《材料科学基础》课程教学大纲

《材料科学基础》课程教学大纲

一、课程说明

课程编码4300655 课程类别专业方向课

修读学期第三学期学分 2 学时32 课程英文名称Fundamentals of Materials Science

适用专业应用化学

先修课程大学物理、物理化学

二、课程的地位及作用

材料科学基础是研究材料的成分、结构与性能之间的关系及其变化规律的一门应用基础科学。本课程的任务是向学生较全面系统地介绍材料科学基本原理，注意材料的共性与个性的结合，实现多学科知识的交叉与渗透。学习本课程的目的是为后续专业课打下牢固的基础，同时为将来从事材料的研究与开发打下坚实的理论基础。先修课程为物理化学、高等数学。通过材料科学基础的教学，使学生了解和掌握材料科学的基本理论，培养学生理论思维的能力，为从事材料学教学和科研打下扎实的理论基础。

三、课程教学目标

1. 理解金属键、离子键、共价键、分子键和氢键几种典型结合键的，掌握三大固体材料的结构特点、性能特点，建立材料结构与性能之间的关系。掌握晶体学的基础知识。

2．掌握晶体缺陷的类型、结构特征、性质及其对材料性能的影响

3．掌握扩散第一定律、扩散第二定律及其应用、扩散机制、扩散系数的计算、影响扩散的因素和离子晶体的扩散。

4.掌握固体材料变形的基本方式，掌握形变金属及合金在退火过程中的变化。核的规律，了解熔化熵对晶体生长的影响。了解固溶体合金的凝固规律，了解材料的非晶态概念。

5. 掌握相图的基本知识，二元相图的基本类型，二元相图的分析与使用方法，熟练

应用铁碳相图；掌握三元相图类型、定量法则、分析方法、等温截面、变温截面、液态投影图。

四、课程学时学分、教学要求及主要教学内容

(一) 课程学时分配一览表

章节主要内容总学时

学时分配讲授实践

第1章原子结构与键合 2 2 0

第2章固体结构 6 6 0

第3章晶体缺陷 6 6 0

第4章固体中原子及分子的运动 4 4 0

第5章材料的形变和再结晶 4 4 0

第6章单组元相图及纯金属的凝固 4 4 0

第7章二元系相图及合金的凝固 6 6 0

(二) 课程教学要求及主要内容

第一章原子结构与键合

教学目的和要求：

1. 了解原子结构及建合类型；

2. 掌握物质的组成、原子的结构、电子结构和元素周期表；

3. 熟悉一次键（金属键、离子键、共价键）、二次健（范德华力和氢键）的定义、特点；

4. 掌握材料中的结合键的类型对材料性能的影响，键-能曲线及其应用。

教学重点和难点:

1. 教学重点：原子的电子结构；原子间的键合。

2. 教学难点：原子的电子结构；元素周期律。

教学方法和手段：使用多媒体手段，以讲授为主。

教学主要内容：

1. 原子结构主量子数、角量子数、磁量子数和自旋量子数、原子量、原子价和电负性等基本概念，能量最低原理、包利不相容原理等基本原理，原子核外电子排布规律。

原子结构、原子排列对材料性能的影响；2. 材料中的结合键的类型、本质，各结合键对材料性能的影响，键-能曲线及其应用；3. 原子的堆垛和配位数的基本概念及对材料性能的影响；4. 显微组织基本概念和对材料性能的影响。

第二章固体结构

教学目的和要求：

1. 掌握三大固体材料的结构特点、性能特点，建立材料结构与性能之间的关系；

2. 掌握晶体学的基础知识，重点是掌握晶向指数与晶面指数的标定方法，三种典型的金属晶体结构，会求三种晶体结构的致密度和配位数。

教学重点和难点：

1. 教学重点：14种布拉维点阵；三种典型的金属晶体结构。

2. 教学难点：晶体结构中间隙类型与半径；合金相结构；离子晶体及共价晶体的结构。

教学方法和手段：使用多媒体手段，以讲授为主。

教学主要内容：

1. 晶体与非晶体、晶体结构、空间点阵、晶格、晶胞、晶格常数、布拉菲点阵、晶面间距等基本概念；

2. 晶体晶向指数与晶面指数的标定方法；晶带定理；极射投影；晶体的对称性；

3. 晶体结构及类型，常见晶体结构(bcc、fcc、hcp)及其几何特征、配位数、堆积因子（致密度）、间隙、密排面与密排方向；

4. 典型离子晶体结构类型：金刚石结构，石墨结构，NaCl型结构、CsCl型结构，ZnS型结构，萤石型结构，金红石型结构，CdI2型结构，钙钛矿型结构，尖晶石型结构，描述晶体结构的三种方法，同质多晶与类质同晶的概念；

5. 硅酸盐晶体结构特点及其分类：硅酸盐晶体结构的分类原则；岛状结构，组群状结构，链状结构，层状结构和架状结构的硅酸盐晶体；

6. 高分子材料的组成和结构的基本特征，高分子材料结晶形态、高分子链在晶体中的构象、高分子材料晶态结构模型、液晶态的结构特征与分类。

第三章晶体缺陷

教学目的和要求：

1. 掌握晶体缺陷的类型、各类缺陷的结构特征、性质及其对材料性能的影响；

2. 重点掌握位错的概念，柏氏矢量及其性质，位错的运动与交割，位错反应，掌握位错的应力场，了解位错的能量；

3. 晶体的界面与界面能，吸附与润湿等概念与现象。

教学重点和难点：

1. 教学重点：线缺陷的结构特征及其对性能的影响。

2. 教学难点：位错的弹性性质；实际晶体中的位错；位错的增殖机制。

教学方法和手段：使用多媒体手段，以讲授为主。

教学主要内容：

1. 点缺陷；

2. 线缺陷；

3. 面缺陷；

4. 各类缺陷对结构及性能的影响。

第四章固体中原子及分子的运动

教学目的和要求：

1. 掌握扩散的概念、重点掌握扩散第一定律、扩散第二定律及其应用、扩散机制。

2. 了解柯肯达耳效应、扩散的热力学解释，掌握扩散系数的计算、影响扩散的因素和离子晶体的扩散。

教学重点和难点:

1. 教学重点：扩散的热力学解释；扩散第二定律的应用。

2. 教学难点：非稳态扩散方程的解。

教学方法和手段：使用多媒体手段，以讲授为主。

教学主要内容：

1. 扩散概念和柯肯达尔效应，扩散第一定律、扩散第二定律，非稳态扩散方程的解；

2. 扩散驱动力及扩散机制，反应扩散；

3. 离子晶体中的扩散、聚合物中的扩散机制；

4. 扩散系数、扩散激活能，影响扩散的因素及原理：晶体组成的影响，化学键的影响，结构缺陷的影响。温度与杂质的影响等等。

第五章材料的形变和再结晶

教学目的和要求：

1. 掌握固体材料变形的基本方式、弹性变形的机制、塑性变形的机理、塑性变形对组织与性能的影响、金属及合金强化的位错解释；

2. 掌握形变金属及合金在退火过程中的变化、即回复、再结晶、晶粒长大过程及其机制、金属的热变形；

3. 掌握结晶的基本过程、结晶的热力学条件、形核及长大规律、凝固理论的应用；

4. 了解非均匀形核的规律，了解熔化熵对晶体生长的影响；

5. 了解固溶体合金的凝固规律，了解材料的非晶态概念。

教学重点和难点:

