材料科学基础2004考题
2004真题
二O0四年
1、概念解释
1.1 相起伏和能量起伏
1.2铁素体和铁素体魏氏组织
1.3 无序固溶体和有序固溶体
1.4 包晶、共晶和共析反应
1.5 共晶转变和伪共晶转变
1.6 塑性变形金属的临界变形度和二次再结晶
2、简答下列问题
2.1 说明晶体生长形态与温度梯度的关系。
2.2固态金属要发生扩散必须满足哪些条件。
2.3在ABC成分三角形中，画出Wa=20%，Wb=15%，其余为A组元的位置。
2.4试用多晶体的塑性变形过程说明金属晶粒越细金属的室温强度越高，塑
性越好的原因。
如果讨论金属材料的高温强度问题，还应该考虑哪些问题？
上述结论会有哪些变化？
2.5与液态金属结晶相比，金属固态相变有哪些只要特征？
3、已知面心立方晶格的晶格常数为a，试求出（110），（111），（100）晶面的晶
面间距，指出晶面间距最大的晶面，并讨论这个晶面在金属塑性变形中的作用。
4、论述金属结晶过程晶坯尺寸和体系能量变化的关系，并讨论临界晶核和临界
形核功的物理意义。
（15）
5、根据Fe-Fe3C 平衡相图分析WC=3%时铁碳合金从液态冷却至室温的平衡转变
过程；说明各阶段的组织；并分析计算室温下相组成物和组织组成物的相对含量。
（20）
6、现有一批45钢普通车床传动齿轮，其加工工艺路线为锻造——热处理——机
械加工——高频淬火——回火。
试问，锻后的热处理是什么热处理；并请说明理由和注意事项。
（20）。
(南京工业大学)材料科学基础真题2004年
(南京工业大学)材料科学基础真题2004年(总分：150.00，做题时间：90分钟)一、是非题(总题数：15，分数：15.00)1.在四方晶系中，(100)面必定与(110)面相交成45°角。
（分数：1.00）A.正确√B.错误解析：2.晶面在三个坐标轴上的截距之比一定为一简单的整数比。
（分数：1.00）A.正确√B.错误解析：3.鲍林规则适用于所有的晶体结构。
（分数：1.00）A.正确B.错误√解析：4.晶体结构中存在着无数多根平移轴。
（分数：1.00）A.正确√B.错误解析：5.刃位错的位错线平行于滑移方向。
（分数：1.00）A.正确B.错误√解析：6.非化学计量结构缺陷是由于掺杂而产生的一种杂质缺陷。
（分数：1.00）A.正确B.错误√解析：7.长石是属于层状结构的硅酸盐晶体。
（分数：1.00）A.正确B.错误√解析：8.对于有的材料来说，不管冷却速率多么快，都不可能形成玻璃。
（分数：1.00）A.正确B.错误√解析：9.大多数固相反应是由扩散速度所控制的。
（分数：1.00）A.正确√B.错误解析：10.粘土泥浆的流动属于塑性流动。
（分数：1.00）A.正确√B.错误解析：11.一般来说，晶界是气孔通向烧结体外的主要扩散通道。
（分数：1.00）A.正确√B.错误解析：12.在低温时，一般晶体中发生的扩散是非本征扩散。
（分数：1.00）A.正确√B.错误解析：13.熔体在冷却过程中，过冷度越大总的析晶速率也越大。
（分数：1.00）A.正确B.错误√解析：14.杨德尔方程比金斯特林格方程的适用范围大。
（分数：1.00）A.正确B.错误√解析：15.狭义上讲，相变过程是一个物理变化过程。
（分数：1.00）A.正确√B.错误解析：二、选择题(总题数：10，分数：17.00)16.空间点阵是由______在空间作有规律的重复排列。
∙ A.原子∙ B.离子∙ C.几何点∙ D.分子（分数：2.00）A.B.C. √D.解析：17.在等轴晶系中，可能存在的空间格子类型为______。
04年湖南大学材料科学基础真题
2004年材料科学基础真题一、名词解释1.电子化合物：由第一族或过渡族元素与第二至第四元素构成的化合物，它们不遵守化合价规律，但满足一定的电子浓度，虽然电子化合物可用化学式表示，但实际成分可在一定的范围变动，可溶解一定量的固溶体。
2.成分过冷：固溶体合金凝固时，由于液相中溶质的分布发生变化，合金熔点也发生变化，即使实际温度分布不变，固液界面前沿的过冷度也会发生变化。
所以固溶体合金的过冷度时由变化着的合金的熔点与实际温度分布两个方面的因素共同决定的。
这种因液相成分变化而形成的过冷称为成分过冷。
3.莱氏体：高碳的铁基合金在凝固过程中发生共晶转变所形成的奥氏体和碳化物(或渗碳体)所组成的共晶体。
莱氏体是液态铁碳合金发生共晶转变形成的奥氏体和渗碳体所组成的共晶体，其含碳量为ωc＝4.3％。
当温度高于727℃时，莱氏体由奥氏体和渗碳体组成，用符号Ld表示。
在低于727℃时，莱氏体是由珠光体和渗碳体组成，用符号Ld’表示，称为变态莱氏体。
因莱氏体的基体是硬而脆的渗碳体，所以硬度高，塑性很差。
4.吕德斯带：指退火的低碳钢薄板在冲压加工时，由于局部的突然屈服产生不均匀变形，而在钢板表面产生条带状皱褶的一种现象。
在拉伸时，试样表面出现的与拉伸轴呈40°角的粗糙不平的皱纹称为吕德斯带。
5.本质晶粒度：表示钢在一定条件下奥氏体晶粒长大的倾向性。
6.弥散强化：第二相微细颗粒通过粉末冶金法加入而起到强化作用。
7.多边形化：经过冷塑性形变的金属或者合金在回复时形成小角度亚晶界和较完整的亚晶粒的过程。
8.共格晶面：所谓共格晶界，是指界面上的原子同时位于两相晶格的结点上，即两相的晶格是彼此衔接的界面上的原子为两者共有。
