河南科技大学材料科学基础作业题答案

第一章 原子结构与键合

1、说明量子力学中有关原子结构的玻尔模型和几率波模型。 2、给出下列离子的电子组态：Fe2+, Fe3+, Cu+, Ba2+, Br-, S2-。 3、对于K+—Cl-离子对，吸引能EA和排斥能ER分别表示为：

1.436EA??r5.86?10?6ER?r9（提示：净能对原子间距r的微分为0时，r= r0。r的单位为nm） 计算平衡距离r0和结合能E0。4、净能有时可表示为

EN??Cr?Dexp(?)r?其中，r为离子间距，C，D和r为常数。试推出结合能E0对于平衡距离r0的表达式。 5、计算下列化合物中，离子键的百分含量： TiO，ZnTe，CsCl，InSb，MgCl。

6、下列物质含有何种键：黄铜（brass）、橡胶（rubber）、金刚石（diamond）、SiO2、单晶Si、NaCl。 7、 HF （hydrogen fluoride）的分子量小于 HCl （hydrogen chloride），为什么HF具有比HCl更高的沸点。

8、画出下列物质单体单元的结构图： （1）聚乙烯（polyethylene PV）；

（2）聚四氟乙烯（polytetrafluorethy

考点1：金属键，离子键，共价键，氢键，范德瓦耳斯力的定义。 例1（名词解释）：离子键。 例2：解释金属键。

例3：大多数实际材料键合的特点是（ ）。

A．几种键合形式同时存在 B．以离子键的形式存在 C．以金属键的形式存在

考点2：金属键，离子键，共价键的特征。

例4：化学键中既有方向性又有饱和性的为（ ）。 A．共价键 B．金属键 C．离子键 例5：原子的结合键有哪几种？各有什么特点？

考点3：依据结合键对于材料的分类。 例6：解释高分子材料与陶瓷材料。

例7：试从结合键的角度，分析工程材料的分类及其特点。 例8：何谓陶瓷？从组织结构的角度解释其主要性能特点。 考点1：以米勒指数描述晶向和晶面 1.1 晶面族

例1：什么是晶面族？{111}晶面族包含哪些晶面？

例2：请分别写出立方晶系中{110}和{100}晶面族包括的晶面。

1.2 晶面夹角和晶面间距

例：面心立方结构金属的[100]和[111]晶向间的夹角是多少？{100}面间距是多少？ 1.3 晶带定理

例1（名词解释）：晶带定理。

例4：晶面（110）和(111)所在的晶带，其晶带轴的指数为（ ）。

1.4

北科1995-2011材料考研，初试考卷及答案

1995年攻读硕士学位研究生入学考试试题

考试科目: 金属学 适用专业: 金属塑性加工

说明:统考生做1～10题，单考生做1～7题和在8～13题中任选3题。每题10分。 1、什么是固溶体？固溶体可以分为几种？并说明其各自的结晶特点。

2、计算含0.45%C的亚共析钢在共析温度时铁素体和奥氏体两相的相对数量，在这一温度下铁素体和珠光体的相对数量又是多少？

3、用扩散理论来说明高温条件下钢的氧化过程。

4、画出铁碳平衡相图中的包晶反应部分的相图，并给出包晶反应表达式。

5、说明钢中非金属夹杂物的来源及其种类。

6、说明钢的完全退火、不完全退火、等温退火、球化退火、和低温退火的工艺特点及它们的作用。

7、说明轴承钢的碳化物类型及形成原因。

8、画图说明钢的高温和低温形变热处理的工艺特点。

9、从下列元素中指出哪些元素是扩大奥氏体区域的？哪些元素是缩小奥氏体区域的？C Si Ti Cr Mo Ni Cu N

10、冷变形金属加热发生低温、中温和高温回复时晶体内部发生什么变化？

11、绘出立方系中｛110｝晶面族所包括的晶面，以及（112）、（123）、（120）晶面。

12、

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北京科技大学材料科学与工程辅导书及初

始复试经验

一、学习经验

1、关于本科生的笔记、课件、试卷、作业题

个人认为，本科生的笔记是没啥用的，我自己也记过一些笔记，在考研题的答题过程中几乎派不上用场。因为本科生用的是余永宁版的《材科基》，偏重计算，偏重一些深度比较大的知识点，因此不适合考研用，考研大部分都是一些基础性的东西。有人问北科有木有啥专业课辅导班，很抱歉的说，北科自己是没有专业课辅导班的，办辅导班的都是一些考研机构，我看过他们的讲义，是关于每年都涉及到的一些考点，个人认为含金量不高。

