西南交通大学886高分子化学与物理2009年考研真题

试卷六2009年攻读硕士学位研究生入学考试试题考试科目：材料科学基础适用专业：材料科学与工程一、概念题1．珠光体相变2．中间相3．固溶强化4．配位数5．扩展位错6．共晶转变7．上坡扩散8．铝合金的时效9．再结晶10．一级相变二、给出下列各公式，说明公式中各物理量的含义及单位：1．Hall-Petch(霍尔-佩奇)公式2．晶界偏聚公式3．菲克第二定律(一维)三、简述题1．画出下列各种组织：(1) 共析钢的平衡组织 (2) 灰口铸铁(只抛光，未腐蚀)(3) T12钢的平衡组织 (4) 45钢的平衡组织(5) T12钢的淬火组织 (6) 45钢调质处理的组织2．根据位错运动和晶体滑移的相互关系，分析纯螺型位错和纯刃型位错的柏氏矢量与位错线方向、位错线运动方向、晶体滑移方向的关系。

3．画出立方晶系的[100]、[101]晶向和(111)、晶面及六方晶系的晶向、(0001)晶面。

4．推导从液相中均匀形核形成奥氏体的临界形核功的表达式。

(假定奥氏体晶核为球体，球的表面积=4πr2，球的体积=，r为球的半径) 5．简述形变金属在加热时的回复和再结晶过程及其组织与性能的变化。

6．判断下列位错反应能否进行，并说明理由：(1)(2)7．简述马氏体相变的基本特征。

四、综合分析题1．举例说明材料的基本强化形式有哪几种，并详细说明其中一种的强化机制。

2．根据Fe-Fe3C相图，回答下列问题：(1) 画出50钢从高温液态到室温的平衡冷却曲线(不考虑铁素体的溶解度变化)。

(2) 示意画出组织转变过程图。

(3) 说明50钢在室温下的平衡组织，并给出每一种组织的含碳量。

(4) 计算50钢室温下各组织的相对重量。

3．根据共析碳钢的过冷奥氏体转变C曲线(TTT曲线)(如图6-1所示)，请写出经过图中所示6种不同工艺处理后材料的组织名称。

标准答案一、1．珠光体相变：Fe-C合金奥氏体在冷却过程中，在共析转变温度以下同时转变为铁素体和渗碳体的共析组织的相变。

西南交通大学2009年硕士研究生招生入学考试试题一、简答题（每题3分，共30分）1、珠光体转变Fe-C 合金奥氏体在冷却过程中，在共析转变温度以下同时转变为铁素体和渗碳体的共析组织的相变。

2、中间相两个纯组元形成与其结构不同的化合物，其组成介于两个纯组元之间的相。

3、固溶强化固溶体中溶质原子的存在导致溶剂的晶格产生畸变，从而阻碍位错运动，提高其强度。

4、配位数晶格中任一晶格结点原子周围最近邻的原子数目。

5、扩展位错一个全位错分解为两个不全位错和它们之间的层错，这一位错组态称为扩展位错。

6、共晶转变二元合金中一个液相在恒定温度下同时转变为两个不同固相的转变。

7、上坡扩散原子从低浓度向高浓度处的扩散，扩散的驱动力是化学位梯度。

8、铝合金的时效铝合金在经过高温固溶处理后，迅速冷却形成过饱和固溶体，并在随后的加热保温过程中析出亚稳相的过程。

9、再结晶经过塑性变形的金属，在重新加热过程中，当温度高于再结晶温度后，形成低缺陷密度的新晶粒，使其强度等性能恢复到变形前的水平，但其相结构不变的过程。

10、一级相变相变前后新旧两相的自由焓相等，但其一阶偏导数不等的相变。

二、给出下列公式，说明公式中各物理量的含义及单位（每题5分，共15分）（1）Hall-Petch（霍尔-佩奇）公式（2）晶界偏聚公式（3）菲克第二定律（一维）解：（1）Hall-Petch（霍尔-佩奇）公式表示屈服强度与晶粒尺寸之间的关系。

210s d K σσ−⋅+=式中，σ0（MPa）、K（MPa 21m⋅）为常数；d 为晶粒直径（m）；σs 为屈服强度（MPa)。

（2）晶界偏聚公式⎟⎠⎞⎜⎝⎛=⎟⎠⎞⎜⎝⎛⋅=RT Q -exp C kT ΔE -exp C C 00gb 式中，C gb 、C 0分别为晶界浓度和晶粒中心浓度，两者同单位即可，可以使用质量百分比浓度或体积浓度；ΔE 为交互作用能（eV）；Q 为mole 交互作用能（J），由于偏聚引起晶界能的变化；R 为气体常数（J/K）；k 为玻尔兹曼常数（eV/K）；T 为绝对温度（K）。

