2012西北工业大学研究生入学考试材料科学基础 及答案
西北工业大学《材料科学基础》课后题答案
1． 有关晶面及晶向附图2.1所示。
2． 见附图2.2所示。
3． {100}＝(100)十(010)+(001)，共3个等价面。
{110}＝(110)十(101)+(101)+(011)+(011)+(110)，共6个等价面。
{111}＝(111)+(111)+(111)+(111)，共4个等价面。
)121()112()112()211()112()121()211()121()211()211()121()112(}112{+++++++++++=共12个等价面。
4． 单位晶胞的体积为V Cu ＝0.14 nm 3(或1.4×10-28m 3) 5． (1)0.088 nm ；(2)0.100 nm 。
6． Cu 原子的线密度为2.77×106个原子/mm 。
Fe 原子的线密度为3.50×106个原子/mm 。
7． 1.6l ×l013个原子/mm 2；1.14X1013个原子/mm 2；1.86×1013个原子/mm 2。
8． (1) 5.29×1028个矽原子/m 3； (2) 0.33。
9． 9. 0.4×10-18/个原子。
10． 1.06×1014倍。
11． (1) 这种看法不正确。
在位错环运动移出晶体后，滑移面上、下两部分晶体相对移动的距离是由其柏氏矢量决定的。
位错环的柏氏矢量为b ，故其相对滑移了一个b 的距离。
(2) A'B'为右螺型位错，C'D'为左螺型位错；B'C'为正刃型位错，D'A'为负刃型位错。
位错运动移出晶体后滑移方向及滑移量如附图2.3所示。
12． (1)应沿滑移面上、下两部分晶体施加一切应力τ0，的方向应与de 位错线平行。
(2)在上述切应力作用下，位错线de 将向左(或右)移动，即沿着与位错线de 垂直的方向(且在滑移面上)移动。
西北工业大学《材料科学基础》课后题答案
1． 有关晶面及晶向附图2.1所示。
2． 见附图2.2所示。
3． {100}＝(100)十(010)+(001)，共3个等价面。
{110}＝(110)十(101)+(101)+(011)+(011)+(110)，共6个等价面。
{111}＝(111)+(111)+(111)+(111)，共4个等价面。
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4． 单位晶胞的体积为V Cu ＝0.14 nm 3(或1.4×10-28m 3) 5． (1)0.088 nm ；(2)0.100 nm 。
6． Cu 原子的线密度为2.77×106个原子/mm 。
Fe 原子的线密度为3.50×106个原子/mm 。
7． 1.6l ×l013个原子/mm 2；1.14X1013个原子/mm 2；1.86×1013个原子/mm 2。
8． (1) 5.29×1028个矽原子/m 3； (2) 0.33。
9． 9. 0.4×10-18/个原子。
10． 1.06×1014倍。
11． (1) 这种看法不正确。
在位错环运动移出晶体后，滑移面上、下两部分晶体相对移动的距离是由其柏氏矢量决定的。
位错环的柏氏矢量为b ，故其相对滑移了一个b 的距离。
(2) A'B'为右螺型位错，C'D'为左螺型位错；B'C'为正刃型位错，D'A'为负刃型位错。
位错运动移出晶体后滑移方向及滑移量如附图2.3所示。
12． (1)应沿滑移面上、下两部分晶体施加一切应力τ0，的方向应与de 位错线平行。
(2)在上述切应力作用下，位错线de 将向左(或右)移动，即沿着与位错线de 垂直的方向(且在滑移面上)移动。
西北工业大学《材料科学基础》课后题答案
1． 有关晶面及晶向附图2.1所示。
2． 见附图2.2所示。
3． {100}＝(100)十(010)+(001)，共3个等价面。
{110}＝(110)十(101)+(101)+(011)+(011)+(110)，共6个等价面。
{111}＝(111)+(111)+(111)+(111)，共4个等价面。
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4． 单位晶胞的体积为V Cu ＝0.14 nm 3(或1.4×10-28m 3) 5． (1)0.088 nm ；(2)0.100 nm 。
6． Cu 原子的线密度为2.77×106个原子/mm 。
Fe 原子的线密度为3.50×106个原子/mm 。
7． 1.6l ×l013个原子/mm 2；1.14X1013个原子/mm 2；1.86×1013个原子/mm 2。
8． (1) 5.29×1028个矽原子/m 3； (2) 0.33。
