北工大材料科学基础2002012真题及部分答案

北工大材料科学基础2002-2012真题及部分答案北京工业大学试卷十二2002年攻读硕士学位研究生入学考试试题考试科目=材料科学基础适用专业工材料学一.名诃解粹分，每个2分）.肖特基缺陷 2上坡扩散 3.同质异构体"重心法则 5一惯习面 6一面合位置点阵二,填空（1。分.每个空0.5分）L最紧密堆枳的晶体结构有两种二一种一3，舞个晶胞中有」2匕个原子；另一种是包，号个晶胞中有卫;L个原子口.金刚石结构中，碳是工立链连接，配位数为」立。3,螺偏错线与柏氏矢量的位置关系是工2匕，刃位错线与柏氏矢量的位置关系是皿.位错线与柏氏矢鼠斜交的位错为4■固态相变的躯动力是工皿，而阻力是（ID和（12）」5.在A-^C三元系的成分三角形卬，成分点位于平行于AB边的直线上的所有合金其工皿组元的含盘为定值a仇在拉伸辘晶时,滑移面转向与外力轴或（I也角度时最易滑将占.在二元系中，在一定的温度下所发生的转变乂=1咆十口叫做上上”转变口.区域提纯依据的原理是乂比上口9金属材料常用的强化手段有uTi」®、和三、判断正误但分，每题1分）你认为正确的画Y不正确的画JJx\].两侧晶粒位相差小于尸的称为大角度晶界.2用位错和螺位错都有架移和滑移运动。3扩散温度愈高,愈有利于扩散进行,.热塑性相料和热固性期料都可以电复使用口.由扩散考虑，与大角度晶界迁移率相比，小角度晶界的迁移率较低.北工大专业课课本和真题双重重点北工大材料科学基础2002-2012真题及部分答案78材料科学基础考研试题汇SR却叫・旃T"- inrMv4iri4MMVMftMHLaaMMIMBHMBUMWMMUUJM,JIrMB■J-rrfJ・・E^^1 '——_一-,-——.--4_.膨成临界晶核时体积自由能的减小只能补偿新增表面能的1/3。7、脆性相以颤粒状弥散分布于另一相基体上是对材料的强韧性莪为有利的组织状态口8一如果合金在母相态原厂的排列是有序的，则经过马氏体相变后,马氏体中原子的排列变为无序臼四，禁带半号体材料（ZnO）具有纤锌矿六方结构,请问锌和飘的配位数各是多少？锌填充的是负离子堆积的哪耕哈隙？晶胞中这种空隙百多少个？锌占据了多少？（12分）五，卜列位错反应能否进行？并说明理由“0分）其中：£*IJIO]fii=-T-12fl^-7[211]六.含碳Q」带的喉钢在9昶七渗碳，3小时渗层厚度为U.4mm,某人欲获得O.Mim的渗层，计划用6小时，该人的计划是否正确？为什幺？（12分）七、什么是调幅分解"说明发生疆幅分解的条件口调帽分解的组织有何特点7U2分） ^八，曾要说明晶界迁移的驱动力和影哂晶界迁移的主要因素口（10分）九,根据图12」的小耳。三元共晶投影图（14分）」I.分析合金「的结晶过程。2,画出不同阶段的组织示意图，求出转晶完成后组织组成物却相组成物的相对我L.画出物变温截面.m⑵」第九题囹北工大专业课课本和真题双重重点北工大材料科学基础2002-2012真题及部分答案标准答案L热平衡状态下，离位原子迁移到外表因而形成的空位缺陷。2,在化学位梯度的推动下，溶质由浓度低的地方向浓度高的地方扩ffit3,化学组成相同由于热力学条件不同而形成的不同晶体结构「.处于三相平衡的合金,其成分点必位于共朝三角您的重心位置口.固态相变时,新相往往在理相的一定晶面开始形成，这个晶面称为愤习面「品设想两个全同而且彼此重合的点阵ti和0，令4相对于Li作旋转或平移操作后，两点阳处于重合位置的点阵构成新的周期性超点阵中⑴AHC-,⑵4；⑶AB;(4)式或6);⑸其优⑹4：⑺平行；⑻垂直；⑼混合位错*(I。)新旧相百由能差；(11)界面能；(12)应变能「〔⑶C-(14)45°;(⑸偏晶转变；｛⑹固溶体定.向蹄固时溶质再分布《选分结晶”(17)固溶强化；(⑻细葩强化；(19)第口强化日(20)加工硬化口jc; 2.x; 37a4,K; 5.V; 6,x; 7.J; /x四.》0结构如图12-2所示。图12-2第四题解答图锌填充的是负离子堆树的四面体间隙,晶胞中有2个2口0批分子，有4个四面体空熊，锌占据了其中的一半口五、几何条件：反应后句十瓦二g[」21]十2⑵1:==4[]Wo o o 2反应前£[11。」几何条件满配北工大专业课课本和真题双重重点北工大材料科学基础2002-2012真题及部分答案前材料科学基础考研试题汇编加豌一刘惭能量条件；反底后I%产十।&产兰7产十2"十］■］河*72*十1）+1片MM/"6 6一3反应前以产二三（1、产）二；能量条件满足位错反应可以迸行小“算，f)=CL+(/一白)(据题意“Ml，工JHr（如外）3.七1为定值所以 erf"""1—=erf—-,2 2/a2所以三=々.色.卫，3二型2Ja]2JDtg (2 i73故该人的计划不正确“七，调幅分解是固溶体的一种特殊形式,通过扩散偏聚机制由-种固溶体分解成结构与母相相同而成分不同的胸种固溶体口发生调幅分解的条件年二元合金相图有固溶度间隙的合金，成分臼由能曲线有丁々的范围，豳度足够高，溶质原子可以进行扩散。（自由能下降足弊克服梯度能和应变能」这一点不答不扣分）口调幅组织呈有周期性的图案状，弥散度大丁分布均匀1有较高的连通件“八、晶界在移驱动力为，变形储藏能和晶界曲率造成的品界两侧的化学势差“影响晶界迁移率的主要因素:①格质原子；②第二相颗粒；③温度；④晶界两侧晶粒位向4九、1,结合图12・3氐，合金“冷却到与液相面相交温度（门）开始结晶出胡晶/后B增多，随温度下降，液相成分沿的延氏线变化，当液相成分达到苫翼（4时）,开始发生Lf日十C.温度再降低，（BtC）增多，L相成分沿曷E变化口当L相成分达到E点《巧时）,发生L一月+B+C共晶转变.共晶转变后温度降低，组织不变化口北工大专业课课本和真题双重重点北工大材料科学基础2002-2012真题及部分答案北京工北京工业大学81即f占十。二即f占十。二1.5日一加41-H+C)图12-3第九题解答图2.不同阶段的组织示意于图12-3bo相组成物：BHAKHK“而暇二方叫二石组纲组成物；即后=r>叫兑+0+0二工.*f 总由工品变温觑面示意下图12-35北工大专业课课本和真题双重重点北工大材料科学基础2002-2012真题及部分答案试卷十三2003年攻读硕士学位研究生入学考试试题考试科目:材料科学基础适用专业：材料学一.名词解释｛20分.每个2分）L范德华铺 2.晶界 3.位错攀移 4.固溶体5.结线6.共折转变 7.成分过冷S.柯肯达尔效应9.惯习面 10一多滑移二、填空（20分，每个空1分）.在离子晶体结构中，正负离在构成“）,iE：负离子间的距离题决F（2）t配位数取决于正趣离子的q）_0.高分子跳中由r0工而产生的分子在空间的不同形态称为构象，高分子能蟾改变构象的性质称为」立..形成苴换固溶体的影响因素有金、（7）.也和（9）。4,扩散系数与扩散激活能和扩散温度的关系爰达式点/Mo.马氏体相变的两个基本特点是（11）和口通常用的强化金属材料的方法有二（13）1L!4L，（15）和（J6）C.典型铸锭组织通常有U8）和口.脱溶粒子粗化的驱动力是0L。三、判断正课（共10分，每小题1分）,点映陷是熬力学稳定的缺陷、在一定温度下^体中存在一定数Ifl的平物缺陷，又称为本征缺陷口.碘化饨晶体造构中，碘占据立方体角顶位置，艳占据体心位置,所以其结构类型为体心格子。.结构尚单、规整度高।对称性好的高分子不容易结晶口.奥氏体的溶碳能力之所以此铁索体高是因为奥氏体晶体间隙大..匀品转变发生在液态完全互溶固态完全不互溶的系统中,.三元系相图中，在共晶温度点的自由度为a此时是二相平衡.工非自发形核时仍然需要结构起伏、成分起伏和能量起伏口8.在扩散过程中溶质原子总是由高法度处向低法度处迁移口g.晶体材料的屈服强度小,防着拉力轴相对于晶体取向的改变而改变.北工大专业课课本和真题双重重点

