材料科学基础(沈阳航空航天大学) 中国大学mooc慕课答案2024版 m102411

第一章 材料的晶体结构 (I) 第一单元测验

1、 根据元素的电负性数值，判断下列原子中哪一个获得电子的能力最强。

A:Al
B:Si
C:Cl
D:O
答案: O

2、 自然界中存在的晶体的空间点阵可以分为几种晶系，几种布拉维点阵？

A:7,9
B:14,7
C:7,14
D:9,14
答案: 7,14

3、 下列选项中，哪个是NaCl、ZrC、Fe、Cu3Zn、单晶Si这五种物质的主要键合方式。

A:离子键 共价键 金属键 共价键 共价键‍
B:离子键 共价键 金属键 金属键 共价键
C:共价键 离子键金属键 共价键 二次键
D:离子键 共价键 金属键 金属键 分子键
答案: 离子键 共价键 金属键 金属键 共价键

4、 晶体结构可以看成是空间点阵加基元的组合。

A:正确
B:错误
答案: 正确

5、 选取晶胞时，一般需要选择阵点数目最少的平行六面体。

A:正确
B:错误
答案: 错误

6、 两个原子结合时的位能越低，则原子结合键越强。

A:正确
B:错误
答案: 正确

7、 晶胞是代表晶格原子排列规律的最小几何单元。

A:正确
B:错误
答案: 正确

8、 立方晶系中的CsCl晶体单胞含有两个原子，故晶体结构与BCC-V结构相同

A:正确
B:错误
答案: 错误

9、 Cu金属和NaCl食盐晶体都表现为面心立方结构。

A:正确
B:错误
答案: 正确

10、 布拉菲点阵中存在底心四方点阵。

A:正确
B:错误
答案: 错误

第一章 材料的晶体结构 (II) 第二单元测验

1、 求截距为1，∞，∞晶面的指数为

A:（100）
B:<100>
C:(011)
D:(101)
答案: （100）

2、 在立方晶系中，两晶面夹角的余弦值为（），则两晶面垂直；两晶向夹角余弦值为（），则两晶向平行。

A:0,1
B:0,0
C:1,1
D:1,0
答案: 0,1

3、 面心立方结构的密排面和密排方向是

A:{110},<111>
B:{111}，<110>
C:{100},<111>
D:{111},<100>
答案: {111}，<110>

4、 已知面心立方Cu晶体的点阵常数为0.361 nm，则其原子半径为( )

A:0.143 nm
B:0.128 nm
C:0.156 nm
D:0.135 nm
答案: 0.128 nm

5、 已知金属V原子的原子半径为0.135 nm，则BCC-V晶体的点阵常数为( )

A:0.382 nm
B:0.27 nm
C:0.333 nm
D:0.312 nm
答案: 0.312 nm

6、 γ-Fe的点阵常数为0.3633 nm，其密排面的晶面间距为( )

A:0.2096 nm
B:0.2569
C:0.1483 nm
D:0.3633 nm
答案: 0.2096 nm

7、 下列金属具有体心立方结构的有

A:Cr
B:α-Fe
C:Ni
D:W
答案: Cr;
α-Fe;
W

8、 下面具有密排六方结构的金属有哪些

A:Mg
B:Fe
C:Zn
D:Cd
答案: Mg;
Zn;
Cd

9、 密排六方结构和面心立方结构的晶体具有相同的原子排列致密度，因此两者的密排面堆垛方式相同。

A:正确
B:错误
答案: 错误

10、 Cu和CaF2具有相同的晶体结构，都为面心立方结构，故二者单胞内含有的原子个数也相同

A:正确
B:错误
答案: 错误

第一章 材料的晶体结构 (III) 第三单元测试

1、 合金中其晶体结构与组成元素的晶体结构均不相同的固体称为______.