9． 9. 0.4×10-18/个原子。
10． 1.06×1014倍。
11． (1) 这种看法不正确。
在位错环运动移出晶体后，滑移面上、下两部分晶体相对移动的距离是由其柏氏矢量决定的。
位错环的柏氏矢量为b ，故其相对滑移了一个b 的距离。
(2) A'B'为右螺型位错，C'D'为左螺型位错；B'C'为正刃型位错，D'A'为负刃型位错。
位错运动移出晶体后滑移方向及滑移量如附图2.3所示。
12． (1)应沿滑移面上、下两部分晶体施加一切应力τ0，的方向应与de 位错线平行。
(2)在上述切应力作用下，位错线de 将向左(或右)移动，即沿着与位错线de 垂直的方向(且在滑移面上)移动。
西北工业大学材料科学基础课后答案
西北工业大学材料科学基础课后答案1、观察校园生物时要边观察边记录，尽量不要漏掉校园中的任何一种动植物。
[判断题] *对(正确答案)错2、在种子发芽实验中，下列做法正确的是（）。
[单选题] *A.每天观察一次(正确答案)B.只需要观察有水的那组种子有没有发芽C.多天的实验中，第一天加一次水就够了3、在制作简易电动机时，把漆包线上的漆刮掉，是因为刮掉这层漆可以让导线（）。
[单选题] *A.轻便B.结实C.导电(正确答案)4、下列说法正确的是( ) 。
[单选题] *A.种子只有在土壤里才能发芽B.种子发芽一定要有阳光C.种子发芽必须要有水(正确答案)5、苹果树不宜在热带栽种，柑橘不宜在北方栽种，这里起制约作用的是（）。
[单选题] * A．阳光B．温度(正确答案)C．水6、在组成花岗岩的矿物中，硬度最硬的是( )。
[单选题] *A.云母B.石英(正确答案)C.金刚石7、探究小组准备做空投包实验，下面说法不正确的是（）。
[单选题] *A.不可以在没有防护栏杆或防护栏杆不够牢固的地方进行实验B.探探在空投包内加了一层海绵，这是为了增加空投包的重量，加快其下落速度(正确答案)C.究究选择玻璃线吊纸盒是因为玻璃线不粗糙，阻力小8、设计制作小船需要考虑的因素是（）。
[单选题] *A.经费预算B.材料和结构C.安全可靠9、以下（）的船首形状可以让船在水中行驶得更快。
[单选题] *A.尖型(正确答案)B.方形C.圆形10、30 .潜艇常常被设计成鱼的身体形状，可以有效减少（）。
[单选题] *A.阻力(正确答案)B.重力C.浮力11、光年是一种时间单位。
[单选题] *A.对B.错(正确答案)12、在夜晚观星中，我们可以看到天空中有许多闪烁的星星，这些星星全部都是恒星。
[判断题] *对错(正确答案)13、蜡烛燃烧发生的变化属于( )。
[单选题] *A.物理变化B.化学变化C.物理变化和化学变化(正确答案)14、下列生活实例中，说法正确的是（）。
西北工业大学《材料科学基础》课后题答案
西北⼯业⼤学《材料科学基础》课后题答案1．有关晶⾯及晶向附图所⽰。
2．见附图所⽰。
3． {100}＝(100)⼗(010)+(001)，共3个等价⾯。
{110}＝(110)⼗(101)+(101)+(011)+(011)+(110)，共6个等价⾯。
{111}＝(111)+(111)+(111)+(111)，共4个等价⾯。
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4．单位晶胞的体积为V Cu ＝ nm 3(或×10-28m 3)5． (1) nm ；(2) nm 。
6． Cu 原⼦的线密度为×106个原⼦/mm 。
Fe 原⼦的线密度为×106个原⼦/mm 。
7． 1.6l ×l013个原⼦/mm 2；个原⼦/mm 2；×1013个原⼦/mm 2。
8． (1) ×1028个矽原⼦/m 3； (2) 。
11． (1) 这种看法不正确。
在位错环运动移出晶体后，滑移⾯上、下两部分晶体相对移动的距离是由其柏⽒⽮量决定的。
位错环的柏⽒⽮量为b ，故其相对滑移了⼀个b 的距离。
(2) A'B'为右螺型位错，C'D'为左螺型位错；B'C'为正刃型位错，D'A'为负刃型位错。
位错运动移出晶体后滑移⽅向及滑移量如附图所⽰。
12． (1)应沿滑移⾯上、下两部分晶体施加⼀切应⼒τ0，的⽅向应与de位错线平⾏。
(2)在上述切应⼒作⽤下，位错线de将向左(或右)移动，即沿着与位错线de垂直的⽅向(且在滑移⾯上)移动。
在位错线沿滑移⾯旋转360°后，在晶体表⾯沿柏⽒⽮量⽅向产⽣宽度为⼀个b的台阶。
13． (1)]101[2ab=，其⼤⼩为ab22||=，其⽅向见附图所⽰。
西北工业大学材料科学基础课后题答案
1．有关晶面及晶向附图2.1所示。
2．见附图2.2所示。
3．{100}＝(100)十(010)+(001)，共3个等价面。
