材料科学基础考研试题
材料科学基础考研试题
选择题
晶体中原子或离子的排列方式是：
A. 完全无序
B. 局部有序，整体无序
C. 完全有序（正确答案）
D. 介于有序与无序之间
下列哪一项是描述晶体结构的基本单位？
A. 晶胞（正确答案）
B. 晶粒
C. 晶界
D. 晶系
在金属材料的强化机制中，通过细化晶粒来提高材料强度的方法称为：
A. 固溶强化
B. 细晶强化（正确答案）
C. 位错强化
D. 沉淀强化
下列哪种晶体结构具有最高的配位数？
A. 体心立方结构
B. 面心立方结构（正确答案）
C. 简单立方结构
D. 密排六方结构
材料的硬度与其塑性变形抗力之间的关系是：
A. 无关
B. 硬度越高，塑性变形抗力越小
C. 硬度越高，塑性变形抗力越大（正确答案）
D. 仅在特定条件下相关
在二元合金相图中，共晶点表示的是：
A. 两种组元在固态下完全互溶的点
B. 两种组元在液态下完全互溶的点
C. 合金在某一温度下，由液相同时结晶出两种不同成分固相的点（正确答案）
D. 合金开始发生固态相变的温度点
下列哪种现象是金属材料在冷却过程中，由于溶质原子在固溶体中的溶解度变化而引起的？
A. 过饱和固溶体的分解（正确答案）
B. 调幅分解
C. 共析转变
D. 马氏体转变
在铁碳合金中，随着碳含量的增加，材料的强度和硬度通常会：
A. 降低
B. 保持不变
C. 增加（正确答案）
D. 先增加后降低
下列哪种缺陷是晶体中原子排列偏离理想位置，但仍保持晶体结构不变的情况？
A. 点缺陷
B. 线缺陷
C. 面缺陷
D. 晶格畸变（正确答案）。
2022年重庆理工大学考研真题805材料科学基础(A卷)
重庆理工大学2022年硕士研究生招生考试试题学院名称：材料科学与工程学院学科、专业名称：材料科学与工程、材料与化工（材料工程）考试科目（代码）：材料科学基础805（A卷）（试题共3页）注意：1.所有试题的答案均写在专用的答题纸上，写在试题纸上一律无效。
2.试题与答卷一并随原信封交回。
一、名词解释（共6小题，选做5题，多做不得分，每题4分，共20分）1.晶体与非晶体2.晶界与相界3.丝织构与板织构4.滑移与孪生5.组元与组织6.热缺陷与杂质缺陷二、简答题（共7小题，选做5题，多做不得分，每题10分，共50分）1.纯金属晶体中常见的点缺陷有哪些？它们可能产生的途径有哪些？对金属的性能有什么影响？2.从结合键的角度分析工程材料的分类和特点。
3.影响固溶体溶解度的因素有哪些？固溶体的性能如何？C、Mn元素溶入Fe 中分别形成什么类型的固溶体？（C的原子半径0.077nm，Mn的原子半径0.132nm，Fe的原子半径0.127nm）4.什么是均匀形核与非均匀形核？为什么实际金属结晶的方式通常为非均匀形核？5.室温下子弹分别击穿铜板和铅板，试分析铜板和铅板弹孔周围组织的变化，并解释。
（Cu的熔点为1083℃，铅的熔点为327.5℃）6.原料中加入少量外加剂（添加剂）会明显改变陶瓷的烧结速度，请简述外加剂是如何影响陶瓷烧结过程的？7.假定碳在α-Fe（体心立方）和γ-Fe（面心立方）中的扩散系数分别为：Dα=0.0079exp−c2/Dγ=0.21exp−c2/计算800℃时各自的扩散系数，并解释其差别。
三、作图分析题（共2小题，共22分）1.在面心立方晶体中分别画出101、101111、[110],指出哪些是滑移面、滑移方向。
并就图中情况分析它们能否构成滑移系。
（12分）2.画出一个圆形位错环，并在位错平面上任意画出位错的柏氏矢量和位错线方向（假设），据此指出位错环上各点位错的性质。
（10分）四、相图分析及计算题（共2小题，共28分）1.Pb（熔点为327.5℃）和Sn（熔点为232℃）的共晶成分为61.9%Sn。
材料科学基础考研试题
材料科学基础考研试题真题2011年上海交通大学827材料科学基础试题真题选择题有30道题，每题3分。
都是基础题，需要对教材比较熟。