A:固溶体
B:金属化合物
C:间隙固溶体
D:置换固溶体
答案: 金属化合物

2、 尺寸因素化合物主要受（）尺寸因素控制。

A:分子
B:原子
C:电子
D:化合物
答案: 原子

3、 正常价化合物主要受电负性因素控制。

A:正确
B:错误
答案: 正确

4、 形成间隙固溶体的溶质元素一般是原子半径较小的金属元素。

A:正确
B:错误
答案: 错误

5、 置换固溶体是溶剂原子嵌入溶剂晶格间隙。

A:正确
B:错误

答案: 错误

6、 化合物VC晶体中的C原子位于晶胞的间隙位置，故VC晶体结构与金属V的晶体结构相同。

A:正确
B:错误
答案: 错误

7、 MgCu2相为拓扑密堆相

A:正确
B:错误
答案: 正确

8、 相对于金属晶体，大部分离子晶体的硬度更高，且是良好的绝缘体。

A:正确
B:错误
答案: 正确

9、 固溶体中溶质原子的分布都是混乱随机占据晶格格点或间隙位置。

A:正确
B:错误
答案: 错误

10、 间隙固溶体和间隙相中间隙原子都占据间隙位置，故二者具有相同的晶体结构。

A:正确
B:错误
答案: 错误

第二章 晶体缺陷 （I） 第四单元测验

1、 以下哪种描述属于螺型位错

A:晶体中有一边缘终止于晶体内部的附加原子面或半原子面
B:一个晶体的某一部分相对于其余部分发生滑移，原子平面沿着一根轴线盘旋上升，每绕轴线一周，原子面上升一个晶面间距
C:位错线的中间部分为两种不同类型的晶格扭曲相互混合
D:以上都不是
答案: 一个晶体的某一部分相对于其余部分发生滑移，原子平面沿着一根轴线盘旋上升，每绕轴线一周，原子面上升一个晶面间距

2、 以下叙述是哪种类型位错：位错线与柏氏矢量方向呈45°

A:刃型位错
B:螺型位错
C:混合型位错
D:正刃型位错
答案: 混合型位错

3、 以下关于柏氏矢量叙述中正确的是：

A:柏氏矢量的回路起点不同，则柏氏矢量的方向会发生改变
B:柏氏矢量与回路起点及其具体途径无关
C:存在柏氏矢量为零的位错
D:柏氏矢量越小，表示位错导致的点阵畸变越严重
答案: 柏氏矢量与回路起点及其具体途径无关

4、 具有相同伯氏矢量的刃型位错线P和螺型位错线Q，两者的长度也相同，则两者的能量大小关系为

A:E(P) > E(Q)
B:E(P) < E(Q)
C:E(P) = E(Q)
D:不确定
答案: E(P) > E(Q)

5、 点缺陷主要包括（）

A:间隙原子
B:置换原子
C:溶剂原子
D:空位
答案: 间隙原子;
置换原子;
空位

6、 螺型位错可以发生下列哪些运动

A:攀移
B:滑移
C:交滑移
D:以上全是
答案: 滑移;
交滑移

7、 在位错滑移面的上半部，晶体受压应力，下半部晶体受拉应力。

A:正确
B:错误
答案: 错误

8、 螺型位错所受力平行于切应力方向，刃型位错则相反。

A:正确
B:错误
答案: 错误

9、 相同含量的间隙原子和置换原子对固溶体合金产生的点阵畸变相同

A:正确
B:错误
答案: 错误

10、 两条平行的刃型位错和螺型位错会产生相互作用

A:正确
B:错误
答案: 错误

作业第二章 晶体缺陷（II） 第一、第二章知识相关作业

1、 共两道题，每题50分，共100分。
评分规则:  第一题答案如下图，每画对一个晶面或晶向给10分
第二题答案如下，共50分，得分要点如下描述。2. 答：令逆时针方向为位错环线的正方向，则A点为正刃型位错（5分），B点为负刃型位错（5分），D点为右螺旋位错（5分），C点为左螺旋位错（5分），位错环上其他各点均为混合型位错（5分）。各段位错线所受的力均为f=τb，方向垂直于位错线并指向滑移面的未滑移区。（5分）（2）在外力τ和位错线的线张力T作用下，位错环最后再晶体中稳定不动，此时故（20分）