1. 教学重点：塑性变形的机理；塑性变形对组织与性能的影响；变形对组织与性能的影响；形变金属及合金在退火过程中的变化；回复、再结晶、晶粒长大过程及其机制。

2. 教学难点：塑性变形的机理非稳；金属及合金强化的位错解释；再结晶、晶粒长大过程及其机制。

教学方法和手段：使用多媒体手段，以讲授为主。

教学主要内容：

1. 弹性变形；

2. 塑性变形的机理；

3. 塑性变形对组织与性能的影响；

4. 金属及合金强化的位错解释；

5. 形变金属及合金在退火过程中的变化；

6. 回复；再结晶；晶粒长大；

7. 金属的热变形。

第六章单组元相图及纯金属的凝固

教学目的和要求：

1. 掌握相平衡条件和相律，单元系相图；

2. 理解纯金属的凝固过程，结晶的热力学条件以及形核及长大的规律，凝固理论的应用。

教学重点和难点：

1. 教学重点：结晶的基本过程、热力学条件、凝固理论的应用。

2. 教学难点：非均匀形核的规律。

教学方法和手段：使用多媒体手段，以讲授为主。

教学主要内容：

1. 纯金属的凝固过程；

2. 结晶的热力学条件；

3. 形核及长大的规律；

4. 凝固理论的应用。

第七章二元系相图及合金的凝固

教学目的和要求：

1. 掌握相图的基本知识，二元相图的基本类型；

2. 二元相图的分析与使用方法，熟练应用铁碳相图。

教学重点和难点：

1. 教学重点：二元相图的分析和使用；铁碳相图和铁碳合金。

2. 教学难点：组织与相的区别；杠杆定律应用。

教学方法和手段：使用多媒体手段，以讲授为主。

教学主要内容：

1. 二元合金相图的建立，二元相图中的匀晶、共晶、包晶、偏晶等相图的结构分析；共析、包析反应；二元相图的平衡结晶过程分析、冷却曲线；二元合金中匀晶、共晶、共析、二次相析出的平衡相和平衡组织特点；

2. 杠杆定律及其应用；

3. 基本相图的分析和应用，相图与性能的关系；

4. 铁碳合金的平衡结晶过程及室温下所得到的组织，铁素体、奥氏体、珠光体、莱氏体和渗碳体等基本概念。

五、选用教材及主要参考书目

1. 选用教材

胡庚祥.材料科学基础教程,第三版[M].上海:上海交通大学出版社,2010.

2. 主要参考书目

[1] 石德珂.材料科学基础,第二版[M].北京:机械工业出版社,2003.

[2] 刘智恩.材料科学基础,第一版[M].西安:西北工业大学出版社,2003.

[3] 潘金生.材料科学基础,第一版[M].北京:清华大学出版社,2002.

[4] 徐恒钧.材料科学基础,第二版[M].北京:北京工业大学出版社,2001.

六、考核方式和成绩评定

1. 考核方式

闭卷考试。

2. 成绩评定

本课程为期末闭卷考试和平时成绩相结合进行综合评定，最终成绩由以下

四部分组成：

第一部分：期末闭卷考试成绩占总成绩的70％；第二部分：作业成绩占总成绩的10％；

第三部分：课堂提问占总成绩的10％；

第四部分：上课考勤占总成绩的10％。

大纲执笔人：陈上

大纲审核人：申永强、李佑稷

材料科学基础期末试题

材料科学基础考题 I卷 一、名词解释（任选5题，每题4分，共20分） 单位位错；交滑移；滑移系；伪共晶；离异共晶；奥氏体；成分过冷答： 单位位错：柏氏矢量等于单位点阵矢量的位错称为单位位错。 交滑移：两个或多个滑移面沿着某个共同的滑移方向同时或交替滑移，称为交滑移。滑移系：一个滑移面和此面上的一个滑移方向合起来叫做一个滑移系。 伪共晶：在非平衡凝固条件下，某些亚共晶或过共晶成分的合金也能得全部的共晶组织，这种由非共晶成分的合金所得到的共晶组织称为伪共晶。 离异共晶：由于非平衡共晶体数量较少，通常共晶体中的a相依附于初生a相生长，将共晶体中另一相B推到最后凝固的晶界处，从而使共晶体两组成相相间的组织特征消失，这种两相分离的共晶体称为离异共晶。 奥氏体：碳原子溶于丫-Fe形成的固溶体。 成分过冷：在合金的凝固过程中，将界面前沿液体中的实际温度低于由溶质分布所决定的凝固温度时产生的过冷称为成分过冷。 二、选择题（每题2分，共20分） 1. 在体心立方结构中，柏氏矢量为a[110]的位错（A ）分解为a/2[111]+a/2[l11]. （A）不能（B）能（C）可能 2. 原子扩散的驱动力是：（B ） （A）组元的浓度梯度（B）组元的化学势梯度（C）温度梯度 3?凝固的热力学条件为：（D ） （A）形核率（B）系统自由能增加 （C）能量守衡（D）过冷度 4?在TiO2中，当一部分Ti4+还原成Ti3+，为了平衡电荷就出现（A） （A）氧离子空位（B）钛离子空位（C）阳离子空位 5?在三元系浓度三角形中，凡成分位于（ A ）上的合金，它们含有另两个顶角所代表的两 组元含量相等。 （A）通过三角形顶角的中垂线 （B）通过三角形顶角的任一直线 （C）通过三角形顶角与对边成45°的直线 6?有效分配系数k e表示液相的混合程度，其值范围是（B ） （A）1vk e

大学美育教学内容

大学美育

《大学美育》 教学大纲 一、课程性质 授课对象为大学各专业本科生，课程属性为公共必修课。 二、课程教学目的 本课程为大学本科各专业必修课。 讲授美育和美学理论知识是高等学校对学生实施审美教育的基础环节。开设本课程的目的，在于使学生比较系统地了解马克思主义美学的基本原理，以及美育的意义、任务和途径，从而初步树立正确、进步的审美观，培养高尚、健康的审美理想和审美情趣，发展对美的事物的感受力、鉴赏力、创造力，提高在审美欣赏活动和审美创造活动中陶冶情操、完善人格、进行自我教育的自觉性。 三、教学基本内容及基本要求 绪论培养全面发展的一代新人 1、教育的根本任务在于育人，就是要培养做人的基本素质，使青年一代成为全面发展的人。 美育的根本问题是要培养完美的人格，它是人的基本素质教育，在全面发展教育中具有独特功能和重要地位。 2、了解教育的根本任务，美育在全面发展教育中的重要意义。 第一章人类美化自身的学科 1、高校美育的首要任务，是要教育学生逐步树立马克思主义的审美观。基本任务，是要培养正确的审美理想，健康的审美情趣，提高对美的感受力、鉴赏力、表现力和创造力。根本任务，是要塑造完美的人格：以美引善，提高学生的思想品德；以美启真，增强学生的智力；以美怡情，增进学生的身心健康，总之要促进大学生全面、和谐的发展。 高校美育的实施，①教学活动(设置美育和文学艺术教育方面的课程，开掘和发挥所有课程的美育因素)；②课外活动(组织文艺社团，举办美育方面的讲座演出、展览、参观、比赛等等)；③校园环境的美化和文明校园建设等。 2、掌握美育的任务，了解美育的实施。 第二章美是什么 1、美学史上关于美的本质问题的代表性观点：美是理念，美是主观观念,美是事物的属性，美是关系，美是生活。以上观点对于认识美的本质的意义及局限性。

