贵州大学材料科学基础模拟试题三
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绪论单元测试1.《考工记》中关于铜合金的文字记录,说明的是合金的性能与()有关。
A:合金的化学成分B:合金的制造工艺C:合金的重量答案:A2.下列哪些因素不会影响合金的微观组织和结构?()A:合金的测试技术B:合金的热处理工艺C:合金的化学成分D:合金的加工工艺答案:A3.按照使用性能分类,下列材料分类正确的是()A:结构材料、功能材料B:金属材料、陶瓷材料、功能材料C:结构材料、金属材料、能源材料答案:A4.下列哪种材料研究方法不能表征微观结构()A:差热分析B:X射线衍射分析C:扫描电子显微镜答案:A第一章测试1.材料的结合键决定其弹性模量的高低,氧化物陶瓷材料以离子键为主,结合键( )故其弹性模量( ) 。
()A:弱;高B:弱;低C:强;高答案:C2.具有明显的方向性和饱和性的是:()A:化学键B:离子键C:共价键D:金属键答案:C3.以下各种结合键中,结合键能较低的是()。
A:化学键B:离子键、共价键C:金属键D:分子键答案:D4.以下各种结合键中,结合键能比较大的是()。
A:金属键B:离子键、共价键C:分子键D:化学键答案:B5.以下关于结合键的性质与材料性能的关系中,( )是不正确的。
A:具有离子键和共价键的材料,塑性较差。
B:结合键能是影响弹性模量的主要因素,结合键能越大,材料的弹性模量越大。
C:具有同类型结合键的材料,结合键能越高,熔点也越高。
D:随着温度升高,金属中的正离子和原子本身振动的幅度加大,导电率和导热率都会增加。
答案:D第二章测试1.面心立方晶体结构的原子最密排晶向族为()。
A:<110>B:<111>C:[110]D:[111]答案:A2.金属的典型晶体结构有面心立方、体心立方和密排六方三种,它们的晶胞中原子数分别为()。
A:2;4;6B:4;2;6C:6;2;4D:4;4;6答案:B3.室温下,纯铝的晶体结构为()晶格。
A:面心立方B:简单立方C:体心立立D:密排六方答案:A4.14种布拉菲点阵 ( ) 。
材料科学:材料科学与工程考考试题模拟考试练习 考试时间:120分钟 考试总分:100分遵守考场纪律,维护知识尊严,杜绝违纪行为,确保考试结果公正。
1、填空题 橡胶的制备过程包括( )、( )、( )等。
本题答案: 2、问答题 晶胞与空间格子是何种关系? 本题答案: 3、判断题 MMC 具有比聚合物基复合材料更高的比强度和比模量。
本题答案: 4、名词解释 界面能 本题答案: 5、填空题 材料的化学性质主要表现为( )和( )。
本题答案: 6、单项选择题 下列成型加工方法中属于一次成型的是( )A.中空吹塑成型 B.挤出成型 C.压延成型 D.热成型 本题答案:姓名:________________ 班级:________________ 学号:________________--------------------密----------------------------------封 ----------------------------------------------线----------------------7、单项选择题聚合物的成型收缩率随着分子量的增加而()A.减小B.增大C.先增后减D.不变本题答案:8、单项选择题金属基复合材料的使用温度范围为()A、低于300℃。
B、在350-1100℃之间。
C、低于800℃。
D、高于1000℃。
本题答案:9、问答题用0.2molYF3加入CaF2中形成固溶体,实验测得固溶体的晶胞参数a=0.55nm,测得固溶体密度=3.64g/cm3,试计算说明固溶体的类型?(元素的相对原子质量:Y=88.90;Ca=40.08;F=19.00)本题答案:10、判断题常用材料在使用时,一般不允许塑性变形。
本题答案:11、判断题超导材料的唯一特性是零电阻现象。
