材料科學(xué)基礎(chǔ)1

第一章作業(yè)金屬中的與相互作用所構(gòu)成的鍵合稱(chēng)為金屬鍵。由兩個(gè)或多個(gè)相差不大的原子間通過(guò)而形成的化學(xué)鍵叫共價(jià)鍵。決定材料性能的最根本的因素是組成材料的各元素的，其中又以對(duì)材料的性能影響最大?；瘜W(xué)鍵中既無(wú)方向性又無(wú)飽和性的是鍵。NaCl是以鍵結(jié)合的。屬于物理鍵的是（）。A.共價(jià)鍵B.范德華力C.氫鍵6原子Ca、Ar的電子結(jié)構(gòu)表達(dá)？fcc結(jié)構(gòu)的密排方向是,密排面是,致密度為，配位數(shù)是晶胞中原子數(shù)為，把原子視為剛性球時(shí)，原子的半徑r與點(diǎn)陣常數(shù)a的關(guān)系是：。bcc結(jié)構(gòu)的密排方向是，密排面是，致密度為，配位數(shù)是,晶胞中原子數(shù)為—，原子的半徑r與點(diǎn)陣常數(shù)a的關(guān)系是:。hcp結(jié)構(gòu)的密排方向是，密排面是，致密度為，配位數(shù)是，晶胞中原子數(shù)為。根據(jù)溶質(zhì)原子在溶劑點(diǎn)陣中所處的位置，可將固溶體分為和。純Al是結(jié)構(gòu)，密排面是,晶胞致密度,晶胞中原子數(shù)為，原子的半徑r與點(diǎn)陣常數(shù)a的關(guān)系是:。a-Fe是結(jié)構(gòu)，密排面是,晶胞致密度為,晶胞中原子數(shù)為，原子的半徑r與點(diǎn)陣常數(shù)a的關(guān)系是:。在晶面（110）和（111）所在的晶帶，其晶帶軸的指數(shù)為：（）A.[1-10]B.[100]C.[011] D.[011]；滲碳體是一種（）。A.間隙相B.金屬化合物 C.電子化合物D.固溶體晶體的本質(zhì)特征是：（ ）A.內(nèi)部質(zhì)點(diǎn)在三維空間周期排列 B.具有規(guī)則的幾何外形C.具有對(duì)稱(chēng)性 D.具有各向異性以[112]為晶帶軸的共帶面為：（）A.（111）B.（111）C.（Ill）D.（111）晶面（011）和（111）所在晶帶軸。（ ）A.[110]B.[110] C.[011]D.[101]影響置換固溶體溶解度的因素表述正確的是。（）A尺寸差，原子尺寸差越小，溶解度越小B電負(fù)性差，電負(fù)性差越小，溶解度越小C電子濃度，電子濃度越小，溶解度越小D晶體結(jié)構(gòu)，晶格類(lèi)型相同溶解度越大立方晶系中（110）和（211）同屬于晶帶。（）A.[110] B.[100] C.[211] D.[111]；關(guān)于固溶體與中間相，以下說(shuō)法正確的是。（）A.中間相有穩(wěn)定的化學(xué)配比 B.固溶體有穩(wěn)定的化學(xué)配比C.中間相的晶體結(jié)構(gòu)與組元相同D.以上說(shuō)法都正確體心立方晶體結(jié)構(gòu)中，每個(gè)晶胞所占有的原子數(shù)為。（）A.2B.4C.6D.8Cu的晶胞常數(shù)為0.3615nm，其｛110｝面的面間距為。（）A.0.2087nmB.0.3710nmC.0.1470nmD.0.2556nm立方晶系中（111）和（110）同屬于晶帶。（）A.[010] B.[100]C.[211]D.[110]；面心立方晶體結(jié)構(gòu)中，單個(gè)晶胞原子體積占有率為。（）A.68%B.74%C.100%Al的晶胞常數(shù)為0.4049nm，其｛111｝面的面間距為。（ ）A.0.2863nmB.0.3710nmC.0.1470nmD.0.2338nm標(biāo)出面心立方晶胞中（111）面上各點(diǎn)的坐標(biāo)，并判斷[110]是否位于（111）面上。晶體結(jié)構(gòu)與空間點(diǎn)陣的區(qū)別畫(huà)出立方晶系中（111）面、（435）面。