材料科学基础作业

Fundamentals of Materials Science 1. Determine the Miller indices for the planes shown in the following unit cell: A:(2 1 -1) B:(0 2 -1) 2. Show that the atomic packing factor for HCP is 0.74. Solution: This problem calls for a demonstration that the APF for HCP is 0.74. Again, the APF is just the total sphere-unit cell volume ratio. For HCP, there are the equivalent of six spheres per unit cell, and thus Now, the unit cell volume is just the product of the base area times the cell height, c. This base area is just three times the area of the parallelepiped ACDE shown below.

The area of ACDE is just the length of CD times the height BC. But CD is just a or 2R, and 3. For both FCC and BCC crystal structures, the Burgers vector b may be expressed as

材料科学基础知识点总结

金属学与热处理总结 一、金属的晶体结构 重点内容：面心立方、体心立方金属晶体结构的配位数、致密度、原子半径，八面体、四面体间隙个数；晶向指数、晶面指数的标定；柏氏矢量具的特性、晶界具的特性。 基本内容：密排六方金属晶体结构的配位数、致密度、原子半径，密排面上原子的堆垛顺序、晶胞、晶格、金属键的概念。晶体的特征、晶体中的空间点阵。 晶胞：在晶格中选取一个能够完全反映晶格特征的最小的几何单元，用来分析原子排列的规律性，这个最小的几何单元称为晶胞。 金属键：失去外层价电子的正离子与弥漫其间的自由电子的静电作用而结合起来，这种结合方式称为金属键。 位错：晶体中原子的排列在一定范围内发生有规律错动的一种特殊结构组态。 位错的柏氏矢量具有的一些特性： ①用位错的柏氏矢量可以判断位错的类型；②柏氏矢量的守恒性，即柏氏矢量与回路起点及回路途径无关；③位错的柏氏矢量个部分均相同。 刃型位错的柏氏矢量与位错线垂直；螺型平行；混合型呈任意角度。 晶界具有的一些特性： ①晶界的能量较高，具有自发长大和使界面平直化，以减少晶界总面积的趋势；②原子在晶界上的扩散速度高于晶内，熔点较低；③相变时新相优先在晶界出形核；④晶界处易于发生杂质或溶质原子的富集或偏聚；⑤晶界易于腐蚀和氧化；⑥常温下晶界可以阻止位错的运动，提高材料的强度。 二、纯金属的结晶 重点内容：均匀形核时过冷度与临界晶核半径、临界形核功之间的关系；细化晶粒的方法，铸锭三晶区的形成机制。 基本内容：结晶过程、阻力、动力，过冷度、变质处理的概念。铸锭的缺陷；结晶的热力学条件和结构条件，非均匀形核的临界晶核半径、临界形核功。 相起伏：液态金属中，时聚时散，起伏不定，不断变化着的近程规则排列的原子集团。 过冷度：理论结晶温度与实际结晶温度的差称为过冷度。 变质处理：在浇铸前往液态金属中加入形核剂，促使形成大量的非均匀晶核，以细化晶粒的方法。 过冷度与液态金属结晶的关系：液态金属结晶的过程是形核与晶核的长大过程。从热力学的角度上看，

材料科学基础试题

第一章原子排列 本章需掌握的内容： 材料的结合方式：共价键，离子键，金属键，范德瓦尔键，氢键；各种结合键的比较及工程材料结合键的特性； 晶体学基础：晶体的概念，晶体特性（晶体的棱角，均匀性，各向异性，对称性），晶体的应用 空间点阵：等同点，空间点阵，点阵平移矢量，初基胞，复杂晶胞，点阵参数。 晶系与布拉菲点阵：种晶系，14种布拉菲点阵的特点； 晶面、晶向指数：晶面指数的确定及晶面族，晶向指数的确定及晶向族，晶带及晶带定律六方晶系的四轴座标系的晶面、晶向指数确定。 典型纯金属的晶体结构：三种典型的金属晶体结构：fcc、bcc、hcp； 晶胞中原子数、原子半径，配位数与致密度，晶面间距、晶向夹角 晶体中原子堆垛方式，晶体结构中间隙。 了解其它金属的晶体结构：亚金属的晶体结构，镧系金属的晶体结构，同素异构性 了解其它类型的晶体结构：离子键晶体结构：MgO陶瓷及NaCl，共价键晶体结构：SiC陶瓷，As、Sb 非晶态结构：非晶体与晶体的区别，非晶态结构 分子相结构 1. 填空 1. fcc结构的密排方向是_______，密排面是______，密排面的堆垛顺序是_______致密度为___________配位数是________________晶胞中原子数为___________，把原子视为刚性球时，原子的半径是____________；bcc结构的密排方向是_______，密排面是_____________致密度为___________配位数是________________ 晶胞中原子数为___________，原子的半径是____________；hcp结构的密排方向是_______，密排面是______，密排面的堆垛顺序是_______，致密度为___________配位数是________________，晶胞中原子数为 ___________，原子的半径是____________。 2. bcc点阵晶面指数h+k+l=奇数时，其晶面间距公式是________________。 3. Al的点阵常数为0.4049nm，其结构原子体积是________________。 4. 在体心立方晶胞中，体心原子的坐标是_________________。 5. 在fcc晶胞中，八面体间隙中心的坐标是____________。 6. 空间点阵只可能有___________种，铝晶体属于_____________点阵。Al的晶体结构是__________________， -Fe的晶体结构是____________。Cu的晶体结构是_______________， 7点阵常数是指__________________________________________。 8图1是fcc结构的(-1,1,0 )面，其中AB和AC的晶向指数是__________，CD的晶向指数分别 是___________，AC所在晶面指数是--------------------。

大学美育2019尔雅答案

绪论 1 【单选题】 《大学美育》课程学习内容的逻辑路径是：A ?A、 认识美，发现美，欣赏美，创造美，传递美 ?B、 发现美、认识美，欣赏美，创造美，传递美 ?C、 欣赏美，创造美，发现美、认识美，传递美

?D、 发现美，欣赏美，创造美，认识美，传递美 认识美 1 【单选题】下列哪部作品是萨缪尔·亨廷顿的著作？B ?A、《尼科马克伦理学》 ?B、文明的冲突与世界秩序的重建》 ?C、历史的起源与目标》 ?D、论语》 2 【单选题】下面哲学家不属于古希腊时期的是B ?A、格拉底 ?B、卡尔 ?C、拉图 ?D、里士多德

