材料科学基础试卷A参考答案

一.选择题：（共10小题，每小题2分，共20分）.根据相律在三元系相图中二相平衡区的自由度f为（B）A.1 B.2 C.0 D.3.下列说法正确的是（D）A.空位形成能大于间隙形成能B,两位错交割必形成割阶C.线缺陷也是热力学稳定缺陷 D.点缺陷是热力学稳定缺陷.3s原子轨道径向分布图中峰数为多少？其钻穿能力比3P还（A）A.3，强B.2，强C.3，弱D.2，弱TOC\o"1-5"\h\z.面心立方的配位数、四面体空隙数及晶胞原子数分别 为A.12，2n，4 B.12，n，4C,8，6n，2D.12，2n，6.在四节环硅酸盐结构中桥氧的个数为（D）A.1 B.2 C.3 D.4.在滑石MgjSi4010MOH）?结构中每个O2-可连1个［SiOj和几个［MgO4（OH）2］（C）A.1 B.2 C.3 D.4试卷共5页第1页.在硅酸盐玻璃中增加变性体的量，会使桥氧含量下降，粘度A.升高 B.下降 C.没影响 D.无法判断.结晶性高聚物在极稀的溶液中缓慢结晶，可得到（A）A.单晶 B,球晶 C.纤维状晶体D.串晶.某位错的位错线与柏氏矢量平行且反向，则此位错为（C）A,正刃型位错 B,右螺型位错 C,左螺型位错D.负刃型位错.在铁碳合金中流动性最好的是（B）A.亚共晶铸铁 B.共晶铸铁 C.过共晶铸铁D.钢二.填空题（共9小题，第2、3小题各2分，其它每空1分，共25分）.NaCl的空间群为F±31，则其点群为3L±±L6L29PC。mm .在置换固溶体中要形成连续固溶体的充分必要条件是：△」V15%及溶质与溶剂晶体结构相同。.奥氏体溶碳能力比铁素体高的原因是奥氏体为面心立方而铁素体为体心立方，也就是奥氏体晶体间隙大。.在玻璃Na2O・Al2O3・2SiO2中，网络形成体：叫，网络中间体：Al.?，网络变性体:Na0试卷共5页第2页.Avrami方程中指数n与 形核机理和 生长方式 有关，若某聚合物结晶时为异相形核，生成的为球晶，则其Avrami方程指数n为f。.两个平行刃型位错相互作用时，若只允许滑移，柏氏矢量同号的将_理鼠于滑移面排列，异号的将束缚于45℃线上。柯垂耳气团会阻碍位错运动，需要外力作更多的功，这就是固溶强化效应。位错塞积会产生应力集中，这是晶体受外力作用产生裂缝的重要机制。.结晶相变是各种相变中最常见的相变，通过对结晶相变的研究可揭示相变进行所必须的条件,相变规律和相变后的理织与相变条件之间的变化规律，对材料的制取、加工成形及性能的控制均有指导作用。.CsCl型结构属高级晶族、立方晶系，其质点的空间坐标Cl-：_000；Cs+：111。 222.共晶体核心形成后的长大是两相^^、协调、匹配生长。试卷共5页第3页

三.简答题：（共7小题，共40分）1.有错误的A-B二元系平衡相图如图所示。（1）在改动量最少的前提下改正图中的错误。（2）说明错误的理由。（6分）答：（1）右边图为正确的相图。（2分）（2）根据相律及相区接触法则，原图中有4个错误：①ed两点应重合。因为对组元A,它相当于一元系，a与0两相平衡时（同素异构转变），自由度为0,温度不变；（1分）②kln线应水平。既然有三个两相区及三个单相区与之相接，它就应该是一个三相平衡区，故为一条水平线；（1分）③fghij线相接的应是三个，而不是四个单相区；（1分）④水平线cb应是三相平衡线（包晶反应）。（1分）演A 曲I*演A 曲I*试卷共5页第4页3.试据下图分析温度梯度分别为晶体形貌。3.试据下图分析温度梯度分别为晶体形貌。（6分）外外G3三种情况下的合金2.下图为MgO-AlF-SiO2三元投影图，其中带箭头的线条为液相

