北工大07 08 09 13材料科学基础-真题及答案概要
《材料科学基础》部分章节试题及答案(大学期末复习资料).docx
第三章作业答案1.说明面心立方结构的潜在滑移系有12个，体心立方结构的潜在滑移系有48个。
解：面心立方晶体的滑移系是｛111｝ < 1-10> , (111｝有四个，每个｛111｝面上有三个〈110〉方向，所以共有12个潜在滑移系。
体心立方晶体的滑移系是(110｝ <- 111 > , ｛211｝ <- 111 >以及｛312｝ < -111 >o｛110｝面共有6个，每个｛110｝面上有两个<-111 >方向，这种滑移系共有12个潜在滑移系; ｛211｝面有12个，每个“211”面上有1个〈111〉方向，这种滑移系共有12个潜在滑移系；｛312｝面共有24个，每个｛312｝面上有1个<-111 >方向，这种滑移系共有潜在滑移系24个, 这样，体心立方晶体的潜在滑移系共有48个。
2.一个位错环能否各部分都是螺位错？能否各部分都是刃位错？为什么？解：螺位错的柏氏矢量与位错线平行，而一个位错只有一个柏氏矢量，一个位错环不可能与一个方向处处平行，所以一个位错环不能各部分都是螺位错。
刃位错的柏氏矢量与位错线垂直，如果柏氏矢量垂直位错环所在的平面，则位错环处处都是刃位错。
这种位错的滑移面是位错环与柏氏矢量方向组成的棱柱面，这种位错又称棱柱位错。
3.纯铁的空位形成能为105kJ/mol.将纯铁加热到850°C后激冷至室温(20°C),假设高温下的空位能全部保留，试求过饱和空位浓度与室温平衡空位浓度的比值。
解：G，=4exp(-g)850 °C (1123K)后激穆室温可以认为全部空位保留下来Exp(31.87)4.写出距位错中心为R1范围内的位错弹性应变能。
如果弹性应变能为R1范围的一倍，则所涉及的距位错中心距离R2为多大？解：距位错中心为&范围内的位错弹性应变能为E = 竺瓦马。
4忒Ab如果弹性应变能为&范围的一倍，则所涉及的距位错中心距离R2为2 竺= 也4.K Ab A TT K Ab即R,=¥2 Ab5.简单立方晶体(100)面有一个b=[001]的螺位错。
材料科学基础试题及答案
材料科学基础试题及答案一、名词解释（每题5分，共25分）1. 晶体缺陷2. 扩散3. 塑性变形4. 应力5. 比热容二、选择题（每题2分，共20分）1. 下列哪种材料属于金属材料？A. 玻璃B. 塑料C. 陶瓷D. 铜2. 下列哪种材料属于陶瓷材料？A. 铁B. 铝C. 硅酸盐D. 聚合物3. 下列哪种材料属于高分子材料？A. 玻璃B. 钢铁C. 聚乙烯D. 陶瓷4. 下列哪种材料属于半导体材料？A. 铜B. 铝C. 硅D. 铁5. 下列哪种材料属于绝缘体？A. 铜B. 铝C. 硅D. 玻璃三、简答题（每题10分，共30分）1. 请简述晶体结构的基本类型及其特点。
2. 请简述塑性变形与弹性变形的区别。
3. 请简述材料的热传导原理。
四、计算题（每题15分，共30分）1. 计算一个碳化硅晶体的体积。
已知碳化硅的晶胞参数：a=4.05 Å，b=4.05 Å，c=8.85 Å，α=β=γ=90°。
2. 计算在恒定温度下，将一个100 cm³的铜块加热100℃所需的热量。
已知铜的比热容为0.39J/(g·℃)，铜的密度为8.96 g/cm³。
五、论述题（每题20分，共40分）1. 论述材料科学在现代科技发展中的重要性。
2. 论述材料制备方法及其对材料性能的影响。
答案：一、名词解释（每题5分，共25分）1. 晶体缺陷：晶体在生长过程中，由于外界环境的影响，导致其内部结构出现不完整或不符合理想周期性排列的现象。
2. 扩散：物质由高浓度区域向低浓度区域自发地移动的过程。
3. 塑性变形：材料在受到外力作用下，能够产生永久变形而不恢复原状的性质。
4. 应力：单位面积上作用于材料上的力。
5. 比热容：单位质量的物质温度升高1℃所吸收的热量。
二、选择题（每题2分，共20分）1. D2. C3. C4. C5. D三、简答题（每题10分，共30分）1. 晶体结构的基本类型及其特点：晶体结构的基本类型有立方晶系、四方晶系、六方晶系和单斜晶系。
材料科学基础习题与参考答案(doc 14页)(优质版)
第一章材料的结构一、解释以下基本概念空间点阵、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。
二、填空题1、材料的键合方式有四类，分别是（），（），（），（）。
2、金属原子的特点是最外层电子数（），且与原子核引力（），因此这些电子极容易脱离原子核的束缚而变成（）。
3、我们把原子在物质内部呈（）排列的固体物质称为晶体，晶体物质具有以下三个特点，分别是（），（），（）。
4、三种常见的金属晶格分别为（），（）和（）。
5、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（）。
6、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（）。
7、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（）。
8、合金的相结构分为两大类，分别是（）和（）。
