《材料科学基础》试题标准答案

精品文档2010-2011学年第1学期考试试题 （A）卷标准答案及评分标准 课程名称：材料科学基础 适用专业： 08材料物理1、2班一、填空题（共20分，每空1分）1、变形是可逆的，去除外力后变形消失；服从虎克定律，应力与应变呈线性关系。2、滑移系；3、传递、协调；4、韧性；5、晶界、晶粒、细晶粒、高温；6、时间 ；7、下坡、上坡；8、结构起伏、能量起伏、过冷度；9、自由度、组元数、相数；10、间隙二、选择题（共10分，每题1分）A、 1、B；2、D；3、A、A、D；4、C、5、B、6、A、B；7、D；8、A；9、A；10、C三、问答题 （共30分，每题6分）1、回答下列问题：(1)在立方晶系的晶胞内画出具有下列密勒指数的晶面和晶向： (001）与210，(111）与，与 111,与123,与236(2)在立方晶系的一个晶胞中画出（111)和 （112)晶面，并写出两晶面交线的晶向指数。解： 各1分2、调幅分解反应和一般的形核长大机制有何不同？答：调幅分解反应不需要形核，新相成分变化、结构不变，界面宽泛(初期无明显分界面)，组织均匀规则，原子扩散为上坡扩散，形核转变率高（3分）一般的形核长大需要形核，新相成分、结构均发生变化，界面明晰，组织均匀性差、不规则，原子扩散为下坡扩散，形核转变率低（3分）3、拉伸试验主要了解材料的哪些特性？可获得哪些常用的力学性能数据？答：拉伸试验可用来了解材料的变形与断裂特性。在拉伸试验中，试样在比较短的时间内，以恒定的速率受到拉伸直至断裂。拉伸试验时由记录纸得出的负荷伸长曲线可以转换为应力一应变曲线(又称应力一应变图)。（1分）从拉伸试验可以获得以下几项力学性能：弹性模量；规定非比例伸长应力；抗拉强度；断后伸长率；断面收缩率。（各1分）这些性能数据对于工程上的结构设计和金属材料检验是很重要的。4、位错是否有平衡浓度？为什么？答：位错没有平衡浓度，（1分）原因如下：位错是由大量点缺陷串成线，混乱程度受到限制，熵的作用大减，主要考虑内能，位错总是增加内能，位错越多，越不稳定，热力学要求位错越少越好，故位错没有平衡浓度。（4分）虽然热力学不稳定，但因其呈网状分布，故力学上是稳定的。（1分）5、简述孪生的主要特点有哪些?答1. 孪生是滑移受阻而引起的应力集中区，临界切应力比滑移大，如Mg的孪生临界切应力为5.424.3Mpa,滑移:0.49 Mpa; 2分2.高速形成、爆发式，同时伴随应力集中松弛； 2分3.孪生本身对晶体形变量小，但改变晶体位向，使不利的滑移面有利于滑移。 2分三、计算题 (40分，每题10分)1、根据下列实验数据绘出概略的二元共晶相图，A组元的熔点为1000，B组元的熔点为700。wB=25的合金在500凝固完毕，含73.33初生相，其余为共晶体(+)。含50B的合金也在500凝固完毕，含40初生相，其余为共晶体(+)，此合金中相的总量占合金总量的50。解：设共晶反应的三个成分点（、L、）含B量依次为则根据杠杆定律： 3分 3分50%= 3分联立以上3式，解得： 1分2、判断下列位错反应能否进行：几何条件： 2分能量条件：反应前 1分 反应后 1分满足几何条件，但反应前后能量相等，不满足能量条件，故无外力作用时，该位错反应不能进行。1分几何条件： 2分能量条件：反应前 1分 反应后 1分满足几何条件，但反应后能量增加，故反应不能进行。 1分3、回答下列问题： (1）通过计算判断, (132), (311）晶面是否属于同一晶带？ (2）求 （211)和 （(110）晶面的晶带轴 ，并列出五个属于该晶带的晶面的密勒指数。 解：1、根据晶带定律，hu+kv+lw=0，可得, (132)的晶带轴为31+11-21=20 4分或 (132), (311）的晶带轴为-11+15-08=40故, (132), (311）晶面不属于同一晶带 1分2、根据晶带定律，hu+kv+lw=0，可得 2u+v+w=0 u+v=0 2分联立求解，得：u:v:w=-1:1:1，故晶带轴为 0.5分 属于该晶带的晶面：（321）、（312）、（101）、（431） 等。 2.5分4、计算下列晶体的离于键与共价键的相对比例(1)NaF(1)CaO解：1、XNa=0.93,X