2021 材料科学基础(北京理工大学) 最新满分章节测试答案

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本课程起止时间为:2021-03-22到2021-07-30

【作业】05金属的结晶与二元相图 05金属的结晶与二元相图

1、 问题:简述晶核的形成方式和形成晶核在热力学上必须满足的两个条件。
评分规则: 【 自发形核：由液体金属内部原子聚集尺寸超过临界晶核尺寸后形成的结晶核心。
非自发形核：以液体中存在的固态杂质为核心形核。
液体必须具有一定的过冷度，凝固才能自发进行。
过冷度必须低于形成临界晶核能量起伏的临界过冷度，使得临界晶核形成中体系的Gibbs自由能降低。
】

2、 问题:铁碳合金中铁与碳的存在形式。
评分规则: 【 纯铁的同素异晶转变：纯铁结晶后，在不同温度范围内呈现不同的晶格。这种随着温度的改变，固态金属晶格也随之改变的现象称为同素异晶转变。
碳在铁碳合金中的存在形式有三种：C溶于Fe的不同晶格中形成固溶体。
C与Fe形成金属化合物，即渗碳体。
C以游离态的石墨存在于合金中。
】

【作业】03材料的电子结构 03材料的电子结构

1、 问题:受一定势能场束缚的电子有何特点？
评分规则: 【 ① 电子可存在多种运动状态，并分别用Ψ1、Ψ2、Ψ3、……、Ψn等波函数来描述；
② 相对应的每个状态能量有确定的数值，电子能量是不连续的，只能取一些独立的值；
③ 电子存在最小能量，这个能量状态称为基态能量，也称为零点能；
④ 电子运动没有经典的运动轨道，只有几率分布。这种几率分布用波函数来描述
】

2、 问题:简述导体、半导体和绝缘体的能带结构的区别
评分规则: 【 导体：最外层能带未填满，价带和导带在同一能带中或价带填满，但价带与导带有重叠
半导体：禁带在价带和导带之间，但禁带很窄
绝缘体：价带和导带之间有一个很宽的禁带。
】

3、 问题:名词解释：光电发射现象、光电导效应
评分规则: 【 光电发射现象：当金属或半导体受到光照射时，其表面和体内的电子因吸收光子能量而被激发，如果被激发的电子具有足够的能量，足以克服表面势垒而从表面离开，即产生光电发射效应。
光电导效应：半导体在受到光照射时，其电导率发生变化的现象称为光电导效应。
】

【作业】04材料的原子结构 04材料的原子结构

1、 问题:晶体和非晶体的区别
评分规则: 【 晶体：具有规则的几何外形、确定的熔点、具有各向异性、对x射线有衍射效应、有对称性
非晶体：无定形、无确定熔点、各向同性、无衍射、不对称
】

2、 问题:名词解释：构型、构象
评分规则: 【 构型：高分子中结构单元由化学键所固定的原子在空间的几何排列
构象：由分子链中单键内旋转转运动引起原子在空间位置的变化而构成大分子链的各种形态称为大分子链的构象
】

3、 问题:与小分子液晶相比，高分子液晶具有的特殊性是？
评分规则: 【 ① 热稳定性大幅度提高
② 热致性高分子液晶有较大的相区间温度
③ 粘度大，流动行为与—般溶液显著不同
】

【作业】08常用非金属材料 08常用非金属材料

1、 问题:全塑料制造的零件有何特点？
评分规则: 【 优点：相对密度小(一般为0.9 ~2.2)；耐蚀性、电绝缘性、减摩、耐磨性好；有消音吸振性能 。
缺点：力学性能差(为钢铁材料的1/100~1/10)，强度低；耐热性差、热膨胀系数大（是钢铁的10倍）、导热系数小(只有金属的1/200~1/600)；易老化；大多数品种易燃烧。
】

2、 问题:陶瓷的基本性能有哪些？
评分规则: 【 （1）结合键主要为离子键和共价键，陶瓷材料具有较高的化学稳定性，耐高温、耐腐蚀、高强度等基本属性。
（2）弹性模量是各类材料中最高的
（3）脆性材料，断裂前无塑性变形，冲击韧性极低，抗拉强度远低于抗压强度。
（4）硬度高，尤其是高温硬度高。
（5）熔点高，高温强度好，高温抗氧化性好，抗熔融金属侵蚀性高。
（6）导电能力在很大范围内变化。
】

