北科大材料考研试题

5、何谓上坡扩散？简述其产生的原因。
答：溶质原子自浓度低处向浓度高 处迁移的现象，称为上坡扩散。从 热力学角度，扩散是由于化学位的 不同而引起的，各组元的原子总是 由高化学位区向低化学位区扩散， 扩散的真正驱动力不是浓度梯度， 而是化学位梯度。
已知两晶面求晶带轴
位错的曲率半径越小，要求与它 想平衡所需要的切应力越大！
一、名词解释

3、合金
答：由两种或两种以上的金属或金属与非金 属经熔炼、烧结或其它方法组合而成并具有 金属特性的物质。

4、相
答：合金中具有同一聚集状态、同一晶体结 构和性质并以界面相互隔开的均匀组成部分。
一、名词解释

5、组织
答：指的是在外界因素、成分等条件一定的 情况下，组成合金的不同成分、结构、性能、 分布和数量的相的总体称为组织。
四、问答题

1、原子间的键合有哪几种？金属为什么 具有良好的延展性，而离子晶体一般熔 点和硬度均较高？
四、问答题

答：原子间的键合有金属键、离子键、 共价键、分子键和氢键。 金属键没有方向性，金属正离子间改变 相对位置并不会破坏电子与正离子之间 的结合力，因而当金属受力变形而改变 原子之间的相互位置时不至于使金属键 破坏，因此金属具有良好的延展性；一 般离子晶体中正负离子静电引力较强， 结合能较高而牢固，因此其熔点和硬度 均较高。
一、名词解释

11、固溶强化
答：固溶体的成分可在一定范围内连续变化，随异 类原子的溶入，将引起溶剂晶格常数的改变及晶格 畸变，致使固溶体的强度和硬度升高，而塑性和韧 性稍有降低的现象叫固溶强化。
12、有序强化源自答：有序固溶体中结合键A-B键的结合力必然大于 无序固溶体中结合键A-A和B-B键的结合力，故有序 固溶体要破坏大量的A-B键而发生塑性变形和断裂 就比无序固溶困难得多，此现象也叫有序强化。
常见晶面：（1120）（1100） （ 0001）（1010）（0110）
4.比较金属材料、陶瓷材料、高分子材料和复合 材料在结合键上的差别。




简单金属(指元素周期表上的主族元素)的结合键完全为 金属键，过渡族金属的结合键为金属键和共价键的混 合，但以金属键为主。 陶瓷材料是由一种或多种金属同一种非金属(通常为氧) 相结合的化合物，其主要结合方离子键，也有一定成 分的共价键。 高分子材料中，大分子内的原子之间结合方式为共价 键，而大分子与大分子之间的结合方式为分子键。 复合材料是由二种或二种以上的材料组合而成的物质， 因而其结合键非常复杂，不能一概而论。
三、判断题




25、位错线在某些特殊情况下也可能中 断于晶体内部（）。 26、晶体中的结构缺陷也包括在结构之 中。 27、刃型位错可攀可滑，螺型位错只可 滑移。 28、一般情况下，金属晶体的点缺陷主 要是指间隙原子。
三、判断题


29、 发生扩散现象时，物质也可能从低 浓度区向高浓度区扩散，扩散的结果提 高了浓度梯度（）。 30、一般认为，晶界、表面和位错对扩 散起着扩速通道的作用，有利于原子的 扩散（）。
答：当溶质原子溶入溶剂中形成固溶体时， 溶质原子占据溶剂点阵的阵点，或者说溶质 原子置换了溶剂点阵的部分溶剂原子，这种 固溶体就称为置换固溶体。

18、短路扩散
答：固态金属中原子沿表面、晶界、位错等 途径的扩散。
二、填空题

1、位错有（ ）和（ ）两种基本的运动 方式，刃型位错由于有多余的（ ），因 此，它既能做（ ）运动，也能做（ ）运 动，而螺型位错只能做（ ）运动。在常 温或低温下，位错的（ ）运动非常困难， 因为这种运动需要原子的（ ）才能发生， 显然，升高温度可以（ ）这种运动。
三、判断题


1、同一种空间点阵可以有无限种晶体结 构，而不同的晶体结构可以归属于同一 种空间点阵（）。 2、对称倾侧晶界是由螺型位错构成，而 扭转晶界是由刃型位错构成（）。 3、固态金属中原子扩散的最快途径是表 面扩散（）。 4、纯刃型肖克莱不全位错可以做滑移和 攀移运动（）。
三、判断题
一、名词解释

15、扩展位错
答：由一个全位错分解成两个肖克莱不全位 错，在它们之间夹着一个层错带的位错组态， 其层错带的宽度与层错能的大小成反比。

16、反应扩散
答：伴随有化学反应或相变的扩散过程称为 反应扩散或相变扩散，反应扩散主要受化学 反应和原子扩散速度控制。
一、名词解释

17、置换固溶体

6、同素异构转变
答：许多元素具有几种晶体结构，当外界条 件（如温度、压力等）改变时，晶体将会从 一种结构向另一种结构转变，称为同素异构 转变，也称为多晶型转变。
一、名词解释