2、关于看哪本辅导书

一般来说有3本，上交胡赓祥的《材料科学基础》、宋维锡的《金属学》、余永宁的《材料科学基础》。

首先说一下余永宁的材科基，这是一本很让人头疼的书，当初学的时候得一句话一句话地分析是什么意思（绝对没有夸张），到现在为止，我估计已经来回看过5、6遍差不多了。考研的时候我是在8月份把余永宁的材科基过了一遍（我是从7月25号左右正式开始考

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一、学习经验

1、关于本科生的笔记、课件、试卷、作业题

个人认为，本科生的笔记是没啥用的，我自己也记过一些笔记，在考研题的答题过程中几乎派不上用场。因为本科生用的是余永宁版的《材科基》，偏重计算，偏重一些深度比较大的知识点，因此不适合考研用，考研大部分都是一些基础性的东西。有人问北科有木有啥专业课辅导班，很抱歉的说，北科自己是没有专业课辅导班的，办辅导班的都是一些考研机构，我看过他们的讲义，是关于每年都涉及到的一些考点，个人认为含金量不高。

2、关于看哪本辅导书

一般来说有3本，上交胡赓祥的《材料科学基础》、宋维锡的《金属学》、余永宁的《材料科学基础》。

首先说一下余永宁的材科基，这是一本很让人头疼的书，当初学的时候得一句话一句话地分析是什么意思（绝对没有夸张），到现在为止，我估计已经来回看过5、6遍差不多了。考研的时候我是在8月份把余永宁的材科基过了一遍（我是从7月25号左右正式开始考

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第1章 晶体结构

1．在立方晶系中，一晶面在x轴的截距为1，在y轴的截距为1/2，且平行于z 轴，一晶向上某点坐标为x=1/2，y=0，z=1，求出其晶面指数和晶向指数， 并绘图示之。

2．画出立方晶系中下列晶面和晶向：（010），（011），（111），（231），(321)，[010]， [011]，[111]，[231]，[321]。

3．纯铝晶体为面心立方点阵，已知铝的相对原子质量Ar（Al）=27，原子半径r=0.143nm，求铝晶体的密度。

4．何谓晶体？晶体与非晶体有何区别？

5．试举例说明：晶体结构与空间点阵？单位空间格子与空间点阵的关系？ 6．什么叫离子极化？极化对晶体结构有什么影响？ 7．何谓配位数（离子晶体/单质）？ 8．何谓对称操作，对称要素？

9．计算面心立方结构（111）与（100）晶面的面间距及原子密度（原子个数/单位面积）。

10．已知室温下α-Fe（体心）的点阵常数为0.286nm，分别求（100）、（110）、

（123）的晶面间距。

11. 已知室温下γ-Fe（面心）的点阵常数为0.365nm，分别求（100）、（110）、（112）的晶面间距。

12. 已知Cs+半径为0.170nm，

第1章 晶体结构

1．在立方晶系中，一晶面在x轴的截距为1，在y轴的截距为1/2，且平行于z 轴，一晶向上某点坐标为x=1/2，y=0，z=1，求出其晶面指数和晶向指数， 并绘图示之。

2．画出立方晶系中下列晶面和晶向：（010），（011），（111），（231），(321)，[010]， [011]，[111]，[231]，[321]。

3．纯铝晶体为面心立方点阵，已知铝的相对原子质量Ar（Al）=27，原子半径r=0.143nm，求铝晶体的密度。

4．何谓晶体？晶体与非晶体有何区别？

5．试举例说明：晶体结构与空间点阵？单位空间格子与空间点阵的关系？ 6．什么叫离子极化？极化对晶体结构有什么影响？ 7．何谓配位数（离子晶体/单质）？ 8．何谓对称操作，对称要素？

