東南大學(xué)材料科學(xué)基礎(chǔ)歷年考研真題及答案解析

目錄

I歷年考研真題試卷................................................2

東南大學(xué)2007年招收碩士學(xué)位研究生入學(xué)考試試卷.............................2

東南大學(xué)2008年招收碩士學(xué)位研究生入學(xué)考試試卷..............................8

東南大學(xué)2009年招收碩士學(xué)位研究生入學(xué)考試試卷.............................14

東南大學(xué)2010年招收碩士學(xué)位研究生入學(xué)考試試卷.............................21

東南大學(xué)2011年招收碩士學(xué)位研究生入學(xué)考試試卷.............................28

東南大學(xué)2012年招收碩士學(xué)位研究生入學(xué)考試試卷.............................35

II歷年考研真題試卷答案解析........................................41

東南大學(xué)2007年招收碩士學(xué)位研究生入學(xué)考試試卷答案解析....................41

東南大學(xué)2008年招收碩士學(xué)位研究生入學(xué)考試試卷答案解析....................54

東南大學(xué)2009年招收碩士學(xué)位研究生入學(xué)考試試卷答案解析....................68

東南大學(xué)2010年招收碩士學(xué)位研究生入學(xué)考試試卷答案解析....................82

東南大學(xué)2011年招收碩士學(xué)位研究生入學(xué)考試試卷答案解析....................97

東南大學(xué)2012年招收碩士學(xué)位研究生入學(xué)考試試卷答案解析....................111

I歷年考研真題試卷

東南大學(xué)2007年招收碩士學(xué)位研究生入學(xué)考試試卷

請(qǐng)考生注意：試題解答務(wù)請(qǐng)考生做在專用“答題紙”上！

做在其他答題紙上或試卷上的解答將被視為無效答題，不予評(píng)分。

科目代碼：942科目名稱：材料科學(xué)基礎(chǔ)

一、選擇題(單項(xiàng)選擇，每題2分，共40分)

1、在三元相圖的水平截面的兩相區(qū)中，連接線之間

(a)必定相交；(b)必定平行；

(c)可以相交或平行；(d)不能相交也不能平行。

2、非均勻形核的形核功(AG*)和接觸角(0)和Cnw(晶核和雜質(zhì)之間的界面能)之

間的關(guān)系為：

(a)Jw越小，0越大，M不越大；(b)Jw越大，0越大，越小;

(c)Cnw越小，0越小，AG%越大；(d)6nw越小，。越小，越小。

3、引入極射赤面投影的目的是

(a)表示晶體結(jié)構(gòu)的周期性；

(b)晶體結(jié)構(gòu)的對(duì)稱性；

(C)表示晶面之間或晶向之間的取向關(guān)系；

(d)表征晶體中陣點(diǎn)或原子的投影位置。

4、單相固溶體凝固時(shí)，若ko<l,則：

(a)ke=l時(shí)，偏析最嚴(yán)重；(b)ke=ko時(shí)，偏析最嚴(yán)重；

(c)k<ke<l時(shí)，偏析最嚴(yán)重；(d)偏析與ke及ko均無關(guān)。

5、二元材料形成偽共晶的必要條件之一是：

(a)兩種組元必須都是金屬元素；

(b)溶液在凝固時(shí)必須以足夠慢的速度冷卻；

(c)溶液在冷卻時(shí)必須有適當(dāng)?shù)倪^冷度；

(d)某一組元的含量必須高于相圖中共晶點(diǎn)所示的值。

6、納米材料的特征之一是：

(a)具有與單晶體相近的性能特征；(b)具有超塑性；

(c)具有超高強(qiáng)度效應(yīng)；(d)具有表面效應(yīng)。

7、空間點(diǎn)陣是用來描述晶體結(jié)構(gòu)的周期性，因此

(a)自然界存在的晶體結(jié)構(gòu)和空間點(diǎn)陣的數(shù)量相同；

(b)任何一個(gè)晶體的晶體結(jié)構(gòu)和空間點(diǎn)陣完全等同；

(c)表征晶體結(jié)構(gòu)周期性的空間點(diǎn)陣的數(shù)量少于自然界晶體結(jié)構(gòu)的種類；

(d)表征晶體結(jié)構(gòu)周期性的空間點(diǎn)陣的數(shù)量多于自然界晶體結(jié)構(gòu)的種類。

8、離子晶體和正常價(jià)化合物都符合化合價(jià)規(guī)律，但它們分屬不同的晶體類型，原因是：

(a)離子晶體的密度高于正常價(jià)化合物；

(b)離子晶體的致密度與正常價(jià)化合物不同；

(c)離子晶體的電子濃度與正常價(jià)化合物不同；

(d)離子晶體具有陶瓷的性能特征，正常價(jià)化合物屬金屬間化合物。

9、準(zhǔn)晶之所以稱之為亞穩(wěn)態(tài)是因?yàn)椋?/p>

(a)系統(tǒng)以準(zhǔn)晶的形式存在時(shí)，自由焰處于最小值；

(b)系統(tǒng)以準(zhǔn)晶的形式存在時(shí).，自由焰處于極小值；

(c)系統(tǒng)以準(zhǔn)晶的形式存在時(shí)，其自由焰高于非晶態(tài)的自由焰；

(d)系統(tǒng)以準(zhǔn)晶的形式存在時(shí)，其自由焙低于多晶態(tài)的自由熔。

10、在描述純?cè)睾碗x子晶體的結(jié)構(gòu)時(shí)均引入了配位數(shù)的概念，它們的物理意義

(a)完全相同；

(b)不同，在純?cè)氐木w結(jié)構(gòu)中配位數(shù)是指每個(gè)原子周圍最鄰近的原子數(shù)，而離子

晶體則是指每個(gè)離子周圍最鄰近的異種離子數(shù)；

(c)不同，在純?cè)氐木w結(jié)構(gòu)中配位數(shù)是指每個(gè)原子周圍最鄰近的原子數(shù)，而離子

晶體則是指每個(gè)離子周圍最鄰近的同種離子數(shù)；

(d)不同,在純?cè)氐木w結(jié)構(gòu)中配位數(shù)是指每個(gè)原子周圍最鄰近和次鄰近的原子數(shù)，

而離子晶體則是指每個(gè)離子周圍最鄰近的異種離子數(shù)；

11、純金屬在某一溫度T(T<Tm)平衡凝固時(shí)，當(dāng)臨界晶核形成后，晶核能進(jìn)一步長(zhǎng)