二、简答题1.简述纯金属枝晶的形成条件和长大过程。
2.何谓一次二次三次渗碳体？显微镜下它们的形态有何特点。
3.什么叫择优取向？什么叫形变枝构？它们有什么实际意义？4.何谓全位错？单位位错？不全位错？并指出典型金属晶体中单位位错的柏氏矢量。
《材料科学基础》试题大全
《材料科学基础》试题库一、名词解释1、铁素体、奥氏体、珠光体、马氏体、贝氏体、莱氏体2、共晶转变、共析转变、包晶转变、包析转变3、晶面族、晶向族4、有限固溶体、无限固溶体5、晶胞6、二次渗碳体7、回复、再结晶、二次再结晶8、晶体结构、空间点阵9、相、组织10、伪共晶、离异共晶11、临界变形度12、淬透性、淬硬性13、固溶体14、均匀形核、非均匀形核15、成分过冷16、间隙固溶体17、临界晶核18、枝晶偏析19、钢的退火，正火，淬火，回火20、反应扩散21、临界分切应力22、调幅分解23、二次硬化24、上坡扩散25、负温度梯度26、正常价化合物27、加聚反应28、缩聚反应29、30、二、选择1、在柯肯达尔效应中，标记漂移主要原因是扩散偶中_____。
A、两组元的原子尺寸不同B、仅一组元的扩散C、两组元的扩散速率不同2、在二元系合金相图中，计算两相相对量的杠杆法则只能用于_____。
A、单相区中B、两相区中C、三相平衡水平线上3、铸铁与碳钢的区别在于有无_____。
A、莱氏体B、珠光体C、铁素体4、原子扩散的驱动力是_____。
A、组元的浓度梯度B、组元的化学势梯度C、温度梯度5、在置换型固溶体中，原子扩散的方式一般为_____。
A、原子互换机制B、间隙机制C、空位机制6、在晶体中形成空位的同时又产生间隙原子，这样的缺陷称为_____。
A、肖脱基缺陷B、弗兰克尔缺陷C、线缺陷7、理想密排六方结构金属的c/a为_____。
A、1.6B、2×√(2/3)C、√(2/3)8、在三元系相图中，三相区的等温截面都是一个连接的三角形，其顶点触及_____。
A、单相区B、两相区C、三相区9、有效分配系数Ke表示液相的混合程度，其值范围是_____。
（其中Ko是平衡分配系数）A、1<Ke<K0B、Ko<Ke<1C、Ke<K0<110、面心立方晶体的孪晶面是_____。
A、{112}B、{110}C、{111}11、形成临界晶核时体积自由能的减少只能补偿表面能的_____。
(清华大学)材料科学基础真题2004年
(清华大学)材料科学基础真题2004年(总分：150.00，做题时间：90分钟)一、{{B}}论述题{{/B}}(总题数：13，分数：150.00)1.标出图中(a)、(b)、(c)、(d)的晶向指数和(E)、(F)、(G)、(H)的晶面指数。
（分数：8.00）__________________________________________________________________________________________ 正确答案：((a)的晶向指数是[*]；(b)的晶向指数是[*]；(c)的晶向指数是[*]；(d)的晶向指数是[*]。
(E)的晶面指数是[*]；(F)的晶面指数是[*]；(G)的晶面指数是[*]；(H)的晶面指数是[*]。
)解析：2.二维点阵共有几种？指出其类型并用图表示。
（分数：5.00）__________________________________________________________________________________________ 正确答案：(见下表。
[*])解析：3.画出下列晶体的一个晶胞：(a)纤锌矿(ZnS)；(b)钙钛矿(BaTiO3)；(c)方石英(SiO2)。
（分数：12.00）__________________________________________________________________________________________ 正确答案：(见下图。
[*])解析：4.图示并写出FCC、BCC、（分数：5.00）__________________________________________________________________________________________ 正确答案：(见下表。
[*])解析：5.沿铝(Al)单晶的方向拉伸，使其发生塑性变形，请确定： 1向胞，并由此确定初始滑移系统。
材料科学基础(2003-2004)B+卷答案
材料科学基础2003~2004学年第二学期 试题B 答案要点：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 菲克第一定律：在稳态扩散的条件下，单位时间内通过垂直于扩散方向的单位截面积的扩散物质的通量J 与浓度梯度(dC/dx)成正比。
J=-D(dC/dx) 上坡扩散：扩散物质由浓度低处向浓度高处进行的扩散。
形变织构：金属变形量较大时，由于晶粒的转动，各晶粒的取向趋于一致，即形成择优取向，称为~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~。
直线法则：三元系统两相平衡共存时，合金成分点与两平衡相的成分点必须位于一条直线上。
