工 程 材 料
第一章
一、 名词解释
晶体 晶格 晶胞 晶面 晶向 晶体结构 各向异性 各向同性 合金 组元 二元合金 相 固溶体 金属化合物 组织 工艺性能 使用性能 单体
晶体：原子（分子或者离子）在三维空间有规则地周期性重复排列的物体
晶格：通过金属原子（原子）的中心画出的许多直线构成的空间格架
晶胞：能反应该晶格特征的最小组成单元
晶面：通过晶体中原子中心的平面
晶向：通过原子中心的直线所代表的方向
晶体结构：晶体中原子（离子或分子）规则排列的方式
各向异性：金属晶体不同方向的性能不同
各项同性：金属晶体各个方向的性能一样
合金：一种金属元素和另一种或几种金属元素，通过熔化或其他方式结合在一起所形
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成的具有金属特征的物质
组元：组成合金的独立的、最基本的单元
二元合金：由两个组元组成的合金
相：在金属或合金中，具有一定化学成分和一定金属结构的均匀组成部分
固溶体：合金组元通过溶解形成一种成分和性能均匀、且结构与组元之一相同的固相
金属化合物：合金组元相互作用形成晶格类型和特征完全不同于任一组元的新相
组织：材料内部所有的微观组成
工艺性能：制造工艺过程中材料适应加工的性能
使用性能：金属材料在使用条件下所表现出来的性能
单体：构成高分子化合物的低分子化合物
二、填空题
1、三种常见金属的晶体结构为 体心立方 、 面心立方 和 密排六方 。
2、体心立方晶胞中原子个数为 2 ；面心立方晶胞中原子个数为 4 ；
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密排六方晶体胞中原子个数为 6 。
3、同非金属相比，金属的主要特性是 具有确定的熔点、各向异性 。
4、晶体与非晶体结构上的最根本的区别是 原子在三维空间的排列是否规则 。
5、一般可把材料的结合键分为 离子键 、 分子键 、 共价键 和
金属键 四种。
6、一般将工程材料分为 金属材料 、 高分子材料 、 陶瓷材料 和 复合材料 等四大类。
7、高分子材料种类很多，工程上通常根据机械性能和使用状态将其分为四大类 工程塑料 、
合成纤维 、 合成橡胶 和 胶黏剂 。
8、固态物质按其原子（离子或分子）的聚集状态可分为两大类： 晶体 和 非晶体 ；固态金属一般情况下均是 晶体 。
9、晶体中的缺陷按其几何形式的特点可分为 点缺陷 、 线缺陷 和 面缺陷 。
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10、点缺陷主要有 空位 、 间隙原子 和 异类原子 等；面缺陷主要有 晶界 和
亚晶界 等；线缺陷又称为 位错 。
11、固态金属中有两类基本相： 固溶体 和 金属化合物 。
12、按溶质原子在溶剂中的溶解度，固溶体可分为 有限固溶体 和 无限固溶体 。
13、 按溶质原子在溶剂中的分布是否有规律，固溶体可分为 无序固溶体 和 有序固溶体 。
14、金属化合物主要有 正常化合物 、 电子化合物 、 间隙化合物 等，这类化合物性能的特点是 熔点较高 、 硬度高 、 脆性大 ；合金中含有金属化合物时， 强度 、 硬度 和 耐磨性 提高，而 塑性 和 韧性 降低。
15、金属材料的性能包含 工艺性能 和 使用性能 两方面。
16、金属材料的工艺性能主要有 铸造 、 锻造 、 焊接 、 切削加工 、
等；力学性能主要有 强度 、 硬度 、 塑性 、 韧性 、
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疲劳强度 等。
17、大分子链可呈现几种不同几何形状，主要有 线型 、 支化型 和 体型 等三类。
18、高分子材料的聚集状态有 晶态 、 部分晶态 和 非晶态 三种。
19、线形非晶态高聚物的三种物理状态是 玻璃态 、 高弹态 和 粘流态 。
20、陶瓷材料的典型组织由 无机玻璃 、 微晶玻璃 和 陶瓷 组成。
21、只有在溶剂与溶质元素之间形成置固溶体的，才有可能形成 无限固溶体 ；而对于间隙固溶体，只能形成
有限固溶体
。（无限固溶体，有限固溶体）
22、金属材料的组织取决于 化学成分 和 制造工艺 。
选择正确答案
1、 晶体中的位错属于 C
a 体缺陷； b 面缺陷； c 线缺陷； d 点缺陷。
2、 晶体中的空位（或间隙原子）属于 D
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a 体缺陷； b 面缺陷； c 线缺陷； d 点缺陷。
3、 晶体中的晶界属于 B a 体缺陷； b 面缺陷； c 线缺陷； d 点缺陷。
4、 在面心立方晶格中，原子密度最大的晶向是： B
a <100>； b <110>； c <111>； 5、 在体心立方晶格中，原子密度最大的晶面是： A
a {100}； b {110}； c {111}； d 6、 线形非晶态高聚物温度处于Tg—Tf之间的状态是：B
a 玻璃态； b 高弹态； c 粘流态
7、 线形非晶态高聚物温度处于Tb—Tg之间的状态是：A
a 玻璃态； b 高弹态； c 粘流态
8、 线形非晶态高聚物温度处于Tf—Td之间的状态是：C
a 玻璃态； b 高弹态； c 粘流态
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d {111}
{120}
9、 间隙相的性能特点是：C
a. 熔点高、硬度低；b.硬度高、熔点低；c.硬度高、熔点高
四、是非题。（对的在题号上划“√”，错的划“×”。）
1、 凡是由液体凝固成固体的过程都是结晶过程。×
2、 室温下，金属晶粒越细，则强度越高，塑性越低。×
3、 间隙固溶体一定是无限固溶体。×
五、综合分析题
1、a-Fe、Al、Cu、Ni、V、Mg、Zn各属何种晶体结构。
a-Fe、V:体心立方晶格 Al、Cu、Ni:面心立方晶格 Mg、Zn:密排六方晶格
2、实际金属晶体中存在哪些晶体缺陷？它们对性能有什么影响？
点缺陷、线缺陷、面缺陷。
点缺陷造成局部晶格畸变，使金属的电阻率、屈服强度增加，密度发生变化；
线缺陷极大的影响金属的力学性能；
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面缺陷可提高金属的强度；晶界越多，晶粒越细，金属的塑性越强
3、什么是固溶强化？造成固溶强化的原因是什么？
通过形成固溶体使金属的强度和硬度提高的现象称为固溶强化；原因：随着溶质原子的流入，固溶体的晶格发生畸变。晶格畸变随着溶质原子浓度的增高而增大。晶格畸变增大位错运动的阻力，使金属的滑移变得困难，从而提高合金的强度和硬度
4、为何单晶体具有各向异性，而多晶体在一般情况下不显示出各向异性？
单晶体排列有规律，各方向上由于原子的排列方式（晶胞）方向不同，性质也不同。
而多晶体是各种金属晶胞的混合排列，故有各向异性
5、 置换原子与间隙原子的固溶强化效果哪个大些？为什么？
置换原子大一些，因为间隙原子进入原子间隙，原子间结合力较强，而置换原子置换正常晶体格点，分子间作用力较小
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