本题答案:12、名词解释弗兰克尔空位本题答案:13、问答题什么是功能陶瓷,功能陶瓷的分类主要有哪些?本题答案:14、填空题烧结过程的主要传质机制有()、()、()、(),当烧结分别进行l17、单项选择题在低拉伸应变速率下,双轴拉伸的黏度是单轴拉伸黏度的几倍?()A.3倍B.4倍C.2倍D.1倍本题答案:18、问答题(a)烧结MgO时加入少量FeO,在氢气氛和氧分压低时都不能促进烧结,只有在氧分压高的气氛下才促进烧结;(b)烧结Al2O3时,氢气易促进致密化而氮气妨碍致密化。
材料科学:材料科学与工程考试卷及答案模拟考试练习 考试时间:120分钟 考试总分:100分遵守考场纪律,维护知识尊严,杜绝违纪行为,确保考试结果公正。
1、判断题 液态金属浇入铸型后,从浇注温度冷却到室温都经历液态收缩,固2/8态收缩、凝固收缩三个互相关联的收缩阶段。
本题答案: 2、判断题 将纳米材料作为反应前驱物具有活性高、反应活化能低、所得产品性能独特的优势。
本题答案: 3、判断题 不饱和胶采用有机过氧化物为硫化剂。
本题答案: 4、判断题 导体、半导体、绝缘体的导电性能不同,是因为它们的能带结构不同。
本题答案: 5、判断题 加热用的红外灯用的是800~1000nm 。
本题答案: 6、单项选择题 高聚物相对分子质量的分散程度通常用( )来表示.A.分子量分布姓名:________________ 班级:________________ 学号:________________ --------------------密----------------------------------封 ----------------------------------------------线----------------------B.T与RC.t与XD.P与T本题答案:7、填空题不良品的判定依据有蓝图、()、()、客户特定要求。
本题答案:8、判断题陶瓷复合材料中,连续纤维的增韧效果远远高于颗粒增韧的效果。
本题答案:9、问答题什么是生物材料?本题答案:10、单项选择题挤出设备的核心是()A.机头B.口模C.螺杆D.挤出机本题答案:11、多项选择题下面是工程塑料是()。
A.聚乙烯B.PVCC.ABSD.聚苯硫醚本题答案:12、问答题吹塑工艺过程的影响因素?本题答案:13、问答题简述影响熔体粘度的因素?本题答案:14、填空题常见的磨床主要有()、内圆磨床、平面磨床。
在磨削加工过程中,主运动为()。
《材料科学基础》03级试题B一、选择题:(共15分,每小题1分)(正确的记“T”, 错误的记“F”)1. 匀晶合金在不平衡凝固时成分会发生偏析.。
()2. 刃型位错有正负之分,他们之间有本质区别。
()3. 珠光体是铁素体和渗碳体的片层状混合物。
()4. 因为晶体的排列是长程有序的,所以其物理性质是各向同性。
()5. 陶瓷材料的金属元素和非金属元素主要通过共价键连接。
()6 陶瓷的理论强度与实际断裂强度相差1-3个数量级。
()7. 单相组织一般具有良好的延展性,而共晶合金则具有良好的铸造性能。
()8. 扩散是固体中质量传输的唯一途径。
()9. 在实际系统中,纯金属的凝固是非均匀形核。
()10. 在空位机制中,原子的扩散可以看作是空位的移动。
()11. 晶体长大微观界面为粗糙时,宏观表现为光滑界面。
()12. 热膨胀的本质是原子半径的胀大。
()13. 二元合金中不可能有四相共存。
( )14. 根据菲克定律,扩散驱动力是浓度梯度,因此扩散总是向浓度低的方向进行()15.复合材料通常由基体、增强体以及它们之间形成的界面组成。
( )二、选择题:(共30分,每小题2分,任选15题)1.属于<100>晶向族的晶向是()(A)[010] (B)[010] (C)[001] (D)[110]2.体心立方结构每个晶胞有()个原子。
(A)3 (B)2 (C)6 (D)13.不属于正常价化合物的有()(A)NaCl (B)CuZn3 (C)BaO (D)Fe3C4.下列说法正确的是()(A)过冷是凝固的动力学条件。