{110}＝(110)十(101)+(101)+(011)+(011)+(110)，共6个等价面。
{111}＝(111)+(111)+(111)+(111)，共4个等价面。
)121()112()112()211()112()121()211()121()211()211()121()112(}112{+++++++++++=共12个等价面。
4． 单位晶胞的体积为V Cu ＝0.14 nm 3(或1.4×10-28m 3)5． (1)0.088 nm ；(2)0.100 nm 。
6． Cu 原子的线密度为2.77×106个原子/mm 。
Fe 原子的线密度为3.50×106个原子/mm 。
7． 1.6l ×l013个原子/mm 2；1.14X1013个原子/mm 2；1.86×1013个原子/mm 2。
8． (1) 5.29×1028个矽原子/m 3； (2) 0.33。
9． 9. 0.4×10-18/个原子。
10． 1.06×1014倍。
11． (1) 这种看法不正确。
在位错环运动移出晶体后，滑移面上、下两部分晶体相对移动的距离是由其柏氏矢量决定的。
位错环的柏氏矢量为b ，故其相对滑移了一个b 的距离。
(2) A'B'为右螺型位错，C'D'为左螺型位错；B'C'为正刃型位错，D'A'为负刃型位错。
位错运动移出晶体后滑移方向及滑移量如附图2.3所示。
12．(1)应沿滑移面上、下两部分晶体施加一切应力τ，的方向应与de位错线平行。
(2)在上述切应力作用下，位错线de将向左(或右)移动，即沿着与位错线de垂直的方向(且在滑移面上)移动。
在位错线沿滑移面旋转360°后，在晶体表面沿柏氏矢量方向产生宽度为一个b的台阶。
西北工业大学《材料科学基础》课后题答案
1． 有关晶面及晶向附图2.1所示。
2． 见附图2.2所示。
3． {100}＝(100)十(010)+(001)，共3个等价面。
{110}＝(110)十(101)+(101)+(011)+(011)+(110)，共6个等价面。
{111}＝(111)+(111)+(111)+(111)，共4个等价面。
)121()112()112()211()112()121()211()121()211()211()121()112(}112{+++++++++++=共12个等价面。
4． 单位晶胞的体积为V Cu ＝0.14 nm 3(或1.4×10-28m 3) 5． (1)0.088 nm ；(2)0.100 nm 。
6． Cu 原子的线密度为2.77×106个原子/mm 。
Fe 原子的线密度为3.50×106个原子/mm 。
7． 1.6l ×l013个原子/mm 2；1.14X1013个原子/mm 2；1.86×1013个原子/mm 2。
8． (1) 5.29×1028个矽原子/m 3； (2) 0.33。
9． 9. 0.4×10-18/个原子。
10． 1.06×1014倍。
11． (1) 这种看法不正确。
在位错环运动移出晶体后，滑移面上、下两部分晶体相对移动的距离是由其柏氏矢量决定的。
位错环的柏氏矢量为b ，故其相对滑移了一个b 的距离。
(2) A'B'为右螺型位错，C'D'为左螺型位错；B'C'为正刃型位错，D'A'为负刃型位错。
位错运动移出晶体后滑移方向及滑移量如附图2.3所示。
12． (1)应沿滑移面上、下两部分晶体施加一切应力τ0，的方向应与de 位错线平行。
(2)在上述切应力作用下，位错线de 将向左(或右)移动，即沿着与位错线de 垂直的方向(且在滑移面上)移动。
西北工大2012材科真题附答案
西北工业大学2012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页共页一、简答题（每题10分，共50分）1.请简述滑移和孪生变形的特点？2.什么是上坡扩散？哪些情况下会发生上坡扩散？扩散的驱动力是什么？3.在室温下，多数金属材料的塑性比陶瓷材料好很多，为什么？纯铜与纯铁这两种金属材料哪个塑性好？说明原因。
4.请总结并简要回答二元合金平衡结晶过程中，单相区、双相区和三相区中，相成分的变化规律。
5.合金产品在进行冷塑性变形时会发生强度、硬度升高的现象，为什么？如果合金需要进行较大的塑性变形才能完成变形成型，需要采用什么中间热处理的方法？而产品使用时又需要保持高的强度、硬度，又应如何热处理？二、作图计算题（每题15分，共60分）1、在Fe-Fe3C相图中有几种类型的渗碳体？分别描述这些渗碳体的形成条件，并绘制出平衡凝固条件下这些不同类型渗碳体的显微组织形貌。
2、在两个相互垂直的滑移面上各有一条刃型位错AB、XY，如图所示。
