材料科学基础(东北大学)第六章
- 格式:ppt
- 大小:2.18 MB
- 文档页数:35
目 录2015年东北大学829材料科学基础考研真题(回忆版)2014年东北大学829材料科学基础考研真题2013年东北大学材料科学基础考研真题(回忆版)2012年东北大学材料科学基础考研真题(回忆版)2009年东北大学材料科学基础考研真题(回忆版)2008年东北大学材料科学基础考研真题(回忆版)2007年东北大学材料科学基础考研真题(回忆版)2006年东北大学材料科学基础考研真题(回忆版)2005年东北大学材料科学基础考研真题(回忆版)2004年东北大学429材料科学基础(A卷)考研真题2003年东北大学材料科学基础考研真题2002年东北大学427材料科学基础考研真题2001年东北大学424材料科学基础考研真题2015年东北大学829材料科学基础考研真题(回忆版)一、名词解释1.裂纹偏转增韧2.硬取向3.晶带定律4.蠕变5.反应扩散二、简述热力学条件和动力学条件在材料结构转变的作用、影响,举两个实际生活中利用热力学条件和动力学条件进行相关制备材料的例子。
三、金属在冷变形核和退火过程中的缺陷如何变化及相关变化的驱动力。
四、分别写出纯金属、铝铜合金、三氧化二铝金属基复合材料可以采用的强化措施。
五、写出块型转变、马氏体转变、脱溶分解的界面微观特征。
六、(1)K0>1时滑出下面三种凝固后固体棒溶质浓度分布图。
(a)固相不能充分扩散,液相可以充分对流。
(b)固相不能充分扩散,液相仅有对流。
(c)固相不能充分扩散,液相对流不充分。
(2)考察一个成分过冷的计算题。
七、分别告诉了A、B组元的扩散常数和扩散激活能(具体数值不记得),由A、B组成扩散偶,问扩散界面会向哪一方移动以及空位会在哪里聚集。
八、三元共晶液相投影图相图的计算(1)说明一标定成分点的娥组织转变工程。
(2)画液相相图过三角形顶点引的一条直线的垂直截面图。
2014年东北大学829材料科学基础考研真题。
材料科学基础试题及答案第⼀章原⼦排列与晶体结构1.fcc结构的密排⽅向是,密排⾯是,密排⾯的堆垛顺序是,致密度为,配位数是,晶胞中原⼦数为,把原⼦视为刚性球时,原⼦的半径r与点阵常数a的关系是;bcc结构的密排⽅向是,密排⾯是,致密度为,配位数是,晶胞中原⼦数为,原⼦的半径r与点阵常数a的关系是;hcp结构的密排⽅向是,密排⾯是,密排⾯的堆垛顺序是,致密度为,配位数是,,晶胞中原⼦数为,原⼦的半径r与点阵常数a 的关系是。
2.Al的点阵常数为,其结构原⼦体积是,每个晶胞中⼋⾯体间隙数为,四⾯体间隙数为。
3.纯铁冷却时在912e 发⽣同素异晶转变是从结构转变为结构,配位数,致密度降低,晶体体积,原⼦半径发⽣。
4.在⾯⼼⽴⽅晶胞中画出晶⾯和晶向,指出﹤110﹥中位于(111)平⾯上的⽅向。
在hcp晶胞的(0001)⾯上标出晶⾯和晶向。
5.求和两晶向所决定的晶⾯。
6 在铅的(100)平⾯上,1mm2有多少原⼦已知铅为fcc⾯⼼⽴⽅结构,其原⼦半径R=×10-6mm。
第⼆章合⾦相结构⼀、填空1)随着溶质浓度的增⼤,单相固溶体合⾦的强度,塑性,导电性,形成间隙固溶体时,固溶体的点阵常数。
2)影响置换固溶体溶解度⼤⼩的主要因素是(1);(2);(3);(4)和环境因素。
3)置换式固溶体的不均匀性主要表现为和。
4)按照溶质原⼦进⼊溶剂点阵的位置区分,固溶体可分为和。
5)⽆序固溶体转变为有序固溶体时,合⾦性能变化的⼀般规律是强度和硬度,塑性,导电性。
6)间隙固溶体是,间隙化合物是。
⼆、问答1、分析氢,氮,碳,硼在-Fe 和-Fe 中形成固溶体的类型,进⼊点阵中的位置和固溶度⼤⼩。
已知元素的原⼦半径如下:氢:,氮:,碳:,硼:,-Fe:,-Fe :。
2、简述形成有序固溶体的必要条件。
第三章纯⾦属的凝固1.填空1. 在液态纯⾦属中进⾏均质形核时,需要起伏和起伏。
2 液态⾦属均质形核时,体系⾃由能的变化包括两部分,其中⾃由能是形核的阻⼒,是形核的动⼒;临界晶核半径r K与过冷度vT关系为,临界形核功vG K等于。