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．溶质原子置换溶剂原子（占据结点位置）形成的固体为～。
（2分）影响因素：组元的晶体结构，原子尺寸因素，化学亲和力，电子浓度的作用（原子价因素）（各2分）4．溶质原子形成的应力场与位错应力场可发生交互作用。
(北京工业大学)材料科学基础真题2004年
(北京工业大学)材料科学基础真题2004年(总分：150.00，做题时间：90分钟)一、名词解释(总题数：10，分数：20.00)1.惯习面（分数：2.00）__________________________________________________________________________________________ 正确答案：(固态相变时，新相往往沿母相特定原子面形成，这个与新相主平面平行的母相晶面称惯习面。
) 解析：2.索氏体（分数：2.00）__________________________________________________________________________________________ 正确答案：(中温段珠光体转变产物，由片状铁素体渗碳体组成，层片间距较小，片层较薄。
)解析：3.伪共析转变（分数：2.00）__________________________________________________________________________________________ 正确答案：(伪共析转变：非平衡转变过程中，处在共析成分点附近的亚共析、过共析合金，转变终了组织全部呈共析组织形态。
)解析：4.交滑移（分数：2.00）__________________________________________________________________________________________ 正确答案：(沿着相同的滑移方向，滑移过程由一个滑移面过渡到另一个滑移面上进行。
)解析：5.螺位错（分数：2.00）__________________________________________________________________________________________ 正确答案：(位错线与柏氏矢量平行的位错。
西北工业大学2004年材料科学基础硕士研究生入学考试试题
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Est ＝205GPa ，铜的σCu ＝140MPa ，弹性模量ECu ＝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 ）。
(南京工业大学)材料科学基础真题2004年
(南京工业大学)材料科学基础真题2004年(总分：150.00，做题时间：90分钟)一、是非题(总题数：15，分数：15.00)1.在四方晶系中，(100)面必定与(110)面相交成45°角。
（分数：1.00）A.正确√B.错误解析：2.晶面在三个坐标轴上的截距之比一定为一简单的整数比。
（分数：1.00）A.正确√B.错误解析：3.鲍林规则适用于所有的晶体结构。
（分数：1.00）A.正确B.错误√解析：4.晶体结构中存在着无数多根平移轴。
（分数：1.00）A.正确√B.错误解析：5.刃位错的位错线平行于滑移方向。
（分数：1.00）A.正确B.错误√解析：6.非化学计量结构缺陷是由于掺杂而产生的一种杂质缺陷。
（分数：1.00）A.正确B.错误√解析：7.长石是属于层状结构的硅酸盐晶体。
（分数：1.00）A.正确B.错误√解析：8.对于有的材料来说，不管冷却速率多么快，都不可能形成玻璃。
（分数：1.00）A.正确B.错误√解析：9.大多数固相反应是由扩散速度所控制的。
（分数：1.00）A.正确√B.错误解析：10.粘土泥浆的流动属于塑性流动。
（分数：1.00）A.正确√B.错误解析：11.一般来说，晶界是气孔通向烧结体外的主要扩散通道。
（分数：1.00）A.正确√B.错误解析：12.在低温时，一般晶体中发生的扩散是非本征扩散。
（分数：1.00）A.正确√B.错误解析：13.熔体在冷却过程中，过冷度越大总的析晶速率也越大。
（分数：1.00）A.正确B.错误√解析：14.杨德尔方程比金斯特林格方程的适用范围大。
（分数：1.00）A.正确B.错误√解析：15.狭义上讲，相变过程是一个物理变化过程。
（分数：1.00）A.正确√B.错误解析：二、选择题(总题数：10，分数：17.00)16.空间点阵是由______在空间作有规律的重复排列。
∙ A.原子∙ B.离子∙ C.几何点∙ D.分子（分数：2.00）A.B.C. √D.解析：17.在等轴晶系中，可能存在的空间格子类型为______。
04年材料科学基础真题
武汉理工大学2004年研究生入学考试试题课程材料科学基础（共3页，共十题，答题时不必抄题，标明题目序号，相图不必重画，直接做在试题纸上）一、判断下列叙述是否正确？若不正确，请改正（30分）1. 结晶学晶胞是反映晶体结构周期性的最小重复单元。
2. 热缺陷是温度高于绝对零度时，由于晶体组成上的不纯净性所产生的一种缺陷。
3. 晶面指数通常用晶面在晶轴上截距的互质整数比来表示。
