中南大学材料科学基础与综合考博试题

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中南考博辅导班：2019中南大学材料科学与工程学院考博难度解析及经验分享

中南大学考博辅导班：2019中南大学材料科学与工程学院考博难度解析及经验分享中南大学2019年博士研究生招生方式包括普通招考、硕博连读、直接攻博、申请考核制4种方式。

申请考核制指对符合报考条件的申请考生直接进行考核选拔博士生的招生方式。

2019年，我校在理学、工学、基础医学为主24个二级单位实行以直博、硕博连读、申请考核制三种方式招收博士生。

下面是启道考博辅导班整理的关于中南大学材料科学与工程学院考博相关内容。

一、院系简介中南大学材料科学与工程学院原名金属工艺系，1962年与1980年先后更名为特种冶金系和材料科学与工程系，2002年正式成立材料科学与工程学院。

学院是国家首批硕士点、博士点、一级学科博士点、工程博士点和博士后流动站授权单位，拥有材料科学与工程国家一级重点学科、材料学、材料物理与化学、材料加工工程等3个国家二级重点学科，具有材料学、材料物理与化学、材料加工工程、材料计算科学与虚拟工程、新能源与电子信息纳米材料与器件、先进无机材料科学与工程等6个二级学科博士点。

学院现设有材料学系、材料加工工程系、材料物理系和材料化学系、实验中心等二级机构和10余个科学研究所，并与粉末冶金研究院共建“粉末冶金国家重点实验室”和“轻质高强国防重点实验室”，拥有教育部“有色金属材料科学与工程重点实验室”和湖南省“有色、稀有金属材料科学与工程重点实验室”以及科技部“中俄新材料产业化技术中心”和“中澳轻金属国际研究中心”，并于2013年首批进入国家2011协同创新中心计划。

据ESI中心数据显示，2012-2014年，中南大学材料学科连续3年位居世界百强，学科ESI论文总数居全球大学和科研院、所材料学科前十。

学院对大材料学科ESI贡献位居中南大学相关院所之首。

秉承“厚德、善学、乐业、成器”的办学理念，经过60多年的建设，学院已经发展成为以有色、稀有金属材料为主，兼有无机非金属材料、高分子材料等基础理论研究、技术创新、成果转化和高层次人才培养的中心和重要基地。

中南大学材料科学基础考试试题公开课获奖课件百校联赛一等奖课件

晶粒？
（12分）
中南大学考试试卷
一、填空题（每空0.5分，共25分）（请将答案写在答题纸上）
1、根据构造特点，金属学中一般将相分为和两大类。 2、根据几何特征，可将晶体缺陷旳分为 ___ 、___ 和 ___ 三类； 3、纯铝、α-Fe、纯镁各属于 _FCC_ 、 _BCC_ 和_HCP__晶体构造； 4、根据原子在相界面上旳排列3）非共格_界面；界面能最低旳相界是共格界面。 5、铝合金铸锭结晶分别经历是__形核__和_长大 _过程； 6、Ag-Cu合金中，伴随铜元素浓度旳增大，单相固溶体合金旳强度_增
长_，塑性__降低_； 7、空位是热力学__稳定____旳缺陷，而位错是热力学___不稳定__旳缺
陷。（稳定或不稳定）。 8、Cu-Ni合金中形核时，除了需要_成份_起伏和__能量_起伏外，还需
16、T8钢（碳素工具钢）旳马氏体形态主要为片状马氏体，它旳亚构造为孪晶马氏体。
17、单晶体试样拉伸时，其滑移面对着与拉伸轴__平行_旳方向转动，压缩时滑移面朝着与压力轴__垂直_旳方向转动。（平行或垂直）
18、合金工具钢、轴承钢等经轧制、铸造后空冷，所得组织是片层状珠光体与网状渗碳体，这种组织硬而脆，不但难以切削加工，且在后来淬火过程中也轻易变形和开裂，一般采用正火热处理工艺消除不利组织。
2、根据珠光体片间距旳大小将珠光体分为三种，在550~600℃范围形成旳珠光体类组织我们称为
a 上贝氏体 b索氏体c马氏体 d 莱氏体 e 魏氏体 f屈氏体
3、按照晶体构造，可将合金相分为______
a 共价键化合物和原子键化合物 b 离子晶体和原子晶体
c 固溶体和金属间化合物
d置换固溶体和间隙固溶体
要___构造__起伏。

2023材料科学基础考卷

专业课原理概述部分一、选择题（每题1分，共5分）1. 材料的四大基本性能中，下列哪一项是指材料在外力作用下抵抗破坏的能力？A. 塑性B. 硬度C. 韧性D. 耐磨性2. 下列哪种晶体结构类型不具有滑移系？A. 面心立方B. 体心立方C. 六方最密D. 简单立方A. 钢铁B. 铝合金C. 玻璃D. 橡胶4. 下列哪个过程是纯金属凝固过程中原子排列从不规则到规则的过程？A. 凝固B. 凝固前沿C. 枝晶生长D. 偏析A. X射线衍射B. 扫描电镜C. 热分析D. 拉曼光谱二、判断题（每题1分，共5分）1. 材料的强度是指材料在外力作用下发生塑性变形的能力。

