石德珂材料科學(xué)填空題

1、材料科學(xué)基礎(chǔ)填空題第一章 材料結(jié)構(gòu)的基本知識(shí)1. 原子核外電子的分布與四個(gè)量子數(shù)有關(guān)，且服從下述兩個(gè)基本原理：泡利不相容原理和最低能量原理2. 原子結(jié)合鍵中一次鍵（強(qiáng)?。┯须x子鍵、共價(jià)鍵、金屬鍵；二次鍵（弱?。┯蟹兜峦郀査规I、氫鍵、離子晶體和原子晶體硬度高，脆性大，熔點(diǎn)高、導(dǎo)電性差。3. 金屬晶體導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、延展性好，熔點(diǎn)較高。4. 能量最低的結(jié)構(gòu)稱為穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)或平衡態(tài)結(jié)構(gòu)，能量相對較高的結(jié)構(gòu)則稱為亞穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)； 5. 材料的穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)與亞穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)由熱力學(xué)條件和動(dòng)力學(xué)條件共同決定；第二章 材料的晶體結(jié)構(gòu)1、晶體結(jié)構(gòu)中基元就是化學(xué)組成相同、空間結(jié)構(gòu)相同、排列取向相同、周圍環(huán)境相同的基本單元;2、簡

2、單立方晶胞中（100）、（110）、（111）晶面中，面間距最小的是（111）面，最大的是（100）面； 3、晶面族100包含（100）（010）（001）及平行（）（）（）等晶面；4、（100），（210），（110），（20）等構(gòu)成以001為晶帶軸的晶帶；（01），（01），（10），（10）等構(gòu)成以111 為晶帶軸的晶帶； 5、晶體宏觀對稱元素只有 1，2，3，4，6，m， 等8種是基本的6、金屬中常見的晶體結(jié)構(gòu)有面心立方、體心立方、密排六方三種；7、金屬密堆積結(jié)構(gòu)中的間隙有四面體間隙和八面體間隙兩種類型 8、面心立方晶體中個(gè)晶胞內(nèi)有個(gè)八面體間隙，個(gè)四面體間隙。9、陶瓷材料是以離子鍵、共

3、價(jià)鍵以及離子鍵和共價(jià)鍵的混合鍵結(jié)合在一起；10、硅酸鹽的基本結(jié)構(gòu)單元是硅酸根四面體；11、SiO2中主要化學(xué)鍵為 共價(jià)鍵 與 離子鍵 ；12、硅酸鹽幾種主要結(jié)構(gòu)單元是島狀結(jié)構(gòu)單元、雙四面體結(jié)構(gòu)單元、環(huán)狀結(jié)構(gòu)單元以及鏈狀結(jié)構(gòu)單元、層狀結(jié)構(gòu)單元；13、離子晶體中決定正負(fù)離子堆積方式的兩因數(shù)是： 電荷大小，滿足電中性；正負(fù)離子的相對大?。?4、陶瓷材料的組成相有 玻璃相 、 氣相 和 結(jié)晶相 15、上圖為離子晶體中穩(wěn)定和不穩(wěn)定的配位圖形，圖 為不穩(wěn)定配位圖形第三章 高分子材料的結(jié)構(gòu)1. 1. 按照聚合物熱行為可將聚合物分為_熱固性塑料_和_熱塑性塑料_兩類。2. 寫出下列聚合物的結(jié)構(gòu)單元：聚乙烯_C

4、H2CH2-_、聚氯乙烯_-CH2CHCl- _、聚苯乙烯_、尼龍-6 _-HN(CH)5CO-_。3. 加聚反應(yīng)是指由_由一種或多種單體相互加成_而連接成聚合物的反應(yīng)。4. 高分子材料的結(jié)構(gòu)主要包括兩個(gè)微觀層次即_高分子鏈結(jié)構(gòu)_結(jié)構(gòu)和_高分子聚集態(tài)結(jié)構(gòu)_結(jié)構(gòu)。5. 高分子主鏈中含有氧原子能提高高分子的_彈性_;磷和氯原子能提高_(dá)耐熱性_;氟原子能提高_(dá)化學(xué)穩(wěn)定性。6. 從分子鏈結(jié)構(gòu)看，聚氯乙烯的鏈柔順性比聚丙烯的鏈柔順性_差_，比聚丙烯腈的鏈柔順性_好_，這是因?yàn)開分子鏈上取代基極性不同_而造成的。 7. 一般縮聚物的高分子主鏈上不存在不對稱的碳原子，因此主鏈結(jié)構(gòu)比較規(guī)整，結(jié)晶度_高_(dá)。8A