北工大材料科学基础2002-2012真题及部分答案北京工业大学8310—骰来说I在固态相变时,母相中的晶体缺陷可以促进新相的形成口四、电分）画出；体心立方堆积的原子密排面（1］0）和原子密排方向【111”六方紧密堆机的原子密排面（（W1）和原子密排方向lI120Jo五、（嚣分）面心立方晶体中全位错加是否可以分解为不全位错，; 已知M=今门1。］,机=£［12］二心=2口111.写明理由口2 6 6六、"2分）FeFcjC相图如图13”所示。I.分析含碳划为。,65%成分的合金平衡冷却过程।说明室温时组织组成和相组成。3确定室阻组织组成和相组成的相对含量匚林OJ3%|4^「小，述500400300200100IW0^]2TO怖⑩林OJ3%|4^「小，述500400300200100IW0^]2TO怖⑩L双1500y]J(K>!Z—f?700I购出也十了im-——|l227Fa+r图13-1第六题图七、（12分）已知GaAs的宙度为5.3O7g/czrr\Ga和心的原「让分别为692和74⑼，其岛陆结构为立方ZnS型，求6出的晶胞参数品八，（12分）IbCd。—一兀相图如图13；所示口北工大专业课课本和真题双重重点北工大材料科学基础2002-2012真题及部分答案84材料科学基耻考研试题汇编期02—20帐I.找他叫对骚卜Cd（曲扬ASn（32%）的位置%3判断M的爆点e工写出游的析晶过程口4•计算组成为M的物质冷却至】43工液相含量口图13-2第八题图九、（12分）欲将一批齿轮进行渗膜，每炉装500件。在加第渗1。小时可以达到规定的深度口假定在地弋渗碳每炉每小时生产成本为1000元，而在WW七漆碳为】2元匕问在哪•温度澹碳成本较低7已知。=3四0031/mc肌R=L翳7M十.（建分）以位错理论说明纯金属冷变形强化的原因小如何完全消除加匚鲤化？说明所用的热处理方法、发生的变化及大致工艺参数。十一、（12分）什么是粗糙界面和光滑界面，它们对晶体生长力式和形态有何影响？十二、（12分）说明片状马氏体与板条马氏体在金相组织、立体形态、亚结构和力学性能方面的区别.标潴答案L范德华键：由属间偶极短和课导偶极矩产生的分子间引力所构成的物理键口北工大专业课课本和真题双重重点北工大材料科学基础2002-2012真题及部分答案北京工业大学85i.晶界：花两个晶粒接触区间原子错排的区域口.位错举程二刃位错垂直于滑移面的运动口4,固溶体;外来组元进入晶体结构，占据主晶相质点位置一部分或间隙位置部分，仍保持•个晶相,这种晶体标为固溶体「5,结线：两平衡相成分点之间的控线口。共析转变；由个固相同时析出成分和晶体结构均不相同的两个新固相的过程称为共析转变.7一成分过冷：结晶时由于周相和液相成分的再分布而引起的固一液界面前方附近液栩中产生过冷区.这一现象称之为成分过世凸生可肯达邠效应£在置换同洛体中由于两组元的原子以不同速率相对扩散而引起标记面漂移的现象白免慨耳面；固态相变时新相往往在母相的•定晶面卜开始形成.这个晶面称为惯习面口10.老潸移：当外力在几个滑移系上的分切应力相等弁同时达到了临界分切应力时，产生同时滑移的现象U(1)配位多面体；⑺正负离子半径和；(3｝半径比.(4)单融内旋转;(5)柔顺性彳⑹离子尺寸：⑺晶体结构类型；(8)电负性；(91电子浓度因素；(10)丹二4叩(-0/RT)；UD无扩散型相变；(12)共格切变5(13＞细晶强化；(L4)固溶强化，(15)弥散强化'(16)形变；(17)表面细晶区；(18)柱状晶区:(19)中心等轴晶区.(20)不同质点间的吉布斯向由能差。L(V)；2.(X);3.(x4,(J);V-(xh6.Cx)；7.(U)8.(X)；丸(V);10.(7)o0k如图13・3所示口川0) (raon解53第四题解答阕北工大专业课课本和真题双重重点

北工大材料科学基础2002-2012真题及部分答案86材料科学基部考研试题汇埔2002—2006五、几何条件： %=值?[110]也十嘉二口/於〔3如；=o/24f10J能量条件：ii|p=IS2I2+IE3IZ=(a/6V1+4+I)2+(a/6/T+l+V=a2Z3<屏反应符合几何条件和能量条件，口】以进行匚六nLLr，丁厂,L.L-lr--2Z[L-Oj3七k厘盘上In)S―p[f=o,尸=口+3匚，了一o；a*y组织组成二先共析铁索体fFM珠光体[P)用蛆成：Ci+FpjC2组织组成： vp= X100%=16.0%0.77.O.u2ZwP=J-16.0%=84.0%相组成:6.国-S底

