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材料科學與工程期末考試復習試題
在日常學習和工作生活中，我們都經�？吹骄毩曨}的身影，學習需要做題，是因為這樣一方面可以了解你對知識點的掌握，熟練掌握知識點！同時做題還可以鞏固你對知識點的運用！一份什么樣的習題才能稱之為好習題呢？下面是小編幫大家整理的材料科學與工程期末考試復習試題，歡迎大家分享。
材料科學與工程期末考試復習試題 1
一、填空題(20分，每空格1分)
1. 相律是在完全平衡狀態下，系統的相數、組元數和溫度壓力之間的關系，是系統的平衡條件的數學表達式： f=C-P+2
2.二元系相圖是表示合金系中合金的間關系的圖解。
3.晶體的空間點陣分屬于 大晶系，其中正方晶系點陣常數的特點為，請列舉除立方和正方晶系外其他任意三種晶系的名稱交（任選三種）。
4.合金鑄錠的宏觀組織包括三部分。
5．在常溫和低溫下，金屬的塑性變形主要是通過 的方式進行的。此外還有 和 折等方式。
6.成分過冷區從小到大，其固溶體的生長形態分別為 。
1．原子擴散的驅動力是：組元的化學勢梯度
2．凝固的熱力學條件為：過冷度
3. 某金屬凝固時的形核功為△G*，其臨界晶核界面能為△G，則△G*和△G的關系為△G* =1/3 △G
5．金屬液體在凝固時產生臨界晶核半徑的大小主要取決于過冷度。
6．菲克第一定律表述了穩態擴散的特征，即濃度不隨變化。
7. 冷變形金屬加熱過程中發生回復的驅動力是：冷變形過程中的存儲能
9.合金鑄錠的缺陷可分為縮孔和偏析兩種。
二、判斷題（正確的打“√”錯誤的打“×”，每題1分，共12分）
1. 體心立方結構是原子的次密排結構，其致密度為0.74。（ × ）
2. 同一種空間點陣可以有無限種晶體結構，而不同的晶體結構可以歸屬于同一種空間點陣。 （ √ ）
3. 結晶時凡能提高形核率、降低生長率的因素，都能使晶粒細化。 （ √ ）
4. 合金液體在凝固形核時需要能量起伏、結構起伏和成分起伏。 （ √ ）
5. 小角度晶界的晶界能比大角度晶界的晶界能高。（ × ）
6. 非均勻形核時晶核與基底之間的接觸角越大，其促進非均勻形核的作用越大。（ × ）
7. 固溶體合金液體在完全混合條件下凝固后產生的宏觀偏析較小。 （ × ）
8. 冷形變金屬在再結晶時可以亞晶合并、亞晶長大和原晶界弓出三種方式形核。（ √ ）
9. 動態再結晶是金屬材料在較高溫度進行形變加工同時發生的再結晶、其形變硬化與再結晶軟化交替進行。 （ √ ）
10. 金屬-非金屬型共晶具有粗糙-光滑型界面，所以它們多為樹枝狀、針狀或螺旋狀形態。 （ √ ）
11. 孿生變形的速度很快是因為金屬以孿生方式變形時需要的臨界分切應力小。（ × ）
12. 相圖的相區接觸法則是相鄰相區相數差1。（ √ ）
三、簡答題（28分）
1. 試述孿生和滑移的異同，比較它們在塑性過程中的作用。（10分）
答：相同點：
a.宏觀上，都是切應力作用下發生的剪切變形； （1分）
b. 微觀上，都是晶體塑性變形的基本形式，是晶體一部分沿一定晶面和晶向相對另一部分的移動過程；（1分）
c. 不改變晶體結構。 （1分）
不同點：
a. 晶體中的取向
滑移：晶體中已滑移部分與未滑移部分的位向相同。
孿生：已孿生部分和為孿生部分的位向不同，且兩者之間具有特定的位向關系。（1分）
b. 位移的量
滑移：沿滑移方向上原子間距的整倍數，且在一個滑移面上的總位移較大。
孿生：原子的位移小于孿生方向的原子間距，一般為孿生方向原子間距的1/n。（1分）
c. 變形方式
滑移：不均勻切變 孿生：均勻切變 （1分）
d. 對塑性變形的貢獻
滑移：對塑性變形的貢獻很大，即總變形量大。
孿生：對晶體塑性變形有限，即總變形量小。 （1分）
e. 變形應力
滑移：有確定的臨界分應力。
孿生：所需臨界分切應力一般高于滑移所需的臨界分切應力。 （1分）
f. 變形條件
滑移：一般情況先發生滑移變形
孿生：當滑移變形難以進行時，或晶體對稱性很低、變形溫度較低、加載速率較高時。 g. 變形機制
滑移：全位錯運動的結果。 孿生：不全位錯運動的結果。（1分）
2. 請簡述擴散的微觀機制有哪些？影響擴散的因素又有哪些？ （8分）
答：置換機制：包括空位機制和直接換位與環形換位機制，其中空位機制是主要機制，直接換位與環形換位機制需要的激活能很高，只有在高溫時才能出現。（2分）
間隙機制：包括間隙機制和填隙機制，其中間隙機制是主要機制。 （2分）
影響擴散的主要因素有：溫度（溫度約高，擴散速度約快）；晶體結構與類型（包括致密度、固溶度、各向異性等）；晶體缺陷；化學成分（包括濃度、第三組元等）。（4分）
3. 簡述材料強化的主要方法、原理及工藝實現途徑。(10分)
1.答案：加工硬化：是隨變形使位錯增殖而導致的硬化； (2分)
細晶強化：是由于晶粒減小，晶粒數量增多，尺寸減小，增大了位錯連續滑移的阻力導致的強化；同時由于滑移分散，也使塑性增大。該強化機制是唯一的同時增大強度和塑性的`機制。 彌散強化：又稱時效強化。是由于細小彌散的第二相阻礙位錯運動產生的強化。包括切過機制和繞過機制。(2分)
復相強化：由于第二相的相對含量與基體處于同數量級是產生的強化機制。其強化程度取決于第二相的數量、尺寸、分布、形態等，且如果第二相強度低于基體則不一定能夠起到強化作用。(2分)
固溶強化：由于溶質原子對位錯運動產生阻礙。包括彈性交互作用、電交互作用和化學交互作用。 (2分)
分析位錯的增值機制。（5分）