(B)固相与液相的G-T曲线:液相总是更陡。
(C)ΔG非*=1/3(6a2)σ a表示晶胚棱长σ表示单位界面自由能(D)刃型位错可看成是插入一个半原子面,所以称为面缺陷。
5.下列说法错误的是()(A)Fick第一律是假定dc/dt=0,即各截面上浓度不随时间变化。
(B)气体A在B中扩散,则Fick第二定律解为(Cs- Cx)/(Cx - Co)=erf(x/2√dt)(C)空位扩散激活能小于间隙扩散激活能。
材料科学基础考试试题(正文内容开始)第一部分:选择题1.下列哪种材料具有最高的热导率?a) 金属b) 聚合物c) 陶瓷d) 电解质2.以下哪些物理性质不属于金属材料的特点?a) 良好的导电性b) 高的熔点c) 可塑性d) 非晶态结构3.聚合物材料的优点包括哪些?a) 重量轻b) 高强度c) 耐腐蚀性d) 良好的电绝缘性4.在材料的固体溶质团簇中,溶质原子的半径大于或接近于溶剂原子的半径时属于哪种固溶体?a) 固溶体b) 不完全固溶体c) 具有间隙的固溶体d) 多元互溶体5.下列哪种材料具有最高的硬度?a) 钢b) 铝c) 橡胶d) 钻石第二部分:填空题1. 镍属于哪一类元素?__________2. 下列哪种热处理方法广泛用于提高钢的硬度和强度?__________3. 金属的塑性通过__________来衡量。
4. 聚合物材料的结构单元是由__________和__________构成的。
5. 下列哪种金属常用于制备高温合金?__________第三部分:简答题1. 简述淬火的过程,并解释其对材料性能的影响。
2. 解释金属腐蚀的原因,并提出几种常用的防腐蚀方法。
3. 什么是晶体缺陷?简要描述一些常见的晶体缺陷类型。
4. 解释材料的拉伸性能,并提及一些常用的材料测试方法。
5. 介绍聚合物材料的分类和应用领域。
第四部分:综合题1. 请列举出金属、聚合物和陶瓷材料各自的优缺点,并简要说明它们在实际应用中的常见用途。
(正文部分结束)根据题目要求,本文按题型分成了选择题、填空题、简答题和综合题四个部分进行论述。
每个部分的题目和问题都清晰地呈现出来,并按照文本排版的要求整洁美观地展示出来。
同时,每个部分都有相应的正文回答,语句通顺、流畅,不影响阅读体验。
文章在不使用“小节一”、“小标题”等词语的前提下,合理地划分了不同的题型部分,并根据每个部分的特点采用了相应的格式进行回答。
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材科基前三章节期末复习题材科基前三章节期末复习题材科基(材料科学基础)是一门涉及材料科学与工程的基础课程,它为我们提供了理解和应用材料的基本原理和方法。
期末复习是巩固知识、提高理解和应用能力的重要环节。
本文将针对材科基前三章节的期末复习题进行讨论和解答,帮助读者更好地理解和掌握这些知识。
第一章:材料科学基础概述1. 什么是材料科学?它的研究对象和目标是什么?材料科学是研究材料的结构、性能、制备、加工和应用的学科。
它的研究对象是各种材料,包括金属、陶瓷、高分子材料和复合材料等。
其目标是通过对材料的研究和应用,提高材料的性能和功能。
2. 材料的分类有哪些?请简要介绍一下各类材料的特点。
材料可以分为金属材料、陶瓷材料、高分子材料和复合材料等。
金属材料具有良好的导电性和导热性,常用于制造结构件和导电元件。
陶瓷材料具有优异的耐高温性和耐腐蚀性,常用于制造耐火材料和电子陶瓷。
高分子材料具有良好的绝缘性和可塑性,常用于制造塑料制品和纤维材料。
复合材料由两种或多种材料组合而成,具有优异的综合性能,常用于制造航空航天和汽车等高性能产品。
第二章:晶体结构与缺陷1. 什么是晶体?晶体的结构特点是什么?晶体是由原子、离子或分子按照一定的规则排列而成的固体。
晶体的结构特点包括有序性、周期性和三维性。
2. 什么是晶格?晶格常见的结构类型有哪些?晶格是晶体中原子、离子或分子排列的空间规则。
