西北工大2010年《材料科学基础》考研真题与答案
2004--2011年西工大《材料科学基础》硕士研究生入学试题+3份模拟题
04年西北工业大学硕士研究生入学试题一、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O 2-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ΔH m ＝18075J/mol ，摩尔体积V s ＝6.6cm 3/mol ，试计算纯镍的液－固界面能和临界形核功。
4、图示为Pb-Sn-Bi 相图投影图。
问：（1）写出合金Q （w Bi ＝0.7，w Sn ＝0.2）凝固过程及室温组织；（2）计算合金室温下组织组成物的相对含量。
5、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E st ＝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 ）。
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 ）。
05―10年西北工业大学材料学考研真题及答案(精)
2005年西北工业大学硕士研究生入学试题一、简答题(每题8分1. 请简述二元合金结晶的基本条件有哪些。
2. 同素异晶转变和再结晶转变都是以形核长大方式进行的,请问两者之间有何差别?3. 两位错发生交割时产生的扭折和割阶有何区别?4. 请简述扩散的微观机制有哪些?影响扩散的因素又有哪些?5. 请简述回复的机制及其驱动力。
二、计算、作图题:(共60分,每小题12分1. 在面心立方晶体中,分别画出、和、,指出哪些是滑移面、滑移方向,并就图中情况分析它们能否构成滑移系?若外力方向为[001],请问哪些滑移系可以开动?2. 请判定下列位错反应能否进行,若能够进行,请在晶胞图上做出矢量图。
(1(23. 假设某面心立方晶体可以开动的滑移系为,请回答:(1给出滑移位错的单位位错柏氏矢量;(2若滑移位错为纯刃位错,请指出其位错线方向;若滑移位错为纯螺位错,其位错线方向又如何?4. 若将一块铁由室温20℃加热至850℃,然后非常快地冷却到20℃,请计算处理前后空位数变化(设铁中形成1mol空位所需的能量为104675 J,气体常数为8.314J/mol·K。
5. 已知三元简单共晶的投影图,见附图,(1请画出AD代表的垂直截面图及各区的相组成(已知TA>TD;(2请画出X合金平衡冷却时的冷区曲线,及各阶段相变反应。
三、综合分析题:(共50分,每小题25分1. 请对比分析加工硬化、细晶强化、弥散强化、复相强化和固溶强化的特点和机理。
2. 请根据所附二元共晶相图分析解答下列问题:(1分析合金I、II的平衡结晶过程,并绘出冷却曲线;(2说明室温下I、II的相和组织是什么?并计算出相和组织的相对含量;(3如果希望得到共晶组织和5%的β初的合金,求该合金的成分;(4分析在快速冷却条件下,I、II两合金获得的组织有何不同。
2005年西北工业大学硕士研究生入学试题参考答案一、简答题(每题8 分,共40 分1. 请简述二元合金结晶的基本条件有哪些。
考研之材料科学基础考研真题
一、名词解释（每小题3分。
共30分）晶界内吸附交滑移：上坡扩散：纤维组织：枝晶偏析：伪共晶组织：重心法则：配位数：致密度：晶带二、答题（每小题10分、共50分）1．在一个面心立方晶系的晶胞中画出晶面（111）和（112），并写出两晶面交线的晶向指数。
2．位错反应的条件是什么？判断下列反应能否进行（1） a【100】—>a /2【111】+ a /2【111】(2) a /2【101】+ a /6【121】—> a 【111】3．试推导菲克第二定律4．试述柯氏气团理解释低碳钢存在屈服平台现象5．简答液—固界面的类型及晶体生长的方式三、默画Fe—FeC相图，并分析0..5%C合金的平衡凝固过程，计算在室温其平3衡组织组成的重量分数和想组成的重量分数（20）答案：一、名次解释晶界内吸附：少量杂质或合金元素在晶体内部的分布是不均匀的，常偏聚于晶界交滑移：螺位错，在一滑移面运动受阻，转到另一滑移面上继续滑移。
上坡扩散：扩散物质由浓度低处向浓度高处进行的扩散。
纤维组织：晶粒及加杂物沿受力方向呈条带状态分布。
枝晶偏析：在非平衡凝固条件下，若固溶体以树枝状结晶并长大，则枝干与枝间会出现成分差别，称为~。