第一章:结晶学基础一、晶体的基本概念晶体:晶体是内部质点在三维空间按周期性重复排列的固体。
晶胞:是指晶体结构中的平行六面体单位,其形状大小与对应的空间格子中的平行六面体一致。
晶体的基本性质:晶体均一性、各向异性、自限性、对称性、最想内能性。
等同点:晶体结构中物质环境和几何环境完全相同的点。
空间格子:联结分布在三维空间内的结点就构成了空间格子。
单位平行六面体:在空间格子中,所选取的平行六面体的对称性符合整个空间点阵的对称性;棱与棱之间的直角应力求最多;在遵循上两个条件的前提下,所选取的平行六面体的体积应最小。
考虑到对称性不能为直角时,选结点间距最小的行列做平行六面体的棱,棱间交角接近直角。
按照上述选择原则选取的平行六面体称为单位平行六面体。
点群(对称型):结晶多面体中全部对称要素的组合,称为该结晶多面体的对称型。
由于在结晶多面体中,全部对称要素相交于一点(晶体几何中心),在进行对称操作时该点不移动,所以对称型也称为点群。
平移群:晶体结构中所有平移轴的结合。
空间群:在一个晶体结构中所存在的一切对称要素的集合。
二、晶体的对称要素对称中心(符号C):假想的几何点,相应的对称变换是对于这个点的倒反。
对称面(符号P):假想的平面,相应的对称变换是对此平面的反映。
对称轴(符号L n):假想的直线,相应的对称变换是绕此直线的旋转。
倒转轴(符号L i n):一种复合对称要素,由一根假想的直线和此直线上的一个定点构成。
相应的对称变换是绕此直线旋转一定角度以及对此定点的倒反。
映转轴(符号L s n):一种复合对称要素,由一根假想的直线和垂直此直线的一个平面构成。
相应的对称变换是绕此直线旋转一定角度以及对此平面的反映。
三、晶体的对称分类七个晶系包括:三斜晶系、单斜晶系、正交(斜方)、三方晶系、四方(正方)晶系、六方晶系和等轴(立方)晶系四、各晶系的几何常数五、结晶符号1、晶面符号(米氏符号也称晶面符号):(hkl)表示2、晶棱符号::[uvw]表示六、晶体的微观对称要素(1)平移轴:是一直线方向,相应的对称变换为沿此直线方向平移一定的距离。
目 录2015年东北大学829材料科学基础考研真题(回忆版)2014年东北大学829材料科学基础考研真题2013年东北大学材料科学基础考研真题(回忆版)2012年东北大学材料科学基础考研真题(回忆版)2009年东北大学材料科学基础考研真题(回忆版)2008年东北大学材料科学基础考研真题(回忆版)2007年东北大学材料科学基础考研真题(回忆版)2006年东北大学材料科学基础考研真题(回忆版)2005年东北大学材料科学基础考研真题(回忆版)2004年东北大学429材料科学基础(A卷)考研真题2003年东北大学材料科学基础考研真题2002年东北大学427材料科学基础考研真题2001年东北大学424材料科学基础考研真题2015年东北大学829材料科学基础考研真题(回忆版)一、名词解释1.裂纹偏转增韧2.硬取向3.晶带定律4.蠕变5.反应扩散二、简述热力学条件和动力学条件在材料结构转变的作用、影响,举两个实际生活中利用热力学条件和动力学条件进行相关制备材料的例子。
三、金属在冷变形核和退火过程中的缺陷如何变化及相关变化的驱动力。
四、分别写出纯金属、铝铜合金、三氧化二铝金属基复合材料可以采用的强化措施。
五、写出块型转变、马氏体转变、脱溶分解的界面微观特征。
六、(1)K0>1时滑出下面三种凝固后固体棒溶质浓度分布图。
(a)固相不能充分扩散,液相可以充分对流。
(b)固相不能充分扩散,液相仅有对流。
(c)固相不能充分扩散,液相对流不充分。
(2)考察一个成分过冷的计算题。
七、分别告诉了A、B组元的扩散常数和扩散激活能(具体数值不记得),由A、B组成扩散偶,问扩散界面会向哪一方移动以及空位会在哪里聚集。
八、三元共晶液相投影图相图的计算(1)说明一标定成分点的娥组织转变工程。
(2)画液相相图过三角形顶点引的一条直线的垂直截面图。
