材料科学基础自编教材题解
自编教材第二章作业题解
1. 纯金属晶体中的主要缺陷有哪几种？这些点缺陷对金属的结构和性能有哪些影响？
2. 设铜中空位周围原子的振动频率为1013s-1，⊿Em 为0.15γTM10-18J ，exp(⊿Sm/k)约为1，试计算在700K 和室温(27℃)时空位的迁移频率。 解：空位的迁移频率
??
? ??????
???-=k S kT E z m exp exp 0ννν )(10165.217001038.11015.0exp 12101
7231813
700
---=??
??
? ??-??=s X X X X ν )(10207.212300--=s X ν
3. 在铁中形成1mol 空位的能量为105KJ 。将纯铁加热到850K 后激至室温（20℃），
假如高温下的空位能全部保留，试求过饱和空位浓度与室温平衡浓度的比值。 解：)exp(
RT
Q
A C -=,取A=1 7
850105.385031.8105000exp 1-=??
?
??-?=X X C K
19
293109.129331.8105000exp 1-=??
? ??-?=X X C K
倍）(108.110
9.1105.31219
7
293850X X X C C K K ==-- 4. 若H 原子正好能填入a-Fe 的间隙位置，而如果每200个铁原子伴随着一个H 原子，试求理论的和平均的密度与致密度(已知a-Fe a=0.286nm ，r Fe =0.1241nm ， r H =0.036nm)。 解：
)/(9276.710
023.6)1086.2(85
.552)(2323
383cm g X X X X N a Fe A A r ===
-理论ρ )/(9283.710
023.6)1086.2()200008
.185.55(2)2001
)(2323
383cm g X X X X N a A Fe A A
H r =+
=
+
=
-（实际ρ 6844.0)
286.0()1241.0(383423333==?=
X a r X
K Fe ππ理论 [][]
6845
.0)
286.0(200)036.0()1241.0(383
420013423
33333
=+
=+?=
X a
r X r X K H Fe πππ实际
5. MgO 的密度为3.58g/cm3，其晶格常数为0.42nm ，试求每个MgO 单位晶胞内所含的肖托基缺陷之数目。
解；设单位晶胞内所含的肖托基缺陷数为x 个， ()[])/(915.810023.6)()(4323
3cm g X X a O Ar Mg Ar X x =+-=
ρ
0369.000
.1031.2410023.6)102.4(58.3)()(423
383=+=+-=-X X X X O Ar Mg Ar N a x A
ρ
6.
若Fe 2O 3固溶于NiO 中，其质量分数w(Fe 2O 3)=10%。此时,部分3Ni 2+
被（2Fe 3+
+□）
取代以维持电荷平衡。已知r O 2-=0.140nm ，r Ni 2+
=0.069nm ，r Fe 3+
=0.064nm ，求1m 3中有多少个阳离子空位数？
解：根据其固溶度，100g 固溶体中则有10g 的Fe 2O 3 ，90g 的NiO 。
)(125.02316285.5510
3mol X X X n Fe =+=
+
)(1205.016
71.5890
2mol n Ni =+=+
)(393.11671.5890
3316285.55102mol X X X n O =+++=-
因为NiO 具有NaCl 型结构，CN=6，且++≈32Fe Ni r r ，故可视为)(32O Fe w 为10%时母体的NaCl 型结构不变，因此
)(418.0)069.014.0(2)(222nm X r r a Ni O =+=+=+- 由于美单位晶胞含有4个+
2Ni 和4个-
2O
，故3
1m 中含有氧离子数为
个）（(1048.54)
10418.0128
3
9X X X =- 而在此固溶度条件下，每mol 393.1的氧离子同时含有mol 125.0的+
3Fe 和mol 2
125
.0的阳离子空位数，所以3
1m 固溶体中含有阳离子空位数为
个）(1026.2393
.12125
.01048.52728X X X =
7. 画一个方形位错环并在这个平面上画出柏氏矢量及位错线方向，使柏氏矢量平行于位错环的任意一条边，据此指出位错环各线段的性质。（略）
8. 画一个圆形位错环并在这个平面上画出它的柏氏矢量及位错线方向，据此指出位错环各线段的性质。（略）
9. 试说明滑移、攀移及交滑移的条件、过程和结果，并阐述如何确定位错滑移运动的方向。（略）
10. 何谓全位错、单位位错、不全位错？指出几种典型金属晶体中单位位错的柏氏矢量。 （略）
11. 如图2-1表示两根纯螺位错，一个含有扭折，而另一个含有割阶。从图上所示的箭头方向为位错线的正方向，扭折部分和割阶部分都为纯刃型位错。
a)若图示滑移面为fcc 的(111)面，问这两对位错线段中(指割阶和扭折)，哪一对比较容易通过他们自身的滑移而去除？
b)解释含有割阶的螺型位错在滑动时是怎样形成空位的。
解：a)由于扭折处于原位错所在滑移面上，在线张力的作用下可通过它们自身的滑移而去除。割阶则不然，它与原位错处于不同的面上，fcc 的易滑移面为（111），割阶的存在对原位错的运动必定产生阻力，故也难以通过原位错的滑移来去除。
b)1’2’和3’4’段均为刃型割阶，并且在1’2’的左侧多一排原子面，在3’4’的右侧多一排原子面，若随着位错线0’5’的运动，割阶1’2’向左运动或割阶3’4’向右运动，则沿着这两段割阶所扫过的面积会产生厚度为一个原子层的空间群。
12. 有两个被钉扎住的刃型位错A-B 和C-D ，他们的长度x 相等，且有相同的b 大小和方向(图)。每个位错都可看作F-R 位错源。 试分析在其增值过程中两者间的交互作用。若能形成一个大的位错源，使其开动的τc 多大？若两位错b 相反，情况又如何？
解；两位错在外力作用下将向上弯曲并不断扩大，当他们扩大相遇时，将于相互连接处断开，放出一个大的位错环。新位错的长度为x 5，将之代人公式，F-R 源开动所需的临界切应力
x
Gb
L Gb C 5==
τ 若两位错A-B 和C-D 的b 相反时，在它们扩大靠近时将相互产生斥力，从而使位错环
的扩展阻力增大，并使位错环的形状发生变化。随着位错环的不断扩展，斥力越来越大，最后将完全抑制彼此的扩展运动而相互钉扎。
13. 如图2-3所示，在相距为h 的滑移面上有两个相互平行的同号刃型位错A 、B 。试求出位错B 滑移通过位错A 上面所需的切应力表 达式。
解；两平行位错间相互作用力中，X f 项为使其沿滑移面上运动的力 2b f yx X τ=
2
2222)()
()1(2y x y x x Gb yx
+-?
-=νπτ （直角坐标与圆柱坐标间换算：;,sin cos cos h y h r x ==
=θ
θ
θ）
图 2.1
（三角函数；1cos sin 22=+θθ，θθθcos sin 22sin =，θθθ2
2sin cos 2cos -=）
θνπτ4sin 1
)1(8h
Gb yx ?-=
θνπ4sin 1
)1(821h
b Gb f x ?-=
求出x f 的零点和极值点（第一象限）
004sin ==θθ 0=x f 两位错互不受力，处于力的平衡状态； 4
04sin π
θθ=
= 0=x f 两位错互不受力，处于力的平衡状态；
8
1
4sin π
θθ=
= ∞→x f 同号位错最大斥力，异号位错最大引力，其值为；
h
b Gb f x )1(82
1νπ-=
8
31
4sin π
θθ=
= ∞→x f 同号位错最大斥力，异号位错最大引力，其值为； h
b Gb f x )1(82
1νπ-=
14. 若面心立方晶体中有b =]101[2a 的单位位错以及b =
]121[6
a
的不全位错，此两位错相遇产生位错反应。
（1）此反应能否进行？为什么？
（2）写出合成位错的柏氏矢量，并说明合成位错的性质。 解：（1）
反应式为：???
??????
????=??????+??????----1113222611260112a a a a
图 2.2
图 2.3
验证其能量条件：反应前 326266222222
2a a a a a =
+=???
??+??? ?? 反应后 33322
a a =
??
?
?? 反应前能量＞反应后能量，此反应可进行。
（2）合成位错的柏氏矢量为??