5、BS樹脂是由_苯乙烯_、_丁二烯_和_丙烯腈_三者共聚而得。9. 一些高分子材料在Tg溫度附近冷拉，可以使其強(qiáng)度和彈性模量_提高_(dá)。第四章 晶體缺陷1. 晶體缺陷包括點(diǎn)缺陷、線缺陷和面缺陷；2. 肖脫基缺陷是離位原子進(jìn)入其它空位或遷移至晶界或表面形成的點(diǎn)缺陷3. 弗蘭克爾缺陷是離位原子進(jìn)入晶體間隙形成的點(diǎn)缺陷4. 位錯(cuò)可分為刃位錯(cuò)、螺位錯(cuò)和混合型位錯(cuò); 5. 具有環(huán)形位錯(cuò)線的位錯(cuò)不可能是純 螺位錯(cuò) 6. 當(dāng)點(diǎn)缺陷濃度達(dá)到平衡值時(shí)，晶體自由能最低7. 根據(jù)螺旋面前進(jìn)的方向與螺旋面旋轉(zhuǎn)方向的關(guān)系可分為左、右螺型位錯(cuò)8. 位錯(cuò)在晶體中運(yùn)動(dòng)有兩種方式滑移和攀移 ；9. 不論是刃或螺型位錯(cuò) ，使位錯(cuò)滑移

6、的切應(yīng)力方向和柏氏矢量 b都是一致的；10. 滑移面兩側(cè)晶體的相對位移是與柏氏矢量 b相一致的。11. 刃型位錯(cuò)的位錯(cuò)線tb，滑移面是唯一的，位錯(cuò)只能在確定的面上滑移12. 螺位錯(cuò)的位錯(cuò)線tb，任何通過位錯(cuò)線的晶面都滿足滑移面的條件，可以有多個(gè)滑移面。13. 攀移正是通過原子的擴(kuò)散而實(shí)現(xiàn)的，攀移需要正應(yīng)力，滑移需要切應(yīng)力；14. 表面張力在數(shù)值上等于表面能 15. 兩根同號(hào)螺位錯(cuò)互相排斥, 隨距離增加而逐漸減小； 16. 兩根異號(hào)螺型位錯(cuò)之間相互吸引，直至異號(hào)位錯(cuò)互毀 ，此時(shí)位錯(cuò)的應(yīng)變能也就完全消失；17. 晶體中還可能形成一些柏 氏矢量小于點(diǎn)陣矢量的位錯(cuò)，即柏氏矢量不是從一個(gè)原子到另一個(gè)原子

7、位置，而是從原子位置到結(jié)點(diǎn)之間的某一位置，這類位錯(cuò)稱為分位錯(cuò)或不全位錯(cuò)。18. 對于小角度晶界，晶界能隨位向差的增大而提高；19. 晶體表面結(jié)構(gòu)的主要特點(diǎn)是存在著不飽和鍵力及范德瓦耳斯力；20. 自然界的有些礦物或人工結(jié)晶的鹽類等常具有規(guī)則的幾何外形，表面常由最密排面及次密排面組成，這是一種低能的幾何形態(tài)； 21. 物理吸附是由范德華耳斯力作用而相互吸引的 22. 化學(xué)吸附來源于剩余的不飽和鍵力，吸附時(shí)表面與被吸附分子間發(fā)生了電子交換，電子或多或少地被兩者所共有，其實(shí)質(zhì)上是形成了化合物，即發(fā)生了強(qiáng)鍵結(jié)合。23. 化學(xué)吸附的特點(diǎn)是吸附有選擇性、單層吸附，并且化學(xué)吸附的吸附熱與化學(xué)反應(yīng)熱接近，明顯

