武汉理工大学2012年研究生入学考试试题
课程代码 833 课程名称材料科学基础
（共3页，共十题，答题时不必抄题，表明题目序号即可;相图平衡题目直接做在试卷上，不必另外画图！）
一、图（1）是Na2O的理想晶胞结构示意图，试回答:
1.结构中何种离子做何种密堆积；何种离子填充何种空隙，所占比例是多少
2.结构中各离子的配位数为多少，写出其配位多面体；
3.结构中O2-电价是否饱和，为什么？
4. 画出Na2O晶胞在（110）面上的投影图；
5. 解离性如何
二、1.在一个晶胞中画出（112）面与【112】的向量(注：2头顶上有个负号，我打不出来)
2.写出以下硅酸盐晶体的结构类型.(书P58表2.13的例子，全部是表中的，一共8个)
三、1.CaF2，NaCl，TiO2，分别可能是何种缺陷，并写出缺陷反应方程式
2.请叙述微裂纹原理。
间隙固溶体与置换固溶体相比，哪种强化效果更好，为什么？（考的是缺陷定扎理论，
书P150最下面一段）
3.TiO2的氧空位与氧氛围浓度的关系（考的是成负六分之一的关系，导电性）
四、微晶表面分类有哪些？密度随着结晶度变化的变化。MgCO3是哪类表面
五、书P175图4.10，请问R2O（一价碱金属）如图，你得出什么样的结论，为什么？
六、相图（是7套内部试题里的原版，外加了几问，都很容易。）
七、书本P408的表7.6，请问你从中看出了什么规律。
八、金斯特灵格方程和杨德方程（书P499的9.5题）
九、相变的一章，又是原题，推导公式。唯一的改变就是增加了推导正方体的模型。
课程 材料科学基础 （共3页，共十题，答题时不必抄题，标明题目序号，相图不必重画,直接做在试卷上） 一、填空题（1.5×20=30分） 1. 结晶学晶胞是（ ）。 2. 扩散的基本推动力是（ ），一般情况下以（ ）形式表现出来，扩散常伴随着物质的（ ）。 3. 晶面族是指（ ）的一组晶面，同一晶面族中，不同晶面的（）。 4. 向MgO、沸石、TiO2、萤石中，加入同样的外来杂质原子，可以预料形成间隙型固溶体的固溶度大小的顺序将是（ ）。 5. 根据烧结时有无液相出现，烧结可分为（ ），在烧结的中后期，与烧结同时进行的过程是（ ）。 6. 依据硅酸盐晶体化学式中（ ）不同，硅酸盐晶体结构类型主要有（ ）。 7. 液体表面能和表面张力数值相等、量纲相同，而固体则不同，这种说法是（ ）的，因为（ ）。 8. 二级相变是指（ ），发生二级相变时，体系的（ ）发生突变。 9. 驰豫表面是指（ ），NaCl单晶的表面属于是（ ）。 10. 固态反应包括（ ），化学动力学范围是指（ ）。 11．从熔体结构角度，估计a长石、b辉石(MgO·SiO2)、c镁橄榄石三种矿物的高温熔体表面张力大小顺序（ ）。 二、CaTiO3结构中，已知钛离子、钙离子和氧离子半径分别为 0.068nm， 0.099nm，
0.132nm。（15分） 1. 晶胞中心的钛离子是否会在八面体空隙中“晃动”； 2. 计算TiCaO3的晶格常数； 3. 钛酸钙晶体是否存在自发极化现象，为什么？ 三、在还原气氛中烧结含有TiO2的陶瓷时，会得到灰黑色的TiO2-x：（15分） 1．写出产生TiO2-x的反应式； 2．随还原气氛分压的变化，该陶瓷材料的电导率和密度如何变化？ 3．从化学的观点解释该陶瓷材料为什么是一种n型半导体。 四、选择题：下列2题任选1题（12分） 1. 简述金属材料、无机非金属材料以及高分析材料腐蚀的特点。 2. 试述材料疲劳失效的含义及特点。 五、现有三种陶瓷材料，它们的主要使用性能如下：（15分） 材料最佳性能用途 Y2O3透明，光线传递光学激光杆 Si3N4高温强度，抗蠕变燃气轮机部件 含Co铁氧体较顽力高能量永久磁铁 在烧结过程中希望材料获得预期的显微结构以使材料最佳性能充分发挥，在控制显微结构因素和工艺条件上应主要考虑哪些相关因素？ 六、熔体结晶时：（1）图示核化速率-温度、晶化速率-温度关系及其对总结晶速率的的影响； （2）核化速率与晶化速率的不同对新相的显微结构有何影响，为什么？ （3）指出在哪一温度范围内对形成玻璃有利，为什么？（12分） 七、X射线给出立方MgO的晶胞参数是0.4211nm，它的密度是3.6g/cm3。（Mg2+和O2-、Al3+摩尔质量分别是24.3和16、27）（12分）
根据教育部《武汉理工大学关于选拔普通高校优秀考生进入研究生阶段学习的通知》文件精神，结合学校实际，对普通高校毕业生进入硕士阶段学习提出如下要求。 一、报考事项安排 1.每年报考我校的考生很多，要早复习，早准备。按照考试范围复习。 2.我校考生，到学校考试中心，办理内部试卷。 3.每年有很多考生，不知道考试重点范围，不知道考试大纲要求，盲目复习，浪费时间和精力，复习效果很差，影响考试。 4.每年有很多考生，选择错误的复习资料，解题思路及讲解答案都是错误的，具有误导性，不利于复习。 5.学校为考生正确复习，印刷内部试卷。 6.内部试卷：包含考试范围、历年真题、考试题库、内部复习资料。 7.专业课，学校出题。一定要按照内部试卷复习，每年都有原题出现。 8.内部试卷联系QQ363.916.816张老师。学校安排邮寄，具体事项联系张老师。 二、选拔对象条件 1.普通高校本科毕业生，主干课程成绩合格，在校学习期间未受到任何纪律处分。 2.身体健康状况符合国家和学校规定的体检要求。 三、招生专业计划 1.招生要求和专业，详见《教育部选拔普通高等学校本科毕业生进入硕士阶段学习招生及专业总表》。 2.学校计划招收全日制硕士研究生和非全日制硕士研究生，《硕士学位研究生招生专业目录》公布的拟招生人数（含推免生），实际招生人数将根据国家下达我校招生计划、各专业生源情况进行适当调整。我校部分专业将另设计划用于接收调剂生，具体事项及拟招生人数将在初试成绩公布后另行通知。 四、报名资格审核 1.报考必须按照《教育部选拔普通高等学校优秀毕业生进入研究生阶段学习专业对照及考试课程一览表》以下简称《专业对照及考试课程一览表》选择报考专业，并填写《教育部普通高等学校毕业生进入研究生阶段