9、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（）。
10、影响固溶体结构形式和溶解度的因素主要有（）、（）、（）、（）。
11、金属化合物（中间相）分为以下四类，分别是（），（），（），（）。
12、金属化合物（中间相）的性能特点是：熔点（）、硬度（）、脆性（），因此在合金中不作为（）相，而是少量存在起到第二相（）作用。
13、CuZn、Cu5Zn8、Cu3Sn的电子浓度分别为（），（），（）。
14、如果用M表示金属，用X表示非金属，间隙相的分子式可以写成如下四种形式，分别是（），（），（），（）。
北工大材料科学基础2002-2012真题及部分答案
五、下面题目偏重考察金属材料方面的基础知识：
6、渗碳是将零件置于渗碳介质中试碳原子进出工件表面，然后以下坡扩散的方式使碳原子 从表面相内部扩散的热处理方法。分析说明： （1）钢中空位密度、位错密度和晶粒大小对渗碳速度有何影响？ （2）温度对于扩散速度有何影响？将碳在 γ-Fe 中的扩散温度由 927oC 提高到 1027oC，扩 散系数将增加几倍（已知碳在 γ-Fe 中的扩散常数 D0=2.0*10-5m2/s，扩散激活能 Q=140*103J/mol）（10 分）
北工大材料科学基础 2002-2012 真题及部分答案
50 北工大专业课课本和真题双重重点
北工大材料科学基础 2002-2012 真题及部分答案
51 北工大专业课课本和真题双重重点
北工大材料科学基础 2002-2012 真题及部分答案
52 北工大专业课课本和真题双重重点
北工大材料科学基础 2002-2012 真题及部分答案
25 北工大专业课课本和真题双重重点
北工大材料科学基础 2002-2012 真题及部分答案
26 北工大专业课课本和真题双重重点
北工大材料科学基础 2002-2012 真题及部分答案
27 北工大专业课课本和真题双重重点
北工大材料科学基础 2002-2012 真题及部分答案
28 北工大专业课课本和真题双重重点
力。( ) 5、一个位错环上必定同时存在刃位错和螺型位错。( ) 6、由一个固相同时析出成分和晶体结构均不相同的两个新固相的过程称为共析转变。( ) 7、非平衡凝固的终结温度高于平衡凝固的终结温度。( ) 8、相图表示的是体系的热力学平衡状态。( ) 9、固溶体合金结晶时，只要液相中存在足够的能量起伏和结构起伏，就可以形核。( ) 10、玻璃在常温下能长期稳定存在，因而它是热力学稳定态。( ) 四、论述及计算题（1-5 题必做，偏金属方向选做 6-9 题，偏无机材料方向选做 10-13 题） （共 100 分）。
西北工业大学材料科学基础考研08-11试题与答案
2008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？答：可以。
.通过进行适当冷变形，而后在适当温度再结晶的方法获得细晶（应主意避开临界变形度和避免异常长大）。
或进行热加工，使之发生动态再结晶。
2.固体中有哪些常见的相结构？答：固体中常见的相结构有：固溶体（单质）、化合物、陶瓷晶体相、非晶相、分子相。
3.何谓平衡结晶？何谓非平衡结晶？答：平衡结晶是指结晶速度非常缓慢，液相和固相中扩散均很充分的情况下的结晶。
非平衡结晶是指结晶速度比较快，扩散不充分的情况下的结晶。
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？答：扩散第一定律的应用条件是稳态扩散，即与时间无关的扩散。
对于非稳态扩散的情况也可以应用扩散第一定律，但必须对其进行修正。
5.何为织构？包括哪几类？答：织构是晶体中晶面、晶向趋于一致现象。
织构包括再结晶织构和变形织构。
其中变形织构又包括丝织构和板织构。
6.什么是成分过冷？如何影响固溶体生长形态？答：凝固过程中，随液固界面的推进，液固界面附近液相一侧产生溶质原子富集，导致液相的熔点发生变化，由此产生的过冷现象称为成分过冷。
无成分过冷时，固溶体以平面状生长，形成等轴晶；有较小过冷度时，形成胞状组织；有较大成分过冷时，形成树枝晶。
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。
答：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。
答：1.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？答：在两个不同的恒定温度产生相同程度的再结晶时，两边取对数，并比之得t3 = 0.26 h2.一个FCC晶体在方向在2MPa正应力下屈服，已测得开动的滑移系是，请确定使该滑移系开动的分切应力τ。
西北工业大学材料科学基础历年真题与答案解析