8、大于物理吸附熱。24. 晶體材料的界面能會(huì)促使顯微組織發(fā)生變化，尺寸較小的晶粒一定具有較少的邊界數(shù)，邊界向外彎曲；尺寸較大的晶粒邊數(shù)大于6，晶界向內(nèi)彎曲 ；只有6條邊的晶粒晶界才是直線 。25. 只有刃型位錯(cuò)才能發(fā)生攀移；26. 螺位錯(cuò)是不能攀移的第五章 材料的相結(jié)構(gòu)及相圖1. 合金相可分為價(jià)化合物、電子相和尺寸因數(shù)化合物三個(gè)主要類型 2. 合金相可分為一次固溶體和中間相兩大類3. 若A、B組元能形成連續(xù)固溶體則A、B結(jié)構(gòu)必然相同；4. 拉弗斯相是借大小原子排列的配合而實(shí)現(xiàn)的密排結(jié)構(gòu)，它有3種典型組成結(jié)構(gòu)：5. 相律是表示材料系統(tǒng)相平衡的熱力學(xué)表達(dá)式，具體表示系統(tǒng)自由度、組元數(shù)和相數(shù)之間的關(guān)系

9、；6. 相組成包括相的數(shù)目、成分及相對含量；7. 相律是表示材料系統(tǒng)相平衡的熱力學(xué)表達(dá)式，具體表示系統(tǒng)自由度、組元數(shù)和相數(shù)之間的關(guān)系。8. 間隙固溶體只能形成有限固溶體 9. 勻晶相圖中兩組元在液態(tài)、固態(tài)都無限互溶；10. 固溶體凝固時(shí)，實(shí)際冷卻在短時(shí)間內(nèi)完成，固相來不及擴(kuò)散，溶液只在固相表面建立平衡； 11. 液相線與固相線間的水平距離和垂直距離越大，則固溶體的枝晶偏析越大，合金的流動(dòng)性越差； 12. 鋼的共同點(diǎn)是在高溫下都可以進(jìn)入奧氏體單相區(qū)，鑄鐵的共同點(diǎn)是都含有共晶體。13. 珠光體較鐵素體強(qiáng)度高，是因?yàn)榧?xì)片狀滲碳體分布在鐵素體基體上，起了強(qiáng)化作用。14. 相平衡時(shí)，各組元在各相的化學(xué)位

10、相等。第六章 材料凝固與氣相沉積1. 形核的必要條件有結(jié)構(gòu)起伏、能量起伏、過冷度；2. 凝固時(shí)在形核階段，只有核胚半徑等于或大于臨界尺寸時(shí)才能成為結(jié)晶的核心。當(dāng)形成的核胚其半徑等于臨界尺寸時(shí)，體系的自由能變化 大于零 。3. 過冷就是凝固的熱力學(xué)條件；4. 形核的充分條件是結(jié)構(gòu)起伏、能量起伏、過冷度。5. 過冷是凝固的熱力學(xué)條件，在過冷的液相中是否有足夠數(shù)量的晶胚達(dá)到臨界尺寸，使凝固過程能以有用的速率進(jìn)行是凝固過程的動(dòng)力學(xué)條件；6. 晶體生長所需動(dòng)態(tài)過冷度遠(yuǎn)小于形核臨界過冷度；7. 晶體長大過程中，要使液固界面穩(wěn)定遷移，就必須使界面能量始終保持最低狀態(tài)，實(shí)驗(yàn)表明只有兩種界面：光滑界面和粗糙界面

11、; )8. 在液-固界面為正的溫度梯度下，晶體生長按連續(xù)生長機(jī)制，呈平面式向液相中推進(jìn)；在負(fù)的溫度梯度下，晶體則呈樹枝狀向液體中生長；9. 在負(fù)的溫度梯度下，晶體則呈樹枝狀向液體中生長10. 鑄錠凝固時(shí)如大部分結(jié)晶潛熱可通過液相散失時(shí)，則固態(tài)顯微組織主要為樹枝晶 。11. 典型的鑄錠的組織包含細(xì)等軸晶區(qū)，柱狀晶區(qū)，等軸晶區(qū)等3個(gè)區(qū)域；12. 熔化焊時(shí)熔池各處凝固速度不同，柱狀晶生長方向沿最大溫度梯度方向；13. 單晶體的凝固結(jié)晶學(xué)條件：只有一個(gè)晶核；動(dòng)力學(xué)條件：1、液相溫度稍高于熔點(diǎn)；2、液相界面溫度稍低于固相熔點(diǎn); 14. 決定液體冷卻時(shí)是否能結(jié)晶或形成玻璃的因數(shù)有冷速以及結(jié)構(gòu)基元復(fù)雜與否等