6?69-0.22x100%=90.6%u?r相组成:6.国-S底

6?69-0.22x100%=90.6%u?r亡—1-印16碟=9.4%七、GaM晶体结枸为立方ZnS瑁，故晶胞中有4个G日和4个版,晶胞重0&+」也2乂4(69.72十74.92)乂4才讪1 5M ——-——=9607x1(T，6gx炉/mol 3品胞体积V=a~.自二彳a口皿工心 师7兆07m而南 -s晶胞参数a工J--1 所-0.5657x10¥pY5T-jt/7八、L用点如图13工中所示,Tum=0.5657nrri2.rm200=CL-CdLTJd+L-CdLTJd+PV3.LjAffF aE[〃=0,LrPb+Cd+Sn,Lffi]F-2f--lS；€一C—为_幽II_MD_74-39_35川"ME」J=4/E+MD=74-IS=5610北工大专业课课本和真题双重重点加工大材料科学基础2002-2012真题及部分答案 北京工业大学图164第八期解答国丸.畋七=1173KWW七=1373K口|加1273=D|E"E‘博二口】用闻)口牖三】—[“32900/口.商工1ra)]/叼〔-329O0K1.胸x1加)由二10x-《-14.1]56)/ejcp(13,006S)hi=10x^(-15O8Wh匕10x0,3299h=3.299h颊t源碳，-炉囱轮需10UU；tZh黛IQh二LOQOO元：1000cC渗碳，一炉齿轮需1500元，｝i«工299外工4科B5元，在1000^渗碳成本较低。十、强化原因：位错交割产生扭折和割阶，位错反应产生不可动位错，位钳增殖使位错密度博加口消除加工硬化的方法；再结晶退火口发生的变化L退火过程中位错密度降低，变形的晶粒变为等轴晶粒口残余应力消除，强度便度降低口工艺参数；加热温度丁=。.4兀,曝上1筑1~3戊，加热时间根据具体装炉量和工件大小而定U11北工大专业课课本和真题双重重点北工大材料科学基础2002-2012真题及部分答案瞄材料科学基醐考研试题汇孀2002一霞帆—,粗糙界面：是种固•液界面，固相界面上的原子排列高高低低、粗糙不平］不显示晶体学的任何晶刘特征Q光滑界间：是另一种固•液界面，固相界面上的原子排列成平整的原子平面,即晶体学的某一定晶面L生长方式：对粗糙界面,连续长大；对光滑界面，倜向氐大，包括二维形核长大都瞟位错氏大等门生长形态：对相横界面，在正温度梯度下，平面生长，在负温度梯度下r枝晶生氏；对光滑界面.在正温度梯度下.平面生长口当等温面与最低表面能晶面不平行时.界面分割成一系列小台阶，长大过程为原子濡加到台阶处口小台阶同即为最低表面能晶面,在负温度悌度下，晶体生长成具有各自特性的事面怵或带有小平面的枝晶.十二，列尸表133表13-1第十二题解答泰金相照故立体感藐亚姑梅力学性能片状马氏体，先生成的烈民体甘贝穿度国阵晶粒，后生地昔逐渐变小…后间比不F■■行山工强杳有中籽浜凸堆筑状马氏体”」都有大鹭孽品，边部有也惜匚中皆是撒到拿品便而腌板券马氏体原奥氏结晶粒分为着F块.母生由若干板条束组成,斑个植条束由件事拳打板条马氏体组成具有楠剧展藏面的好柱状冯氏悻内都有南翻度的位错.够虚位错胞强而抑12北工大专业课课本和真题双重重点北工大材料科学基础2002-2012真题及部分答案试卷十四2004年攻读硕士学位研究生入学考试试题考试科目:材料科学基础话用专业：材料学一、名诃解释（20分，每题2分）.惯用面2.索氏体3,伪共析暨4.交滑移5.螺位错6,配位多面体7,高分子的数均相对分子质量（豆）8,全位错虫共析转变E0.弗兰克尔空位二，填空（20分.每空1分）.零晶体材料鲍性变形至少需要3独立滑移系开动3.固态相变形核时.晶核形态呈圆盘状具有最小的能，最大的@痘3,发生在固态晶悻中的扩散，根据伴随原子扩散是否产生新的相结构,可分为（4）扩散和（5）扩散口业根据界面上原子排列结构不同.可把固体中的相界面分为［立.行）和（底界面口.Cr（原子序号24）的基态电子组态为.旧）.口.高分子中,由于工皿而产生的分子在空间的不同形态称为构象，高分子能郸改变构象的性质称为3L.7,硅酸盐晶体主要结构类型（亚类）有⑴）、（13）..（14）.（15）和架状。.金属间化合物通常包括受电负性控制的何L，以原子尺寸为主要控制国素的密排相和（12一以及由电子法度起主要控制作用的（18）«.线性高分子可反复使用，又称为■里L蛆料E交联高分子不能及莫使用丁称为丁池）塑料口三、判断正误（10分”每题I分）I.固态晶体扩散过程中,扩散原子迁移方向总是从高浓度处向低浓度处迁移口2,贝氏体转变中，亮,C原子均不发生扩散口3.晶粒越细小，晶体强度、硬度越高，婚性、韧性越好。4,固态相变时.母相中的晶体缺陷阻得新相晶核的形成口5.氯化钠结构中，魏占据角顶位曾，信占据立方体心位置，所以其结构类13北工大专业课课本和真题双重重点北工大材料科学基础2002-2012真题及部分答案90材料科学基础考研试限汇编理二》（用型为体心格子口氏组元晶体类型不同，在特定条件下也可形成无限互将的固溶体口工结构简单，规整度高、对称性好的高分子容易结晶。民同一滑移面匕位错线平行的异号刃型位错，相互作用结果使位错彼此远离口*，奥氏体的溶碳能力之所磔比铁素体高是因为奥氏体晶体间隙大3。.三元系相图申；在共品温度点的自由度为0。此时是三相平衡*W、母述及计算题L钢中马氏体转变的主要将征是什么？其转变产物主要形态有哪些多晶内亚结构各是什么？（■的分）.什么是时效？时效通常经历哪些过程？试说明其产生时效强化的原因口U5分）.说明存在F面心立方品格金属中（111）面的位错E=”2[101]及（111）面的位错如=”2[011]能发生位错反应的原因；生成位错的柏氏矢量及位错属性是什么？该位镐反应发生对于金属的露性变形将产生何种影响？（15分）%而出面心立方密堆积的原子密排面和原子密排方向，并用密勒指数表示：说明其堆积方式,在图中标出全部J对称轴的位置口（加分）.铝酸钮（YA1O3）的晶体结构为钙钛矿型，钻占据角顶位置।氧占据面心位置，留占据体心位置。已知铝、包和氧的电负性工分别为L6L1.22、3.44,离子半径分别为67,5pm.104Pml126pm（1pm=1。-”m）亡（1）画出结构：⑵判断键性:（3）铝填充的是什么空隙，计算说明其配位数是否合理；（4）用鲍林规则分析其结构稳定性口（15分）.画出图g1所示铅锡相图中含前10%的结锡合金的冷却曲纥并分析结晶过程；计算室温时。相和加相的含量。（15分）14-1第四题第6小题图14北工大专业课课本和真题双重重点北工大材料科学基础2002-2012真题及部分答案北京工业大学nL；丁二7,何为成分过冷,说明其产生原因口其主要影响因素有哪些“在单晶生长中如何克.眼：，“口分)二氧化镁和氧化铝(溶质)形成置换固溶体,写出缺陷方程口说掰能白形成连续固溶体」《10分)标准答案】一固态相变时，新相往往沿母相待定原了面形成，这个与新相主平面平行的母相晶面称惯习面口2.中温段珠光悻转变产物，由片状铁宗体渗磁体组成，层片间距较小,片层较薄Q3,伪共析转变:非平衡转变过程中，处在共析成分点附近的亚共析、过共析合金，痔变终了组织全部呈共析组织形态。4.沿若相同的滑移方向,滑移过程由-个滑移面过渡到另一个滑移面上，进行.5.位错线与柏氏矢量平行的位错』心原子或离子周围与它直接相邻结合的原子或离子的中心连线所构成的第面体.称为原子或离子的匍位多面体。，以数景为统计权重的高分子相对分子质量，M= M是分子量为降的摩尔分数亡8.柏氐矢量等于点阵矢量的位错称为全位错口见出一个固相同时折出成分和晶体结构均不相同的两个新固相的过程称为共折转变口W.解位原子迁移到晶体点阵的间隙中称为弗苣克尔空位口二，(I)5个：(2)应变；(3)界面；(4)原子：(5)反应；(6)共格；(7)半共格：｛8〉特共格,(9)1或2苜22P阿一3口%/*；(1仍单键内旋转w(11)柔顺性：(12)%;(13)群(或坏”(14)链；(15)JS;(16)正常价化合物;(17)拓扑密堆相itl$)电子化合物；(19)热塑性；(20)热固性「三.(1)x?(2)x；(3)7；(4)乂：(5)x；⑹xj⑺s/;(8)x40>V?(10)x3四，(1)转变特征！①无扩散性IF*C原子均不发生扩散口(2分)15北工大专业课课本和真题双重重点北工大材料科学基础2002-2012真题及部分答案股材料科学基制考研试题汇编2m—由②共格切变，存在惯习面及新相母相位向关系口已分）③非恒温性＜1（1分）④马氐体转变不完全性口u分）（2）转变产物形态；板条状马氏体（1分）；针状马氏体口（1分）＜3）晶内亚结构二板条状马氏体主要为高密度位错（I分储骨状马氏体为高密度挛晶，边缘存在-定位错口H分）（1）时效：过饱和固溶体的脱溶过程口（3分）⑵时效过程I①形成GP区,（1分）②形成一系列与母相保持共格、牛共格亚稳态中间相,口分）③形成稳定析国相口“分）⑷析出稳定相聚集长大小（1分）（3）时效强化原因;亚稳相的弥散析出.与母相保持共格半共格界面।阻碍母相位错运动.①对于可变形第二相粒子.位错切过第二相粒子，破坏第二相粒子与其格半共格关系且增加相界面积,第二相苞子本身具有校高嚼度u3分）②对于不可变形第二相粒子，位错绕过第一二相粒子.遗田绕第二相粒子位错环,增加位错线长度,加大第二相粒子时后续位黠运动阻力°（4分）（1）发生位错反应a/2[!0i]+a/2[011]-12/2LHOJ能发生反应原因：①满足结构条件M+£=&口②满足能量条件:舒/2+«3/2＞揖2《5分）（2）生成位错柏氏矢量灰为11101为纯刃型位错，可滑移面＜001）面不层面心立方结构滑移面.所以为固定位错口〔5分）（3）位错反应生成固定位错看/2 将阻碍（Hl）,（111）面上位错运动,宏观产生显著形变强化口（5分）⑴面心立方堆积原子密排面为Clllh（3分）⑵原子密排方向为[110]0/分）（3）堆积方式tABC45c型-仁分）（4J心轴共4个,如图142所示。（3分）5⑴如图143所示,（2分）16北工大专业课课本和真题双重重点