伪共晶组织：非平衡结晶条件下，成分在共晶点附近的合金也可能全部转变为共晶组织，这种非共晶成分的共晶组织，称为~。
重心法则：处于三者相平衡的合金，其成分必位于共扼三角形重心位置。
配位数：晶体结构中任一原子周围最邻近且等距离的原子数致密度：晶体结构中原子体积占总体积的百分数晶带：相交和平行于某一晶向直线的所有晶面的组合二、1．2． 反应条件：1）．几何条件：∑b 前=∑b 后2）．能量条件：∑b 2前〉∑b 2后(1)几何条件满足；能量条件：∑b 2前=（a ）2 [(1) 2+02+02]=a 2,（5分）∑b 2后=（a 2）2 [12+12+12]+ (a 2)2 [12 +(－1) 2+(-1)2]= 232a 2a <a 232,故反应不能进行 （2）几何条件满足能量条件：∑b 2前=（a 2）2[12+02+（-1）2]+（6a ）2 [（-1）2+22+12]= 322a ∑b 2后=（3a ）2 [12+12+（-1）2]= 32a 322a 〉32a ，故反应能进行 3．菲科第二定律设扩散流量为J ，扩散系数为D ，体积浓度为C ，图阴影部分体积的横截面积为A ，则：物质流入速率＝J 1A物质流出速率＝J 2A ＝J 1A ＋dx x JA ∂∂）（ 物质积存速率＝J 1A －J 2A ＝－Adx xJ ∂∂ 积存速率又可写为Adx tC ∂∂（2分） 故Adx t C ∂∂＝－Adx xJ ∂∂，即t C ∂∂＝－x J ∂∂将扩散第一定律：J ＝－DdxdC 代入，得： t C ∂∂＝)(xC D x ∂∂∂∂4．溶质原子形成的应力场与位错应力场可发生交互作用。
西工大2010年材料科学基础真题
西北工业大学2010年硕士研究生入学考试试题一、简答题（每题10分，共50分）1.请解释γ-Fe与α-Fe溶解碳原子能力差异的原因。
2.请简述位向差与晶界能的关系，并解释原因？3.请简述在固态条件下，晶体缺陷、固溶体类型对溶质原子扩散的影响。
4.请分析、解释在正温度梯度下凝固，为什么纯金属以平面状生长，而固溶体合金却往往以树枝状长大？5.铁碳合金中可能出现的渗碳体有哪几种？它们的成分有何不同？平衡结晶后是什么样的形态？二、作图计算题（每题15分，共60分）1.写出附图的简单立方晶体中ED、C’F的晶向指数和ACH、FGD’的晶面指数，并求ACH晶面的晶面间距，以及FGD’与A’B’C’D’两晶面之间的夹角。
（注：G、H点为二等分点，F点为三等分点）2.请判断图示中和两位错各段的类型，以及两位错所含拐折（bc、de和hi、jk）的性质？若图示滑移面为fcc晶体的（111）面，在切应力的作用下，两位错将如何运动？（绘图表示）3.某合金的再结晶激活能为250KJ/mol，该合金在400℃完成再结晶需要1小时，请问在390℃下完成再结晶需要多长时间。
（气体常数R=8.314L/mol·K）4.请分别绘出fcc和bcc晶体中的最短单位位错，并比较二者哪一个引起的畸变较大。
三、综合分析题（共40分）1、请分析对工业纯铝、Fe-0.2%C合金、Al-5%Cu合金可以采用的强化机制，并阐述机理。
（15分）2、请根据Cu-Zn相图回答下列问题：(25分)1)若在500℃下，将一纯铜试样长期置于锌液中，请绘出扩散后从表面至内部沿深度方向的相分布和对应的浓度分布曲线。
2)请分析902℃、834℃、700℃、598℃、558℃各水平线的相变反应类型，及其反应式。
3)请绘出Cu-75%Zn合金的平衡结晶的冷却曲线，并标明各阶段的相变反应或相组成。
4)请计算Cu-75%Zn合金平衡结晶至200℃时的相组成含量。
2010年硕士研究生入学考试试题参考答案一、简答题（每题10分，共50分）1.请解释γ-Fe与α-Fe溶解碳原子能力差异的原因。
西北工业大学历年硕士研究生入学考试(材料科学基础)试题
西北工业大学历年硕士研究生入学考试（材料科学基础）试题西北工业大学2012年硕士研究生入学考试（材料科学基础）试题试题名称：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？2.什么是上坡扩散？哪些情况下会发生上坡扩散？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。
考试点专业课：西北工业大学材料类考研专业课考研真题2009-2013
