(西安理工大学)材料科学基础真题2002年-2
西工大材料科学基础2004-2012年考研真题(很重要)讲解
西北工业大学2004年硕士研究生入学考试试题试题名称：材料科学基础（A 卷） 试题编号：832 说 明：所有答题一律写在答题纸上 第 1 页 共 2 页一、简答题：（共40分，每小题8分）1.请简述间隙固溶体、间隙相、间隙化合物的异同点？2.请简述影响扩散的主要因素有哪些。
3.临界晶核的物理意义是什么？形成临界晶核的充分条件是什么？4.有哪些因素影响形成非晶态金属？为什么？5.合金强化途径有哪些？各有什么特点？二、计算作图题（共60分，每小题12分）1.求]111[和]120[两晶向所决定的晶面，并绘图表示出来。
2.氧化镁（MgO ）具有NaCl 型结构，即具有O2-离子的面心立方结构。
问：1）若其离子半径+2Mg r =0.066nm ，-2O r ＝0.140nm ，则其原子堆积密度为多少？ 2）如果+2Mg r /-2O r ＝0.41，则原子堆积密度是否改变？3.已知液态纯镍在1.013×105 Pa （1大气压），过冷度为319 K 时发生均匀形核，设临界晶核半径为1nm ，纯镍熔点为1726 K ，熔化热ΔHm ＝18075J/mol ，摩尔体积Vs ＝6.6cm3/mol ，试计算纯镍的液－固界面能和临界形核功。
4.有一钢丝（直径为1mm ）包复一层铜（总直径为2mm ）。
若已知钢的屈服强度σst ＝280MPa ，弹性模量Est ＝205GPa ，铜的σCu ＝140MPa ，弹性模量E Cu＝110GPa 。
问：1）如果该复合材料受到拉力，何种材料先屈服？2）在不发生塑性变形的情况下，该材料能承受的最大拉伸载荷是多少？3）该复合材料的弹性模量为多少？三、综合分析题：（共50分，每小题25分）1.某面心立方晶体的可动滑移系为]101[ )111(、。
1）请指出引起滑移的单位位错的柏氏矢量；2）若滑移由刃位错引起，试指出位错线的方向；3）请指出在（2）的情况下，位错线的运动方向；4）假设在该滑移系上作用一大小为0.7MPa 的切应力，试计算单位刃位错线受力的大小和方向（取点阵常数为a ＝0.2nm ）。
《材料科学基础》部分章节试题及答案(大学期末复习资料).docx
第三章作业答案1.说明面心立方结构的潜在滑移系有12个，体心立方结构的潜在滑移系有48个。
解：面心立方晶体的滑移系是｛111｝ < 1-10> , (111｝有四个，每个｛111｝面上有三个〈110〉方向，所以共有12个潜在滑移系。
体心立方晶体的滑移系是(110｝ <- 111 > , ｛211｝ <- 111 >以及｛312｝ < -111 >o｛110｝面共有6个，每个｛110｝面上有两个<-111 >方向，这种滑移系共有12个潜在滑移系; ｛211｝面有12个，每个“211”面上有1个〈111〉方向，这种滑移系共有12个潜在滑移系；｛312｝面共有24个，每个｛312｝面上有1个<-111 >方向，这种滑移系共有潜在滑移系24个, 这样，体心立方晶体的潜在滑移系共有48个。
2.一个位错环能否各部分都是螺位错？能否各部分都是刃位错？为什么？解：螺位错的柏氏矢量与位错线平行，而一个位错只有一个柏氏矢量，一个位错环不可能与一个方向处处平行，所以一个位错环不能各部分都是螺位错。
刃位错的柏氏矢量与位错线垂直，如果柏氏矢量垂直位错环所在的平面，则位错环处处都是刃位错。
这种位错的滑移面是位错环与柏氏矢量方向组成的棱柱面，这种位错又称棱柱位错。
3.纯铁的空位形成能为105kJ/mol.将纯铁加热到850°C后激冷至室温(20°C),假设高温下的空位能全部保留，试求过饱和空位浓度与室温平衡空位浓度的比值。
解：G，=4exp(-g)850 °C (1123K)后激穆室温可以认为全部空位保留下来Exp(31.87)4.写出距位错中心为R1范围内的位错弹性应变能。
如果弹性应变能为R1范围的一倍，则所涉及的距位错中心距离R2为多大？解：距位错中心为&范围内的位错弹性应变能为E = 竺瓦马。
4忒Ab如果弹性应变能为&范围的一倍，则所涉及的距位错中心距离R2为2 竺= 也4.K Ab A TT K Ab即R,=¥2 Ab5.简单立方晶体(100)面有一个b=[001]的螺位错。
材料科学基础期末试题及答案
材料科学基础期末试题及答案一、选择题（每题2分，共20分）1. 材料科学中，下列哪项不是材料的基本性质？A. 强度B. 硬度C. 导电性D. 可塑性答案：D2. 金属的塑性变形主要通过哪种机制进行？A. 位错运动B. 晶界迁移C. 扩散D. 相变答案：A3. 陶瓷材料的主要特性是什么？A. 高导电性B. 高塑性C. 高硬度和低热膨胀系数D. 高韧性答案：C4. 以下哪种合金的制备方法不属于固溶合金？A. 钢B. 黄铜C. 铝合金D. 马氏体不锈钢答案：D5. 玻璃材料的主要成分通常是什么？A. 硅酸盐B. 氧化物C. 碳化物D. 氮化物答案：A二、简答题（每题10分，共30分）1. 简述材料的疲劳现象及其影响因素。
答：材料的疲劳现象是指在低于材料屈服强度的循环载荷作用下，材料发生损伤并最终导致断裂的现象。
影响疲劳的因素包括应力幅度、循环次数、材料的微观结构、环境条件等。
2. 描述金属的腐蚀过程及其防护措施。
答：金属的腐蚀是金属与周围环境发生化学反应，导致材料性能下降的过程。
常见的腐蚀类型有化学腐蚀和电化学腐蚀。
防护措施包括使用耐腐蚀材料、涂层保护、阴极保护等。
