长安大学材料科学基础历年考研试题

2003年材料科学基础真题答案一、1空间点阵：阵点在空间呈周期性规则排列，并具有完全相同的周围环境，由它们在三维空间规则排列的阵列称为空间点阵.2配位数：指晶体结构中任一原子周围最近邻且等距离的原子数。

3伪共晶组织：当合金成分不是共晶成分的二元合金凝固时能获得100％的共晶组织4滑移系:一个滑移面和此面上的一个滑移方向合起来称为一个滑移系。

5反应扩散：通过扩散形成新相的现象。

6有序固溶体：溶质原子存在于溶质点阵中的固定位置上，而且每个晶胞中的溶质和溶剂原子之比一定的固溶体。

二、1。

因为金属中是以金属键结合，故具有良好的塑性；金属间化合物则是以金属键与其他典型键混合，如共价键、离子键，因此具有一定的脆性；而陶瓷材料通常是以共价键或者离子键结合,因此脆性比前两者更大。

2由于塑性加工会使位错产生滑移,因此晶体的滑移面及滑移方面多的话有利金属塑性变形。

面心立方晶体的滑移系有12个，而密排六方晶体结构的滑移系仅3个,故面心立方晶体的滑移过程更容易进行，塑性便越好。

因为滑移系表示晶体在进行滑移时可能采取的空间取向，在其他条件相同时，晶体中的滑移系越多，滑移过程可能采取的空间取向就越多,滑移越容易进行，塑性便更好。

三、1.不是。

因为在过冷度较小时，形核率主要受形核率因子控制，随着过冷度增加所需要的临界形核半径减小,因此形核率迅速增加，并达到最高值；随后当过冷度继续增大时，尽管所需的临界晶核半径继续减小,但由于原子在较低温度下难以扩散，此时，形核率受扩散的几率因子所控制，即过峰值后，随温度的降低，形核率随之减小。

四、1不能.因为两者的晶体结构不同，组元间的溶解度是有限的。

只有当A.、B组元的晶体结构类型相同时才能无限互溶。

2置换固溶体。

因为间隙固溶体只能形成有限固溶体,因为其造成点阵畸变,溶解度有限。

3是金属间化合物。

因为固溶体是保持着溶剂的晶体结构类型的，即如果为固溶体的话，应该是保持A或B的晶体结构类型.4是金属间化合物。

材料科学基础考研试题真题2011年上海交通大学827材料科学基础试题真题选择题有30道题，每题3分。

都是基础题，需要对教材比较熟。

Nacl和金刚石的晶体结构为a面心 b体心 c正交spinodel分解时，浓度较高区域的化学势a较高 b较低 c不确定面心立方结构晶体(100)面上原子的配位数是a12 b8 c4晶体结构中旋转对称轴不包含几次对阵轴a4 b5 c6晶带定律适用的晶系类型是a正交 b立方 c六方金属单质的表面能和晶界能相比a大 b小 c不确定由二氧化钛制备三氧化二钛易出现a间隙钛离子 b钛离子空位 c氧离子空位玻璃生产工序中的退火的目的是a增加透光度 b消除内应力 c改变折射率双交滑移和F-R源，更有效的增殖机制为a前者 b后者 c不确定热力学平衡状态下的金属单晶中a 空位比间隙原子多b c下列具有更高自由能的是a晶体 b准晶 c非晶合金中的第二相粒子对晶粒长大的影响是a和二相粒子半径成正比，和体积数成反比 b c此外，选择题还涉及冷变形金属回复阶段的主要变化，不能攀移的位错类型，非等量扩散中空位的移动方向，屈服现象的两种理论，离异共晶的问题，包晶时组元的扩散路径，多晶体变形需要的独立的滑移系个数，皮革态介于哪两个力学状态之间，非晶的形成难易与玻璃化温度和平衡凝固温度之比的关系，薄膜生长类型的区分，三元共晶相图垂直截面图的用途等。

