075材料科学基础习题@北工大
西北工业大学材料科学基础复习题
西北工业大学材料科学基础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=m g 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。
北工大材料科学基础真题及答案
北京工业大学试卷七2007年攻读硕士学位研究生入学考试试题考试科目：材料科学基础适用专业：材料科学与工程一、名词解释1．脱溶(二次结晶)2．空间群3．位错交割4．成分过冷5．奥氏体6．临界变形量7．形变织构8．动态再结晶9．调幅分解10．惯习面二、填空1．晶体宏观对称要素有 (1) 、 (2) 、 (3) 、 (4) 和 (5) 。
2．NaCl型晶体中Na+离子填充了全部的 (6) 空隙，CsCl晶体中Cs+离子占据的是 (7) 空隙，萤石中F-离子占据了全部的 (8) 空隙。
3．非均匀形核模型中晶核与基底平面的接触角θ=π/2，表明形核功为均匀形核功的 (9) ，θ= (10) 表明不能促进形核。
4．晶态固体中扩散的微观机制有 (11) 、 (12) 、 (13) 和 (14) 。
5．小角度晶界由位错构成，其中对称倾转晶界由 (15) 位错构成，扭转晶界由 (16) 位错构成。
6．发生在固体表面的吸附可分为 (17) 和 (18) 两种类型。
7．固态相变的主要阻力是 (19) 和 (20) 。
三、判断正误1．对于螺型位错，其柏氏矢量平行于位错线，因此纯螺位错只能是一条直线。
2．由于Cr最外层s轨道只有一个电子，所以它属于碱金属。
3．改变晶向符号产生的晶向与原晶向相反。
4．非共晶成分的合金在非平衡冷却条件下得到100%共晶组织，此共晶组织称伪共晶。
5．单斜晶系α=γ=90°≠β。
6．扩散的决定因素是浓度梯度，原子总是由浓度高的地方向浓度低的地方扩散。
7．再结晶完成后，在不同条件下可能发生正常晶粒长大和异常晶粒长大。
8．根据施密特定律，晶体滑移面平行于拉力轴时最容易产生滑移。
9．晶粒越细小，晶体强度、硬度越高，塑性、韧性越差。
10．高聚物材料中，大分子链上极性部分越多，极性越强，材料强度越大。
四、影响晶态固体中原子扩散的因素有哪些?并加以简单说明。
五、1．什么是时效处理?2．说明通过时效处理产生强化的原因。
北工大材料科学基础09及11年考研真题（09附答案）
北工大材料科学基础09及11年考研真题（09附答案）试卷九2009年攻读硕士学位研究生入学考试试题考试科目：材料科学基础适用专业：材料科学与工程一、名词解释1．共价键2．晶族3．电子化合物4．相平衡5．线缺陷6．稳态扩散7．形变织构8．动态再结晶9．一级相变10．调幅分解二、填空1．可以按旋转轴和旋转反伸轴的轴次和数目将晶体分成立方晶系、三方晶系、四方晶系、 (1) 、 (2) 、 (3) 和 (4) 共七个晶系。
2．原子或离子的(5) 是指在晶体结构中，该原子或离子的周围与它直接相邻结合的原子个数或所有异号离子的个数。
3．固溶体中，当溶质原子和溶剂原子分别占据固定位置，且每个晶胞中溶质原子和溶剂原子数之比一定时，这种有序结构被称为 (6) 。
4．一个滑移面和其面上的一个 (7) 组成一个滑移系。
5．结晶过程中晶体界面向液相推移的方式被称为(8) ，与液固界面的微观结构有关。
6．相平衡时，系统内的相数可以通过系统自由度、(9) 和对系统平衡状态能够产生影响的外界因素数目的关系式来进行计算。
7．铸锭三晶区是指紧靠膜内壁的细晶区、(10) 、铸锭中心的等轴粗晶区。
8．小角度晶界由位错构成，其中对称倾转晶界由(11) 位错构成，扭转晶界由 (12) 位错构成。
9．强化金属材料的方法有(13) 强化、(14) 强化、(15) 强化、(16) 强化。