寫(xiě)出立方晶系空間點(diǎn)陣特征。分別畫(huà)出立方晶系晶胞內(nèi)的（110）、（112）晶面和［110］、［111］晶向。24.在立方晶胞中畫(huà)出（111）、（110）、（123）晶面以及［111］、［110］晶向。填空題：按照缺陷在空間分布的情況，可將晶體結(jié)構(gòu)中存在的缺陷分為、、三類(lèi)。位錯(cuò)的運(yùn)動(dòng)方式有兩種最基本形式，即和。從位錯(cuò)的幾何機(jī)構(gòu)來(lái)看，可將位錯(cuò)分為和。刃型位錯(cuò)除了可以在滑移面上夕卜，還可以在垂直于滑移面的方向上發(fā)生，螺型位錯(cuò)由于沒(méi)有多余的半原子面，不會(huì)發(fā)生刃型位錯(cuò)的割階部分仍為，扭折部分為；螺型位錯(cuò)中的割階和扭折部分均為。按幾何特征，晶體缺陷分為點(diǎn)缺陷、線缺陷和面缺陷三大類(lèi)。其中點(diǎn)缺陷包括、、雜質(zhì)或溶質(zhì)原子等；線缺陷表現(xiàn)為各種類(lèi)型的—；而面缺陷主要包括、亞晶界、等。晶體的位錯(cuò)按其幾何特征分為和兩大類(lèi)，其中，位錯(cuò)的位錯(cuò)線與柏氏矢量平行，而位錯(cuò)的位錯(cuò)線與柏氏矢量垂直。在實(shí)際晶體中，位錯(cuò)的滑移矢量往往是既不垂直也不平行于位錯(cuò)線，這種位錯(cuò)稱(chēng)為— 位錯(cuò)。選擇題：位錯(cuò)線上的割階一般通過(guò)形成。A位錯(cuò)的交割 B交滑移C孿生在體心立方結(jié)構(gòu)中，柏氏矢量為a[110]的位錯(cuò)分解為a/2[111]+a/2[11-1]。（A）不能（B）能（C）可能界面對(duì)材料的性質(zhì)有著重要的影響，界面具有的特性。A會(huì)引起界面吸附 B界面上原子擴(kuò)散速度較快C對(duì)位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)有阻礙作用 D以上都是位錯(cuò)塞積的一個(gè)重要效應(yīng)是在它的前端引起。A應(yīng)力偏轉(zhuǎn) B應(yīng)力松弛 C應(yīng)力集中刃型位錯(cuò)的滑移方向與位錯(cuò)線之間的幾何關(guān)系？A垂B平行C交叉口 一a a位錯(cuò)反應(yīng)-[101]+-[011]=-[110]能否進(jìn)行？」」 」A不能B能C可能能進(jìn)行攀移的位錯(cuò)必然是。A刃型位錯(cuò)B螺型位錯(cuò) C混合位錯(cuò)柏氏矢量反應(yīng)位錯(cuò)線周?chē)兊拇笮?，因此柏氏矢量的大小。A與回路大小有關(guān) B與回路位置有關(guān)C與回路大小、位置無(wú)關(guān) D與回路大小無(wú)關(guān)，但與回路位置有關(guān)關(guān)于柏氏矢量，以下說(shuō)法錯(cuò)誤的是。A柏氏矢量越大，表明累積畸變?cè)酱驜柏氏矢量相等的同種同號(hào)位錯(cuò)相遇時(shí)相互排斥C柏氏矢量相等的大小與所取回路大小有關(guān)D以上說(shuō)法都正確計(jì)算：試分析在（111）面上運(yùn)動(dòng)的柏氏矢量為b=-:110］的螺形位錯(cuò)受阻時(shí)，能否2通過(guò)交滑移轉(zhuǎn)到（111）、（111）、（111）面中的某個(gè)面繼續(xù)運(yùn)動(dòng)？為什么？某面心立方晶體的可動(dòng)滑移系為（111）［110］。（1） 請(qǐng)指出引起滑移的單位位錯(cuò)的柏氏矢量；（2） 若滑移由刃位錯(cuò)引起，試指出位錯(cuò)線的方向；（3） 請(qǐng)指出在（2）的情況下，位錯(cuò)線的運(yùn)動(dòng)方向；（4） 假設(shè)在該滑移系上作用一大小為0.7MPa的切應(yīng)力，試計(jì)算單位刃位錯(cuò)線受力的大?。