东北大学材料科学基础

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《材料科学基础》课程教学大纲

《材料科学基础》课程教学大纲课程编号：08061211课程名称：材料科学基础英文名称：Fundamental of Materials Science课程类型：学科基础课课程要求：必修学时／学分：88／5.5 （讲课学时：80 实验学时：8 上机学时：0）适用专业：材料成型与控制工程；焊接技术及工程；金属材料工程；无机非金属材料工程一、课程性质与任务《材料科学基础》是材料科学与工程学院各专业学生学习和掌握材料的成分、组织结构与性能间的关系及其变化规律，特别是固体材料的结构、晶体缺陷、平衡相图、凝固和原子扩散过程诸方面的基本概念和基础理论，以及有关的加工工艺对材料的组织结构和性能的影响规律的学科基础课，也是学生将来学习专业课程的理论基础。

本课程在教学内容方面着重基本知识、基本理论和基本规律等方面的讲解；在培养实践能力方面着重试样的选取与制备及显微组织的观察等基本方法的训练，使学生熟悉材料科学的相关基础知识，为后续专业课程的学习以及将来解决材料的生产、加工等问题和探索新材料、新技术、新工艺打下比较系统而坚实的理论基础。

二、课程与其他课程的联系选修课：大学物理，材料物理化学本课程是在学习了大学物理、材料物理化学等课程后方能学习本课程；该课程也是学习后续专业课程的理论基础。

通过该课程的学习，使学生掌握材料的成分、组织结构与性能间的关系及其变化规律，从而为进一步深入学习材料科学与工程学院各专业的专业课程奠定基础，并且理论结合实践，使其有机的结合起来，形成一个完整的系统的专业学科基础理论体系。

三、课程教学目标1．学习并掌握常见的晶体结构与材料的相结构、晶体缺陷及固态材料中的原子扩散、材料的凝固、二元相图及塑性变形等基本知识，使学生在材料方面具有扎实的基础理论知识，了解并掌握金属材料产品由不同工艺形成的组织特征，具有开发和选用新材料的能力和工程实际应用的能力；（支撑毕业能力要求1.1、1.2）2．培养学生的工程实践学习能力，使学生掌握观察材料显微组织的实验方法，获得实验技能的基本训练，具有查阅有关技术资料的能力；（支撑能力毕业要求2.1、2.3）3．培养学生对金属材料的各类物理现象、特性进行研究并通过实验验证的能力。

(NEW)东北大学材料与冶金学院《829材料科学基础》历年考研真题汇编

目　录2015年东北大学829材料科学基础考研真题（回忆版）2014年东北大学829材料科学基础考研真题2013年东北大学材料科学基础考研真题（回忆版）2012年东北大学材料科学基础考研真题（回忆版）2009年东北大学材料科学基础考研真题（回忆版）2008年东北大学材料科学基础考研真题（回忆版）2007年东北大学材料科学基础考研真题（回忆版）2006年东北大学材料科学基础考研真题（回忆版）2005年东北大学材料科学基础考研真题（回忆版）2004年东北大学429材料科学基础（A卷）考研真题2003年东北大学材料科学基础考研真题2002年东北大学427材料科学基础考研真题2001年东北大学424材料科学基础考研真题2015年东北大学829材料科学基础考研真题（回忆版）一、名词解释1．裂纹偏转增韧2．硬取向3．晶带定律4．蠕变5．反应扩散二、简述热力学条件和动力学条件在材料结构转变的作用、影响，举两个实际生活中利用热力学条件和动力学条件进行相关制备材料的例子。