西北工业大学考研《832材料科学与基础》专业课真题解析课程2009年真题课程链接：/course/5587.html1一、简答题（每题10分，共60分）1. 在位错发生滑移时，请分析刃位错、螺位错和混合位错的位错线l与柏氏矢量b、外加切应力τ与柏氏矢量b、外加切应力τ与位错线l之间的夹角关系，及位错线运动方向。
（请绘表格作答，答案务必写在答题册上）22．什么是置换固溶体？影响置换固溶体溶解度的因素有哪些？形成无限固溶体的条件是什么？33. 置换扩散与间隙扩散的扩散系数有何不同？在扩散偶中，如果是间隙扩散，是否会发生柯肯达尔效应？为什么？44. 在室温下对铁板（其熔点为1538℃）和锡板（其熔点为232℃），分别进行来回弯折，随着弯折的进行，各会发生什么现象？为什么？55．何为固溶强化？请简述其强化机制。
66、请比较二元共晶转变与包晶转变的异同。
78二、作图计算题（每题10分，共40分）1、请比较FCC 晶体中1[111]2a b =和2[100]b a =两位错的畸变能哪个较大。
2、面心立方晶体沿[001]方向拉伸，可能有几个滑移系开动？请写出各滑移系指数，并分别绘图示之。
9103、在Al 单晶中，（111）面上有一位错()1101,1112a b ⎡⎤=⎣⎦面上另一位错 []20112a b =。
若两位错发生反应，请绘出新位错，并判断其性质。
4. 请分别写出立方晶系中{110}和{100}晶面族包括的晶面。
11三、综合分析题（每题25分,共50分）1. 请分析影响回复和再结晶的因素各有哪些，以及影响因素的异同，并请分析其原因。
122. 附图为Ti-Al二元合金相图：1）请分析并分别写出1285℃、1125℃和665℃三个恒温转变的类型和反应式，以及882℃时发生两相恒温转变的类型和反应式。
2）请绘出w＝31%合金平衡结晶的冷却曲线，并注明各阶段的主要相变反应。
3）请分析500℃时，w＝31%的合金平衡结晶的相组成物和组织组成物，并计算其质量分数。
西北工业大学材料科学基础历年真题与答案解析
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。
西北工业大学考研材料科学基础第一章
几个非常重要的公式（掌握）
1.两晶面交线的晶向指数公式 公式 2.两相交晶向决定的晶面指数
（hkl）
【uvw】
• 立方晶系晶面间距公式：
• 正方晶系晶面间距公式：
• 六方晶系晶面间距公式：
• 两晶向夹角公式：
• 两晶面夹角公式：
相关真题与习题
• 1.写出{112}晶面族的等价晶面（2011年考题） • 2.写出附图的简单立方晶体中ED、C’F的晶向指数和ACH、FGD’的晶 面指数，并求ACH晶面的晶面间距，以及FGD’与A’B’C’D’两晶面 之间的夹角。（注：G、H点为二等分点，F点为三等分点）（2010）
• •
作用： 原滑移面上运动受阻——攀移——新滑移面——避开障碍物——滑移继续。 结论： 攀移能力越强，滑移能力越强，进一步影响塑性变形。
作用于半原子面的正应力有利于攀移的进行（拉正压负）
• • • •
螺位错的交滑移 螺位错和混合位错不能发生攀移。 交滑移——仍在滑移面上滑移——守恒运动。 作用： 原滑移面上运动受阻——交滑移——新滑移面——避开障碍物—— 滑移继续。
刃位错
垂直
主要是正应力
螺位错
平行
剪切应力
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
混合位错
一定角度
复杂
位错正负（左右）的确定
• 记住：只有先规定位错线方向才有正负左右之意义，位错线方向改变 ，正负，左右随之改变 刃位错： 有晶体图时用右手法则——中指指向柏氏矢量方向，食指位错线 方向，则拇指：上正下负 无晶体图时用旋转法——柏氏矢量顺时针旋转90°，与位错线方 向：顺正逆负（姨夫） 螺位错： 有晶体图时和螺纹判断方法一致——左手左螺，右手右螺 无晶体图时用关系法——柏氏矢量与位错线方向——顺右逆左（ 顺溜）
西北工业大学材料科学基础考研课程试题集1
《材料科学基础》考试大纲一、考试内容1．工程材料中的原子排列（1）原子键合，工程材料种类；（2）原子的规则排列：晶体结构与空间点陈，晶向及晶面的特点及表示，金属的晶体结构，陶瓷的晶体结构。
（3）原子的不规则排列：点、线、面缺陷的类型及特征，位错的弹性性质，实际晶体中的位错。
2．固体中的相结构（1）固溶体的分类、性能及特征（2）金属间化合物的分类、性能及特征；（3）玻璃相性能及特征。
