太原理工大学材料科学基础考研真题
材料科学基础考研真题(附答案)
硕士研究生入学考试试题考试科目代码及名称：959 材料科学基础考试时限：3小时 总分：150分一、名词解释 （10×3=30分）加工硬化 沉淀强化 交滑移 上坡扩散 调幅分解 金属化合物 临界分切应力 珠光体 Orowan 机制 等强温度二、解答题（6×10=60分）1、判断下列位错反应能否进行：（1）]110[2]101[2]100[a a a +→；(2)]111[2]111[6]112[3a a a →+ 2、请指明下列五种结构分别属于什么布拉菲点阵。
注：a=b=c,α=β=γ=90°。
图省3、冷变形金属在回复和再结晶过程中，组织和性能分别有什么变化？4、试分别给出FCC,BCC 及HOP 的主要滑移系。
5、试分析液态金属凝固过程中形成中心等轴晶区的条件是什么？6、为什么空位是热力学稳定缺陷，而位错是非热力学稳定缺陷。
三、问答题(3×20=60分)1、绘出Fe-Fe 3C 相图，标出其中的关键成分和关键温度，并且回答：（1）分析碳含量对Fe-C 合金室温组织和力学性能的影响。
（2）分析45钢的拉伸变形过程可分为哪几个阶段及其相应的特征和机理。
2、试解释为什么材料的理论强度远高于其实际强度。
随着现代科学技术的进步和国民经济的发展，材料的强韧化越来越重要，试举例说明材料强化或韧化的4种方法，并阐述相应的强化和韧化原理。
3、试分析下列材料科学过程是否与原子扩散有关，为什么？A 热弹性马氏体箱变B 脱溶分解C 成分均匀化D 高温蠕变E G.P 形成硕士研究生入学考试试题参考答案考试科目代码及名称：959 材料科学基础考试时限：3小时 总分：150分一、名词解释（30分）加工硬化：随着冷变形程度的增加，金属材料强度和硬度指标都有所提高，但塑性、韧性有所下降的现象。
沉淀强化：过饱和固溶体随温度下降或长时间保温过程中（时效）发生脱溶分解，细小的沉淀物分散于基体之中，阻碍位错运动而产生强化的现象。
近几年考研之材料科学基础考研真题
2011年一、解释以下概念与术语（每小题10分，共50分）1．扩散相变，切变型相变2．热脆、冷脆3．交滑移、攀移4．直线法则、重心法则5．过冷度、动态过冷度6.致密度7.同素异晶，多晶形8.晶界内吸附9.固溶强化，弥散强化11.枝晶偏析12.莱氏体、低温莱氏体13.再结晶、二次再结晶二、简答1、何谓上坡扩散，用扩散驱动力加以说明。
2、什么是相？从两个方面回答平衡时、非平衡时。
3、用柯氏气团理论解释低碳钢存在的屈服平台现象/应变时效现象。
4、试述形成置换固溶体的条件和影响置换固溶体溶解度的因素。
5、什么是弥散强化？影响弥散强化的因素，用位错观点解释弥散强化实质机制。
6、影响扩散的因素，渗碳为什么在r-Fe中而不在a-Fe进行？7、在浓度三角形中，平行于三角形某一边的的直线有什么意义？通过三角形顶点的任意直线有什么意义？三、分析1、（共30分）C相图(二重)。
（7分）1)．默写Fe-Fe32)．分析1.2%C铁碳合金的结晶过程。
（8分）3)．计算1.2%C铁碳合金室温下，平衡组织组成的相对质量和相组成的相对重量。
（10分）4)．绘出1.2%C铁碳合金室温下的平衡组织。
（5分）2、（共20分）如图1所示俩个被钉扎住的刃型位错A-B和C-D，它们的长度x 相同，且具有相同的柏氏矢量，每个位错都可作为弗兰克-瑞德源。