三、金属在冷变形核和退火过程中的缺陷如何变化及相关变化的驱动力。

四、分别写出纯金属、铝铜合金、三氧化二铝金属基复合材料可以采用的强化措施。

五、写出块型转变、马氏体转变、脱溶分解的界面微观特征。

六、（1）K0＞1时滑出下面三种凝固后固体棒溶质浓度分布图。

（a）固相不能充分扩散，液相可以充分对流。

（b）固相不能充分扩散，液相仅有对流。

（c）固相不能充分扩散，液相对流不充分。

（2）考察一个成分过冷的计算题。

七、分别告诉了A、B组元的扩散常数和扩散激活能（具体数值不记得），由A、B组成扩散偶，问扩散界面会向哪一方移动以及空位会在哪里聚集。

八、三元共晶液相投影图相图的计算（1）说明一标定成分点的娥组织转变工程。

（2）画液相相图过三角形顶点引的一条直线的垂直截面图。

2014年东北大学829材料科学基础考研真题。

东北大学材料科学与工程学院

现பைடு நூலகம்领导
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截止到2021年6月，学院现设有材料科学与工程和功能材料（隶属材料学二级学科）、材料成型及控制工程（隶属材料加工工程二级学科）、材料物理（隶属材料物理与化学二级学科）、材料科学与工程（中外合作办学） 5个本科生专业，属于材料科学与工程一级学科的材料工程及分别属于相应二级学科的材料学、材料加工工程、材料物理与化学4个硕士和博士研究生专业以及材料科学与工程博士后流动站。现有在校学生3294人，其中本科生 1603人，硕士研究生1255人，博士研究生436人。
办学历史
1950年，东北工学院物理冶金专业及金属压力加工专业创建，这两个专业分别是材料科学与工程专业及材料成型及控制工程专业的前身。
1958年，材料物理专业创办。 2012年，功能材料专业创办。 1996年10月，由东北大学原钢铁冶金系、有色金属冶金系、材料科学与工程系、热能工程系、金属压力加工系合并组建东北大学材料与冶金学院。 2015年12月15日，东北大学材料与冶金学院拆分为东北大学冶金学院级东北大学材料科学与工程学院。
截至2017年3月，学院拥有国家级特色专业2个，省级精品课程2门。国家级特色专业：材料科学与工程专业、材料成型及控制工程专业省级精品课程：材料成形金属学、材料的力学性能表格数据截至2017年3月（表格资料来源：）
文化传统
院训：厚德为料，铸智成材
院风：求真拓新，明辨笃行
学院院徽：
院徽设计创意：1、整体颜色用冷色调，显示科学与技术研究的谨性；2、中间四面体设计，一方面表达新材料的研发是从成分-结构-工艺-性能四个方面开展，也是材料发展的核心，其中顶点是性能（或功能 performance），是最终最为重要部分；另一方面也表示晶体结构，这是材料科学研究的核心内容之一：MSE是材料科学与工程的缩写；3、中间的齿轮代表工程，也凸显出路甬祥院士对材料未来发展提出的“料成材，材成器” 理念。也意味着材料必要走向实用化，才能显示出新材料的意义。这也与东北大学王国栋院士提出的材料发展思路一致；4、外圈中东北大学英文表达国际化，汉字“东北大学”用张学良先生的题字表达对学校历史的传承。学院院徽

东北大学材料工程研究生培养方案

附件11专业学位硕士研究生培养方案材料工程（085204）一、专业领域简介与研究方向(一)专业领域简介东北大学材料工程是国家首批试点招收与培养工程硕士的领域之一，也是首批设立培养全日制专业硕士学位研究生的领域之一。

与本领域相对应的材料科学与工程学科是我国冶金与材料领域最早建立的学科之一，涵盖材料物理与化学、材料学、材料加工工程3个二级学科，具有学科齐全、理工结合等特点。

本学科1962年起开始培养研究生，1981年具有首批硕士、博士学位授权点，1998年被批准为博士学位授权一级学科，2007年被评为一级学科国家重点学科，并于同年设立博士后流动站。

依托本学科，建有“轧制技术及连轧自动化国家重点实验室”、“材料电磁过程研究教育部重点实验室”、“材料各向异性与织构教育部重点实验室”和发改委与地方共建的“材料电磁冶金国家工程实验室”、“金属材料微结构设计与控制辽宁省重点实验室”、“教育部新材料与功能材料网上合作研究中心”、“新材料技术辽宁省高校重点实验室”和“辽宁省金属防护专业技术服务中心”等科研教学基地。

本学科以金属材料和无机非金属材料为重点，以功能材料为发展前沿，以金属材料升级换代和新材料研制为使命，围绕工艺绿色化、装备智能化和产品高质化开展基础研究、应用基础研究及关键共性技术研究，在行业关键共性技术和高端金属材料产品两方面实现突破，为材料的研制、生产和应用提供原创性理论和关键技术。