（错）2. 陶瓷材料的断裂韧性一般较低，因此容易发生断裂。

（对）3. 材料的熔点越高，其热稳定性越好。

（对）4. 晶体中的位错密度越高，材料的强度越高。

（错）5. 材料的疲劳寿命与加载频率成正比。

（错）三、填空题（每题1分，共5分）1. 材料的四大基本性能包括：____、____、____、____。

2. 晶体中原子排列的最小重复单元称为：____。

3. 金属材料在塑性变形过程中，位错的运动方式主要有：____、____、____。

4. 陶瓷材料的烧结过程主要包括：____、____、____。

5. 材料的热处理工艺主要包括：____、____、____。

四、简答题（每题2分，共10分）1. 简述晶体与非晶体的区别。

2. 什么是位错？它在材料中的作用是什么？3. 简述纯金属凝固过程中晶粒长大的驱动力。

4. 什么是材料的疲劳？影响材料疲劳寿命的因素有哪些？5. 简述材料表面改性的目的和方法。

五、应用题（每题2分，共10分）1. 已知某金属的屈服强度为200MPa，求在拉伸过程中，当应力达到150MPa时，该金属的塑性应变是多少？2. 一块玻璃在室温下受到外力作用，为什么容易发生脆性断裂？3. 有一块铝合金，其熔点为660℃，现将其加热至700℃，请分析其组织结构可能发生的变化。

中南大学材料科学基础题库及答案回复

第八章回复与再结晶1 名词变形织构：多晶体中位向不同的晶粒经过塑性变形后晶粒取向变成大体一致，形成晶粒的择优取向，择优取向后的晶体结构称为变形织构，织构在变形中产生，称为变形织构；再结晶织构是具有变形织构的金属经过再结晶退火后出现的织构，位向于原变形织构可能相同或不同，但常与原织构有一定位向关系。

再结晶全图：表示冷变形程度、退火温度与再结晶后晶粒大小的关系（保温时间一定）的图。

冷加工与热加工：再结晶温度以上的加工称为热加工，低于再结晶温度又是室温下的加工称为冷加工。

带状组织：多相合金中的各个相在热加工中可能沿着变形方向形成的交替排列称为带状组织；加工流线：金属内部的少量夹杂物在热加工中顺着金属流动的方向伸长和分布，形成一道一道的细线；动态再结晶：低层错能金属由于开展位错宽，位错难于运动而通过动态回复软化，金属在热加工中由温度和外力联合作用发生的再结晶称为动态再结晶。

临界变形度：再结晶后的晶粒大小与冷变形时的变形程度有一定关系，在某个变形程度时再结晶后得到的晶粒特别粗大，对应的冷变形程度称为临界变形度。

二次再结晶：某些金属材料经过严重变形后在较高温度下退火时少数几个晶粒优先长大成为特别粗大的晶粒，周围较细的晶粒逐渐被吞掉的反常长大情况。

退火孪晶：某些面心立方金属和合金经过加工和再结晶退火后出现的孪晶组织。

2 问答1 再结晶与固态相变有何区别？答：再结晶是一种组织转变，从变形组织转变为无畸变新晶粒的过程，再结晶前后组织形态改变，晶体结构不变；固态相变时，组织形态和晶体结构都改变；晶体结构是否改变是二者的主要区别。

2 简述金属冷变形度的大小对再结晶形核机制和再结晶晶粒尺寸的影响。

答：变形度较小时以晶界弓出机制形核，变形度大的高层错能金属以亚晶合并机制形核，变形度大的低层错能金属以亚晶长大机制形核。

冷变形度很小时不发生再结晶，晶粒尺寸基本保持不变，在临界变形度附近方式再结晶晶粒特别粗大，超过临界变形度后随变形度增大，晶粒尺寸减少，在很大变形度下，加热温度偏高，少数晶粒发二次再结晶，使部分晶粒粗化。

中南大学963《材料科学与工程基础》复习资料(十年真题+内部习题与答案)

材料科学与工程学院硕士研究生入学专业考试大纲根据材料院教授（学术）委员会的研究决定，材料院硕士研究生入学专业试题形式为1+4的模式：“1”为所有考生必答题模块，占50分，主要考点为材料科学与工程学科基础；“4”为专业特色模块，各占100分，其专业特色模块名称为：材料物理、材料化学（含无机非）、材料学、材料加工，考生可根据自身的优势选择其中的1个模块答题。

材料物理模块考点：一、X射线的产生和性质X射线的本质；X射线的波长范围；连续辐射；标志辐射（特征辐射）；连续X射线谱；特征X射线谱；短波限；X射线命名规则；X射线相干散射；X射线非相干散射；光电效应；二次特征辐射（荧光辐射）；吸收限；俄歇效应；俄歇电子；X射线吸收系数；吸收限的应用（靶材、滤波片的选择）。

二、X射线晶体学基础晶体和点阵的定义；面角守衡定律；晶体中晶系和点阵类型的分类（布拉菲点阵）；倒易点阵；晶带轴定律；球面投影；极射赤面投影；极图。

三、X射线衍射原理劳埃方程组的推导及原理；第一、第二、第三干涉指数；衍射产生的条件；劳埃法；旋转晶体法；粉末多晶法；布拉格方程原理及推导；反射级数；干涉面指数；布拉格方程的几何意义；衍射的矢量方程推导及原理；衍射的矢量方程与布拉格方程、劳埃方程组的一致性；埃瓦尔德球；用埃瓦尔德球解释劳埃法、旋转晶体法和粉末晶体法产生衍射时的几何特点。

四、X射线衍射强度一个电子对X射线的散射公式；偏振因子；一个原子对X射线的散射特点；原子的散射因子及特点；结构因子（结构振幅）表达式及其推导；点阵的消光规律；引起X射线衍射花样峰形宽化的原因；谢乐公式及其推导；小晶体衍射及干涉函数；干涉函数的表达式；尺寸效应；选择反射区；小晶体衍射的积分强度公式及推导；粉末多晶体衍射强度表达式及推导；多重性因子对强度的影响。

