1、百度文庫材料科學基礎習題集(2010)1 章：原子結構與鍵合原子中一個電子的空間位置和能量可用哪四個量子數來決定？在多電子的原子中，核外電子的排布應遵循哪些原則？在元素周期表中，同一周期或同一主族元素原子結構有什么共同特點？從左到右或從上到下元素結構有什么區別？性質如何遞變？何謂同位素？為什么元素的相對原子質量不總為正整數？鉻的原子序數為 24，它共有四種同位素：%的 Cr 原子含有 26 個中子，%含有 28 個中子，%含有 29 個中子，且%含有 30 個中子。試求鉻的相對原子質量。銅的原子序數為 29,相對原子質量為，它共有兩種同位素Cu63和 Cu65，試求兩種銅的同位素之含量百分比。

2、錫的原子序數為 50,除了 4f 亞層之外其它內部電子亞層均已填滿。試從原子結構角度來確定錫的價電子數。鉑的原子序數為 78,它在 5d 亞層中只有 9 個電子，并且在 5f 層中沒有電子，請問在Pt 的 6s亞層中有幾個電子？已知某元素原子序數為32,根據原子的電子結構知識，試指岀它屬于哪個周期？哪個族？并判斷其金屬性強弱。S 的化學行為有時象 6 價的元素，而有時卻象4 價元素。試解釋 S 這種行為的原因？AI2O3的密度為 3.8g/cm3，試計算 a)1mm3中存在多少原子？b)1g 中含有多少原子？盡管 HF 的相對分子質量較低，請解釋為什么HF 的沸騰溫度(19.4C)要比 HCl

3、 的沸騰溫度(-85C)高?高分子材料按受熱的表現可分為熱塑性和熱固性兩大類，試從高分子鏈結構角度加以解釋之。高密度的聚乙烯可以通過氯化處理即用氯原子來取代結構單元中氫原子的方法實現。若用氯取 代聚乙烯中 8%的氫原子，試計算需添加氯的質量分數。第1.2.3.4.5.6.7.8.9.10.11.12.13.14.第1百度文庫22 章：固體結構百度文庫31.fee 結構的密排方向是 _，密排面是_ ，密排面的堆垛順序是 _，致密度為 _ ,配位數是_,晶胞中原子數為 _，把原子視為剛性球時，原子的半徑r 與點陣常數 a 的關系是_ ； bee 結構的密排方向是 _ ，密排面是 _,致密度為 _

4、,配位數是 _，晶胞中原子數為_ ，原子的半徑 r 與點陣常數 a 的關系是_ ； hep 結構的密排方向是 _ ，密排面是_，密排面的堆垛順序是 _，致密度為 _，配位數是 _ ,，晶胞中原子數為 _， 原子的半徑 r與點陣常數 a 的關系是_。2.Al 的點陣常數為，其結構原子體積是 _，每個晶胞中八面體間隙數為_，四面體間隙數為_。3.純鐵冷卻時在 912 度發生同素異晶轉變是從 _ 結構轉變為 _結構，配位數 _，致密度_ ，晶體體積原子半徑發生 _。4.在面心立方晶胞中畫出（112）晶面和112晶向，指出 110中位于（111）平面上的方 向。在 hep 晶胞的（ 0001 ）面上標

5、出（1210）晶面和彳2彳0晶向。5.求111和201兩晶向所決定的晶面。6.在鉛的（100 ）平面上，1mm2有多少原子？已知鉛為fee 面心立方結構，其原子半徑R=x10-6mm。7.填空1） 隨著溶質濃度的增大，單相固溶體合金的強度塑性，導電性，形成間隙固溶體 時，固溶體的點陣常數_。2） 影響置換固溶體溶解度大小的主要因素是（1） _ ; （2） _ ; （ 3） _ ; （4）和環境因素。3） 置換式固溶體的不均勻性主要表現為 _ 和_ 。4） 按照溶質原子進入溶劑點陣的位置區分，固溶體可分為 _ 和_。5） 無序固溶體轉變為有序固溶體時，合金性能變化的一般規律是強度和硬度，塑性 ,

6、 導電性_。6） 間隙固溶體是 _，間隙化合物是 _。二、 問答百度文庫41、分析氫，氮，碳，硼在-Fe 和-Fe 中形成固溶體的類型，進入點陣中的位置和固溶度大百度文庫5小。已知元素的原子半徑如下：氫：，氮：，碳：，硼：，-Fe: , -Fe :。2、簡述形成有序固溶體的必要條件。、名詞解釋空位平衡濃度，位錯，柏氏回路，P-N 力，擴展位錯，堆垛層錯，弗蘭克-瑞德位錯源,奧羅萬機制，科垂耳氣團，面角位錯，鈴木氣團，多邊形化寫出（111）與（111）兩個滑移面上兩全位錯所分解為肖克萊不全位錯的兩個反應式。第三章晶體缺陷問答1 fee 晶體中，層錯能的高低對層錯的形成、能對金屬材料冷、熱加工行為

