西北工業(yè)大學(xué)材料科學(xué)基礎(chǔ)碩士研究生入學(xué)考試試題

1、一、簡(jiǎn)答題：（共40分，每小題8分）1、請(qǐng)簡(jiǎn)述間隙固溶體、間隙相、間隙化合物的異同點(diǎn)？2、請(qǐng)簡(jiǎn)述影響擴(kuò)散的主要因素有哪些。3、臨界晶核的物理意義是什么？形成臨界晶核的充分條件是什么？4、有哪些因素影響形成非晶態(tài)金屬？為什么？5、合金強(qiáng)化途徑有哪些？各有什么特點(diǎn)？二、計(jì)算、作圖題：（共60分，每小題12分）1、求和兩晶向所決定的晶面，并繪圖表示出來(lái)。2、氧化鎂（MgO）具有NaCl型結(jié)構(gòu)，即具有O2-離子的面心立方結(jié)構(gòu)。問(wèn)：（1）    若其離子半徑=0.066nm，0.140nm，則其原子堆積密度為多少？（2）    如果/0.41，

2、則原子堆積密度是否改變？3、已知液態(tài)純鎳在1.013×105 Pa（1大氣壓），過(guò)冷度為319 K時(shí)發(fā)生均勻形核，設(shè)臨界晶核半徑為1nm，純鎳熔點(diǎn)為1726 K，熔化熱Hm18075J/mol，摩爾體積Vs6.6cm3/mol，試計(jì)算純鎳的液固界面能和臨界形核功。4、圖示為Pb-Sn-Bi相圖投影圖。問(wèn)：（1）寫(xiě)出合金Q（wBi0.7，wSn0.2）凝固過(guò)程及室溫組織；（2）計(jì)算合金室溫下組織組成物的相對(duì)含量。5、有一鋼絲（直徑為1mm）包復(fù)一層銅（總直徑為2mm）。若已知鋼的屈服強(qiáng)度st280MPa，彈性模量Est205GPa，銅的Cu140MPa，彈性模量ECu110GPa。問(wèn)：

3、（1）如果該復(fù)合材料受到拉力，何種材料先屈服？（2）在不發(fā)生塑性變形的情況下，該材料能承受的最大拉伸載荷是多少？（3）該復(fù)合材料的彈性模量為多少？三、綜合分析題：（共50分，每小題25分）1、某面心立方晶體的可動(dòng)滑移系為。（1）    請(qǐng)指出引起滑移的單位位錯(cuò)的柏氏矢量；（2）    若滑移由刃位錯(cuò)引起，試指出位錯(cuò)線的方向；（3）    請(qǐng)指出在（2）的情況下，位錯(cuò)線的運(yùn)動(dòng)方向；（4）    假設(shè)在該滑移系上作用一大小為0.7MPa的切應(yīng)力，試計(jì)算單位刃位錯(cuò)線受力的大小和方向

4、（取點(diǎn)陣常數(shù)為a0.2nm）。2、若有，某一Cu-Ag合金（wCu0.075，wAg0.925）1Kg，請(qǐng)?zhí)岢鲆环N方案從該合金中提煉出100g的Ag，且要求提煉得到的Ag中的Cu含量wCu低于0.02。（假設(shè)液相線和固相線固相線均為直線）。 一、簡(jiǎn)答題：（共40分，每小題8分）1、請(qǐng)簡(jiǎn)述間隙固溶體、間隙相、間隙化合物的異同點(diǎn)？答：相同點(diǎn)：小原子溶入。不同點(diǎn)：間隙固溶體保持溶劑（大原子）點(diǎn)陣；間隙相、間隙化合物改變了大原子點(diǎn)陣，形成新點(diǎn)陣。間隙相結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單；間隙化合物結(jié)構(gòu)復(fù)雜。 2、請(qǐng)簡(jiǎn)述影響擴(kuò)散的主要因素有哪些。答：影響擴(kuò)散的主要因素：（1）溫度；（2）晶體結(jié)構(gòu)與類(lèi)型；（3）

