合金在1000℃包晶转变完成后，其相组成由50%的包晶相β与50%的液相构成。 （3）欲将一批齿轮渗碳，每炉装件800件；在900℃渗碳10小时可以达到要求。假设在900℃渗碳时每炉每小时的生产成本为200元，而在1000℃渗碳时每炉每小时的生产成本为300元。问在上述哪个温度下渗碳的成本相对比较低？已知Q=32900 cal/mol，R=1.987 cal。 7、下图所示的晶体中，ABCD滑移面上有一个位错环，其柏氏矢量b平行于AC；E 为位错环与AC的交点，F为位错环与BD的交点。（12分） （1）指出位错环上E点、F点的位错类型。（4分） （2）在图中标出使位错环向外运动所需要施加的切应力方向。（2分） （3）该位错环运动时，E点与F点分别朝哪个方向运动？（2分） （4）该位错环运动出晶体后，绘出晶体发生变形后的简图（4分） 《材料科学基础》试卷第2页共3页 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 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与硬度升高,而塑性与韧性降低的现象。 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、破碎与纤维化,金属内部产生了残余应力。 细晶强化:就是由于晶粒减小,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。就是由于细小弥散的第二相阻碍位错运动产生的强化。包括切过机制与绕过机制。(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就是产生的强化机制。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、电交互作用与化学交互作用。 几种概念 1、滑移系:一个滑移面与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、破坏与重新形成,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,但就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。 滑移与孪晶的区别 滑移就是指在切应力的作用下,晶体的一部分沿一定晶面与晶向,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与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:化学位梯度就是扩散的根本驱动力。 一、填空题(20 分,每空格1 分) 1、相律就是在完全平衡状态下,系统的相数、组元数与温度压力之间的关系,就是系统的平衡条件的数学表达式: f=C-P+2 2、二元系相图就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≠c,α= β=γ=90°,请列举除立方与正方晶系外其她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、柱状晶区与中心等轴晶区三部分。 《材料科学基础》考试试卷（第一套） 课程号 6706601060 考试时间 120 分钟 一、 名词解释（简短解释，每题2分，共20分） 空间点阵 线缺陷 吸附 渗碳体组织 适用专业年级（方向）： 材 料 科 学 与 工 程 专 业 2006 级 考试方式及要求： 闭 卷 考 试 固态相变 稳态扩散 形核率 调幅分解 霍尔-配奇方程 平衡凝固 二、选择题（只有一个正确答案，每题1分，共10分） 1、弯曲表面的附加压力△P 总是( ) 曲面的曲率中心。 A.指向 B.背向 C.平行 D.垂直 2、润湿的过程是体系吉布斯自由能( )的过程。 A.升高 B.降低 C.不变 D.变化无规律 3、一级相变的特点是，相变发生时，两平衡相的( )相等，但其一阶偏微分不相等。 A.熵 B.体积 C.化学势 D.热容 4、固溶体合金的凝固是在变温下完成的，形成于一定温度区间，所以在平衡凝固条件下所得到的固溶体晶粒( ) A.