3. 解释什么是相变以及它在材料科学中的重要性。
答：相变是指材料在外界条件（如温度、压力）变化下，从一种相态转变为另一种相态的过程。
相变对材料的物理性能和化学性能有重要影响，如钢的淬火和回火过程就是通过相变来改变其微观结构和宏观性能。
三、计算题（每题25分，共50分）1. 给定一个金属棒，其长度为L，截面积为A，材料的杨氏模量为E。
当施加一个力F时，金属棒发生弹性变形，求金属棒的伸长量ΔL。
答：根据胡克定律，ΔL = F * L / (A * E)。
2. 假设一个立方体材料样品在三个正交方向上受到相同的应力σ。
如果材料的泊松比为ν，求该立方体样品在三个方向上的应变ε。
答：根据材料力学的一般关系，εx = εy = εz = σ / E，其中E是杨氏模量。
材料科学基础试题及答案
《材料科学基础》样题及答案试题一一. 图1是Na2O的理想晶胞结构示意图，试回答：1．晶胞分子数是多少；2．结构中何种离子做何种密堆积；何种离子填充何种空隙，所占比例是多少；3．结构中各离子的配位数为多少，写出其配位多面体；4．计算说明O2-的电价是否饱和；5．画出Na2O结构在（001）面上的投影图。
二. 图2是高岭石(Al2O3·2SiO2·2H2O)结构示意图，试回答：1．请以结构式写法写出高岭石的化学式；2．高岭石属于哪种硅酸盐结构类型；3．分析层的构成和层的堆积方向；4．分析结构中的作用力；5．根据其结构特点推测高岭石具有什么性质。
三. 简答题：1.晶体中的结构缺陷按几何尺寸可分为哪几类？2.什么是负扩散？3．烧结初期的特征是什么？4.硅酸盐晶体的分类原则是什么？5.烧结推动力是什么？它可凭哪些方式推动物质的迁移？6.相变的含义是什么？从热力学角度来划分，相变可以分为哪几类？四. 出下列缺陷反应式：1.NaCl形成肖特基缺陷；2.AgI形成弗仑克尔缺陷（Ag+进入间隙）；3.TiO2掺入到Nb2O3中，请写出二个合理的方程，并判断可能成立的方程是哪一种？再写出每个方程的固溶体的化学式。
4.NaCl溶入CaCl2中形成空位型固溶体五. 表面力的存在使固体表面处于高能量状态，然而，能量愈高系统愈不稳定，那么固体是通过何种方式降低其过剩的表面能以达到热力学稳定状态的。
六.粒径为1μ的球状Al2O3由过量的MgO微粒包围，观察尖晶石的形成，在恒定温度下，第一个小时有20%的Al2O3起了反应，计算完全反应的时间：⑴用杨德方程计算；⑵用金斯特林格方程计算。
七.请分析熔体结构中负离子团的堆积方式、聚合度及对称性等与玻璃形成之关系。
八.试从结构和能量的观点解释为什么D晶界>D晶内？九.试分析二次再结晶过程对材料性能有何影响？工艺上如何防止或延缓二次再结晶的发生？十.图3是A-B-C三元系统相图，根据相图回答下列问题：1．写出点P，R，S的成分；2．设有2kgP，问需要多少何种成分的合金Z才可混熔成6kg成分为R的合金。
材料科学基础试题及答案
第一章 原子排列与晶体构造1. fcc 构造的密排方向是 ，密排面是 ，密排面的堆垛顺序是 ，致密度为 ，配位数是 ,晶胞中原子数为 ，把原子视为刚性球时，原子的半径r 与点阵常数a 的关系是 ；bcc 构造的密排方向是 ，密排面是 ,致密度为 ,配位数是 ,晶胞中原子数为 ，原子的半径r 与点阵常数a 的关系是 ；hcp 构造的密排方向是 ，密排面是 ，密排面的堆垛顺序是 ，致密度为 ，配位数是 ,，晶胞中原子数为 ，原子的半径r 与点阵常数a 的关系是 。
2. Al 的点阵常数为，其构造原子体积是，每一个晶胞中八面体间隙数为 ，四面体间隙数为 。
3. 纯铁冷却时在912e 发生同素异晶转变是从 构造转变成 构造，配位数 ，致密度降低 ，晶体体积 ，原子半径发生 。
4. 在面心立方晶胞中画出）（211晶面和]211[晶向，指出﹤110﹥中位于〔111〕平面上的方向。
在hcp 晶胞的〔0001〕面上标出）（0121晶面和]0121[晶向。
5. 求]111[和]120[两晶向所决定的晶面。
6 在铅的〔100〕平面上，1mm 2有多少原子？铅为fcc 面心立方构造，其原子半径R=×10-6mm 。
第二章 合金相构造一、 填空1〕 随着溶质浓度的增大，单相固溶体合金的强度 ，塑性 ，导电性 ，形成间隙固溶体时，固溶体的点阵常数 。
2〕 阻碍置换固溶体溶解度大小的要紧因素是〔1〕 ；〔2〕 ；〔3〕 ；〔4〕 和环境因素。
3〕 置换式固溶体的不均匀性要紧表现为 和 。
4〕 依照溶质原子进入溶剂点阵的位置区分，固溶体可分为 和 。
5〕 无序固溶体转变成有序固溶体时，合金性能转变的一样规律是强度和硬度 ，塑性 ，导电性 。
6〕间隙固溶体是 ，间隙化合物是 。
二、问答1、 分析氢，氮，碳，硼在-Fe 和-Fe 中形成固溶体的类型，进入点阵中的位置和固溶度大小。
元素的原子半径如下：氢：，氮：，碳：，硼：，-Fe ：，-Fe ：。
西安理工大学材料科学基础期末考试题
西安理工大学材料科学基础期末考试题一、填空题(20分，每空格1分)1. 相律是在完全平衡状态下，系统的相数、组元数和温度压力之间的关系，是系统的平衡条件的数学表达式：f=C-P+22.二元系相图是表示合金系中合金的相与温度、成分间关系的图解。
3.晶体的空间点阵分属于7 大晶系，其中正方晶系点阵常数的特点为a=b≠c,α=β=γ=90°，请列举除立方和正方晶系外其他任意三种晶系的名称三斜、单斜、六方、菱方、正交（任选三种）。
4.合金铸锭的宏观组织包括表层细晶区、柱状晶区和中心等轴晶区三部分。