五、多晶X射线衍射及其实验方法德拜－谢乐法；德拜相机；相机的分辨本领表达式及其含义；立方及密排六方晶体衍射花样特点；衍射仪法；测角仪；衍射仪中的光路；衍射仪中聚焦圆的几何关系；探测器；衍射峰位的确定方法；衍射仪实验中的误差来源。

中南大学材料科学基础试题

1.（1）K。

=C2/C1即固液两平衡相中浓度之比值，当K。

<0，由于宏观偏析，先凝固的外层中溶质元素的含量低于后凝固的内层，因为根据溶质原子的分配规律，在不平衡结晶过程中，溶质原子在固相内基本不扩散，则先结晶的固相在溶质原子浓度低于平均成分，而子是边缘先凝固，心部后凝固，故后凝固的心部溶质原子浓度高。

（2）大。

合金的两相区域越大，即液相线与固相线之间的水平距离越大，此时K。

越小，偏析的最大程度为C。

（1-K。

），故两相区域越大，K。

越小，宏观偏析越严重。

（3）减弱。

因为宏观偏析产生的原因是溶质原子在固相和液相中扩散不充分，造成大范围内化学成分不均匀，强对流和搅拌可以加快原子扩散，使扩散更均匀，从而减弱宏观偏析。

（4）可以①振动，搅动。

对即将凝固的金属进行振动或搅动，一方面是依靠以外面输入能量使晶核提前形成，另一方面是使成长中的枝晶破碎，使晶核数目增加，细化晶粒，同时加快扩散，使结晶的固相成分更均匀。

②控制过冷度。

形核率N和正大速度G都与过冷度△T有关，△T上升，N和G上升，但N的增长率大于G的增长率，故在一般金属结晶时的过冷度范围内，△T越大，比值N/G越大，晶粒越细小。

③变质处理。

在浇注前往液态金属中加入形核剂，促进形成大量的非均匀晶核来细化晶粒。

2、（1）α相（Cu）晶体结构类型为：面心立方晶格η相（Zn）——为：密排六方晶格（2）902 包晶：（5）严重。

①枝晶偏析的大小与分配系数K。

有关，也即与液相线和固相线间的水平距离或成分间隔有关。

偏析的最大程度为C。

（1-K。

），由于K。

<1, K。

越小偏析越大。

K。

=②溶质的扩散能力对偏析程度有影响，如果结晶温度较高，溶质原子扩散能力又大，则偏析程度较小，反之，偏析程度较大。

③冷却速度越大，晶内偏析程度越严重。

3、对再结晶形核机制的影响：（1）随着变形程度的不同，再结晶核心一般通过两种方式形成：一是某些亚晶界的迅速成长而变为核心，即亚晶形核，多发生在较大冷塑性变形的金属中；二是原晶界的某些部位突然迅速成长变为核心，即凸出形核，多发生在较小塑性变形的金属中。

中南大学材料科学基础课后习题答案

中南大学材料科学基础课后习题答案(总12页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--第一章原子排列与晶体结构1. [110]， (111)， ABCABC…，， 12 , 4 ， a r 42=； [111]， (110) , , 8 , 2 ， a r 43= ； ]0211[， (0001) ， ABAB ，， 12 ， 6 ， 2a r =。

2.， 4 ， 8 。

3.FCC ， BCC ，减少，降低，膨胀，收缩。

4.解答：见图1－1 5. 解答：设所决定的晶面为（hkl ），晶面指数与面上的直线[uvw]之间有hu+kv+lw=0，故有：h+k-l=0,2h-l=0。

可以求得（hkl ）＝（112）。

6 解答：Pb 为fcc 结构，原子半径R 与点阵常数a 的关系为a r 42=，故可求得a ＝×10-6mm 。

则（100）平面的面积S ＝a 2＝×0-12mm 2，每个（100）面上的原子个数为2。

所以1 mm 2上的原子个数s n 1=＝×1012。

第二章合金相结构一、填空1）提高，降低，变差，变大。

2）（1）晶体结构；（2）元素之间电负性差；（3）电子浓度；（4）元素之间尺寸差别3）存在溶质原子偏聚和短程有序。

4）置换固溶体和间隙固溶体。

5）提高，降低，降低。

6）溶质原子溶入点阵原子溶入溶剂点阵间隙中形成的固溶体，非金属原子与金属原子半径的比值大于时形成的复杂结构的化合物。

二、问答1、解答： -Fe 为bcc 结构，致密度虽然较小，但是它的间隙数目多且分散，间隙半径很小，四面体间隙半径为，即R ＝，八面体间隙半径为，即R ＝。

氢，氮，碳，硼由于与-Fe 的尺寸差别较大，在-Fe 中形成间隙固溶体，固溶度很小。

-Fe 的八面体间隙的[110]方向R= Ra ，间隙元素溶入时只引起一个方向上的点阵畸变，故多数处于-Fe 的八面体间隙中心。

中南大学材料科学基础题库及答案扩散

第十章原子扩散1、简要说明影响溶质原子在晶体中扩散的因素。

答：影响扩散的因素主要有温度，温度越高，扩散越快；晶体缺陷如界面、晶界位错容易扩散；不同致密度的晶体结构溶质原子扩散速度不一样，低致密度的晶体中溶质原子扩散快，各向异性也影响溶质原子扩散；在间隙固溶体中溶质原子扩散容易；扩散原子性质与基体金属性质差别越大，扩散越容易；一般溶质原子浓度越高，扩散越快；加入其它组元与溶质原子形成化合物阻碍其扩散。