10．再结晶完成后，晶粒长大可分为(17) 晶粒长大和(18) 晶粒长大。
11．线性高分子可反复使用，称为 (19) 塑料；交联高分子不能反复使用，称为 (20) 塑料。
三、判断正误1．在密堆结构中会形成两种空隙，一是由8个球形成的八面体空隙，另一种是由4个球形成的四面体空隙。
2．尖晶石型晶体(AB2O4)具有正型和反型结构，其本质是正型中A离子的八面体择位能大于B离子，而反型中是B离子的八面体择位能大于A离子。
3．形成连续固溶体的最主要条件是溶质和溶剂的晶体结构要一致，例如，银和铝都具有面心立方结构。
北工大07 08 09 13材料科学基础-真题及答案概要
北京工业大学试卷七2007年攻读硕士学位研究生入学考试试题考试科目：材料科学基础适用专业：材料科学与工程一、名词解释1．脱溶(二次结晶)2．空间群3．位错交割4．成分过冷5．奥氏体6．临界变形量7．形变织构8．动态再结晶9．调幅分解10．惯习面二、填空1．晶体宏观对称要素有 (1) 、 (2) 、 (3) 、 (4) 和 (5) 。
2．NaCl型晶体中Na+离子填充了全部的 (6) 空隙，CsCl晶体中Cs+离子占据的是 (7) 空隙，萤石中F-离子占据了全部的 (8) 空隙。
3．非均匀形核模型中晶核与基底平面的接触角θ=π/2，表明形核功为均匀形核功的 (9) ，θ= (10) 表明不能促进形核。
4．晶态固体中扩散的微观机制有 (11) 、 (12) 、 (13) 和 (14) 。
5．小角度晶界由位错构成，其中对称倾转晶界由 (15) 位错构成，扭转晶界由 (16) 位错构成。
6．发生在固体表面的吸附可分为 (17) 和 (18) 两种类型。
7．固态相变的主要阻力是 (19) 和 (20) 。
三、判断正误1．对于螺型位错，其柏氏矢量平行于位错线，因此纯螺位错只能是一条直线。
2．由于Cr最外层s轨道只有一个电子，所以它属于碱金属。
3．改变晶向符号产生的晶向与原晶向相反。
4．非共晶成分的合金在非平衡冷却条件下得到100%共晶组织，此共晶组织称伪共晶。
5．单斜晶系α=γ=90°≠β。
6．扩散的决定因素是浓度梯度，原子总是由浓度高的地方向浓度低的地方扩散。
7．再结晶完成后，在不同条件下可能发生正常晶粒长大和异常晶粒长大。
8．根据施密特定律，晶体滑移面平行于拉力轴时最容易产生滑移。
9．晶粒越细小，晶体强度、硬度越高，塑性、韧性越差。
10．高聚物材料中，大分子链上极性部分越多，极性越强，材料强度越大。
四、影响晶态固体中原子扩散的因素有哪些?并加以简单说明。
五、1．什么是时效处理?2．说明通过时效处理产生强化的原因。
075材料科学基础习题@北工大
1. 有一硅单晶片，厚0.5mm ，其一面上每107个硅原子包含两个镓原子，另一个面经处理后含镓的浓度增高。
试求在该面上每107 个硅原子需包含几个镓原子，才能使浓度梯度为2×10-26原子/m 32. 为研究稳态条件下间隙原子在面心立方金属中的扩散情况，在厚0.25mm 的金属薄膜的一个端面(面积1000mm m 硅的晶格常数为0.5407nm 。
2) 保持对应温度下 的饱和间隙原子，另一端面3. 一块含0.1%C 的碳钢在930℃渗碳，渗到0.05cm 的地方碳的浓度达到0.45%。
在t>0的全部时间，渗碳 气氛保持表面成分为1%，4. 根据上图4-2所示实际测定lgD 与1/T 的关系图，计算单晶体银和多晶体银在低于700℃温度范围的扩散激活能，并说明两者扩散激活能差异的原因。
5. 设纯铬和纯铁组成扩散偶，扩散1小时后，Matano 平面移动了1.52×10-3cm 。
已知摩尔分数C Cr =0.478时，dC/dx=126/cm ，互 扩散系数为1.43×10-9cm 2/s ，试求Matano 面的移动速度和铬、铁的本征扩散系数D Cr ，D Fe 。
