歷年材料科學(xué)基礎(chǔ)考研試題

歷年材料科學(xué)基礎(chǔ)考研試題2011年上海交通大學(xué)827材料科學(xué)基礎(chǔ)試題真題選擇題有30道題，每題3分。都是基礎(chǔ)題，需要對(duì)教材比較熟。Nacl和金剛石的晶體結(jié)構(gòu)為a面心b體心c正交spinodel分解時(shí)，濃度較高區(qū)域的化學(xué)勢(shì)a較高b較低c不確定面心立方結(jié)構(gòu)晶體(100)面上原子的配位數(shù)是al2b8c4晶體結(jié)構(gòu)中旋轉(zhuǎn)對(duì)稱軸不包含兒次對(duì)陣軸a4b5c6晶帶定律適用的晶系類型是a正交b立方c六方金屬單質(zhì)的表面能和晶界能相比a大b小c不確定由二氧化鈦制備三氧化二鈦易出現(xiàn)a間隙鈦離子b鈦離子空位c氧離子空位玻璃生產(chǎn)工序中的退火的目的是a增加透光度b消除內(nèi)應(yīng)力c改變折射率雙交滑移和F-R源，更有效的增殖機(jī)制為a前者b后者c不確定熱力學(xué)平衡狀態(tài)下的金屬單晶中a空位比間隙原子多bc下列具有更高自由能的是a晶體b準(zhǔn)晶c非晶合金中的第二相粒子對(duì)晶粒長(zhǎng)大的影響是a和二相粒子半徑成正比，和體積數(shù)成反比bc此外，選擇題還涉及冷變形金屬回復(fù)階段的主要變化，不能攀移的位錯(cuò)類型，非等量擴(kuò)散中空位的移動(dòng)方向，屈服現(xiàn)象的兩種理論，離異共晶的問(wèn)題，包晶時(shí)組元的擴(kuò)散路徑，多晶體變形需要的獨(dú)立的滑移系個(gè)數(shù)，皮革態(tài)介于哪兩個(gè)力學(xué)狀態(tài)之間，非晶的形成難易與玻璃化溫度和平衡凝固溫度之比的關(guān)系，薄膜生長(zhǎng)類型的區(qū)分，三元共晶相圖垂直截面圖的用途等。大題共6題，前三題分別為8分、14分、8分，后三題各10分。第一明(1)畫(huà)出立方晶胞中的(1,1,-1)晶面和［2,2,3］晶向；(2)畫(huà)出六方晶胞中的(1,1,-2,3)晶面和［-1,-1,2,3］晶向。第二題（1）面心立方晶體（111）面上單位位錯(cuò)a/2[T,1,0]分解為2個(gè)不全位錯(cuò)，下列哪一個(gè)正確，并說(shuō)明理由a/2[—1,1,0]~*a/6[—1,2>—1]+a/6[—2,1,1]a/2[-l,1,0]-*a/6[-l,2,1]+a/6[-2,1,-1]（2）從能量角度說(shuō)明其可行。（3）證明面心立方拓展位錯(cuò)的寬度公式。（要求嚴(yán)格證明）題目給出了刃、螺型位錯(cuò)應(yīng)力場(chǎng)公式。第三題求再結(jié)晶時(shí)間，最簡(jiǎn)單的那種，利用t2/tl=exp-Q/R（1/T1-1/T2）o第四題用菲克第一定律求擴(kuò)散量的一個(gè)題。涉及用躍遷頻率算擴(kuò)散系數(shù)。第五題二元共晶相圖題，畫(huà)出過(guò)共晶的室溫組織示意圖；求正常凝固和平衡凝固共晶組織的相對(duì)量。第六題說(shuō)明熱塑性塑料和熱固性塑料的區(qū)別。北科大2011材料科學(xué)基礎(chǔ)考研初試試題一、名詞解釋1、空間點(diǎn)陣2、臨界切分應(yīng)力3、滑移系4、堆垛層錯(cuò)5、調(diào)幅分解6、脫溶7、上坡擴(kuò)散8、再結(jié)晶溫度二、給出下列離子晶體的布拉菲點(diǎn)陣類型和下面晶胞中的正、負(fù)離子的個(gè)數(shù)NaClCsCl3、ZnSCaF2CaTi02三、寫(xiě)出面心立方結(jié)構(gòu)和體心立方結(jié)構(gòu)金屬的密排面（或相對(duì)密排面）的晶面指數(shù)，畫(huà)出密排面（或相對(duì)密排面）上原子的具體排列情況，并在晶報(bào)中標(biāo)出所有八面體間隙的位置四、組元A和B的熔點(diǎn)分別為1000°C和700°C,室溫時(shí)B在A的固溶體a中的固溶度是XB=0.05,A在B的固溶體B中的固溶度是XA=0.10；在700。C時(shí)有一個(gè)三相平衡反應(yīng)，在此溫度固溶體的成分是XB=0.10,一個(gè)成分為XB=0.30的合金在稍高于700°C時(shí)存在50%a相和50%的液相，在稍低于700°C時(shí)則存在液相和化合物A3B兩相；在500°C時(shí)存在另一個(gè)三相平衡，液相（XB=0.65）分解為化合物A3B和固溶體（XB=0.85）兩相。試構(gòu)造一個(gè)合理的A—B二元相圖。五、根據(jù)Al-Cr-Si體系的局部液相面投影圖，寫(xiě)出該圖中的四項(xiàng)不變反應(yīng)式。六、按熱力學(xué)參數(shù)變化特征，固態(tài)相變可以分為一級(jí)相變和二級(jí)相變兩類。闡述發(fā)生一級(jí)相變和二級(jí)相變時(shí)熱力學(xué)參數(shù)變化特征及相關(guān)性質(zhì)的變化特點(diǎn)。七、從熱力學(xué)（能量）角度分析純金屬在凝固過(guò)程中均勻形核時(shí)的臨界晶核形成過(guò)程。八、簡(jiǎn)述金屬和合金回復(fù)與再結(jié)晶的概念，并討論在回復(fù)與再結(jié)晶過(guò)程中組織與性能變化情況。九、討論點(diǎn)缺陷與位錯(cuò)的交互作用及對(duì)位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)的影響，這種交互作用在低碳鋼應(yīng)力一應(yīng)變曲線和材料加工過(guò)程中會(huì)有什么現(xiàn)象?有何防止方法。十、液體冷卻時(shí)形成晶體或非晶玻璃體的內(nèi)部原因和外部條件？為什么金屬冷卻凝固形成晶體，陶瓷材料冷卻凝固卻形成非晶玻璃體武漢理工大學(xué)2006年研究生入學(xué)考試試題課程材料科學(xué)基礎(chǔ)（共3頁(yè)，共十題，答題時(shí)不必抄題，標(biāo)明題目序號(hào)，相圖不必重畫(huà)，直接做在試卷上）一、填空題（1.5X20=30分）.結(jié)晶學(xué)晶胞是（）。.擴(kuò)散的基本推動(dòng)力是（），一般情況下以（）形式表現(xiàn)出來(lái)，擴(kuò)散常伴隨著物質(zhì)的（）。.晶面族是指（）的一組晶面，同一晶面族中，不同晶面的（）。.向MgO、沸石、Ti（）2、螢石中，加入同樣的外來(lái)雜質(zhì)原子，可以預(yù)料形成間隙型固溶體的固溶度大小的順序?qū)⑹牵ǎ?根據(jù)燒結(jié)時(shí)有無(wú)液相出現(xiàn)，燒結(jié)可分為（），在燒結(jié)的中后期，與燒結(jié)同時(shí)進(jìn)行的過(guò)程是（）。.依據(jù)硅酸鹽晶體化學(xué)式中（）不同，硅酸鹽晶體結(jié)構(gòu)類型主要有（）。.液體表面能和表面張力數(shù)值相等、量綱相同，而固體則不同，這種說(shuō)法是（）的，因?yàn)椋ǎ?二級(jí)相變是指（），發(fā)生二級(jí)相變時(shí)，體系的（）發(fā)生突變。.馳豫表面是指（），NaCl單晶的表面屬于是（）。.固態(tài)反應(yīng)包括（），化學(xué)動(dòng)力學(xué)范圍是指（）。.從熔體結(jié)構(gòu)角度，估計(jì)a長(zhǎng)石、b輝石（MgO?SiO2）、c鎂橄欖石三種礦物的高溫熔體表面張力大小順序（）。二、CaTiOs結(jié)構(gòu)中，已知鈦離子、鈣離子和氧離子半徑分別為i"=o.O68nm,飛+=0.099nm,分一=0.132nm。（15分）.晶胞中心的鈦離子是否會(huì)在八面體空隙中“晃動(dòng)”；.計(jì)算TiCaO,的晶格常數(shù)；.鈦酸鈣晶體是否存在自發(fā)極化現(xiàn)象，為什么？三、在還原氣氛中燒結(jié)含有TiO2的陶瓷時(shí)，會(huì)得到灰黑色的TiO-：（15分）.寫(xiě)出產(chǎn)生TiOz-x的反應(yīng)式；.隨還原氣氛分壓的變化，該陶瓷材料的電導(dǎo)率和密度如何變化？3.從化學(xué)的觀點(diǎn)解釋該陶瓷材料為什么是一種n型半導(dǎo)體。四、選擇題：下列2題任選1題（12分）1.簡(jiǎn)述金屬材料、無(wú)機(jī)非金屬材料以及高分析材料腐蝕的特點(diǎn)。2.試述材料疲勞失效的含義及特點(diǎn)。五、現(xiàn)有三種陶瓷材料，它們的主要使用性能如下：（15分）材料最佳性能用途丫2。3透明，光線傳遞光學(xué)激光桿SiN高溫強(qiáng)度，抗蠕變?nèi)細(xì)廨啓C(jī)部件含Co鐵氧體較頑力高能量永久磁鐵在燒結(jié)過(guò)程中希望材料獲得預(yù)期的顯微結(jié)構(gòu)以使材料最佳性能充分發(fā)揮，在控制顯微結(jié)構(gòu)因素和工藝條件上應(yīng)主要考慮哪些相關(guān)因素？六、熔體結(jié)晶時(shí)：（1）圖示核化速率-溫度、晶化速率-溫度關(guān)系及其對(duì)總結(jié)晶速率的的影響；（2）核化速率與晶化速率的不同對(duì)新相的顯微結(jié)構(gòu)有何影響，為什么？（3）指出在哪溫度范圍內(nèi)對(duì)形成玻璃有利，為什么？（12分）七、X射線給出立方MgO的晶胞參數(shù)是0.421Inm,它的密度是3.Gg/cm）（Mg"和O'、A1"摩爾質(zhì)量分別是24.3和16、27）（12分）.求單位晶胞中有多少M(fèi)g?,和0。.若有0.05molAh03溶解于晶格中，計(jì)算密度改變百分?jǐn)?shù)是多少？八、當(dāng)反應(yīng)物通過(guò)產(chǎn)物層的擴(kuò)散控制速率時(shí)，由NiO和Cn03的球形顆粒形成NiCeO,晶體，假定NiO顆粒包圍著CrO顆粒，反應(yīng)符合楊德動(dòng)力學(xué)規(guī)律。（15分）.請(qǐng)繪出反應(yīng)初期的反應(yīng)模型，并推導(dǎo)反應(yīng)初期的形成速率關(guān)系；.在1300度，NiCnO,中D“3+〉D'⑵〉Do一試問(wèn)哪一個(gè)離子控制著NiCnO”的形成速率？為什么？.如將細(xì)伯絲涂在兩種氧化物NiO和CnO,的分界線上，然后將這些壓制成型的樣品進(jìn)行擴(kuò)散退火（標(biāo)記物鉗絲非常細(xì)，不影響離子在不同氧化物之間的擴(kuò)散）。在保持電中性的前提下，判斷伯絲將向哪一方向移動(dòng)？九、下圖是A-B-C三元系統(tǒng)相圖，根據(jù)相圖回答下列問(wèn)題：（24分）.