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西北工大2011年《材料科学基础》考研真题与答案

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西北工业大学
2011年硕士研究生入学考试试题参考答案

试题名称：材料科学基础（A卷） 试题编号：832
说 明：所有答题一律写在答题纸上 第 1 页 共 7 页

一、 简答题（每题10分，共50分）
1. 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。
答：刃型位错：
1) 1晶体中有一个额外原子面，形如刀刃插入晶体
2) 2刃位错引起的应力场既有正应力又有切应力。
3) 3位错线可以是折线或曲线, 但位错线必与滑移（矢量）方向垂直
4) 4滑移面惟一
5) 5位错线的移动方向与晶体滑移方向平行（一致）
6) 6位错线与柏氏矢量垂直
螺型位错：
1) 1上下两层原子发生错排，错排区原子依次连接呈螺旋状
2) 2螺位错应力场为纯切应力场
3) 3螺型位错与晶体滑移方向平行，故位错线一定是直线
4) 4螺型位错的滑移面是不惟一；
5) 5位错线的移动方向与晶体滑移方向相互垂直。
6) 6位错线与柏氏矢量平行

2. 何谓金属材料的加工硬化？如何解决加工硬化对后续冷加工带来的困
难？
答：随变形量增大，强度硬度升高，塑形下降的现象。软化方法是再结
晶退火。

3. 什么是离异共晶？如何形成的？
答：在共晶水平线的两个端部附近，由于共晶量少，领先相相依附在初
生相上，另一相独立存在于晶界，在组织学上失去共晶体特点，称为离
异共晶。有时，也将端部以外附近的合金，在非平衡凝固时得到的少量
共晶，称为离异共晶。

4. 形成无限固溶体的条件是什么？简述原因。
答：只有置换固溶体才可能形成无限固溶体。且两组元需具有相同的晶
体结构、相近的原子半径、相近的电负性、较低的电子浓度。原因：溶
质原子取代了溶剂原子的位置，晶格畸变较小，晶格畸变越小，能量越
低。电负性相近不易形成化合物。电子浓度低有利于溶质原子溶入。

5. 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？
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答：50%Ni的偏析严重，因为液固相线差别大，说明液固相成分差别大，
冷速较快不容易达到成分均匀化。

二、 作图计算题（每题15分，共60分）
1、写出{112}晶面族的等价晶面。

答：
)121()112()112()211()112()121( )211()121()211()211()121()112(}112{



2、 请判定下列反应能否进行：]001[]111[2]111[2aaa
答：几何条件： ]001[]002[2]111[2]111[2aaaa，满足几何条件
能量条件：



22222
2
3

222222222
222
1

1004311121)1()1(2aabaaabb



不满足能量条件，反应不能进行。
3、 已知某晶体在500℃时，每1010个原子中可以形成有1个空位，请问该
晶体的空位形成能是多少？（已知该晶体的常数A＝0.0539，波耳滋曼常
数K＝1.381×10-23 J / K）
答：

JAckTEkTEAcVV19201023109.18.1710068.10539.010ln)]273500(10381.1[ln)exp(




4、单晶铜拉伸，已知拉力轴的方向为[001]，σ=106 Pa，求(111)面上柏氏矢
量的螺位错线上所受的力（）
答：外力在(111)上的分切应力为：

作用在位错线上的力为：

三、 综合分析题（共40分）
1. 经冷加工的金属微观组织变化如图a所示，随温度升高，并在某一温度下保
温足够长的时间，会发生图b-d的变化，请分析四个阶段微观组织、体系能
量和宏观性能变化的机理和原因。
.
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答：图a：晶粒拉长，缺陷数量增大形成位错亚结构，产生变形织构；存储能升
高；位错缠结导致加工硬化，强度硬度升高，塑形下降，组织取向明显导致各向
异性。
图b：回复。晶粒基本不变，位错发生滑移、攀移等，位错重排，数量略有减少，
空位大量减少。内应力得到消除。加工硬化基本保留。
图c：再结晶。形成新的无畸变新晶粒。存储能全部释放，变形产生的点阵畸变
消除。加工硬化消除，力学性能基本恢复到冷变形前的水平。
图d：晶粒长大。晶粒粗化。体系能量因界面能的下降而下降。强度下降，塑形
也下降。

2. 根据Ag-Cd二元相图：
1) 当温度为736℃、590℃、440℃和230℃时分别会发生什么样的三相平衡
反应？写出反应式。
2) 分析Ag-56%Cd合金的平衡凝固过程，绘出冷却曲线，标明各阶段的相
变反应。
3) 分析Ag-95%Cd合金的平衡凝固与较快速冷却时，室温下组织组成会有
什么变化，并讨论其原因。
答：
736℃：包晶反应，L+Ag→β
590℃：包晶反应，L+δ→ε
440℃：共析反应，β→Ag+γ
230℃：共析反应，γ→β′＋δ′
.