4. 固溶体是在固态条件下，一种物质以原子尺寸溶解在另一种物质中所形成的单相均匀的固体。
5. 扩散的推动力是浓度梯度，所有扩散系统中，物质都是由高浓度处向低浓度处扩散。
6. 初次再结晶的推动力是晶界过剩的自由焓。
7. 在热力学平衡条件下，二元凝聚系统最多可以3相平衡共存，它们是一个固相、一个液相和一个气相。
8. 临界冷却速率是形成玻璃所需要的最小冷却速率，临界冷却速率越大越容易形成非晶体。
9. 马氏体相变是一种无扩散性相变，相变时成分发生变化但结构不变。
10.在临界温度、临界压力时，化学势及其一阶偏导数连续，二阶偏导数不连续的相变为二级相变，发生二级相变时，体系的体积和热焓发生突变。
11.驰豫表面是指在平行于表面的方向上原子间距不同于该方向上晶格内部原子间距的表面。
12.固态反应包括界面化学反应和反应物通过产物层的扩散等过程，若化学反应速率远大于扩散速率，则动力学上处于化学动力学范围。
二、ZnS的一种结构为闪锌矿型结构，已知锌离子和硫离子半径分别为r Zn2+=0.068nm，r s2-0.156nm，原子质量分别为65.38和32.06。
1. 画出其晶胞结构投影图；2. 计算ZnS的晶格常数；3. 试计算ZnS的晶体的理论密度。
（15分）三、FeO结构属于NaCl型结构，其中氧的摩尔分数x0=0.52，晶格常数为0.429nm，由于存在正离子缺位，所以对应地存在一部分Fe3+离子。
试计算1.这种氧化铁中Fe2+/Fe3+离子比值2.这种氧化铁的密度。
(西安交通大学)材料科学基础真题2004年
(西安交通大学)材料科学基础真题2004年(总分：150.00，做题时间：90分钟)一、填空(总题数：7，分数：50.00)1.材料的结合键决定其弹性模量的高低。
氧化物陶瓷材料以 1键为主，结合键2故其弹性模量 3；金属材料以 4键为主，结合键 5故其弹性模量 6；高分子材料的分子链上是 7键，分子链之间是 8键，故其弹性模量 9。
（分数：9.00）填空项1:__________________ （正确答案：离子）填空项1:__________________ （正确答案：较强）填空项1:__________________ （正确答案：较高）填空项1:__________________ （正确答案：金属）填空项1:__________________ （正确答案：较弱）填空项1:__________________ （正确答案：较低）填空项1:__________________ （正确答案：共价）填空项1:__________________ （正确答案：分子）填空项1:__________________ （正确答案：最低）解析：2.面心立方晶体的最密排面是 1，最密排方向是 2；体心立方晶体的最密排面是 3，最密排方向是 4；密排六方晶体的最密排面是 5，最密排方向是 6。
（分数：6.00）填空项1:__________________ （正确答案：{111}）填空项1:__________________ （正确答案：[*]）填空项1:__________________ （正确答案：{110}）填空项1:__________________ （正确答案：[*]）填空项1:__________________ （正确答案：(0001)）填空项1:__________________ （正确答案：[*]）解析：3.晶粒较细的金属比晶粒较粗的同种金属有 1的强度和硬度及 2塑性和韧性，这种现象称为 3强化；铸造工艺中细化晶粒的常用方法是 4、 5和 6。
(西安理工大学)材料科学基础真题2004年
（分数：7.00） __________________________________________________________________________________________ 23.何谓成分过冷？成分过冷对晶体生长形态有何影响？
（分数：6.00） __________________________________________________________________________________________
（分数：1.00） A.正确 B.错误 4.具有不同晶体点阵的材料具有不同的滑移系，因此其可形变的倾向也不同。
（分数：1.00） A.正确 B.错误 5.位错密度愈高，相应位错的柏氏矢量愈大。
（分数：1.00） A.正确 B.错误 6.包晶转变是指由液相与一个固相相互作用，包覆原有固相形成的另一个新固相的转变。
（分数：3.00） A.钢中铁原子的扩散属于自扩散，与浓度梯度无关。 B.钢中合金元素的扩散属于异扩散，在不存在化学梯度时，则与浓度梯度有关。 C.扩散第一定律只适合于稳态扩散条件，因此用其不能处理钢在渗碳过程中碳的扩散系数的准确测定。 D.上坡扩散仅与扩散元素的化学梯度相关，而与浓度梯度无关。 E.位错的增殖是通过原子扩散运动实现的。
24.何为孪晶与退火孪晶？解释其各自的形成机制。
（分数：7.00） __________________________________________________________________________________________
五、分析与讨论
(总题数：2，分数：30.00)