大，這是因?yàn)椋?/p>

(a)丫>丫*表面自由能變化可以忽略不計(jì)；

(b)y>y*體積自由能的增加大于表面自由能的增加；

(c)y>丫*體積自由能的增加小于表面自由能的增加；

(d)Y>/體積自由能的減小(絕對(duì)值)大于表面自由能的增值。

12、一定質(zhì)量的純鐵在加熱至912℃時(shí)，體積

(a)突然增大，因?yàn)槠浣Y(jié)構(gòu)從fee轉(zhuǎn)變?yōu)閎cc；

(b)突然減小，因?yàn)槠浣Y(jié)構(gòu)從bee轉(zhuǎn)變?yōu)閒ee；

(c)不變，因?yàn)槠浣Y(jié)構(gòu)仍然屬立方晶系；

(d)緩慢增大，因?yàn)閒ee的致密度大于bee結(jié)構(gòu)的致密度。

13、硅氧四面體中的陽離子

(a)只屬于一個(gè)硅氧四面體；(b)可以被多個(gè)硅氧四面體公用；

(c)只能被兩個(gè)硅氧四面體公用；(d)可以被四個(gè)硅氧四面體公用。

14、純鉛可在室溫下(20℃)持續(xù)進(jìn)行塑性變形，其主要原因是：

(a)鉛為面心立方結(jié)構(gòu)；(b)純鉛中雜質(zhì)含量較少；

(c)鉛的再結(jié)晶溫度較低；(d)鉛的形變抗力較小。

15、晶體的攣生變形與滑移變形不同，在于：

(a)滑移的的機(jī)制是位錯(cuò)滑移造成的，而攣生則不是；

(b)李生是均勻切變過程，而滑移則不是；

(c)滑移的結(jié)果導(dǎo)致晶體體積變化，而攣生則不會(huì)；

(d)滑移沿著特定的晶體學(xué)面與方向進(jìn)行，而攣生則可沿任意晶體學(xué)面和方向進(jìn)行。

16、單晶體的臨界分切應(yīng)力值與有關(guān)。

(a)外力相對(duì)滑移系的取向；(b)拉伸時(shí)的屈服應(yīng)力；

(c)晶體的類型和純度；(d)拉伸時(shí)的應(yīng)變大小。

17、亞晶界一般是由位錯(cuò)構(gòu)成的，通常：

(a)亞晶界位向差越大，亞晶界上的位錯(cuò)密度越高；

(b)亞晶界位向差越大，亞晶界上的位錯(cuò)密度越低；

(c)亞晶界上的位錯(cuò)密度高低與亞晶界位向差關(guān)系不大；

(d)以上都不對(duì)。

18、位錯(cuò)在切應(yīng)力作用下可沿滑移面運(yùn)動(dòng)，位錯(cuò)線的運(yùn)動(dòng)方向?yàn)?

(a)和柏氏矢量方向相同；

(b)和位錯(cuò)線的方向相同；

(c)與位錯(cuò)線的方向垂直；

(d)刃位錯(cuò)線與位錯(cuò)線垂直，螺位錯(cuò)與位錯(cuò)線平行。

19、塑性變形使材料:

(a)強(qiáng)度T,點(diǎn)、線缺陷T,電阻率1,塑性，

(b)強(qiáng)度L點(diǎn)、線缺陷電阻率T,塑性T；

(c)強(qiáng)度T,點(diǎn)、線缺陷T,電阻率T,塑性1；

(d)強(qiáng)度T,點(diǎn)、線缺陷T,電阻率1,塑性T。

20、只有刃型位錯(cuò)能進(jìn)行攀移運(yùn)動(dòng)，這是因?yàn)椋?/p>

(a)刃位錯(cuò)的柏氏矢量垂直于位錯(cuò)線；(b)刃位錯(cuò)存在多余的半原子面;

(c)刃位錯(cuò)可以是曲線形狀；(d)刃位錯(cuò)的滑移而不唯一。

二、作圖題(12分)

1、畫出立方晶體的單位晶胞，并標(biāo)出晶胞的原點(diǎn)和基矢(a,b,c),然后在晶胞中畫出(123)、

(123).(123)和(123)晶面。

*(每一個(gè)晶面單獨(dú)畫在一個(gè)晶胞中，不要將不同的晶面畫在同一個(gè)晶胞中)

2、畫出六方晶體的單位晶胞，并標(biāo)出晶胞的基矢。然后在晶胞中畫出(1212)晶面。

三、回答以下與凝固過程相關(guān)的問題(12分)

1、在某二元系(若平衡分配系數(shù)ko<l)的單相固溶體非平衡凝固過程中，當(dāng)ke與什么

參數(shù)相等時(shí)不會(huì)出現(xiàn)成分過冷？說明其理由。

2、當(dāng)凝固過程中在液固相界面上出現(xiàn)邊界層時(shí)，是否肯定會(huì)出現(xiàn)成分過冷？為什么？

3、形成臨界晶核后它長(zhǎng)大的驅(qū)動(dòng)力是什么？長(zhǎng)大速度對(duì)金屬凝固后組織的影響規(guī)律是

否與形核率對(duì)凝固組織的影響規(guī)律相同？為什么？

4、金屬-金屬型共晶在平衡凝固過程中，決定共晶組織形貌的主要因素是什么？

四、分析鐵碳相圖（題四圖），回答以下問題（10分）

1、含碳量為0.3%的鋼從1600℃高溫平衡冷卻時(shí)會(huì)發(fā)生什么樣的兩相和三相平衡反應(yīng)?

寫出相應(yīng)的反應(yīng)式。

2、寫出過共析鋼和亞共析鋼的成分范圍。

3、畫出含碳量為0.3%和1.2%的鋼在室溫下的平衡組織的示意圖。

4、成分處于什么范圍內(nèi)的合金在什么樣的溫度范圍內(nèi)會(huì)出現(xiàn)二次滲碳體？

5、灰鑄鐵和白口鑄鐵的區(qū)別是什么？在分析它們的平衡組織時(shí)應(yīng)該參照什么相圖？

題四圖題五圖

五、（8分）

在如圖（題五圖）所示的Mo-Re二元相圖中有幾個(gè)三相平衡反應(yīng)，請(qǐng)寫出這些反應(yīng)的

反應(yīng)式，并標(biāo)明反應(yīng)溫度和類型。

六、（8分）

根據(jù)如圖（題六圖）所示的Fe-C-W三元相圖的液相面投影圖，分析圖中有幾個(gè)四相平

衡反應(yīng)，并寫出相應(yīng)的反應(yīng)式。

題六圖

七、（8分）

根據(jù)在如圖（題七圖）所示的Fe-Mo-C相圖的垂直截面回答以下問題

1、相圖中有幾個(gè)四相平衡反應(yīng)？寫出發(fā)生在795℃的四相平衡反應(yīng)的反應(yīng)式。

2、用數(shù)字符號(hào)標(biāo)出下列三相區(qū)：①L+G+y：②a+G+C5；③L+Cs+y。

題七圖

八、（6分）

在如圖所示的投影圖中發(fā)生了什么樣的四相平衡反應(yīng)和三相平衡反應(yīng)？寫出相應(yīng)的反

應(yīng)式。

題八圖

九、（9分）

什么是亞晶？亞晶在顯微結(jié)構(gòu)上有何特點(diǎn)？在你所學(xué)過的知識(shí)中，那些過程可能形成亞

晶，簡(jiǎn)要描述這些亞晶產(chǎn)生的過程。

十、（8分）

試分析在面心立方金屬中（點(diǎn)陣常數(shù)為a）,下列位錯(cuò)反應(yīng)能否進(jìn)行，并指出這些位錯(cuò)

各屬什么類型？反應(yīng)后生成的新位錯(cuò)能否在滑移面上運(yùn)動(dòng)。

^[101]+^[121]^^[111]

/。J

十一、（10分）

實(shí)際晶體的強(qiáng)度為何遠(yuǎn)低于其理論強(qiáng)度？就你所學(xué)過的知識(shí)提出3種提高晶體強(qiáng)度的

方法，并指出強(qiáng)化機(jī)理。

十二、（9分）

對(duì)某變形鋁合金的研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)其組織中存在大量尺寸較大（約1pm）和尺寸較?。s

50nm）的兩類第二相顆粒情況下，經(jīng)適當(dāng)?shù)乃苄宰冃魏驮俳Y(jié)晶處理后，能獲得最小的晶粒

尺寸，試述其中原因。

十三、（10分）

在鋼鐵表面熱浸鍍一層鋅后，會(huì)顯著提高其耐腐蝕性能，假設(shè)鍍鋅在500℃下進(jìn)行，當(dāng)

