2008年材料科学基础期末考试复习题_1_ (2)
《材料科学基础》综合复习题
《材料科学基础》复习思考题第一章:材料的结构空间点阵、晶格、晶胞配位数致密度共价键离子键金属键组元合金、相、固溶体中间相间隙固溶体置换固溶体固溶强化第二相强化。
1、材料的键合方式有四类,分别是(),(),(),()2、三种常见的金属晶格分别为(),()和()。
3体心立方晶格中,晶胞原子数为(),原子半径与晶格常数的关系为(),配位数是(),致密度是(),密排晶向为(),密排晶面为(),晶胞中八面体间隙个数为(),四面体间隙个数为(),具有体心立方晶格的常见金属有()。
4、面心立方晶格中,晶胞原子数为(),原子半径与晶格常数的关系为(),配位数是(),致密度是(),密排晶向为(),密排晶面为(),晶胞中八面体间隙个数为(),四面体间隙个数为(),具有面心立方晶格的常见金属有()。
5、密排六方晶格中,晶胞原子数为(),原子半径与晶格常数的关系为(),配位数是(),致密度是(),密排晶向为(),密排晶面为(),具有密排六方晶格的常见金属有()。
6、合金的相结构分为两大类,分别是()和()。
7、固溶体按照溶质原子在晶格中所占的位置分为()和(),按照固溶度分为()和(),按照溶质原子与溶剂原子相对分布分为()和()。
8、影响固溶体结构形式和溶解度的因素主要有()、()、()、()。
9、金属化合物(中间相)分为以下四类,分别是(),(),(),()。
三、作图表示出立方晶系(123)、(0)、(421)等晶面和[02]、[11]、[346]等晶向。
四、立方晶系的{111}晶面构成一个八面体,试作图画出该八面体,并注明各晶面的晶面指数。
五、体心立方晶格的晶格常数为a,试求出(100)、(110)、(111)晶面的面间距大小,并指出面间距最大的晶面。
六、已知面心立方晶格的晶格常数为a,试求出(100)、(110)、(111)晶面的面间距大小,并指出面间距最大的晶面。
七、试从面心立方晶格中绘出体心正方晶胞,并求出它的晶格常数。
材料科学基础1试卷
材料科学基础1试卷2008年⼀、简答题(每题10分,共60分)1. 固态下,⽆相变的⾦属,如果不重熔,能否细化晶粒?如何实现?2. 固体中有哪些常见的相结构?3. 何谓平衡结晶?何谓⾮平衡结晶?4. 扩散第⼀定律的应⽤条件是什么?对于浓度梯度随时间变化的情况,能否应⽤扩散第⼀定律? 5. 何为织构?包括哪⼏类?6. 什么是成分过冷?如何影响固溶体⽣长形态?⼆、作图计算题(每题15分,共60分)1. 请分别写出FCC 、BCC 和HCP 晶体的密排⾯、密排⽅向,并计算密排⾯间距和密排⽅向上原⼦间距。
2. 请绘出⾯⼼⽴⽅点阵晶胞,并在晶胞中绘出(110)晶⾯;再以(110)晶⾯平⾏于纸⾯,绘出(110)晶⾯原⼦剖⾯图,并在其上标出[001],,晶向。
3. 已知H70黄铜在400℃时完成再结晶需要1⼩时,⽽在390℃下完成再结晶需2⼩时,请计算在420℃下完成再结晶需要多长时间? 4. ⼀个FCC 晶体在]231[⽅向在2MPa 正应⼒下屈服,已测得开动的滑移系是]011)[111(,请确定使该滑移系开动的分切应⼒τ。
三、综合分析题(30分)1. 请根据Fe-Fe 3C 相图分析回答下列问题:(17分)1) 请分析2.0wt.%C 合⾦平衡状态下的结晶过程,并说明室温下的相组成和组织组成。
2) 请分析2.0wt.%C 合⾦在较快冷却,即不平衡状态下,可能发⽣的结晶过程,并说明室温下组织会发⽣什么变化。
3) 假设将⼀⽆限长纯铁棒置于930℃渗碳⽓氛下长期保温,碳原⼦仅由棒顶端渗⼊(如图所⽰),试分析并标出930℃和缓冷⾄室温时的组织分布情况。
(绘制在答题纸上)2.图⽰Cu-Cd⼆元相图全图及其400℃~600℃范围的局部放⼤:(13分)3.1)请根据相图写出549℃、547℃、544℃、397℃和314℃五条⽔平线的三相平衡反应类型及其反应式;2)已知β相成分为w cd=46.5%,400℃时γ相的成分为w cd=57%,请计算400℃时w Cd=50%合⾦的相组成。
材料科学基础2复习题与参考答案
材料科学基础2复习题及部分参考答案一、名词解释1、再结晶:指经冷变形的金属在足够高的温度下加热时,通过新晶粒的形核及长大,以无畸变的等轴晶粒取代变形晶粒的过程。
2、交滑移:在晶体中,出现两个或多个滑移面沿着某个共同的滑移方向同时或交替滑移。
3、冷拉:在常温条件下,以超过原来屈服点强度的拉应力,强行拉伸聚合物,使其产生塑性变形以达到提高其屈服点强度和节约材料为目的。
(《笔记》聚合物拉伸时出现的细颈伸展过程。
)4、位错:指晶体材料的一种内部微观缺陷,即原子的局部不规则排列(晶体学缺陷)。
(《书》晶体中某处一列或者若干列原子发生了有规律的错排现象)5、柯氏气团:金属内部存在的大量位错线,在刃型位错线附近经常会吸附大量的异类溶质原子(大小不同吸附的位置有差别),形成所谓的“柯氏气团”。
(《书》溶质原子与位错弹性交互作用的结果,使溶质原子趋于聚集在位错周围,以减小畸变,降低体系的能量,使体系更加稳定。
)6、位错密度:单位体积晶体中所含的位错线的总长度或晶体中穿过单位截面面积的位错线数目。
7、二次再结晶:晶粒的不均匀长大就好像在再结晶后均匀、细小的等轴晶粒中又重新发生了再结晶。
8、滑移的临界分切应力:滑移系开动所需要的最小分切应力。
(《书》晶体开始滑移时,滑移方向上的分切应力。
)9、加工硬化:金属材料在再结晶温度以下塑性变形时强度和硬度升高,而塑性和韧性降低的现象,又称冷作硬化。
(《书》随塑性变形的增大,塑性变形抗力不断增加的现象。
)10、热加工:金属铸造、热扎、锻造、焊接和金属热处理等工艺的总称。
(《书》使金属在再结晶温度以上发生加工变形的工艺。
)11、柏氏矢量:是描述位错实质的重要物理量。
反映出柏氏回路包含的位错所引起点阵畸变的总积累。
(《书》揭示位错本质并描述位错行为的矢量。
)反映由位错引起的点阵畸变大小的物理量。
12、多滑移:晶体的滑移在两组或者更多的滑移面(系)上同时进行或者交替进行。
13、堆垛层错:晶体结构层正常的周期性重复堆垛顺序在某二层间出现了错误,从而导致的沿该层间平面(称为层错面)两侧附近原子的错排的一种面缺陷。
2008期末试题
