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1、材料科学根底习题与思考题材料科学根底教程复习题与思考题一、选择与填空1-1 以下组织中的哪一个可能不是亚稳态，即平衡态组织？a) 马氏体+剩余奥氏体 b)上贝氏体 c)铁素体+珠光体 d)奥氏体+贝氏体1-2 以下组织中的哪一个可能不是亚稳态？a) 铁碳合金中的马氏体b) 铁碳合金中的珠光体+铁素体c) 铝铜合金中的 +GPZ铁d)碳合金中的奥氏体+贝氏体1-3 单相固溶体在非平衡凝固过程中会形成成分偏析： a)假设冷却速度越大，则成分偏析的倾向越大；b) 假设过冷度越大，则成分偏析的倾向越大；c) 假设两组元熔点相差越大，则成分偏析的倾向越小；d) 假设固相线和液相线距离越近，则成分偏析的倾
2、向越小。1-4 有两要公正右螺旋位错，各自的能量都为 E1，当它们无限靠近时，总能量为。a) 2E1b) 0c) 4E11-13 两根具有反向柏氏矢量的刃型位错在一个原子面间隔的两个平行滑移面上相向运动以后，在相遇处。a) 相互抵消b) 形成一排间隙原子c) 形成一排空位1-15 位错运动方向处处垂直于位错线，在运动过程中是可变的，晶体做相对滑动的方向。a) 随位错线运动方向而转变 b) 始终是柏氏矢量方向 c) 始终是外力方向1-16 位错线张力是以单位长度位错线能量来表示，则确定长度位错的线张力具有量纲。a) 长度的b) 力的c) 能量的10仅供学习与沟通，如有侵权请联系网站删除感谢1-1
3、7 位错线上的割阶一般通过形成。a) 位错的交割b) 共格界面c) 小角度晶界1-7 位错上的割阶一般通过形成。a) 孪生b) 位错的交滑移c) 位错的交割1-23 刃形位错的割阶局部。a) 为刃形位错b) 为螺形位错c) 为混合位错1-24 面心立方晶体中 Frank 不全位错最通常的运动方式是。a) 沿111面滑移b) 沿垂直于111的面滑移c) 沿111面攀移1-25 位错塞积群的一个重要效应是在它的前端引起。a应力偏转b)应力松弛c)应力集中1-26 面心立方晶体中关于 Shcockley 分位错的话，正确的选项是。a) Shcockley 分位错可以是刃型、螺型或混合型;b) 刃型
4、Shcockley 分位错能滑移和攀移;c) 螺型 Shcockley 分位错能交滑移。1-27 汤普森四周体中罗-罗向量、不对应罗-希向量、希-希向量分别有个。a)12，24，8，12b)24，24，8，12c)12，24，8，6 132，位错滑移的派纳力越小。a) 相邻位错的距离越大b) 滑移方向上的原子间距越大 c)位错宽度越大133 层错和不全位错之间的关系是。a)层错和不全位错交替消灭；b) 层错和不全位错能量一样；c) 层错能越高，不全位错柏氏矢量模越小； d)不全位错总是消灭在层错和完整晶体的交界处。134 位错交割后原来的位错线成为折线，假设。a) 折线和原来位错线的柏氏矢量一
5、样，则称之为扭折，否则称之为割阶；b) 折线和原来位错线的柏氏矢量不同，则称之为扭折，否则称之为割阶；c) 折线在原来的滑移面上，则称之为扭折；折线和原来的滑移面垂直称之为割阶；d) 折线在原来的滑移面上，则称之为割阶；折线和原来的滑移面垂直称之为扭折。1-18 在单相组织中存在着大小不等的晶粒，在长大过程中会发生。a) 小晶粒将移向大晶粒一方，直至晶粒大小相等；b) 界面将移向小晶粒一方，最终小晶粒将消逝；c) 大小晶粒借吞并相邻晶粒同时长大。1-5 在单相组织中存在着大小不等的晶粒，由界面曲率驱动界面移动的规律可知。a) 小晶粒将移向大晶粒一方，直到晶粒大小相等；b) 大小晶粒吞并相邻晶粒