2、Ni 板与Ta 板中有0.05mm 厚MgO 板作为阻挡层，1400℃时Ni ＋通过MgO 向Ta 中扩散，此时Ni ＋在MgO 中的扩散系数为D=9×10－12cm 2/s ，Ni 的点阵常数为3.6×10－8cm 。

问每秒钟通过MgO 阻挡层在2×2cm 2的面积上扩散的Ni ＋数目，并求出要扩散走1mm 厚的Ni 层需要的时间。

答：Ni 为fcc 结构，一个晶胞中的原子个数为4，依题意有：在Ni/MgO 界面镍板一侧的Ni 的浓度C Ni 为100%，每cm 3中Ni 原子个数为：N Ni/MgO =(4原子/晶胞)/(3.6×10－8cm 3)=8.57×1022原子/cm 3，在Ta/MgO 界面Ta 板一侧的Ni 的浓度0%，这种扩散属于稳态扩散，可以利用菲克第一定律求解。

故浓度梯度为dc/dx ＝（0－8.57×1022原子/cm 3）/（0.05cm ）＝－1.71×1024原子/（cm 3.cm ），则Ni 原子通过MgO 层的扩散通量：J ＝－D （dc/dx ）=－9×10－12cm 2/s ×(－1.71×1024原子/（cm 3.cm ）) =1.54×1013Ni 原子/（cm 2.s)每秒钟在2×2cm 2的面积上通过MgO 层扩散的Ni 原子总数N 为 N ＝J ×面积＝[1.54×1013Ni 原子/（cm 2.s)]×4cm 2=6.16×1013Ni 原子/s 。

中南大学材料科学基础习题

第一章原子排列本章需掌握的内容：材料的结合方式：共价键，离子键，金属键，范德瓦尔键，氢键；各种结合键的比较及工程材料结合键的特性；晶体学基础：晶体的概念，晶体特性（晶体的棱角，均匀性，各向异性，对称性），晶体的应用空间点阵：等同点，空间点阵，点阵平移矢量，初基胞，复杂晶胞，点阵参数。

晶系与布拉菲点阵：种晶系，14种布拉菲点阵的特点；晶面、晶向指数：晶面指数的确定及晶面族，晶向指数的确定及晶向族，晶带及晶带定律六方晶系的四轴座标系的晶面、晶向指数确定。

典型纯金属的晶体结构：三种典型的金属晶体结构：fcc、bcc、hcp；晶胞中原子数、原子半径，配位数与致密度，晶面间距、晶向夹角晶体中原子堆垛方式，晶体结构中间隙。

了解其它金属的晶体结构：亚金属的晶体结构，镧系金属的晶体结构，同素异构性了解其它类型的晶体结构：离子键晶体结构：MgO陶瓷及NaCl，共价键晶体结构：SiC陶瓷，As、Sb非晶态结构：非晶体与晶体的区别，非晶态结构分子相结构1. 填空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___________，原子的半径是____________。

2. bcc点阵晶面指数h+k+l=奇数时，其晶面间距公式是________________。

(NEW)中南大学《963材料科学与工程基础》历年考研真题汇编(含部分答案)

2007年中南大学463材料科学与工程基础考研真题
2006年中南大学463材料科学基础与压加原理考研真题（含部分答
案）
2005年中南大学材料科学基础考研真题及详解
2005年中南大学463材料科学基础与压加原理考研真题
2014年中南大学963材料科学与工程基础考研真题
2012年中南大学963材料科学与工程基础考研真题
2011年中南大学963材料科学与工程基础考研真题
2010年中南大学963材料科学与工程基础考研真题
2010年中南大学959材料科学基础考研真题
2009年中南大学963材料科学与工程基础考研真题
2008年中南大学材料科学基础考研真题及详解
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目录
2014年中南大学963材料科学与工程基础考研真题 2012年中南大学963材料科学与工程基础考研真题 2011年中南大学963材料科学与工程基础考研真题 2010年中南大学963材料科学与工程基础考研真题 2010年中南大学959材料科学基础考研真题 2009年中南大学材料科学基础考研真题及详解 2009年中南大学963材料科学与工程基础考研真题 2008年中南大学材料科学基础考研真题及详解 2008年中南大学963材料科学与工程基础考研真题 2007年中南大学材料科学基础考研真题及详解 2007年中南大学463材料科学与工程基础考研真题 2006年中南大学463材料科学基础与压加原理考研真题（含部分答案） 2005年中南大学材料科学基础考研真题及详解 2005年中南大学463材料科学基础与压加原理考研真题

(中南大学)材料科学基础真题2003年

(中南大学)材料科学基础真题2003年(总分：150.00，做题时间：90分钟)一、填空(总题数：6，分数：15.00)1.FCC结构的密排方向是 1，密排面是 2，密排面的堆垛顺序是 3，致密度为 4，配位数是 5，晶胞中原子数为 6，把原子视为半径为r的刚性球时，原子的半径和点阵常数a的关系为 7。

（分数：3.50）填空项1:__________________ （正确答案：＜110＞）填空项1:__________________ （正确答案：{111}）填空项1:__________________ （正确答案：ABCABC…）填空项1:__________________ （正确答案：0.74）填空项1:__________________ （正确答案：12）填空项1:__________________ （正确答案：4）填空项1:__________________ （正确答案：[*]）解析：2.形成有序固溶体的必要条件是： 1、 2、 3。