北工大材料科学基础2002-2012真题及部分答案北京工业大学93图风2第四厩第4图风2第四厩第4小题解答图留1晶3第四座第5小暄解答图⑵键型由原子电负性差值决定：△kM产3.44-1.22:2,22>1.7,Y-0为离子健」婕小。二，44-i“6”LE3>L7,Al-D为离子键口♦分）3）铝填充的是到八面体空隙，其配位数由正负圈子半径比决定：五*/五-=冷型=85357,0.414</；4/7?-<0,732,铝离子配位数CN三6,1AJpitl合理。（3分）（4）鲍林规则，食离子电价等于其周围正高子配给该负离子各静电键强度的总和，与辄相邻的有4个¥*“和2个AP：即；2-=工民=g余=1汛4+4乂2=2该结构是稳定的。已分）t ；LMiZ o（1）冷却曲线略口（5分）Q11'2,三3」二%口和斯相溶解度沿^和々卜降脱溶沉淀口（5分）（3）室温合金两相的含量分别为：/二?,⑼%呻声=?乳1_00%1$分）cfg什）曲于第二成分的加入,在固液界面处，熔体凝固点下降，远离界面的熔体仍然保持高熔点T由于杂质存在，固液界面处存在分配系数A0二号，杂质浓Ll度高于平均浓度心.随距离变化为二g=5八+二*广殍〉式中。为扩散系圾造成北=画&（1十二包STL当熔体冷却速度较大时T液态温度17北工大专业课课本和真题双重重点北工大材料科学基础2002-2012真题及部分答案94材料科学基础考研试题汇笫2M2—2懵M）低于凝固温度，造成滴滴被晶体所包围，手成散射颗粒：这种现象称为成分过冷口（6分）（2）克服成分过冷可加大温度梯度.减小生长速率盘e（4分）S⑴缺陷方程：A1曲工2A嬴+V*+3Qm（5分）（2）不可以形成连装固溶体，因晶型不同匚（5分）18北工大专业课课本和真题双重重点

北工大材料科学基础2002-2012真题及部分答案科目代码：型一科目名称；粒曼科学基础一适用专业,材料至材您物理与化学，对料加工工殍北京工业大学迎上年硕士研究生入学考试试题★所有答案必须答在答卷纸上，答在试题上无效!一名词解释（2口分，每题2分）L位错滑移工高分子链的构型3.平衡分凝系数4均匀形核；或活性氧6.上坡扩散7.储存能 &再结晶 I超塑性 I。一级相变二.填空；2Q分每空1分）】，高岭石属于层状硅酸盐结构.一层是.一层是一⑵.2晶体内部构造的对称要素是除C、P,U和L;外的UM.、—U1和（5）o3.三元相图中，共晶点是一（6）相耳衡.自由度为屯疑段是用来描述高分子的」性。5.C&D掺杂到ZtQ中।其中C/离子置换了有g离子，由F丐中性要求，以上置换同时立生一个（9）缺陷,可用—（皿,）设涓反应方程表示〃6一用态相变形核的驱动力是U1）,阻力主要是（⑵利（』3）一.7.小角度晶界由位错构成，其士对称倾节昂界由.（143位错构成，短转能界由…（15）伤错构成.乱-化金属材料%方法有（.16）魂化（】」）强化CE）强也口切一强化「9.线性高分子可反复使用，又称为（2Q）;交联高分子不能反发使用।称为热固性型科.三判断正误（10分:每题1分）C正确的划"J1错误的划"X。L过饱和点缺陷是热力学平衡跳陷。工晶体结构不同就不能形成连续固溶体, ^.离子键性可以由两个原子的电负性决定，屯匀晶转变过程是一个恒温转变过程，5,同…滑移面上，符号相同的刃位借相互作用的结果是使位错彼过远离..贝氏体转变中，Fe,C原子均不发生扩散.7,再结晶完成后।在不同条件下可能发生正常晶粒长大和异常晶粒长大eE晶粒越细小,晶体强度、硬度越高，理性、韧性越差..多晶体材料塑性变形至少需要3个独立滑移系以动电W,结构简单、规整度高、对称性好的高分子容易结晶3四、金红石结构为四方晶系.Ti"和口"的离子半径分别为61Pm和140pm（1pm«0.00lnm）i电负性分别为1.54和344,请向：.效结构属于哪种晶体，就氧之间是哪种化学键？.钛和氧的配位数各是多少，是否合理？共—2一页第1页19北工大专业课课本和真题双重重点

科目代包：494北工大材料科学基础2002-2012科目代包：494，科目名称工材料科学基础★所有答案必须做在答题纸上，做在试题纸上无效!3，鄢电价规则判断结构稳定性匚也填充的是氧疝枳的弗种空隙।占结构中这种空隙总量的多少?5.画出钛箱配位多面体.。5分）五，右图属于邺种格子构培？在图中标记高次对称袖।用四轴表示法写出俄影表示的晶面.（1。分）六、试分析在面心立方金属中「立错的柏氏矢量为瓦-3血）,力=々曰］.加=3而.处错反应2 6 3也4马=吊能否进行，井指出其中3小位偌分别是吁么类型的位情，反应后生成的位惜能否在滑移面上运动.（15分）七，卜姿为铁铅相图“.请写出恒阻转变的空称和反应式，标出特变涅度：含学组分，.画出含铝£0%的合金的苏冷曲线和相蛆成图-.写出含铅20%的合金析品路线..讦算含铅20%的合金相组成.（15分〕八、影响晶态固体中原子扩散的因素有哪些？井加以找学说明.分）九、金属发生塑性变形后，显微组织J结构发生什么变化？性能发生哪叫变化？（】0分）十、叶玄是时效？试说明其产生时效强化的原因0口0分） -卜-丁武说明多晶钻构材料晶粒越细小晶体强度越亮洵原因.（2）已知：当退火后纯钱的品粒大小为J6人加n?时，屈服强度G=100MN/mm）当品萩大小为他96个时।叫=250MN/mm\试求晶粒大小为256个々］疝时,屈服强度G的值.口5分）共L页第_2..我20北工大专业课课本和真题双重重点北工大材料科学基础2002-2012真题及部分答案兼材料科学基础专研试题汇墟20屹一2006标准答案.位错滑移：在一定成力作用下.位错线沿滑移面移动的位错运动％.高分子就的梅型上高分子中山化学键所固定的原子在空间的几何排列口.平衡分龌系数：平衡概冏时।固相内珞质液度与液相内的溶质浓度之比Q.均匀形核］在均相中靠自身结构起伏和能量起伏等条件形成晶核。.活性氧：硅酸幼结构中部分电价未饱和的氧口.上坡扩散：在化学位差为驱动力的条件下,原子由低浓度位置向高浓度位置进行的扩散，.储存能二搏变形所消耗能量的一小部分以强性应变能和结构缺陷能的形式存在于变形晶体内部,称为健存能.乱再结晶：经受形变的材料在加热时发生的以无酶变晶粒取代变形晶粒的过程口9.伪共析:非平衡转变过程中，处在共析成分点附近的亚共析或过共析合金，转变终了组织全部成共析组织形态.1。,惯习面；固态相变时新相往往沿母相特定晶面形成，此晶面称为惯习面4二,(1)硅氧四面悻层；(2)铝氧八面体层；(3)平移捕；(4)滑移面1Zrti(5)螺旋轴；侪)四；(7)0;(8)柔题；(9)空16；(10)小口一+「烧＜+1%40”(11)新相和母相的自由能之差丰(12)界面能；(13)应变能；(14)刃；(15)螺；(16)固溶；(17)位错；(18)细晶片(19)弥散(或沉淀相颗粒卜(20)热塑性塑料口三%1.x彳2.V；3.x；4,x；5,Je6.x彳7.^：8.x；9.m；1QrVu四.1.离子晶体」占工=X0-Xk=\44—L54三L9、17置，0属离子健口(3分)2-m/况口 即=0,44,孰414Mo.441?0.733R离子•的配位数为6,合理⑥0窝子配位数为3.(3分)3£条匚：乂3=2口踣构稳定中信分).钛填充的是氧人面体空隙,只填充了"2八面体空隙厂《3分).配位去面体如图154所示，(3分)21北工大专业课课本和真题双重重点北工大材料科学基础2002-2012真题及部分答案 北京工业大学姆・Ti^第Q：-mIS4的四题第5小题斛答图五%(1)属六方原始格子口(2分)⑵六次旋转轴〃如图15-5所示q(2分)(3)图15-5日中的阴影面为(1TOO)；(3分)图15『5h中的阴影面为(2112)o3分)图15-5第支题解答图六、几何条件：乐通产方[ioT]+1HIi]= 如=；[Q11,满足几何条件1能量条件I反应后电俨二常，(Ji+1+i>]22北工大专业课课本和真题双重重点

