1、百度文庫材料科學(xué)基礎(chǔ)習(xí)題集(2010)1 章：原子結(jié)構(gòu)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(shù)來決定？在多電子的原子中，核外電子的排布應(yīng)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(jié)構(gòu)有什么共同特點(diǎn)？從左到右或從上到下元素結(jié)構(gòu)有什么區(qū)別？性質(zhì)如何遞變？何謂同位素？為什么元素的相對原子質(zhì)量不總為正整數(shù)？鉻的原子序數(shù)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(zhì)量。銅的原子序數(shù)為 29,相對原子質(zhì)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(shù)為 50,除了 4f 亞層之外其它內(nèi)部電子亞層均已填滿。試從原子結(jié)構(gòu)角度來確定錫的價電子數(shù)。鉑的原子序數(shù)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(shù)為32,根據(jù)原子的電子結(jié)構(gòu)知識，試指岀它屬于哪個周期？哪個族？并判斷其金屬性強(qiáng)弱。S 的化學(xué)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(jì)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(zhì)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(xiàn)可分為熱塑性和熱固性兩大類，試從高分子鏈結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)單元中氫原子的方法實(shí)現(xiàn)。若用氯取 代聚乙烯中 8%的氫原子，試計(jì)算需添加氯的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。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(jié)構(gòu)百度文庫31.fee 結(jié)構(gòu)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(shù)是_,晶胞中原子數(shù)為 _，把原子視為剛性球時，原子的半徑r 與點(diǎn)陣常數(shù) a 的關(guān)系是_ ； bee 結(jié)構(gòu)的密排方向是 _ ，密排面是 _,致密度為 _

4、,配位數(shù)是 _，晶胞中原子數(shù)為_ ，原子的半徑 r 與點(diǎn)陣常數(shù) a 的關(guān)系是_ ； hep 結(jié)構(gòu)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(shù)是 _ ,，晶胞中原子數(shù)為 _， 原子的半徑 r與點(diǎn)陣常數(shù) a 的關(guān)系是_。2.Al 的點(diǎn)陣常數(shù)為，其結(jié)構(gòu)原子體積是 _，每個晶胞中八面體間隙數(shù)為_，四面體間隙數(shù)為_。3.純鐵冷卻時在 912 度發(fā)生同素異晶轉(zhuǎn)變是從 _ 結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)?_結(jié)構(gòu)，配位數(shù) _，致密度_ ，晶體體積原子半徑發(fā)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(biāo)

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(jié)構(gòu)，其原子半徑R=x10-6mm。7.填空1） 隨著溶質(zhì)濃度的增大，單相固溶體合金的強(qiáng)度塑性，導(dǎo)電性，形成間隙固溶體 時，固溶體的點(diǎn)陣常數(shù)_。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(huán)境因素。3） 置換式固溶體的不均勻性主要表現(xiàn)為 _ 和_ 。4） 按照溶質(zhì)原子進(jìn)入溶劑點(diǎn)陣的位置區(qū)分，固溶體可分為 _ 和_。5） 無序固溶體轉(zhuǎn)變?yōu)橛行蚬倘荏w時，合金性能變化的一般規(guī)律是強(qiáng)度和硬度，塑性 ,

6、 導(dǎo)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(jìn)入點(diǎn)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(kuò)展位錯，堆垛層錯，弗蘭克-瑞德位錯源,奧羅萬機(jī)制，科垂耳氣團(tuán)，面角位錯，鈴木氣團(tuán)，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(yīng)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(jié)構(gòu)），aa1）位錯反應(yīng)尹10尹11a121+6能否進(jìn)行？寫出反應(yīng)后擴(kuò)展位錯寬度的表達(dá)式和式中各符號的含義；若反應(yīng)前的a 1 102是刃位錯，則反應(yīng)后的擴(kuò)展位錯能進(jìn)行何種運(yùn)動？能在哪個晶面上進(jìn)行運(yùn)動？若反應(yīng)前的a21 10是螺位錯，則反應(yīng)后的擴(kuò)展位錯能進(jìn)行何種運(yùn)動?應(yīng),2）如圖b若（1，1，1）面上有一位錯6- 1。寫出位錯反應(yīng)方程式，說明新位錯的性質(zhì)，是否可動。aa2101，與m面上的位錯b畀11發(fā)生反3）如果兩擴(kuò)展位錯運(yùn)動，當(dāng)它們在兩個滑移面交線AB 相遇時，兩領(lǐng)先不全位錯為a211擴(kuò)展位錯的寬百度文庫6a和6121，兩領(lǐng)先位錯能否發(fā)生反應(yīng)，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(fù)溫度梯度下），則固、液界面為 _ 狀。6.靠近共晶點(diǎn)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(zhì)分布的有效分配系數(shù)ke=_ ，當(dāng)凝固速率很大時 ke趨于_。8.在二元相圖中，Ln +L2叫_反應(yīng)，TL+稱為_轉(zhuǎn)變，而反應(yīng)i2+稱為反應(yīng)， + 稱為_ 反應(yīng)。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(jù)溶質(zhì)原子的位置，奧氏體其晶體結(jié)構(gòu)是