判斷化合物Si、S2,S3的性質(zhì)；.用箭頭表示相區(qū)界線溫度變化方向及界線性質(zhì)；.劃分副三角形，并寫(xiě)出各三元無(wú)變量點(diǎn)的平衡過(guò)程及性質(zhì)；.用規(guī)范化寫(xiě)法寫(xiě)出M點(diǎn)對(duì)應(yīng)組分的平衡結(jié)晶過(guò)程；.N點(diǎn)對(duì)應(yīng)的三元組成點(diǎn)加熱時(shí)在那?點(diǎn)溫度下開(kāi)始出現(xiàn)液相？哪一點(diǎn)溫度下完全熔化？c武漢理工大學(xué)2004年研究生入學(xué)考試試題課程材料科學(xué)基礎(chǔ)（共3頁(yè)，共十題，答題時(shí)不必抄題，標(biāo)明題目序號(hào)，相圖不必重畫(huà)，直接做在試題紙上）一、判斷下列敘述是否正確？若不正確，請(qǐng)改正（30分）.結(jié)晶學(xué)晶胞是反映晶體結(jié)構(gòu)周期性的最小重復(fù)單元。.熱缺陷是溫度高于絕對(duì)零度時(shí)，由于晶體組成上的不純凈性所產(chǎn)生的--種缺陷。.晶面指數(shù)通常用晶面在晶軸上截距的互質(zhì)整數(shù)比來(lái)表示。.固溶體是在固態(tài)條件下，一種物質(zhì)以原子尺寸溶解在另一種物質(zhì)中所形成的單相均勻的固體。.擴(kuò)散的推動(dòng)力是濃度梯度，所有擴(kuò)散系統(tǒng)中，物質(zhì)都是由高濃度處向低濃度處擴(kuò)散。.初次再結(jié)晶的推動(dòng)力是晶界過(guò)剩的自由焰。.在熱力學(xué)平衡條件下，二元凝聚系統(tǒng)最多可以3相平衡共存，它們是一個(gè)固相、一個(gè)液相和一^1V氣相。.臨界冷卻速率是形成玻璃所需要的最小冷卻速率，臨界冷卻速率越大越容易形成非晶體。.馬氏體相變是一種無(wú)擴(kuò)散性相變，相變時(shí)成分發(fā)生變化但結(jié)構(gòu)不變。.在臨界溫度、臨界壓力時(shí)，化學(xué)勢(shì)及其一階偏導(dǎo)數(shù)連續(xù)，二階偏導(dǎo)數(shù)不連續(xù)的相變?yōu)槎?jí)相變，發(fā)生二級(jí)相變時(shí)，體系的體積和熱熔發(fā)生突變。馳豫表面是指在平行于表面的方向上原子間距不同于該方向上晶格內(nèi)部原子間距的表面。.固態(tài)反應(yīng)包括界面化學(xué)反應(yīng)和反應(yīng)物通過(guò)產(chǎn)物層的擴(kuò)散等過(guò)程，若化學(xué)反應(yīng)速率遠(yuǎn)大于擴(kuò)散速率，則動(dòng)力學(xué)上處于化學(xué)動(dòng)力學(xué)范圍。二、ZnS的一種結(jié)構(gòu)為閃鋅礦型結(jié)構(gòu)，已知鋅離子和硫離子半徑分別為nE=0.068nm,rs20.156nm,原子質(zhì)量分別為65.38和32.06。.畫(huà)出其晶胞結(jié)構(gòu)投影圖；.計(jì)算ZnS的晶格常數(shù)；.試計(jì)算ZnS的晶體的理論密度。（15分）三、FeO結(jié)構(gòu)屬于NaCl型結(jié)構(gòu)，其中氧的摩爾分?jǐn)?shù)xo=0.52,晶格常數(shù)為0.429nm,

由于存在正離子缺位，所以對(duì)應(yīng)地存在一部分Fe"離子。試計(jì)算.這種氧化鐵中FeOFe”離子比值.這種氧化鐵的密度。（10分）四、陶瓷材料制成的器件在外界溫度發(fā)生急劇變化時(shí)為什么容易發(fā)生開(kāi)裂或破碎？如何提高陶瓷材料抗熱震性能？（8分）五、試述高分子材料老化的類型及原因。（12分）六、金屬材料、陶瓷材料中晶粒的大小與什么有關(guān)？晶粒大小對(duì)材料的宏觀性質(zhì)有何影響?工藝上如何控制晶粒尺寸？（15分）七、根據(jù)玻璃的形成條件，對(duì)下列兒種物質(zhì)形成玻璃的難易程度進(jìn)行排序，并說(shuō)明理由。（10分）Cu SiO2NaCu SiO2Na20Si02Na202Si02 NaCl八、從材料科學(xué)角度分析晶體的實(shí)際強(qiáng)度為什么遠(yuǎn)低于理論強(qiáng)度。（10分）九、已知ZrT和Cr"在尖晶石ZnCnO,中的自擴(kuò)散系數(shù)與溫度的關(guān)系分別為0小，216a=6.0x1030小，216a=6.0x103exp(-357732x418J/wo；RT^o/ao.o4=8.5x103exp(—338904x4.18J/wo/RT.試求1403K時(shí)Zn"和Cr"在ZnCr。中的擴(kuò)散系數(shù)。.如將細(xì)伯絲涂在兩種氧化物ZnO和Cr。的分界線上，然后將這些壓制成型的樣品進(jìn)行擴(kuò)散退火。（標(biāo)記物伯絲非常細(xì)，不影響離子在不同氧化物之間的擴(kuò)散）。根據(jù)所得數(shù)據(jù)判斷伯絲將向哪一方向移動(dòng)？.畫(huà)出ZnO和Cm03接觸、反應(yīng)并形成ZnCr。的反應(yīng)模型，并寫(xiě)出接觸界面上的化學(xué)反應(yīng)。（16分）十、下圖是A-B-C三元系統(tǒng)相圖，根據(jù)相圖回答下列問(wèn)題：.在圖上劃分副三角形、用箭頭表示各條線上溫度下降方向及界線的性質(zhì)；.判斷化合物D、F的性質(zhì)；.寫(xiě)出各三元無(wú)變量點(diǎn)的性質(zhì)及其對(duì)應(yīng)的平衡關(guān)系式；.寫(xiě)出組成點(diǎn)G在完全平衡條件下的冷卻結(jié)晶過(guò)程；.寫(xiě)出組成點(diǎn)H在完全平衡條件下的冷卻時(shí)，液相組成點(diǎn)剛到達(dá)E4點(diǎn)和結(jié)晶結(jié)束時(shí)各相的百分含量（用線段比表示）。（24分）

武漢理工大學(xué)2003年研究生入學(xué)考試試題課程材料科學(xué)基礎(chǔ)（共3頁(yè)，共十--題，答題時(shí)不必抄題，標(biāo)明題目序號(hào)，相圖直接做在試卷上）一、解釋下列基本概念（1.5X20=30分）初次再結(jié)晶；二次再結(jié)晶；上坡擴(kuò)散；擴(kuò)散通量；高分子的鏈結(jié)構(gòu)；高分子的聚集態(tài)結(jié)構(gòu)；位錯(cuò)滑移，位錯(cuò)爬移；結(jié)晶學(xué)晶胞；彌勒指數(shù)；玻璃轉(zhuǎn)變溫度；非晶態(tài)結(jié)構(gòu)弛豫；金屬固溶體；金屬間化合物；重構(gòu)表面；弛豫表面；一級(jí)相變；重構(gòu)型轉(zhuǎn)變；廣義固相反應(yīng)；礦化劑二、白云母的理想化學(xué)式為KAblAlSisOKjSH）?,其結(jié)構(gòu)如下圖所示，試分析白云母的結(jié)構(gòu)類型、層的構(gòu)成及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、層內(nèi)電性及層間結(jié)合。（15分） a?ju?X—?第2題圖三、BaTiO?和CaTiO：*均為鈣鈦礦型結(jié)構(gòu)但BaTiQ,晶體具有鐵電性而CaTiQ；卻沒(méi)有，請(qǐng)給予解釋。（10分）四、分析小角度晶界和大角度晶界上原子排列特征以及對(duì)材料動(dòng)力學(xué)的擴(kuò)散過(guò)程有何影響？（8分）五、在制造ZrOz耐火材料時(shí)通常會(huì)加入一定量的CaO以改善耐火材料的性能，試解釋其作用原理，并寫(xiě)出雜質(zhì)進(jìn)入基質(zhì)的固溶方程式。（10分）六、從金屬、硅酸鹽、高聚物材料的結(jié)構(gòu)、熔體特征等方面分析這三類材料的結(jié)晶有什么共性及個(gè)性。（15分）七、已知新相形成時(shí)除過(guò)界面能以外單位體積自由焰變化為IX108J/m3,比表面能為1J/m2,應(yīng)變能可以忽略不計(jì)。試計(jì)算界面能為體積自由能的現(xiàn)時(shí)球形新相的半徑。與臨界半徑比較，此時(shí)的新相能否穩(wěn)定長(zhǎng)大？形成此新相時(shí)系統(tǒng)自由焰變化為多少？（12分）八、寫(xiě)出下圖三元無(wú)變量點(diǎn)的平衡過(guò)程，指出無(wú)變量點(diǎn)的性質(zhì)，畫(huà)出三元無(wú)變量點(diǎn)與對(duì)應(yīng)的副三角形的幾何分布關(guān)系。（8分）第8題圖九、根據(jù)下面的三元系統(tǒng)相圖回答問(wèn)題（22分）.指出圖中化合物SI、S2、S3的性質(zhì).用箭頭在圖中標(biāo)出界線溫度變化方向及界線性質(zhì).寫(xiě)出組成點(diǎn)1的平衡冷卻過(guò)程.組成點(diǎn)2冷卻時(shí)最先析出種晶相？在哪一點(diǎn)結(jié)晶結(jié)束?最終產(chǎn)物是什么？.組成點(diǎn)3加熱時(shí)在哪一點(diǎn)開(kāi)始出現(xiàn)液相？在哪一點(diǎn)完全熔化？第9題圖

