2005中科院金属所复试笔试题

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1、中国科学院金属研究所2005年硕士研究生复试专业综合试题（闭卷，满分100分，时间3小时）注意：请写清试题类型和题号必答题：（共60分）一．请解释下列概念：（每题1分，共6分）1．熵；2．相图；3．相律；4．热力学第三定律；5．稳态扩散；6．非稳态扩散。二．说明原子轨道四个量子数的物理意义。（4分）三，金刚石和石墨都由C原子组成，金刚石具有很高的硬度，但不导电，而石墨的硬度低，且具有良好的导电性，为什么？（5分）四，金属、陶瓷和高分子材料是按照什么原则划分的？它们的键合方式有什么不同？（5分）五，在防腐结构设计时，

2、为什么要避免异种金属的直接组合？为什么？（5分）六．一根玻璃管两端分别连着两个大小不同的肥皂泡，会发生什么变化？为什么？（5分）七．离子晶体中n个离子的相互作用能为，其中是除外其它离子在处的势。而离子在晶体场U中的相互作用能为=U，为什么第一个公式中有因子？（5分）八．有铜、铁、铝三个大小和质量相同的空心球，从同一斜面相同起点上同时向下滚动，哪个先滚到底？为什么？（假设滚动摩擦系数相同）（5分）九．体心立方Fe加热全部变成面心立方Fe后，体积如何变化，并计算其近似变化量。（8分）十．设计一种测量纯锡熔点的实验，说明

3、所用的仪器和实验步骤，估计会得到什么样的实验曲线？其特征是什么？并说明形成这种曲线的热力学原因。如果是Sn-1%Pb，它的熔点如何变化，实验曲线如何变化，说明原因。（8分）十一．简述你所知道的当前材料科学研究的热点问题，举例说明。（4分）选答题：（共40分，请从以下五类任选一类作答）物理类一．什么是倒易点阵？六方密堆结构的原胞基矢为第4页共4页试求其倒格子基矢，并画出第一布里渊区。（5分）二．离子晶体中的格波分为声学波和光学波，为什么？声学波和光学波的物理意义有何不同，在其它类型的晶体中是否也会出现这种情况？（5分

4、）三．物质的磁性分为哪几大类？简单叙述各类磁性的基本特征及其产生的物理原因。（5分）四．证明晶体中不存在五次对称轴。（5分）五．面心立方结构中有100反射吗？为什么？（5分）六．一般来说，对于完整金属晶体，高温下电子的运动速度更快，这是否说明高温下金属材料的电导率更高？为什么？（5分）七．若格波的色散关系为，试求在二维情况下模密度与w的关系，并推导出低温下晶格比热与温度的关系。（10分）材料类一、判断题：（每题2分，共6分）（1）Fe-C系中a相是C在Fe中的间隙固溶体，Fe3C是Fe与C形成的间隙化合物。（）（2

5、）在共晶线上利用杠杆定律可以计算出共晶体的相对量，而共晶线属于三相区，所以杠杆定律不仅适用于两相区，也适用于三相区。（）（3）非均匀形核总是比均匀形核容易，因为前者是以外加质点为结晶核心，不像后者那样形成界面而引起自由能增加。（）二、问答题：（每题4分，共12分）（1）在二元系中发生的反应扩散能够产生两相混合区吗？为什么？（2）45和T12钢的硬度、强度和塑性有什么不同？为什么？（3）钢的常见热处理有哪些？哪几种必须加热到在Ac1以上？三、分析题：（共22分）（1）如图所示，位错环ABCDA的柏氏矢量为b，外加应力

6、为t和s，试分析：（12分）1．位错环中的各段分别是什么位错？2．在足够大的切应力t作用下，位错环将如何运动？3．在足够大的拉应力s作用下，位错环将如何运动？第4页共4页（2）根据下列条件画出一个二元系相图，A和B的熔点分别是1000°C和700°C，含wB＝0.25的合金正好在500°C完全凝固，它的平衡组织由73.3%的先共晶a和26.7％的(a＋b)共晶组成。而wB＝0.50的合金在500°C时的组织由40％的先共晶a和60％的(a＋b)共晶组成，并且此合金的a总量为50％。（10分）加工类一．解答下列各题（

7、每题2分，共10分）：1．热过冷与成分过冷的区别。2．通过共晶反应获得复合材料的条件。3．何谓快速凝固？通常采用什么技术？4．焊接过程中形成气孔的类型及其特点。5．什么是金属材料的超塑性？为获得超塑性可采取哪些方法？二．为什么真空下碳具有较强的脱氧能力？（5分）三、碳在铁素体及奥氏体中的扩散系数为什么有很大差别？钢渗碳为什么在奥氏体状态下进行，而不在铁素体状态下进行？（8分）四、试举例简述提高金属塑性的途径。（10分）五、简述成分偏析的种类和偏析的形成特征。（7分）化学类一、选择题（每题2分，共10分）1．实际气体

8、最接近理想气体的条件是：A.高温高压B.高温低压C.低温高压D.低温低压2．1mol的纯液体在其正常沸点时发生汽化，该可逆过程中发生改变的量是：A.蒸汽压B.自由能C.原子量D.熵3．对于任何化学反应，欲使其平衡时的产物量增加，可行的措施为：A.升高温度B.增加压力C.增加起始反应物浓度D.加入催化剂4．升高温度使反应速率增加的主要原因是：A.活化分子百分数