一．是非題：（正確的在括號中打“√”、錯(cuò)誤的打“×”）（60小題）1．材料力學(xué)研究的主要問題是微小彈性變形問題，因此在研究構(gòu)件的平衡與運(yùn)動時(shí)，可不計(jì)構(gòu)件的變形。(√)2．構(gòu)件的強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性與其所用材料的力學(xué)性質(zhì)有關(guān)，而材料的力學(xué)性質(zhì)又是通過試驗(yàn)測定的。(√)3．在載荷作用下，構(gòu)件截面上某點(diǎn)處分布內(nèi)力的集度，稱為該點(diǎn)的應(yīng)力。(√)4．在載荷作用下，構(gòu)件所發(fā)生的形狀和尺寸改變，均稱為變形。(√)5．截面上某點(diǎn)處的總應(yīng)力可分解為垂直于該截面的正應(yīng)力和與該截面相切的剪應(yīng)力，它們的單位相同。(√)6．線應(yīng)變和剪應(yīng)變都是度量構(gòu)件內(nèi)一點(diǎn)處變形程度的兩個(gè)基本量，它們都是無量綱的量。(√)7．材料力學(xué)性質(zhì)是指材料在外力作用下在強(qiáng)度方面表現(xiàn)出來的性能。()8．在強(qiáng)度計(jì)算中，塑性材料的極限應(yīng)力是指比例極限，而脆性材料的極限應(yīng)力是指強(qiáng)度極限。()9．低碳鋼在常溫靜載下拉伸，若應(yīng)力不超過屈服極限，則正應(yīng)力與線應(yīng)變成正比，稱這一關(guān)系為拉伸（或壓縮）的虎克定律。()10．當(dāng)應(yīng)力不超過比例極限時(shí)，直桿的軸向變形與其軸力、桿的原長成正比，而與橫截面面積成反比。(√)11．鑄鐵試件壓縮時(shí)破壞斷面與軸線大致成450，這是由壓應(yīng)力引起的緣故。()12．低碳鋼拉伸時(shí)，當(dāng)進(jìn)入屈服階段時(shí)，試件表面上出現(xiàn)與軸線成45o的滑移線，這是由最大剪應(yīng)力引起的，但拉斷時(shí)截面仍為橫截面，這是由最大拉應(yīng)力引起的。(√)13．桿件在拉伸或壓縮時(shí)，任意截面上的剪應(yīng)力均為零。()14．EA稱為材料的截面抗拉（或抗壓）剛度。(√)15．解決超靜定問題的關(guān)鍵是建立補(bǔ)充方程，而要建立的補(bǔ)充方程就必須研究構(gòu)件的變形幾何關(guān)系，稱這種關(guān)系為變形協(xié)調(diào)關(guān)系。(√)16．因截面的驟然改變而使最小橫截面上的應(yīng)力有局部陡增的現(xiàn)象，稱為應(yīng)力集中。(√)17．對于剪切變形，在工程計(jì)算中通常只計(jì)算剪應(yīng)力，并假設(shè)剪應(yīng)力在剪切面內(nèi)是均勻分布的。()18．?dāng)D壓面在垂直擠壓平面上的投影面作為名義擠壓面積，并且假設(shè)在此擠壓面積上的擠壓應(yīng)力為均勻分布的。()19．?dāng)D壓力是構(gòu)件之間的相互作用力是一種外力，它和軸力、剪力等內(nèi)力在性質(zhì)上是不同的。()20．?dāng)D壓的實(shí)用計(jì)算，其擠壓面積一定等于實(shí)際接觸面積。()21．園軸扭轉(zhuǎn)時(shí)，各橫截面繞其軸線發(fā)生相對轉(zhuǎn)動。()22．薄壁圓筒扭轉(zhuǎn)時(shí)，其橫截面上剪應(yīng)力均勻分布，方向垂直半徑。()23．空心圓截面的外徑為D，內(nèi)徑為d，則抗扭截面系數(shù)為。()24．靜矩是對一定的軸而言的，同一截面對不同的坐標(biāo)軸，靜矩是不相同的，并且它們可以為正，可以為負(fù)，亦可以為零。()25．截面對某一軸的靜矩為零，則該軸一定通過截面的形心，反之亦然。()26．截面對任意一對正交軸的慣性矩之和，等于該截面對此兩軸交點(diǎn)的極慣性矩，即Iz+Iy=IP。()27．同一截面對于不同的坐標(biāo)軸慣性矩是不同的，但它們的值衡為正值。()28．組合截面對任一軸的慣性矩等于其各部分面積對同一軸慣性矩之和。()29．慣性半徑是一個(gè)與截面形狀、尺寸、材料的特性及外力有關(guān)的量。()30．平面圖形對于其形心主軸的靜矩和慣性積均為零，但極慣性矩和軸慣性矩一定不等于零。()31．有對稱軸的截面，其形心必在此對稱軸上，故該對稱軸就是形心主軸。()32．梁平面彎曲時(shí)，各截面繞其中性軸z發(fā)生相對轉(zhuǎn)動。()33．在集中力作用處，剪力值發(fā)生突變，其突變值等于此集中力；而彎矩圖在此處發(fā)生轉(zhuǎn)折。()34．在集中力偶作用處，剪力值不變；而彎矩圖發(fā)生突變，其突變值等于此集中力偶矩。()35．中性軸是通過截面形心、且與截面對稱軸垂直的形心主軸。()36．梁彎曲變形時(shí)，其中性層的曲率半徑與EIz成正比。()37．純彎曲時(shí)，梁的正應(yīng)力沿截面高度是線性分布的，即離中性軸愈遠(yuǎn)，其值愈大；而沿截面寬度是均勻分布的。()38．計(jì)算梁彎曲變形時(shí)，允許應(yīng)用疊加法的條件是：變形必須是載荷的線性齊次函數(shù)。()39．疊加法只適用求梁的變形問題，不適用求其它力學(xué)量。()40．合理布置支座的位置可以減小梁內(nèi)的最大彎矩，因而達(dá)到提高梁的強(qiáng)度和剛度的目的。()41．單元體中最大正應(yīng)力(或最小正應(yīng)力)的截面與最大剪應(yīng)力(或最小剪應(yīng)力)的截面成90o。()42．單元體中最大正應(yīng)力(或最小正應(yīng)力)的截面上的剪應(yīng)力必然為零。()43．單元體中最大剪應(yīng)力(或最小剪應(yīng)力)的截面上的正應(yīng)力一定為零。()44．圓截面鑄鐵試件扭轉(zhuǎn)時(shí)，表面各點(diǎn)的主平面聯(lián)成的傾角為450的螺旋面拉伸后將首先發(fā)生斷裂破壞。()45．二向應(yīng)力狀態(tài)中，通過單元體的兩個(gè)互相垂直的截面上的正應(yīng)力之和必為一常數(shù)。()46．三向應(yīng)力狀態(tài)中某方向上的正應(yīng)力為零，則該方向上的線應(yīng)變必然為零。()47．不同材料固然可能發(fā)生不同形式的破壞，就是同一材料，當(dāng)應(yīng)力狀態(tài)的情況不同時(shí)，也可能發(fā)生不同形式的破壞。()48．強(qiáng)度理論的適用范圍決定于危險(xiǎn)點(diǎn)處的應(yīng)力狀態(tài)和構(gòu)件的材料性質(zhì)。()49．若外力的作用線平行桿件的軸線，但不通過橫截面的形心，則桿件將引起偏心拉伸或壓縮。()50．因動力效應(yīng)而引起的載荷稱為動載荷，在動載荷作用下，構(gòu)件內(nèi)的應(yīng)力稱為動應(yīng)力。()51．當(dāng)圓環(huán)繞垂直于圓環(huán)平面的對稱軸勻速轉(zhuǎn)動時(shí)，環(huán)內(nèi)的動應(yīng)力過大，可以用增加圓環(huán)橫截面面積的辦法使動應(yīng)力減小。()52．沖擊時(shí)構(gòu)件的動應(yīng)力，等于沖擊動荷系數(shù)與靜應(yīng)力的乘積。()53．自由落體沖擊時(shí)的動荷系數(shù)為。()54．在交變應(yīng)力作用下，材料抵抗破壞的能力不會顯著降低。()55．交變應(yīng)力中，應(yīng)力循環(huán)特性r=-1，稱為對稱應(yīng)力循環(huán)。()56．在交變應(yīng)力作用下，構(gòu)件的持久極限是指構(gòu)件所能承受的極限應(yīng)力，它不僅與應(yīng)力循環(huán)特性r有關(guān)，而且與構(gòu)件的外形、尺寸和表面質(zhì)量等因素有關(guān)。()57．構(gòu)件的持久極限與材料的持久極限是同一回事，均為定值。()58．壓桿的長度系數(shù)μ代表支承方式對臨界力的影響。兩端約束越強(qiáng)，其值越小，臨界力越大；兩端約束越弱，其值越大，臨界力越小。()59．壓桿的柔度λ綜合反映了影響臨界力的各種因素。λ值越大，臨界力越小；反之，λ值越小，臨界力越大。()60．在壓桿穩(wěn)定性計(jì)算中經(jīng)判斷應(yīng)按中長桿的經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算臨界力時(shí)，若使用時(shí)錯(cuò)誤地用了細(xì)長桿的歐拉公式，則后果偏于危險(xiǎn)。()二．填空題：（60小題）1．材料力學(xué)是研究構(gòu)件強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性的學(xué)科。2．強(qiáng)度是指構(gòu)件抵抗破壞的能力；剛度是指構(gòu)件抵抗變形的能力；穩(wěn)定是指構(gòu)件維持其原有的直線平衡狀態(tài)的能力。3．在材料力學(xué)中，對變形固體的基本假設(shè)是連續(xù)性、均勻性、各向同性。4．隨外力解除而消失的變形叫彈性變形；外力解除后不能消失的變形叫塑性變形。5．截面法是計(jì)算內(nèi)力的基本方法。6．應(yīng)力是分析構(gòu)件強(qiáng)度問題的重要依據(jù)；應(yīng)變是分析構(gòu)件變形程度的基本量。7．