《材料科学基础》复习题.doc.pdf
《《材料科学基础》复习题.doc.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《《材料科学基础》复习题.doc.pdf(32页珍藏版)》请在三一文库上搜索。
1、1.作图表示立方晶体的晶而及晶向。 2.在六方晶体中,绘岀以下常见晶向等。 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hep金属一样,为0.74。试求镁单位晶胞的体积。 已知Mg的密度,相对原子质量为24.31,原子半径 r=0. 161nm。 rsa- 5.当CN二6时离子半径为0. 097nm ,试问: 1)当CN二4时,其半径为多少? 2)当CN二8时,其半径为多少? 6.试问:在铜(fc c, a二0. 361n及铁(bee, a二0 00方向,原子的线密度为多 少? 7.银为面心立方结构,其原子半径为。试确定在镰的(1
2、 00), (110)及(111)平面上1 中各有多少个原子。 4)第三邻近的滋子 ; 5)最邻近的相同位置。 1)试问之质量分数为多少 ? 体的密度为多少 ? 11.非晶形材料的理论强度经计算为G/6?G/4,其中G为剪切模量。若工0.25, 由其 弹性性质试估计玻璃(非晶形材料)的理论强度(已知E=70000Mpa)o 12.一陶瓷绝缘体在烧结后含有1 % (以容积为准)的孔,其孔长为13.7 mm的 立 方体。若在制造过程屮,粉末可以被压成含有24%的孔,则模子的尺寸应该是 多少? 试写出可能的化合物名称。 10. 某固熔体中含有氧化镁为 2)假设MgO的密度为3. 6 Li F的密度为
3、2.6 , 那么该固溶 13. 一有机化合物, 其成分为 14.画出丁的4种可能的异构体。 1)求其单体的质量 ; 2)其聚合度为多少 ? 1)分子质量为28500g的分子,其均方根的长度为多少? 2)如果均方根的长度只有中的一半,则分子质量为多少? 17 . 聚合材料含有聚氯乙烯,其1个分子中有900个单体。如果每一个分子均能 被伸展成直线分子,则求此聚合物可得到理论上的最大应变为多少(设C- C键 中每1键长是0. 154nm) ? 18.有一共聚物ABS,每一种的质量分数均相同,则单体的比为多少(A一一丙 烯晴; B丁二烯;S苯乙烯)? 1)给出此分子的结构。 2)说明缩合聚合是如何发生
4、的。 3)当每摩尔的形成时,所放出的能量为多少?已知不同的键:C-0, H-N, C-N, H-0,其键能(kj/mol)分别为360, 430, 3 05, 500。 20.试述硅酸盐结构的基本特点和类型。 21?为什么外界温度的急剧变化可以使许多陶瓷器件开裂或破碎? 22.陶瓷材料中主要结合键是什么?从结合键的角度解释陶瓷材料所具有的特殊性 能。 15. 普通聚合物具有 作为单体,其平均分子质量为60 OOOu (取其各 16.聚氯乙烯被溶在有机溶剂中 , 设其c- C键长为0. 154nm,且链中 的缩合聚合物。19.尼龙-6是 键的数目 1?试述结晶相变的热力学条件、动力学条件、能量及
5、结构条件。 2.如果纯镰凝固时的最大过冷度与其熔点(J=1453 C)的比值为0.18,试 求其凝固驱 动力。(AH=-18075J/mol) 3.已知Cu的熔点tm=1083 C,熔化潜热打=1.88 X 10 3J/cm3,比表面能。 = 1.44X10“ J/cm 3 o (1)试计算Cu在853 C均匀形核时的临界晶核半径。 (2)已知Cu的相对原子质量为63. 5,密度为8. 9g/cm3,求临界晶核中的原子 数。 4.试推导杰克逊(K. A. Jac kson)方程 5.铸件组织有何特点? 6.液体金属凝固吋都需要过冷,那么固态金属熔化口寸是否会出现过热,为什 么? 7.已知完全结
6、晶的聚乙烯(PE)其密度为1.01g/cm 3,低密度乙烯 (LDPE)为0. 92 g/cm3,而高密度乙烯(HDPE)为0?96 g/cm 3,试计算在 LDPE及HD PE 中“资自由 空间”的大小。 而动 态过冷度是指结晶过程中,实际液相的温度与熔点之差。 (2)金屈结品时,原子从液相无序排列到固相有序排列,使体系爛值减少, 因此 是一个自发过程。 在液态金属中, 是只要有足够的能量起伏提供形核功,还是可以成核的。 测定某纯金属铸件结晶吋的最人过冷度,其实测值与用公式A T=0 . 2Tm 计算值 基本一致。 (8)某些铸件结晶时,由于冷却较快,均匀形核率N提高,非均匀形核率皿也提 高