25.分析三元共晶投影图的绘制方法，试利用三元共晶投影图，以任意一亚共晶成分的三元系合金为例分析其 结晶过程，并说明每一阶段所得结晶组织含量的计算方法。
东北大学材料科学基础2004答案
2004年《材料科学基础》参考答案1、A[0],B[10],C[112],D[11]-1-1-2-22、在晶粒互相接触的二维图形中，晶界的交叉点应是由3根晶界相交，如果是4棍以上晶界相交，从能量降低即交叉点处微元面积中晶界总长最短的原则出发。
通过几何分析可以得出1个四叉晶界一定会自发分解为2个三叉晶界。
在三叉交点处，3个晶界必然会自发调整位置以实现界面张力γ12、γ23和γ13的力学平衡；其数学表示式为γ23sin θ1＝γ13sin θ2＝γ12sin θ3为满足上式的晶界交叉点的力学平衡关系，晶界并不要求一定是直的，仅要求在结点处，3个晶界切线之间的夹角满足上式。
如果考虑单相合金，设定3个晶界能相等，则结点处平衡条件是θ1＝θ2＝θ3＝120。
所以单相金属的晶粒形状在显微镜下多为六边形。
3、比热来自晶格节点上的亚离子的热振动和自由电子，但自由电子的贡献很小，而导电性是来自于自由电子的运动。
4、n v /N=exp(-E v /kT) ; n v =1.18*10245、]121[6]112[6]011[2:)111(-----+→a a a (11):-1]121[6]112[6]011[2----+→a a a +→]121[6-a ]121[6--a ]110[6-a 位错线与(11)面的交线[011], 新位错为刃位错，滑移面为（100），面角位错，使材)111(--1料加工后产生加工硬化。
6、(1)面心立方：{111}<110>体心立方：{110}<111>密排六方:{0001}<110>-27、材料内部存在裂纹，断裂强度比屈服强度低，发生断裂。
防止措施：选择断裂韧性高的材料；使材料内部缺陷少、裂纹尺寸小。
东南大学材料科学基础2004年真题
（一）选择题（单项选择，每题2分，共40分）1、A、B两晶体，如果它们的a、空间点阵相同，则两者的晶体结构相同；b、所属的晶系相同，则两者的晶体结构相同；c、晶体结构相同，则两者的点阵常数相同；d、晶体结构相同，则两者的空间点阵相同。
2、在正方晶系中与（112）等同的晶面是：a、（121）；b、（211）；c、（⎺112）；d、（⎺121）。
3、配位数是指晶体结构中a、每个原子周围的原子数；b、每个原子周围最邻近的原子数；c、每个原子周围的相同原子数；d、每个原子周围最邻近的和次邻近的原子数之和。
4、密排六方和面心立方均属密排结构，它们的不同点是：a、晶胞选取方式不同；b、原子配位数不同；c、密排面上，原子排列方式不同；d、原子密排面的堆垛方式不同。
5、在立方晶系中与（101）、（111）属同一晶带的晶面是：a、（110）；b、（011）；c、（⎺110）；d、（010）。
6、TiC和NaCl具有相同的晶体结构，但它们不属于同一类中间相，这是因为a、TiC是陶瓷，NaCl是盐；b、NaCl符合正常化合价规律，TiC不符合正常化合价规律；c、TiC中的电子浓度高；d、NaCl的致密度高。
7、纯金属均匀形核时，临界半径r*与a、该金属的熔点有关，熔点越高，r*越小；b、与该金属的表面能有关，表面能越高，r*越小；c、与过冷度有关，过冷度越大，r*越小；d、与过冷度有关，过冷度越大，r*越大。
8、在三元系中，杠杆定理的用途是：，a、在水平截面上计算三相平衡是各相的相对百分数；b、在垂直截面上计算三相平衡是各相的相对百分数；c、在水平截面上计算两相平衡是各相的相对百分数；d、在垂直截面上计算两相平衡是各相的相对百分数。
9、在下列那一种情况下平衡分配系数k0和有效分配系数k e相等？a、正常凝固；b、快速凝固；c、定向凝固；d、边界层与液相区部分混合条件下的凝固。
10、指出下列四个六方晶系的晶面指数中，哪一个是错误的，a、（2⎺3 12）；b、（1⎺1 0 2）；c、（3 ⎺1⎺2 2）；d、（1 1⎺1 2）。
重庆大学2004级材料物理专业〈〈材料科学与工程基础〉〉试题 (A卷)答案
2004级材料物理专业〈〈材料科学与工程基础〉〉试题（A卷）（参考答案）一、判断题（正确打“√”、错误打“×”。
每题1分，共10分）1、高聚物混合体系又称为高分子合金。
（√）2、在立方晶系中，（111）^ 。
（×）3、晶体中存在位错时将导致其强度的降低。
（×）4、间隙相是溶质原子溶入溶剂晶格形成的固溶体。
（×）5、物质液体结晶过程，就是不断形成晶核和晶核不断长大的过程。
（√）6、在平衡状态下，碳钢的强度（sb）随其含碳量的增加而增加。
（×）7、面心立方晶体可以沿（111）晶面的【101】晶向滑移。
（√）8、马氏体是一种硬而脆的组织。
（×）9、。
C-Z法制备单晶硅是自发形核匀相反应。
（×）10、碳化物、氧化物、硼化物都属于现代陶瓷材料。
（√）二、选择题（每题1分，共10分）1、在面心立方晶格中，原子密度最大的面是（C ）A、{100}；B、{110}；C、{111}；D、{112}。
2、纯金属结晶时，冷却速度越快，则实际结晶温度（A ）A、越低；B、越高；C、越接近理论结晶温度；D、没有变化。
3、固溶体的晶体结构是（B ）A、溶质的晶型；B、溶剂的晶型；C、即非溶质也非溶剂的晶型；D、上述说法均不对。