?
???-1113a ，该位错垂直于（111）面，是费兰克不全位错
（固定位错），不能滑移，只能攀移。
15. 已知金晶体的G=27GPa ，且晶体上有一直刃位错b=0.2888nm ，试作出此位错所产生的最大分切应力与距离关系图，并计算当距离为2mm 时的最大分切应力。 解；刃型位错的应力场有两个切应力 2
22
22)
()
()1(2y x y x x Gb yx
xy +-?-==νπττ 当
2
22)
(1
y x +一定时，0=y 时， xy τ最大，所以最大的切应力在滑移面上，其值随着与位错距离的增大而减小，即
()
=
max
xy τx
Gb 1
)1(2?-νπ，如图所示。
若m x μ2=，则
)(93.01023
2
1416.32102888.010276
99MPa X X X X X X X xy
==--τ
16. 设面心立方晶体中（111）为滑移面，位错滑移后的滑移矢量为]101
[。注应为]110[-
（1） 在晶胞中画出柏氏矢量b 的方向并计算其大小。
（2） 在晶胞中画出引起该滑移的刃型位错和螺型位错的位错线方向，并写出此二位
错的晶向指数。
解：（1) 引起滑移的单位位错的柏氏矢量b=]110[2
-a
,即沿着滑移方向上相邻两个原子间
的连线所表示的矢量.其大小为2
2
a
（2）引起该滑移的刃型位错的位错线方向
位错线位于滑移面(111)上,设位错线的方向为][uvw ,则有u+v+w=0;
位错线与柏氏
τ
矢量b 垂直,即与]110[-垂直,则有u-w=0.由以上两式得位错线的方向为]211[-
.
引起该滑移的螺型位错的位错线方向：位错线位于滑移面上,且平行于柏氏矢量b ，所以位错线的方向为]110[-
。
17. 已知面心立方晶体中（111）面上有一柏氏矢量为b =]101[2
a 的单位位错，它分解为两个肖克莱不全位错，设晶体的切变模量G=7X1010
Nm -2
,点阵常数a =3X10-10
m ，层错能
γ=1X10-2Jm -2,泊松比3
1=
ν。 （1）写出此两个肖克莱不全位错的柏氏矢量。 （2）若该单位位错为纯刃型位错，试计算分解后两个肖克莱不全位错之间的平衡距离。 （3）若该单位位错为纯螺型位错，试计算分解后两个肖克莱不全位错之间的平衡距离。
解：（1）]101[2a =[]??
????+-11261126a a
（2）该单位位错为纯刃型位错，此问题还有待探讨。 （3）已知两平行位错的作用力为d
b Gb F π221=
，当一个全位错]101[2a
分解为两个不
全位错[]???
???+-11261126a a 时，两个不全位错之间的夹角为60O ，故它们之间的作用力为
0260cos 6
6662X d Ga F π=，此力系斥力。
由于两个不全位错之间为一堆垛层错，层错能γ如同表面张力，有促进层错区收缩
的作用，从而使两个不全位错间产生引力。当F=γ,两个不全位错到达平衡距离，令s d d =，
则0
260cos 66662X d Ga d s π=πγ242Ga =
，而a 为点阵常数，b a ≈，故πγ
242Gb d s ≈ πγ
242
Gb d s ≈
，而a n a b 66211222=++= 故 )(103926.101
.01416.324)103.0(61
10792910m X X X X X X
X d s --=≈
18. Ni 晶体的错排间距为2000nm ，假设每一个错排都是由一个额外的(110)原子面所产生的，计算其小倾角晶界的多少角。 解：（110）的晶面间距)(1246.02235238
.00
112122110nm a X d ==++=
51101023,62000
1246
.02
sin
X l d ===
θ
故 o
003569527.0=θ
19. 若由于嵌入一额外的（111）面，使得α-Fe 内产生一个1O
的小角度晶界，试求错
排间的平均距离。
解：Fe -α晶体的晶格常数)(2866.01241.03
43
4nm r a Fe ==
=
)(082273.03
2866
.02111121222111nm a d ==++=
l d 1112
s i n =
θ
故 )(5336.10)
2
1sin(08273
.02
sin
0111nm d l ==
=
θ
20. 设有两个α晶粒与一个β相晶粒相交与一公共晶棱，并形成三叉晶界，已知β相所张的两面角为100°，界面能γαα为0.31Jm -2，试求α相与相的界面能γαβ。 解：如图所示，当平衡时
o
o
o
130
sin 130
sin 100
sin βα
βα
αα
γγγ=
=
)/(241.0985.0766.031.0100
sin 130sin 2m J X o
o ==?=αα
βαγγ
补充题1．某面心立方晶体的可动滑移系为(-
111)[101-
]
(1) 指出引起滑移的单位位错的柏氏矢量;
(2) 如果滑移是由纯刃型位错引起的，试指出位错线的方向; (3) 如果滑移是由纯螺型位错引起的，试指出位错线的方向; (4) 指出在上述(2) 、(3)两种情况下滑移时位错线的滑移方向;
(5) 假如在该滑移系上作用一大小为0.7MPa 的切应力,试计算单位刃型位错和单位螺型位错线受力的大小和方向(取点阵常数α=0.2mn )。
答：(1) 引起滑移的单位位错的柏氏矢量b=]101[2
-
a ,即沿着滑移方向上相邻两个原子间的
连线所表示的矢量.
（2）位错线位于滑移面(-
111)上,设位错线的方向为][uvw ,则有u+v-w=0; 位错线与柏
31
.0βαγ
φαγ
氏矢量b 垂直,即与[101-
]垂直,则有-u+v=0.由以上两式得u:v:w=1:1:2,所以位错线的方向为]112[.
(3)位错线位于滑移面上,且平行于柏氏矢量b ，所以位错线的方向为]011[-
。
(4)在(2)时, 位错线的运动方向平行于柏氏矢量b, 在(3)时, 位错线的运动方向垂直于柏氏矢量b.
(5)在外加切应力τ的作用下, 位错线单位长度上所受的力为F=τb,方向与位错线垂直.而b=a a a 2
2)2
()2
(2
2
=
+ 所以 F=τ b = 0.7 X m MN X X X X
a 119
10899.92
102.027.02
2
--==
补充题2．若面心立方晶体（铜）中开动的滑移系为（111）[-
101]， （1）若滑移是由刃型位错运动引起的，给出位错线的方向； （2）若滑移是由螺型位错运动引起的，给出位错线的方向；
（3）若单位长度位错受到的滑移力g F 和攀移力c F 分别为Pa X F g 10
10
04.1-=、
Pa X F c 101085.0-=，求出位错线的方向。
解：（1）设位错线方向为[]uvw 。
因刃位错线与其柏氏矢量垂直，同时也与滑移面法线垂直，即 []uvw []X 111=[-
101]=[121-
]
（2）因螺位错线与其柏氏矢量平行，故[]uvw =[011-
]
（3）位错线受力的大小与位错线取向无关，位错线受力的方向垂直于位错线，总
的力是g F 和c F 的合力。设受力方向与柏氏矢量的夹角为θ，则
817.004
.185
.0tan ==
θ 026.39=θ 即合力的方向垂直于位错线，但与柏氏矢量夹角为0
26.39。
自编教材第三章作业题解
1. 写出面心立方金属在室温下所有可能的滑移系统。
2. 什么是单滑移、多滑移、交滑移？三者滑移线的形貌各有何特点？
3. 比较面心立方金属铝的（111）和（110）面面密度及面间距大小，并说明滑移可能在哪一个面上进行？
5. 沿单晶的[110]方向对其施加拉力，当力的大小为50MPa 时，在（101）面上的[11-
1]方向的分切应力为多少？若τC =31.1MPa,外加拉应力应为多大？
解：（1）已知]110[的方向为σ，MPa 50的大小为σ，滑移面为)101(，其法线方向为]101[，滑移方向为[11-
1]，因此分切应力为
MPa X X X X X X 4.203
2)
1(011112210011150cos cos =-++?++==λ?στ
（2）外加拉应力应为 MPa C s 18.766
22
11.31cos cos =?