(实验测得Matano 面移动距离的平方与扩散时间之比为常数。
D Fe =0.56×10-9(cm 26. 对于体积扩散和晶界扩散，假定Q /s) )晶界≈1/2Q 体积7. γ铁在925℃渗碳4h ，碳原子跃迁频率为1.7×10，试画出其InD 相对温度倒数1/T的曲线，并指出约在哪个温度范围内，晶界扩散起主导作用。
9/s ，若考虑碳原子在γ铁中的八面体间隙跃迁，(a)求碳原子总迁移路程S ； (b)求碳原子总迁移的均方根位移；(c)若碳原子在20℃时跃迁频率为Γ=2.1×10-98.假定聚乙烯的聚合度为2000，键角为109.5°，求伸直链的长度为L /s ，求碳原子的总迁移路程和根均方位移。
材料科学基础试题及答案.doc
1. fcc 结构的密排方向是，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 结构的密排方向是，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 结构的密排方向是，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，其结构原子体积是，每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结构转变为结构，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晶面和晶向，指出﹤110﹥中位于（111）平面上的方向。
在hcp晶胞的（ 0001 ）面上标出晶面和晶向。
5.求和两晶向所决定的晶面。
26 在铅的（ 100）平面上， 1mm有多少原子？已知铅为fcc 面心立方结构，其原子半径R=×10 -6 mm。
第二章合金相结构一、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）影响置换固溶体溶解度大小的主要因素是（1）；（ 2）；（ 3）；（4）和环境因素。
3）置换式固溶体的不均匀性主要表现为和。
4）按照溶质原子进入溶剂点阵的位置区分，固溶体可分为和。
5）无序固溶体转变为有序固溶体时，合金性能变化的一般规律是强度和硬度，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。
已知元素的原子半径如下：氢：，氮：，碳：，硼：，-Fe ：，-Fe ：。
2、简述形成有序固溶体的必要条件。
第三章纯金属的凝固1.填空1. 在液态纯金属中进行均质形核时，需要起伏和起伏。
2 液态金属均质形核时，体系自由能的变化包括两部分，其中自由能是形核的阻力，是形核的动力；临界晶核半径r 与过冷度 vT 关系为，临界形核功 vGK K 等于。
北工大材料科学基础2002-2012真题及部分答案
五、下面题目偏重考察金属材料方面的基础知识：
6、渗碳是将零件置于渗碳介质中试碳原子进出工件表面，然后以下坡扩散的方式使碳原子 从表面相内部扩散的热处理方法。分析说明： （1）钢中空位密度、位错密度和晶粒大小对渗碳速度有何影响？ （2）温度对于扩散速度有何影响？将碳在 γ-Fe 中的扩散温度由 927oC 提高到 1027oC，扩 散系数将增加几倍（已知碳在 γ-Fe 中的扩散常数 D0=2.0*10-5m2/s，扩散激活能 Q=140*103J/mol）（10 分）
北工大材料科学基础 2002-2012 真题及部分答案
50 北工大专业课课本和真题双重重点
北工大材料科学基础 2002-2012 真题及部分答案
51 北工大专业课课本和真题双重重点
北工大材料科学基础 2002-2012 真题及部分答案