其冷到室溫后，根據(jù)下面所給的Fe-Zn相圖，試畫出由心部鐵至表面鋅層的組織分布示意圖,

并標(biāo)出相區(qū)。

題十三圖

東南大學(xué)2008年招收碩士學(xué)位研究生入學(xué)考試試卷

請(qǐng)考生注意：試題解答務(wù)請(qǐng)考生做在專用"答題紙''上！

做在其他答題紙上或試卷上的解答將被視為無效答題，不予評(píng)分。

科目代碼：942科目名稱：材料科學(xué)基礎(chǔ)

一、選擇題(單項(xiàng)選擇，每題2分，共40分)

1、密排六方和面心立方均屬密排結(jié)構(gòu)，它們的不同點(diǎn)是：

(a)原子密排面的堆垛方式不同；(b)原子配位數(shù)不同；

(c)晶胞選取原則不同；(d)密排面上的原子排列方式不同。

2、關(guān)于晶體中間隙原子的說法，正確的是：

(a)晶體中間隙尺寸明顯小于原子尺寸，所以平衡時(shí)晶體中不應(yīng)該存在間隙原子；

(b)間隙原子總是與空位成對(duì)出現(xiàn)；

(c)間隙原子形成能較空位形成能大得多；

(d)只有雜質(zhì)原子才能成為間隙原子。

3、引入極射赤面投影的目的是

(a)表示晶體結(jié)構(gòu)的周期性；

(b)晶體結(jié)構(gòu)的對(duì)稱性；

(c)表示晶面之間或晶向之間的取向關(guān)系；

(d)表征晶體中陣點(diǎn)或原子的投影位置。

4、下列晶體結(jié)構(gòu)中，哪一種不屬于14種布拉菲空間點(diǎn)陣？

(a)簡(jiǎn)單立方；(b)面心立方；(c)體心立方；(d)密排六方。

5、下列哪種條件下可獲得細(xì)小均勻的再結(jié)晶晶粒組織：

(a)將塑性變形后的晶體在高溫下長(zhǎng)時(shí)間保溫，以使再結(jié)晶充分進(jìn)行；

(b)將晶體按其臨界變形量進(jìn)行塑性變形，然后進(jìn)行再結(jié)晶處理；

(c)在晶體中引入大量細(xì)小、彌散分布的穩(wěn)定第二相顆粒；

(d)盡量加大塑性變形量，以獲得形變織構(gòu)。

6、間隙擴(kuò)散和空位擴(kuò)散是晶體中最重要的兩種擴(kuò)散機(jī)制，因?yàn)椋?/p>

(a)間隙原子的形成能遠(yuǎn)高于空位形成能，因此空位擴(kuò)散相對(duì)容易；

(b)間隙原子的平衡濃度遠(yuǎn)小于空位，因此空位擴(kuò)散相對(duì)容易；

(c)間隙原子的可能的遷移位置多余空位遷移位置，因此間隙擴(kuò)散相對(duì)容易；

(d)間隙原子所占的空間一般小于空位，因此間隙擴(kuò)散相對(duì)容易。

7、對(duì)于三元系杠桿定律和重心定律的作用分別是：

(a)在三元相圖的垂直截面上，可用杠桿定律和重心定律分別計(jì)算兩相平衡和三相平

衡時(shí)各相的百分?jǐn)?shù)；

(b)在三元相圖的水平截面上，可用杠桿定律和重心定律分別計(jì)算兩相平衡和三相平

衡時(shí)各相的百分?jǐn)?shù)；

(C)在三元相圖的垂直截面上；可用杠桿定律計(jì)算兩相平衡時(shí)各相的百分?jǐn)?shù)；在水平

截面上則用重心定律計(jì)算三相平衡時(shí)各相的百分?jǐn)?shù)；

(d)在三元相圖的水平截面上，可用杠桿定律計(jì)算兩相平衡時(shí)各相的百分?jǐn)?shù)；在垂直

截面上則用重心定律計(jì)算三相平衡時(shí)各相的百分?jǐn)?shù)。

8、在三元系中哪些四相平衡反應(yīng)結(jié)束后可能有液相剩余？

(a)共晶和包共晶反應(yīng)；(b)共晶和包晶反應(yīng)；

(c)包晶和包共晶反應(yīng)；(d)只有共晶反應(yīng)。

9、以下關(guān)于勻晶轉(zhuǎn)變和勻晶相圖，正確的敘述應(yīng)是：

(a)兩組元在固相和液相都完全互溶才能形成勻晶系，只有勻晶相圖中才可能出現(xiàn)勻

晶轉(zhuǎn)變；

(b)只有在勻晶和包晶相圖中才可能出現(xiàn)勻晶轉(zhuǎn)變；

(c)只有在勻晶和共晶相圖中才可能出現(xiàn)勻晶轉(zhuǎn)變；

(d)只要在系統(tǒng)中存在液相一固相的兩相區(qū)，則系統(tǒng)中就可能出現(xiàn)勻晶轉(zhuǎn)變，但該系

統(tǒng)的相圖又不一定是勻晶相圖。

10、二元單相固溶體凝固時(shí)，偏析往往與相圖中液固兩相區(qū)的形狀和成分點(diǎn)的位置有關(guān),

若：

(a)液相線和固相線之間的距離越大，則越不容易發(fā)生偏析；

(b)液相線和固相線之間的距離越大，則越容易發(fā)生偏析；

(c)成分越靠近共晶點(diǎn)，則越容易發(fā)生偏析；

(d)成分越靠近包晶點(diǎn)，則越容易發(fā)生偏析。

11、準(zhǔn)晶的特征是：

(a)微觀結(jié)構(gòu)中原子分布既具有平移對(duì)稱性又具有五次對(duì)稱性；

(b)微觀結(jié)構(gòu)中具有五次或高于六次對(duì)稱性的結(jié)構(gòu)單元，但原子排列在整體上無周期性;

(c)微觀結(jié)構(gòu)中具有五次和低于六次對(duì)稱性的結(jié)構(gòu)單元，且原子排列在整體上有周期性;

(d)微觀結(jié)構(gòu)中原子分布既具有周期性又具有對(duì)稱性，但存在大量晶體缺陷。

12、形核功的概念是：

(a)結(jié)晶過程中外界必須為系統(tǒng)提供的能量；

(b)結(jié)晶過程中系統(tǒng)能量起伏所能達(dá)到的最高能量；

(c)結(jié)晶過程中晶胚要實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定地長(zhǎng)大所需克服的能量勢(shì)壘；

(d)系統(tǒng)處于液態(tài)和固態(tài)時(shí)自由哈之差。

13、下列組織中屬于亞穩(wěn)態(tài)的是：

(a)珠光體；(b)滲碳體；(c)貝氏體；(d)奧氏體。

14、下列哪一個(gè)二元系中不可能發(fā)生Kirkendall效應(yīng)？

(a)Al-Cu系；(b)Fe-Ni系；(c)Fe-N系；(d)Cu-Ni系。

15、晶體中的位錯(cuò)的運(yùn)動(dòng)可設(shè)想成由作用在其上的外力引起，該外力的方向：

(a)指向位錯(cuò)線的法線方向；(b)與位錯(cuò)線的柏氏矢量方向相同;

(c)與位錯(cuò)線的方向相同；(d)與晶體中密排方向相同。

16、滑移和學(xué)生是晶體常溫塑性變形最重要的兩種方式，區(qū)別在于:

(a)滑移是一種均勻的切變，而攣生不是;

(b)滑移不改變晶體的體積，而李生會(huì)；

(c)滑移時(shí)位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)的結(jié)果，而攣生不是;

