《材料科學(xué)基礎(chǔ)》考研石德珂版2021考研名?？佳姓骖}

《材料科學(xué)基礎(chǔ)》考研石德珂版2021考研名?？佳?/p>

真題第一部分名?？佳姓骖}導(dǎo)論.試舉例分析材料加工過程對材料使用性能的影響。［中南大學(xué)2007研］答：材料加工過程對材料使用性能有重要而復(fù)雜的影響，材料也必須通過合理的工藝流程才能制備出具有實(shí)用價(jià)值的材料來。通過合理和經(jīng)濟(jì)的合成和加工方法，可以不斷創(chuàng)制出許多新材料或改變和精確控制許多傳統(tǒng)材料的成分和結(jié)構(gòu)，可以進(jìn)一步發(fā)掘和提高材料的性能。材料的制備冶成和加工不僅賦予材料一定的尺寸和形狀，而且是控制材料成分和結(jié)構(gòu)的必要手段。如鋼材可以通過退火、淬火、回火等熱處理來改變它們內(nèi)部的結(jié)構(gòu)而達(dá)到預(yù)期的性能，冷軋硅鋼片經(jīng)過復(fù)雜的加工工序能使晶粒按一定取向排列而大大減少鐵損。.任意選擇一種材料，說明其可能的用途和加工過程。［中南大學(xué)2007研］答：如Al-Mg合金。作為一種可加工、不可熱處理強(qiáng)化的結(jié)構(gòu)材料，由于具有良好的焊接性能、優(yōu)良的耐蝕性能和塑性，在飛機(jī)、輕質(zhì)船用結(jié)構(gòu)材料、運(yùn)輸工業(yè)的承力零件和化工用焊接容器等方面得到了廣泛的應(yīng)用。根據(jù)材料使用目的，設(shè)計(jì)合金成分，考慮燒損等情況進(jìn)行配料，如A15Mg合金板材，實(shí)驗(yàn)室條件下可在電阻坩堝爐中750T左右進(jìn)行合金熔煉，精煉除氣、除渣后720°C金屬型鑄造，430?470°C均勻化退火10?20h后，在380?450°C熱軋，再冷軋至要求厚度，在電阻爐中進(jìn)行穩(wěn)定化處理，剪切成需要的尺寸或機(jī)加工成標(biāo)準(zhǔn)試樣，進(jìn)行各種組織、性能測試。.說說你對材料的成分、組織、工藝與性能之間關(guān)系的理解。［中南大學(xué)2007研］答：材料的成分、組織、工藝與性能之間的關(guān)系非常緊密，互相影響。材料的性能與它們的化學(xué)成分和組織結(jié)構(gòu)密切相關(guān)，材料的力學(xué)性能往往對結(jié)構(gòu)十分敏感，結(jié)構(gòu)的任何微小變化，都會(huì)使性能發(fā)生明顯變化。如鋼中存在的碳原子對鋼的性能起著關(guān)鍵作用，許多金屬材料中一些極微量的合金元素也足以嚴(yán)重影響其性能。然而由同一元素碳構(gòu)成的不同材料如石墨和金剛石，也有著不同的性能，有些高分子的化學(xué)成分完全相同而性能卻大不一樣，其原因是它們有著不同的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。材料的內(nèi)部結(jié)構(gòu)可分為不同層次，包括原子結(jié)構(gòu)、原子的排列方式，以及顯微組織和結(jié)構(gòu)缺陷。如果同樣的晶體材料，它的晶粒或是"相”的形態(tài)和分布改變，就可以大大地改善它的性能。無論是金屬、陶瓷、半導(dǎo)體、高分子還是復(fù)合材料，它們的發(fā)展都與成分和結(jié)構(gòu)密切相關(guān)。只有理解和控制材料的結(jié)構(gòu)，才能得到人們所要求的材料性能。而材料的制備冶成和加工不僅賦予材料一定的尺寸和形狀，而且是控制材料成分和結(jié)構(gòu)的必要手段。如鋼材可以通過退火、淬火、回火等熱處理來改變它們內(nèi)部的結(jié)構(gòu)而達(dá)到預(yù)期的性能，令軋硅鋼片經(jīng)過復(fù)雜的加工工序能使晶粒按一定取向排列而大大減少鐵損。