6、，同时长大；c) 晶界将移向小晶粒一方，最终小晶粒将消逝。1-6 界面能量最低的相界面是。a) 共格界面b) 孪晶界面c) 小角度界面1-8 很多面心立方金属，在过程中会形成孪晶。a) 塑性变形 b) 从高温急冷到室温c) 再结晶退火1-11 在具有 FCC、BCC、HCP 三种晶体构造的材料中，塑性变形时最简洁生成孪晶的是。a) FCCb) BCCc) HCP1-55 经过冷塑性变形和再结晶过程，在以下何种状况下必定会得到粗大的晶粒组织是。a)在临界变形量进展塑性变形加工b)大变形量c)较长的退火时间d)较高的退火温度1-56 对面心立方晶体而言，外表能最低的晶面是。a) (100)b) (
7、110)c) (111)d) (121)1-56 经冷变形后的金属在回复过程中，位错会发生。a) 增殖b)大量消逝c)局部重排d)无变化1-57 位错上的割阶是在过程中形成的。a) 交滑移b)复滑移c)孪生d)交割1-9 冷变形金属中产生大量的空位、位错等晶体缺陷，这些缺陷的存在，。a) 阻碍原子的移动，减慢集中过程；b) 对集中过程无影响；c) 加速了原子的集中过程。1-14 A 和 A-B 合金焊合后发生柯肯达尔效应，测得界面对 A 试样方向移动，则。a) A 组元的集中速率大于 B 组元；b) A 组元的集中速率小于 B 组元；c) A 和 B 组元的集中速率一样。1-28 原子的集中具
8、有构造敏感性。因此，在多晶金属和合金中有。Q 为集中激活能， 下标体积、晶界、外表分别代表体集中、晶界集中和外表集中a) QQQb) QQQc) QQQ体积晶界外表外表体积晶界晶界外表体积1-31Cu-Al 合金和 Cu 焊接成的集中偶发生柯肯达尔效应，其原始标记面对 Cu-Al 合金一侧漂移，则两元素的集中通量关系为。a) JCuJAlbJCuJAlcJCuJAl136 原子集中过程的驱动力是。a) 组元的浓度梯度b) 组元的化学势梯度c) 集中的温度d) 集中的时间1-48 以下过程与晶体中空位迁移过程关系不大的是：a)形变孪晶b)自集中c)回复d)位错攀移1-49 以下有关固体中集中的说
9、法中，正确的选项是。a) 原子集中的驱动力是存在着浓度梯度；b) 空位集中是指间隙固溶体中溶质原子从一个空位间隙跳到另一个空位间隙；c) 晶界上点阵畸变较大，因而原子迁移阻力较大，所以比晶内的集中系数要小；d) 成分均匀的材料中也存在着集中。1-10 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 d) 其次相强化1-29 加工硬化是一种有效的强化手段，其缺点是。a) 只适用于双相材料b)材料在高温下不适用c)只适用于单晶体1-30 复相合金中，当一相为脆性相分布在另一相基体上时，对材料的强韧性比较有利的组织形态是。a)一相呈网状分布在另一相晶界上；
10、b)一相以颗粒状弥散分布在另一相基体上；c)一相以大块状分布在另一相基体上。1-12 如下说法哪个是正确的，。a) 形成点缺陷所引起的熵的变化使晶体能量增加；b) 晶体总是倾向于降低点缺陷的浓度；c) 当点缺陷浓度到达平衡值时，晶体自由能最低。1-21 金属中点缺陷的存在使热导率。a) 增大b) 减小c) 不受影响1-22 过饱和点缺陷如淬火空位、辐照缺陷金属的屈服强度。a) 降低b) 提高c) 不转变1-19 单晶体的临界分切应力与有关。a) 外力相对于滑移系的取向b) 拉伸时的屈服应力c) 金属的类型与纯度1-20 在金相试样外表上几组穿插滑移线的产生是由于。a) 交滑移b) 多系滑移c)