常见的晶格结构类型有立方晶系、六方晶系、四方晶系、单斜晶系、正交晶系和三斜晶系等。
3. 什么是晶体缺陷?晶体缺陷对材料性能有什么影响?晶体缺陷是指晶体中原子、离子或分子排列的缺陷或不完整性。
晶体缺陷可以分为点缺陷、线缺陷和面缺陷等。
晶体缺陷对材料的性能有重要影响,例如点缺陷可以影响材料的导电性和热导性,线缺陷可以影响材料的强度和塑性,面缺陷可以影响材料的晶体生长和界面反应。
第三章:金属材料的结构与性能1. 金属的晶体结构有哪些类型?请简要介绍一下各类晶体结构的特点。
材料科学基础试卷一、选择题1. 在以下选项中,哪个是材料科学研究的基本目标?A. 提高材料的性能和寿命B. 制定新的材料标准C. 推动材料的商业化应用D. 减少材料的生产成本2. 下列哪个属于材料科学的主要研究内容?A. 材料的机械性能B. 材料的表面处理技术C. 材料的市场价值评估D. 材料的生产工艺3. 晶体结构的表征常用的方法是什么?A. 透射电子显微镜(TEM)B. 扫描电子显微镜(SEM)C. 傅里叶变换红外光谱(FTIR)D. X射线衍射(XRD)4. 以下哪项不是观察材料中晶体缺陷的常用方法?A. 透射电子显微镜(TEM)B. 扫描电子显微镜(SEM)C. 热重分析仪(TGA)D. X射线衍射(XRD)5. 玻璃是一种无序非晶体,其特点是什么?A. 有定型的几何结构B. 具有较高的强度和硬度C. 没有明确的熔点D. 可通过加热重新晶化二、简答题1. 请简述材料科学的定义和研究对象。
材料科学是研究材料的组成、结构、性能和制备工艺等方面的学科。
它的研究对象包括金属、陶瓷、聚合物、复合材料等各种材料的性质和行为。
2. 简要介绍一下晶体和非晶体的区别。
晶体具有有序的、周期性的原子结构,其原子排列呈现规则的几何形态。
非晶体则没有明确的周期性结构,其原子排列无序。
3. 请简述材料的力学性能和热学性能分别指的是什么。
材料的力学性能指材料在外力作用下的表现,包括强度、硬度、韧性等。
热学性能指材料在温度变化下的行为,包括热膨胀系数、热导率等。
4. 请列举一种主要的材料表面处理技术,并简述其原理。
一种主要的材料表面处理技术是阳极氧化。
其原理是将金属材料作为阳极,通过在电解液中施加电流,使得金属表面产生氧化反应形成氧化膜,从而提高材料的耐腐蚀性和表面硬度。
5. 简述材料的疲劳破坏机理。
材料的疲劳破坏是在交变载荷作用下产生的、逐渐发展的、具有累积性的破坏。
其机理是在应力作用下,材料内部会逐渐形成裂纹,裂纹扩展到一定程度后导致材料断裂。
高校材料科学基础复习题及答案材料学院姓名:班级:学号:得分:一、单项选择题:(每一道题1分)第1章原子结构与键合1.高分子材料中的c-h化学键属于。
(a)氢键(b)离子键(c)共价键2.属于物理键的是。
(a)共价键(b)范德华力(c)氢键3.化学键中通过共用电子对构成的就是。
(a)共价键(b)离子键(c)金属键第2章液态结构4.面心立方晶体的致密度为c。
(a)100%(b)68%(c)74%5.体心立方晶体的致密度为b。
(a)100%(b)68%(c)74%6.密排六方晶体的致密度为c。
(a)100%(b)68%(c)74%7.以下不具有多晶型性的金属是。
(a)铜(b)锰(c)铁8.面心立方晶体的孪晶面是。
(a){112}(b){110}(c){111}9.fcc、bcc、hcp三种单晶材料中,应力时各向异性犯罪行为最明显的就是。
(a)fcc(b)bcc(c)hcp10.在纯铜基体中添加微细氧化铝颗粒不属于一下哪种强化方式?(a)复合强化(b)弥散强化(c)固溶强化11.与过渡金属最容易形成间隙化合物的元素是。
(a)氮(b)碳(c)硼12.以下属正常价化合物的就是。
(a)mg2pb(b)cu5sn(c)fe3c第3章晶体缺陷13.刃型位错的滑移方向与位错线之间的几何关系?(a)横向(b)平行(c)交叉14.能进行攀移的位错必然是。
