材料科学与工程基本概念及其应掌握的内容 1.docx

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材料科学与工程基本概念及其应掌握的内容1

基本概念

再结晶退火、再结晶、动态再结晶、二次再结晶、晶体、点阵、空间点阵、点阵畸变、晶胞、晶族、同质多晶、同质异构体、晶粒生长、一级相变、二级相变、珠光体相变、相图中的自由度、相平衡、连线规则、共晶转变、中间相、伪共析转变、共析转变、包晶转变、离异共晶、晶界偏聚、金属键、共价键、离子键、配位数、费米能级、能带、储存能、形变组织、临界变形量、形变织构、网络形成体、网路变性体、尖晶石结构、反尖晶石结构、线缺陷、组分缺陷、福伦克尔（Frenker）缺陷、肖特基缺陷、位错、位错滑移、交滑移、螺位错、全位错、弗兰克尔空位、非化学计量结构缺陷、孪生、空间群、点群、电子化合物、稳态扩散、上坡扩散、反应扩散、弛豫、时效、均相成核、异相成核、固溶体、索氏体、珠光体、配位多面体、高分子的数均相对分子质量（

）、

高分子链的构型、间同立构、平衡分凝系数、热力学势函数、活性氧、调幅分解、金属玻璃、金属间化合物、润湿、.独立组分、烧结

填空题

1.材料的组织结构包括：

、、和。

2.在描述原子中电子的空间位置和能量的4个量子数中，其中决定体系角动量和电子几率分布的空间对称性的是第量子数。

3.派生键合包括和

4.组合成分子轨道的条件是、、和。

5.晶体结构=+。

6.晶胞的基本要素：

和。

7.固体的表面特性包括、和。

8.最紧密堆积的晶体结构有两种：

一种是，每个晶胞中有个原子；另外一种是，每个晶胞中有个原子。

9.金刚石结构中，C是链连接，配位数为。

10.固态相变的驱动力是，阻力是和。

11.金属材料常用的强化手段有、、和。

12.在离子晶体结构中，正离子构成，正负离子间的距离取决于，配位数取决于正负离子的。

13.高分子链中由于而产生的分子在空间的不同形态称为构象，高分子能够改变构象的性质称为。

14.形成置换固溶体的影响因素有、、和。

15.马氏体相变的两个基本特点是和。

16.多晶体材料塑性变形至少需要独立滑移系开动。

17.固态相变形核时，晶核形态呈圆盘状具有最小的能，最大的。

18.发生固态晶体中的扩散，根据伴随原子扩散是否产生新的相结构，可以分为扩散和扩散。

19.根据界面上原子排列结构不同，可把固体中的相界面分为、

和。

20.Cr（原子序号24）的基态电子为。

21.高分子中，由于而产生的分子在空间的不同形态称为构象，高分子能够改变构象的性质叫。

22.硅酸盐晶体主要结构类型（亚类）有、、、

和架状。

23.金属间化合物通常包括受电负性控制的，以原子尺寸为主要控制因

素的密排相和，以及由电子浓度起主要控制作用的。

24.线性高分子可反复使用，又称为塑料；交联高分子不能反复使用，

称为塑料。

25.高岭石属于层状硅酸盐结构，一层是，一层是。

26.晶体内部构造的对称要素是除C、P、

和

外的、和

。

27.三元相图中，共晶点是相平衡，自由度为。

28.链段是用来描述高分子的性。

29.CaO掺杂到ZrO2中，其中Ca2+离子置换了Zr2+离子，由于电中性要求，以

上置换同时产生了一个缺陷，可用缺陷反应方程来表示。

30.固态相变形核的驱动力是，阻力主要是和。

31.小角度晶界由位错构成，其中对称倾转晶界由位错构成，扭转晶界

由位错构成。

32.强化金属材料的方法有强化、强化、强化、

强化。

33.晶体按对称性可分为晶族，晶系，总共有种点群

和种空间群。

34.面心立方堆积中，晶胞的原子数为，它有个四面体空隙，

个八面体空隙。

35.铸锭三晶区指、和。

36.再结晶完成后，晶粒长大可分为晶粒长大和晶粒长大。

37.马氏体相变时，新相往往在母相的一定晶面上开始形成，这个晶面称为

。

38.晶胞是。

39.空间群为Fm3m的晶体结构属于晶族，晶系。

40.晶体结构与它的、和有关。

41.粘土荷电的主要原因有：

、和。

42.熔体结构的聚合物理论认为熔体是的混合物，聚合物的、

和随熔体的组成和温度而变化。

43.在玻璃性质随温度变化的曲线上有二个特征温度和，与这

二个特征温度相对应的粘度分别为和。

44.本征扩散是由而引起的质点迁移，本征扩散的活化能由和

两部分组成，扩散系数与温度的关系式为：

。

45.晶体的本质。

46.在等大球体的最紧密堆积中有和二种排列方式，前者的堆

积方式是，后者的堆积方式是。

47.在面心立方晶体结构中，密排面是。

48.由于的结果，必然会在晶体结构中产生“组分缺陷”，组分缺陷的

浓度主要取决于：

和。

49.熔体中析晶的过程分二步完成，首先是，然后是过程。

均

匀成核的成核速率是由因子和因子所决定的。

50.可逆多晶转变的特点是：

。

51.在CaO-Al2O3-SiO2系相图中，有低共熔点8个、双升点7个、鞍形点9个，