1)假定俩个位错正在扩大，试问俩个位错环相遇时是形成钉扎还是形成一个更大的位错源？为什么？（10分）2)如果能形成一个更大的位错源，试问使该位错源运动所需的临界切应力应多大？（10分）图13、什么是公切线法则？推导？4、从扩散系数D=Dexp(-Q/RT) 分析说明影响扩散的因素有哪些？5、影响烧结的因素有哪些？具体展开说，6条。
6. 某面心立方滑移系｛111｝，试画出（111）晶面上的【-110】晶向，给出引起滑移的单位柏氏矢量。
如果滑移是刃形位错引起的，指出位错方向和位错滑移方向？假定作用在该位错上的的切应力为。
《材料科学基础考研》材料科学基础试卷.doc
材料科学基础试卷—填空题(20)1、在晶体学屮，所有的晶体均可归纳为______ 个晶系屮， _____ 种布拉菲点阵,所有空间点阵又可归于_____ 晶族,通过宏观对称要素分析，晶体可能存在的对称类型(点群)有________ 种。
(7、14、3、32)2、晶体的对称要素要宏观对称要素和微观对称要素之分，宏观对称要素包括：_____ 、_____ 、_____ 、______ 等，围观对称要素包括 _____ 、______ 等。
(回转对称轴、对称面、对称屮心、回转■反演轴；滑动面、螺旋轴) 3、缺陷亏归纳为______ 缺陷、 ______ 缺陷和_____ 缺陷三类，位错属于_______缺陷，其最重要最基本的形态有_____ 位错和______ 位错两种，也有介于他们之间的_____ 位错。
(点、线、面；线；刃型、螺型；混合型)4、根据溶质原子在晶体点阵中的位置，可以讲固溶体分为三类：分别是________固溶体、_____ 固溶体和______ 固溶体。
(置换、间隙、缺位)二选择题(30)1、镜像指数与晶面指数满足条件［hkl］丄(hkl)的晶系为：(A)A.只有立方晶系B.立方晶系与正交晶系C.只有正交品系2、原子半径的大小与键的性质肓接相关。
不同的键型，原子半径也不相同。
其中，可以用键长的一般表示为：(A)A.共价半径、范德瓦尔斯半径B.金属半径、离子半径C.共价半径、离子半径3、密排六方和面心立方结构密排面上院子的堆垛方式为：(A)A.ABAB ......., ABC ABCB.ABCABC ,ABABC.ABCABC ,ABCABC4、金属晶体中最典型的结构是：(A)A.面心立方、体心立方、密排六方B.面心立方、简单立方、密排六方C.面心立方、提心四方、密排六方5、正离子配位数通常有正负离子半径比确定，因此：(A)A.配位多面体是八面体时，正、负离子半径比应处于0.414〜0.732范围B.正离子配位数为6时，正、负离子半径比处于0.225〜0.414范围C.正、负离子半径比处于0.732〜1.0范围时，配位多面体是四面体6、缺陷的特征是：(B)A. 不随外界条件的改变而变动，也不会合并和消失B. 随着各种条件的改变而不断变动，有些可以产生、发展、运动、交互 作用、合并和消失C. 随着各种条件的改变而不断变动，但不产生交互作用，不会合并和消 失7、设AG 为氧化物M0的肖特基缺陷形成自由焙变化，则对该体系中由肖特基 缺陷形成的［V M ］和［Vo ］空位的总浓度［V ］的计算式为(C)8、 位错最重要的性质之一是它可以在晶体中运动，其中：(C)A. 刃型位错不引起剪切畸变，也不引起体积的膨胀和收缩，螺型位错反 之B. 刃型位错引起压缩变形，螺型位错引起体积的碰撞C.螺型位错只引起剪切畸变，而不引起体积的膨胀和收缩，刃型位错反 之9、 位错滑移与攀移所需驱动力的性质可分别描述为：(C) A. 弹性力；化学力与切应力 B. 化学力与切应力；弹性力C. 切应力；化学力与弹性力10、 固体表面力源自于：(A)A. 固体表面质点排列的周期性屮断，力场对称性破坏，表现出的剩余键 力B. 固体表面的不均匀性，外界物质容易填入台阶处而表现岀的吸引力C. 固体表面由于大量位错露头的存在，产生了表面缺陷，改变了表面势 场而出现的作用力11、 I 古I 溶体特点是掺入外来杂质原子后原来的晶体结构不发生转变，但点阵畸变，性能变化。