4、钢中的珠光体是（B ）A、单相固溶体；B、两相混合物；C、间隙化合物；D、间隙相。
5、为了改变工具钢的硬度以便切削加工，可进行（C ）A、完全退火；B、正火；C、球化退火；D、淬火。
6、马氏体的硬度主要取决于（D ）A、冷却速度；B、加热温度；C、保温时间；D、含碳量。
7、C-Z法生产单晶硅棒工艺中，控制位错产生的工序是（C ）A、放肩生长；B、等径生长；C、缩颈生长与尾部生长；D、上述说法均不对。
8、W18Cr4V钢1280oC淬火、560oC三次回火后的组织是（D ）A、回火屈氏体；B、下贝氏体、碳化物和残余奥氏体；C、回火索氏体；D、回火马氏体、碳化物和极少量残余奥氏体。
材料科学基础试题04
考试科目材料科学基础适用学科（专业）材料加工工程（如无特殊注明，应在答题纸上写清题号和答案，否则以“0”分计算）一、名词解释（16分，每题2分）多滑移自扩散成分过冷二次再结晶魏氏体分级淬火淬透层深度离异共晶二、填空与单项选择（40分）。
（每空每选均为1分）1.γ-Fe的晶格常数为a，其原子半径为 a ，晶胞原子数为（2, 4 ,6）个，原子堆垛方式为（ABAB…，ABCABC…）。
滑移系为_________，共有_________个。
（110）和（111）晶面交线的晶向指数为_________。
2.低碳马氏体在光镜下呈_______状，亚结构为_________。
高碳马氏体在光镜下呈_______状，亚结构为-_________,与低碳马氏体相比，高碳马氏体的硬度（高，低），塑性、韧性（好，差）。
3.二次渗碳体来源于__________ ，组织特征为（连续基体；粒状；层片状；沿晶界网状）；在碱性苦味酸钠水溶液的浸蚀下，光镜下它呈（黑；黄；白）色;共析渗碳体来源于____________ ，组织特征为_____________ 。
4.加工硬化应用的极限性在于（只适用于双相材料；材料在高温下不适合；只适用单晶体）。
5.影响马氏体正方度的主要因素是母相奥氏体的（晶粒度；合金元素含量；含碳量）6.位错沿滑移面运动，扫出晶体后，将在（柏氏矢量；外力；位错线运动）方向上产生台阶。
7.固溶体合金平衡结晶完毕后，最后得到与合金成分___________的固溶体，而当冷却速度较快时，___________过程来不及充分进行，会产生___________，即晶内成分充分___________的现象。
为消除这种现象，可采用___________的热处理方法。
8.一般金属的固液界面为________ 界面，在正的温度梯度下，纯金属以（树枝，平面，胞）状方式生长；而固溶体合金随着温度梯度的降低 , 成分过冷区（增大，减小），晶体由_______ 状向_______ 状和_______ 状发展。
中南大学04年材料科学基础考研试题
04年试题1.(20分）：解释概念：晶带轴，伪共晶，奥罗万机制，再结晶全图2.(10分）：画出一个体心立方晶胞，在晶胞上画出{110}<111>3.(20分）：如图相图，解释什么是组织组成与相组成，分析Pb－33%Sn合金结晶过程。
4.（10分）：金属和合金在冷塑性变形过程中其组织和性能的变化？5.(2０分）：如何提高固溶体合金的强度。
6.(10分）：如图Fe-Cr-C系含13%Cr的变温截面a)估计2Cr13不锈钢的淬火加热温度（不锈钢含碳量０.２％）b)指出Cr12模具钢平衡凝固时的凝固过程和室温下的平衡组织（Cr12钢含碳量2%）c)写出（１）区的三相反应及７９５ε水平线时的四相平衡反应式。
1７９５ε7.(10分）说明材料扩散的途径。
2004年试题A卷1.解释点阵与晶体结构（10分）2.写出面心立方中的最密排晶面、晶向，并在晶胞图中画出最密排晶面、晶向（必须标明坐标系）（10分）3.解释什么是过冷度，纯金属凝固中的长大机制有几种？（15分）4.解释什么是组织组成与相组成，根据Pb-Bi相图回答下列问题：设X合金平衡凝固完毕时的相组成物为β和(Bi) 初晶，其中β相占80%，则X合金中Bi组元的含量是多少？Pb-42%Bi合金非平衡凝固后得到何种组织？填出该合金系室温下的组织组成。
（30分）5.如何细化铸造合金的晶粒,如何全部是柱状晶的铸造合金组织？（15分）6.比较固溶体与金属间化合物区别，填隙相与填隙固溶体有什么区别？（10分）7.微重力铸造加工与普通铸造加工有何好处？（10分）2004年“热力学”试题B卷1.解释点阵与晶胞（10分）2.写出体心立方中的最密排晶面、晶向，并在晶胞图中画出最密排晶面、晶向（必须标明坐标系）（10分）3.解释定向凝固，纯金属凝固中固液界面在不同温度梯度下形状如何？（15分）4.解释什么是伪共晶和非平衡共晶，根据Pb-Bi相图回答下列问题：设X合金平衡凝固完毕时的组织为(Bi)初晶+[β+（Bi）]共晶，且初晶与共晶的百分含量相等，则此合金中Pb组元的含量是多少？Pb-30%Bi合金非平衡凝固后得到何种组织？指出Pb-Bi合金伪共晶和非平衡共晶的可能成分。
兰州理工大学2004材料科学基础考试试题
兰州理工大学2004年材料科学基础考研试题一.术语解释（共20分，每个2分）1.加工硬化2.晶体结构3.过冷度4.伪晶体5.间隙相6.滑移7.扩展位错8.能量起伏9.间隙固溶体10.枝晶偏析二.回答下列问题：(共35分，每题5分)1. 一根铁丝经多次弯曲后被折断，试分析其原因。