52 北工大专业课课本和真题双重重点
北工大材料科学基础 2002-2012 真题及部分答案
25 北工大专业课课本和真题双重重点
北工大材料科学基础 2002-2012 真题及部分答案
26 北工大专业课课本和真题双重重点
北工大材料科学基础 2002-2012 真题及部分答案
27 北工大专业课课本和真题双重重点
北工大材料科学基础 2002-2012 真题及部分答案
28 北工大专业课课本和真题双重重点
力。( ) 5、一个位错环上必定同时存在刃位错和螺型位错。( ) 6、由一个固相同时析出成分和晶体结构均不相同的两个新固相的过程称为共析转变。( ) 7、非平衡凝固的终结温度高于平衡凝固的终结温度。( ) 8、相图表示的是体系的热力学平衡状态。( ) 9、固溶体合金结晶时，只要液相中存在足够的能量起伏和结构起伏，就可以形核。( ) 10、玻璃在常温下能长期稳定存在，因而它是热力学稳定态。( ) 四、论述及计算题（1-5 题必做，偏金属方向选做 6-9 题，偏无机材料方向选做 10-13 题） （共 100 分）。
材料科学基础习题及答案word资料68页
第一章习题1.原子中一个电子的空间位置和能量可用哪四个量子数来决定？2.在多电子的原子中，核外电子的排布应遵循哪些原则？3.在元素周期表中，同一周期或同一主族元素原子结构有什么共同特点？从左到右或从上到下元素结构有什么区别？性质如何递变？4.何谓同位素？为什么元素的相对原子质量不总为正整数？5.铬的原子序数为24，它共有四种同位素：4.31%的Cr原子含有26个中子，83.76%含有28个中子，9.55%含有29个中子，且2.38%含有30个中子。
试求铬的相对原子质量。
6.铜的原子序数为29，相对原子质量为63.54，它共有两种同位素Cu63和Cu65，试求两种铜的同位素之含量百分比。
7.锡的原子序数为50，除了4f亚层之外其它内部电子亚层均已填满。
试从原子结构角度来确定锡的价电子数。
8.铂的原子序数为78，它在5d亚层中只有9个电子，并且在5f层中没有电子，请问在Pt的6s亚层中有几个电子？9.已知某元素原子序数为32，根据原子的电子结构知识，试指出它属于哪个周期？哪个族？并判断其金属性强弱。
10.原子间的结合键共有几种？各自特点如何？11.图1-1绘出三类材料—金属、离子晶体和高分子材料之能量与距离关系曲线，试指出它们各代表何种材料。
12.已知Si的相对原子质量为28.09，若100g的Si中有5×1010个电子能自由运动，试计算：(a)能自由运动的电子占价电子总数的比例为多少？(b)必须破坏的共价键之比例为多少？13.S的化学行为有时象6价的元素，而有时却象4价元素。
试解释S这种行为的原因。
14.A和B元素之间键合中离子特性所占的百分比可近似的用下式表示：这里x A和x B分别为A和B元素的电负性值。
已知Ti、O、In和Sb的电负性分别为1.5，3.5，1.7和1.9，试计算TiO2和InSb的IC%。
15.Al2O3的密度为3.8g/cm3，试计算a)1mm3中存在多少原子？b)1g中含有多少原子？16.尽管HF的相对分子质量较低，请解释为什么HF的沸腾温度(19.4℃)要比HCl的沸腾温度(-85℃)高？17. 高分子链结构分为近程结构和远程结构。
北工大 材料工程基础复习题(2018)
材料工程基础复习题一．名词解释核心：1．热传导：指温度不同的物体各部分或温度不同的两物体间直接接触时，依靠分子、原子及自由电子等微观粒子热运动而进行的热量传递现象。
热传导（heat conduction），又可称为导热。
2．对流换热：当一个表面和一种运动的流体处于不同温度时，它们之间发生传热称为对流传热。
3．热辐射：由于物体内部微观粒子热运动状态改变，将部分内能转换成电磁波发射出去的过程。
