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材料科学基础思考题[五篇范文]

第一篇：材料科学基础思考题材料科学基础思考题第二章1.什么是点阵参数？正方晶系和立方晶系的空间点阵的特征是什么？点阵参数是描述点阵单胞几何形状的基本参数，由六个参数组成，即三个边长a、b、c和它们之间的三个夹角αβγ。正方晶系的点阵参数特征是a≠b≠c，α＝β＝γ＝90立方晶系的点阵参数特征是a＝b＝cα＝β＝γ＝902.划分大角度晶界和小角度晶界的依据是什么？并讨论构成小角度晶界的结构模型？依据是按界面两侧晶粒间的取向差，小于15度称小角度晶界，大于15度称大角度晶界。小角度晶界的结构模型是位错模型，比如对称倾转晶界用一组平行的刃位错来描述。3.为什么固溶体的强度常比纯金属高？因为合金中两类原子尺寸不同，引起点阵畸变，阻碍位错运动，造成固溶强化。4.固溶体与中间相的主要差异固溶体保持纯金属的晶体结构，中间相的结构一般与两组元的结构都不同；固溶体原子间以金属键为主，中间相以共价键以及离子键为主；固溶体塑韧性好，中间相的强度高，韧性较差。5.小角度晶界由位错构成，其中对称倾转晶界由刃型位错构成，扭转晶界由螺型位错构成。第三章1.晶体中若是有较多的线缺陷、面缺陷，其强度会明显上升，这些现象称为什么？强度提高的原因？称为形变强化和晶界强化。原因是两类缺陷的增多都明显阻碍位错的运动，从而提高强度。2.第四章1.写出非稳态扩散方程式的表达式，说明影响方程式中扩散系数的主要原因，扩散系数的物理意义扩散系数——表示气体（或固体）扩散程度的物理量。扩散系数是指当浓度为一个单位时,单位时间内通过单位面积的气体量，影响方程中扩散系数的主要原因有温度、晶体结构、晶体结构、晶体缺陷、固溶体类型、扩散元素性质、扩散组元浓度。2.扩散系数的物理意义？扩散系数的一般表达式，指出各个符号的意义，并指出固溶体类型和晶体类型对扩散有和影响？扩散系数的物理意义是：第五章1、指出影响冷变形后金属再结晶温度的主要因素。要获得细小的再结晶晶粒，有哪些主要的措施？①变形程度的影响：随着冷变形程度的增加，储能也增加，再结晶的驱动力就越大，因此再结晶温度越低，同时等温退火时的再结晶速率也越快。注意：在给定温度下发生再结晶需要一个最小变形量（临界变形度）。低于此温度，不再发生再结晶。②原始晶粒尺寸：在其他条件相同的情况下，金属的原始尺寸晶粒越细小，则变形的抗力越大，冷变形后储存的能量较高，再结晶温度则较低。③微量溶质原子：微量溶质原子的存在能显著提高再结晶温度。（原因是：可能是溶质原子与位错及晶界间存在这交互作用，使溶质原子倾向于在位错及晶界处偏聚，对位错的滑移和攀移和晶界的迁移起着阻碍作用，从而不利于再结晶的形核和长大，阻碍了再结晶的过程）④第二相粒子：第二相粒子的存在既可能促进基体金属的再结晶，也可能阻碍再结晶，这主要取决于基体上分散相粒子的大小及其分布。⑤再结晶退火工艺参数：加热速度、加热温度、保温时间对再结晶都有不同程度的影响。若加热速度过于缓慢时，变形金属在加热过程中有足够的时间进行回复，使点阵畸变度降低，再结晶温度上升，但是，极快速度的加热也会因在各温度下停留时间过短而来不及形核和长大，致使再结晶温度上升。在变形程度和退火保温时间一定时，退火温度越高，再结晶速度越快，产生一定体积分数的再结晶所需要的时间也越短，再结晶后的晶粒越粗大。措施：加大冷变形程度、加入魏亮元素、提高加热速度、采用细晶粒金属。2.再结晶和二次再结晶的区别再结晶将冷压力加工以后的金属加热到一定温度后，在变形的组织中重新产生新的无畸变的等轴晶粒，性能恢复到冷压力加工前的软化状态过程。二次再结晶是指再结晶退火后的金属在更高的温度或者更长的时间的保温下，会有极少数的晶粒迅速吞并其他晶粒长大，结果整个金属由少数比再结晶后晶粒大几十倍至几百倍的特大晶粒所组成的现象。二者的本质区别：再结晶时形核与长大的过程，二次再结晶只是长大过程。发生再结晶的驱动力为储存能，二次再结晶为界面能。再结晶后强度，硬度下降而塑韧性提高，二次再结晶后材料的强度、塑韧性都会下降。3.简述形变金属在加热时的回复和再结晶过程及其组织与性能的变化。①强度和硬度：回复阶段的硬度变化很小，约占总变化的五分之一，而再结晶阶段则下降较大，强度具有和硬度相似的变化。②电阻：变形金属的电阻在回复阶段一表现明显的下降趋势。③内应力：在回复阶段，大部和全部的宏观内应力可以消除，而微观内应力则只是通过再结晶方可全部消除。④亚晶粒尺寸：在回复的前期，亚晶粒尺寸变化不大，但是在后期，尤其在接近再结晶时，亚晶粒尺寸就显著增大。⑤密度：变形金属的密度在再结晶阶段发生急剧增加。⑥储能释放：当冷变形金属加热到足以引起应力松弛的温度时，储能就被释放出来。4.金属材料的变形金属材料在拉伸变形中通常经历弹性变形、塑性变形、最终可能断裂。金属材