2007年西北工业大学材料科学基础硕士研究生入学试题参考答案

12007年西北工业大学硕士研究生入学试题参考答案一、简答题（每题10分，共50分）1、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。答：全位错：柏氏矢量等于点阵矢量的整数倍；不全位错：柏氏矢量不等于点阵矢量的整数倍。Fcc：1102a；bcc：1112a；hcp：02113a2、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？答：半径收缩。若半径不变，则当配位数降低时，会引起晶体体积增大。为了减小体积变化，原子半径将收缩。3、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？答：因为非均匀形核时，用杂质或型腔充当了一部分晶核。也就是说，需要调动的原子数少。4、原子的热运动如何影响扩散？答：热运动增强将使原子的跃迁距离、跃迁几率和跃迁频率均增大，即增大扩散系数。5、如何区分金属的热变形和冷变形？答：变形温度与再结晶温度的高低关系。高于再结晶温度的为热变形，反之为冷变形。2二、作图计算题（每题15分，共60分）1.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＝1.381×10-23J/K）解：JAckTEkTEAcVV19201023109.18.1710068.10539.010ln)]273500(10381.1[ln)exp(2.请计算简单立方晶体中，(111)和)111(的夹角。解：3133111cos222222212121212121lkhlkhllkkhh＝70°323.请判定在fcc中下列位错反应能否进行：]111[3]211[6]110[2aaa解：几何条件：1113313131612162612121acbacbabb（6分）能量条件：332626622222222aaaaaa（6分）满足几何条件和能量条件，反应可以进行。（3分）4.试画出面心立方晶体中的(123)晶面和晶向解：3三、综合分析题（共40分）1.如附图所示，请分析：（24分）1)两水平线的反应类型，并写出反应式；2)分析Ab、bg′、g′d′、d′、d′h′、h′e、eB七个区域室温下的组织组成物（j点成分小于g点成分）；3)分析I、II合金的平衡冷却过程，并注明主要的相变反应；4)写出合金I平衡冷却到室温后相组成物相对含量的表达式及合金II平衡冷却到室温后组织组成物相对含量的表达式。解：1）水平线kj为包晶反应：nkjL（2分）水平线gh为共晶反应：hgdL（2分）2）Ab：α（1分）bg′：α+βII（1分）g′d：α+(α+β)共+βII（1分）d'：(α+β)共（1分）d′h′：β+(α+β)共+αII（1分）h′e：β+αII（1分）eB：β（1分）43）合金I（5分）合金II（3分）4）合金I相组成：%100%10011bebcwbeecw；（2分）合金II组织组成：IIIIwgdidwbegbgdidwgdigw%100%100%100IIII)(析出量＝共晶前析出量；析出比例＝共晶前析出量；初初初共（3分）2请对比分析回复、再结晶、正常长大、异常长大的驱动力及力学性能变化。（16分）回复再结晶正常长大异常长大驱动力存储能（主要是点阵畸变能）存储能（主要是点阵畸变能）总界面能总界面能和表面能力学性能变化基本保持变形后性能恢复到冷变形前的水平基本保持再结晶后的水平性能恶化强度、塑性下降