10_11太原理工材料复试真题 (1) 2
1.材料的刚度是指材料的（弹性模量）屈服强度弹性模量断裂强度延伸率2.根据断裂机理，材料的断裂分为（韧性断裂、脆性断裂）解理断裂、韧窝断裂、纯剪切断裂韧性断裂、脆性断裂穿晶断裂、沿晶断裂正断、切断3.解理裂纹的萌生不包括（相界萌生）表面萌生晶界萌生相界萌生晶内萌生4.选用（维氏硬度）试验方法，可以测试渗碳层的硬度分布。
布氏硬度肖氏硬度洛氏硬度维氏硬度5.检验以下材料的冲击韧性，（W18Cr4V）材料不需要开缺口。
W18Cr4V 40Cr35CrMnSi 42CrMo6.在室温下，下面（）金属将会发生韧脆转变Mg Cu Fe Al7.在较低强度水平，钢中冲击韧性最好、韧脆转变温度最低的组织是（回火索氏体）粒状珠光体片状珠光体回火贝氏体回火索氏体8.最危险的裂纹扩展方式是（撕开型）张开型滑开型撕开型复合型9.σ-1表示（）波动循环应力脉动循环应力不对称循环应力对称循环应力10.疲劳条带不具备（）特征相互平行垂直于裂纹扩展方向由载荷的突然变化引起由载荷的周期性变化引起11.描述材料疲劳裂纹开始扩展的性能指标是（门槛值）疲劳强度门槛值过载持久值过载损伤界12.材料在接触疲劳载荷作用下，如果硬化层过渡区呈陡峭状态，容易发生（D）腐蚀磨损麻点剥落浅层剥落深层剥落13.对在高温工作的材料，不可以采用的强化手段是（B）固溶强化细晶强化位错强化弥散强化14.一下四种材料中，热膨胀系数最大的是（C）三氧化二铝锌石英塑料15.材料在（）的时候，就是半导体。
存在导带允带之间没有禁带或允带重叠满带和空带之间存在较窄的禁带满带和空带之间存在较宽的禁带16.热电偶是利用材料的（C）测量温度的一种方法。
帕尔贴效应汤姆逊效应赛贝克效应热敏效应17.可采用（）方法研究材料的调幅分解转变。
热分析法膨胀法电阻法磁性法18.奥氏体不锈钢在（D）中容易发生应力腐蚀。
氢氧化钠溶液氯化物水溶液氨水氢氟酸19.材料在（B）状态下，容易发生应力腐蚀。
10,11太原理工材料复试真题
1.材料的刚度是指材料的（弹性模量）屈服强度弹性模量断裂强度延伸率2.根据断裂机理，材料的断裂分为（韧性断裂、脆性断裂）解理断裂、韧窝断裂、纯剪切断裂韧性断裂、脆性断裂穿晶断裂、沿晶断裂正断、切断3.解理裂纹的萌生不包括（相界萌生）表面萌生晶界萌生相界萌生晶内萌生4.选用（维氏硬度）试验方法，可以测试渗碳层的硬度分布。
布氏硬度肖氏硬度洛氏硬度维氏硬度5.检验以下材料的冲击韧性，（W18Cr4V）材料不需要开缺口。
W18Cr4V 40Cr35CrMnSi 42CrMo6.在室温下，下面（）金属将会发生韧脆转变Mg Cu Fe Al7.在较低强度水平，钢中冲击韧性最好、韧脆转变温度最低的组织是（回火索氏体）粒状珠光体片状珠光体回火贝氏体回火索氏体8.最危险的裂纹扩展方式是（撕开型）张开型滑开型撕开型复合型9.σ-1表示（）波动循环应力脉动循环应力不对称循环应力对称循环应力10.疲劳条带不具备（）特征相互平行垂直于裂纹扩展方向由载荷的突然变化引起由载荷的周期性变化引起11.描述材料疲劳裂纹开始扩展的性能指标是（门槛值）疲劳强度门槛值过载持久值过载损伤界12.材料在接触疲劳载荷作用下，如果硬化层过渡区呈陡峭状态，容易发生（D）腐蚀磨损麻点剥落浅层剥落深层剥落13.对在高温工作的材料，不可以采用的强化手段是（B）固溶强化细晶强化位错强化弥散强化14.一下四种材料中，热膨胀系数最大的是（C）三氧化二铝锌石英塑料15.材料在（）的时候，就是半导体。
