材料科学与工程基本概念及其应掌握的内容参考答案

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（Mn）、

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

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（Mn）、

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

材料科学基础参考答案

材料科学基础第一次作业

1.举例说明各种结合键的特点。

⑴金属键：电子共有化，无饱和性，无方向性，趋于形成低能量的密堆结构，金属受力变形时不会破坏金属键，良好的延展性，一般具有良好的导电和导热性。 ⑵离子键：大多数盐类、碱类和金属氧化物主要以离子键的方式结合，以离子为结合单元，无方向性，无饱和性，正负离子静电引力强，熔点和硬度均较高。常温时良好的绝缘性，高温熔融状态时，呈现离子导电性。 ⑶共价键：有方向性和饱和性，原子共用电子对，配位数比较小，结合牢固，具有结构稳定、熔点高、质硬脆等特点，导电能力差。 ⑷范德瓦耳斯力：无方向性，无饱和性，包括静电力、诱导力和色散力。结合较弱。 ⑸氢键：极性分子键，存在于HF，H2O，NF3有方向性和饱和性，键能介于化学键和范德瓦尔斯力之间。

2.在立方晶体系的晶胞图中画出以下晶面和晶向：（1 0 2）、（1 1 -2）、（-2 1 -3），[1 1 0],[1 1 -1],[1 -2 0]和[-3 2 1]。

(213)(112)[110](102)[321][120]

[111]

3. 写出六方晶系的{1 1 -20}，{1 0 -1 2}晶面族和<2 -1 -1 0>,<-1 0 1 1>晶向族中各

作业参考答案

第1章

1. 结点数：7×2+3=17

原子个数=1（底面中心）×0.5×2+6×1/6×2+3=1+2+3=6 r=a/2 配位数=12

致密度?4?311r?6/[(?2r?2rsin60??6)?(2?r4?)]32cos230? ?0.7401?0.742. α-Fe——BCC

每个晶胞中有2个原子，质量=55.847×2/(6.02×1023)=18.554×10-23(g) 体积=a3=(0.2866×10-7)=2.3541×10-23(cm3) ??3.

质量18.554??7.872 或直接用式（1.5）计算。 体积2.357概念：晶面族、晶向族

{110}?(110)?(110)?(101)?(101) ?(011)?(011){123}=(见教材P23)

晶向族用上述同样的方法。

4. 晶面指数的倒数=截距 如(102)的截距?

（102） (112)

中国科学院研究生院材料工程领域全日制

工程硕士研究生培养方案

(2009年7月)

一、培养目标与要求

面向社会需求和科技前沿，培养适应社会主义建设和工程技术发展与创新需要的，掌握材料工程领域相关学科专业基础知识与基本技能，具有创新意识和独立承担并解决工程实际问题能力的开拓型、复合型高层次工程技术和工程管理人才。具体培养要求如下：

1.工程硕士专业学位获得者应较好地掌握马克思主义、毛泽东思想和邓小平理论；拥护党的基本路线和方针、政策；热爱祖国，遵纪守法，具有良好的职业道德和创业精神，积极为我国经济建设和社会发展服务。

2.应具有坚实的必要的材料科学与工程理论基础和系统宽广的专业知识；掌握解决材料科学与工程问题的先进技术方法和现代技术手段；了解本领域的发展动向，具有解决工程问题或从事新材料、新产品、新工艺、新设备的研制和开发的能力；具有独立担负专门技术工作和较强的自我提高的能力，经过实际工作的锻炼，具备高级专业技术职务人员应有素质水平。

3.基本掌握一门外语，能够熟练地阅读专业领域的外文资料。 4.具有必要的管理和市场经济知识。 二、学习年限

实行弹性学制和学分制。学习年限一般为3年，最长不超过4年。 三、课程设置

课程设置原则：课程设置遵循先进

??????????? 皖西学院 2010–2011 学年度第1学期期末考试试卷（B卷）

机电学院 电气工程及其自动化专业 本科2012级 材料科学基础课程

一、名词解释(每小题1分，共10分)

1．晶胞

2．间隙固溶体 3．临界晶核 ? 线 ? ? ? ? ? 号?学?? ? ? ? ? 封 ? ? ? 名?姓?? ? ? ? ? ? ? 密 ? 级?班? ?????????4．枝晶偏析 5．离异共晶 6．反应扩散

7．临界分切应力 8．回复 9．调幅分解

10． 二次硬化

二、判断正误(每小题1分，共10分)

正确的在括号内画“√”， 错误的画“×”

1. 金属中典型的空间点阵有体心立方、面心立方和密排六方三种。( )2. 作用在位错线上的力F的方向永远垂直于位错线并指向滑移面 上的未滑移区。 ( ) 3. 只有置换固溶体的两个组元之间才能无限互溶，间隙固溶体则 不能。

2012级《材料科学研究方法Ⅰ》复习大纲

一、 二、

本学期各章所留作业的习题； 补充思考题:

1.在UV-VIS范围内，从原理上比较分子荧光、磷光的异同点，并比较它们的吸收现象。 电子从最低激发单线态S1回到单线态S0时，发射出光子称为荧光。

当电子从最低激发单线态S1进行间窜越到最低激发三线态T1,再从T1回到单线态S0时，发射出光子称为磷光。 2.什么是荧光淬灭？举例说明怎样利用荧光淬灭来进行化学分析？

