2021年北京理工大學(xué)839材料科學(xué)基礎(chǔ)考研真題

1、北京理工大學(xué)839材料科學(xué)基礎(chǔ)2021年碩士研究生入學(xué)考試試題（部分有答案）一名詞解釋空間點(diǎn)陣：指幾何點(diǎn)在三維空間作周期性的規(guī)則排列所形成的三維陣列，是人為的對(duì)晶體結(jié)構(gòu)的抽象。配位數(shù)：晶體結(jié)構(gòu)中任一原子周圍最近鄰且等距離的原子數(shù)。電子化合物：電子化合物是指由主要電子濃度決定其晶體結(jié)構(gòu)的一類化合物，又稱休姆-羅塞里相凡具有相同的電子濃度，則相的晶體結(jié)構(gòu)類型相同。多滑移：當(dāng)外力在幾個(gè)滑移系上的分切應(yīng)力相等并同時(shí)達(dá)到了臨界分切應(yīng)力時(shí)，產(chǎn)生同 時(shí)滑移的現(xiàn)象。包晶轉(zhuǎn)變：在二元相圖中，包晶轉(zhuǎn)變就是已結(jié)晶的固相與剩余液相反應(yīng)形成另一固相的 恒溫轉(zhuǎn)變。反應(yīng)擴(kuò)散：伴隨有化學(xué)反應(yīng)而形成新相的擴(kuò)散稱為反應(yīng)擴(kuò)散。穩(wěn)態(tài)

2、擴(kuò)散：在穩(wěn)態(tài)擴(kuò)散過(guò)程中，擴(kuò)散組元的濃度只隨距離變化，而不隨時(shí)間變化。二作圖表示立方晶體的123 , 012 , 421師及102,211, 346晶向。在六方晶體中，繪出以下常見晶向0001，汨0，1010,1120,1210等。|i>Ty iI ro2|2 I * XAAI t/ |000I 尸劃liTToj iioFq i；o|Wia 2-3代方觸焯邛百見品片三試回答以下問(wèn)題1 .對(duì)于間隙性擴(kuò)散和置換型擴(kuò)散，哪種類型的擴(kuò)散更難進(jìn)行？為什么？2 .什么是穩(wěn)態(tài)擴(kuò)散和非穩(wěn)態(tài)擴(kuò)散？菲克第一定律適用于那種擴(kuò)散？3 .什么是化學(xué)擴(kuò)散和自擴(kuò)散？答：1.間隙性擴(kuò)散：這是原子擴(kuò)散的一種機(jī)制，對(duì)于間隙原

3、子來(lái)說(shuō)，由于其尺寸較小， 處于晶格間隙中，在擴(kuò)散時(shí)，間隙原子從一個(gè)位置跳到相鄰的另一個(gè)間隙位置，形成原子的移動(dòng)置換型擴(kuò)散 互換位置間隙性擴(kuò)散激活能較置換型擴(kuò)散激活能小，即間隙擴(kuò)散角容易2.所謂穩(wěn)態(tài)擴(kuò)散，是指在擴(kuò)散系統(tǒng)中，任一體積元在任一時(shí)刻，流入的物質(zhì)量與流出的物質(zhì)量相等，即任一點(diǎn)的濃度不隨時(shí)間變化非穩(wěn)態(tài)擴(kuò)散：擴(kuò)散組原的濃度不僅隨距離x變化，也隨時(shí)間變化的擴(kuò)散飛科第一定律適用于穩(wěn)態(tài)擴(kuò)散3化學(xué)擴(kuò)散擴(kuò)散石油濃度梯度引起的自擴(kuò)散擴(kuò)散物質(zhì)不依賴它本身的濃度梯度，而僅僅是由于熱振動(dòng)而產(chǎn)生的原子遷移過(guò)程。四材料強(qiáng)化的主要方法及原理一稗強(qiáng)原理格端受、柯一氣闔,川傳位楷宣功：方法】周溶處理.訴火圻.拙場(chǎng)強(qiáng)化：

4、*畀時(shí)位能滑移的陽(yáng)陰作用.我去 變質(zhì)處理、退火等. 蘇敞做!匕 原理：笫一相鴻子對(duì)位墻的削碼作網(wǎng)=方也，附成第二哽底相如珠化運(yùn) 火、變城處理等.相變避化！原理薇相為高強(qiáng)楣或新知對(duì)位楮的ifl幅*力法E部火等* 加工蚓1化；原題：形成晶磨匝位睹等.L冰用變型號(hào). «idH_MlMiakai_1_MMilM 五 有兩塊相同成分的固溶體合金，其區(qū)別僅為一塊晶粒較粗大，另一塊晶粒較細(xì)小。 1 在冷塑性變形量相同的情況下，哪一塊合金變形所消耗的變形功更大，為什么？ 2 當(dāng)加熱這兩塊經(jīng)冷塑性變形的合金時(shí)，哪一塊合金更容易發(fā)生再結(jié)晶，為什么？答案：1晶粒細(xì)小的合金消耗的變形功更大。這是與晶界的影響