2014年东北大学829材料科学基础考研真题2013年东北大学材料科学基础考研真题(回忆版)2012年东北大学材料科学基础考研真题(回忆版)一、名词解释(25分)1.点群2.二次再结晶3.超塑性4.相5.扩散激活能二、1.写出(111)晶面所有的滑移系,并在晶胞中画出。
第一章晶体结构1、晶体:物质的质点(分子、原子或离子)在三维空间作有规律的周期性重复排列所形成的物质。
2、晶体多面体:这种具有规则外形的单晶体称为晶体多面体。
3、对称:就是几何形状中相同部分有规律的重复出现。
4、对称变换(对称操作):对称形体经一定变换后恢复原状,此种变换称为对称变换。
5、对称元素:任一对称变换总是要凭借一几何点(点、直线、平面)进行,这些几何元素称为对称元素。
6、宏观对称:晶体多面体是有限图形,它所具有的对称称为宏观对称。
7、微观对称:原子之间的排列,所具有的对称。
8、非晶体:固体物质的结构基元仅有短程有序的排列,而没有长程有序的排列的固体物质。
9、单晶体:连续的、均匀的、各向异性的晶体。
10、多晶体:单晶体通过晶界和相界聚合而成的晶体。
11、准晶体:具有5次对称及其它有取向序而无平移序的物质。
12、纳米晶:利用极冷技术可以获得的晶粒尺寸达到微米和纳米的超级晶粒。
13、阵点:是把原子或原子集团按某种规律抽象成一个几何点,这些点称为阵点。
14、空间点阵(晶体点阵):为了便于研究晶体中的原子、分子的排列情况,近似将其抽象为规则排列于空间的无数几何点,这些点的周围环境相同,这些点的空间排列称为空间点阵。
15、同素异形(构)(晶)转变:同一种元素,不同的晶体结构在一定条件下将发生相互转变,称为同素异形转变。
16、晶胞:从晶体中选取一个能够完全反应晶格特征的最小几何单元。
17、晶格:是一个空间点阵用不在同一平面上的三个方向的平行直线束串接起来,构成一空间格架。
18、晶体结构:是指组成晶体的结构基元(分子、原子、离子、原子集团)依靠一定的结合键结合后,在三维空间作有规律的周期性重复排列方式。
(晶体结构=空间点阵+结构基元)19、复合点阵:把实际晶体结构也看成一个点阵,但不是单一的布拉维点阵,而是由几个布拉维点阵穿插而成的点阵。
20、晶粒:组成多晶材料的许多外表类似的多面体颗粒。
21、点群:在晶体多面体中,由反演、反映、旋转、象转和镜转这几类宏观对称操作构成的对称群。
第十一章1、固态相变的分类和特点2、脱溶析出时相变驱动力和形核驱动力的表示方法和差异3、弹性应变能和界面如何影响析出相的形状4、为什么固态相变往往以非均匀形核方式在缺陷处形核5、新想长大由哪些方式控制?举例说明6、说明过冷度对扩散型相变和非扩散型相变的力学影响7、以Al-Cu合金为例说明过饱和固溶体的脱溶析出过程,各阶段析出相对金属硬度有哪些影响?8、无析出区是怎样形成的9、解释Ostwald熟化现象10、连续脱溶与不连续脱溶有何区别11、调幅分解和有序-无序转变有何联系12、扩散在共析相变中的作用13、比较珠光体相变、马氏体相变和贝氏体相变的主要特征14、什么是热弹性马氏体什么是形状记忆效应15、陶瓷材料相变增韧机理是什么16、温度对贝氏体相变形态有何影响17、块状转变和马氏体相变有何异同第九章1、纯金属均匀形核的必要条件是什么2、纯金属均匀形核和非均匀形核的热力学条件和动力学影响因素是什么3、晶体长大体制有哪几种4、固溶体合金均匀形核的必要条件是什么5、固溶体合金非平衡凝固的特点是什么6、描述平衡凝固和非平衡凝固液相完全混合、完全不混合及半混合几种条件下的液相及固相成分分布规律7、液固界面稳定性和固相生长形态取决于什么因素8、什么是成分过冷?他是怎样产生的?其影响因素是什么9、常规铸态组织有哪些部分组成?是如何形成的?性能特点如何10、铸锭组织中有哪些宏观偏析和微观偏析?是如何形成的?11、细化铸态组织有哪些方法12、影响共晶组织片间距的固态因素是什么13、什么是伪共晶和离异共晶14、快速凝固对固态组织有什么影响需要记住的公式:液态纯金属结晶的经典理论;临界晶核半径;临界晶核形核功;平衡凝固系数;非平衡凝固的杠杆定律;液相的浓度场方程;界面前的熔体平衡液相线温度分布附近几页ppt。