7、空间点阵
答：从晶体结构中找出一系列的等同点，必 定在三维空间呈周期性重复排列，这一系列 在三维空间按周期性排列的几何点构成的阵 列称为一个空间点阵。

8、晶体缺陷
答：晶体中原子排列的不完整区域，按几何 特征分为点、线、面晶体缺陷。
一、名词解释

9、致密度
答：将原子看作刚性球，则晶体中原子的总 体积与晶体体积的比值称为晶体的致密度， 它表示原子堆积的紧密程度。

10、配位数
答：在晶体中与一个原子或离子最近邻且等 距离的原子或离子的个数，它表示原子堆积 的紧密程度。
二、填空题

13、间隙相是由（）元素和（）元素在 电负性差（）时，且原子半径比（） 0.59时形成的中间相，它的晶体结构比 较（），并与两组元的晶体结构（）， 尽管它的脆性（），但由于具有很高的 （）和（），是合金工具钢中的主要（） 相。
二、填空题

14、间隙化合物是由（）元素和（）元 素在电负性差（）时，且原子半径比（） 0.59时形成的中间相，它的晶体结构比 较（），并与两组元的晶体结构（）， 它具有高的（）和（），但脆性（）， 是合金钢中的主要（）相。
习题课
目的：巩固、复习前三章知识
一、名词解释

1、金属间化合物
答：由不同金属或金属与亚金属组成的一类 合金相，其点阵既不同于溶剂的点阵，也不 同于溶质的点阵，而属于一种新的点阵。

2、固溶体
答：在合金相中，组成合金的异类原子以不 同比例均匀混合，混合后形成的合金相的点 阵与组成合金的溶剂组元结构相同。
二、填空题


8、小角度晶界是相邻两晶粒的位向差（） 的晶界，它主要可以分为（）和（）两 种，前者是由（）位错构成，后者是由 （）位错构成，小角度晶界的晶界能比 大角度晶界的晶界能（）。 9、影响置换固溶体溶解度的主要因素有 （原子尺寸）（负电性）（电子浓度） （晶体结构）（温度）。
二、填空题

二、填空题

5、大角度晶界是相邻两晶粒的位相差（） 的晶界，它的晶界能比小角度晶界（）； 相界面按其结构不同可分为（）（）和 （）三种，它与晶界的主要区别是相邻 两相不仅（）不同，而且（）也不相同， 具有最低界面能的相界面是（）相界面。
二、填空题


6、扩散的驱动力为（），原子扩散的机 制主要是（）和（），前者扩散速度比 后者（）。 7、体心立方结构的单位晶胞原子数为 （），原子半径为（），配位数为（）， 致密度为（），它的八面体间隙半径比 四面体间隙半径（），它的最密排晶向 族是（），最密排晶面族是（）。
10、固态金属中原子扩散的驱动力是（） 其扩散方向是（）的方向进行，其扩散 机制主要由（）和（）；前者是原子通 过（）进行迁移，后者是原子通过（） 进行迁移，因此前者的扩散激活能比后 者（），扩散系数比后者（）。
二、填空题


11、对面心立方、体心立方晶体，暴露在 晶体外表面最可能的晶体学面分别是（） 和（）。 12、位错线是晶体中（）区与（）区在滑 移面上的交界线，刃型位错线的柏氏矢量 与其位错线（），螺型位错线的柏氏矢量 与其位错线（），混合型位错的柏氏矢量 与其位错线既不（），也不（）。
二、填空题

2、刃型位错的滑移方向与柏氏矢量（）， 与使该位错滑移的外切应力（）； 螺型位错的滑移方向与柏氏矢量（），与 使该位错滑移的外切应力（）。但是，无 论什么位错在外应力下滑移时，其运动方 向总是与位错线（），它的大小与（）及 （）呈正比，并指向晶体的（）。
二、填空题


3、一个面心立方晶胞共有（）个原子， 其致密度为（），其八面体间隙比四面 体间隙（）。 4、晶体的空间点阵分属于（）大晶系， 其中正方晶系点阵常数的特点为（）， 请列举除立方和正方晶系外其他任意三 种晶系的名称（）、（）、（）铜的晶 体结构属于（）空间点阵。
刃型位错与螺型位错的异同点
相同点：两者都是线缺陷
不同点：（1）刃型位错具有一个额外的半原子面，而螺型位错无；
（2）刃型位错必须与滑移方向垂直，也垂直与滑移矢量；而螺型位错线与滑 移矢量平行，且位错线的移动方向与晶体滑移方向互相垂直。 （3）刃型位错的滑移线不一定是直线，可以是折线或曲线；而螺位错的滑移 线一定是直线。 （4）刃位错的滑移面只有一个，其不能在其他面上进行滑移；而螺位错的滑 移面不是唯一的。 （5）刃位错周围的点阵发生弹性畸变，既有切应变，又有正应变；而螺位错 只有切应变而无正应变。
一、名词解释

13、扩散激活能
答：原子在晶体结构中由一个平衡位置跳向 相邻的另一个平衡位置时，通常要越过一个 自由能垒，该能垒高度称为扩散激活自由能， 它是原子扩散的阻力。扩散激活自由能的内 能部分简称为扩散激活能。

14、不全位错
答：位错的柏氏矢量不等于晶体点阵矢量整 倍数的位错称为不全位错，其位错线是堆垛 层错区与晶体完整区间的分界线。



13、金属中点缺陷的存在使其电阻率增 大（）。 14、在面心立方晶体结构的置换固溶体 中，原子扩散的方式一般为空位机制 （）。 15、一个不含空位的完整晶体在热力学 上是不稳定的（）。 16、位错受力方向处处垂直于位错线， 位错运动过程中，晶体发生相对滑动的 方向始终是柏氏矢量方向（）。