4．黑体：对外来辐射全吸收的物体。
（α=1——吸收率）5．流场：流体质点运动的全部空间。
6．扩散传质:混合物中因组分的浓度差而引起的质量的传递。
7．微观偏析：晶粒范围内化学成分不均匀性，包括，枝晶偏析、胞状偏析、晶界偏析。
8．宏观偏析：宏观尺度铸件各处化学成分差异，包括，正偏析、反偏析、重力偏析等。
9．压力铸造：金属液浇入压铸机压室内，并高速充填型腔，且压力作用下结晶凝固的铸造方法。
10．离心铸造：将液体金属注入高速旋转的铸型内，使金属液做离心运动充满铸型和形成铸件的技术和方法。
11．主应力：因，σ、τ随斜面法线的方向余弦l、m、n而变化，故，l、m、n的某一组合，使全应力与正应力重合，τ=0；该平面称主平面，其正应力称主应力，其方向称应力主轴。
12．正应变：指线元单位长度的变化量。
单元体的棱边长度变化（伸长或收缩）。
13．正挤压：坯料从模孔中流出部分的运动方向与凸模运动方向相同的挤压方法。
14．挤压比：挤压比(λ)＝锭坯断面积/制品断面积。
15．析氢腐蚀：以氢离子（H+）还原反应为阴极过程的腐蚀，由于腐蚀过程中有氢气析出，所以称为“析氢腐蚀”。
16．晶间腐蚀：腐蚀沿着金属或合金的晶粒边界或它的邻近区域发展，晶粒本身腐蚀很轻微。
17．调质处理：淬火+高温回火，以获得综合机械性能的目的。
18．分级淬火：略高于Ms点盐浴停留、再取出空冷。
刀具、量具、精密小件。
19．表观密度：材料在自然状态下（长期在空气中存放的干燥状态），单位体积的干质量。
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)+( )+(011)+( ), 共6个等价面。
{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VCu ＝0.14 nm3(或1.4×10-28m3)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/mm2；1.14X1013个原子/mm2；1.86×1013个原子/mm2。
8. (1) 5.29×1028个矽原子/m3； (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。
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。
材料科学基础_北京理工大学中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年
材料科学基础_北京理工大学中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年1.材料受环境介质的化学、电化学和物理作用产生的损坏或变质现象称为（）答案:腐蚀2.下列哪一项不能通过拉伸实验得到（）答案:硬度3.与绝缘体相比较，半导体能带结构的特点是（）答案:禁带宽度较窄4.确定轨道的空间取向的参数是（）答案:磁量子数m5.二元相图建立的步骤正确的是（）①配制合金系，熔化；②画温度-成分坐标标定临界点；③具有相同意义的点连线；④测冷却曲线确定临界点答案:①④②③6.两组元在液、固两相下均能无限互溶，结晶时只析出单相固溶体组织的合金相图是（）答案:二元合金的匀晶相图7.下列哪项不是残余应力带来的后果（）答案:增强金属的耐腐蚀性8.对陶瓷材料进行烧结处理的目的不包括（）塑造外形9.将金属构件加热到高于或低于临界点，保持一定时间，随后缓慢冷却，这是热处理中的（）答案:退火10.热处理中最重要的工序是（）答案:冷却11.复合材料界面的作用（）答案:将整体承受的载荷由基体传递到增强体12.硬磁材料的特点不包含（）易于退磁13.