十、根據(jù)堿金屬、堿土金屬、過(guò)渡金屬、貴金屬的能帶結(jié)構(gòu)之差異分析各種金屬導(dǎo)電性的差別。（10分）十一、選作題（下列3題任選1題，10分）.從組成、結(jié)合健、原子排列等方面闡述金屬材料的結(jié)構(gòu)特征及主要性質(zhì)。.從組成、結(jié)合健、原子排列等方面闡述陶瓷材料的結(jié)構(gòu)特征及主要性質(zhì)。.從組成、結(jié)合健、原子排列等方面闡述高分子材料的結(jié)構(gòu)特征及主要性質(zhì)。西安建筑科技大學(xué)4322005年招收攻讀碩士學(xué)位研究生入學(xué)考試試題（答案書(shū)寫(xiě)在本試題販上無(wú)效.才試結(jié)束后本試題蛾須附在答題城內(nèi)文田）共4頁(yè)考試科目： （432）材料科學(xué)基礎(chǔ)適用專業(yè)： 材料加工工程、環(huán)刷甘.名詞解釋：（32分）1）空間點(diǎn)陣2）固溶體3）上坡擴(kuò)散4）變質(zhì)處理5）成分過(guò)冷6）攀移7）呂德斯帶8）李生.對(duì)單晶奧氏體，如在［001］上施加一69MPa的應(yīng)力，試求滑移系（111）［-101］的分切應(yīng)力；如果臨界分切應(yīng)力為29.5MPa,需要在此晶向上加多大的應(yīng)力使滑移系開(kāi)動(dòng)？（8分）.如圖1為一退火楔形銅材試樣，在室溫條件下將其軋制成圖2形狀，試問(wèn)： （20分）1）軋制后，沿試樣長(zhǎng)度方向，銅材的顯微組織罡如何變化的？2）銅的熔點(diǎn)為1083-C,若使軋制后試樣的顯制冉織恢復(fù)到加工前形貌，請(qǐng)問(wèn)應(yīng)采取什么措施？并分析處理過(guò)程中沿試樣長(zhǎng)度方向組織變化規(guī)律.3）如果將該銅材在400c溫度下進(jìn)行軋制，試問(wèn)這種軋制方式屬于熱加工嗎？軋制后沿長(zhǎng)度方向鋼材的性能是如何變化的？刖魄的 曲.趣.說(shuō)出提高金屬材料強(qiáng)度的三種強(qiáng)化方法，并論述其強(qiáng)化機(jī)理及其影響因素。（30分）.畫(huà)出Fe-Fe3c相圖，并根據(jù)相圖回答下列問(wèn)題：（35分）1）在相圖上標(biāo)出A3,A1和Acm線，并說(shuō)明這三條線的物理意義.（6分）2）寫(xiě)出三條水平線上的反應(yīng)名稱、反應(yīng)式及反應(yīng)產(chǎn)物的名稱，并畫(huà)出反應(yīng)產(chǎn)物的組織示意圖。（8分）3）若有一碳鋼退火組織由滲碳體和珠光體兩種組織組成物組成，其中滲碳體的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5.2%,試求出該碳鋼中碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù);并在相圖中標(biāo)出該鋼的位置：同時(shí)，采用冷卻曲線和組織示意圖分析該鋼從液態(tài)緩慢冷卻至室溫過(guò)程中的組織變化（13分）4）若珠光體的硬度為HBS160,鐵素體的便度為HBS80,滲碳體西安建筑科技大學(xué)4322005年招收攻讀碩士學(xué)位研究生入學(xué)考試試題（答案書(shū)寫(xiě)在本颯紙上無(wú)奴.考試結(jié)束后本試題紙須附在答題奴內(nèi)文助共4頁(yè)考試科目： （432）材料科學(xué)基礎(chǔ)適用專業(yè)： 材料加工工程.環(huán)布闈?計(jì)的硬度為HBS800,估算該鋼的硬度。（4分）5）采用哪些措施可以使該鋼獲得完全珠光體類型組織.（4分）.試述合金元素和熱處理對(duì)金屬材料的彈性模量和材料強(qiáng)度的不同影響及其原因,（15分）7加圖3是FeCCr三元系合金的變溫截面圖，根據(jù)相圖判斷：2Crl3不銹鋼（碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.2%,格的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為13%）加熱到單相區(qū)的最低溫度;并分析從單相區(qū)緩慢冷卻到室溫時(shí)其組織變化過(guò)程，指出室溫下其組織組成物.（6分）Crl2型模具鋼（碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2.3%,珞的質(zhì)量分?jǐn)?shù)可按13%考慮）在1150C和室溫下分別具有哪些相組成物？（4分）

太原理工大學(xué)血L年攻讀碩士研究生入學(xué)試題考試科目：，材料科學(xué)基礎(chǔ)一科目代碼：一819 _ 分值：」5。考生注意】謂標(biāo)照題號(hào)將答案做在答卷般上,做在試題上不計(jì)分[——九題為必作題]一、填空題(每小型1分洪IU分).材料由液態(tài)轉(zhuǎn)變成固態(tài)的過(guò)程稱為材料由一種晶格轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N品格的過(guò)程稱為②?.二元合金的杠桿定律中，杠桿的端點(diǎn)是所求的③鼠④的成分,杠桿的支點(diǎn)是⑥_的成分..在金屬學(xué)中，冷加工與熱加工的界限是以_?_來(lái)劃分的，因此Cu＜熔點(diǎn)為10MC)在室溫下變形加工稱為_(kāi)SLJn工，Sn(饞點(diǎn)為232P)在室溫下的變形加工稱為⑧加工.4,白口悌鐵中碇主要以⑨的形式存在,灰口鑄鐵中/主要以_?_的形式存在.二、選擇題(每小題2分，共10分)】?在A-B4:三元合金系中,組元A和組元B濃度相等的合金,位于希度三角形中( )所作的直線上.. (a)平行于AB；W通過(guò)C向AB：(c)通過(guò)A向BC：(d)通過(guò)B向AC.(a)液同相線間距很小，冷卻緩慢；(b)液固相線間距很小，冷卻速度快：(c)液固相線間更大，冷加緩慢：(d)液固相線間距大，冷卻速度快一.組成懸聚物大分子展的每個(gè)基本重復(fù)結(jié)構(gòu)單元稱為().(a)展節(jié)：(b)單體;(G鞋段；(d)主鏈..鋼的淬透性主要取決于().(a)含碳量t(b)冷卻介質(zhì)i(c)冷卻方法?(d)合金元素..銅的淬硬性主要取決于().(a)含碳量：(b)冷卻介質(zhì);(c)冷卻方法；(d)合金元素.三、指出F列概念中借課之處，井更正.(每小題2分，共10分)L一根位錯(cuò)線具有唯一的柏氏矢量,但當(dāng)位錯(cuò)線的形狀發(fā)生改變時(shí)，柏氏矢量也會(huì)改變?.fee中的八面體間隙比bcc中的大，故奴中的原子排列比較松散..宛溫下金屬晶粒越細(xì)小,則其強(qiáng)度越高，星性越低?..晶界原子排列混亂，施反商，原子易活動(dòng)，因此具晶界強(qiáng)度低于晶內(nèi)強(qiáng)度..在共品線上利用杠桿定事可以計(jì)算出共晶體的相對(duì)量,而共晶線屬于三相區(qū)，所以杠桿定律不僅適用于兩相區(qū),也適用于三相區(qū).四、(15分)繪出Fe-Fe3c相圖，標(biāo)出主要的溫度和成分點(diǎn)，并按盥裂組成物填寫(xiě)相圖：分析含碳3.5%的鐵碳合金按亞穩(wěn)態(tài)系統(tǒng)從液態(tài)平衡冷卻到室溫的轉(zhuǎn)變過(guò)程；并計(jì)算該合金各姐織組成物在電溫下的重量百分?jǐn)?shù)和各組成相在室溫下的熱量百分?jǐn)?shù).太原理工大學(xué)演1“年攻讀碩士研究生入學(xué)試題考試科目：一材料科學(xué)基礎(chǔ)一科目代碼：_819_分值：_15。分一考生注意|請(qǐng)標(biāo)明題號(hào)將答案做在答卷虻匕便在試糠上不計(jì)分[——一八題為必作題]一、填空題(每小空1分,共10分)1.在三元合金相圈的液相面投影用中，可以利用液相單變量線的溫度走向(第頭)來(lái)判斷四相平衡轉(zhuǎn)變類型.如三條液相單變量線筒頭均指向交點(diǎn)，則為①型轉(zhuǎn)變，如兩條液相單變量線箭頭指向交點(diǎn)，一條背離交點(diǎn)，則為一②一型轉(zhuǎn)變；如一條液相單變量線柒頭指向文點(diǎn)，兩條背高交點(diǎn)，則力③型轉(zhuǎn)變.2材料由液態(tài)轉(zhuǎn)變成固態(tài)的過(guò)程稱為由液態(tài)轉(zhuǎn)變成晶態(tài)固體的過(guò)程稱為_(kāi)SL_?.在二元系中，兩條自由皓一成分曲線可有_?一條公切線，在三元系中，兩個(gè)自由培一成分曲面可有」2—個(gè)公切面..相圖是具體描述在平窗條件下材料的相平窗狀態(tài)與力__和3_、_>__等外部條件之間關(guān)系的圖解....-■■,_.二、選擇題(笥小題2分.共10分)TOC\o"1-5"\h\z.位錯(cuò)在某一滑移面運(yùn)動(dòng)受阻時(shí)，可發(fā)生交滑移的是( ).(a)刃型位錯(cuò)；(b)螺型位錯(cuò)；(c)混合位錯(cuò)..金屬結(jié)晶時(shí)，冷卻速度越快，其實(shí)際結(jié)晶溫度將( ).(a)越高；(b)越低；(c)越接近理論結(jié)晶溫度..體心立方晶格金屬與密排六方晶格金屬在塑性上的差別主要是由于兩者的( ).(?)滯存系效量不聞(b)滑移面和措移方向的指數(shù)不現(xiàn)(c)致密度不同.4金屬轉(zhuǎn)曷時(shí)，設(shè)均勻形核和尊均句形核的D5界晶軟年程分別為r?和rj,M( >.(a)r>r>\(b)r*<r/i(c)r'=r?*.5.鐵碳合金在室溫平衡狀態(tài)下，由( )構(gòu)成基本相.(a)鐵素體、滲硬體i(b)鐵素體、港碳體、奧氏體；(c)鐵素體、一次沿碳體、二次舸體、三次滲碳體、珠光體、萊氏體.三.指出下列帳含中情誤之處廠并更正.(每小題2分，共10分).在共品線上利用杠桿定律可以計(jì)算出共晶體的相對(duì)量.而共晶線屬于三相區(qū)，所以杠桿定律不僅適用于兩相區(qū)，也適用于三相區(qū)..柏氏矢置不但可以判斷位借的類型，而且可以反映位錯(cuò)引起的晶格畸變景?.從非均勻形核功的計(jì)算公式AG>(2-3cos0+cos")/4中可以看出，當(dāng)澗濕角。守時(shí),非均勾形核的形核功最大..晶界上原子排列混亂，不存在空位，所以以空位機(jī)制擴(kuò)散的原子在晶界處無(wú)法擴(kuò)散..同溶體晶14內(nèi)存在枝晶偏析，主軸與枝間成分不同,所以整個(gè)晶粒不是一個(gè)相。.■■1,■.；...■.,■■ ,?■,-..四、(15分)三元系發(fā)生擴(kuò)散時(shí)，擴(kuò)觸層內(nèi)能否出現(xiàn)兩相共存區(qū)域，三用共存區(qū)域？為什么？，?'''.'：---,-五、(15分)給出位借運(yùn)動(dòng)的點(diǎn)陣阻力與晶體結(jié)構(gòu)的關(guān)系式.說(shuō)明為什么晶體滑移通常發(fā)生在朦于最密持的晶質(zhì)和晶向..太原理工大學(xué)2006年攻讀碩士研究生入學(xué)考試試題考《用目：為料科學(xué)—一 一 科目代碼：卬9孑生注瓦謂標(biāo)獺號(hào)庶答案做在答卷紙上，做在試題上不計(jì)分 選擇(15分)①高分子材料中存在結(jié)晶區(qū)，則其熔點(diǎn)是( ).(a)固定的；(b)一個(gè)軟化區(qū)間；(b)在玻璃轉(zhuǎn)化溫度以上；(O在粘流溫度以上.②在A-BC三元合金系中，組元A和組元B濃度相等的合汆，位于濃度三角形中( )所作的直線上.(a)平行于ABS(b)通過(guò)C向AB：(c)通過(guò)A向BC.TOC\o"1-5"\h\z③位錯(cuò)柏氏矢量b的物理意義是( ).(a)b值的大小表示位錯(cuò)戰(zhàn)的長(zhǎng)度；＜b＞b值的大小表示位惜的卷度：(c)b值的大小表示點(diǎn)陣畸變的程度.④二元合金中，鑄造性能最好的合金是《 )?(J)固溶體合金；(b)包品合金；(c)羽晶合金.