（分数：1.50）填空项1:__________________ （正确答案：异类原子之间相互吸引力大于同类原子之间吸引力）填空项1:__________________ （正确答案：一定的化学成分）填空项1:__________________ （正确答案：较慢的冷却速度）解析：3.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 1，塑性 2，导电性 3。

（分数：1.50）填空项1:__________________ （正确答案：升高）填空项1:__________________ （正确答案：降低）填空项1:__________________ （正确答案：降低）解析：4.Fe-Fe3C相图中含碳量小于1为钢，大于2为铸铁；铁碳合金室温平衡组织均由3和4两个基本相组成；奥氏体其晶体结构是 5，合金平衡结晶时，奥氏体的最大含碳量是 6；珠光体的含碳量是 7；莱氏体的含碳量为8；在常温下，亚共析钢的平衡组织是9，过共析钢的平衡组织是10；Fe3CⅠ是从11中析出的，Fe3CⅡ是从 12中析出的，Fe3CⅢ是从 13中析出的，它们的含碳量为 14。

中南大学材料科学基础复试题目

中南大学材料科学基础复试题目
中南大学材基复试题目
六个大题300分，50分/个
1、①Al-Cu相图，比较Al-4%Cu在平衡凝固与非平衡凝固后室温
下组织
②Al-4%Cu合金的强化方法以及原理
2、比较滑移与孪生机制的不同。

比较Al与Mg室温下，哪个滑移
性较好
3、什么是回复、再结晶？分析回复、再结晶、晶粒正常长大以及
反常长大的驱动力以及力学性能的变化。

4、比较金属与无机非金属材料结合键以及晶体结构的不同，举例
说明性能的差异以及研究领域
5、选择某种材料（Al、Cu、Fe等金属材料或陶瓷等材料）改善某
种性能（强化或其他性能）
6、说说你学习材料学的体会，说明材料成分、工艺、组织与性能
的关系。

中南大学材料科学基础考试试卷

中南大学考试试卷2001 —— 2002 学年第二学期时间 110 分钟材料科学与工程课程 64 学时 4 学分考试形式：闭卷专业年级材料 1999 级总分 100 分，占总评成绩 70%一、名词解释（5分×8）1、金属玻璃2、金属间化合物3、离异共晶4、晶界偏聚5、科垂尔气团（Cottrell Atmosphere）6、孪生7、反应扩散8、变形织构二、问答题1、（10分）标出hcp晶胞中晶面ABCDEF面、ABO面的晶面指数，OC方向、OC方向的晶向指数。

这些晶面与晶向中，那些可构成滑移系？指出最容易产生滑移的滑移系。

2、（10分）判断]1101[6]121[6]112[6aaa→+位错反应在面心立方晶体中能否进行？若两个扩展位错的领先位错发生上述反应，会对面心立方金属性能有何影响。

3、（10分）写出非稳态扩散方程的表达式，说明影响方程中扩散系数的主要因素。

4、（10分）指出影响冷变形后金属再结晶温度的主要因素。

要获得尺寸细小的再结晶晶粒，有那些主要措施，为什么?5、（15分）试述针对工业纯铝、Al－5％Cu合金、Al－5％Al2O3复合材料分别可能采用那些主要的强化机制来进行强化。

6、（15分）请在如下Pb－Bi－Sn相图中（1）写出三相平衡和四相平衡反应式；（2）标出成分为5％Pb，65％Bi与30％Sn合金所在位置，写出该合金凝固结晶过程，画出并说明其在室温下的组织示意图。

7、（20分）Cu－Sn合金相图如图所示。

（1）写出相图中三条水平线的反应式，并画出T1温度下的成分－自由能曲线示意图；（2）说明Cu－10wt％Sn合金平衡和非平衡凝固过程，分别画出室温下组织示意图；（3）非平衡凝固对Cu－5wt％Sn合金的组织性能有何影响，如何消除？8、（20分）低层错能的工业纯铜铸锭采用T＝0.5T熔点温度热加工开坯轧制。

（1）画出该材料分别在高、低应变速率下热加工时的真应力－真应变曲线示意图，并说明影响曲线变化的各种作用机制；（2）开坯后该金属在室温下继续进行轧制，画出此时的真应力－真应变曲线示意图，并说明影响曲线变化的机制；（3）开坯后该金属要获得硬态、半硬态和软态制品，最后工序中可采用那些方法，为什么？中南大学考试试卷2002 —— 2003 学年第二学期时间 110 分钟材料科学与工程课程 64 学时 4 学分考试形式：闭卷专业年级材料 2000 级总分 100 分，占总评成绩 70%一、填空（0.5X30=15分）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___，把原子视为半径为r 的刚性球时，原子的半径是点阵常数a 的关系为_________。

中南大学材料科学基础考试试卷-5页文档资料

中南大学考试试卷2019 —— 2019 学年第二学期时间 110 分钟材料科学与工程课程 64 学时 4 学分考试形式：闭卷专业年级材料 2019 级总分 100 分，占总评成绩 70%一、名词解释（5分×8）1、金属玻璃2、金属间化合物3、离异共晶4、晶界偏聚5、科垂尔气团（Cottrell Atmosphere）6、孪生7、反应扩散8、变形织构二、问答题1、（10分）标出hcp晶胞中晶面ABCDEF面、ABO面的晶面指数，OC方向、OC方向的晶向指数。

