《材料科学基础》卷3参考答案

《材料科学基础》试卷Ⅲ参考答案

一、名词解释

1、表面：固体与气体之间的分界面。

界面：是固体材料中晶粒间分界面，晶体材料中的界面可分为同相界面和异相界面，同相界面两侧是结构和成分相同的晶粒，异相界面两侧是结构、成分不同的晶粒。

2、据相邻晶粒取向差别角度大小，可将晶界分为小我度晶界和大角度晶界。小角度晶界：两晶粒间的位向差小于10°

大角度晶界：两晶粒间的位向差大于10°

3、温度升降会引起热弹性马氏体的消长，伪弹性是这种热弹性行为的完整力学模拟。

4、晶界偏析：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。

5、临界淬火冷却速度：不发生非马氏体转变的最低冷却速度。

二、真空题

1、相变进行所必须的条件、相变规律、相变后的组织与相变条件之间的变化规律

2、结晶释放能、相界能

3、液相内溶质可均匀混合、液相内溶质仅靠扩散混合、液相内溶质靠扩散和一定的对流部分混合

4、合作、协调、匹配

5、具有高的粘度、摩擦力（阻力）、越大

6、链节、链段、整链，链段，高弹性的橡胶，整链

7、形核机理、生长方式，3

8、晶界，曲率中心，小，大

9、高密度位错，孪晶，大量层错

10、在不同的冷却条件下，成分一定的过冷奥氏体可转变为力学性能不同的组织。

11、高，粗，低，低得多

12、小，强韧性

13、物理吸附，化学吸附，范德华力

三、简答题

时，是晶体平面状生长的临界状态。

1、（1）G

1

（2）G

时，界面前沿边界层内随χ增大，过冷度开始稍有增大，到最大值2

后又减小，使界面突起部位略有发展，呈胞状，但又不能继续发展。

时随χ增大可获得更大过冷度，界面不稳定，前凸部位越长越快，（3）G

3

得到的是树枝状形貌。

2、均匀化的方法和措施：整体加热融化，缓慢冷却

提纯的方法和措施：局部融化（小于1/10），缓慢冷却，并沿一定方向移动。

3、转变温度较高时，扩散速度较快，但相变驱动力较小，致使转变速度较慢；转变温度较低时，相变驱动力很大，但扩散速度急速下降，转变速度也较慢；转变温度居中时，扩散速度较快，而相变驱动力也较大，此时转变速度最快。

4、溶体冷却至分离温度以下调幅分解为富SiO

2和富B

2

O

3

碱氧化物相，其中后者

溶于酸，故能借助合适的溶剂将其溶解掉，从而留下完全穿透的多微孔玻璃。

5、在母相状态下制成宇航天线，然后冷却至低温，使其转变为马氏体，折叠成团状，放入卫星中便于发射，团状天线被弹出，在太阳照射下，温度升高到A

s 点以上团状天线逐渐张开，温度高于A

f

时恢复初始形状。

6、晶界偏析受以下因素影响：

据C=C

exp(△E/RT)

（1）晶内溶质浓度C

0：C

愈高，C愈高。

（2）温度：因△E为正的，温度升高，C下降；温度降低，C升高，但扩散下降，难达到平衡的浓度C。

（3）畸变能（E）和溶质原子固溶度（C

m ）：△E愈大，C愈高；C

m

愈小，C愈大。

（4）凡能降低表面能元素，将使该元素在晶界处偏析。

7、第二相存在的位置主要有晶粒内部、晶界、晶棱和晶角。

（1）晶粒内部：∑A

i γ

i

+△G

s

=最小

等轴析出物表面能最小，薄片状（盘状）弹性应变能最低。在完全共格和半共格析出物中，固溶体中各组元原子直径之差<3%时，由表面能控制，接近球体，≥5%时，决定因素是弹性应变能，薄片状优先形成，有时呈针状。非共格析出物中。错配度△小时，近似球状，大时为椭球。（2）晶界上：

γ

αβ＞＞γ

αα

时，θ=180°，接近球形；

γ

αβ=γ

αα

时，θ=120°，呈双球冠形；

γ

αβ＜＜γ

αα

时，θ=0，完全浸润，β相在α相晶界上铺展开来。

（3）晶角上

二面角δ=180°，X=120°，Y=90°，球形δ=120°，X=Y=109.5°，曲面四面体

δ=60°，Y→180°，X→0 ，沿晶棱渗透、形成骨架网格。

δ=0，沿晶界扩展

（4）晶棱上，和晶界类似

θ=180°，球形；

θ=120°，呈双球冠形；

θ=0，完全浸润，β相在晶棱上铺展开来。