大题共6题，前三题分别为8分、14分、8分，后三题各10分。

第一题（1）画出立方晶胞中的（1，1，-1）晶面和[ 2，2，3]晶向；（2）画出六方晶胞中的（1，1，-2, 3）晶面和[-1，-1，2,3]晶向。

第二题（1）面心立方晶体（111）面上单位位错a/2[-1，1，0]分解为2个不全位错，下列哪一个正确，并说明理由1）a/2[-1，1，0] →a/6[-1，2，-1] +a/6[-2，1，1]2）a/2[-1，1，0] →a/6[-1，2，1] +a/6[-2，1，-1]（2）从能量角度说明其可行。

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一、晶体结构1、画出面心立方（FCC）和体心立方（BCC）晶体结构的晶胞，并分别计算其原子半径与晶格常数之间的关系。

答案：面心立方（FCC）晶胞中，原子半径 r 与晶格常数 a 的关系为 r ＝√2a/4；体心立方（BCC）晶胞中，原子半径 r 与晶格常数 a 的关系为 r ＝√3a/4。

2、简述晶体结构与空间点阵的区别。

答案：晶体结构是指晶体中原子、离子或分子的具体排列方式，它不仅包括空间点阵的形式，还包括原子的种类、数量以及它们之间的相互作用等。

而空间点阵是将晶体结构中的质点抽象为几何点，所得到的几何图形，它只反映质点的分布规律和周期性。

二、晶体缺陷1、什么是点缺陷？点缺陷有哪些类型？答案：点缺陷是指在晶体中三维方向上尺寸都很小的缺陷。

点缺陷的类型主要包括空位、间隙原子和杂质原子。

2、简述位错的基本类型及它们的运动方式。

答案：位错的基本类型有刃型位错和螺型位错。

刃型位错的运动方式有滑移和攀移；螺型位错的运动方式只有滑移。

三、凝固与结晶1、简述纯金属结晶的条件和过程。

答案：纯金属结晶的条件是要有一定的过冷度。

结晶过程包括形核和长大两个阶段。

形核又分为均匀形核和非均匀形核。

均匀形核是依靠液态金属本身的结构起伏自发地形成晶核；非均匀形核是依靠液态金属中存在的固态杂质或容器壁等现成表面形成晶核。

长大过程是晶核形成后，原子不断向晶核表面堆砌，使晶核不断长大，直至液态金属全部转变为固态晶体。

2、比较均匀形核和非均匀形核的异同。

答案：相同点：都是形核的方式，都需要一定的过冷度，都包含形核功。

不同点：均匀形核依靠液态金属本身的结构起伏自发形成晶核，所需的过冷度较大，形核功较大；非均匀形核依靠现成表面形成晶核，所需过冷度较小，形核功较小。

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。

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。

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k 0：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。

长安大学2005年攻读硕士学位研究生入学考试试题考试科目: 道路建筑材料共 2 页第 1页一、论述题（70分）1．评述沥青材料粘滞性评价方法（15分）2．试述水泥混凝土力学性能影响因素及改善方法（15分）3．沥青混合料可分为哪几种结构类型？各有何特点？（10分）4．建筑钢材应具备哪些技术性质？（10分）5．如何改善沥青混合料的高温稳定性？（10分）6．试述路用粗集料力学性质评价指标（10分）二、名词解释（共30分）1、乳化沥青2、集料表观密度3、玻璃化转变温度4、废品水泥5、水泥安定性6、沥青劲度模量三、填空题（30分）1．水泥熟料中矿物含量最高，矿物收缩最大，对抗折强度贡献最大的矿物是。