【单选题】下面论述不符合车尔尼雪夫斯基“美是生活”命题的是：D ?A、尔尼雪夫斯基认为现实美高于艺术美 ?B、美是生活”命题关注艺术美与现实美的关系 ?C、尔尼雪夫斯基斯基通过“美是生活”命题强调了美的理想性?D、“美是生活”说体现了科学主义精神 4 【单选题】“劳动生产了美”出自马克思的哪本著作？D ?A、《共产党宣言》 ?B、《关于费尔巴哈的提纲》 ?C、《资本论》 ?D、《1844年经济学哲学手稿》 5 【单选题】 在孔子的政治思想里，主要不包括下列哪一项内容D ?A、 “礼”

?B、 “中庸” ?C、 “仁” ?D、 “兼爱” 6 【单选题】下列内容，哪一项不是出自老子《道德经》C ?A、可道，非常道。名可名，非常名。 ?B、不畏死，奈何以死惧之？ ?C、即世界，世界即我。 ?D、不出户，知天下；不窥牖，见天道。

【单选题】冯友兰先生认为什么学说是中国传统哲学中最有价值的内容？（）A ?A、人生境界 ?B、天人合一 ?C、阴阳五行 ?D、中庸思想 自然美之美育 1 【单选题】从动物的快感进化到人的美感的根本前提是（）D ?A、以模仿动物为美 ?B、对祖先动物形象的反感 ?C、性的选择 ?D、工具的制造和使用 2 【单选题】

材料科学基础习题

查看文本 习题 一、名词解释 金属键; 结构起伏; 固溶体; 枝晶偏析; 奥氏体; 加工硬化; 离异共晶; 成分过冷; 热加工; 反应扩散 二、画图 1在简单立方晶胞中绘出（）、（210）晶面及[、[210]晶向。 2结合Fe-Fe3C相图，分别画出纯铁经930℃和800℃渗碳后，试棒的成分－距离曲线示意图。 3如下图所示，将一锲形铜片置于间距恒定的两轧辊间轧制。试画出轧制后铜片经再结晶后晶粒大小沿片长方向变化的示意图。 4画出简单立方晶体中（100）面上柏氏矢量为［010］的刃型位错与（001）面上柏氏矢量为［010］的刃型位错交割前后的示意图。 5画图说明成分过冷的形成。 三、Fe-Fe3C相图分析 1用组织组成物填写相图。 2指出在ECF和PSK水平线上发生何种反应并写出反应式。 3计算相图中二次渗碳体和三次渗碳体可能的最大含量。 四、简答题 1已知某铁碳合金，其组成相为铁素体和渗碳体，铁素体占82%，试求该合金的含碳量和组织组成物的相对量。 2什么是单滑移、多滑移、交滑移？三者的滑移线各有什么特征，如何解释？。 3设原子为刚球，在原子直径不变的情况下，试计算g-Fe转变为a-Fe时的体积膨胀率;如果测得910℃时g-Fe和a-Fe的点阵常数分别为0.3633nm和0.2892nm,试计算g-Fe转变为a-Fe的真实膨胀率。 4间隙固溶体与间隙化合物有何异同？ 5可否说扩散定律实际上只有一个？为什么？ 五、论述题 τC 结合右图所示的τC（晶体强度）—ρ位错密度 关系曲线，分析强化金属材料的方法及其机制。 晶须 冷塑变 六、拓展题 1 画出一个刃型位错环及其与柏士矢量的关系。 2用金相方法如何鉴别滑移和孪生变形？ 3 固态相变为何易于在晶体缺陷处形核？ 4 画出面心立方晶体中(225)晶面上的原子排列图。 综合题一：材料的结构 1 谈谈你对材料学科和材料科学的认识。 2 金属键与其它结合键有何不同，如何解释金属的某些特性？ 3 说明空间点阵、晶体结构、晶胞三者之间的关系。 4 晶向指数和晶面指数的标定有何不同？其中有何须注意的问题？ 5 画出三种典型晶胞结构示意图，其表示符号、原子数、配位数、致密度各是什么？ 6 碳原子易进入a-铁，还是b-铁，如何解释？ 7 研究晶体缺陷有何意义？ 8 点缺陷主要有几种？为何说点缺陷是热力学平衡的缺陷？

材料科学基础试卷(带答案)

材料科学基础试卷(一) 一、概念辨析题（说明下列各组概念的异同。任选六题，每小题3分，共18分） 1 晶体结构与空间点阵 2 热加工与冷加工 3 上坡扩散与下坡扩散 4 间隙固溶体与间隙化合物 5 相与组织 6 交滑移与多滑移 7 金属键与共价键 8 全位错与不全位错 9 共晶转变与共析转变 二、画图题（任选两题。每题6分，共12分） 1 在一个简单立方晶胞内画出［010］、［120］、［210］晶向和（110）、（112）晶面。 2 画出成分过冷形成原理示意图（至少画出三个图）。 3 综合画出冷变形金属在加热时的组织变化示意图和晶粒大小、内应力、强度和塑性变化趋势图。 4 以“固溶体中溶质原子的作用”为主线，用框图法建立与其相关的各章内容之间的联系。 三、简答题（任选6题，回答要点。每题5分，共 30 分） 1 在点阵中选取晶胞的原则有哪些？ 2 简述柏氏矢量的物理意义与应用。 3 二元相图中有哪些几何规律？ 4 如何根据三元相图中的垂直截面图和液相单变量线判断四相反应类型？ 5 材料结晶的必要条件有哪些？

6 细化材料铸态晶粒的措施有哪些？ 7 简述共晶系合金的不平衡冷却组织及其形成条件。 8 晶体中的滑移系与其塑性有何关系？ 9 马氏体高强度高硬度的主要原因是什么？ 10 哪一种晶体缺陷是热力学平衡的缺陷，为什么？ 四、分析题（任选1题。10分） 1 计算含碳量0.04的铁碳合金按亚稳态冷却到室温后，组织中的珠光体、二次渗碳体和莱氏体的相对含量。 2 由扩散第二定律推导出第一定律，并说明它们各自的适用条件。 3 试分析液固转变、固态相变、扩散、回复、再结晶、晶粒长大的驱动力及可能对应的工艺条件。 五、某面心立方晶体的可动滑移系为(111) [110].（15分） (1) 指出引起滑移的单位位错的柏氏矢量. (2) 如果滑移由纯刃型位错引起,试指出位错线的方向. (3) 如果滑移由纯螺型位错引起,试指出位错线的方向. (4) 在(2),(3)两种情况下,位错线的滑移方向如何? (5) 如果在该滑移系上作用一大小为0.7的切应力，试确定单位刃型位错和螺型位错 线受力的大小和方向。（点阵常数0.2)。 六、论述题（任选1题，15分） 1 试论材料强化的主要方法、原理及工艺实现途径。 2 试论固态相变的主要特点。 3 试论塑性变形对材料组织和性能的影响。