一、名词： 相图：表示合金系中的合金状态与温度、成分之间关系的图解。 匀晶转变：从液相结晶出单相固溶体的结晶过程。 平衡结晶：合金在极缓慢冷却条件下进行结晶的过程。 成分起伏：液相中成分、大小和位置不断变化着的微小体积。 异分结晶：结晶出的晶体与母相化学成分不同的结晶。 枝晶偏析：固溶体树枝状晶体枝干和枝间化学成分不同的现象。 共晶转变：在一定温度下，由—定成分的液相同时结晶出两个成分一定的固相的转变过程。 脱溶：由固溶体中析出另一个固相的过程，也称之为二次结晶。 包晶转变：在一定温度下，由一定成分的固相与一定成分的液相作用，形成另一个一定成分的固相的转变过程。 成分过冷：成分过冷：由液相成分变化而引起的过冷度。 二、简答： 1. 固溶体合金结晶特点？ 答：异分结晶；需要一定的温度范围。 2. 晶内偏析程度与哪些因素有关？ 答：溶质平衡分配系数k0；溶质原子扩散能力；冷却速度。 3. 影响成分过冷的因素？ 答：合金成分；液相内温度梯度；凝固速度。
三、书后习题 1、何谓相图？有何用途？ 答：相图：表示合金系中的合金状态与温度、成分之间关系的图解。 相图的作用：由相图可以知道各种成分的合金在不同温度下存在哪些相、各个相的成分及其相对含量。 2、什么是异分结晶？什么是分配系数？ 答：异分结晶：结晶出的晶体与母相化学成分不同的结晶。 分配系数：在一定温度下，固液两平衡相中溶质浓度之比值。 3、何谓晶内偏析？是如何形成的？影响因素有哪些？对金属性能有何影响，如何消除？ 答：晶内偏析：一个晶粒内部化学成分不均匀的现象 形成过程：固溶体合金平衡结晶使前后从液相中结晶出的固相成分不同，实际生产中，液态合金冷却速度较大，在一定温度下扩散过程尚未进行完全时温度就继续下降，使每个晶粒内部的化学成分布均匀，先结晶的含高熔点组元较多，后结晶的含低熔点组元较多，在晶粒内部存在着浓度差。 影响因素：1）分配系数k0：当k0<1时，k0值越小，则偏析越大；当k0>1时，k0越大，偏析也越大。2）溶质原子扩散能力，溶质原子扩散能力大，则偏析程度较小；反之，则偏析程度较大。3）冷却速度，冷却速度越大，晶内偏析程度越严重。 对金属性能的影响：使合金的机械性能下降，特别是使塑性和韧性显著降低，
武汉理工大学2003年研究生入学考试试题 课程材料科学基础 （共3页，共十一题，答题时不必抄题，标明题目序号，相图直接做在试卷上）一、解释下列基本概念（1.5 X 20=30分） 初次再结晶；二次再结晶；上坡扩散；扩散通量；高分子的链结构；高分子的聚集态结构；位错滑移，位错爬移；结晶学晶胞；弥勒指数；玻璃转变温度；非晶态结构弛豫；金属固溶体；金属间化合物；重构表面；弛豫表面；一级相变；重构型转变；广义固相反应；矿化剂 二、白云母的理想化学式为KAl2[AISi 3O°]（OH）2,其结构如下图所示，试分析白云母的结构类型、层的构成及结构特点、层内电性及层间结合。（15分）_ __ —劭韵I ■—*■ 第2题图 三、B aTiQ和CaTiQ均为钙钛矿型结构但BaTiQ晶体具有铁电性而CaTiQ却没有，请给予解释。（10分） 四、分析小角度晶界和大角度晶界上原子排列特征以及对材料动力学的扩散过程有何影响？（8分） 五、在制造ZrO2耐火材料时通常会加入一定量的CaO以改善耐火材料的性能，试解释其作用原理，并写出杂质进入基质的固溶方程式。（10分） 六、从金属、硅酸盐、高聚物材料的结构、熔体特征等方面分析这三类材料的结
组成点3加热时在哪一点开始出现液相？在哪一点完全熔化? 晶有什么共性及个性。（15分） 七、已知新相形成时除过界面能以外单位体积自由焓变化为 1 x 108J/m3,比表 面能为1 J/m2，应变能可以忽略不计。试计算界面能为体积自由能的 1%寸球形 新相的半径。与临界半径比较，此时的新相能否稳定长大？形成此新相时系统自 由焓变化为多少？ （ 12分） 八、写出下图三元无变量点的平衡过程， 指出无变量点的性质，画出三元无变量 点与对应的副三角形的几何分布关系。（8分） 第8题图 九、根据下面的三元系统相图回答问题（ 22 分） 1. 指出图中化合物S1、S2、S3的性质 2. 用箭头在图中标出界线温度变化方向及界线性质 3. 写出组成点1的平衡冷却过程 是什么? 4. 组成点2冷却时最先析出种晶相？在哪一点结晶结束 ？最终产物 5
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含：高性能舰船技术教育部重点实验室全日制硕士研究生学术学位招生专业： 力学（080100） 01 （全日制）流体力学 02 （全日制）工程力学 结构工程（081402） 01 （全日制）不区分研究方向桥梁与隧道工程（081406） 01 （全日制）不区分研究方向道路与铁道工程（082301） 01 （全日制）不区分研究方向交通运输规划与管理（082303） 01 （全日制）交通规划与管理 02 （全日制）交通工程 物流管理（0823Z2） 01 （全日制）不区分研究方向全日制拟招 生人数： 238 （招收“推 荐免试生” 人数不超过 50%） ① 101思想政治理论 ②201英语一、202俄语、203日 语（选一） ③301数学一 ④825流体力学、866工程力学、 867船舶流体力学（选一） ① 101思想政治理论 ②201英语一、202俄语、203日 语（选一） ③301数学一 ④866工程力学 ① 101思想政治理论 ②201英语一、202俄语、203日 语（选一） ③301数学一 ④866工程力学 ① 101思想政治理论 ②201英语一、202俄语、203日 语（选一） ③301数学一 ④866工程力学 ① 101思想政治理论 ②201英语一、202俄语、203日 语（选一） ③301数学一 ④914交通规划与管理综合、915 交通工程综合（选一） ① 101思想政治理论 ②201英语一、202俄语、203日 语（选一） ③301数学一 ④897物流管理专业综合一