3．凝固与结晶（1）结晶的基本规律、基本条件；（2）晶核的形成与长大；（3）结晶理论的应用。
4．二元相图（1）相图的基本知识；（2）二元匀晶相图及固溶体的结晶，共晶相图及共晶转变，包晶相图及包晶转变；（3）二元相图的分析方法，其他类型二元相图及其应用，相图的热力学基础。
5．固体中的扩散：（1）扩散定律及其应用；（2）扩散的微观机理，影响扩散的因素；（3）扩散的热力学理论；（4）反应扩散。
6．塑性变形：（1）单晶体的塑性变形；（2）多晶体的塑性变形；（3）合金的塑性变形；（4）冷变形金属的组织与性能，超塑性。
7．回复与与结晶：（1）冷变形金属在加热时的变化；（2）回复机制；（3）再结晶及再结晶后的晶粒长大；（4）金属的热变形。
二、参考书目1.《材料科学基础》（第二版），刘智恩，西北工业大学出版社，20032.《材料科学基础》，胡庚祥，蔡珣，上海交通大学出版社，20003.《材料科学基础》，石德珂，西安交通大学出版社，20004.《材料科学基础》，潘金生，仝健民，清华大学出版社，19982004年西北工业大学硕士研究生入学试题一、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。
西工大材料科学基础答案
西工大材料科学基础答案【篇一：西北工业大学材料科学基础考研真题答案】2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。
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。
2009-2010材料科学基础试卷B
第 - 1 - 页 共 5 页北方民族大学试卷课程代码 14100710 课程： 无机材料科学基础 (B 卷)说明：本格式是试题与答题纸不分开的格式。
一、名词解释(每个2.5分，共10分)1、晶胞：2、非化学计量化合物：3、非均匀成核：4、不一致熔化合物：二、选择（每题1分，共10分）1、依据等径球体的堆积原理得出，六方密堆积的堆积系数（ ）面心立方堆积的堆积系数。
A ．大于 B ．小于 C ．等于 D ．不确定2、在单位晶胞的NaCl 晶体中，其八面体空隙和四面体空隙的数量分别为（ ）。
A ．4，8B ．8，4C ．1，2D ．2，43、若有一个变价金属氧化物XO ，在还原气氛下形成阴离子缺位型非化学计量化合物，其中金属元素X 与氧原子数之比为X ：O=1.1：1，则其化学式应为（ ）。
A ．X 1.1O B ．XO 0.90 C ．XO 0.91 D ．XO 1.14、当O/Si=3时，理论上熔体中[SiO 4]的连接方式为（ ）。
A ．岛状 B ．组群状 C ．层状 D ．架状5、在硅酸盐玻璃中，下列二价金属氧化物中加入少量（ ），其黏度最低。
A ． M gO B ．CaO C ．BaO D ．PbO6、其玻璃组成为Na 2O20mol%，Al 2O 35mol%，SiO 275mol%，玻璃结构参数Y=（ ）。
A ．2.47 B ．2.18 C ．3.64 D ．3.067、在析晶相变中，熔体冷却的过冷度越大，其临界半径r*越小，则新相越（ ）形成。
A ．越难 B ．越容易 C ．很快 D ．缓慢8、为了促进析晶过程，往往加入成核剂，它可以起到降低成核位垒的作用，从而使核形成速率曲线向（ ）移动，加大晶核形成速率曲线和晶体长大速率曲线重叠。
A ．向下B ．向上C ．向右D ．向左9、晶体在三结晶轴上的截距分别为2a 、3b 、6c 。
该晶面的晶面指数为（ ）。
A ．（236） B ．（326） C ．（321） D ．（123）10、如果减少周围氧气的分压，Zn 1+x O 的密度将（ ）。
西安工业大学材料科学基础试题及答案分析
第一章 固体材料的结构 Chapter 1. The Structure of Materials作业1：原版教材第105页第17题17. Identify the planeSolution:other.