2008年材料科学基础一期末考试(记忆版)(据说这是田爷爷这几年来最得意的考卷,o(∩_∩)o…)一.已知在900℃时对一批(500个)铁工件成功渗碳需要10h,此温度下铁为FCC晶体。
如果渗碳炉在900℃时运行一小时需要耗费$1000,在1000℃时运行一小时需要耗费$1500,试问,将渗碳温度提高至1000℃是否更加节省?还有其他一些什么因素是必须考虑的?(小黄书119页)解:假设可以使用菲克第二定律的结论公式注意到,由于只改变热处理的时间和温度,所以Dt应该为常数。
要在1000℃下获得900℃时同样的渗碳处理需满足:D1273t1273=D1173t1173又,碳在FCC铁中的扩散激活能为Q=32,900cal/mol,且,所以由此可得:900℃时,每个部件耗费为($1000/h)(10h)/500=$20;1000℃时,每个部件耗费为($1500/h)(3.299h)/500=$9.90。
如果只考虑运行炉子的花费,提高温度是可以降低热处理成本的,同时还可以提高生产效率。
另外一个需要考虑的因素是在1000℃时进行热处理是否会带来其他包括微观结构等方面的变化?二.(10分)一根多晶Zn()棒和一根多晶镁()棒受压缩变形,分析二者的变形特征,比较二者的塑性。
(提示:从分析滑移和孪生入手)解:多晶体压缩滑移转动,(0001)转向压缩面,产生织构。
继续压缩,滑移越来越难。
对于Zn:由于c/a=1.86,位于锐角区,宏观压力方向与微观孪生变形相适应,故可发生孪生。
孪生之后改变位向可继续滑移,反复进行,故表现出较好的塑性。
对于Mg:由于c/a=1.62,压力轴位于钝角区,宏观压力方向与微观孪生变形相反,故不可发生孪生。
因此表现出较差的塑性。
三.大书上256页互相垂直的两个位错的相互作用力(一个刃型,一个螺型,AB改为CD,CD改为AB),记不全了,照着算就行了螺位错和刃位错在空间相隔为d,如图2-29所示。
08年湖南大学材料科学基础真题(2)
2008年材料科学基础真题一、名词解释(每题5分,共40分)1.空间点阵:组成晶体的粒子(原子、离子或分子)在三维空间中形成有规律的某种对称排列,如果我们用点来代表组成晶体的粒子,这些点的空间排列就称为空间点阵。
2.中间相:金属与金属,或金属与非金属(氮、碳、氢、硅)之间形成的化合物总称为金属间化合物。
由于金属间化合物在相图中处于相图的中间位置,故也称为中间相。
3.全位错:柏氏矢量等于点阵矢量的位错称为全位错。
4.共格界面:所谓共格晶界,是指界面上的原子同时位于两相晶格的结点上,即两相的晶格是彼此衔接的界面上的原子为两者共有。
5.滑移临界分切应力:滑移系开动所需的最小分切应力;它是一个定值,与材料本身性质有关,与外力取向无关。
6.包晶转变:成分为H点的δ固相,与它周围成分为B点的液相L,在一定的温度时,δ固相与L液相相互作用转变成成分是J点的另一新相γ固溶体,这一转变叫包晶转变或包晶反应。
即HJB---包晶转变线,LB+δH→γJ7.再结晶:塑性变形金属后续加热过程通过形核与长大无畸变等轴晶逐渐取代变形晶粒的过程。
8.上坡扩散:在化学位差为驱动力的条件下,原子由低浓度位置向高浓度位置进行的扩散。
二、简答题(每题8分,共56分)1.采用四轴坐标系标定六方晶体的晶向指数时,应该有什么样的约束条件?为什么?答:晶向指数可用{u v t w}来表示,这里u + v = - t根据六方晶系的对称特点,对六方晶系采用a1,a2,a3及c四个晶轴,a1,a2,a3之间的夹角均为120度,这样,其晶面指数就以(h k i l)四个指数来表示。
根据几何学可知,三维空间独立的坐标轴最多不超过三个。
前三个指数中只有两个是独立的,它们之间存在以下关系:i =-( h + k ) 。
采用4轴坐标时,晶向指数的确定原则仍同前述,晶向指数可用{u v t w}来表示,这里u + v = - t2.写出FCC 、BCC 、HCP 晶体的密排面、密排面间距、密排方向、密排方向最小原子间距。
材料科学基础期末试题及答案
材料科学基础期末试题及答案一、选择题(每题2分,共20分)1. 材料科学中,下列哪项不是材料的基本性质?A. 强度B. 硬度C. 导电性D. 可塑性答案:D2. 金属的塑性变形主要通过哪种机制进行?A. 位错运动B. 晶界迁移C. 扩散D. 相变答案:A3. 陶瓷材料的主要特性是什么?A. 高导电性B. 高塑性C. 高硬度和低热膨胀系数D. 高韧性答案:C4. 以下哪种合金的制备方法不属于固溶合金?A. 钢B. 黄铜C. 铝合金D. 马氏体不锈钢答案:D5. 玻璃材料的主要成分通常是什么?A. 硅酸盐B. 氧化物C. 碳化物D. 氮化物答案:A二、简答题(每题10分,共30分)1. 简述材料的疲劳现象及其影响因素。
答:材料的疲劳现象是指在低于材料屈服强度的循环载荷作用下,材料发生损伤并最终导致断裂的现象。
影响疲劳的因素包括应力幅度、循环次数、材料的微观结构、环境条件等。
2. 描述金属的腐蚀过程及其防护措施。
答:金属的腐蚀是金属与周围环境发生化学反应,导致材料性能下降的过程。
常见的腐蚀类型有化学腐蚀和电化学腐蚀。
防护措施包括使用耐腐蚀材料、涂层保护、阴极保护等。
3. 解释什么是相变以及它在材料科学中的重要性。
答:相变是指材料在外界条件(如温度、压力)变化下,从一种相态转变为另一种相态的过程。
相变对材料的物理性能和化学性能有重要影响,如钢的淬火和回火过程就是通过相变来改变其微观结构和宏观性能。
三、计算题(每题25分,共50分)1. 给定一个金属棒,其长度为L,截面积为A,材料的杨氏模量为E。
当施加一个力F时,金属棒发生弹性变形,求金属棒的伸长量ΔL。
答:根据胡克定律,ΔL = F * L / (A * E)。
2. 假设一个立方体材料样品在三个正交方向上受到相同的应力σ。
如果材料的泊松比为ν,求该立方体样品在三个方向上的应变ε。
答:根据材料力学的一般关系,εx = εy = εz = σ / E,其中E是杨氏模量。
2008-2009学年第一学期材料科学基础1试题及答案. 文档
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所需施加的外应力; 2.(18 分)画出两位错线交截之后的形状变化,在图中表示出位错线的正方向,指出 位错线上各段的位错类型。