Unit 11 1. Many traditional Chinese believe that high forehead is of great mental power. A. objective B. indicative C. directive D. decisive 2. Our country is in great danger; we must the whole nation to prepare themselves to fight. A. mechanize B. paralyze C. monopolize D. mobilize 3. the bad weather has delayed the flight, so it would be several hours before they could arrive. A. Presumably B. Respectively C. Imaginably D. Plausibly 4. A speech could inspire the audience and achieve the goal the speaker desired. A. productive B. provocative C. instructive D. ingenious 5. he is a very serious and strict scholar, but actually he is not that kind of person at all. A. Virtually B. Seemingly C. Decisively D. Likely 6. It’s difficult to someone politely, but we should try to learn to do so. A. remark B. flatter C. conflict D. contradict 7. A newspaper reader can select what he is interested in and what he thinks is boring or irrelevant. A. scan B. skip C. scrutinize D. dash A. accumulated C. attended D. participated 9. An experienced politician who knew better than to launch a campaign in troubled political waters, she intended to wait for a more occasion before she announced her plans. A. propitious B. provocative C. questionable D. theoretical 10. No matter how the revelations of the coming years may be, they will be hard put to match those of the past decade, which have transformed our view of the emergence of Mayan civilization. A. minor…dramatically B. profound…negligibly C. striking…radically D. bizarre…nominally Unit 12 1. He is innocent of the crime and we will him anyway. A. stand up to B. stand up for C. stand in for D. stand out for 2. A good education is an you can fall back on for the rest of your life. A. indoctrination B. inventory C. obligation D. asset 3. This poem a vision of a future world where human being and animals live in peace and harmony. A. conjures up B. imparts C. nurtures D. disdains 4. Two rakish-but-sweet men in pursuit of her feel . A. repellent B. palatable C. insidious D. ambivalent 5. Building a new socialist countryside has become a thing for China in the new era. A. prophylactic B. paramount C. permanent D. persistent 6. Don’t worry about the stain, it will if you use this brand of washing powder. A. brush off B. flush off C. break up D. lay off 7. He is not trustworthy. His behavior is no for his words.