⑤鑄鐵有服化的第一階段完全進(jìn)行，第二階段部分進(jìn)行，其顯澈組織為( ).(a)F+P+G;(b)P+G*c)F+G⑥金屬結(jié)晶時(shí)，冷卻速度越快，其實(shí)際結(jié)晶溫度將( )?(a)越鬲：(b)越低：(c)越接近理論結(jié)晶溫度.⑦兩組元組成固溶體，則固溶體的結(jié)構(gòu)( ).(a)與芾質(zhì)相問(wèn)：［b)與溶劑相同：(c)與溶質(zhì)、溶劑都不m.⑧在負(fù)溫度梯度條件下，一般金屬結(jié)品時(shí)，均以( )方式長(zhǎng)大??(a)平而狀；(b)樹(shù)枝狀；(c)胞狀.⑨觸老冷型性變形量的增加，金屬的( ).(a)強(qiáng)度下降,塑性提高；(b)強(qiáng)度攆離，顯性下腎：“〉強(qiáng)度、M性都提高.@而心比方品格金屬與密信六方品格金屬花型性上的率別I.要是由于兩者的( )?(a)滑移系數(shù)也不同；＜b)滑移面和滑移方向的指數(shù)不同I(c)致密度不同.列斷(15分)TOC\o"1-5"\h\z①陶瓷材料的抗拉強(qiáng)度較低，而抗壓強(qiáng)度牧島.( )②在鐵碳合金平衡結(jié)晶過(guò)程中，不僅僅只有成分為4.3%C的鐵礁合■金;凝固時(shí)才能發(fā)生共品反應(yīng).()③過(guò)冷收越大，晶體生長(zhǎng)速度越快，則晶粒就越相大.( )?在室溫條件下，品界原子排列混亂，能量高,原子易活動(dòng).因此晶界強(qiáng)度較晶內(nèi)低.( )⑤塞溫3金氏晶粒越細(xì)小，則其強(qiáng)度越高,塑性越低J )太原理工大學(xué)2007年攻讀碩士研究生入學(xué)試題考試科目：一材料科學(xué)基礎(chǔ)科目代碼：419 分值：15。分考生注意：情標(biāo)明題號(hào)將答案做在答卷紙J_?做在成題上不計(jì)分一、選擇(15分)①一根彎曲的位錯(cuò)紋,《)?(a)具有唯一的位錯(cuò)類型：(b)具有唯一的柏氏矢fib (c)位錯(cuò)類型和相氏欠慟處處不同.TOC\o"1-5"\h\z②位錯(cuò)柏氏矢顯b的物理意義超( ).(a)b值的大小資示位笛線的長(zhǎng)度t (h)h值的大小表示位惜的密度， Cc)b的的大小表示點(diǎn)陣I畸變的程度.③離異共品( )?(a)是在平衡條件下發(fā)生的：(b)是在非平衡條件下發(fā)生的：(c)即可在平衡條件下也可在黃平衡條件下發(fā)生.④在負(fù)溫度梯度下，一般金屬結(jié)品時(shí)，均以( )方式長(zhǎng)大?(a)平面狀1。。樹(shù)枝狀：(c)胞狀. ? ..?⑤兩組元組成固溶體.則冏溶體的結(jié)構(gòu)《 )?(a)與溶質(zhì)相同；(b)與溶劑相同：<c)與溶質(zhì)、溶劑都不相同.?金屬納品時(shí),冷卻速度越快，其實(shí)際結(jié)晶溫度將( )?<a)越高$(b)越低；Cc)越接近理論結(jié)晶溫度.⑦隨著冷組性變形城的增加.金屬的( )?(a)強(qiáng)JK下降,電性提高：(b)強(qiáng)皮提高，塑性下降，(c)強(qiáng)度、盟性都提高?⑧體心立方品格金屬與密推六方品格金屬在塑性上的叁別主孌是由「兩者的( ).滑移系數(shù)域不同：(b)滑移面和滑移方向的指數(shù)不同；(c)致密度不同.?位懵在某一滑移而運(yùn)動(dòng)受用01，可發(fā)生交清性的是< >. .(a)刃型位錯(cuò)：<b)螺型位錯(cuò)，(c)混合位錯(cuò).⑩鐵碳合金在室溫平衡狀態(tài)F,由《 )構(gòu)成基本相?(a)鐵索體、沙破體?(b)鈦量體、*碳體、臭氏體：(c)鐵素體、一次淮騏休、一次濁碇體、三次沙碳體、珠光體、萊氏體.二、判斷(15分)TOC\o"1-5"\h\z①反應(yīng)擴(kuò)取的特點(diǎn)是在相界而處產(chǎn)生濃度突變，突變濃度正好對(duì)應(yīng)與相圖中的極限濃及!’所以二元系的獷散中不可能存在兩相區(qū).( )②高聚物的結(jié)晶度越鳥(niǎo),其彈性、組性越如?( )@就固溶強(qiáng)化而言，當(dāng)落項(xiàng)元素的質(zhì)嫌分?jǐn)?shù)相同時(shí)?形成間隙固溶體的溶砥元素的強(qiáng)化伍川總是大丁?形成置換固溶體的元素.( )④用柏氏矢域不但可以判斷位借的類型，而且可以反映由位錯(cuò)引起的品格崎變址.( )在鐵碳合金平衡結(jié)晶過(guò)程中，只有成分為4.3"的鐵碳合金凝固時(shí)才能發(fā)生共品反應(yīng).( )面心立方品格(111)品前的原子密度為3/，?( )⑦對(duì)于?成分一定的同海體合能納品過(guò)程?生產(chǎn)_L一股地逋過(guò)控制溫度悌度木拄M成分過(guò)次區(qū)人小的.想度梯度趣平援.成份過(guò)冷區(qū)就越大?《 )冷變形金屬的再結(jié)晶溫度越高，再結(jié)品后的品粒?粗大?( )品體具有緊密推列的趨向.所以在常見(jiàn)的品體結(jié)構(gòu)中.品格常數(shù)a總是原子間的取近距離.( >⑩三元相圖的變溫截面圖I二元相圖類似，可用于分析合金的平衡結(jié)品過(guò)程及確定各平衡相的成分和相對(duì)景.()太原理工大學(xué)太原理工大學(xué)2008年攻讀碩士研究生入學(xué)試題分值1 150分值1 150分考生注意：請(qǐng)標(biāo)明題號(hào)將答案僮在答卷紙上，做在試盤上不計(jì)分[ 八鹿為公作題1■填空題(每小空0J分，共】0分).根究相律，二元系合金結(jié)晶時(shí)，最多可有」111_相平衡共存，這時(shí)的自由度為(2),說(shuō)用此時(shí)⑶和⑷均恒定不變..在三元合金相圖的液相面投嬖圖中.可以利用液相單變量線的溫度走向(If頭)來(lái)畀斷四相平衡轉(zhuǎn)變類型.如三條液相單變量線箭頭均指向交點(diǎn)，則為昉型轉(zhuǎn)變:如兩條液相單變量段箭頭指向交點(diǎn),一條背離交點(diǎn)，則為(6)型轉(zhuǎn)變:如一條液相單變■線箭頭推向交點(diǎn),兩條背離交點(diǎn)，則為⑦型轉(zhuǎn)變..在二元系中，兩條自由結(jié)一成分曲線可有條公句線，在三元系中,兩個(gè)自由拾一成分曲面可有個(gè)公切面.. 稱為致密度，體心立方晶格、面心立方晶格、密排六方晶格的致密度分別是 QD、?和‘? ..目前魯遑被接受的擴(kuò)散的微觀機(jī)制是一四.位錯(cuò)線與柏氏矢量所構(gòu)成的平面就是滑移面，刃型位錯(cuò)的位錯(cuò)線與柏氏矢所以刃型位錯(cuò)的滑移面有..個(gè)，蠕型位錯(cuò)的位錯(cuò)線與柏氏矢L_a_，所以塞型位錯(cuò)的滑移面有一a__個(gè)?面有.二、選擇髭(每小題2分，共10分).在某一過(guò)冷度下平衡凝固時(shí)，當(dāng)臨界晶核(臨界晶核半徑為,)形成后，晶核能蠕自發(fā)的進(jìn)一步長(zhǎng)大?這是因?yàn)楫?dāng)r>r,時(shí)，表面自由始變化可以忽略不計(jì).Dr*時(shí)，體積自由皓的增加大于表面自由皓的增加.(c)r〉r'時(shí)，體積自由結(jié)的增加小于表面自由燃期?加.r〉r,時(shí)，體積自由結(jié)的減少(刎值)大于表面自由皓的增值..多相合金中相平制的條件是(a)各組元在各相中的濃度相同；(b)各相的體積百分?jǐn)?shù)相同；(c)各組元在各相中的化學(xué)位相同；(d)合金系必須處于恒溫和恒壓狀態(tài).3.位錯(cuò)柏氏矢量b的物理意義是b值的大小表示位錯(cuò)線的長(zhǎng)度1b值的大小表示位錯(cuò)的密度，b值的大小表示點(diǎn)陣用變的程度；b為正時(shí)表示刃型位錯(cuò)，b為負(fù)時(shí)表示螺型位錯(cuò).4,間隙固灌體中間隙原子的擴(kuò)散和置換固溶體中的置換原子的擴(kuò)散機(jī)理不同，主要區(qū)別在于(a)間隙原子擴(kuò)散依靠空位進(jìn)行，而置換原子擴(kuò)散是沿界面進(jìn)行的.(b)間隙原子擴(kuò)散在位錯(cuò)中進(jìn)行，而置換原子擴(kuò)散是在晶格的間隙中躍遷的.(c)間隙原子擴(kuò)散受溫度控制，而置換原子擴(kuò)散不受溫度影響.,(d)間隙原子擴(kuò)散在晶格間隙間躍遷,而置換原子擴(kuò)散主要依賴向空位躍遷,5.再結(jié)晶與量結(jié)晶都經(jīng)歷了形核與長(zhǎng)大兩個(gè)階段，但再結(jié)晶前后晶粒的( )?--(a)晶格類型與化學(xué)成分都改變 '(b)品格類型與化學(xué)成分都不改變U)晶格類型不變，化學(xué)成分改變(d)晶格類型改變，化學(xué)成分不變’太康理工大學(xué)2009年攻讀碩士研究生入學(xué)甘顧考試科目，_材料科學(xué)基礎(chǔ) 科目代碼】812分值；150分考生注意，HI標(biāo)明題號(hào)將答案做在答卷或上，做在斌題上不計(jì)分I 八題為必作題］一、填空題（每小空0.5分，共】0分）I.根據(jù)相律，三元系合金結(jié)晶時(shí)，?多可有—山生相平衡共存，這時(shí)的自由度為（2）0,說(shuō)明此時(shí)⑶一和（4）均恒定不變.&當(dāng)固洛體合金結(jié)晶后出現(xiàn)枝晶偏析時(shí)，先結(jié)晶出來(lái)的樹(shù)枝主軸含有較多的（5）組元.TOC\o"1-5"\h\z3.強(qiáng)化金屬材料的基本方法有（7） （8） ⑼,X在二元系中,兩條自由給一成分曲線可有_便一條公切線，在三元系中,兩個(gè)自由培一成分曲面可有一?一個(gè)公切面.0高分子材料中，大分子的原子同結(jié)合健是 g,而大分子與人分子之間的結(jié)合便是6共析鋼的臨界冷卻速度比亞共析鋼 心—,比過(guò)共析的 ?%晶態(tài)固體中，朦子擴(kuò)散的驅(qū)動(dòng)力是 腌?8.位錯(cuò)線與柏氏矢量所構(gòu)成的平面就是滑移面，刃型位情的位錯(cuò)線與柏氏矢曲.? ，所以刃型位錯(cuò)的滑移面有_JB_個(gè)，■型位錯(cuò)的位錯(cuò)線與柏氏矢量一21_,所以螺型位借的滑移面有0個(gè).一、'選擇題（每小題2分，共10分） ..在立方品系中指數(shù)相同的晶面和晶向：⑴互相平行.（2）互相垂K；（3）無(wú)必然聯(lián)系；（4）其晶向在晶面上..間除固溶體與間隙化合物的：⑴結(jié)構(gòu)相同，性能不同；⑵結(jié)構(gòu)不同，性能相同?