構(gòu)件每單位長度的伸長或縮短，稱為線應(yīng)變,單元體上相互垂直的兩根棱邊夾角的改變量，稱為切應(yīng)變。8．軸向拉伸與壓縮時(shí)直桿橫截面上的內(nèi)力，稱為軸力9．應(yīng)力與應(yīng)變保持線性關(guān)系時(shí)的最大應(yīng)力，稱為比例極限。10．材料只產(chǎn)生彈性變形的最大應(yīng)力稱為彈性極限；材料能承受的最大應(yīng)力稱為強(qiáng)度極限。11．伸長率是衡量材料的塑性指標(biāo)；的材料稱為塑性材料；的材料稱為脆性材料。12．應(yīng)力變化不大，而應(yīng)變顯著增加的現(xiàn)象，稱為屈服。13．材料在卸載過程中，應(yīng)力與應(yīng)變成線性關(guān)系。14．在常溫下把材料冷拉到強(qiáng)化階段，然后卸載，當(dāng)再次加載時(shí)，材料的比例極限提高，而塑性降低，這種現(xiàn)象稱為冷作硬化。15．使材料喪失正常工作能力的應(yīng)力，稱為極限應(yīng)力。16．在工程計(jì)算中允許材料承受的最大應(yīng)力，稱為許用應(yīng)力。17．當(dāng)應(yīng)力不超過比例極限時(shí)，橫向應(yīng)變與縱向應(yīng)變之比的絕對值，稱為泊松比。18．約束反力和軸力都能通過靜力平衡方程求出，稱這類問題為靜定問題；反之則稱為超靜定問題；未知力多于平衡方程的數(shù)目稱為超靜定次數(shù)。19．構(gòu)件因強(qiáng)行裝配而引起的內(nèi)力稱為裝配力，與之相應(yīng)的應(yīng)力稱為裝配應(yīng)力。20．構(gòu)件接觸面上的相互壓緊的現(xiàn)象稱為擠壓，與構(gòu)件壓縮變形是不同的。21．凡以扭轉(zhuǎn)變形為主要變形的構(gòu)件稱為軸。22．功率一定時(shí)，軸所承受的外力偶矩Mo與其轉(zhuǎn)速n成反比。23．已知圓軸扭轉(zhuǎn)時(shí)，傳遞的功率為P=15KW，轉(zhuǎn)速為n=150r/min，則相應(yīng)的外力偶矩為Mo=9549N?m。24．圓軸扭轉(zhuǎn)時(shí)橫截面上任意一點(diǎn)處的剪應(yīng)力與該點(diǎn)到圓心間的距離成正比。25．當(dāng)剪應(yīng)力不超過材料的時(shí)，剪應(yīng)力與剪應(yīng)變成正比例關(guān)系，這就是剪切胡克定律。26．GIP稱為材料的截面抗扭剛度。27．材料的三個(gè)彈性常數(shù)是；在比例極限內(nèi)，對于各向同性材料，三者關(guān)系是。28．組合截面對任一軸的靜矩，等于其各部分面積對同一軸靜矩的代數(shù)和。29．在一組相互平行的軸中，截面對各軸的慣性矩以通過形心軸的慣性矩為最小。30．通過截面形心的正交坐標(biāo)軸稱為截面的形心軸。31．恰使截面的慣性積為零的正交坐標(biāo)軸稱為截面的主軸，截面對此正交坐標(biāo)軸的慣性矩，稱為主慣性矩。32．有一正交坐標(biāo)軸，通過截面的形心、且恰使截面的慣性積為零，則此正交坐標(biāo)軸稱為截面的形心主軸，截面對正交坐標(biāo)軸的慣性矩稱為形心主慣性矩。33．在一般情況下，平面彎曲梁的橫截面上存在兩種內(nèi)力，即剪力和彎矩，相應(yīng)的應(yīng)力也有兩種，即切應(yīng)力和正應(yīng)力。34．單元體截面上，若只有剪應(yīng)力而無正應(yīng)力，則稱此情況為純剪切。35．若在梁的橫截面上，只有彎矩而無剪力，則稱此情況為純彎曲。36．EIz稱為材料的抗彎剛度。37．矩形截面梁的剪應(yīng)力是沿著截面高度按拋物線規(guī)律變化的，在中性軸上剪應(yīng)力為最大，且最大值為該截面上平均剪應(yīng)力的1.5倍。38．若變截面梁的每一橫截面上的最大正應(yīng)力等于材料的許用應(yīng)力，則稱這種梁為等強(qiáng)度梁。39．橫截面的形心在垂直梁軸線方向的線位移稱為該截面的撓度，橫截面繞中性軸轉(zhuǎn)動的角位移稱為該截面的轉(zhuǎn)角；撓曲線上任意一點(diǎn)處切線的斜率，等于該點(diǎn)處橫截面的轉(zhuǎn)角。40．根據(jù)梁的邊界條件和撓曲線連續(xù)光滑條件，可確定梁的撓度和轉(zhuǎn)角的積分常數(shù)。41．受力構(gòu)件內(nèi)任意一點(diǎn)在各個(gè)截面上的應(yīng)力情況，稱為該點(diǎn)處的應(yīng)力狀態(tài)，在應(yīng)力分析時(shí)常采用取單元體的研究方法。42．切應(yīng)力為零的面稱為主平面；主平面上的正應(yīng)力稱為主應(yīng)力；各個(gè)面上只有主應(yīng)力的單元體稱為主單元體。43．只有一個(gè)主應(yīng)力不等于零的應(yīng)力狀態(tài)，稱為單向應(yīng)力狀態(tài)，有二個(gè)主應(yīng)力不等于零的應(yīng)力狀態(tài)，稱為二向應(yīng)力狀態(tài)，三個(gè)主應(yīng)力均不等于零的應(yīng)力狀態(tài)，稱為三向應(yīng)力狀態(tài)。44．通過單元體的兩個(gè)互相垂直的截面上的剪應(yīng)力，大小，方向指向或背離兩截面交線。45．用應(yīng)力園來尋求單元體斜截面上的應(yīng)力，這種方法稱為圖解法。應(yīng)力園園心坐標(biāo)為，半徑為。46．材料的破壞主要有斷裂破壞和屈服破壞兩種。47．構(gòu)件在載荷作用下同時(shí)發(fā)生兩種或兩種以上的基本變形稱為組合變形。48．園軸彎曲與扭轉(zhuǎn)的組合變形，在強(qiáng)度計(jì)算時(shí)通常采用第三或第四強(qiáng)度理論。設(shè)M和T為危險(xiǎn)面上的彎矩和扭矩，W為截面抗彎截面系數(shù)，則用第三強(qiáng)度理論表示為；第四強(qiáng)度理論表示為。49．沖擊時(shí)動應(yīng)力計(jì)算，靜變形越大，動載系數(shù)就越小，所以增大靜變形是減小沖擊的主要措施。50．突加載荷時(shí)的動荷系數(shù)為2。51．增大構(gòu)件靜變形的二種方法是降低構(gòu)件剛度，安裝緩沖器。52．沖擊韌度是衡量材料抗沖沖擊能力的相對指標(biāo)，其值越大，材料的抗沖擊能力就越強(qiáng)。53．隨時(shí)間作周期性變化的應(yīng)力，稱為交變應(yīng)力。54．在交變應(yīng)力作用下，構(gòu)件所發(fā)生的破壞，稱為疲勞破壞；其特點(diǎn)是最大應(yīng)力遠(yuǎn)小于材料的強(qiáng)度極限，且表現(xiàn)為突然的脆性斷裂。55．壓桿從穩(wěn)定平衡狀態(tài)過渡到不平衡狀態(tài)，載荷的臨界值稱為臨界力，相應(yīng)的應(yīng)力稱為臨界應(yīng)力。56．對于相同材料制成的壓桿，其臨界應(yīng)力僅與柔度有關(guān)。57．當(dāng)壓桿的應(yīng)力不超過材料的比例極限時(shí)，歐拉公式才能使用。58．臨界應(yīng)力與工作應(yīng)力之比，稱為壓桿的工作安全系數(shù)，它應(yīng)該大于規(guī)定的穩(wěn)定安全系數(shù)，故壓桿的穩(wěn)定條件為。59．兩端鉸支的細(xì)長桿的長度系數(shù)為1；一端固支，一端自由的細(xì)長桿的長度系數(shù)為2。60．壓桿的臨界應(yīng)力隨柔度變化的曲線，稱為臨界應(yīng)力總圖。三．單項(xiàng)選擇題：（50小題）1．材料的力學(xué)性質(zhì)通過（C）獲得。(A)理論分析(B)數(shù)值計(jì)算(C)實(shí)驗(yàn)測定(D)數(shù)學(xué)推導(dǎo)2．內(nèi)力是截面上分布內(nèi)力系的合力，因此內(nèi)力（D）。(A)可能表達(dá)截面上各點(diǎn)處受力強(qiáng)弱(B)不能表達(dá)截面上各點(diǎn)處受力強(qiáng)弱(C)可以表達(dá)截面某點(diǎn)受到的最大力(D)可以表達(dá)截面某點(diǎn)受到的最小力3．正方形桁架如圖所示。設(shè)NAB、NBC、……分別表示桿AB、BC、……的軸力。則下列結(jié)論中（A）正確。(A)(B)(C)(D)4．正方形桁架如圖所示。設(shè)NAB、NBC、……分別表示桿AB、BC、……的軸力，各桿橫截面面積均為A。則下列結(jié)論中（A）正確。(A)(B)(C)(D)5．圖示懸吊桁架，設(shè)拉桿AB的許用應(yīng)力為，則其橫截面的最小值為（D）。(A) (B)(C) (D)6．圖示矩形截面桿兩端受載荷P作用，設(shè)桿件橫截面為A，分別表示截面m-n上的正應(yīng)力和剪應(yīng)力，分別表示截面m′-n′上的正應(yīng)力和剪應(yīng)力，則下述結(jié)論（D）正確。(1)(2)(3)無論取何值，(A)(1)正確(B)(2)正確(C)(1)、(2)均正確(D)全正確7．設(shè)分別為軸向受力桿的軸向線應(yīng)變和橫向線應(yīng)變，μ為材料的泊松比，則下面結(jié)論正確的是（）。(A)(B)(C)(D)8．長度、橫截面面積相同的兩桿，一桿為鋼桿，另一桿為銅桿，在相同拉力作用下，下述結(jié)論正確的是（）。(A)鋼=銅，ΔL鋼<ΔL銅(B)鋼=σ銅，ΔL鋼>ΔL銅(C)鋼>銅，ΔL鋼<ΔL銅(D)鋼<σ銅，ΔL鋼>ΔL銅9．階梯桿ABC受拉力P作用，如圖所示，AB段橫截面積為A1，BC段橫截面積為A2，各段桿長度均為L，材料的彈性模量為E，此桿的最大線應(yīng)變?yōu)椋ǎ?A)(B)(C)(D)10．