成分内外不均匀 B.不同温度下形成的各晶粒成分是不同的 C.晶粒内外，晶粒形成不分先后，同母液成分是一致的 5、强化金属材料的各种手段，考虑的出发点都在于( ) A.制造无缺陷的晶体或设置位错运动的障碍 B.使位错增殖 C.使位错适当的减少 6、既能提高金属的强度，又能降低其脆性的手段是( ) A.加工硬化 B. 固溶强化 C. 晶粒细化 7、根据显微观察，固液界面有两种形式，即粗糙界面与光滑界面，区分两种界面的依据是值大小( ) A. α<=2为光滑界面 B. α>=1为光滑界面 C. α>=5为光滑界面 8、渗碳处理常常在钢的奥氏体区域进行，这是因为( ) A. 碳在奥氏体中的扩散系数比在铁素体中大 B. 碳在奥氏体中的浓度梯度比在铁素体中大 C. 碳在奥氏体中的扩散激活能比在铁素体中小 9、界面能最低的相界面是( ) A. 共格界面 B. 孪晶界 C. 小角度晶界 10、铁碳合金组织中的三次渗碳体来自于( ) 全国名校材料科学基础考研真题汇编（含部分答案）益星学习网提供全套资料 目录 1．清华大学材料科学基础历年考研真题及详解 2009年清华大学材料科学基础（与物理化学或固体物理）考研真题及详解 2008年清华大学材料科学基础（与物理化学或固体物理）考研真题及详解 2007年清华大学材料科学基础（与物理化学或固体物理）考研真题及详解 2．北京科技大学材料科学基础历年考研真题 2014年北京科技大学814材料科学基础考研真题 2013年北京科技大学814材料科学基础考研真题 2012年北京科技大学814材料科学基础考研真题 2011年北京科技大学814材料科学基础考研真题 3．西北工业大学材料科学基础历年考研真题及详解 2012年西北工业大学832材料科学基础考研真题及详解 2011年西北工业大学832材料科学基础（A卷）考研真题及详解 2010年西北工业大学832材料科学基础（A卷）考研真题及详解 4．中南大学材料科学基础历年考研真题及详解 2012年中南大学963材料科学基础考研真题（回忆版） 2009年中南大学959材料科学基础考研真题及详解 2008年中南大学963材料科学基础考研真题 2008年中南大学963材料科学基础考研真题（A组）详解 5．东北大学材料科学基础历年考研真题 2015年东北大学829材料科学基础考研真题（回忆版） 2014年东北大学829材料科学基础考研真题 6．北京工业大学材料科学基础历年考研真题及详解 2012年北京工业大学875材料科学基础考研真题 2009年北京工业大学875材料科学基础考研真题及详解 2008年北京工业大学875材料科学基础考研真题及详解 7．中国科学技术大学材料科学基础历年考研真题 2014年中国科学技术大学802材料科学基础考研真题 2013年中国科学技术大学802材料科学基础考研真题 2012年中国科学技术大学802材料科学基础考研真题 8．东华大学材料科学基础历年考研真题 2013年东华大学822材料科学基础考研真题 2012年东华大学822材料科学基础考研真题 9．南京航空航天大学材料科学基础历年考研真题及详解 2014年南京航空航天大学818材料科学基础（A卷）考研真题 2013年南京航空航天大学818材料科学基础（A卷）考研真题 2008年南京航空航天大学818材料科学基础考研真题及详解 10．其他名校材料科学基础历年考研真题及详解 2011年武汉理工大学833材料科学基础考研真题及详解 一、名词解释 ①固溶体：以合金中某一组元作为溶剂，其他组元为溶质，所形成的与溶剂有相同晶体结构、 晶格常数稍有变化的固相，称为固溶体。 ②置换固溶体：指溶质原子占据溶剂晶格某些结点位置所形成的固溶体。 ③离子晶体：由正、负离子或正、负离子集团按一定比例通过离子键结合形成的晶体称作 离子晶体。 ④位错密度：单位体积晶体中所包含的位错线总长度。 ⑤扩展位错：分位错非点阵矢量的滑移破坏了原子的正常排列次序，在晶体内产生了堆垛 位错，层错使两个分位错成为不可分割的位错对，称其扩展位错。 二、简答题与辨析题 ①请辨析肖特基缺陷和弗兰克缺陷。 肖脱基缺陷：晶体中某结点上的原子脱位，一般进入其它空位或者逐渐迁移至晶界或表面，其脱位产生的空位称为肖脱基缺陷。 