Nacl和金刚石的晶体结构为a面心 b体心 c正交spinodel分解时，浓度较高区域的化学势a较高 b较低 c不确定面心立方结构晶体(100)面上原子的配位数是a12 b8 c4晶体结构中旋转对称轴不包含几次对阵轴a4 b5 c6晶带定律适用的晶系类型是a正交 b立方 c六方金属单质的表面能和晶界能相比a大 b小 c不确定由二氧化钛制备三氧化二钛易出现a间隙钛离子 b钛离子空位 c氧离子空位玻璃生产工序中的退火的目的是a增加透光度 b消除内应力 c改变折射率双交滑移和F-R源，更有效的增殖机制为a前者 b后者 c不确定热力学平衡状态下的金属单晶中a 空位比间隙原子多b c下列具有更高自由能的是a晶体 b准晶 c非晶合金中的第二相粒子对晶粒长大的影响是a和二相粒子半径成正比，和体积数成反比 b c此外，选择题还涉及冷变形金属回复阶段的主要变化，不能攀移的位错类型，非等量扩散中空位的移动方向，屈服现象的两种理论，离异共晶的问题，包晶时组元的扩散路径，多晶体变形需要的独立的滑移系个数，皮革态介于哪两个力学状态之间，非晶的形成难易与玻璃化温度和平衡凝固温度之比的关系，薄膜生长类型的区分，三元共晶相图垂直截面图的用途等。
大题共6题，前三题分别为8分、14分、8分，后三题各10分。
第一题（1）画出立方晶胞中的（1，1，-1）晶面和[ 2，2，3]晶向；（2）画出六方晶胞中的（1，1，-2, 3）晶面和[-1，-1，2,3]晶向。
第二题（1）面心立方晶体（111）面上单位位错a/2[-1，1，0]分解为2个不全位错，下列哪一个正确，并说明理由1）a/2[-1，1，0] →a/6[-1，2，-1] +a/6[-2，1，1]2）a/2[-1，1，0] →a/6[-1，2，1] +a/6[-2，1，-1]（2）从能量角度说明其可行。
考研试题
东北大学材料科学基础历年考研试题及答案2001年一、解释名词（20′）1、复合强化2、晶界偏析3、应变疲劳4、扩散激活能二、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′）三、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′）四、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′）五、再结晶后的晶粒大小如何计算?与哪些因素有关？为多数金属材料再结晶后晶粒尺寸随预定形变量的关系会百分之10变形量附近出现一个峰值？（13′）六、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分）七、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）2001年《材料科学基础》参考答案1.{111}=(111)+(1-11)+(11-1)+(111-)↓↓↓↓ACD1A1BD C1BD A1C1B d=3a/32.η=Gb/L=2.85⨯104G3.α+Fe3C ；α% =（6.69-3.5）/（6.69-0.0218）= 47.8%C% = 1-47.8% = 52.2%Fe3Ld% = (3.5-2.11)/(4.3-2.11) = 63.5%P% = (4.3-3.5)/(4.3-2.11) (6.69-3.5)/(6.69-0.77) = 19.7%4.再结晶晶粒尺寸d=常数[G/.N]1/4，其中，G为生长率，.N为形核率。
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。
材料科学基础试题及标准答案考研专用
一、名词：相图：表示合金系中的合金状态与温度、成分之间关系的图解匀晶转变：从液相结晶出单相固溶体的结晶过程。
平衡结晶：合金在极缓慢冷却条件下进行结晶的过程。
成分起伏：液相中成分、大小和位置不断变化着的微小体积。
异分结晶：结晶出的晶体与母相化学成分不同的结晶。
枝晶偏析：固溶体树枝状晶体枝干和枝间化学成分不同的现象。
共晶转变：在一定温度下，由—定成分的液相同时结晶出两个成分一定的固相的转变过程。
脱溶：由固溶体中析出另一个固相的过程，也称之为二次结晶包晶转变：在一定温度下，由一定成分的固相与一定成分的液相作用，形成另一个一定成分的固相的转变过程。
