材料科學(xué)基礎(chǔ) 復(fù)習(xí)題.doc
《材料科學(xué)基礎(chǔ) 復(fù)習(xí)題.doc》由會員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《材料科學(xué)基礎(chǔ) 復(fù)習(xí)題.doc(8頁珍藏版)》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。
緒論 一、填空題 1、材料科學(xué)主要研究的核心問題是 結(jié)構(gòu) 和 性能 的關(guān)系。 材料的結(jié)構(gòu)是理解和控制性能的中心環(huán)節(jié),結(jié)構(gòu)的最微細水平是 原子結(jié)構(gòu) ,第二個水平是 原子排列方式 ,第三個水平是 顯微組織 。 2. 根據(jù)材料的性能特點和用途,材料分為 結(jié)構(gòu)材料 和 功能材料 兩大類。 根據(jù)原子之間的鍵合特點,材料分為 金屬 、 陶瓷 、 高分子 和復(fù)合材料四大類。 第一章 材料的原子結(jié)構(gòu) 一、填空題 1. 金屬材料中原子結(jié)合以 金屬 鍵為主,陶瓷材料(無機非金屬材料)以 共價鍵 和 離子鍵 結(jié)合鍵為主,聚合物材料以 共價鍵 和 氫鍵以及范德華 鍵為主。 第二章 材料的結(jié)構(gòu) 一、填空題 1、晶體是 基元(原子團)以周期性重復(fù)方式在三維空間作有規(guī)則的排列的固體 。 2、晶體與非晶體的最根本區(qū)別是 晶體原子排布長程有序,而非晶體是長程無序短程有序 。 3、晶胞是 晶體結(jié)構(gòu)中的最小單位 。 4、根據(jù)晶體的對稱性,晶系有 三 大晶族, 七 大晶系, 十四 種布拉菲Bravais點陣, 三十二 種點群, 230 種空間群。 5、金屬常見的晶格類型有 體心立方 、 面心立方 、 密排六方 。 6、fcc晶體的最密排方向為 <110> ,最密排面為 {111} ,最密排面的堆垛順序為 ABCABCABCABC…… 。 7、fcc晶體的致密度為 0.74 ,配位數(shù)為 12 ,原子在(111)面上的原子配位數(shù)為 6 。 8、bcc晶體的最密排方向為 <111> ,最密排面為 {110} ,致密度為 0.68 ,配位數(shù)為 8 。 9、晶體的宏觀對稱要素有 對稱點 、 對稱軸 、 對稱面 。 10、CsCl型結(jié)構(gòu)屬于 簡單立方格子 ,NaCl型結(jié)構(gòu)屬于 面心立方格子 ,CaF2型結(jié)構(gòu)屬于 面心立方格子 。 11、MgO晶體具有 NaCl型結(jié)構(gòu),其對稱型是3 L4 4L36L29PC ,晶族是 高級晶族 ,晶系是 立方晶系 ,晶體的鍵型是 離子鍵 。 12、硅酸鹽晶體結(jié)構(gòu)中的基本結(jié)構(gòu)單元是 硅氧四面體[SiO4]。 13、幾種硅酸鹽晶體的絡(luò)陰離子分別為[Si2O7]6-、[Si2O6]4-、[Si4O10]4-、[AlSi3O8]1-,它們的晶體結(jié)構(gòu)類型分別為 組群狀 , 鏈狀 , 層狀 ,和 架狀 。 14、表征晶體中晶向和晶面的方法有 解析法 和 圖示 法。 二、分析計算 1、Ni為面心立方結(jié)構(gòu),原子半徑r=0.1243nm,求Ni的晶格常數(shù)和密度。 ; 2、Mo為體心立方結(jié)構(gòu),晶格常數(shù)a=0.3147nm,求Mo的原子半徑r 。 3、CsCl中銫與氯的離子半徑分別為0.167nm、0.181nm。 試問(1)在CsCl內(nèi)離子在<100>或<111>方向是否相接觸? (2)每單位晶胞內(nèi)有幾個離子? (3)各離子的配位數(shù)是多少? (4)密度 ρ和堆積系數(shù)(致密度)K? 4、MgO具有NaCl型結(jié)構(gòu)。Mg2+的離子半徑為0.072nm,O2-的離子半徑為0.140 nm。試求MgO的密度ρ和堆積系數(shù)(致密度)K。 