第二章 晶体缺陷（II） 第五单元测验

1、 关于位错运动正确的是

A:刃型位错滑移引起的晶体的滑移与位错柏氏矢量方向垂直。
B:刃型位错的滑移面就是由位错线与伯氏矢量所决定的平面。
C:使螺型位错滑移的切应力方向与伯氏矢量垂直，位错滑移后，滑移面两侧晶体的相对位移与伯氏矢量的大小不同。
D:无论是刃型位错还是螺型位错，攀移方向与滑移面垂直。
答案: 刃型位错的滑移面就是由位错线与伯氏矢量所决定的平面。

2、 下列说法正确的是

A:面心立方的单位位错是<110>
B:体心立方的单位位错是<010>
C:密排六方的单位位错是<1121>
D:以上均不正确
答案: 面心立方的单位位错是<110>

3、 刃型位错和螺型位错线上的割阶分别为（）和（）。

A:刃型位错和螺型位错
B:螺型位错和刃型位错
C:刃型位错和刃型位错
D:螺型位错和螺型位错
答案: 刃型位错和刃型位错

4、 层错和不完全位错之间的关系是

A:层错和不完全位错交替出现；
B:层错和不完全位错能量相同；
C:层错能越高，不完全位错伯氏矢量的模越小；
D:不完全位错总是出现在层错和完整晶体的交界处；
答案: 不完全位错总是出现在层错和完整晶体的交界处；

5、 界面能最低的是（）。

A:孪晶界
B:共格界面
C:小角度晶界
D:表面
答案: 共格界面

6、 扩展位错之间常夹有一片层错区，故扩展位错是（）

A:线缺陷
B:面缺陷
C:单位位错
D:以上均不是
答案: 线缺陷

7、 不对称倾斜晶界可看成由两组伯氏矢量相互垂直的螺型位错交错排列而成。

A:正确
B:错误
答案: 错误

8、 形成共格界面时，在相界附近必然产生一定的弹性畸变，晶面间距较小者发生伸长，较大者产生压缩。

A:正确
B:错误
答案: 正确

9、 退火孪晶一般只能在FCC结构的金属材料中发现，而形变孪晶可以在BCC和HCP结构的金属材料中发现

A:正确
B:错误
答案: 正确

10、 同一滑移面存在两个伯氏矢量相同的位错环，位错环半径分别为r1和r2，且r1>r2，因此在同一切应力作用下半径为r1的位错环更容易运动。

A:正确
B:错误
答案: 正确

第三章 材料的形变（I） 第六单元测验

1、 取向因子越大，屈服强度（）。

A:越小
B:越大
C:不变
D:不一定
答案: 越小

2、 单晶体的分切应力与（）有关

A:外力相对于滑移系的取向
B:拉伸时的屈服应力
C:金属的类型
D:固溶体合金的溶质浓度
答案: 外力相对于滑移系的取向

3、 在金相试样表面上观察到的几组交叉滑移线是由于（）产生的

A:交滑移
B:多系滑移
C:单滑移
D:攀移
答案: 多系滑移

4、 派-纳力的大小跟以下哪些因素有关。

A:滑移面的面间距
B:位错宽度
C:切变模量
D:位错密度
答案: 滑移面的面间距;
位错宽度;
切变模量

5、 对于金属的弹性变形，表达正确的是（）

A:它是可逆的，即去掉外力后变形可消失
B:应力-应变之间满足胡克定律
C:弹性变形量的数值一般都比较大
D:单晶体的弹性模量具有各向异性
答案: 它是可逆的，即去掉外力后变形可消失;
应力-应变之间满足胡克定律;
单晶体的弹性模量具有各向异性