作业2：原版教材第105Solution:The crystal structure of Al is Fcc. We can calculate the angle between [100] and [111] as31111001101011''''''cos 222222222222=+++++⨯+⨯+⨯=+++++++=w v u w v u ww vv uu θ73.54=θ作业3：原版教材第105页第19题19. Construct a coordinate system at the center of a cubic unit cell with the axes parallel to the 100 directions. Determine the tetrahedral angle, the angle between directions from the origin to two ends of any face diagonal. Solution:⎥⎦⎤⎢⎣⎡→--11121,21,21:OA⎥⎦⎤⎢⎣⎡→--11121,21,21:OB32332111111111111cos 222222-=•-=++•++⨯-⨯-⨯=θ作业4：原版教材第105HP3.1.Solution:Plane E: The intercepts of E: 1,,∞∞ Taking reciprocals: 0,0,1Direction C: 2号坐标 1,1,0 1号坐标：1,0,1 ⎥⎦⎤⎢⎣⎡-110(1) Determine the coordinates of two points(2) Subtract the coordinates of the second point from those of the first point; (3) Cleat fractions from the difference to give indices in lowest integer vales, -1,1,0(4) write the indices in square brackets without commas: ⎥⎦⎤⎢⎣⎡-110(5) negative integer values are indicated by placing a bar over the integer. D: ⎥⎦⎤⎢⎣⎡--102 1） The coordinates of points G and H are 0,0,31; 0,21,0 respectively; 2) plane L:(1) determine the intercepts of plane L:31,21,21-(2) take the reciprocals of the intercepts: -2,2,3(4) cite planes in indices: ⎪⎭⎫⎝⎛-2323) plane K: ⎝⎛→∞-,1,14) directions: I 1 2-1:J 2 1-2: -1,1,-1 ⎥⎦⎤⎢⎣⎡→⎥⎦⎤⎢⎣⎡---111111作业5：原版教材第106页第22题22. Give the indices of the points, directions, and planes in the cubic cells shown in Figure HP3.2.Solution:Plane E: 21,21,1-- 1,-2,-2 ⎪⎭⎫⎝⎛→--221Plane F: ⎪⎭⎫⎝⎛→-→-∞-1201,2,01,21,Point A: 0,21,0-Point B: 1,21,21--Direction B D:D 点坐标：0,0,-1D-B: ⎥⎦⎤⎢⎣⎡→-→---1010,1,10,21,21Direction C ：（1） 1，-1，0 （2） 21,0,0-（1）-（2） ⎥⎦⎤⎢⎣⎡→-→--1221,2,221,1,1Point H: 1,1,1Point G: 0,21,21Direction I: (1),0 Direction J: Plane L: 21,21,∞Plane K: ⎪⎭⎫⎝⎛→--1111,1,1作业6：Use a calculation to verify that the atomic packing factor for the FCC structure is 0.74. Solution:In an FCC, there are four lattice points per cell: if there is one atom per lattice point, there are also four atoms per cell. The volume of one atom is 4πr 3/3 and the volume of the unit cell is a 3: Packing factor = 4×4πr 3/3 a 3Since for FCC unit cell, a=4r/2, packing factor =o.74作业7：用金属键原理解释金属的以下几个特征：良好的导电导热性、正的电阻温度系数、不透明和良好的延展性。