鉸接的正方形結(jié)構(gòu)，如圖所示，各桿材料及橫截面積相同，彈性模量為E，橫截面積為A，在外力P作用下，A、C兩點(diǎn)間距離的改變量為（D）。(A)(B)(C)(D)11．建立圓軸的扭轉(zhuǎn)應(yīng)力公式時(shí)，“平面假設(shè)”起到什么作用？（）(A)“平面假設(shè)”給出了橫截面上內(nèi)力與應(yīng)力的關(guān)系(B)“平面假設(shè)”給出了圓軸扭轉(zhuǎn)時(shí)的變化規(guī)律(C)“平面假設(shè)”使物理方程得到簡化(D)“平面假設(shè)”是建立剪應(yīng)力互等定理的基礎(chǔ)12．扭轉(zhuǎn)應(yīng)力公式不適用的桿件是（D）。(A)等截面直桿(B)實(shí)心圓截面桿(C)實(shí)心或空心圓截面桿(D)矩形截面桿13．空心圓軸扭轉(zhuǎn)時(shí)橫截面上的剪應(yīng)力分布如下圖所示，其中正確的分布圖是（C）。(A)(B)(C)(D)14．圓軸受扭如圖所示，已知截面上A點(diǎn)的剪應(yīng)力為5MPa，則B點(diǎn)的剪應(yīng)力是（B）。(A)5MPa(B)10MPa(C)15MPa(D)015．材料相同的兩根圓軸，一根為實(shí)心軸，直徑為D1；另一根為空心軸，內(nèi)直徑為d2，外直徑為D2，。若兩圓軸橫截面上的扭矩和最大剪應(yīng)力均相同，則兩軸橫截面積之比為（D）。(A)(B)(C)(D)16．某傳動軸的直徑d=80mm，轉(zhuǎn)速n=70(r/min)，材料的許用剪應(yīng)力，則此軸所能傳遞的最大功率為（）kW。(A)73.6(B)65.4(C)42.5(D)36.817．實(shí)心圓軸受扭，當(dāng)軸的直徑d減小一半時(shí)，其扭轉(zhuǎn)角φ則為原來軸扭轉(zhuǎn)角的（）。(A)2倍(B)4倍(C)8倍(D)16倍18．由直徑為d的圓截面桿組成的T型剛架，受力如圖。設(shè)材料的許用剪應(yīng)力為，則剛架的剪應(yīng)力強(qiáng)度條件為（）。(A)(B)(C)(D)19．圖示截面的面積為A，形心位置為C，X1軸平行X2軸，已知截面對X1軸的慣性矩為Ix1，則截面對于X2的慣性矩為（）。(A)(B)(C)(D)20．多跨靜定梁的兩種受載情況如圖。下列結(jié)論正確的是（D）。兩者的Q圖和M圖均相同兩者的Q圖相同，M圖不同兩者的Q圖不同，M圖相同兩者的Q圖和M圖均不同21．圖示固定的懸臂梁，長L=4m，其彎矩圖如圖所示。則梁的剪力圖圖形為（D）。(A)矩形(B)三角形(C)梯形(D)零線(即與x軸重合的水平線)22．已知外徑為D，內(nèi)徑為d的空心梁，其抗彎截面系數(shù)是（B）。(A)(B)(C)(D)23．要從直徑為d的圓截面木材中切割出一根矩形截面梁，并使其截面抗彎系數(shù)Wz為最大，則矩形的高寬比應(yīng)為（）。(A)(B)(C)1.5(D)224．下面四種形式的截面，其橫截面積相同，從抗彎強(qiáng)度角度來看，哪種最合理？(A)。(A)(B)(C)(D)25．在應(yīng)用彎曲正應(yīng)力公式時(shí)，最大正應(yīng)力應(yīng)限制在（A）以內(nèi)。(A)比例極限(B)彈性極限(C)屈服極限(D)強(qiáng)度極限26．圖示四種受均布載荷q作用的梁，為了提高承載能力，梁的支座應(yīng)采用哪種方式安排最合理。（D）27．梁的變形疊加原理適用的條件是：梁的變形必須是載荷的線性齊次函數(shù)。要符合此條件必須滿足（D）要求。(A)梁的變形是小變形(B)梁的變形是彈性變形(C)梁的變形是小變形，且梁內(nèi)正應(yīng)力不超過彈性極限(D)梁的變形是小變形，且梁內(nèi)正應(yīng)力不超過比例極限28．懸臂梁上作用有均布載荷q，則該梁的撓度曲線方程y(x)是（D）。(A)x的一次方程(B)x的二次方程(C)x的三次方程(D)x的四次方程29．圓軸扭轉(zhuǎn)時(shí)，軸表面上各點(diǎn)處于（B）。(A)單向應(yīng)力狀態(tài)(B)二向應(yīng)力狀態(tài)(C)三向應(yīng)力狀態(tài)(D)各向應(yīng)力狀態(tài)30．圖A、B、C、D分別為四個(gè)單元體的應(yīng)力圓，其中只有圖（B）為單向應(yīng)力狀態(tài)。(A)(B)(C)(D)31．一個(gè)二向應(yīng)力狀態(tài)與另一個(gè)單向應(yīng)力狀態(tài)疊加，結(jié)果是（C）。(A)為二向應(yīng)力狀態(tài)(B)為二向或三向應(yīng)力狀態(tài)(C)為單向，二向或三向應(yīng)力狀態(tài)(D)可能為單向、二向或三向應(yīng)力狀態(tài)，也可能為零向應(yīng)力狀態(tài)。32．圖示單元體中，主應(yīng)力是（B）組。(應(yīng)力單位為MPa)(A)(B)(C)(D)33．圖示為單元體的應(yīng)力圓，其中最大剪應(yīng)力為（A）。(應(yīng)力單位為MPa)(A)25(B)20(C)15(D)534．圖示為單元體的應(yīng)力圓，點(diǎn)D1(10，–10)，D2(10，10)分別為單元體中和兩個(gè)截面的應(yīng)力情況，那么的截面的應(yīng)力情況是（D）。(應(yīng)力單位為MPa)(A)(0，0)(B)(10，10)(C)(10，–10)(D)(20，0)35．某單元體的三個(gè)主應(yīng)力為σ1、σ2、σ3，那么其最大剪應(yīng)力為（D）。(A)(σ1－σ2)/2(B)(σ2－σ3)/2(C)(σ3－σ1)/2(D)(σ1－σ3)/236．圖示直角剛性折桿，折桿中哪段桿件為組合變形？（）。(A)桿①、②、③(B)桿①、②(C)桿①(D)桿②37．圖示正方形截面短柱承受軸向壓力P作用，若將短柱中間開一槽如圖所示，開槽所消弱的面積為原面積的一半，則開槽后柱中的最大壓應(yīng)力為原來的（C）倍。(A)2(B)4(C)8(D)1638．已知圓軸的直徑為d，其危險(xiǎn)截面同時(shí)承受彎矩M，扭矩MT及軸力N的作用。試按第三強(qiáng)度理論寫出該截面危險(xiǎn)點(diǎn)的相當(dāng)應(yīng)力（D）。(A)(B)(C)(D)39．圖示桁架受集中力P作用，各桿的彈性模量均為E，橫截面面積均為A，則桁架的變形能U是（）。(A)(B)(C)(D)40．起重機(jī)起吊重物Q，由靜止?fàn)顟B(tài)開始以等加速度上升，經(jīng)過時(shí)間t，重物上升的高度為H，則起吊過程中，吊繩內(nèi)的拉力為（）。(A)(B)(C)(D)41．鋼質(zhì)薄壁圓環(huán)繞中心O作勻速旋轉(zhuǎn)。已知圓環(huán)橫截面積為A，平均直徑D，材料容重，旋轉(zhuǎn)角速度，當(dāng)圓環(huán)應(yīng)力超過材料許用應(yīng)力時(shí)，為保證圓環(huán)強(qiáng)度，采取（）是無效的。(A)減小角速度(B)減小直徑D(C)改選高強(qiáng)度鋼材(D)增加橫截面積A42．下列A、B、C、D為相同桿件的四種不同的加載方式，則桿件內(nèi)動應(yīng)力最大的是（）。(A)重錘Q以靜載荷方式作用在桿件上(B)重錘Q以突加載荷方式作用在桿件上(C)重錘Q從H高度自由落在桿件上(D)重錘Q從H高度自由落在墊有橡皮的桿件上。43．對于交變應(yīng)力，符號表示（）。(A)應(yīng)力作脈沖循環(huán)時(shí)，材料的持久極限(B)應(yīng)力作對稱循環(huán)時(shí)，材料的持久極限(C)應(yīng)力作脈沖循環(huán)時(shí)，構(gòu)件的持久極限(D)應(yīng)力作對稱循環(huán)時(shí)，構(gòu)件的持久極限44．圖示交變應(yīng)力的循環(huán)特征為（）。–0.60.6–1.671.6745．影響構(gòu)件持久極限的主要因素是（）。(A)材料的強(qiáng)度極限、應(yīng)力集中、表面加工質(zhì)量(B)材料的塑性指標(biāo)、應(yīng)力集中、構(gòu)件尺寸(C)交變應(yīng)力的循環(huán)特征、構(gòu)件尺寸、構(gòu)件外形(D)應(yīng)力集中、表面加工質(zhì)量、構(gòu)件尺寸46．以下措施中，（）可以提高構(gòu)件的持久極限。(A)增大構(gòu)件的幾何尺寸(B)提高構(gòu)件表面的光潔度(C)減小構(gòu)件連結(jié)部分的圓角半徑(D)盡量采用強(qiáng)度極限高的材料47．在彎曲對稱循環(huán)交變應(yīng)力，構(gòu)件的持久極限應(yīng)為（）。(A)(B)(C)(D)48．兩端固定的細(xì)長桿，設(shè)抗彎剛度為EI，長為l，則其臨界力是（D）。(A)(B)(C)(D)49．由細(xì)長桿組成的兩個(gè)桁架，如圖所示，各桿的材料和橫截面均相同，穩(wěn)定安全系數(shù)也相同。設(shè)P1和P2分別表示這兩個(gè)桁架所受的最大許可載荷，則下列結(jié)論中（A）正確。(A)P1<P2(B)P1>P2(C)P1=P2(D)條件不足，無法判斷50．設(shè)表示壓桿的臨界應(yīng)力，表示桿件的比例極限，則下列結(jié)論（C）正確。(A)當(dāng)<時(shí)，>(B)當(dāng)>時(shí)，<(C)當(dāng)=時(shí)，=(D)在一切情況下，作業(yè)答案晶體學(xué)

