副本-西工大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。3）电负性因素：溶质与溶剂的电负性越相近固溶度

2、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：

3、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）2a3a简单立方a（1分）2（2分）3（2分）a2a3a面心立方2（1分）4（2分）3（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

4、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：EVcAexp()kT10c2310EkTln[1.38110(500273)]lnVA0.053920191.0681017.81.910Jaaa[101][121][111]3.请判定在fcc中下列位错反应能否进行：263答：几何条件：11211111ab1b2abcabc111266263333能量条件：222222aaaa2aa26

5、262633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：ABeXDFCLLL+CL→CL+A+CL+B+CL→B+CL→A+B+CA+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

6、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/℃IIIknjδαβgidhAbc1g’c2d’h’eB答：1）水平线kj为包晶反应：Ljkn水平线gh为共晶反应：Ldgh2）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IILLL→δL→αL+δ→αL→α+βL→αα→βIIαα→βIIecbc11w100%；w100%4）合金I相组成：bebe合

7、金II组织组成：igw100%；()共gdidbgw共晶前析出量析出比例＝100%；II初IIgdbeidw共晶前析出量析出量＝100%w初初IIgdII2.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存储能存储能总界面能和表面驱动力（主要是点阵畸（主要是点阵畸总界面能能变能）变能）基本保持变形后恢复到冷变形前基本保持再结晶性能恶化力学性能变化性能的水平后的水平强度、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

8、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。