2．集料最主要的物理常数是和。

3. 针入度表示沥青的，针入度指数PI值表示沥青的。

4．当沥青混合料的油石比是5.3%时，混合料的沥青含量是。

含水率为5%的湿砂300克，烘干后干砂的质量是。

（保留一位小数）5．普通混凝土配合比设计指标是，道路和机场跑道混凝土设计指标是。

6．混凝土中使用减水剂在提高流动性的同时，还具有和两项功能。

7．沥青混合料残留稳定度试验检验混合料的，车辙试验验证混合料的。

四、判断题（10分）1．安定性不合格的水泥可降低标号使用。

（）2．细度模数越大的砂子其级配越差。

（）3．加载速度越快，测得的水泥混凝土抗压强度越高。

（）4．石料磨光值越大，其抗滑性越好。

（）5．实测强度达不到相应强度等级的水泥判为废品水泥。

（）6．新拌和水泥混凝土的维勃稠度值越大，流动性就越小。

（）7．工程上通过最小水泥用量和最小水灰比两项指标控制混凝土耐久性。

（）8．修筑停车场路面选用的沥青其劲度模量应比行车道上沥青的劲度模量大一些。

（）9．沥青混凝土中加入填料的主要目的是为了降低混合料的空隙率。

（）10．钢材的屈强比越小，结构的可靠性就越高，但利用率就越低。

（）五、计算题（10分）某沥青混合料做配合比设计时,各矿料掺配比例和相对密度如下表,沥青材料的相对密度为1.092,若油石比为5.0%时的沥青混合料视密度为2.425g/cm3,求其理论密度、孔隙率、沥青体积百分率、沥青饱和度。

硕士研究生入学考试试题考试科目代码及名称：959 材料科学基础考试时限：3小时 总分：150分一、名词解释 （10×3=30分）加工硬化 沉淀强化 交滑移 上坡扩散 调幅分解 金属化合物 临界分切应力 珠光体 Orowan 机制 等强温度二、解答题（6×10=60分）1、判断下列位错反应能否进行：（1）]110[2]101[2]100[a a a +→；(2)]111[2]111[6]112[3a a a →+ 2、请指明下列五种结构分别属于什么布拉菲点阵。

注：a=b=c,α=β=γ=90°。

图省3、冷变形金属在回复和再结晶过程中，组织和性能分别有什么变化？4、试分别给出FCC,BCC 及HOP 的主要滑移系。

5、试分析液态金属凝固过程中形成中心等轴晶区的条件是什么？6、为什么空位是热力学稳定缺陷，而位错是非热力学稳定缺陷。

三、问答题(3×20=60分)1、绘出Fe-Fe 3C 相图，标出其中的关键成分和关键温度，并且回答：（1）分析碳含量对Fe-C 合金室温组织和力学性能的影响。

（2）分析45钢的拉伸变形过程可分为哪几个阶段及其相应的特征和机理。

2、试解释为什么材料的理论强度远高于其实际强度。

随着现代科学技术的进步和国民经济的发展，材料的强韧化越来越重要，试举例说明材料强化或韧化的4种方法，并阐述相应的强化和韧化原理。

3、试分析下列材料科学过程是否与原子扩散有关，为什么？A 热弹性马氏体箱变B 脱溶分解C 成分均匀化D 高温蠕变E G.P 形成硕士研究生入学考试试题参考答案考试科目代码及名称：959 材料科学基础考试时限：3小时 总分：150分一、名词解释（30分）加工硬化：随着冷变形程度的增加，金属材料强度和硬度指标都有所提高，但塑性、韧性有所下降的现象。

沉淀强化：过饱和固溶体随温度下降或长时间保温过程中（时效）发生脱溶分解，细小的沉淀物分散于基体之中，阻碍位错运动而产生强化的现象。

考研材料科学基础试题及答案一、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；需要一定的温度围。

2. 晶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：晶偏析：一个晶粒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。