5．在常温和低温下，金属的塑性变形主要是通过滑移的方式进行的。
此外还有孪生和扭折等方式。
6.成分过冷区从小到大，其固溶体的生长形态分别为平面状，胞状和树枝状。
1．原子扩散的驱动力是：组元的化学势梯度2．凝固的热力学条件为：过冷度3. 某金属凝固时的形核功为△G*，其临界晶核界面能为△G，则△G*和△G的关系为△G* =1/3 △G5．金属液体在凝固时产生临界晶核半径的大小主要取决于过冷度。
6．菲克第一定律表述了稳态扩散的特征，即浓度不随变化。
7. 冷变形金属加热过程中发生回复的驱动力是：冷变形过程中的存储能9.合金铸锭的缺陷可分为缩孔和偏析两种。
二、判断题（正确的打“√”错误的打“×”，每题1分，共12分）1. 体心立方结构是原子的次密排结构，其致密度为0.74。
（×）2. 同一种空间点阵可以有无限种晶体结构，而不同的晶体结构可以归属于同一种空间点阵。
（√）3. 结晶时凡能提高形核率、降低生长率的因素，都能使晶粒细化。
（√）4. 合金液体在凝固形核时需要能量起伏、结构起伏和成分起伏。
（√）5. 小角度晶界的晶界能比大角度晶界的晶界能高。
（×）6. 非均匀形核时晶核与基底之间的接触角越大，其促进非均匀形核的作用越大。
（×）7. 固溶体合金液体在完全混合条件下凝固后产生的宏观偏析较小。
材料科学基础2复习题及答案
材料科学基础2复习题及答案材料科学基础2复习题及部分参考答案一、名词解释1、再结晶：指经冷变形的金属在足够高的温度下加热时，通过新晶粒的形核及长大，以无畸变的等轴晶粒取代变形晶粒的过程。
2、交滑移：在晶体中，出现两个或多个滑移面沿着某个共同的滑移方向同时或交替滑移。
3、冷拉：在常温条件下，以超过原来屈服点强度的拉应力，强行拉伸聚合物，使其产生塑性变形以达到提高其屈服点强度和节约材料为目的。
（《笔记》聚合物拉伸时出现的细颈伸展过程。
）4、位错：指晶体材料的一种内部微观缺陷，即原子的局部不规则排列（晶体学缺陷）。
（《书》晶体中某处一列或者若干列原子发生了有规律的错排现象）5、柯氏气团：金属内部存在的大量位错线，在刃型位错线附近经常会吸附大量的异类溶质原子（大小不同吸附的位置有差别）,形成所谓的“柯氏气团”。
（《书》溶质原子与位错弹性交互作用的结果，使溶质原子趋于聚集在位错周围，以减小畸变，降低体系的能量，使体系更加稳定。
）6、位错密度：单位体积晶体中所含的位错线的总长度或晶体中穿过单位截面面积的位错线数目。
7、二次再结晶：晶粒的不均匀长大就好像在再结晶后均匀、细小的等轴晶粒中又重新发生了再结晶。
8、滑移的临界分切应力：滑移系开动所需要的最小分切应力。
（《书》晶体开始滑移时，滑移方向上的分切应力。
） 9、加工硬化：金属材料在再结晶温度以下塑性变形时强度和硬度升高，而塑性和韧性降低的现象，又称冷作硬化。
（《书》随塑性变形的增大，塑性变形抗力不断增加的现象。
）10、热加工：金属铸造、热扎、锻造、焊接和金属热处理等工艺的总称。
（《书》使金属在再结晶温度以上发生加工变形的工艺。
）11、柏氏矢量：是描述位错实质的重要物理量。
反映出柏氏回路包含的位错所引起点阵畸变的总积累。
（《书》揭示位错本质并描述位错行为的矢量。
）反映由位错引起的点阵畸变大小的物理量。
12、多滑移：晶体的滑移在两组或者更多的滑移面（系）上同时进行或者交替进行。
《材料科学基础》期末考试试卷及参考答案,2019年6月
《材料科学基础》期末考试试卷及参考答案,2019年6月第1页（共11页）########2018-2019学年第二学期########专业####级《材料科学基础》期末考试试卷（后附参考答案及评分标准）考试时间：120分钟考试日期：2019年6月题号一二三四五六总分得分评卷人复查人一、单项选择题（请将正确答案填入表中相应题号处，本题13小题，每小题2分，共26分）题号1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案题号 11 12 13 答案1. 在形核-生长机制的液-固相变过程中，其形核过程有非均匀形核和均匀形核之分，其形核势垒有如下关系（）。
A. 非均匀形核势垒≤ 均匀形核势垒B. 非均匀形核势垒≥ 均匀形核势垒C. 非均匀形核势垒 = 均匀形核势垒D. 视具体情况而定，以上都有可能2. 按热力学方法分类，相变可以分为一级相变和二级相变，一级相变是在相变时两相自由焓相等，其一阶偏导数不相等，因此一级相变（）。
A. 有相变潜热改变，无体积改变B. 有相变潜热改变，并伴随有体积改变C. 无相变潜热改变，但伴随有体积改变D. 无相变潜热改变，无体积改变得分专业年级姓名学号装订线3. 以下不是材料变形的是（）。
A. 弹性变形B. 塑性变形C. 粘性变形D. 刚性变形4. 在固溶度限度以内，固溶体是几相？（）A. 2B. 3C. 1D. 45. 下列不属于点缺陷的主要类型是（）。
A. 肖特基缺陷B. 弗伦克尔缺陷C. 螺位错D. 色心6. 由熔融态向玻璃态转变的过程是（）的过程。
A. 可逆与突变B. 不可逆与渐变C. 可逆与渐变D. 不可逆与突变7. 下列说法错误的是（）。
A. 晶界上原子与晶体内部的原子是不同的B. 晶界上原子的堆积较晶体内部疏松C. 晶界是原子、空位快速扩散的主要通道D. 晶界易受腐蚀8. 表面微裂纹是由于晶体缺陷或外力作用而产生，微裂纹同样会强烈地影响表面性质，对于脆性材料的强度这种影响尤为重要，微裂纹长度，断裂强度。
西工大材料科学基础真题.