2、解：（1）h:k:l=1/2:1/3:1/6=3:2:1,∴該晶面的米勒指數(shù)為（321）；（2）（321）

5、解：MgO為NaCl型，O2-做密堆積，Mg2+填充空隙。rO2-=0.140nm，rMg2+=0.072nm，z=4，晶胞中質(zhì)點(diǎn)體積：(4/3×πrO2-3+4/3×πrMg2+3)×4，a=2(r++r-)，晶胞體積=a3，堆積系數(shù)=晶胞中MgO體積/晶胞體積=68.5%，密度=晶胞中MgO質(zhì)量/晶胞體積=3.49g/cm3。

6、解：體心：原子數(shù)2，配位數(shù)8，堆積密度55.5%；

面心：原子數(shù)4，配位數(shù)6，堆積密度74.04%；

六方：原子數(shù)6，配位數(shù)6，堆積密度74.04%。

7、解：u=z1z2e2N0A/r0×(1-1/n)/4πε0，e=1.602×10-19，ε0=8.854×10-12，N0=6.022×1023，NaCl：z1=1，z2=1，A=1.748，nNa+=7，nCl-=9，n=8，r0=2.81910-10m，uNaCl=752KJ/mol；MgO：z1=2，z2=2，A=1.748，nO2-=7，nMg2+=，n=7，r0=2.1010m，uMgO=392KJ/mol；∵uMgO>uNaCl，∴MgO的熔點(diǎn)高。

9、解：設(shè)球半徑為a，則球的體積為4/3πa3，求的z=4，則球的總體積（晶胞）4×4/3πa3，立方體晶胞體積：(2a)3=16a3，空間利用率=球所占體積/空間體積=74.1%，空隙率=1-74.1%=25.9%。

10、解：ρ=m/V晶=1.74g/cm3，V=1.37×10-22。

11、解：Si4+

4；K+

12；Al3+

6；Mg2+

6。

13、解：MgS中a=5.20?，陰離子相互接觸，a=2r-，∴rS2-=1.84?；CaS中a=5.67?，陰-陽離子相互接觸，a=2(r++r-)，∴rCa2+=0.95?；CaO中a=4.80?，a=2(r++r-)，∴rO2-=1.40?；MgO中a=4.20?，a=2(r++r-)，∴rMg2+=0.70?。

14、解：LiF為NaCl型結(jié)構(gòu)，z=4，V=a3，ρ=m/V=2.6g/cm3，a=4.05?，根據(jù)離子半徑a1=2(r++r-)=4.14?，a<a1。

15、解：（1）如圖是一個(gè)四面體空隙，O為四面體中心位置。AO=r++r-，BC=2r-，CE=r-，CG=2/3CE=2r-/3，AG=2r-/3，△OGC∽△EFC，OG/CG=EF/CF，OG=EF/CF×CG=r-/6，AO=AG-OG=r/2，r+=AO-r-=(/2-1)r=0.301?，查表知rLi+=0.68?>0.301?，∴O2-不能互相接觸;

（2）體對角線=a=4(r++r-)，a=4.665?；（3）ρ=m/V=1.963g/cm3.

