北工大材料科學基礎2002真題及部分答案

1、北工大材料科學基礎2002-2012真題及部分答案 北京工業(yè)大學2012年碩士研究生入學考試 所有答案必須做在答題紙上，做在試題紙上無效一、名詞解釋（20分）1、晶體 2、電子濃度 3、有序固溶體 4、滑移面 5、位錯交割6、晶界偏移 7、鐵素體 8、調幅分解 9、慣習面 10、臨界分切應力二、填空（20分）1、如果晶體中不同的原子面用a、b、c、d等字母來表示，面心立方晶體中原子的堆垛方式為 ，密排六方晶體原子的堆垛方式為 。2、玻璃具有下列通性 ， ， ， 。3、在常溫晶體中熱力學平衡的點缺陷的濃度很小，在某些特殊情況下，晶體也可以具有超過平衡濃度的點缺陷，稱之為 。4、刃位錯的應力場中既

2、有 又有 ，而螺位錯的應力場中只有 。5、根據熱力學的基本原理，二元相圖在相律的約束下，具有兩個單相區(qū)只能 和三相共存區(qū)必定是 的幾何規(guī)律。6、液態(tài)金屬結晶是，在過冷液體中，能夠形成等于臨界晶核半徑的晶胚所需的過冷度為 。7、三元相圖中代表合金成分的點都位于由兩個成分坐標軸所決定的三角平面內，這種三角形稱為 。8、從一個固溶體中析出另一個固相稱為 ，又稱 。9、非平衡凝固時，先結晶部分是 ，后結晶部分是 。10、鑄錠（件）的缺陷主要是 和 。 三、判斷正誤（10分）1、共價晶體以共價鍵結合，其特點是配位數(shù)服從8-n法則（n為原子的價電子數(shù)）。( )2、有液相存在的燒結過程稱為液相燒結。( )3

3、、真實晶體在高于0k的任何溫度下，一定存在有熱缺陷。( )4、晶體凝固時，形成的穩(wěn)定晶核必然要長大，體系總自由能隨長大過程而降低時它的驅動力。( )5、一個位錯環(huán)上必定同時存在刃位錯和螺型位錯。( )6、由一個固相同時析出成分和晶體結構均不相同的兩個新固相的過程稱為共析轉變。( )7、非平衡凝固的終結溫度高于平衡凝固的終結溫度。( )8、相圖表示的是體系的熱力學平衡狀態(tài)。( )9、固溶體合金結晶時，只要液相中存在足夠的能量起伏和結構起伏，就可以形核。( )10、玻璃在常溫下能長期穩(wěn)定存在，因而它是熱力學穩(wěn)定態(tài)。( )四、論述及計算題（1-5題必做，偏金屬方向選做6-9題，偏無機材料方向選做10

4、-13題）（共100分）。1、滲碳體（fe3c）是一種間隙化合物，它具有正交點陣結構，其點陣常數(shù)a=0.4514nm，b=0.508nm，c=0.6734nm,，其密度=7.66g/cm3，已知阿伏伽德羅常數(shù)為6.023*103mol-1,試求fe3c每單位晶胞中含fe原子與c原子的數(shù)目。（9分）2、畫出六方晶胞的晶向和（）晶面。（6分）3、試分析在面心立方金屬中，位錯反應： 能否進行。并指出其中三個位錯各屬什么類型的位錯。反應后生成的新位錯能否在滑移面上運動？（15分）4、簡述晶體長大的機制。（10分）5、根據fe-fe3c相圖，完成下列工作：（15分）（1） 畫出fe-fe3c相圖（可以忽

5、略高溫鐵素體相變及包晶轉變）（2） 畫出35鋼（wc=35%,下同）從高溫液體到室溫的平衡冷卻曲線（不考慮鐵素體的溶解度變化），并標明相的變化過程。（3） 示意畫出高溫液態(tài)到室溫的組織轉變過程圖。（4） 說明35鋼在室溫下的平衡組織，給出每一種組織的成分，計算各組織的相對重量。五、下面題目偏重考察金屬材料方面的基礎知識：6、滲碳是將零件置于滲碳介質中試碳原子進出工件表面，然后以下坡擴散的方式使碳原子從表面相內部擴散的熱處理方法。分析說明： （1）鋼中空位密度、位錯密度和晶粒大小對滲碳速度有何影響？ （2）溫度對于擴散速度有何影響？將碳在-fe中的擴散溫度由927oc提高到1027oc，擴散系數(shù)

6、將增加幾倍（已知碳在-fe中的擴散常數(shù)d0=2.0*10-5m2/s，擴散激活能q=140*103j/mol）（10分）7、（1）al-cu合金，過飽和溶入cu原子脫溶經歷那些過程？（2）試用位錯理論說明產生脫溶沉淀強化的原因。（10分）8、經冷變形的純鐵加熱后在恒溫下停留，再結晶剛完成時晶粒平均直徑為0.016mm，其s為250mpa，繼續(xù)保溫16.5min后s下降為150mpa。試問再保溫多長時間可使s降到100mpa。已知金屬恒溫下晶粒長大服從關系式，其中d0為初始晶粒直徑，dt為t時刻晶粒直徑，對于純鐵k=0.0001mm2/min。（15分）9、剛中馬氏體轉變的主要特征有哪些？試說明馬氏體相變產生形狀記憶效應的原因。（10分）六、下面題目偏重考察無機材料方面的基礎知識：10、簡述無機材料（陶瓷材料）可能會形成何種價健，所形成的化學鍵對材料的性能有什么影響？（10分）11、說明nacl結構的特點，na+離子的配位數(shù)是6. （5分）12、請從結構和玻璃通性的角度來描述金屬玻璃的特點。（10分）13、由cao-sio2二元相圖可以得到下列轉變方程，請說明相變的類型，以及與硅酸鹽水泥生產工藝參數(shù)設計的關系（式中l(wèi)指液相）（15分） （1）cao+ca2sio4=ca3sio5 （溫度：1789 oc） （2）l+ca2sio4