12、；15. 長鏈高分子的結(jié)晶在結(jié)構(gòu)上有以下兩個(gè)困難：(1)結(jié)構(gòu)基元復(fù)雜；(2)已有鏈段的重排，只能通過所有各鏈段的緩慢擴(kuò)散來完成。第七章 擴(kuò)散與固態(tài)相變1. 菲克第一定律描述了穩(wěn)態(tài)擴(kuò)散的特征，即濃度不隨 時(shí)間 變化。2. 固體中的擴(kuò)散機(jī)制有空位機(jī)制和間隙機(jī)制3. 在柯肯達(dá)爾效應(yīng)中，標(biāo)記漂移主要原因是擴(kuò)散偶中兩組元的擴(kuò)散速率不同 。4. 若A和A-B合金焊接后發(fā)生克根達(dá)爾效應(yīng)，測得界面向A試樣方向移動(dòng)，則A組元擴(kuò)散速率大于B組元； 5. 金屬自擴(kuò)散激活能應(yīng)等于空位形成能和遷移激活能的總和；6. 影響擴(kuò)散系數(shù)的因數(shù)有多種，其中溶質(zhì)原子的熔點(diǎn)越高，其在固溶體中的擴(kuò)散系數(shù)越??；7. 在912時(shí)鐵的自擴(kuò)散

13、系數(shù)小于鐵的自擴(kuò)散系數(shù)8. 在同一種晶體的體積擴(kuò)散系數(shù)、晶界擴(kuò)散系數(shù)和表面擴(kuò)散系數(shù)中，體積擴(kuò)散系數(shù)最小，表面擴(kuò)散系數(shù)最大；9. 固態(tài)金屬中，原子擴(kuò)散的驅(qū)動(dòng)力是 ；10. 上坡擴(kuò)散產(chǎn)生的主要原因是存在有化學(xué)位梯度或應(yīng)力場11. 上坡擴(kuò)散時(shí)，原子擴(kuò)散的驅(qū)動(dòng)力是組元的化學(xué)勢梯度 12. 鋼加熱時(shí)，碳化物溶入奧氏體的過程是下坡擴(kuò)散；而冷卻時(shí)，碳化物析出的過程是上坡擴(kuò)散。13. 固態(tài)相變中形成的新相與母相的相界面包括共格、半共格和非共格界面；14. 界面能一般可分為兩部分：一部分是化學(xué)鍵能；另一部分是原子離開平衡位置引起的應(yīng)變能。15. 界面能包含化學(xué)鍵能和應(yīng)變能； 16. 在共格界面周圍，點(diǎn)陣產(chǎn)生畸變

14、，界面能中以應(yīng)變能為主。17. 在部分共格界面上，共格區(qū)的界面能以應(yīng)變能為主；而非共格區(qū)的位錯(cuò)處，界面能以化學(xué)鍵能為主。18. 固態(tài)相變均勻形核時(shí)體積應(yīng)變能和界面能的共同作用決定了新相的形狀；19. 固相共格形核時(shí)，當(dāng)體積一定，新相為球狀時(shí)，體積應(yīng)變能最高，盤狀最低，針狀居中；20. 固態(tài)相變的晶體成長機(jī)制包括擴(kuò)散控制長大和界面控制長大 21. 固態(tài)相變按是否發(fā)生擴(kuò)散來分類可分為擴(kuò)散型相變與非擴(kuò)散型相變；22. 調(diào)幅分解在形核時(shí)不需克服能壘，長大時(shí)卻需要克服界面能和應(yīng)變能23. 調(diào)幅分解能否發(fā)生，必須取決于兩個(gè)條件：1)合金成分必須在拐點(diǎn)范圍之內(nèi)；2)相變驅(qū)動(dòng)力必須大于梯度能和應(yīng)變能；24.

15、相變時(shí)形狀的變化有兩個(gè)分量切變分量和膨脹分量，馬氏體轉(zhuǎn)變必須有切變參與；25. 相變過程決定于以下兩個(gè)條件：、熱力學(xué)條件：決定相變是否可能發(fā)生；、動(dòng)力學(xué)條件：決定相變速率第八章 材料的變形與斷裂1. 材料的強(qiáng)度就是指對變形與斷裂的抗力2. 彈性形變是卸載后完全消失的形變，塑性形變是卸載后不能消失而殘留下來的形變；3. 金屬材料的應(yīng)力-應(yīng)變圖，除了像鑄鐵淬火高碳鋼等少數(shù)脆性材料外，都有彈性變形、塑性變形和最后斷裂三個(gè)階段；4. 從拉伸試驗(yàn)可以獲得彈性模量、規(guī)定非比例伸長應(yīng)力、抗拉強(qiáng)度、斷后伸長率、斷面收縮率等以下幾項(xiàng)力學(xué)性能；5. 金屬彈性變形的主要特點(diǎn)是變形是可逆的，去除外力后變形消失；應(yīng)力與