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。

简答题分析(考研题部分)C1原子排列1)试从结合键的角度，分析工程材料的分类及其特点。

2)已知原子半径与晶体结构有关，请问当配位数降低时，原子半径如何变化？为什么？3)请解释γ-Fe与α-Fe溶解碳原子能力差异的原因。

4)位错密度有哪几种表征方式？5)请从原子排列、弹性应力场、滑移性质、柏氏矢量等方面对比刃位错、螺位错的主要特征。

6)请说明什么是全位错和不全位错，并请写出FCC、BCC和HCP晶体中的最短单位位错的柏氏矢量。

7)在位错发生滑移时，请分析刃位错、螺位错和混合位错的位错线l与柏氏矢量b、外加切应力τ与柏氏矢量b、外加切应力τ与位错线l之间的夹角关系，及位错线运动方向。

8)两位错发生交割时产生的扭折和割阶有何区别？C2固体中的相结构1固体中有哪些常见的相结构？2什么是置换固溶体？影响置换固溶体溶解度的因素有哪些？形成无限固溶体的条件是什么？3形成无限固溶体的条件是什么？简述原因。

4陶瓷晶体相可分为哪两大类？有何共同特点？C3凝固1.何谓平衡结晶？何谓非平衡结晶？2.请简述二元合金结晶的基本条件有哪些。

3.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？4.均匀形核与非均匀形核具有相同的临界晶核半径，非均匀形核的临界形核功也等于三分之一表面能，为什么非均匀形核比均匀形核容易？5.请分析、解释在正温度梯度下凝固，为什么纯金属以平面状生长，而固溶体合金却往往以树枝状长大？6.两个尺寸相同、形状相同的铜镍合金铸件，一个含90%Ni，另一个含50%Ni，铸造后自然冷却，问哪个铸件的偏析严重？为什么？C4相图1)什么是成分过冷？如何影响固溶体生长形态？2)请比较二元共晶转变与包晶转变的异同。

3)什么是离异共晶？如何形成的？4)铁碳合金中可能出现的渗碳体有哪几种？它们的成分有何不同？平衡结晶后是什么样的形态？5)请总结并简要回答二元合金平衡结晶过程中，单相区、双相区和三相区中，相成分的变化规律。

1．清华大学材料科学基础历年考研真题及详解2009年清华大学材料科学基础（与物理化学或固体物理）考研真题及详解2008年清华大学材料科学基础（与物理化学或固体物理）考研真题及详解2007年清华大学材料科学基础（与物理化学或固体物理）考研真题及详解清华大学2007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（与物理化学或固体物理）适用专业：材料科学与工程一、（5分）证明：对于立方晶系，有二、（10分）画出下述物质的一个晶胞：金刚石 NaCl 闪锌矿纤锌矿石墨三、（10分）请导出摩尔分数为x A、x B的二元系中的综合扩散系数D与分扩散系数D A、D B之间的关系。

四、（10分）根据图1-1所示的铁碳平衡相图，回答以下问题：1．写出在1495℃、1154℃、1148℃、738℃和727℃发生的三相平衡反应的反应式。

2．画出含碳量的过共析钢在室温下的平衡组织，并计算其中二次渗碳体的百分数。

3．含碳量的亚共晶白口铸铁在从液相平衡冷却到室温时会发生什么三相平衡反应和两相平衡反应（可用热分析曲线表示）？室温下该成分的铸铁中有没有二次渗碳体？如有的话，计算其百分数。

五、（10分）1．解释冷变形金属加热时回复、再结晶的过程及特点。

2．已知Cu-30％Zn合金的再结晶激活能为250kJ/mol，此合金在400℃的恒温下完成再结晶需要1h，试求此合金在390℃的恒温下完成再结晶需要多少小时。

六、（15分）沿铝（A1）单晶的方向拉伸，使其发生塑性变形，请确定：1．画出立方晶系的标准投影，并由此确定初始滑移系统。

2．转动规律和转轴。

图1-1　第四题图3．双滑移系统。

4．双滑移开始时晶体的取向和切变量。

5．双滑移过程中晶体的转动规律和转轴。

6．晶体的最终取向。

七、（15分）有一面心立方单晶体，在（111）面滑移的柏氏矢量为的右螺型位错，与在面上滑移的柏氏矢量为的另一右螺型位错相遇于此两滑移面交线，并形成一个新的全位错。