==
λ?τσ 6. 铝单晶在室温时的临界分切应力为τC =7.9X105
Pa 。若在室温下将铝单晶试样做拉伸试验时，拉力轴为[123]方向，试计算引起该样品屈服所需施加的应力。
解：Al 系fcc 晶体结构，其滑移系为[]110)111(-
。
根据映像规则从立方晶系的标准投影图得知，首先开动的滑移系为
]101[111）（-
，拉力轴为[123]方向
即 MPa X X C S 69,17
242
4109.72
143
013
14321109.7cos cos 5
5=?
=++?++-==λ?τσ
7. Mg 单晶体的试样拉伸时，3个滑移方向与拉力轴分别相交成380，450，850，而基
面法线与拉伸轴相交成600。如果在拉应力为2.05MPa 时开始观察到塑性变形，则Mg 的临界分切应力为多少？
解：Mg 的滑移面为（0001）面（基面），由滑移面的滑移方向上的分切应力
λ?στcos cos =可知，当?为定值时，λ越小，τ越大，所以在拉应力作用下，晶体沿与
拉力轴交成380的那个滑移方向滑移面产生塑性变形，因此Mg 的临界分切应力为
)(8077.0788.05.005.238cos 60cos 05.2cos cos 00MPa X X X X ====λ?στ
8. MgO 为NaCl 型结构，其滑移面为{110}，滑移方向为<110>，试问沿哪一方向拉伸（或压缩）不会引起滑移？
解：根据氧化镁结构滑移系的特点，只有沿与所有110都垂直的方向拉伸（或压缩）才不会引起滑移。
由立方晶系（001）标准投影图可知，不可能存在与所有110极点都相距900
的极点，
因此，对氧化镁不存在任何不会引起滑移的拉伸（或压缩）方向。
9. 简述陶瓷材料（晶态）塑性变形的特点。
晶体陶瓷缺乏塑性是由于其离子键和共价键造成的。在共价键结合的陶瓷中，原子之间的键合是特定的并具有方向性，如图（a 所示。当位错以水平方向运动时，必须破坏这种特殊的圆子键合。
而共价键的结合力是很强的，位错运动 有很高的点阵阻力（即派—纳力）
晶体都是脆的。
以离子键结合的陶瓷，力作用时可以进行相当多的塑性变形。晶体，如图（b ）所示。当位错运动一个原
负离子
正离子 （a ）共价键
（b ）离子键
子间距时，同号离子的巨大斥力，使位错难以运动。位错沿45O
方向而不是水平方向运动，则在滑移过程中相邻晶粒始终由库仑力保持相吸，因而具有相当好的塑性。但是，多晶体陶瓷变形时，相邻晶粒必须保持协调地变形，由于滑移系少而难于实现，结果在晶界产生开裂，最终导致脆性断裂。
陶瓷材料难以变形除与结合键的本性有关外，陶瓷晶体的滑移系少，位错的柏氏矢量大，也是难以变形的原因。
10. 试指出Cu 和α-Fe 两晶体易滑移的晶面和晶向，并求出它们的滑移面间距，滑移方向上的原子间距及点阵阻力。（已知G Cu =48.3GPa ，G α-Fe =81.6GPa ，ν = 0.3）。
解；Cu 系fcc 结构，其易滑移面为{}111
，易滑移方向为110 3
1112
22111a a d =
++= a b 2
2
=
()())(45.90223.0132exp 3.011048300212exp 126MPa a a X X b d G N
P =?????
???????--=??
????---=-πνπντ α-Fe 系bcc 结构，其易滑移面为{}111
，易滑移方向为110 2
1122)110(a a d =
+
+=
a b 2
3=
())(8.152233.0122exp 3.01108160026MPa a a X X N
P =????????
?
??
?--=-πτ
自动控制原理课后习题答案
1.2根据题1.2图所示的电动机速度控制系统工作原理 （1）将a,b 与c,d 用线连接成负反馈系统； （ 2）画出系统 框图。 c d + - 发电机 解： （1） a 接d,b 接c. （2） 系 统 框 图 如下 1.3题1.3图所示为液位自动控制系统原理示意图。在任何情况下，希望页面高度c 维持不变，说明系统工作原理并画出系统框图。
解： 工作原理：当打开用水开关时，液面下降，浮子下降，从而通过电位器分压，使得电动机两端出现正向电压，电动机正转带动减速器旋转，开大控制阀，使得进水量增加，液面上升。同理，当液面上升时，浮子上升，通过电位器，使得电动机两端出现负向电压，从而带动减速器反向转动控制阀，减小进水量，从而达到稳定液面的目的。 系统框图如下： 2.1试求下列函数的拉式变换，设t<0时，x(t)=0: (1) x(t)=2+3t+4t 2 解： X(S)= s 2 +23s +38 s
(2) x(t)=5sin2t-2cos2t 解：X(S)=5 422+S -242+S S =4 2102+-S S (3) x(t)=1-e t T 1- 解：X(S)=S 1- T S 11+ = S 1-1 +ST T = ) 1(1 +ST S (4) x(t)=e t 4.0-cos12t 解：X(S)=2 212 )4.0(4 .0+++S S 2.2试求下列象函数X(S)的拉式反变换x(t)： (1) X(S)= ) 2)(1(++s s s 解：= )(S X )2)(1(++s s s =1 122+-+S S t t e e t x ---=∴22)( (2) X(S)=) 1(1 522 2++-s s s s 解：=)(S X ) 1(1522 2++-s s s s =15 12+-+S S S
《材料科学基础》经典习题及答案全解
材料科学与基础习题集和答案 第七章回复再结晶，还有相图的内容。 第一章 1.作图表示立方晶体的()()()421,210,123晶面及[][][]346,112,021晶向。 2.在六方晶体中，绘出以下常见晶向[][][][][]0121,0211,0110,0112,0001 等。 3.写出立方晶体中晶面族{100}，{110}，{111}，{112}等所包括的等价晶面。 4.镁的原子堆积密度和所有hcp 金属一样，为0.74。试求镁单位晶胞的体积。已知Mg 的密度3 Mg/m 74.1=m g ρ，相对原子质量为24.31，原子半径r=0.161nm 。 5.当CN=6时+Na 离子半径为0.097nm ，试问： 1) 当CN=4时，其半径为多少？2) 当CN=8时，其半径为多少？ 6. 试问：在铜（fcc,a=0.361nm ）的<100>方向及铁(bcc,a=0.286nm)的<100>方向,原子的线密度为多少？ 7.镍为面心立方结构，其原子半径为nm 1246.0=Ni r 。试确定在镍的 （100），（110）及（111）平面上12mm 中各有多少个原子。 8. 石英()2SiO 的密度为2.653Mg/m 。试问： 1) 13 m 中有多少个硅原子（与氧原子）？ 2) 当硅与氧的半径分别为0.038nm 与0.114nm 时，其堆积密度为多少（假设原子是球形的）？ 9.在800℃时1010个原子中有一个原子具有足够能量可在固体内移 动，而在900℃时910个原子中则只有一个原子，试求其激活能（J/ 原子）。 10.若将一块铁加热至850℃，然后快速冷却到20℃。试计算处理前后空位数应增加多少倍（设铁中形成一摩尔空位所需要的能量为104600J ）。
材料科学基础试卷(带答案)