学科立足国际前沿，致力于建设高层次复合型人才培养、科研与成果转化和学术交流的国际一流基地，使学科成为推动材料发展、促进材料技术进步和服务经济社会及国防建设的典范。

(二)研究方向：1.材料设计、模拟与仿真2.低维材料的制备、结构与性能3.材料微结构与性能的调控4.新型功能材料的制备、结构与性能5.高性能陶瓷及粉末冶金材料6.材料表面技术7.材料电磁过程研究8.材料塑性成形理论与工艺9.材料成形过程智能控制10.金属材料成形与热处理装备智能化11.金属材料短流程工艺与理论12.材料腐蚀与防护二、培养目标材料工程领域培养热爱祖国，拥护中国共产党的领导和社会主义制度，遵纪守法，品学兼优, 具有良好的科研道德和敬业精神，能服务国家、服务人民的高层次应用型专门人才。

2014_东北大学材料科学基础考研真题

东北大学2014年研究生入学考试试题考试科目：材料科学基础（829）一、解释名词（20′）1、小角度晶界2、不全位错3、变形织构4、熟化5、不连续脱溶二、对于面心立方单晶体中b=a[101]∕2。

位错线方向为[¯1¯21]的刃位错。

试计算当沿[110]方向施家100MPa拉力时，单位长度位错线沿滑移和攀移方向所受的力，已知a=0.40nm。

三、（1）分析成分为5.6%Cu和5.7%Cu的合金在平衡结晶和快速冷却非平衡结晶时的室温组织特点。

（2）设x合金平衡凝固完毕的组织为α初晶+（Α+θ）共晶，其中α初晶占60% ，则合金中刚凝固完毕的θ相的含量是多少？（3）绘出温度T=560℃时各相自由能-成分曲线示意图（4）指出此二元系中比较适合作变形合金和铸造合金的成分范围。

（5）成分为4%的Cu的合金经80%冷变形后，分别在550℃和250℃退火1小时，试分析其组织有何不同。

四、材料结合键的类型有哪些？结合键的类型和结合键的大小对材料的力学性能有何影响？五、一台蒸汽涡轮机的低压转子是用Cr-Mo-V合金钢材料制成的，工作温度是565℃，转速为3400转/分钟，在运行106000小时之后发生断裂，请分析其失效的可能原因是什么？六、T温度下A-B二元合金系α相和γ相的摩尔吉布斯自由能Gm-成分曲线如图所示，由合金Ⅰ和合金Ⅱ组成的扩散偶在此温度下扩散。

分析原子扩散方向，如果合金Ⅰ和合金Ⅱ的混合成分为X分析通过扩散达到平衡后，系统的摩尔吉B,布斯自由能Gm的变化，并画出示意图。

七、Mg-Sn-Zn系液相面投影图（1）写出图中A、B、C、D处四相平衡反应类型及反应式。

（2）确定P点合金成分及初晶相，并估算其结晶温度。

（3）假设Sn基固溶体bct(Sn)对其他组员的固溶度可忽略，分析Q点成分的平衡凝固过程及组织变化。

东北大学材料学科介绍

东北大学材料学科介绍－材料先进制备与处理技术研究领域一、研究领域简介先进材料制备与处理技术本领域主要从事激光应用技术、材料电磁场制备技术、表面防护技术、焊接与热处理技术及装备的研究与开发。

迄今已经形成了一个多学科交叉的研究领域。

近年来承担国家973计划、863计划、国家自然科学基金等各级各类科研项目15项，总经费400万元；公开发表学术论文200余篇，其中被SCI、EI、ISTP收录近百篇次，出版专著及教材4部；获科技成果奖励15项，其中省部级科技进步一等奖3项、二等奖5项、三等奖2项；本研究领域现有材料表面技术、热处理及焊接技术、和特殊外场处理技术三个研究方向。