成分过冷：成分过冷：由液相成分变化而引起的过冷度。
二、简答：1.固溶体合金结晶特点？答：异分结晶；需要一定的温度范围。
2.晶内偏析程度与哪些因素有关？答：溶质平衡分配系数ko；溶质原子扩散能力；冷却速度。
3.影响成分过冷的因素？答：合金成分；液相内温度梯度；凝固速度。
三、书后习题1、何谓相图？有何用途？答：相图：表示合金系中的合金状态与温度、成分之间关系的图解。
相图的作用：由相图可以知道各种成分的合金在不同温度下存在哪些相、各个相的成分及其相对含量。
2、什么是异分结晶？什么是分配系数？答：异分结晶：结晶出的晶体与母相化学成分不同的结晶。
分配系数：在一定温度下，固液两平衡相中溶质浓度之比值。
3、何谓晶内偏析？是如何形成的？影响因素有哪些？对金属性能有何影响，如何消除？答：晶内偏析：一个晶粒内部化学成分不均匀的现象形成过程：固溶体合金平衡结晶使前后从液相中结晶出的固相成分不同，实际生产中，液态合金冷却速度较大，在一定温度下扩散过程尚未进行完全时温度就继续下降，使每个晶粒内部的化学成分布均匀，先结晶的含高熔点组元较多，后结晶的含低熔点组元较多，在晶粒内部存在着浓度差。
影响因素：1）分配系数k o：当k0 1时，k0值越小，则偏析越大；当k0 1 时，k0 越大，偏析也越大。
昆明理工大学材料科学基础考研真题(2016-2020)
昆明理工大学材料科学基础考研真题集(2016～2020)真题集内容:2020年昆明理工大学材料科学基础考研真题A卷2019年昆明理工大学材料科学基础考研真题A卷2018年昆明理工大学材料科学基础考研真题A卷2017年昆明理工大学材料科学基础考研真题A卷2016年昆明理工大学材料科学基础考研真题A卷2020年昆明理工大学材料科学基础考研真题A卷一、名词解释（任选10个作答，每个3分，共30分）晶胞；配位数；肖特基缺陷；组织；孪晶；克根达尔效应；重构型相变；固相反应；弹性形变；N型半导体；扩散通量；热压烧结二、简答题（共11题，任选9题作答，每题6分，共54分）1.试从内部质点排列情况分析SiO2晶体及SiO2玻璃的结构及特点有何异同。
2.试说明间隙固溶体和间隙化合物有什么区别。
3.什么是柯氏气团，解释其引起体心立方金属的明显屈服现象。
4.金属铸件能否通过再结晶退火来细化晶粒?5.试根据结合键的特点分析离子晶体及金属晶体的性质差异。
6.解释为什么铜和黄铜焊接件在高温环境中经一段时间后，在焊接点附近发生了断裂。
7.比较孪生与滑移的相同点和不同点。
8.试从热力学的角度说明菲克定律的局限性。
9.简述液相烧结过程。
10.简要分析位错运动过程中碰到第二相颗粒时可产生那些情况。
11.简要分析包晶转变在非平衡冷却条件下产生的现象和原因。
三、作图分析题（每题10分，共30分）1.画出[SiO4]四面体共顶、共棱、共面连接示意图，并根据鲍林规则分析何种连接方式最稳定。
2.在简单立方晶胞中分别画出晶面(212)、(111)和晶向[212]、[111]，并分析在立方晶系中(hkl)和[hkl]的关系，同时写出{111}和<111>所包含的晶面和晶向。
3.判断下列位错反应能否进行？若能进行，试在晶胞图上画出各位错反应矢量关系图。
（1）（2）四、计算及综合题（每题12分，共36分）1.870℃和927℃渗碳，两种温度下碳在γ-Fe中的扩散系数分别为8×10-12和1.67×10-11m2/s.(R=8.314J/mol·K)。
材料科学基础考研名校材料科学基础考研真题集
材料科学基础考研名校材料科学基础考研真题集一、一、选择题1以下关于调幅分解的正确表述是（）。
[国防科技大学2016年研] A．调幅分解是个自发分解过程，不需要形核功B．调幅分解也是通过晶核的形成和晶核的长大过程完成的C．相图上成分位于固溶体分解线内的合金均可以产生调幅分解【答案】A @【解析】调幅分解属于连续的无核相变，其始于固溶体中的成分起伏，依靠上坡扩散时浓度差越来越大，最终使均匀固溶体变为不均匀固溶体，原固溶体以及新形成的两种固溶体的结构相同；而钢中的相变大多属于有核相变型，始于结构起伏，相界面在相转变中具有极重要的作用。