2. 答：若某滑移面上有一段刃位錯AB，它的兩端被位錯網節點釘住不能運動。（1分）現沿位錯b方向加切應力，使位錯沿滑移面向前滑移運動，形成一閉合的位錯環和位錯環內的一小段彎曲位錯線。（2分）只要外加應力繼續作用，位錯環便繼續向外擴張，同時環內的彎曲位錯在線張力作用下又被拉直，恢復到原始狀態，并重復以前的運動，絡繹不絕地產生新的位錯環，從而造成位錯的增殖，并使晶體產生可觀的滑移量。（2分）
請簡述回復的機制及其驅動力。
答：低溫機制：空位的消失 ； 中溫機制：對應位錯的滑移（重排、消失）；高溫機制：對應多邊化（位錯的滑移＋攀移）； 驅動力：冷變形過程中的存儲能（主要是點陣畸變能）。
1. 為什么滑移面和滑移方向往往是金屬晶體中原子排列最密的晶面和晶向。
2. 什么是成分過冷？它對液固界面的形貌有何影響？
3. 對于金屬金屬型共晶，決定其形貌是片狀或棒狀的因素是什么？
1. 答案：因為原子密度最大的晶面其面間距最大，點陣阻力最小，因而容易沿著這些面發生滑移；滑移方向為原子密度最大的方向是由于最密排方向上的原子間距最短，即位錯b最小。
2. 答案：成分過冷：在合金的凝固過程中，由界面前沿液體中的實際溫度低于由溶質分布所決定的凝固溫度時產生的過冷稱為成分過冷。它對液固界面的形貌影響為：成分過冷由小到大，液固界面的形貌由平面狀過渡到胞狀再到樹枝狀。
3答案：主要取決于兩個因素：
（1）兩相的體積分數，如果有一相的體積分數小于27%時，則形成棒狀共晶，否則形成片狀共晶； （3分）
�。�2）兩相之間的界面能，界面能小，則形成片狀共晶。一般情況下，當兩相有固定的位向關系時則可能形成片狀共晶。
四、作圖與計算題（40分，每題10分）
1、氧化鎂（MgO）具有NaCl型結構，即具有O2-離子的面心立方結構。問：
�。�1）若其離子半徑rMg2=0.066nm，rO2＝0.140nm，則其原子堆積密度為多少？
rMg2r2（2）如果/O＝0.41，則原子堆積密度是否改變？[10]。
2、某面心立方晶體的可動滑移系為(11)、
（1）請指出引起滑移的單位位錯的柏氏矢量；
�。�2）若滑移由刃位錯引起，試指出位錯線的方向；
�。�3）請指出在（2）的情況下，位錯線的運動方向；
（4） 假設在該滑移系上作用一大小為0.7MPa的切應力，試計算單位刃位錯線受力的大小和方向（取點陣常數為a＝0.2nm）。
3. 畫出Fe-Fe3C相圖，并根據Fe-Fe3C相圖，(1)分別求ω（C)=2.11%，ω（C)=4.30%的二次滲碳體的析出量。(2)畫出ω（C)=4.30%的冷卻曲線。
4. 圖(a)為固態互不溶解的三元共晶相圖的濃度三角形，其中三元共晶點E的成分為ω(A)=20%，ω(B)=30%，ω(C)=50%。圖(b)為某一溫度(高于TE)的水平截面圖。問：
(1)A，B和C三組元的熔點誰最低？
(2)若有一液態成分為ω(A)=60%，ω(B)=15%，ω(C)=25%的合金(其B/C成分比三元共晶合金相同)平衡凝固到室溫，試分析室溫平衡組織并畫出平衡冷卻曲線。
(3)計算該合金中共晶組織在鑄錠中的質量分數。
《材料科學基礎》 試卷Ⅴ答案
四、作圖與計算題（40分，每題10分）
1、氧化鎂（MgO）具有NaCl型結構，即具有O2-離子的面心立方結構。問：
（1）若其離子半徑rMg2=0.066nm，rO2＝0.140nm，則其原子堆積密度為多少？rMg2r2
�。�2）如果/O＝0.41，則原子堆積密度是否改變？
答：
�。�1）點陣常數a2(rMg2rO2)0.412nm （3分） 3(rMg2rO2)4Pf0.733a堆積密度 （3分）
（2）堆積密度會改變，因為Pf與兩異號離子半徑的比值有關。 （4分）
2、某面心立方晶體的可動滑移系為(11)、
�。�1）請指出引起滑移的單位位錯的柏氏矢量；
�。�2）若滑移由刃位錯引起，試指出位錯線的方向；
（3）請指出在（2）的情況下，位錯線的運動方向；
�。�4） 假設在該滑移系上作用一大小為0.7MPa的切應力，試計算單位刃位錯線受力的大�。ㄈ↑c陣常數為a＝0.2nm）。
答：
（1）柏氏矢量：； (2分)
�。�2）位錯線方向：[112]； (2分)
（3）位錯線運動方向平行于柏氏矢量；(2分)
11（4）Fb9.89910MN/m (4分)
3. 畫出Fe-Fe3C相圖，并根據Fe-Fe3C相圖，(1)分別求ω（C)=2.11%，ω（C)=4.30%的二次
滲碳體的析出量。(2)畫出ω（C)=4.30%的冷卻曲線。
材料科學與工程期末考試復習試題 2
名詞解釋：取向力、誘導力、色散力、費米能級、置換固溶體、間隙固溶體、肖脫基缺陷、
弗侖克爾缺陷、穩態擴散、擴散通量、同素異構轉變、結構弛豫、自由度、泡利不相容原理、
洪特規則
原子中電子的空間位置和能量
1、電子的統計形態法描述 四個量子數
n, 第一量子數n:決定體系的能量
l, 第二量子數l:決定體系角動量和電子幾率分布的空間對稱性
ml, 第三量子數ml:決定體系角動量在磁場方向的分量
ms, 第四量子數ms：決定電子自旋的方向+l/2，-l/2
2、電子分布遵從的基本原理：
（1）泡利不相容原理：在一個原子中不可能有運動狀態完全相同的兩個電子，即同一原子中，最多只能有兩個電子處于同樣能量狀態的軌道上，且自旋方向必定相反。
n=1時最多容納2個電子
n=2時最多容納8個電子
2 主量子數為n的殼層中最多容納2n個電子。
（2）能量最低原理：原子核外的電子是按能級高低而分層分布，在同一電子層中電子的能級依s、p、d、f的次序增大。
（3）洪特規則：簡并軌道（相同能量的軌道）上分布的電子盡可能分占不同的軌道，且自旋方向相同。
結合方式
基本結合：離子鍵、金屬鍵、共價鍵------化學鍵合
派生結合：分子間作用力、氫鍵-------物理鍵合
基本結合：
1. 離子鍵合