C
C D Z Y X
D
O
C
B
D
c)
图 3 第四题图 五、 (共 24 分) 1.(6 分)画出 Fe-Fe3C 相图; 2.(8 分)写出室温下 wC
1.2% 退火态碳钢的相组成物及组织组成物,并分别计算
A O E
e1
B
e2 e3
C
图 4 第六题图
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西安交通大学本科生课程考试试题标准答案与评分标准
课程名称: 材料科学基础 1 课时: 64 考试时间:2009 年 1 月 12 日
一、(每词 2 分,共 20 分) 塑料—— 常温下处于玻璃态的高分子聚合物。 加聚反应—— 由一种或多种单体相互加成而连接成聚合物的反应。 相—— 体系中聚集状态相同、成分相同、结构相同、性能相同并以界面相互隔开的均匀 部分或连续变化的部分。 成分过冷—— 固溶体在不平衡冷却条件下结晶时, 由于溶质原子在固/液界面前沿液体中 的富集,使得这部分液体的实际温度低于理论凝固温度而处于过冷状态, 这种过冷称为成分过冷。 区域提纯—— 对于含有杂质的固溶体合金棒,利用置于棒外围的加热套从棒的一端向另 一端的运动,使固溶体棒逐段顺序熔化和凝固,使棒杂质产生明显的宏观 偏析,从而使棒的纯度得到提高的一种工艺称为区域提纯。 铁素体—— 碳溶于ɑ-Fe 和中所形成的间隙固溶体。 晶向族—— 晶体中原子排列情况相同但空间位向不同的一组晶向。 晶带定律—— 晶带轴[uvw]与该晶带中的任一晶面 (hkl) 之间存在下列关系: hu+kv+lw=0, 凡满足此关系的晶面都属于以[uvw]为晶带轴的晶带,此关系叫晶带定理。 离异共晶—— 当合金中先共晶相的量较多、二共晶体的量较少时,共晶体中与先共晶相 相同的相依附于先共晶相生长,而使共晶体中的另一相孤立地分布在晶界 处。这种两相分离的共晶体称为离异共晶。 相律—— 对于温度和压力可变的平衡系统,系统的自由度 f 与组元数 C、平衡相数 P 之 间所满足的关系式 f=C-P+2 称为相律。
08——11年4年湖南大学材料科学基础真题汇总
2008年材料科学基础真题(1)名词解释(每题5分,共40分)1.空间点阵:组成晶体的粒子(原子、离子或分子)在三维空间中形成有规律的某种对称排列,如果我们用点来代表组成晶体的粒子,这些点的空间排列就称为空间点阵。
2.中间相:金属与金属,或金属与非金属(氮、碳、氢、硅)之间形成的化合物总称为金属间化合物。
由于金属间化合物在相图中处于相图的中间位置,故也称为中间相。
3.全位错:柏氏矢量等于点阵矢量的位错称为全位错。
4.共格界面:所谓共格晶界,是指界面上的原子同时位于两相晶格的结点上,即两相的晶格是彼此衔接的界面上的原子为两者共有。
5.滑移临界分切应力:滑移系开动所需的最小分切应力;它是一个定值,与材料本身性质有关,与外力取向无关。
6.包晶转变:成分为H点的δ固相,与它周围成分为B点的液相L,在一定的温度时,δ固相与L液相相互作用转变成成分是J点的另一新相γ固溶体,这一转变叫包晶转变或包晶反应。
即HJB---包晶转变线,LB+δH→γJ7.再结晶:塑性变形金属后续加热过程通过形核与长大无畸变等轴晶逐渐取代变形晶粒的过程。
8.上坡扩散:在化学位差为驱动力的条件下,原子由低浓度位置向高浓度位置进行的扩散。
(2)简答题(每题8分,共56分)1.采用四轴坐标系标定六方晶体的晶向指数时,应该有什么样的约束条件?为什么?2.写出FCC、BCC、HCP晶体的密排面、密排面间距、密排方向、密排方向最小原子间距。
3.指出图1中各相图的错误,并加以解释。
4.什么是柯肯达尔效应?请用扩散理论加以解释。
若Cu-Al组成的互扩散偶发生扩散时,界面标志物会向哪个方向移动。
答:柯肯达尔效应:在置换式固溶体的扩散过程中,放置在原始界面上的标志物朝着低熔点元素的方向移动,移动速率与时间成抛物线关系。
柯肯达尔效应否定了置换式固溶体中扩散的换位机制,而证实了空位机制;系统中不同组元具有不同的分扩散系数;相对而言,低熔点组元扩散快,高熔点组元扩散慢,这种不等量的原子交换造成了柯肯达尔效应。
材料科学基础2复习题及答案
材料科学基础2复习题及答案材料科学基础2复习题及部分参考答案一、名词解释1、再结晶:指经冷变形的金属在足够高的温度下加热时,通过新晶粒的形核及长大,以无畸变的等轴晶粒取代变形晶粒的过程。
2、交滑移:在晶体中,出现两个或多个滑移面沿着某个共同的滑移方向同时或交替滑移。
3、冷拉:在常温条件下,以超过原来屈服点强度的拉应力,强行拉伸聚合物,使其产生塑性变形以达到提高其屈服点强度和节约材料为目的。
(《笔记》聚合物拉伸时出现的细颈伸展过程。
)4、位错:指晶体材料的一种内部微观缺陷,即原子的局部不规则排列(晶体学缺陷)。
(《书》晶体中某处一列或者若干列原子发生了有规律的错排现象)5、柯氏气团:金属内部存在的大量位错线,在刃型位错线附近经常会吸附大量的异类溶质原子(大小不同吸附的位置有差别),形成所谓的“柯氏气团”。
(《书》溶质原子与位错弹性交互作用的结果,使溶质原子趋于聚集在位错周围,以减小畸变,降低体系的能量,使体系更加稳定。
)6、位错密度:单位体积晶体中所含的位错线的总长度或晶体中穿过单位截面面积的位错线数目。
7、二次再结晶:晶粒的不均匀长大就好像在再结晶后均匀、细小的等轴晶粒中又重新发生了再结晶。
8、滑移的临界分切应力:滑移系开动所需要的最小分切应力。
(《书》晶体开始滑移时,滑移方向上的分切应力。
) 9、加工硬化:金属材料在再结晶温度以下塑性变形时强度和硬度升高,而塑性和韧性降低的现象,又称冷作硬化。
(《书》随塑性变形的增大,塑性变形抗力不断增加的现象。
)10、热加工:金属铸造、热扎、锻造、焊接和金属热处理等工艺的总称。
(《书》使金属在再结晶温度以上发生加工变形的工艺。
)11、柏氏矢量:是描述位错实质的重要物理量。
反映出柏氏回路包含的位错所引起点阵畸变的总积累。
(《书》揭示位错本质并描述位错行为的矢量。
)反映由位错引起的点阵畸变大小的物理量。
12、多滑移:晶体的滑移在两组或者更多的滑移面(系)上同时进行或者交替进行。
《材料科学基础》课程期末考试样卷.doc