一．名词解释（20分）构型，交联密度，自由旋转链，结晶度，多分散系数，淋出体积，韦森堡效应，熔融指数，应力松弛，内聚能二．填空题（20分）1. 聚合物几种平均分子量之间的大小关系是。

2. PP结晶中分子链处于构象。

3. 通常Tg在室温以上的聚合物作为使用，而Tg在室温以下的作为作用。

4. 高聚物非牛顿流体中，粘度随剪切速率的增加而减少的流体是；而在恒定剪切速率下粘度随时间增加而降低的流体为。

5.高分子液晶根据分子排列方式和有序程度不同，分为、、。

6. 是高聚物结晶的一种最常见的特征形式，是热力学上最稳定的一种高聚物聚集态结构。

7. 高聚物在条件下，超额化学位Δμ1H=0，其高分子链段间以及链段与溶剂分子间的相互作用，溶液呈现，此时χ1等于，A2等于8. 松弛时间τ的物理意义是。

τ值越小，表明材料的弹性越。

9. 聚合物样品在拉伸过程中出现细颈是的标志，细颈的发展在微观是链段或晶片的的过程三．判断题（10分）a)高聚物的结晶温度越高，熔限越大b)柔性好和强的分子间作用力都能提高聚合物的结晶能力c)交联聚合物的交联度越大，其溶胀度越大d)橡胶的弹性模量随温度的升高而增大e)结晶性高聚物与结晶高聚物是相同的概念f)玻璃态高聚物的强迫高弹性与橡胶的高弹形变本质是一样的g)当聚合物的断裂强度高于屈服强度时，则会发生脆性断裂h)聚合物的粘流活化能越大，则其熔体粘度越高i)非晶聚合物具有一个确定的玻璃化温度，而结晶聚合物则没有玻璃化温度j)高分子的流动伴随高弹形变，这部分是可以回复的四、单项选择（10分）1.对含有成核剂的PP等温结晶过程的研究表明，其Avrami指数是3，则生成的是（）a）球晶b)片晶c)针状晶体2.在高聚物结晶过程中拉伸，则会导致（）a）熔点升高b)熔点下降c)熔点不变3.下列三种聚合物中，玻璃化温度最低的是（）a）聚乙烯b)聚甲醛c)聚二甲基硅氧烷4.用WLF方程计算聚合物的粘度时，其适用温度范围是（）这个试卷选项不是很清楚，不过答案，书上有5.聚合物的粘流活化能越大，则其熔体粘度（）a）越大b)对温度越敏感c)对剪切速率越敏感6.聚合物的熔融指数随着相对分子质量的增大而（）（a）增大（b）减小（c）不变7．晶态高聚物发生强迫高弹形变的温度范围是：（a）Tg-Tf之间（b）Tb-Tg 之间（c）Tg-Tm之间（d）Tb-Tm之间8. 通常地，在高温下，下列聚合物溶解最困难的是：（a）非晶态非极性聚合物（b）非晶态极性聚合物（c）晶态非极性聚合物（d）晶态极性聚合物9. 可以用来解释聚合物的零切粘度与相对分子质量之间相互关系的理论是：（a）分子链取向（b）分子链缠结（c）链段协同运动10. 下列因素中，引起聚合物爬杆效应的是：（a）弹性行为（b）粘性行为（c）温度效应五、多项选择题（10分，多选少选均不得分）1．下列结构因素中，属于高分子聚集态结构范畴的有：（a）组态结构（b）分子的形态（c）取向态结构（d）异构体（e）液晶态结构2. 下面有关聚合物熔体流变性能的叙述，正确的有：（a）大多数聚合物熔体在通常的剪切速率范围内表现为假塑性非牛顿流体（b）在极低的剪切速率范围内，变现为牛顿流体（c）在通常的剪切速率范围内，表现为牛顿流体（d）粘度随温度升高而下降（e）在无穷大剪切速率下，在恒定温度下的粘度为常数3. 下列因素与高分子在溶液中的特性粘数有关的是：（a）溶液浓度（b）高分子相对分子质量（c）溶剂（d）温度4. 下列因素中，使聚合物的拉伸强度提高的有：（a）在主链中引入芳杂环（b）加入增塑剂（c）提高支化度（d）提高交联度（e）增加分子极性5. 扩大橡胶的使用温度范围，可以采取的方法有：（a）提高玻璃化温度（b）降低玻璃化温度（c）提高耐高温性能（d）提高交联密度（e）提高耐溶剂性能六．画图题（20分）1．分别画出下列两种情况下聚合物的温度-形变曲线，并标明Tg，Tm和Tf 的大概位置。