5、下列硅酸鹽化合物屬于什么結(jié)構(gòu)類型? , , ,,,,, 解:第一種,Si:O=1:4所以是島狀,共頂數(shù)為0;第二種共頂數(shù)一個,成對硅氧團;第三種Si:O=1:3,共頂數(shù)為兩個,三節(jié)環(huán);第四種Si:O=1:3六節(jié)環(huán);第五種三節(jié)環(huán),這幾種都是組群狀;第六種Si:O=2:5為層狀,第七種第八種Si(Al):O=1:2為架狀。 第三章 晶體結(jié)構(gòu)缺陷 一、填空題 1、按幾何組態(tài),晶體中的缺陷分為 點缺陷 、 線缺陷 、面缺陷 和體缺陷。 2、點缺陷主要包括 空位、 間隙原子、置換原子 ;線缺陷有 位錯 ;面缺陷包括 晶界、相界、表面 等。 3、描述位錯性質(zhì)及特征的是 柏氏矢量b 。 4、位錯的類型有 刃位錯 、 螺位錯 和 混合位錯 。 5、位錯線與柏氏矢量垂直的位錯為 刃位錯 ,位錯線與柏氏矢量平行的位錯稱為 螺位錯 。 6、位錯的基本運動方式有 滑移 和 攀移 。 7、 刃位錯 可以滑移和攀移, 螺位錯 可以滑移而不攀移,能進行交滑移的位錯必然是 螺位錯 。 8、位錯滑移一般沿著晶體的 密排(面)和 密排(方向)進行。 9、柏氏矢量實際上反應(yīng)了位錯線周圍區(qū)域 晶格畸變 的大小和方向。 10、兩平行同號螺位錯間的作用力為 斥力 。 11、全位錯是柏氏矢量等于點陣矢量的位錯 ; 不全位錯是柏氏矢量不等于點陣矢量的位錯 。 12、面心立方晶體的不全位錯類型主要有Shockley不全位錯 和 Franker不全位錯 ,柏氏矢量分別為b=a/6<112> , b=a/3 <111> 。只能發(fā)生攀移運動的位錯是 Franker不全位錯。 13、位錯間轉(zhuǎn)化(位錯反應(yīng))要滿足的條件有幾何條件:柏氏矢量守恒 和能量條件:反應(yīng)后位錯的總能量降低 。 14、兩個不全位錯夾一片層錯的位錯稱為 擴展 位錯。 二、分析題 1、畫一個方形位錯環(huán),(1)在此平面上畫出柏氏矢量,使其平行于位錯環(huán)的其中一邊,任意選擇并畫出位錯線方向,據(jù)此指出位錯環(huán)各段的性質(zhì)。(2)能否使該位錯環(huán)處處為刃位錯?(3)能否使該位錯環(huán)處處為螺位錯? 2、試分析在fcc中,下列位錯反應(yīng)能否進行?并指出其中三個位錯的性質(zhì)類型?反應(yīng)后生成的新位錯能否在滑移面上運動? 3、比較刃位錯和螺位錯的異同點。 第四章 晶態(tài)固體中的擴散 一、填空題 1、穩(wěn)態(tài)擴散是指單位時間內(nèi)通過垂直于給定方向的單位面積的凈原子數(shù)(擴散通量/濃度)不隨時間變化 ;非穩(wěn)態(tài)擴散是指 單位時間內(nèi)通過垂直于給定方向的單位面積的凈原子數(shù)(擴散通量/濃度)隨時間變化。 2、Fick擴散第二方程的高斯解適合求解總量為M的擴散元素沉積為一薄層擴散問題 ;Fick擴散第二方程的誤差函數(shù)解適合求解 無限長棒(擴散偶)或半無限長棒的擴散問題。 3、擴散的微觀機理有 空位擴散 、 間隙擴散、 位錯擴散 、 表面擴散、晶界擴散 等。 4、空位擴散的阻力比間隙擴散 大 ,激活能 高。 5、在表面擴散、晶界擴散、體擴散、位錯擴散方式中,擴散系數(shù)D最大的是 表面擴散 。 6、在間隙固溶體中,H、O、C等原子以 間隙擴撒機制 方式擴散。 7、Cu-Al合金和Cu組成的擴散偶發(fā)生柯肯達爾效應(yīng),標記向Cu-Al合金一側(cè)漂移,則 Al 的擴散通量大。 8、上坡擴散是指 物質(zhì)從低濃度向高濃度處聚集的反向擴散。 9、擴散的驅(qū)動力是 化學(xué)位梯度 。 10、伴隨有反應(yīng)的擴散稱為 反應(yīng)擴散 。 第五章 相平衡與相圖 一、填空題 1. 組元是組成材料最基本的、獨立存在的物質(zhì),組元一般是化學(xué)元素或化合物 。 2. 相是 系統(tǒng)中成分、結(jié)構(gòu)相同,性能一致的均勻組成部分,不同相之間有界面分開,相界處物質(zhì)的性能發(fā)生突變。相平衡是指各相的 化學(xué)熱力學(xué)平衡。 3. 組織是 由各種不同形貌及含量的相或組元所構(gòu)成的微觀圖像。 。 平衡凝固是指 極其緩慢 冷卻條件下的凝固。 4. 在二元系合金相圖中,杠桿法則只能用于 兩 相區(qū)。 5. 