（3）結(jié)構(gòu)相同，性能也相同：（4）結(jié)構(gòu)和性能都不相同，.位怫柏氏矢量b的物理意義是，（IX）位的人小表示位錯(cuò)縫的長(zhǎng)度；（Z冷值的大小我水位悟的密度：（3）b值的大小表示點(diǎn)陣畸變的程度：（，上為正時(shí)表示刃型位情，b為負(fù)時(shí)表示螺型位惜..實(shí)際金屬結(jié)晶時(shí)，通過(guò)控制性核速率N和長(zhǎng)大速率G的比值來(lái)控制晶粒大小，要獲得細(xì)晶粒,應(yīng)當(dāng)是：⑴N/G很大/⑵N/G根小；⑶N/G居中..位傅在某一滑移面運(yùn)動(dòng)受阻時(shí)，可發(fā)生交滑移的是，⑴力型位錯(cuò)：⑵螺型位惜；⑶不全位帶，三、判斷題（每小182分，共IQ分）1,合金中凡成分相同、結(jié)構(gòu)相同，并與其它部分有界面分開(kāi)的、物理化學(xué)性能均勻的組成都分叫相.（ ）.晶界上濠子排列混亂,不存在空位,所以以空位機(jī)制擴(kuò)散的原子在晶界處無(wú)法獷散?（）.在金屬晶體中，版子排列量緊密的晶面間的面間距最小，所以這些晶面向施以發(fā)生滑移.（）4,由于再結(jié)晶的過(guò)程是一個(gè)形核、氏大的過(guò)程，因而再結(jié)晶前后金屬的晶格結(jié)構(gòu)發(fā)生變化?（）5.高聚物的結(jié)晶度越高，其彈性、塑性越好.（ ）2004年西北工業(yè)大學(xué)碩士研究生入學(xué)試題一、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、求口11］和［2°刊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O'離子的面心立方結(jié)構(gòu)。問(wèn)：（1）若其離子半徑「Mg"=o.o66nm,6一=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？3、已知液態(tài)純鍥在1.013X105Pa（1大氣壓），過(guò)冷度為319K時(shí)發(fā)生均勻形核，設(shè)臨界晶核半徑為lnm,純銀熔點(diǎn)為1726K,熔化熱△%=18075J/moL摩爾體積V,=6.Gc//mol,試計(jì)算純鍥的液一固界面能和臨界形核功。4、圖不為Pb-Sn-Bi相圖投影圖。問(wèn)：（1）寫(xiě)出合金Q（限=0.7,%=0.2）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。pMjIO5、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%=280MPa,彈性模量度=205GPa,銅的aCu=140MPa,彈性模量Ecu=110GPao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？三、綜合分析題：（共50分，每小題_259）1、某面心立方晶體的可動(dòng)滑移系為（111）、口10】。（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-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a=0.2nm）。2、若有，某--Cu-Ag合金（儡=0.075,咻=0.925）IKg,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含量的低于0.02。（假設(shè)液相線和固相線固相線均為直線）。2005年西北工業(yè)大學(xué)碩士研究生入學(xué)試題一、簡(jiǎn)答題（每題8分，共40分）.請(qǐng)簡(jiǎn)述二元合金結(jié)晶的基本條件有哪些。.同素異晶轉(zhuǎn)變和再結(jié)晶轉(zhuǎn)變都是以形核長(zhǎng)大方式進(jìn)行的，請(qǐng)問(wèn)兩者之間有何差別？.兩位錯(cuò)發(fā)生交割時(shí)產(chǎn)生的扭折和割階有何區(qū)別？.請(qǐng)簡(jiǎn)述擴(kuò)散的微觀機(jī)制有哪些？影響擴(kuò)散的因素又有哪些？.請(qǐng)簡(jiǎn)述回復(fù)的機(jī)制及其驅(qū)動(dòng)力。二、計(jì)算、作圖題：（共60分，每小題12分）.在面心立方晶體中，分別畫(huà)出口011、"ID、Ui。】和、（mX，指出哪些是滑移面、滑移方向，并就圖中情況分析它們能否構(gòu)成滑移系？若外力方向?yàn)閇001],請(qǐng)問(wèn)哪些滑移系可以開(kāi)動(dòng)？.請(qǐng)判定下列位錯(cuò)反應(yīng)能否進(jìn)行，若能夠進(jìn)行，請(qǐng)?jiān)诰О麍D上做出矢量圖。-[TTl]+-[lll]-?a[001]1)2 22)2 6 6.假設(shè)某面心立方晶體可以開(kāi)動(dòng)的滑移系為請(qǐng)回答：（1）給出滑移位錯(cuò)的單位位錯(cuò)柏氏矢量；（2）若滑移位錯(cuò)為純?nèi)形诲e(cuò)，請(qǐng)指出其位錯(cuò)線方向；若滑移位錯(cuò)為純螺位錯(cuò),其位錯(cuò)線方向又如何？.若將一塊鐵由室溫20C加熱至850℃,然后非?？斓乩鋮s到20C,請(qǐng)計(jì)算處理前后空位數(shù)變化（設(shè)鐵中形成Imol空位所需的能量為104675J,氣體常數(shù)為8.314J/molK）。.已知三元簡(jiǎn)單共晶的投影圖，見(jiàn)附圖，（1）請(qǐng)畫(huà)出AD代表的垂直截面圖及各區(qū)的相組成（已知TA>TD）；（2）請(qǐng)畫(huà)出X合金平衡冷卻時(shí)的冷區(qū)曲線，及各階段相變反應(yīng)。三、綜合分析題：（共50分，每小題25分）.請(qǐng)對(duì)比分析加工硬化、細(xì)晶強(qiáng)化、彌散強(qiáng)化、復(fù)相強(qiáng)化和固溶強(qiáng)化的特點(diǎn)和機(jī)理。.請(qǐng)根據(jù)所附二元共晶相圖分析解答下列問(wèn)題：（1）分析合金I、n的平衡結(jié)晶過(guò)程，并繪出冷卻曲線；（2）說(shuō)明室溫下I、n的相和組織是什么？并計(jì)算出相和組織的相對(duì)含量；（3）如果希望得到共晶組織和5%的0初的合金，求該合金的成分;（4）分析在快速冷卻條件下，I、n兩合金獲得的組織有何不同。2006年西北工業(yè)大學(xué)碩士研究生入學(xué)試題一、簡(jiǎn)答題（每題10分，共50分）.試從結(jié)合鍵的角度，分析工程材料的分類及其特點(diǎn)。.位錯(cuò)密度有哪兒種表征方式？.陶瓷晶體相可分為哪兩大類？有何共同特點(diǎn)？.冷軋純銅板，如果要求保持較高強(qiáng)度，應(yīng)進(jìn)行何種熱處理？若需要繼續(xù)冷軋變薄時(shí)，又應(yīng)進(jìn)行何種熱處理？.擴(kuò)散激活能的物理意義為何？試比較置換擴(kuò)散和間隙擴(kuò)散的激活能的大小。二、作圖計(jì)算題（每題15分，共60分）.已知碳在y-Fe中擴(kuò)散時(shí)，D0=2.0x10-5m2/s,Q=1.4x105J/molo當(dāng)溫度由927°C上升到1027℃時(shí)，擴(kuò)散系數(shù)變化了多少倍？（氣體常數(shù)R=8.314J/（mol.K））.已知某低碳鋼o0=64KPa,K=393.7,若晶粒直徑為50Pm,該低碳鋼的屈服強(qiáng)度是多少？.試計(jì)算BCC晶體最密排面的堆積密度。.101口和［”②均位于Fee鋁的（111）晶面上，因此理論上和（111）口12］的滑移均是可能的。（1）畫(huà)出（111）晶面及單位滑移矢量〔°1Tl和口12。（2）比較具有此二滑移矢量的位錯(cuò)的能量。三、綜合分析題（每題20分，共40分）.試從晶界的結(jié)構(gòu)特征和能量特征分析晶界的特點(diǎn)。.試分析冷塑性變形對(duì)合金組織結(jié)構(gòu)、力學(xué)性能、物理化學(xué)性能、體系能量的影響。2004年西北工業(yè)大學(xué)碩士研究生入學(xué)試

題參考答案一、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)與類型；（3）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，半徑等于心的晶核）形成臨界晶核的充分條件：（1）形成〃的晶胚；（2）獲得A2A*（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、件圖題［（共60分，每小題12分）1、求［UH和BOI］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（力k7）2、氧化鎂（MgO）具有NaCl型結(jié)構(gòu)，即具有0?離子的面心立方結(jié)構(gòu)。問(wèn)：（1）若其離子半徑力6=0.066nm,6=0.140nm,則其原子堆積密度為多少？（2）如果弓六/分-=0.41,則原子堆積密度是否改變？答:（1）點(diǎn)陣常數(shù)"2（"+力-）=04⑵， 、“P.= =0.73堆積密度 a