《材料科学基础》课程期末考试样卷班级 ______________________ 姓名_______________ 学号______________一、是非判断题(每题1分,共10分)(1)在钢屮,随含碳量的增加,珠光体的相对量也不断增加。
()(2)钢屮铁索体与奥氏体的木质区别在于含碳量不同。
()(3)平衡状态下,在碳钢屮,随含碳量的增加,强度、硬度均随Z增加。
()(4)珠光体是单相组织。
()(5)亚共析钢的基本相是铁索体和珠光体。
()(6)扩散是原子的定向移动。
()(7)金属铸件可通过再结晶退火细化晶粒。
()(8)再结晶虽包含形核和长大过稈,但它不是一个相变过稈。
()(9)点缺陷是热力学上平衡的缺陷()。
(10)一条弯1111位错线,其各部分的柏氏矢量都相同()。
二、单项选择题(每题1分,共10分)1下列对金屈键描述正确的是:A无方向性和饱和性B有方向性和饱和性C有方向性无饱和性D无方向性有饱和性2下列对晶体与非晶体描述正确的是:A晶体有熔点和性能的各向异性;非晶体有熔点和性能的各向同性B晶体有熔点和性能的备向异性;非晶体没有熔点,性能为备向同性C晶体没有熔点和性能的备向异性;非晶体有熔点,性能为备向同性D晶体有熔点和性能的备向异性;非晶体也有熔点和性能的备向异性3金屈的典型晶体结构有面心立方、体心立方和密排六方三种,它们的晶胞屮原了数分别为:A 4; 2; 6B 6; 2; 4C 4; 4; 6D 2; 4; 6 4关于间隙固溶体与间隙化合物说法正确的是:B 微观粗糙,宋观粗糙 D 微观平柴,宋观平整 B 尖端形核技术 D 垂直提拉技术B 需要能量起伏 D 需要结构起伏C 二者结合键相同D 二者物理性能相近5柏氏矢量是表示位错特征的矢量,但它不能用于:A 判断位错性质B 表示位错的能量C 判断位错反应D 表示位错密度6晶界不包括:A 大角度晶界B 小角度晶界C 李晶界D 表面 7下列对液一固粗糙界面描述正确的是:A 微观粗糙,宏观平整C 微观平整,宏观粗糙8能得到非晶态合金的技术是:A 定向凝固技术C 急冷凝固技术9合金与纯金属结晶的不同点是:A 需要过冷C 需要成分起伏 10下列不属于Fe-FeaC 相图屮的组成相是:A 铁素体B 奥氏体C 渗碳体D 石墨三、填空题(每空1分,共15分)1写出一个具体地合金相:间隙固熔体 _________ ,有序固熔体.物 ___________ o2固态金属屮,原子扩散的驱动力是 ______________________3再结晶的驱动力是 ____________________________________4面心立方晶体中的滑移系是 ____________________________5固态相变的驱动力是 __________________________________6调幅分解的特点是:(1) _________________________________________________ 7纯粹协同世相变的特征:(3)_________________________________________________ ;(4)_________________________________________________ o8马氏体相变的一个晶体学特点是马氏体的亚结构。
2008年材料科学基础期末考试复习题_2
材料科学基础例题第一章1、绘出3类材料—金属、离子晶体和高分子树料之能量与距离的关系曲线,试指出它们各代表何种材料。
解: a:高分子材料;b:金属材料;c;离子晶体。
2、己知Si的相对原于质量为28.09,若100 g的Si中有5×1010个电子能自由运动.试计算:①能自由运动的电子占价电子总数的比例为多少?②必须破坏的共价键之比例为多少?解: 原子数=(m/A r)⨯N A=100/28.09×6.023×1023=2.144×1024个价电子数=4×原子数=4⨯2.144×1024=8.576⨯1024个①5×1010/8.576⨯1024 = 5.830⨯10-15②共价键,共有2.144×1024个;须破坏之共价键数=5×1010/2 = 2.5×1010个3 A12O3的密度为3.8 g/cm3,试计算:(1) 1 mm3中存在多少个原子?② 1 g中含有多少个原子?解:第二章1、为什么密排六方结构不能称为一种空间点阵?解:空间点阵中每个阵点应具有完全相同的周围环境,而密排六方晶脑内的原子与晶胞角上的原子具有不同的周围环境。
在A和B原子连线的延长线上取BC=AB,然而C点却无原子。
若将密排六方晶脑角上的一个原子与相应的晶跑内的一个原子共同组成一个阵点(0, 0, 0阵点可视作由0, 0, 0和2/3, 1/3, 1/2这一对原子所组成),如图所示,这样得出的密排六方结构应属简单六方点阵。
2、试计算面心立方晶体的(100),(110),(111)等品面的面间距和面致密度,并指出面间距最大的面。
解:在面心立方晶体中,当(AAj)不为全奇数或全偶数时,有附加面。
从下面计算结果得知,原子排列最密排的(1i1)晶面的面间距最大。
3、①说明在fcc的(001)标准极射赤面投影图的外圆上,赤道线上和0o经线上的极点的指数各有何特点?②在极图中标出(110),(011),(112)极点。
北科大材科基期末考试题
1. 在立方结构单中 在立方结构单胞中(110)晶面上, 画出 晶面上,画出[1-11]和 [-112]晶向; 晶向; 晶面上 和 晶向 标准投影图中, 在(001)标准投影图中,标出这些晶面和晶向对应的极点。 标准投影图中 标出这些晶面和晶向对应的极点。 在密排六方结构单胞中, 画出(10-10)晶面和 晶面和[1011]晶向 。 晶向。 在密排六方结构单胞中 , 画出 晶面和 晶向 (10分) 分
1. 画出 画出(110)面给 分 ; 画出 面给2分 画出[1-11]方向给 分 , 画出 方向给2分 画出[-112]方向 面给 方向给 方向 标准投影图并标出极点位置给2分 给2分;画出 分 画出(001)标准投影图并标出极点位置给 分;画出 标准投影图并标出极点位置给 (10-10)面给 分;画出 面给1分 画出[1011]方向给 分。 方向给1分 面给 方向给
5. 写出不变反应给 分。画出每个恒温截面给2分。 写出不变反应给4分 画出每个恒温截面给 分