二、学术带头人简介刘常升，1963年1月出生，博士，教授，博士生导师。

现任东北大学材料与冶金学院院长。

兼任中国材料研究学会青委会理事、辽宁省机械工程学会理事和材料工程学会理事长，教育部材料先进制备技术工程中心副主任。

1999年获国务院颁发的政府特殊津贴奖励。

2000年获第二届“辽宁省青年科技奖”二等奖奖励。

2000年入选教育部高校中青年骨干教师资助计划。

2001年入选教育部“跨世纪优秀人才培养计划”。

2003年当选沈阳市十大杰出青年。

1995年获得辽宁省科技进步奖一等奖，2001年获得中国冶金科学技术奖二等奖和辽宁省科学技术奖（自然科学）三等奖。

出版《激光表面改性与纳米材料制备》专著，申报国家发明专利1项，发表学术论文120篇。

赵骧，1956年生，工学博士，教授，博士生导师。

1982年7月毕业于东北工学院（现东北大学）金属材料专业；1987年获硕士学位后留校任教；1990年赴日本东京大学工学部金属材料系留学；1993年获博士学位；1995年至1998年在日本东北大学工学部材料晶界设计讲座任教；回国后在东北大学材料与冶金学院材料研究所任教。

1999年至今多次以客座教授身份赴法国Metz大学进行科研合作。

1994年和2002年分别被评为东北大学优秀共产党员和先进教育工作者。

材料科学基础(哈工大版)课件

dislocations climbing and gliding：位错攀移和滑移
⑴相变机制：固态相变：过饱和固溶体蠕变：位错层错滑移攀移
⑵晶体学基础：结构：单晶体多晶体原子排列：体心立方面心立方密排六方晶体表征：晶面指数晶向指数
内容及要求：懂－会－熟（练习）
本章内容
1. 化学键
№1
练习1－2答案
∞、∞、∞、1 №2
（1121） 1、1、－1/2、1
晶帶：相交或平行于某直线的所有晶面
直线：晶带轴晶帶定理： hu + kv+ lw = 0
晶面间距
面间距的应用－物相鉴定
α ˊ (110)
In ten sity
1000
850(℃ )
800
600
400
200
0
20
Materials Science and Engineering A 454–455 (2007) 461–466
Fig. 5. Dislocation structure of a precompression treatment specimens during creep at 800 ◦C and 600MPa: (a) t = 0, (b) t=10h, (c) t = 50 h and (d) after fail at t = 287 h.
材料科学基础
第一章材料的结构
前言
材料热处理学报，29（1），99－101， 2008
304 奥氏体不锈钢热诱发马氏体相变研究
杨卓越、王建、陈嘉砚
摘要: 借助X射线衍射技术,研究了304 奥氏体不锈钢热诱发马氏体相变倾向。结果表明:C、Mn、Cr 和Ni接近标准规范下限,304 不锈钢的稳定性急剧下降,致使液氮内冷却后的奥氏体转变为α′或ε马氏体,室温拉伸即形成应变诱发ε和α′马氏体,而且较小的室温变形显著增大随后液氮内冷却的热诱发α′马氏体相变倾向,但随室温预应变增大快速形成应变诱发α′马氏体,致使随后在液氮内发生热诱发α′马氏体倾向下降。此外,研究表明ε 马氏体的形成及消失与α′马氏体的累积量有关。

(NEW)东北大学材料与冶金学院《829材料科学基础》历年考研真题汇编

三、金属在冷变形核和退火过程中的缺陷如何变化及相关变化的驱动力。

四、分别写出纯金属、铝铜合金、三氧化二铝金属基复合材料可以采用的强化措施。

五、写出块型转变、马氏体转变、脱溶分解的界面微观特征。

六、（1）K0＞1时滑出下面三种凝固后固体棒溶质浓度分布图。

（a）固相不能充分扩散，液相可以充分对流。

（b）固相不能充分扩散，液相仅有对流。

（c）固相不能充分扩散，液相对流不充分。

（2）考察一个成分过冷的计算题。

七、分别告诉了A、B组元的扩散常数和扩散激活能（具体数值不记得），由A、B组成扩散偶，问扩散界面会向哪一方移动以及空位会在哪里聚集。

八、三元共晶液相投影图相图的计算（1）说明一标定成分点的娥组织转变工程。

（2）画液相相图过三角形顶点引的一条直线的垂直截面图。

2014年东北大学829材料科学基础考研真题2013年东北大学材料科学基础考研真题（回忆版）2012年东北大学材料科学基础考研真题（回忆版）一、名词解释（25分）1．点群2．二次再结晶3．超塑性4．相5．扩散激活能二、1．写出（111）晶面所有的滑移系，并在晶胞中画出。