5、有關(guān)的，在室溫下，晶界對(duì)滑移具有阻礙效應(yīng)， 多晶體試樣經(jīng)拉伸后， 每一晶粒中的滑移帶都終止在晶界處，晶界的數(shù)量直接取決于晶粒的大小，晶粒越細(xì)，晶界越多，對(duì)位錯(cuò)阻礙作用增大。2晶粒細(xì)小的合金更容易發(fā)生再結(jié)晶。在其他條件相同的情況下，金屬晶粒越細(xì)小，則變形的抗力越大， 冷變形后貯存的能量較高，再結(jié)晶溫度越低，更容易結(jié)晶。六 有A,B兩組元形成一合金，試問(wèn)1. 若A組元為面心立方晶體結(jié)構(gòu)，B組元為體心立方晶體結(jié)構(gòu)，二者形成的合金能否是無(wú)限固溶體，說(shuō)明理由。2. 若形成無(wú)限固溶體，是置換型還是間隙型，說(shuō)明理由。答案：1不能形成無(wú)限固溶體，形成無(wú)限固溶體的必要條件是兩組元的晶體結(jié)構(gòu)相同。2置換固溶體的溶

6、解度可以是無(wú)限的，但間隙固溶體的溶解度只能是有限的。七在金屬凝固時(shí)，有時(shí)需要使液態(tài)金屬開始結(jié)晶的溫度盡量低，也即使液態(tài)合金結(jié)晶時(shí)獲得盡可能大的結(jié)晶過(guò)冷度，試問(wèn)在冷卻速度等相同的情況下， 組成較純的液態(tài)金屬和含 有一些未熔固態(tài)質(zhì)點(diǎn)的同種液態(tài)金屬哪一種在結(jié)晶時(shí)獲得較大的過(guò)冷度，為什么？答案：含有未溶解質(zhì)點(diǎn)的溶液中需要的過(guò)冷度小，在相同過(guò)冷度下，它所需要的臨界形核功較小，與均勻形核相比更容易凝固，而均勻形核則需要較大的過(guò)冷度。八 兩塊化學(xué)成分相同的固溶體合金，一塊未塑性變形，一塊經(jīng)冷塑性變形，試問(wèn)溶質(zhì) 原子在哪塊合金中擴(kuò)散更容易，為什么？答案：溶質(zhì)原子在經(jīng)冷塑性變形后的合金中擴(kuò)散更容易。因?yàn)椋豪渌苄?/p>

7、變形后的合金內(nèi)部存在局域應(yīng)力場(chǎng)，應(yīng)力會(huì)為原子擴(kuò)散提供驅(qū)動(dòng)力。變形后的金屬會(huì)產(chǎn)生大量晶體缺陷（位錯(cuò)），而晶體缺陷處，原子能量高，躍遷更加容易，因此有利于擴(kuò)散。 九判斷下列位錯(cuò)反應(yīng)能否進(jìn)行。1)a a - _ 2101 6121a -111;32)aaa100101 101;22a-111答案：（1）能。幾何條件：匯b前= Z2b后=3；能量條件:1 2- a=3（2）不能。能量條件：mb前2 = 12 b后之，兩邊能量相等。十 說(shuō)明間隙固熔體與間隙化合物有什么異同答案：其比較如附表所示。附表間隙固溶體與間隙化合物的比較類別間隙固熔體間隙化合物相同點(diǎn)一般都是由過(guò)渡族金屬與原子半徑較小的C, N,

8、H, 0, B等非金屬元素所組成同 點(diǎn)晶體 不結(jié)構(gòu)屬于固熔體相，保持熔 劑的晶格類型屬于金屬化合物相，形成不同 于其組元的新點(diǎn)陣表達(dá) 式用a、 3、丫等表小用化學(xué)分子式MX MX等表示機(jī)械 性能強(qiáng)度、硬度較低，塑性、 韌性好高硬度、高熔點(diǎn)，甥性、韌性 差十一簡(jiǎn)要分析加工硬化、細(xì)晶強(qiáng)化、固熔強(qiáng)化及彌散強(qiáng)化在本質(zhì)上有何異同。答案：加工硬化是由于位錯(cuò)塞積、纏結(jié)及其相互作用，阻止了位錯(cuò)的進(jìn)一步運(yùn)動(dòng)，流變應(yīng)力dGb o細(xì)晶強(qiáng)化是由于晶界上的原子排列不規(guī)則，且雜質(zhì)和缺陷多，能量較高，阻礙位錯(cuò)的通1過(guò)，s 0 Kd 2 ；且晶粒細(xì)小時(shí)，變形均勻，應(yīng)力集中小，裂紋不易萌生和傳播。固熔強(qiáng)化是由于位錯(cuò)與熔質(zhì)原子交

9、互作用，即柯氏氣團(tuán)阻礙位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)。彌散強(qiáng)化是由于位錯(cuò)繞過(guò)、切過(guò)第二相粒子，需要增加額外的能量（如表面能或錯(cuò)排能）； 同時(shí)，粒子周圍的彈性應(yīng)力場(chǎng)與位錯(cuò)產(chǎn)生交互作用，阻礙位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)。十二說(shuō)明金屬在冷變形、 回復(fù)、再結(jié)晶及晶粒長(zhǎng)大各階段晶體缺陷的行為與表現(xiàn)，并說(shuō)明各階段促使這些晶體缺陷運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)力是什么答案：冷變形金屬加熱時(shí)晶體缺陷的行為缺陷 表現(xiàn)、物 理變化晶體缺陷的行為缺陷運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)力冷加工變形時(shí)主要的形變方式是滑移， 由于滑移，晶體中空位和位錯(cuò)密度增加，位 錯(cuò)分布不均勻切應(yīng)力作用回復(fù)空位擴(kuò)散、集聚或消失；位錯(cuò)密度降低， 位錯(cuò)相互作用重新分布（多邊化）彈性畸變能再結(jié) 晶毗鄰低位錯(cuò)密度區(qū)晶界向高位錯(cuò)密度 的晶粒擴(kuò)