材料科学基础试卷(一) 一、概念辨析题（说明下列各组概念的异同。任选六题，每小题3分，共18分） 1 晶体结构与空间点阵 2 热加工与冷加工 3 上坡扩散与下坡扩散 4 间隙固溶体与间隙化合物 5 相与组织 6 交滑移与多滑移 7 金属键与共价键 8 全位错与不全位错 9 共晶转变与共析转变 二、画图题（任选两题。每题6分，共12分） 1 在一个简单立方晶胞内画出［010］、［120］、［210］晶向和（110）、（112）晶面。 2 画出成分过冷形成原理示意图（至少画出三个图）。 3 综合画出冷变形金属在加热时的组织变化示意图和晶粒大小、内应力、强度和塑性变化趋势图。 4 以“固溶体中溶质原子的作用”为主线，用框图法建立与其相关的各章内容之间的联系。 三、简答题（任选6题，回答要点。每题5分，共30 分） 1 在点阵中选取晶胞的原则有哪些？ 2 简述柏氏矢量的物理意义与应用。 3 二元相图中有哪些几何规律？ 4 如何根据三元相图中的垂直截面图和液相单变量线判断四相反应类型？ 5 材料结晶的必要条件有哪些？ 6 细化材料铸态晶粒的措施有哪些？ 7 简述共晶系合金的不平衡冷却组织及其形成条件。 8 晶体中的滑移系与其塑性有何关系？ 9 马氏体高强度高硬度的主要原因是什么？ 10 哪一种晶体缺陷是热力学平衡的缺陷，为什么？ 四、分析题（任选1题。10分） 1 计算含碳量w=0.04的铁碳合金按亚稳态冷却到室温后，组织中的珠光体、二次渗碳体和莱氏体的相对含量。 2 由扩散第二定律推导出第一定律，并说明它们各自的适用条件。 3 试分析液固转变、固态相变、扩散、回复、再结晶、晶粒长大的驱动力及可能对应的工艺条件。 五、某面心立方晶体的可动滑移系为(111) [110].（15分） (1) 指出引起滑移的单位位错的柏氏矢量. (2) 如果滑移由纯刃型位错引起,试指出位错线的方向. (3) 如果滑移由纯螺型位错引起,试指出位错线的方向. (4) 在(2),(3)两种情况下,位错线的滑移方向如何? (5) 如果在该滑移系上作用一大小为0.7MPa的切应力，试确定单位刃型位错和螺型位错 线受力的大小和方向。（点阵常数a=0.2nm)。 六、论述题（任选1题，15分） 1 试论材料强化的主要方法、原理及工艺实现途径。 2 试论固态相变的主要特点。 3 试论塑性变形对材料组织和性能的影响。
巧算24点题目
4， 2 8 8 8 5， 2 8 8 9 6， 2 8 8 10 7， 2 8 9 9 8， 2 8 9 10 9， 2 8 10 10 10， 2 9 9 9 11， 2 9 9 10 12， 2 9 10 10 13， 2 10 10 10 14， 3 3 3 3 15， 3 3 3 4 16， 3 3 3 5 17， 3 3 3 6 18， 3 3 3 7 19， 3 3 3 8 20， 3 3 3 9 21， 3 3 3 10 22， 3 3 4 4 23， 3 3 4 5 24， 3 3 4 6 28， 3 3 4 10 29， 3 3 5 5 30， 3 3 5 6 31， 3 3 5 7 32， 3 3 5 8 33， 3 3 5 9 34， 3 3 5 10 35， 3 3 6 6 36， 3 3 6 7 37， 3 3 6 8 38， 3 3 6 9 39， 3 3 6 10 40， 3 3 7 7 41， 3 3 7 8 42， 3 3 7 9 43， 3 3 7 10 44， 3 3 8 8 45， 3 3 8 9 46， 3 3 8 10 47， 3 3 9 9 48， 3 3 9 10
52， 3 4 4 6 53， 3 4 4 7 54， 3 4 4 8 55， 3 4 4 9 56， 3 4 4 10 57， 3 4 5 5 58， 3 4 5 6 59， 3 4 5 7 60， 3 4 5 8 61， 3 4 5 9 62， 3 4 5 10 63 3 4 6 6 64， 3 4 6 7 65， 3 4 6 8 66， 3 4 6 9 67， 3 4 6 10 68， 3 4 7 7 69， 3 4 7 8 70， 3 4 7 9 71， 3 4 7 10 72， 3 4 8 8 76 ， 3 4 9 10 77 ， 3 4 10 10 78 ， 3 5 5 5 79 ， 3 5 5 6 80 ， 3 5 5 7 81， 3 5 5 8 82 ， 3 5 5 9 83 ， 3 5 5 10 84 ， 3 5 6 6 85 ， 3 5 6 7 86 ， 3 5 6 8 87 ， 3 5 6 9 88 ， 3 5 6 10 89， 3 5 7 7 90， 3 5 7 8 91， 3 5 7 9 92， 3 5 7 10 93， 3 5 8 8 94， 3 5 8 9 95， 3 5 8 10 96， 3 5 9 9
自动控制原理第一章习题解答
自编自控教材习题解答 第一章 1-2 图1-17 是液位自动控制系统原理示意图。图中SM为执行电动机。试分析系统的工作原理，指出该系统参考输入、干扰量、被控对象、被控量、控制器，并画出系统的方框图。 图1-17 习题1-2 液位自动控制系统 【解】 系统参考输入：预期液位；被控对象：水箱；被控量：水箱液位；控制器：电动机减速器和控制阀门；干扰量：用水流量Q2。系统的方块图如下 注意：控制系统的工作过程是在原物理系统中提炼出的控制流程，与原系统的物理组成不是完全对应的。有部分同学认为控制阀门是被控对象，只有阀门开度变化才有液位的变化。实际上它应该是执行机构，操纵它来改变被控对象的被控制量。 1-3在过去，控制系统常常以人作为闭环控制系统的一部分，图1-18是人在回路中的水位控制示意图，试画出该控制系统的方框图。 图1-18 习题1-3 阀门控制系统 【解】 略
1-4图1-19是仓库大门自动控制系统原理图。试说明系统自动控制大门开闭的工作原理，并画出系统的方块图。 图1-19 习题1-4 仓库大门自动系统 【解】 系统参考输入：给定门状态；被控对象：门；被控量： 门位置；控制器：放大器、伺服点击绞盘；系统的方块图如下 1-5 图1-20为水温控制系统示意图。冷水在热交换器中由通入的蒸汽加热，从而得到一定温度的热水。冷水流量变化用流量计测量。试绘制系统方块图，并说明为了保持热水温度为期望值，系统是如何工作的？指出该系统的参考输入、干扰量、被控对象和控制装置各是什么？ 图1-20 习题1-5 水温控制系统示意图 【解】 该系统的参考输入：给定温度；干扰量：冷水流量的变化；被控对象：热交换器；被控量：交换器的水温；控制装置：温度控制器，此时控制器的输出不仅与实际水温有关而且和冷水的流量有关，所以该系统不仅是反馈控制而是反馈+前馈的复合控制方式。它 的主要目的是一旦冷水流量增大或减少时，及时调整蒸汽流量，不用等到水温降低或升高 实际 给定
最新材料科学基础-综合复习题
材料科学基础复习题 一、选择题 1. 原子结合键包括物理键和化学键, 下述结合键中属于化学键的是. (A) 金属键(B) 离子键(C) 分子键(D) 共价键 2. 原子结合键包括物理键和化学键, 下述结合键中属于物理键的是. (A) 氢键(B) 离子键(C) 分子键(D) 共价键 3. 工业用硅酸盐属于. (A) 金属材料(B) 陶瓷材料(C) 复合材料(D) 高分子材料 4. 布拉菲点阵共有中. (A) 8 (B) 10 (C) 12 (D) 14 5. BCC、FCC和HCP等三种典型晶体结构中, 单位晶胞的原子数分别为. (A) 2, 4, 6 (B) 4, 2, 6 (C) 3, 4, 5 (D) 6, 2, 4 6. 晶面间距表示相邻两个平行晶面之间的垂直距离, 其大小反映了晶面上原子排列的紧密程度, 一般规律是. (A) 在简单立方点阵中, 低指数的晶面间距较大 (B) 在简单立方点阵中, 高指数的晶面间距较大 (C) 晶面间距越大, 该晶面上原子排列越紧密 (D) 晶面间距越大, 该晶面上原子排列越稀疏 7. BCC、FCC和HCP等三种典型晶体结构中, 原子配位数依次为. (A) 8, 12, 8 (B) 8, 12, 10 (C) 12, 8, 6 (D) 8, 12, 12 8. 