西北工业大学材料科学基础历年真题与答案解析西北工业大学2012年硕士研究生入学考试试题答案试题名称：材料科学基础试题编号：832说明：所有答题一律写在答题纸上第页共页一、简答题（每题10分，共50分）1.请简述滑移和孪生变形的特点？答：滑移变形特点：1）平移滑动：相对滑动的两部分位向关系不变2）滑移线与应力轴呈一定角度3）滑移不均匀性：滑移集中在某些晶面上4）滑移线先于滑移带出现：由滑移线构成滑移带5）特定晶面，特定晶向孪生变形特点：1) 部分晶体发生均匀切变2) 变形与未变形部分呈镜面对称关系，晶体位向发生变化3) 临界切分应力大4) 孪生对塑变贡献小于滑移5) 产生表面浮凸2.什么是上坡扩散？哪些情况下会发生上坡扩散？答：由低浓度处向高浓度处扩散的现象称为上坡扩散。
应力场作用、电场磁场作用、晶界内吸附作用和调幅分解反应等情况下可能发生上坡扩散。
扩散驱动力来自自由能下降，即化学位降低。
3.在室温下，一般情况金属材料的塑性比陶瓷材料好很多，为什么？纯铜与纯铁这两种金属材料哪个塑性好？说明原因。
答：金属材料的塑性比陶瓷材料好很多的原因：从键合角度考虑，金属材料主要是金属键合，无方向性，塑性好；陶瓷材料主要是离子键、共价键，共价键有方向性，塑性差。
离子键产生的静电作用力，限制了滑移进行，不利于变形。
铜为面心立方结构，铁为体心立方结构，两者滑移系均为12个，但面心立方的滑移系分布取向较体心立方匀衡，容易满足临界分切应力。
且面心立方滑移面的原子堆积密度比较大，因此滑移阻力较小。
因而铜的塑性好于铁。
4.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。
答：单相区：相成分为合金平均成分，不随温度变化；双相区：两相成分分别位于该相区的边界，并随温度沿相区边界变化；三相区：三相具有确定成分，不随结晶过程变化。
5.合金产品在进行冷塑性变形时会发生强度、硬度升高的现象，为什么？如果合金需要进行较大的塑性变形才能完成变形成型，需要采用什么中间热处理的方法？而产品使用时又需要保持高的强度、硬度，又应如何热处理？答：合金进行冷塑性变形时，位错大量増殖，位错运动发生交割、缠结等，使得位错运动受阻，同时溶质原子、各类界面与位错的交互作用也阻碍位错的运动。
北工大材料科学基础09及11年考研真题(09附答案)
试卷九2009年攻读硕士学位研究生入学考试试题考试科目：材料科学基础适用专业：材料科学与工程一、名词解释1．共价键2．晶族3．电子化合物4．相平衡5．线缺陷6．稳态扩散7．形变织构8．动态再结晶9．一级相变10．调幅分解二、填空1．可以按旋转轴和旋转反伸轴的轴次和数目将晶体分成立方晶系、三方晶系、四方晶系、 (1) 、 (2) 、 (3) 和 (4) 共七个晶系。
2．原子或离子的 (5) 是指在晶体结构中，该原子或离子的周围与它直接相邻结合的原子个数或所有异号离子的个数。
3．固溶体中，当溶质原子和溶剂原子分别占据固定位置，且每个晶胞中溶质原子和溶剂原子数之比一定时，这种有序结构被称为 (6) 。
4．一个滑移面和其面上的一个 (7) 组成一个滑移系。
5．结晶过程中晶体界面向液相推移的方式被称为 (8) ，与液固界面的微观结构有关。
6．相平衡时，系统内的相数可以通过系统自由度、 (9) 和对系统平衡状态能够产生影响的外界因素数目的关系式来进行计算。
7．铸锭三晶区是指紧靠膜内壁的细晶区、 (10) 、铸锭中心的等轴粗晶区。
8．小角度晶界由位错构成，其中对称倾转晶界由 (11) 位错构成，扭转晶界由 (12) 位错构成。
9．强化金属材料的方法有 (13) 强化、 (14) 强化、 (15) 强化、 (16) 强化。
10．再结晶完成后，晶粒长大可分为 (17) 晶粒长大和 (18) 晶粒长大。
11．线性高分子可反复使用，称为 (19) 塑料；交联高分子不能反复使用，称为 (20) 塑料。
三、判断正误1．在密堆结构中会形成两种空隙，一是由8个球形成的八面体空隙，另一种是由4个球形成的四面体空隙。
2．尖晶石型晶体(AB2O4)具有正型和反型结构，其本质是正型中A离子的八面体择位能大于B离子，而反型中是B离子的八面体择位能大于A离子。
3．形成连续固溶体的最主要条件是溶质和溶剂的晶体结构要一致，例如，银和铝都具有面心立方结构。
文档：北京工业大学
北京工业大学机械工程与应用电子技术学院工程力学2008材料力学（I）2005，2007——2008材料力学2003——2005（2003——2004有答案）电子技术（I）2007——2008电工学2004——2008（2004有答案）电子技术基础2004——2005（2004有答案）理论力学2004——2008（2004有答案，2004——2005年名称为理论力学（1））电子信息与控制工程学院信号与系统1997——2007（2003——2004有答案）半导体物理1998——2005，2007（2003——2004有答案）普通物理（Ⅰ）2001——2005，2007普通物理（Ⅱ）2004——2005，2007——2008（2004有答案）电路1997——2002检测与传感技术2000晶体管原理2000——2002脉冲与数字电路1997——2002自动控制原理1998——2002，2005——2007固体物理2003——2005固体物理（Ⅱ）2001——2002量子力学1998——1999，2005量子力学（Ⅰ）2001——2004量子力学（Ⅲ）2000——2001建筑工程学院道路工程2001——2005，2007（2003有答案）钢结构2001——2002，2004——2005