这些晶面与晶向中，那些可构成滑移系？指出最容易产生滑移的滑移系。

2、（10分）判断]1101[6]121[6]112[6aaa→+位错反应在面心立方晶体中能否进行？若两个扩展位错的领先位错发生上述反应，会对面心立方金属性能有何影响。

3、（10分）写出非稳态扩散方程的表达式，说明影响方程中扩散系数的主要因素。

4、（10分）指出影响冷变形后金属再结晶温度的主要因素。

7、（20分）Cu－Sn合金相图如图所示。

（1）画出该材料分别在高、低应变速率下热加工时的真应力－真应变曲线示意图，并说明影响曲线变化的各种作用机制；（2）开坯后该金属在室温下继续进行轧制，画出此时的真应力－真应变曲线示意图，并说明影响曲线变化的机制；（3）开坯后该金属要获得硬态、半硬态和软态制品，最后工序中可采用那些方法，为什么？中南大学考试试卷2019 —— 2019 学年第二学期时间 110 分钟材料科学与工程课程 64 学时 4 学分考试形式：闭卷专业年级材料 2000 级总分 100 分，占总评成绩 70%一、填空（0.5X30=15分）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___，把原子视为半径为r 的刚性球时，原子的半径是点阵常数a 的关系为_________。

中南大学材料科学基础历年试题

“材料学基础”试题 2003.12.专业班级姓名学号一、名词解释（24分） 1、晶界非平衡偏聚2、克肯达尔（Kirkendall ）效应3、多边化4、微晶超塑性5、奥罗万（Orowan ）机制6、加工硬化二、请在立方晶系中写出面OBC’、ODD’O’的晶面指数和OB 、OD 晶向指数（AD=1/2AB ）。

（8分）三、在fcc 晶体中，位错反应]121[6]112[6]101[2aa a +→能否进行？若反应前的]101[2a是刃位错，反应后的扩展位错能在哪个晶面上进行何种运动？（10分）四、简述冷加工纤维组织、带状组织和变形织构的成因及其对金属材料性能的影响（10分）五、说明金属冷变形程度的大小对再结晶形核机制和再结晶晶粒尺寸的影响。

（10分）六、根据Cu-Zn合金相图回答下列问题：（18分）1、说明α相和η相的晶体结构类型；2、写出图中各水平线的平衡反应式（注明反应时的温度）；3、画出850℃时Cu-Zn合金各相的自由能－成分曲线示意图；4、计算Cu-35%Zn合金液相刚凝固完毕时相组成物的百分数；5、说明Cu-35%Zn合金非平衡凝固时，枝晶偏析是否严重，为什么？七、根据三元相图回答下列问题：（20分）1、说明aa0、bb0、cc0箭头的含义；2、分析X成分合金凝固相变过程，说明其在刚凝固完毕和室温下的组织组成物；3、分析Y成分合金凝固相变过程，用数学式表示出Y合金凝固完毕时相组成物的百分数。

金属学试题1.根据铁碳亚稳平衡相图和你所学所有知识，回答下列问题：1）分析氢，氮，碳，硼在α-Fe 和γ-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：0.046nm，氮：0.071nm，碳：0.077nm，硼：0.091nm，α-Fe：0.124nm，γ-Fe ：0.126nm。

2）标注平衡反应的成分及温度，写出平衡反应式。

3）分析Fe-1%C合金的平衡凝固到室温过程组织变化；4）指出γ的晶体结构、密排方向、密排面、密排面的堆垛顺序、致密度、配位数、晶胞中原子数；指出α和γ的滑移系；5）结合你所学的有关知识，如何提高Fe－C合金的强度；6）Fe－0.1％C合金在拉伸中，一种情况在拉伸出现塑性变形后去载，立即再加载，另一种情况是去载后时效再加载，试解释前者无屈服现象，后者有屈服现象的原因；7）固溶处理后进行一定量的冷变形，对合金在随后的回火过程有那些可能的影响？8）Fe－0.1％C合金制作成齿轮，对含碳0.1％齿轮气体渗碳强化，画出钢在渗碳后的组织分布示意图；渗碳为什么在γ-Fe 中进行而不在α-Fe 中进行，即渗碳温度选择要高于727℃，为什么？渗碳温度高于1100ε 会出现什么问题？2.就你所学所有知识，谈谈如何控制和改善金属材料中的组织。

(完整版)材料科学基础试卷及答案7套

试题1一. 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。

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中南大学博士生入学考试试题试题材料科学基础(2006 )1已知Cs-离子和Br+离子的半径分别为2.65A和1.19A, Cs和Br的原子量分别为128和80。

1)试确定CsBr晶体的结构为下列哪种结构：NaCl结构、CsCl结构和Blende结构，并说明理由；2)II-算理想CsBr晶体的点阵常数、致密度和密度。

2简述材料表面科学技术发展对未来材料的影响。

3材料科学研究和工程实践的大量实例均已表面，在不改变金属材料化学组成的前提下，可以通过多种技术途径改变材料的组织与性能，试举两例说明之。

4简述复合材料的类型、制备方法和性能特点。

复合材料中基体与增强体之间的界面可以分为哪儿种类型，不同类型的界面对材料的力学性能有什么影响？5在合金相中有一类具有长程有序晶体结构，称之为有序相，试回答一下问题：1)用什么方法可以判断一个相是有序还是无序相？2)有序一无序转变对合金性能有什么影响？6时效强化是合金强化的重要手段，叙述时效强化的理论，叙述研究时效强化的力学、物理、显微组织结构的表征方法。