6、 材料在拉伸时，当切应力和拉伸轴、滑移面法线三者共面时切应力最小。

A:正确
B:错误
答案: 错误

7、 扭折部位的位错密度一般比其他部位的位错密度高。

A:正确
B:错误
答案: 正确

8、 对于有多组滑移系的晶体，滑移首先在取向最有利的滑移系中进行。

A:正确
B:错误
答案: 正确

9、 滑移通常发生在密排面上，这是由于密排面的晶面间距最小，从而使得点阵阻力最小造成的。

A:正确
B:错误
答案: 错误

10、 孪生和滑移一样，都会改变晶格位向关系。

A:正确
B:错误
答案: 错误

作业第一章和第二章 第一、二章作业(请大家手写作业，然后拍照，以附件形式上传到mooc网上作为答案，同时，学委将作业照片收齐通过QQ传给我)

1、
评分规则:  逻辑清楚，书写工整，图表规范
画出坐标系和立方晶胞按照晶面或晶向指数的确定原则进行倒推

2、 已知面心立方晶格的晶格常数为a，试求出（100）、（110）、（111）晶面的晶面间距，指出晶面间距最大的晶面是哪个面？并指出最密排晶面是哪个面？由此，你能得到什么规律？
评分规则:  分析清楚，计算准确，字迹工整
（100）晶面间距为，(110)晶面间距为,(111)晶面间距为，面间距最大的是（111）
最密排晶面是（111），由此，可得到的结论就是：最密排晶面的晶面间距最大

3、
评分规则:  画图规整，计算清楚，字迹工整

4、
评分规则:  计算说明严谨，字迹工整

产生差别的原因:晶体结构不同,原子半径大小也不同;晶体结构中原子配位数降低时,原子半径收缩。

5、 已知铁和铜在室温下的晶格常数分别为0.286nm和0.3607nm，求1中铁和铜的原子数。
评分规则:  分析合理，计算严谨，字迹工整

6、 试计算体心立方晶格中{110}、{111}等晶面的原子密度和<110>、<111>等晶向的原子密度，并指出其最密晶面和最密晶向。（提示：晶面的原子密度为单位面积上的原子数，晶向的原子密度为单位长度上的原子数）
评分规则:  理解准确，计算正确，字迹工整
设晶格常数为a，在一个晶胞内，{110}晶面的面积为，{111}晶面的面积为,<110>晶向上的线段长度为，<111>晶向上的线段长度为在{110}晶面平面上包含着2个原子，{111}晶面平面上包含着1/2个原子，<110>晶向上的线段含有1个原子，<111>晶向上的线段含有2个原子，因此，{110}晶面的原子密度为{111}晶面的原子密度为<110>晶向上的原子密度为<111>晶向上的原子密度为

7、 已知BCC的铁的密度为7.87g/,求一个铁晶胞中包含的空位数为多少？每中包含的空位数是多少？（铁的点阵常数为2.866,铁原子的摩尔质量为55.847g）。
评分规则:  判断有据，字迹工整