離子鍵：原子核釋放最外層電子變成的正離子與接收其放出電子而變成的負離子相互之間的吸引作用（庫侖引力）所形成的一種結合。典型的離子化合物有NaCl、MgCl2等。
特點：
① 電子束縛在離子中；
�、� 正負離子吸引，達到靜電平衡，電場引力無方向性和飽和性----產生密堆積，取決于正負離子的電荷數和正負離子的相對大小。
�、� 構成三維整體-晶體結構；
�、� 在溶液中離解成離子。
2. 共價鍵合
共價鍵：兩個原子共享最外層電子的鍵合。典型的例子有H2、O2、F2、SiC等。
特點：
�、� 兩個原子共享最外層電子對；
�、� 兩原子相應軌道上的電子各有一個，自旋方向必須相反；
�、� 有飽和性和方向性，電子云最大重疊，一共價鍵僅兩個電子。
3. 金屬鍵合
金屬鍵：金屬原子通過游離電子用庫侖引力將原子結合到一起的鍵合。即各原子都貢獻出其價電子而變成外層為八電子的金屬正離子，所貢獻出來的價電子為所有金屬原子（正離子）所共用，金屬晶體的結合力就是價電子集體（自由電子氣）與金屬正離子間的靜電引力。 特點：
�、� 由正離子排列成有序晶格；
�、� 各原子最外層電子釋放，在晶格中隨機、自由、無規則運動，無方向性；
�、� 原子最外層有空軌道或未配對電子，既容易得到電子，又容易失去電子；價電子不是緊密結合在離子芯上，鍵能低，具有范性形變
4. 混合鍵合
在某些化合物中，存在著既有離子鍵合又有共價鍵合，即介于離子鍵和共價鍵之間的混合鍵。如氯化氫。
電負性：元素的原子在化合物中把電子引向自己的能力，（表示吸引電子的能力）
同一周期左 —— 右電負性增高
同一族 上 —— 下電負性降低
電負性對化學鍵的影響:
同種原子間無影響
異種原子相互作用時:
兩元素電負性相差較大: 非金屬 — 非金屬 成極性共價鍵
電負性相差很大: 金屬 — 非金屬 成離子鍵
派生結合
物理鍵合的作用力也是庫侖引力，但在鍵合過程中不存在電子的交換，是電子在其原子或分子中的分布受到外界條件的影響產生分布不均勻而引起原子或分子的極性結合。
物理鍵合的大小直接影響物質的許多物理性質，如熔點、沸點、溶解度、表面吸附等。 包括分子間作用力、氫鍵等。
1、分子間作用力
分子（或電中性原子）間的結合力，又稱范氏力。
特點：無方向性和飽和性；鍵能最小。
按原因和特性可分為：取向力；誘導力；色散力；分子間作用力
A. 取向力：極性分子永久偶極間靜電相互作用
B. 誘導力：被誘導的偶極與永久偶極間作用
C. 色散力：電中性原子與非極性分子的瞬時偶極間的作用
2、氫鍵
質子給予體（如H）與強電負性原子X（如O、N、F、Cl）結合再與另一強電負性原子Y（質子接受體）形成鍵的鍵合方式。
特點
a.有方向性，飽和性。
b.分為分子內氫鍵和分子間氫鍵兩種。
c.鍵能一般為幾到十幾千卡/摩。
形成氫鍵必須滿足的條件
(1)分子中必須含氫
(2)另一個元素必須是電負性很強的非金屬元素(F、O、N)。
各種鍵型的比較
一般說來，化學鍵（離子，共價，金屬）最強，氫鍵次之，分子鍵最弱。（后兩者屬于物理鍵）
2-4 多原子體系電子的相互作用和穩定性
雜化軌道和分子軌道理論
A、雜化軌道理論
雜化：在一個原子中不同原子軌道的線性組合稱為原子軌道的雜化。
雜化軌道：雜化后的原子軌道。
雜化軌道理論：原子在化合中，受其他原子的作用，原來的狀態發生改變，從而使能量相似、軌道類型不同的原子軌道重新組合成新的雜化軌道，在組合過程中，軌道的數目不變，軌道在空間的分布方向和分布情況發生改變，軌道的能量狀態也改變。
雜化的本質：量子力學態疊加原理，一種數學方法，而不是物理過程。
雜化：能級相近的單中心原子軌道的線形組合。
雜化的目的：更有利于成鍵。
雜化的動力：受周圍原子的影響。
雜化的規律：軌道數目守恒，空間取向改變；雜化軌道能與周圍原子形成更強的σ鍵，或安排孤對電子，而不會以空的雜化軌道存在。
等性雜化軌道和不等性雜化軌道：雜化軌道中，參與雜化的s、p、d等成分相等，稱為等性雜化軌道；如果不相等，稱為不等性雜化軌道。
B、分子軌道理論
�。�1）分子中每個電子是在由各個原子核和其余電子組成的勢場中運動，它的運動狀態可用分子軌道描述。
�。�2）分子軌道可近似地用能量相似的原子軌道組合得到。原子軌道通過線性組合成分子軌道時，軌道數不變，軌道能量改變。
（3）分子中的電子根據泡利不相容原理、能量最低原理和洪特規則增填在分子軌道上。 組合成分子軌道的條件
1）能量相近
2）軌道最大重疊
3）對稱性匹配
能量低于原子軌道-成鍵軌道
能量高于原子軌道-反鍵軌道
能量等于原子軌道-非鍵軌道
1、σ軌道和σ鍵-“頭碰頭”
相對于分子中鍵軸呈圓柱形對稱的分子軌道稱為σ軌道。
由兩個相同或不相同的原子軌道沿軌道對稱軸方向相互重疊而形成的共價鍵，叫做σ鍵。σ鍵是原子軌道沿軸方向重疊而形成的，具有較大的重疊程度，因此σ鍵比較穩定。 σ鍵能圍繞對稱軸旋轉，而不影響鍵的強度以及鍵跟鍵之間的角度（鍵角）。
2、軌道和鍵- “肩并肩”
成鍵原子的未雜化p軌道，通過平行、側面重疊而形成的共價鍵，叫做π鍵。
π鍵是由兩個p軌道從側面重疊而形成的，重疊程度比σ鍵小，所以π鍵不如σ鍵穩定。當形成π鍵的兩個原子以核間軸為軸作相對旋轉時，會減少p軌道的重疊程度，最后導致π鍵的斷裂。
3、δ軌道和δ鍵- “面對面”
具有兩個通過分子軸對稱節面的分子軌道稱為δ軌道。
凡是一個原子的d軌道與另一個原子相匹配的d軌道（例如dxy與dxy）以“面對面”的方式重疊（通過鍵軸有兩個節面），所成的鍵就稱為δ鍵。
δ軌道不能由s或p原子軌道組成。
費米能級
費米能級是金屬在絕對零度時電子的最高填充能級。
金屬內的電子因泡利不相容原理故而不能每一個電子都在最低的能級，因此便一個一個依序往高能級填直到最后一個填進的`那個能級即所謂費米能級。