荧光分子与溶剂或其他溶质分子之间的相互作用，使荧光强度减弱的作用称为荧光淬灭。 3.在实际中，怎样区分荧光和磷光？ 荧光物质的荧光寿命一般为10

6

~10 10s。最长为10 6s。停止光照射荧光即熄灭；磷光波长较长，可达数秒至

数十秒，停止光照射后还会在短时间内发射。 4.比较荧光光谱法和紫外光谱法的仪器特点。

1、荧光有两个单色器，在样品池前设一激发单色器，光经激发单色器滤光后照射样品池，样品产生的荧光经过第二个单色器——发色光单色期后进入检测器；

2、为避免激发单色器的辐射光被检测，在垂直与入射光的方向测定荧光或磷光的相对强度。因此，发射单色器与激光单色器互成直角。

5.分子结构对分子荧光的影响主要主要有几个表现。环境对分子荧光的影响主要主

2012级《材料科学研究方法Ⅰ》复习大纲

一、 二、

本学期各章所留作业的习题； 补充思考题:

1.在UV-VIS范围内，从原理上比较分子荧光、磷光的异同点，并比较它们的吸收现象。 电子从最低激发单线态S1回到单线态S0时，发射出光子称为荧光。

当电子从最低激发单线态S1进行间窜越到最低激发三线态T1,再从T1回到单线态S0时，发射出光子称为磷光。 2.什么是荧光淬灭？举例说明怎样利用荧光淬灭来进行化学分析？

荧光分子与溶剂或其他溶质分子之间的相互作用，使荧光强度减弱的作用称为荧光淬灭。 3.在实际中，怎样区分荧光和磷光？ 荧光物质的荧光寿命一般为10

6

~10 10s。最长为10 6s。停止光照射荧光即熄灭；磷光波长较长，可达数秒至

数十秒，停止光照射后还会在短时间内发射。 4.比较荧光光谱法和紫外光谱法的仪器特点。

1、荧光有两个单色器，在样品池前设一激发单色器，光经激发单色器滤光后照射样品池，样品产生的荧光经过第二个单色器——发色光单色期后进入检测器；

2、为避免激发单色器的辐射光被检测，在垂直与入射光的方向测定荧光或磷光的相对强度。因此，发射单色器与激光单色器互成直角。

5.分子结构对分子荧光的影响主要主要有几个表现。环境对分子荧光的影响主要主

材料科学基础概念补充

晶界偏析：一般来说，晶界结构比晶内松散，具有一定的表面效应，溶质原子处在晶内的能量比处在晶界的能量要高，所以溶质原子有自发向晶界偏聚的的趋势，这就会发生晶界偏析。是系统能量降低。。。。

螺型位错：螺型位错;螺旋位错;screw dislocation;Burgers dislocation又称螺旋位错。一个晶体的某一部分相对于其余部分发生滑移，原子平面沿着一根轴线盘旋上升，每绕轴线一周，原子面上升一个晶面间距。在中央轴线处即为一螺型位错。围绕位错线原子的位移矢量称为滑移矢量或伯格斯(Burgers)矢量，对于螺型位错，位错线平行于伯格斯矢量。

刃型位错：在金属晶体中，由于某种原因，晶体的一部分相对于另一部分出现一个多余的半原子面。这个多余的半原子面又如切入晶体的刀片，刀片的刃口线即为位错线。这种线缺陷称为刃型位错。半原子面在上面的称正刃型位错，半原子面在下面的称负刃型位错。

晶胚：是人尚未成形时在子宫的生命形式。科学家过去研究干细胞，都必须在晶胚上大动手脚，但是这样做牺牲了晶胚，间接牺牲了一个未来的小生命，所以惹来了很多伦理上的反对和斥责。

热过冷:对纯金属而言,当界面液相一侧形成负的温度梯度时,才能在界面前方熔 体内获

1. 纳米材料有哪些微观结构特点？这些结构特点为什么会引起宏观物理性能的变化？纳

米材料有哪些特殊性？

答：所有的纳米材料具有3个共同的结构特点：纳米尺度结构单元，大量的界面或自由表面以及各纳米单元之间存在着或强或弱的交互作用。

在纳米尺度内，分子和原子相互作用强烈影响材料的宏观物理性能， 纳米材料之所以能具备独到的特殊性，是由于当组成物质的某一项的某一维的尺度缩小到纳米级别时，物质的物理性能将出现根本不是其任一组份所能比拟的改变。 纳米材料的特性：（1）表面与界面效应，这是指纳米晶体粒表面原子数与总原子数之比随粒径变小而急剧增大后所引起的性质上的变化。（2）小尺寸效应，当纳米微粒尺寸与光波波长，传导电子的德布罗意波长及超导态的相干长度、透射深度等物理特征尺寸相当或更小时，它的周期性边界被破坏，从而使其声、光、电、磁，热力学等性能呈现出“新奇”的现象。（3）量子尺寸效应，当粒子的尺寸达到纳米量级时，费米能级附近的电子能级由连续态分裂成分立能级。当能级间距大于热能、磁能、静电能、静磁能、光子能或超导态的凝聚能时，会出现纳米材料的量子效应，从而使其磁、光、声、热、电、超导电性能变化。（4）宏观量子隧道效应。微观粒子具有贯穿势垒的能力称为隧道效应。纳