(d)滑移不改變晶體的位向，而攣生會(huì)。

17、加工硬化是一種強(qiáng)化材料的手段，但其在工業(yè)上的應(yīng)用存在很大的局限性，主要因

(a)只能用于單晶體材料；

(b)只能用于純金屬材料；

(c)只能用于通常溫度下工作的材料；

(d)只能與其他強(qiáng)化材料的手段同時(shí)使用。

18、位錯(cuò)塞積會(huì):

(a)使得位錯(cuò)在障礙物前排成行，從而產(chǎn)生應(yīng)力松弛；

(b)使得位錯(cuò)在障礙物前排成行，從而產(chǎn)生應(yīng)力集中；

(c)使得位錯(cuò)在晶內(nèi)排成列，從而產(chǎn)生多邊化；

(d)使得位錯(cuò)在晶內(nèi)排成列，從而導(dǎo)致再結(jié)晶。

19、能同時(shí)提高材料強(qiáng)度和塑性的方法有：

(a)加入適當(dāng)?shù)脑匦纬晒倘荏w；

(b)細(xì)化材料的顯微組織；

(c)形成過飽和固溶體后再時(shí)效析出強(qiáng)化相；

(d)塑性變形后進(jìn)行回復(fù)處理。

20、合金經(jīng)塑性變形后的回復(fù)和再結(jié)晶過程區(qū)別在于：

(a)回復(fù)的驅(qū)動(dòng)力來自于儲(chǔ)臧能，而再結(jié)晶則由界面能驅(qū)動(dòng)；

(b)回復(fù)過程沒有孕育期，而再結(jié)晶過程則有一個(gè)明顯的孕育期；

(c)回復(fù)過程中電阻率沒有變化，而再結(jié)晶則會(huì)降低合金電阻率；

(d)回復(fù)過程中只有點(diǎn)缺陷的運(yùn)動(dòng)，沒有位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)，而再結(jié)晶過程則都存在。

二、作圖題(6分)

1、畫出立方晶體的單位晶胞，并標(biāo)出晶胞的原點(diǎn)和基矢(a,b,c),然后在晶胞中畫出

(121)和(112)和晶面。

*(每一個(gè)晶面單獨(dú)畫在一個(gè)晶胞中，不要將不同的晶面畫在同一個(gè)晶胞中)

2、畫出六方晶體的單位晶胞，并標(biāo)出晶胞的基矢。然后在晶胞中畫出(10i2)晶面。

三、（6分）

已知p-Sn為體心正方結(jié)構(gòu)（a=b=0.58nm,c=0.32nm）,除體心正方各點(diǎn)陣外，在（0,1/2,

1/4）、（1,1/2,1/4）,（1/2,0,3/4）、（1/2,1,3/4）位置處各有一個(gè)原子,請(qǐng)繪出該0-Sn晶胞圖,

并討論其致密度。

四、回答以下與凝固過程相關(guān)的問題（14分）

1、非均勻形核的形核功為什么比均勻形核的形核功??？什么情況下非均勻形核的形核

功與均勻形核的形核功相等？（2分）

2、作圖說明什么是非均勻形核時(shí)的接觸角（潤(rùn)濕角）？非均勻形核的形核功與接觸角

之間有什么關(guān)系？接觸角的大小和液相與形核基底之間的界面能有什么關(guān)系？（4分）

3、單相固溶體凝固過程中形成成分過冷的臨界條件時(shí)什么（可用作圖或公式表示）？

成分過冷的大小與什么因素有關(guān)？請(qǐng)定性說明為什么這些因素會(huì)影響成分過冷。（6分）

4、什么是偽共晶？什么情況下形成偽共晶？（可以作圖說明）（2分）

五、分析鐵碳相圖（題五圖），回答以下問題（共8分）

1、寫出在1495℃、1154℃、1148℃和727℃發(fā)生的三相平衡反應(yīng)的反應(yīng)式和反應(yīng)產(chǎn)物

的名稱。（2分）

2、計(jì)算含碳量為1.0%的Fe-C合金中二次滲碳體的百分?jǐn)?shù)。（2分）

3、分別畫出含碳量為0.6%和1.0%的鋼在730℃和室溫下的平衡組織的示意圖。（4分）

題五圖題六圖

六、根據(jù)如圖所示的Cu-Al二元相圖，回答以下問題（共9分）

1、在1037℃、1036℃、1021℃、964℃各發(fā)生了什么樣的三相平衡反應(yīng)？寫出相應(yīng)的

反應(yīng)式。（4分）

2、成分為Cu-1O%A1的鋁青銅在從1100℃高溫平衡冷卻至400℃0寸，會(huì)發(fā)生哪些兩相

平衡反應(yīng)和三相平衡反應(yīng)？寫出相應(yīng)的反應(yīng)式（可用熱分析曲線表示）。（3分）

3、上述成分為Cu-1O%A1的鋁青銅在400℃下的平衡組織是什么？畫出其相應(yīng)的組織

示意圖。（2分）

七、回答下列有關(guān)三元相圖的問題（共24分）

1、分別說明在三元系中什么情況下會(huì)發(fā)生四相平衡共晶反應(yīng)、四相平衡包共晶反應(yīng)和

四相平衡包晶反應(yīng)？（提示：根據(jù)組成三元系的三個(gè)二元系中三相平衡反應(yīng)溫度和三元系中

四相平衡反應(yīng)溫度判斷）（6分）

2、在如圖（題7-1圖）所示的Fe-Cr-C相圖的垂直截面中的700-800℃和1200-1300℃

溫度范圍內(nèi)各有幾個(gè)四相平衡反應(yīng)？能否根據(jù)相圖寫出反應(yīng)式？若能寫出反應(yīng)式則寫出反

應(yīng)式，若不能寫出反應(yīng)式則寫出四相區(qū)的組成相。（8分）

3、根據(jù)如題圖7-2所示的三元系的綜合投影圖，寫出標(biāo)定為33、25、17、15、6五個(gè)

相區(qū)在室溫下的組織和組成相（包括從初生相中析出的次生相）。（10分）

題7-1圖題7-2圖

八、（9分）

一根細(xì)銅絲中有一大角度晶界以與絲軸呈30。貫穿截面，經(jīng)長(zhǎng)時(shí)間加熱后，該界面會(huì)發(fā)

生怎樣的變化？若上述傾斜界面兩側(cè)晶粒的［111］都垂直于界面，只是兩者間以［111］為軸轉(zhuǎn)

動(dòng)了60°,那么經(jīng)過上述退火處理后兩側(cè)晶粒的角度又會(huì)發(fā)生什么變化？

九、（8分）

已知兩平行位錯(cuò)瓦、石間的力為F=嚕，求面心立方金屬中位錯(cuò)?分解成

的兩個(gè)肖克萊不全位錯(cuò)的間距（設(shè)層錯(cuò)能為丫）。

十、（7分）

位錯(cuò)在金屬晶體變形過程中可能會(huì)受到哪些阻力？試分析這些阻力對(duì)材料形變過程及

強(qiáng)度的影響。

\（9分）

多晶體在較高溫度長(zhǎng)時(shí)間保溫時(shí)，通常晶粒會(huì)出現(xiàn)長(zhǎng)大現(xiàn)象，試說明原因；但是實(shí)驗(yàn)發(fā)

現(xiàn)，當(dāng)存在彌散分布MnS顆粒的Fe-3%Si多晶合金經(jīng)過50%冷軋變形后，在850℃以下較

長(zhǎng)時(shí)間加熱時(shí)，其晶粒尺寸非常細(xì)小，你認(rèn)為這是什么原因造成的？隨后將加熱溫度升高到

930℃時(shí)，發(fā)現(xiàn)晶粒會(huì)迅速粗化，這又是什么原因？

十二、（10分）

Fe在1000℃下會(huì)發(fā)生顯著氧化，其氧化層的組織及成分可由其相圖進(jìn)行解釋。試根據(jù)