武汉理工历年复试真题 2003年材料学院复试笔试题目 适用专业：材料学、材料物理与化学、材料加工工程 1、简述材料科学与工程的定义、材料的分类以及材料在国民经济建设中的地位和作用。 2、结合自己所学专业，叙述二个本专业的研究热点问题。 3、简述你所熟悉的几种有关材料的测试技术，并写出其中一种测试技术的原理及解析方法。 4、针对你拟选报的研究方向，做一个三年的研究计划。 5、目前，用于材料的合成与制备有许多新方法，请你列举二种方法并加以较详细说明。 2004年材料学院复试笔试题目 第一题： 计算机基础30分,今年考了很多计算机基础知识,总之要看书，难度相当于计算机基础的难度。 第二题： 1.简述材料科学与工程的定义，材料的分类以及材料在国民经意建设中的地位和作用。（15 分） 2.简述两种现代测试分析方法，并举例说明每种方法可分析的内容。（20分） 3.结合自己所学专业，叙述两个本专业的研究热点问题。（15分） 4.目前，用于材料的合成与制备有许多新方法，请你列举其中一种方法并加以说明。（10 分） 5.根据你拟选报的研究方向，写一份课题研究计划。（10分）
第一题： 听力20分（有选择有填空） 第二题： 计算机基础(20分) (一).填空题 1.一个完整的计算机系统包括( )和( ). 2.微型计算机系统的总线包括( )总线、( )总线和( )总线. 3. ( 内存)中保存的数据,一经切断电源,其中的数据将完全消失. 4.WINDOWS98中进入中文输入法按( )键,改变中文输入法按( )键. 5.Excel中的基本数据文件是( ). 6.Internet是全球最大的计算机网络,它的基础协议是( ). (二).单选题 1.内存中每个基本单位都被赋予一个唯一的序号,称为: A.地址 B.字节 C.编号 D.代码 2.计算机的存储容量以KB为单位时,这里1KB表示: A.1000个字节 B.1024个字节 C.1000个2进制位 D.1024个2进制位 3.把计算机的数据存到磁盘上,这种操作叫做: A.输出 B.读盘 C.写盘 D.输入 4.操作系统是_______的接口: A.软件和硬件 B.计算机和外设 C.用户和计算机 D.高级语言和机器语言 5.下面全是高级语言的一组是: A.汇编语言,C,PASCAL B.汇编语言,C,BASIC C.机器语言,C,BASIC D.BASIC,C,PASCAL 6.Word的默认文档扩展名是___ ___;Excel的默认文档扩展名是_____. A.IDX B.DOC C.TXT D.DBF E.XLS 7.一个IP地址由网络地址和___ __两部分构成. A.广播地址 B.多址地址 C.主机地址 D.子网掩码 8.E-MAIL的地址格式是: A. 用户名@邮件主机域名 B. @用户名邮件主机域名 C. 用户名@域名邮件主机 9.一张干净的软盘带上写保护后: A.只能预防已知病毒 B.可以预防所有病毒 C.不能预防病毒 第三题： 专业基础（60分） (任选四题回答) 1.结合你对材料科学与工程的认识与理解,谈谈报考材料类研究生的理由?(15分) 2.介绍一种现代测试技术方法,并举例说明其可分析的内容?(15分) 3.结合自己所学专业，叙述二个本专业的研究热点问题.(15分) 4.结合可持续发展的角度,谈谈产业与能源,环境之间的关系.(15分) 5.目前,用于材料的合成与制备有许多新方法,请你列举二种方法并加以较详细说明.(15分) 6.结合你拟报的研究方向,提出一个研究课题并列出主要研究内容?(15分)
材料科学基础考研经 典题目
16.简述金属固态扩散的条件。 答：⑴扩散要有驱动力——热力学条件，化学势梯度、温度、应力、电场等。 ⑵扩散原子与基体有固溶性——前提条件；⑶足够高温度——动力学条件；⑷足够长的时间——宏观迁移的动力学条件 17. 何为成分过冷？它对固溶体合金凝固时的生长形貌有何影响？ 答：成分过冷：在合金的凝固过程中，虽然实际温度分布一定，但由于液相中溶质分布发生了变化，改变了液相的凝固点，此时过冷由成分变化与实际温度分布这两个因素共同决定，这种过冷称为成分过冷。成分过冷区的形成在液固界面前沿产生了类似负温度梯度的区域，使液固界面变得不稳定。当成分过冷区较窄时，液固界面的不稳定程度较小，界面上偶然突出部分只能稍微超前生长，使固溶体的生长形态为不规则胞状、伸长胞状或规则胞状；当成分过冷区较宽时，液固界面的不稳定程度较大，界面上偶然突出部分较快超前生长，使固溶体的生长形态为胞状树枝或树枝状。所以成分过冷是造成固溶体合金在非平衡凝固时按胞状或树枝状生长的主要原因。 18.为什么间隙固溶体只能是有限固溶体，而置换固溶体可能是无限固溶体？ 答：这是因为当溶质原子溶入溶剂后，会使溶剂产生点阵畸变，引起点阵畸变能增加，体系能量升高。间隙固溶体中，溶质原子位于点阵的间隙中，产生的点阵畸变大，体系能量升高得多；随着溶质溶入量的增加，体系能量升高到一定程度后，溶剂点阵就会变得不稳定，于是溶质原子便不能再继续溶解，所以间隙固溶体只能是有限固溶体。而置换固溶体中，溶质原子位于溶剂点阵的阵点上，产生的点阵畸变较小；溶质和溶剂原子尺寸差别越小，点阵畸变越小，固溶度就越大；如果溶质与溶剂原子尺寸接近，同时晶体结构相同，电子浓度和电负性都有利的情况下，就有可能形成无限固溶体。 19.在液固相界面前沿液体处于正温度梯度条件下，纯金属凝固时界面形貌如何？同样 条件下，单相固溶体合金凝固的形貌又如何？分析原因