钢筋混凝土结构2000——2005（2004有答案）土力学与地基基础2005交通工程2002——2005，2007（2003有答案）结构力学2000——2005，2007（2004有答案）水力学（Ⅰ）2002——2005传热学（Ⅰ）2002——2005，2007传热学（Ⅱ）1999——2006流体力学（II）2007流体力学2004——2005水分析化学与微生物2007水分析化学2003——2005测量学2005环境与能源工程学院传热学（Ⅰ）2002——2005，2007传热学（Ⅱ）1999——2006分析化学2002——2005工程热力学2000——2005环境质量评价2003——2005流体力学（II）2007流体力学2004——2005微生物基础2003——2005微生物基础II 2006无机化学2004——2005（2004有答案）无机化学II 2004——2006物理化学（环境科学、环境工程、应用化学专业）2002物理化学（环境科学、应用化学、材料科学与工程专业）2003物理化学（物理化学、应用化学、环境科学专业）2004物理化学（应用化学、环境科学、材料学专业）2005物理化学（II）（物理化学、应用化学、环境科学、材料学专业）2006——2007 有机化学2002——2006制冷原理与设备2004——2005水分析化学2003——2005水力学（Ⅰ）2002——2005应用数理学院半导体物理1998——2005，2007（2003——2004有答案）材料科学基础2003——2008（2003——2004有答案）固体物理2003——2005固体物理（Ⅱ）2001——2002光学（光学、光学工程专业）2001——2005光学（凝聚态物理专业）2001——2002金属学及热处理2003——2008（2003——2004有答案）金属学2003——2005（2003——2004有答案）量子力学1998——1999，2005量子力学（Ⅰ）2001——2004量子力学（Ⅲ）2000——2001普通物理（Ⅰ）2001——2005，2007普通物理（Ⅱ）2004——2005，2007——2008（2004有答案）数学分析2000——2005数学物理方法2001——2005线性代数2000——2005计算机学院数据结构与C++语言程序设计2003，2005——2007（注：2007年共5页，缺P3-P5）数据结构与操作系统2004（2004有答案）操作系统1999，2001——2002计算机软件基础2000——2002数据结构1995——2002材料科学与工程学院金属学及热处理2003——2008（2003——2004有答案）金属学2003——2005（2003——2004有答案）材料科学基础2003——2008（2003——2004有答案）普通物理（Ⅰ）2001——2005，2007普通物理（Ⅱ）2004——2005，2007——2008（2004有答案）材料性能（力学性能部分）2003——2005（2004有答案）固体物理2003——2005固体物理（Ⅱ）2001——2002无机材料物理化学2003物理学2003——2005（2004有答案）物理化学（环境科学、环境工程、应用化学专业）2002物理化学（环境科学、应用化学、材料科学与工程专业）2003物理化学（物理化学、应用化学、环境科学专业）2004物理化学（应用化学、环境科学、材料学专业）2005物理化学（II）（物理化学、应用化学、环境科学、材料学专业）2006——2007经济与管理学院管理学2005——2007（2005，2007有答案）经济学原理2005——2007数据库技术与应用2005——2007建筑与城市规划学院建筑历史2001——2008（2004有答案）建筑设计2001——2008建筑设计及其理论2003复试产品设计2004——2005，2007——2008（2004有答案）城市规划理论2004（2004有答案）城市规划与设计2005——2008城市规划原理2005——2008工业设计发展史2004（2004有答案）规划设计2004园林景观设计2008激光工程研究院材料科学基础2003——2008（2003——2004有答案）电工学2004——2008（2004有答案）激光原理2007普通物理（Ⅰ）2001——2005，2007普通物理（Ⅱ）2004——2005，2007——2008（2004有答案）金属学及热处理2003——2008（2003——2004有答案）金属学2003——2005（2003——2004有答案）人文社会科学学院科学技术史2005，2007哲学2005，2007社会学方法2007社会学理论2007马克思主义基本原理2007中国化的马克思主义2007教育学专业基础综合（全国统考试卷）2007——2008生命科学与生物工程学院有机化学2002——2006工程力学2008普通物理（Ⅰ）2001——2005，2007普通物理（Ⅱ）2004——2005，2007——2008（2004有答案）电子技术基础2004——2005（2004有答案）电子技术（I）2007——2008操作系统1999，2001——2002计算机软件基础2000——2002数据结构1995——2002数据结