5、晶體缺陷；（4）化學(xué)成分。 3、臨界晶核的物理意義是什么？形成臨界晶核的充分條件是什么？答：臨界晶核的物理意義：可以自發(fā)長(zhǎng)大的最小晶胚（或，半徑等于rk的晶核）形成臨界晶核的充分條件：（1）形成rrk的晶胚；（2）獲得AA*（臨界形核功）的形核功。 4、有哪些因素影響形成非晶態(tài)金屬？為什么？答：液態(tài)金屬的粘度：粘度越大原子擴(kuò)散越困難，易于保留液態(tài)金屬結(jié)構(gòu)。冷卻速度；冷卻速度越快，原子重新排列時(shí)間越斷，越容易保留液態(tài)金屬結(jié)構(gòu)。 5、合金強(qiáng)化途徑有哪些？各有什么特點(diǎn)？答：細(xì)晶強(qiáng)化、固溶強(qiáng)化、復(fù)相強(qiáng)化、彌散強(qiáng)化（時(shí)效強(qiáng)化）加工硬化。 二、計(jì)算、作圖題：（共60

6、分，每小題12分）1、求和兩晶向所決定的晶面，并繪圖表示出來(lái)。答：設(shè)所求的晶面指數(shù)為（h k l）則2、氧化鎂（MgO）具有NaCl型結(jié)構(gòu)，即具有O2-離子的面心立方結(jié)構(gòu)。問(wèn)：（1）    若其離子半徑=0.066nm，0.140nm，則其原子堆積密度為多少？（2）    如果/0.41，則原子堆積密度是否改變？答：（1）點(diǎn)陣常數(shù)堆積密度（2）堆積密度會(huì)改變，因?yàn)镻f與兩異號(hào)離子半徑的比值有關(guān)。 3、已知液態(tài)純鎳在1.013×105 Pa（1大氣壓），過(guò)冷度為319 K時(shí)發(fā)生均勻形核，設(shè)臨界晶核半徑為1nm，純鎳熔

7、點(diǎn)為1726 K，熔化熱Hm18075J/mol，摩爾體積Vs6.6cm3/mol，試計(jì)算純鎳的液固界面能和臨界形核功。答：因?yàn)?，所?、圖示為Pb-Sn-Bi相圖投影圖。問(wèn)：（1）寫(xiě)出合金Q（wBi0.7，wSn0.2）凝固過(guò)程及室溫組織；（2）計(jì)算合金室溫下組織組成物的相對(duì)含量。答：（1）冷卻至液相面析出Bi：L®Bi初，隨溫度降低Bi增多，液相成分延Bi-Q的延長(zhǎng)線向E3E移動(dòng)；液相成分達(dá)到E3E后發(fā)生共晶反應(yīng)，L®（SnBi）共，液相成分延E3E向E移動(dòng)；液相成分達(dá)到E后，發(fā)生三元共晶反應(yīng)L®（SnBi）共，隨后冷卻不再變化。室溫組織為：Bi初（SnBi）

8、共（SnBi）共（2）wBi初2.88；w（SnBi）共0.407；w（SnBi）共0.305 5、有一鋼絲（直徑為1mm）包復(fù)一層銅（總直徑為2mm）。若已知鋼的屈服強(qiáng)度st280MPa，彈性模量Est205GPa，銅的Cu140MPa，彈性模量ECu110GPa。問(wèn)：（1）如果該復(fù)合材料受到拉力，何種材料先屈服？（2）在不發(fā)生塑性變形的情況下，該材料能承受的最大拉伸載荷是多少？（3）該復(fù)合材料的彈性模量為多少？答；兩金屬的彈性應(yīng)變相等，即：（1）    Cu先屈服；（2）    （3）   

9、   三、綜合分析題：（共50分，每小題25分）1、某面心立方晶體的可動(dòng)滑移系為。（1）    請(qǐng)指出引起滑移的單位位錯(cuò)的柏氏矢量；（2）    若滑移由刃位錯(cuò)引起，試指出位錯(cuò)線的方向；（3）    請(qǐng)指出在（2）的情況下，位錯(cuò)線的運(yùn)動(dòng)方向；（4）    假設(shè)在該滑移系上作用一大小為0.7MPa的切應(yīng)力，試計(jì)算單位刃位錯(cuò)線受力的大小和方向（取點(diǎn)陣常數(shù)為a0.2nm）。答：（1）柏氏矢量：；（2）    位錯(cuò)線方向：112；（3）    位錯(cuò)線運(yùn)動(dòng)方向平行于柏氏矢量；（4）     2、若有，某一Cu-Ag合金（wCu0.075，wAg0.925）1Kg，請(qǐng)?zhí)岢鲆环N方案從該合金中提煉出100g的Ag，且要求提煉得到的Ag中的Cu含量wCu低于0.02。（假設(shè)液相線和固相線固相線均為直線）。答：1. 將1Kg合金加熱至900以上熔化，緩慢冷卻至850，倒去剩余液體，所得固體