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2）
3）
Ag-95%Cd合金的平衡凝固到室温：Cd包＋εII
较快速冷却到室温：ε初＋Cd包＋εII，且εII相数量相对较少，尺寸相对细小。
原因：快速冷却时，由于固态中扩散较慢，使本应该在包晶反应中消失的ε初有
剩余，既产生包晶转变不完全。另外，由于冷速快，使得εII相变得细小，析出
数量减少。

L
L→β
L+β→δ

β→δ
δ→β
δ+β→γ

β→γ

γ→δ′ γ→β′＋δ′
β′→δ′
δ′→β′

γ
.

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2011级《材料科学基础》复习提纲[1] 2

2011级《材料科学基础》复习提纲[1] 2

材料科学基础复习提纲第一章晶体结构概念：简单三斜点阵、简单单斜点阵、底心单斜点阵、简单正交点阵、底心正交点阵、体心正交点阵、面心正交点阵、六方点阵、菱方点阵、简单正方点阵、体心正方点阵空间点阵、晶体结构、晶胞、多晶型性（同素异构性）、晶带、晶带轴、晶带定律、配位数、致密度、原子面密度、八面体间隙、四面体间隙、晶向族、晶面族晶体的对称要素、宏观对称要素、微观对称要素臵换固溶体、间隙固溶体、无限固溶体、有限固溶体、无序固溶体、有序固溶体、正常价化合物、电子浓度化合物、间隙相、间隙化合物简答及论述：简述晶体结构与空间点阵的区别。

画出面心立方晶体中（111）面上的[112]晶向.已知两个不平行的晶面（h1k1l1）和（h2k2l2），则求出其所属的晶带轴。

已知二晶向[u1v1w1]和[u2v2 w2]，求出由此二晶向所决定的晶面指数。

已知三个晶面(h1k1l1)、(h2k2 l2)和(h3k3l3)，问此三个晶面是否在同一个晶带？已知三个晶轴[u1v1w1]、[u2v2w2]和[u3v3w3]，问此三个晶轴是否在同一个晶面上？判断(110)、(132)和(311)晶面是否属于同一晶带。

计算面心立方晶体的八面体间隙尺寸。

计算体心立方晶体的八面体间隙尺寸。

分别画出面心立方、体心立方、密排六方晶胞，并分别计算面心立方、体心立方、密排六方晶体的致密度；分别计算面心立方晶体{111}晶面和体心立方晶体{110}晶面原子面密度。

试证明理想密排六方结构的轴比c/a=1.633。

Ni的晶体结构为面心立方结构，其原子半径为r=0.1243nm，试求Ni的晶格常数和致密度。

Mo的晶体结构为体心立方结构，其晶格常数a=0.31468nm，试求Mo的原子半径r。

比较固溶体与金属间化合物在成分、结构和性能等方面的区别。

简述决定组元形成固溶体与中间相的因素。

简述影响臵换固溶体溶解度的因素。

简述影响间隙固溶体溶解度的因素。

比较间隙相和间隙化合物这两种原子尺寸因素化合物的不同之处。

北工大材料科学基础真题及答案

北工大材料科学基础真题及答案

北京工业大学试卷七2007年攻读硕士学位研究生入学考试试题考试科目：材料科学基础适用专业：材料科学与工程一、名词解释1．脱溶(二次结晶)2．空间群3．位错交割4．成分过冷5．奥氏体6．临界变形量7．形变织构8．动态再结晶9．调幅分解10．惯习面二、填空1．晶体宏观对称要素有 (1) 、 (2) 、 (3) 、 (4) 和 (5) 。