7简述金属晶体的一般特征，金属晶体的缺陷以及这些缺陷对金属性能的影响。

8疲劳断口组织由哪三个区域组成？各区域有何宏观特征？并分析每个区域的形成机理。

材料科学基础(2007 )(每题20分，选做5题)1试比较金属材料与无机非金属材料的结合键类型、特点及其对材料结构与性能的影响。

2结合Al-Cu. Fe-C相图，比较Al-Cu合金与低碳钢固态相变的特点，以某种Al-Cu合金或低碳钢为例说明从工艺上如何控制固态相变的组织。

3试论述金属材料强化和韧化的基本原理与主要途径。

4下图中To线为L/a无扩散相变温度线，T&线为玻璃化转变温度线，试分析不同冷却速度下合金A的平衡、非平衡凝固过程及其组织。

5镁合金与铝合金都是重要的轻质结构材料，室温下镁合金的塑性变形能力远不及铝合金, 而提高变形温度可以明显改善镁合金的变形能力，试对这种现象进行理论解释。

6简述两种材料微观结构分析方法的技术特点与适用范围。

7简述物理气相沉积与化学气相沉积的基本原理与各自的技术特点。

8从人类社会可持续发展的角度，论述新材料与新技术的发展趋势。

9结合本人的研究和工作实践，简述一种新型材料的主要性能特点、用途与制备方法。

材料科学基础（2008 ）（每题20分，选做5题）1简述金属晶体的主要缺陷类型及基本特征并举例说明某一种缺陷对金属性能的影响。

2简述织构的概念、形成机理与检测方法，并举例说明在材料工程中如何控制与应用织构。

3试论述金属材料强化和韧化的基本原理与主要途径。

4结合Al-Cu. Fe-C相图，比较含2%Cu原子的铝合金，和含1%C原子的低碳钢固态相变的特点，以及从工艺上如何控制这两种合金的固态相变组织。

5举例说明微合金化元素在调控铝合金微观组织及宏观性能方面的主要作用机理。

6简述2-3种细化铸锭组织的技术与原理，分析凝固组织对后续加工过程和力学性能的影响。

7简述物理气相沉积与化学气相沉积的基本原理与各自的技术特点。

8简述复合材料的类型，界面结构对材料性能的影响及控制界面结构的技术。

材料科学基础（2009 ）（每题20分，选做5题）1举例说明金属材料与无机非金属材料的结合键类型、特点及其对材料结构与性能的影响。

2结合Ag-Cu. Fe-C二元相图，比较原子百分浓度为10%Cu的Ag-Cu合金与原子百分浓度为1%C的低碳钢固态相变的特点。

从工艺上如何控制这两种合金的固态相变组织？3简述金属晶体的主要缺陷的类型、基本特征并举例说明某一种缺陷对金属性能的影响。

4试根据Ag-Cu相图，画出原子百分浓度为10%Cu的Ag-Cu合金，在常规铸造，液相没有充分搅拌的情况下，凝固前沿的溶质浓度分布曲线，并由此说明合金凝固过程中成分过冷的形成原因。

5简述提高镁合金变形能力的途径与主要理论依据。

6细化晶粒是提高材料强度与韧性的重要手段。

简述实现晶粒细化的途径，试结合一种具体材料加以讨论。

7含少量Sn的Zn-Cu-Sn合金在300°C热轧时，出现轧制裂纹，试根据下面的二元相图（Cu-Zn. Ci卜Sn、Sn-Zn）,分析该材料出现轧制裂纹的原因并提出解决这个问题的办法。

8结合本人的研究与工作实践，简述一两种新型材料的主要性能特点、用途与制备方法。

1试从热力学条件、动力学条件及结构因素等三个方面分析非晶合金形成的条件以及制备非晶合金的主要方法。

2金属材料室温塑性变形与高温塑性变形的主要机制有何异同？高温合金的主要强化方法有哪些？3简要分析加工硬化、细晶强化、固溶强化、沉淀强化在本质上有何异同。

4材料、能源、信息是人类发展的三大支柱，而材料乂是能源和信息发展的基础。

谈谈你对能源材料的认识？举例说明1-2种新能源材料（如太阳能、风能、生物能等等）的组成、能源转换、储存或传输的机理、制备方法与应用领域。

5合金熔炼和铸造中的主要问题是什么？镁合金熔炼铸造有哪些注意事项？6形变热处理是合金强韧化的重要工艺，试举一例说明，并分析其机理。

7简述固体薄膜制备技术中的PVD和CVD的原理、特点和应用领域。

8已知离子晶体AB中A+和B-离子的半径分别为1」9入和2.65A,以及它们的原子量分别为A=80g/mol 和B=128g/moL1）试确定AB晶体的结构为下列哪种结构：NaCl结构、CsCl结构和Blende结构，并说明理由；2）计算理想AB晶体的点阵常数、致密度和密度。