大学美育

《大学美育》 教学大纲 一、课程性质 授课对象为大学各专业本科生，课程属性为公共必修课。 二、课程教学目得 本课程为大学本科各专业必修课. 讲授美育与美学理论知识就是高等学校对学生实施审美教育得基础环节。开设本课程得目得，在于使学生比较系统地了解马克思主义美学得基本原理,以及美育得意义、任务与途径,从而初步树立正确、进步得审美观,培养高尚、健康得审美理想与审美情趣，发展对美得事物得感受力、鉴赏力、创造力，提高在审美欣赏活动与审美创造活动中陶冶情操、完善人格、进行自我教育得自觉性。 三、教学基本内容及基本要求 绪论培养全面发展得一代新人 1、教育得根本任务在于育人，就就是要培养做人得基本素质,使青年一代成为全面发展得人。 美育得根本问题就是要培养完美得人格,它就是人得基本素质教育,在全面发展教育中具有独特功能与重要地位。 2、了解教育得根本任务,美育在全面发展教育中得重要意义。 第一章人类美化自身得学科 1、高校美育得首要任务，就是要教育学生逐步树立马克思主义得审美观.基本任务,就是要培养正确得审美理想，健康得审美情趣，提高对美得感受力、鉴赏力、表现力与创造力。根本任务,就是要塑造完美得人格:以美引善，提高学生得思想品德；以美启真,增强学生得智力；以美怡情，增进学生得身心健康，总之要促进大学生全面、与谐得发展。 高校美育得实施，①教学活动（设置美育与文学艺术教育方面得课程,开掘与发挥所有课程得美育因素）；②课外活动（组织文艺社团，举办美育方面得讲座演出、展览、参观、比赛等等）；③校园环境得美化与文明校园建设等. ２、掌握美育得任务,了解美育得实施。 第二章美就是什么 1、美学史上关于美得本质问题得代表性观点:美就是理念,美就是主观观念,美就是事物得属性，美就是关系，美就是生活。以上观点对于认识美得本质得意义及局限性。 美得本质在于人得本质力量得对象化，在于人得本质力量得肯定与确证。所谓人得本质力量得对象化,人得本质力量得肯定与确证,就是指人在一定得社

材料科学基础习题与答案

第二章思考题与例题 1. 离子键、共价键、分子键和金属键的特点，并解释金属键结合的固体材料的密度比离子键或共价键固体高的原因 2. 从结构、性能等方面描述晶体与非晶体的区别。 3. 何谓理想晶体何谓单晶、多晶、晶粒及亚晶为什么单晶体成各向异性而多晶体一般情况下不显示各向异性何谓空间点阵、晶体结构及晶胞晶胞有哪些重要的特征参数 4. 比较三种典型晶体结构的特征。（Al、α-Fe、Mg三种材料属何种晶体结构描述它们的晶体结构特征并比较它们塑性的好坏并解释。）何谓配位数何谓致密度金属中常见的三种晶体结构从原子排列紧密程度等方面比较有何异同 5. 固溶体和中间相的类型、特点和性能。何谓间隙固溶体它与间隙相、间隙化合物之间有何区别（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 6. 已知Cu的原子直径为A，求Cu的晶格常数，并计算1mm3Cu的原子数。 7. 已知Al相对原子质量Ar（Al）=，原子半径γ=，求Al晶体的密度。 8 bcc铁的单位晶胞体积，在912℃时是；fcc铁在相同温度时其单位晶胞体积是。当铁由bcc转变为fcc时，其密度改变的百分比为多少 9. 何谓金属化合物常见金属化合物有几类影响它们形成和结构的主要因素是什么其性能如何

10. 在面心立方晶胞中画出[012]和[123]晶向。在面心立方晶胞中画出（012）和（123）晶面。 11. 设晶面（152）和（034）属六方晶系的正交坐标表述，试给出其四轴坐标的表示。反之，求（3121）及（2112）的正交坐标的表示。（练习），上题中均改为相应晶向指数，求相互转换后结果。 12.在一个立方晶胞中确定6个表面面心位置的坐标，6个面心构成一个正八面体，指出这个八面体各个表面的晶面指数，各个棱边和对角线的晶向指数。 13. 写出立方晶系的{110}、{100}、{111}、{112}晶面族包括的等价晶面，请分别画出。 14. 在立方晶系中的一个晶胞内画出（111）和（112）晶面，并写出两晶面交线的晶向指数。 15 在六方晶系晶胞中画出[1120]，[1101]晶向和（1012）晶面，并确定（1012）晶面与六方晶胞交线的晶向指数。 16.在立方晶系的一个晶胞内同时画出位于（101），（011）和（112）晶面上的[111]晶向。 17. 在1000℃，有W C为%的碳溶于fcc铁的固溶体，求100个单位晶胞中有多少个碳原子（已知：Ar(Fe)=，Ar(C)=） 18. r-Fe在略高于912℃时点阵常数a=，α-Fe在略低于912℃时a=，求：（1）上述温度时γ-Fe和α-Fe的原子半径R；（2）γ-Fe→α-Fe转变时的体积变化率；（3）设γ-Fe→α-Fe转变时原子半径不发生变化，求此转变时的体积变

材料科学基础期末考试

期末总复习 一、名词解释 空间点阵：表示晶体中原子规则排列的抽象质点。 配位数：直接与中心原子连接的配体的原子数目或基团数目。 对称：物体经过一系列操作后，空间性质复原；这种操作称为对称操作。 超结构：长程有序固溶体的通称 固溶体：一种元素进入到另一种元素的晶格结构形成的结晶，其结构一般保持和母相一致。 致密度：晶体结构中原子的体积与晶胞体积的比值。 正吸附：材料表面原子处于结合键不饱和状态，以吸附介质中原子或晶体内部溶质原子达到平衡状态，当溶质原子或杂质原子在表面浓度大于在其在晶体内部的浓度时称为正吸附； 晶界能：晶界上原子从晶格中正常结点位置脱离出来，引起晶界附近区域内晶格发生畸变，与晶内相比，界面的单位面积自由能升高，升高部分的能量为晶界能； 小角度晶界：多晶体材料中，每个晶粒之间的位向不同，晶粒与晶粒之间存在界面，若相邻晶粒之间的位向差在10°～2°之间，称为小角度晶界； 晶界偏聚：溶质原子或杂质原子在晶界或相界上的富集，也称内吸附，有因为尺寸因素造成的平衡偏聚和空位造成的非平衡偏聚。 肖脱基空位：脱位原子进入其他空位或者迁移至晶界或表面而形成的空位。 弗兰克耳空位：晶体中原子进入空隙形而形成的一对由空位和间隙原子组成的缺陷。 刃型位错：柏氏矢量与位错线垂直的位错。 螺型位错：柏氏矢量与位错线平行的位错。 柏氏矢量：用来表征晶体中位错区中原子的畸变程度和畸变方向的物理量。 单位位错：柏氏矢量等于单位点阵矢量的位错 派—纳力：位错滑动时需要克服的周围原子的阻力。 过冷：凝固过程开始结晶温度低于理论结晶温度的现象。 过冷度：实际结晶温度和理论结晶温度之间的差值。 均匀形核：在过冷的液态金属中，依靠金属本身的能量起伏获得成核驱动力的形核过程。 过冷度：实际结晶温度和理论结晶温度之间的差值。 形核功：形成临界晶核时，由外界提供的用于补偿表面自由能和体积自由能差值的能量。 马氏体转变：是一种无扩散型相变，通过切变方式由一种晶体结构转变另一种结构，转变过程中，表面有浮凸，新旧相之间保持严格的位向关系。或者：由奥氏体向马氏体转变的