弗兰克尔缺陷：晶体中的原子脱位挤入结点间的间隙，形成间隙原子，其原处结点产生空位。将这一对点缺陷（空位和间隙原子）称为弗兰克尔缺陷。 同：都是点缺陷 异：两种缺陷中脱位原子迁移的位置不一样，且弗兰克尔缺陷包含间隙原子及空位两种点缺陷。 ②位错的运动方式有哪些？ 滑移和攀移 ③请写出七大晶系中的4种晶系，十四种布拉菲点阵中的8种布拉菲点阵。 立方晶系、四方晶系、六方晶系、正交晶系；简单立方、体心立方、面心立方、简单四方、体心四方、简单六方、简单正交、体心正交。 ④辨析小角度晶界与大角度晶界。 小角度晶界：晶界两侧晶粒的位相差很小(<10°）的晶界，小角度晶界基本上由位错组成。 大角度晶界：相邻两晶粒的位相差大于10度的晶界。 同：均由晶界两侧晶粒的位相差定义。 异：小角度晶界晶界两侧晶粒位相差小于10度，大角度晶界大于10度。小角度晶界的晶界基本上由位错组成，位错模型却不适用于大角度晶 2015年云南昆明理工大学材料科学基础考研真题A 卷 说明：本试卷包含两部分内容，第一部分为公共答题部分（60分），每个考生必做；第二部分为专业任选部分（90分），考生可根据自己的情况在A 、B 两部分中任选其一作答。 公共部分（60分） 一． 填空题（20分） 1. 晶体中原子排列是 ，空间点阵根据其对称特点分为 晶系, 按每个阵点的周围环境可分为 种布拉菲点阵。 2. 对晶面指数来说，面指数越高，面间距越 。 3. 空位和填隙原子两种基本的点缺陷，是热力学 的，在同一温度下晶体中浓度高者 为 。 4. 螺型位错的柏氏矢量 于位错线，滑移矢量的方向 于柏氏矢量；位错的应变能正比于 。 5. 当晶体的外表面是 ，其表面能最小。 6. 在三元相图中，相数差为2的相区间以 相接触，相数差为3的相区间以 相接触.。 6. 满足胡克定律的变形是 变形；多晶体材料的塑形变形至少需要 个独立滑移系开动。 7. 扩散系数与温度之间的关系表达式 。 8. 石墨晶体中原子的结合键有 和 。 9. 低微材料举例：二维材料如 ，一维材料如 ，零维材料如 。 二．选择题 (10分) 1. 刃位错能够发生 a. 只能滑移 b. 只能攀移 c. 既能滑移，也能攀移; 2. 位错反应：111110211+121266----??????→???????????? a. 可以进行 b. 不能进行; 3． 晶体的位错中发生交滑移。 a. 刃位错 b. 螺位错 c. 刃位错和螺位错都可以 4. 合金系统的自由度F 的含义是： a.可以使合金状态改变的因素数 b.保持合金平衡状态不变的前提下，可以独立改变的因素数； c.能够使系统发生变化的最大因素数; 5. 在平衡条件下，环境大气压小于1atm 情况下，纯水处于液-气共存的温度 a. 大于100?C b. 等于100?C c. 小于100?C; 2010-2011年材料科学基础期末考试题 一、简答题 1.简述空间点阵和晶体结构的区别 空间点阵是由周围环境相同的阵点在空间排列的三维列阵，其中一个节点可以为原子、分子、离子或原子集团；晶体结构是在点阵晶胞的范围内，标出相应的晶体结构中各原子的位置，即其中一个点代表一个原子。空间点阵将构成晶体的实际质点的体积忽略，抽象成为纯粹的几何点，晶体结构是指原子的具体排列。2.简述间隙固溶体、间隙化合物和间隙相的区别 间隙固溶体属于固溶体，保持溶剂的晶格类型，表达式为α、β、γ，强度硬度较低，塑性、韧性好；间隙相与间隙化合物属于金属间化合物，形成与其组元不同的新点阵，用分子式、MX…2等表示，强度硬度高，塑性韧性差。间隙相和间隙化合物的主要区别是原子半径比不同，用、分别表示化合物中的金属与非金属的原子半径，当<0.59时，形成具有简单晶体结构的相，称为间隙相；当>0.59时，形成具有复杂晶体结构的相，称为间隙化合物。 3.在正温度梯度下，纯金属和单相固溶体凝固形貌的区别 在正温度梯度下，纯金属以平直界面方式推移长大（此时，界面上任何偶然的、小的凸起伸入液体时，都会使其过冷度减小、长大速率减小或者停止生长，即被周围部分赶上，保持平直界面，长大中晶体沿平行温度梯度方向生长或者沿散热方向的推移）． 反向生长，其他方向生长受到抑制。 单相固溶体中不仅存在热过冷，还可能存在成分过冷，当<(1)时，即存在成分过冷，平面生长被破坏。