通常，纳米材料的尺寸界定是：（）答案:1~100nm14.几种结合键中最弱的是（）答案:分子键15.晶粒尺寸减小，金属材料的（）答案:强度增加，硬度增大，塑性增强，韧性增强16.以下材料中是多相材料的有（）答案:水泥普通陶瓷17.陶瓷材料的显微组织由（）三种相态组成答案:气相晶体相玻璃相18.表征硬磁材料性能的主要参数是（）答案:剩余磁感应强度矫顽力最大磁能积19.电子化合物的特点有（）答案:电子浓度不同化合物的晶格类型不同不遵守原子价规律20.磁头材料主要完成的功能是信息的（）功能答案:读出写入21.薛定谔方程可描述原子核外电子运动状态，是能同时反映粒子性和波动性的微观粒子的运动方程答案:正确22.高分子的物理状态只有液态和固态答案:正确23.杠杆定律只适用于两相平衡区，确定两平衡相的相对含量答案:正确24.钢的质量是以磷、硫的含量来划分的答案:正确25.在B＝0时的反向磁场强度Hc称为“矫顽力”，表示材料保持磁化，反抗退磁的能力答案:正确。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
1. 有一硅单晶片，厚0.5mm ，其一面上每107个硅原子包含两个镓原子，另一个面经处理后含镓的浓度增高。
试求在该面上每107 个硅原子需包含几个镓原子，才能使浓度梯度为2×10-26原子/m 32. 为研究稳态条件下间隙原子在面心立方金属中的扩散情况，在厚0.25mm 的金属薄膜的一个端面(面积1000mm m 硅的晶格常数为0.5407nm 。
2) 保持对应温度下 的饱和间隙原子，另一端面3. 一块含0.1%C 的碳钢在930℃渗碳，渗到0.05cm 的地方碳的浓度达到0.45%。
在t>0的全部时间，渗碳 气氛保持表面成分为1%，4. 根据上图4-2所示实际测定lgD 与1/T 的关系图，计算单晶体银和多晶体银在低于700℃温度范围的扩散激活能，并说明两者扩散激活能差异的原因。
5. 设纯铬和纯铁组成扩散偶，扩散1小时后，Matano 平面移动了1.52×10-3cm 。
已知摩尔分数C Cr =0.478时，dC/dx=126/cm ，互 扩散系数为1.43×10-9cm 2/s ，试求Matano 面的移动速度和铬、铁的本征扩散系数D Cr ，D Fe 。
(实验测得Matano 面移动距离的平方与扩散时间之比为常数。
D Fe =0.56×10-9(cm 26. 对于体积扩散和晶界扩散，假定Q /s) )晶界≈1/2Q 体积7. γ铁在925℃渗碳4h ，碳原子跃迁频率为1.7×10，试画出其InD 相对温度倒数1/T的曲线，并指出约在哪个温度范围内，晶界扩散起主导作用。
9/s ，若考虑碳原子在γ铁中的八面体间隙跃迁，(a)求碳原子总迁移路程S ； (b)求碳原子总迁移的均方根位移；(c)若碳原子在20℃时跃迁频率为Γ=2.1×10-98.假定聚乙烯的聚合度为2000，键角为109.5°，求伸直链的长度为L /s ，求碳原子的总迁移路程和根均方位移。
max 与自由旋转链的均方根末端距之比值，并解释某些高分 子材料在外力作用下可产生很大变形的原因。
(l=0.154nm, h 2=nl 29.已知聚乙烯的Tg=-68℃，聚甲醛的Tg=-83℃,聚二甲基硅氧烷的Tg=-128℃,试分析高分子链的柔顺性与它们的Tg 的一般规律。
)10.试分析高分子的分子链柔顺性和分子量对粘流温度的影响。
11.有两种激活能分别为E 1=83.7KJ/mol 和E 2=251KJ/mol 的扩散反应。
观察在温度从25℃升高到600℃时对这两种扩散的影响，并 对结果作出评述。
12.碳在α-Ti 中的扩散速率D(m 2/s)在以下测量温度被确定：736℃时为2×10-13；782℃时为5×10-13；835℃时为1.3×10-12。