西北工业大学2011年硕士研究生入学考试试题试题名称：材料科学基础（A 卷） 试题编号：832 说 明：所有答题一律写在答题纸上 第 1 页 共 2 页一、简答题（每题10分，共50分） 1. 请从原子排列、弹性应力场、滑移性质、柏氏矢量等方面对比刃位错、螺位错的主要特征。
2. 何谓金属材料的加工硬化？如何解决加工硬化对后续冷加工带来的困难？3. 什么是离异共晶？如何形成的？4. 形成无限固溶体的条件是什么？简述原因。
5. 两个尺寸相同、形状相同的铜镍合金铸件，一个含90%Ni ，另一个含50%Ni ，铸造后自然冷却，问哪个铸件的偏析严重？为什么？二、 作图计算题（每题15分，共60分）1、 写出{112}晶面族的等价晶面。
2、 请判定下列反应能否进行：]001[]111[2]111[2a aa →+3、 已知某晶体在500℃时，每1010个原子中可以形成有1个空位，请问该晶体的空位形成能是多少？（已知该晶体的常数a ＝0.0539，波耳滋曼常数K ＝1.381×10-23 J / K ）4、单晶铜拉伸，已知拉力轴的方向为[001]，ζ=106 Pa ，求(111)面上柏氏矢量的螺位错线上所受的力（）三、 综合分析题（共40分）1. 经冷加工的金属微观组织变化如图a 所示，随温度升高，并在某一温度下保温足够长的时间，会发生图b-d 的变化，请分析四个阶段微观组织、体系能量和宏观性能变化的机理和原因。
2. 根据Ag-Cd 二元相图：1) 当温度为736℃、590℃、440℃和230℃时分别会发生什么样的三相平衡反应？写出反应式。
2)分析Ag-56%Cd合金的平衡凝固过程，绘出冷却曲线，标明各阶段的相变反应。
3)分析Ag-95%Cd合金的平衡凝固与较快速冷却时，室温组织会有什么差别，并讨论其原因。
西北工业大学2011年硕士研究生入学考试试题参考答案试题名称：材料科学基础（A卷）试题编号：832说明：所有答题一律写在答题纸上第 1 页共 7 页四、简答题（每题10分，共50分）6.请从原子排列、弹性应力场、滑移性质、柏氏矢量等方面对比刃位错、螺位错的主要特征。
(西安理工大学)材料科学基础真题2002年-2
(西安理工大学)材料科学基础真题2002年-2(总分：152.00，做题时间：90分钟)一、名词解释(总题数：7，分数：21.00)1.致密度（分数：3.00）__________________________________________________________________________________________ 正确答案：(表示晶胞中原子所占的体积与晶胞体积的比值，是衡量原子排列紧密程度的参数，致密度越大，晶体中原子排列越紧密，晶体结构越致密。
)解析：2.相（分数：3.00）__________________________________________________________________________________________ 正确答案：(合金中具有同一聚集状态、同一晶体结构、成分基本相同，并有明确界面与其他部分相分开的均匀组成部分。
)解析：3.固溶体（分数：3.00）__________________________________________________________________________________________ 正确答案：(指以合金某一组元为溶剂，在其晶格中溶入其他组元原子(溶质)后所形成的一种合金相，其特征是仍保持溶剂品格类型，结点上或间隙中含有其他组元原子。
)解析：4.离异共晶（分数：3.00）__________________________________________________________________________________________ 正确答案：(成分点靠近共晶转变线两端的亚共晶和过共晶合金，结晶后组织中初晶量多，共晶体数量少，而且共晶体中与初晶相同的一相与初晶结合在一起，将共晶体中另一相推至晶界，造成的共晶体两相分离的非平衡组织。
)解析：5.退火（分数：3.00）__________________________________________________________________________________________ 正确答案：(将金属及其合金加热至相变温度以上，保温一段时间，然后以较为缓慢的速度冷却，以获得近于平衡组织的热处理工艺称为退火。
西工大材料科学基础04-13年真题
西北工业大学2004年硕士研究生入学考试试题试题名称：材料科学基础（A 卷） 试题编号：832说 明：所有答题一律写在答题纸上 第 1 页 共 2 页一、简答题：（共40分，每小题8分）1.请简述间隙固溶体、间隙相、间隙化合物的异同点？2.请简述影响扩散的主要因素有哪些。
3.临界晶核的物理意义是什么？形成临界晶核的充分条件是什么？4.有哪些因素影响形成非晶态金属？为什么？5.合金强化途径有哪些？各有什么特点？二、计算作图题（共60分，每小题12分）1.求]111[和]120[两晶向所决定的晶面，并绘图表示出来。
2.氧化镁（MgO ）具有NaCl 型结构，即具有O2-离子的面心立方结构。
问：1）若其离子半径+2Mg r =0.066nm ，-2O r ＝0.140nm ，则其原子堆积密度为多少？ 2）如果+2Mg r /-2O r ＝0.41，则原子堆积密度是否改变？ 3.已知液态纯镍在1.013×105 Pa （1大气压），过冷度为319 K 时发生均匀形核，设临界晶核半径为1nm ，纯镍熔点为1726 K ，熔化热ΔHm＝18075J/mol ，摩尔体积Vs ＝6.6cm3/mol ，试计算纯镍的液－固界面能和临界形核功。
4.有一钢丝（直径为1mm ）包复一层铜（总直径为2mm ）。
若已知钢的屈服强度σst ＝280MPa ，弹性模量Est ＝205GPa ，铜的σCu ＝140MPa ，弹性模量E Cu＝110GPa 。
问：1）如果该复合材料受到拉力，何种材料先屈服？2）在不发生塑性变形的情况下，该材料能承受的最大拉伸载荷是多少？3）该复合材料的弹性模量为多少？三、综合分析题：（共50分，每小题25分）1.某面心立方晶体的可动滑移系为]101[ )111(、。