下面所給出的Fe-0相圖繪出該溫度下氧化層的組成及其中氧濃度分布曲線示意圖。

東南大學(xué)2009年招收碩士學(xué)位研究生入學(xué)考試試卷

請(qǐng)考生注意：試題解答務(wù)請(qǐng)考生做在專用"答題紙''上！

做在其他答題紙上或試卷上的解答將被視為無效答題，不予評(píng)分。

科目代碼：942科目名稱：材料科學(xué)基礎(chǔ)

一、選擇題(單項(xiàng)選擇，每題2分，共40分)

1、拓?fù)涿芘排c幾何密排相比：

(a)幾何密排的配位數(shù)高，致密度小；(b)拓?fù)涿芘诺呐湮粩?shù)高，致密度?。?/p>

(c)拓?fù)涿芘诺呐湮粩?shù)高，致密度大；(d)幾何密排的配位數(shù)高，致密度大。

2、TiC和CaO都具有NaCl型結(jié)構(gòu)，但：

(a)TiC屬離子晶體，CaO屬共價(jià)晶體；

(b)TiC屬共價(jià)晶體，CaO屬離子晶體；

(c)TiC屬間隙化合物，CaO屬離子晶體；

(d)TiC屬間隙相，CaO屬離子晶體。

3、若某面心立方晶體中開動(dòng)的滑移系為當(dāng)滑移是由刃位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)引起的，其

位錯(cuò)線的方向?yàn)椋?/p>

(a)[111]；(b)[101]：(c)[121]；(d)[101]?

4、在硅酸鹽晶體結(jié)構(gòu)中活性氧是指：

(a)價(jià)態(tài)未飽和的氧；(b)兩個(gè)硅氧四面體共用的氧；

(c)多個(gè)硅氧四面體共用的氧；(d)游離于硅氧四面體之外的氧。

5、所謂二次再結(jié)晶，是指：

(a)再結(jié)晶完成后繼續(xù)加熱時(shí)，晶粒發(fā)生的均勻長(zhǎng)大過程；

(b)再結(jié)晶完成后繼續(xù)加熱時(shí)，晶粒發(fā)生的非均勻長(zhǎng)大過程；

(c)再結(jié)晶完成后再次形變和再結(jié)晶時(shí)，晶粒發(fā)生的異常長(zhǎng)大過程；

(d)因初次再結(jié)晶不完全而再次進(jìn)行的再結(jié)晶過程。

6、對(duì)正方晶系(a=b,c)而言，與[123]等同的晶向是：

(a)[132]；(b)[213]；(c)[321]；(d)[231]。

7、立方晶系(001)投影圖基圓上的點(diǎn)所代表的晶面屬于下列哪個(gè)晶帶軸：

(a)[0011；(b)[100]；(c)[010]；(d)[101]?

8、密排六方和面心立方均屬密排結(jié)構(gòu)，它們的不同點(diǎn)是：

(a)原子密排面的堆垛方式不同；(b)原子配位數(shù)不同；

(c)晶胞選取原則不同；(d)密排面上的原子排列方式不同。

9、只有螺型位錯(cuò)能進(jìn)行交滑移，這是因?yàn)椋?/p>

(a)螺位錯(cuò)的應(yīng)力場(chǎng)沒有正應(yīng)力分量；(b)螺位錯(cuò)存在多余半原子面；

(c)螺位錯(cuò)可以是三維曲線形狀；(d)螺位錯(cuò)的滑移面不唯一。

10、冷塑性變形后的金屬在再結(jié)晶完成后繼續(xù)保溫時(shí)會(huì)發(fā)生晶粒長(zhǎng)大現(xiàn)象，這是因?yàn)?

(a)界面能降低的要求；(b)儲(chǔ)存能降低的要求；

(c)位錯(cuò)密度降低的要求；(d)界面角度增加的要求。

11、下列關(guān)于李晶界的描述中，正確的是：

(a)是兩部分李晶的對(duì)稱面；(b)界面能明顯低于一般大角度晶界;

(c)只能是共格的；(d)由位錯(cuò)構(gòu)成。

12、臨界分切應(yīng)力：

(a)取決于材料的屈服強(qiáng)度；(b)取決于取向因子；

(c)與外力方向無關(guān)；(d)隨塑性變形的進(jìn)行而不斷變化。

13、對(duì)于一個(gè)二元系：

(a)勻晶反應(yīng)只可能在勻晶系(相圖)中發(fā)生;

(b)勻晶相圖不僅在勻晶系(相圖)中發(fā)生，還可能在共晶系中發(fā)生，但不可能在包

晶系中發(fā)生；

(c)勻晶反應(yīng)不僅在勻晶系(相圖)中發(fā)生，還可能在包晶系中發(fā)生，但不可能在共

晶系中發(fā)生；

(d)在有從液相結(jié)晶出單相固溶體的二元系中都會(huì)發(fā)生勻晶反應(yīng)。

14、利用三元相圖的垂直截面可以：

(a)在連接線上用杠桿定理確定兩相區(qū)內(nèi)各相的百分?jǐn)?shù)；

(b)在三相區(qū)內(nèi)用重心法則求各相的百分?jǐn)?shù)；

(c)從水平線上下四個(gè)相鄰的三相區(qū)的組成相確定四相平衡反應(yīng)的反應(yīng)式；

(d)根據(jù)相區(qū)接觸法則確定三相區(qū)內(nèi)發(fā)生的三相平衡反應(yīng)的反應(yīng)式。

15、在三元系的四相平衡反應(yīng)溫度之上如果有三個(gè)三相區(qū)，這個(gè)三元系可能是：

(a)包共晶系；(b)包晶系；(c)包共析系；(d)共晶系。

16、在三元相圖中單變量線是指：

(a)三相區(qū)中各相成分隨溫度而變化的關(guān)系曲線；

(b)垂直截面中三相區(qū)和兩相區(qū)的分界線；

(c)水平截面中三相區(qū)和兩相區(qū)的分界線；

(d)投影圖中四相區(qū)的邊界線。

17、在A、B兩組元組成的置換固溶體中，空位擴(kuò)散和原子擴(kuò)散是個(gè)互逆的過程，

(a)所以空位擴(kuò)散與原子擴(kuò)散的擴(kuò)散系數(shù)相等；

(b)但空位擴(kuò)散的擴(kuò)散系數(shù)小于原子擴(kuò)散的擴(kuò)散系數(shù)；

(c)但空位擴(kuò)散的擴(kuò)散系數(shù)大于原子擴(kuò)散的擴(kuò)散系數(shù)；

(d)如果DA>DB，則空位擴(kuò)散的系數(shù)DV>DA，DV<DBO

18、在下列的材料強(qiáng)化機(jī)制中，哪一種可以通過合理的人工時(shí)效處理實(shí)現(xiàn)？

(a)細(xì)晶強(qiáng)化；(b)形變強(qiáng)化；(c)沉淀強(qiáng)化；(d)固溶強(qiáng)化。

19、純金屬凝固過程中過冷度AT、臨界半徑r*和形核功AG*之間的關(guān)系是：

(a)AT越大，r*越大，貝i」AG*越??；

(b)AT越大，r*越小，貝IJAG*也越小；

(c)AT越大，r*越小，貝IJAG*越大；

(d)AT越大,r*越大，則AG*也越大；

20、在描述單相固溶體凝固時(shí)有兩個(gè)重要的參數(shù)，平均分配系數(shù)和有效分配系數(shù),如果，

則在下列哪種情況下，凝固過程中，液固兩相的邊界上沒有邊界層？

(a)k0<ke<1；(b)ke=k0；(c)ke=1；(d)ke>1。

二、作圖題(6分)