T=0K（基態）時，最高的被電子充滿的能級能量為EF，EF以下能級全滿，以上能級全空。 T>0K時，某些電子受到激發，移到費米能級以上的能級，達到平衡的分布。
固體中的能帶
能級分裂：n個同種原子接近時，相同的原子能級分裂成n個能量不同的能級（分子軌道）。 能帶：由許多聚集在一起的原子的許多分子軌道組成的近乎連續的能級帶。
帶寬：能帶中最高能級與最低能級的能量差。其與原子數目無關，僅取決于原子間距，間距小，帶寬大。
價帶：價電子能級展寬成的能帶。(可滿可不滿)
滿帶：添滿電子的價帶。
空帶：價電子能級以上的空能級展寬成的能帶。
導帶：0K時最低的可接受被激發電子的空帶。
禁帶：兩分離能帶間的能量間隔，又稱為能隙(Eg)
能帶理論是研究固體中電子運動規律的一種近似理論。固體由原子組成，原子又包括原子實和最外層電子，它們均處于不斷的運動狀態中。為使問題簡化，首先假定固體中的原子實固定不動，并按一定規律作周期性排列，然后進一步認為每個電子都是在固定的原子實周期勢場及其他電子的平均勢場中運動，這就把整個問題簡化成單電子問題。能帶理論就屬這種單電子
近似理論
能帶理論的應用-導體、絕緣體、半導體
導體具有很好的導電性，能帶分為兩種類型，一種是價帶沒有填滿，因此在很小的外電
場作用下最高的被填充能級（費米能級）上的電子就能躍遷到相鄰的空能級上，從而其下層能級上的電子又能躍遷到上一層，從而形成定向電流。另一種是價帶和導帶重疊，沒有能隙，因而在外電場作用下電子能填入導帶。
半導體具有一定的導電性，其能帶分為三種類型：
�。�1）△Eg非常小，熱激活就足以使價帶中費米能級上的電子躍遷到導帶底部，同時在價帶中留下“電子空穴”。在外電場作用下，導帶中的電子和價帶中的電子空穴都可以向相鄰的能級遷移，形成導電，此類為本征半導體。
�。�2）△Eg比較小，在基體中有少量的高價雜質，在能隙中存在著由高價雜質元素產生的新能級。熱激活中電子從雜質能級躍遷到導帶底部，從而形成導電電流，此稱為N型半導體。
�。�3）△Eg比較小，在基體中有少量的低價雜質，在價帶附近形成摻雜的能級，熱激活使價帶中費米能級上的電子躍遷到雜質能級，從而在價帶中留下電子空穴，在外電場作用下，通過價帶中的電子空穴的遷移產生電流，這類半導體稱為P型半導體。
絕緣體的各外層軌道都被電子充滿，使晶體中相應的能帶填滿，而且能帶與能帶之間的能隙較大，電子需要很大的能量才能從價帶躍遷至導帶，因此導電性很差。
2-5 固體中的原子有序
結晶與晶體
1、結晶特性
晶體：原子(團)沿三維空間呈周期性長程有序排列的固體物質(金屬、大多陶瓷及一
些聚合物)。
非晶體：原子(團)無周期性長程有序排列的物質(包括氣體、液體和部分固體)。 結晶：形成晶體的過程。
晶體的性質
– 具有確定的熔點
– 能自發形成規則的多面體外形
– 穩定性（晶體的化學成分處于熱力學的能量最低狀態）
– 各向異性（不同的方向具有不同的物理性質）
– 均勻性（晶體各部分的宏觀性質相同）
晶體是一種均勻而各向異性的結構穩定性固體
1、晶體的對稱元素
2、點陣
點陣：晶體結構的微觀特征。
某種結構單元（基元）在三維空間作周期性規則排列。
基元：原子、分子、離子或原子團(組成、位形、取向均同)
3、晶胞、晶系和空間點陣型式
晶胞：代表晶體內部結構的基本重復單位。
晶胞一定是一個平行六面體，但三條邊的長度不一定相等，也不一定互相垂直。 晶胞的基本要素：A.大小和形狀 B.各原子坐標位置
晶軸上晶胞三個邊的長度 a，b，c 和其夾角，，稱為 晶格常數 。
4、晶向指數和晶面指數
A、晶向指數
晶向：原點出發通過某點的射線（或通過若干結點的直線方向） 。
晶向指數：晶胞各軸上投影的最低整數（可以是負值）。
[u v w] 表示晶向，其中u v w 即晶向指數。
一個晶向代表了一系列相互平行的陣點構成的直線。
晶體中同一晶向的陣點直線系列稱為晶列。
〈u v w〉表示晶向族，代表原子密度相同的所有晶向（與對稱性相聯系的原子排列相同但空間位向不同）。
B、晶面指數
篇三：四川大學材料科學與工程基礎期末復習考試題庫
1.材料是由物質構成的，因而物質就是材料。 ×
2.材料是指用來制造某些有形物體的基本物質。 √
3.按照化學組成，可以把材料分為三種基本類型
�。ˋ）金屬材料、硅酸鹽、有機高分子材料
�。˙）陶瓷材料、高分子材料、鋼鐵
�。–）有機高分子材料、金屬材料、無機非金屬材料
�。―）有機材料、無機非金屬材料、金屬材料
C
4．在四個量子數中，ms是確定體系角動量在磁場方向的分量（ml）�！�
5．在四個量子數中，ml決定電子自旋的方向（ms）�！�
6．在四個量子數中，n是第一量子數，它決定體系的能量�！�
7．在四個量子數中，l是第二量子數，它決定體系角動量和電子幾率分布的空間對稱性�！�
8．原子中每個電子必須有獨自一組四個量子數。n,l,ml,ms√
9．泡利不相容原理、能量最低原則和洪特規則是電子在原子軌道中排列必須遵循的三個基本原則�！�
10．Na原子中11個電子的填充方式為1s22s22p53s2。1s22s22p63s1×
11．按照方框圖，N原子中5個價電子的填充方式為2s 2p ×
12．Cu原子的價電子數是___3___個�！�
13．S原子的價電子數是5個。×
14.晶體物質的共同特點是都具有金屬鍵�！�
15.金屬鍵既無方向性，也無飽和性。√
16. 共價鍵中兩個成鍵電子的自旋方向必須相反�！�
17. 元素的電負性是指元素的原子在化合物中把電子引向自己的能力。√
18. 兩元素的電負性相等或接近，易形成離子鍵，不易形成共價鍵。×
19. 兩元素的電負性差較大，易形成離子鍵，不易形成共價鍵�！�
