材料结构与性能思考题答案

《材料结构与性能》思考题

第一章 金属及合金的晶体结构

1．重要名词 晶体 非晶体 单晶体 多晶体 晶粒 晶界 各向异性 假等向性（伪各向同性） 空间点阵 阵点（结点） 晶胞 简单晶胞（初级晶胞） 布拉菲点阵 晶系 晶面 晶面指数 晶向 晶向指数 密勒指数 晶面族 晶向族 晶带 晶带轴 面间距 配位数 致密度 点阵常数 面心立方（A1） 体心立方(A2) 密排六方(A3) 同素异构现象 四面体间隙 八面体间隙 多晶型性(同素异构转变) 原子半径 合金 相 固溶体 间隙固溶体 置换固溶体 有限固溶体 无限固溶体 电子浓度 无序分布 偏聚 短程有序 短程有序参数 维伽定律 中间相 金属间化合物 正常价化合物 电子化合物(Hume-Rothery相) 间隙相 间隙化合物 拓扑密堆相(TCP相) PHACOMP方法 超结构（有序固溶体，超点阵） 长程有序度参数 反相畴（有序畴） 2．试述晶体的主要特征。

3．画出立方晶系中的下列晶面和晶向：(100), (111), (110),

思考题：

（XRD可参考：高等结构分析，马礼敦主编，复旦大学出版社；） （BET 和XPS目前无教材，信息来自文献和一些专业书籍） 1. X 射线多晶衍射的基本原理（了解布拉格方程） 2. X射线物相定性分析原理及步骤 3. X 射线多晶衍射谱可以提供哪些信息？ 4. 如何用谢乐公式测定晶粒大小？

5. 若锡酸锌中的锌部分被镉取代（晶格取代），2?角向高角移动还是低角移动？若硫化镉中的硫被锡部分取代，2?角向高角移动还是低角移动？（考虑原子半径） 6. 微孔，介孔和大孔材料在XRD图谱上有何不同？（考虑2?角和衍射峰的数目）

7. 结晶度的定义及利用结晶度进行XRD定量分析 8. 什么是吸附等温线？

9. 吸附等温线主要有哪几种类型（熟悉图谱特征）？

10. 滞后环产生的原因及滞后环有哪几种类型及每种滞后环对应的孔结构类型？（重点了解H1和H2）

11. 如何通过吸附等温线数据得到BET比表面的数据？ 12. 了解t-plot方法及应用

13. 不同类型的孔径分布需要不同的数据处理方法和模型，如介孔孔径分布一般采用什么方程处理得到？微孔呢？

14. TypeⅠ吸附等温线适用于什么类型的材料，一般用什么方法处理数据？ 15. Type Ⅳ

《材料腐蚀与防护》思考题 第一章绪论

何谓腐蚀？为何提出几种不同的腐蚀定义？

表示均匀腐蚀速度的方法有哪些？它们之间有何联系？

镁在海水中的腐蚀速度为1.45g/m2.d, 问每年腐蚀多厚？若铅以这个速度腐蚀，其?深(mm/a)多大？

已知铁在介质中的腐蚀电流密度为0.1mA/cm2，求其腐蚀速度?失和?深。问铁在此介质中是否耐蚀？

第二章电化学腐蚀热力学

如何根据热力学数据判断金属腐蚀的倾向？如何使用电极电势判断金属腐蚀的倾向？ 何谓电势-pH图？举例说明它在腐蚀研究中的用途及其局限性。 何谓腐蚀电池？有哪些类型？举例说明可能引起的腐蚀种类。 金属化学腐蚀与电化学腐蚀的基本区别是什么？

a)计算Zn在0.3mol/LZnSO4溶液中的电解电势（相对于SHE）。 b) 将你的答案换成相对于SCE的电势值。

当银浸在pH=9的充空气的KCN溶液中，CN-的活度为1.0和Ag(CN)2-的活度为0.001时，银是否会发生析氢腐蚀？

Zn浸在CuCl2溶液中将发生什么反应？当Zn2+/Cu2+的活度比是多少时此反应将停止？ 第三章电化学腐蚀反应动力学

从腐蚀电池出发，分析影响电化学腐蚀速度的主要因素。 在活化极化控制下决定腐蚀速度的主要因素是什么？

《材料腐蚀与防护》思考题 第一章绪论

何谓腐蚀？为何提出几种不同的腐蚀定义？

表示均匀腐蚀速度的方法有哪些？它们之间有何联系？

镁在海水中的腐蚀速度为1.45g/m2.d, 问每年腐蚀多厚？若铅以这个速度腐蚀，其?深(mm/a)多大？

已知铁在介质中的腐蚀电流密度为0.1mA/cm2，求其腐蚀速度?失和?深。问铁在此介质中是否耐蚀？

第二章电化学腐蚀热力学

如何根据热力学数据判断金属腐蚀的倾向？如何使用电极电势判断金属腐蚀的倾向？ 何谓电势-pH图？举例说明它在腐蚀研究中的用途及其局限性。 何谓腐蚀电池？有哪些类型？举例说明可能引起的腐蚀种类。 金属化学腐蚀与电化学腐蚀的基本区别是什么？

