《工程材料基礎》課程習題（一）
緒論，第一章材料的基本結構與效能
1、工程材料按照性質不同或用途不同，如何進行分類？
物質組成，金屬材料、無機非金屬材料、高分子材料、複合材料；
用途，結構材料（力學效能）、功能材料（物理或化學效能）；
2、各種結合鍵有何特點，其所構成的物質有何效能特點？材料的效能主要取決於哪些因素？
材料效能的取決因素，材料成分（原分離子的結合鍵型別）、材料結構（原分離子間作用狀態）、材料的微觀結構；
離子鍵，結合力較強-熔點硬度高，熱膨脹係數導熱小；電荷離子排斥-較低密度；
共價鍵，結合力很強-高熔點硬度，低熱膨脹係數及不導電性；飽和性和方向性-較低密度；
金屬鍵，存在自由電子-導電導熱性好；無方向飽和性-塑性好；較高密度；
分子鍵，結合力弱-熔點硬度低；無方向性飽和性
氫鍵，有方向性飽和性；
3、金屬材料、陶瓷材料、高分子材料在結構和性質上的主要差別是什麼？
結構，主要型別的結合鍵不同；
性質，包括熔點硬度（強度）塑性（韌性）導熱導電性耐熱耐腐蝕性及密度熱膨脹係數的區別；
具體見p7，**1-1；
4、何謂晶體、晶體結構、晶格、晶胞和非晶體？
晶體，組成原離分子呈規則週期性排列的固體；
非晶體，組成原分離子呈無規則排列的固體；
晶體結構，組成晶體的原分離子在空間規則排列的方式；
晶格，三維空間中視為質點的原離子按一定規則直線相連形成的三維空間格仔；
晶胞，晶格中代表晶體中原子排列特點和規律性的最小體積單元；
5、布拉菲點陣有多少種？描述其幾何特徵的引數是什麼？
晶胞各稜稜長（a,b,c）及各稜之間的夾角關係（αβγ）；
立方體系3、四方體系2、菱方體系1、六方體系1、正交晶系4、單斜晶系2、三斜晶系1，計14種；
6、何謂晶面、晶面族、晶向、晶向族，如何確定晶面和晶向指數？
晶面，晶格中原子所構成的平面；
晶面族，晶面原子排列相同，僅空間向位不同的一組晶面；
晶向，晶格中由原子列所構成的方向；
晶向族，原子排列相同，僅空間向位不同的一組晶向；
晶面和晶向指數的確定，p10+p11；
7、體心、麵心、密排六方晶體結構有何特點？
5、何謂單晶體和多晶體，為什麼單晶體具有各向異性，而多晶體往往沒有各向異性？
單晶體，其組成原子按相同規律和空間取向排列的晶體；
多晶體，由許多空間取向不同的單晶（晶粒）組成的晶體；
晶體各向異性，沿不同晶向，晶體效能不同的現象；
產生原因，不同晶面、晶向上分子或原子排列規律不同；
多晶體空間位向呈隨機分布；
7、何謂點缺陷、線缺陷（位錯）和面缺陷，他們在晶體中的存在形式有哪些？
點缺陷，空位、間隙原子、置換原子；（原子移位，異類原子溶入）
線缺陷，晶體中若干原子出現的有規律錯排現象；刀刃位錯、螺形位錯、混合型位錯；
面缺陷，晶界、亞晶界、相介面，表面等；
8、位錯的運動形式有哪些？阻礙位錯運動的因素有哪些？
滑移運動、攀移運動；
晶體結合鍵、點缺陷、其他位錯、面缺陷、第二相粒子等；
課件，點缺陷、第二相粒子、位錯、晶界、相界（主要因素）；
9、溶質原子與位錯之間的相互作用對溶質原子在晶體中的分布有何影響？對位錯的運動有何影響？
固溶原子產生的畸變應力場會與位錯的畸變應力場相互作用（不懂！）p21；
10、點缺陷和位錯對晶體的強度、硬度、塑性、韌性、電阻率等有何影響？
點缺陷數量增加，提高材料強度、降低塑性導電性（增加電阻率）以及耐腐蝕性；
位錯密度增加，強度增高，塑性降低（適當密度位錯，晶體最易塑性變形同時具有較低強度）；
11、非晶態材料的原子排列有何特點，其是否處於穩定狀態？
短程有序，各向同性，處於亞穩態（能量較低狀態，非能量最低狀態）；
12、晶體中有哪些面缺陷，為什麼表面易吸附其他物質？