存在导带允带之间没有禁带或允带重叠满带和空带之间存在较窄的禁带满带和空带之间存在较宽的禁带16.热电偶是利用材料的（C）测量温度的一种方法。
帕尔贴效应汤姆逊效应赛贝克效应热敏效应17.可采用（）方法研究材料的调幅分解转变。
热分析法膨胀法电阻法磁性法18.奥氏体不锈钢在（D）中容易发生应力腐蚀。
氢氧化钠溶液氯化物水溶液氨水氢氟酸19.材料在（B）状态下，容易发生应力腐蚀。
太原理工大学材料科学基础习题及参考答案
第一章原子结构与结合键习题1-1计算下列粒子的德布罗意波长：(1) 质量为10-10 kg，运动速度为0.01 m·s-1的尘埃；(2) 速度为103 m/s的氢原子；(3) 能量为300 eV的自由电子。
1-2怎样理解波函数ψ的物理意义？1-3在原子结构中，ψ2和ψ2dτ代表什么？1-4写出决定原子轨道的量子数取值规定，并说明其物理意义。
1-5试绘出s、p、d轨道的二维角度分布平面图。
1-6多电子原子中，屏蔽效应和钻穿效应是怎样影响电子的能级的？1-7写出下列原子的基态电子组态（括号内为原子序号）：C (6)，P (15)，Cl (17)，Cr (24) 。
1-8 形成离子键有哪些条件？其本质是什么？1-9 试述共价键的本质。
共价键理论包括哪些理论？各有什么缺点？1-10 何谓金属键？金属的性能与金属键关系如何?1-11 范德华键与氢键有何特点和区别？参考答案：1-1 利用公式λ = h/p = h/mv 、E = hν计算德布罗意波长λ。
1-8 离子键是由电离能很小、易失去电子的金属原子与电子亲合能大的非金属原子相互作用时，产生电子得失而形成的离子固体的结合方式。
1-9 共价键是由相邻原子共有其价电子来获得稳态电子结构的结合方式。
共价键理论包括价键理论、分子轨道理论和杂化轨道理论。
1-10 当大量金属原子的价电子脱离所属原子而形成自由电子时，由金属的正离子与自由电子间的静电引力使金属原子结合起来的方式为金属建。
由于存在自由电子，金属具有高导电性和导热性；自由电子能吸收光波能量产生跃迁，表现出有金属光泽、不透明；金属正离子以球星密堆方式组成，晶体原子间可滑动，表现出有延展性。
第二章材料的结构习题2-1定义下述术语，并注意它们之间的联系和区别。
晶系，空间群，平移群，空间点阵。
2-2名词解释：晶胞与空间格子的平行六面体，并比较它们的不同点。
2-3 (1) 一晶面在x、y、z轴上的截距分别为2a、3b和6c，求出该晶面的米勒指数。
太原理工大学材料科学基础习题和参考答案解析
第一章原子结构与结合键习题1-1计算下列粒子的德布罗意波长：(1) 质量为10-10 kg，运动速度为0.01 m·s-1的尘埃；(2) 速度为103 m/s的氢原子；(3) 能量为300 eV的自由电子。
1-2怎样理解波函数ψ的物理意义？1-3在原子结构中，ψ2和ψ2dτ代表什么？1-4写出决定原子轨道的量子数取值规定，并说明其物理意义。
1-5试绘出s、p、d轨道的二维角度分布平面图。
