某大學(xué)年度碩士研究生入學(xué)考試試題

1、西北工業(yè)大學(xué)2009年碩士研究生入學(xué)考試試題 試題名稱：材料科科學(xué)基礎(chǔ)礎(chǔ)（B卷卷） 試題編編號(hào)：8832 說 明：所所有答題題一律寫寫在答題題紙上 第 1 頁 共 33 頁 簡(jiǎn)答題題（每題題10分，共共60分） 1. 在位位錯(cuò)發(fā)生生滑移時(shí)時(shí)，請(qǐng)分分析刃位位錯(cuò)、螺螺位錯(cuò)和和混合位位錯(cuò)的位位錯(cuò)線ll與柏氏氏矢量bb、外加加切應(yīng)力力與柏氏氏矢量bb、外加加切應(yīng)力力與位錯(cuò)錯(cuò)線l之間的的夾角關(guān)關(guān)系，及及位錯(cuò)線線運(yùn)動(dòng)方方向。（請(qǐng)請(qǐng)繪表格格作答，答答案務(wù)必必寫在答答題冊(cè)上上） 混合位錯(cuò)混合位錯(cuò)螺位錯(cuò)刃位錯(cuò)位錯(cuò)線運(yùn)動(dòng)方向與 l 與 bb 與 l類型2. 什么么是置換換固溶體體？影響響置換固固溶體溶溶解度的的因

2、素有有哪些？形成無無限固溶溶體的條條件是什什么？ 3. 置換換擴(kuò)散與與間隙擴(kuò)擴(kuò)散的擴(kuò)擴(kuò)散系數(shù)數(shù)有何不不同？在在擴(kuò)散偶偶中，如如果是間間隙擴(kuò)散散，是否否會(huì)發(fā)生生柯肯達(dá)達(dá)爾效應(yīng)應(yīng)？為什什么？ 4. 在室室溫下對(duì)對(duì)鐵板（其其熔點(diǎn)為為 15338 ）和錫錫板（其其熔點(diǎn)為為 2322 ），分分別進(jìn)行行來回彎彎折，隨隨著彎折折的進(jìn)行行，各會(huì)會(huì)發(fā)生什什么現(xiàn)象象？為什什么？ 5. 何為為固溶強(qiáng)強(qiáng)化？請(qǐng)請(qǐng)簡(jiǎn)述其其強(qiáng)化機(jī)機(jī)制。 6. 請(qǐng)比比較二元元共晶轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)變與包包晶轉(zhuǎn)變變的異同同。 二、作圖計(jì)計(jì)算題（每每題100分，共共40分） 請(qǐng)比較FCCC晶體體中 和 兩位錯(cuò)錯(cuò)的畸變變能哪個(gè)個(gè)較大。 面心立方晶晶體沿0011

3、方向向拉伸，可可能有幾幾個(gè)滑移移系開動(dòng)動(dòng)？請(qǐng)寫寫出各滑滑移系指指數(shù)，并并分別繪繪圖示之之。 在Al單晶晶中，（111）面上有一位錯(cuò) ， 面上另一位錯(cuò) 。若兩位錯(cuò)發(fā)生反應(yīng)，請(qǐng)繪出新位錯(cuò)，并判斷其性質(zhì)。 4. 請(qǐng)分分別寫出出立方晶晶系中1100和1000晶晶面族包包括的晶晶面。 綜合分析題題（每題題25分，共共50分） 1. 請(qǐng)分分析影響響回復(fù)和和再結(jié)晶晶的因素素各有哪哪些，以以及影響響因素的的異同，并并請(qǐng)分析析其原因因。 232335 2. 附圖圖為Tii-All二元合合金相圖圖： 請(qǐng)分析并分分別寫出出12885、11225和6655三個(gè)恒恒溫轉(zhuǎn)變變的類型型和反應(yīng)應(yīng)式，以以及8882時(shí)發(fā)生生兩相

