2025年大学（工学）材料科学基础试题及解析.doc

2025年大学（工学）材料科学基础试题及解析

（考试时间：90分钟 满分100分）
班级______ 姓名______

第I卷（选择题 共40分）
答题要求：本卷共20小题，每小题2分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。请将正确答案的序号填在题后的括号内。

1. 晶体中的位错属于（ ）
A. 点缺陷 B. 线缺陷 C. 面缺陷 D. 体缺陷
2. 以下哪种晶体结构的配位数最高（ ）
A. 简单立方 B. 体心立方 C. 面心立方 D. 六方
3. 材料的弹性模量主要取决于（ ）
A. 原子间的结合力 B. 晶体结构 C. 温度 D. 杂质含量
4. 位错滑移的实质是（ ）
A. 原子的移动 B. 位错的增殖 C. 位错的攀移 D. 位错的交割
5. 固溶体的强度和硬度通常比溶剂金属（ ）
A. 高 B. 低 C. 相同 D. 不确定
6. 共析转变是指（ ）
A. 液相直接转变为两个固相 B. 固相直接转变为两个固相
C. 液相转变为一个固相 D. 固相转变为一个液相
7. 下列哪种相图属于二元匀晶相图（ ）
A. 具有一个低共熔点的相图 B. 具有一个转熔点的相图
C. 具有一个包晶点的相图 D. 两组元在液态和固态下均能无限互溶的相图
8. 合金的铸造性能主要取决于（ ）
A. 液相线和固相线的间距 B. 相图的类型
C. 合金的成分 D. 冷却速度
9. 再结晶的形核机制主要有（ ）
A. 亚晶合并机制 B. 大角度晶界弓出机制
C. 亚晶长大机制 D. 以上都是
10. 金属材料的热膨胀系数主要与（ ）有关
A. 原子间的结合力 B. 晶体结构 C. 温度 D. 以上都是
11. 材料的电学性能主要包括（ ）
A. 导电性 B. 介电性 C. 磁性 D. 以上都是
12. 半导体材料的导电性能主要取决于（ ）
A. 温度 B. 杂质含量 C. 光照 D. 以上都是
13. 铁磁材料的磁性主要来源于（ ）
A. 电子的自旋磁矩 B. 电子的轨道磁矩
C. 原子核的磁矩 D. 以上都是
14. 材料的光学性能主要包括（ ）
A. 吸收 B. 反射 C. 透射 D. 以上都是
15. 陶瓷材料的主要结合键是（ ）
A. 离子键 B. 共价键 C. 金属键 D. 分子键
16. 高分子材料的分子链结构主要包括（ ）
A. 线型结构 B. 支链型结构 C. 体型结构 D. 以上都是
17. 高分子材料的聚集态结构主要包括（ ）
A. 晶态结构 B. 非晶态结构 C. 取向态结构 D. 以上都是
18. 复合材料的增强相主要包括（ ）
A. 纤维增强相 B. 颗粒增强相 C. 片状增强相 D. 以上都是
19. 材料的疲劳破坏是指（ ）
A. 在交变载荷作用下，材料发生的破坏
B. 在静载荷作用下，材料发生的破坏
C. 在冲击载荷作用下，材料发生的破坏
D. 在拉伸载荷作用下，材料发生的破坏
20. 材料的腐蚀主要包括（ ）
A. 化学腐蚀 B. 电化学腐蚀 C. 物理腐蚀 D. 以上都是

第II卷（非选择题 共60分）
答题要求：本卷共5小题，请按照题目要求作答，答案写在题目下方的空白处。

21. （10分）简述晶体与非晶体的区别。

22. （10分）说明位错的类型及其特点。

23. （10分）分析二元合金相图的应用。

24. （15分）阅读材料：在研究一种新型合金的性能时，发现其在高温下具有良好的强度和抗氧化性能。通过对合金的成分和组织结构分析，发现合金中含有一种特殊的元素，该元素能够形成稳定的化合物相，提高了合金的高温性能。请分析该合金中特殊元素的作用机制，并说明其对合金性能的影响。

25. （15分）阅读材料：某工厂在生产一种金属零件时，发现零件的尺寸精度难以保证，经常出现超差现象。经过分析，发现是由于金属材料的热膨胀系数较大，在加工和使用过程中，温度变化导致零件尺寸发生较大变化。请提出解决该问题的措施，并说明其原理。

答案：1. B 2. C 3. A 4. A 5. A 6. B 7. D 8. A 9. D 10. D 11. D 12. D 13. A 14. D 15. B 16. D 17. D 18. D 19. A 20. D
21. 晶体具有规则的几何外形、固定的熔点和各向异性，其原子呈周期性排列。非晶体没有规则的几何外形，没有固定的熔点，具有各向同性，原子排列无周期性。
22. 位错主要有线位错（刃型位错和螺型位错）和面位错。刃型位错有一个多余半原子面，位错线与滑移方向垂直；螺型位错位错线与滑移方向平行，原子错排呈螺旋状。位错的存在使晶体易发生塑性变形，位错运动可导致材料性能变化。
23. 可用于确定合金的成分与组织关系，如根据相图判断不同成分合金在不同温度下的相组成；预测合金的性能，如通过相图分析合金的熔点、密度等；指导合金的熔炼、铸造、锻造等加工工艺，如确定合适的浇注温度等。
24. 特殊元素形成稳定化合物相，阻碍位错运动，提高合金强度。在高温下，化合物相稳定存在，保持合金的组织结构稳定，从而提高抗氧化性能。该元素通过改变合金的相组成和组织结构，提升了合金在高温下的综合性能。
25. 措施：选用热膨胀系数较小的金属材料或对现有材料进行处理降低热膨胀系数。原理：热膨胀系数小的材料在温度变化时尺寸变化小。可通过合金化，加入低膨胀系数元素形成固溶体或化合物来降低热膨胀系数；或进行适当热处理改变材料组织结构，减小热膨胀系数，从而保证零件尺寸精度。