材料科学基础习题 叶荷 11 及材料班2013-1-10 第三章二元合金相图和合金的凝固 一、名词：相图：表示合金系中的合金状态与温度、成分之间关系的图解。匀晶转变：从液相结晶出单相固溶体的结晶过程。 平衡结晶：合金在极缓慢冷却条件下进行结晶的过程。 成分起伏：液相中成分、大小和位置不断变化着的微小体积。 异分结晶：结晶出的晶体与母相化学成分不同的结晶。 枝晶偏析：固溶体树枝状晶体枝干和枝间化学成分不同的现象。共晶转变：在一定温度下，由—定成分的液相同时结晶出两个成分一定的固相的转变过程。 脱溶：由固溶体中析出另一个固相的过程，也称之为二次结晶。 包晶转变：在一定温度下，由一定成分的固相与一定成分的液相作用，形成另一个一定成分的固相的转变过程。 成分过冷：成分过冷：由液相成分变化而引起的过冷度。 二、简答： 1. 固溶体合金结晶特点？答：异分结晶；需要一定的温度范围。
2. 晶内偏析程度与哪些因素有关？ 答：溶质平衡分配系数ko；溶质原子扩散能力；冷却速度。 3. 影响成分过冷的因素？ 答：合金成分；液相内温度梯度；凝固速度。 4. 相图分折有哪几步？答：以稳定化合物为独立组元分割相图并分析；熟悉相区及相；确定三相平衡转变性质。 三、绘图题 绘图表示铸锭宏观组织三晶区。 四、书后习题 1、何谓相图？有何用途？ 答：相图：表示合金系中的合金状态与温度、成分之间关系的图解。 相图的作用：由相图可以知道各种成分的合金在不同温度下存在哪些相、各个相的成分及其相对含量。 2、什么是异分结晶？什么是分配系数？答：异分结晶：结晶出的晶体与母相化学成分不同的结晶。 分配系数：在一定温度下，固液两平衡相中溶质浓度之比值。
16.简述金属固态扩散的条件。 答：⑴扩散要有驱动力——热力学条件，化学势梯度、温度、应力、电场等。 ⑵扩散原子与基体有固溶性——前提条件；⑶足够高温度——动力学条件；⑷足够长的时间——宏观迁移的动力学条件 17. 何为成分过冷？它对固溶体合金凝固时的生长形貌有何影响？ 答：成分过冷：在合金的凝固过程中，虽然实际温度分布一定，但由于液相中溶质分布发生了变化，改变了液相的凝固点，此时过冷由成分变化与实际温度分布这两个因素共同决定，这种过冷称为成分过冷。成分过冷区的形成在液固界面前沿产生了类似负温度梯度的区域，使液固界面变得不稳定。当成分过冷区较窄时，液固界面的不稳定程度较小，界面上偶然突出部分只能稍微超前生长，使固溶体的生长形态为不规则胞状、伸长胞状或规则胞状；当成分过冷区较宽时，液固界面的不稳定程度较大，界面上偶然突出部分较快超前生长，使固溶体的生长形态为胞状树枝或树枝状。所以成分过冷是造成固溶体合金在非平衡凝固时按胞状或树枝状生长的主要原因。 18. 为什么间隙固溶体只能是有限固溶体，而置换固溶体可能是无限固溶体？ 答：这是因为当溶质原子溶入溶剂后，会使溶剂产生点阵畸变，引起点阵畸变能增加，体系能量升高。间隙固溶体中，溶质原子位于点阵的间隙中，产生的点阵畸变大，体系能量升高得多；随着溶质溶入量的增加，体系能量升高到一定程度后，溶剂点阵就会变得不稳定，于是溶质原子便不能再继续溶解，所以间隙固溶体只能是有限固溶体。而置换固溶体中，溶质原子位于溶剂点阵的阵点上，产生的点阵畸变较小；溶质和溶剂原子尺寸差别越小，点阵畸变越小，固溶度就越大；如果溶质与溶剂原子尺寸接近，同时晶体结构相同，电子浓度和电负性都有利的情况下，就有可能形成无限固溶体。 19. 在液固相界面前沿液体处于正温度梯度条件下，纯金属凝固时界面形貌如何？同样条件下，单相 固溶体合金凝固的形貌又如何？分析原因 答：正的温度梯度指的是随着离开液—固界面的距离Z 的增大，液相温度T 随之升高的情况，即0>dZ dT 。在这种条件下，纯金属晶体的生长以接近平面状向前推移，这是由于温度梯度是正的，当界面上偶尔有凸起部分而伸入温度较高的液体中时，它的生长速度就会减慢甚至停止，周围部分的过冷度较凸起部分大，从而赶上来，使凸起部分消失，这种过程使液—固界面保持稳定的平面形状。固溶体合金凝固时会产生成分过冷，在液体处于正的温度梯度下，相界面前沿的成分过冷区呈现月牙形，其大小与很多因素有关。此时，成分过冷区的特性与纯金属在负的温度梯度下的热过冷非常相似。可以按液固相界面前沿过冷区的大小分三种情况讨论：⑴当无成分过冷区或成分过冷区较小时，界面不可能出现较大的凸起，此时平界面是稳定的，合金以平面状生长，形成平面晶。⑵当成分过冷区稍大时，这时界面上凸起的尖部将获得一定的过冷度，从而促进了凸起进一步向液体深处生长，考虑到界面的力学平衡关系，平界面变得不稳定，合金以胞状生长，形成胞状晶或胞状组织。⑶当成分过冷区较大时，平界面变得更加不稳定，界面上的凸起将以较快速度向液体深处生长，形成一次轴，同时在一次轴的侧向形成二次轴，以此类推，因此合金以树枝状生长，最终形成树枝晶。 20. 纯金属晶体中主要的点缺陷类型是什么？试述它们可能产生的途径？ 答：纯金属晶体中，点缺陷的主要类型是空位、间隙原子、空位对及空位与间隙原子对等。产生的途径：⑴依靠热振动使原子脱离正常点阵位置而产生。空位、间隙原子或空位与间隙原子对都可由热激活而形成。这种缺陷受热的控制，它的浓度依赖于温度，随温度升高，其平衡态的浓度亦增高。⑵冷加工时由于位错间有交互作用。在适当条件下，位错交互作用的结果能产生点缺陷，如带割阶的位错运动会放出空位。⑶辐照。高能粒子（中子、α粒子、高速电子）轰击金属晶体时，点阵中的原子由于粒子轰击而离开原来位置，产生空位或间隙原子。 21. 简述一次再结晶与二次再结晶的驱动力，并如何区分冷热加工？动态再结晶与静态再结晶后的组 织结构的主要区别是什么？ 答：一次再结晶的驱动力是基体的弹性畸变能，而二次再结晶的驱动力是来自界面能的降低。再结晶温