(a)刃型位错(b)螺型位错(c)混合位错15.在晶体中构成空位的同时又产生间隙原子,这样的瑕疵称作。
(a)肖特基瑕疵(b)弗仑克尔瑕疵(c)线瑕疵16.原子搬迁至间隙中构成空位-间隙对的点缺陷称作(a)肖脱基瑕疵(b)frank瑕疵(c)堆垛层错17.以下材料中既存有晶界、又存有相界的就是(a)孪晶铜(b)中碳钢(c)亚共晶铝硅合金材料学院18.小角度晶界具备____________个自由度。
(a)3(b)4(c)5第4章液态中原子及分子的运动19.菲克第一定律描述了稳态扩散的特征,即浓度不随变化。
材料化学模拟试题3一、填空(20分):1、金属的典型晶体结构有面心立方、体心立方和密排六方三种,它们晶胞中的原子数分别为:、和。
2、立方晶系中,(111)晶面和[111]晶向相互。
3、相律是分析相图的重要工具,当系统的压力为常数时,相律的表达式为。
根据相律,二元合金结晶时,最多可有个相平衡共存,这时自由度为。
4、在一块晶体中有一根刃位错线P和一根相同长度的螺位错线Q,两者能量分别为Ep和Eq,则Ep和Eq的大小关系为。
5、Fcc、Bcc、Hcp晶体中,最短单位位错的柏氏矢量分别为:、和。
6、相邻两晶粒之间位向差θ的晶界称为大角度晶界。
7、金属塑性变形的主要方式有和。
8、菲克第一定律和菲克第一定律微观表达式分别是和。
9、金属原子在晶体中扩散机制主要有和两种。
10、下图是A-B-C三元系成分三角形,其中H合金的成分是:,H和F合金点的成分的特点是组元的含量相等。
二、名词解释(16分)1、晶向簇和晶面簇2、全位错和不全位错3、短路扩散4、熔晶反应和包析反应5、科垂尔气团三、简答题(24分)1、柏氏矢量的意义?(4分)2、若面心立方晶体中)111(晶面上有b =]110[2a的单位位错及)111(晶面有b =]211[6a的不全位错,此二位错相遇产生位错反应。
(总分9分)(1)、问此反应能否进行?为什么?(3分)(2)、写出合成位错的柏氏矢量,并说明合成位错的类型。
(2分)(3)、反应后生成的新位错能否在滑移面上运动?为什么?(4分)3、低碳钢的渗碳一般选择在奥氏体区而不是在铁素体区进行,为什么?(5分)4、简述二元共晶系合金的不平衡冷却组织及其形成条件。
(6分)四、计算、作图题:(40分)1、在立方晶系中,(1)画出(111)晶面及该面上属于<112>的三个晶向,并标出具体指数;(4分)(2)求]111[和]120[两晶向所决定的晶面。
(2分)2、已知碳在γ—Fe 中的扩散常数D 0=2.0×10-5m 2/s ,扩散激活能Q =1.4×105J/mol{R =8.31J/(mol •K)}。
贵州大学2011-2012学年第一学期模拟试卷 A《材料科学基础》注意事项:1. 请考生按要求在试卷装订线内填写姓名、学号和年级专业。
2. 请仔细阅读各种题目的回答要求,在规定的位置填写答案。
3. 不要在试卷上乱写乱画,不要在装订线内填写无关的内容。
一、填空题(共44分,每空2分)1、原子间的结合键可分为化学键和物理键,化学键即主价键,它包括( )、( )和( )。
2、晶体中的线缺陷是各种类型的位错,其种类很多,但最简单,最基本的类型有两种:( )和( )。
3、金属结晶时,形核方式有均匀形核和( )两种。
均匀形核时,其系统自由能的变化为ΔG=34πr 3ΔG V +4πr 2σ,且r *为临界晶核半径。
当( )时,晶胚的长大使系统自由能下降,这样的晶胚可以长大;当( )时,晶胚的长大使系统自由能增加,这样的晶胚不能长大。
4、纯铁随温度变化时会发生( )转变,在912℃以下为体心立方,称( );912℃—1394℃之间为( ),称γ铁;在1394℃—1538℃之间为体心立方,被称为δ铁。
5、物质在温度成分变化时,其状态会发生改变,相图就是表示物质的状态和( )、压力、( )之间的关系图。
6、亚共析钢在室温下的组织为( )和( ),相组成为铁素体和渗碳体。