1）请指出引起滑移的单位位错的柏氏矢量；2）若滑移由刃位错引起，试指出位错线的方向；3）请指出在（2）的情况下，位错线的运动方向；4）假设在该滑移系上作用一大小为0.7MPa的切应力，试计算单位刃位错线受力的大小和方向（取点阵常数为a＝0.2nm）。
材料科学基础试题一二及参考答案
材料科学基础试题⼀⼆及参考答案材料科学基础试卷(⼀)与参考答案⼀、概念辨析题（说明下列各组概念的异同。
每⼩题3分，共18分）（评分标准：给出每个概念的定义各得1分，说明异同得1分）1 晶体结构与空间点阵异：点的属性、数⽬、有⽆缺陷；同：描述晶体中的规律性。
2 热加⼯与冷加⼯异：热加⼯时发⽣回复、再结晶与加⼯硬化；冷加⼯只发⽣加⼯硬化；同：发⽣塑性变形。
3 上坡扩散与下坡扩散异：扩散⽅向；同：驱动⼒－化学位梯度。
4 间隙固溶体与间隙化合物异：结构与组成物的关系；同：⼩原⼦位于间隙位置。
5 相与组织异：组织具有特定的形态；同：都是材料的组成部分。
6 交滑移与多滑移异：多个滑移系的滑移；同：交滑移中滑移系具有相同的滑移⽅向。
7⾦属键与共价键异：电⼦共⽤范围不同, ⾦属键中电⼦属所有原⼦共⽤, 共价键中属若⼲原⼦共⽤.同：成键⽅式为电⼦共⽤.8全位错与不全位错异：柏⽒⽮量与点阵常数的关系不同. 同：都是线缺陷,即位错.9共晶转变与共析转变异：共晶转变为从液相转变,共析转变为从固相转变. 同：在恒温下转变产物为两个固相.⼆、画图题（任选两题。
每题6分，共12分）1 在⼀个简单⽴⽅晶胞内画出［010］、［120］、［210］晶向和（110）、（112）晶⾯。
图略；每个指数各计1分，指数规范性1分。
(参考聂⾦凤图)2 画出成分过冷形成原理⽰意图（⾄少画出三个图）。
(参考”聂⾦凤”图)图略：每个图各计2分。
3 综合画出冷变形⾦属在加热时的组织变化⽰意图和晶粒⼤⼩、内应⼒、强度和塑性变化趋势图。
(参考”张耕”图)图略：组织⽰意图计2分，每个指标各计1分。
三、简答题（任选6题，回答要点。
每题5分，共30 分）1 在点阵中选取晶胞的原则有哪些？反映对称性；相等的棱和⾓最多；直⾓最多；体积最⼩。
（每条计1分；叙述计1分）2 简述柏⽒⽮量的物理意义与应⽤。
代表位错；判断位错类型；表⽰晶体滑移的⽅向与⼤⼩；守+恒性及其推论。
(中南大学)材料科学基础真题2002年_真题-无答案
(中南大学)材料科学基础真题2002年
(总分100,考试时间90分钟)
论述题
1. 画出FCC晶胞中(111)晶面上的所有＜110＞晶向；在HCP晶胞中画出晶向和晶面。
2. 举出凝固理论在金属材料结晶中的几个应用，加以简单说明。
3. 画出Fe-Fe3C亚稳平衡相图，根据相图回答下列问题：
1．标出合金在室温下的组织组成。
2．写出相图中三个等温反应式。
3．分析含碳量为1.2%的合金的平衡冷却过程；计算其在室温下的组织组成物的相对百分含量。
4．画出Fe-Fe3C合金在1180℃时的成分．自由能曲线示意图。
5．试分析元素C及Cr在Fe中的可能存在形式及其作用。
4. 试总结位错在金属材料中的作用。
5. 分析原子扩散在金属材料中的作用。
6. 分析多晶体金属的变形过程及影响多晶体金属变形的因素。
7. 分析层错能对金属热塑性变形的影响。
8. 提高金属材料强度的途径有哪些？
9. 解释下列名词：成分过冷；离异共晶；反应扩散；面角位错；晶界偏聚。
10. Pb-Sn-Bi三元合金相图如图所示。
1．试写出图中五条单变量线及P点、E点反应的反应式。
2．分析图中合金2的平衡结晶过程，指出它的开始凝固温度。
西工大材料科学基础复习题
2. 在六方晶体中，绘出以下常见晶向 0001 , 2110 , 1010 , 1120 , 1210 等。
3. 写出立方晶体中晶面族 {100} ，{110} ，{111} ，{112} 等所包括的等价晶面。
{100} ＝(100) 十(010)+(001) ，共 3 个等价面。
{110} ＝(110) 十( 110 )+(101)+( 101)+(011)+( 011) ，共 6 个等价面。
{111} ＝(111)+( 111)+( 1 1 1)+( 111)，共 4 个等价面。
{112} (112) (112) (112) (112) (121) (121)(121) (121) (211) (211) (211) (211)1. 作图表示立方晶体的 123,012, 421 晶面及 102, 211, 346晶向共12 个等价面。
4.镁的原子堆积密度和所有hcp 金属一样，为0.74 。
试求镁单位晶胞的体积。
3已知Mg的密度mg 1.74Mg/m，相对原子质量为24.31 ，原子半径r=0.161nm。
单位晶胞的体积为V Cu＝0.14 nm3(或1.4 ×10-28m3)5.当CN=6时Na离子半径为0.097nm，试问：1)当CN=4时，其半径为多少？2)当CN=8时，其半径为多少？(1)0.088 nm ；(2)0.100 nm6.试问：在铜( fcc,a=0.361nm )的<100>方向及铁(bcc,a=0.286nm) 的<100> 方向, 原子的线密度为多少？Cu原子的线密度为2.77 ×106个原子/mm。
Fe原子的线密度为3.50 × 107 8 9 10 11个原子/mm7 镍为面心立方结构，其原子半径为r Ni 0.1246nm。
试确定在镍的( 100)，2(110)及( 111)平面上1 mm 2中各有多少个原子。
(完整版)材料科学基础试卷及答案7套
试题1一. 图1是Na2O的理想晶胞结构示意图，试回答：1．晶胞分子数是多少；2．结构中何种离子做何种密堆积；何种离子填充何种空隙，所占比例是多少；3．结构中各离子的配位数为多少，写出其配位多面体；4．计算说明O2-的电价是否饱和；5．画出Na2O结构在（001）面上的投影图。
二. 图2是高岭石(Al2O3·2SiO2·2H2O)结构示意图，试回答：1．请以结构式写法写出高岭石的化学式；2．高岭石属于哪种硅酸盐结构类型；3．分析层的构成和层的堆积方向；4．分析结构中的作用力；5．根据其结构特点推测高岭石具有什么性质。