密堆积结构的致密度为. (A) 0.68 (B) 0.74 (C) 0.82 (D) 1.0 9. MgO陶瓷晶体具有NaCl型结构, 单位晶胞的离子数为. (A) 4 (B) 6 (C) 8 (D) 10 10. SiC陶瓷晶体具有金刚石型结构, 该结构一般特征是. (A) 原子结合键为共价键 (B) 原子配位数为4 (C) 单位晶胞包含8个原子 (D) 属于面心立方点阵, 为密堆积结构 11. 下述晶体缺陷中属于点缺陷的是. (A) 空位(B) 位错(C) 相界面(D) 间隙原子 12. 下述晶体缺陷中属于线缺陷的是. (A) 空位(B) 位错(C) 晶界(D) 间隙原子 13. 下述晶体缺陷中属于面缺陷的是. (A) 表面(B) 位错(C) 相界面(D) 空位 14. 下述界面中界面能最小的是. (A) 完全共格界面(B) 共格界面(C) 非共格界面(D) 半共格界面 15. 下述界面中界面能最大的是. (A) 完全共格界面(B) 共格界面(C) 非共格界面(D) 半共格界面 16. 理想密排六方金属的c/a为. (A) 1.6 (B)(C) (D) 1
自动控制原理课后习题答案解析
目录 1自动控制系统的基本概念 1.1内容提要 1.2习题与解答 2自动控制系统的数学模型 2.1内容提要 2.2习题与解答 3自动控制系统的时域分析 3.1内容提要 3.2习颗与他答 4根轨迹法 4.1内容提要 4.2习题与解答 5频率法 5.1内容提要 5.2习题与解答 6控制系统的校正及综合 6.1内容提要 6.2习题与解答 7非线性系统分析 7.1内容提要 7.2习题与解答 8线性离散系统的理论基础 8.1内容提要 8.2习题与解答 9状态空间法 9.1内容提要 9.2习题与解答 附录拉普拉斯变换 参考文献 1自动控制系统的基本概念 1. 1内容提要 基本术语：反馈量，扰动量，输人量，输出量，被控对象； 基本结构：开环，闭环，复合； 基本类型：线性和非线性，连续和离散，程序控制与随动； 基本要求：暂态，稳态，稳定性。 本章要解决的问题，是在自动控制系统的基本概念基础上，能够针对一个实际的控制系统，找出其被控对象、输人量、输出量，并分析其结构、类型和工作原理。
1.2习题与解答 题1-1图P1-1所示，为一直 流发电机电压白动控制系统示 意图。图中，1为发电机；2为减速器； 3为执行电机；4为比例放大器； 5为可调电位器。 (1)该系统有哪些环节组成， 各起什么作用” (2)绘出系统的框图，说明当 负载电流变化时，系统如何保持发 电机的电压恒定 (3)该系统是有差系统还是无 差系统。 (4)系统中有哪些可能的扰动， 答 (1)该系统由给定环节、比较环节、中间环节、执行结构、检测环节、 发电机等环节组成。 给定环节:电压源0U 。用来设定直流发电机电压的给定值。 比较环节:本系统所实现的被控量与给定量进行比较，是通过给定电 压与反馈电压反极性相接加到比例放大器上实现的 中间环节:比例放大器。它的作用是将偏差信号放大，使其足以带动 执行机构工作。该环节又称为放大环节 执行机构:该环节由执行电机、减速器和可调电位器构成。该环节的 作用是通过改变发电机励磁回路的电阻值，改变发电机的磁场，调节发 电机的输出电压 被控对象:发电机。其作用是供给负载恒定不变的电压. 检测环节跨接在发电机电枢两端、且与电压源0U 反极性相接到比 例放大器输人端的导线。它的作用是将系统的输出量直接反馈到系统的 输人端。 (2)系统结构框图如图1-5所示。当负载电流变化如增大时，发电 机电压下降，电压偏差增大，偏差电压经过运算放大器放大后，控制可逆 伺服电动机，带动可调电阻器的滑动端使励磁电流增大，使发电机的电压 增大直至恢复到给定电压的数值上，实现电压的恒定控制。 图P1-7电压自动控制系统示意图
材料科学基础考研经典题目doc资料
材料科学基础考研经 典题目
16.简述金属固态扩散的条件。 答：⑴扩散要有驱动力——热力学条件，化学势梯度、温度、应力、电场等。 ⑵扩散原子与基体有固溶性——前提条件；⑶足够高温度——动力学条件；⑷足够长的时间——宏观迁移的动力学条件 17. 何为成分过冷？它对固溶体合金凝固时的生长形貌有何影响？ 答：成分过冷：在合金的凝固过程中，虽然实际温度分布一定，但由于液相中溶质分布发生了变化，改变了液相的凝固点，此时过冷由成分变化与实际温度分布这两个因素共同决定，这种过冷称为成分过冷。成分过冷区的形成在液固界面前沿产生了类似负温度梯度的区域，使液固界面变得不稳定。当成分过冷区较窄时，液固界面的不稳定程度较小，界面上偶然突出部分只能稍微超前生长，使固溶体的生长形态为不规则胞状、伸长胞状或规则胞状；当成分过冷区较宽时，液固界面的不稳定程度较大，界面上偶然突出部分较快超前生长，使固溶体的生长形态为胞状树枝或树枝状。所以成分过冷是造成固溶体合金在非平衡凝固时按胞状或树枝状生长的主要原因。 18.为什么间隙固溶体只能是有限固溶体，而置换固溶体可能是无限固溶体？ 答：这是因为当溶质原子溶入溶剂后，会使溶剂产生点阵畸变，引起点阵畸变能增加，体系能量升高。间隙固溶体中，溶质原子位于点阵的间隙中，产生的点阵畸变大，体系能量升高得多；随着溶质溶入量的增加，体系能量升高到一定程度后，溶剂点阵就会变得不稳定，于是溶质原子便不能再继续溶解，所以间隙固溶体只能是有限固溶体。而置换固溶体中，溶质原子位于溶剂点阵的阵点上，产生的点阵畸变较小；溶质和溶剂原子尺寸差别越小，点阵畸变越小，固溶度就越大；如果溶质与溶剂原子尺寸接近，同时晶体结构相同，电子浓度和电负性都有利的情况下，就有可能形成无限固溶体。 19.在液固相界面前沿液体处于正温度梯度条件下，纯金属凝固时界面形貌如何？同样 条件下，单相固溶体合金凝固的形貌又如何？分析原因
材料科学基础选择题汇总
1、极化会对晶体结构产生显著影响，可使键性由（ B ）过渡，最终使晶体结构类型发生变化。 A: 共价键向离子键B: 离子键向共价键 C: 金属键向共价键D: 键金属向离子键 2、离子晶体中，由于离子的极化作用，通常使正负离子间的距离（ B ），离子配位数（）。 A: 增大，降低B: 减小，降低 C: 减小，增大D: 增大，增大 3、氯化钠具有面心立方结构，其晶胞分子数是（C ）。 A: 5 B: 6 C: 4 D: 3 4、NaCl单位晶胞中的“分子数”为4，Na+填充在Cl-所构成的（ B ）空隙中。 A: 全部四面体B: 全部八面体 C: 1/2四面体D: 1/2八面体 5、CsCl单位晶胞中的“分子数”为1，Cs+填充在Cl-所构成的（ C ）空隙中。 A: 全部四面体B: 全部八面体 C: 全部立方体D: 1/2八面体 6、MgO晶体属NaCl型结构，由一套Mg的面心立方格子和一套O的面心立方格子组成，其一个单位晶胞中有（ B ）个MgO分子。 A: 2 B: 4 C: 6 D: 8 7、萤石晶体可以看作是Ca2+作面心立方堆积，F-填充了（ D ）。 A: 八面体空隙的半数B: 四面体空隙的半数 C: 全部八面体空隙D: 全部四面体空隙 8、萤石晶体中Ca2+的配位数为8，F-配位数为（ B ）。 A: 2 B: 4 C: 6 D: 8 9、CsCl晶体中Cs+的配位数为8，Cl-的配位数为（ D ）。 A: 2 B: 4 C: 6 D: 8 10、硅酸盐晶体的分类原则是（B ）。 A: 正负离子的个数B: 结构中的硅氧比 C:化学组成D:离子半径 11、锆英石Zr[SiO4]是（ A ）。 A: 岛状结构B: 层状结构 C: 链状结构D: 架状结构 12、硅酸盐晶体中常有少量Si4+被Al3+取代，这种现象称为（ C ）。 A: 同质多晶B: 有序—无序转变 C: 同晶置换D: 马氏体转变 13. 镁橄榄石Mg2[SiO4]是（ A ）。 A: 岛状结构B: 层状结构 C: 链状结构D: 架状结构 14、对沸石、萤石、MgO三类晶体具有的空隙体积相比较，其由大到小的顺序