17、解：rMg2+與rCa2+不同，rCa2+>rMg2+，使CaO結(jié)構(gòu)較MgO疏松，H2O易于進(jìn)入，所以活潑。

18.

19.

20。

（2）四面體空隙數(shù)/O2-數(shù)=2:1，八面體空隙數(shù)/O2-數(shù)=1:1；

（3）(a)CN=4，z+/4×8=2，z+=1，Na2O，Li2O；(b)CN=6，z+/6×6=2，z+=2，F(xiàn)eO，MnO；（c）CN=4，z+/4×4=2，z+=4，ZnS，SiC；(d)CN=6，z+/6×3=2，z+=4，MnO2。

21、解：島狀；架狀；單鏈；層狀（復(fù)網(wǎng)）；組群（雙四面體）。

22、解：（1）有兩種配位多面體，[SiO4]，[MgO6]，同層的[MgO6]八面體共棱，如59[MgO6]和49[MgO6]共棱75O2-和27O2-，不同層的[MgO6]八面體共頂，如1[MgO6]和51[MgO6]共頂是22O2-，同層的[MgO6]與[SiO4]共頂，如T[MgO6]和7[SiO4]共頂22O2-，不同層的[MgO6]與[SiO4]共棱，T[MgO6]和43[SiO4]共28O2-和28O2-；

（3）z=4；

（4）Si4+占四面體空隙=1/8，Mg2+占八面體空隙=1/2。

23、解：透閃石雙鏈結(jié)構(gòu)，鏈內(nèi)的Si-O鍵要比鏈5的Ca-O、Mg-O鍵強(qiáng)很多，所以很容易沿鏈間結(jié)合力較弱處劈裂成為纖維狀；滑石復(fù)網(wǎng)層結(jié)構(gòu)，復(fù)網(wǎng)層由兩個(gè)[SiO4]層和中間的水鎂石層結(jié)構(gòu)構(gòu)成，復(fù)網(wǎng)層與復(fù)網(wǎng)層之間靠教弱的分之間作用力聯(lián)系，因分子間力弱，所以易沿分子間力聯(lián)系處解理成片狀。

24、解：石墨中同層C原子進(jìn)行SP2雜化，形成大Π鍵，每一層都是六邊形網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。由于間隙較大，電子可在同層中運(yùn)動，可以導(dǎo)電，層間分子間力作用，所以石墨比較軟。

25、解：（1）Al3+可與O2-形成[AlO4]5-；Al3+與Si4+處于第二周期，性質(zhì)類似，易于進(jìn)入硅酸鹽晶體結(jié)構(gòu)中與Si4+發(fā)生同晶取代，由于鮑林規(guī)則，只能部分取代；（2）Al3+置換Si4+是部分取代，Al3+取代Si4+時(shí)，結(jié)構(gòu)單元[AlSiO4][ASiO5]，失去了電中性，有過剩的負(fù)電荷，為了保持電中性，將有一些半徑較大而電荷較低的陽離子如K+、Ca2+、Ba2+進(jìn)入結(jié)構(gòu)中；（3）設(shè)Al3+置換了一半的Si4+，則O2-與一個(gè)Si4+一個(gè)Al3+相連，陽離子靜電鍵強(qiáng)度=3/4×1+4/4×1=7/4，O2-電荷數(shù)為-2，二者相差為1/4，若取代超過一半，二者相差必然>1/4，造成結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定。晶體結(jié)構(gòu)缺陷1、解：鈉原子空位；鈉離子空位，帶一個(gè)單位負(fù)電荷；氯離子空位，帶一個(gè)單位正電荷；最鄰近的Na+空位、Cl-空位形成的締合中心；Ca2+占據(jù)K.位置，帶一個(gè)單位正電荷；Ca原子位于Ca原子位置上；Ca2+處于晶格間隙位置。

2、解：（1）NaClNaCa’+ClCl+VCl·

（2）CaCl2CaNa·+2ClCl+VNa’

（3）OVNa’+VCl·

（4）AgAgVAg’+Agi·

3、解：設(shè)有缺陷的MgO晶胞的晶胞分子數(shù)為x，晶胞體積V=(4.20)3，x=ρVN0/M=3.96,單位晶胞的肖脫基缺陷數(shù)=4-x=0.04。

4、解：（a）根據(jù)熱缺陷濃度公式n/N=exp(-E/2RT)，E=6eV=6×1.602×10-19=9.612×10-19J,

T=298k：n/N=1.92×10-51，T=1873k：n/N=8.0×10-9；

（b）在MgO中加入百萬分之一的AL2O3，AL2O32ALMg·+VMg’’+3OO，∵[AL2O3]=10-6，∴[雜質(zhì)缺陷]=3×10-6/2=1.5×10-6，∴比較可知，雜質(zhì)缺陷占優(yōu)。

5、解：n/N=exp(-E/2RT)，R=8.314，T=1000k：n/N=6.4×10-3；T=1500k：n/N=3.5×10-2。

6、解：Fe2O32FeFe·+3OO+VFe’’

y

2y

yFe3+2yFe2+1-3yO，X=1-y=1-0.0435=0.9565,Fe0.9565O

[VFe’’]===2.22×10-2

7、解：Zn(g)Zni·+e’,Zn(g)+1/2O2=ZnO,Zni·+e’+1/2O2ZnO,[ZnO]=[e’]，

∴PO2

[Zni·]

ρ

O2(g)OO+VFe’’+2h

k=[OO][VFe’’][h·]/PO21/2=4[OO][VFe’’]3/PO21/2,[VFe’’]∝PO2-1/6，

∴

PO2

[VFe’’]

ρ

8、解：刃位錯(cuò)：位錯(cuò)線垂直于位錯(cuò)線垂直于位錯(cuò)運(yùn)動方向；螺位錯(cuò)：位錯(cuò)線平行于位錯(cuò)線平行于位錯(cuò)運(yùn)動方向。

10、解：排斥，張應(yīng)力重疊，壓應(yīng)力重疊。

11、解：晶界對位錯(cuò)運(yùn)動起阻礙作用。

12、解：不能，在大角度晶界中，原子排列接近于無序的狀態(tài)，而位錯(cuò)之間的距離可能只有一、兩個(gè)原子的大小，不適用于大角度晶界。

13、解：（1）原子或離子尺寸的影響，△r<15%時(shí)，可以形成連續(xù)固溶體；△r=15%～30%時(shí)，只能形成有限型固溶體；△r>30%很難或不能形成固溶體；△r愈大，固溶度愈小；（2）晶體結(jié)構(gòu)類型的影響，只有兩種結(jié)構(gòu)相同和△r<15%時(shí)才是形成連續(xù)固溶體的充分必要條件；（3）離子類型和鍵性，相互置換的離子類型相同，化學(xué)鍵性質(zhì)相近，容易形成固溶體體；（4）電價(jià)因素，不等價(jià)置換不易形成連續(xù)固溶體。14、解：固溶體機(jī)械混合物化合物形成原因以原子尺寸“溶解”生成粉末混合原子間相互反映生成相數(shù)單相均勻多相單相均勻化學(xué)計(jì)量不遵守定比定律/遵守定比定律化學(xué)組成不確定有幾種混合物就有多少化學(xué)組成確定15、解：固溶體、晶格缺陷、非化學(xué)計(jì)量化合物都是點(diǎn)缺陷，是晶體結(jié)構(gòu)缺陷，都是單相均勻的固體，結(jié)構(gòu)同主晶相。