《大学美育》课程问卷调查表一

安徽新华学院2013-2014第二学期素质教育选修课作业 《大学美育》课程问卷调查表一 说明：本调查表由《大学美育》课程组教师设计，目的在于了解选修该课程学生的基本状况，真实回答是唯一要求，不做最后成绩评定的依据。请同学们认真回答以下问题，作为我们了解情况，改进教学的主要依据。谢谢同学们的配合！下载后打印纸质稿一份，完成后，于第二次上课时交给授课教师。 院系姓名学号年级专业 认真阅读以下题目,在你认定的选项后面画√,可以多选. 1．你的基本状况 性别 A男 B女 专业 A文 B理 C经管 D医药 E艺术 F其他 年级 A大一 B大二 C大三 D大四 E其他 2. 你选修大学美育的目的 A增加审美修养 B获得学分 C其他 3. 你对大学美育课程的理解 A知识学习类课程 B思想品德类课程 C审美教育类课程 D其他 4. 你以前学习过艺术类的课程主要有 A绘画 B音乐 C舞蹈 D书法 E其它 F无 5. 你学习过美育或者美学方面的课程吗? A学习过一段时间 B深入学习过 C听说过 D从来没有 6. 你认为审美教育对大学生个人成长有没有作用? A有很大作用 B作用不明显 C没有作用 7. 如果你认为审美教育对个人的成长有作用的话,这种作用表现在哪些方面? A拥有关于美的知识 B提升审美能力 C美化日常生活 D改变精神气质 8. 在美育与智育的关系上,你的看法是: A 美育促进智育的发展 B 美育影响智育的发展 C美育和智育没有必然联系 9. 在美育与德育的关系上,你的看法是: A美育促进德育的发展 B美育影响德育的发展 C美育和德育没有必然联系 10. 你对着装方面的时尚风格的看法是: A时尚的必定是美的 B时尚的不一定是美的 C时尚的对一部分人来说是美的11.在美感和性感问题上,你的看法是: A美感就是性感 B性感包含美感 C美感作用于人的精神方面,性感作用于人的心理和生理方面 D不清楚二者的关系 12. 分辨一幅人体图片是属于艺术或者色情的主要依据是: A图片表现的是否具有精神方面的美感 B图片表现的是否具有心理和生理方面的快感C无法区分 13. 你希望在大学美育课程中获得哪些方面的知识? A分清美丑的界线 B能学到与艺术有关的知识(如绘画、书法、音乐、舞蹈等) C日常生活美化方面的知识和技巧 D提升人的精神品位方面的知识

材料科学基础笔记

第一章材料中的原子排列 第一节原子的结合方式 1 原子结构 2 原子结合键 （1）离子键与离子晶体 原子结合：电子转移，结合力大，无方向性和饱和性； 离子晶体；硬度高，脆性大，熔点高、导电性差。如氧化物陶瓷。 （2）共价键与原子晶体 原子结合：电子共用，结合力大，有方向性和饱和性； 原子晶体：强度高、硬度高（金刚石）、熔点高、脆性大、导电性差。如高分子材料。 （3）金属键与金属晶体 原子结合：电子逸出共有，结合力较大，无方向性和饱和性； 金属晶体：导电性、导热性、延展性好，熔点较高。如金属。 金属键：依靠正离子与构成电子气的自由电子之间的静电引力而使诸原子结合到一起的方式。 （3）分子键与分子晶体 原子结合：电子云偏移，结合力很小，无方向性和饱和性。 分子晶体：熔点低，硬度低。如高分子材料。 氢键：（离子结合）X-H---Y（氢键结合），有方向性，如O-H—O （4）混合键。如复合材料。 3 结合键分类 （1）一次键（化学键）：金属键、共价键、离子键。 （2）二次键（物理键）：分子键和氢键。 4 原子的排列方式 （1）晶体：原子在三维空间内的周期性规则排列。长程有序，各向异性。 （2）非晶体：――――――――――不规则排列。长程无序，各向同性。 第二节原子的规则排列 一晶体学基础 1 空间点阵与晶体结构 （1）空间点阵：由几何点做周期性的规则排列所形成的三维阵列。图1-5 特征：a 原子的理想排列；b 有14种。 其中： 空间点阵中的点－阵点。它是纯粹的几何点，各点周围环境相同。 描述晶体中原子排列规律的空间格架称之为晶格。 空间点阵中最小的几何单元称之为晶胞。 （2）晶体结构：原子、离子或原子团按照空间点阵的实际排列。 特征：a 可能存在局部缺陷；b 可有无限多种。 2 晶胞图1－6 （1）――－：构成空间点阵的最基本单元。 （2）选取原则： a 能够充分反映空间点阵的对称性； b 相等的棱和角的数目最多； c 具有尽可能多的直角； d 体积最小。 （3）形状和大小 有三个棱边的长度a,b,c及其夹角α,β,γ表示。 （4）晶胞中点的位置表示（坐标法）。 3 布拉菲点阵图1－7 14种点阵分属7个晶系。 4 晶向指数与晶面指数 晶向：空间点阵中各阵点列的方向。 晶面：通过空间点阵中任意一组阵点的平面。 国际上通用米勒指数标定晶向和晶面。

材料科学基础试题库

一、单项选择题(请在每小题的4个备选答案中，选出一个最佳答案， 共10小题；每小题2分，共20分) 1、材料按照使用性能，可分为结构材料和 。 A. 高分子材料； B. 功能材料； C. 金属材料； D. 复合材料。 2、在下列结合键中，不属于一次键的是： A. 离子键； B. 金属键； C. 氢键； D. 共价键。 3、材料的许多性能均与结合键有关，如大多数金属均具有较高的密度是由于： A. 金属元素具有较高的相对原子质量； B. 金属键具有方向性； C. 金属键没有方向性； D.A 和C 。 3、下述晶面指数中，不属于同一晶面族的是： A. (110)； B. (101)； C. (011- ）；D. (100)。 4、 面心立方晶体中，一个晶胞中的原子数目为： A. 2； B. 4； C. 6； D. 14。 5、 体心立方结构晶体的配位数是： A. 8； B.12； C. 4； D. 16。 6、面心立方结构晶体的原子密排面是： A. {111}； B. {110}； C. (100)； D. [111]。 7、立方晶体中（110）和（211）面同属于 晶带 A. [110]； B. [100]； C. [211]； D. [--111]。 6、体心立方结构中原子的最密排晶向族是： A. <100>； B. [111]； C. <111>； D. (111)。 6、如果某一晶体中若干晶面属于某一晶带，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相同； D. 这些晶面之间的交线相互平行。 7、金属的典型晶体结构有面心立方、体心立方和密排六方三种，它们的晶胞中原子数分别为：A. 4, 2, 6; B. 6, 2, 4; C. 4, 4, 6; D. 2, 4, 6 7、在晶体中形成空位的同时又产生间隙原子，这样的缺陷称为： A. 肖脱基缺陷； B. 弗兰克缺陷； C. 线缺陷； D. 面缺陷 7、两平行螺旋位错，当柏氏矢量同向时，其相互作用力：

