清华800材料科学基础真题

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2013年材料科学基础真题

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材料科学基础二O一三年试题

1、对比解释下列概念(50 分)

1.1 晶体、非晶体、准晶

1.2 比强度、屈服强度

1.3 脆性断裂、韧性断裂

1.4 点缺陷、面缺陷、线缺陷

1.5结晶、再结晶

1.6均匀形核、非均匀形核

1.7自然时效、人工时效、过时效

1.8弹性变形、滞弹性

1.9冷加工、热加工

1.10共晶反应、共析反应

2、 简答下列问题(40 分)

2.1分析画出刃型位错线、螺型位错线与柏氏矢量关系图,并说明在外加切应力 作用下位错线滑移方向、晶体滑移方向。

2.2比较分析液态物质凝固的结晶和玻璃化过程的异同,说明在这两种方式凝固后组织结构和性能特点。

2.3分析比较金属晶体、陶瓷晶体、聚合物晶体之间结构、性能上的异同。

2.4画出面心立方晶胞,写出原子半径r与晶格常数a的关系式,回答其滑移系数量以及滑移系的晶面、晶向组成,分析比较与密排六方晶体的塑性变形的能力及其原因。

3、论述题(30 分)

3.1 考虑Fe-0.2% C合金渗碳工艺改进的影响:原工艺采用900度加热渗碳20小时获得的渗层1.2mm,现在采用1050度加热渗碳,获得同样的渗层所需加热时间。(γ-Fe的扩散系数D0为2.3x10-

材料科学基础答案清华大学

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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]

清华材料科学基础习题及答案

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《晶体结构与缺陷》 第一章习题及答案

1-1. 布拉维点阵的基本特点是什么?

答:具有周期性和对称性,而且每个结点都是等同点。

1-2. 论证为什么有且仅有14种Bravais点阵。

答:第一,不少于14种点阵。对于14种点阵中的任一种,不可能找到一种连接结点的方法,形成新的晶胞而对称性不变。

第二,不多于14种。如果每种晶系都包含简单、面心、体心、底心四种点阵,七种晶系共28种Bravais点阵。但这28种中有些可以连成14种点阵中的某一种而对称性不变。例如体心单斜可以连成底心单斜点阵,所以并不是新点阵类型。 1-3. 以BCC、FCC和六方点阵为例说明晶胞和原胞的异同。

答:晶胞和原胞都能反映点阵的周期性,即将晶胞和原胞无限堆积都可以得到完整的整个点阵。但晶胞要求反映点阵的对称性,在此前提下的最小体积单元就是晶胞;而原胞只要求体积最小,布拉维点阵的原胞都只含一个结点。例如:BCC晶胞中结点数为2,原胞为1;FCC晶胞中结点数为4,原胞为1;六方点阵晶胞中结点数为3,原胞为1。见下图,直线为晶胞,虚线为原胞。

BCC FCC 六方点阵

1-4

清华材料科学基础习题及答案1

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第一章习题及答案............................................................................................................ 1 第二章习题及答案............................................................................................................ 8 第三章习题及答案...........................................................................................................11 第四章习题及答案.......................................................................................................... 15

《晶体结构与缺陷》

第一章习题及答案

1-1. 布拉维点阵的基本特点是什么?

答:具有周期性和对称性,而且每个

材料科学基础

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《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

清华材料科学基础习题及答案汇总

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《晶体结构与缺陷》 第一章习题及答案

1-1. 布拉维点阵的基本特点是什么?

答:具有周期性和对称性,而且每个结点都是等同点。

1-2. 论证为什么有且仅有14种Bravais点阵。

答:第一,不少于14种点阵。对于14种点阵中的任一种,不可能找到一种连接结点的方法,形成新的晶胞而对称性不变。

第二,不多于14种。如果每种晶系都包含简单、面心、体心、底心四种点阵,七种晶系共28种Bravais点阵。但这28种中有些可以连成14种点阵中的某一种而对称性不变。例如体心单斜可以连成底心单斜点阵,所以并不是新点阵类型。 1-3. 以BCC、FCC和六方点阵为例说明晶胞和原胞的异同。

答:晶胞和原胞都能反映点阵的周期性,即将晶胞和原胞无限堆积都可以得到完整的整个点阵。但晶胞要求反映点阵的对称性,在此前提下的最小体积单元就是晶胞;而原胞只要求体积最小,布拉维点阵的原胞都只含一个结点。例如:BCC晶胞中结点数为2,原胞为1;FCC晶胞中结点数为4,原胞为1;六方点阵晶胞中结点数为3,原胞为1。见下图,直线为晶胞,虚线为原胞。

BCC FCC 六方点阵

1-4

材料科学基础选择题

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1、极化会对晶体结构产生显著影响,可使键性由( B )过渡,最终使晶体结构类型发生变化。

A: 共价键向离子键 B: 离子键向共价键 C: 金属键向共价键 D: 键金属向离子键 2、离子晶体中,由于离子的极化作用,通常使正负离子间的距离( B ),离子配位数( )。

A: 增大,降低 B: 减小,降低 C: 减小,增大 D: 增大,增大 3、氯化钠具有面心立方结构,其晶胞分子数是( C )。

A: 5 B: 6 C: 4 D: 3 4、NaCl单位晶胞中的“分子数”为4,Na+填充在Cl-所构成的( B )空隙中。

A: 全部四面体 B: 全部八面体 C: 1/2四面体 D: 1/2八面体

5、CsCl单位晶胞中的“分子数”为1,Cs+填充在Cl-所构成的( C )空隙中。

A: 全部四面体

《材料科学基础》作业题

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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

材料科学基础答案

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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,

材料科学基础答案

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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,