7、的影響如何?2.在鋁單晶體中（fee 結構），aa1）位錯反應尹10尹11a121+6能否進行？寫出反應后擴展位錯寬度的表達式和式中各符號的含義；若反應前的a 1 102是刃位錯，則反應后的擴展位錯能進行何種運動？能在哪個晶面上進行運動？若反應前的a21 10是螺位錯，則反應后的擴展位錯能進行何種運動?應,2）如圖b若（1，1，1）面上有一位錯6- 1。寫出位錯反應方程式，說明新位錯的性質，是否可動。aa2101，與m面上的位錯b畀11發生反3）如果兩擴展位錯運動，當它們在兩個滑移面交線AB 相遇時，兩領先不全位錯為a211擴展位錯的寬百度文庫6a和6121，兩領先位錯能否發生反應，若能，求新

8、位錯柏氏矢量；分析新形成位錯為何種類型位錯，能否自由滑移，對加工硬化有何作用。百度文庫70 （正溫度梯度下），其固、液界面呈 _ 狀，dT/dX0 時（負溫度梯度下），則固、液界面為 _ 狀。6.靠近共晶點的亞共晶或過共晶合金，快冷時可能得到全部共晶組織，這稱為_。7 固溶體合金凝固時，溶質分布的有效分配系數ke=_ ，當凝固速率很大時 ke趨于_。8.在二元相圖中，Ln +L2叫_反應，TL+稱為_轉變，而反應i2+稱為反應， + 稱為_ 反應。9 Fe-Fe3C 相圖中含碳量小于 _ 為鋼，大于 _為鑄鐵；鐵碳合金室溫平衡組織均由和_兩個基本相組成；根據溶質原子的位置，奧氏體其晶體結構是

9、_ ，是_固溶體，鐵素體是 _ ，其晶體結構是 _ ，合金平衡結晶時，奧氏體的最大含量是 _;珠光體的含碳量是 _ ，它是由 _ 和_ 組成的兩相混合物；萊氏體的含碳量是 _ ;在常溫下，亞共析鋼的平衡組織是 _ ，過共析鋼的平衡組織是 _ ，亞共晶白口鑄鐵的平衡組織是_，萊氏體的相組成物是 _，變態萊氏體的相組成物是 _ , Fe3Ci是從_ 中析出的，FesCii是從_ 中析出的，Fe3C 川是從_中析出的，它們的含碳量為 _ , FesC 主要性能特點是_, A 共析反應后的生成物稱為 _。2 問答1 如圖 4-1 所示為 Ni-AI 相圖1） 填出相圖中各相區的平衡相；2） 指出圖中的

10、穩定化合物和不穩定化合物；3） 寫出圖中存在的恒溫反應，指明反應類型；4）指出含 Ni 30%（重量）的合金在平衡冷卻時的相變過程，計算室溫下的相組成與組織組百度文庫13成，并計算出其中組織組成物的百分數。5） 試說明含 Ni89% （重量）的 Ni-AI 合金其平衡凝固與非平衡凝固后的顯微組織的不同。6） 設 X 合金平衡凝固完畢時的組織為（AI）初晶+（ + ）共晶，其中 初晶占 80%，則此 合金中Ni 組元的含量是多少？7） 繪出 1500 時 Al-Ni 合金系的自由能 一成分曲線示意圖。2 根據 Cu-Sn 相圖（圖 4-2），Cu 為 fee 結構。回答1）相為何種晶體結構？2）

11、計算 212C時 Cu-90%Sn 合金在 TE溫度時（共晶反應前）的平衡分配系數。3） %Sn 合金在正常條件下凝固后，相的晶界上出現少量相，其原因何在？如何消除相？4）分析 Cu-70%Sn 合金平衡凝固過程，并計算共晶反應剛完畢時相組成物和組織組成物 的相對含量。5）畫出 Cu-Sn 系合金在 450C時各相自由能-成分曲線示意圖。VEX I- (if) TG an- Cn13閃 C-Ieuu-圖 4-1i圖 4-2百度文庫14圖 4-3圖 4-43 如圖 4-3 為 Mg-Y 相圖1)填相區組成，寫出相圖上等溫反應及Y=5%wt 時的合金 K 在室溫時的平衡組織。2)已知 Mg 為 h