当成分过冷较小000时，凸起部分不可能有较大的伸展，使界面形成胞状组织；若成分过冷区较大，则界面可形成树枝状组织。温度梯度较小不形成成分过冷时，仍可保持平直状生长。 4.铝板在轧制一天后和四天后在同一温度下进行退火，退火时间相同，将它们进行再结晶时温度有何不同，为什么？ 放置四天后的铝板再结晶温度较高。 原因：再结晶驱动力是变形金属储存的畸变能，畸变能越大，驱动力越大，再结晶温度越低。放置四天后的铝板由于时效作用，释放出部分畸变能，因而再结晶驱动力减小，再结晶温度升高。 5.许多金属材料的塑性比陶瓷好，为什么？纯铁和纯铜的相比，谁的塑性比较好，为什么？ 金属材料的塑性好，因为陶瓷烧结过程中具有很多先天性微裂纹，在拉伸时，裂纹尖端会产生严重的应力集中，当裂纹达到临界尺寸时就会失稳扩展而断裂；且构成陶瓷晶体相的主要为离子键和共价键，共价键的饱和性和方向性使陶瓷的塑性较低。（加上金 属材料主要是金属键。。。。。。） 纯铜的塑性好，因为纯铜是结构，纯铁是结构,虽然的滑移系较多，但是滑移方向较的少，且滑移面原子的密排程度较低，所以面心立方的塑性高于体心立方。 材料科学基础期末总结复习资料 1、名词解释 （1）匀晶转变：由液相结晶出单相固溶体的过程称为匀晶转变。 （2）共晶转变：合金系中某一定化学成分的合金在一定温度下，同时由液相中结晶出两种不同成分和不同晶体结构的固相的过程称 为共晶转变。 （3）包晶转变：成分为H点的δ固相，与它周围成分为B点的液相L，在一定的温度时，δ固相与L液相相互作用转变成成分是J 点的另一新相γ固溶体，这一转变叫包晶转变或包晶反应。即HJB---包晶转变线，LB+δH→rJ （4）枝晶偏析：合金以树枝状凝固时，枝晶干中心部位与枝晶间的溶质浓度明显不同的成分不均匀现象。 （5）晶界偏析：晶粒内杂质原子周围形成一个很强的弹性应变场,相应的化学势较高,而晶界处结构疏松,应变场弱,化学势低,所以晶粒内杂质会在晶界聚集,这种使得溶质在表面或界面上聚集的现象称为晶界偏析 （6）亚共晶合金：溶质含量低于共晶成分，凝固时初生相为基体相的共晶系合金。 （7）伪共晶：非平衡凝固时，共晶合金可能获得亚（或过）共晶组织，非共晶合金也可能获得全部共晶组织，这种由非共晶合金所获得的全部共晶组织称为伪共晶组织。 （8）离异共晶：在共晶转变时，共晶中与初晶相同的那个相即附着在初晶相之上，而剩下的另一相则单独存在于初晶晶粒的晶界处，从而失去共晶组织的特征，这种被分离开来的共晶组织称为离异共晶。 （9）纤维组织：当变形量很大时，晶粒变得模糊不清，晶粒已难以分辨而呈现出一片如纤维状的条纹，这称为纤维组织。 （10）胞状亚结构：经一定量的塑性变形后，晶体中的位错线 通过运动与交互作用，开始呈现纷乱的不均匀分布，并形成位错缠结，进一步增加变形度时，大量位错发生聚集，并由缠结的位错组成胞状亚结构。 （11）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。 （12）结构起伏：液态结构的最重要特征是原子排列为长程无序、短程有序，并且短程有序原子集团不是固定不变的，它是一种此消彼长、瞬息万变、尺寸不稳定的结构，这种现象称为结构起伏。 （13）能量起伏：能量起伏是指体系中每个微小体积所实际具 有的能量，会偏离体系平均能量水平而瞬时涨落的现象。 （14）垂直长大：对于粗糙界面，由于界面上约有一半的原子 位置空着，故液相的原子可以进入这些位置与晶体结合起来，晶体便连续地向液相中生长，故这种长大方式为垂直生长。 （15）滑移临界分切应力：晶体的滑移是在切应力作用下进行的，但其中许多滑移系并非同时参与滑移，而只有当外力在某一滑移《材料科学基础》模拟试卷(二)
《材料科学基础》期末考试试卷及参考答案,2019年6月
材料科学基础第三章
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中国计量大学2015年硕士研究生入学考试试题考试科目：809材料科学基础
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2015年云南昆明理工大学材料科学基础考研真题A卷
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