三. 简答题：1.晶体中的结构缺陷按几何尺寸可分为哪几类？2.什么是负扩散？3．烧结初期的特征是什么？4.硅酸盐晶体的分类原则是什么？5.烧结推动力是什么？它可凭哪些方式推动物质的迁移？6.相变的含义是什么？从热力学角度来划分，相变可以分为哪几类？四. 出下列缺陷反应式：1.NaCl形成肖特基缺陷；2.AgI形成弗仑克尔缺陷（Ag+进入间隙）；3.TiO2掺入到Nb2O3中，请写出二个合理的方程，并判断可能成立的方程是哪一种？再写出每个方程的固溶体的化学式。
4.NaCl溶入CaCl2中形成空位型固溶体五. 表面力的存在使固体表面处于高能量状态，然而，能量愈高系统愈不稳定，那么固体是通过何种方式降低其过剩的表面能以达到热力学稳定状态的。
六.粒径为1μ的球状Al2O3由过量的MgO微粒包围，观察尖晶石的形成，在恒定温度下，第一个小时有20%的Al2O3起了反应，计算完全反应的时间：⑴用杨德方程计算；⑵用金斯特林格方程计算。
七.请分析熔体结构中负离子团的堆积方式、聚合度及对称性等与玻璃形成之关系。
八.试从结构和能量的观点解释为什么D晶界>D晶内？九.试分析二次再结晶过程对材料性能有何影响？工艺上如何防止或延缓二次再结晶的发生？十.图3是A-B-C三元系统相图，根据相图回答下列问题：1．写出点P，R，S的成分；2．设有2kgP，问需要多少何种成分的合金Z才可混熔成6kg成分为R的合金。
西安理工大学硕士材料科学基础真题2009年_真题-无答案
西安理工大学硕士材料科学基础真题2009年(总分172,考试时间90分钟)一、简答题(任选8题)1. 氯化钠的晶体结构是否属于布拉菲点阵?为什么?如果不是，则其点阵为哪种点阵类型?2. 写出BCC晶体中的配位数(N)、致密度(K)、原子半径r与点阵常数a的关系式，在一个BCC晶胞中画出其室温时的一组滑移系并标出密排面与密排方向。
3. 试从结合键的角度讨论一般情况下金属材料比陶瓷材料表现出更高塑性或延展性的原因。
4. 分析“在液态金属中，凡是涌现出小于临界晶核半径的晶胚都不能成核，但是只要有足够的能量起伏提供形核功，还是可以成核的。
”这段话是否正确，并回答纯金属材料形核时必须满足哪些条件。
5. 金属材料生长形态的影响因素有哪些?在相同的温度梯度下纯金属和固溶体合金的生长形态是否相同?请说明原因。
6. 为细化某纯铝件的晶粒，将其冷变形5%后于650℃退火1h，组织反而粗化；增大冷变形量至80%再于650℃退火1h，仍然得到粗大晶粒。
试分析其原因，指出上述两种工艺不合理之处及原因，并回答影响再结晶晶粒度的因素。
7. 对于固体材料将其晶粒细化后其力学性能会有何种变化?解释原因。
并回答对于铸件能否采用再结晶的方法细化晶粒，为什么?8. 为什么钢铁零件渗碳温度一般要选择在γ相区中进行?若不在γ相区进行会有什么结果?9. 何为金属材料的加工硬化?如何解决加工硬化给后续加工带来的困难?10. 简述碳钢的不同回火温度范围及其对应的回火组织类型。
二、计算题1. 已知纯铜的滑移系的临界切应力τc为1MPa，问：1．要使面上产生[101]方向的滑移，则在[101]方向上至少需施加多大的应力?2．要使面上产生[110]方向的滑移，则在[110]方向上至少需施加多大的应力?三如图24-1所示的晶体中，ABCD滑移面上有一个位错环，位错线方向为逆时针方向，其柏氏矢量b平行于。
1. 指出位错环各部分的位错类型。
2. 若柏氏矢量b垂直于位错环所在的水平面，指出位错环各部分的位错类型。
西安理工大学硕士材料科学基础真题2021年
西安理工大学硕士材料科学基础真题2021年试卷二十四2022届硕士研究生入学考试试题考试科目：材料科学基础适用专业：材料科学与工程、材料成型与控制、材料物理与化学I.简短回答问题（8个可选）1．氯化钠的晶体结构是否属于布拉菲点阵?为什么?如果不是，则其点阵为哪种点阵类型?2.写出BCC晶体中的配位数（n）、密度（k）、原子半径R和晶格常数a之间的关系，在BCC晶胞中绘制一组室温滑移系，并标记紧密排列的表面和方向。
3．试从结合键的角度讨论一般情况下金属材料比陶瓷材料表现出更高塑性或延展性的原因。
4.分析“在液态金属中，任何小于临界核半径的晶胚都不能形核，但只要有足够的能量波动来提供形核功，它就可以形核。
”本段是否正确，回答纯金属材料成核必须满足的条件。
5．金属材料生长形态的影响因素有哪些?在相同的温度梯度下纯金属和固溶体合金的生长形态是否相同?请说明原因。
6.为了细化纯铝零件的晶粒，在5%的冷变形和650℃退火1h后，组织反而粗化；当冷变形量增加到80%后，在650℃退火1h，仍能获得粗晶粒。
指出了晶粒尺寸不合理和再结晶工艺不合理的原因。
7．对于固体材料将其晶粒细化后其力学性能会有何种变化?解释原因。
并回答对于铸件能否采用再结晶的方法细化晶粒，为什么?8.为什么钢件的渗碳温度在相区一般为γ？如果不是γ，相区的结果是什么？9．何为金属材料的加工硬化?如何解决加工硬化给后续加工带来的困难?10．简述碳钢的不同回火温度范围及其对应的回火组织类型。
二、计算题已知纯铜滑移系的临界剪应力τC为1MPa，Q:1。
你想制造多大的压力？面上产生[101]方向的滑移，则在[101]方向上至少需施加2.为了使表面在[110]方向上滑动，至少应在[110]方向上施加多少应力？三、如图24-1所示的晶体中，abcd滑移面上有一个位错环，位错线方向为逆时针方向，其柏氏矢量b平行于。
1．指出位错环各部分的位错类型。
2.如果Berger矢量B垂直于位错环的水平面，指出位错环各部分的位错类型。
西工大材料科学基础期末模拟试题集
模拟试题1简答题（每题5分，共30分）1.已知fcc晶体的致密度比bcc晶体的大，请解释为什么fcc的固溶度仍比bcc的大？答：间隙分为四面体间隙和八面体间隙。
在fcc中八面体间隙较大，而bcc中因八面体间隙为扁八面体间隙，故其四面体间隙较大。
因此fcc晶体能够容纳更多的溶质原子。
2.请简述影响固溶体固溶度的因素有哪些。
答：1）原子尺寸因素：置换固溶体的溶质与溶剂原子尺寸越相近固溶度越大。
间隙固溶体的溶质原子与溶剂间隙尺寸越相近固溶度越大。
2）晶体结构因素：置换固溶体溶质溶剂的晶体结构相似固溶度越大。
3）电负性因素：溶质与溶剂的电负性越相近固溶度越大。
4）电子浓度因素：电子浓度越低固溶度越大。
3.均匀形核与非均匀形核具有相同的临界晶核半径，非均匀形核的临界形核功也等于三分之一表面能，为什么非均匀形核比均匀形核容易？答：非均匀形核与均匀形核的临界晶核半径相等，但非均匀形核的临界晶核体积小。
