上海交大材基 上交材料科学基础考研模拟试题

2015年硕士研究生入学考试模拟试题

考试科目：上海交通大学-材料科学基础

科目代码：827

（共4页）（所有答案写在答卷纸上，写在试题纸上的答案无效；考试结束，将答题纸和试题一并上交）

考生姓名：准考证号：

一、选择题（每题3分，共75分，每题只有一个最佳答案）

1．同属于面心立方点阵的晶体是______

（A）Cu，NaCl，CaF2（B）Al，γ−Fe，Mg

（C）Au，Ag，C(石墨)（D）Ti，α−Fe，Au

2．在六方晶系中，四指数[100]晶向用三指数表示为______

（A）[100]（B）[210]（C）[110]（D）[120]

3．晶体的宏观对称元素等同于______

（A）4+m（B）4（C）4+i（D）独立元素，不可等同4．下列晶体中具有最大致密度的是______

（A）Cr（B）Mg（C）α−Fe（D）Ni

5．非金属原子X填满面心立方金属M组成的八面体间隙时，形成的间隙相是：______

（A）M2X（B）MX（C）MX2（D）MX4

6．两个柏氏矢量垂直的刃形位错交割形成的割阶为：______

（A）刃型位错（B）螺型位错（C）混合型位错（D）均有可能

7．在(11)面上运动的柏式矢量为[110]的螺旋位错受阻时，能通过交滑移转到______滑移面继续运动。（A）(111)（B）(11)（C）(10)（D）(11)

8．某金属的晶粒细化后可提高该金属______

（A）弹性模量（B）抗拉强度（C）断裂强度（D）屈服强度

9．关于金属的层错能，下列说法错误的是：______

（A）层错能越小，扩展位错越宽（B）层错能越小，冷变形越不容易出现胞状结构（C）层错能越高，热加工时越易动态再结晶（D）层错能越高，越不容易出现堆垛层错

10．已知平均晶粒直径为1mm和0.0625mm的α-Fe的屈服强度分别为112.7MPa和196MPa，问平均晶粒直径为0.0196的纯铁的屈服强度为：______

（A）154.4Mpa（B）283.3Mpa（C）208.2Mpa（D）199.8Mpa 11．由纯A和A-B固溶体形成的互扩散偶（柯肯达尔效应），下列表述正确的是：______

（A）俣野面两侧的原子扩散化学势相等，μA A=μA-B A，μA B=μA-B B

（B）该扩散为上坡扩散

（C）空位迁移方向与标记面漂移方向一致

（D）该过程的扩散机制主要是间隙机制

12．原子的扩散式一种无规则行走，故扩散距离(x)与扩散时间(t)关系为_____

（A）x∝Dt（B）x∝Dt2（C）x2∝Dt（D）x∝D-1t 13．某金属凝固时的形核功为ΔG*，其临界晶核界面能为ΔG，则ΔG*和ΔG的关系为：______

（A）ΔG=3ΔG*（B）ΔG=1/3ΔG*（C）ΔG=2/3ΔG*（D）ΔG=ΔG* 14．凝固过程中，关于界面构造、晶体长大方式和生长速度，下列对应正确的一组是：______

（A）粗糙界面，垂直长大，v∝ΔT k（B）光滑界面，垂直长大，v∝exp（bΔT k-1）（C）光滑界面，螺型位错生长，v∝exp（bΔT k-1）（D）粗糙界面，螺型位错生长，v∝bΔT k3 15．某二元合金，当第二组元的含金量增大，其凝固温度范围增大，在相同凝固条件下，含量增大有利于形成______