构与C++语言程序设计2003，2005——2007（注：2007年共5页，缺P3-P5）数据结构与操作系统2004（2004有答案）信号与系统1997——2007（2003——2004有答案）量子力学1998——1999，2005量子力学（Ⅰ）2001——2004量子力学（Ⅲ）2000——2001外国语学院二外日语2005——2007二外德语2004——2005二外法语2004——2005综合英语2004基础英语2005——2007综合英语1（英语语言文学与教学）2005英语语言文学与教学2004综合英语2（外语教学与翻译）2005外语教学与翻译2004综合英语3（商务英语）2005——2007商务英语2004软件学院数据结构与C++语言程序设计2003，2005——2007（注：2007年共5页，缺P3-P5）数据结构与操作系统2004（2004有答案）操作系统1999，2001——2002计算机软件基础2000——2002数据结构1995——2002固体微结构与性能研究所普通物理（Ⅰ）2001——2005，2007普通物理（Ⅱ）2004——2005，2007——2008（2004有答案）固体物理2003——2005固体物理（Ⅱ）2001——2002金属学及热处理2003——2008（2003——2004有答案）材料科学基础2003——2008（2003——2004有答案）材料性能（力学性能部分）2003——2005（2004有答案）金属学2003——2005（2003——2004有答案）无机材料物理化学2003物理学2003——2005（2004有答案）嵌入式系统重点实验室（无此试卷）。
西北工业大学材料科学基础04-12年真题答案剖析
2004年西北工业大学硕士研究生入学试题 参考答案一、简答题：（共40分，每小题8分）1、请简述间隙固溶体、间隙相、间隙化合物的异同点？答：相同点：小原子溶入。
不同点：间隙固溶体保持溶剂（大原子）点阵；间隙相、间隙化合物改变了大原子点阵，形成新点阵。
间隙相结构简单；间隙化合物结构复杂。
2、请简述影响扩散的主要因素有哪些。
答：影响扩散的主要因素：（1）温度；（2）晶体结构与类型；（3）晶体缺陷；（4）化学成分。
3、临界晶核的物理意义是什么？形成临界晶核的充分条件是什么？答：临界晶核的物理意义：可以自发长大的最小晶胚（或，半径等于rk 的晶核） 形成临界晶核的充分条件：（1）形成r ≥rk 的晶胚；（2）获得A ≥A*（临界形核功）的形核功。
4、有哪些因素影响形成非晶态金属？为什么？答：液态金属的粘度：粘度越大原子扩散越困难，易于保留液态金属结构。
冷却速度；冷却速度越快，原子重新排列时间越断，越容易保留液态金属结构。
5、合金强化途径有哪些？各有什么特点？答：细晶强化、固溶强化、复相强化、弥散强化（时效强化）加工硬化。
二、计算、作图题：（共60分，每小题12分）1、求]111[和]120[两晶向所决定的晶面，并绘图表示出来。
答：设所求的晶面指数为（h k l ） 则)112(0211:2111:1011::=----=l k h2、氧化镁（MgO ）具有NaCl 型结构，即具有O2-离子的面心立方结构。
问：（1）若其离子半径+2Mg r =0.066nm ，-2O r ＝0.140nm ，则其原子堆积密度为多少？ （2）如果+2Mg r /-2O r ＝0.41，则原子堆积密度是否改变？答：（1）点阵常数nm r r a O Mg 412.0)(222=+=-+堆积密度73.04)(43322=⨯+=-+a r r P O Mg f π（2）堆积密度会改变，因为Pf 与两异号离子半径的比值有关。
3、已知液态纯镍在 1.013×105 Pa （1大气压），过冷度为319 K 时发生均匀形核，设临界晶核半径为1nm ，纯镍熔点为1726 K ，熔化热ΔHm＝18075J/mol ，摩尔体积Vs ＝6.6cm3/mol ，试计算纯镍的液－固界面能和临界形核功。
（北京工业大学）材料科学基础真题2004年
（北京⼯业⼤学）材料科学基础真题2004年(北京⼯业⼤学)材料科学基础真题2004年(总分：150.00，做题时间：90分钟)⼀、名词解释(总题数：10，分数：20.00)1.惯习⾯（分数：2.00）__________________________________________________________________________________________ 正确答案：(固态相变时，新相往往沿母相特定原⼦⾯形成，这个与新相主平⾯平⾏的母相晶⾯称惯习⾯。
) 解析：2.索⽒体（分数：2.00）__________________________________________________________________________________________ 正确答案：(中温段珠光体转变产物，由⽚状铁素体渗碳体组成，层⽚间距较⼩，⽚层较薄。
)解析：3.伪共析转变（分数：2.00）__________________________________________________________________________________________ 正确答案：(伪共析转变：⾮平衡转变过程中，处在共析成分点附近的亚共析、过共析合⾦，转变终了组织全部呈共析组织形态。