如上7；
表面具有表面能，會自發吸附外來原子或分子以降低表面能；
13、何謂合金，合金中相、組元的概念是什麼？
合金，兩種或者兩種以上金屬與金屬或與非金屬元素構成的具有金屬特性的物質；
相，化學構成、物理狀態、晶體結構和性質相同均一且有明顯介面與其他不同部分分隔開的部分；
組元，組成合金最基本的獨立物質（單質、化合物）；
14、何謂固溶體，其晶體結構與其組元有何關係？
固溶體，原子或分子溶解於晶體中形成的固態物質；
固溶體的晶體結構總是保持為溶劑（原子數量占多數的組元）的晶體結構；
15、何謂置換固溶體、間隙固溶體、無限固溶體和有限固溶體？
置換，溶質原子置換某些溶劑原子並佔據其位置的固溶體；
間隙，溶質原子位於溶劑晶格間隙的固溶體；
有限，溶質溶解度存在限度的固溶體；
無限，組元可以無限互溶的固溶體；（產生晶格畸變大小不同的緣故）
16、純金屬與其固溶體相比，哪乙個的強度更高，為什麼？
固溶體，溶質原子溶入晶格提高固溶體強度（固溶強化）；
17、何謂金屬間化合物，其晶體結構與其組元有何關係？
金屬間化合物，金屬與金屬或類金屬形成的具有金屬性質的化合物；
晶體結構複雜，且不同於其組元的晶體結構；
18、常見金屬間化合物有哪幾種，各有何特點？
19、固溶體和金屬間化合物對合金的力學效能有何影響？
固溶體，固溶強化，改變原有的一些物理和化學效能；
金屬間化合物，第二相強化（提高硬度統統是阻礙基體相中的位錯運動，提高強度），增加一些其他效能（磁性，超導性，儲氫效能）；
20、何謂同素異構、同分異構現象？
同素異構，同一組成元素具有不同晶體結構的現象；
同分異構，化學成分相同，組成原子形成不同分子結構的現象；
21、何謂陶瓷，其主要組成相有哪些，其效能主要取決於什麼相？
陶瓷，無機非金屬化合物；
晶體相（主相）、玻璃相、氣孔；
22、為什麼陶瓷中位錯的密度低於金屬中，且陶瓷中位錯的滑移系少於金屬中？
因為陶瓷主要是以結合力強的離子鍵或者共價鍵結合；
位錯運動困難；
23、何謂高聚物，構成高聚物分子的原子之間以何種結合鍵相連，高聚物分子之間以何種結合鍵相連？
高聚物（聚合物或高分子材料），由一種或幾種簡單的結構單元聚合而成的分子量很大的化合物；
共價鍵；
24、為什麼高聚物在高溫下易軟化？
僅限於線型高分子和支鏈型高分子，主要的分子間無化學鍵連線，分子間可相互移動；
25、何謂高聚物的結構單元，高聚物大分子鏈有哪幾種幾何形態？其幾何形態與高聚物的力學性質有什麼關係？
結構單元，組成高分子單體的低分子化合物；
線型，支鏈型，溶劑中可溶解，良好的彈性和塑性，加熱可熔化，熱塑性，ps，支鏈使材料密度彈性塑性耐熱性耐蝕性等下降；
交聯型，體型結構（平面內的網狀結構），不溶性，熱固性，較好的耐熱性和尺寸穩定性，強度較高，塑性低，脆性大等；
26、為什麼高分子可以呈現捲曲狀態？
高分子的柔順性-高分子鏈的構象，化學單鍵不同內旋可構成分子鏈的各種幾何形態；
27、何謂高聚物的聚集態結構？
高分子聚集在一起所形成的結合結構；
28、高分子材料的結晶度對高分子材料的硬度、強度、密度、耐熱性、塑性、彈性等有何影響？
結晶度是描述高分子聚合物晶化的程度；
結晶度越高，硬度強度密度耐熱性等越高，塑性彈性降低；
29、何謂複合材料，其主要組成相有哪些？
複合材料，將兩種不同物理化學力學效能的材料復合在一起所構成的材料；
連續相（基體相）、復合相；
第二章材料的基本效能
1、材料的強度指標有哪些，其含義是何？
屈服強度，使材料開始塑性變形的最小應力值；
抗拉強度，材料受力產生最大均勻塑性形變時所能承受的最大應力值；