11、 单滑移135 再结晶过程包含晶粒的形核与长大。a)形核与长大的驱动力都来源于形变储存能； b)形核与长大的驱动力都来源于晶界能；c形核的驱动力来源于储存能，长大的驱动力来源于晶界能；d) 形核的驱动力来源于晶界能，长大的驱动力来源于储存能。137 在状况下再结晶后假设在更高文书保温还可能发生特别晶粒长大。a) 金属在临界变形量进展冷变形b) 冷变形金属中存在着弥散分布的其次相微粒c) 冷变形前的原始晶粒粗大d) 冷变形金属纯度格外高138 14 种布拉菲点阵。a) 按其对称性分类，可归结为七大晶系； b)按其点阵常数分类，可归结为七大晶系； c)按阵点所在位置分类，可归结为七大晶系； d)按
12、其几何外形分类，可归结为七大晶系。1-39 假设某一晶体中假设干晶面同属于某晶带，则。a)这些晶面必定是同族晶面b)这些晶面必定相互平行c)这些晶面上原子排列一样d)这些晶面之间的交线相互平行1-40 与113和112同属一晶带的有：12a)1 - 2 b) -21 c)110 d)2111-41 晶体点阵的对称性越高，则。a)独立的点阵常数越少b)晶体中原子排列越严密c)晶胞中原子越多d)晶体构造越简洁1-42 拓扑密排与几何密排相比。a) 几何密排的配位数高，致密度大b)几何密排的配位数高，致密度小c)拓扑密排的配位数高，致密度大d)拓扑密排的配位数高，致密度小1-43 TiC 和 CaO
13、 都具有 NaCl 型构造，但。a) TiC 属离子晶体，CaO 属共价晶体b) TiC 属共价晶体，CaO 属离子晶体c) TiC 属间隙化合物，CaO 属离子晶体d) TiC 属间隙相，CaO 属离子晶体1-44 引入点阵概念是为了。a) 描述原子在晶胞中的位置b) 描述晶体的对称性c) 描述晶体构造的周期性d) 同时描述晶体构造的周期性和对称性1-45 A、B 两晶体，假设。a) 所属的空间点阵一样，则此两晶体的构造一样；b) 晶体构造一样，它们所属的空间点阵可能不同；c) 晶体构造一样，它们所属的空间点阵必定一样；d) 所属的空间点阵不同，两晶体的构造可能一样。1-46 体心立方BCC
14、晶体中间隙半径比面心立方FCC中的小，但 BCC 的致密度却比FCC 低，这是由于。a) BCC 中原子半径小；b) BCC 中的密排方向上的原子排列比 FCC 密排方向上的原子排列松散；c) BCC 中的原子密排面110的数量太少；d) BCC 中原子的配位数比 FCC 中原子配位数低。1-47 组成固溶体的两组元完全互溶的条件是。a) 两组元的电子浓度一样b) 两组元的晶体构造一样c) 两组元的原子半径一样d) 两组元电负性一样1-50 晶体构造和空间点阵的相互关系是。a) 空间点阵的每一个阵点代表晶体中的一个原子；b) 每一种空间点阵代表唯一的一种晶体构造；c) 晶体构造确定，它所属的空
15、间点阵也唯一地确定；d) 每一种晶体构造可以用不同的空间点阵表示。1-51 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1-52 间隙相和间隙固溶体的区分之一是。a) 间隙相构造比间隙固溶体简洁b) 间隙相中的间隙原子尺寸比间隙固溶体中的大c) 间隙相的固溶度比间隙固溶体大 d) 间隙相的构造和其组元的构造不同1-53 在离子晶体中。a) 阳离子半径大于阴离子半径；b) 阴离子半径大于阳离子半径；c) 阳离子半径与阴离子半径相等；d) 阳离子半径可以大于阴离子半径，也可以小于阴离子半径。1-54 硅
