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1、为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划材料科学基础石德珂复习资料材料科学导论课后习题答案第一章材料科学概论1.氧化铝既牢固又坚硬且耐磨，但为什么不能用来制造榔头？答：氧化铝脆性较高，且抗震性不佳。2.将下列材料按金属、陶瓷、聚合物和复合材料进行分类：黄铜、环氧树脂、混泥土、镁合金、玻璃钢、沥青、碳化硅、铅锡焊料、橡胶、纸杯答：金属：黄铜、镁合金、铅锡焊料；陶瓷：碳化硅；聚合物：环氧树脂、沥青、橡胶、纸杯；复合材料：混泥土、玻璃钢3.下列用品选材时，哪些性能特别重要？答：汽车曲柄：强度，耐冲击韧度，耐磨性，抗疲劳强度；电灯
2、泡灯丝：熔点高，耐高温，电阻大；剪刀：硬度和高耐磨性，足够的强度和冲击韧性；汽车挡风玻璃：透光性，硬度；电视机荧光屏：光学特性，足够的发光亮度。第二章材料结构的基础知识1.下列电子排列方式中，哪一个是惰性元素、卤族元素、碱族、碱土族元素及过渡金属？(1)1s22s22p63s23p63d74s2(2)1s22s22p63s23p6(3)1s22s22p5(4)1s22s22p63s2(5)1s22s22p63s23p63d24s2(6)1s22s22p63s23p64s1答：惰性元素：(2)；卤族元素：(3)；碱族：(6)；碱土族：(4)；过渡金属：(1),(5)2.稀土族元素电子排列的特点是
3、什么？为什么它们处于周期表的同一空格内？答：稀土族元素的电子在填满6s态后，先依次填入远离外壳层的4f、5d层，在此过程中，由于电子层最外层和次外层的电子分布没有变化，这些元素具有几乎相同的化学性质，故处于周期表的同一空格内。3.描述氢键的本质，什么情况下容易形成氢键？答：氢键本质上与范德华键一样，是靠分子间的偶极吸引力结合在一起。它是氢原子同时与两个电负性很强、原子半径较小的原子之间的结合所形成的物理键。当氢原子与一个电负性很强的原子X结合成分子时，氢原子的一个电子转移至该原子壳层上；分子的氢变成一个裸露的质子，对另外一个电负性较大的原子Y表现出较强的吸引力，与Y之间形成氢键。4.为什么金属
4、键结合的固体材料的密度比离子键或共价键固体高？答：一是金属原子质量大；二是金属键的结合方式没有方向性，原子趋于紧密排列，得到简单的原子排列形态。离子键和共价键结合的原子，相邻原子的个数受到共价键数目的限制，离子键结合还要满足正、负离子间电荷的平衡，原子不可能紧密堆积，而且存在孔洞缺陷，故金属键结合的固体材料的密度比离子键或共价键固体高。5.应用公式计算Mg2+O2-离子对的结合键能，以及每摩尔MgO晶体的结合键能。假设离子半径为rMg2+=；rO2-=；n=7。答：?吸引=?1?2?24?0?=?2?0(?Mg2+?O2?)?排斥=?b?=?7b(?Mg2+?O2?)在平衡时，F吸引=F排斥故
5、?20(?Mg2+?2?)=(?7b)Mg2+?O2?，解得b=10?87?10晶体的结合键能：E合=?2?0?+b?=?10?18?转换为每摩尔MgO晶体的结合键能：?0=?合?=?mol?16.原子序数为12的Mg有三种同位素：%的Mg原子由12个中子，%的Mg原子由13个中子，%的Mg原子由14个中子，试计算Mg的原子量。答：%24+%25+%26=7.试计算原子N壳层内的最大电子数。若K,L,M和N壳层中所有能级都被填满，试确定该原子的原子数。答：N壳层内最大电子数：242=321s22s22p63s23p63d104s24p64d104f145s25p66s2该原子的原子数是708.