北工大材料科学基础2002-2012真题及部分答案m材料科学基础考研试融汇编如或一哂反应前XI瓦户二yx（/j+0+1）2+k（v1+44-1）2=q JDA反应后I灰1%满足能量条件1反应屈+ 6可以进行口（10分）11：单位位错£k肖克莱不全位错申臬:弗墨克不全位错。口分）面心立方金属滑移面为I111L灰垂直该晶面，故不能滑移。（2分）七.1,结晶L-Mg（650T：）,共晶反应Lf口,M生园（450七）『结晶L—M里朗（520电），共晶反应LfMaPb+F（250霓）力结晶L-Ph（310七人（5分）2,见图15a（4分）* 电* 电Pb图15f第七®第2小猫繇答圉ct+蜘ct+蜘2Pti4 （3分）881-2020=75,51%:M@Pb：C。莉=24,田%口0分）

匕］23北工大专业课课本和真题双重重点北工大材料科学基础2002-2012真题及部分答案北京工业大学101八、L温度口温度越高，扩散系数越大，扩散速率越怏口《2分）2.晶体结构及固溶体类型口致密度较小的晶体结构中扩散激活能较小，犷散易于进行；对称性较低的晶体结梅.扩散系数的各向异性显著:间眼固溶体中的扩散激活能远小于置换固溶体，扩散容易进行口3分）3,第三组元.根据加入的第三蛆元的性质不同，有的促进扩散，有的阻碍扩散c9分）4.晶体缺陷。沿晶界的犷散系数远大于体扩散系数；沿位错管道扩散时扩散激活能较小，因而位错加速扩散°（2分）九、金属发生塑性变形后，显微组织形态上，原等轴晶粒沿变形方向被拉伎，在大形变是时晶界甚至呈纤维状，如存在硬脆的第二二相颗粒或夹杂,常沿变形方向呈带状分布口（3分）显微结构上，缺陷（空位和位错）瘠度明显增大口由于变形过程中位错的增殖及运动及程中位错的交割和交互作用।形成位情缠结，异号位错相泊后构成胞状结构,随形变量增加，位错胞数量增生，尺寸减小.晶体内部的值存能增大。（4分）性能上，挎变形金属将发生加工硬4t.表现为强度显著提高、塑性明显卜%臼分）十■时效是揩过胞和固溶体在室温或较高温度保留一段时间.有第相从基体中析出的过程。（3分）时效析出过程受溶质扩散控制，在沉淀过程中可能形成•系列介稳相〔过渡相）口时效弗化的原因；一是当析出盘状介稳相目与母相有-定取向关系时、会在基体内产生较大弹性应变:可使合金明显强化；仁分）二是，在合金承受变形时，由于弥散颗粒与位错的交互作用，使合金得到强化。如果沉淀相颗粒可以变形，位错切过时.增加颗粒的表面积需要做功，噌大了位错运动的网力面使介金落到强化.如果沉淀相W8粒强度高且与基体非共格，位错线难以切过颗粒，在外加应力的作用F将绕过颗粒，留卜.位错坏口合金要继续变形，需要克服颗粒对位错线绕过时施加的应力,因此需要进一步增大外加,应力，即合金获得了时效强化。（5分）H—.L多晶怵材料塑性变形时,粗大晶粒的晶界处塞积的位错数目多，形成较大的应力场能够使相邻晶粒内的位错源后动，使变形继续；相反,细小晶粒的晶界处塞积的位错数目少，要使变形维续，必须施加更大的外加作用力以激活相邻晶粒内位错源,因此，细晶材料要发生塑性变形需要更大外部作用力,即晶粒越细小晶体强度越高电（5分）24北工大专业课课本和真题双重重点北工大材料科学基础2002-2012真题及部分答案试卷十六2006年攻读硕士学位研究生入学考试试题J考试科目；材料科学基础适用专业；材料学、材料物理与化学、材料加工:匚程I一％名词解释《却分，每题2分）L同质异晶体2.间同立构3.包品转变4.非均匀形核5.珠光阵6.挛生7,形变织构也再结晶生调幅分解10.时效二、填空（”分，每空1分）.晶体按对称性可分为晶族.3一晶系.总共有（3）种点群和（4）种空间群.2,面心立方堆积中，晶胞的原子数为£岂1,它有个四面体空隙.3_个八面体空隙口3.铸锭三晶区指⑻、⑼和（10）,色固态相变形核的驱动力是3上.■力主要是［⑵和（13）口5•再鳍晶完成后,晶粒长大可分为避4）晶粒长大和115）晶粒氏大,也强化金属材料的方法有3L强化।J17）强化、（18）”强化和（19）强化口7.马氏体相变时，新相往往在母相的一定晶面上开始形成r这个晶间称为（20）o三、判断正误no分，每题1分）L根据施密特定存，品体滑移面平行于拉力轴时最容易产生滑移中.扩散的决定因素是浓度梯度.原子总是由液度高的地方向法度低的地方犷散口.晶粒越细小，晶体强度、硬度越高，塑性、韧性越差,.热加工是指高于回复温度的变形加工口.一股求魂.金属晶体和陶究晶体多为弹短性体.而高分子材料和.非品陶空用呈现出弹性直至粘性的各种状态.6氢犍属于分子同力的一种，具有方向性和饱和性。7,由一个固相同时析出成分和晶体结构埼不相同的丽个新相的过程称为共析转变=25北工大专业课课本和真题双重重点北工大材料科学基础2002-2012真题及部分答案104材料科学基础考研试题汇城200Z—2006I，—■ jlLNiailLX nLIF・ '丸位错攀移是螺位错的一种运动方式。以匀晶转变是一个等温过程『10,固液体系中，平衡分配系数心＞I时，杂质的加入会使熔点下降「四.论述及计算题L惬响晶态固体中原子扩散的因素有哪些？并加以简单说期中（10分）2分析回复与再结晶阶段变形金属中空位与位错的变化及其对性能的髭响°（10分）3,简要谟明加工硬化现象带来的利与弊「如何消除加「硬化现象［1。分）4.115分）已知碳在产拄中的扩散常数。”2,0算IIP5m1/%扩散激拓能。=l＜ixI^J/mok（0计算在时。七和927K两种温度下碳在『陞中的扩散系数:，C2）要想得到在野7%;渗碳10小时相同厚度.在870T濠碳需要多长时间中（忽略不同温度下破在74e中溶解度的不同）5.分别呻出面心立方晶体的［121］晶向和（103）晶面,六方晶系中flOl0］晶向和（1011）晶面口（12分）《锯酸钾KNIA为优异的非线性光学晶体，属钙钛犷结构।其晶胞这样构成：K*离子半轻为17即叫占据立方体角顶位置，Nb"（78pm）占据体心位置，厂一（L26^n）占据面心位置中“5分，每题3分）（1）画出诙结构的晶胞，标注原子坐标5（2）该结构中,钾和氧离子联合构成哪种堆积；（3）分析结构中各离子配位数是否合理；口）计算结构是否符合静电价规则；（5）锯酸锂UN岫结构属三方晶系丁它在即能否形成连续固溶体:.YbR和NaF掺入期晶体中，若德离子和钠离F都是置换了阳离子的位胃，清写出缺陷反应方程式.（8分）.在面心立方晶体中，柏氏矢量加"曰口01］的位错与占一？|721］的2 o位错相遇.能否发生位错反应生成乱，写出方程式，解释理由，井揩出入、电和与分别属于哪种位错口门。分）9」占F.C相图如国16」所示冷口）写出恒温转变的反应式；⑵分析含碳量为L0%的含金平衡冷却过程，说明室温时的组织组成和和组成；（3＞计算室温时组织组成物的相对含雇.“0分）26北工大专业课课本和真题双重重点