ㄈ↑c(diǎn)陣常數(shù)為a=0.2nm）。a—-a a3.在鋁單晶體中（fcc結(jié)構(gòu)）’位錯(cuò)反應(yīng)2［11。］+6［211］ 6［121］能否進(jìn)行?第四章作業(yè)菲克第一定律表述了穩(wěn)態(tài)擴(kuò)散的特征，即不隨變化。A和A-B合金焊合后發(fā)生柯肯達(dá)爾效應(yīng)，測(cè)得界面向A試樣方向移動(dòng)，則A組元的大于B組元。擴(kuò)散的熱力學(xué)分析表明，擴(kuò)散的驅(qū)動(dòng)力是，由此可以解釋某些情況下物質(zhì)從低濃度向高濃度擴(kuò)散的現(xiàn)象，也稱(chēng)。影響固體中原子擴(kuò)散的因素主要包括、、固溶體類(lèi)型、晶體缺陷、化學(xué)成分、應(yīng)力狀況等。選擇題：原子擴(kuò)散過(guò)程的驅(qū)動(dòng)力是：A組員的濃度梯度 B組元的化學(xué)勢(shì)梯度C擴(kuò)散的溫度 D擴(kuò)散的時(shí)間在置換型固溶體中，原子擴(kuò)散的方式一般為：A原子互換機(jī)制 B間隙機(jī)制C空位機(jī)制擴(kuò)散之所以能進(jìn)行，在本質(zhì)上是由于體系內(nèi)存在：A化學(xué)勢(shì)梯度 B濃度梯度C溫度梯度 D壓力梯度晶體的表面擴(kuò)散系數(shù)Ds、界面擴(kuò)散系數(shù)Dg和體積擴(kuò)散系數(shù)Db之間存在的關(guān)系。ADs>Dg>Db BDb<Dg<DsCDg>Ds>Db DDg<Ds<Db穩(wěn)定擴(kuò)散（穩(wěn)態(tài)擴(kuò)散）是指在垂直擴(kuò)散方向的任一平面上，單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)該平面單位面積的粒子數(shù)。A隨時(shí)間而變化 B不隨時(shí)間而變化C隨位置而變化 DA或B菲克（Fick）第一定律指出，擴(kuò)散通量與濃度梯度成正比，擴(kuò)散方向與濃度梯度方向。A相同B無(wú)關(guān)C相反D前三者都不是一般晶體中的擴(kuò)散為。A空位擴(kuò)散 B間隙擴(kuò)散 C易位擴(kuò)散DA和B菲克第一定律描述了穩(wěn)態(tài)擴(kuò)散的特征，即濃度不隨 變化。A距離B時(shí)間C溫度簡(jiǎn)答：簡(jiǎn)述菲克第一定律和菲克第二定律的含義，寫(xiě)出其表達(dá)式，并標(biāo)明其字母的物理含義。說(shuō)明影響擴(kuò)散系數(shù)的因素有哪些，并簡(jiǎn)單說(shuō)明?擴(kuò)散機(jī)制有哪些？分別加以說(shuō)明計(jì)算：已知930°C碳在Y鐵中的擴(kuò)散系數(shù)D=1.61X10-i2m2/s，在這一溫度下對(duì)含碳0.1%的碳鋼滲碳，若表面碳濃度為1.0%,規(guī)定含碳0.3處的深度為滲層深度：（1）求滲層深度x與與滲碳實(shí)踐的關(guān)系式；（2）計(jì)算930C滲10h、20h后的滲層深度x10、x20。erf（B）=0.778，B=0.865。含C量0.20%的低碳鋼在927°C進(jìn)行氣體滲碳。假定表面C含量增加到0.9%,試求距表面0.5mm處，C含量達(dá)0.4%所需的時(shí)間。已知^=1.28X10-iim2/s；erf(B)=0.7143,可查表得B=0.755。 927第五章作業(yè)一、 填空題冷變形金屬加熱過(guò)程中發(fā)生回復(fù)的驅(qū)動(dòng)力是。在常溫和低溫下，金屬的塑性變形主要是通過(guò)方式進(jìn)行的。此外還有和等方式。金屬再結(jié)晶是一個(gè)與過(guò)程。