有時(shí)候可以說沒有一種合成加工上的新的突破，就沒有某一種新材料。如有了快速令卻的加工方法，才有了非晶態(tài)的金屬合金。.談?wù)勀闼私獾男虏牧稀⑿鹿に嚒＃壑心洗髮W(xué)2007研］答：材料的種類繁多，把那些已經(jīng)成熟且在工業(yè)中已批量生產(chǎn)并大量應(yīng)用的材料稱之為傳統(tǒng)材料或基礎(chǔ)材料。而把那些正在發(fā)展，且具有優(yōu)異性能和應(yīng)用前景的一類材料稱之為先進(jìn)材料或新材料。傳統(tǒng)材料通過采用新技術(shù)、提高性能可以成為新材料，新材料經(jīng)過長期生產(chǎn)和應(yīng)用之后也就成為傳統(tǒng)材料。目前新材料往往與新的加工技術(shù)聯(lián)系在一起，如通過一種快速冷卻或機(jī)械合金化等加工方法，可以制備非晶態(tài)的金屬合金，而在這之前人們不知道金屬還可以做成非晶態(tài)；其他如噴射沉積技術(shù)、半固態(tài)加工技術(shù)、凈形薄帶連續(xù)鑄造技術(shù)等都是新的加工技術(shù)。其中鋁合金制備新技術(shù)有：熱頂鑄造、氣隙鑄造及電磁鑄造技術(shù)，鋁合金電磁鑄軋技術(shù)，大型鋁合金型材擠壓技術(shù)，特寬鋁合金中厚板軋制技術(shù)，半固態(tài)金屬成形技術(shù)，鋁合金顯微組織結(jié)構(gòu)預(yù)測及性能控制技術(shù)。.歐盟于2006年7月1日開始正式執(zhí)行的RoHS指令（現(xiàn)已成為法令）要求禁止哪些有害物質(zhì)?其最高允許含量分別是多少?替代有鉛釬料的主要釬料系統(tǒng)有哪些?［清華大學(xué)2008研］答:禁用鉛（Pb,0.1%）、汞（Hg,0.1%）、鎘（Cd,0.01%）、六價(jià)鉻*多溴聯(lián)苯（PPB,Polybrominated,0.1%）、多溴二苯醚（PBDE,PolybrominatedDiphenylEther,0.1%）。替代有鉛釬料的主要有：Sn-Ag-Cu、Sn-Zn、Sn-Bi、Sn-In系統(tǒng)。第1章材料結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)知識(shí)一、選擇題1.化學(xué)鍵中既無方向性又無飽和性的為（ ）。［上海交通大學(xué)2005研］A.共價(jià)鍵B.金屬鍵C.離子鍵【答案】B查看答案.大多數(shù)實(shí)際材料鍵合的特點(diǎn)是（ ）。［浙江大學(xué)2006研］幾種鍵合形式同時(shí)存在以離子鍵的形式存在以金屬鍵的形式存在【答案】A查看答案.原子間的吸引與排斥作用隨原子間的間距不同而不同，原子間距不同時(shí)，起主要作用的作用力是不一樣的，有（ ）。［浙江大學(xué)2006研］吸引力在原子十分接近時(shí)起主要作用吸引力在遠(yuǎn)距離時(shí)起主要作用C?排斥力在遠(yuǎn)距離時(shí)起主要作用【答案】B查看答案【解析】吸引力是遠(yuǎn)程力，在遠(yuǎn)距離是起主要作用；排斥力是近程力，在近距離是起主要作用。4.極性共價(jià)鍵的形成條件若以成鍵兩原子間電負(fù)性差來表示時(shí)，其電負(fù)性差值為（ ）。［浙江大學(xué)2006研］A?B?C?【答案】A查看答案【解析】金屬鍵形成的條件是 ，離子鍵形成的條件是 ，共價(jià)鍵形成的條件是5.容易形成玻璃的物質(zhì)往往具有（ ）之類的鍵型。［南京工業(yè)大學(xué)2009研］A.離子鍵金屬鍵極性共價(jià)鍵D.共價(jià)鍵【答案】C查看答案二、 名詞解釋1.離子鍵［吉林大學(xué)2009研］答:離子鍵是通過兩個(gè)或多個(gè)原子或化學(xué)基團(tuán)失去或獲得電子而成為離子后形成的。