材料科学与工程学科2003年研究生入学考试复试试题 1、简述材料科学与工程的定义、材料的分类以及材料在国民经济建设中的地位和作用。 2、结合自己所学专业，叙述二个本专业的研究热点问题。 3、简述你所熟悉的几种有关材料的测试技术，并写出其中一种测试技术的原理及解析方法。 4、针对你拟选报的研究方向，做一个三年的研究计划。 5、目前，用于材料的合成与制备有许多新方法，请你列举二种方法并加以较详细说明。 材料学院复试部分答案 武汉理工大学材料学院复试试题的详细答案 （本答案是收集了大量的资料总结出来的） 1. 材料科学与工程的概念是什么？其四大要素是什么？其3大特点是什么？ 材料科学与工程就是研究有关材料组成, 结构, 制备工艺流程与材料性能用途关系的知识及 应用。 其四个要素为: 组成与结构,合成与生产过程, 性能, 使用效能。 材料科学与工程的特点： 1多学科交叉材料科学与工程与物理学,化学,冶金学,金属学,陶瓷学,计算数学等多学科交叉 和结合的特点. 2具有鲜明的工程性材料科学是面向实际,为经济建设服务的,是一门应用科学. 实验室里的研究成果必须通过工程研究开发以确定合理的工艺流程,最后批量生产出符合要求的工程材 料. 3处于发展中的学科材料科学没有象力学,电学那样完整的学科体系,是一门处于不断发展之 中的学科. 2.结合自己所学的专业，叙述本专业的2个热点问题？ 燃料电池 近二,三十年来,由于一次能源的匮乏和环境保护的突出,要求开发利用新的清洁再生能源. (燃料电池由于具有能量转化率高,对环境污染小等优点受到世界各国的普遍重视) 燃料电池是一种将所提供燃料的化学能直接变换为电能的高效能量转换装置; 是既水力,火 力,核力后的第四类发电技术. 其特点有: 1.由于化学能直接转化为电能,与普通发电方式相比,避免了能量形式的变化不受卡诺循环限 制, 能量转化效率高. 2.环保. 废气如SOx,NOx,CO2等的排放量极低. 此外,由于电池中无运动部件,工作时非常静. 3.电池的本题的负荷反应性能好,可靠性高。 碳纳米管 是一种具有特殊结构的一维量子材料(径向尺寸为纳米级,轴向尺寸为微米级). 它主要由六边形排列的碳原子构成数层到数十层的同轴圆管,层与层之间保持固定的距离. 作为一维纳米材料,重量轻,六边形结构连接完美,具有许多异常的力学,电学性能: 1力学性能其密度只有钢的1/6,结构与高分子材料相似,但抗拉强度极大,弹性模量达1TPa,用其增强的塑料力学性能优良且抗疲劳,抗蠕变,形变小,滑动性能好. 2电学性能利用其结构中空的特点,可作为制造某些纳米尺度金属导线的模具. 有些管径的碳纳米管是性能优于石墨材料的良好导体,另一些管径可能是半导体. 3导热性能其拥有非常大的长径比,因而其沿长度方向的热交换性能很高,垂直方向热交换 性能较低,故其可制成高各向异性热传导材料。 3.目前用于材料合成与制备的新的方法有许多，请举例其中的1种并加以说明？ 等离子体化学气相沉积法(PCVD)
Test of Fundamentals of Materials Science 材料科学基础试题库 郑举功编
东华理工大学材料科学与工程系 一、填空题 0001.烧结过程的主要传质机制有_____、_____、_____ 、_____，当烧结分别进行四种传质时，颈部增长x/r与时间t的关系分别是_____、_____、_____ 、_____。 0002.晶体的对称要素中点对称要素种类有_____、_____、_____ 、_____ ，含有平移操作的对称要素种类有_____ 、_____ 。 0003.晶族、晶系、对称型、结晶学单形、几何单形、布拉菲格子、空间群的数目分别是_____、_____ 、_____ 、_____ 、_____ 、_____ 。 0004.晶体有两种理想形态，分别是_____和_____。 0005.晶体是指内部质点排列的固体。 0006.以NaCl晶胞中（001）面心的一个球（Cl-离子）为例，属于这个球的八面体空隙数为，所以属于这个球的四面体空隙数为。 0007.与非晶体比较晶体具有自限性、、、、和稳定性。 0008.一个立方晶系晶胞中，一晶面在晶轴X、Y、Z上的截距分别为2a、1/2a 、2/3a，其晶面的晶面指数是。 0009.固体表面粗糙度直接影响液固湿润性，当真实接触角θ时，粗糙度越大，表面接触角，就越容易湿润；当θ，则粗糙度，越不利于湿润。 0010.硼酸盐玻璃中，随着Na2O（R2O）含量的增加，桥氧数，热膨胀系数逐渐下降。当Na2O含量达到15%—16%时，桥氧又开始，热膨胀系数重新上升，这种反常现象就是硼反常现象。 0011.晶体结构中的点缺陷类型共分、和三种，CaCl2中Ca2+进入到KCl间隙中而形成点缺陷的反应式为。 0012.固体质点扩散的推动力是________。 0013.