1、畫出立方晶體的單位晶胞，并標(biāo)出晶胞的原點(diǎn)和基矢(a,b,c),然后在晶胞中畫出(11、

(1)晶面和晶向。

*(每一個(gè)晶面或晶向單獨(dú)畫在一個(gè)晶胞中，不要將不同的晶面畫在同一個(gè)晶胞中)

2、畫出六方晶體的單位晶胞，并標(biāo)出晶胞的基矢。然后在晶胞中畫出(10)、(02)晶

面和晶向。

三、(8分)

FeAl金屬間化合物屬立方晶系，每晶胞中有兩個(gè)原子，假設(shè)(0,0,0)為Fe原子,(1/2,1/2,1/2)

為A1原子，請(qǐng)繪出該晶胞示意圖，說明其屬于何種布拉菲點(diǎn)陣，并計(jì)算其致密度(Fe原子

半徑0.140nm,Al原子半徑0.125nm子

四、如圖(題4圖)所示是一個(gè)由A、B兩個(gè)元素組成的擴(kuò)散偶，若將此擴(kuò)散偶

置于高溫下長(zhǎng)時(shí)間保溫，請(qǐng)回答：(10分)

1、如果A、B之間能形成置換固溶體，且DA于DB，則鑰絲是否會(huì)移動(dòng)？為什么？這

種現(xiàn)象稱之為什么效應(yīng)？

2、如果DA>DB，鋁絲若發(fā)生移動(dòng)的話，則會(huì)向哪個(gè)方向移動(dòng)？為什么？

3、如果這對(duì)擴(kuò)散偶中A是一段高碳鋼，B是一段低碳鋼，在高溫下長(zhǎng)時(shí)間保溫鑰絲是

否會(huì)移動(dòng)？為什么？

銅絲

題四圖

五、回答以下相變有關(guān)的問題(12分)

1、在從液相到固相的轉(zhuǎn)變(凝固)過程中往往會(huì)發(fā)生成分過冷，為什么？試用示意圖

說明發(fā)生成分過冷的臨界條件。

2、簡(jiǎn)要說明平衡凝固和正常凝固有什么相同和不同之處。

六、有一個(gè)由A、B兩組元組成的二元系，試根據(jù)下列條件繪制二元相圖的草圖:

(10分)

1、已知A的熔點(diǎn)為700℃,B的熔點(diǎn)為1200℃；

2、A和B之間可形成中間相y,它的熔點(diǎn)為1500℃,室溫下y的成分范圍為(45-55)

B%；

3、B在A中的固溶體為a,室溫下B在A中的最大的溶解度為5%；

4、A在B中的固溶體為p,室溫下A在B中的最大的溶解度為10%；

5、合金系中有兩個(gè)三相平衡反應(yīng)：

1000℃：y(40%B)+L(10%B)=a(20%B)

900℃：L(80%B)=y(65%B)+p(85%B)

七、根據(jù)鐵碳相圖(題七圖)，回答以下問題：(10分)

1、該圖中包含了穩(wěn)態(tài)和亞穩(wěn)態(tài)兩個(gè)相圖，應(yīng)如何區(qū)分？

2、在穩(wěn)態(tài)相圖中有幾個(gè)三相平衡反應(yīng)？請(qǐng)寫出反應(yīng)式,并標(biāo)明反應(yīng)溫度和各組的成分。

3、分別畫出含碳量為0.3%和1.1%的鋼在730℃和室溫下的平衡組織的示意圖。

4、含碳量為0.2%的Fe-C合金在從液相到室溫的平衡冷卻過程(按亞穩(wěn)態(tài)相圖)中,

發(fā)生了幾個(gè)三相平衡反應(yīng)和兩相平衡反應(yīng)？請(qǐng)寫出反應(yīng)式。

題七圖

八、根據(jù)題八圖所示的三元相圖的垂直截面，回答下列問題。（6分）

1、圖中有幾個(gè)四相平衡反應(yīng)？能否寫出相應(yīng)的反應(yīng)式？若能寫，則寫出反應(yīng)式；若不

能寫出，則寫出四相區(qū)的組成相。

2、在圖中所標(biāo)的1、2兩個(gè)相區(qū)內(nèi)發(fā)生了什么樣的相平衡反應(yīng)？能否寫出相應(yīng)的反應(yīng)式?

若能寫，則寫出反應(yīng)式。

題八圖

九、根據(jù)題九圖所示的三元相圖投影，回答下列問題。（13分）

1、該三元系中發(fā)生了什么樣的四相平衡反應(yīng)和三相平衡反應(yīng)？寫出相應(yīng)的反應(yīng)式。

2、寫出圖中所示的1和2兩點(diǎn)代表的成分在室溫下的平衡組織。

3、圖中1點(diǎn)代表的成分在從液相到室溫的平衡冷卻過程中發(fā)生了什么樣的平衡反應(yīng)?

按溫度下降的順序依次寫出相應(yīng)的反應(yīng)式。

題九圖

十、（4分）

在下圖（題十圖）所示的Fe-C-W三元相圖的液相投影圖中有幾個(gè)四相平衡反應(yīng)？分別

寫出反應(yīng)式。

題十圖

十一、（8分）

簡(jiǎn)單立方晶體（010）面有一個(gè)？》=[ioo]的刃位錯(cuò)，貝九

1、在（001）面有1個(gè)6=[010]的刃位錯(cuò)和它相截，相截后2個(gè)位錯(cuò)產(chǎn)生扭折還是割階？

2、在（001）面有1個(gè)6=[100]的螺位錯(cuò)和它相截，相截后2個(gè)位錯(cuò)產(chǎn)生扭折還是割階?

十二、（8分）

回復(fù)過程和再結(jié)晶過程有哪些區(qū)別？試從性能和組織兩方面予以說明。示意畫出再結(jié)晶

后的晶粒尺寸和形變量的關(guān)系曲線，并解釋為什么會(huì)出現(xiàn)一個(gè)臨界形變量？

十三、（8分）

晶粒長(zhǎng)大過程以及再結(jié)晶弓出形核過程都發(fā)生了晶界的遷移，但晶粒長(zhǎng)大時(shí)晶界一般都

是向凹側(cè)遷移，為什么？而在再結(jié)晶形核的弓出長(zhǎng)大過程中，晶界卻向凸側(cè)推進(jìn)，這又是什

么原因？

十四、（7分）

如題十四圖所示，圓柱單晶體在軸向力作用下，當(dāng)外力為F時(shí)開始發(fā)生塑性變形（該單

晶體橫截面積為A,外力與滑移方向及滑移面法向夾角分別為人和（p）：

1、寫出該滑移系開動(dòng)時(shí)的臨界分切應(yīng)力表達(dá)式；

2、解釋為何通常在滑移開始后，晶面會(huì)發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)。

題十四圖

東南大學(xué)2010年招收碩士學(xué)位研究生入學(xué)考試試卷

請(qǐng)考生注意：試題解答務(wù)請(qǐng)考生做在專用"答題紙''上！

做在其他答題紙上或試卷上的解答將被視為無效答題，不予評(píng)分。

科目代碼：942科目名稱：材料科學(xué)基礎(chǔ)

一、選擇題(單項(xiàng)選擇，每題2分，共40分)