7、,故总的形核率为N二N +N2O (9)若在过冷液体中,外加10 000颗形核剂,则结晶后就可以形成10 000颗晶粒。 当润湿角 0 非均匀形核的形核功最大。 (11)为了生产一批厚薄悬殊的砂型铸件,且要求均匀的晶粒度,则只要在工艺 上采取加形核剂就可以满足。 (12)非均匀形核总是比均匀形核容易,因为前者是以外加质点为结晶核心, 不 象后者那样形成界面,而引起自由能的增加。 (13)在研究某金属细化晶粒工艺时,主要寻找那些熔点低、且与该金属晶格常 数相近的形核剂,其形核的催化效能最高。 (14)纯金属生长时,无论液一固界面呈粗糙型或者是光滑型,其液相原子都是 一个一个地沿着固相面的垂直方向
8、连接上去。 仃5)无论温度如何分布,常用纯金属生长都是呈树枝状界面。 (16)氮化鞍和水溶液与纯金属结晶终了时的组织形态一样,前者呈树枝晶, 后 者也呈树枝晶。 (17)人们是无法观察到极纯金属的树枝状生长过程,所以关于树枝状的生长形 态仅仅是一种推理。 凡是涌现出小于临界晶核半径的晶胚都不能成核,但 (10)从非均匀形核功的计算公式A非=人 在任何温度下 , 液体金属中出现的最大结构起伏都是晶胚。 在任何温度下 , 液相中出现的最大结构起伏都是核。 所谓临界晶核 , 的晶胚的大小。 就是体系白由能的减少完全补偿表面白由能的增加时 中可以看出 , (18)液体纯金属中加入形核剂,其生长形态总是
9、呈树枝状。 (19)纯金属结晶时若呈垂直方式长大,其界面时而光滑, 时而粗糙, 交替 牛长。 (20)从宏观上观察,若液一固界面是平直的称为光滑界面结构,若是金属锯齿 形的称为粗糙界而结构。 (21 )纯金属结品时以树枝状形态生长,或以平面状形态生长,与该金屈的熔化 爛无关。 (2 2)金屈结晶时,晶体长大所需耍的动态过冷度有时述比形核所需耍的临 界过冷度大。 1.在Al-Mg合金中,巫二0. 0 5,计算该合金中Mg的质量分数 ( 股)( 已知Mg的相 对 原子质量为24.31, A为26.98)。 2.已知Al-Cu相图中,K = 0. 16, m = 3. 20若铸件的凝固速率R = 3
10、X10 4 cm/s, 温度梯度G=30 C/cm ,扩散系数D=3X1 0 5cm2/s,求能保持平面状 界面生长的 合金中肌的极值。 3?证明固溶体合金凝固时,因成分过冷而产生的最大过冷度为: 最大过冷度离液一固界面的距离为: 式中 m 液相线斜率 ; w C0Cu - 合金成分; 平衡分配系数 ; G 温度梯度 ; D 扩散系数 ; R 凝固速率。 说明:液体中熔质分布曲线可表示为: 4. Mg-N i系的一个共晶反应为: 设讥G为亚共晶合金,讥严C2为过共晶合金,这两种合金中的先共晶相的质量分 数相等,但G合金中的a总量为C2合金中Q总量的2 .5倍,试计算G和C2 的成 分。 5.在
11、图430所示相图中,请指岀: (1)水平线上反应的性质; (2)各区域的组织组成物; (3)分析合金I, II的冷却过程; (4)合金工,II室温时组织组成物的相对量表达式。 6.根据下列条件画出一个二元系相图,A和B的熔点分别是iooor和7 00 C, 含W 讦0.25的合金正好在50 0C完全凝固,它的平衡组织由73. 3%的先共晶。和 26. 7%的(a+B)共品组成。而加=0.50的合金在500 C时的组织由40%的先共晶a 和60%的(a+p ) 共晶组成,并且此合金的a总量为50%。 7.图4-31为Pb -Sb相图。若用铅會合金制成的轴瓦,要求其组织为在共晶体基体 上分布有相对