熱缺陷——本征缺陷；固溶體——非本征缺陷；分類形成原因形成條件缺陷反應(yīng)化學(xué)式溶解度、缺陷濃度熱缺陷肖特基

弗倫克爾熱起伏T>0kOVM’’+Vx··

MMMi··+VM’’MX

MX只受溫度控制固溶體無限，有限，置換，間隙攙雜

溶解大小，電負(fù)性，電價(jià)，結(jié)構(gòu)

無：受溫度控制

有：攙雜量<固溶度受溫度控制

攙雜量>固溶度受固溶度控制非化學(xué)計(jì)量化合物陽缺

陰間

陽間

陰缺環(huán)境中氣憤性質(zhì)和壓力變化

Fe1-xO

UO2+x

Zn1+xO

TiO2_x[h·]∝PO2-1/6

[Oi’’]∝PO2-1/6

[Zni··]∝PO2-1/6

[VO··]∝PO2-1/6

17、解：設(shè)AL2O3、MgO總重量為100g，則AL2O318g，MgO82g，

溶入MgO中AL2O3的mol數(shù)：AL2O3mol%==0.08=8%,MgOmol%=1-8%=92%,固溶體組成：8%AL2O3，92%MgO，固溶體組成式：Al0.16Mg0.92O1.16

(a)

AL2O32ALMg·+2OO+Oi’’

X

2x

x

固溶體化學(xué)式：Al2xMg1-2xO1+x

將化學(xué)式與組成式一一對應(yīng)，求出待定參數(shù)x，由于O2-的量不同，將O2-的量化為1

Al0.16/1.16Mg0.92/1.16OAl2x/1+xMg1-2x/1+xOx=0.074，化學(xué)式Al0.148Mg0.852O1.074

d理想=，=1.04

（b）AL2O32ALMg·+3OO+OMg’’

x

2x

xAl2xMg1-3xOAl0.16/1.16Mg0.92/1.16Ox=Al0.138Mg0.793O=0.97

18、解：Fe1-xS中存在Fe空位，VFe’’非化學(xué)計(jì)量，存在h·P型半導(dǎo)體；FeS1-x中金屬離子過剩，存在S2-空位，存在e’，N型半導(dǎo)體；因Fe1-xS、FeS1-x分屬不同類型半導(dǎo)體，通過實(shí)驗(yàn)確定其半導(dǎo)體性質(zhì)即可。

19、解：（1）晶體中間隙位置是有限的，容納雜質(zhì)質(zhì)點(diǎn)能力≤10%；（2）間隙式固溶體的生成，一般都使晶格常數(shù)增大，增加到一定的程度，使晶格變得不穩(wěn)定而離解；置換固溶體形成是同號離子交換位置，不會對接產(chǎn)生影響，所以可形成連續(xù)固溶體。20、解：Ta—Wr大-r小/r大=4.2%<15%

電負(fù)性：1.5-1.7=-0.2

結(jié)構(gòu)類型：體心立方相同形成連續(xù)固溶體Pt—Pdr大-r小/r大=20.7%>15%

電負(fù)性差=2.2-2.2=0

結(jié)構(gòu)類型：面心立方形成有限固溶體Co—Nir大-r小/r大=0.4%<15%

電負(fù)性差：1.8-1.6=0.2

當(dāng)T<427℃，CoZn結(jié)構(gòu)類型相同

可形成連續(xù)固溶體Ti—Tar大-r小/r大=2.12%<15%

電負(fù)性差=1.5-1.5=0

當(dāng)T>883℃，TiTa結(jié)構(gòu)類型相同

可形成連續(xù)固溶體21、解：（a）∵r大-r小/r大=10%<15%，∴AL2O3和Cr2O3能形成連續(xù)固溶體；

（b）MgO—Cr2O3中，r大-r小/r大=15%，加之兩者結(jié)構(gòu)不同，∴固溶度是有限的。

22、解：設(shè)非化學(xué)計(jì)量化合物為NixO，

Ni2O32NiNi·+3OO+VNi’’

y

2y

y

Ni3+2yNi2+1-3yONi3+/Ni2+=2y/(1-3y)=10-x

則y=5×10-5，x=1-y=0.99995，Ni0.99995O

每m3中有多少載流子即為空位濃度：[VNi’’]=y/(1+x)=2.5×10-5。

23、解：MgO-AL2O3：r大-r小/r大=15%，即rMg、rAl半徑相差大，MgO（NaCl型）、AL2O3（剛玉）結(jié)構(gòu)類型差別大，形成有限固溶體；

PbTiO3-PbZrO3形成無限固溶體，因?yàn)楸M管Ti4+、Zr4+半徑相差較大（15.28）,但都是（ABO3）鈣鈦礦型結(jié)構(gòu)，Ti4+、Zr4+都填充八面體空隙，該空隙體積較大，可填入的陽離子的半徑r值可在一定范圍內(nèi)變化，而不至于使結(jié)構(gòu)變化。

24、解：（1）對于置換式固溶體有x=0.15，1-x=0.85，2-x=1.85，所以置換式固溶體化學(xué)式CaO1.85。有因?yàn)閆rO2屬于螢石結(jié)構(gòu)，晶胞分子數(shù)Z=4，晶胞中有Ca2+、Zr4+、O2-三種質(zhì)點(diǎn)。

晶胞質(zhì)量

d置==5.55g/cm3；（2）對于間隙固溶體，其化學(xué)式Ca2yZr1-yO2，與已知組成Ca0.15Zr0.85O1.85相比，O2-不同，

Ca0.15Zr0.85O1.85Ca0.15×2/1.85Zr0.3/1.85O2∴間隙式固溶體化學(xué)式Ca0.3×2/1.85Zr1.7/1.85O2

晶胞質(zhì)量

d間==6.014g/cm3，由此可判斷生成的是置換型固溶體。非晶態(tài)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)1.1、解：石英晶體石英熔體Na2O?2SiO2結(jié)構(gòu)[SiO4]按共頂方式對稱有規(guī)律有序排列，遠(yuǎn)程有序基本結(jié)構(gòu)單元[SiO4]呈架狀結(jié)構(gòu)，遠(yuǎn)程無序基本結(jié)構(gòu)單元[Si6O18]12-呈六節(jié)環(huán)或八節(jié)環(huán)，遠(yuǎn)程無序性質(zhì)固體無流動性，熔點(diǎn)高，硬度大，導(dǎo)電性差，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，化學(xué)穩(wěn)定性好有流動性，η大，電導(dǎo)率大，表面張力大有流動性，η較石英熔體小，電導(dǎo)率大，表面張力大2、解：根據(jù)lnη=A+B/T，727℃時(shí)，η=108P0，1156℃時(shí)，η=104P0，∴A=-5.32，B=13324，當(dāng)η=107P0時(shí)，則t=80℃。

3、解：Na2O-SiO2系統(tǒng)中，SiO2含量增加，η增大，σ減小；因?yàn)镾iO2含量增加，聚合離子團(tuán)尺寸增大，遷移阻力增大，η增大，e/r減小，相互作用力減小，σ減小；RO-SiO2系統(tǒng)中，SiO2含量增加，η增大，σ減小；因?yàn)闊oSiO2時(shí)RO-O2系統(tǒng)η很低，表面張力大；加入SiO2，系統(tǒng)中出現(xiàn)聚合離子團(tuán)，SiO2增加，聚合離子團(tuán)尺寸增大，數(shù)目增大，η增大，σ減小。

4、解：玻璃的介穩(wěn)性：熔體轉(zhuǎn)變?yōu)椴Ａн^程中，是快速冷卻，使玻璃在低溫下保留了高溫時(shí)的結(jié)構(gòu)狀態(tài)，玻璃態(tài)是能量的介穩(wěn)態(tài)，有自發(fā)放熱而轉(zhuǎn)變?yōu)榫w的趨勢；玻璃無固定熔點(diǎn)：熔體的結(jié)晶過程中，系統(tǒng)必有多個(gè)相出現(xiàn)，有固定熔點(diǎn)；熔體向玻璃體轉(zhuǎn)變時(shí)，其過程是漸變的，無多個(gè)相出現(xiàn)，無固定的熔點(diǎn)，只有一個(gè)轉(zhuǎn)化溫度范圍。

5.