16、氧四周体中的氧离子。a) 只属于一个硅氧四周体；b) 可以被多个硅氧四周体共用；c) 只能被两个硅氧四周体共用；d) 可以被四个硅氧四周体共用。6-1 位错有和两种根本的运动方式，刃型位错由于多余的，因此它既能做运动，也能做运动，而螺型位错只能做运动。在常温或低温下，位错的运动格外困难，由于这种运动需要原子的才能发生，明显，上升温度可以这种运动。6-2 刃型位错的滑移方向与柏氏矢量，与使该位错滑移的外分切应力；螺位错滑移方向与柏氏矢量，与使该位错滑移的外分切应力。但是，无论什么位错在外应力作用下滑移时，其运动方向总是与位错线，就似乎在位错线作用一个力，它的大小与及成正比，并指向区。6-3 冷变
17、形金属的再结晶虽然是与过程，但是在这个过程中，金属的不变化。6-4 金属铸锭的组织从外表到心部一般由、三个晶区所组成。6-5 螺位错的应力场只有应力重量，无应力重量；刃位错的应力场既有应力重量，又有应力重量。6-6 外力作用在位错线上的力始终指向位错线的方向，其大小与位错的成正比，而位错的弹性应变能与位错的成正比。6-7 不全位错是的边界限，面心立方金属中的肖克莱不全位错可以在滑移面上在做运动，不能做运动；弗兰克不全位错只能在层错面上做运动，不能做运动， 运动导致层错区的扩大或缩小。6-8 位错不能发生交滑移，但可以在正应力作用下发生运动，扩展位错在发生交滑移前必需先发生。6-9 金属在常温或
18、低温下主要塑性变形方式是，其次是 。位错滑移方向总是指向 方向，位错的滑移面是 与 打算的平面，只有那些位错的滑移面与晶体的面全都的位错才能做滑移运动。6-10 再结晶的驱动力是 ，再结晶完成后的晶粒长大的驱动力是。金属在高温下塑性变形时会发生 或 。6-11 三元合金相图中的四相水平面与单相区交成，与三相区交成。6-12 位错的滑移面是由和打算的平面，刃型位错的滑移面有个，螺型位错的滑移面理论上有个，刃型位错既可以做运动，又可以做运动，但不能进展运动，其易动性比螺位错的。6-13 不全位错是与不相等的位错，其位错线晶体中的区和区的交界限，在通常状况下，不全位错单独滑移。二、答复与论述2-0
19、简述“材料科学与工程MSE”的定义及其六面体五要素之间的关系。2-1 陶瓷材料一般由哪些相组成？2-2 布拉菲点阵一共有多少种？它们分属于哪几大晶类？铜属于哪种布拉菲点阵？2-3 点阵平面110、311和132是否发球同一晶带？假设是的话，试指出其晶带轴， 另外再指出属于该晶带的任一其它点阵平面；假设不是的话，为什么？2-4 晶体的宏观对称元素有哪几种？并画图示意其中一种。2-5 什么是固溶体？它是如何分类的？2-6 晶体的微观对称元素有哪几种？并画图示意其中一种。2-7 常见金属晶体构造中哪些是密排构造？它们能不能分别看作一种独立的布拉菲点阵？为什么？2-8 什么是化合物？它可分为哪几类？2
20、-9 依据硅氧四周体在空间的组合状况，硅酸盐构造可以分成哪几类？2-10 二元相图中的三相平衡反响为什么是在恒温下进展的？2-11 三远相图中的四相平衡反响为什么是在恒温下进展的？2-12 纯金属凝固和平衡凝固是否一样？说明两者的一样或不同之处。2-13 单相固溶体正常凝固时是否会消灭成分过冷？为什么？2-14 推断以下位错反响能否进展：a-aa101 +0111102222-15 在面心立方晶体中有下述位错反响：a-a-a-101 +121111 263推断该反响能否进展。2-16 在室温下对铁板其熔点为 1538和锡板其熔点为 232，分别进展来回弯折， 随着弯折的进展，各会发生什么现象？