1、離子晶體的配位數(shù)是指：

(a)最近鄰的異號(hào)離子數(shù)；(b)最近鄰的同號(hào)離子數(shù)；

(c)最近鄰離子數(shù)；(d)與周圍離子的成鍵總數(shù)。

2、螺位錯(cuò)在滑移過程中遇到障礙時(shí)：

(a)可以通過攀移方式繞開障礙物；

(b)可以通過交滑移方式繞開障礙物；

(c)可以通過復(fù)滑移方式繞開障礙物；

(d)可以通過位錯(cuò)分解的方式繞開障礙物。

3、下列哪種方法可能同時(shí)提高金屬材料的強(qiáng)度和塑性：

(a)進(jìn)行冷加工處理；(b)加入與其晶粒尺寸相當(dāng)?shù)牡诙啵?/p>

(c)加入細(xì)小彌散分布的第二組：(d)降低晶粒的尺寸。

4、間隙相和間隙固溶體的區(qū)別之一是：

(a)間隙相結(jié)構(gòu)比間隙固溶體簡(jiǎn)單；

(b)間隙相的間隙原子比間隙固溶體中的間隙原子大；

(c)間隙固溶體中間隙原子含量比間隙相的大；

(d)間隙相中金屬原子組成的結(jié)構(gòu)和其組元的結(jié)構(gòu)都不同，而間隙固溶體至少與組元

之一相同。

5、單晶體的臨界分切應(yīng)力值：

(a)與外力相對(duì)滑移系的取向有關(guān)；(b)取決于材料的屈服應(yīng)力；

(c)與晶體的類型和純度有關(guān)；(d)與拉伸時(shí)的應(yīng)變大小有關(guān)。

6、構(gòu)成硅酸鹽的硅氧四面體中氧離子：

(a)只屬于一個(gè)硅氧四面體；(b)可以被多個(gè)硅氧四面體公用；

(c)只能被兩個(gè)硅氧四面體公用；(d)可以被四個(gè)硅氧四面體公用。

7、某fee單晶體塑變時(shí)兩組交叉平行的滑移線，則塑變處于：

(a)易滑移階段；(b)線性硬化階段；

(c)動(dòng)態(tài)回復(fù)階段；(d)拋物線硬化階段。

8、對(duì)簡(jiǎn)單立方晶體而言，表面能最低的晶面是：

(a)(100)；(b)(110)；(c)(111)；(d)(121)?

9、層錯(cuò)和不完全位錯(cuò)之間的關(guān)系是：

(a)層錯(cuò)和不完全位錯(cuò)交替出現(xiàn)；(b)層錯(cuò)和不完全位錯(cuò)能量相同;

(c)層錯(cuò)能越高，不完全位錯(cuò)柏氏矢量的模越小；

(d)不完全位錯(cuò)總是出現(xiàn)在層錯(cuò)和完整晶體的交界處。

10、經(jīng)大量冷變形后的金屬在隨后的回復(fù)過程中：

(a)內(nèi)應(yīng)力不會(huì)發(fā)生變化；(b)強(qiáng)度顯著降低；

(c)不會(huì)出現(xiàn)系的無畸變晶粒；(d)位錯(cuò)不會(huì)發(fā)生運(yùn)動(dòng)。

11、下列哪個(gè)過程可能導(dǎo)致亞晶形成:

(a)高溫回復(fù)；(b)再結(jié)晶；

(c)位錯(cuò)切過細(xì)小顆粒相；(d)有序化轉(zhuǎn)變。

12、面心立方晶體中的肖克萊不全位錯(cuò)(<211>/6):

(a)只能是純韌性位錯(cuò)；(b)位錯(cuò)線只能是直線或二維曲線；

(c)只能攀移；(d)可通過抽掉一層密排面的部分區(qū)域形成。

13、關(guān)于固體原子的擴(kuò)散，下列說法正確的是：

(a)晶體的致密度越高，擴(kuò)散系數(shù)越大；

(b)晶體缺陷會(huì)導(dǎo)致擴(kuò)散激活能增加，影響擴(kuò)散系數(shù)；

(c)發(fā)生柯肯達(dá)爾效應(yīng)時(shí)，空位濃度增加導(dǎo)致點(diǎn)陣平面遷移；

(d)置換擴(kuò)散和間隙擴(kuò)散相比，后者的擴(kuò)散速率較快。

14、在二元系中，下列說法正確的是：

(a)形成共晶組織的合金一定是共晶合金；

(b)從液相結(jié)晶出單相固溶體的反應(yīng)都叫勻晶反應(yīng)；

(c)發(fā)生包晶反應(yīng)后沒有液相剩余；

(d)只有在共晶溫度下才會(huì)形成共晶組織。

15、關(guān)于三元相圖的垂直截面，下列說法正確的是：

(a)可以用來判斷某一溫度下的組織組成；

(b)可以在三相區(qū)內(nèi)用重心法則計(jì)算各相的相對(duì)含量；

(c)可以根據(jù)相區(qū)接觸法則確定三相區(qū)內(nèi)發(fā)生的三相平衡反應(yīng)的反應(yīng)式；

(d)可以用來確定某一溫度下材料的相組成。

16、在三元系的四相平衡反應(yīng)溫度之下如果還有液相剩余，這個(gè)三元系可能是:

(a)共析系；(b)包共析系；(c)共晶系；(d)包共晶系。

17、在三元相圖中：

(a)水平截面能夠反映出某一溫度下的反應(yīng)類型；

(b)單變量線是指水平截面中三相區(qū)和兩相區(qū)的分界線；

(c)可通過水平截面計(jì)算三相平衡區(qū)中各相的相對(duì)含量；

(d)可通過水平截面得到材料的相變溫度。

18、純金屬凝固過程中，關(guān)于臨界形核半徑r"和形核功4G*說法正確的是：

(a)在均勻形核時(shí)，AT越大，r*越大，則AG*越??；

(b)在非均勻形核時(shí)，基底相-液相界面能越大，r*越小，則AG*越小；

(c)在非均勻形核時(shí)，生成相-液相界面能越大，r*越小，則AG*越小；

(d)在非均勻形核時(shí)，基底相-生成相界面能越大，r*越小，則AG*越小。

19、在單相固溶體凝固時(shí);在下列哪種情況下，液固界面上不會(huì)形成成分過冷(ko<l)：

(a)ke=k()；(b)ko<ke<l；(c)ke=l；(d)ke>l?

20、在下列相變類型中，哪一種相變過程中一定發(fā)生了上坡擴(kuò)散？

(a)共析相變；(b)馬氏體相變；(c)脫溶相變；(d)調(diào)幅分解。

二、作圖題(6分)

寫出如圖所示密排六方結(jié)構(gòu)中晶面A、B,晶向C、D的三軸和四軸指數(shù)。在立方單胞

中畫出(231)晶面和［121］晶向，注意標(biāo)出基矢。

題二圖

三、如圖所示為某晶體結(jié)構(gòu)的幾個(gè)晶面原子排列圖，請(qǐng)：(6分)

1、繪出其晶體結(jié)構(gòu)圖；

2、指出其所屬布拉菲點(diǎn)陣類型；

3、計(jì)算其致密度。

T

E

C

a

0

±

p0.4nm-?j[<0,4nm->|

(001)

題三圖

四、關(guān)于固體的擴(kuò)散，請(qǐng)回答下列問題。（10分）

1、什么是柯肯達(dá)爾效應(yīng)？怎樣解釋柯肯達(dá)爾效應(yīng)？互擴(kuò)散系數(shù)說明了什么物理問題？

2、什么是上坡擴(kuò)散？發(fā)生上坡擴(kuò)散的熱力學(xué)條件是什么？

3、A和B兩組元形成的相圖如下圖所示，A-B擴(kuò)散偶在Ti溫度下進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間擴(kuò)散后,