6、试写出Al原子13个电子的每个电子的全部量子数。答：9.材料的三级和四级结构可以通过加工工艺来改变，那么材料的二级结构可以改变吗？为什么？答：原子的结合键是材料的二级结构。对于单一的材料来说，其价键结构是不可以通过加工工艺来改变的。但是实际工程应用中，通过一定的加工工艺来改变材料的二级结构，比如金刚石具有共价键，石墨具有共价键和物理键，而石墨等碳质原料和某些金属在高温高压下可以反应生成金刚石，即一定程度上改变了材料的二级结构。第三章固体材料的晶体学基础1.回答下列问题：在立方晶系的晶胞内画出具有下列密勒指数的晶面和晶向：，110与111，132与123，322与236。与210，与112在立方
7、晶系的一个晶胞中画出(111)和(112)晶面，并写出两晶面交线的晶向指数。晶向。在立方晶系的一个晶胞中画出同时位于(101)，(011)，(112)晶面上的1110或110。答：作图略。两晶面交线的晶向指数为112.有一正交点阵的a=b，c=a/2。某晶面在三个晶轴上的截距分别为6个，2个，4个原子间距，求该晶面的密勒指数。答：2晶面族中所有晶面的密勒指数，0、01113.写出六方晶系的101在六方晶胞中画出1122晶面，并确定1012晶面与六方晶胞交线的晶向指数。晶向和1012晶面族中所有晶面的密勒指数为：答：1012，1012，1102，1102，0112，1012，1102，1102，
8、0112，2）晶面与六方晶胞交线的晶向指数为：作图略，以点阵常数为单位，计算体心立方、面心立方和密排六方晶体中的原子半径及四面体和八面体的间隙半径。计算体心立方、面心立方和密排六方晶胞中的原子数、致密度和配位数。答：5.用密勒指数表示出体心立方、面心立方和密排六方结构中的原子密排面和原子密排方向，并分别计算这些晶面和晶向上的原子密度。6.求下列晶面的晶面间距，并指出晶面间距最大的晶面。已知室温下-Fe的点阵常数为，分别求出、的晶面间距。已知916时-Fe的点阵常数为，分别求出、的晶面间距。已知室温下Mg的点阵常数为a=，c=，分别求出0、1010、1012的晶面间距。112答：?100=?11
9、0=?123=?=?=?其中，晶面间距最大的晶面为?110=?111=?112=?=?=?其中，晶面间距最大的晶面为?1120=?1010=?1012=3?=?=?=?1+0+0/?3?0其中，晶面间距最大的晶面为1017.已知Na+和Cl-的半径分别为和，请计算NaCl中钠离子中心到：最近邻离子中心间的距离；最近邻正离子中心间的距离；第二个最近的氯离子中心间的距离；第三个最近的氯离子中心间的距离；它最近的等同位置间的距离。答：(1)r=r+r-=(2)r=?+?=?(3)r=?+?=?(4)r=?+?=?(5)r=?+?=?8.根据NaCl的晶体结构及Na+和Cl-的原子量，计算氯化钠的密度
10、。答：=9.示意画出金刚石型结构的晶胞，说明其中包含有几个原子，并写出各个原子的坐标。答：作图略，其中包含原子数：88+26+4=8顶点坐标：，面心坐标：202，212，022，122，220，晶胞内坐标：，第四章固体材料的晶体缺陷1.纯Cu的空位形成能为/atom，将纯Cu加热至850后激冷至室温，若高温下的空位全部保留，试求过饱和空位浓度与室温平衡空位浓度的比值。答：?=Aexp?11?1=exp?=?274?212?2.空位对材料行为的主要影响是什么？答：首先，材料中原子的扩散机制与空位的运动有关。其次，空位可以造成材料物理性能与力学性能的改变，如密度降低，体积膨胀，电阻增加，强度提高，
11、脆性也更明显，晶体高温下发生蠕变等。3.某晶体中有一条柏氏矢量为a001的位错线，位错线的一端露头于晶体表面，另一端与?11，求另一条位错线的柏氏矢量。两条位错线相连接，其中一条柏氏矢量为21?11=?111答：a001?212西安交大材料学院考研材料科学基础复习心得西安交大XX年试题出的有点怪，若你按田民波范群成老师编的机械工业出版社出的那两本XX-XX。XX-XX材料科学基础考研试题汇编复习的话，就会有点不适应，因为今年出了50分填空题，40分的判断题，60分的大题，我现在只记得几道，一道是磨组织试样的题，这道题严格意义上讲是一道实验题，不过也符合交大传统，10年试题就出了一道题问你焊接的
12、分类，好象是10分，这类题拼的就是基础与人品，事先不太容易想到。另一道题是XX年真题的第三道大题，还有一道题是与XX年真题第四题相类似的一道题，不过此题诡异之处在于此题不提供正常凝固方程的表达式，需要自己去记忆，据我所知很多人栽在此处。还有一道题的大概类型与08年真题第三道大题中的1。2。4问相同，不过此题分值远比08真题少，大概仅有10分左右。另外今年试题是没有三元相图的。总体情况而言，XX年试题秉承了XX年试题的特点，小题小分多，注重基础，同时适当拔高，试题难度与07-09年真题相比下降不少，试题题型与07-09年真题也有所不同，估计出题老师可能换了。备考建议(个人意见，仅供参考)：1.首
13、先还是认认真真地把石德珂的材料科学基础好好看上几遍，让全部知识结成网络，融会贯通2.其次买回或借来那两本试题汇编，好好做几遍，搞懂弄熟了。考上120分应没有问题，建议不要过分钻难题，因为真题一道30分的难题到年至多10分，还分了3-4问。附两本书的全名是材料科学基础考研试题汇编XX-XX范群成。田民波主编，同理可类推，当当卓越上都有卖的3.那本材料科学基础学习辅导也应买回看看，这本书主要针对难题的，不过对课真题而言，本书类型题也比较多，仔细看看本书上的例题，收获也是很大的。材料科学基础课程教学大纲课程编号：课程名称：材料科学基础课程英文名称：FundamentalofMaterialScien
14、ces课程类型：必修课总学时：40讲课学时：40学分：适用对象:材料成型与控制工程本科生先修课程：大学物理、物理化学、普通化学一、课程的性质、目的和任务材料科学基础是材料成型与控制工程专业专业基础课。本课程将系统、全面地介绍材料基础理论知识，诸如材料的结合键、材料的晶体结构、晶体结构缺陷、材料的相结构与相图、材料的凝固、材料中的扩散，材料的塑性变形与强化、材料的亚稳态。本课程着眼于材料基本问题、从金属材料的基本理论出发，将高分子聚合物材料、陶瓷材料、复合材料等结合在一起，使学生能把握材料的共性，熟悉材料的个性。通过理论教学与实验教学，使学生不仅能掌握基本理论，善于分析和解决问题，探索新知识的能力。本课程也是材料成型与控制工程专业的技术基础课，它为该专业学生的后续课程，如材料加工成型、材料热处理、材料的性能、工程材料学、材料测试、材料的近代研究方