6. 在液相转变为固相 结晶)过程中,①均匀形核和非均匀形核 在液相转变为固相(结晶 过程中 结晶 过程中, 的临界核心半径哪一个大?为什么? 的临界核心半径哪一个大? 为什么? ② 晶体的熔点与其曲 率半径是否相关?在过冷度∆ 的临界核心半径为 的临界核心半径为r*, 率半径是否相关?在过冷度∆T的临界核心半径为 ,请问 r=r*的晶体的熔点是什么?③ 在结晶过程中 ,为什么非均 的晶体的熔点是什么? 在结晶过程中, 的晶体的熔点是什么 匀形核起主要作用? 分 匀形核起主要作用?(10分) 7. 固溶体(k0<1)固液界面失稳条件是什么?已知界面前沿 界 固液界面失稳条件是什么? 固溶体 固液界面失稳条件是什么 已知界面前沿(界 v m C 1− k 面处坐标为x=0)熔点分布梯度是 dT = D ,液相的温度梯度 面处坐标为 熔点分布梯度是 dx k dT =G 讨论如何控制内、外部因素加速界面失稳。 分 是 ,讨论如何控制内、外部因素加速界面失稳。(10分) dx
2008年东南大学材料科学基础真题答案课件
2008年东南大学材料科学基础真题(百度截图)2008年东南大学材料科学基础真题答案一选择1-5 accdb 6-10 abbda 11-15 bcccb 16-20 bcbbb二1、2如下三先以正对我们的一面作为计算原子半径的依据,也就是1/4高处的原子和底边顶点上的原子构成一个等腰三角形,且这个原子是与底边顶点上的原子相切,根据勾股定律求得原子半径是r=0.15,再通过计算一个晶胞里面有4个原子,可以知道致密度K=4*4/3πr3/abc=52.5% 四1、非均匀形核由于外界杂质颗粒或者铸型内壁(基底)等可以促进了结晶形核的形成,依附于这些已经存在的表,可以使得形核界面能降低,所以非均匀形核功小于均匀形核功;在基底不起作用的情况下,也就是接触角θ=180°的情况下,二者形核功相等。
=ΔG hom(2-3cosθ+cos3θ)/4,由杨氏方2、如图θ就是润湿角,ΔG程σLw=σαL cosθ+σαw当液相与基底之间的界面能越大时,接触角θ越大,这也很好理解,当二者之间界面能很大,就说明液相很难铺展在基底上,接触角也就很大了。
3、成分过冷的临界条件是G=Rmw0(1-k0)/Dk0,也可以写作G/R=ΔT/D,影响成分过冷的因素是:液固界面浓度w0,液相线斜率m,平衡分配系数k0,,扩散系数D,温度梯度R,凝固速度v,当w0、m越大,而k0很小的时候,会导致凝固温度范围ΔT增大,这样就会有很大空间范围导致成分过冷产生;当凝固速度v一定时,实际的温度梯度R越小,也容易产生成分过冷;当凝固速度过大,那么在短时间里面液体混合程度会减小,那么在边界层处会有大量的溶质聚集,这样也容易产生成分过冷。
4、一般只有在平衡凝固条件下,在共晶成分的合金才能得到全部的共晶组织,但是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,这种由非共晶成分的合金得到的共晶组织叫做伪共晶,在非平衡凝固条件下比较容易形成伪共晶。
2008年南京工业大学材料科学基础真题试卷
2008年南京工业大学材料科学基础真题试卷(总分:154.00,做题时间:90分钟)一、判断题(总题数:15,分数:30.00)1.在宏观晶体中进行对称操作时晶体的中心点是不动的。
(分数:2.00)A. √B.解析:2.晶面在三个坐标轴上的截距之比一定为一简单的整数比。
(分数:2.00)A. √B.解析:3.微观对称要素的核心是平移轴。
(分数:2.00)A. √B.解析:4.螺位错的位错线平行于滑移方向。
(分数:2.00)A. √B.解析:5.玻璃在常温下能长期稳定存在,因而它是热力学稳定态。
(分数:2.00)A.B. √解析:6.化学组成不同的晶体其结构也一定不同。
(分数:2.00)A.B. √解析:7.相图表示的是体系的热力学平衡状态。
(分数:2.00)A. √B.解析:8.有序一无序转变是指晶体与非晶体之间的转变。
(分数:2.00)A.B. √解析:9.大多数固相反应是由界面上的化学反应速度所控制的。
(分数:2.00)A.B. √解析:10.烧结是一个包含了多种物理和化学变化的过程。
(分数:2.00)A.B. √解析:11.在低温时,一般固体材料中发生的扩散是本征扩散。
(分数:2.00)A.B. √解析:12.在固液界面的润湿中,增加固体表面的粗糙度,就一定有利于润湿。
(分数:2.00)A.B. √解析:13.扩散过程的推动力是浓度梯度。
(分数:2.00)A.B. √解析:14.硅酸盐熔体的粘度随碱金属氧化物含量的增加而迅速增大。
(分数:2.00)A.B. √解析:15.烧结过程的推动力是晶界能大于表面能。
(分数:2.00)A.B. √解析:二、选择题(总题数:12,分数:24.00)16.在尖晶石(MgAl 2 O 3 )结构中,O 2-作立方密堆,Mg 2+离子填入______。
(分数:2.00)A.1/2的四面体空隙B.1/2的八面体空隙C.1/8的四面体空隙√D.1/8的八面体空隙解析:17.在正交晶系中,可能存在的空间格子类型为______。
材料科学基础期末考试历届考试试题复习资料
四川理工学院试卷(2010至2011学年第1学期)系专业级班学号姓名密封线密封线内不要答题课程名称:材料科学基础(参考答案2)命题教师:唐杰适用班级:2008级材料专业考试(考查)年月日共页注意事项:1、满分100分。
要求卷面整洁、字迹工整、无错别字。
2、考生必须将姓名、班级、学号完整、准确、清楚地填写在试卷规定的地方,否则视为废卷。
3、考生必须在签到单上签到,若出现遗漏,后果自负。
4、如有答题纸,答案请全部写在答题纸上,否则不给分;考完请将试卷和答题卷分别一同交回,否则不给分。
试题一、判断题:(10分,每题1分,对V错X )1晶向指数表示一条原子列的空间位向。
(X)2螺旋型位错有左右之分,他们之间有本质区别。
(V)3珠光体由奥氏体相和铁素体相组成。
(X)4同一塞积群中的位错一定是同号位错。
(V)5晶体多组滑移系在同一方向同时启动就发生多滑移。
(X)6流线是熔体浇注时流动的痕迹。
(X)7共晶成分的合金熔体凝固后就得到共晶合金。