a)计算Zn在0.3mol/LZnSO4溶液中的电解电势（相对于SHE）。 b) 将你的答案换成相对于SCE的电势值。

当银浸在pH=9的充空气的KCN溶液中，CN-的活度为1.0和Ag(CN)2-的活度为0.001时，银是否会发生析氢腐蚀？

Zn浸在CuCl2溶液中将发生什么反应？当Zn2+/Cu2+的活度比是多少时此反应将停止？ 第三章电化学腐蚀反应动力学

从腐蚀电池出发，分析影响电化学腐蚀速度的主要因素。 在活化极化控制下决定腐蚀速度的主要因素是什么？

1. 概念

1、构型(configuration)：是指分子中通过化学键所固定的原子的空间排列。

2、大分子(macromolecule): 是由大量原子组成的，具有相对高的分子质量或分子重量。

聚合物分子(polymer molecule)：由许多重复结构单元组成的，具有相对高的分子质量或分子重量。

3、共聚物(copolymer)：由两种或两种以上单体合成的聚合物。

4、侧基(side/pendant group)：一个分子链的分支。

5、端基(end group)：大分子或低聚物分子的末端构造单元。

6、统计共聚物(statistical copolymer)：通过聚合反应的统计处理给出单体单元在共聚物分子中的序列。

7、无规共聚物(random copolymer)：具有Bernoullian序列统计的统计聚合物。在Bernoullian模型中，各键接的构型是相互独立的，不受前面键接构型的影响，故单体单元在分子链中无规则排列。

8、交替共聚物(alternating copolymer)：单体单元A和单体单元B在共聚物分子中交替分布。

9、嵌段共聚物(block copolymer)：由通过末端连接的均匀序列的嵌段组成的。

10、星型高分子(star po

是对符合上空间的回复i

思考题：

1. 什么是材料的感觉物性？

感觉悟性是指通过人的感知系统对材料作出的综合印象，包括人的感觉系统因生理刺激对材料作出的反应，或由人得知觉系统从材料表面得出的信息 2. 材料的质感及其构成。

质感是指物体表面的构成材料和构成形式作用于人的视觉和触觉而产生的心理反应，即表面质地的粗细程度在视觉和触觉上的直观感受。 质感包括形态、色彩、质地和肌理等几个方面的特征

肌理是指材料本身的肌体形态和表面纹理，是质感的形式要素，反映材料表面的形态特征，使材料的质感体现更具体形象

质感的类型：触觉之感 视觉质感 自然质感 人工质感 材料质感的构成：质感的表情 质感的物理构成

3. 材料按照其化学组成可以分为金属材料、非金属材料、天然材料和复合材料四类。

4. 材料基本性能包括工艺性能和使用性能

5. 材料的工艺性能包括切削加工工艺性能 铸造工艺性能 锻造工艺性能 焊接工艺性能 热处理工艺性能等。

6. 工业产品造型材料应具备的特殊性能包括感觉物性 加工成型性 表面工艺性和环境耐候性

7. 材料的使用性能有哪些？其主要的参数指标分别是什么？

材料的使用性能包括材料的力学性能：强度 弹性 塑性 硬度 冲击韧度 疲劳强度 蠕变

复习思考题及答案

一、名词解释

1．结晶：液态金属由液态向固态转变的过程。 2．滑移：晶体中产生原子层与原子层之间的相对位移。 3．马氏体：一种含碳过饱和的α固溶体。

4．等温淬火：将奥氏体化后的工件淬入小于上贝氏体转变温度的盐浴中（一般在下贝氏体转变温度范围内等温）较长时间保温使其获得贝氏体组织，然后再空冷的淬火工艺。

5．热加工：金属材料在高温下进行塑性变形时，其加工硬化作用能被变形过程中所发生的动态软化过程如动态回复和动态再结晶等所抵消，从而获得近乎稳定的流变应力。这种塑性变形就是热加工。或者凡是加工温度大于金属再结晶温度的金属塑性加工，都称为热加工。

6．临界冷却速度：保证奥氏体在连续冷却过程中不发生分解而全部过冷到马氏体区的最小冷却速度。

7．同素异构转变：金属的晶体结构随着温度的变化而变化的现象称为同素异构转变。

8．淬透性：指钢在淬火时获得马氏体的能力。它是钢材本身固有的一个属性。 9．断裂韧性：材料抵抗裂纹扩展的能力就是断裂韧性。 10．晶界：晶粒与晶粒之间的交界面，就是晶界。