2．NaCl型晶体中Na+离子填充了全部的 (6) 空隙，CsCl晶体中Cs+离子占据的是 (7) 空隙，萤石中F-离子占据了全部的 (8) 空隙。

3．非均匀形核模型中晶核与基底平面的接触角θ=π/2，表明形核功为均匀形核功的 (9) ，θ= (10) 表明不能促进形核。

4．晶态固体中扩散的微观机制有 (11) 、 (12) 、 (13) 和 (14) 。

5．小角度晶界由位错构成，其中对称倾转晶界由 (15) 位错构成，扭转晶界由 (16) 位错构成。

6．发生在固体表面的吸附可分为 (17) 和 (18) 两种类型。

7．固态相变的主要阻力是 (19) 和 (20) 。

三、判断正误1．对于螺型位错，其柏氏矢量平行于位错线，因此纯螺位错只能是一条直线。

2．由于Cr最外层s轨道只有一个电子，所以它属于碱金属。

3．改变晶向符号产生的晶向与原晶向相反。

4．非共晶成分的合金在非平衡冷却条件下得到100%共晶组织，此共晶组织称伪共晶。

5．单斜晶系α=γ=90°≠β。

6．扩散的决定因素是浓度梯度，原子总是由浓度高的地方向浓度低的地方扩散。

7．再结晶完成后，在不同条件下可能发生正常晶粒长大和异常晶粒长大。

8．根据施密特定律，晶体滑移面平行于拉力轴时最容易产生滑移。

9．晶粒越细小，晶体强度、硬度越高，塑性、韧性越差。

10．高聚物材料中，大分子链上极性部分越多，极性越强，材料强度越大。

四、影响晶态固体中原子扩散的因素有哪些?并加以简单说明。

五、1．什么是时效处理?2．说明通过时效处理产生强化的原因。

《材料科学基础》作业题及答案-西北工业大学

《材料科学基础》作业题及答案-西北工业大学

第4章——三元合金相图习题及答案12.图4-120为Pb-Sn-Zn 三元相图液面投影图。

（1）在图上标出合金X(w Pb =0.75，w Sn =0.15，w Zn =0.10)的位置，合金Y(w Pb =0.50，w Sn =0.30，w Zn =0.20)的位置及合金Z(w Pb =0.10，w Sn =0.10，w Zn =0.80)的位置。

（2）若将2kgX ，4kgY 及6kgZ 混熔成合金W ，指出W 成分点位置。

（3）若有3kg 合金X ，问需要配何种成分的合金才能混合成6kg 合金Y 。

解：（1）（2）W 合金的成分： w Pb =(0.75×2+0.50×4+0.10×6)/(2+4+6)=0.342 w Sn =(0.15×2+0.30×4+0.10×6)/(2+4+6)=0.175 w Zn =(0.10×2+0.20×4+0.80×6)/(2+4+6)=0.483 (3)需要合金6-3=3kg 合金A ，其成分为： w Pb =（0.50×6-0.75×3）/3=0.25 w Sn =（0.30×6-0.15×3）/3=0.45 w Zn =（0.20×6-0.10×3）/3=0.314.试分析图4-96中所示①，②，③，④和⑤区内合金的结晶过程，冷却曲线及组织变化示意图，并在图上标出各相成分变化的路线。

解：时间温度15.试分析图4-102所示中Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ，Ⅳ和Ⅴ区内合金的结晶过程，冷却曲线及组织组成物。

解：温度时间 温度时间时间温度16.请在图4-113所示中指出合金X(w Cu =0.15,w Mg =0.05)及合金Y(w Cu =w Mg =0.20)的成分点、初生相及开始凝固温度；并根据液相单变量线的走向判断所有四相平衡转变的类型。

新版西北工业大学材料与化工专业考研经验考研参考书考研真题

新版西北工业大学材料与化工专业考研经验考研参考书考研真题

考研已落下帷幕考研虽然已经结束好长时间，而它对于我来说，就像是昨天刚发生一样，清晰且深刻。

回首考研的这段经历，我收获了很多，也成长了许多。

开始基础复习的时候，是在网上找了一下教程视频，然后跟着教材进行学习，先是对基础知识进行了了解，在5月-7月的时候在基础上加深了理解，对于第二轮的复习，自己还根据课本讲义画了知识构架图，是自己更能一目了然的掌握知识点。

8月以后一直到临近考试的状态，开始认真的刷真题，并且对那些自己不熟悉的知识点反复的加深印象，这也是一个自我提升的过程。

考研一路走来，真的很辛苦，考研帮里学长学姐们分享的宝贵经验不仅能让我打起精神背水一战，还使我的复习有条不紊地进行。

初试成绩出来的这两天，酝酿了一下，我也想为将要参加下一届考研的的学弟学妹们写一篇文章，希望你们从复习的开始就运筹帷幄，明年的这个时候旗开得胜。

文章字数很多，大家有时间可以阅读，文末有真题和资料下载分享，谢谢大家。

西北工业大学材料与化工专考研初试科目：(101)思想政治理论(204)英语二(302)数学二(832)材料科学基础或(841)材料力学西北工业大学材料与化工专考研参考书目：苟文选，《材料力学I、II》，科学出版社，刘鸿文，《材料力学1，2》高等教育出版社，单辉祖，《材料力学1，2》高等教育出版社，先综合说一下英语的复习建议吧。

如何做阅读？做阅读题的时候我建议大家先看题干，了解一下这篇文章大致讲什么内容，然后对应题干去阅读文章，在阅读文章的过程中可以把你做出答题选择的依据标注出来，便于核对答案时看看自己的思路是否正确，毕竟重要的不是这道题你最后的答案正确与否，而是你答题的思路正确与否。

此外，每次做完阅读题也要稍微归纳一下错误选项的出题陷阱，到底是因果互换、主观臆断还是过分推断等，渐渐地你拿到一道阅读题就会条件反射出出题人的出题思路，这也有助于你检验自己选择的答案的合理性。

对于真题上的每一篇阅读，我做完核对答案后都重新精读了一遍，把不认识的单词进行标注通过查阅字典和手机弄懂消化，然后对每一篇阅读进行口头翻译，这样一来不仅加深了自己对阅读这一块的理解，也提升了自己的翻译能力。