材料科学与工程的四个基本要素

第二章材料科学与工程的四个基本要素作业一第一部分填空题（10个空共10分，每空一分）1．材料科学与工程有四个基本要素，它们分别是：使用性能、材料的性质、和。2．材料性质的表述包括、物理性质和化学性质。3．强度可以用弹性极限、和比例界限等来表征。4．三类主要的材料力学失效形式分别是：、磨损和腐蚀。5．材料的结构包括键合结构、和组织结构。6．晶体结构有三种形式，它们分别是：晶体、和准晶体。7．化学分析、物理分析和是材料成分分析的三种基本方法。8．材料的强韧化手段主要有、加工强化、弥散强化、和相变增韧。第二部分判断题（10题共20分，每题2分）1．材料性质是功能特性和效用的描述符，是材料对电.磁.光.热.机械载荷的反应。（）2．疲劳强度材料抵抗交变应力作用下断裂破坏的能力。（）3．硬度是指材料在表面上的大体积内抵抗变形或破裂的能力。（）4．性能是包括材料在内的整个系统特征的体现；性质则是材料本身特征的体现。（）5．晶体是指原子排列短程有序，有周期。（）6．材料的热处理是指通过一定的加热、保温、冷却工艺过程，来改变材料的相组成情况，达到改变材料性能的方法。（）7．材料表面工程包括表面改性和表面保护两个方面。（）8．材料复合的过程就是材料制备、改性、加工的统一过程。（）9．材料合成与加工过程是在一个不限定的空间，在给定的条件下进行的。（）10．材料中裂纹的形成和扩展的研究是微观断裂力学的核心问题。（）第三部分简答题（4题共40分，每题10分）1．材料性能的定义是什么？2．金属材料的尺寸减小到一定值时，材料的工程强度值不再恒定，而是迅速增大，原因有哪两点？3．流变成型包括哪几个方面？4．材料改性的目的和内容是什么？第四部分论述题（2题共30分，每题15分）1．材料的成分和结构主要的测试手段有哪些？它们使用于哪些范围？2．加工与合成的定义和主要内容是什么？以及它们的关系是什么？发展方向是什么？作业二第一部分填空题（10题共10分，每题1分）1．材料的物理性质表述为、磁学性质、和热学性质。2．材料的硬度表征为、洛氏硬度和维氏硬度等。3．材料的化学性质主要表现为和。4．、熔炼与凝固、粉末烧结和是四种主要的材料制备方法。5．如果按材料的流变特性来分析，则材料的成型方法可分为三种：液态成型、和流变成型。6．金属材料的改性包括以及材料的热处理7．典型热处理工艺有、退火、回火和正火。第二部分选择题（5题共10分，每题2分）1．分析材料的相组成你会选取何种测试手段（）A扫描电镜B透射电镜C红外吸收光谱2．分析各相之间的位相关系选取何种测试手段（）A红外吸收光谱BX射线衍射C扫描电镜3．进行断口形貌观察最好用何种仪器（）A扫描电镜B透射电镜CX射线衍射D红外吸收光谱4．观察原子结构采用何种仪器（）A光学显微镜B隧道扫描线微镜C扫描电镜D红外吸收光谱５．下列仪器中分辨率最高的是（）A体式显微镜B光学显微镜C隧道扫描线微镜D电子扫描显微镜第三部分判断题（10题共10分，每题1分）1．材料性能是随着外因的变化而不断变化，是个渐变过程，在这个过程中发生量变的积累，而性质保持质的相对稳定性；当量变达到一个“度”时，将发生质变，材料的性质发生根本的变化。（）2．疲劳强度是材料抵抗交变应力作用下断裂破坏的能力。（）3．韧性指材料从塑性变形到断裂全过程中吸收的能量。（）4．在材料使用性能（产品）设计的同时，力求改变传统的研究及设计路线，将材料性质同时考虑进去，采取并行设计的方法。（）5．准晶体的特点是原子排列长程有序，有周期。（）6．现代材料科学家对材料成分、结构的认识是由分析、检测实现的。（）7．热处理是指通过一定的加热、保温、冷却工艺过程，来改变材料的组织组成的情况，达到改变材料性能的方法。（）8．淬火通过快速冷却，获得远离平衡态的不稳定组织，达到强化材料的目的。（）9．正火是在奥氏体状态下，空气或保护气体冷却获得珠光体均匀组织，提高强度，降低韧性。（）10．材料表面工程有：表面改性、表面防护和薄膜技术。（）第四部分简答题（4题共40分，每题10分）1．从事材料工程的人们为什么必须注重材料性能数据库。2．什么是材料的组织组成。3．“材料设计”构想始于50年代，80年代后实现“材料设计”的条件渐趋成熟。