16、應(yīng)變呈線性關(guān)系。6. 金屬在常溫下的變形以滑移、孿生為基本方式; 7. 面心立方晶體中的滑移系是。8. 滑移時(shí)一個(gè)滑移面和該面上一個(gè)滑移方向的組合稱為滑移系。9. 金屬形變時(shí)，滑移是一種不均勻切變，孿生是一種均勻切變。10. 滑移面兩側(cè)晶體位向不變，孿生面兩邊晶體位向不同11. 面心立方晶體的孿晶面是 （lll） 。12. FCC、BCC、HCP三種晶體結(jié)構(gòu)中，塑性變形時(shí)最容易生成孿晶的是 HCP ； 13. 圖中 為單滑移、 為多滑移、 為交滑移14. 晶粒越細(xì)，強(qiáng)度越高，塑、韌性越高15. 固溶強(qiáng)化時(shí)，溶質(zhì)原子含量越多，強(qiáng)化效果越好；溶劑與溶質(zhì)原子半徑差越大，強(qiáng)化效果越好；16. 固溶強(qiáng)化

17、時(shí)，溶劑與溶質(zhì)原子價(jià)電子數(shù)差越大，強(qiáng)化效果越好；17. 固溶強(qiáng)化時(shí)，間隙式溶質(zhì)原子的強(qiáng)化效果高于置換式溶質(zhì)原子。18. 變形強(qiáng)化與其他強(qiáng)化方法相比，雖然能最有效地提高強(qiáng)度，但塑性和韌性也降低得最多19. 強(qiáng)化金屬材料的各種手段的出發(fā)點(diǎn)都在于制造無缺陷的晶體或使位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)的受到阻礙；20. 多晶體變形特點(diǎn)：第一是變形的傳遞，第二是變形的協(xié)調(diào)。21. 通過加工硬化或變形強(qiáng)化金屬，經(jīng)變形后，其流變應(yīng)力隨變形程度的增加而增加；22. 形變織構(gòu)是多晶體材料由塑性變形導(dǎo)致的各晶粒呈擇優(yōu)取向的組織。23. 隨著變形程度的增加，變形的抗力也增加，要繼續(xù)變形，必須增加外力，這種現(xiàn)象叫做加工硬化；24. 金屬冷變形

18、時(shí)形成形變織構(gòu)主要有絲織構(gòu)和板織構(gòu)；25. 金屬的斷裂一般可分為 脆斷與韌斷 26. 韌性是材料在斷裂以前能夠吸收的能量大小的量度。27. 金屬脆斷過程就是裂紋的形成及擴(kuò)展過程;28. 冷變形金屬在加熱過程小要經(jīng)歷回復(fù)、再結(jié)晶、晶粒長大三個(gè)主要階段；29. 形變后的材料再升溫時(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)生在回復(fù)階段；30. 再結(jié)晶的驅(qū)動(dòng)力是冷變形所產(chǎn)生儲(chǔ)能的釋放。31. 影響金屬及合金再結(jié)晶過程的重要因素有原始變形量、溫度、時(shí)間、原始晶粒尺寸、金屬或合金的成分；32. 再結(jié)晶的驅(qū)動(dòng)力是 儲(chǔ)存能 ，再結(jié)晶完成后的晶粒長大的驅(qū)動(dòng)力是 總界面能的減少。33. 冷變形金屬的再結(jié)晶雖然是 形核 與 長大 過程，但這個(gè)過程中，金屬的 化學(xué)成分 與 晶體結(jié)構(gòu) 不會(huì)改變34. 再結(jié)晶后晶粒長大方式包括正常長大和異常長大（二次再結(jié)晶）35. 金屬在再結(jié)晶溫度以上的加工變形叫做熱變形36. 超塑性變形的本質(zhì)，多數(shù)的觀點(diǎn)是認(rèn)為由晶界的滑動(dòng)與晶粒的轉(zhuǎn)動(dòng)所致。37. 超塑性變形時(shí)沒有晶粒的伸長變形，細(xì)晶粒和高溫是實(shí)現(xiàn)這一變形的必要條件。38、疲勞破壞過程就是裂紋的形成及擴(kuò)展過程; 39、S-N曲線用于測定材料