2高温下晶粒正常长大时，晶界迁移将受到第二相颗粒的阻碍。
以下说法正确的是（）。
[国防科技大学2017年研]A．第二相含量越多，颗粒越粗大，阻力越大B．第二相含量越少，颗粒越粗大，阻力越大C．第二相含量越多，颗粒越细小，阻力越大【答案】C @【解析】通常，在第二相颗粒所占体积分数一定的条件下，颗粒越细，其数量越多，则晶界迁移所受到的阻力也越大，故晶粒长大速度随第二相颗粒的细化而减小。
3由两个不同成分的液相在恒温下转变为一定成分的固相的反应叫（）。
[沈阳工业大学2015年研]A．包晶反应B．合晶反应C．偏晶反应【答案】B @【解析】常见的二元相图的反应式和图形特征，如下表所示：表14在不平衡结晶条件下，成分点在共晶附近的合金也可能全部转变成共晶合金，这种非共晶成分的共晶组织称为（）。
[四川理工学院2019年研]A．不平衡共晶组织B．平衡共晶组织C．离异共晶组织D．伪共晶【答案】D @【解析】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全部的共晶组织，这种有非共晶成分的合金所得到的共晶组织称为伪共晶。
5一工件在900℃的条件下完成渗碳工艺所需的时间为2小时，若保持渗碳条件不变而使渗层深度提高一倍，则所需的渗碳时间为（）。
[国防科技大学2018年研]A．2小时B．2.8小时C．4小时D．8小时【答案】C @【解析】当指定某质量ρ（x，t）为渗层深度x的对应值时，误差函数为定值，因此渗层深度x和扩散时间t有以下关系：或x2＝BDt，式中A和B为常数。
材料科学基础-简答题(厦门大学硕士考研题库)
第二部分简答题1.原子间的结合键共有几种？各自的特点如何？【11年真题】答：（1）金属键：基本特点是电子的共有化，无饱和性、无方向性，因而每个原子有可能同更多的原子结合，并趋于形成低能量的密堆结构。
当金属受力变形而改变原子之间的相互位置时不至于破坏金属键，这就使得金属具有良好的延展性，又由于自由电子的存在，金属一般都具有良好的导电性和导热性能。
（2）离子键：正负离子相互吸引，结合牢固，无方向性、无饱和性。
因此，七熔点和硬度均较高。
离子晶体中很难产生自由运动的电子，因此他们都是良好的电绝缘体。
（3）共价键：有方向性和饱和性。
共价键的结合极为牢固，故共价键晶体具有结构稳定、熔点高、质硬脆等特点。
共价结合的材料一般是绝缘体，其导电能力较差。
（4）范德瓦尔斯力：范德瓦尔斯力是借助微弱的、瞬时的电偶极矩的感应作用，将原来稳定的原子结构的原子或分子结合为一体的键合。
它没有方向性和饱和性，其结合不如化学键牢固。
（5）氢键：氢键是一种极性分子键，氢键具有方向性和饱和性，其键能介于化学键和范德瓦耳斯力之间。
2.说明间隙固溶体与间隙化合物有什么异同。
答：相同点：二者一般都是由过渡族金属与原子半径较小的C、N、H、O、B等非金属元素所组成。
不同点：（1）晶体结构不同。
间隙固溶体属于固溶体相，保持溶剂的晶格类型；间隙化合物属于金属化合物相，形成不同于其组元的新点阵。
（2）间隙固溶体用α、β、γ表示；间隙化合物用化学分子式MX、M2X 等表示。
间隙固溶体的强度、硬度较低，塑性、韧性好；间隙化合物的强度、熔点较高，塑性、韧性差。
3.为什么只有置换固溶体的两个组元之间才能无限互溶，而间隙固溶体则不能？答：因为形成固溶体时，溶质原子的溶入会使溶剂结构产生点阵畸变，从而使体系能量升高。
溶质与溶剂原子尺寸相差较大，点阵畸变的程度也越大，则畸变能越高，结构的稳定性越低，溶解度越小。
一般来说，间隙固溶体中溶质原子引起的点阵畸变较大，故不能无限互溶，只能有限熔解。
武汉理工大学 材料科学基础考研五套题
试题一一. 图1是Na2O的理想晶胞结构示意图，试回答：1．晶胞分子数是多少；2．结构中何种离子做何种密堆积；何种离子填充何种空隙，所占比例是多少；3．结构中各离子的配位数为多少，写出其配位多面体；4．计算说明O2-的电价是否饱和；5．画出Na2O结构在（001）面上的投影图。