7、金属在固态下一般都是晶体,三中典型的金属晶体结构分别为( )、( )和( )。
8、含碳量在0.0218%-2.11%的铁碳合金无共晶转变,称为( ),含碳量大于2.11%的铁碳合金有共晶反应,称为( )。
9、金属的塑性变形主要通过( )进行,此外还有孪生与扭折。
10、根据Hall-Petch 公式可知,晶粒直径越小,材料强度越( )。
二、作图题(12分)1.在立方晶系中分别绘图表示出(123)[111]。
2.写出立方晶系的{123}晶面族和<112>晶向族中的全部等价晶面和晶向的具体指数。
答:{123} = (123) +(23) +(13)+ (12) +(132) +(32) +(12) +(13) +(213) +(13) +(23) +(21) +(231) +(31) +(21) +(23) +(312) +(12) +(32) +(31) +(321) +(21) +(31) +(32)<112> = [112] +[12] +[12] +[11] +[121] +[21] +[11] +[12] +[211] +[11] +[21] +[21]3.写出六方晶系的{110}、{102}晶面族和<20>、<011>晶向族中的各等价晶面及等价晶向的具体指数。
贵州大学材料科学基础模拟试题三
一、简答题(每题8分,共40分)
1、请简述二元合金结晶的基本条件有哪些。
2、同素异晶转变和再结晶转变都是以形核长大方式进行的,请问两者之间有何差别?
3、两位错发生交割时产生的扭折和割阶有何区别?
4、请简述扩散的微观机制有哪些?影响扩散的因素又有哪些?
5、请简述回复的机制及其驱动力。
二、计算、作图题(共60分,每小题12分)
1、在面心立方晶体中,分别画出、和、,指出哪些是滑移面、滑移方向,并就图中情况分析它们能否构成滑移系?若外力方向为[001],请问哪些滑移系可以开动?
2、请判定下列位错反应能否进
行,若能够进行,请在晶胞图上做出矢量图。
(1)
(2)
3、假设某面心立方晶体可以开动的滑移系为,请回答:
(1)给出滑移位错的单位位错柏氏矢量;
(2)若滑移位错为纯刃位错,请指出其位错线方向;若滑移位错为纯螺位错,其位错线方向又如何?
4、若将一块铁由室温20℃加热至850℃,然后非常快地冷却到20℃,请计算处理前后空位数变化(设铁中形成1mol空位所需的能量为104675 J,气体常数为8.314J/mol·K)。
5、已知三元简单共晶的投影图,见附图,
(1)请画出AD代表的垂直截面图及各区的相组成(已知TA>TD);
(2)请画出X合金平衡冷却时的冷区曲线,及各阶段相变反应。
三、综合分析题(共50分,每小题25分)
1、请对比分析加工硬化、细晶强化、弥散强化、复相强化和固溶强化的特点和机理。
2、请根据所附二元共晶相图分析解答下列问题:
(1)分析合金I、II的平衡结晶过程,并绘出冷却曲线;
(2)说明室温下I、II的相和组织是什么?并计算出相和组织的相对含量;
(3)如果希望得到共晶组织和5%的β初的合金,求该合金的成分;
(4)分析在快速冷却条件下,I、II两合金获得的组织有何不同。
参考答案
一、简答题(每题 8 分,共 40 分)
1、请简述二元合金结晶的基本条件有哪些。
答:热力学条件ΔG < 0
结构条件: r > r*
能量条件: A > ΔG max
成分条件
2、同素异晶转变和再结晶转变都是以形核长大方式进行的,请问两者之间有何
差别?
答:同素异晶转变是相变过程,该过程的某一热力学量的倒数出现不连续;再结晶转变只是晶粒的重新形成,不是相变过程。
3、两位错发生交割时产生的扭折和割阶有何区别?
答:位错的交割属于位错与位错之间的交互作用,其结果是在对方位错线上产生一个大小和方向等于其柏氏矢量的弯折,此弯折即被称为扭折或割阶。
扭折是指交割后产生的弯折在原滑移面上,对位错的运动不产生影响,容易消失;割阶是不在原滑移面上的弯折,对位错的滑移有影响。
4、请简述扩散的微观机制有哪些?影响扩散的因素又有哪些?