(X)8根据菲克定律,扩散驱动力是浓度梯度,因此扩散总是向浓度低的方向进行(X)9热塑性聚合物应力与应变呈线性关系主要是山链段运动引起。
(X)10复合材料山基体和增强体及其界面三部分组成。
(V )得分二、选择题:(10分,每空1分)1 一个体心立方晶胞含有(B)个原子。
(A) 3 (B) 2 (C) 4 (D) 12固溶体的不平衡凝固可能造成(A)(A)晶内偏析(B)晶间偏析(C)集中缩孔(D)缩松3科肯道尔效应的形成机制主要是(B)(A)间隙机制。
(B)空位机制。
(C)填隙机制。
(D)换位机制。
4蠕变的正确说法是(B)(A)物体在恒定应力作用下形变随温度升高逐渐增大的现象。
(B)物体在恒定应力作用下形变随时间逐渐增大的现象。
(C)物体在恒定应力作用下变形很小。
(D)物体在恒定应力下变形不规则。
5固溶体宏观偏析最小的工艺条件是(A)(A)快速结晶(B)中速结晶(C)缓慢结晶6根据Hall—Pectch公式可知(A)(A) 在常温下,晶粒越细,强度越大。
08级《材料科学基础》试题A标准答案
2010-2011学年第1学期考试试题(A)卷标准答案及评分标准课程名称:《材料科学基础》适用专业: 08材料物理1、2班一、填空题(共20分,每空1分)1、①变形是可逆的,去除外力后变形消失;②服从虎克定律,应力与应变呈线性关系。
2、滑移系;3、传递、协调;4、韧性;5、晶界、晶粒、细晶粒、高温;6、时间;7、下坡、上坡;8、结构起伏、能量起伏、过冷度;9、自由度、组元数、相数;10、间隙二、选择题(共10分,每题1分)A、1、B;2、D;3、A、A、D;4、C、5、B、6、A、B;7、D;8、A;9、A;10、C三、问答题(共30分,每题6分)1、回答下列问题:(1)在立方晶系的晶胞内画出具有下列密勒指数的晶面和晶向:(001)与[210],(111)与[112],(110)与 [111],(132)与[123],(322)与[236](2)在立方晶系的一个晶胞中画出(111)和(112)晶面,并写出两晶面交线的晶向指数。
解:(101)(112)(101)[111](101)(112)(101)[111]各1分2、调幅分解反应和一般的形核长大机制有何不同?答:调幅分解反应不需要形核,新相成分变化、结构不变,界面宽泛(初期无明显分界面),组织均匀规则,原子扩散为上坡扩散,形核转变率高(3分)一般的形核长大需要形核,新相成分、结构均发生变化,界面明晰,组织均匀性差、不规则,原子扩散为下坡扩散,形核转变率低(3分)3、拉伸试验主要了解材料的哪些特性?可获得哪些常用的力学性能数据?答:拉伸试验可用来了解材料的变形与断裂特性。
在拉伸试验中,试样在比较短的时间内,以恒定的速率受到拉伸直至断裂。
拉伸试验时由记录纸得出的负荷—伸长曲线可以转换为应力一应变曲线(又称应力一应变图)。
(1分)从拉伸试验可以获得以下几项力学性能:①弹性模量;②规定非比例伸长应力;③抗拉强度;④断后伸长率;⑤断面收缩率。
(各1分)这些性能数据对于工程上的结构设计和金属材料检验是很重要的。
2008-2009学年第一学期材料科学基础1试题及答案文档
C
C
D
D
Z
Y XO
C B
D
c)
图 3 第四题图 五、(共 24 分) 1.(6 分)画出 Fe-Fe3C 相图;
2.(8 分)写出室温下 wC 1.2% 退火态碳钢的相组成物及组织组成物,并分别计算
相组成物和组织组成物的质量分数;
3.(4 分)示意画出室温下 wC 1.2% 退火态碳钢的组织,并指示出各组织组成物;
2. ( 8 分) 写出图 2 所示六方晶胞中 EFGHIJE 晶面、 EF 晶向、 FG 晶向、 GH 晶向、 HI 晶向、 IJ 晶向、 JE 晶向的密勒-布拉菲指数。
ZB A
cH I
G
O
Y
C
X
D
图 1 第二题第 1 题图
a3
J
F a1
o
a2
E
图 2 第二题第 2 题图
三、(10 分) 长为 L、等横截面的 A-B 二元固溶体合金液体棒水平放置,在固相不扩散、 液相完全混合条件下自左至右定向凝固。假设该合金中 B 组元平均浓度为 C0,平衡 分配系数为 k0。试推导凝固后棒中 B 组元浓度 CS 随至棒左端距离 z 的分布公式。
三、 (10 分)
证明:建立微分方程: (CL CS )dz (L z)dCL
利用
k0
CS CL
将微分方程化简为:
1 k0 Lz
dz
1 CS
dCS
对微分方程进行定积分:
(1
k0 )
z 0
L
1
z
dz
1 CS C C0k0 S
dCS
证得:
四、 (24 分) 1. (6 分)CC源自D(4 分)D
《材料科学基础》期末试卷及答案
《材料科学基础》期末试卷及答案一. 选择题:(共15小题,每小题2分,共30分)。
1. 根据相律在不考虑压强影响的情况下,三元系相图中二相平衡区的自由度f为()。
A. 0B. 1C. 2D. 32. 在六节环硅酸盐结构中非桥氧的个数为()。
A. 6B. 8C. 10D. 123. 氢键的形成对物质的物理性能影响很大,分子内氢键的存在会引起物质()。
A. 熔点升高,沸点降低B. 熔点降低,沸点升高C. 熔点、沸点都升高D. 熔点、沸点都降低4. 密排六方的配位数,四面体空隙数及晶胞原子数分别为()。
A. 12,3n,6B. 12,2n,6C. 8,6n,2D. 12,2n,65. 下列说法正确的是()。
A. 点缺陷是热力学稳定缺陷B. 两位错交割必形成割阶C. 线缺陷也是热力学稳定缺陷D. 空位形成能大于间隙形成能6. 在高岭石Al4[Si4O10](OH)8结构中每个O2-可连1个[SiO4]和几个[AlO2(OH)4]( )。
A. 1B. 2C. 3D. 47. 在单元系相图中,温度一定,增加压力会使摩尔体积大的相在相图上稳定存在的区域()。
A. 缩小B. 扩大C. 没影响D. 无法判断8. 结晶性高聚物由熔体中结晶,可得到()。
A. 单晶B. 球晶C. 纤维状晶体D. 串晶9. 某位错的位错线与柏氏矢量平行且反向,则此位错为()。
A. 正刃型位错B. 右螺型位错C. 左螺型位错D. 负刃型位错10. 在铁碳合金中可锻性最好的是()。
A. 亚共析钢B. 共析钢C. 过共析钢D. 共晶铸铁11. 在吴氏网上直径的刻度可度量()。