)解析：4.交滑移（分数：2.00）__________________________________________________________________________________________ 正确答案：(沿着相同的滑移⽅向，滑移过程由⼀个滑移⾯过渡到另⼀个滑移⾯上进⾏。
)解析：5.螺位错（分数：2.00）__________________________________________________________________________________________ 正确答案：(位错线与柏⽒⽮量平⾏的位错。
北工大07080913材料科学基础-真题及答案概要
北京工业大学试卷七2007年攻读硕士学位研究生入学考试试题考试科目：材料科学基础适用专业：材料科学与工程一、名词解释1•脱溶(二次结晶)2•空间群3•位错交割4•成分过冷5.奥氏体6 •临界变形量7.形变织构8.动态再结晶9.调幅分解10.惯习面二、填空1.晶体宏观对称要素有⑴、⑵、⑶、⑷和⑸。
2.NaCI型晶体中Nh离子填充了全部的⑹空隙，CsCI晶体中CS离子占据的是⑺空隙，萤石中F-离子占据了全部的⑻空隙。
3.非均匀形核模型中晶核与基底平面的接触角9 =n /2，表明形核功为均匀形核功的(9) , 9 = (10)表明不能促进形核。
4.晶态固体中扩散的微观机制有(11) 、(12) 、(13) 和(14)。
5.小角度晶界由位错构成，其中对称倾转晶界由(佝位错构成，扭转晶界由(16)位错构成。
6.发生在固体表面的吸附可分为(17)和(18)两种类型。
7.固态相变的主要阻力是(19) 和(20)。
三、判断正误1.对于螺型位错，其柏氏矢量平行于位错线，因此纯螺位错只能是一条直线。
2.由于Cr最外层s轨道只有一个电子，所以它属于碱金属。
3.改变晶向符号产生的晶向与原晶向相反。
4.非共晶成分的合金在非平衡冷却条件下得到100烘晶组织，此共晶组织称伪共晶。
5.单斜晶系a =丫=90工B。
6.扩散的决定因素是浓度梯度，原子总是由浓度高的地方向浓度低的地方扩散。
7.再结晶完成后，在不同条件下可能发生正常晶粒长大和异常晶粒长大。
8.根据施密特定律，晶体滑移面平行于拉力轴时最容易产生滑移。
9.晶粒越细小，晶体强度、硬度越高，塑性、韧性越差。
10•高聚物材料中，大分子链上极性部分越多，极性越强，材料强度越大。
四、影响晶态固体中原子扩散的因素有哪些？并加以简单说明。
五、1 •什么是时效处理？2•说明通过时效处理产生强化的原因。
3•实际应用过程中，为消除时效强化可采用什么处理方法？为什么？六、1 •什么是形状记忆效应？2•说明通过马氏体相变产生形状记忆效应的原因。
(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。
北京工业大学硕士材料科学基础真题2008年
北京工业大学硕士材料科学基础真题2008年(总分：143.00，做题时间：90分钟)一、{{B}}名词解释{{/B}}(总题数：10，分数：20.00)1.金属键（分数：2.00）__________________________________________________________________________________________ 正确答案：()解析：金属正离子与自由电子之间相互作用构成的金属原子问的结合力称为金属键。
2.问隙固溶体（分数：2.00）__________________________________________________________________________________________ 正确答案：()解析：当溶质原子比较小时，能够进入溶剂晶格的间隙位置内，这样形成的固溶体称为间隙固溶体。
3.肖脱基空位（分数：2.00）__________________________________________________________________________________________ 正确答案：()解析：离位原子迁移到外表面或内界面(如晶界等)处形成的空位称为肖脱基空位。
4.共晶转变（分数：2.00）__________________________________________________________________________________________ 正确答案：()解析：由一个液相同时结晶出两个不同固相的过程称为共晶转变。
5.负温度梯度（分数：2.00）__________________________________________________________________________________________ 正确答案：()解析：结晶前沿液相中，温度由固液界面向液相内部逐渐降低的分布称为负温度梯度。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