单变量线，请指出1、2、8点所发生的反应类型，并写出相应反答：（1）1点：三元共晶反应（2分）LT鳞石英+堇青石+原顽火辉石（2）2点：包共晶反应（2分）L+莫来石一鳞石英+堇青石（3）8点：包晶反应（2分）L+莫来石+尖晶石―假蓝宝石试卷共5页第5页5答：G1为晶体平面状生长的临界状态；（2分）G2时界面前沿边界层内随乂增大过冷度开始稍有增大，到最大值后又减小，这种过冷区可使界面突起部位略有发展，呈胞状，但又不能继续发展。（2分）（3）G3时晶体界面前沿随x的增大可获得更大的过冷度，因此界面不仅不稳定，而且前凸的部位越长越快，可以自由地在过冷区内分枝长大，得到树枝状形貌。（2分）.请在立方晶系的晶胞中画出（120）、（101）晶面和［103］、［121］晶向。（4分）(101).对二元合金系，能在热力学伪共晶区生成伪共晶的一般条件是什么？（6分）答：对二元合金系，能在热力学伪共晶区生成伪共晶的一般条件是：（1）两组元熔点相近。（1.5分）（2）两端际固溶体溶解度相差不多。（1.5分）（3）共晶点E在共晶线中间附近。（1.5分）（4）共晶体内两相长大速度也基本相近。（1.5分）.若面心立方晶体中有b=a[101]的全位错和b=a[121]的不全位2 6错，此两位错相遇发生位错反应，试问：（1）此反应能否进行？为什么？（2）写出合成位错的柏氏矢量，并说明合成位错的性质。（6分）答：⑴2[101]+6[121]=3[111]（2分）反应前Ebz=a2/2+az/6=（2/3）a2（1分）试卷共5页第7页反应后Ebz=az/3（1分）反应前Eb2＞反应后Eb2（1分）所以反应能进行。（2）合成位错的柏氏矢量为aEi1，属弗兰克不全位错，垂直于3滑移面，只能攀移，不能滑移。（1分）.将Fe-C（3=0.4%）与Fe-C（3=0.4%）-Si（3=3.8%）焊接在一起，在1050℃下进行长时间扩散退为，试说明在整个扩散过程中C和Si的浓度变化情况。（6分）答：如左图A、B分别是焊接处两边无Si、有Si两点。分）（1）开始时，A点没有Si,C活度低；B点有硅，C的活度高，B点的C向A点扩散，A点C浓度升高，B点C浓度下降。（2分）（2）随时间推移，B点的硅也向A点扩散，同时引起A点C活度升高，B点C活度降低，过一段时间，A点C浓度达最大值，B点C浓度达最小值。（2分）（3）随时间进一步推移，A点C活度大于B点，使C由A点向B点扩散，最后扩散达到平衡，A、B两点试卷共5页第8页

的Si和C的浓度相等，不再随时间而变化。（2分）四.综合题（15分）下图为典型的铁碳合金相图，请指出三条水平线属哪种转变类型，并写出反应式，指出①到⑥6种合金分别属哪种铁碳合金,画出合金⑤的冷却曲线和组织变化示意图，并计算室温下的组织组成物和相组成物的含量。（只分析Fe-Fe3c相图）帙破双本;机国 组成物和相组成物的含量。（只分析Fe-Fe3c相图）帙破双本;机国 F—G相国--1F■t的&T.ifl农答：HJB:L+6Ty，包晶转变；ECF:LTa+Fe3C,共晶转变；PSK:Y—a+FeC,共析转变。（3分）3试卷共5页第9页

①共析钢，②亚共析钢，③过共析钢，④共晶铸铁，⑤亚共晶铸铁，⑥过共晶铸铁（3分）亚共品白口铸钱的平衡结晶示意的亚共品白口铸钱的平衡结晶示意的（3分）（1）组织组成物（4分）4.30—3.03 =- x100%=59.4%初y4.30—2.11,3.0-2.113= x100%=40.6%Ld4.30—2.112.11—0.77=59.4