A. 极距角B. 方位角C. 晶面的面角D. 园心角12. 在平衡条件下,溶质原子在晶界处的浓度偏离平均浓度的现象称为晶界偏析,若溶质原子的固溶度(C m)愈大,则晶界处溶质的浓度()。
A. 愈大B. 愈小C. 不变D. 无法判断13. 第二相若在晶粒内部析出,固溶体中各组元的原子直径之差超过5%时,决定因素是弹性应变能,则第二相的形状接近于()。
材料科学基础期末试题1
材料科学基础期末试题1work Information Technology Company.2020YEAR材料科学基础考题Ⅰ卷一、名词解释(任选5题,每题4分,共20分)单位位错;交滑移;滑移系;伪共晶;离异共晶;奥氏体;成分过冷答:单位位错:柏氏矢量等于单位点阵矢量的位错称为单位位错。
交滑移:两个或多个滑移面沿着某个共同的滑移方向同时或交替滑移,称为交滑移。
滑移系:一个滑移面和此面上的一个滑移方向合起来叫做一个滑移系。
伪共晶: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全部的共晶组织,这种由非共晶成分的合金所得到的共晶组织称为伪共晶。
离异共晶:由于非平衡共晶体数量较少,通常共晶体中的α相依附于初生α相生长,将共晶体中另一相β推到最后凝固的晶界处,从而使共晶体两组成相相间的组织特征消失,这种两相分离的共晶体称为离异共晶。
奥氏体:碳原子溶于γ-Fe形成的固溶体。
成分过冷:在合金的凝固过程中,将界面前沿液体中的实际温度低于由溶质分布所决定的凝固温度时产生的过冷称为成分过冷。
二、选择题(每题2分,共20分)1.在体心立方结构中,柏氏矢量为a[110]的位错( A )分解为a/2[111]+a/2]111[.(A) 不能 (B) 能 (C) 可能2.原子扩散的驱动力是: ( B )(A) 组元的浓度梯度 (B) 组元的化学势梯度 (C) 温度梯度3.凝固的热力学条件为:( D )(A)形核率 (B)系统自由能增加(C)能量守衡(D)过冷度4.在TiO2中,当一部分Ti4+还原成Ti3+,为了平衡电荷就出现( A)(A) 氧离子空位 (B) 钛离子空位 (C)阳离子空位5.在三元系浓度三角形中,凡成分位于( A )上的合金,它们含有另两个顶角所代表的两组元含量相等。
(A)通过三角形顶角的中垂线(B)通过三角形顶角的任一直线(C)通过三角形顶角与对边成45°的直线6.有效分配系数k表示液相的混合程度,其值范围是( B )e(A)1<k e<k0 (B)k0<k e<1 (C)k e< k0 <17.A和A-B合金焊合后发生柯肯达尔效应,测得界面向A试样方向移动,则( A )(A)A 组元的扩散速率大于B 组元(B)与(A)相反(C)A、B两组元的扩散速率相同8.A和B组成的二元系中出现α和β两相平衡时,两相的成分(x)-自由能(G)的关系为( B )(A)Gα= Gβ(B)dGα= dGβ(C)G A= G B9.凝固时不能有效降低晶粒尺寸的是以下那种方法( B )(A)加入形核剂(B)减小液相的过冷度(C)对液相进行搅拌10.菲克第一定律表述了稳态扩散的特征,即浓度不随( B )变化。
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综合题一:材料的结构1 谈谈你对材料学科和材料科学的认识。
2按照能级写出N、O、Si、Fe、Cu、Br原子的电子排布。
N 1S2 2S2 2P3O 1S2 2S2 2P4 Si 1S2 2S2 2P6 3S2 3P2 Fe 1S2 2S2 2P6 3S2 3P2 3D6 4S2 Cu 1S2 2S2 2P6 3S2 3P2 3D10 4S1 Br 1S2 2S2 2P6 3S2 3P6 3D10 4S2 4P53原子的结合键有哪几种?各有什么特点?金属键与其它结合键有何不同,如何解释金属的某些特性?离子键:正负离子相互吸引;键合很强,无方向性;熔点、硬度高,固态不导电,导热性差。
共价键:相邻原子通过共用电子对结合;键合强,有方向性;熔点、硬度高,不导电,导热性有好有差。
金属键:金属正离子于自由电子相互吸引;键合较强,无方向性;熔点、硬度有高有低,导热导电性好。
分子键:分子或分子团显弱电性,相互吸引;键合很弱,无方向性;熔点、硬度低,不导电,导热性差。
氢键:类似分子键,但氢原子起关键作用XH-Y;键合弱,有方向性;熔点、硬度低,不导电,导热性好。
金属键是由自由电子和属离子之间的静电吸引力组合而成,没有饱和性和方向性,因此使金属具有导电的性质。
4 理解空间点阵、晶体结构、晶胞概念,理解三者之间的关系(区别联系)。
组成晶体的粒子(原子、离子或分子)在三维空间中形成有规律的某种对称排列,如果我们用点来代表组成晶体的粒子,这些点的空间排列就称为空间点阵.晶体以其内部原子、离子、分子在空间作三维周期性的规则排列为其最基本的结构特征。
能够保持晶体结构的对称性而体积又最小称晶胞。
点阵+基元=晶体结构5 晶向指数和晶面指数的标定有何不同?其中有何须注意的问题?(说明这个是基础,可能不会直接让你标定六方指数,但是要掌握其他综合题目会考)晶面指数与晶向指数垂直6 画出Fcc(面心立方)晶体结构晶胞结构示意图,其表示符号、原子数、配位数、致密度各是什么?密排面、密排方向,相应关系式。
一、晶格常数:a=b=c,α=β=γ=90° 二、晶胞原子数:1/8×8+1/2×6=4(个)三、原子半径:γ原子=四分之根号二a 四、致密度:0.74(74%)五、配位数:12面心立方晶体中原子的密排面是(111)面心立方晶体中原子的密排方向(111)体心立方单位晶胞原子数为2 配位数为8 原子半径根号(3)/4 a(设晶格常数为a) 致密度0.687 研究晶体缺陷有何意义?晶体缺陷如何分类?晶体缺陷对晶体性能有很大影响,还与扩散,相变,塑性变形,再结晶,氧化,烧结等有密切关系.分为点线面缺陷.8 点缺陷主要有几种?为何说点缺陷是热力学平衡的缺陷?3种肖特基/弗伦克尔缺陷间隙原子由于热起伏促使原子脱离点阵位置而形成的9 位错概念是在什么背景下提出的?其易动性是如何实现的?实验测得的实际晶体的屈服强度比理论值低10 试述位错的分类和性质。
11 试述柏式矢量的意义。
12 理解单位长度位错线应变能与柏氏矢量的平方关系,如何判断位错反应能否进行。