非均匀形核的临界形核功也等于三分之一表面能，但非均匀形核的表面能小于均形核的表面能，即非均匀形核的临界形核功小。
因此非均匀形核比较容易。
4.原子的热运动如何影响扩散？答：原子热运动越强烈，原子的跃迁距离增大，跃迁频率增大，跃迁几率增大，将使得扩散系数增大，即促进扩散。
5.如何区分金属的热变形和冷变形？答：冷、热变形温度的分界是再结晶温度。
6.基体、增强体和界面在复合材料中各起什么作用？答：基体：1）固定和粘附增强体2）保护增强体免受物理化学损伤3）隔离和阻断损伤。
增强体：1）承担载荷；2）阻碍基体变形。
界面：协调变形二、作图计算题（每题10分，共40分）1. 请分别计算简单立方晶体与面心立方晶体（100）、（110）和（111）晶面的间距。
晶面（100）（110）（111）简单立方 a （1分）22a（2分） 33a（2分） 面心立方2a（1分）42a（2分）33a（2分）2. 已知某晶体在500℃时，每1010个原子中可以形成有1个空位，请问该晶体的空位形成能是多少？（已知该晶体的常数A ＝0.0539，波耳滋曼常数K ＝1.381×10-23 J / K ）答：J A c kT E kT E A c V V19201023109.18.1710068.10539.010ln)]273500(10381.1[ln )exp(----⨯=⨯⨯=+⨯⨯-=-=∆∆-=3. 请判定在fcc 中下列位错反应能否进行：]111[3]211[6]110[2aa a →+答：几何条件：()1113313131612162612121a c b a c b a b b =-+=⎪⎭⎫⎝⎛+-++⎪⎭⎫ ⎝⎛-=+能量条件：332626622222222a a a a aa >=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=+满足几何条件和能量条件，反应可以进行。
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(西安理工大学)材料科学基础真题2002年-2(总分：152.00，做题时间：90分钟)一、名词解释(总题数：7，分数：21.00)1.致密度（分数：3.00）__________________________________________________________________________________________ 正确答案：(表示晶胞中原子所占的体积与晶胞体积的比值，是衡量原子排列紧密程度的参数，致密度越大，晶体中原子排列越紧密，晶体结构越致密。
)解析：2.相（分数：3.00）__________________________________________________________________________________________ 正确答案：(合金中具有同一聚集状态、同一晶体结构、成分基本相同，并有明确界面与其他部分相分开的均匀组成部分。
)解析：3.固溶体（分数：3.00）__________________________________________________________________________________________ 正确答案：(指以合金某一组元为溶剂，在其晶格中溶入其他组元原子(溶质)后所形成的一种合金相，其特征是仍保持溶剂品格类型，结点上或间隙中含有其他组元原子。
)解析：4.离异共晶（分数：3.00）__________________________________________________________________________________________ 正确答案：(成分点靠近共晶转变线两端的亚共晶和过共晶合金，结晶后组织中初晶量多，共晶体数量少，而且共晶体中与初晶相同的一相与初晶结合在一起，将共晶体中另一相推至晶界，造成的共晶体两相分离的非平衡组织。
)解析：5.退火（分数：3.00）__________________________________________________________________________________________ 正确答案：(将金属及其合金加热至相变温度以上，保温一段时间，然后以较为缓慢的速度冷却，以获得近于平衡组织的热处理工艺称为退火。
)解析：6.淬透性（分数：3.00）__________________________________________________________________________________________ 正确答案：(是钢在淬火时能获得马氏体组织的倾向(即钢被淬透的能力)。
)解析：7.平衡分配系数（分数：3.00）__________________________________________________________________________________________ 正确答案：(固溶体合金在结晶过程中具有选分结晶的特点，因此固相成分与液相成分存在一定的比例，当一定温度下平衡时，固相成分与液相成分比称为平衡分配系数，其反映了溶质在固液两相中的分配系数及溶质对合金熔点的影响程度。
)解析：二、填空(总题数：9，分数：32.00)8.金属典型的晶体结构类型有 1、 2和 3，其配位数相应为 4、 5和 6。
（分数：6.00）填空项1:__________________ （正确答案：FCC）填空项1:__________________ （正确答案：BCC）填空项1:__________________ （正确答案：HCP）填空项1:__________________ （正确答案：12）填空项1:__________________ （正确答案：8）填空项1:__________________ （正确答案：12）解析：9.溶质原子半径与溶剂原子半径相近的可形成1固溶体，两者半径相差较大时是2固溶体，铁素体是一种3固溶体。
（分数：3.00）填空项1:__________________ （正确答案：置换）填空项1:__________________ （正确答案：间隙）填空项1:__________________ （正确答案：间隙）解析：10.奥氏体形核时不仅需要 1起伏、 2起伏，此外还需要 3起伏。