當(dāng)施加的應(yīng)力超過(guò)材料的彈性極限時(shí)，材料將發(fā)生塑性變形，其與彈性變形比較顯著的特征是。多晶材料中，室溫下晶界的存在對(duì)位錯(cuò)滑移有作用，實(shí)踐證明，多晶體的強(qiáng)度隨其晶粒細(xì)化而。二、 選擇題既能提高金屬的強(qiáng)度，又能降低其脆性的手段是。A加工硬化 B固溶強(qiáng)化C晶粒細(xì)化面心立方晶體的孿晶面是孿生方向是。A{112} B{110} C(111)影響再結(jié)晶溫度的因素與規(guī)律正確的是。A純度越高，再結(jié)晶溫度越低B冷變形越大，再結(jié)晶溫度越低C加熱速度越大，再結(jié)晶溫度越低D金屬本性，熔點(diǎn)越低，再結(jié)晶溫度越低從金屬與合金的角度看，冷加工和熱加工一般是以溫度為界限區(qū)分的。A.結(jié)晶B.再結(jié)晶C.相變 D.25°C影響金屬結(jié)晶過(guò)冷度的因素。A金屬本性，金屬不同，其過(guò)冷度不同B金屬純度，純度越高，過(guò)冷度越大C冷卻速度，速度越大，過(guò)冷度越大D鑄造模具所用材料，金屬模具大于砂模的過(guò)冷度冷變形金屬的回復(fù)溫度再結(jié)晶溫度。A高于 B等于 C低于冷變形金屬的回復(fù)溫度再結(jié)晶溫度。A高于 B等于 C低于變形后的材料在升溫加熱時(shí)發(fā)生回復(fù)和再結(jié)晶現(xiàn)象，則點(diǎn)缺陷濃度下降明顯發(fā)生在。

B再結(jié)晶階段DB再結(jié)晶階段D以上都不是C晶粒長(zhǎng)大階段三、簡(jiǎn)答與計(jì)算題1.請(qǐng)簡(jiǎn)述回復(fù)的機(jī)制。2.如何區(qū)分金屬的熱變形和冷變形?低碳鋼的拉伸曲線上會(huì)出現(xiàn)明顯的屈服點(diǎn)，什么是屈服？試解釋屈服現(xiàn)象的物理本質(zhì)。已知銅的臨界切分應(yīng)力為1Mpa,問(wèn)要使(-111)面上產(chǎn)生［101］方向的滑移，應(yīng)在［001］方向上施加多大的力？ TTT T_ 4.在面心立方晶體中，分別畫(huà)出(101)、［110］和(111)、［110］，指出哪些是滑移面、滑移方向，并就圖中情況分析它們能否構(gòu)成滑移系？第六章作業(yè)（含第五章部分補(bǔ)充內(nèi)容）經(jīng)冷變形的金屬在退火回復(fù)階段，、等力學(xué)性能指標(biāo)略有降低，略有升高，點(diǎn)缺陷密度明顯。具有粗糙晶面的固溶體合金在正的溫度梯度下。A以二維晶核方式長(zhǎng)大 B以螺型位錯(cuò)方式長(zhǎng)大C以垂直方式長(zhǎng)大 D晶體形態(tài)可能呈樹(shù)枝狀具有光滑界面的物質(zhì)在負(fù)的溫度梯度下長(zhǎng)大時(shí)。A以二維晶核方式長(zhǎng)大B以螺旋方式長(zhǎng)大C以垂直方式長(zhǎng)大D呈現(xiàn)樹(shù)枝狀結(jié)晶臨界晶核是能夠穩(wěn)定存在的且能成長(zhǎng)為新相的核胚，臨界晶核的半徑越大，晶核的形成。A越容易 B需要更低的能量C越困難 D不受影響在相同條件下，非均勻成核與均勻成核比較，非均勻成核。A晶核數(shù)目更多 B晶核大小更均勻C需要更大的過(guò)冷度 D均不對(duì)凝固時(shí)不能有效降低晶粒尺寸的是以下哪種方法?A加入形核劑 B減小液相過(guò)冷度 C對(duì)液相實(shí)施攪拌形成臨界晶核時(shí)體積自由能的減少只能補(bǔ)償表面能的。A1/3B2/3C3/4影響金屬結(jié)晶過(guò)冷度的因素。A金屬本性，金屬不同，其過(guò)冷度不同B金屬純度，純度越高，過(guò)冷度越大C冷卻速度，速度越大，過(guò)冷度越大D鑄造模具所用材料，金屬模具大于砂模的過(guò)冷度下面關(guān)于回復(fù)與再結(jié)晶的說(shuō)法中，正