东北大学2001年攻读硕士研究生学位研究生试题1.在晶格常数为a的面心立方晶胞中,画出{111}晶面族的全部晶面并标出各自的晶面指数,计算面间距。
(12′)2.晶粒直径为50um,若在晶界萌生位错所需要的应力约为G/30,晶粒中部有位错源,问要多大的外力才能使晶界萌生位错?(13′)3. 含碳量为百分之3.5的铁-碳合金,在室温时由哪两个相组成?各占的重量百分数是多少?并计算室温时珠光体和莱氏体的百分含量。
(12′)4.再结晶后的晶粒大小如何计算?与哪些因素有关?为何多数金属材料再结晶后晶粒尺寸随预定形变量的关系会在百分之10变形量附近出现一个峰值?(13′)5.材料发生蠕变时通常符合的指数定律,对于同一种材料讨论说明式中的n 会不会随试验温度变化?试验测定n值的目的是什么?在例如800摄氏度的试验温度下,金属材料和陶瓷材料的n值由什么不同?(13′)6.什么是电子的分子轨道?为什么有的同类原子会形成分子?有的同类原子不形成分子?是否原子间核外电子越多,形成的分子就轨道越多?是否形成的分子轨道越多,形成的分子的结合键就越强?回答问题并给予简单讨论。
(12分)7.解释名词(1)复合强化(2)晶界偏析(3)应变疲劳(4)扩散激活能(20′)东北大学2002年攻读硕士研究生学位研究生试题1.画出面心立方体的(111)和(100)面,计算面间距和面密度。
证实晶面的间距越大,原子面密度越高。
(15′)2.假定一块钢进行热处理时,加热到850摄氏度后,快冷到室温,铁中空位的形成能是104Kj/mol,R=8332J/K mol.。
试计算,从20摄氏度加热到850摄氏度以后,空位的数目应当增加多少倍?扼要解释快速淬冷到室温后,这些“额外”的空位会出现什么情况?如果缓慢冷却呢?(12′)3.三元相图中含有液相的四相区有哪几种形状?请分别画出并标出四个相的位置和进入与离开四相区的液相成分随温度变化的投影线,写出对应的各四相反应的表达式。
材料科学基础习题参考答案 第一章材料结构的基本知识8.计算下列晶体的离于键与共价键的相对比例。
(1) NaF (2) CaO (3) ZnS解:(1)查表得:X Na =0.93,X F =3.98--(0.93-3.98)2根据鲍林公式可得NaF 中离子键比例为:[1-e 4 ]x 100% = 90.2%共价键比例为:1-90.2%=9.8%--(1.00-3.44 )2(2) 同理,CaO 中离子键比例为:[1-e 4 ]x 100% = 77.4%共价键比例为:1-77.4%=22.6%(3) ZnS 中离子键比例为:Z“S 中离子键含量=[1 -£-1/4'2-58-165)2]x 100% = 19.44% 共价键比例为:1-19.44%=80.56%10说明结构转变的热力学条件与动力学条件的意义.说明稳态结构与亚稳态结构之间的关 系。
答:结构转变的热力学条件决定转变是否可行,是结构转变的推动力,是转变的必要条件; 动力学条件决定转变速度的大小,反映转变过程中阻力的大小。
稳态结构与亚稳态结构之间的关系:两种状态都是物质存在的状态,材料得到的结构是 稳态或亚稳态,取决于转变过程的推动力和阻力(即热力学条件和动力学条件),阻力小时得 到稳态结构,阻力很大时则得到亚稳态结构。
稳态结构能量最低,热力学上最稳定;亚稳态 结构能量高,热力学上不稳定,但向稳定结构转变速度慢,能保持相对稳定甚至长期存在。
但在一定条件下,亚稳态结构向稳态结构转变。
1.第二章九材料中的騒須勾)与[2廊1)与[112], (110)与[111], (132)与[123], (322)与[236]指数。
题: 系的 (21 在立方晶系的一个晶胞虫画出(111丄和丄112、日面.才晶系的画出同M1)、■'朋两晶面交钱亠 1]晶向。
112) d2. 有一正交点阵的a=b, c=a/2o 某晶面在三个晶轴上的截距分别为6个、2个和4个原子 间距,求该晶面的密勒指数。