（2）堆積密度會(huì)改變，因?yàn)镃與兩異號(hào)離子半徑的比值有關(guān)。3,已知液態(tài)純銀在1.013X1（）5Pa（］大氣壓），過(guò)冷度為319K時(shí)發(fā)生均勻形核，設(shè)臨界晶核半徑為lnm,純銀熔點(diǎn)為1726K,熔化熱△乩=18075J/mol,摩爾體積Vs=6.6cm7mol,試計(jì)算純鍥的液一固界面能和臨界形核功。r=^~AGb=答：因?yàn)閞=^~AGb=答：因?yàn)?L\HAHXT所以'△%=L"=2.53x10-5//cmA=AG,,=16m3_16m3M2V3AGb23A//2AT2=1.6xlO'9J4、圖示為Pb-Sn-Bi相圖投影圖。問(wèn)：（1）寫(xiě)出合金Q（恤=0.7,般"=0.2）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：LfBi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)，Lt（Sn+Bi）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->（Sn+Bi+B）共，隨后冷卻不再變化。室溫組織為：Bi初+（Sn+Bi）共+（Sn+Bi+B）共（2）場(chǎng)i初=2.88；W（Sn+Bi）ft—0.407；匕Sn+Bi+B）共=0?3055、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*=280MPa,彈性模量E“=205GPa,銅的<7Cu=140MPa,彈性模量Ecu=UOGPa。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：(a/E)sl(a/E)sl=￡sl￡Cu=((t/E)Cu205000<7(,,x =1.86CT,.110000(1)(2)(3)Cu(1)(2)(3)Cu先屈服；F息=FCu+Fs=140x1x2.4xIO",|_280x106x0.8xIO-6=560A^E=((pE\,+(°E)c“=130000MP”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（111）、“10］。1,（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)答：⑴(2)(3)(4)答：⑴(2)(3)（4）2、若有,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a=0.2nm）。6=-[Tio]柏氏矢量： 2 ；位錯(cuò)線方向：[112]；位錯(cuò)線運(yùn)動(dòng)方向平行于柏氏矢量；E=仍=9.899xICT"MN/m某一Cu-Ag合金（%=0.075,%=0.925）IKg,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含量恤低于0.02。（假設(shè)液相線和固相線固相線均為直線）。答：1.將IKg合金加熱至900C以上熔化，緩慢冷卻至850C,倒去剩余液體，所得固體a1約780g,wCu=0.055；將a1熔化，緩慢冷卻至900℃,倒去剩余液體，得a?約380g,wCu=0.03；將出熔化，緩慢冷卻至920C,倒去剩余液體，得a：,約260g,wCu=0.02；將a3熔化,緩慢冷卻至935℃,倒去剩余液體，得&約180g,wCu=0.013,即可。2005年西北工業(yè)大學(xué)碩士研究生入學(xué)試題參考答案一、簡(jiǎn)答題（每題8分，共40分）.請(qǐng)簡(jiǎn)述二元合金結(jié)晶的基本條件有哪些。答：熱力學(xué)條件AGvO結(jié)構(gòu)條件：r>r*能量條件：A>AGmax成分條件.同素異晶轉(zhuǎn)變和再結(jié)晶轉(zhuǎn)變都是以形核長(zhǎng)大方式進(jìn)行的，請(qǐng)問(wèn)兩者之間有何差別？答：同素異晶轉(zhuǎn)變是相變過(guò)程，該過(guò)程的某一熱力學(xué)量的倒數(shù)出現(xiàn)不連續(xù)；再結(jié)晶轉(zhuǎn)變只是晶粒的重新形成，不是相變過(guò)程。.兩位錯(cuò)發(fā)生交割時(shí)產(chǎn)生的扭折和割階有何區(qū)別？答：位錯(cuò)的交割屬于位錯(cuò)與位錯(cuò)之間的交互作用，其結(jié)果是在對(duì)方位錯(cuò)線上產(chǎn)生一個(gè)大小和方向等于其柏氏矢量的彎折，此彎折即被稱為扭折或割階。扭折是指交割后產(chǎn)生的彎折在原滑移面上，對(duì)位錯(cuò)的運(yùn)動(dòng)不產(chǎn)生影響，容易消失；割階是不在原滑移面上的彎折，對(duì)位錯(cuò)的滑移有影響。.請(qǐng)簡(jiǎn)述擴(kuò)散的微觀機(jī)制有哪些？影響擴(kuò)散的因素又有哪些？答：置換機(jī)制：包括空位機(jī)制和直接換位與環(huán)形換位機(jī)制，其中空位機(jī)制是主要機(jī)制，直接換位與環(huán)形換位機(jī)制需要的激活能很高，只有在高溫時(shí)才能出現(xiàn)。間隙機(jī)制：包括間隙機(jī)制和填隙機(jī)制，其中間隙機(jī)制是主要機(jī)制。影響擴(kuò)散的主要因素有：溫度（溫度約高，擴(kuò)散速度約快）；晶體結(jié)構(gòu)與類型（包括致密度、固溶度、各向異性等）；晶體缺陷；化學(xué)成分（包括濃度、第三組元等）.請(qǐng)簡(jiǎn)述回復(fù)的機(jī)制及其驅(qū)動(dòng)力。

答：低溫機(jī)制：空位的消失中溫機(jī)制：對(duì)應(yīng)位錯(cuò)的滑移（重排、消失）高溫機(jī)制：對(duì)應(yīng)多邊化（位錯(cuò)的滑移+攀移）驅(qū)動(dòng)力：冷變形過(guò)程中的存儲(chǔ)能（主要是點(diǎn)陣畸變能）二、計(jì)算、作圖題：（共60分，每小題12分）.在面心立方晶體中，分別畫(huà)出（101）、［101］、（111）、［110］和、（ill）'【oil］,指出哪些是滑移面、滑移方向，并就圖中情況分析它們能否構(gòu)成滑移系？若外力方向?yàn)?001］，請(qǐng)問(wèn)哪些滑移系可以開(kāi)動(dòng)？（TTI）、［T1O］能構(gòu)成滑移系不能開(kāi)勃QlD'COll］能崗成滑移系能開(kāi)動(dòng)（TTI）、［T1O］能構(gòu)成滑移系不能開(kāi)勃QlD'COll］能崗成滑移系能開(kāi)動(dòng)（ioixnon不能恂底滑移系.請(qǐng)判定下列位錯(cuò)反應(yīng)能否進(jìn)行，若能夠進(jìn)行，請(qǐng)?jiān)诰О麍D上做出矢量圖。|[TTl]+|[lll]^a[001]兒何條件:Tl]+^[lll]=^[002]=a[001]滿足幾何條件Tl]+^[lll]=^[002]=a[001]滿足幾何條件能量條件:(獷(-1)2+(-1)2+12)+^713+1(獷(-1)2+(-1)2+12)+^713+12+1232—a2川+力］滿足能量條件，反應(yīng)可以進(jìn)行。(2)2 6 6兒何條件:-[12TJ+-[211]=-[330]=-[110]6 6 6 2,滿足幾何條件能量條件:七信用樂(lè)可告“Y石=（a2+2?+（一1）2了+（浮+1、14=序［+（川：4滿足能量條件，反應(yīng)可以進(jìn)行。.假設(shè)某面心立方晶體可以開(kāi)動(dòng)的滑移系為請(qǐng)回答：1）給出滑移位錯(cuò)的單位位錯(cuò)柏氏矢量；2）若滑移位錯(cuò)為純?nèi)形诲e(cuò)，請(qǐng)指出其位錯(cuò)線方向；若滑移位錯(cuò)為純螺位錯(cuò)，其位錯(cuò)線方向又如何？6=-［011］答：（1）單位位錯(cuò)的柏氏矢量 2；（2）純?nèi)形诲e(cuò)的位錯(cuò)線方向與b垂直，且位于滑移面上，為［271］；純螺位錯(cuò)的位錯(cuò)線與b平行，為［011］o /.若將一塊鐵由室溫20℃加熱至850℃,然后非?？斓乩鋮s到20℃,請(qǐng)計(jì)算處理前后空位數(shù)變化（設(shè)鐵中形成Imol空位所需的能量為104675J）0“ A_一肌852273) 104675,104675,850叱=_1123(8314293x8.314_ 23X1QB答： 門修.已知三元簡(jiǎn)單共晶的投影圖，見(jiàn)附圖，1）請(qǐng)畫(huà)出AD代表的垂直截面圖及各區(qū)的相組成（已知TA>TD）；2）請(qǐng)畫(huà)出X合金平衡冷卻時(shí)的冷區(qū)曲線，及各階段相變反應(yīng)。C

答:.請(qǐng)對(duì)比分析加工硬化、細(xì)晶強(qiáng)化、彌散強(qiáng)化、復(fù)相強(qiáng)化和固溶強(qiáng)化的特點(diǎn)和機(jī)理。答：加工硬化：是隨變形使位錯(cuò)增殖而導(dǎo)致的硬化；細(xì)晶強(qiáng)化：是由于晶粒減小，晶粒數(shù)量增多，尺寸減小，增大了位錯(cuò)連續(xù)滑移的阻力導(dǎo)致的強(qiáng)化；同時(shí)由于滑移分散，也使塑性增大。該強(qiáng)化機(jī)制是唯一的同時(shí)增大強(qiáng)度和塑性的機(jī)制。彌散強(qiáng)化：又稱時(shí)效強(qiáng)化。是由于細(xì)小彌散的第二相阻礙位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的強(qiáng)化。包括切過(guò)機(jī)制和繞過(guò)機(jī)制。復(fù)相強(qiáng)化：由于第二相的相對(duì)含量與基體處于同數(shù)量級(jí)是產(chǎn)生的強(qiáng)化機(jī)制。其強(qiáng)化程度取決于第二相的數(shù)量、尺寸、分布、形態(tài)等，且如果第二相強(qiáng)度低于基體則不一定能夠起到強(qiáng)化作用。固溶強(qiáng)化：由于溶質(zhì)原子對(duì)位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生阻礙。包括彈性交互作用（柯氏氣團(tuán)）、電交互作用（玲木氣團(tuán)）和化學(xué)交互作用。.請(qǐng)根據(jù)所附二元共晶相圖分析解答下列問(wèn)題：1）分析合金I、II的平衡結(jié)晶過(guò)程，并繪出冷卻曲線；2）說(shuō)明室溫下1、II的相和組織是什么？并計(jì)算出相和組織的相對(duì)含量；3）如果希望得到室溫組織為共晶組織和5%的0初的合金，求該合金的成分；4）分析在快速冷卻條件下，I、II兩合金獲得的組織有何不同。

