碩士研究生入學(xué)考試材料科學(xué)基礎(chǔ)真題西

1、2007年西北工業(yè)大學(xué)碩士研究生入學(xué)試題簡(jiǎn)答題（每題10分，共50分）1、請(qǐng)說明什么是全位錯(cuò)和不全位錯(cuò)，并請(qǐng)寫出 FCC BCCf口 HCP體中的 最短單位位錯(cuò)的柏氏矢量。2、已知原子半徑與晶體結(jié)構(gòu)有關(guān)，請(qǐng)問當(dāng)配位數(shù)降低時(shí)，原子半徑如何變 化？為什么？3、均勻形核與非均勻形核具有相同的臨界晶核半徑，非均勻形核的臨界形 核功也等于三分之一表面能，為什么非均勻形核比均勻形核容易？4、原子的熱運(yùn)動(dòng)如何影響擴(kuò)散？5、如何區(qū)分金屬的熱變形和冷變形？作圖計(jì)算題（每題15分，共60分）已知某晶體在500c時(shí)，每1010個(gè)原子中可以形成有1個(gè)空位，請(qǐng)問該 晶體的空位形成能是多少？（已知該晶體的常數(shù)A= 0.0

2、539,波耳滋曼常數(shù) K= 1.381 X 10-23 J / K ）請(qǐng)計(jì)算簡(jiǎn)單立方晶體中，（111）和（111）的夾角請(qǐng)判定在FCQft體中下列位錯(cuò)反應(yīng)能否進(jìn)行：a -a -a -10 1-121-111263試畫出立方晶體中的（123）晶面和346晶向綜合分析題（共40分）如附圖所小，請(qǐng)分析：（24分）1）兩水平線的反應(yīng)類型，并寫出反應(yīng)式；2）分析 Ab、bg、g d、d、 d h、 h e、eB 七個(gè)區(qū)域室 溫下的組織組成物（j點(diǎn)成分小于g點(diǎn)成分）；3）分析I、II合金的平衡冷卻過程，并注明主要的相變反應(yīng)；4）寫出合金I平衡冷卻到室溫后相組成物相對(duì)含量的表達(dá)式及合金II平衡冷卻到室溫后組

3、織組成物相對(duì)含量的表達(dá)式。請(qǐng)對(duì)比分析回復(fù)、再結(jié)晶、正常長(zhǎng)大、異常長(zhǎng)大的驅(qū)動(dòng)力及力學(xué)性能 變化，并解釋其機(jī)理。（16分）2007年西北工業(yè)大學(xué)碩士研究生入學(xué)試題參考答案、 簡(jiǎn)答題（每題10分，共50分）1、請(qǐng)說明什么是全位錯(cuò)和不全位錯(cuò)，并請(qǐng)寫出 FCG BCCf口 HCP體中的 最短單位位錯(cuò)的柏氏矢量。答：全位錯(cuò)：柏氏矢量等于點(diǎn)陣矢量的整數(shù)倍；不全位錯(cuò)：柏氏矢量不等于點(diǎn)陣矢量的整數(shù)倍。aaa一 110- 111 1120Fcc： 2； bcc : 2； hcp : 32、已知原子半徑與晶體結(jié)構(gòu)有關(guān)，請(qǐng)問當(dāng)配位數(shù)降低時(shí)，原子半徑如何變 化？為什么？答：半徑收縮。若半徑不變，則當(dāng)配位數(shù)降低時(shí)，會(huì)引起

4、晶體體積增大。 為了減小體積變化，原子半徑將收縮。3、均勻形核與非均勻形核具有相同的臨界晶核半徑，非均勻形核的臨界形 核功也等于三分之一表面能，為什么非均勻形核比均勻形核容易？答：因?yàn)榉蔷鶆蛐魏藭r(shí)，用雜質(zhì)或型腔充當(dāng)了一部分晶核。也就是說，需 要調(diào)動(dòng)的原子數(shù)少。4、原子的熱運(yùn)動(dòng)如何影響擴(kuò)散?答：熱運(yùn)動(dòng)增強(qiáng)將使原子的躍遷距離、躍遷幾率和躍遷頻率均增大，即增大 擴(kuò)散系數(shù)。5、如何區(qū)分金屬的熱變形和冷變形？答：變形溫度與再結(jié)晶溫度的高低關(guān)系。高于再結(jié)晶溫度的為熱變形，反之 為冷變形。作圖計(jì)算題(每題15分，共60分)1. 已知某晶體在500c時(shí)，每1010個(gè)原子中可以形成有1個(gè)空位，請(qǐng)問該 晶體的空位

5、形成能是多少？(已知該晶體的常數(shù)A= 0.0539,波耳滋曼常數(shù) K= 1.381 X 10-23 J / K )c Aexp( EV)kT_ c2310 10EVkTln-1.381 10(500 273) lnA0.05392019解：1.068 1017.8 1.9 10 J2.請(qǐng)計(jì)算簡(jiǎn)單立方晶體中,(111)和(111)的夾角。解:h1h2 k1k2cos 一 一H k12 lj2l1l21111k22 l223 33=70 323.請(qǐng)判定在fcc中下列位錯(cuò)反應(yīng)能否進(jìn)行:a萬10 1a _61121a 111解：幾何條件:112,1111,1a-ab-c-ab-c-1112662633

6、33b1b2（6分）能量條件:r62a232a3 （6 分）滿足幾何條件和能量條件，反應(yīng)可以進(jìn)行。（3分）4.試畫出面心立方晶體中的（123）晶面和346晶向綜合分析題（共40分）1.如附圖所示，請(qǐng)分析：（24分）1）兩水平線的反應(yīng)類型，并寫出反應(yīng)式；2）分析 Ab、bg、g d、d、 d h、 h e、eB 七個(gè)區(qū)域室 溫下的組織組成物（j點(diǎn)成分小于g點(diǎn)成分）；3）分析I、II合金的平衡冷卻過程，并注明主要的相變反應(yīng)；4）寫出合金I平衡冷卻到室溫后相組成物相對(duì)含量的表達(dá)式及合金II平衡冷卻到室溫后組織組成物相對(duì)含量的表達(dá)式t/cIII解:1）水平線kj為包晶反應(yīng):Lj k n （2 分）水平

7、線gh為共晶反應(yīng):g h （2 分）2） Ab: a（1 分）bg ： a + 0 ii（1 分）g d： a+（ a + 0 ）共 + 0 ii （1 分）d： （a+B）共 （1 分）d h :0+（ a + 0 ）共 +a ii （1 分）h e： e +a ii （1 分）eB：B（1 分）合金ii （3分）3）合金i （5分）w 受1 100%；4）合金i相組成：bew 西 100%be（2 分）合金II組織組成:w()共9 100%； gdw II初共晶前析出量w初初共晶前析出量“析出比例=比bg 100%; gd beu析出量=0100% wgd(3分)2,請(qǐng)對(duì)比分析回復(fù)、再結(jié)晶、正常長(zhǎng)大、異常長(zhǎng)大的驅(qū)動(dòng)力及力學(xué)性能變化。