6、解：在熔體結(jié)構(gòu)中，不O/Si比值對應(yīng)著一定的聚集負(fù)離子團(tuán)結(jié)構(gòu)，如當(dāng)O/Si比值為2時(shí)，熔體中含有大小不等的歪扭的[SiO2]n聚集團(tuán)（即石英玻璃熔體）；隨著O/Si比值的增加，硅氧負(fù)離子集團(tuán)不斷變小，當(dāng)O/Si比值增至4時(shí)，硅-氧負(fù)離子集團(tuán)全部拆散成為分立狀的[SiO4]4-，這就很難形成玻璃。

7、解：網(wǎng)絡(luò)變體Na2OCaOK2OBaO

中間體Al2O3

網(wǎng)絡(luò)形成體SiO2B2O3P2O5

9、解：微晶學(xué)說：玻璃結(jié)構(gòu)是一種不連續(xù)的原子集合體，即無數(shù)“晶子”分散在無定形介質(zhì)中；“晶子”的化學(xué)性質(zhì)和數(shù)量取決于玻璃的化學(xué)組成，可以是獨(dú)立原子團(tuán)或一定組成的化合物和固溶體等微晶多相體，與該玻璃物系的相平衡有關(guān)；“晶子”不同于一般微晶，而是帶有晶格極度變形的微小有序區(qū)域，在“晶子”中心質(zhì)點(diǎn)排列較有規(guī)律，愈遠(yuǎn)離中心則變形程度愈大；從“晶子”部分到無定形部分的過渡是逐步完成的，兩者之間無明顯界限。無規(guī)則網(wǎng)絡(luò)學(xué)說：玻璃的結(jié)構(gòu)與相應(yīng)的晶體結(jié)構(gòu)相似，同樣形成連續(xù)的三維空間網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。但玻璃的網(wǎng)絡(luò)與晶體的網(wǎng)絡(luò)不同，玻璃的網(wǎng)絡(luò)是不規(guī)則的、非周期性的，因此玻璃的內(nèi)能比晶體的內(nèi)能要大。由于玻璃的強(qiáng)度與晶體的強(qiáng)度屬于同一個(gè)數(shù)量級，玻璃的內(nèi)能與相應(yīng)晶體的內(nèi)能相差并不多，因此它們的結(jié)構(gòu)單元（四面體或三角體）應(yīng)是相同的，不同之處在與排列的周期性。微晶學(xué)說強(qiáng)調(diào)了玻璃結(jié)構(gòu)的不均勻性、不連續(xù)性及有序性等方面特征，成功地解釋了玻璃折射率在加熱過程中的突變現(xiàn)象。網(wǎng)絡(luò)學(xué)說強(qiáng)調(diào)了玻璃中離子與多面體相互間排列的均勻性、連續(xù)性及無序性等方面結(jié)構(gòu)特征。

10、解：當(dāng)數(shù)量不多的堿金屬氧化物同B2O3一起熔融時(shí)，堿金屬所提供的氧不像熔融SiO2玻璃中作為非橋氧出現(xiàn)在結(jié)構(gòu)中，而是使硼氧三角體轉(zhuǎn)變?yōu)橛蓸蜓踅M成的硼氧四面體，致使B2O3玻璃從原來兩度空間的層狀結(jié)構(gòu)部分轉(zhuǎn)變?yōu)槿瓤臻g的架狀結(jié)構(gòu)，從而加強(qiáng)了網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，并使玻璃的各種物理性能變好。這與相同條件下的硅酸鹽玻璃相比，其性能隨堿金屬或堿土金屬加入量的變化規(guī)律相反，所以稱之為硼反常現(xiàn)象。表面結(jié)構(gòu)與性質(zhì)1、解：表面張力：垂直作用在單位長度線段上的表面緊縮力或?qū)⑽矬w表面增大一個(gè)單位所需作的功；σ=力/總長度N/m

表面能：恒溫、恒壓、恒組成情況下，可逆地增加物系表面積須對物質(zhì)所做的非體積功稱為表面能；J/m2=N/m

液體：不能承受剪應(yīng)力，外力所做的功表現(xiàn)為表面積的擴(kuò)展，因?yàn)楸砻鎻埩εc表面能數(shù)量是相同的；

固體：能承受剪切應(yīng)力，外力的作用表現(xiàn)為表面積的增加和部分的塑性形變，表面張力與表面能不等。2、解：同一種物質(zhì)，其液體固體的表面結(jié)構(gòu)不同，液體分子可自由移動，總是通過形成球形表面來降低其表面能；固體則不能，固體質(zhì)點(diǎn)不能自由移動，只能通過表面質(zhì)點(diǎn)的極化、變形、重排來降低系統(tǒng)的表面能，固體表面處于高能量狀態(tài)（由于表面力的存在）。3、解：吸附：固體表面力場與被吸附分子發(fā)生的力場相互作用的結(jié)果，發(fā)生在固體表面上，分物理吸附和化學(xué)吸附；

粘附：指兩個(gè)發(fā)生接觸的表面之間的吸引，發(fā)生在固液界面上；銅絲放在空氣中，其表面層被吸附膜（氧化膜）所覆蓋，焊錫焊接銅絲時(shí)，只是將吸附膜粘在一起，錫與吸附膜粘附的粘附功小，銼刀除去表面層露出真正銅絲表面（去掉氧化膜），錫與銅相似材料粘附很牢固。4、解：1J=107爾格（erg），1卡=4.1868J，

設(shè)方鎂石為正方體邊長為a，V=a3，S表=6a2，比表面積S表/V=6a2/a3=6/a，1cm方鎂石顆粒粉碎為1μm顆粒時(shí)，比表面積增加為:104倍，增加的表面能為：=0.06卡/g。5、解：結(jié)構(gòu)相同而取向不同的晶體相互接觸，其接觸界面稱晶界。若相鄰晶粒的原子彼此無作用，那么，每單位面積晶界能將等于兩晶粒表面能之和，晶界結(jié)構(gòu)和表面結(jié)構(gòu)不同導(dǎo)致的。但實(shí)際上，兩個(gè)相鄰晶粒的表面層上的原子間存在相互作用，且很強(qiáng)（兩者都力圖使晶界上質(zhì)點(diǎn)排列符合于自己的取向，所以晶界上原子形成某種過渡的排列方式，與晶格內(nèi)卻不同，晶界上原子排列疏松，處于應(yīng)力畸變狀態(tài)，晶界上原子比晶界內(nèi)部相同原子有較高的能量），這種作用部分抵消了表面質(zhì)點(diǎn)的剩余的鍵力。

7、解：設(shè)水膜厚度為h，水密度1g/cm3，1個(gè)粒度1μ的顆粒水膜重量為6×(10-4)2×h×1，1g石英可粉碎為N個(gè)1μ的粉末，石英密度2.65g/cm3,N·(10-4)3×2.65=1N=3.77×1011,N個(gè)μ微粒水的量為1.02-1=0.02gh==8.83×10-7m=8.83nm。8、解：γsg=γlgcosθ+γlscosθ===-0.8097θ=144°7'>90°，不能潤濕。9、解：γlg=500erg/cm2，求氧化物表面張力γsg，γsg=γlgcos45°+γls，2xγlscos45°=γss

γss=1000dyn/cm=10-2N/cm=1N/m=1J/m2=103erg/cm2γsg=500·cos45°+

=1060.5erg/cm2。10、解：(1)γgs=γglcos70.52°+γls

γgs=900cos70.52°+600=900erg/cm2(2)γss=2cos×900=848.5erg/cm2擴(kuò)散

2、解：擴(kuò)散的基本推動力是化學(xué)位梯度，只不過在一般情況下以濃度梯度的方式表現(xiàn)出來；擴(kuò)散是從高化學(xué)位處流向低化學(xué)位處，最終系統(tǒng)各處的化學(xué)位相等。如果低濃度處化學(xué)勢高，則可進(jìn)行負(fù)擴(kuò)散，如玻璃的分相過程。

3、解：看成一維穩(wěn)定擴(kuò)散，根據(jù)菲克第一定律

擴(kuò)散系數(shù)宏觀表達(dá)式D=D0exp(-Q/RT)

D0=0.34×10-14m2/s

Q=4.5kcal/mol=4.5×103×4.1868J/mol=1.85×104J/mol

R=8.314J/mol?K，T=300+273=573K

D=0.34×10-14exp(-3.88)=0.34×10-14×0.02=6.8×10-17m2/s

cx=2.5×1017/10-6=2.5×1023

c2=cx-2.94×1019=2.5×1023

4、解：

20個(gè)Fe的晶胞體積：20a3m3，30個(gè)Fe的晶胞體積：30a3m3

濃度差：J=1.02×1019個(gè)/S?m2

1個(gè)晶胞面積a2，n=Jx×60×a2=82個(gè)