二. 图2是高岭石(Al2O3·2SiO2·2H2O)结构示意图，试回答：1．请以结构式写法写出高岭石的化学式；2．高岭石属于哪种硅酸盐结构类型；3．分析层的构成和层的堆积方向；4．分析结构中的作用力；5．根据其结构特点推测高岭石具有什么性质。
三. 简答题：1.晶体中的结构缺陷按几何尺寸可分为哪几类？2.什么是负扩散？3．烧结初期的特征是什么？4.硅酸盐晶体的分类原则是什么？5.烧结推动力是什么？它可凭哪些方式推动物质的迁移？6.相变的含义是什么？从热力学角度来划分，相变可以分为哪几类？四. 出下列缺陷反应式：1.NaCl形成肖特基缺陷；2.AgI形成弗仑克尔缺陷（Ag+进入间隙）；3.TiO2掺入到Nb2O3中，请写出二个合理的方程，并判断可能成立的方程是哪一种？再写出每个方程的固溶体的化学式。
4.NaCl溶入CaCl2中形成空位型固溶体五. 表面力的存在使固体表面处于高能量状态，然而，能量愈高系统愈不稳定，那么固体是通过何种方式降低其过剩的表面能以达到热力学稳定状态的。
六.粒径为1μ的球状Al2O3由过量的MgO微粒包围，观察尖晶石的形成，在恒定温度下，第一个小时有20%的Al2O3起了反应，计算完全反应的时间：⑴用杨德方程计算；⑵用金斯特林格方程计算。
七.请分析熔体结构中负离子团的堆积方式、聚合度及对称性等与玻璃形成之关系。
八.试从结构和能量的观点解释为什么D晶界>D晶内？九.试分析二次再结晶过程对材料性能有何影响？工艺上如何防止或延缓二次再结晶的发生？十.图3是A-B-C三元系统相图，根据相图回答下列问题：1．写出点P，R，S的成分；2．设有2kgP，问需要多少何种成分的合金Z才可混熔成6kg成分为R的合金。
材料科学基础考研复习题
简答题分析(考研题部分)C1原子排列1)试从结合键的角度，分析工程材料的分类及其特点。
2)已知原子半径与晶体结构有关，请问当配位数降低时，原子半径如何变化？为什么？3)请解释γ-Fe与α-Fe溶解碳原子能力差异的原因。
4)位错密度有哪几种表征方式？5)请从原子排列、弹性应力场、滑移性质、柏氏矢量等方面对比刃位错、螺位错的主要特征。
6)请说明什么是全位错和不全位错，并请写出FCC、BCC和HCP晶体中的最短单位位错的柏氏矢量。
7)在位错发生滑移时，请分析刃位错、螺位错和混合位错的位错线l与柏氏矢量b、外加切应力τ与柏氏矢量b、外加切应力τ与位错线l之间的夹角关系，及位错线运动方向。
8)两位错发生交割时产生的扭折和割阶有何区别？C2固体中的相结构1固体中有哪些常见的相结构？2什么是置换固溶体？影响置换固溶体溶解度的因素有哪些？形成无限固溶体的条件是什么？3形成无限固溶体的条件是什么？简述原因。
4陶瓷晶体相可分为哪两大类？有何共同特点？C3凝固1.何谓平衡结晶？何谓非平衡结晶？2.请简述二元合金结晶的基本条件有哪些。
3.同素异晶转变和再结晶转变都是以形核长大方式进行的，请问两者之间有何差别？4.均匀形核与非均匀形核具有相同的临界晶核半径，非均匀形核的临界形核功也等于三分之一表面能，为什么非均匀形核比均匀形核容易？5.请分析、解释在正温度梯度下凝固，为什么纯金属以平面状生长，而固溶体合金却往往以树枝状长大？6.两个尺寸相同、形状相同的铜镍合金铸件，一个含90%Ni，另一个含50%Ni，铸造后自然冷却，问哪个铸件的偏析严重？为什么？C4相图1)什么是成分过冷？如何影响固溶体生长形态？2)请比较二元共晶转变与包晶转变的异同。
3)什么是离异共晶？如何形成的？4)铁碳合金中可能出现的渗碳体有哪几种？它们的成分有何不同？平衡结晶后是什么样的形态？5)请总结并简要回答二元合金平衡结晶过程中，单相区、双相区和三相区中，相成分的变化规律。
考研材料科学基础试题及答案
考研材料科学基础试题及答案一、选择题1. 材料科学中，下列哪项不是材料的基本性能？A. 力学性能B. 热学性能C. 光学性能D. 化学性能2. 材料的微观结构对其宏观性能有重要影响，以下哪个不是微观结构的组成部分？A. 晶格缺陷B. 晶界C. 相界D. 表面张力3. 材料的塑性变形主要通过以下哪种机制进行？A. 弹性变形B. 位错运动C. 相变D. 热膨胀二、简答题1. 简述材料的相变对材料性能的影响。
2. 描述材料的疲劳现象，并解释其产生的原因。