答:置换机制:包括空位机制和直接换位与环形换位机制,其中空位机制是主要机制,直接换位与环形换位机制需要的激活能很高,只有在高温时才能出现。
间隙机制:包括间隙机制和填隙机制,其中间隙机制是主要机制。
影响扩散的主要因素有:温度(温度约高,扩散速度约快);晶体结构与类型(包括致密度、固溶度、各向异性等);晶体缺陷;化学成分(包括浓度、第三组元等)
5、请简述回复的机制及其驱动力。
答:低温机制:空位的消失
中温机制:对应位错的滑移(重排、消失)
高温机制:对应多边化(位错的滑移+攀移)
驱动力:冷变形过程中的存储能(主要是点阵畸变能)
二、计算、作图题:(共 60 分,每小题 12 分)
1、在面心立方晶体中,分别画出、和、,指出哪些是滑移面、滑移方向,并就图中情况分析它们能否构成滑移系?若外力方向为[001] ,请问哪些滑移系可以开动?
解:
2、请判定下列位错反应能否进行,若能够进行,请在晶胞图上做出矢量图。
( 1 )几何条件:
,满足几何条件
能量条件:
满足能量条件,反应可以进行。
( 2 )
几何条件:
,满足几何条件
能量条件:
满足能量条件,反应可以进行。
3、假设某面心立方晶体可以开动的滑移系为,请回答:
1) 给出滑移位错的单位位错柏氏矢量;
2)若滑移位错为纯刃位错,请指出其位错线方向;若滑移位错为纯螺位错,其位错线方向又如何?
答:( 1 )单位位错的柏氏矢量;
( 2 )纯刃位错的位错线方向与b 垂直,且位于滑移面上,为;纯螺位错的位错线与b 平行,为 [011]。
4. 若将一块铁由室温 20 ℃加热至 850 ℃,然后非常快地冷却到 20 ℃,请计算处理前后空位数变化(设铁中形成 1mol 空位所需的能量为 104675 J )。
答:
5、已知三元简单共晶的投影图,见附图,
1) 请画出 AD 代表的垂直截面图及各区的相组成(已知 T A >T D );
2) 请画出 X 合金平衡冷却时的冷区曲线,及各阶段相变反应。
答:
三、综合分析题(共 50 分,每小题 25 分)
1、请对比分析加工硬化、细晶强化、弥散强化、复相强化和固溶强化的特点和
机理。
答:加工硬化:是随变形使位错增殖而导致的硬化;
细晶强化:是由于晶粒减小,晶粒数量增多,尺寸减小,增大了位错连续滑移的阻力导致的强化;同时由于滑移分散,也使塑性增大。
该强化机制是唯一的同时增大强度和塑性的机制。
弥散强化:又称时效强化。
是由于细小弥散的第二相阻碍位错运动产生的强化。
包括切过机制和绕过机制。
复相强化:由于第二相的相对含量与基体处于同数量级是产生的强化机制。
其强化程度取决于第二相的数量、尺寸、分布、形态等,且如果第二相强度低于基体则不一定能够起到强化作用。
固溶强化:由于溶质原子对位错运动产生阻碍。
包括弹性交互作用(柯氏气团)、电交互作用(玲木气团)和化学交互作用。
2、请根据所附二元共晶相图分析解答下列问题:
1)分析合金 I 、 II 的平衡结晶过程,并绘出冷却曲线;
2)说明室温下 I 、 II 的相和组织是什么?并计算出相和组织的相对含量;3)如果希望得到室温组织为共晶组织和 5% 的β初的合金,求该合金的成分;4)分析在快速冷却条件下, I 、 II 两合金获得的组织有何不同。
答:( 1 )
( 2 ) I :α初+β II
,相组成与组织组成比例相同
II :β初+(α+β)共+β II(忽略)
( 3 )设所求合金成分为 x
( 4 ) I 合金在快冷条件下可能得到少量的共晶组织,且呈现离异共晶的形态,合金中的β II量会减少,甚至不出现;
II 合金在快冷条件下β初呈树枝状,且数量减少。
共晶体组织变细小,相对量增加。