2. 试说明钢渗碳为什么在奥氏体状态下进行而不在铁素体状态下进行。
3. 铜为立方晶系结构，经X射线衍射测试点阵常数a=四0.3615nm.（1）按钢球密堆积模型计算最近邻原子中心距离是多少？以任一原子为中心，这样距离的原子数目是多少？（2）原子密排面和密排方向是什么？计算原子密排面等晶面的面间距。
（3）原子密排面{hkl}和密排方向<uvw>组成的（hkl）[uvw](注：[uvw]须位于（hkl）面上)共有多少组？4. 铸锭组织有何特点?并说明其形成原因？5. 试讨论位错与点缺陷（空位、间隙原子）之间各种可能的相互作用和转化，并指出它们会在哪些实际过程中发生？6. 说明含碳量对铁碳合金性能的影响。
7. 何谓临界分切应力定律？与哪些因素有关？三.讨论以下材料的强化机制：ɑ黄铜，不锈钢，低温回火马氏体钢。
（10分）四.写出成分过冷产生的条件，并说明成分过冷大小对固溶体生成形态有何影响？（13分）五.画出Fe-Fe3C相图，试分析Fe-2.0%合金在缓慢冷却条件下组织的转变过程，室温各种相、组织的相对含量？若在其室温组织中观察到了少量的变态莱氏体，试分析其原因？（20分）六.为什么细化晶粒既可以提高强度，又可以提高塑性。
以位错观点解释之。
（10分）七.在Al单晶中，若（111）面有一位错b=a/2[10 ]与（11 ）面上的位错b=a/2[011]发生反应时，（1）写出上述位错反应方程式，并用能量条件判明位错反应进行的方向;（2）说明新位错的性质；（3）当外加拉应力轴[101]，=4*106Pa时，求新位错所受到的滑动力。
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有关晶体结构：
填空：布拉菲点阵共有种，归纳为个晶系。
面心立方结构单个晶胞中的原子数为，密排六方结构单个晶胞中的原子数为。
选择：NaCl和金刚石的晶体结构相差很大，但它们都属于（）点阵。
（A）简单立方（B）体心立方（C）面心立方
选择：体心立方结构最密排的晶向族为（）。
（A）<110> （B）<100> （C）<111>
名称解释：空间点阵晶胞配位数滑移系密勒指数
问答：在面心立方晶胞中画出(101)和[110]，并分析它们能否构成滑移系？
填空：面心立方（fcc）晶体的滑移面是，滑移方向是，共有个滑移系。
填空：每个体心立方晶胞中的原子数为，配位数为；每个面心立方晶胞中的原子数为，配位数为。
选择：BCC的角上的原子彼此（）。
（A）接触（B）不接触（C）无法判断
判断：面心立方、体心立方和密排六方是金属的三种常见晶体结构，它们都属于空间点阵。
问答：分别计算fcc晶体中[100]、[110]和[111]晶向上的线密度（用点阵常数a 表示），并说明哪个晶向是密排方向。
填空：氯化钠（NaCl）的晶体结构属于空间点阵。
填空：面心立方（fcc）晶体的滑移面是，滑移方向是，共有个滑移系。
选择：金属晶体的配位数主要由（）决定。
（A）离子半径比值（B）晶体结构（C）价电子数
选择：金属的三种常见晶体结构中，不能作为一种空间点阵的是（）结构。
（A）密排六方（B）面心立方（C）体心立方
问答：画出立方晶系的晶面和晶向：(211)、(421)、[121]
问答：分别计算fcc晶体中[100]、[110]和[111]晶向上的线密度（用点阵常数a 表示），并说明哪个晶向是密排方向。
问答：面心立方结构中的八面体间隙比体心立方结构中的大，因此面心立方结构的致密度比体心立方的低。
有关键能曲线：
问答：利用健能曲线可以得到材料的哪些性能指标？
问答：原子间的结合键有哪几种？各有什么特点？
判断：聚乙烯中的C－H化学键属于氢键。
问答：应用二次键强度的概念，判断C14H30和C5H12这两种材料中哪种材料的熔点更高，并说明原因。
问答：Ge是共价键结合而Cu是金属键结合，在二者可比的温度下，哪种材料的自扩散系数大？为什么？
有关固溶体及固溶度：
判断：铁素体与奥氏体的根本区别在于固溶度不同，前者小而后者大。
判断：两元素形成间隙固溶体时，只要晶格类型相同，原子直径相近，就可以形成无限固溶体。
判断：两组元形成无限(或连续)固溶体的必要条件是它们的晶体结构相同。
判断：因为α-Fe的致密度比γ-Fe的小，即α-Fe晶格内的总间隙比γ-Fe的大，所以当铁与碳形成固溶体时，α-Fe的溶碳能力肯定比γ-Fe的大。
填空：形成间隙固溶体时，溶剂的点阵常数通常会（）。
（A）增大（B）减小（C）不变
填空：合金相可以分为和两大类。
问答：Hume-Rothery关于固溶体溶解度所提出了以下经验规则主要内容是什么。
填空：根据溶质在溶剂晶格中的位置，固溶体可以分为和两大类。
有关缺陷：
选择：点缺陷包括空位、间隙原子和（）。
（A）沉淀相（B）置换原子（C）晶界
判断：螺位错只有一个滑移面。
判断：一个不含空位的完整晶体在热力学上是稳定的。
问答：柏氏矢量不但可以判断位错的类型，而且可以反映由位错引起的晶格畸变量。
问答：一根位错线具有唯一的柏氏矢量，但是当位错线的形状发生改变时，柏氏矢量也会改变。
判断：大角度晶界的界面能随着相邻晶粒位向差的增加而增大。
判断：位错线是晶体中已滑移区域和未滑移区域的边界线，因此不可能中断于晶体内部。
