北工大材料科學(xué)基礎(chǔ)2002真題及部分答案

1、北工大材料科學(xué)基礎(chǔ)2002-2012真題及部分答案 北京工業(yè)大學(xué)2012年碩士研究生入學(xué)考試 所有答案必須做在答題紙上，做在試題紙上無(wú)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(cuò)交割6、晶界偏移 7、鐵素體 8、調(diào)幅分解 9、慣習(xí)面 10、臨界分切應(yīng)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(lái)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(xué)平衡的點(diǎn)缺陷的濃度很小，在某些特殊情況下，晶體也可以具有超過(guò)平衡濃度的點(diǎn)缺陷，稱之為 。4、刃位錯(cuò)的應(yīng)力場(chǎng)中既

2、有 又有 ，而螺位錯(cuò)的應(yīng)力場(chǎng)中只有 。5、根據(jù)熱力學(xué)的基本原理，二元相圖在相律的約束下，具有兩個(gè)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(jié)晶是，在過(guò)冷液體中，能夠形成等于臨界晶核半徑的晶胚所需的過(guò)冷度為 。7、三元相圖中代表合金成分的點(diǎn)都位于由兩個(gè)成分坐標(biāo)軸所決定的三角平面內(nèi)，這種三角形稱為 。8、從一個(gè)固溶體中析出另一個(gè)固相稱為 ，又稱 。9、非平衡凝固時(shí)，先結(jié)晶部分是 ，后結(jié)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(jià)晶體以共價(jià)鍵結(jié)合，其特點(diǎn)是配位數(shù)服從8-n法則（n為原子的價(jià)電子數(shù)）。( )2、有液相存在的燒結(jié)過(guò)程稱為液相燒結(jié)。( )3

3、、真實(shí)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(shí)，形成的穩(wěn)定晶核必然要長(zhǎng)大，體系總自由能隨長(zhǎng)大過(guò)程而降低時(shí)它的驅(qū)動(dòng)力。( )5、一個(gè)位錯(cuò)環(huán)上必定同時(shí)存在刃位錯(cuò)和螺型位錯(cuò)。( )6、由一個(gè)固相同時(shí)析出成分和晶體結(jié)構(gòu)均不相同的兩個(gè)新固相的過(guò)程稱為共析轉(zhuǎn)變。( )7、非平衡凝固的終結(jié)溫度高于平衡凝固的終結(jié)溫度。( )8、相圖表示的是體系的熱力學(xué)平衡狀態(tài)。( )9、固溶體合金結(jié)晶時(shí)，只要液相中存在足夠的能量起伏和結(jié)構(gòu)起伏，就可以形核。( )10、玻璃在常溫下能長(zhǎng)期穩(wěn)定存在，因而它是熱力學(xué)穩(wěn)定態(tài)。( )四、論述及計(jì)算題（1-5題必做，偏金屬方向選做6-9題，偏無(wú)機(jī)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(diǎn)陣結(jié)構(gòu)，其點(diǎn)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(cuò)反應(yīng)： 能否進(jìn)行。并指出其中三個(gè)位錯(cuò)各屬什么類型的位錯(cuò)。反應(yīng)后生成的新位錯(cuò)能否在滑移面上運(yùn)動(dòng)？（15分）4、簡(jiǎn)述晶體長(zhǎng)大的機(jī)制。（10分）5、根據(jù)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(zhuǎn)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(biāo)明相的變化過(guò)程。（3） 示意畫出高溫液態(tài)到室溫的組織轉(zhuǎn)變過(guò)程圖。（4） 說(shuō)明35鋼在室溫下的平衡組織，給出每一種組織的成分，計(jì)算各組織的相對(duì)重量。五、下面題目偏重考察金屬材料方面的基礎(chǔ)知識(shí)：6、滲碳是將零件置于滲碳介質(zhì)中試碳原子進(jìn)出工件表面，然后以下坡擴(kuò)散的方式使碳原子從表面相內(nèi)部擴(kuò)散的熱處理方法。分析說(shuō)明： （1）鋼中空位密度、位錯(cuò)密度和晶粒大小對(duì)滲碳速度有何影響？ （2）溫度對(duì)于擴(kuò)散速度有何影響？將碳在-fe中的擴(kuò)散溫度由927oc提高到1027oc，擴(kuò)散系數(shù)

6、將增加幾倍（已知碳在-fe中的擴(kuò)散常數(shù)d0=2.0*10-5m2/s，擴(kuò)散激活能q=140*103j/mol）（10分）7、（1）al-cu合金，過(guò)飽和溶入cu原子脫溶經(jīng)歷那些過(guò)程？（2）試用位錯(cuò)理論說(shuō)明產(chǎn)生脫溶沉淀強(qiáng)化的原因。（10分）8、經(jīng)冷變形的純鐵加熱后在恒溫下停留，再結(jié)晶剛完成時(shí)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(wèn)再保溫多長(zhǎng)時(shí)間可使s降到100mpa。已知金屬恒溫下晶粒長(zhǎng)大服從關(guān)系式，其中d0為初始晶粒直徑，dt為t時(shí)刻晶粒直徑，對(duì)于純鐵k=0.0001mm2/min。（15分）9、剛中馬氏體轉(zhuǎn)變的主要特征有哪些？試說(shuō)明馬氏體相變產(chǎn)生形狀記憶效應(yīng)的原因。（10分）六、下面題目偏重考察無(wú)機(jī)材料方面的基礎(chǔ)知識(shí)：10、簡(jiǎn)述無(wú)機(jī)材料（陶瓷材料）可能會(huì)形成何種價(jià)健，所形成的化學(xué)鍵對(duì)材料的性能有什么影響？（10分）11、說(shuō)明nacl結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，na+離子的配位數(shù)是6. （5分）12、請(qǐng)從結(jié)構(gòu)和玻璃通性的角度來(lái)描述金屬玻璃的特點(diǎn)。（10分）13、由cao-sio2二元相圖可以得到下列轉(zhuǎn)變方程，請(qǐng)說(shuō)明相變的類型，以及與硅酸鹽水泥生產(chǎn)工藝參數(shù)設(shè)計(jì)的關(guān)系（式中l(wèi)指液相）（15分） （1）cao+ca2sio4=ca3sio5 （溫度：1789 oc） （2）l+ca2sio4