北工大材料科学基础2002-2012真题及部分答案北京工业大学 -ir.w-图Wl第四题第。小题图标准答案1.同质异晶体：相同成分的化学物质在不同热力学条件下形成的各种不同结构的晶体广工间同立构：取代基交替地处F高分子主链平面两侧键接成的商分『口.包晶转变：在一定温度下，由一定成分的液相与一定成分的固相互相作用t生成另一个一定成分的新固相的过程电.非均匀形核二熔融液体冷却过程中,依附于母相中某种界面匕的形核过程口.珠光体：铁碳合金共析转变的产物।是共析铁素体和共析濠碳体的层片状混合物Q.李生：切应力作用下晶体的一部分相对另一部分沿着特定的晶面、晶体27北工大专业课课本和真题双重重点北工大材料科学基础2002-2012真题及部分答案106材料科学基础考研试题汇编2002-2006学方向产生的均匀切变过程。.形变织构*随塑性变形量增加，变形多晶体某一晶体学取冏趋于…致的现象qS.再结晶二理性变形金属后续加热过程通过形核与长大无畸变等辅晶逐渐取代变形晶粒的过程口.9.调幅分解：固溶体逋过上坡扩敬分解成结构均与母相相同，成分不同两种固溶体的转变口1也时效：过饱和固溶体后续在室温或高干室温的溶质原子脱落过程口二.(1)3；⑵7；(3)32；(4)230;⑸4；(6)8；⑺4；(B)表层细晶区i(9)柱状晶区：(10)中心等轴粗晶区彳(11)新相和母相的自由能之差；(12)界面能；(13)应变期设(14)正常；(15)异常三(16)固海；(17)位错।(18)郅晶；(1。)弥散(或沉淀相颗兢)：(加)惯习面口三、L(工”乙(x)j3( 4.(X);5.(，)；6,(V);7.(V)；S.(x)；9.(x)；10.(x四,k影响晶态固体中原子扩散的因素有：(1)温度已温度越高，扩散系数越大,扩散速率越怏口(2分)(2)晶体结构及固溶体类型口致密度校小的晶体绪构中犷散激活能较小，扩散易于进行；对称性较低的晶体结构，扩散系数的各向异性显著：间膜固溶体中的旷散激活能远小于置换固溶体,扩散容易进行。(4分)(3)第三组元』根据加入的第三组元的性质不同，有的促进扩散，有的阻碍扩散u(2分)(4)晶体缺陷口沿晶界的枕散系数远大于体扩散系数；沿位错管道扩散时如散激活能酸小，因而位错加速扩散口(2分)，回梵阶段;空位浓度下降接近平衡裱度，造成电阻率F降.晶体密度增加口同一滑移面异号位错相互抵消造成位错密度略布卜降，高温回复阶段刃型位错通过滑移、攀移运动发生多边化过程.造成加工硬化现象保留，强度、硬度略有下降,残余应力基本消失金(6分)再结晶阶段：伴随再结晶过程原子的重新排列，位错密度大大下降，变形过程所产生的复杂位钳文兀作用消失，加工硬化现象消失，变形各种金属性能恢复至未变形由0S分)3,加工硬化现象带来的利；变形过程位错密度增加，位错同发生.文安作用(如位错交截.位错缠转等｝,发生位错塞积，从而起到强化金属材料的作用口还可使金属材料变形均匀,44分)加工硬化现象带来的舞：造成颦性变形困难口(3分;28北工大专业课课本和真题双重重点北工大材料科学基础2002-2012真题及部分答案北京工业大学107采用后续再结晶处理消除加北京工业大学107采用后续再结晶处理消除加I.硬化现象口3分）..⑴幻口W碳在力理中的扩散系数；7.94xl0LWAR分）927”；碳在於斑中的扩散系数；15,99乂 （4分）⑵需耍20」2小时&（7分）.见图16-2.第四题第5第四题第5小题解答图6.（1）6.（1）晶胞如图16-3所示口原子坐标为Kt0,0,0;1/2.0,1/21 0>1/2,1/2^Nb：1/2,1/2.1/2C（2）该结构中，钾和粗离子联合构成面心立方堆枳Q0；1/2,12o；留回3留回3第四蹲第6小题螂答图CN=12;jP 7.Nb:-^!?=-=0r62,CN=6t配位数合理门Kq1Jd29北工大专业课课本和真题双重重点北工大材料科学基础2002-2012真题及部分答案1辨材料科学基础考研试地汇纳203—2006■ 口 口口口mbI=[£|j『 LUL 一工酒」口■_!」“.」.=4孔+2sM=4乂3+2K=-2,符合静电粉规则心J上□(5)不能。晶体结构不同因而不能形成连维固溶体n(A分)YbFi+NaF->Y1\：J+Nfl^+4Fr..(I。分)几何条件:h3=h+=-^LTOl]+[121]=^_222.'=-^[111],2 0 0 J能量条件：虏十启:9(1+0+1.)+黄]■+4+1)=]I--。4 jd 2o3闿二手1+1+1)=冬月<升+展，符合能量第件，反应可厥进行口M为全位错，与为肖克莱不全位错，后3为弗兰克不全位错◎911。分)(1)包晶转变：L+Ay共晶转变*L—y+陶C；共析转变：口(2)如图184所示：1)从熔体首先按匀晶转变，结晶出奥氏体；2)熔体全部转变为奥氏体；3)奥氏体析出二次渗碳体；4)有珠光伸出现。室温时的组织组成，二次渗碳体和珠光体：相组威：仁和周J&3—工4 K一室温L-yT占LF叼亡珠光体中谶碳体至附⑶和&c=：吸U T23。,。3心二3国轮，珠光体96」1%g口」by—U,“1图]I第四题第9小题解答图30北工大专业课课本和真题双重重点北工大材料科学基础2002-2012真题及部分答案北京工业大学试卷七2007年攻读硕士学位研究生入学考试试题考试科目：材料科学基础适用专业：材料科学与工程一.《每小题2分।共2。分）名同解释1,脱溶（二次结晶）.空间群3,位错交割.成分过冷士奥氏悻&临界变形量.形变织构.动态将结晶9,调幅分解.惯习面二.（每空1分，共20分）填空L晶体宏观对称要素有—CD—⑶ 、 ⑶.一、⑷和_J5）__a.EVaCL型晶体中N一离子填充了全部的 ⑹一空瞭,C式1晶体中£「离子占据的是空隙，萤石中F-离子占据了全部的（8）空馥口.非均匀形核模型中晶核与基底平面的接触角川表明形核功力均匀形核功的 （9） ,6:<1。1―表明不能隹进形核口4晶态固体中扩散的微观机制有,（12）s 一和（14）o工小角度晶界由位错构成，其中对称倾转晶界由113） 位错构成.扭转晶界由 （16） 位错构成。31北工大专业课课本和真题双重重点北工大材料科学基础2002-2012真题及部分答案 ― ― 北京工业大学6,发牛在固林滴面的曜醐可分为（17〉和（L8）一两种类型。7、囿嬴粕◎的主要照力是_ 19）和（如）口三,（每小题1分,共10分）判断正误.对于螺型位错，其柏氏矢量平行于位错线,因此纯螺位错只能是一条直线。文由于Cr最外层目轨道只有一个电子,所以它属于就金属。曳改变晶向符号产生的晶向与原晶向相反。4.