假设以下两种情况中，位错线XY在切应力作用下发生运动，运动方向如图中v所示，试问交割后两位错线的形状有何变化（画图表示）？在以下两种情况下分别会在每个位错上形成割阶还是扭折？新形成的割阶或扭折属于什么类型的位错？3、已知H原子半径r为0.0406nm，纯铝是fcc晶体，其原子半径R为0.143nm，请问H原子溶入Al时处于何种间隙位置？4、柱状试样，当固溶体合金（k0＞1）从左向右定向凝固。
凝固过程中假设，凝固速度快，固相不扩散、液相基本不混合，α/L（固/液）界面前沿液体中的实际温度梯度为正温度梯度。
由于α/L界面前沿液体存在成分过冷区，晶体易以树枝状结晶生长。
当合金从左向右定向凝固，达到稳态凝固区时，请分析并画出：①k0＞1相图；②α/L界面处固体、液体的溶质浓度分布图；③液体中成分过冷区图三、综合分析题（共40分）1、试用位错理论解释低碳钢的应变时效现象。
西北工业大学《材料科学基础》课后题答案
1． 有关晶面及晶向附图2.1所示。
2． 见附图2.2所示。
3． {100}＝(100)十(010)+(001)，共3个等价面。
{110}＝(110)十(101)+(101)+(011)+(011)+(110)，共6个等价面。
{111}＝(111)+(111)+(111)+(111)，共4个等价面。
)121()112()112()211()112()121()211()121()211()211()121()112(}112{+++++++++++=共12个等价面。
4． 单位晶胞的体积为V Cu ＝0.14 nm 3(或1.4×10-28m 3) 5． (1)0.088 nm ；(2)0.100 nm 。
6． Cu 原子的线密度为2.77×106个原子/mm 。
Fe 原子的线密度为3.50×106个原子/mm 。
7． 1.6l ×l013个原子/mm 2；1.14X1013个原子/mm 2；1.86×1013个原子/mm 2。
8． (1) 5.29×1028个矽原子/m 3； (2) 0.33。
9． 9. 0.4×10-18/个原子。
10． 1.06×1014倍。
11． (1) 这种看法不正确。
在位错环运动移出晶体后，滑移面上、下两部分晶体相对移动的距离是由其柏氏矢量决定的。
位错环的柏氏矢量为b ，故其相对滑移了一个b 的距离。
(2) A'B'为右螺型位错，C'D'为左螺型位错；B'C'为正刃型位错，D'A'为负刃型位错。
位错运动移出晶体后滑移方向及滑移量如附图2.3所示。
12． (1)应沿滑移面上、下两部分晶体施加一切应力τ0，的方向应与de 位错线平行。
(2)在上述切应力作用下，位错线de 将向左(或右)移动，即沿着与位错线de 垂直的方向(且在滑移面上)移动。
西北工业大学材料科学基础课后题答案
1．有关晶面及晶向附图2.1所示。
2．见附图2.2所示。
3．{100}＝(100)十(010)+(001)，共3个等价面。
{110}＝(110)十(101)+(101)+(011)+(011)+(110)，共6个等价面。
{111}＝(111)+(111)+(111)+(111)，共4个等价面。
)121()112()112()211()112()121()211()121()211()211()121()112(}112{+++++++++++=共12个等价面。
4． 单位晶胞的体积为V Cu ＝0.14 nm 3(或1.4×10-28m 3)5． (1)0.088 nm ；(2)0.100 nm 。
6． Cu 原子的线密度为2.77×106个原子/mm 。
Fe 原子的线密度为3.50×106个原子/mm 。
7． 1.6l ×l013个原子/mm 2；1.14X1013个原子/mm 2；1.86×1013个原子/mm 2。
8． (1) 5.29×1028个矽原子/m 3； (2) 0.33。
9． 9. 0.4×10-18/个原子。
10． 1.06×1014倍。
11． (1) 这种看法不正确。
在位错环运动移出晶体后，滑移面上、下两部分晶体相对移动的距离是由其柏氏矢量决定的。
位错环的柏氏矢量为b ，故其相对滑移了一个b 的距离。
(2) A'B'为右螺型位错，C'D'为左螺型位错；B'C'为正刃型位错，D'A'为负刃型位错。
位错运动移出晶体后滑移方向及滑移量如附图2.3所示。
12．(1)应沿滑移面上、下两部分晶体施加一切应力τ，的方向应与de位错线平行。
(2)在上述切应力作用下，位错线de将向左(或右)移动，即沿着与位错线de垂直的方向(且在滑移面上)移动。
在位错线沿滑移面旋转360°后，在晶体表面沿柏氏矢量方向产生宽度为一个b的台阶。
西北工业大学《材料科学基础》课后题答案
1． 有关晶面及晶向附图2.1所示。
2． 见附图2.2所示。