4、恒恒溫轉(zhuǎn)變變的類型型和反應(yīng)應(yīng)式。 請(qǐng)繪出w31%合金平平衡結(jié)晶晶的冷卻卻曲線，并并注明各各階段的的主要相相變反應(yīng)應(yīng)。 請(qǐng)分析5000時(shí)，w31%的合金金平衡結(jié)結(jié)晶的相相組成物物和組織織組成物物，并計(jì)計(jì)算其質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)數(shù)。 （注：11125時(shí)，waTi27%，w Ti33Al26%，w TiAAl35%；5000時(shí)，w Ti33Al23%，w TiAAl35%） 2009年年西北工工業(yè)大學(xué)學(xué)碩士研研究生入入學(xué)試題題參考答答案 簡(jiǎn)答題（每每題100分，共共60分） 1. 在位位錯(cuò)發(fā)生生滑移時(shí)時(shí)，請(qǐng)分分析刃位位錯(cuò)、螺螺位錯(cuò)和和混合位位錯(cuò)的位位錯(cuò)線ll與柏氏氏矢量bb、外加加切應(yīng)力力與柏氏氏矢量bb、外

5、加加切應(yīng)力力與位錯(cuò)錯(cuò)線l之間的的夾角關(guān)關(guān)系，及及位錯(cuò)線線運(yùn)動(dòng)方方向。（請(qǐng)請(qǐng)繪表格格作答，答答案務(wù)必必寫在答答題冊(cè)上上） 答： 一定角度一定角度 / 法線 一定角度 / / 法線 / / 法線 位錯(cuò)線運(yùn)動(dòng)方向 與 l 與 b b 與 l 2. 什么么是置換換固溶體體？影響響置換固固溶體溶溶解度的的因素有有哪些？形成無無限固溶溶體的條條件是什什么？ 答：溶質(zhì)原原子取代代溶劑原原子，并并保持溶溶劑結(jié)構(gòu)構(gòu)的合金金相稱為為置換固固溶體。 影響因素有有：1）原子子尺寸；2）晶體體結(jié)構(gòu)；3）電負(fù)負(fù)性；44）電子子濃度 兩組元晶體體結(jié)構(gòu)相相同是形形成無限限固溶體體的必要要條件。 3. 置換換擴(kuò)散與與間隙擴(kuò)擴(kuò)散

6、的擴(kuò)擴(kuò)散系數(shù)數(shù)有何不不同？在在擴(kuò)散偶偶中，如如果是間間隙擴(kuò)散散，是否否會(huì)發(fā)生生柯肯達(dá)達(dá)爾效應(yīng)應(yīng)？為什什么？ 答：間隙擴(kuò)擴(kuò)散系數(shù)數(shù)與空位位濃度無無關(guān)，而而置換擴(kuò)擴(kuò)散系數(shù)數(shù)與空位位濃度有有關(guān)（可可用公式式表示）。一一般地，間間隙擴(kuò)散散系數(shù)大大于置換換擴(kuò)散系系數(shù)。 不會(huì)發(fā)生。因因?yàn)殚g隙隙擴(kuò)散中中考慮間間隙原子子定向流流動(dòng)，未未考慮置置換互溶溶式擴(kuò)散散。 4. 在室室溫下對(duì)對(duì)鐵板（其其熔點(diǎn)為為 15338 ）和錫錫板（其其熔點(diǎn)為為 2322 ），分分別進(jìn)行行來回彎彎折，隨隨著彎折折的進(jìn)行行，各會(huì)會(huì)發(fā)生什什么現(xiàn)象象？為什什么？ 答：根據(jù)TT再（0.350.445）Tm可知 Fe在室溫溫下加工工為冷加加工

7、，SSn在室室溫下加加工為熱熱加工 因此隨著彎彎曲的進(jìn)進(jìn)行，鐵鐵板發(fā)生生加工硬硬化，繼繼續(xù)變形形，導(dǎo)致致鐵板斷斷裂 Sn板屬于于熱加工工，產(chǎn)生生動(dòng)態(tài)再再結(jié)晶，彎彎曲可不不斷進(jìn)行行下去 5. 何為為固溶強(qiáng)強(qiáng)化？請(qǐng)請(qǐng)簡(jiǎn)述其其強(qiáng)化機(jī)機(jī)制。 答：固溶強(qiáng)強(qiáng)化就是是溶質(zhì)原原子阻礙礙位錯(cuò)運(yùn)運(yùn)動(dòng)，從從而使合合金強(qiáng)度度提高的的現(xiàn)象。 主要機(jī)制包包括：11）柯氏氏氣團(tuán)，即即溶質(zhì)原原子的彈彈性應(yīng)力力場(chǎng)阻礙礙位錯(cuò)運(yùn)運(yùn)動(dòng)；22）玲木木氣團(tuán)，即即溶質(zhì)原原子降低低基體層層錯(cuò)能，使使位錯(cuò)分分解為擴(kuò)擴(kuò)展位錯(cuò)錯(cuò)，阻礙礙位錯(cuò)交交滑移或或攀移；3）電交交互作用用，即帶帶電溶質(zhì)質(zhì)原子與與位錯(cuò)形形成靜電電交互作作用，阻阻礙位錯(cuò)錯(cuò)運(yùn)動(dòng)。