疲勞強度，材料在變動載荷反覆作用下不發生斷裂的最大應力值；
高溫強度，給定溫度和時間內使材料產生斷裂的應力值；
2、何為材料的剛度？彈性模量對於材料來講具有什麼應用意義？
剛度，材料受力是抵抗彈性變形的能力；
表示材料對微量塑性變形的抗力，對選材有一定的參考意義；
3、影響金屬、陶瓷、高分子材料彈性模量的主要因素有哪些？
彈性模量主要取決於材料組成原子間作用力大小；
金屬，對晶粒和第二相大小形態分布等組織變化不敏感，溫度公升高，模量下降；
陶瓷，對晶粒大小不敏感，氣孔率（主要因素），壓縮模量高於拉伸模量；
高分子，對組織材料敏感（結晶度，密度），溫度公升高，模量下降；
4、材料的塑性指標有哪些，塑性對於材料有何重要意義？
斷後伸長率，斷面收縮率；
塑性加工成形的重要指標參量，提高使用安全性，防止脆性斷裂，使過載應力得到鬆弛；
5、何謂材料的硬度，常用的測試材料硬度的方法有哪些，其適用範圍如何？
硬度，材料抵抗區域性塑性變形或其他硬物壓入其表面的能力；
壓入法硬度試驗；
布氏硬度，hbs（450以下），hbw（450-650）；
洛氏硬度，hra（20-88），hrb（20-100），hrc（20-70）；
維氏硬度，hv；
6、材料承受衝擊的能力用何效能指標表示，溫度對材料的耐衝擊效能有何影響？
衝擊效能；
衝擊韌度隨隨見降低而下降，存在冷脆轉化溫度tk；
7、何謂斷裂韌性，其有何實際意義？
斷裂韌性，材料抵抗裂紋擴充套件的能力；
為零構件的設計和使用提供了乙個重要的安全性指標；
8、何謂疲勞斷裂？
疲勞斷裂，材料在變動載荷長期作用下，內部產生累積損傷而萌生裂紋，最後裂紋失穩擴充套件導致材料斷裂的現象；
9、何謂材料的蠕變，其產生機制為何？
蠕變，材料在高溫及長時間恒力作用下緩慢塑性變形的現象；
10、何謂粘彈性，其有何實際應用意義？
黏彈性，在外力作用下，材料產生的彈性應變在時間上滯後於應力變化的現象；
作為一些材料的製備標準，即內耗值的大小、用於製備阻尼材料；
11、材料的耐磨性主要取決於哪些因素？
材料的成分、表面硬度、硬化層深度、摩擦係數、彈性模量、摩擦副的相對性質等因素；
12、何謂材料的電極化現象，何謂壓電效應和電致伸縮現象？
電場作用下材料中的原分子正負電荷中心分離的現象；
壓電效應，因為材料（壓電體）受力尺寸變化而產生電勢的效應；
電致伸縮現象，材料（受電體）受電場作用產生尺寸變化的現象；
13、根據對外加磁場的反應，可將物質分為哪幾類，其各有什麼特點？
抗磁性物質，外加磁場中，物質產生與外加磁場反向的很弱的磁場；
順磁性物質，外加磁場中，物質產生與外磁場同向但微弱的磁場；
鐵磁性物質，同向很強的磁場；
亞磁性物質，同向較強的磁場；
反磁性物質，無磁化；
材料工程基礎習題
1 從粉碎過程來看，製粉方法可歸納為三大類 機械製粉 物理製粉 和 化學製粉 2 充型能力是液態金屬充滿型腔獲得輪廓清晰，尺寸完整的鑄件的能力。衡量合金鑄造效能的主要指標有流動性和 3 高爐原料主要有 a鐵礦石 脈石 焦碳 b鐵礦石 熔劑 燃料 c碳質還原劑 燃料 脈石 d鐵礦石 還原劑 熔劑 4 ...
材料工程基礎複習題
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工程材料力學效能第2版習題答案
工程材料力學效能 課後答案 機械工業出版社 2008第2版 第一章單向靜拉伸力學效能 1 解釋下列名詞。1彈性比功 金屬材料吸收彈性變形功的能力，一般用金屬開始塑性變形前單位體積吸收的最大彈性變形功表示。2 滯彈性 金屬材料在彈性範圍內快速載入或解除安裝後，隨時間延長產生附加彈性應變的現象稱為滯彈性...