3． {100}＝(100)十(010)+(001)，共3个等价面。
{110}＝(110)十(101)+(101)+(011)+(011)+(110)，共6个等价面。
{111}＝(111)+(111)+(111)+(111)，共4个等价面。
)121()112()112()211()112()121()211()121()211()211()121()112(}112{+++++++++++=共12个等价面。
4． 单位晶胞的体积为V Cu ＝0.14 nm 3(或1.4×10-28m 3) 5． (1)0.088 nm ；(2)0.100 nm 。
6． Cu 原子的线密度为2.77×106个原子/mm 。
Fe 原子的线密度为3.50×106个原子/mm 。
7． 1.6l ×l013个原子/mm 2；1.14X1013个原子/mm 2；1.86×1013个原子/mm 2。
8． (1) 5.29×1028个矽原子/m 3； (2) 0.33。
9． 9. 0.4×10-18/个原子。
10． 1.06×1014倍。
11． (1) 这种看法不正确。
在位错环运动移出晶体后，滑移面上、下两部分晶体相对移动的距离是由其柏氏矢量决定的。
位错环的柏氏矢量为b ，故其相对滑移了一个b 的距离。
(2) A'B'为右螺型位错，C'D'为左螺型位错；B'C'为正刃型位错，D'A'为负刃型位错。
位错运动移出晶体后滑移方向及滑移量如附图2.3所示。
12． (1)应沿滑移面上、下两部分晶体施加一切应力τ0，的方向应与de 位错线平行。
(2)在上述切应力作用下，位错线de 将向左(或右)移动，即沿着与位错线de 垂直的方向(且在滑移面上)移动。
西北工业大学《材料科学基础》课后题
1． 有关晶面及晶向附图2.1所示。
2． 见附图2.2所示。
3． {100}＝(100)十(010)+(001)，共3个等价面。
{110}＝(110)十(101)+(101)+(011)+(011)+(110)，共6个等价面。
{111}＝(111)+(111)+(111)+(111)，共4个等价面。
)121()112()112()211()112()121()211()121()211()211()121()112(}112{+++++++++++=共12个等价面。
4． 单位晶胞的体积为V Cu ＝0.14 nm 3(或1.4×10-28m 3) 5． (1)0.088 nm ；(2)0.100 nm 。
6． Cu 原子的线密度为2.77×106个原子/mm 。
Fe 原子的线密度为3.50×106个原子/mm 。
7． 1.6l ×l013个原子/mm 2；1.14X1013个原子/mm 2；1.86×1013个原子/mm 2。
8． (1) 5.29×1028个矽原子/m 3； (2) 0.33。
9． 9. 0.4×10-18/个原子。
10． 1.06×1014倍。
11． (1) 这种看法不正确。
在位错环运动移出晶体后，滑移面上、下两部分晶体相对移动的距离是由其柏氏矢量决定的。
位错环的柏氏矢量为b ，故其相对滑移了一个b 的距离。
(2) A'B'为右螺型位错，C'D'为左螺型位错；B'C'为正刃型位错，D'A'为负刃型位错。
位错运动移出晶体后滑移方向及滑移量如附图2.3所示。
12． (1)应沿滑移面上、下两部分晶体施加一切应力τ0，的方向应与de 位错线平行。
(2)在上述切应力作用下，位错线de 将向左(或右)移动，即沿着与位错线de 垂直的方向(且在滑移面上)移动。
西北工业大学材料科学基础04-12年真题答案剖析
2004年西北工业大学硕士研究生入学试题 参考答案一、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？答：相同点：小原子溶入。
不同点：间隙固溶体保持溶剂（大原子）点阵；间隙相、间隙化合物改变了大原子点阵，形成新点阵。
间隙相结构简单；间隙化合物结构复杂。
2、请简述影响扩散的主要因素有哪些。
答：影响扩散的主要因素：（1）温度；（2）晶体结构与类型；（3）晶体缺陷；（4）化学成分。
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？答：临界晶核的物理意义：可以自发长大的最小晶胚（或，半径等于rk 的晶核） 形成临界晶核的充分条件：（1）形成r ≥rk 的晶胚；（2）获得A ≥A*（临界形核功）的形核功。
4、有哪些因素影响形成非晶态金属？为什么？答：液态金属的粘度：粘度越大原子扩散越困难，易于保留液态金属结构。
冷却速度；冷却速度越快，原子重新排列时间越断，越容易保留液态金属结构。