（A）平直界面（B）胞状组织（C）树晶枝（D）曲折界面16．金属在凝固的过程中为了获得细小的晶粒，可通过一定的手段实现，下列不合适的是：______

（A）加入形核剂（B）合理控制热学条件（C）振动、搅拌（D）增大温度梯度17．包申格效应属于：______

（A）塑性变形效应（B）弹性不完全效应（C）粘弹性现象（D）应力滞后现象18．高分子材料存在不同构想的主要原因是主链上的碳原子可以：______

（A）π键的自由旋转（B）σ键的自旋转（C）氢键的自旋转（D）原子的扩散19．室温下橡胶与塑料不同柔顺性表明：______

（A）塑料的链段可动性比橡胶低（B）塑料的链接比橡胶长

（C）塑料比橡胶分子量大（D）塑料内部结合键比橡胶强

20．三元相图，三相区与单相区是：______

（A）点接触（B）线接触（C）面接触（D）无法接触21．包晶成分的合金在平衡凝固时（L+α→β）：______

（A）高熔点组元α向β扩散（B）高熔点组元L向α扩散

（C）高熔点组元α向β扩散（D）高熔点组元β向α扩散

22．在单元系的p（压强）—T（温度）相图内，当高温相向低温相转变体积收缩，根据Clausius-Clapeyron 方程，下列正确的是：______

（A）d p/d T>0（B）d p/d T=0（C）d p/d T<0（D）无法确定23．下列固态相变中，成分和结构均发生变化的是：______

（A）贝氏体转变（B）调幅分解（C）多晶型转变（D）G.P.区的形成

2015年硕士研究生入学考试模拟·827·材料科学基础–1（共四页）2015年硕士研究生入学考试模拟·827·材料科学基础–2（共四页）

24．铁素体（bcc，点阵常数a b=0.287nm）与奥氏体（fcc，bcc，点阵常数a f=0.365nm）间可形成K-S关系（[111]b∥[110]f，（110）b∥（111）f），则在（110）b半共格界面上的位错间距为：______

（A）1.34nm（B）6.74nm（C）3.85nm（D）0.65nm

25．温度升高，金属和半导体材料电阻变化的一般规律是：______

（A）都升高（B）金属的电阻降低，半导体的电阻升高

（C）都降低（D）金属的电阻升高，半导体的电阻降低

二、综合题（共75分）

1．（10分）在fcc晶体中有一位错，其位错线方向l l//[1]，柏氏矢量为[110]。

（1）证明该位错为刃型位错，求该韧型位错半原子面指数和滑移面指数。

（2）该刃型位错如果发生分解形成扩展位错，试写出可能的位错反应。

2．（15分）已知：Cs和Cl的离子半径分别为0.167nm、0.181nm，Cs和Cl相对原子量133和35.5。请回答下列关于氯化铯晶体的问题：

（1）CsCl属于哪类点阵结构？请在晶胞中画出（102）和[21]。

（2）在氯化铯内离子在<100>或<111>方向是否相接触？

（3）计算各离子的配位数和单位晶胞内离子数目。

（4）计算氯化铯晶体的密度ρ和致密度K。

（5）若CsCl晶体的[111]滑移系的临界分切力为60MPa，试问在[001]和[010]方向必须施加多少的应力才会产生滑移？

3．（20分）根据Fe-Fe3C相图回答下列问题：

（1）写出相图中三个等温反应式和反应类型。

（2）分析含碳量为1.2%的合金的平衡冷却过程；计算其在室温下的各组织的相对百分数。

（3）试分析含碳量为2%的合金快冷，不平衡状态下结晶过程和组织变化。

（4）画出Fe-Fe3C合金在1180℃是的成分-自由能曲线示意图。

（5）如果800℃渗碳气氛下长期扩散，根据相图画出等温扩散后和冷却至室温的组织。

4．（15分）如图所示，在Ni和Ta中间插入一个0.05cm厚的MgO层作为扩散屏障以阻止Ni和Ta两种金属之间的相互作用。在1400℃时，Ni原子能穿过MgO层扩散到Ta中。已知：Ni原子在MgO中的扩散系数是9×10－12cm2/s，且1400℃时Ni原子的晶格常数为3.6×10－8cm

。

（第4题图）

（1）每秒钟通过MgO层的Ni原子数。（提示：用单位体积内的原子数表示浓度）（2）求Ni原子层减少一微米厚度所需的时间

5.（15分）50%

结晶高分子的模量与随温度的变化，如图所示。

（第5题图）

（1）在图中粗略画出玻璃态，皮革态，橡胶态和粘流态的位置，并说明原因。

（2）在该图上，粗略画出完全非晶态和完全晶态的模量曲线，并说明原因。

（3）解释高分子材料熔融升温的现象。

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