本征扩散是指__________，其扩散系数D＝_________,其扩散活化能由________和_________ 组成。0014.析晶过程分两个阶段，先______后______。 0015.晶体产生Frankel缺陷时，晶体体积_________，晶体密度_________；而有Schtty缺陷时，晶体体积_________,晶体密度_________。一般说离子晶体中正、负离子半径相差不大时，_________是主要的；两种离子半径相差大时，_________是主要的。 0016.少量CaCl2在KCl中形成固溶体后，实测密度值随Ca2+离子数/K＋离子数比值增加而减少，由此可判断其缺陷反应式为_________。 0017.Tg是_________,它与玻璃形成过程的冷却速率有关，同组分熔体快冷时Tg比慢冷时_________ ,淬冷玻璃比慢冷玻璃的密度_________,热膨胀系数_________。 0018.同温度下，组成分别为：(1) 0.2Na2O－0.8SiO2 ；(2) 0.1Na2O－0.1CaO－0.8SiO2 ;(3) 0.2CaO－0.8SiO2 的三种熔体，其粘度大小的顺序为_________。 0019.三T图中三个T代表_________, _________,和_________。 0020.粘滞活化能越_________ ,粘度越_________ 。硅酸盐熔体或玻璃的电导主要决定于_________ 。 0021.0.2Na2O-0.8SiO2组成的熔体，若保持Na2O含量不变，用CaO置换部分SiO2后，电导_________。0022.在Na2O－SiO2熔体中加入Al2O3(Na2O/Al2O3<1),熔体粘度_________。 0023.组成Na2O . 1/2Al2O3 . 2SiO2的玻璃中氧多面体平均非桥氧数为_________。 0024.在等大球体的最紧密堆积中，六方最紧密堆积与六方格子相对应，立方最紧密堆积与_______ 相对应。0025.在硅酸盐晶体中，硅氧四面体之间如果相连，只能是_________方式相连。
材料科学基础简答题考研常考题型汇总 1.原子间的结合键共有几种？各自的特点如何？【11年真题】 答：（1）金属键：基本特点是电子的共有化，无饱和性、无方向性，因而每个原子有可能同更多的原子结合，并趋于形成低能量的密堆结构。当金属受力变形而改变原子之间的相互位置时不至于破坏金属键，这就使得金属具有良好的延展性，又由于自由电子的存在，金属一般都具有良好的导电性和导热性能。 （2）离子键：正负离子相互吸引，结合牢固，无方向性、无饱和性。因此，七熔点和硬度均较高。离子晶体中很难产生自由运动的电子，因此他们都是良好的电绝缘体。 （3）共价键：有方向性和饱和性。共价键的结合极为牢固，故共价键晶体具有结构稳定、熔点高、质硬脆等特点。共价结合的材料一般是绝缘体，其导电能力较差。 （4）范德瓦尔斯力：范德瓦尔斯力是借助微弱的、瞬时的电偶极矩的感应作用，将原来稳定的原子结构的原子或分子结合为一体的键合。它没有方向性和饱和性，其结合不如化学键牢固。 （5）氢键：氢键是一种极性分子键，氢键具有方向性和饱和性，其键能介于化学键和范德瓦耳斯力之间。 2.说明间隙固溶体与间隙化合物有什么异同。 答：相同点：二者一般都是由过渡族金属与原子半径较小的C、N、H、O、B等非金属元素所组成。 不同点：（1）晶体结构不同。间隙固溶体属于固溶体相，保持溶剂的晶格类
型；间隙化合物属于金属化合物相，形成不同于其组元的新点阵。 （2）间隙固溶体用α、β、γ表示；间隙化合物用化学分子式MX、M2X 等表示。 间隙固溶体的强度、硬度较低，塑性、韧性好；间隙化合物的强度、熔点较高，塑性、韧性差。 3.为什么只有置换固溶体的两个组元之间才能无限互溶，而间隙固溶体则不能？ 答：因为形成固溶体时，溶质原子的溶入会使溶剂结构产生点阵畸变，从而使体系能量升高。溶质与溶剂原子尺寸相差较大，点阵畸变的程度也越大，则畸变能越高，结构的稳定性越低，溶解度越小。一般来说，间隙固溶体中溶质原子引起的点阵畸变较大，故不能无限互溶，只能有限熔解。 4.试述硅酸盐的结构和特点？ 答：（1）硅酸盐结构的基本单元是[SiO4]四面体。Si原子位于O原子的四面体间隙内，Si、O之间的结合不仅有离子键还有共价键 （2）每一个氧最多被两个[SiO]四面体共有 （3）[Si]四面体可以孤立存在，也可以共顶点互相连接。 （4）Si-O-Si形成一折线。 分类：含有有限硅氧团的硅酸盐、岛状、链状、层状、骨架状硅酸盐。 5.为什么外界温度的急剧变化可以使许多陶瓷件开裂破碎？ 答：由于大多数陶瓷由晶相和玻璃相构成，这两种相的热膨胀系数相差很大，高温很快冷却时，每种相的收缩程度不同，多造成的内应力足以使陶瓷器件开裂或破碎。 6.陶瓷材料中主要结合键是什么？从结合键的角度解释陶瓷材料所具有的特殊
金属学与热处理总结 一、金属的晶体结构 重点内容：面心立方、体心立方金属晶体结构的配位数、致密度、原子半径，八面体、四面体间隙个数；晶向指数、晶面指数的标定；柏氏矢量具的特性、晶界具的特性。 基本内容：密排六方金属晶体结构的配位数、致密度、原子半径，密排面上原子的堆垛顺序、晶胞、晶格、金属键的概念。晶体的特征、晶体中的空间点阵。 晶胞：在晶格中选取一个能够完全反映晶格特征的最小的几何单元，用来分析原子排列的规律性，这个最小的几何单元称为晶胞。 金属键：失去外层价电子的正离子与弥漫其间的自由电子的静电作用而结合起来，这种结合方式称为金属键。 位错：晶体中原子的排列在一定范围内发生有规律错动的一种特殊结构组态。 位错的柏氏矢量具有的一些特性： ①用位错的柏氏矢量可以判断位错的类型；②柏氏矢量的守恒性，即柏氏矢量与回路起点及回路途径无关；③位错的柏氏矢量个部分均相同。 刃型位错的柏氏矢量与位错线垂直；螺型平行；混合型呈任意角度。 晶界具有的一些特性： ①晶界的能量较高，具有自发长大和使界面平直化，以减少晶界总面积的趋势；②原子在晶界上的扩散速度高于晶内，熔点较低；③相变时新相优先在晶界出形核；④晶界处易于发生杂质或溶质原子的富集或偏聚；⑤晶界易于腐蚀和氧化；⑥常温下晶界可以阻止位错的运动，提高材料的强度。 二、纯金属的结晶 重点内容：均匀形核时过冷度与临界晶核半径、临界形核功之间的关系；细化晶粒的方法，铸锭三晶区的形成机制。