材料科学基础课程教学大纲

材料科学基础课程教学大纲
一、课程背景与目标
材料科学基础课程是材料科学与工程专业的一门基础性课程，旨在培养学生对材料科学基本理论和基本知识的理解和掌握，为其后续的专业学习和科研工作打下坚实的基础。

本课程通过系统地讲授材料结构、性能与应用等方面的基础知识，旨在培养学生的科学思维、分析问题和解决问题的能力。

二、教学内容
1. 材料科学基础
1.1 材料科学的发展历程
1.2 材料科学的研究方法与手段
1.3 材料科学的基本概念和专业术语
2. 材料结构与性能
2.1 材料的晶体结构与非晶体结构
2.2 材料的晶体缺陷与非晶缺陷
2.3 材料的晶体结构与性能关系
2.4 材料的物理性质与化学性质
2.5 材料的机械性能与材料强度
3. 材料制备与加工
3.1 金属材料的制备与加工
3.2 陶瓷材料的制备与加工
3.3 高分子材料的制备与加工
3.4 复合材料的制备与加工
3.5 材料制备与加工中的工艺控制与监测
4. 材料性能测试与分析
4.1 材料性能测试的基本原理与方法4.2 材料力学性能测试与分析
4.3 材料热学性能测试与分析
4.4 材料电学性能测试与分析。

东北大学材料科学基础晶体结构f12-new

配位数 CN=8
致密度
致密度(原子堆垛因子)
APF nv
2 4 r3
3
68%
V (4r / 3)3
原子线密度/面密度
LD[100]
2r 4r /
3
0.866
BCC
最密排面{110} 最密排方向<111>
PD(110)
2r2 0.833
2(4r / 3)2
密排六方（Hexagonal Close-Packed, HCP）
APF nv 74% V
HCP
最密排面 {0001} 最密排方向 <1120>
BCC、FCC和HCP结构的点阵常数、配位数及致密度
Structure
a vs. r
Atoms Coordination Packing per cell Number factor
Examples
BCC a 4 r
plane indices
BCC
FCC
atomic arrangement
planar density
atomic arrangement
planar density
r 2
{100}
a
a2
a
a a
2r 2
a2
{110} {111}
a 2a
2a
2a
2a
2r 2
2a2
1 r 2
2 3 a2 2
a
2a
2a
2
3
Fe, Ti, W, Mo, Nb,
8
0.68
Ta, K, Na, V, Zr, Cr
FCC a 4 r
4
2

东北大学专业课参考书目

基础工业工程
《基础工业工程》
易树平郭伏
机械工业出版社
2007年
851
物流工程与管理
《物流管理新论》
戢守峰
科学出版社
2005年
852
电子技术基础
《电路与电子学》
王文辉
电子工业出版社
2005年
《数字逻辑与数字系统》
王永军
电子工业出版社
2005年
853
C语言程序设计与数据结构
《标准C语言程序设计》
金名等译
《法理学》
张文显
高等教育出版社
最新版
614
国际政治
《国际政治学概论》
陈岳
中国人民大学出版社
最新版
615
马克思主义基本原理
《马克思主义基本原理概论》
本书编写组
高等教育出版社
最新版
616
科学技术概论
《科学技术发展概论》
李兆友
东北大学出版社
2006年
617
管理学基础
《现代管理学原理》
娄成武
中国人民大学出版社
2007年
813
代数基础
《高等代数》（1-9章）
北京大学数学系
高等教育出版社
2003年
《近世代数》（1-2章）
杨子胥
高等教育出版社
2003年
814
物理化学
《物理化学》
傅献彩
高等教育出版社
2005年
815
线性代数与空间解析几何
《线性代数与空间解析几何》
邢伟
高等教育出版社
2005年
816
材料力学
《材料力学》
东北大学2012年硕士研究生招生参考书目

东北大学材料科学基础2009答案

2009年《材料科学基础》参考答案一、名词解释1.晶格:通过空间点阵的阵点作平行的直线或平面，形成网格，称为格子或晶格2.Schmid因子:cosΦcosλ3.如果由于某种原因使密排面的堆垛次序遭到破坏，使整个一层密排面上的原子都发生了错排，这种缺陷称为层错。