1. 已知某材料的杨氏模量为210 GPa，泊松比为0.3，求其剪切模量。
四、论述题1. 论述材料的微观结构与宏观性能之间的关系。
参考答案一、选择题1. 答案：D2. 答案：D3. 答案：B二、简答题1. 相变是材料在不同温度和压力下，由一种相态转变为另一种相态的过程。
相变对材料性能的影响主要表现在：- 相变可以改变材料的晶体结构，从而影响其硬度、强度和塑性。
- 相变过程中体积变化可以导致材料的热膨胀或收缩。
- 某些相变如马氏体相变，可以显著提高材料的硬度，但可能降低其韧性。
2. 材料的疲劳是指在反复加载和卸载的过程中，材料逐渐产生损伤并最终导致断裂的现象。
疲劳产生的原因是：- 材料内部的应力集中，使得局部应力超过材料的疲劳极限。
- 材料的循环加载导致位错运动，产生位错堆积，形成微裂纹。
- 微裂纹在循环应力作用下逐渐扩展，最终导致材料断裂。
1. 剪切模量G可以通过杨氏模量E和泊松比ν计算得出，公式为：\[ G = \frac{E}{2(1+\nu)} \]代入已知数值：\[ G = \frac{210 \times 10^9 \text{ Pa}}{2(1+0.3)} \]\[ G = 77.5 \times 10^9 \text{ Pa} \]四、论述题1. 材料的微观结构是指材料在原子、分子或晶体尺度上的特征，包括晶格类型、晶粒尺寸、晶格缺陷、相界等。
材料科学基础考研经典题目
材料科学基础考研经典题目(总4页)-CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1-CAL-本页仅作为文档封面，使用请直接删除16.简述金属固态扩散的条件。
答：⑴扩散要有驱动力——热力学条件，化学势梯度、温度、应力、电场等。
⑵扩散原子与基体有固溶性——前提条件；⑶足够高温度——动力学条件；⑷足够长的时间——宏观迁移的动力学条件17. 何为成分过冷它对固溶体合金凝固时的生长形貌有何影响答：成分过冷：在合金的凝固过程中，虽然实际温度分布一定，但由于液相中溶质分布发生了变化，改变了液相的凝固点，此时过冷由成分变化与实际温度分布这两个因素共同决定，这种过冷称为成分过冷。
成分过冷区的形成在液固界面前沿产生了类似负温度梯度的区域，使液固界面变得不稳定。
当成分过冷区较窄时，液固界面的不稳定程度较小，界面上偶然突出部分只能稍微超前生长，使固溶体的生长形态为不规则胞状、伸长胞状或规则胞状；当成分过冷区较宽时，液固界面的不稳定程度较大，界面上偶然突出部分较快超前生长，使固溶体的生长形态为胞状树枝或树枝状。
所以成分过冷是造成固溶体合金在非平衡凝固时按胞状或树枝状生长的主要原因。
18. 为什么间隙固溶体只能是有限固溶体，而置换固溶体可能是无限固溶体？答：这是因为当溶质原子溶入溶剂后，会使溶剂产生点阵畸变，引起点阵畸变能增加，体系能量升高。
间隙固溶体中，溶质原子位于点阵的间隙中，产生的点阵畸变大，体系能量升高得多；随着溶质溶入量的增加，体系能量升高到一定程度后，溶剂点阵就会变得不稳定，于是溶质原子便不能再继续溶解，所以间隙固溶体只能是有限固溶体。
而置换固溶体中，溶质原子位于溶剂点阵的阵点上，产生的点阵畸变较小；溶质和溶剂原子尺寸差别越小，点阵畸变越小，固溶度就越大；如果溶质与溶剂原子尺寸接近，同时晶体结构相同，电子浓度和电负性都有利的情况下，就有可能形成无限固溶体。
19. 在液固相界面前沿液体处于正温度梯度条件下，纯金属凝固时界面形貌如何同样条件下，单相固溶体合金凝固的形貌又如何分析原因20.答：正的温度梯度指的是随着离开液—固界面的距离Z 的增大，液相温度T 随之升高的情况，即0 dZdT 。
厦门大学-材料科学基础考研真题(2013-2018年)
厦门大学2013年招收攻读硕士学位研究生入学考试试题答案解析-材料科学基础真题一、名词解释（共15 分，每小题3 分）1.金属键2.置换式固溶体3.形变织构4.相律5.堆垛层错【考查重点】：这部分侧重考查基础知识和基本概念，答案一般在书本上都能找到，名词解释的回答要做适当展开，不能太过简单，但要达到点上，不能靠长篇大论模棱两可的答题。