北京工业大学试卷七2007年攻读硕士学位研究生入学考试试题考试科目：材料科学基础适用专业：材料科学与工程一、名词解释1．脱溶(二次结晶)2．空间群3．位错交割4．成分过冷5．奥氏体6．临界变形量7．形变织构8．动态再结晶9．调幅分解10．惯习面二、填空1．晶体宏观对称要素有 (1) 、 (2) 、 (3) 、 (4) 和 (5) 。
2．NaCl型晶体中Na+离子填充了全部的 (6) 空隙，CsCl晶体中Cs+离子占据的是 (7) 空隙，萤石中F-离子占据了全部的 (8) 空隙。
3．非均匀形核模型中晶核与基底平面的接触角θ=π/2，表明形核功为均匀形核功的 (9) ，θ= (10) 表明不能促进形核。
4．晶态固体中扩散的微观机制有 (11) 、 (12) 、 (13) 和 (14) 。
5．小角度晶界由位错构成，其中对称倾转晶界由 (15) 位错构成，扭转晶界由 (16) 位错构成。
6．发生在固体表面的吸附可分为 (17) 和 (18) 两种类型。
7．固态相变的主要阻力是 (19) 和 (20) 。
三、判断正误1．对于螺型位错，其柏氏矢量平行于位错线，因此纯螺位错只能是一条直线。
2．由于Cr最外层s轨道只有一个电子，所以它属于碱金属。
3．改变晶向符号产生的晶向与原晶向相反。
4．非共晶成分的合金在非平衡冷却条件下得到100%共晶组织，此共晶组织称伪共晶。
5．单斜晶系α=γ=90°≠β。
6．扩散的决定因素是浓度梯度，原子总是由浓度高的地方向浓度低的地方扩散。
7．再结晶完成后，在不同条件下可能发生正常晶粒长大和异常晶粒长大。
8．根据施密特定律，晶体滑移面平行于拉力轴时最容易产生滑移。
9．晶粒越细小，晶体强度、硬度越高，塑性、韧性越差。
10．高聚物材料中，大分子链上极性部分越多，极性越强，材料强度越大。
四、影响晶态固体中原子扩散的因素有哪些?并加以简单说明。
五、1．什么是时效处理?2．说明通过时效处理产生强化的原因。
3．实际应用过程中，为消除时效强化可采用什么处理方法?为什么?六、1．什么是形状记忆效应?2．说明通过马氏体相变产生形状记忆效应的原因。
七、比较说明滑移与孪生这两种金属塑性变形机制的不同。
八、已知工业纯铜的屈服强度σs =70MPa，其晶粒大小为NA=18个/mm2；当N A =4025个/mm2时，σs=95MPa；试计算NA=260个/mm2时屈服强度σs的值。
九、分别画出立方晶胞的晶向和(021)晶面，六方晶胞的晶向和晶面。
十、氮化镓GaN是制备白光二极管的材料，其晶体结构为纤锌矿(六方硫化锌)型。
N的电负性为3.07，Ga的电负性为1.76；N3-的离子半径为0.148mm，Ca3+的离子半径为0.047nm。
1．画出这种结构的晶胞。
2．结构中，负离子构成哪种堆积?用四轴表示法写出密排晶面。
3．分析Ga和N之间的键性，说明结构中各离子配位数是否合理。
4．计算结构是否符合静电价规则。
5．Ga填充的是哪种空隙?填充了多少这种空隙?十一、氧化钛缺氧时可产生如下反应：，请正确写出缺陷方程并解释各项的含义。
十二、何谓全位错?请说明在面心立方晶体中肖克莱不全位错和弗兰克不全位错的成因和运动特点。
十三、LiF-NaF-RbF三元相图如图7-1所示。
1．确定含RbF30mol％、LiF2Omol2．写出该成分点的析晶过程。
3．根据此三元相图画出LiF-NaF的二元相图示意图。
标准答案一、1．脱溶(二次结晶)：从一个固溶体中析出另一个固相。
2．空间群：晶体结构中所有对称要素(含微观对称要素)的组合所构成的对称群。
3．位错交割：不同滑移面上运动的位错在运动中相遇发生位错互相切割的现象。
4．成分过冷：结晶时由于固相和液相成分再分布而引起的固液界面前方附近液相中产生过冷区，这一现象称为成分过冷。
5．奥氏体：碳溶于γ-Fe中的间隙固溶体。
6．临界变形量：加热到再结晶温度以上时能使金属材料发生再结晶的最小预变形量。
7．形变织构：随塑性变形量增加，多晶体不同晶粒某一晶体学取向趋于一致的现象。
8．动态再结晶：再结晶温度以上变形和再结晶同时进行的现象。
9．调幅分解：固溶体通过上坡扩散分解成结构均与母相相同、成分不同的两种固溶体的转变。
10．惯习面：固态相变时，新相往往沿母相特定原子面形成，这个与新相主平面平行的母相晶面称为惯习面。
二、1．(1) 对称中心；(2) 对称轴；(3) 对称面；(4) 旋转反伸轴；(5) 旋转反映轴2．(6) 八面体；(7) 立方体；(8) 四面体3．(9) 一半；(10) π4．(11) 间隙机制；(12) 填隙机制；(13) 空位机制；(14) 互换机制5．(15) 刃型；(16) 螺型6．(17) 物理吸附；(18) 化学吸附7．(19) 界面能；(20) 弹性应变能三、1．√； 2．×； 3．×； 4．√； 5．√；6．×； 7．√； 8．×； 9．×； 10．√四、(1) 温度：温度越高，扩散系数越大，扩散速率越快。
(2) 晶体结构及固溶体类型：致密度较小的晶体结构中扩散激活能较小，扩散易于进行；对称性较低的晶体结构，扩散系数的各向异性显著；间隙固溶体中的扩散激活能远小于置换固溶体，扩散容易进行。
(3) 第三组元：根据加入的第三组元的性质不同，有的促进扩散，有的阻碍扩散。
(4) 晶体缺陷：沿晶界的扩散系数远大于体扩散系数；沿位错管道扩散时扩散激活能较小，因而位错加速扩散。