4.金属的实际开始凝固温度了T n总是低于理论凝固温度了T m，这种现象称为过冷、二者之间的温度差ΔT＝T m -T n称为过冷度。

过冷度是金属凝固的必要条件。

5.非共析成分的合金在非平衡结晶条件下得到的共析组织称伪共析。

6.非均匀形核是在非均一的熔体中，以某种界面为依附衬底而形成晶核的过程。

其特点是：依附已有界面形核，所需的驱动力较小。

二、d=a/3 ρ=2/a233三、析出硬化型合金能在一定温度下发生淬火软化，因为在时效的初期，随时效时间增长，亚稳平衡析出粒子长大，材料强度会增高，时间进一步增长或温度提高，一旦亚稳析出相粒于转变为平衡析出相粒子后，粒子的共格应变就会消失，强化作用显著降低，材料强度降低，而且随时效时间的延长，平衡相粒子粗化，强度将进一步降低。

过饱和固溶体合金易产生时效。

泠变形使过饱和固溶体容易产生时效。

四、多晶材料形变的基本过程与单晶相同，但复杂得多。

其复杂性源自晶界以及邻接晶粒的限制作用。

换言之，外加应力是通过周围晶粒传输到个别晶粒的，同时一个晶粒的形变必然涉及到各邻接晶粒的形变，多晶材料的强度显然应高于单晶。

由此也可推断，细化晶粒必能提高材料的强度与硬度。

施于任何给定晶粒的载荷对于每一可能的滑移系都可分解成切应力和正应力。

当切应力超过材料的临界切应力时，就会造成位错的产生与运动从而产生材料的塑性变形。

：材料变形时，正应力分量会造成每个晶粒都在转动，使运行中的滑移方向愈趋近拉力方向。

多晶体金属的变形是各晶粒联合变形的总结果。

多晶体金属变形涉及沿滑移面和沿晶界的两种运动，这就更增加了复杂性，因为在正常情况下滑移改变着晶界的方向。

东北大学材料科学基础(826)名词解释

东北大学材料科学基础（826）名词解释1、晶体[2008年]原子按一定方式在三维空间内周期性地规则重复排列，有固定熔点、各向异性。

2、中间相两组元A和B组成合金时，除了形成以A为基或以B为基的固溶体外，还可能形成晶体结构与A，B两组元均不相同的新相。

由于它们在二元相图上的位置总是位于中间，故通常把这些相称为中间相。

3、亚稳相亚稳相指的是热力学上不能稳定存在，但在快速冷却或加热过程中，由于热力学能垒或动力学的因素造成其未能转变为稳定相而暂时稳定存在的一种相。

4、配位数晶体结构中任一原子周围最近邻且等距离的原子数。

5、再结晶[2002年、2003年、2004年、2006年B]冷变形后的金属加热到一定温度之后，在原变形组织中重新产生了无畸变的新晶粒，而性能也发生了明显的变化并恢复到变形前的状态，这个过程称为再结晶。

（指出现无畸变的等轴新晶粒逐步取代变形晶粒的过程）6、伪共晶[2006年A]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全部的共晶组织，这种由非共晶成分的合金得到的共晶组织称为伪共晶。

7、交滑移当某一螺型位错在原滑移面上运动受阻时，有可能从原滑移面转移到与之相交的另一滑移面上去继续滑移，这一过程称为交滑移。

8、过时效铝合金经固溶处理后，在加热保温过程中将先后析出GP区，θ″，θ′，和θ。

在开始保温阶段，随保温时间延长，硬度强度上升，当保温时间过长，将析出θ′，这时材料的硬度强度将下降，这种现象称为过时效。

9、形变强化金属经冷塑性变形后，其强度和硬度上升，塑性和韧性下降，这种现象称为形变强化。

10、固溶强化由于合金元素（杂质）的加入，导致的以金属为基体的合金的强度得到加强的现象。

11、弥散强化许多材料由两相或多相构成，如果其中一相为细小的颗粒并弥散分布在材料内，则这种材料的强度往往会增加，称为弥散强化。

12、不全位错[2014年]柏氏矢量不等于点阵矢量整数倍的位错称为不全位错。

13、扩展位错[2007年]通常指一个全位错分解为两个不全位错，中间夹着一个堆垛层错的整个位错形态。

材料科学基础试卷和答案

东北大学秦皇岛分校课程名称：材料科学基础（上）试卷： (A) 考试形式：闭卷授课专业：材料科学与工程考试日期：2008年06月25日试卷：共 4 页一、填空题（每空1分，共10分）1、Cu （原子序号29）的基态电子组态为 1s 22s 22p 63s 23p 63d 104s 1 。