20. 離子鍵的基本特點是以離子而不是以原子為結合單元。√
21. 范德華力既無方向性亦無飽和性，氫鍵有方向性但無飽和性�！�
22. 范德華力既無方向性亦無飽和性，氫鍵有方向性和飽和性。√
23. 絕大多數金屬均以金屬鍵方式結合，它的基本特點是電子共有化�！�
24．共價鍵既有飽和性又有方向性。√
25．兩種元素電負性差值決定了混合鍵合中離子鍵的比例�！�
26．范德華力包括取向力、色散力和氫鍵三種類型。×
27．原子的基本鍵合中不一定存在著電子交換�！�
28．氫鍵具有方向性，但無飽和性�！�
29．三種基本鍵合的結合強弱順序為金屬鍵＞離子鍵＞共價鍵�！�
30．金屬鍵是由眾多原子最（及次）外層電子釋放而形成的電子氣形成的，因而具有最高的鍵能�！�
31．隨著兩個原子間距離減小，相互間的吸引力下降，排斥力增加�！�
32．兩個原子處于平衡間距時，鍵能最大，能量最高�！�
33．同一周期中，原子共價半徑隨價電子數的增加而增加。× (C-0.771, N-0.70, O-0.66, F-0.64)
34．同一族中，原子共價半徑隨價電子到原子核的距離增加而減小�！�
35．正離子的半徑隨離子價數的增加而減小�！�
36. 原子半徑大小與其在晶體中配位數無關。 ×
37. 所謂原子間的平衡距離或原子的平衡位置是吸引力與排斥力的合力最小的位置�！�
38. 共價鍵是由兩個或多個電負性相差不大的原子間通過共用電子對而形成的化學鍵。 ×（只能是兩個原子間）
39．離子化合物的配位數取決于離子最有效的堆積�！�
40．在氧化物中，O2-的配位數主要有4、6、12三種類型。×
41．金屬原子的配位數越大，近鄰的原子數越多，相互作用越強，原子半徑越小�！�
42．金屬原子半徑隨配位數增加而增加。√
43. 金屬半徑是原子間平衡間距的一半。（A）√，（B）×，（C），（D）
A
44．當中心原子的雜化軌道為sp3dx2時，其配位原子的空間排列為（A）四方錐形（B）三方雙錐形（C）八面體形
B
45. 原子軌道雜化形成雜化軌道后，其軌道數目、空間分布和能級狀態均發生改變�！�
46. 雜化軌道是原子不同軌道線性組合后的新原子軌道，而分子軌道則是不同原子軌道線性組合成的新軌
道�！�
47．δ軌道是由兩個d軌道線性組合而成，它們是（A）dx2、dx2（B）dx2-y2、dx2-y2（C）dxy、dxy
B
48．費米能級是對金屬中自由電子能級填充狀態的描述�！� （T＝0K時）
49．費米能級是，在T＝0K時，金屬原子中電子被填充的最高能級，以下能級全滿，以上能級全空�！獭� ×
50．按照費米分布函數，T≠0時，-------------，f（E）＝1/2（A）E＝EF（B）E＜EF（C）E＞EF
A
51．在固體的能帶理論中，能帶中最高能級與最低能級的能量差值即帶寬，取決于聚集的原子數目�！�
52．能帶是許多原子聚集體中，由許多原子軌道組成的近似連續的能級帶。×（原子軌道裂分的分子軌道）
53. 價帶未填滿（A）絕緣體，（B）導體，（C）半導體，（D）
B
54. 滿帶與空帶重疊 （A）絕緣體，（B）半導體，（C）導體，（D）
C
55. 滿帶與空帶不重疊 （A）絕緣體，（B）導體，（C）半導體，（D）
A，C
56. 能帶寬度與原子數目無關，僅取決于原子間距，間距大，帶寬大。 （A）√，（B）×，（C），（D）
B
57. 原子數目越多，分裂成的能帶寬度越大。 （A）√，（B）×，（C），（D）
B
58. 能帶寬度與原子數目無關，僅取決于原子間距，間距小，帶寬大。 （A）√，（B）×，（C），（D）
A
59. 具有一定有序結構的固態物質就是晶體。 ×
60. 同一晶面族的晶面形狀相同,面上原子密度相同，彼此相互平行。 ×
61. 在實際應用的工業金屬中都存在各向異性。 ×
62. 空間點陣相同的晶體，它們的晶體結構不一定相同�！�
63. 空間點陣有１４種，它們每個點陣都代表一個原子�！�
64. 如果空間點陣中的每一個陣點只代表一個原子時，則空間點陣與晶體點陣是同一概念�！�
65. 由液態轉變為固態的過程稱為凝固亦稱結晶。 ×
66. 在立方晶系中點陣（晶格）常數通常是指____。a) 最近的原子間距, （B） 晶胞棱邊的長度, （C）棱邊之間的夾角
B
67. 空間點陣中每個陣點周圍具有等同的環境。 √
68. 空間點陣只可能有____種型式。（A）12，（B）14，（C）16，（D）18
B
69. 空間點陣結構中只可能劃分出____個晶系。（A）5，（B）6，（C）7，（D）8
C
70. 晶格常數常用____表示。（A）a,b,c；（B）α,β,γ；（C）a,b,c和α,β,γ；（D）都不是
C
71. 晶胞中原子占有的體積分數稱為 ____。（A）配位數，（B）致密度，（C）點陣常數，（D）晶格常數 B
72. fcc密排面的堆垛順序是___。（A）A BA B，（B）A BCD，（C）A BCA
C
73. fcc結構的致密度為___。（A）0.62，（B）0.68，（C）0.74，（D）0.82
C
74. fcc結構的配位數是___。（A）6，（B）8，（C）10，（D）12
D
75. fcc晶胞中原子數為___。（A）6，（B）4，（C）3，（D）2
B
76. fcc晶胞中原子的半徑是____。（A）21/2 a / 2， （B）21/2 a / 4， （C）31/2 a / 2， （D）31/2 a / 4
B
77. 以原子半徑R為單位，fcc晶體的點陣常數a是____。（A）2 (2)1/2 R， （B）4 (2)1/2 R， （C）4 (3)1/2 R， （D）4 (3)1/2 R / 3
A