9、_ ，是_固溶體，鐵素體是 _ ，其晶體結(jié)構(gòu)是 _ ，合金平衡結(jié)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(tài)萊氏體的相組成物是 _ , Fe3Ci是從_ 中析出的，F(xiàn)esCii是從_ 中析出的，F(xiàn)e3C 川是從_中析出的，它們的含碳量為 _ , FesC 主要性能特點(diǎn)是_, A 共析反應(yīng)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(qū)的平衡相；2） 指出圖中的

10、穩(wěn)定化合物和不穩(wěn)定化合物；3） 寫出圖中存在的恒溫反應(yīng)，指明反應(yīng)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(jì)算室溫下的相組成與組織組百度文庫13成，并計(jì)算出其中組織組成物的百分?jǐn)?shù)。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(shè) 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(jù) Cu-Sn 相圖（圖 4-2），Cu 為 fee 結(jié)構(gòu)?；卮?）相為何種晶體結(jié)構(gòu)？2）

11、計(jì)算 212C時 Cu-90%Sn 合金在 TE溫度時（共晶反應(yīng)前）的平衡分配系數(shù)。3） %Sn 合金在正常條件下凝固后，相的晶界上出現(xiàn)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(jì)算共晶反應(yīng)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(qū)組成，寫出相圖上等溫反應(yīng)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(jié)構(gòu)，試計(jì)算 Mg 晶胞的致密度；3)指出提高合金 K 強(qiáng)度的可能方法4)簡述圖中 Y=10%wt 之合金可能的強(qiáng)化方法。4 試說明純 Al 和鋁一銅單相固溶體結(jié)晶的異同。5 根據(jù) 4-4 的鐵碳亞穩(wěn)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(qiáng)度。4)標(biāo)注平衡反應(yīng)的成分及溫度，寫出平衡反應(yīng)式。5)分析 Fe-1%C 合金的平衡凝固過程，并計(jì)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(wěn)冷卻轉(zhuǎn)變和淬火冷卻轉(zhuǎn)變

13、后組織的差異。7)根據(jù) Fe-Fe3C 狀態(tài)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(dá)到 770CA700CP+Fe3Cn剛達(dá)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(jié)晶后組織示意圖，計(jì)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(yè)條件冷凝后如對合金進(jìn)行擴(kuò)散退火，應(yīng)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(jié)構(gòu)，長大機(jī)制，晶體在正溫度梯度下、負(fù)溫度梯 度下成長時固/液界面的形態(tài)。&根據(jù) Pb-Bi 相圖(圖 4 6)回答下列問題：1)把空相區(qū)填上相的名稱。2)設(shè) 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(shè) 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(jù)

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(biāo)出 X 合金(Cu-30%Zn-10%AI )的成分點(diǎn)。2)計(jì)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(diǎn) 為%AI，丫相成分點(diǎn)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(qū)，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(yīng)式。2） 寫出圖中的四相平衡反應(yīng)式。3） 說明 0 合金凝固平衡凝固所發(fā)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(yīng)和 1700C,1200C,1085C的四相平衡反應(yīng)式。1,11 , III 三個合金結(jié)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(jì) 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(qū)的三相反應(yīng)及7 9 5時的四相平衡反應(yīng)式。百度文