【答案解析】：1.金属键：由金属中的自由电子与金属正离子相互作用所构成的键合称金属键。
2.置换式固溶体：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。
3.形变织构：金属塑性变形到很大程度时，各个晶粒的滑移面和滑移方向都要向主形变方向转动，逐渐使多晶体中原来取向互不相同的各个晶粒在空间取向上呈现一定程度的规律性，这一现象称为择优取向，这种组织状态则称为形变织构。
4.相律：处于平衡状态的多元系中可能存在的相数可用吉布斯相律表示：f=C-P+2，式中f 为体系自由度数，C 为体系组元数，P 为相数，2 表示温度和压力两个变量，在常温下f=C-P+1。
5.堆垛层错：实际晶体中，密排面的正常堆垛顺序有可能遭到破坏和错排，错排可分为抽出型层错和插入型层错。
二、作图（13 分）在FCC 晶格中画出[110]、[211]晶向和（110）、（111）晶面，并分别画出这两个晶面上的原子排布，并标出原子的间距。
【考查重点】：作图题一般考查“固体结构”的相关知识点，应熟练掌握晶面和晶向指数的作图方法，立方和六方晶体作图方法，并能进行简单的分析应用。
三、作图（12 分）画出共晶系、包晶系、共析系和包析系相图的示意图，并写出相应的转变反应式。
【考查重点】：这是“二元系相图及其合金的凝固”章节中考查的相关知识点，需要考生熟练掌握二元系共晶（析）、包晶（析）相图的特点和画法，并能写出相应转变式。
【答案解析】：共晶系L→α+β 共析系γ→α+β包晶系L→α+β 包析系四、判断题（共15 分，每小题3 分）判断下列说法是否正确，并说明理由。
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2005年西北工业大学硕士研究生入学试题
一、简答题（每题8分，共40分）
1. 请简述二元合金结晶的基本条件有哪些。
2. 同素异晶转变和再结晶转变都是以形核长大方式进行的，请问两者之间有何差别？
3. 两位错发生交割时产生的扭折和割阶有何区别？
4. 请简述扩散的微观机制有哪些？影响扩散的因素又有哪些？
5. 请简述回复的机制及其驱动力。
二、计算、作图题：（共60分，每小题12分）
1. 在面心立方晶体中，分别画出
、
和、
，指出哪些是滑移面、滑移方向，并就图中情况分析它们能否构成滑移系？若外力方向为[001]，请问哪些滑移系可以开动？
2. 请判定下列位错反应能否进行，若能够进行，请在晶胞图上做出矢量图。
（1）
（2）
3. 假设某面心立方晶体可以开动的滑移系为
，请回答：
（1）给出滑移位错的单位位错柏氏矢量；
（2）若滑移位错为纯刃位错，请指出其位错线方向；若滑移位错为纯螺位错，其位错线方向又如何？
4. 若将一块铁由室温20℃加热至850℃，然后非常快地冷却到20℃，请计算处理前后空位数变化（设铁中形成1mol空位所需的能量为104675 J，气体常数为8.314J/mol·K）。
5. 已知三元简单共晶的投影图，见附图，
（1）请画出AD代表的垂直截面图及各区的相组成（已知TA>TD）；（2）请画出X合金平衡冷却时的冷区曲线，及各阶段相变反应。
三、综合分析题：（共50分，每小题25分）
1. 请对比分析加工硬化、细晶强化、弥散强化、复相强化和固溶强化的特点和机理。
2. 请根据所附二元共晶相图分析解答下列问题：
（1）分析合金I、II的平衡结晶过程，并绘出冷却曲线；
（2）说明室温下I、II的相和组织是什么？并计算出相和组织的相对含量；
（3）如果希望得到共晶组织和5%的β初的合金，求该合金的成分；（4）分析在快速冷却条件下，I、II两合金获得的组织有何不同。
2005年西北工业大学硕士研究生入学试题参考答案
一、简答题（每题 8 分，共 40 分）
1. 请简述二元合金结晶的基本条件有哪些。
答：热力学条件 ΔG < 0
结构条件： r > r*
能量条件： A > ΔG max
成分条件
2. 同素异晶转变和再结晶转变都是以形核长大方式进行的，请问两者之间有何差别？
答：同素异晶转变是相变过程，该过程的某一热力学量的倒数出现不连续；再结晶转变只是晶粒的重新形成，不是相变过程。