按相平衡规律该三元系统可划分成分三角形。

（注：

鞍形点是界线与相

应连线的交点）

判断题

1.愈接近原子核，电子能级愈高，电子愈不稳定；愈远离原子核，电子能级愈低，电子愈稳定。

2.两侧晶粒位相差小于20的称为大角度晶界。

3.刃位错和螺位错都有攀移和滑移运动。

4.扩散温度愈高，愈有利于扩散进行。

5.热塑性塑料和热固性塑料都可以重复使用。

6.由扩散考虑，与大角度晶界迁移相比，小角度晶界的迁移率较低。

7.形成临界晶核时体积自由能的减小只能补偿新增表面能的1/3。

8.脆性相以颗粒弥散分布于另一相基体上是对材料的强韧性较为有利的组织状态。

9.如果合金在母相态原子的排列是有序的，则经过马氏体相变后，马氏体原子的排列变为无序。

10.点缺陷是热力学稳定的缺陷，在一定的温度下晶体中存在一定数量的平衡缺陷，又称为本征缺陷。

11.结构简单、规整度高、对称性好的高分子不容易结晶。

12.奥氏体的溶碳能力之所以比铁素体高是因为奥氏体晶体间隙大。

13.匀晶转变发生在液态完全互溶固态完全不互溶的体系中。

14.非自发成核时仍然需要结构起伏、成分起伏和能量起伏。

15.在扩散过程中溶质原子总是由高浓度处向低浓度处迁移。

16.固态晶体扩散过程中，扩散原子迁移方向总是从高浓度处向低浓度处迁移。

17.贝氏体转变中，Fe、C原子均不发生扩散。

18.晶粒越细小，晶体强度、硬度越高，塑性、韧性越好。

19.固态相变时，母相中的晶体缺陷阻碍新相晶核的形成。

20.氯化铯结构中，氯占据角顶位置，铯占据立方体心位置，所以其结构类型为体心格子。

21.组元晶体类型不同，在特定条件下也可形成无限互溶的固溶体。

22.结构简单、规整度高、对称性好的高分子容易结晶。

23.同一滑移面上的位错线平行的异号刃型位错，相互作用结果使位错彼此远离。

24.奥氏体的溶碳能力之所以比铁素体高是因为奥氏体晶体间隙大。

25.三元系相图中，在共晶温度点的自由度是0。

此时是三相平衡。

26.过饱和点缺陷是热力学平衡缺陷。

27.晶体结构不同就不能形成连续固溶体。

28.离子键性可以由两个原子的电负性决定。

29.匀晶转变过程是一个恒温转变过程。

30.根据施密特定律，晶体滑移面平行于拉力轴时最容易产生滑移。

31.热加工是指高于回复温度的变形加工。

32.一般来说，金属晶体和陶瓷晶体多为弹-塑性体，而高分子材料和非晶陶瓷可呈现出弹性直至粘性的各种状态。

33.氢键属于分子间力的一种，具有方向性和饱和性。

34.由一个固相同时析出成分和晶体结构均不相同的两个新相的过程称为共析转变。

35.位错攀移是螺位错的一种运动方式。

36.固液体系中，平衡分配系数Ko＞1时，杂质的加入会使熔点下降。

37.在宏观晶体中所存在的对称要素都必定通过晶体的中心。

38.等轴晶系的对称特点是具有4根3次轴。

39.微观对称要素的核心是平移轴。

40.有序-无序转变是指晶体与非晶体之间的转变。

41.固溶体是一种溶解了杂质组分的非晶态固体。

42.大多数固相反应是由扩散速度所控制的。

43.在低温时，一般晶体中发生的扩散是本征扩散。

44.在固液界面的润湿中，增加固体表面的粗糙度，就一定有利于润湿。

45.在四方晶系中，（100）面必定与（110）面相交45°角。

46.晶面在三个坐标轴上的截距之比一定为一简单的整数比。

47.鲍林规则适用于所有的晶体结构。

48.晶体结构中存在着无数多根平移轴。

49.刃位错的位错线平行于滑移方向。

50.非化学计量结构缺陷是由于掺杂而产生的一种杂质缺陷。

51.对于有的材料来说，不管冷却速率多快，都不可能形成玻璃。

52.一般来说，晶界是气孔通向烧结体外的主要扩散通道。

53.在低温时，一般晶体中发生的扩散是非本征扩散。

54.熔体在冷却过程中，过冷度越大总的析晶速率也越大。

55.金刚石、石墨和纳米碳管是碳的同素异形体。

56.在立方晶系中可能存在的空间格子类型有F、I、C三种。

简答题与论述题

1.解释间隙固溶体和间隙相的含义，并加以比较。

2.为什么固溶体的强度常比纯金属高？

3.（以金属为基的）固溶体与中间相的主要差异（如结构、键性、性能）是什么？

XX文库-让每个人平等地提升自我4.纯金属中溶入另一组元后（假设不产生新相）会带来哪些微观结构上的变化？

这些变化如何引起性能上的变化？

5.晶带和晶带轴；

6.柱状晶和等轴晶；

7.包析反应和共析反应；

8.割阶和扭折；

9.冷加工和热加工；

10.说明材料中的结合键与材料性能的关系？

11.简述晶粒生长与二次再结晶的特点，以及造成二次再结晶的原因和防止二次再结晶的方法。

12.何为本征扩散和非本征扩散？

本征扩散和非本征扩散各有什么特点？

13.试从结合键的角度，分析工程材料的分类及其特点。

14.位错密度有哪几种表征方式？

15.陶瓷晶体相可分为哪两大类？

有何共同特点？

16.试从晶界的结构特征和能量特征分析晶界的特点。