材料科学基础考试题及答案

成都学院（成都大学）考试试卷

课程名称：材料科学基础 A卷/B卷（开卷/闭卷） 2013-2014学年 第1学期

题号 一 二 三 四 五 六 七 八 九 十 合计 统分人

签 名

得分

说明：

1. 本卷基准字体字号为宋体、小四。标题格式为黑体、小一、加粗；课程名称、学年学期格式为宋体、小四；题号与得分表格格式为宋体、小四、加粗；统分人签名栏格式为宋体、小四、加粗；得分与阅卷人签名栏格式为宋体、五号；大题标题格式为黑体、小四；小题题目格式为宋体、小四；页码格式为宋体、五号。

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一、 名词解释（简短解释，每题4分，共16分）

空间点阵

组成晶体的粒子（原子、离子或分子）在三维空间中形成有规律的某种对称排列，如果我们用点来代表组成晶体的粒子，这些点的空间排列就称为空间点阵。

线缺陷

线缺陷是指晶体内部结构中沿着某条线（行列）方向上的周围局部范围内所产生的晶格缺陷。

形核率

单位时间内单位体积形成新相或转变产物的核心数。

平衡凝固

在一定压力条件下，凝固体系的温度，成分完全由相应合金的平衡相图所规定，这种理想状态下的凝固过程叫做平衡凝固。

二、 选择题（只有一个正确答案，每题2分，共30分）

1、润湿的过程是体系吉布斯自由能( B )的过程。

A.升高 B.降低 C.不变 D.变化无规律

2.在晶体结构中，种类、性质及其周围环境完全相同的质点位置称为：（ C ）

A.格点 B.点缺陷 C.等同点 D.阵点

3.四方晶系的晶体常数特征为：（ B ）

A.a ≠ b ≠ c，α=β=γ= 90°

B.a = b ≠ c，α=β=γ=90°

C.a = b = c，α=β=γ=90°

D.a ≠ b ≠ c，α≠β≠γ≠ 90

4.滑移面按平移方向和平移距离可分为（ C ）种。

A.3 B.4 C.5 D.6

5.金刚石晶体不具有（ C ）特性。

A.高硬 B.低密度 C.低键强 D.高热导

6.温度越高，热缺陷生成能（ C ） 。

A.越高 B.不变 C.越低 D.先变高后不变

7.固溶体按溶质质点在溶剂晶格中的位置来划分，可以分为（ B ）类。

A.1 B.2 C.3 D.4

8.在稳态扩散中，任一点的（ D ）不随时间变化。

A.温度 B.浓度梯度 C.密度 D.浓度

9.小角度晶界模型中的扭转晶界是由（ B ）组成的。

A.刃型位错 B.螺旋位错

C.混合位错 D.位错中心重叠

10.马氏体转变是（ D ）。

A.扩散型相变 B.二级相变

C.液-固相变 D.无扩散型相变

11.晶体的表面能与所显露的那个晶面有关，密排的晶面表面能（ A ）。

A、最低 B、最高 C、适中 D.不确定

12.通常情况下，间隙扩散的激活能要比空位扩散的激活能（ C ）。

A.一样 B.相等 C.小 D.大

13.在间隙固溶体中，溶质原子的扩散方式一般为（ A ）。

A.间隙机制 B.原子互换机制 C.空位机制 D.置换机制

14.一般情况下，固体的表面能随温度的升高会（ B ）。

A.增大 B.减小 C.不变 D.先增大再减小

15.晶体的本质特征是：（ A ）

A.内部质点在三维空间周期排列 B.具有规则的几何外形

C.具有对称性 D.具有各向异性 得 分

阅卷人

学院____________________专业____________________班级_____________________学号_____________________姓名____________________ -------------------------密-------------------------封-------------------------线------------------------- 答题不得超过此线 三、填空题（每空1分，共10分）

1.晶体有两种理想形态，分别是单形和聚形。

2.晶体缺陷包括点缺陷，线缺陷和面缺陷。

3.固态相变的驱动力是__体积只有能差_______。

4.再结晶长大的驱动力畸变能差。

5.形核的方式有均匀形核和非均匀形核。

6.晶体长大的条件是过冷。

四．判断题（每小题1分，共10分）

1．扩散的推动力是浓度梯度，所有扩散系统中，物质都是由高浓度处向低浓度处扩散。（ 不对 ）

2．晶粒正常长大是小晶粒吞食大晶粒，反常长大是大晶粒吞食小晶粒。（不对 ）

3．固溶体是在固态条件下，一种物质以原子尺寸溶解在另一种物质中形成的单相均匀的固体。（对 ）

4．纯物质在一定压力下的熔点是定值。（对 ）

5．纯物质在一定温度下，固、液、气可以三相平衡共存。（不对 ）

6．烧结过程中，如果晶界移动速率等于气孔扩散速率，可达到烧结体致密化。（ 不对 ）

7.扩散的推动力是浓度梯度.（ 不对 ）

8.成核--生成相变亚稳区Ｇ"< 0，斯宾那多分解的不稳区Ｇ">0.（ 不对 ）

9. 浓度差会引起扩散，扩散总是从高浓度处向低浓度处进行 。（不对 ）

10. 多晶转变点一定不会是析晶终点，过渡点一定不会是析晶终点。（ 对 ）

五．问答题及（共34分）

1.试比较刃型位错和螺型位错的异同点。（8分）

解：刃型位错和螺型位错的异同点见下表所示。

刃型位错 螺型位错

与柏格斯矢量的位置关系 柏格斯矢量与刃性位错线垂直 柏格斯矢量与螺型位错线平行

位错分类 刃性位错有正负之分 螺形位错分为左旋和右旋

位错是否引起晶体畸变和形成应力场 引起晶体畸变和形成应力场，且离位错线越远，晶格畸变越小 引起晶体畸变和形成应力场，且离位错线越远，晶格畸变越小

位错类型 只有几个原子间距的线缺陷 只有几个原子间距的线缺陷

2.体心立方、面心立方、密排六方晶胞中的原子数、配位数、致密度。（8分）

解答： 体心：原子数 2，配位数 8，致密度68%；

面心：原子数 4，配位数 6，致密度74%；

六方：原子数 6，配位数 6，致密度74%。

3．具有不一致熔融二元化合物的二元相图如下图，在低共熔点E发生如下析晶过程：LA+C，已知E点的B含量为20%，化合物C的B含量为64%。今有C1，C2两种配料，已知C1中B含量是C2中B含量的1.5倍，且在高温熔融冷却析晶时，从该二配料中析出的初相（即达到低共熔温度前析出的第一种晶体）含量相等。请计算C1，C2的组成。（8分）

解：设C2中B含量为x, 则C1中B含量为1.5x，由题意得：

所以C1组成B含量为26％，C2组成B含量为17.3％。

4.为什么在成核一生成机理相变中，要有一点过冷或过热才能发生相变 ? 什么情况下需过冷，什么情况下需过热。（10分）

证明：

Tm:相变平衡温度；ΔＨ相变热

温度Ｔ时，系统处于不平衡状态，则ΔＧ＝ΔＨ－ＴΔＳ≠ ０

对方热过程如结晶，凝聚ΔＨ<０则ΔT>0 ,Tm>0，必须过冷

对吸热过程如蒸发，熔融ΔＨ>０则ΔT<0,Tm>0，必须过热

（本组成员：周慧东（201110112121），刘星均（201110112131）

班级：材料一班）

b

L+A L+ AmBn

A+ AmBn AmBn

+B A AmBn B

L+B T

a

E

P

D C2 C1

y x

x17.31.5x26解得B%

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