05金属的结晶与二元相图

1、 问题:细化晶粒的方法有( )
选项：
A:控制过冷度
B:振动
C:搅拌
D:变质处理
答案: 【控制过冷度;
振动;
搅拌;
变质处理】

2、 问题:二元合金相图的基本类型有( )
选项：
A:二元合金的匀晶相图
B:二元合金的共晶相图
C:二元合金的包晶相图
D:二元合金的共析相图
答案: 【二元合金的匀晶相图;
二元合金的共晶相图;
二元合金的包晶相图;
二元合金的共析相图】

3、 问题:下列关于常见三相等温水平线上的反应，错误的是（）
选项：
A:共晶反应：L⇄ a + b
B:共晶反应：L + a ⇄ b
C:包晶反应：L + a⇄ b
D:包晶反应：L⇄ a + b
答案: 【共晶反应：L + a ⇄ b;
包晶反应：L⇄ a + b】

4、 问题:金属在结晶之前，温度连续下降，当液态金属冷却到理论结晶温度（T0）时，就开始结晶。
选项：
A:正确
B:错误
答案: 【错误】

5、 问题:铁碳合金是以铁、碳为主要成分的合金，其中铁的含量大于95%。根据碳含量的不同分为碳钢（含碳量为 2.11% — 6.69%）和铸铁（含碳量为 0.0218% — 2.11%）
选项：
A:正确
B:错误
答案: 【错误】

【作业】01绪论 01 绪论

1、 问题:为什么要发展新材料？
评分规则: 【 新型材料能够促使生产力得到极大的提高，推动人类社会的发展。
新型材料是现代国民经济各行业发展的基础。
新型材料是国防现代化的保证。
新型材料是科技进步的关键。
】

2、 问题:材料科学与工程的四要素是什么，它们之间的关系是什么？
评分规则: 【 材料科学与工程的四要素为结构、性能、加工及使用表现。
只有控制材料的结构，才能得到人们追求的材料性能。
加工是控制材料内部结构的基础和必要手段，是赋予材料外部结构所必须的工艺方法。
性能是人们直接追求的第一目标，材料也以其不同的性能满足人们各种各样的需求。
使用表现是材料在应用过程中的评价、结果或行为；是材料给人们的一种知识反馈；促使人们对材料进行改进，推动材料科学与工程的发展。
】

【作业】02材料的常用特性 02材料的常用特性

1、 问题:什么是材料的介电性能？
评分规则: 【 低电导率或绝缘材料在电场作用下，沿电场方向产生电偶级矩，从而在靠近电极的材料表面产生束缚电荷。这种现象叫电场极化现象，可产生这类现象的材料称为介电材料或电介质。
】

2、 问题:常用的硬度测试方法有哪些，应用范围如何？
评分规则: 【 布氏试验法：铸铁、钢、有色金属
洛氏试验法：很硬的材料、黄铜、低强度钢、高强度钢
维氏试验法：硬材料及一般材料
】

3、 问题:名词解释：超导现象、磁畴
评分规则: 【 超导现象：材料一定环境（温度）条件下，电阻率为零的现象。
磁畴是自旋磁矩在一个个微小区域内“自发地”整齐排列起来而形成的磁化小区域。
】

【作业】10功能材料 10功能材料

1、 问题:简单论述纳米材料的定义与分类。
评分规则: 【 定义：纳米材料是指在三维空间中至少有一维处在纳米尺度范围，或由他们作为基本单元构成的材料。
如果按维数，纳米材料可分为三大类：零维：指在空间三维尺度均在纳米尺度，如：纳米颗粒，原子团簇等
一维：指在空间有两处处于纳米尺度，如：纳米丝，纳米棒，纳米管等
二维：指在三维空间中有一维处在纳米尺度，如：超薄膜，多层膜等
】

2、 问题:简述磁性记录材料的定义、分类及分别完成的功能
评分规则: 【 定义：利用磁特性和磁效应输入（写入）、记录、存储和输出（读出）声音、图像、数字等信息的磁性材料
分为磁记录介质材料（磁带材料）和磁头材料
磁记录介质材料主要完成信息的记录和存储功能，磁头材料主要完成信息的写入和读出功能。
】

08常用非金属材料

1、 问题:最透明的塑料是( )
选项：
A:聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）
B:聚乙烯（PE）
C:聚碳酸酯（PC）
D:聚四氟乙烯（F4）
答案: 【聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）】

2、 问题:以下不属于高分子材料特点的是（）
选项：
A:密度小，强度低
B:优良的导电性
C:优良的耐腐蚀性
D:不耐热，易老化
答案: 【优良的导电性】

3、 问题:按照使用特点可将塑料分为（）
选项：
A:通用塑料
B:工程塑料