12、量为5%的P (Sb)作为硬质点,试求该合金的成分及硬度( 已 知a (Pb ) 的硬度为3HB, B (Pb)的硬度为30 HB)。 8.参见图4-32 CuZn相图, 图中有多少三相平衡, 写出它们的反应式。 分析 含wZn=0 ?40的Cu-Zn合金平衡结晶过程屮主要转变反应式及室温下相组成物与组织组成 物。 9?计算含碳wc=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量;并计算组织组成物珠光体中滲碳体和铁素体、莱氏体中二 次渗碳体、共晶渗碳体与共析渗碳体的相对量。 10?根据显微组织分析,一灰口铁内石墨的体积占12%,铁素体的体积占88%, 试求
13、 Wc为多少 (已知石墨的密度PG=2.2g/c m 3,铁素体的密度 P a=7. 8g/cm 3)o 11?汽车挡泥板应选用高碳钢还是低碳钢来制造? 12.当800 C时, (1) Fe-0. 00 2 C的钢内存在哪些相 ? (2)写出这些相的成分; (3)各相所占的分率是多少? 13.根据Fe-Fe3C相图(见图4-33), 仃)比较wc=0 .004的合金在铸态和平衡状态下结晶过程和室温组织有何不同; (2)比较wc =0. 019的合金在慢冷和铸态下结晶过程和室温组织的不同; (3)说明不同成分区域铁碳合金的工艺性。 14. 550 C时有一铝铜合金的固熔体,其成分为Xc=O?02
14、。此合金先被淬火,然 后重新加热到1 (XTC以便析出()。此()(CUA12:)相发展成许多很小的颗 粒弥 散分布于合金中,致使平均颗粒间距仅为5 . Onmo (1)请问lmi合金内大约形成多少个颗粒? (2)如果我们假设100 C时Q屮的含Cu量可认为是零,试推算每个9颗粒内 有 多少个铜原子(已知A 1的原子半径为0. 1 43 nm)。 15?如果有某Cu-Ag合金(WCu=0. 0 75, WAg=0.9 25) 1000g,请提出一种方案 , 可 从该合金内提炼出100 g的Ag,且其屮的含Cu量2(假设液相线和固相线均为直 线)。 16?已知和渗碳体相平衡的a-Fe,其固溶度方
15、程为 : 假设碳在奥氏体中的固熔度方程也类似于此方程,试根据F e-Fe3C相图写出该 方程。 17.碳钢在平衡冷却条件下,所得显微组织中,含有50%的珠光体和50 % 的 铁素 体,问: (1 )此合金中含碳质量分数为多少? (2)若该合金加热到730 C,在平衡条件下将获得什么组织? (3)若加热到850 C, 乂将得到什么组织? 18.利用相律判断图4-34所示相图屮错误Z处。 19.指出下列概念屮错误之处,并更正。 (1)固熔体晶粒内存在枝晶偏析,主轴与枝间成分不同,所以整个晶粒不是一 个相。 (2)尽管固熔体合金的结晶速度很快,但是在凝固的某一个瞬间,A、B组 元 在液相与固相内的化
16、学位都是相等的。 (3)固熔体合金无论平衡或非平衡结晶过程中,液一固界面上液相成分沿着液 相平均成分线变化;固相成分沿着固相平均成分线变化。 (4)在共晶线上利用杠杆定律可以计算出共晶体的相对量。而共晶线属于三相 区,所以杠杆定律不仅适用于两相区,也适用于三相区。 (5)固熔体合金棒顺序结晶过程中,液一固界面推进速度越快,则棒中宏观偏 析越严重。 (6)将固熔体合金棒反复多次“熔化一凝固”,并采用定向快速凝固的方 法,可以有效地提纯金展。 (7 ) 从产生成分过冷的条件可知,合金中熔质浓度越高, 成分过冷区域小,越易形成胞状组织。 (8)厚薄不均匀的Ni -Cu合金铸件,结晶后薄处易形成树枝状
17、组织,而厚处 易形成胞状组织。 (9)不平衡结晶条件下, 靠近共晶线端点内侧的合金比外侧的合金易于形成离 异共晶组织。 (10)具有包晶转变的合金,室温时的相组成物为。a+B,其中B相均是 包晶转 变产物。 仃1)用循环水冷却金属模,有利于获得柱状晶区,以提高铸件的致密性。 (12)铁素体与奥氏体的根本区别在于I古1熔度不同,前者小而后者大。 (13)(13)72 7C是铁素体与奥氏体的同素异构转变温度。 (14)在Fe-Fe3C系合金中,只有过共析钢的平衡结晶组织中才有二次渗碳体存 在。 (15)凡是碳钢的平衡结晶过程都具有共析转变,而没有共晶转变;相反,对于 铸铁则只有共晶转变而没有共析转
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 材料科学基础 材料科学 基础 复习题 doc
链接地址:https://www.31doc.com/p-5622260.html