根據(jù)滲碳體的形狀,鋼中珠光體分為 片狀珠光體 和 球狀珠光體 兩種。 6. 根據(jù)含碳量,鋼分類為 亞共析鋼 、 共析鋼 和 過共析 鋼。隨著碳含量的增加,鋼的硬度和塑性的變化規(guī)律是 硬度提高,塑性下降 。 7. 在三元系濃度三角形中,凡成分位于 過一頂點直線 上的合金,它們含有另兩個頂角所代表的兩組元含量之比相等。平行于一邊的任一直線上的合金,其成分共性為 含這個邊對應(yīng)頂點的組元含量均相等 。 8. 根據(jù)三元相圖的垂直截面圖,可以分析 合金的凝固過程 。 9. 根據(jù)三元相圖的水平(等溫)截面圖,可以 用杠桿法則計算各相的相對量。 10. 二元合金相圖三相平衡轉(zhuǎn)變的類型主要有 共晶(析)反應(yīng)和 包晶(析)反應(yīng) 。三元合金相圖四相平衡轉(zhuǎn)變的類型主要有 共晶反應(yīng) , 包共晶反應(yīng) 和 包晶反應(yīng) 。 二、計算分析題 1、指出ω(C)=0.2%、ω(C)=0.6%、ω(C)=1.0% 的鐵碳合金從液態(tài)平衡冷卻到室溫的相組成物和組織組成物,并分別計算相和組織的相對含量。 2、某三元合金K在溫度為T時分解為B組元和液相,兩個相的相對量WB/WL=2。已知合金K中A組元和C組元的重量比為3,液相含B的量為40%,試求合金K的成分。 3、下圖為A-B-C 三元共晶相圖的投影圖,指出n1、n2、n3(E)、n4點從液態(tài)平衡冷卻結(jié)晶的室溫相和組織組成物,并分別計算相和組織的相對含量。 4、下圖為某三元相圖投影圖上3條液相單變量線及其溫度走向,判斷四相平衡反應(yīng)類型,寫出反應(yīng)式。 共晶反應(yīng) 包共晶反應(yīng) 包晶反應(yīng) 第六章 材料的凝固 1、凝固過程包括 形核 和 長大 2個過程。 2、材料的凝固的驅(qū)動力是 液固相變自由能差 ,阻力是 界面能 。 3、凝固形核的方式有 均勻形核 和 非均勻形核 ,其中 非均勻形核 的臨界形核功較小。 4、均勻形核時液、固兩相自由能差只能補償表面能的(2/3),其他靠系統(tǒng)中的 (能量起伏)補償。 5、液/固界面的微觀結(jié)構(gòu)分為 粗糙界面 和 光滑界面 。 6、在正溫度梯度下,晶體生長成 平直 界面;負溫度梯度下成長時,一般金屬界面都呈 樹枝 狀。 7、在正的溫度梯度下,純金屬以 平面 狀形式長大,固溶體合金由于存在 成分過冷 以 樹枝 狀形式長大。 8、固溶體結(jié)晶的形核條件是 結(jié)構(gòu)起伏 、 能量起伏 、 溫度場 、 成分過冷 和 過冷度 。 9、固溶體結(jié)晶與純金屬結(jié)晶的差異表現(xiàn)為溫度場、 濃度場 及成分過冷現(xiàn)象。 10、平衡結(jié)晶是指 無限緩慢 冷卻,組元間互擴散 充分,每個階段都達到 平衡相均勻成份。 11、晶內(nèi)偏析(枝晶偏析)是一個晶粒內(nèi)部出現(xiàn)的成份不均勻現(xiàn)象 。 消除晶內(nèi)偏析(枝晶偏析)方法擴散退火或均勻化退火。 12、對于液-固相變過程可通過控制過冷度來獲得數(shù)量和尺寸不等的晶體,要獲得晶粒多而尺寸小的細晶,則△T 大 。- 1.請仔細閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
- 2.下載的文檔,不會出現(xiàn)我們的網(wǎng)址水印。
- 3、該文檔所得收入(下載+內(nèi)容+預(yù)覽)歸上傳者、原創(chuàng)作者;如果您是本文檔原作者,請點此認領(lǐng)!既往收益都歸您。
下載文檔到電腦,查找使用更方便
5 積分
下載 |
- 配套講稿:
如PPT文件的首頁顯示word圖標,表示該PPT已包含配套word講稿。雙擊word圖標可打開word文檔。
- 特殊限制:
部分文檔作品中含有的國旗、國徽等圖片,僅作為作品整體效果示例展示,禁止商用。設(shè)計者僅對作品中獨創(chuàng)性部分享有著作權(quán)。
- 關(guān) 鍵 詞:
- 材料科學(xué)基礎(chǔ) 復(fù)習(xí)題 材料科學(xué) 基礎(chǔ)
鏈接地址:http://www.3dchina-expo.com/p-12783256.html