平均成分位于5和C2之間，試畫出此時(shí)擴(kuò)散偶內(nèi)B組元濃度分布的示意圖。

五、回答以下凝固有關(guān)的問題：（12分）

1、試分析單相固溶體在正常凝固過程中發(fā)生成分偏析的原因？對(duì)于成分特定的單相固

溶體，在非平衡凝固條件下用什么方法可以減輕偏析？

2、在從液相到固相的轉(zhuǎn)變（凝固）過程中往往會(huì)發(fā)成成分過冷，為什么？試用示意圖

說明發(fā)生成分過冷的臨界條件？

六、根據(jù)下列條件畫出一個(gè)二元系相圖。（10分）

A和B的熔點(diǎn)分別是900℃和600℃,B在A中的最大溶解度為20%,當(dāng)B含量為30%

的合金在500℃剛好完全凝固時(shí)，它的平衡組織由66.7%的先共晶a和33.3%的（a+0）共品

組成，而B含量為60%的合金在相同溫度下的組織由50%的先共晶p和50%的（a+B）蝴,

組成。此外，室溫下B在A中的溶解度及A在B中的溶解度均為5%。

七、根據(jù)Fe-Fe3c相圖，回答以下問題。（10分）

1、作出含碳量為0.2%的鐵碳合金在從液相到室溫的平衡冷卻過程中熱分析曲線示意圖;

2、分別畫出含碳量問1.0%的鐵碳合金在730℃和室溫下的平衡組織示意圖。

3、計(jì)算含碳量為4%的鐵碳合金按亞穩(wěn)態(tài)冷卻到室溫后，組織中的變態(tài)萊氏體、二次

滲碳體和珠光體的相對(duì)量；并計(jì)算組織組成物中共晶滲碳體和共析滲碳體的相對(duì)量。

題七圖

八、在如圖所示的Fe-Cr-C三元相圖的垂直截面中有幾個(gè)四相平衡反應(yīng)？找出

能夠判斷反應(yīng)類型的四相平衡反應(yīng)，并寫出反應(yīng)式。在1、3、4三相區(qū)中找出能

夠判斷反應(yīng)類型的三相平衡反應(yīng)，并寫出反應(yīng)式。（6分）

題八圖

九、根據(jù)下圖所示的三元相圖投影圖回答下列問題。（14分）

1、該三元系發(fā)生了何種四相平衡反應(yīng)？指出發(fā)生四相平衡反應(yīng)的區(qū)域并寫出反應(yīng)式；

2、指出在a+伊三相內(nèi)三相的單變量線，同時(shí)指出a+0兩相平衡區(qū)的一對(duì)共軌曲面；

3、分別畫出成分位于圖中13及29兩個(gè)區(qū)域中的材料在冷卻過程中的熱分析曲線示意圖；

題九圖

十、當(dāng)面心立方晶體拉伸時(shí)，根據(jù)上圖所給的立方晶體（00D標(biāo)準(zhǔn)投影圖回答:

（8分）

1、拉伸沿P點(diǎn)所代表的方向進(jìn)行時(shí)，哪個(gè)滑移系首先開動(dòng)？

2、拉伸軸平行于［001］時(shí)，共有幾個(gè)滑移系可能開動(dòng)，寫出所有可能的情況。

題十圖

十一、下表給出了Ni及其他一些原子的半徑等參數(shù)，根據(jù)所學(xué)過的知識(shí)，請(qǐng)分

析：（8分）

1、哪些原子可能與Ni組成無限固溶體，為什么？

2、哪些可能與Ni組成有限置換固溶體，為什么？

3、哪些可能與Ni組成間隙固溶體，為什么？

號(hào)品休組構(gòu)電負(fù)性化合份

'.10.1246fee).82

C0.071—一

P0.046一一—

00.96G一—一

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Al3.143!fee1.53

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ZTI0,i332hep1.62

十二、（6分）

對(duì)某一給定晶體：

1、表面能與晶界能相比，哪個(gè)更大些，為什么？

2,普通大角度晶界、小角度晶界、共格晶界這三種界面中，哪種界面能更大些，為什么？

十三、（6分）

什么是交滑移？在面心立方晶體中，位錯(cuò)交滑移的難易程度與層錯(cuò)能有何關(guān)系？為什

么？

十四、（8分）

純銀由于高溫強(qiáng)度較低，只有通過強(qiáng)化后才能作為高溫結(jié)構(gòu)材料使用（實(shí)際上鍥基高溫

合金使用溫度可達(dá)1100℃）。請(qǐng)你根據(jù)所學(xué)過的知識(shí)，提出兩種銀基耐高溫合金的設(shè)計(jì)思路,

要求給出相關(guān)依據(jù)，并比較所給出的兩種強(qiáng)化方法中哪種可能獲得更高的高溫強(qiáng)度。

東南大學(xué)2011年招收碩士學(xué)位研究生入學(xué)考試試卷

請(qǐng)考生注意：試題解答務(wù)請(qǐng)考生做在專用"答題紙''上！

做在其他答題紙上或試卷上的解答將被視為無效答題，不予評(píng)分。

科目代碼：942科目名稱：材料科學(xué)基礎(chǔ)

一、選擇題(單項(xiàng)選擇，每題2分，共40分)

1、在再結(jié)晶過程中，下列哪種情況下退火李晶較易于形成：

(a)層錯(cuò)能低的面心立方金屬；(b)層錯(cuò)能高的面心立方金屬；

(c)滑移系少的密排六方金屬；(d)再結(jié)晶溫度低的低熔點(diǎn)金屬。

2、亞晶界一般是由位錯(cuò)構(gòu)成，通常：

(a)亞晶界位向差越大，亞晶界上的位錯(cuò)密度越高；

(b)亞晶界位向差越大，亞晶界上的位錯(cuò)密度越低；

(c)亞晶界上的位錯(cuò)密度高低與亞晶界位向差關(guān)系不大；

(d)以上都不對(duì)。

3、形成固溶體的兩組元完全互溶的必要條件是：

(a)兩組元的電子濃度相同；(b)兩組元的晶體結(jié)構(gòu)相同；

(c)兩組元的原子半徑相同；(d)兩組元的電負(fù)性相同。

4、位錯(cuò)在切應(yīng)力作用下可沿滑移面運(yùn)動(dòng)，位錯(cuò)線的運(yùn)動(dòng)方向?yàn)椋?/p>

(a)和柏氏矢量的方向相同；

(b)和位錯(cuò)線的方向相同；

(c)與位錯(cuò)線垂直；

(d)刃位錯(cuò)線的運(yùn)動(dòng)方向與位錯(cuò)線垂直，螺位錯(cuò)線的運(yùn)動(dòng)方向與位錯(cuò)線平行。

5、回復(fù)和再結(jié)晶時(shí)經(jīng)冷塑性變形晶體在加熱時(shí)發(fā)生的涉及組織與性能的變化，其主要

區(qū)別在：

(a)回復(fù)是由變形儲(chǔ)存能驅(qū)動(dòng)的，再結(jié)晶則是由界面能驅(qū)動(dòng)的；

(b)再結(jié)晶時(shí)一個(gè)形核長(zhǎng)大的過程，而回復(fù)不需要；

(c)材料性能在回復(fù)時(shí)不會(huì)發(fā)生變化，而經(jīng)再結(jié)晶后變化明顯；

(d)回復(fù)過程需要一個(gè)孕育期，而再結(jié)晶過程在加熱后立刻開始。

6、下列立方晶體的晶面中，與(123)(213)屬同一晶帶：

(a)(313)；(b)(Oil)(c)(312)；(d)(231)

7、下列晶體結(jié)構(gòu)中，容易在變形中產(chǎn)生形變攣晶：

(a)密排六方；(b)