《材料科学基础》课后习题(西工大版)
第一章1. 作图表示立方晶体的()()()421,210,123晶面及[][][]346,112,021晶向。
2. 在六方晶体中，绘出以下常见晶向[][][][][]0121,0211,0110,0112,0001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。
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。
已知Mg 的密度3Mg/m 74.1=mg ρ，相对原子质量为24.31，原子半径r=0.161nm 。
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？6. 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？7. 镍为面心立方结构，其原子半径为nm 1246.0=Ni r 。
试确定在镍的（100），（110）及（111）平面上12mm 中各有多少个原子。
8. 石英()2SiO 的密度为2.653Mg/m 。
试问：1) 13m 中有多少个硅原子（与氧原子）？2) 当硅与氧的半径分别为0.038nm 与0.114nm 时，其堆积密度为多少（假设原子是球形的）？9. 在800℃时1010个原子中有一个原子具有足够能量可在固体内移动，而在900℃时910个原子中则只有一个原子，试求其激活能（J/原子）。
10. 若将一块铁加热至850℃，然后快速冷却到20℃。
试计算处理前后空位数应增加多少倍（设铁中形成一摩尔空位所需要的能量为104600J ）。
11. 设图1-18所示的立方晶体的滑移面ABCD 平行于晶体的上、下底面。
若该滑移面上有一正方形位错环，如果位错环的各段分别与滑移面各边平行，其柏氏矢量b ∥AB 。
1) 有人认为“此位错环运动移出晶体后，滑移面上产生的滑移台阶应为4个b ,试问这种看法是否正确？为什么？2) 指出位错环上各段位错线的类型，并画出位错运动出晶体后，滑移方向及滑移量。
西北工业大学832材料科学基础考研历年真题及答案
西工大学考研历年真题解析——832材料科学基础主编：弘毅考研编者：贰晓孖弘毅教育出品【资料说明】《西北工业大学材料科学基础真题解析（专业课）》系西北工业大学优秀材料学考研辅导团队集体编撰的“历年考研真题解析系列资料”之一。
历年真题是除了参考教材之外的最重要的一份资料，其实，这也是我们聚团队之力，编撰此资料的原因所在。
历年真题除了能直接告诉我们历年考研试题中考了哪些内容、哪一年考试难、哪一年考试容易之外，还能告诉我们很多东西。
1.命题风格与试题难易第一眼看到西工大历年试题的同学，都觉得试题“简单”。
其实，这也是很多学生选择西工大的原因吧。
西工大的试题不偏、不怪，80% 的题目可以在课本上找到部分的答案。
这不同于一些学校的试题。
其实，“试题很基础”----“试题很简单”----“能得高分”根本不是一回事。
试题很基础，所以每个学生都能答上一二，但是想得高分，就要比其他学生强，要答出别人答不出来的东西。
要答出别人答不出来的东西，这容易吗？大家不要被试题表象所迷惑。
很多学生考完，感觉超好，可成绩出来却不到100分，很大程度上就是这个原因：把考的基础当成考的简单。
其实这很像武侠小说中的全真教，招式看似平淡无奇，没有剑走偏锋的现象，但是如果没有扎实的基础和深厚的内功是不会成为大师的。
我们只能说命题的风格是侧重考察基础的知识，但是，我们要答出亮点，让老师给你高分，这并不容易。
2.考试题型与分值大家要了解有哪些题型，每个题型的分值。
从最近五年看，西工大的题目基本都是主观题，个别年份有选择题和判断对错题。
可很多学生平时喜欢做选择题，不想写，到考试的时候就会傻眼。
每个题型的分值是不一样的，一个名词解释一般也就是5分，可一个论述就是30分。
这要求我们平时一定要注意书面表达能力的练习。
3.各章节的出题比重西工大的专业课没有考试大纲，因此没有重、难点的告知，但大家可以通过对历年真题的分析，掌握各个章节在整个考研中的重要地位。