[宝典]巧算24点题目
[宝典]巧算24点题目 21， 3 3 3 10 1， 2 7 9 9 22， 3 3 4 4 2， 2 7 9 10 23， 3 3 4 5 3， 2 7 10 10 24， 3 3 4 6 4， 2 8 8 8 25， 3 3 4 7 5， 2 8 8 9 26， 3 3 4 8 6， 2 8 8 10 27，3 3 4 9 7， 2 8 9 9 28， 3 3 4 10 8， 2 8 9 10 29， 3 3 5 5 9， 2 8 10 10 30， 3 3 5 6 10， 2 9 9 9 31， 3 3 5 7 11， 2 9 9 10 32， 3 3 5 8 12， 2 9 10 10 33， 3 3 5 9 34， 3 3 5 10 13， 2 10 10 10 35， 3 3 6 6 14， 3 3 3 3 36， 3 3 6 7 15， 3 3 3 4 37， 3 3 6 8 16， 3 3 3 5 38， 3 3 6 9 17， 3 3 3 6 39， 3 3 6 10 18， 3 3 3 7 19， 3 3 3 8 40， 3 3 7 7 20， 3 3 3 9 41， 3 3 7 8 62， 3 4 5 10 42， 3 3 7 9 63 3 4 6 6 43， 3 3 7 10 64， 3 4 6 7 65， 3 4 6 8 44， 3 3 8 8 66， 3 4 6 9 45， 3 3 8 9
67， 3 4 6 10 46， 3 3 8 10 47， 3 3 9 9 68， 3 4 7 7 48， 3 3 9 10 69， 3 4 7 8 49， 3 3 10 10 70， 3 4 7 9 71， 3 4 7 10 50， 3 4 4 4 51， 3 4 4 5 72， 3 4 8 8 52， 3 4 4 6 73， 3 4 8 9 53， 3 4 4 7 74， 3 4 8 10 54， 3 4 4 8 75 ， 3 4 9 9 55， 3 4 4 9 76 ， 3 4 9 10 56， 3 4 4 10 57， 3 4 5 5 77 ， 3 4 10 10 58， 3 4 5 6 78 ， 3 5 5 5 59， 3 4 5 7 79 ， 3 5 5 6 60， 3 4 5 8 80 ， 3 5 5 7 61， 3 4 5 9 81， 3 5 5 8 100， 3 6 6 7 82 ， 3 5 5 9 101， 3 6 6 8 83 ， 3 5 5 10 102， 3 6 6 9 103， 3 6 6 10 84 ， 3 5 6 6 85 ， 3 5 6 7 104， 3 6 7 7 86 ， 3 5 6 8 105， 3 6 7 8 87 ， 3 5 6 9 106， 3 6 7 9 88 ， 3 5 6 10 107， 3 6 7 10 89， 3 5 7 7 108， 3 6 8 8 90， 3 5 7 8 109， 3 6 8 9 91， 3 5 7 9 110， 3 6 8 10 92， 3 5 7 10 111， 3 6 9 9 93， 3 5 8 8
材料科学基础试题及答案
第一章 原子排列与晶体结构 1. fcc 结构的密排方向是 ，密排面是 ，密排面的堆垛顺序是 ，致密度为 ，配位数是 ,晶胞中原子数为 ，把原子视为刚性球时，原子的半径r 与点阵常数a 的关系是 ；bcc 结构的密排方向是 ，密排面是 ,致密度为 ,配位数是 ,晶胞中原子数为 ，原子的半径r 与点阵常数a 的关系是 ；hcp 结构的密排方向是 ，密排面 是 ，密排面的堆垛顺序是 ，致密度为 ，配位数是 ,， 晶胞中原子数为 ，原子的半径r 与点阵常数a 的关系是 。 2. Al 的点阵常数为0.4049nm ，其结构原子体积是 ，每个晶胞中八面体间隙数为 ，四面体间隙数为 。 3. 纯铁冷却时在912ε 发生同素异晶转变是从 结构转变为 结构，配位数 ，致密度降低 ，晶体体积 ，原子半径发生 。 4. 在面心立方晶胞中画出）（211晶面和]211[晶向，指出﹤110﹥中位于（111）平 面上的方向。在hcp 晶胞的（0001）面上标出）（0121晶面和]0121[晶向。 5. 求]111[和]120[两晶向所决定的晶面。 6 在铅的（100）平面上，1mm 2有多少原子？已知铅为fcc 面心立方结构，其原子半径R=0.175×10-6mm 。 第二章 合金相结构 一、 填空 1） 随着溶质浓度的增大，单相固溶体合金的强度 ，塑性 ，导电性 ，形成间隙固溶体时，固溶体的点阵常数 。 2） 影响置换固溶体溶解度大小的主要因素是（1） ； （2） ；（3） ；（4） 和环境因素。 3） 置换式固溶体的不均匀性主要表现为 和 。 4） 按照溶质原子进入溶剂点阵的位置区分，固溶体可分为 和 。 5） 无序固溶体转变为有序固溶体时，合金性能变化的一般规律是强度和硬度 ，塑性 ，导电性 。 6）间隙固溶体是 ，间隙化合物是 。 二、 问答 1、 分析氢，氮，碳，硼在?-Fe 和?-Fe 中形成固溶体的类型，进入点阵中的位置和固溶度大小。已知元素的原子半径如下：氢：0.046nm ，氮：0.071nm ，碳：0.077nm ，硼：0.091nm ，?-Fe ：0.124nm ，?-Fe ：0.126nm 。 2、简述形成有序固溶体的必要条件。 第三章 纯金属的凝固 1. 填空 1. 在液态纯金属中进行均质形核时，需要 起伏和 起伏。 2 液态金属均质形核时，体系自由能的变化包括两部分，其中 自由能
巧算24点的经典题目及技巧
巧算 24 的经典题目 算 24 点”的技巧 1 .利用3X 8= 24、4X 6= 24求解。 把牌面上的四个数想办法凑成 3和8、4和6,再相乘求 解。女口 3、3、6、10 可组成(10—6-3)X 3= 24 等。又如 2、3、3、7 可组成(7 + 3 — 2)X 3= 2 4 等。实践证明,这种方法是利用率最大、命中率最高的一种方法。 2 .利用0、11的运算特性求解。 如3、4、4、8可组成3X 8+ 4 — 4 = 24等。又如 4、5、J 、 K 可组成 11X( 5— 4)＋ 13= 24 等。 3.在有解的牌组中,用得最为广泛的是以下六种解法： (我们用 个数) 女口( 10 + 2)- 2X 4= 24 等。 女口( 3—2-2)X 12= 24 等。 如( 9＋ 5— 2)X 2= 24 等。 如 11X 3＋ l — 10= 24 等。 如( 4— l )X 6＋ 6= 24 等。 里面并没有 3 ,其实除以 1/3 ,就是乘 3. 例题 2： 5551 ：解法 5*( 5-1/5 ) 这道体型比较特殊, 5* 算是比较少见,一般的简便算法都 是 3*8 , 2*12 , 4*6 , 15+9 , 25-1 ,但 5*25 也是其中一种 一般情况下,先要看 4 张牌中是否有 2, 3, 4, 6, 8, Q , 如果有，考虑用乘法，将剩余的 3个数凑成对应数。如果有两个相同的 6, 8 , Q ,比如已有两 个 6,剩下的只要能凑成 3, 4, 5 都能算出 24,已有两个 8,剩下的只要能凑成 2, 3, 4,已有两 个Q,剩下的只要能凑成 1 , 2, 3都能算出24,比如(9, J , Q, Q )。如果没有 2, 3, 4, 6, 8, Q,看是否能先把两个数凑成其中之一。总之，乘法是很重要的， 24是30以下公因数最多的整数。 ( 2 )将 4 张牌加加减减，或者将其中两数相乘再加上某数，相对容易。 ( 3)先相乘再减去某数，有时不易想到。例如( 4，10，10，J ) ( 6 ， 10 ， 10 ， K ) ( 4)必须用到乘法，且在计算过程中有分数出现。有一个规律，设 4 个数为 a,b,c,d 。必有 a b+c=24 或 ab-c=24 d=a 或 b 。若 d=a 有 a(b+c/a)=24 或 a(b-c/a)=24 如最常见的(1, 5, 5, 5), (4 , 4, 7, 7)( 3 , 3,乙7)等等。(3 , 7, 9 , K )是个例外，可惜还有另一种常规方法， 降低了难度。只 ⑴5 5 5 1 ： 5 ( 5-1/5 )=24 ⑶2 7 10 10: ((2 X (7+10))-10)=24 ⑸2 8 10 10: ((2+(10/10)) X 8)=24 ⑺2 8 8 9: ((2-(8-9)) X 8)=24 ⑼2 8 9 9: ((2+(9/9)) X 8)=24 (11)3 3 3 9: ((9-(3/3)) X 3)=24 (13)3 3 3 3: ((3 X (3 X 3))-3)=24 (15)3 3 3 5: ((3 X 3)+(3 X 5))=24 (17)3 3 3 7: ((7+(3/3)) X 3)=24 ⑵2 7 9 10: ((7-(2-9))+10)=24 ⑷2 8 8 8: ((2 X (8+8))-8)=24 ⑹2 9 10 10: ((9+(10/2))+10)=24 ((8-(2-8))+10)=24 ((2 ((3 ((3 ((3 ⑻2 8 8 10: ⑽2 8 9 10: (12)3 3 3 10: (14)3 3 3 4: (16) 3 3 3 ((3+(3-3)) X (8+9))-10)=24 X (10-3))+3)=24 X (3+4))+3)=24 X (3+3))+6)=24 X 8)=24 a 、 b 、 c 、 d 表示牌面上的四 ① (a — b )X( c ＋ d ) 如( 10—4)X( 2＋2)= 24等。 ⑤a X b + c — d ?( a — b ) X c + d 例题 1 ： 3388 ：解法 8/(3-8/3)=24 按第一种方法来算,我们有 8 就先找 3,你可能会问这
材料科学基础考研经典题目教学内容
16.简述金属固态扩散的条件。 答：⑴扩散要有驱动力——热力学条件，化学势梯度、温度、应力、电场等。 ⑵扩散原子与基体有固溶性——前提条件；⑶足够高温度——动力学条件；⑷足够长的时间——宏观迁移的动力学条件 17. 何为成分过冷？它对固溶体合金凝固时的生长形貌有何影响？ 答：成分过冷：在合金的凝固过程中，虽然实际温度分布一定，但由于液相中溶质分布发生了变化，改变了液相的凝固点，此时过冷由成分变化与实际温度分布这两个因素共同决定，这种过冷称为成分过冷。成分过冷区的形成在液固界面前沿产生了类似负温度梯度的区域，使液固界面变得不稳定。当成分过冷区较窄时，液固界面的不稳定程度较小，界面上偶然突出部分只能稍微超前生长，使固溶体的生长形态为不规则胞状、伸长胞状或规则胞状；当成分过冷区较宽时，液固界面的不稳定程度较大，界面上偶然突出部分较快超前生长，使固溶体的生长形态为胞状树枝或树枝状。所以成分过冷是造成固溶体合金在非平衡凝固时按胞状或树枝状生长的主要原因。 18. 为什么间隙固溶体只能是有限固溶体，而置换固溶体可能是无限固溶体？ 答：这是因为当溶质原子溶入溶剂后，会使溶剂产生点阵畸变，引起点阵畸变能增加，体系能量升高。间隙固溶体中，溶质原子位于点阵的间隙中，产生的点阵畸变大，体系能量升高得多；随着溶质溶入量的增加，体系能量升高到一定程度后，溶剂点阵就会变得不稳定，于是溶质原子便不能再继续溶解，所以间隙固溶体只能是有限固溶体。而置换固溶体中，溶质原子位于溶剂点阵的阵点上，产生的点阵畸变较小；溶质和溶剂原子尺寸差别越小，点阵畸变越小，固溶度就越大；如果溶质与溶剂原子尺寸接近，同时晶体结构相同，电子浓度和电负性都有利的情况下，就有可能形成无限固溶体。 19. 在液固相界面前沿液体处于正温度梯度条件下，纯金属凝固时界面形貌如何？同样条件下，单相 固溶体合金凝固的形貌又如何？分析原因 答：正的温度梯度指的是随着离开液—固界面的距离Z 的增大，液相温度T 随之升高的情况，即0>dZ dT 。在这种条件下，纯金属晶体的生长以接近平面状向前推移，这是由于温度梯度是正的，当界面上偶尔有凸起部分而伸入温度较高的液体中时，它的生长速度就会减慢甚至停止，周围部分的过冷度较凸起部分大，从而赶上来，使凸起部分消失，这种过程使液—固界面保持稳定的平面形状。固溶体合金凝固时会产生成分过冷，在液体处于正的温度梯度下，相界面前沿的成分过冷区呈现月牙形，其大小与很多因素有关。此时，成分过冷区的特性与纯金属在负的温度梯度下的热过冷非常相似。可以按液固相界面前沿过冷区的大小分三种情况讨论：⑴当无成分过冷区或成分过冷区较小时，界面不可能出现较大的凸起，此时平界面是稳定的，合金以平面状生长，形成平面晶。⑵当成分过冷区稍大时，这时界面上凸起的尖部将获得一定的过冷度，从而促进了凸起进一步向液体深处生长，考虑到界面的力学平衡关系，平界面变得不稳定，合金以胞状生长，形成胞状晶或胞状组织。⑶当成分过冷区较大时，平界面变得更加不稳定，界面上的凸起将以较快速度向液体深处生长，形成一次轴，同时在一次轴的侧向形成二次轴，以此类推，因此合金以树枝状生长，最终形成树枝晶。 20. 纯金属晶体中主要的点缺陷类型是什么？试述它们可能产生的途径？ 答：纯金属晶体中，点缺陷的主要类型是空位、间隙原子、空位对及空位与间隙原子对等。产生的途径：⑴依靠热振动使原子脱离正常点阵位置而产生。空位、间隙原子或空位与间隙原子对都可由热激活而形成。这种缺陷受热的控制，它的浓度依赖于温度，随温度升高，其平衡态的浓度亦增高。⑵冷加工时由于位错间有交互作用。在适当条件下，位错交互作用的结果能产生点缺陷，如带割阶的位错运动会放出空位。⑶辐照。高能粒子（中子、α粒子、高速电子）轰击金属晶体时，点阵中的原子由于粒子轰击而离开原来位置，产生空位或间隙原子。 21. 简述一次再结晶与二次再结晶的驱动力，并如何区分冷热加工？动态再结晶与静态再结晶后的组 织结构的主要区别是什么？ 答：一次再结晶的驱动力是基体的弹性畸变能，而二次再结晶的驱动力是来自界面能的降低。再结晶温
材料科学基础考题1
材料科学基础考题 Ⅰ卷 一、名词解释（任选5题，每题4分，共20分） 单位位错；交滑移；滑移系；伪共晶；离异共晶；奥氏体；成分过冷 二、选择题（每题2分，共20分） 1．在体心立方结构中，柏氏矢量为a[110]的位错( )分解为a/2[111]+a/2]111[. (A) 不能(B) 能(C) 可能 2．原子扩散的驱动力是：( ) (A) 组元的浓度梯度(B) 组元的化学势梯度(C) 温度梯度 3．凝固的热力学条件为：（） （A）形核率(B)系统自由能增加 （C）能量守衡（D）过冷度 4．在TiO2中，当一部分Ti4+还原成Ti3+，为了平衡电荷就出现（） (A) 氧离子空位(B) 钛离子空位(C)阳离子空位 5．在三元系浓度三角形中，凡成分位于（）上的合金，它们含有另两个顶角所代表的两组元含量相等。 （A）通过三角形顶角的中垂线 （B）通过三角形顶角的任一直线 （C）通过三角形顶角与对边成45°的直线 6．有效分配系数k e 表示液相的混合程度，其值范围是（） （A）1 . 巧算“24”点练习卷（一） 1.你能将2、4、5、8利用“+、-、×、÷”和括号组成一个结果为24的算式吗？有几种解法？ ()()()8524382424583824582420424 -??