材料科学基础期末模拟试题集

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1、模拟试题1简答题（每题5分，共30分）1.已知fcc晶体的致密度比bcc晶体的大，请解释为什么fcc的固溶度仍比bcc的大？答：间隙分为四面体间隙和八面体间隙。在fcc中八面体间隙较大，而bcc中因八面体间隙为扁八面体间隙，故其四面体间隙较大。因此fcc晶体能够容纳更多的溶质原子。2.请简述影响固溶体固溶度的因素有哪些。答：1）原子尺寸因素：置换固溶体的溶质与溶剂原子尺寸越相近固溶度越大。间隙固溶体的溶质原子与溶剂间隙尺寸越相近固溶度越大。2）晶体结构因素：置换固溶体溶质溶剂的晶体结构相似固溶度越大

2、。3）电负性因素：溶质与溶剂的电负性越相近固溶度越大。4）电子浓度因素：电子浓度越低固溶度越大。3.均匀形核与非均匀形核具有相同的临界晶核半径，非均匀形核的临界形核功也等于三分之一表面能，为什么非均匀形核比均匀形核容易？答：非均匀形核与均匀形核的临界晶核半径相等，但非均匀形核的临界晶核体积小。非均匀形核的临界形核功也等于三分之一表面能，但非均匀形核的表面能小于均形核的表面能，即非均匀形核的临界形核功小。因此非均匀形核比较容易。4.原子的热运动如何影响扩散？答：原子热运动越强烈，原子的跃迁距离增大，跃

3、迁频率增大，跃迁几率增大，将使得扩散系数增大，即促进扩散。5.如何区分金属的热变形和冷变形？答：冷、热变形温度的分界是再结晶温度。6.基体、增强体和界面在复合材料中各起什么作用？答：基体：1）固定和粘附增强体2）保护增强体免受物理化学损伤3）隔离和阻断损伤。增强体：1）承担载荷；2）阻碍基体变形。界面：协调变形二、作图计算题（每题10分，共40分）1.请分别计算简单立方晶体与面心立方晶体（100）、（110）和（111）晶面的间距。晶面（100）（110）（111）简单立方（1分）（2分）（2分）面

4、心立方（1分）（2分）（2分）2.已知某晶体在500℃时，每1010个原子中可以形成有1个空位，请问该晶体的空位形成能是多少？（已知该晶体的常数A＝0.0539，波耳滋曼常数K＝1.381×10-23J/K）答：3.请判定在fcc中下列位错反应能否进行：答：几何条件：能量条件：满足几何条件和能量条件，反应可以进行。4.已知三元简单共晶的投影图，见附图，1)请画出DF代表的垂直截面图及各区的相组成；2)请画出X合金平衡冷却时的冷区曲线，及各阶段相变反应。答：eABCXFDLL→CL→B+CL→A+B+

5、CA+B+CLL+CL+A+CL+B+CA+B+CDF三、综合分析题1.如附图二所示，请分析：（22分）1)两水平线的反应类型，并写出反应式；2)分析Ab、bg′、g′d、d′、d′h′、h′e、eB七个区域室温下的组织组成物（j点成分小于g点成分）；3)分析I、II合金的平衡冷却过程，并注明主要的相变反应；4)写出合金I平衡冷却到室温后相组成物相对含量的表达式及合金II平衡冷却到室温后组织组成物相对含量的表达式。t/℃knjgidhAbc1g’c2d’h’eBδαβIII答：1）水平线kj为包晶反

6、应：水平线gh为共晶反应：2）Ab：αbg′：α+βIIg′d：α+(α+β)共+βIId’：(α+β)共d′h′：β+(α+β)共+αIIh′e：β+αIIeB：β3）合金I合金IILL→δL→ααL+δ→αLL→αα→βIIL→α+βα→βII4）合金I相组成：合金II组织组成：1.请对比分析回复、再结晶、正常长大、异常长大的驱动力及力学性能变化。（8分）答：回复再结晶正常长大异常长大驱动力存储能（主要是点阵畸变能）存储能（主要是点阵畸变能）总界面能总界面能和表面能力学性能变化基本保持变形后性能

7、恢复到冷变形前的水平基本保持再结晶后的水平性能恶化强度、塑性下降模拟试题2简答题（每题5分，共30分）1．何为空间点阵？它与晶体结构有何异、同？答：空间点阵是对晶体结构按照一定法则进行的高度数学抽象；晶体结构是对晶体的直观表示。点阵只有七大类，14种，晶体结构有无限多种。2．请简述晶界有哪些特征？答：晶界有自发变直的趋势；晶界引起晶体强度升高；晶界扩散比晶体内扩散速度快；晶界容易收到腐蚀；晶界容易吸附溶质原子和杂质；晶界是相变首先发生的地方。1．何为固溶强化？置换固溶体与间隙固溶体相比,哪个的固溶强

8、化效果强？请简述影响固溶度的因素。答：溶质原子溶入晶格中，阻碍位错运动，引起强度升高，塑性下降的现象。晶体结构类型、原子尺寸差、电负性差异、电子浓度都会影响固溶度。2．请简述二元合金结晶的基本条件有哪些。答：热力学条件；结构条件；能量条件；成分条件。3．什么是反应扩散？请简述其特点。答：扩散时，元素超过最大固溶度因而形成新相的扩散。。反应快速分为有扩散无反应层和有反应层；两层之间有明确的界面；反应扩散速度取决于扩散速度和反应速度。4．简述在什么情况下会发生单滑移、多滑