78. bcc結構的致密度為___。（A）0.62，（B）0.68，（C）0.74，（D）0.82
B
79. bcc結構的配位數是___。（A）6，（B）8，（C）10，（D）12
B
80. bcc晶胞中原子數為___。（A）6，（B）4，（C）3，（D）2
D
81. bcc晶胞中原子的半徑是___。（A）21/2 a / 2， （B）21/2 a / 4， （C）31/2 a / 4， （D）31/2 a / 2
C
82. 以原子半徑R為單位，bcc晶體的點陣常數a是___。（A）2 (2)1/2 R， （B）4 (2)1/2 R， （C）4 (3)1/2 R/2， （D）4 R / (3)1/2
D
83. hcp密排面的堆垛順序是___。（A）A BA B，（B）A BCD，（C）A BCA
A
84. hcp結構的致密度為___。（A）0.82，（B）0.74，（C）0.68，（D）0.62
B
85. hcp 結構的配位數是___。（A）12，（B）10，（C）8，（D）6
A
86. hcp晶胞中原子數為____。（A）3，（B）4，（C）5，（D）6
D
87. 在體心立方晶胞中，體心原子的坐標是____。（A）1/2，1/2，0；（B）1/2，0，1/2； （C）1/2，1/2，1/2；（D）0，1/2，1/2
C
88. 在fcc晶胞中，八面體間隙中心的坐標是____。（A）1/2，1/2，0；（B）1/2，0，1/2； （C）0，1/2，1/2；（D）1/2，1/2，1/2
D
89. 每個面心立方晶胞有１４個原子。 ×
90. 密排六方晶胞共有十七個原子�！�
91. 下圖為簡單立方點陣晶胞，其中ABC面的指數是____。（A）（111），（B）（110），（C）（101），（D）（011）
C
92. 下圖為簡單立方點陣晶胞，其中ABCD面的指數是____。（A）（111），（B）（110），（C）（101），（D）（011）
C
93. 下圖為簡單立方點陣晶胞，AD的晶向指數是____。（A），（B）[110]，（C）[101]，（D）[011]
A
94. 下圖為簡單立方點陣晶胞，A B的晶向指數是____。（A）[111]，（B）[100]，（C） ，（D）[001]
C
95. 下圖為簡單立方點陣晶胞，A C的晶向指數是____。（A）[111]，（B）[110]，（C）[101]，（D）[010]
材料科學與工程期末考試復習試題 3
一、填空題：
1.某鋼材牌號為Q235-AF，則該鋼材屬于______結構鋼，其中F表示的意義為______。
2.鋼材的______能表征鋼結構的安全可靠程度，其值越______，安全可靠性越好。
3.當采用連續型密級配礦質混合料配制瀝青混合料時，形成______結構類型，該結構類型的瀝青混合料內摩擦角 較______。
4.道路面層的上層用瀝青混合料應采用稠度較______的石油瀝青，渠化交通道路用瀝青混合料應采用稠度較____小____的石油瀝青。
5.混凝土工程中采用間斷級配骨料時，其堆積空隙率較______，用來配制砼時應選用較____砂率。
6.瀝青的組分中，______決定石油瀝青的流動性，______決定瀝青的高溫穩定性。
7.瀝青延度實驗時，標準試驗條件為溫度T=______oC，拉伸速度V=______。
8.水泥石易受腐蝕的根源是其中含有易受腐蝕的______和______水化產物。
9.生產硅酸鹽水泥時摻入適量石膏的目的是起______作用，但當摻量過多時，易導致水泥的______(性能)不合格。
10.欲制得低熱水泥，應限制硅酸鹽水泥熟料中______和C3S的含量，也可采用______措施來達到降低水化熱的目的。
11.同種材料的孔隙率愈______，材料的強度愈高;當材料的孔隙率一定時，______孔隙愈多，材料的絕熱性愈好。
12.材料耐水性的強弱可以用______系數表示，材料耐水性越差，該值越______。
13.建筑石膏的化學成分是____，其凝結硬化速度____，硬化時體積_____，硬化后孔隙率____大____。
14.水泥中游離CaO和游離MgO含量過多，對水泥產生體積安定性不良的`基本原因是由于____在____，安定性不合格的水泥作______處理。
15.礦渣硅酸鹽水泥的水化分兩步進行，第一 步是____水化，生成的_____作用，然后第二步再_____。
16.某工程采購一批燒結普通磚，露天放置一段時間后，發現大量磚塊開始自動碎裂，這種現象稱為
______，其原因是由于原材料中存在______成分所引起的
17.材料的吸水性大小用______表示，吸濕性大小用______表示。
18.引起硅酸鹽水泥體積安定性不良的原因是_____、游離MgO及_____它們相應地可以分別采用_____法、______法及長期觀測進行檢驗。
19.高鋁水泥的特性是______，因此高鋁水泥不能用于______結構。
20.當混凝土拌合物出現粘聚性尚好、坍落度太大時，應在保持____不變的情況下，適當地增加_____用量。
21.量取10L氣干狀態的卵石，稱重為14.5kg;又取500g烘干的該卵石，放入裝有500mL水的量筒中，靜置24h后，水面升高為685mL.則該卵石的堆積密度為____，表觀密度為_____，空隙率為_____。
22.大理巖由______巖和______巖變質而成，其特點是______不大，易于______加工，富有______性。
23.普通混凝土中粗骨料最大粒徑的限止條件為______，______，______。
24.普通混凝土配合比按體積法計算的理論是：混凝土的_______等于_______、_______、________、______體積和______之和。