xl00%=82.35%0.90-0.200.90-0.05xl00%=82.35%0.90-0.200.90-0.05= 0.20-0.05xlQ0%="55%0.90-0.05 ,相組成與組織組成比例相同II：p初+(a+。)共+pn(忽略)0.90-0.800.90-0.50x100%=25%0.80-0.500.90-0.500.90-0.800.90-0.50x100%=25%0.80-0.500.90-0.50x100%=75%0.90-0.800.90-0.05x100%=11.76%町=黑瑞xl00%=8&24%(3)設(shè)所求合金成分為xx=0.05x(0.90-0,50)+0.50=52%x-0.500.90-0.50x-0.500.90-0.50xl00%=5%(4)1合金在快冷條件下可能得到少量的共晶組織，且呈現(xiàn)離異共晶的形態(tài),合金中的PII量會(huì)減少，甚至不出現(xiàn)；II合金在快冷條件下P初呈樹(shù)枝狀，且數(shù)量減少。共晶體組織變細(xì)小，相對(duì)量增加。2006年西北工業(yè)大學(xué)碩士研究生入學(xué)試題參考答案一、簡(jiǎn)答題(每題10分，共50分).試從結(jié)合鍵的角度，分析工程材料的分類及其特點(diǎn)。答：金屬材料：主要以金屬鍵為主，大多數(shù)金屬?gòu)?qiáng)度和硬度較高，塑性較好。陶瓷材料：以共價(jià)鍵和離子鍵為主，硬、脆，不易變形，熔點(diǎn)高。高分子材料：分子內(nèi)部以共價(jià)健為主，分子間為分子鍵和氫鍵為主。復(fù)合材料：是以上三中基本材料的人工復(fù)合物，結(jié)合鍵種類繁多。性能差異很大。.位錯(cuò)密度有哪幾種表征方式？答：有兩種方式：體密度，即單位體積內(nèi)的位錯(cuò)線長(zhǎng)度；面密度，即垂直穿過(guò)單位面積的位錯(cuò)線根數(shù)。.陶瓷晶體相可分為哪兩大類？有何共同特點(diǎn)？答：氧化物陶瓷和硅酸鹽陶瓷。特點(diǎn)：1.結(jié)合鍵主要是離子鍵，含有一定比例的共價(jià)鍵；2.有確定的成分，可以用準(zhǔn)確的分子式表達(dá)；3.具有典型的非金屬性質(zhì)。.冷軋純銅板，如果要求保持較高強(qiáng)度，應(yīng)進(jìn)行何種熱處理？若需要繼續(xù)冷軋變薄時(shí)，又應(yīng)進(jìn)行何種熱處理？答：保持較高強(qiáng)度則應(yīng)進(jìn)行低溫退火，使其只發(fā)生回復(fù)，去除殘余應(yīng)力；要繼續(xù)冷變形則應(yīng)進(jìn)行高溫退火，使其發(fā)生再結(jié)晶，以軟化組織。.擴(kuò)散激活能的物理意義為何？試比較置換擴(kuò)散和間隙擴(kuò)散的激活能的大小。答：擴(kuò)散激活能的物理意義是原子躍遷過(guò)程中必須克服周圍原子對(duì)其的阻礙，即必須克服勢(shì)壘。相比而言，間隙擴(kuò)散的激活能較小。二、作圖計(jì)算題(每題15分，共60分).已知碳在y-Fe中擴(kuò)散時(shí)，DO=2.0x10—5m2/s,Q=1.4x105J/molo當(dāng)溫度由927C上升到1027℃時(shí)，擴(kuò)散系數(shù)變化了多少倍？(R=8.314J/(mol.K))答：Dexj(著)=2.0xl(FexQ［；2%))D.. 2.0x10-ex/-14x10一)工夫7) \8.31x(1027+273))D( -1.4x10 -1.4x10 1_/-1.4xl0_-1,4xl0~D-=eX\8.31x(1027+273)-8.31x(927+273)尸又弋10808.2~9976.8=exp(-l2.953+14033)=exp(1.08)=2.94.已知某低碳鋼o0=64KPa,K=393.7,若晶粒直徑為5011m,該低碳鋼的屈服強(qiáng)度是多少？答：由霍爾一配奇公式得：115=仇+必-5=64+393.7x503=64+55.68=119.7ma.試計(jì)算BCC晶體最密排面的堆積密度。答：BCC密排面為｛110｝面，其面積為：=H=2x成2=2tf(—a)2=-7B2｛110｝面上被原子占據(jù)的面積為(兩個(gè)原子)： 4 8力，3^=—=—7F=0.5888堆積密度：工16.［0近］和［112］均位于Fee鋁的（111）晶面上，因此理論上（111）【01」和（111）口12］的滑移均是可能的。（1）畫(huà)出（111）晶面及單位滑移矢量［°1口和〔11句。（2）比較具有此二滑移矢量的位錯(cuò)的能量。三、綜合分析題（每題20分，共40分）1.試從晶界的結(jié)構(gòu)特征和能量特征分析晶界的特點(diǎn)。答：晶界結(jié)構(gòu)特征：原子排列比較混亂，含有大量缺陷。晶界能量特征：原子的能量較晶粒內(nèi)部高，活動(dòng)能量強(qiáng)。晶界特征：晶界——畸變——晶界能——向低能量狀態(tài)轉(zhuǎn)化——晶粒長(zhǎng)大、晶界變直一晶界面積減小阻礙位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)——ob?——細(xì)晶強(qiáng)化位錯(cuò)、空位等缺陷多——晶界擴(kuò)散速度高晶界能量高、結(jié)構(gòu)復(fù)雜——容易滿足固態(tài)相變的條件——固態(tài)相變首先發(fā)生地化學(xué)穩(wěn)定性差——晶界容易受腐蝕微量元素、雜質(zhì)富集2.試分析冷塑性變形對(duì)合金組織結(jié)構(gòu)、力學(xué)性能、物理化學(xué)性能、體系能量的影響。答：組織結(jié)構(gòu)：（1）形成纖維組織：晶粒沿變形方向被拉長(zhǎng)；（2）形成位錯(cuò)胞；（3）晶粒轉(zhuǎn)動(dòng)形成變形織構(gòu)。力學(xué)性能：位錯(cuò)密度增大，位錯(cuò)相互纏繞，運(yùn)動(dòng)阻力增大，造成加工硬化。物理化學(xué)性能：其變化復(fù)雜，主要對(duì)導(dǎo)電，導(dǎo)熱，化學(xué)活性，化學(xué)電位等有影響。?體系能量：包括兩部分：（1）因冷變形產(chǎn)生大量缺陷引起點(diǎn)陣畸變，使畸變能增大；（2）因晶粒間變形不均勻和工件各部分變形不均勻引起的微觀內(nèi)應(yīng)力和宏觀內(nèi)應(yīng)力。這兩部分統(tǒng)稱為存儲(chǔ)能，其中前者為主要的。冷變形后引起的組織性能變化為合金隨后的回復(fù)、再結(jié)晶作了組織和能量上的準(zhǔn)備。綜合槿擬施一一、簡(jiǎn)答題（每題6分，共30分）.原子的結(jié)合鍵有哪幾種？各有什么特點(diǎn)？.面心立方晶體和體心立方晶體的晶胞原子數(shù)、配位數(shù)和致密度各是多少？.立方晶系中，若位錯(cuò)線方向?yàn)椋?01］,B= 試說(shuō)明該位錯(cuò)屬于什么類型。.請(qǐng)說(shuō)明間隙化合物與間隙固溶體的異同。D=D°exp| ?.試從擴(kuò)散系數(shù)公式 I 說(shuō)明影響擴(kuò)散的因素。.何為過(guò)冷度？它對(duì)形核率有什么影響？二、作圖計(jì)算題（每題10分，共40分）.在面心立方晶體中，分別畫(huà)出（101）、［110］和（111）、指出哪些是滑移面、滑移方向，并就圖中情況分析它們能否構(gòu)成滑移系？.已知A1為面心立方晶體，原子半徑為〃，若在A1晶體的八面體間隙中能溶入最大的小原子半徑為外，請(qǐng)計(jì)算備與力的比值是多少。.A-B二元合金中具有共晶反應(yīng)如下：％5>.75）=4%=0/5）+夕（“0.95）若共晶反應(yīng)剛結(jié)束時(shí)，。和￡相的相對(duì)含量各占50%,試求該合金的成分。.已知銅的臨界分切應(yīng)力為IMpa,問(wèn)要使（I"）面上產(chǎn)生［101］方向的滑移，應(yīng)在［001］方向上施加多大的力？三、綜合分析題（每題15分，共30分）.按下列條件繪出A-B二元相圖：A組元（熔點(diǎn)600C）與B組元（熔點(diǎn)500C）在液態(tài)時(shí)無(wú)限互溶；（2）固態(tài)時(shí)，A在B中的最大固溶度為叼=0.30,室溫時(shí)為療0.10；而B(niǎo)在固態(tài)下不溶于A；300c時(shí)發(fā)生共晶反應(yīng)L（504o）oA+￡（5a70）。在A-B二元相圖中，分析航0.6的合金平衡凝固后，在室溫下的相組成物及組織組成物，并計(jì)算各相組成物的相對(duì)含量。2.請(qǐng)繪出下列Fe-C合金極緩慢冷卻到室溫后的金相組織示意圖，并標(biāo)注各組織。（腐蝕劑均為3%硝酸酒精）

工業(yè)純鐵20鋼45鋼T8鋼亞共品白口工業(yè)純鐵20鋼45鋼T8鋼亞共品白口練合根擬施二一、簡(jiǎn)答題（每題6分，共30分）.工程材料分為哪兒類？它們的結(jié)合鍵如何？.根據(jù)凝固理論，請(qǐng)分析細(xì)化鑄錠晶粒的途徑及原理.固溶體非平衡凝固時(shí)，形成微觀偏析和宏觀偏析的原因有何區(qū)別？.請(qǐng)為置換固溶體、間隙固溶體、間隙化合物、正常價(jià)化合物、電子化合物和間隙化合物各舉一具體例子。.為什么細(xì)晶強(qiáng)化可以同時(shí)提高合金強(qiáng)度、硬度、塑性和韌性？二、作圖計(jì)算題（每題10分，共40分）.鈦的晶胞（密排六方）體積在20C時(shí)為〃.其c/a=1.59,求：c、a的值；（2）鈦原子半徑。.已知鋁為體心立方結(jié)構(gòu)，請(qǐng)回答：（1）畫(huà)出其晶胞示意圖；（2）在圖中畫(huà)出一個(gè)可能的滑移系，并標(biāo)明滑移面和滑移方向的指數(shù)。. ?碳鋼在平衡冷卻條件下，室溫組織為珠光體+二次滲碳體，其中珠光體含量為90%。請(qǐng)確定該碳鋼的含碳量，并畫(huà)出組織示意圖。.假設(shè)某面心立方晶體可以開(kāi)動(dòng)的滑移系為（U請(qǐng)回答：（1）給出滑移位錯(cuò)的單位位錯(cuò)柏氏矢量；（2）若滑移位錯(cuò)為純?nèi)形诲e(cuò)，請(qǐng)指出其位錯(cuò)線方向；若滑移位錯(cuò)為純螺位錯(cuò)，其位錯(cuò)線方向又如何？三、綜合分析題（每題15分，共30分）.根據(jù)下列已知條件繪出A-B二元共晶相圖：tA>tB（tA>tB為A、B的熔點(diǎn)）；共晶反應(yīng)為乙（”=°何）O/wpW.io）+A?s=0.95）.B在A中的固溶度隨溫度的下降而減小，室溫時(shí)為版=0.03；A在B中的固溶度不隨溫度變化，并請(qǐng)回答：（1）分析斷0.85的合金平衡結(jié)晶過(guò)程；（2）計(jì)算該合金室溫下的相組成物及組織組成物。（忽略二次相）8. 一楔型純銅鑄錠，經(jīng)間距恒定的軋輯軋制（如圖）：（1）請(qǐng)畫(huà)出軋制后，錠子的晶粒示意圖。（2）畫(huà)出將該錠子進(jìn)行再結(jié)晶退火后，晶粒示意圖。并分析原因。綜合橙權(quán)趣三一、簡(jiǎn)答題（每題5分，共30分）.何為空間點(diǎn)陣？它與晶體結(jié)構(gòu)有何異、同？.請(qǐng)簡(jiǎn)述晶界有哪些特征？.何為固溶強(qiáng)化？置換固溶體與間隙固溶體相比，哪個(gè)的固溶強(qiáng)化效果強(qiáng)？請(qǐng)簡(jiǎn)述影響固溶度的因素。.請(qǐng)簡(jiǎn)述二元合金結(jié)晶的基本條件有哪些。.什么是反應(yīng)擴(kuò)散？