11．枝晶偏析：在一个晶粒内化学成分不均匀的现象就称为晶内偏析，又叫枝晶偏析或微观偏析。

12．奥氏体：是碳在γ-Fe中的间隙固溶体，它又叫A或γ固溶

钢结构复习思考题

１、什么是钢结构？钢结构具有哪些特点？

２、钢结构设计规范采用什么设计方法？其原则是什么？ ３、什么是结构或构件的极限状态，分为几种？其内容有哪些？ ４、可靠性设计理论和分项系数设计公式中，各符号的意义？ 5、钢结构的破坏形式有哪两种？其特点如何？

6、钢材有哪几项主要机械性能指标？各项指标可用来衡量钢材哪些方面的性能？ 7、什么是钢材的疲劳？影响疲劳强度的主要因素是哪些？疲劳计算有哪些原则？ 8、影响钢材机械性能的主要因素有哪些？各因素大致有哪些影响？ 9、钢结构采用的钢材主要是哪两大类？牌号如何表示？ 10、什么是塑性和韧性？各有什么作用？

11、钢材的规格如何表示？

12、轴心受力构件各需验算哪几个方面的内容？

13、梁的强度计算包括哪些内容，如何计算？刚度如何验算？梁抗弯强度计算公式中rx称为什么？表示什么？

14、实腹式轴心受压构件的截面如何计算？

15、梁截面沿长度一般有几种变化方式？梁截面沿长度改变的设计原则？

16、轴心受压构件有几种屈曲形式？

17、初始缺陷对轴心受压构件有何影响？规范中考虑了哪几项初始缺陷？

18、格构式轴心受压构件绕虚轴计算整体稳定

1. 切线模量理论

切线模量理论认为在非弹性应力状态，应当取应力-应变曲线上相应应力点的切线斜率Et（称为切线模量）代替线弹性模量E。

2. 二阶分析:结构在荷载作用下必然有变形，考虑变形影响的内力分析称为二阶分析。（忽略变形影响的内力分析称为一阶分析。）

3. 二阶分析：对某些结构，必须以变形后的结构作为计算依据进行内力分析，所得的变形

和荷载间呈非线性关系，这种分析方法称为几何非线性分析，也称为二阶分析 4. 概率极限状态设计法:在结构设计中，以概率理论为基础的极限状态设计方法，简称概率极限状态设计法

5. 不稳定分岔屈曲:分岔屈曲后，结构只能在比临界荷载低的荷载下才能维持平衡位形称为不稳定分岔屈曲。

6. 应力集中:在缺陷或截面变化处附近，应力线曲折、密集、出现高峰应力的现象称为应力集中

6.延性破坏（塑性破坏）

超过屈服点fy即有明显塑性变形产生的构件。当达到抗拉强度fu时将在很大变形的情况下断裂，这是材料的塑性破坏，也称为延性破坏

7.疲劳断裂是微观裂缝在连续重复荷载作用下不断扩展直至断裂的脆性破坏。 8.兰脆现象指温度在250℃左右的区间内，fu有局部性提高，fy也有所回升，同时塑性有所降低，材料有转脆倾向

9.冲击韧性也叫

1. 切线模量理论

切线模量理论认为在非弹性应力状态，应当取应力-应变曲线上相应应力点的切线斜率Et（称为切线模量）代替线弹性模量E。

2. 二阶分析:结构在荷载作用下必然有变形，考虑变形影响的内力分析称为二阶分析。（忽略变形影响的内力分析称为一阶分析。）

3. 二阶分析：对某些结构，必须以变形后的结构作为计算依据进行内力分析，所得的变形

和荷载间呈非线性关系，这种分析方法称为几何非线性分析，也称为二阶分析 4. 概率极限状态设计法:在结构设计中，以概率理论为基础的极限状态设计方法，简称概率极限状态设计法

5. 不稳定分岔屈曲:分岔屈曲后，结构只能在比临界荷载低的荷载下才能维持平衡位形称为不稳定分岔屈曲。

6. 应力集中:在缺陷或截面变化处附近，应力线曲折、密集、出现高峰应力的现象称为应力集中

6.延性破坏（塑性破坏）

超过屈服点fy即有明显塑性变形产生的构件。当达到抗拉强度fu时将在很大变形的情况下断裂，这是材料的塑性破坏，也称为延性破坏

7.疲劳断裂是微观裂缝在连续重复荷载作用下不断扩展直至断裂的脆性破坏。 8.兰脆现象指温度在250℃左右的区间内，fu有局部性提高，fy也有所回升，同时塑性有所降低，材料有转脆倾向

9.冲击韧性也叫