大学美育教学计划

《大学美育》教学计划 一、本课程的目的。 讲授美育和美学理论知识是高等学校对学生实施审美教育的基础环节。开设本课程的目的，在于使学生比较系统地了解马克思主义美学的基本原理，以及美育的意义、任务和途径，从而初步树立正确、进步的审美观，培养高尚、健康的审美理想和审美情趣，发展对美的事物的感受力、鉴赏力、创造力，提高在审美欣赏活动和审美创造活动中陶冶情操、完善人格、进行自我教育的自觉性。 二、教学基本内容及基本要求 绪论培养全面发展的一代新人 1、教育的根本任务在于育人，就是要培养做人的基本素质，使青年一代成为全面发展的人。 美育的根本问题是要培养完美的人格，它是人的基本素质教育，在全面发展教育中具有独特功能和重要地位。 2、了解教育的根本任务，美育在全面发展教育中的重要意义。 第一章人类美化自身的学科 1、高校美育的首要任务，是要教育学生逐步树立马克思主义的审美观。基本任务，是要培养正确的审美理想，健康的审美情趣，提高对美的感受力、鉴赏力、表现力和创造力。根本任务，是要塑造完美的人格：以美引善，提高学生的思想品德；以美启真，增强学生的智力；以美怡情，增进学生的身心健康，总之要促进大学生全面、和谐的发展。 高校美育的实施，①教学活动(设置美育和文学艺术教育方面的课程，开掘和发挥所有课程的美育因素)；②课外活动(组织文艺社团，举办美育方面的讲座演出、展览、参观、比赛等等)；③校园环境的美化和文明校园建设等。 2、掌握美育的任务，了解美育的实施。 第二章美是什么 1、美学史上关于美的本质问题的代表性观点：美是理念，美是主观观念,美是事物的属性，美是关系，美是生活。以上观点对于认识美的本质的意义及局限性。 美的本质在于人的本质力量的对象化，在于人的本质力量的肯定和确证。所谓人的本质力量的对象化，人的本质力量的肯定和确证，是指人在一定的社会关系中展开的自由自觉的活动的特性以及具体表现这一特性的人的创造才能、智慧、勇敢、思想、情感等本质力量，通过社会实践(首先是生产劳动，还包括社会斗争、科学实验、艺术活动等等)，在人类的实践对象(自然和社会)、人类创造的产品(物质产品和精神产品)上体现出来。 美是由一定的内容和相应的形式构成的。美以宜人的感性形式显现对人的本质力量的肯定和确证，形象性和感染性是美的显著特征。 美根源于实践之中。美最初是从人类的生产实践中产生的。 美和真、善既有区别，又有联系，辩证统一于社会实践。 2、了解美学史上关于美的本质的主要观点； 理解美的本质在于人的本质力量的对象化，美是宜人的感性形式显现对人的本质力量的肯定和确证；

(完整版)材料科学基础练习题

练习题 第三章晶体结构，习题与解答 3-1 名词解释 （a）萤石型和反萤石型 （b）类质同晶和同质多晶 （c）二八面体型与三八面体型 （d）同晶取代与阳离子交换 （e）尖晶石与反尖晶石 答：（a）萤石型：CaF2型结构中，Ca2+按面心立方紧密排列，F-占据晶胞中全部四面体空隙。 反萤石型：阳离子和阴离子的位置与CaF2型结构完全相反，即碱金属离子占据F-的位置，O2-占据Ca2+的位置。 （b）类质同象：物质结晶时，其晶体结构中部分原有的离子或原子位置被性质相似的其它离子或原子所占有，共同组成均匀的、呈单一相的晶体，不引起键性和晶体结构变化的现象。 同质多晶：同一化学组成在不同热力学条件下形成结构不同的晶体的现象。 （c）二八面体型：在层状硅酸盐矿物中，若有三分之二的八面体空隙被阳离子所填充称为二八面体型结构三八面体型：在层状硅酸盐矿物中，若全部的八面体空隙被阳离子所填充称为三八面体型结构。 （d）同晶取代：杂质离子取代晶体结构中某一结点上的离子而不改变晶体结构类型的现象。 阳离子交换：在粘土矿物中，当结构中的同晶取代主要发生在铝氧层时，一些电价低、半径大的阳离子（如K+、Na+等）将进入晶体结构来平衡多余的负电荷，它们与晶体的结合不很牢固，在一定条件下可以被其它阳离子交换。 （e）正尖晶石：在AB2O4尖晶石型晶体结构中，若A2+分布在四 面体空隙、而B3+分布于八面体空隙，称为正尖晶石； 反尖晶石：若A2+分布在八面体空隙、而B3+一半分布于四面体空 隙另一半分布于八面体空隙，通式为B(AB)O4，称为反尖晶石。 3-2 （a）在氧离子面心立方密堆积的晶胞中，画出适合氧离子位置 的间隙类型及位置，八面体间隙位置数与氧离子数之比为若干？四 面体间隙位置数与氧离子数之比又为若干？ （b）在氧离子面心立方密堆积结构中，对于获得稳定结构各需何 种价离子，其中： （1）所有八面体间隙位置均填满； （2）所有四面体间隙位置均填满； （3）填满一半八面体间隙位置； （4）填满一半四面体间隙位置。 并对每一种堆积方式举一晶体实例说明之。 解：（a）参见2-5题解答。1:1和2:1 （b）对于氧离子紧密堆积的晶体，获得稳定的结构所需电价离子 及实例如下： （1）填满所有的八面体空隙，2价阳离子，MgO； （2）填满所有的四面体空隙，1价阳离子，Li2O； （3）填满一半的八面体空隙，4价阳离子，TiO2； （4）填满一半的四面体空隙，2价阳离子，ZnO。 3-3 MgO晶体结构，Mg2+半径为0.072nm，O2-半径为0.140nm，计算MgO晶体中离子堆积系数（球状离子所占据晶胞的体积分数）；计算MgO的密度。并说明为什么其体积分数小于74.05%？

《材料科学基础》试题大全

《材料科学基础》试题库 一、名词解释 1、铁素体、奥氏体、珠光体、马氏体、贝氏体、莱氏体 2、共晶转变、共析转变、包晶转变、包析转变 3、晶面族、晶向族 4、有限固溶体、无限固溶体 5、晶胞 6、二次渗碳体 7、回复、再结晶、二次再结晶 8、晶体结构、空间点阵 9、相、组织 10、伪共晶、离异共晶 11、临界变形度 12、淬透性、淬硬性 13、固溶体 14、均匀形核、非均匀形核 15、成分过冷 16、间隙固溶体 17、临界晶核 18、枝晶偏析 19、钢的退火，正火，淬火，回火 20、反应扩散 21、临界分切应力 22、调幅分解 23、二次硬化 24、上坡扩散 25、负温度梯度 26、正常价化合物 27、加聚反应 28、缩聚反应 29、 30、 二、选择