2、聚乙烯高分子材料中C —H 化学键属于共价键。

3、金属的三种常见晶体结构中，密排六方结构不能称作为一种空间点阵。

4、面心立方晶体的孪晶面是__（111）。

5、在晶体中形成空位的同时又产生间隙原子，这样的缺陷是弗伦克尔缺陷。

6、链段是用来描述高分子的柔顺性。

7、固体金属内原子扩散的驱动力是化学位梯度。

8、既能提高硬度，又能降低其脆性的手段是细晶强化。

9、再结晶的驱动力是储存能（应变能）。

10、在金相试样表面上几组交叉滑移线的产生是由于多滑移。

二、选择题（每题1.5分，共30分）1、简单立方晶体的致密度为。

（ C ） A 、100% B 、65% C 、52% D 、58%2、空间点阵是由在空间作有规律的重复排列。

（ C ）A 、原子B 、离子C 、几何点D 、分子3、在SiO 2七种晶型转变中，存在两种转变方式：一种为位移转变，另一种为重构转变，位移转变需要的激活能____ 重构转变的激活能。

（ B ） A 、大于 B 、小于 C 、等于4、每一个面心立方晶胞中有八面体m 个，四面体间隙n 个，其中：。

A 、m=4，n=8 B 、m=13，n=8 C 、m=1，n=4 （ A ）5、不能发生攀移运动的位错是。

（ A ） A 、肖克莱不全位错 B 、弗兰克不全位错 C 、刃型全位错6、在一块晶体中有一根刃位错P 和一根相同长度的螺位错线Q ，比较两者的能量，有：。

（ A ） A 、E （P ）>E （Q ） B 、E （P ）<E （Q ） C 、E （P ）=E （Q ）7、有两根右螺位错线，各自的能量都为E 1,当它们无限靠近时，总能量为：。

东北大学材料科学基础_第三章__晶体的缺陷(五)位错的弹性性质

复习应力
一、应力：
受力物体截面上内力的集度，即单位面积上的内力。
P1 P2 2 mΔ A
K
ΔF
P P3 3
P P4 4

K
Fk

s
m
F Fk A0 A lim

控制 Fk 复杂，按理论力学上分成两个分量

Fk
剪应力 MPa＝N/mm2 ＝ 10 6 Pa kg/cm2 ＝ 0.1 MPa
（a）直角坐标系（xyz）
3个正应力分量(σxx， σyy σzz) 和 6个切应力分量 (τxy=τyx, τyz=τzy , τxz=τzx ) ；下标中第1个字母表示应力作用面的外法线方向，第 2字母表示应力的指向。
（b）圆柱坐标系(
r z )
3 个正应力分量 (σθθ、
σzz、σrr) 和六个切应力分量
c. 单位长度混合位错的应变能：3.15式（P99）
简化上述各式得3.16式
结论：(P100)
(1) －(5)
（1）刃型位错We 假设 x→x+dx ，那么 b'→ b'+db'.
Gb x( x 2 y 2 ) xy 2 (1 ) ( x 2 y 2 ) 2
zx zy 0
xy
Gb x( x 2 y 2 ) 2 (1 ) ( x 2 y 2 )2
zx zy 0
y2 ) )2
zx zy 0
刃位错应力场特点： ① 正应力分量和切应力分量同时存在。 ② 各应力分量都是x、 y的函数，而与z无关。 ③ 应力场以多余半原子面对称。 ④ y=0时, σ=0只有切应力而无正应力,切应力最大值Gb/[2(1υ)x] ⑤ y>0 时, σxx<0；y<0时, σxx>0 。说时正刃位错滑移面上部受压,下部分受拉。 ⑥ 应力场中任意一点位置, |σxx| > |σyy| ⑦ x = ±y时及y轴上 σyy = τxy = 0，说明在直角坐标系中的对角线处只有σxx ,而且在每条对角线的两侧, τxy及σyy 的符号相反。 ⑧ 上述公式不能适用于刃位错的中心区。

全国名校材料科学基础考研真题汇编(含部分答案)