(课堂练习书上例题)13 柯氏气团是如何形成的?它对材料行为有何影响?14 晶体中的界面有何共性?它对材料行为有何影响?15高分子链的结构,高分子聚集态结构包括那些方面?掌握基本概念,说出几种常用高分子材料及用途。
综合题二:凝固、相结构与相图1固溶体概念、分类,了解影响固溶度的因素。
2请说明间隙化合物与间隙固溶体的异同。
3 深刻理解二元共晶相图(固态互溶不互溶相图上的差别),分析两种合金平衡冷却过程,指出其室温组织。
会使用杠杆定理计算相组成。
要求根据题目要求绘制相图。
4 理解Fe-Fe3C相图的组元基本相。
(铁素体,奥氏体,123次渗碳体)5 画出Fe-Fe3C相图,正确标定特征点,试述含碳量对平衡组织和性能的影响(相含量、形态的变化)。
提一下:会分析平衡转变过程和室温组织(典型有代表意义的如果共析钢0.77-2.11,和过共晶白口铸铁 4.3-6.69)(大题)6分析界面结构和温度梯度对晶体生长形态的影响。
7简述铸锭或铸件凝固组织特点及形成原因。
8谈谈你所了解的凝固新技术及其应用。
综合题三:扩散、塑变与再结晶1请简述扩散的微观机制有哪些?2 扩散的推动力是什么?什么是互扩散与柯肯达尔效应?3掌握钢的渗碳问题,扩散第二定律的应用,高斯误差函数解来求解。
书上例题。
4 熟练掌握滑移系,施密特定律(运用计算,书上类似例题)。
5什么是单滑移,多滑移和交滑移?6试分析单晶体滑移和孪生变形的异同点。
7为何晶粒越细、材料的强度越高,写出描述晶粒大小与材料强度关系的霍尔-佩奇公式,并作简要说明。
8 冷变形金属的组织与性能及能量的变化。
9热加工和冷加工是如何划分的?10当冷变形金属加热时会发生回复、再结晶和晶粒长大等过程。
了解这些过程的发生和发展规律。
2008年材料科学基础复习题1、在一个单胞中画出立方晶系的如下晶面和晶向:(230)和[112]。
2、请判定下列位错反应能否进行。
(1)(2)3、试述影响置换型固溶体的固溶度的条件。
1.晶体结构相同2. 原子半径差小时3. 电负性4. 电子浓度因素4、解释下列名词1 空间点阵2 合金3 奥氏体4 反偏析5 滑移系6 柏氏矢量7 柯氏气团8 动态再结晶9冷加工10 交滑移11 晶胞12线缺陷13 相14 晶胞15共析、包晶反应16上坡扩散17全位错、不全位错18热加工19置换、20 间隙固溶体21枝晶偏析5、(1)扩散都有哪些微观机制?哪种方式比较容易进行?(2)扩散激活能的物理意义是什么?(3)列出影响扩散系数的内、外因素。
6、固溶体凝固时,决定固/液界面形貌的内、外因都有哪些?它们各自如何影响其界面形貌的?7、碳原子在910?C 扩散进入纯铁,在1.5mm 深处达到某一浓度需要10 小时。
问在1000 ℃同样的扩散气氛下在同样的深度达到相同的浓度需要多长时间?(碳原子在纯铁中的扩散激活能为137.520 kJ/mol,R = 8.314 J/mol.K)。
8、写出CaCl2溶入到NaCl中形成空位型固溶体的缺陷反应方程式,并说明方程式中点缺陷符号的物理意义。
9、从形成原因、相数、化学组成、化学计量考虑,试比较固溶体与化合物、机械混合物的差别。
10、下表给出元素的一些参数:(1)这些元素和Cu 组成以Cu 为溶剂的固溶体,这些固溶体类型各是什么?为什么?(2)估计各种固溶体的相对固溶度的大小,按其固溶度的大小顺序写出,说明根据是什么。
(3)有哪些固溶体可能是无限固溶体?依据是什么?11、 根据Fe-Fe3C 相图,已知两种铁碳合金的含碳量分别为1 %(成分Ⅳ)和4.5 %(成分Ⅶ),(1) 分析两种合金的平衡结晶过程;(2) 在室温时,铁素体中含碳量为0.001%,Fe 3C 中含碳量为6.69%,忽略三次Fe 3C 的析出,计算室温时两种合金的相组成物和组织组成物的相对含量。
12、 指出在相同的结晶条件小,均匀形核与非均匀形核的形核功又何不同?为什么?13、 为什么凝固时形核率和晶核长大率先随着过冷度的增加而增大,当过冷度增大到一定程度后,反而随着过冷度的增加而降低?14、 C 与Fe 可以形成铁素体,也可以形成渗碳体(Fe 3C )。
两者在晶体结构、碳含量和物理性质方面有何不同?15、什么叫临界晶核?它的物理意义及与过冷度的定量关系如何? 16、 比较单晶和多晶金属键建合材料、共价键键合材料和离子键键合材料在室温下发生塑性变形的难易程度,并说明其原理。
17、讨论形成晶相和玻璃相的条件,指出为什么大多数陶瓷材料可以结晶,形成玻璃相也是常见的,而金属则很容易进行结晶,但很难形成玻璃相?18、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。
19、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?20、一块含碳0.1%的碳钢在930℃渗碳,在t>0的全部时间内保持表面成分为1%,渗到0.05 cm处的浓度达到0.45%,假设碳的扩散系数满足D = 2.0 ×10-5 exp[-140000/(8.314T)](m2/s),已知61.0(=erf,试计算:61).0(1) 所需渗碳时间;(2) 若规定0.3 % C作为渗碳层厚度的量度,则在930 ℃渗碳10小时的渗层厚度为870 ℃渗碳10小时的多少倍?21、在晶体中产生一个空位需要形成自由能(包括形成焓和热熵),为什么空位会有平衡浓度?解释为什么要获得一个极纯的物质是极其困难的。
22、画出Fe-Fe3C平衡相图并回答问题:要求:①画出共晶反应及共析反应部份。
②标明各特征温度、成份点。
③写出单相区(γ -Fe,α-Fe,L)。
④写出共晶反应,共析反应方程式。
23、用位错及晶界理论简要分析为什么多晶金属材料的屈服强度比同样材料的单晶体金属材料高。
24、简述一次再结晶与二次再结晶的驱动力,并如何区分冷、热加工?动态再结晶与静态再结晶后的组织结构的主要区别是什么?25、简述形成固溶体后对晶体性质的影响。
26、简述液相具有负的温度梯度情况下,枝晶的形成过程。
27、从滑移的角度解释三种典型原子结构金属的变形能力的不同。
28、为什么渗用低碳钢制作齿轮需碳处理?29、同样形状和大小的两块铁碳合金,其中一块是低碳钢,一块是铸铁。
试问用什么简便方法可以迅速将它们区分开来?(至少举出两种方法)30、。