5、合金强化途径有哪些？各有什么特点？答：细晶强化、固溶强化、复相强化、弥散强化（时效强化）加工硬化。
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。
答：设所求的晶面指数为（h k l ） 则)112(0211:2111:1011::=----=l k h2、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？答：（1）点阵常数nm r r a O Mg 412.0)(222=+=-+堆积密度73.04)(43322=⨯+=-+a r r P O Mg f π（2）堆积密度会改变，因为Pf 与两异号离子半径的比值有关。
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。
西北工业大学材料科学基础历年真题及答案解析
西北工业大学2012年硕士研究生入学考试试题答案试题名称：材料科学基础试题编号：832说明：所有答题一律写在答题纸上第页共页一、简答题（每题10分，共50分）1.请简述滑移和孪生变形的特点？答：滑移变形特点：1）平移滑动：相对滑动的两部分位向关系不变2）滑移线与应力轴呈一定角度3）滑移不均匀性：滑移集中在某些晶面上4）滑移线先于滑移带出现：由滑移线构成滑移带5）特定晶面，特定晶向孪生变形特点：1) 部分晶体发生均匀切变2) 变形与未变形部分呈镜面对称关系，晶体位向发生变化3) 临界切分应力大4) 孪生对塑变贡献小于滑移5) 产生表面浮凸2.什么是上坡扩散？哪些情况下会发生上坡扩散？答：由低浓度处向高浓度处扩散的现象称为上坡扩散。
应力场作用、电场磁场作用、晶界内吸附作用和调幅分解反应等情况下可能发生上坡扩散。
扩散驱动力来自自由能下降，即化学位降低。
3.在室温下，一般情况金属材料的塑性比陶瓷材料好很多，为什么？纯铜与纯铁这两种金属材料哪个塑性好？说明原因。
答：金属材料的塑性比陶瓷材料好很多的原因：从键合角度考虑，金属材料主要是金属键合，无方向性，塑性好；陶瓷材料主要是离子键、共价键，共价键有方向性，塑性差。
离子键产生的静电作用力，限制了滑移进行，不利于变形。
铜为面心立方结构，铁为体心立方结构，两者滑移系均为12个，但面心立方的滑移系分布取向较体心立方匀衡，容易满足临界分切应力。
且面心立方滑移面的原子堆积密度比较大，因此滑移阻力较小。
因而铜的塑性好于铁。
4.请总结并简要回答二元合金平衡结晶过程中，单相区、双相区和三相区中，相成分的变化规律。
答：单相区：相成分为合金平均成分，不随温度变化；双相区：两相成分分别位于该相区的边界，并随温度沿相区边界变化；三相区：三相具有确定成分，不随结晶过程变化。
5.合金产品在进行冷塑性变形时会发生强度、硬度升高的现象，为什么？如果合金需要进行较大的塑性变形才能完成变形成型，需要采用什么中间热处理的方法？而产品使用时又需要保持高的强度、硬度，又应如何热处理？答：合金进行冷塑性变形时，位错大量増殖，位错运动发生交割、缠结等，使得位错运动受阻，同时溶质原子、各类界面与位错的交互作用也阻碍位错的运动。
2012材料科学基础真题校对版
题目一1.论述面心菱方点阵为何不是布拉维格子的一种。
解答：连结面心菱方面心各节点可以得到一个更小的面心菱方，且不改变原结构对称性。
如图所示：2.有人将六方晶胞表示成图示，论述这种表示法是否正确。
原子坐标为（2/3,2/3,1/4),(2/3,1/3,3/4)。
答：将上述坐标的原子进行平移，同时减去（-1/3,2/3,1/4)得到新坐标为（1，0,0）和（1，-1/3,1/2)，将所示原子表示在六方晶胞中，如图所示，两个原子在一个侧面上，由此扩成的点阵显然不是六方点阵，故原来的表示也不可能是六方结构的表示。
正确的表示应该是两个原子位于（1/3,2/3,1/4),(2/3,1/3,3/4),具体请参考无机材料科学基础（陆佩文）晶体学基础章节。
二、给了一个立方和一个密排六方，求晶面和晶向的密勒表示法。
答案：三、给了一个切向力，分析平面上一个正方形位错环的运动和其应力。
有四问，貌似在西北工业大学的那一本《材料科学基础》里面见过。
答：参考材料科学基础试题汇编02-06西北工业大学相关考研试题，p158三题2和试题汇编相关例题如07-09p146，此题每年必考，请大家把相关试题都弄明白。
四、分析一个单晶体拉伸问题，fcc，力的方向为（110），求滑移系。
有两问，记得有点儿模糊了。
答：请参考清华大学历年考题相关部分，要深刻理解，熟练运用，此题也为每年必考题。
类似清华14年材科真题求滑移系那道题。
五，认为晶核是立方型的，推临界形核的相关问题，有三问，除了晶核模型和交大版《材料科学基础》不一样以外，都是一回事儿。