(a)试确定公式D=D 0exp(-Q/RT)是否适用；若适用，则计算出扩散常数D 0和激活能Q 。
(b)试求出500℃下的扩散速率。
13.在950℃下对纯铁进行渗碳，并希望在0.1mm 的深度得到0.9wt%的碳含量。
假设表面碳含量保持在1.20wt% ，扩散系数D γ-Fe =10-10m 314.在NiO 中引入高价的W /s 。
计算为达到此要求至少要渗碳多少时间。
6+。
(a)将产生什么离子的空位？(b)每个W 6+将产生多少个空位？(c)比较NiO 和渗W 的NiO(即NiO-WO 315.已知Al 在Al )的抗氧化性哪个好？2O 3中扩散常数D 0=2.8×10-3(m 2/s)，激活能477（KJ/mol ），而O 在Al 2O 3中的D 0=0.19(m 216.在一富碳的环境中对钢进行渗碳，可以硬化钢的表面。
已知在1000℃下进行这种渗碳热处理，距离钢的表面1mm 处到2mm 处，碳含量从5at%减到4at%。
估计在近表面区域进入钢的碳原子的流入量J(atoms/m /s),Q=636(KJ/mol)。
(a) 分别计算两者在2000K 温度下的扩散系数D ；(b)说明它们扩散系数不同的原因。
w2s)。
(γ-Fe 在1000℃的密度为7.63g/cm 3，扩 散常数D 0=2.0×10-5m 2/s ，激活能Q=142kJ/mol)。
表面与界面1 名词晶界能，小角度晶界，晶界偏析2 问答1 试述晶界的特性。
2 分析晶界能的变化。
3 分析影响晶界迁移的因素。
1. 有一根长为5 m ，直径为3mm 的铝线，已知铝的弹性模量为70Gpa ，求在200N 的拉力作用下，此线的总长度。
2. 一Mg 合金的屈服强度为180MPa ，E 为45GPa ，a)求不至于使一块10mm×2mm 的Mg 板发生塑性变形的最大载荷；b)在此载荷作用下，该镁板每mm 的伸长量为多少？3. 有一70MPa 应力作用在fcc 晶体的[001]方向上，求作用在（111）和（111） 4. Zn 单晶在拉伸之前的滑移方向与拉伸轴的夹角为45°，拉伸后滑移方向与拉伸轴的夹角为30°，求拉伸后的延伸率。
滑移系上的分切应力。
5. 已知平均晶粒直径为1mm 和0.0625mm 的α-Fe 的屈服强度分别为112.7MPa 和196MPa,问平均晶粒直径为0.0196mm 的纯铁的屈服强度为多少？6. 铁的回复激活能为88.9 kJ/mol ，如果经冷变形的铁在400℃进行回复处理，使其残留加工硬化为60%需160分钟，问在450℃回复处理至同样效果需要多少时间？7. 已知H70黄铜（30%Zn ）在400℃的恒温下完成再结晶需要1小时，而在390℃完成再结晶需要2小时，试计算在420℃恒温下完成再结晶需要多少时间？8. 对于预先经过退火的金属多晶体，其真实应力—应变曲线的塑性部分可近似表示στ=kετ，其中k 和n 为经验常数，分别称为强 度系数和应变硬化指数。
若有A ，B 两种材料，其k 值大致相等，而n A =0.5，n B =0.2，则问a ）那一种材料的硬化能力较高，为 什么？b ）同样的塑性应变时，A 和B 哪个位错密度高，为什么？c ）导出应变硬化指数n 和应变硬化率{θ=dσT /dεT 9. 有一70MPa 应力作用在fcc 晶体的[001]方向上，求作用在(111)[10-1]和(111)[-110]滑移系上的分切应力。
}之间的数学 公式。
10. 有一bcc 晶体的(110)[111]滑移系的临界分切力为60MPa ，试问在[001]和[010]方向必须施加多少的应力才会产生滑移？11. Zn 单晶在拉伸之前的滑移方向与拉伸轴的夹角为45°，拉伸后滑移方向与拉伸轴的夹角为30°，求拉伸后的延伸率。