非共晶成分的合金在非平衡冷却条件下得到100%共晶组织，此共晶组织称伪共晶65-单斜晶系口=7=骊口*仇6,扩散的决定因素是侬度梯度，厚子总是由液度高的地方向浓度低的地方扩散..再结晶完成后।在不同条件下可能发生正常晶粒长大和异常晶粒长大。民根据施密特定律，晶体滑移面平行于拉力轴时最容易产生滑移口.晶粒越细小，晶体强度、硬度越高，翔性、韧性越差心.高聚物材料中，大分子链上极性部分越多，极性越强，材料强度越大。四，（却分）影响晶态固体中原子扩散的因素有哪些？并加以简单说明口五.（共12分）.什么是时效处理？.说明通过时效处理产生强化的原因。.实际应用过程中，为消除时效强化可采用什么处理方法？为什么？六，〔共1。分）.什幺是形状记忆效应？.说明通过马氏体相变产生形状记忆效应的原因心七，H分）比较说明滑移与李生这两种金属塑性变形机制的不同口八,（1。分）已知工业纯铜的屈服强度%=7OMPi.其晶粒大小为％=18个，e/;当此=4025个/ran?时，q=95MP%试计茸Nk=260个/皿？时屈服强度q的值。九：门0分）分另唾出立方晶胞的［211］晶向和（021）品面，六方品胞的［10T0］晶向和（1212）晶面。十、（共1$分）题化锦匚店是制备白光二极管的材料，其晶体结构为纤锌矿f六方硫化锌）型,N的息负性为3.07.Ga的电负性为L76：N"的离子半径为0,148runTGa34的离子半径为tlM7i1m口1-画出这种结构的晶胞。工结构中.负离子构成哪种堆积？用四轴表示法写出密排晶面。32北工大专业课课本和真题双重重点北工大材料科学基础2002-2012真题及部分答案52■材料科学基咄考研试题汇编2W7—2OW」." 3,分析G国和N之间的键性，说明结构中各离子配位数是否合理。.计算结构是否符合静电价规则口.Ca填充的是哪种空瞭？顼充了多少这种空隙？十一、（5分）氧化酸缺氧时可产生如下反照叫43一丁"”展，请正确写出缺陷方程并解释各项的含义。十二.（10分）何谓全位错？请说明在面心立方晶体中肖克莱不全位错和弗兰克不全位错的成因和运动格点。十三.（共10分）LiF-NaF，Rl）F三元相图如图7/所示口Nat飒C5421； 45O1L： 780T：md峪困74第十三题困1.确定含Rbf30mo!%、LaFZOmol%、NaK50mol%的物料从高温符却时初始凝固温度和液相全部凝固温度,2,写出该成分点的析晶过程口3.根据此三元相图画出LiF-NaF的二元相图示意图。标准答案.脱溶（二次结晶）：从一个固溶体中析出另一个固相。.空间群工晶体结构中所有对称要素（含微观对称要素）的组合所构成的33北工大专业课课本和真题双重重点北工大材料科学基础2002-2012真题及部分答案北京工业大学153,对称群。生位错交割：不同滑移面上运动的位错在运动中相遇发生位错互相切割的现象已电成分过冷,结晶时由于固相和液相成分再分布而引起的固液界面前方附近漉相中产生过冷区，这一现象作为成分过巷口.奥氏体工碳溶于十注中的间隙固溶体口.临界变形量：加热到再结晶温度以上时能使金属材料发生再结晶的最小颈变形最。.形变织梅：随姻性变形量增加，多晶体不同晶粒某一晶体学取向趋于一致的现象口.动态再精晶；再结晶温度以上变形和再绪品同时进行的现象..调幅分解；固溶体通过上坡扩散分解成结构均与母相相同、成分不同的两种固溶体的转变口.惯习面；固态相变时，新相住往沿母相特定原子面形成，这个与新相主平面平行的母相晶面称为惯习面匕(1)对称中心；(2)对称轴：(3)对称面『(4)旋转反伸轴：(5)旋转反映轴(6)A面体；(7)立方体彳伊)四面体(“一半；(10)/(11)间隙机制$(12)填隙机制(心)空位机制彳(14)互换机制(15)刃型i(16)蝶型(17)物理吸附；(1冷化学吸附♦(19)界面能；(20)弹性应变能二*1,yf 2. 3.xJ 4hV： 5.V;x； 7.V； 民舅； 9.x? 10.V四,(1)温度；温度越将，犷散系数越大，扩散速率越快。(2)晶体结构及固溶体类型：致密度较小的晶体结构中扩散激活能较小,扩散易于进行；对祢性按祇的晶体结构，扩散系数的各向异性显著；间隙固溶体中的扩散激活能远小于置换固溶体，扩散容易进行口(3)第三组元：根据加入的第三组元的性质不同,有的促进扩散，有的阻碍扩散C(4)晶体缺陷工沿晶界的扩散系数透大于体扩散系数；沿位错管道扩散时34北工大专业课课本和真题双重重点北工大材料科学基础2002-2012真题及部分答案•材料科学基础考研试题汇第坐7TW妙扩散激活能较小，因而位错加速扩散。五、L过饱和固溶体的脱溶过程处理为时效处理小士在过饱和固溶体脱溶过程中，初始形成亚稳态析出相与母相保持共格或半共格界面。如果析出相粒子具有很高强度，将使滑移运动位错发生弯曲并包鸵第二相粒子留下位错环,将增加位错线长度,并且第二相粒子及位错环加大对后续运动位错的阻力,产生第二相强化口如果析出相粒子可发生变形.将产生新的相界面，使析出相与基体相之间共格(或半共格)界面遭到破坏；滑移面产生错配.可能使有序排列遭到破坏中综上t宏观产生强化.3.通过时效回归处理或重新固溶处理可以使时效强化现象消失口因为伴随着时效回归处理或重新固溶处理沉淀脱落产生的第二相或新港入固溶体之中o当沉淀析出相已解为稳定相时，只能采用固溶处理中六.L将某些金属材料进行变形后加热至某一特定温度以上，变形金属材料形状恢星到变形前的形状，此现象称形状记忆效应口£根本原因是马氏体拷变的无扩散性、共格制变性和可逆转变性口母相冷却过程中外加应力疑发马氏体相变，利用马氏体相变物弹性产生志观变形匕加热过程中，当加热温度超过马氏体相变逆转变温度时.伴随热弹性马氏悻逆转变，产生形状恢复，完成形状记忆过程『七、(1)变形方式不同。滑移过程为晶体一部分相对另一部分的相对滑动，李生过程为晶体一部分相对另一部分的均匀切变u(2)发生李生过程的临界切应力远大于滑移所需临界切应力。(3)挛生过程改变晶体位相关系中滑移过程不改变晶体位相关系口(4)滑移过程可以连续进行而李生过程不能连续进行*(5)滑瞽过程是塑性变形的主要机嗣，当滑移系处于不利于滑移变形发生时，通过孳生可以改变滑移系与外力的取向，使滑移过程进一步发生口八.晶粒大小与屈服强度之间的关系满足H疝j由h公式，即由等面积圆直径表示晶粒尺寸，即d=(8/3箕/用了典&==(&Z3W18)1/2-0.22nnod2=(8/3tt/4O25)(z1=1.45x10曲=(S/3qr/260)6=5/71m10^rmn于是 人=/+及「门，"「分:KtiJ典35北工大专业课课本和真题双重重点