3. 两位错发生交割时产生的扭折和割阶有何区别？
答：位错的交割属于位错与位错之间的交互作用，其结果是在对方位错线上产生一个大小和方向等于其柏氏矢量的弯折，此弯折即被称为扭折或割阶。
扭折是指交割后产生的弯折在原滑移面上，对位错的运动不产生影响，容易消失；割阶是不在原滑移面上的弯折，对位错的滑移有影响。
4. 请简述扩散的微观机制有哪些？影响扩散的因素又有哪些？
答：置换机制：包括空位机制和直接换位与环形换位机制，其中空位机制是主要机制，直接换位与环形换位机制需要的激活能很高，只有在高温时才能出现。
间隙机制：包括间隙机制和填隙机制，其中间隙机制是主要机制。
影响扩散的主要因素有：温度（温度约高，扩散速度约快）；晶体结构与类型（包括致密度、固溶度、各向异性等）；晶体缺陷；化学成分（包括浓度、第三组元等）
5. 请简述回复的机制及其驱动力。
答：低温机制：空位的消失
中温机制：对应位错的滑移（重排、消失）
高温机制：对应多边化（位错的滑移＋攀移）
驱动力：冷变形过程中的存储能（主要是点阵畸变能）
二、计算、作图题：（共 60 分，每小题 12 分）
1. 在面心立方晶体中，分别画出
、
和、
，指出哪些是滑移面、滑移方向，并就图中情况分析它们能否构成滑移系？若外力方向为[001]，请问哪些滑移系可以开动？
2. 请判定下列位错反应能否进行，若能够进行，请在晶胞图上做出矢量图。
（1）
几何条件：
，满足几何条件
能量条件：
满足能量条件，反应可以进行。
（2）
几何条件：
，满足几何条件
能量条件：
满足能量条件，反应可以进行。
3. 假设某面心立方晶体可以开动的滑移系为
，请回答：
1) 给出滑移位错的单位位错柏氏矢量；
2）若滑移位错为纯刃位错，请指出其位错线方向；若滑移位错为纯螺位错，其位错线方向又如何？
答：（ 1 ）单位位错的柏氏矢量
；
（ 2 ）纯刃位错的位错线方向与b垂直，且位于滑移面上，为 [21_1]；纯螺位错的位错线与b平行，为 [011]。
4. 若将一块铁由室温20℃加热至850℃，然后非常快地冷却到20℃，请计算处理前后空位数变化（设铁中形成1mol空位所需的能量为104675 J）。
答：
5. 已知三元简单共晶的投影图，见附图，
1) 请画出AD代表的垂直截面图及各区的相组成（已知T A >T D）；
2) 请画出X合金平衡冷却时的冷区曲线，及各阶段相变反应。
答：
三、综合分析题：（共 50 分，每小题 25 分）
1. 请对比分析加工硬化、细晶强化、弥散强化、复相强化和固溶强化的特点和机理。
答：加工硬化：是随变形使位错增殖而导致的硬化；
细晶强化：是由于晶粒减小，晶粒数量增多，尺寸减小，增大了位错连续滑移的阻力导致的强化；同时由于滑移分散，也使塑性增大。
该强化机制是唯一的同时增大强度和塑性的机制。
弥散强化：又称时效强化。
是由于细小弥散的第二相阻碍位错运动产生的强化。
包括切过机制和绕过机制。
复相强化：由于第二相的相对含量与基体处于同数量级是产生的强化机制。
其强化程度取决于第二相的数量、尺寸、分布、形态等，且如果第二相强度低于基体则不一定能够起到强化作用。
固溶强化：由于溶质原子对位错运动产生阻碍。
包括弹性交互作用（柯氏气团）、电交互作用（玲木气团）和化学交互作用。
2. 请根据所附二元共晶相图分析解答下列问题：
1）分析合金I、II的平衡结晶过程，并绘出冷却曲线；
2）说明室温下I、II的相和组织是什么？并计算出相和组织的相对含量；
3）如果希望得到室温组织为共晶组织和5%的β初的合金，求该合金的成分；
4）分析在快速冷却条件下，I、II两合金获得的组织有何不同。
答：（ 1 ）
（ 2 ） I ： α 初＋ β II
，相组成与组织组成比例相同
II ： β 初＋（ α ＋ β ）共＋ β II （忽略）
（ 3 ）设所求合金成分为 x
（ 4 ） I 合金在快冷条件下可能得到少量的共晶组织，且呈现离异共晶的形态，合金中的 β II 量会减少，甚至不出现；
II 合金在快冷条件下 β 初呈树枝状，且数量减少。
共晶体组织变细小，相对量增加。