问答：什么是交滑移?为什么只有螺位错可以发生交滑移而刃位错却不能？
问答：柏氏矢量的大小反应了位错的“强度”，体现了位错缺陷所造成的晶格畸变的程度；同时反应滑移面两侧相对滑移量。
判断：为降低表面能，自由晶体的外表面通常是其密排面。
问答：刃型位错和螺型位错有何异同？
有关扩散：
填空：在置换型固溶体中，原子扩散的方式一般为（）。
（A）空位机制（B）间隙机制（C）原子互换机制
选择：在柯肯达尔效应中，标记面发生漂移的主要原因是扩散偶中（）。
（A）两组元的原子尺寸不同（B）两组元的扩散速率不同
（C）仅有一种组元在扩散
判断：影响扩散系数D的因素主要是温度和扩散激活能。
判断：A和A-B合金焊合后发生柯肯达尔效应，测得界面向A试样方向移动，
说明B组元的扩散速率大于A组元。
问答：扩散的主要机制有哪些？
问答：在相同的条件下，空位形成能越大，则空位浓度越低；加热温度越高，则空位浓度越大。
选择：自扩散的激活能等于（）。
（A）空位的形成能（B）空位的迁移能
（C）空位的形成能与迁移能的总和
选择：原子扩散的驱动力是（）。
（A）组元的浓度梯度（B）组元的化学位梯度（C）温度梯度
问答：Fick第一定律只适用于浓度梯度∂C/∂x不随时间变化的稳态扩散。
选择：下列三种扩散中，（）的扩散激活能最小。
（A）C在HCPTi （B）N在BCCTi （C）Ti在HCPTi。
问答：在离子晶体中，如在局部区域形成肖脱基（Schottky）缺陷，则这个区域中阳离子空位浓度与阴离子空位浓度相等。
问答：比较下列三种的扩散过程的难易程度，并说明理由：①C在HCPTi、②N 在BCCTi、③Ti在HCPTi。
相及相变：
选择：根据二元相图相区接触法则，下列说法正确的是（）。
（A）两个单相区之间必定有一个三相区隔开
（B）两个两相区必须以单相区或三相水平线隔开
（C）三相水平线和四个两相区相邻
选择：在一定压强和温度下，二元合金中存在两相平衡的条件是（）。
（A）α相和β相有相同的自由能（B）α相和β相有相同的晶体结构
（C）两组元在α相中的化学位等于其在β相中的化学位
问答：根据Fe-Fe3C相图，分析含1.2(mass.)%C的铁碳合金的平衡结晶过程，并计算其室温组织组成物和相组成物的相对量。
选择：钢中的珠光体是（）。
（A）铁素体和渗碳体的混合物（B）铁素体和奥氏体的混合物
（C）奥氏体和渗碳体的混合物
问答：根据Ag-Cu二元相图（见下图），①计算Ag-Cu合金(W Cu＝0.60%)(y y 线)在点M对应温度下液相和β相的相对量；②画出上述合金在平衡凝固时的冷却曲线，标明曲线上各阶段的相变或相组成，并说明其室温组织是什么？
填空：含 1.2(mass.)%C的碳钢经平衡凝固后，其室温组织组成物为
和。
选择：含1.2(mass.)%C的碳钢经平衡凝固后，其室温组织组成物为（）。
（A）铁素体和渗碳体（B）珠光体和二次渗碳体（C）铁素体和珠光体
选择：铸铁与碳钢的区别在于有无（）。
（A）莱氏体（B）珠光体（C）铁素体
选择：一块单相多晶体包含（）。
（A）不同化学成分的几部分晶体
（B）相同化学成分，不同结构的几部分晶体
（C）相同化学成分，相同结构，不同位相的几部分晶体
填空：在非平衡凝固条件下，某些亚共晶或过共晶成分的合金也能得到100％的共晶组织，这种共晶组织称为。
判断：根据相律计算，在匀晶相图中的两相区内，其自由度为2，即温度与成分都可以独立改变。
选择：含0.4(mass.)%C的碳钢经平衡凝固后，其室温组织组成物为（）。
（A）铁素体和渗碳体（B）珠光体和二次渗碳体（C）铁素体和珠光体判断：在二元相图中，计算两相相对量的杠杆法则只能用于三相平衡水平线上。
问答：写出Fe-Fe3C相图中共晶和共析转变的反应式，指出转变的温度、各种反应物和生成物的含碳量，并计算转变刚结束时共晶组织和共析组织中各组成相的相对量。
有关高分子：
选择：从侧基的尺寸大小可知，下列三种材料中最易结晶的是（）。
（A）聚乙烯（B）聚丙烯（C）聚苯乙烯
选择：在下列三种物质中，其玻璃转变温度（T g）最高的是（）。
（A）聚乙烯（B）聚氯乙烯（C）聚苯乙烯
判断：线性聚合物和具有支链的聚合物都是热塑性的。
判断：高分子材料是否具有柔顺性主要决定于主链链节的运动能力。
问答：影响聚合物结晶度的因素主要有哪些？
选择：伸长的聚合物链比卷曲的聚合物链（）。
（A）稳定（B）不稳定（C）无法判断
填空：非晶态的线性高聚物在不同温度下按力学性质分为、高弹态和粘流态。
填空：聚合物的构型分为、和三种。
问答：随着橡胶材料中硫（或氧）含量的增加，其刚度怎样变化？为什么？
判断：橡胶的玻璃转化温度在室温以上。
问答：热塑性和热固性聚合物受热的表现有何不同？并从分子链结构的角度加以解释。
问答：线性聚合物和具有支链的聚合物都是热塑性的。
判断：非晶态的线性高聚物在不同温度下按力学性质分为玻璃态、高弹态和粘流态。
问答：随着橡胶材料中硫（或氧）含量的增加，其刚度怎样变化？为什么？
选择：从侧基的尺寸大小可知，下列三种材料中最易结晶的是（）。
（A）聚乙烯（B）聚丙烯（C）聚苯乙烯
填空：聚合物的构型分为、和三种。
有关陶瓷：
问答：为什么窗户玻璃通常用钠钙硅玻璃（Na2O-CaO-SiO2）制成，而玻璃坩埚却用纯SiO2制成？。