=?=?-?=?=?÷+=+= 2.四张牌上的数是3、4、6、10，怎样用这四个不同的数组成得数是24 的算式? （写出三种解法） ()()()3104638243610418624 1043618624 ?+-=?=?+-=+=-?+=+= 3. 用1、2、5、8、这四个数组成得数是24的算式。（写出三 种解法） ()()()()()8215462452813824851212224 ÷?+=?=-??=?=+-?=?= 巧算“24”点练习卷（二） 1.怎样用下面四张牌上的数进行计算，使最后得数等于24？（写出三种解法） ()()()() ()2634121224 63423824 46322412434263824 ?+?=+=-??=?=??-=?=?÷+=?= 2. 怎样用3、3，8，9四个数进行计算，使最后得数等 于24？（写出三种解法） ()()()93383824 833915924833933924 --?=?=-?+=+=+?-=-= 3.用两个5和两个6计算，使最后得数等于24。（写出三 种解法） ()()55664624 556625124 65656424 +-?=?=?-÷=-=?--=?=???? . 巧算“24”点练习卷（三） 1.小华从一副扑克牌中摸出四张，请你进行计算，使最后得数等于24。 （写出三种解法） ()()()()6293462493623824396227324 -?-=?=÷?+=?=?-÷=-= 2.有四个数: 1、3、5、9，请你进行计算，使最后得数等于24。 （写出三种解法） ()()()135915924 51934624359124124 ??+=+=-?-=?=?+?=?= 3.你会用2、6、6、7这四个数进行计算，使最后的得数等于24吗? （写出三种解法） ()()()72663062467624822476264624 -?-=-=?+÷=÷=-÷?=?= 巧算“24”点练习卷（四） 1. 你会用两个4和两个5进行计算，使最后的得数是24吗? （写出三种解法） ()()554425124 4554462454546424 ?-÷=-=?+-=?=-+?=?= 2.有四个数: 2、4、8、10，请你进行计算，使最后得数等于 24。 （写出三种解法） ()()()()()82104462410284122244108248224 ÷?-=?=+?÷=?=?+÷=÷= 3.你会用3、4、7、10这四个数进行计算，使最后的得数等于24吗? （写出三种解法） . 第一章引论 1-1 试描述自动控制系统基本组成，并比较开环控制系统和闭环控制系统的特点。答： 自动控制系统一般都是反馈控制系统，主要由控制装置、被控部分、测量元件组成。控制装置是由具有一定职能的各种基本元件组成的，按其职能分，主要有给定元件、比较元件、校正元件和放大元件。如下图所示为自动控制系统的基本组成。 开环控制系统是指控制器与被控对象之间只有顺向作用，而没有反向联系的控制过程。此时，系统构成没有传感器对输出信号的检测部分。开环控制的特点是：输出不影响输入，结构简单，通常容易实现；系统的精度与组成的元器件精度密切相关；系统的稳定性不是主要问题；系统的控制精度取决于系统事先的调整精度，对于工作过程中受到的扰动或特性参数的变化无法自动补偿。 闭环控制的特点是：输出影响输入，即通过传感器检测输出信号，然后将此信号与输入信号比较，再将其偏差送入控制器，所以能削弱或抑制干扰；可由低精度元件组成高精度系统。 闭环系统与开环系统比较的关键，是在于其结构有无反馈环节。 < 1-2 请说明自动控制系统的基本性能要求。 答： 自动控制系统的基本要求概括来讲，就是要求系统具有稳定性、快速性和准确性。 稳定性是对系统的基本要求，不稳定的系统不能实现预定任务。稳定性通常由系统的结构决定与外界因素无关。对恒值系统，要求当系统受到扰动后，经过一定时间的调整能够回到原来的期望值（例如恒温控制系统）。对随动系统，被控制量始终跟踪参量的变化（例如炮轰飞机装置）。 快速性是对过渡过程的形式和快慢提出要求，因此快速性一般也称为动态特性。在系统稳定的前提下，希望过渡过程进行得越快越好，但如果要求过渡过程时间很短，可能使动态误差过大，合理的设计应该兼顾这两方面的要求。 准确性用稳态误差来衡量。在给定输入信号作用下，当系统达到稳态后，其实际输出与所期望的输出之差叫做给定稳态误差。显然，这种误差越小，表示系统的精度 《材料科学基础》试题库 一、选择 1、在柯肯达尔效应中，标记漂移主要原因是扩散偶中 __C___。 A、两组元的原子尺寸不同 B、仅一组元的扩散 C、两组元的扩散速率不同 2、在二元系合金相图中，计算两相相对量的杠杆法则只能用于 __B___。 A、单相区中 B、两相区中 C、三相平平线上 3、铸铁与碳钢的区别在于有无 _A____。 A、莱氏体 B、珠光体 C、铁素体 4、原子扩散的驱动力是 _B____。 A、组元的浓度梯度 B、组元的化学势梯度 C、温度梯度 5、在置换型固溶体中，原子扩散的方式一般为 __C___。 A、原子互换机制 B、间隙机制 C、空位机制 6、在晶体中形成空位的同时又产生间隙原子，这样的缺陷称为 _B____。 A、肖脱基缺陷 B、弗兰克尔缺陷 C、线缺陷 7、理想密排六方结构金属的c/a为 __A___。 A、1.6 B、2×√(2/3) C、√(2/3) 8、在三元系相图中，三相区的等温截面都是一个连接的三角形，其顶点触及 __A___。 A、单相区 B、两相区 C、三相区 9、有效分配系数Ke表示液相的混合程度，其值围是 _____。（其中Ko是平衡分配系数） A、1 材料科学基础选择题版集团文件发布号：（9816-UATWW-MWUB-WUNN-INNUL-DQQTY- 1、极化会对晶体结构产生显着影响，可使键性由（B）过渡，最终使晶体结构类型发生变化。 （A）共价键向离子键（B）离子键向共价键 （C）金属键向共价键（D）键金属向离子键 2、离子晶体中，由于离子的极化作用，通常使正负离子间的距离（B），离子配位数（）。 （A）增大，降低（B）减小，降低（C）减小，增大（D）增大，增大 3、氯化钠具有面心立方结构，其晶胞分子数是（C）。 （A）5 （B）6 （C）4 （D）3 4、NaCl单位晶胞中的“分子数”为4，Na+填充在Cl-所构成的（B）空隙中。 （A）全部四面体（B）全部八面体（C）1/2四面体（D）1/2八面体 5、CsCl单位晶胞中的“分子数”为1，Cs+填充在Cl-所构成的（C）空隙中。 （A）全部四面体（B）全部八面体（C）全部立方体（D）1/2八面体 6、MgO晶体属NaCl型结构，由一套Mg的面心立方格子和一套O的面心立方格子组成，其一个单位晶胞中有（B）个MgO分子。 （A）2 （B）4 （C）6 （D）8 7、萤石晶体可以看作是Ca2+作面心立方堆积，F-填充了（D）。 （A）八面体空隙的半数（B）四面体空隙的半数 （C）全部八面体空隙（D）全部四面体空隙 8、萤石晶体中Ca2+的配位数为8，F-配位数为（B）。 （A）2 （B）4 （C）6 （D）8 9、CsCl晶体中Cs+的配位数为8，Cl-的配位数为（D）。 （A）2 （B）4 （C）6 （D）8 10、硅酸盐晶体的分类原则是（B）。 （A）正负离子的个数（B）结构中的硅氧比 （C）化学组成（D）离子半径 11、锆英石Zr[SiO4]是（A）。 （A）岛状结构（B）层状结构（C）链状结构（D）架状结构 12、硅酸盐晶体中常有少量Si4+被Al3+取代，这种现象称为（C）。24点及巧填运算符号习题(四上数学游戏练习含答案)
自动控制原理课后习题答案
材料科学基础精彩试题库(内附部分自己整理问题详解)
材料科学基础选择题版