8、6. 請(qǐng)比比較二元元共晶轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)變與包包晶轉(zhuǎn)變變的異同同。 答：相同點(diǎn)點(diǎn)：恒溫溫、恒成成分轉(zhuǎn)變變；相圖圖上均為為水平線線。 不同點(diǎn)：共共晶為分分解型反反應(yīng)，包包晶為合合成型反反應(yīng)；共共晶線全全是固相相線，包包晶線只只有部分分是固相相線；共共晶三角角在水平平線上，包包晶三角角在水平平線下。 二、作圖計(jì)計(jì)算題（每每題100分，共共40分） 請(qǐng)比較FCCC晶體體中 和 兩位錯(cuò)錯(cuò)的畸變變能哪個(gè)個(gè)較大。 答： 故故：b1的畸變變能較小小。 面心立方晶晶體沿0011方向向拉伸，可可能有幾幾個(gè)滑移移系開動(dòng)動(dòng)？請(qǐng)寫寫出各滑滑移系指指數(shù)，并并分別繪繪圖示之之。 答：共12個(gè)滑滑移系，其其中可能能開動(dòng)的的有8個(gè)。分分

9、別是： 、 、 、 、 在Al單晶晶中，（111）面上有一位錯(cuò) ， 面上另一位錯(cuò) 。若兩位錯(cuò)發(fā)生反應(yīng)，請(qǐng)繪出新位錯(cuò)，并判斷其性質(zhì)。 b1b2b2b3答：新位錯(cuò)b1b2b2b3位錯(cuò)線為（111）面與 面的交線 。 兩者垂直，因因此是刃刃型位錯(cuò)錯(cuò)。 4. 請(qǐng)分分別寫出出立方晶晶系中1100和1000晶晶面族包包括的晶晶面。 答： 綜合分析題題（每題題25分，共共50分） 1. 請(qǐng)分分析影響響回復(fù)和和再結(jié)晶晶的因素素各有哪哪些，以以及影響響因素的的異同，并并請(qǐng)分析析其原因因。 回復(fù) 再結(jié)晶 原因 溫度（升） 促進(jìn) 促進(jìn) 促進(jìn)原子擴(kuò)擴(kuò)散 冷變形量（增增） 促進(jìn) 促進(jìn) 提供驅(qū)動(dòng)力力 溶質(zhì)原子 阻礙 阻礙

10、 阻礙位錯(cuò)和和晶界的的運(yùn)動(dòng) 第二相粒子子 促進(jìn) 促進(jìn)或阻礙礙 即可能提高高驅(qū)動(dòng)力力，同時(shí)時(shí)阻礙位位錯(cuò)和晶晶界運(yùn)動(dòng)動(dòng) 原始晶粒（細(xì)細(xì)?。?促進(jìn) 促進(jìn) 增大再結(jié)晶晶驅(qū)動(dòng)力力 晶粒位向 無影響 無影響 熱蝕溝 無影響 一般無影響響 尚未形成熱熱蝕溝 2. 附圖圖為Tii-All二元合合金相圖圖： 請(qǐng)分析并分分別寫出出12885、11225和6655三個(gè)恒恒溫轉(zhuǎn)變變的類型型和反應(yīng)應(yīng)式，以以及8882時(shí)發(fā)生生兩相恒恒溫轉(zhuǎn)變變的類型型和反應(yīng)應(yīng)式。 請(qǐng)繪出w31%合金平平衡結(jié)晶晶的冷卻卻曲線，并并注明各各階段的的主要相相變反應(yīng)應(yīng)。 請(qǐng)分析5000時(shí)，w31%的合金金平衡結(jié)結(jié)晶的相相組成物物和組織織組成物物，并計(jì)計(jì)算其質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)數(shù)。 （注：11125時(shí)，waTi27%，w Ti33Al26%，w TiAAl35%；5000時(shí)，w Ti33Al23%，w TiAAl35%） 答： 1）12885：包析析反應(yīng)，TiTiAlaTi 11125：共析析反應(yīng)，aTiTi3AlT