北工大材料科学基础2002-2012真题及部分答案」京工业才学-55-代人 o-B]=7仆MP%=0=95MP4求出 K=0.13MPa*hi171,a-61.3MPa故 <7.=78+3MPa丸、如图7-2所示口图7口第九猫解答图十.L如图7-3所示由结构中,负离子构成ABAB六方堆积，密排晶面为(0001)。G值和N之间的键性由电负性差值决定Ar=3.07-L76 31<L7.GaN为共价键配位数由正负离子半径比决定R"/R-=0.3才用,MS=0.3U0.225tR*，R=<0.414CJV(Ga1+)=4fOT(N3-)=4,配位数合理.36北工大专业课课本和真题双重重点

北工大材料科学基础2002-2012真题及部分答案-56,材料科学基醐考翻试甄工编2M7—2009@N .Ga图7-3第十题解答图一个即「与4个G1•相联』=XS=4x^31符合静电价规则口5填充，的是四面体空隙,填充了负离子空隙的一半.十一.缺陷方程为2TiO2-J-Oa^2Ti%+Vi+3Oo遥iT小:二氧化钛失铜，生成T十占据1V*晶格位，有敦电荷-1.Vo:氧空位，有效电荷+2口00：氧仍然占据氧的晶格位.十二.柏氏矢量等于点阵矢量的位错梯为全位借。面心立方晶体中肖克来不全位错是由不均匀滑移产生的，它可以是刃型位偌，或螺型位错，或混合位错，可以滑移口弗兰克不全位错是抽去或插入一层密排面造成的，其柏氏矢量垂直于滑移面，所以.弗兰克不全位错不能滑移，只能攀移。十三%1.RbFJOmpl%、UFZChn加轿，N削FSOmoK的物料从高温冷却时初始凝固温度为75。化，液相全部鬟固温度425PB2-陵成分点的析晶过程为f=0JNaFUn肉juFEJNaF+RhFJNaFUn肉juFEL—>03.如国7-4所示口37北工大专业课课本和真题双重重点北工大材料科学基础2002-2012真题及部分答案北京工业大学北京工业大学457・图7-4第十三期第三小题解势图38北工大专业课课本和真题双重重点图7-4第十三期第三小题解势图38北工大专业课课本和真题双重重点北工大材料科学基础2002-2012真题及部分答案试卷八2008年攻读硕士学位研究生入学考试试题考试科目二材料科学基础适用专业：材料科学与工程一、（每小题2分，共20分）名词解群.金属键.间能固溶体.肖股基空位4共晶转变5.负温度梯度6,上坡扩散7,形变织施8r懂习面见时效.一级相变二，（每空1分,共加分）填空L如果晶体中不同的原子面用A、B、C.D等字母来表示，面心立方晶体中原子的堆垛方式为（1）「牛排六方晶体原子的堆垛方式为（2）.2原子或吊子的（3）是指在晶体结构中,该原子或离子的周圈与它直接相邻结合的原子个数或所有异号离子的个数。1点缺陷的平管浓度随」4） 的升一而增大口4.柏氏矢量等于点阵矢量的位错称为在面心立方晶体中，由6） 造成的不全包错物为肖克莱不全位第;由插入或者抽去一层密排面造成的不全位错称为一（7） 不全位槎a工由一个固相同时析出成分和晶体结构均不相同的四个新固相的过程称为―（盯―转变口6在合金平衡相图中，确定一定温度和合金纲分下合金内存在的各相的比例时，可以通过等温连接线，利用（9）定律进行计算口.在均一的液相中靠自身的结构起伏和能量起伏等条件形成晶核的方式称为（10）形核.39北工大专业课课本和真题双重重点北工大材料科学基础2002-2012真题及部分答案北京工业大学 ，59■.固态相变形核的驱动力是皿一.阻力主要是号一一和⑴）口.全局多晶体期性变形至少需（14）独立滑移系开动口10-发生式固体表面的吸附可分为（15）和（16）两种类一。11.根据界面上原子排列结掏不同，可把固体中的相界面分为 （ID、18） 和"9） 界面口12.能产生交滑移的位错必然是位情。三,（每小题［分，共10分）判断正误.与c“l类似,G由具有AX类型的体心立方晶体结构口之在非晶态固体材料中，原子在三维空间不具备周期性的重复排列，处于完全无序状态口3.溶质和溶剂晶体结构相同，是形成连续固溶体的充分必要条件口4亚共晶白口铸铁的室温平衡组织由珠光体，变态莱氏体以及二次渗碳体组成,其中的珠光体是由初晶奥氏体共析转变形成的口5,纯金属凝固时，界面前沿液体的过冷区形态和性质取决于液钵内实际温度的分布，这种过冷叫做成分过冷口.贝氏体转变中,FaC原子均不发生扩散口.以界面能降低为晶粒长大驱动力时，晶界迸移总是向着晶界曲率中心方向口 . ，.晶粒越细小，晶体强度、硬度越高，塑性、物性越差。,根据施密特定律，晶体滑移面平行于拉力轴时最容易产生滑移口10.结构简单、规整度高、对称性好的高分子容易结晶。,四、CO分）用四指数表示的密排六方结构的原子最密排面和最密排充向是什幺？试证明理想密排六方晶胞的晶格常数比（轴比）》值为1.6的型.（5分）以圆圈表示一个原子，试画出体心立方晶体中（J11）面的原子排列方式，要求至少画出十个以上的原子③.（10分）实验中发现，在Q-F曰中可以通过“2［111〕十泉口⑴i［100］反应形成［100］位错,在F©的晶胞中表示这一反应，并证明此位错反应可以发生q.（1。分）金属中空位平衡浓度随温度的变化规律遵循*=Acxp（-QMRCq某金属在被加热到"的K的时候，其空位的平衡浓度是其在1000K时的5借口假设在1000—1130K之间金属的密度不变，气体常数为氏31J/（e4・K）,试计算其空位形成能殳”.（共15分）谙在答题纸上按图81绘制铁碳相图，完成下面问题：40北工大专业课课本和真题双重重点北工大材料科学基础2002-2012真题及部分答案.M. 材料科学基砒考研试题汇编2007—1009L完成以下信息的标注：(1＞筱相线和固相绕刃(2＞共晶、共析、包晶反应及其温度'(3)两条分别表示C在奥氏体和铁素体中溶解度的固溶线口(4＞所有单相和两相区占(5)重要的成分点10.022%C,0.77%Ct2.ll^C,4.3%C以及6.7%&1如果有6,含碳量叫：=0.45物的奥氏体缓慢粉却到727七以下，先共析相是什么？在最终室温平衡组织中先共析相看多少千克？最终室温平衡组织中总共含有多少千克铁素体和渗碳体？ ^ __九、《5分)在立方晶胞内画出(122).(U0)晶面，及［1阅］、［110］.［012］晶向0十、SO分)塑性变形金属的显微组织、晶内结树发生什么变化？性能发生哪些变化？十一.(10分)玛氏体的强化要素有哪些？请详细说明马氏体的强度和朝性与其含碳量、组织形态及亚结构的关系口十二、口0分)影响晶态固体中原子扩散的因素有哪些？并加以端单说明.+=.U5分)已知嫌在十网中的扩散常数％=2.。乂10"mV®,扩散激活能Q=140xl04/挤必要想得到与在927cle时盘破10h的相同厚度,在870七澹碳需要多长时间？｛忽略不同温度下碳在十叫中溶解度的不同)41北工大专业课课本和真题双重重点北工大材料科学基础2002-2012真题及部分答案北京H业大学・61■标准答案L金属键I金属正离子与自由电子之间相互作用构成的金属般子闻的结合力称为金属键口2,间隙固溶体：当溶质原子比较小时，能够进入溶剂晶格的间隙位置内,这样形成的固溶体称为间隙固溶体。3,肖脱基空位：离位原子迁移到外表面或内界面(如晶界等)处形成的空位称为有脱基空位,4.共晶转变；由一个液相同时给暴出两个不同固相的过程称为共晶转变o5,负温度梯度二结晶前沿液相中,温度由固液界面向液相内部逐渐降低的分布称为负端度梯度j无上坡排散；在化学位差为驱动力的条件下，原子由低法度位置向高浓度位置进行的犷散口T形变织构：随塑性变形量增加，多晶体不同晶粒某一晶体学取向趋于一致的现象由&.惯习面工固态相变时，新相往往沿堤相特定原子面形成，这个与新相主平面平行的母相晶面称为惯习面「?1时效；过饱和固溶体后犊在室温或高于室温的溶质原子脱溶过程..一般相变:两相的自由增和化学位均相等，但自由靖的一防偏导数不相等的相变匚⑴ABCABCABC(2)ABABAB…(3)配位数(4)温度(5)全位错；(6)不均匀滑移;⑺弗兰克(8)共祈(9)杠杆(10〉均匀*(11)新相和母和的自由能之差；(12)界面能：(B)弹性应变能9.(14)五个10.115)物理吸附；(靖)化学吸附1L(17)共格q(18)非共格；(19)半共格42北工大专业课课本和真题双重重点北工大材料科学基础2002-2012真题及部分答案-敌■材料科学基础考研武题汇编2OT7—M0912.（M）螺型三、Lx；2.x*3.x4.V；5.x•6.x；7.V；R,xF9,x；1°-V7.用四指数表示的密排六方结构的壁子最密排面为I0001L用四指数表示的密排六方结构的原子最卷排方向为＜1120＞由证明工密推六方晶胞的1/3如图8-2所示,B98-2笫四题解答图考虑由纸LM构成的四面体 MH=c/2由于在人照和M处的原子磐邈4,因此JM=JK=2;t=a在呼三角形中（箔）［=《而、（前了或〈而〜传;在JKL等边二角形中解出质的长度由此解出 2MJF“'.如图34所示口43北工大专业课课本和真题双重重点

北工大材料科学基础2002-2012真题及部分答案六、如图8-4所小0留&-4第六题解答图

证明;[AL=0y/+W1瓦 +'lS 0二0A'4瓦'因此反应可以发生C七、在口如K和1000K的空位平衡浓度分别为可支和内—那么这样可以求解Q*44北工大专业课课本和真题双重重点

北工大材料科学基础2002-2012真题及部分答案-M・材料科学基础考研试题汇编2007—3009&31"(mol&31"(mol・K)]121111630QJ/molL加吃8-5所示口图机5第八题第1小95解答图工如果有5kg含碳量％=0.45%的奥氏体缓慢冷却到727t以下，先共析相是先共析铁索体。根据杠杆定律计算得先共析相为科x6kg.2.52kg根据杠杆定律，最终室温平衡组织中所含铁索体和渗磁体分别为将〃=*100%*6地=5i64kg=670^0Q22X10096*6上吕三036kg九，如图8七所示。+.金属发生瞿性变形后，显微组织形寿上，原等轴晶粒沿变形方向被拉长，在大变形量时晶界甚至呈纤雉状，如存在硬腿的第二相颗粒或夹杂，常沿变形方向呈带状分布。.显微结构上,缺陷（空位和位错）密度明显增大.由于变形过程中位错的增殖及运动过程中位错的交割和交互作用，形成位错缠结,异号位错相消后构成胞状结构口随变形量增加.位错胞数量增多.尺寸减小，晶体内部的储存能增大。■45北工大专业课课本和真题双重重点北工大材料科学基础2002-2012真题及部分答案北京工也大学・65・国34第九题解密国性能上，冷变形金属将发生加工硬化.表现为强度显著提高、塑性明显下降口+-.马氏体的强化要素有磷原子的间隙固溶强化作用工C原手团虢对位错的针扎作用才C原子进入马氏体晶体结构的扁人面体中心，造成非对赛点阵膨胀(形成畸变偶极应力场)，产生的强烈的间隙固溶强化作用；晶界，位借、挛晶的强化作用0马氏体的强度和副性与其含碳量，组织形态及亚结构密切相关.铁碳合金中,含碳量改＜0,3%,形成板条状马氏体.具有位错亚结构，强度较低,塑性和句性好］叫＞1,0%,形成片状马氏体