第四章 回复再结晶 （I） 第七单元测验

1、 一般来说，晶粒越细小，材料的强度（）。

A:越低
B:越高
C:没有关系
D:不变
答案: 越高

2、 强化金属材料的各种手段的出发点都在于（）

A:利用各种缺陷阻碍位错运动
B:使位错增殖
C:使位错适当减少
D:增加缺陷密度
答案: 利用各种缺陷阻碍位错运动

3、 既能提升合金的强度又能降低合金脆性的手段是（）

A:固溶强化
B:细晶强化
C:第二相粒子强化
D:加工硬化
答案: 细晶强化

4、 在室温下轧制变形80%的铅金属后，其微观组织表现为（）。

A:沿轧制方向伸长的晶粒
B:纤维状晶粒
C:等轴状晶粒
D:以上都不是
答案: 纤维状晶粒

5、 尽管加工硬化是一种有效的强化手段，但它不适用于（）

A:单晶体材料
B:双相复合材料
C:多晶体材料
D:高温下
答案: 高温下

6、 可变形粒子的强化包括以下哪几种方式？

A:化学强化
B:有序强化
C:加工硬化
D:共格强化
答案: 化学强化;
有序强化;
共格强化

7、 材料的内应力主要包括（）

A:宏观内应力
B:点阵畸变
C:微观内应力
D:屈服强度
答案: 宏观内应力;
点阵畸变;
微观内应力

8、 材料在塑性变形的过程中，晶粒组织没有明显的变化。

A:正确
B:错误
答案: 错误

9、 金属的预先变形程度越小，其开始再结晶的温度越高

A:正确
B:错误
答案: 正确

10、 回复是指在新的无畸变晶粒出现前的阶段，该阶段的亚结构在金相显微镜和透射电子显微镜中无明显变化

A:正确
B:错误
答案: 错误

作业第四章 回复再结晶（II） 第三、第四章相关知识作业

1、 1. Zn单晶在拉伸之前的滑移方向与拉伸轴的夹角为45°，拉伸后滑移方向与拉伸轴的夹角为30°，求拉伸后的延伸率。
评分规则:  

2、 2. 已知Fe的Tm=1538℃，Cu的Tm=1083℃，试估算Fe和Cu的最低再结晶温度。
评分规则:  答：根据经验公式，再结晶温度T再≈0.4Tm故Fe的最低再结晶温度T再=0.4×（1538+273）=724.4K=451.4℃Cu的最低再结晶温度T再=0.4×（1083+273）=542.4K=269.4℃

第四章 回复再结晶（II） 第八单元测验

1、 再结晶后：（）

A:形成了等轴晶，强度增大
B:形成了等轴晶，塑性升高
C:形成了柱状晶，强度增大
D:形成了柱状晶，塑性降低
答案: 形成了等轴晶，塑性升高

2、 在下列哪种情形下，再结晶后若在更高温度保温还可能发生异常晶粒长大。

A:金属在临界变形量进行冷变形；
B:冷变形金属中存在着弥散分布的第二相粒子；
C:冷变形前的原始晶粒粗大；
D:冷变形金属纯度非常高
答案: 冷变形金属中存在着弥散分布的第二相粒子；

3、 再结晶过程包括无畸变等轴晶粒的形核和长大，（）

A:形核和长大的驱动力都源自形变储存能；
B:形核和长大的驱动力都源自晶粒界面能差；
C:形核驱动力为形变储存能，长大驱动力为晶粒界面能差；
D:形核和长大的驱动力都源自外部加热所提供的能量；
答案: 形核驱动力为形变储存能，长大驱动力为晶粒界面能差；

4、 经冷变形后的金属在回复过程中，位错会发生（）。

A:增殖；
B:大量消失；
C:部分重排；
D:基本不发生变化；
答案: 部分重排；

5、 热加工与冷加工的区别取决于（）

A:高温回复
B:再结晶温度
C:晶粒长大
D:织构
答案: 再结晶温度

6、 常见的退火孪晶形态有哪些（）

A:晶界交角处的退火孪晶
B:贯穿晶粒的完整退火孪晶
C:一端终止于晶内的完整退火孪晶
D:一端终止于晶内的不完整的退火孪晶
答案: 晶界交角处的退火孪晶;
贯穿晶粒的完整退火孪晶;
一端终止于晶内的不完整的退火孪晶

7、 再结晶后晶粒大小的影响因素有（）

A:变形程度
B:再结晶退火温度
C:原始晶粒的大小
D:合金元素和杂质
答案: 变形程度;
再结晶退火温度;
原始晶粒的大小;
合金元素和杂质

8、 加热时只发生动态回复的金属，由于内部有较高的位错密度，若能在热加工后快速的冷却至室温，可使材料具有较高的塑性。

A:正确
B:错误
答案: 错误

9、 在工业生产中常见的热加工有锻造和轧制等压力加工。

A:正确
B:错误
答案: 正确

10、 再结晶与固态相变性质相同，都是晶粒形核和长大的过程。

A:正确
B:错误
答案: 错误

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