1．清华大学材料科学基础历年考研真题及详解2009年清华大学材料科学基础（与物理化学或固体物理）考研真题及详解2008年清华大学材料科学基础（与物理化学或固体物理）考研真题及详解2007年清华大学材料科学基础（与物理化学或固体物理）考研真题及详解清华大学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（与物理化学或固体物理）适用专业：材料科学与工程一、（5分）证明：对于立方晶系，有二、（10分）画出下述物质的一个晶胞：金刚石 NaCl 闪锌矿纤锌矿石墨三、（10分）请导出摩尔分数为x A、x B的二元系中的综合扩散系数D与分扩散系数D A、D B之间的关系。

四、（10分）根据图1-1所示的铁碳平衡相图，回答以下问题：1．写出在1495℃、1154℃、1148℃、738℃和727℃发生的三相平衡反应的反应式。

2．画出含碳量的过共析钢在室温下的平衡组织，并计算其中二次渗碳体的百分数。

3．含碳量的亚共晶白口铸铁在从液相平衡冷却到室温时会发生什么三相平衡反应和两相平衡反应（可用热分析曲线表示）？室温下该成分的铸铁中有没有二次渗碳体？如有的话，计算其百分数。

五、（10分）1．解释冷变形金属加热时回复、再结晶的过程及特点。

2．已知Cu-30％Zn合金的再结晶激活能为250kJ/mol，此合金在400℃的恒温下完成再结晶需要1h，试求此合金在390℃的恒温下完成再结晶需要多少小时。

六、（15分）沿铝（A1）单晶的方向拉伸，使其发生塑性变形，请确定：1．画出立方晶系的标准投影，并由此确定初始滑移系统。

2．转动规律和转轴。

图1-1　第四题图3．双滑移系统。

4．双滑移开始时晶体的取向和切变量。

5．双滑移过程中晶体的转动规律和转轴。

6．晶体的最终取向。

七、（15分）有一面心立方单晶体，在（111）面滑移的柏氏矢量为的右螺型位错，与在面上滑移的柏氏矢量为的另一右螺型位错相遇于此两滑移面交线，并形成一个新的全位错。

东北大学材料科学基础试题01-09

东北大学2001年攻读硕士研究生学位研究生试题1.在晶格常数为a的面心立方晶胞中，画出{111}晶面族的全部晶面并标出各自的晶面指数，计算面间距。

（12′）2.晶粒直径为50um，若在晶界萌生位错所需要的应力约为G/30，晶粒中部有位错源，问要多大的外力才能使晶界萌生位错？（13′）3. 含碳量为百分之3.5的铁－碳合金，在室温时由哪两个相组成？各占的重量百分数是多少？并计算室温时珠光体和莱氏体的百分含量。

（12′）4.再结晶后的晶粒大小如何计算?与哪些因素有关？为何多数金属材料再结晶后晶粒尺寸随预定形变量的关系会在百分之10变形量附近出现一个峰值？（13′）5.材料发生蠕变时通常符合的指数定律，对于同一种材料讨论说明式中的n 会不会随试验温度变化？试验测定n值的目的是什么？在例如800摄氏度的试验温度下，金属材料和陶瓷材料的n值由什么不同？（13′）6.什么是电子的分子轨道？为什么有的同类原子会形成分子？有的同类原子不形成分子？是否原子间核外电子越多，形成的分子就轨道越多？是否形成的分子轨道越多，形成的分子的结合键就越强？回答问题并给予简单讨论。

（12分）7.解释名词（1）复合强化（2）晶界偏析（3）应变疲劳（4）扩散激活能（20′）东北大学2002年攻读硕士研究生学位研究生试题1.画出面心立方体的（111）和（100）面，计算面间距和面密度。

证实晶面的间距越大，原子面密度越高。

（15′）2.假定一块钢进行热处理时，加热到850摄氏度后，快冷到室温，铁中空位的形成能是104Kj/mol,R=8332J/K mol.。

试计算，从20摄氏度加热到850摄氏度以后，空位的数目应当增加多少倍？扼要解释快速淬冷到室温后，这些“额外”的空位会出现什么情况？如果缓慢冷却呢？（12′）3.三元相图中含有液相的四相区有哪几种形状？请分别画出并标出四个相的位置和进入与离开四相区的液相成分随温度变化的投影线，写出对应的各四相反应的表达式。