2007年硕士研究生入学考试材料科学基础真题(西工大)

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1、2007年西北工业大学硕士研究生入学试题 一、         简答题（每题10分，共50分）1、 请说明什么是全位错和不全位错，并请写出FCC、BCC和HCP晶体中的最短单位位错的柏氏矢量。2、 已知原子半径与晶体结构有关，请问当配位数降低时，原子半径如何变化？为什么？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？4、 原子的热运动如何影响扩散？5、 如何区分金属的热变形和冷变形？二、         作图计算题

2、（每题15分，共60分）1.        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）2.        请计算简单立方晶体中，(111)和的夹角。3.        请判定在FCC晶体中下列位错反应能否进行：4.        试画出立方晶体中的(123)晶面和晶向。三、         综合分析题（共40分）1.        如附图所示，请分析：（24分）1)     两水平线

3、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¢eBδαβIII2.        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，并解释其机理。（16分） 2007年西

4、北工业大学硕士研究生入学试题参考答案　一、         简答题（每题10分，共50分）1、请说明什么是全位错和不全位错，并请写出FCC、BCC和HCP晶体中的最短单位位错的柏氏矢量。答：全位错：柏氏矢量等于点阵矢量的整数倍；不全位错：柏氏矢量不等于点阵矢量的整数倍。Fcc：；bcc：；hcp：2、已知原子半径与晶体结构有关，请问当配位数降低时，原子半径如何变化？为什么？答：半径收缩。若半径不变，则当配位数降低时，会引起晶体体积增大。为了减小体积变化，原子半径将收缩。3、均匀形核与非均匀形核

5、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：因为非均匀形核时，用杂质或型腔充当了一部分晶核。也就是说，需要调动的原子数少。4、原子的热运动如何影响扩散？答：热运动增强将使原子的跃迁距离、跃迁几率和跃迁频率均增大，即增大扩散系数。5、如何区分金属的热变形和冷变形？答：变形温度与再结晶温度的高低关系。高于再结晶温度的为热变形，反之为冷变形。二、         作图计算题（每题15分，共60分）1.        已知某晶体在500℃时，每1010个原子中可

6、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）解：2.        请计算简单立方晶体中，(111)和的夹角。解：a＝70°32¢3.        请判定在fcc中下列位错反应能否进行：解：几何条件：（6分）能量条件：（6分）满足几何条件和能量条件，反应可以进行。（3分）4.试画出面心立方晶体中的(123)晶面和晶向解：三、         综合分析题（共40分）1.        如附图所示，请分析：（24分）1)     

7、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解：1） 水平线kj为包晶反应：（2分）水平线gh为共晶反应：（2分）2） Ab：α（1分）bg′：α+βII（1分

8、）g′d：α+(α+β)共+βII（1分）d'：(α+β)共（1分）d′h′：β+(α+β)共+αII（1分）h′e：β+αII（1分）eB：β（1分）3） 合金I（5分）合金II（3分）LL→αα→βIIL→α+βLL→δL→ααL+δ→αα→βII4） 合金I相组成：（2分）合金II组织组成：（3分）2.        请对比分析回复、再结晶、正常长大、异常长大的驱动