有三问，最后一问是证明表面能对形核的影响分数的。
答：材料科学基础学习辅导有详细的证明，也是书上关于均匀形核相关内容的引申，大家前往不要眼高手低，记得第一次考要求证明这个题还真困难，不知道固液自由能差值是带正值还是绝对值等。
六、画铁碳相图，分析0.15%的组织，简单，大概有四问。
答：此题也考过多次了，铁碳相图也是大学课程的重点，每个人应该都很熟练了，记着区分二次渗碳体包含在那里，具体参考2007年第四题。
西北工业大学《材料科学基础》课后题答案
1．有关晶面及晶向附图所示。
2．见附图所示。
3．{100}＝(100)十(010)+(001)，共3个等价面。
{110}＝(110)十()+(101)+()+(011)+()，共6个等价面。
{111}＝(111)+()+()+()，共4个等价面。
共12个等价面。
＝ nm3(或×10-28m3)4．单位晶胞的体积为VCu5．(1) nm；(2) nm。
6．Cu原子的线密度为×106个原子/mm。
Fe原子的线密度为×106个原子/mm。
7． 1.6l×l013个原子/mm2；个原子/mm2；×1013个原子/mm2。
8．(1) ×1028个矽原子/m3； (2) 。
9．9. 0.4×10-18/个原子。
10．×1014倍。
11．(1) 这种看法不正确。
在位错环运动移出晶体后，滑移面上、下两部分晶体相对移动的距离是由其柏氏矢量决定的。
位错环的柏氏矢量为b，故其相对滑移了一个b的距离。
(2) A'B'为右螺型位错，C'D'为左螺型位错；B'C'为正刃型位错，D'A'为负刃型位错。
位错运动移出晶体后滑移方向及滑移量如附图所示。
，的方12．(1)应沿滑移面上、下两部分晶体施加一切应力τ0向应与de位错线平行。
(2)在上述切应力作用下，位错线de将向左(或右)移动，即沿着与位错线de垂直的方向(且在滑移面上)移动。
在位错线沿滑移面旋转360°后，在晶体表面沿柏氏矢量方向产生宽度为一个b的台阶。
13．(1)，其大小为，其方向见附图所示。
(2) 位错线方向及指数如附图所示。
14．(1) 能。
几何条件：∑b前＝∑b后＝；能量条件：∑b前2＝>∑b后2＝(2) 不能。
能量条件：∑b前2＝∑b后2，两边能量相等。
(3) 不能。
几何条件：∑b前＝a/b[557]，∑b后＝a/b[11¯1]，不能满足。
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西北工业大学
2012年硕士研究生入学考试试题答案
试题名称：材料科学基础试题编号：832
说明：所有答题一律写在答题纸上第页共页
一、简答题（每题10分，共50分）
1.请简述滑移和孪生变形的特点？
答：
滑移变形特点：
1）平移滑动：相对滑动的两部分位向关系不变
2）滑移线与应力轴呈一定角度
3）滑移不均匀性：滑移集中在某些晶面上
4）滑移线先于滑移带出现：由滑移线构成滑移带
5）特定晶面，特定晶向
孪生变形特点：
1) 部分晶体发生均匀切变
2) 变形与未变形部分呈镜面对称关系，晶体位向发生变化
3) 临界切分应力大
4) 孪生对塑变贡献小于滑移
5) 产生表面浮凸
2.什么是上坡扩散？哪些情况下会发生上坡扩散？
答：由低浓度处向高浓度处扩散的现象称为上坡扩散。
应力场作用、电场磁场作用、晶界内吸附作用和调幅分解反应等情况下可能发生上坡扩散。
扩散驱动力来自自由能下降，即化学位降低。
3.在室温下，一般情况金属材料的塑性比陶瓷材料好很多，为什么？纯铜
与纯铁这两种金属材料哪个塑性好？说明原因。
答：金属材料的塑性比陶瓷材料好很多的原因：从键合角度考虑，金属材料主要是金属键合，无方向性，塑性好；陶瓷材料主要是离子键、共价键，共价键有方向性，塑性差。
离子键产生的静电作用力，限制了滑移进行，不利于变形。
铜为面心立方结构，铁为体心立方结构，两者滑移系均为12个，但面心立方的滑移系分布取向较体心立方匀衡，容易满足临界分切应力。
且面心立方滑移面的原子堆积密度比较大，因此滑移阻力较小。
因而铜的塑性好于铁。
4.请总结并简要回答二元合金平衡结晶过程中，单相区、双相区和三相区
中，相成分的变化规律。
答：
单相区：相成分为合金平均成分，不随温度变化；
双相区：两相成分分别位于该相区的边界，并随温度沿相区边界变化；
三相区：三相具有确定成分，不随结晶过程变化。
5.合金产品在进行冷塑性变形时会发生强度、硬度升高的现象，为什么？
如果合金需要进行较大的塑性变形才能完成变形成型，需要采用什么中间热处理的方法？而产品使用时又需要保持高的强度、硬度，又应如何热处理？
答：合金进行冷塑性变形时，位错大量増殖，位错运动发生交割、缠结等，使得位错运动受阻，同时溶质原子、各类界面与位错的交互作用也阻碍位错的运动。