9．计算面心立方结构（111）与（100）晶面的面间距及原子密度（原子个数/单位面积）。

10．已知室温下α-Fe（体心）的点阵常数为0.286nm，分别求（100）、（110）、

（123）的晶面间距。

11. 已知室温下γ-Fe（面心）的点阵常数为0.365nm，分别求（100）、（110）、（112）的晶面间距。

12. 已知Cs+半径为0.170nm，

Ch1 习题及思考题

1． 名词解释

晶体 液晶 非晶体 长程有序 短

程有序 等同点 空间点阵 结构基元 晶体结构 晶体点阵空间格子 布拉菲点阵 单胞(晶胞) 点阵常数 晶系

2． 体心单斜和底心正方是否皆为新点阵？ 3． 绘图说明面心正方点阵可表示为体心正方点阵。

4． 试证明金刚石晶体不是布拉菲点阵，而是复式面心立方点阵。金刚石晶体属于立方晶系，其中碳原子坐标是（000）、（0 1/2 1/2）、（1/2 1/2 0）、（1/2 0 1/2）、（1/4 1/4 1/4）、（3/4 1/4 3/4）、（1/4 3/4 3/4）、（3/4 3/4 1/4）。 5． 求金刚石结构中通过（0，0，0）和（3/4，3/4，1/4）两碳原子的晶向，及与该晶向垂直的晶面。

6． 画出立方晶系中所有的｛110｝和｛111｝。

7． 写出立方晶系中属于｛123｝晶面族的所有晶面和属于〈110〉晶向族的所有晶向。

8． 画出立方晶系中具有下列

材料科学基础答案清华大学

【篇一：清华大学2007年材料科学基础试卷及答案】

ss=txt>2007年1月10日

一、（共40分，每小题5分）

1. 指出下面四个图中a、b、c、d所代表的晶向和晶面 2 b

2. 写出镍（ni，fcc）晶体中面间距为0.1246nm的晶面族指数。镍的点阵常数为0.3524nm。

3. 根据位错反应必须满足的条件，判断下列位错反应在fcc中能否进行，并确定无外力作用时的反应方向： 111

[2]?[11] 266111

（2）[112]?[111]?[11] 326111

（3）[112]?[110]?[111] 663

（1）[10]?

4. 指出下列材料所属的点阵类型。

5. 在fcc、bcc和hcp晶胞中分别画出任一个四面体间隙；并指出其中心的坐标： ； 每个晶胞中的八面体间隙数量为： 个；个。

6. 体心单斜是不是一种独立的布拉菲点阵，请说明理由。

7. gaas和gan分别为闪锌矿和纤锌矿结构，请分别画出二者的一个晶胞。

8. 由600℃降至300℃时，锗晶体中的空位平衡浓度降低了六个数量级。试计算锗晶体中的 －5

二、（15分）有一单晶铝棒，棒轴为[12]

《材料科学基础》

课程设计报告

设计题目 ： 水泥制品的设计 学生姓名 ： 何祥涛 学 号 ： 1020560126

指导老师姓名： 朱国平 所 属 院(系)： 化学生物与材料科学学院 专 业 班 级 ： 材料化学（1）班 课程设计时间 ： 2013 年 1 月 8日

课程设计的总结报告

一．课程设计的基本任务

结合钙铝硅三元相图，通过查阅资料了解水泥生产工艺，设计并确定原料配

方和烧成冷却温度制度。

二．课程设计的基本要求

1．读懂并分析钙铝硅三元相图，尤其是高钙部分。

2．硅酸盐水泥熟料由C2S、C3S、C3A、C4AF四种矿物组成，根据三角形规则，确定配料点。根据你的配料，写出相关析晶过程。 3．常用的水泥生料的主要成分是CaO、Al2O3、SiO2、Fe2O3，因为Fe2O3含量低，并入Al2O3一起考虑，设计水泥材料生料化学组成。 4．查阅相关资料，画出水泥生产工艺流程图。

5．硅酸盐水泥生产所采用的原料是：石灰石、粘土以及校正原料，在报告中提出配料计算大致过程。

6．根据你设计的配料确定烧成和冷却温度制度，并探讨你的烧成和冷却温度制度对你的产品性能可能产生的