帶相反電荷的離子之間存在靜電作用，當(dāng)兩個(gè)帶相反電荷的離子靠近時(shí)，表現(xiàn)為相互吸引，而電子和電子、原子核與原子核之間又存在著靜電排斥作用，當(dāng)靜電吸引與靜電排斥作用達(dá)到平衡時(shí)，便形成離子鍵。因此，離子鍵是陽離子和陰離子之間由于靜電作用所形成的化學(xué)鍵。.共價(jià)?。郾本┕I(yè)大學(xué)2009研］答：共價(jià)健是指由兩個(gè)或多個(gè)電負(fù)性相差不大的原子間通過共用電子對而形成的化學(xué)鍵，具有飽和性和方向性。.金屬鍵［西安工業(yè)大學(xué)2007研］答:金屬鍵是金屬正離子與自由電子之間的相互作用所構(gòu)成的金屬原子間的結(jié)合力。三、 簡答題1.判斷下列物質(zhì)的主要結(jié)合鍵［西安交通大學(xué)2003研］CaOSiCGaAsCu3A1*離子鍵的相對比值可參考公式：離子鍵相對比值式中，xA、xB分別為A、B元素的電負(fù)性。以下為相關(guān)元素的電負(fù)性值：表1-1元素 0 Ca Cu Al Si Ga As電負(fù)性 3.44 1.00 1.90 1.61 1.90 1.81 2.18答：CaO：離子鍵；SiC:共價(jià)鍵；GaAs:共價(jià)鍵；Cu3Al:金屬鍵。.說明材料中的結(jié)合鍵與材料性能的關(guān)系。［中南大學(xué)2007研］答：材料結(jié)合鍵的類型及結(jié)合能的大小對材料的性能有重要的影響，特別是對物理性能和力學(xué)性能。物理性能：(1)結(jié)合鍵越強(qiáng)，熔點(diǎn)越高，熱膨脹系數(shù)就越小，密度也越大。(2)金屬具有光澤、高的導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性、較好的機(jī)械強(qiáng)度和塑性且具有正的電阻溫度系數(shù)，這就與金屬的金屬鍵有關(guān)。(3)陶瓷、聚合物一般在固態(tài)下不導(dǎo)電，這與其非金屬鍵結(jié)合有關(guān)。工程材料的腐蝕實(shí)質(zhì)是結(jié)合鍵的形成和破壞。力學(xué)性能：(1)晶體材料的硬度與晶體的結(jié)合鍵有關(guān)。一般共價(jià)鍵、離子鍵、金屬鍵結(jié)合的晶體比分子鍵結(jié)合的晶體的硬度高。(2)結(jié)合鍵之間的結(jié)合鍵能越大，則彈性模量越大。(3)工程材料的強(qiáng)度與結(jié)合鍵能也有一定的聯(lián)系。一般結(jié)合鍵能高，強(qiáng)度也高一些。(4)材料的塑性也與結(jié)合鍵類型有關(guān)，金屬鍵結(jié)合的材料具有良好的塑性，而離子鍵、共鍵結(jié)合的材料塑性變形困難，所以陶瓷材料塑性很差。.簡述原子間四種結(jié)合鍵各自的特點(diǎn)，并從結(jié)合鍵的角度討論金屬的力學(xué)特性。［西安理工大學(xué)2007研］答：各種鍵的特點(diǎn)如表1-2所示。

形成晶體的力學(xué)硬度高，強(qiáng)度大硬度高，強(qiáng)度大塑性變形能力好硬度低，塑性、表1-2形成晶體的力學(xué)硬度高，強(qiáng)度大硬度高，強(qiáng)度大塑性變形能力好硬度低，塑性、類型 作用力來源 鍵強(qiáng)離子鍵正負(fù)離子間的庫侖引力 最強(qiáng)共價(jià)鍵相鄰原子價(jià)電子各處于相反的自選狀態(tài)，原子核間的庫侖引力強(qiáng)金屬鍵自由電子氣與正離子之間的庫侖引力 較強(qiáng)二次鍵原子與分子間由誘導(dǎo)或永久電偶極子相互作用而產(chǎn)生 弱金屬鍵由于沒有方向性和飽和性，對原子也沒有選擇性，在受外力作用下