5、解：根據(jù)恒定源擴(kuò)散深度

∴要得到兩倍厚度的滲碳層，需4h。

6、解：不穩(wěn)定擴(kuò)散中恒定源擴(kuò)散問題

已知x不變，

∴D1t1=D2t2已知D1，D2，t1，則可求t2=480s

7、解：不穩(wěn)定擴(kuò)散恒定源半無限擴(kuò)散

已知x=10-3cm，D，求解t=1.25×105s=34.7h

8、解：(1)D=D0exp(-Q/RT)

T=563+273=836K時(shí)，D=3×10-14cm2/s

T=450+273=723K時(shí)，D=1.0×10-14cm2/s

代入上式可求Q=48875J，D0=3.39×10-15cm2/s

(2)略。

10、解：晶界擴(kuò)散Dgb=2.002×10-10exp(-19100/T)

體擴(kuò)散DV=1.00×10-4exp(-38200/T)

T增大，exp(-19100/T)減小，Dgb減小，DV減小；

T減小，exp(-19100/T)增大，Dgb增大，DV增大；

計(jì)算有T=1455.6KDgb=DV

T>1455.6K時(shí)，Dgb<DV，高溫時(shí)，體積擴(kuò)散占優(yōu)；

T<1455.6K時(shí)，Dgb>DV，低溫時(shí)，晶界擴(kuò)散占優(yōu)。

11、解：T=800+273=1073K時(shí)

Dα=0.0079exp(-83600/RT)=6.77×10-7cm2/s

Dβ=0.21exp(-141284/RT)=2.1×10-8cm2/s

Dα>Dβ

擴(kuò)散介質(zhì)結(jié)構(gòu)對擴(kuò)散有很大影響，結(jié)構(gòu)疏松，擴(kuò)散阻力小而擴(kuò)散系數(shù)大，體心較面心疏松；α-Fe體心立方，β-Fe面心立方。

13解：離子晶體一般為陰離子作密堆積，陽離子填充在四面體或八面體空隙中。所以陽離子較易擴(kuò)散。如果陰離子進(jìn)行擴(kuò)散，則要改變晶體堆積方式，阻力大。從而就會拆散離子晶體的結(jié)構(gòu)骨架。

14解：固體表面質(zhì)點(diǎn)在表面力作用下，導(dǎo)致表面質(zhì)點(diǎn)的極化、變形、重排并引起原來的晶格畸變，表面結(jié)構(gòu)不同于內(nèi)部，并使表面處于較高的能量狀態(tài)。晶體的內(nèi)部質(zhì)點(diǎn)排列有周期性，每個(gè)質(zhì)點(diǎn)力場是對稱的，質(zhì)點(diǎn)在表面遷移所需活化能較晶體內(nèi)部小，則相應(yīng)的擴(kuò)散系數(shù)大。

同理，晶界上質(zhì)點(diǎn)排列方式不同于內(nèi)部，排列混亂，存在著空位、位錯(cuò)等缺陷，使之處于應(yīng)力畸變狀態(tài)，具有較高能量，質(zhì)點(diǎn)在晶界遷移所需的活化能較晶內(nèi)小，擴(kuò)散系數(shù)大。

但晶界上質(zhì)點(diǎn)與晶體內(nèi)部相比，由于晶界上質(zhì)點(diǎn)受兩個(gè)晶粒作用達(dá)到平衡態(tài)，處于某種過渡的排列方式，其能量較晶體表面質(zhì)點(diǎn)低，質(zhì)點(diǎn)遷移阻力較大因而D晶界<D表面。相變

2.解：特征：

①母相與馬氏體之間不改變結(jié)晶學(xué)方位關(guān)系（新相總是沿一定的結(jié)晶學(xué)面形成，新相與母相之間有嚴(yán)格的取向關(guān)系）

②相變時(shí)不發(fā)生擴(kuò)散，是一種無擴(kuò)散相變，馬氏體在化學(xué)組成上與母體完全相同

③轉(zhuǎn)變速度極快

④馬氏體相變過程需要成核取動力，有開始溫度和終了溫度。

區(qū)別：

成核－生長過程中存在擴(kuò)散相變，母相與晶相組成可相同可不同，轉(zhuǎn)變速度較慢，無明顯的開始和終了溫度。

３.解：

4.解:

5.解:

Tm:相變平衡溫度；ΔＨ相變熱

溫度Ｔ時(shí)，系統(tǒng)處于不平衡狀態(tài)，則ΔＧ＝ΔＨ－ＴΔＳ≠０

對方熱過程如結(jié)晶，凝聚ΔＨ<０則ΔT>0,Tm>0，必須過冷

對吸熱過程如蒸發(fā)，熔融ΔＨ>０則ΔT<0,Tm>0，必須過熱

６.解：

均勻成核——在均勻介質(zhì)中進(jìn)行，在整體介質(zhì)中的核化可能性相同，與界面，缺陷無關(guān)

非均勻成核——在異相界面上進(jìn)行，如容器壁，氣泡界面或附著于外加物（雜質(zhì)或晶核劑）

7.解:

8.解:

9.解:

10.解:

12解：r相同時(shí)ΔG1>ΔG2>ΔG3

T1>T2>T3

13解:斯賓納多分解，是由于組成起伏引起的熱力學(xué)上的不穩(wěn)定性產(chǎn)生的，又稱不穩(wěn)定分解

兩種相變機(jī)理的主要差別成核-生長機(jī)理斯賓納多機(jī)理1、溫度不變時(shí)，第二相組成不隨時(shí)間而改變1、組成發(fā)生連續(xù)的變化，直至達(dá)到平衡為止2、成核相與基質(zhì)之間的界面始終是清除的2、界面起初是很散亂的，最后才明顯起來3、平衡相的尺寸和位置存在著混亂傾向3、相的尺寸和分布有一定的規(guī)律性4、第二相分離成孤立的球形顆粒4、第二相分離成有高度連續(xù)性的非球形顆粒5、分相所需時(shí)間長，動力學(xué)障礙大5、分相所需時(shí)間極短，動力學(xué)障礙小

14解：登山擴(kuò)散-負(fù)擴(kuò)散，爬坡擴(kuò)散，擴(kuò)散的結(jié)果是增大濃度梯度。

15.解：在后期是無法區(qū)分的。但觀察整個(gè)相變過程的變化情況可以區(qū)分。

對于成核-生長機(jī)理的相變，在相分離早期，由于新相核的產(chǎn)生必須達(dá)到臨界尺寸，因此在形態(tài)上就看不到同相之間的連接性，新相傾向于以球形析出。在相分離早期，系統(tǒng)出現(xiàn)孤立的分立顆粒。在中期，顆粒產(chǎn)生聚結(jié)，在后期，可能呈現(xiàn)高度的連續(xù)性。

斯賓納多分解可由微小的成分波動產(chǎn)生，在相變初期不必形成明顯的新相界面，系統(tǒng)中各組分之間逆濃度梯度方向進(jìn)行登山擴(kuò)散，促進(jìn)了組成的波動。因此，其分解產(chǎn)物組織沒有固定的周期性，但存在著高度的連續(xù)性。

這樣，就可以用小角度x-ray散射方法研究相變組織，用場離子顯微鏡加原子探針技術(shù)研究早期斯賓納多分解及有序化。還可以用電子顯微鏡對等溫下相生長隨時(shí)間變化進(jìn)行觀察。固相反應(yīng)1.解：（a）1反應(yīng)物是半徑為R0的等徑球粒B,x為產(chǎn)物層厚度。

2.反應(yīng)物A是擴(kuò)散相，即A總是包圍著B的顆粒，且A，B同產(chǎn)物C是完全接觸的，反應(yīng)自球表面向中心進(jìn)行

3.A在產(chǎn)物層中的濃度梯度是線性的，且擴(kuò)散截面積一定。

（b）整個(gè)反應(yīng)過程中速度最慢的一步控制產(chǎn)物生成D小的控制產(chǎn)物生成，即DMg2+小，Mg2+擴(kuò)散慢，整個(gè)反應(yīng)由Mg2+的擴(kuò)散慢，整個(gè)反應(yīng)由Mg2+的擴(kuò)散控制。

2.解：（1）將重量增量平方對t做圖，呈拋物線關(guān)系，則符合X2=kt

3.解:

代入T=1400℃G=10%t=1h

Q=50kcal/mol

求得k及cc=3.35′×10-7

代入楊德方程T=1500℃t=1h4h求出G=0.09990.1930

5解：根據(jù)表9-1（P324~P325）部分重要的固相反應(yīng)動力學(xué)方程

及圖9-18各種類型反應(yīng)中G-t/t0.5曲線