材料科学基础评分标准A卷.doc

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1、济南大学2012~2013学年第一学期课程考试试卷（A卷）评分标准（含参考答案）课程名称：材料科学基础任课教师：陈志勇一、填空（每小题1分，共10分）1.按照物理化学属性材料可以分为金属材料，无机非金属材料，高分子材料和复合材料。2.化学键合可分为离子键、共价键和金属键。3.超导体的两种特性是完全导电性和完全抗磁性。4.复合材料按基体材料性质可分为金属基复合材料、陶瓷基复合材料和高分子基复合材料。5.影响离子电导率的主要因素包括温度、晶体结构、和晶格缺陷。6.机械零件在交变载荷作用下，其工作应力远小于抗拉强度，甚至小于屈服强度时，在长时间工作后发生突然断裂的现象称为疲劳断裂。7.物

2、体的体积或长度随温度升高而增大的现象叫做热膨胀。8.材料的腐蚀按其作用性质分为物理腐蚀、化学腐蚀和电化学腐蚀。9.介电常数表示单位面积和单位厚度电介质的电容值。10.光垂直射向物体表面时，入射光强度中有一定分数被反射掉的现象称为透射。二、是非判断题（每小题2分，共20分）（正确的写√，错误的写×）1．硬度是指材料抵抗表面局部塑性变形及破坏的能力。（√）2．超导体的三个性能指标是超导转变温度、临界磁场强度和临界电流密度。（√）3．非极性分子与非极性分子之间相互作用会产生取向力和诱导力。（×）4．晶须是指含缺陷很多的单晶纤维材料。直径0.1～10μm，长径比5～1000。（×）5．电导

3、率是指在单位电场强度下流过每立方米材料的电流。（√）6．晶胞是指能代表晶格原子排列规律的最大几何单元。（×）7．磁畴是指在铁磁性物质中，存在的微小自发磁化区域。（√）8．弹性模量是指在比例极限(σp)范围内，材料所受的应力与产生的应变之比。（√）9．磁化强度是指单位面积的磁矩。（×）10．石墨烯是由碳原子呈蜂巢晶格排列构成的单层三维晶体。（×）三、简答题（每小题5分，共20分）1.简述原子之间相互作用中物理键合的类型。（5分）答：原子之间相互作用中物理键合分为两大类型，即分子间作用力（或范德华力）与氢键。（2分）其中范德华力又可分为取向力、诱导力和色散力。（3分）2.简述热膨胀性的

4、主要影响因素。（5分）答：（1）原子间相互作用类型（物理键和化学键）。（1分）（2）晶体类型。（1分）（3）温度。热膨胀与温度有关。（1分）（4）应力。高弹材料在应力作用下热膨胀系数为负值。（1分）（5）方向。纤维增强复合材料沿着纤维方向热膨胀系数小，垂直纤维方向热膨胀系数大。（1分）第3页共3页3.简述高分子材料组成和结构的基本特征。（5分）答：（1）分子量大、分子量分布宽。（1分）（2）高分子链的多种形态。（1分）（3）分子链间力以范氏力为主，部分化学键；分子内多为共价键。（2分）（4）结构的多层次性。（1分）4.按照导电性将材料分类并举例说明。（5分）答：（1）导体。如金属铁

5、、铜等。（1分）（2）半导体。导电性能介于导体与绝缘体之间的物质。如单质硅、硫化镉等。（1分）（3）绝缘体。如非金属材料石墨、有机高分子酚醛树脂等。（1分）（4）超导体。在一定条件下突然失去电阻的物质称为超导体。如低于临界温度的钛、钡镧铜氧化物等。（2分）四、计算题（每小题10分，共30分）1.氯化钠晶体被用来测量某些X射线的波长，对氯离子的d111间距而言，其衍射角2θ为27.5°。X射线的波长是多少？氯化钠属立方晶系，晶格常数为0.563nm，衍射基数为1。（10分）答：已知氯化钠晶格常数a=0.563nm，衍射角2θ=27.5°，所以dnkl=（3分）==0.325（2分）因

6、为nλ=2dnklsinθ（3分）所以=2×1×0.325×=0.154nm（2分）2.计算金属铱的原子半径。已知铱具有fcc（面心立方）晶体结构，密度为22.4g/cm3，摩尔质量为192.2g/mol。（10分）答：已知ρ=22.4g/cm3，Am=192.2g/mol,铱具有fcc晶体结构,n=4根据，（3分）所以5.69×10-23cm3=5.69×10-2nm3（2分），（3分）所以nm（2分）3.某种金属合金的磁化强度为3.2×105A/m，在50A/m的磁场中，计算该材料的（1）磁化率；（2）磁感强度；（3）判断该类材料属于何种磁性材料？（10分）答：(1)已知磁化强

7、度M=3.2×105A/m，磁场强度H=50A/m，根据第3页共3页M=χH，所以磁化率χ=M/H=(3.2×105)/50=6400（4分）(2)根据磁感强度B=µ0(H+M)，真空磁导率µ0=4π×10-7（H/m）所以，磁感强度B=4π×10-7×(50+3.2×105)=0.402（4分）（3）该材料为铁磁性材料。因为磁化率为正值，而且很大。（2分）五、论述题（每小题10分，共20分）1.试述复合材料的基本相以及各相的功能。（10分）答：复合材料是不同形态的组