請(qǐng)簡(jiǎn)述其特點(diǎn)。.簡(jiǎn)述在什么情況下會(huì)發(fā)生單滑移、多滑移和交滑移，它們的滑移線形貌特征是什么。二、作圖計(jì)算題（每題10分，共40分）.請(qǐng)計(jì)算簡(jiǎn)單立方和體心立方晶體的（100）、（110）和（111）晶面的面間距（假設(shè)兩種點(diǎn)陣的點(diǎn)陣常數(shù)都是a）。.在面心立方晶體中，分別畫(huà)出Q01）、口01］、（1ID、口10］和、（“I）、［Oil］,指出哪些是滑移面、滑移方向，并就圖中情況分析它們能否構(gòu)成滑移系？若外力方向?yàn)椋?01＞，請(qǐng)問(wèn)哪些滑移系可以開(kāi)動(dòng)？.請(qǐng)判定下列反應(yīng)能否進(jìn)行，若能夠進(jìn)行，則在簡(jiǎn)單立方晶胞內(nèi)繪出參加反應(yīng)位錯(cuò)的柏氏矢量?！闧110]->^[12T]+^[211]2 6 6凱2]+凱i]-*1]3 6 24.已知三元簡(jiǎn)單共晶的投影圖，見(jiàn)附圖，請(qǐng)畫(huà)出AD代表的垂直截面圖及各區(qū)的相組成；請(qǐng)畫(huà)出X合金平衡冷卻時(shí)的冷區(qū)曲線，及各階段相變反應(yīng)。C三、綜合分析題(每題15分，共30分).已知Mg-Ni合金系中一個(gè)共晶反應(yīng)：L23.5%的律>01純Mg+MgzNi54.6%Ni設(shè)有G和0兩種合金，G為亞共晶，C2為過(guò)共晶。這兩種合金的初生相質(zhì)量分?jǐn)?shù)相等，但室溫時(shí)C1中a(即Mg)的總量是C2中a總量的2.5倍，請(qǐng)確定G和C2的成分。.某工廠對(duì)一大型零件進(jìn)行淬火處理，經(jīng)過(guò)1100C加熱后，用冷拉鋼絲繩吊掛,由起重吊車送往淬火水槽，行至途中鋼絲突然發(fā)生斷裂。該鋼絲是新的，且沒(méi)有瑕疵，是分析該鋼絲繩斷裂的原因。練合黑權(quán)趣j H考莒柔一、簡(jiǎn)答題（每題6分，共30分）1.原子的結(jié)合鍵有哪幾種？各有什么特點(diǎn)？離子鍵：正負(fù)離子相互吸引；鍵合很強(qiáng)，無(wú)方向性；熔點(diǎn)、硬度高，固態(tài)不導(dǎo)電，導(dǎo)熱性差。共價(jià)鍵：相鄰原子通過(guò)共用電子對(duì)結(jié)合；鍵合強(qiáng)，有方向性；熔點(diǎn)、硬度高,不導(dǎo)電，導(dǎo)熱性有好有差。金屬鍵：金屬正離子于自由電子相互吸引；鍵合較強(qiáng)，無(wú)方向性；熔點(diǎn)、硬度有高有低，導(dǎo)熱導(dǎo)電性好。分子鍵：分子或分子團(tuán)顯弱電性，相互吸引；鍵合很弱，無(wú)方向性；熔點(diǎn)、硬度低，不導(dǎo)電，導(dǎo)熱性差。氫鍵：類似分子鍵，但氫原子起關(guān)鍵作用可琦鍵合弱，有方向性；熔點(diǎn)、硬度低，不導(dǎo)電，導(dǎo)熱性好。2.面心立方晶體和體心立方晶體的晶胞原子數(shù)、配位數(shù)和致密度各是多少？晶胞原子數(shù)配位數(shù)致密度面心立方41274%體心立方2868%.立方晶系中，若位錯(cuò)線方向?yàn)閇001],B= 試說(shuō)明該位錯(cuò)屬于什么類型。因位錯(cuò)線方向垂直于柏氏矢量，所以是刃位錯(cuò)。.請(qǐng)說(shuō)明間隙化合物與間隙固溶體的異同。相同點(diǎn)：小原子溶入不同點(diǎn)：若小原子溶入后，大小原子數(shù)量成比例，在選取點(diǎn)陣時(shí)，大小原子點(diǎn)陣可以合并，這實(shí)際上改變了大原子的點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)，因此認(rèn)為形成新相，稱為間隙相（間隙化合物）。若小原子溶入后，分布隨機(jī)，大小原子點(diǎn)陣不能合并，仍然保留大原子點(diǎn)陣，稱為間隙固溶體。D=exp|——|.試從擴(kuò)散系數(shù)公式 IkTJ說(shuō)明影響擴(kuò)散的因素。從公式表達(dá)形式可以看出擴(kuò)散系數(shù)與擴(kuò)散激活能加溫度砥關(guān)。擴(kuò)散激活能越低擴(kuò)散系數(shù)越大，因此激活能低的擴(kuò)散方式的擴(kuò)散系數(shù)較大，如晶界和位錯(cuò)處的擴(kuò)散系數(shù)較大。溫度越高，原子活性越大，擴(kuò)散系數(shù)越大。.何為過(guò)冷度？它對(duì)形核率有什么影響？過(guò)冷度：實(shí)際結(jié)晶溫度與理論結(jié)晶溫度的差值。隨過(guò)冷度增大，形核率先增后減。二、作圖計(jì)算題（每題10分，共40分）在面心立方晶體中，分別畫(huà)出（101）、［110］和（111）、［110］,指出哪些是滑移面、滑移方向，并就圖中情況分析它們能否構(gòu)成滑移系？對(duì)面心立方晶體，（101）非密排面，因此它不是滑移面；［110］是密排方向，因此是滑移方向。但這二者不能構(gòu)成滑移系。（111）和［110］是密排面和密排方向，因此可以構(gòu)成滑移系。

已知Al為面心立方晶體，原子半徑為若在A1晶體的八面體間隙中能溶入最大的小原子半徑為打，請(qǐng)計(jì)算外與〃的比值是多少。生=0.414A-B二元合金中具有共晶反應(yīng)如下：L（”“475）oa—）+4“%=。.95）若共晶反應(yīng)剛結(jié)束時(shí)，。和￡相的相對(duì)含量各占50%,試求該合金的成分。設(shè)合金成分為c%,由題知：a%=0.95a%=0.95-c

0.95-0.15x100%=50%得：c%=0.55%已知銅的臨界切分應(yīng)力為IMpa,問(wèn)要使（I"）面上產(chǎn)生［101］方向的滑移，應(yīng)在［001］方向上施加多大的力？對(duì)立方晶系，兩晶向囪4幻和也44夾角公式為：hxhj+k\k,+/1/）TOC\o"1-5"\h\zcos（p=/ ??1r_ =jY+c加+小+^故滑移面的法線口11］與拉力軸方向歐）1］的夾角為：-IxO+lxO+lxl 1COS（P=廣 I -=7（-l）2+l2+l25/o2+O2+l2也,1cos/I=~同理，滑移方向口01］與拉力軸方向Q01］的夾角為：J2由分切應(yīng)力公式得：cr=——%——=2.45MPaCOS*COS%三、綜合分析題（每題15分，共30分）.按下列條件繪出A-B二元相圖：A組元（熔點(diǎn)600℃）與B組元（熔點(diǎn)500℃）在液態(tài)時(shí)無(wú)限互溶；固態(tài)時(shí)，A在B中的最大固溶度為%0.30,室溫時(shí)為叱0.10;而B(niǎo)在固態(tài)下不溶于A；300℃時(shí)發(fā)生共晶反應(yīng)4m皿）Q4+A”。，。）o在A-B二元相圖中，分析斷0.6的合金平衡凝固后，在室溫下的相組成物及組織組成物，并計(jì)算各相組成物的相對(duì)含量。相組成：A+B組織組成：A+S+A”90-60A%=x100%=33.3%90-0夕％=1-33.3%=66.7%.請(qǐng)繪出下列Fe-C合金極緩慢冷卻到室溫后的金相組織示意圖，并標(biāo)注各組織。（腐蝕劑均為3%硝酸酒精）工業(yè)純鐵：F20鋼：F+P45鋼：F+PT8鋼：PT12鋼： P+Fe3c網(wǎng)狀亞共晶白口鑄鐵：P+Ld'考生注意：本試卷共四大題，滿分150分?？荚嚂r(shí)間為3小時(shí)；所有答案均寫(xiě)在答題紙上，在此答題無(wú)效。一.填空題（本題共15分，每空1分）（1）結(jié)合鍵是包括和兩大類，其中 金剛石是典型的 （指鍵類型）化合物，氯化鈉是典型的化合物。（2）金屬晶體的典型結(jié)構(gòu)包括、、(3)鎂是密排六方金屬結(jié)構(gòu)，其單位晶胞中包含的原子數(shù)為一，每個(gè)原子的配位數(shù)為:致密度為(4)鐵素體的機(jī)械性能特點(diǎn)是 (5)CaF2結(jié)構(gòu)是以Ca2+做面心立方堆積,F填充 空隙.(6)淬火后碳鋼發(fā)生馬氏體轉(zhuǎn)變是典型的相變。二.簡(jiǎn)答題(本題共5小題，每小題8分，滿分40分)(1)試述影響形成置換型固溶體的因素.(2)簡(jiǎn)述陶瓷材料脆性產(chǎn)生的原因及改善脆性的途徑.(3)惰性氣體和甲烷氣體都是在很低的溫度下才能凝聚，為什么？組成它們的原子之間作用力相同嗎？為什么？(4)為什么銅銀金等金屬材料具有較好的延展性？(5)離子晶體點(diǎn)缺陷主要有哪些類型?它們各自有何特點(diǎn)?.三.論述題(本題共2小題，每題15分，滿分30分)(1)擴(kuò)散是固體材料中原子或分子的主要遷移方式,試述影響擴(kuò)散的主要因素；(2)從熱力學(xué)定律的角度闡述均勻形核的條件，并討論形核率與溫度及過(guò)冷度的相互關(guān)系.四.計(jì)算題(本題共6小題,1題8分，2、3、4題每題9分,5、6題每題15分，滿分65分)(1)畫(huà)出金剛石晶體結(jié)構(gòu)的平面投影圖，標(biāo)注質(zhì)點(diǎn)的投影坐標(biāo)。計(jì)算金剛石晶體結(jié)構(gòu)的致密度。(2)氧化鋼具有氯化鈉型結(jié)構(gòu)，鋼的離子半徑為1.34A,氧的離子半徑為1.32A.已知銀(Ba)的原子量為137.33,氧(0)的原子量為16.試求氧化鋼(BaO)的致密度及密度值.⑶鐵(Fe)的密度實(shí)測(cè)值為7.87g/cm3.已知體心立方鐵的晶胞參數(shù)為2.866A.試求在純鐵中的空位所占的比率.(已知鐵的原子量為55.85)(4)-厚壁鐵管內(nèi)徑為3cm,內(nèi)部有一厚為0.001cm的鐵膜.鐵膜一邊為濃度0.5X1()20個(gè)/cm3氮原子，另一邊為濃度個(gè)/cm氮原子.試求在700c下每秒鐘通過(guò)此鐵膜的氮原子總數(shù)(700C氮在鐵中的擴(kuò)散系數(shù)為4X10-7cm2/s)(5)根據(jù)CaTiCh晶胞圖(見(jiàn)右圖)回答下列問(wèn)題：

(a)晶面BCGF、DEG的晶面指數(shù);(b)結(jié)構(gòu)中各離子的配位數(shù)為多少，寫(xiě)出其配位多面體；(c)晶胞分子數(shù)是多少？何種離子添何種空隙？(6)如圖所示二元共晶相圖晶向DF、HA的晶向指數(shù)。(a)分析合金晶向DF、HA的晶向指數(shù)。并畫(huà)出冷卻曲線。(b)說(shuō)明室溫下合金I,n的相和組織是什么？用杠桿定律計(jì)算出相和組織的量。(C)如希望得