25.砂漿和易性包括______和______兩方面的含義。
26.建筑工程上使用的絕熱材料一般要求其熱導率不大于______W/(mK)，吸聲材料一般要求其平均吸聲系數大于______。
27.砼拌合物的和易性包括流動性、______和______三方面含義。
28.與牌號為30甲的石油瀝青相比，牌號為100甲的石油瀝青延度較______，軟化點較______。
29.建筑石膏凝結硬化的速度較______，凝固后體積將發生______。
30.砌筑燒結多孔磚砌體時所用砂漿的強度主要取決于______。
二、選擇題：
1.鋼筋經冷拉和時效處理后，其性能的變化中，以下何種說法是不正確的? [ ]
A.屈服強度提高 B.抗拉強度提高 C.斷后伸長率減小 D.沖擊吸收功增大
2.提高瀝青混合料路面的抗滑性，要特別注意瀝青混合料中的 [ ]
A.瀝青用量 B.瀝青稠度 C.粗集料的耐磨光性能 D.集料的化學性能
3.為獲得具有較大內摩擦角的瀝青混合料，須采用( )集料。 [ ]
A.中粒式 B.粗粒式 C.細粒式 D.相同粒徑
4.普通混凝土抗壓強度測定時，若采用100mm的立方體試件，試驗結果應乘以尺寸換算系數 [ ]
A.0.90 B.0.95 C.1.00 D.1.05
5.壓碎指標是用來表征( )強度的指標。 [ ]
A.混凝土 B.空心磚 C.粗骨料 D.細骨料
6.瀝青的針入度指數可作為瀝青膠體結構的評價標準，當PI值在( )區間時，其膠體結
構屬溶--凝膠型。 [ ]
A.<-2.0 2="" 3="" d.="">+2.0
7.如果水泥初凝時間測試值不符合國家標準，則按( )處理。 [ ]
A.合格品 B.不合格品 C.廢品
8.某構件截面最小尺寸為240mm，鋼筋間凈距為45mm，宜選用粒徑( )mm的石子。 [ ]
A.5~10 B.5~31.5 C.5~40 D.5~60
9.混凝土配合比設計的三個主要技術參數是( )。 [ ]
A.單方用水量、水泥用量、砂率 B.水灰比、水泥用量、砂率
C.單方用水量、水灰比、砂率 D.水泥強度、水灰比、砂率
10.坍落度是表示塑性混凝土( )的指標。 [ ]
A.流動性 B.粘聚性 C.保水性 D.軟化點
11.維勃稠度法測定混凝土拌合物流動性時，其值越大表示混凝土的 [ ]
A.流動性越大 B.流動性越小 C.粘聚性越好 D.保水性越差
12.用于吸聲的材料，要求其具有( )孔隙的多孔結構材料，吸聲效果最好。 [ ]
A.大孔 B.內部連通而表面封死
C.封閉小孔 D.開口細孔
13.吊車梁和橋梁用鋼，要注意選用( )性較大的鋼材。 [ ]
A.塑性 B.韌性 C.脆性 D.彈性
14.隨著石油瀝青組分中的油分含量增加，其( )降低。 [ ]
A.稠度 B.針入度 C.感溫性 D.延性
15.瀝青的感溫性大小，常用( )來表示。 [ ]
A.針入度指數 B.軟化點 C.針入度 D.閃點
16.為了獲得具有較大內摩擦角的瀝青混合料，須采用( )集料。 [ ]
A.中粒式 B.粗粒式 C.細粒式 D.相同粒徑
17.設計混凝土配合比時，確定水灰比的原則是按滿足( )而定。 [ ]
A.混凝土強度 B.最大水灰比限值 C.混凝土強度和耐久性 D.最小水泥用量
18.冬季施工現澆鋼筋混凝土工程，宜選用( )水泥。 [ ]
A.礦渣 B.普通 C.高鋁 D.粉煤灰
19.( )漿體在凝結硬化過程中，其體積發生微小膨脹。 [ ]
A.石灰 B.石膏 C.菱苦土 D.水玻璃
20.大體積混凝土施工應選用 [ ]
A.粉煤灰水泥 B.硅酸鹽水泥 C.普通水泥 D.快硬硅酸鹽水泥
21.硅酸鹽水泥硬化水泥石，長期處在硫酸鹽濃度較低的環境水中，將導致膨脹開裂，這是由
于反應生成了( )所致。 [ ]
A.CaSO4 B.CaSO4 2H2O
C.3CaO Al2O3 CaSO4 31H2O D.CaO Al2O3 3CaSO4 11H2O
22.普通混凝土棱柱體積強度fc與立方體強度fcu兩者數值的關系是 [ ]
A.fc=fcu B.fc≈fcu C.fc>fcu D.fc
23.混凝土配合比設計的三個主要技術參數是 [ ]
A.單方用水量 水泥用量 砂率 B.水灰比 水泥用量 砂率
C.單方用水量 水灰比 砂率 D.水泥強度 水灰比 砂率
24.普通混凝土的強度等級是以具有95%保證率的( )天立方體抗壓強度代表值來確定的。 [ ]
A.3、7、28 B.3、28 C.7、2 D.28
25.根據有關的規定，瀝青防水材料不宜用于 [ ]
A.Ⅲ級屋面防水 B.Ⅱ級屋面防水 C.臨時性建筑防水 D.公共建筑防水
26.嚴寒地區的露天焊接鋼結構，應優先選用下列鋼材中的( )鋼。 [ ]
A.Q275—B°F B.Q235—C C.Q275 D.Q235—A°F
27.下列材料中絕熱性能最好的是( )材料。 [ ]
A.泡沫塑料 B.泡沫混凝土 C.泡沫玻璃 D.中空玻璃
28.建筑工程中常用的PVC塑料是指 [ ]
A.聚乙烯塑料 B.聚氯乙稀塑料 C.酚醛塑料 D.聚苯乙烯塑料
29.普通混凝土棱柱體積強度fc與立方體強度fcu兩者數值的關系是 [ ]
A.fc=fcu B.fc≈fcu C.fc>fcu D.fc
三、簡答題：
1.何謂混凝土徐變，考慮徐變在結構工程中的意義。
2.簡述影響瀝青混合料耐久性的諸因素。
3.簡述下列措施的技術經濟意義。
(1)在硅酸鹽水泥熟料中摻混合材料
(2)拌制混凝土摻減水劑
(3)在水泥砂漿中摻粉煤灰
(4)在瀝青混合料中摻入一定量礦粉
4.在常溫短時間荷載下與高溫長時間荷載下，瀝青的勁度模量有何差別?