12. Al 单晶制成拉伸试棒（其截面积为9mm 213. Mg 单晶体的试样拉伸时，三个滑移方向与拉伸轴分别交成38°、45°、85°，而基面法线与拉伸轴交成60°。
如果在拉应力为2.05MPa 时开始观察到塑性变形，则Mg 的临界分切应力为多少？）进行室温拉伸，拉伸轴与[001]交成36.7°，与[011]交成19.1°，与[111]交成22.2°，开始屈服时载荷为20.40N ，试确定主滑移系的分切应力。
14. MgO 为NaCl 型结构，其滑移面为{110}，滑移方向为<110>，试问沿哪一方向拉伸(或压缩)不能引起滑移？15. 一个交滑移系包括一个滑移方向和包含这个滑移方向的两个晶面，如bcc 晶体的(101)[-111](110)，写出bcc 晶体的其他三个同类型的交滑移系。
16. fcc 和bcc 金属在塑性变形时，流变应力与位错密度ρ的关系为τ=τ0+αGb√ρ，式中τ0为没有干扰位错时，使位错运动所需的应力，也即无加工硬化时所需的切应力，G 为切变模量，b 为位错的柏氏矢量，α为与材料有关的常数，为0.3~0.5。
实际上，此公式也是加工硬化方法的强化效果的定量关系式。
若Cu单晶体的τ0=700kPa ，初始位错密度P=105cm -2，则临界分切应力为多 少？已知Cu 的G=42×10317. 试指出Cu 和a-Fe 两晶体易滑移的晶面和晶向，并求出他们的滑移面间距，滑移方向上的原子间及点阵阻力。
(已知G MPa ，b=0.256nm ，[111] Cu 单晶产生1%塑性变形所对应的σ=40MPa ，求它产生1%塑性变形后的位错密度。
Cu = 483GPa ，G α-Fe 18. 设运动位错被钉扎以后，其平均间距l=ρ=81.6GPa ，ν=0.3)。
-1/219. 设合金中一段直位错线运动时受到间距为l 的第二相粒子的阻碍，试求证使位错按绕过机制继续运动所需的切应力为：τ=2T/(bλ)=Gb/(2πr)×Bln(λ/(2r (r 为位错密度)，又设Cu 单晶已经应变硬化到这种程度，作用在该晶体所产生的分切应力为14 MPa ，已知G=40GPa ，b=0.256nm ，计算Cu 单晶的位错密度。
0))，式中T—线张力，b—柏氏矢量，G—切变模量，r 020. 已知平均晶粒直径为1mm 和0.0625mm 的α-Fe 的屈服强度分别为112.7MPa 和196MPa ，问平均晶粒直径为0.0196mm 的纯铁的屈服强度为多少？—第二相粒子半径，B—常数。
21. 现有一Φ6mm 铝丝需最终加工至Φ0.5mm 铝材，但为保证产品质量，此丝材冷加工量不能超过85%，如何制定其合理加工工艺？22. 铁的回复激活能为88.9KJ/mol ，如果经冷变形的铁在400℃进行恢复处理，使其残留加工硬化为60%需160分钟，问在450℃回复处理至同样效果需要多少时间？23. Ag 冷加工后位错密度为1012/cm 2，设再结晶晶核自大角度晶界向变形基体移动，求晶界弓出的最小曲率半径(Ag: G=30GPa ，b=0.3nm ，r=0.4J/m 224. 若将再结晶温度定义为退火1小时内完成转变量达95%的温度，已知获得95%转变量需要的时间t )。
0.95：t 0.95=[2.85/(NG 3)]1/4，式中N 、G 分别为在结晶的形核率和长大线速度：N=N 0exp(-Qn/(kT))，g=G 0exp(-Qg/(kT))。
a)根据上述方程导出再结晶温度TR 与G 0、N 0、Qg 及Qn 的函数关系； b)说明下列因素是怎样影响G 0、N 025. 已知H70黄铜(30%Zn)在400℃的恒温下完成再结晶需要1小时，而在390℃完成再结晶需要2小时，试计算在420℃恒温下完成再结晶需要多少时间？、Qg 及Qn 的：1)预变形度；2)原始晶粒度；3)金属纯度。