因此发生应变硬化，使强度、硬度升高。
较大的塑性变形产生加工硬化（应变硬化），如果需要继续变形就要进行中间热处理，即再结晶退火，使塑性恢复到变形前的状态，零件可继续进行塑性变形。
如果产品需要保持高的强度、硬度，可在最终热处理时采用去应力退火，去除残余应力，保持零件较高的强度、硬度。
二、作图计算题（每题15分，共60分）
1、在Fe-Fe3C相图中有几种类型的渗碳体？分别描述这些渗碳体的形成条
件，并绘制出平衡凝固条件下这些不同类型渗碳体的显微组织形貌。
答：
渗碳体包括：初生（一次）渗碳体、二次渗碳体、三次渗碳体、共晶渗碳体、共析渗碳体，共五种。
（1）初生（一次）渗碳体：含碳量大于4.3%的Fe-C合金在平衡凝固时从液相结晶出来的渗碳体，形貌为板条状。
（2）二次渗碳体：含碳量0.77～2.11%的Fe-C合金，在1148℃冷却到727℃过程中，从γ相中脱溶的渗碳体。
（3）三次渗碳体：含碳量小于0.0218%时，低于727℃，从α相脱溶析出的渗碳体。
（4）共晶渗碳体：含碳量2.11～6.69%的Fe-C合金，在1148℃发生共晶反应时形成的渗碳体。
（5）共析渗碳体：含碳量0.0218～6.69%的Fe-C合金，在727℃发生共析反应时生成的渗碳体。
各渗碳体形貌见教材相关部分。
2、在两个相互垂直的滑移面上各有一条刃型位错AB、XY，如图所示。
假
设以下两种情况中，位错线XY在切应力作用下发生运动，运动方向如图中v所示，试问交割后两位错线的形状有何变化（画图表示）？在以下两种情况下分别会在每个位错上形成割阶还是扭折？新形成的割阶或扭折属于什么类型的位错？
答：a图：
①XY向下运动与AB交割，产生PP′小台阶，宽度为|b1|
②PP′的柏氏矢量仍为b2
③PP′⊥b2为刃型位错
④PP′不在原滑移面上，为割阶
⑤XY平行于b2，不形成台阶
b图：
①AB位错线上出现PP′平行于b2，宽度为|b1|
②PP′的柏氏矢量仍为b2
③ PP′∥b 2为螺型位错
④ PP′在原滑移面上，为扭折
⑤ XY 位错线上出现QQ′平行于b 1，宽度为|b 2|
⑥ QQ′的柏氏矢量仍为b 1
⑦ QQ′∥b 1为螺型位错
⑧ QQ′在原滑移面上，为扭折
3、已知H 原子半径r 为0.0406nm ，纯铝是fcc 晶体，其原子半径R 为0.143nm ，请问H 原子溶入Al 时处于何种间隙位置？
答：fcc 晶体的八面体间隙414.0=R r ，四面体间隙225.0=R
r 。
根据题意知284.0143
.00406.0==Al H R r ，因此H 原子应处于八面体间隙。
4、柱状试样，当固溶体合金（k 0＞1）从左向右定向凝固，凝固过程中假设，凝固速度快，固相不扩散、液相基本不混合，α/L （固/液）界面前沿液体中的实际温度梯度为正温度梯度。
由于α/L 界面前沿液体存在成分过冷区，晶体易以树枝状结晶生长。
当合金从左向右定向凝固，达到稳态凝固区时，请分析并画出：① k 0＞1相图；② α/L 界面处固体、液体的溶质浓度分布图；③ 液体中成分过冷区图。
答：柱状试样从左向右定向凝固，在固相不扩散、液相基本不混合、k 0＞1的条件下，在凝固达到稳态凝固区时，α/L 界面前沿液体溶质浓度分布C L 如图a 所示。
由于α/L 界面前沿液体中溶质浓度从左向右逐渐升高（与k 0＜1情况不同），成分与相图对应如图b 。
α/L 界面前沿液体中从左向右熔点逐渐升高（与k 0＜1情况相同）构成T L 曲线，加之界面前沿液体中的实际温度梯度为正温度梯度Tn ，即形成了由T L 、T N 两曲线组成的成分过冷区见图c ，在凝固过程中晶体易以树枝状结晶生长。
三、综合分析题（共40分）
1、试用位错理论解释低碳钢的应变时效现象。
答：将退火低碳钢进行少量塑性变形后卸载，然后立即加载，屈服现象不再出现。
如果卸载后在室温下放置较长时间或加热到一定温度保温，屈服现象再次出现，而且低碳钢的强度及硬度升高，这种现象称为应变时效或机械时效。
机理：
柯垂尔理论认为，卸载后立即重新加载，位错已经脱钉，因此不再出现屈服现象。
放置或加热后再加载，位错被重新定扎，因此会再次出现屈服现象。
位错増殖理论认为，卸载后立即重新加载，位错已经増殖，因此不再出现屈服现象。
放置或加热后再加载，发生了回复，位错发生重排和抵消，因此会再次出现屈服现象。
两种理论均有实验依据，目前一般同时采用两理论解释应变时效的产生原因。
2、如图所示，在立方单晶体中有一个位错环ABCDA，其柏氏矢量b平行于
z轴
1）指出各段位错线是什么类型的位错。
2）各段位错线在外应力τ作用下将如何运动？请绘图表示
答：
1）AB、BC、CD、DA段都是刃位错
2）AB和CD不动；BC向上滑移，AD向下滑移，如图所示。