21、为什么？2-17 何谓上坡集中？其产生的条件是什么？何谓柯肯达尔效应？2-18 何谓超塑性？其产生的条件是什么？2-19 试从柏氏矢量、位错类型、位错线外形和可能的运动方式比较面心立方晶体全位错、弗兰克分位错、肖克莱分位错和面角位错的特点。2-20 试比较单晶铜与多晶铜的加工硬化特性。2-21 试比较单晶锌与多晶锌的塑性变形特性。2-22 试述孪生与滑移的异同，比较它们在塑变过程中的作用。2-23 选择结晶？什么是区域熔炼？何谓珠光体转变？请简述这一转变过程及其所得到的组织与性能。四、绘图与计算4-0 依据铁碳平衡相图，答复以下问题。写出 Fe-C 合金在 1495、1154、1148、738
22、和 727发生的三相平衡反响的反响式。4-1 指出以以下图中各二元相图中的错误，说明为什么是错的，并在图上予以订正。缺图，在书中 P24 第十题-a-a4-2 在铜单晶体中111和111滑移面上各存在一个柏氏矢量为110和011的全22a- -a -位错，当它们分解为扩展位错时，其领先位错分别为 6 211 和 6 121。1. 求它们可能的位错分解反响。2. 当两领先位错在各自的滑移面上运动相遇时，发生了的位错反响。试写出其位错反响式，推断该反响能否自发进展？并分析该生成的位错其位错特性和运动性质。3. 铜单晶 aa=0.36nm,切变模量 G=4104MPa,层错能 0.04J/m2，试求
23、上述柏氏矢量为 a 11- 0的位错形成扩展位错的宽度。24-3 写出以下晶面指数。图在 P78 第七题和 P81 第七题4-4 什么是全位错及不全位错？为什么面心立方晶体中的全位错 a 1-10 可以分解成两个不全2a -a -位错 6 121 及 6 211 ，试从几何条件和能量条件两个方面给以说明。4-5 试分析在面心立方金属中点阵常数为 a，以下位错反响能否进展，并指出这些位错各属什么类型？反响后生成的位错能否在滑移面上运动？a 101 a 1- 21- a 111 2634-6 假定某立方晶体中的活动滑移系为1111-10 ：1. 给出引起滑移的单位位错的柏氏矢量，加以说明。2. 假
24、设引起滑移的为刃型位错，指明位错线方向及其滑移方向。3. 假设引起滑移的为螺型位错，指明位错线方向及其滑移方向。五、推断与纠错5-1 扩展位错之间常夹有一片层错区，因此扩展位错是面缺陷。5-2 金属中点缺陷的存在使电阻率增大。5-3 经过冷变形后再结晶退火的金属，晶粒都可得到细化。5-4 两个相互公正的位错，一个为纯螺型，另一个为纯刃型，则这两个位错之间没有相互作用。 5-5 在面心立方晶体构造的置换型固溶体中，原子集中的方式一般为空位机制。 5-6 多边化使分散分布的位错集中在一起形成位错墙，因位错应力场的叠加，使点阵畸变增大。 5-7 在合金中，其次相与基体之间界面能的大小打算了其次相的形
25、貌和分布。 5-8 晶粒长大过程就是晶界迁移过程，也就是晶界的平直化过程，所以只要晶界平直了，晶粒就不长大了。 5-9 一个不含空位的完整晶体在热力学上是不稳定的。 5-10 间隙固溶体中溶质浓度越高，则溶质所占据的间隙越多，供集中的空位间隙越少，导致集中系数下降。 5-11 变形金属只有在通常定义的再结晶温度以上才能发生再结晶，此温度以下不行能发生再结晶。 5-12 位错受力方向处处垂直于位错线，位错运动过程中，晶体发生相对滑动的方向始终是柏氏矢量方向。 5-13 渗碳处理常常在钢的奥氏体区域进展，这是由于碳在奥氏体中的浓度梯度比在铁素体中的大。 5-14 回复、再结晶及晶粒长大三个过程均是