1-6多电子原子中，屏蔽效应和钻穿效应是怎样影响电子的能级的？1-7写出下列原子的基态电子组态（括号内为原子序号）：C (6)，P (15)，Cl (17)，Cr (24) 。
1-8 形成离子键有哪些条件？其本质是什么？1-9 试述共价键的本质。
共价键理论包括哪些理论？各有什么缺点？1-10 何谓金属键？金属的性能与金属键关系如何?1-11 范德华键与氢键有何特点和区别？参考答案：1-1 利用公式λ = h/p = h/mv 、E = hν计算德布罗意波长λ。
1-8 离子键是由电离能很小、易失去电子的金属原子与电子亲合能大的非金属原子相互作用时，产生电子得失而形成的离子固体的结合方式。
1-9 共价键是由相邻原子共有其价电子来获得稳态电子结构的结合方式。
共价键理论包括价键理论、分子轨道理论和杂化轨道理论。
1-10 当大量金属原子的价电子脱离所属原子而形成自由电子时，由金属的正离子与自由电子间的静电引力使金属原子结合起来的方式为金属建。
由于存在自由电子，金属具有高导电性和导热性；自由电子能吸收光波能量产生跃迁，表现出有金属光泽、不透明；金属正离子以球星密堆方式组成，晶体原子间可滑动，表现出有延展性。
第二章材料的结构习题2-1定义下述术语，并注意它们之间的联系和区别。
晶系，空间群，平移群，空间点阵。
2-2名词解释：晶胞与空间格子的平行六面体，并比较它们的不同点。
2-3 (1) 一晶面在x、y、z轴上的截距分别为2a、3b和6c，求出该晶面的米勒指数。
太原理工大学材料科学基础习题及参考答案(全)
太原理工大学材料科学基础习题及参考答案第一章原子结构与结合键习题1-1计算下列粒子的德布罗意波长：(1) 质量为10-10 kg，运动速度为0.01 m·s-1的尘埃；(2) 速度为103 m/s的氢原子；(3) 能量为300 eV的自由电子。
1-2怎样理解波函数ψ的物理意义？1-3在原子结构中，ψ2和ψ2dτ代表什么？1-4写出决定原子轨道的量子数取值规定，并说明其物理意义。
1-5试绘出s、p、d轨道的二维角度分布平面图。
1-6多电子原子中，屏蔽效应和钻穿效应是怎样影响电子的能级的？1-7写出下列原子的基态电子组态（括号内为原子序号）：C (6)，P (15)，Cl (17)，Cr (24) 。
1-8 形成离子键有哪些条件？其本质是什么？1-9 试述共价键的本质。
共价键理论包括哪些理论？各有什么缺点？1-10 何谓金属键？金属的性能与金属键关系如何?1-11 范德华键与氢键有何特点和区别？参考答案：1-1 利用公式λ = h/p = h/mv 、E = hν计算德布罗意波长λ。
1-8 离子键是由电离能很小、易失去电子的金属原子与电子亲合能大的非金属原子相互作用时，产生电子得失而形成的离子固体的结合方式。
1-9 共价键是由相邻原子共有其价电子来获得稳态电子结构的结合方式。
共价键理论包括价键理论、分子轨道理论和杂化轨道理论。
1-10 当大量金属原子的价电子脱离所属原子而形成自由电子时，由金属的正离子与自由电子间的静电引力使金属原子结合起来的方式为金属建。
由于存在自由电子，金属具有高导电性和导热性；自由电子能吸收光波能量产生跃迁，表现出有金属光泽、不透明；金属正离子以球星密堆方式组成，晶体原子间可滑动，表现出有延展性。
第二章材料的结构习题2-1定义下述术语，并注意它们之间的联系和区别。
晶系，空间群，平移群，空间点阵。
2-2名词解释：晶胞与空间格子的平行六面体，并比较它们的不同点。
2-3 (1) 一晶面在x、y、z轴上的截距分别为2a、3b和6c，求出该晶面的米勒指数。