《材料科学与工程基础》课后习题答案.pdfVIP

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材料科学与工程基础课后习题答案

习题1

题目：什么是材料的物理性质？举例说明。

解答：材料的物理性质是指材料在没有发生化学变化的情

况下所表现出的性质。这些性质可以通过物理测试来测量和确

定。举例来说，导电性和热导性就是材料的物理性质之一。例

如，金属材料具有良好的导电性和热导性，能够传递电流和热

量。而绝缘材料则具有较低的导电性和热导性，不易传递电流

和热量。

习题2

题目：简述晶体结构和晶体缺陷的区别。

解答：晶体结构是指材料中原子或离子的排列方式和规律。

晶体结构可以分为晶格、晶胞和晶体点阵等几个层次。晶格是

指晶体内部原子或离子排列的周期性重复性。晶胞是晶格的一

个最小重复单元，由晶体中少数几个原子或离子构成。晶体点

阵是指晶格的三维空间排列方式。

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晶体缺陷是指晶体结构中存在的瑕疵或缺陷。晶体缺陷可

以分为点缺陷、线缺陷和面缺陷。点缺陷是指晶体结构中原子

或离子的位置发生了失序或替代，造成了空位、间隙原子、杂

质原子等。线缺陷是指晶体结构中存在了位错或脆性裂纹等缺

陷。面缺陷是指晶体结构中存在了晶界或孪晶等缺陷。

习题3

题目：为什么变形会引起材料性能的改变？

解答：变形是指材料在外力作用下发生的形状和大小的改

变。变形可以导致材料性能的改变主要有以下几个原因：

1.晶体结构改变：变形会导致晶体结构中原子或离子

的位置发生移动和重排，从而改变了晶体的结构和性质。

2.结晶颗粒的尺寸和形状改变：变形会导致晶体中晶

界的移动和晶体颗粒的形状改变，这会影响材料的力学性

能和导电性能等。

3.动态再结晶：变形过程中，材料中原来存在的缺陷

和结构不完善的区域可能会发生动态再结晶，从而改善了

材料的性能。

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4.内应力的释放：变形会导致材料内部产生应力，这

些应力可能会引起材料的开裂、断裂和强度变化等。

综上所述，变形会引起材料性能的改变是由于晶体结构、

结晶颗粒、动态再结晶和内应力等因素的综合作用所导致的。

习题4

题目：什么是材料的力学性能？举例说明。

解答：材料的力学性能是指材料在力学加载下所表现出的

性能。力学性能主要包括强度、硬度、韧性、塑性和刚性等。

举例来说，钢材的力学性能非常重要。

1.强度：钢材具有很高的强度，即在受到外力作用时，

能够承受较大的应力和变形而不发生破断。

2.硬度：钢材的硬度较高，可以抵抗划伤和磨损等。

3.韧性：钢材具有良好的韧性，即在承受冲击和挤压

等外力时，能够发生一定的变形而不断裂。

4.塑性：钢材的塑性较高，即能够在承受外力时发生

塑性变形，从而能够进行成形加工。

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5.刚性：钢材具有一定的刚性，即在受到外力作用时

能够保持其形状稳定性。

总之，钢材的力学性能决定了其在实际工程中的应用范围

和性能要求。

习题5

题目：描述材料的电性能和热性能的区别，并给出一种具

有良好电性能和热性能的材料。

解答：材料的电性能是指材料在电磁场作用下所表现出的

性能。电性能包括导电性、绝缘性、介电性和磁性等。而材料

的热性能是指材料在热加载下所表现出的性能，主要包括导热

性和热膨胀性等。

具有良好电性能和热性能的材料之一是铜。铜具有良好的

导电性和热导性，能够快速传递电流和热量。铜也具有较高的

电导率和热传导率，是一种常用的导电和散热材料。此外，铜

的热膨胀系数较小，不易受热膨胀和收缩的影响，具有一定的

稳定性。

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