26、形核及核长大过程，其驱动力增色为变形储能。 5-15 由于陶瓷粉末烧结时难以避开的显微空隙，在随后成型过程中产生微裂纹，导致陶瓷的实际拉伸强度低于理论的屈服强度。 5-16 晶体中的滑移和孪生都不转变原有的晶体构造，但孪生变形却使晶体的变形局部发生了位向变化。 5-17 再结晶织构是再结晶过程中被保存下来的变形织构。 5-18 一个位错环不行能处处都是螺位错，也不行能处处都是刃位错。 5-19 陶瓷晶体的变形除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。 5-20 为了消退硫化物在钢中的热脆，其两面角要大。 5-21 再结晶完毕后发生晶粒长大时的驱动力主要来自高的总晶界能。
27、 5-22 集中过程中，原子的流量直接正经于集中时间。 5-23 由于碳在奥氏体中的集中系数比铁素体中大，故钢的渗碳处理常常在奥氏体相区进展。 材料的化学组成分通过相构造而打算材料的性能。 在氯化钠晶体中，NaCl 这样的分子是不存在的。对离子化合物而言，不行将化学式与分子式和构造式混为一谈。金刚石与石墨都是碳的单质，但它们在硬度、光学性质与电学性质方面表现了巨大的分歧。在金刚石晶体中，每个碳原子可与相邻的四个碳原子公用 4 对价电子，形成一个浩大的无限分子晶体。在非金属元素单质中，原子一般先通过共价键形成一个有限的或无限的分子，然后再由范氏力把这些分子连成一个晶体。在非金属元素单质中，原子首
28、先通过共价结合形成分子，然后再由分子通过分子间力形成晶体。A4 型点阵构造相当于空间利用率积存密度为 34%的正四周体积存。从积存密度来看，A7 型点阵构造近似地相当于空间利用率仅为 52.4%的立方体积存。 惰性气体原子具有完整的电子层构型，它们并不形成化学键，而是通过微弱的没有方向性的范氏力直接分散成晶体。因此，这类元素的单质和金属相仿，亦具有与圆球的最密堆集相应的构造。 氦的晶体具有 A3 型式的构造，氖、氩、氪、氙均以 A1 型构造存在于晶体中。 六、解释与辨析物质与物相，物相与组织物质与材料，材料科学与材料工程，构造与性能点阵与阵点，晶体构造与空间点阵，晶胞与晶格，晶带与晶轴，构造基
29、元与点阵单位， 基元与阵点，点阵与平移群。周期性与对称性，对称元素与对称操作，旋转轴与反映面，反演与反映， 点群与空间群，相组成与相构造，固溶体合金与化合物合金，中间相与间隙相，间隙固溶体与间隙化合物，位错与层错，堆垛层错与扩展位错，位错反响与位错交割，位错的割结与扭折，位错的攀移与滑移，高分子链的构型与构象，高分子链的进程构造与远程构造， 均聚物与共聚物半共格相界与非共格相界，重合位置点阵与超点阵或重合位置点阵与大角度晶界 结晶体与非晶体，准晶与非晶，液晶、准晶与非晶，上坡集中与下坡集中，稳态集中与非稳态集中，互集中与自集中，孪生与孪晶，滑移与孪生，交滑移与多滑移，丝织构与板织构，滑移、孪生
30、与扭折，多滑移与交滑移，固溶强化与形变强化，细晶强化与弥散强化，丝织构与板织构，形变织构与再结晶织构，织构texture与构造组织microstructure，相律与相图，凝固与结晶，晶胚与晶核，能量起伏、构造起伏与成分起伏，均匀形核与非均匀形核，过冷度与临界晶核半径，形核与长大，选择结晶与区域熔炼， 过冷度与晶粒度，均匀化集中退火与再结晶软化退火，组织组成物与相组成物，平衡结晶与非平衡结晶，共晶转变与共析转变，伪共晶与离异共晶，枝晶偏析与比重偏析，固溶体的脱溶转变与多形性转变，脱溶分解与调幅分解， 珠光体、马氏体与贝氏体 ，托氏体与索氏体和珠光体，铁素体、奥氏体和莱氏体，中间相与渗碳体。七、绘图与标示作图时必需在晶胞中标出基矢 a,b,c7-1.在立方晶胞中画出如下晶面和晶向：021， 2 3 1和 2 10。7-2.在六方晶胞中画出1212晶面。