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西北工业大学
2010年硕士研究生入学考试试题参考答案
一、简答题（每题10分，共50分）
1.请解释γ-Fe与α-Fe溶解碳原子能力差异的原因。
答：α-Fe为体心立方晶体，其八面体间隙为扁八面体，相比而言四面体间隙较大；
γ-Fe为面心立方，其八面体间隙大。
体心立方的四面体间隙比面心立方的八面体间
隙小很多，因此溶解小原子的能力小很多。
2.请简述位向差与晶界能的关系，并解释原因？
答：位向差越大晶界能越高；随位向差增大，晶界能先快速增大，后逐渐趋于稳定。
原因：位向差越大，缺陷越多（小角晶界位错密度越大），畸变越严重，因此能量
越高。
3.请简述在固态条件下，晶体缺陷、固溶体类型对溶质原子扩散的影响。
答：晶体缺陷处的原子具有较高能量，且原子排列比较杂乱，有利于扩散。
间隙原
子扩散激活能比置换原子扩散激活能低，因此间隙原子扩散速度高。
4.请分析解释在正温度梯度下凝固，为什么纯金属以平面状方式生长，而固溶体合金
却往往以树枝晶方式长大？
答：正温度梯度下，纯金属的液固界面是等温的，小突起处的过冷度小，生长受到
抑制，因此液固界面保持平直，以平面状生长。
固溶体合金由于溶质原子再分配，产生成分过冷，液固界面处的小突起将获得更大过冷度，因此以树枝状生长。
5.铁碳合金中可能出现的渗碳体有哪几种？它们的成分有何不同？平衡结晶后是什么
样的形态？
答：一次渗碳体（规则的、粗大条状）、共晶渗碳体（莱氏体的连续基体）、二次
渗碳体（沿奥氏体晶界分布，量多时为连续网状，量少时是不连续网状）、共析渗
碳体（层片状）、三次渗碳体（铁素体晶界处）。
它们成分没有区别。
二、作图计算题（每题15分，共60分）
1.写出附图的简单立方晶体中ED、C’F的晶向指数和ACH、FGD’的晶面指数，并求
ACH晶面的晶面间距，以及FGD’与ABCD两晶面之间的夹角。
（注：G、H点为
二等分点，F点为三等分点）
答：ED：，C’F：
ACH：，FGd：
ACH的晶面间距：
FGD’与ABCD之间的夹角：
2.请判断图示中和两位错各段的类型，以及两位错所含拐折（bc、de和hi、jk）的
性质？若图示滑移面为fcc晶体的（111）面，在切应力的作用下，两位错将如何运动？（绘图表示）
答：ab：螺位错；bc：刃位错；cd：螺位错；de：刃位错；ef：螺位错gh：螺位错；hi：刃位错；ij：螺位错；jk：刃位错；kl：螺位错
bc、de为扭折，hi、jk为割阶
运动后恢复为直线，上的h、i、j、k为固定点，形成位错源
3.某合金的再结晶激活能为250KJ/mol，该合金在400℃完成再结晶需要1小时，请问
在390℃下完成再结晶需要多长时间。
（气体常数R=8.314L/mol·K）
答：
所以t2＝1.96小时
4.请分别绘出fcc和bcc晶体中的最短单位位错，并比较二者哪一个引起的畸变较大。
答：BCC晶体中为：（1分），FCC晶体中为：
故：FCC中的b2引起的畸变较小。
bcc：fcc：
三、综合分析题（共40分）
1、请分析对工业纯铝、Fe-0.2%C合金、Al-5%Cu合金可以采用的强化机制，并解释机理。
（15分）
答：工业纯铝：细晶强化——利用晶界和位向差对位错运动的阻碍作用进行强化；
加工硬化——利用冷变形后缠结位错之间的相互作用进行强化。
Fe-0.2%C：固溶强化——利用碳原子引起铁的晶格畸变对位错运动的阻碍作用进行强化。
加工硬化——同上
细晶强化——同上
沉淀强化——利用碳化物对位错运动的阻碍作用进行强化。
Al-5%Cu：沉淀强化（时效强化）——利用沉淀相对位错运动的阻碍作用进行强化。
加工硬化——同上
细晶强化——同上
2、请根据Cu-Zn相图回答下列问题：(25分)
1)若在500℃下，将一纯铜试样长期置于锌液中，请绘出扩散后从铜棒表面至内部沿深
度方向的相分布和对应的浓度分布曲线。
2)请分析902℃、834℃、700℃、598℃、558℃的相变反应类型，并写出反应式。
3)请绘出Cu-75%Zn合金的平衡结晶的冷却曲线，并标明各阶段的相变反应或相组成。
4)请计算Cu-75%Zn合金平衡结晶至200℃时的相组成含量。
902℃：包晶——L+α→β834℃：包晶——L+β→γ700℃：包晶——L+γ→δ598℃：包晶——L+δ→ε558℃：共析——δ→γ+ε。