5.如何鑒別煤瀝青和石油瀝青。
6.砂子標準篩分曲線圖中的1區、2區、3區說明什么問題，三個區以外的區域又說明什么，配制混凝土時，選用哪個區的砂比較好些?
7.影響材料強度測試結果的試驗條件有哪些?
8.活性材料產生水硬性的條件是什么?
9.材料的強度與強度等級的關系如何?
10.何謂活性混合材料和非活性混合材料?它們加入硅酸鹽水泥中各起什么作用?硅酸鹽水泥常摻入哪幾種活性混合材料?
11.簡述混凝土流動性、粘聚性和保水性概念以及三者之間的相互關系?
12.鋼材的沖擊韌性的定義及表示方法?影響因素?
四、計算題：
1.混凝土經試配調整后，得配合比為1：2.20：4.40，W/C=0.60，已知 。試算1立方米混凝土各材料的用量。
2.從進貨的一批鋼筋中抽樣，并截取一根鋼筋做拉伸試驗，測得如下結果：屈服下限荷載為42.4kN;抗拉極限為62.0KN，鋼筋公稱直徑為12mm，標距為60mm，拉斷時長度為71.1mm，試計算它們的屈服強度、極限強度和伸長率。
3.破碎的巖石試樣經完全干燥后，它的質量為482g。將它置入盛有水的量筒中，經長時間后(吸水飽和)，量筒的水面由原452cm3刻度上升至630cm3刻度。取出該石子試樣，擦干表面后稱得其質量為487g。試求該巖石的開口孔隙率、表觀密度、吸水率各為多少?
4.干砂500g，其篩分結果如下：篩孔尺寸(mm) 5.0 2.5 1.25 0.63 0.315 0.16<0.16 ;
篩余量(g) 22.5 52.5 102.4 122.6 102.3 72.7 25.0 ;
求細度模數，并判定其為何種砂。
5.今有軟化點分別為95℃和25℃的兩種石油瀝青，某工程的屋面防水要求使用軟化點為75℃的石油瀝青，問應如何配制?
6.試驗室對某施工單位的水泥來樣進行強度測試，測得28d的抗壓荷載分別為90KN、92KN、87KN、83kN、91KN、70KN，另假定測得該水泥的3d抗折和抗壓強度以及28d抗折強度能滿足32.5#、42.5#和52.5#水泥的強度要求，試評定該水泥的強度標號。
材料科學與工程期末考試復習試題 4
一、填空題
1.金屬材料包括______________以及它們的_____________________。在金屬中加熱熔合某些____________或____________而制得的____________，其____________會發生改變。
2.生鐵和鋼都是______________的合金。生鐵的含碳量為____________；鋼的含碳量為____________。
3.下列鐵的用途中，涉及了鐵的哪些性質？請把有關性質填在橫線上。
(1)燒菜用的鐵鍋、鐵鏟一般都要裝上木柄
__________________________________________
(2)鐵塊可以制成鐵絲或鐵片
__________________________________________
(3)油罐車行駛時，罐內石油振蕩產生靜電，易發生火災，因此車尾有一條拖地的鐵鏈
__________________________________________
4.物質的______________在很大程度上決定了物質的用途，但這不是惟一的決定因素。在考慮物質的用途時，還需要考慮______________、______________、______________、________________，以及___________________________________和____________________等多種因素。
二、選擇題
5.利用鋁合金制作鑰匙是利用鋁合金的
A.熔點低 B.不易腐蝕
C.硬度大 D.密度小
6.下列物質中，不屬于合金的是
A.銅線 B.不銹鋼
C.硬鋁 D.18K黃金
7.被認為是21世紀重要的金屬材料的是
A.鋼鐵 B.鈦和鈦合金
C.鋁和鋁合金 D.銅和銅合金
8.聯合國衛生組織經過嚴密的科學分析，認為我國的鐵鍋是最理想的炊具，并向全世界大力推廣，主要原因是
A.價格便宜
B.鐵中含有碳元素
C.升熱慢，退熱也慢，保溫性能好
D.烹飪的食物中留有鐵元素
9.下列有關金屬的說法，正確的是
A.純鐵質軟，可用來制造機械
B.金屬在常溫下都是固體，有金屬光澤
C.銅的'導電性在金屬中僅次于銀
D.鈦具有極強的耐腐蝕性，可用來制造輪船外殼
10.下列有關合金的敘述，正確的是
�、俸辖鹬兄辽俸瑑煞N金屬；
②合金中的元素以化合物形式存在；
�、酆辖鹬幸欢ê薪饘伲�
④合金一定是混合物；
�、萆F是含雜質較多的鐵合金；
⑥合金的強度和硬度一般比組成它們的純金屬更高，抗腐蝕性能等也更好。
A.①②③④⑤⑥ B.①②
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