12、ep 結構，試計算 Mg 晶胞的致密度；3)指出提高合金 K 強度的可能方法4)簡述圖中 Y=10%wt 之合金可能的強化方法。4 試說明純 Al 和鋁一銅單相固溶體結晶的異同。5 根據 4-4 的鐵碳亞穩平衡相圖回答下列問題：1)寫出下列 FesCii含量最多的合金；珠光體含量最多的合金；萊氏體含量最多的合金。2)指出此二元系中比較適合做變形合金和鑄造合金的成分范圍。3)如何提高壓力加工合金的強度。4)標注平衡反應的成分及溫度，寫出平衡反應式。5)分析 Fe-1%C 合金的平衡凝固過程，并計算室溫下其中相組成物和組織組成物的百分 含量，6)分析 Fe-1%C 合金在亞穩冷卻轉變和淬火冷卻轉變

13、后組織的差異。7)根據 Fe-Fe3C 狀態圖確定下列二 二種鋼在給定溫度下的顯微組織(填入表中)含碳量溫度顯微組織溫度顯微組織百度文庫15770C停留一段時間P+F900CA+F百度文庫16680CP剛達到 770CA700CP+Fe3Cn剛達到 770CA+Fe3C8) 畫出 1200C時各相的自由能-成分曲線示意圖。6: A 為金屬兀素，B 為非金屬兀素，形成二兀相圖如圖4-5 :1) 畫出n合金平衡冷卻曲線以及平衡結晶后組織示意圖，計算其室溫下相組成物及組織組成 物相對含量。2)試分析不同冷卻速度對下圖中I合金凝固后顯微組織的影響。3)1合金在工業條件冷凝后如對合金進行擴散退火，應如何

14、確定退火溫度。7:簡述典型金屬凝固時，固 /液界面的微觀結構，長大機制，晶體在正溫度梯度下、負溫度梯 度下成長時固/液界面的形態。&根據 Pb-Bi 相圖(圖 4 6)回答下列問題：1)把空相區填上相的名稱。2)設 X 合金平衡凝固完畢時的相組成物為和(Bi)，其中相占 80%，則 X 合金中 Bi 組元的 含量是多少？3)設 Y 合金平衡凝固完畢時的組織為(Bi)初晶+ + ( Bi)共晶，且初晶與共晶的百分含量相 等，則此合金中 Pb 組元的含量是多少？4)Pb-30%Bi 合金非平衡凝固后室溫下組織與平衡凝固組織有何不同。圖 4-6圖 4-5百度文庫17第 8 章三元相圖1 根據

15、 Fe C Si 的Si 變溫截面圖(5 1),寫出含%C 的 Fe-C-Si 三元合金在平衡冷卻 時的相變過程和 1100c時的平衡組織。2 圖 5 2 為 Cu-Zn-AI 合金室溫下的等溫截面和 2%AI 的垂直截面圖，回答下列問題：1)在圖中標出 X 合金(Cu-30%Zn-10%AI )的成分點。2)計算Cu-20%Zn-8%AI和Cu-25%Zn-6%AI合金中室溫下各相的百分含量， 其中a相成分點 為%AI，丫相成分點為 Cu-18%AI。3)分析圖中 Y 合金的凝固過程。百度文庫183 如圖 5-3 是 A-B-C 三元系合金凝固時各相區，界面的投影圖，A、B、C 分別形成固溶

16、體a、B、Y。1） 寫出P P，EiP和E2P單變量線的三相平衡反應式。2） 寫出圖中的四相平衡反應式。3） 說明 0 合金凝固平衡凝固所發生的相變。圖 5-3圖 5-44 圖 5-4 為 Fe-W-C 三元系的液相面投影圖。寫出 ei 1085C,Pi 1335C,P2 1380C單變 量線的三相平衡反應和 1700C,1200C,1085C的四相平衡反應式。1,11 , III 三個合金結晶 過程及室溫組織，選擇一個合金成分其組織只有三元共晶。百度文庫195 如圖 5 5 為 Fe-Cr-C 系含 13%Cr 的變溫截面1）大致估計 2Cr13 不銹鋼的淬火加熱溫度（不銹鋼含碳量0.2%,含 Cr 量 13%）2）指出 Cr13 模具鋼平衡凝固時的凝固過程和室溫下的平衡組織（Cr13 鋼含碳量 2%）3）寫出（1）區的三相反應及7 9 5時的四相平衡反應式。百度文