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1、北京工业大学硕士材料科学根底真题 2023 年(总分：149.99，做题时间：90 分钟)一、名词解释(总题数：10，分数：20.00)1. 脱溶(二次结晶)分数：2.00正确答案：(：从一个固溶体中析出另一个固相。) 解析：2. 空间群分数：2.00正确答案：(晶体构造中全部对称要素(含微观对称要素)的组合所构成的对称群。) 解析：3. 位错交割分数：2.00正确答案：(不同滑移面上运动的位错在运动中相遇发生位错相互切割的现象。) 解析：4. 成分过冷分数：2.00正确答案：(结晶时由于固相和液相成分再分布而引起的固液界面前方四周液相中产生过冷区，这一现象称为成分过冷。)解析：5. 奥氏体分
2、数：2.00正确答案：(碳溶于 -Fe 中的间隙固溶体。) 解析：6. 临界变形量分数：2.00正确答案：(加热到再结晶温度以上时能使金属材料发生再结晶的最小预变形量。) 解析：7. 形变织构分数：2.00正确答案：(随塑性变形量增加，多晶体不同晶粒某一晶体学取向趋于全都的现象。) 解析：8. 动态再结晶分数：2.00正确答案：(再结晶温度以上变形和再结晶同时进展的现象。) 解析：9. 调幅分解分数：2.00正确答案：(固溶体通过上坡集中分解成构造均与母相一样、成分不同的两种固溶体的转变。) 解析：10. 惯习面分数：2.00正确答案：(固态相变时，相往往沿母相特定原子面形成，这个与相主平面平
3、行的母相晶面称为惯习面。)解析：二、填空(总题数：7，分数：20.00)晶体宏观对称要素有 (1) 、 (2) 、 (3) 、 (4) 和 (5) 。分数：5.00填空项 1: 解析：填空项 1: 解析：填空项 1: 解析：填空项 1: 解析：填空项 1: 解析：正确答案：对称中心；正确答案：对称轴；正确答案：对称面；正确答案：旋转反伸轴；正确答案：旋转反映轴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。分数：3.00填空项 1: 解析：填空项 1: 正确答案：八面体；正确答案：立方体；解析：
4、填空项 1: 解析：正确答案：四周体非均匀形核模型中晶核与基底平面的接触角 = /2，说明形核功为均匀形核功的 (9) ， = (10) 说明不能促进形核。分数：2.00填空项 1: 解析：填空项 1: 解析：正确答案：一半；正确答案： 晶态固体中集中的微观机制有 (11) 、 (12) 、 (13) 和 (14) 。分数：4.00填空项 1: 解析：填空项 1: 解析：填空项 1: 解析：填空项 1: 解析：正确答案：间隙机制；正确答案：填隙机制；正确答案：空位机制；正确答案：互换机制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。分数：2.00
5、填空项 1: 解析：填空项 1: 解析：正确答案：刃型；正确答案：螺型发生在固体外表的吸附可分为 (17) 和 (18) 两种类型。分数：2.00填空项 1: 解析：填空项 1: 解析：正确答案：物理吸附；正确答案：化学吸附固态相变的主要阻力是 (19) 和 (20) 。分数：2.00填空项 1: 解析：填空项 1: 解析：正确答案：界面能；正确答案：弹性应变能三、推断正误(总题数：10，分数：10.00)11. 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。分数：1.00A. 正确B. 错误会析：12. 由于Cr 最外层s 轨道只有一个电子，所以它属于碱金属。分数：1.0