9结合Fe-C r.元相图，试分析铸铁变质后可能产生的组织变化及变质机理，对后续热处理有何影响？材料科学基础（2011 ）（共8题，选做5题）1简述固体材料结合键的种类和与材料性能的关系2叙述你所了解的材料结构缺陷的基本类型，这些缺陷如何影响材料的强度和塑性等性能3如何获得组织均匀、性能良好的材料4结合你所了解的一种材料，叙述其加工与制备处理过程以获得既有较好强度乂有良好其他性能（如塑性）的综合性能5你了解的材料中，在熔化、冷却过程中会发生哪些变化，在这个过程中可以采取哪些方法和手段来改善材料的性能6材料在受到外力时，会有哪些现象产生，变形过程对材料组织和性能有何影响7材料制备成型后再加热会发生哪些变化，这种加热对材料产生了哪些影响？如何制备相对承受高温的材料1简述有色金属材料退火热处理制度的种类及其在材料加工过程中的应用2简述超塑性变形的基本原理、实现超塑性变形的工艺条件及超塑性成型的应用3简述两种活的纳米材料的制备技术与工艺特点4按增强体形貌金属基复合材料可以分为哪儿类？简述它们的制备方法5简述1-2种你熟悉的材料设计与材料组织演变模拟方法6常用的材料连接方法有哪些？它们各有什么工艺特点及使用范围7晶体缺陷的种类有哪些？它们对材料的性能有什么影响8细化晶粒是提高材料强度与韧性的重要手段，实现晶粒细化的途径有哪些？试结合一种具体材料加以讨论9快速凝固方法的工艺特点是什么？该方法对合金的组织性能有什么影响10简述1-2种新型电子信息材料，简要介绍其研究开发现状及实际应用过程需要解决的关键问题11简述离子的极化对材料结构和性能的影响12简述硅酸盐晶体的结构特点并比较其与硅酸盐玻璃的差异13简述无机化合物中固溶体的类型，并讨论影响形成置换固溶体的因素14阐述硅酸盐熔体中Si:O与熔体结构的关系，着重说明硅氧四面体之间产生聚合的原因15谈谈获得非晶态物质的途径16材料加工包括哪些主要方法？举例说明材料加工在国民经济中的重要作用17你认为当前材料加工领域研究的热点（前沿）问题和其中的难点是什么？并给予说明。

（针对一个热点问题即可）18谈谈你对计算机在材料科学与工程中的应用的了解与认识19结合自己的经历，论述你对你感兴趣的一个专业问题的创新思路材料科学综合（2008 ）（共8题，选做5题）1试举1-2例计•算机模拟与计算方法在材料科学与工程中的具体应用和基本原理2在不改变金属材料化学组成的前提下，可以通过多种制备技术改变材料的组织与性能，试举两例说明之3简述材料表面科学技术发展对未来材料的影响4简要介绍1-2种新型功能材料的研究开发现状及实际应用过程中需要解决的关键问题5从人类社会可持续发展的角度，论述新材料与新技术的发展趋势6金相显微镜、扫描电镜、透射电镜都能用来观察和分析材料的微观结构，它们所依据的原理和方法是审？举例说明7简述1-2种纳米材料的性能特征与应用及其制备技术8结合本人的研究和工作实践，简述一种新型材料的主要性能特点、用途与制备方法材料科学综合（2009 ）（共12题，选做5题）1试论述金属材料强化与韧化的基本原理与主要途径2简述两种材料微观结构分析方法的技术特点与使用范围3简述严重冷变形的金属在随后的加热过程中其微观组织与性能的演变规律4简述1-2种你熟悉的材料设计与材料组织演变模拟方法5简述复合材料的类型，界面结构对材料性能的影响及控制界面结构的技术6举例说明1-2种新型能源材料（如：锂离子电池材料、太阳能电池材料、燃料电池材料、储氢电池材料、超级电容器材料等）的性能要求与制备技术7举例说明与其他材料相比生物医用材料有什么特殊性能要求8简述两种获得纳米材料的制备技术与工艺特点9描述非晶态物质结构的模型有哪些？讨论各模型的特点10讨论影响无机非金属材料热学、力学性能的结构因素11简述利用红外吸收光谱测定无机非金属材料结构所依据的原理。

讨论石英玻璃材料在热、力、电、磁、光场作用下可能产生的结构与性能变化12请根据本人的知识结构特点，分析从事无机非金属材料领域科学研究的优势与不足材料科学综合（2010 ）（共12题，选做5题）1简述材料表面工程技术的特点及应用领域2举例说明材料的成分-微观组织-性能-加工工艺四者之间的相互关系3面对全球气候变暖的人类社会发展新形势，试论述未来材料技术发展的基本思路和发展重点4试论述航空航天结构材料的主要种类和发展趋势5试论述材料的连接方法（至少3种），并简述其原理6试举2例说明如何利用纳米技术进行材料改性7举例说明一种太阳能电池（或电极）材料的组成、制备技术和性能要求8Au20Sn是一种在电子封装中有着重要用途的贵金属焊料，但该成分合金为两化合物（脆性相）的共晶合金，而电子封装中常用到该合金0.08mm作用的环状焊片，试述该材料的制备技术9说明静电吸引理论、晶体场理论、价键理论、分子轨道理论和自山电子理论的主要特点10说明R2OSO2、R2O-B2O3和R2O-GeO2三个组成体系玻璃中R2O的含量与玻璃结构和性能的关系（R为碱金属离子）11讨论硅酸盐陶瓷和硅酸盐玻璃在结构、性能及制备方法方面的异同12谈谈自己在专业兴趣发展方面的设想，并说明原因材料科学综合（2011 ）（共8题，选做5题）1结合你所学的知识，说明一种高性能材料的主要性能特点、用途及制备方法2叙述两种材料组织结构分析的常用手段和简要检测原理3新技术新工艺是材料研究中的重要问题，举例说明某种材料制备新技术的原理和方法, 说明所制备的材料组织性能与常规制备材料的区别4谈谈你对未来材料设计特点和材料制备和研究的发展趋势的看法5以某种具体材料为例说明提高材料强度的原理与过程6结合你的体会，谈谈如何改变材料的组织与性能7你所感兴趣的材料中，常见的组织缺陷有哪些，如何消除。