（分数：3.00）填空项1:__________________ （正确答案：结构）填空项1:__________________ （正确答案：能量）填空项1:__________________ （正确答案：成分）解析：11.晶体固液界面分为光滑界面和粗糙界面，按照长大速度由慢到快其长大方式依次为 1、 2和 3。
（分数：3.00）填空项1:__________________ （正确答案：二维晶核长大）填空项1:__________________ （正确答案：晶体缺陷长大）填空项1:__________________ （正确答案：垂直长大）解析：12.面心立方金属的滑移面是 1，滑移方向是 2，可组成 3个滑移系。
（分数：5.00）填空项1:__________________ （正确答案：{111}）填空项1:__________________ （正确答案：＜110＞）填空项1:__________________ （正确答案：12）解析：13.马氏体是碳在 1中的过饱和固溶体，淬火钢中马氏体的金相形态有两种，它们是 2和 3。
（分数：3.00）填空项1:__________________ （正确答案：α-Fe）填空项1:__________________ （正确答案：板条马氏体）填空项1:__________________ （正确答案：针状马氏体）解析：14.位错的两种基本类型为 1和 2，其中刃型位错的位错线方向与柏氏矢量的关系为 3。
（分数：3.00）填空项1:__________________ （正确答案：刃型位错）填空项1:__________________ （正确答案：螺型位错）填空项1:__________________ （正确答案：垂直）解析：15.马氏体型不锈钢的典型钢号是 1，奥氏体不锈钢的典型钢号是 2，铁素体不锈钢是 3。
（分数：3.00）填空项1:__________________ （正确答案：ICr13）填空项1:__________________ （正确答案：1Cr18Ni9Ti）填空项1:__________________ （正确答案：1Cr17）解析：16.上坡扩散是指扩散原子从 1向 2的扩散，产生上坡扩散的原因是合金系中存在着 3。
（分数：3.00）填空项1:__________________ （正确答案：低浓度）填空项1:__________________ （正确答案：高浓度）填空项1:__________________ （正确答案：化学位梯度。
）解析：三、简答题(总题数：5，分数：50.00)17.何为加工硬化？如何解决加工硬化给后续加工带来的困难？（分数：10.00）__________________________________________________________________________________________ 正确答案：(金属材料在塑性变形过程中，随着变形量的增加，强度和硬度不断上升，而塑性和韧性不断下降，这一现象称为“加工硬化”。
该现象的原因是由于外力增加使得位错不断增殖，位错之间相互交截、反应使得位错的运动变得困难。
可以用再结晶退火处理消除加工硬化给后续加工带来的困难。
)解析：18.论述纯金属与固溶体合金在凝固过程中表现出的异同点，并解释其原因？（分数：10.00）__________________________________________________________________________________________ 正确答案：(纯金属在结晶时其界面是粗糙的，在正温度梯度下进行长大。
由于晶体长大时通过固相模壁散热，固液界面是等温的，若取得动态过冷度界面就向前移动。
如果面局部有小的凸起伸向过热的液相中，小凸起将被熔化，界面一直保持平直，晶体以平面状长大。
固溶体结晶时会出现成分过冷，在固液界面前出现成分过冷区，此时界面如有任一小的凸起，它将伸入成分过冷区而获得过冷就能继续生长下去。
界面不能保持平直稳定而出现树枝晶。
)解析：19.说明第一类和第二类回火脆性的异同点。
（分数：10.00）__________________________________________________________________________________________ 正确答案：(在250～400℃间回火时出现的脆性叫低温回火脆性，也称第一类回火脆性；在450～650℃间回火时出现的脆性称高温回火脆性，也称第二类回火脆性。
第一类回火脆性为不可逆的回火脆性，第二类回火脆性为可逆的。
第一类回火脆性是由于马氏体分解时沿马氏体条或片的界面析出断续的薄壳状碳化物，降低了晶界的断裂强度，使之成为裂纹扩展的路径，因而导致脆性断裂；第二类回火脆性产生的原因是Sb、Sn、P、As等杂质元素在回火处理时向原奥氏体晶界偏聚，减弱了奥氏体晶界上原子间的结合力，降低晶界断裂强度是产生第二类回火脆性的主要原因。
)解析：20.分析回复与再结晶阶段空位与位错的变化及其对性能的影响。
（分数：10.00）__________________________________________________________________________________________ 正确答案：(在低温回复阶段，主要表现为空位的消失。
冷变形后所产生的大量空位，通过空位迁移至表面或晶界、空位与间隙原子重新重合、空位与位错发生交互作用、空位聚集成空位片等方式，使得空位数量急剧减少。
在中温回复阶段，温度升高，使位错容易滑移，同一滑移面上的异号位错相遇会相互吸引而抵消，不但使亚晶内部的位错数目减少，而且胞壁缠结位错的减少更为显著，重新调整排列规则，胞壁变得明晰，形成回复亚晶。
即该阶段主要表现为位错的滑移，导致位错重新结合，异号位错的汇聚而抵消以及亚晶的长大。
在高温回复阶段，位错运动的动力学条件更为充分，有滑移同时也发生攀移，使得多层滑移面上的位错密度趋于相同，各位错之间的作用力使得同一滑移面上的位错分布均匀，间距大体相等，形成规则排列的垂直于滑移面的位错墙，即多边形化的过程。
多边形化构成的位错墙即是小角度晶界，它将原晶粒分隔成若干个亚晶粒。