基本内容：结晶过程、阻力、动力，过冷度、变质处理的概念。铸锭的缺陷； 结晶的热力学条件和结构条件，非均匀形核的临界晶核半径、临界形核功。 相起伏：液态金属中，时聚时散，起伏不定，不断变化着的近程规则排列的 原子集团。 过冷度：理论结晶温度与实际结晶温度的差称为过冷度。 变质处理：在浇铸前往液态金属中加入形核剂，促使形成大量的非均匀晶核， 以细化晶粒的方法。 过冷度与液态金属结晶的关系：液态金属结晶的过程是形核与晶核的长大过 程。从热力学的角度上看，没有过冷度结晶就没有趋动力。根据 T R k ?∝1可知当过冷度T ?为零时临界晶核半径R k 为无穷大，临界形核功（2 1T G ?∝?）也为无穷大。临界晶核半径R k 与临界形核功为无穷大时，无法形核，所以液态金属不能结晶。晶体的长大也需要过冷度，所以液态金属结晶需要过冷度。 细化晶粒的方法：增加过冷度、变质处理、振动与搅拌。 铸锭三个晶区的形成机理：表面细晶区：当高温液体倒入铸模后，结晶先从 模壁开始，靠近模壁一层的液体产生极大的过冷，加上模壁可以作为非均质形核的基底，因此在此薄层中立即形成大量的晶核，并同时向各个方向生长，形成表面细晶区。柱状晶区：在表面细晶区形成的同时，铸模温度迅速升高，液态金属冷却速度减慢，结晶前沿过冷都很小，不能生成新的晶核。垂直模壁方向散热最快，因而晶体沿相反方向生长成柱状晶。中心等轴晶区：随着柱状晶的生长，中心部位的液体实际温度分布区域平缓，由于溶质原子的重新分配，在固液界面前沿出现成分过冷，成分过冷区的扩大，促使新的晶核形成长大形成等轴晶。由于液体的流动使表面层细晶一部分卷入液体之中或柱状晶的枝晶被冲刷脱落而进入前沿的液体中作为非自发生核的籽晶。 三、二元合金的相结构与结晶 重点内容：杠杆定律、相律及应用。 基本内容：相、匀晶、共晶、包晶相图的结晶过程及不同成分合金在室温下 的显微组织。合金、成分过冷；非平衡结晶及枝晶偏析的基本概念。 相律：f = c – p + 1其中，f 为 自由度数，c 为 组元数，p 为 相数。 伪共晶：在不平衡结晶条件下，成分在共晶点附近的亚共晶或过共晶合金也 可能得到全部共晶组织，这种共晶组织称为伪共晶。 合金：两种或两种以上的金属，或金属与非金属，经熔炼或烧结、或用其它 方法组合而成的具有金属特性的物质。 合金相：在合金中，通过组成元素（组元）原子间的相互作用，形成具有相 同晶体结构与性质，并以明确界面分开的成分均一组成部分称为合金相。
2018年武汉理工大学金融学硕高分考研经验，学习方法指导 当周围的同学3月份已经在积极备战的时候，我依然在忙着学生工作，一直到5月下，才正式投入进来，前期别人投入时，自己只是记单词和散漫的英语阅读，以至于后面的时间自己特别被动。在这里提醒各位，要把自己放低，充分重视考研，前期的时间务必抓紧，让自己来规划时间，以免后期被动，影响心态和学习效率。 专业课： 由于是跨考，我复习的时候是用的武汉理工的周军版本的宏微观，网上说高鸿业版本的也是可以的，我花半个月的时间把书过了一遍，后面一个月就买了一套网上的历年真题资料做，边做边背，到考前的时候整理了一个知识点的笔记，考试的时候发现题目大部分是前几年真题考过的，分数考了120几，基本实现了预期的目标。 在专业课这一块外校的同学都是110到130之间，分数都不会很高，即便你都会做也不太可能很高分数，我去复试的时候认识的本校的学生专业课成绩都是145左右的，在这一方面区分还是很大的。 建议专业课复习的时候重点做真题，把近十年的真题做了并且都背住的话问题就不大了，我考研买真题资料的时候学姐是这么和我说的，考试的时候真的是这个样子。 数学： 本身我数学比较好，所以没有怎么看课本，直接做的数学复习全书，遇到不明白的地方就看课本，然后整理好笔记，在复习数学全书的时候一定要好好的整理数学笔记，把所有的基本的知识点，要背的公式全部整理在笔记本上，并把重点知识标记起来，这在后期的复习中帮助很大。 接着是做660，我觉得这一部分还是很重要的，我花了半个月的时间做完了，这一部分会把知识点分类整理在一起，对知识点的全面理解和综合很有帮助，而且会帮助你更加透彻的认识前期复习的知识点，碰到不会做的也可以直接看答案，尽量去理解，但对于特别难的也不强求。 最后就是做真题，做真题绝对是必不可少的，而且是必须花很大的精力认真的做，一定要把真题上的每一题弄清楚，做真题的时候会发现数三还是很简单的，很多前面复习的知识点不会考，每年必考的知识点都是那些内容，已经是很套路式的，而且基本不会很难，所以前面复习时很难的部分没有必要去好好的复习，只要把真题中必考的知识点弄懂弄透就可以了。 数学复习中个人觉得上面三本书是很有必要去好好的看的，尤其是历年真题需要认真的做，尽量模拟考试时的时间去做真题，至于市面上出的冲刺135或者模拟题个人觉得没有必要去做，尤其是模拟题，我就是因为做了几套模拟题，考试的时候惯性思维把题目想难了，结果导致有一题没有做出来，没能考满分。一般模