表现在哪三个方面。4．新型材料设计的内容。第五部分论述题（2题共30分，每题15分）1．材料科学与工程的四要素是什么，它们之间的关系如何？2．你认为材料工作者需要具备什么样的条件？你认为哪些方面是新技术新材料的代表？作业三一、名词解释（6题共30分，每题5分）(1).晶体：(2).硬度：(3).疲劳强度：(4).材料组织：(5).韧性：(6).材料的“合金化”：二、填空题（10个空共10分，每空1分）(1).固体中的结合键可以分为（）种，它们是（）、离子键、（）、共价键。(2).共晶反应式为：()，共晶反应的特点为：()。(3).材料力学性能的硬度表征：布氏硬度、()、维氏硬度等。(4).马氏体的显微组织形态主要有：（）、（）两种。其中（）的韧性较好(5).液态金属结晶时，结晶过程的推动力是：（）。三、是非题（5题共10分，每题2分）(1).材料性质是功能特性和效用的描述符，是材料对电、磁、光、热、机械载荷的反应。(2).一个合金的室温组织为α+βⅡ+（α+β），它由三相组成。(3).三束表面改性是指：激光束、电子束、离子束(4).材料中裂纹的形成和扩展的研究是微观断裂力学的核心问题。(5).不论含碳量的高低，马氏体的硬度都很高，脆性都很大。）四、选择题（5题共10分，每题2分）(1).决定晶体结构和性能最本质的因素是：a.原子间的结合能b.原子间的距离c.原子的大小。(2).固溶体的晶体结构：a.与溶剂相同b.与溶质相同.c.为其它晶型(3).材料的刚度和有关：a.弹性模量b屈服强度c抗拉强度(4).间隙相的性能特点是：a.熔点高，硬度低；b硬度高，熔点低c硬度高、熔点高(5).珠光体是一种：a.单相固溶体b两相混合物c.Fe和C的化合物五、简答题（4题共20分，每题5分）(1).何为粉末烧结？影响烧结的因素有哪些？(2).简述纤维增强复合材料的机理。(3).简述从事材料工程的人们必须注重材料性能数据库。(4).简述材料设计的主要内容六、综合分析题（2题共20分，每题10分）(1).材料的四大要素是什么？叙述材料四大要素之间的关系。(2).试述材料的强韧化的主要方法及其各自原理。作业四一、名词解释（6题共30分，每题5分）(1).塑性：(2).刚度：(3).抗蠕变性：(4).马氏体：(5).断裂韧性：(6).材料的热处理：二、填空题（10个空共10分，每空1分）(1).材料的物理性质主要包括：()、磁学性质、()、热学性质等(2).三类主要的材料力学失效形式：()、()、腐蚀。(3).材料物理性能的电学性能表征有：（）、（）、介电常数等。(4).三大类材料的成型技术在材料工程中是内容最为丰富的一部分。如果按材料的流变特性来分析，则材料的成型方法可分为三种：（）、（）、流变成型。(5).三束表面改性是指：（）、（）、离子束等。三、是非题（5题共10分，每题2分）(1).结构材料是指工程上要求机械性能的材料。（）(2).表面淬火既能改变钢的表面化学成分，也能改善心部的组织和性能。（）(3).材料的加工与合成主要内容包括材料制备、材料加工、表面工程、材料复合。（）(4).有许多种薄膜技术能够在基材表面覆盖薄膜材料层，其中最重要的两种方法是：物理气相沉积PVD和化学气相沉积CVD。（）(5).合金元素对钢的强化效果主要是固溶强化。（）四、选择题（5题共10分，每题2分）(1).晶体中的位错属于：a.体缺陷.b面缺陷.c.线缺陷（）(2).奥氏体是：a.碳在γ-Fe中的间隙固溶体；b.碳在α-Fe中的间隙固溶体c.碳在β-Fe中的间隙固溶体（）(3).在发生L→α+β共晶反应时，三相的成分：a.确定b.相同c.不定（）(4).设计纤维复合材料时，对于韧性较低的基体，纤维的膨胀系数可（）；对于塑性较好的基体，纤维的膨胀系数可（）a.略低b相差很大c略高d相同五、简答题（4题共20分，每题5分）(1).何为复合材料？简述材料复合的目的。(2).简述性质与性能的关系和区别。(3).简述材料的加工的主要范畴(4).简述材料改性的目的以及其主要内容六、综合分析题（2题共20分，每题10分）(1).材料的成分和结构主要的测试手段有哪些？(2).试述材料热处理的常见工艺及其目的。