6、0A. 正确B. 错误 解析：13. 转变晶向符号产生的晶向与原晶向相反。分数：1.00A. 正确B. 错误 解析：14. 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。分数：1.00 A.正确 B.错误解析：15. 单斜晶系 = =90 。分数：1.00 A.正确 B.错误解析：16. 集中的打算因素是浓度梯度，原子总是由浓度高的地方向浓度低的地方集中。分数：1.00A. 正确B. 错误 解析：17. 再结晶完成后，在不同条件下可能发生正常晶粒长大和特别晶粒长大。分数：1.00 A.正确 B.错误解析：18. 依据施密特定律，晶体滑移面平行于拉力轴时最简洁产生
7、滑移。分数：1.00A. 正确B. 错误 解析：19. 晶粒越细小，晶体强度、硬度越高，塑性、韧性越差。分数：1.00A. 正确B. 错误 解析：20. 高聚物材料中，大分子链上极性局部越多，极性越强，材料强度越大。分数：1.00 A.正确 B.错误解析：四、四(总题数：1，分数：10.00)21. 影响晶态固体中原子集中的因素有哪些?并加以简洁说明。分数：10.00正确答案：(1) 温度：温度越高，集中系数越大，集中速率越快。(2) 晶体构造及固溶体类型：致密度较小的晶体构造中集中激活能较小，集中易于进展；对称性较低的晶体构造，集中系数的各向异性显著；间隙固溶体中的集中激活能远小于置换固溶体
8、，集中简洁进展。(3) 第三组元：依据参加的第三组元的性质不同，有的促进集中，有的阻碍集中。(4) 晶体缺陷：沿晶界的集中系数远大于体集中系数；沿位错管道集中时集中激活能较小，因而位错加速集中。)解析：五、五(总题数：3，分数：12.00)22. 什么是时效处理?分数：4.00正确答案：(过饱和固溶体的脱溶过程处理为时效处理。) 解析：23. 说明通过时效处理产生强化的缘由。分数：4.00正确答案：(在过饱和固溶体脱溶过程中，初始形成亚稳态析出相与母相保持共格或半共格界面。假设析出相粒子具有很高强度，将使滑移运动位错发生弯曲并包绕其次相粒子留下位错环，将增加位错线长度，并且其次相粒子及位错环加
9、大对后续运动位错的阻力，产生其次相强化。假设析出相粒子可发生变形，将产生的相界面，使析出相与基体相之间共格(或半共格)界面遭到破坏；滑移面产生错配，可能使有序排列遭到破坏。综上，宏观产生强化。)解析：24. 实际应用过程中，为消退时效强化可承受什么处理方法?为什么?分数：4.00正确答案：(通过时效回归处理或重固溶处理可以使时效强化现象消逝。由于伴随着时效回归处理或重固溶处理沉淀脱溶产生的其次相重溶人固溶体之中。当沉淀析出相已经为稳定相时，只能承受固溶处理。) 解析：六、六(总题数：2，分数：10.00)25. 什么是外形记忆效应?分数：5.00正确答案：(将某些金属材料进展变形后加热至某一特
10、定温度以上，变形金属材料外形恢复到变形前的外形，此现象称外形记忆效应。)解析：26. 说明通过马氏体相变产生外形记忆效应的缘由。分数：5.00正确答案：(根本缘由是马氏体转变的无集中性、共格切变性和可逆转变性。母相冷却过程中外加应力诱发马氏体相变，利用马氏体相变伪弹性产生宏观变形。加热过程中，当加热温度超过马氏体相变逆转变温度时，伴随热弹性马氏体逆转变，产生外形恢复，完成外形记忆过程。)解析：七、七(总题数：1，分数：8.00)27. 比较说明滑移与孪生这两种金属塑性变形机制的不同。分数：8.00正确答案：(1) 变形方式不同。滑移过程为晶体一局部相对另一局部的相对滑动，孪生过程为晶体一局部相