五、1．过饱和固溶体的脱溶过程处理为时效处理。
2．在过饱和固溶体脱溶过程中，初始形成亚稳态析出相与母相保持共格或半共格界面。
如果析出相粒子具有很高强度，将使滑移运动位错发生弯曲并包绕第二相粒子留下位错环，将增加位错线长度，并且第二相粒子及位错环加大对后续运动位错的阻力，产生第二相强化。
如果析出相粒子可发生变形，将产生新的相界面，使析出相与基体相之间共格(或半共格)界面遭到破坏；滑移面产生错配，可能使有序排列遭到破坏。
综上，宏观产生强化。
3．通过时效回归处理或重新固溶处理可以使时效强化现象消失。
因为伴随着时效回归处理或重新固溶处理沉淀脱溶产生的第二相重新溶人固溶体之中。
当沉淀析出相已经为稳定相时，只能采用固溶处理。
六、1．将某些金属材料进行变形后加热至某一特定温度以上，变形金属材料形状恢复到变形前的形状，此现象称形状记忆效应。
2．根本原因是马氏体转变的无扩散性、共格切变性和可逆转变性。
母相冷却过程中外加应力诱发马氏体相变，利用马氏体相变伪弹性产生宏观变形。
加热过程中，当加热温度超过马氏体相变逆转变温度时，伴随热弹性马氏体逆转变，产生形状恢复，完成形状记忆过程。
七、(1) 变形方式不同。
滑移过程为晶体一部分相对另一部分的相对滑动，孪生过程为晶体一部分相对另一部分的均匀切变。
(2) 发生孪生过程的临界切应力远大于滑移所需临界切应力。
(3) 孪生过程改变晶体位相关系。
滑移过程不改变晶体位相关系。
(4) 滑移过程可以连续进行而孪生过程不能连续进行。
(5) 滑移过程是塑性变形的主要机制，当滑移系处于不利于滑移变形发生时，通过孪生可以改变滑移系与外力的取向，使滑移过程进一步发生。
八、晶粒大小与屈服强度之间的关系满足Hall-Petch公式，即σs=σ0+kd-1/2由等面积圆直径表示晶粒尺寸，即于是代入σs1=70MPa，σs2=95MPa求出K=0.13MPa·m1/2，σ=61.3MPa故σs=78.3MPa九、如图7-2所示。
十、1．如图7-3所示。
2．结构中，负离子构成ABAB六方堆积，密排晶面为(0001)。
3．Ga和N之间的键性由电负性差值决定△x=3.07-1.76=1.31＜1.7，GaN为共价键配位数由正负离子半径比决定R+/R-=0.047/0.148=0.3180.225＜R+/R-＜0.414CN(Ga3+)=4，CN(N3-)=4，配位数合理。
4．一个N3-与4个Ga3+相联：，符合静电价规则。
5．Ga填充的是四面体空隙，填充了负离子空隙的一半。
十一、缺陷方程为二氧化钛失氧，生成Ti3+占据Ti4+晶格位，有效电荷-1。
Ti'Ti：氧空位，有效电荷+2。
：氧仍然占据氧的晶格位。
Oo十二、柏氏矢量等于点阵矢量的位错称为全位错。
面心立方晶体中肖克莱不全位错是由不均匀滑移产生的，它可以是刃型位错，或螺型位错，或混合位错，可以滑移。
弗兰克不全位错是抽去或插入一层密排面造成的，其柏氏矢量垂直于滑移面，所以，弗兰克不全位错不能滑移，只能攀移。
十三、1．RbF30mol%、LiF2Omol%、NaF50mol%的物料从高温冷却时初始凝固温度为750℃，液相全部凝固温度425℃。
2．该成分点的析晶过程为3．如图7-4所示。
试卷八2008年攻读硕士学位研究生入学考试试题考试科目：材料科学基础适用专业：材料科学与工程一、名词解释1．金属键2．问隙固溶体3．肖脱基空位4．共晶转变5．负温度梯度6．上坡扩散7．形变织构8．惯习面9．时效10．一级相变二、填空1．如果晶体中不同的原子面用A、B、C、D等字母来表示，面心立方晶体中原子的堆垛方式为 (1) ，密排六方晶体原子的堆垛方式为 (2) 。
2．原子或离子的 (3) 是指在晶体结构中，该原子或离子的周围与它直接相邻结合的原子个数或所有异号离子的个数。
3．点缺陷的平衡浓度随 (4) 的升高而增大。
4．柏氏矢量等于点阵矢量的位错称为 (5) ；在面心立方晶体中，由 (6) 造成的不全位错称为肖克莱不全位错；由插入或者抽去一层密排面造成的不全位错称为 (7) 不全位错。
5．由一个固相同时析出成分和晶体结构均不相同的两个新固相的过程称为(8) 转变。
6．在合金平衡相图中，确定一定温度和合金组分下合金内存在的各相的比例时，可以通过等温连接线，利用 (9) 定律进行计算。
7．在均一的液相中靠自身的结构起伏和能量起伏等条件形成晶核的方式称为 (10) 形核。
8．固态相变形核的驱动力是 (11) ，阻力主要是 (12) 和 (13) 。
9．金属多晶体塑性变形至少需 (14) 独立滑移系开动。
10．发生在固体表面的吸附可分为 (15) 和 (16) 两种类型。
11．根据界面上原子排列结构不同，可把固体中的相界面分为 (17) 、(18) 和 (19) 界面。
12．能产生交滑移的位错必然是 (20) 位错。
三、判断正误1．与CsCl类似，CsBr具有AX类型的体心立方晶体结构。
2．在非晶态固体材料中，原子在三维空间不具备周期性的重复排列，处于完全无序状态。
3．溶质和溶剂晶体结构相同，是形成连续固溶体的充分必要条件。
4．亚共晶白口铸铁的室温平衡组织由珠光体、变态莱氏体以及二次渗碳体组成，其中的珠光体是由初晶奥氏体共析转变形成的。