厦门理工材料考题1

1、固体中原子及分子的运动一、填空题一一 8C1、 菲克第一定律J = -D中，J为 , D为。ex2、 上坡扩散是指，扩散的驱动力是。4、扩散系数与扩散激活能和扩散温度的关系表达式。7、上坡扩散是指扩散原子从向的扩散，产生上坡扩散的原因是合金系中存在 着。8、扩散第一定律只适用于条件，第一定律所表达的基本含义是：在条件下，只要浓 度梯度存在就会有扩散发生，而且扩散通量与浓度梯度成变化。扩散流动方向是由浓 度向浓度，此过程中扩散的驱动力。9、固体中原子的扩散必须具备的条件是 TOC o 1-5 h z 10、 固体质点扩散的推动力是。二、判断题1、 一般来说，在相同的温度下在铁中渗碳速度比在铁中渗

2、铬的速度快。（）2、晶体结构对扩散有一定的影响，在致密度较大的晶体结构中，原子的扩散系数较大。）3、 原子扩散不可能从浓度低的区域向浓度高的区域扩散。（）4、 菲克第一定律适用于稳态扩散，菲克第二定律只适用于非稳态扩散。（）5、冷变形金属中存在大量的空位、位错等晶体缺陷，这些缺陷阻碍原子的移动，减缓扩散过程。（）6、晶界上原子排列混乱，不存在空位，所以空位机制扩散的原子在晶界处无法扩散。（）8、渗碳处理常常在钢的奥氏体区域进行，是因为奥氏体的激活能比铁素体的激活能大，相同温度下奥氏体的扩散系数大比铁素体扩散系数大。（）9、晶体结构对扩散有一定的影响，在致密度较大的晶体结构中，原子的扩散系数较大

3、（）10、扩散温度越高，越有利于扩散进行。14、通常晶体中原子的扩散激活能越高，其扩散系数越大，扩散速度越快。（）15、扩散的推动力是浓度梯度，所有扩散系统中，物质都是由高浓度处向低浓度处扩散。）16、逆扩散的推动力是浓度梯度.（）17、浓度差会引起扩散，扩散总是从高浓度处向低浓度处进行。（）三、选择题1、 以下关于固体材料中的影响原子扩散的因素叙述中，不正确的 。A、温度是影响扩散速率的最主要因素，温度越高，扩散进行得越快B、原子结合键能越大，扩散激活能越高，扩散越快C、晶体点阵的致密度越高，扩散系数越小，912C时碳原子在a铁中的扩散系数比在y 铁中的大。D、原子沿晶界、表面、位错等晶体缺

4、陷扩散速度较完整的晶体点阵内扩散快。在温度 较低时，通常由于在完整晶体点阵内的扩散速度较慢，因此，沿晶体缺陷的短路扩散 更为明显。2、 影响扩散系数的变化有多种因素，以下论述中正确的。A、溶剂原子的熔点越高，原子键结合力大，扩散系数越小B、溶质原子在元素周期表中离溶剂原子越近，扩散系数越大C、相同温度下，y-铁的自扩散系数大于a-铁的自扩散系数D、温度越高，扩散系数越小3、 固态金属中原子扩散的最快路径。A、晶内扩散B、晶界扩散C、位错扩散D、表面扩散4、铁可在某一相同的温度下渗碳或渗铬，一般来 。A、渗碳速度比渗铬快B、渗铬速度比渗碳快C、渗碳速度与渗铬差不多D、不好说5、 原子扩散过程的驱

5、动力。A、组元的浓度梯度B、扩散的时间C、扩散的温度D、组元的化学势梯度6、冷变形使金属中产生大量的空位、位错等晶体缺陷，对置换固溶体中的扩散过程而言，这些缺陷的存在将导致。A、阻碍原子的移动，减慢扩散过程B、对扩散过程无影响C、有时会加速扩散，有时会减弱扩散 D、加速原子的扩散过程7、 在柯肯达尔效应实验中，标记漂移主要原因是扩散偶中。A、两组元的原子尺寸不同B、仅一组元的扩散C、两组元的扩散速率不同D、标记物元素的扩散8、 在置换型固溶体中，原子扩散的方式一般为。A、原子互换机制；B、间隙机制；C、空位机制；D、换位机制9、在扩散系数的热力学关系中，称为扩散系数的热力学因子。在非理想混合体

6、系中：当扩散系数的热力学因子0时，扩散结果使溶质_；当扩散系数的热力学因子0， 扩散结果使溶质。A、发生偏聚；B、浓度不改变；C、浓度趋于均匀10、 在稳态扩散中，任一点的 不随时间变化。A.温度；B.浓度梯度；C.密度；D.浓度11、 固体材料中原子扩散的驱动力是。A.浓度梯度；B.温度梯度；C.化学势梯度；D.活度12、 在间隙固溶体中，溶质原子的扩散方式一般为。A.间隙机制；B.原子互换机制；C.空位机制；D.置换机制13、 在柯肯达尔效应中，惰性标记移动的主要原因。A.两组元的原子半径不同；B.两组元的扩散速度不同；C.仅一组元扩散；D.两组元中 的空位浓度不同14、 通常情况下，间隙

7、扩散的激活能要比空位扩散的激活能。A,一样；B.相等；C,小；D.大15、 Fick第一定律中的负号表示扩散方向与浓度降低方向。A.垂直；B.一致；C.相反；D.可逆四、论述题1、原子扩散在材料中的应用2、何谓上坡扩散，举两个实例说明金属中上坡扩散现象。3、简述固溶体合金的扩散机制4、简要说明影响溶质原子在晶体中扩散的因素。6、对含碳0.1%齿轮气体渗碳强化，渗碳气氛含碳1.2%，在齿轮表层下0.2cm处碳含量为 0.45%时齿轮达到最佳性能。已知铁为FCC结构，C在Fe中的D0=0.23，激活能Q = 32900cal/mol，误差函数如表101。1）试设计最佳渗碳工艺；2）在渗碳温度不变，

8、在1000C时渗碳，要将渗碳厚度增加1倍，即要求在其表面下0.4cm 处渗碳后碳含量为0.45%所需渗碳时间。表101 20的全部时间，渗碳气氛保持表面成分为1%，假设D C=2.0 x10-5exp(-140000/RT) (m2/s)，(a)计算渗碳时间；(b)若将渗层加深一倍，则需多长时间？(c)若规定0.3%C作为渗碳层厚度的量度，则在930C渗碳10小时的渗层厚度为870r渗碳 10小时的多少倍？25、含0.85%C的普碳钢加热到900C在空气中保温1小时后外层碳浓度降到零。推导脱碳扩散方程的解，假定t0时，x=0处，p=0。假如要求零件外层的碳浓度为0.8%，表面应车去多少深度？ ( D C=1.1x10-7cm2/s)26、在950CT对纯铁进行渗碳，并希望在0.1mm的深度得到0.9wt%的碳含量。假设表面 碳含量保持在1.20wt%，扩散系数DFe=10-10m2/s。计算为达到此要求至少要渗碳多少时间。27、有两种激活能分别为E=83.7KJ/mOl和E2=251KJ/mol的扩散反应。观察在温度从25C 升高到600C时对这两种扩散的影响，并对结果作出评述。28、碳在a