11、对另一局部的均匀切变。(2) 发生孪生过程的临界切应力远大于滑移所需临界切应力。(3) 孪生过程转变晶体位相关系。滑移过程不转变晶体位相关系。(4) 滑移过程可以连续进展而孪生过程不能连续进展。(5) 滑移过程是塑性变形的主要机制，当滑移系处于不利于滑移变形发生时，通过孪生可以转变滑移系与外力的取向，使滑移过程进一步发生。)解析：八、八(总题数：1，分数：10.00)28. 工业纯铜的屈服强度 =70MPa，其晶粒大小为N =18 个/mm2；当N =4025 个/mm 时， =95MPa；试sAA2s计算 N =260 个/mm2 时屈服强度的值。As分数：10.00正确答案：(晶粒大小与屈
12、服强度之间的关系满足 Hall-Petch 公式，即) = +kd-1/2s0由等面积圆直径表示晶粒尺寸，即*于是 *代入 =70MPa，=95MPas1s2求出 K=0.13MPam1/2， =61.3MPa0故 =78.3MPa)s解析：九、九(总题数：1，分数：10.00)29. 分别画出立方晶胞的*晶向和(021)晶面，六方晶胞的*晶向和*晶面。分数：10.00正确答案：(如图 7-2 所示。* *)解析：十、十(总题数：1，分数：15.00)氮化镓 GaN 是制备白光二极管的材料，其晶体构造为纤锌矿(六方硫化锌)型。N 的电负性为 3.07，Ga 的电负性为 1.76；N3-的离子半
13、径为 0.148mm，Ca3+的离子半径为 0.047nm。分数：15.00(1). 画出这种构造的晶胞。分数：3.00正确答案：(如图 7-3 所示。解析：(2). 构造中，负离子构成哪种积存?用四轴表示法写出密排晶面。分数：3.00正确答案：(构造中，负离子构成 ABAB 六方积存，密排晶面为(0001)。) 解析：(3). 分析Ga 和 N 之间的键性，说明构造中各离子配位数是否合理。分数：3.00正确答案：(Ga 和N 之间的键性由电负性差值打算x=3.07-1.76=1.311.7，GaN 为共价键配位数由正负离子半径比打算R+/R-=0.047/0.148=0.318 0.225R
14、+/R-0.414CN(Ga3+)=4，CN(N3-)=4，配位数合理。)解析：(4). 计算构造是否符合静电价规章。分数：3.00正确答案：(一个 N3-与 4 个 Ga3+相联：*，符合静电价规章。)解析：(5).Ga 填充的是哪种空隙?填充了多少这种空隙?分数：3.00正确答案：(Ga 填充的是四周体空隙，填充了负离子空隙的一半。)解析：十一、十一(总题数：1，分数：5.00)30. 氧化钛缺氧时可产生如下反响：*，请正确写出缺陷方程并解释各项的含义。分数：5.00正确答案：(缺陷方程为*Ti”Ti二氧化钛失氧，生成 Ti3+占据 Ti4+晶格位，有效电荷-1。*：氧空位，有效电荷+2。
15、O ：氧仍旧占据氧的晶格位。)o解析：十二、十二(总题数：1，分数：10.00)31. 何谓全位错?请说明在面心立方晶体中肖克莱不全位错和弗兰克不全位错的成因和运动特点。分数：10.00正确答案：(柏氏矢量等于点阵矢量的位错称为全位错。面心立方晶体中肖克莱不全位错是由不均匀滑移产生的，它可以是刃型位错，或螺型位错，或混合位错， 可以滑移。弗兰克不全位错是抽去或插入一层密排面造成的，其柏氏矢量垂直于滑移面，所以，弗兰克不全位错不能滑移，只能攀移。)解析：十三、十三(总题数：1，分数：10.00)LiF-NaF-RbF 三元相图如图 7-1 所示。*分数：9.99(1). 确定含RbF30mol、LiF2Omol分数：3.33正确答案：(RbF30mol%、LiF2Omol%、NaF50mol%的物料从高温冷却时初始凝固温度为 750，液相全部凝固温度 425。)解析：(2). 写出该成分点的析晶过程。分数：3.33正确答案：(该成分点的析晶过程为*)解析：(3). 依据此三元相图画出LiF-NaF 的二元相图示意图。分数：3.33正确答案：(如图 7-4 所示。*)解析：