1、在柯肯达尔效应中，标记漂移主要原因是扩散偶中_____。 A、两组元的原子尺寸不同 B、仅一组元的扩散 C、两组元的扩散速率不同 2、在二元系合金相图中，计算两相相对量的杠杆法则只能用于_____。 A、单相区中 B、两相区中 C、三相平衡水平线上 3、铸铁与碳钢的区别在于有无_____。 A、莱氏体 B、珠光体 C、铁素体 4、原子扩散的驱动力是_____。 A、组元的浓度梯度 B、组元的化学势梯度 C、温度梯度 5、在置换型固溶体中，原子扩散的方式一般为_____。 A、原子互换机制 B、间隙机制 C、空位机制 6、在晶体中形成空位的同时又产生间隙原子，这样的缺陷称为_____。 A、肖脱基缺陷 B、弗兰克尔缺陷 C、线缺陷 7、理想密排六方结构金属的c/a为_____。 A、1.6 B、2×√(2/3) C、√(2/3) 8、在三元系相图中，三相区的等温截面都是一个连接的三角形，其顶点触及_____。 A、单相区 B、两相区 C、三相区 9、有效分配系数Ke表示液相的混合程度，其值范围是_____。（其中Ko是平衡分配系数） A、1

材料科学基础习题及答案

《材料科学基础》习题及答案 第一章 结晶学基础 第二章 晶体结构与晶体中的缺陷 1 名词解释：配位数与配位体，同质多晶、类质同晶与多晶转变，位移性转变与重建性转变，晶体场理论与配位场理论。 晶系、晶胞、晶胞参数、空间点阵、米勒指数（晶面指数）、离子晶体的晶格能、原子半径与离子半径、离子极化、正尖晶石与反正尖晶石、反萤石结构、铁电效应、压电效应. 答：配位数：晶体结构中与一个离子直接相邻的异号离子数。 配位体：晶体结构中与某一个阳离子直接相邻、形成配位关系的各个阴离子中心连线所构成的多面体。 同质多晶：同一化学组成在不同外界条件下（温度、压力、pH 值等），结晶成为两种以上不同结构晶体的现象。 多晶转变：当外界条件改变到一定程度时，各种变体之间发生结构转变，从一种变体转变成为另一种变体的现象。 位移性转变：不打开任何键，也不改变原子最邻近的配位数，仅仅使结构发生畸变，原子从原来位置发生少许位移，使次级配位有所改变的一种多晶转变形式。 重建性转变：破坏原有原子间化学键，改变原子最邻近配位数，使晶体结构完全改变原样的一种多晶转变形式。 晶体场理论：认为在晶体结构中，中心阳离子与配位体之间是离子键，不存在电子轨道的重迭，并将配位体作为点电荷来处理的理论。 配位场理论：除了考虑到由配位体所引起的纯静电效应以外，还考虑了共价成键的效应的理论 图2-1 MgO 晶体中不同晶面的氧离子排布示意图 2 面排列密度的定义为：在平面上球体所占的面积分数。 （a ）画出MgO （NaCl 型）晶体（111）、（110）和（100）晶面上的原子排布图； （b ）计算这三个晶面的面排列密度。 解：MgO 晶体中O2-做紧密堆积，Mg2+填充在八面体空隙中。 （a ）（111）、（110）和（100）晶面上的氧离子排布情况如图2-1所示。 （b ）在面心立方紧密堆积的单位晶胞中，r a 220= （111）面：面排列密度= ()[] 907.032/2/2/34/222==?ππr r

材料科学基础知识点汇总

材料科学基础知识点汇总

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金属学与热处理总结 一、金属的晶体结构 重点内容： 面心立方、体心立方金属晶体结构的配位数、致密度、原子半径，八面体、四面体间隙个数；晶向指数、晶面指数的标定；柏氏矢量具的特性、晶界具的特性。 基本内容：密排六方金属晶体结构的配位数、致密度、原子半径，密排面上原子的堆垛顺序、晶胞、晶格、金属键的概念。晶体的特征、晶体中的空间点阵。 晶格类型 fcc(A1) bcc(A2) hcp(A3) 间隙类型 正四面体 正八面体 四面体 扁八面体 四面体 正八面体 间隙个数 8 4 12 6 12 6 原子半径r A a 4 2 a 4 3 2 a 间隙半径r B ( ) 4 23a - ()4 22a - ( )4 35a - ()4 32a - ( )4 26a - ( ) 2 12a - 晶胞：在晶格中选取一个能够完全反映晶格特征的最小的几何单元，用来分析原子排列的规律性，这个最小的几何单元称为晶胞。 金属键：失去外层价电子的正离子与弥漫其间的自由电子的静电作用而结合起来，这种结合方式称为金属键。 位错：晶体中原子的排列在一定范围内发生有规律错动的一种特殊结构组态。 位错的柏氏矢量具有的一些特性： ①用位错的柏氏矢量可以判断位错的类型；②柏氏矢量的守恒性，即柏氏矢量与回路起点及回路途径无关；③位错的柏氏矢量个部分均相同。 刃型位错的柏氏矢量与位错线垂直；螺型平行；混合型呈任意角度。 晶界具有的一些特性： ①晶界的能量较高，具有自发长大和使界面平直化，以减少晶界总面积的趋势；②原子在晶界上的扩散速度高于晶内，熔点较低；③相变时新相优先在晶界出形核；④晶界处易于发生杂质或溶质原子的富集或偏聚；⑤晶界易于腐蚀和氧化；⑥常温下晶界可以阻止位错的运动，提高材料的强度。 二、纯金属的结晶 重点内容：均匀形核时过冷度与临界晶核半径、临界形核功之间的关系；细化晶粒的方法，铸锭三晶区的形成机制。 基本内容：结晶过程、阻力、动力，过冷度、变质处理的概念。铸锭的缺陷；结晶的热力学条件和结构条件，非均匀形核的临界晶核半径、临界形核功。 相起伏：液态金属中，时聚时散，起伏不定，不断变化着的近程规则排列的原子集团。 过冷度：理论结晶温度与实际结晶温度的差称为过冷度。 变质处理：在浇铸前往液态金属中加入形核剂，促使形成大量的非均匀晶核，以细化晶粒的方法。 过冷度与液态金属结晶的关系：液态金属结晶的过程是形核与晶核的长大过程。从热力学的角度上看，没有过冷度结晶就没有趋动力。根据 T R k ?∝1可知当过冷度T ?为零时临界晶核半径R k 为无穷大，临界形核功（2 1T G ?∝?）也为无穷大。临界晶 核半径R k 与临界形核功为无穷大时，无法形核，所以液态金属不能结晶。晶体的长大也需要过冷度，所以液态金属结晶需要过冷度。 细化晶粒的方法：增加过冷度、变质处理、振动与搅拌。 铸锭三个晶区的形成机理：表面细晶区：当高温液体倒入铸模后，结晶先从模壁开始，靠近模壁一层的液体产生极大的过冷，加