西安交通大学804材料科学基础2010年(回忆版)考研专业课真题试卷

2西安交通大学2010年硕士学位研究生入学材料科学基础考试试题一、晶面和晶向（每小题10分，共20分）1、在一个立方晶胞内画出下列指数的晶面和晶向（110）（11￣1）（2_2_0）【1￣01】【2￣21】2、写出图中六方晶胞内ABCDEFA晶面的密勒-布拉菲指数，并按图中箭头方向写出ABCDEFA晶面与晶胞表面的交线的密勒-布拉菲指数。二、判断正误（1*20）1、运用三元系变温截面图，可以分析合金的平衡结晶过程得知不同温度时合金中的平衡相，并可计算出各平衡相的质量分数。2、晶体结构不同的晶体可能具有相同的晶体点阵。33、体心立方晶体（100）晶面族中的晶面属于【100】晶带。4、晶体中的位错环有可能是一个纯刃型位错，但绝不可能是一个纯螺型位错。5、晶体中的不全位错一定和层错相连，但层错不一定与不全位错相连。6、晶体中的亚晶界是由刃位错构成的，相邻晶粒间的位向差越大，则位错墙中位错的间距越小。7、当压力恒定时，根据相率f=C-P+1，二元合金三相平衡时f=0,这意味着只有确定成分的合金在确定的温度下才能处于三相平衡。8、在平衡结晶条件下，合金中绝不会出现成分过冷现象。9、共晶成分的合金绝不会出现成分过冷现象。10、晶体中非平衡浓度空位及位错的存在都一定会使晶体的能量升高。11、从本质上讲，晶体的塑性变形中的孪生机制也是通过其中位错的滑移运动进行的。12、碳钢中冷压力加工的显微组织和热压力加工的带状组织的形成原因是相同的。13、金属晶体中的孪晶区和未孪晶区属于同一个相，但不属于同一个组织组成物。14、材料的弹性模量是原子间结合力强弱的反应，所以它是一个对组织不敏感的性能指标。15、合金应变时效的本质是时效强化。416、在相同条件下，均匀形核和非均匀形核的临界晶核半径相等。17、在固液界面前方的液体处于正温度梯度时，晶粒也有可能长成树枝晶。18、平行的刃位错线与螺位错线之间没有互作用力。19、螺型位错不能进行攀移运动，刃型位错不能进行交滑移运动。20、层错能高的晶体易发生交滑移。三、填空题（每空0.5分，共20分）1、材料中原子的结合键越强，则材料的熔点＿＿＿＿，弹性模量＿＿＿＿，热膨胀系数＿＿＿＿。高分子材料的分子链中是＿＿＿＿键，分子链之间是＿＿＿＿键，故在金属、陶瓷和高分子三类材料中，高分子材料的熔点＿＿＿＿、弹性模量＿＿＿＿，热膨胀系数＿＿＿＿。2、对于刃型位错，其柏氏矢量＿＿＿＿于位错线，＿＿＿＿于半原子面，其滑移运动方向＿＿＿＿于柏氏矢量，＿＿＿＿于位错线，其攀移运动方向＿＿＿＿于柏氏矢量、＿＿＿＿于位错线，对于螺型位错，其柏氏矢量＿＿＿＿于位错线，＿＿＿＿于螺旋原子面的轴线，其滑移运动方向＿＿＿＿于柏氏矢量，其交滑移运动方向＿＿＿＿于柏氏矢量；对于混合型位错，其柏氏矢量＿＿＿＿于位错线，其滑移运动方向＿＿＿＿于位错线。3、比较导体、半导体和绝缘体的能带结构可以看出，导体的能隙＿＿＿＿，半导体的能隙＿＿＿＿，绝缘体的能隙＿＿＿＿。4、内部的磁矩能削弱外磁场的材料称为＿＿＿＿，内部磁矩能稍稍增强外磁场5的材料称为＿＿＿＿，具有铁磁性的铁氧化合物称为＿＿＿＿。5、原子从高浓度向低浓度的扩散称为＿＿＿＿，从低浓度向高浓度的扩散称为＿＿＿＿，但都是从＿＿＿＿向＿＿＿＿处扩散；间隙原子在间隙固溶体中扩散的机制是＿＿＿＿机制，扩散中形成新相的扩散称为＿＿＿＿，此时，形成二元合金的扩散区内不会形成＿＿＿＿相共存区。6、铁素体的强度高于а-Fe是由于发生了＿＿＿＿强化，珠光体的强度高于铁素体是由于发生了＿＿＿＿强化，细片状珠光体的强度高于粗片状铁素体是由于发生了＿＿＿＿强化，冷轧钢的强度高于退火态钢是由于发生了＿＿＿＿强化，四、简答题（共25分）1、画出两副Fe-Fe3C相图，分别按相组成物和组织组成物填写。（8分）2、分析40钢自液态缓慢冷却至室温过程中的组织转变，写出室温下的相组成物和组织组成物，并计算相组成物和组织组成物的质量分数。（11分）3、示意画出750℃时Fe-Fe3C合金系中各相的自由能-成分曲线，并以此图阐述该温度时合金系中的相平衡状态。（6分）五、在面心立方单晶体的〔31ˉ2ˉ〕方向对其进行压缩变形。（20分）1、写出晶体的始滑移系和可能的交滑移系。（6分）2、写出开始滑移后晶体转动的转轴方向指数。（2分）3写出开始双滑移时晶体中与压缩轴相平行的方向指数，所开动的双滑移系，以6及晶体继续转动的转轴方向指数。（6分）4、写出晶体不再转动时与压缩轴平行的方向指数，以及此时晶体中所开动的滑移系。（6分）六、Cu-Ag-Cd三元合金系的液相面投影如图所示。（共15分）1、确定图中O合金的熔点及结晶出的初生相。（4分）2、分别写出图中a点成分和b点成分的液相参与四相平衡反应的名称、反应温度、反应式（6分）3、写出该合金中铸造性能最好的合金的成分（即各组元的含量），及开始浇注的大致温度。（5分）七、回答下列问题（共30分）1、金属或合金的凝固方式有哪几种？影响凝固方式的主要因素有哪些？（10分）72、何谓自发形核？何谓非自发形核？证明自发形核时临界形核功G*等于临界晶核表面能的1／3。（10分）3、根据焊接过程的物理化学特点，焊接工艺方法可分为哪几种？它们之间的主要区别是什么？（10分）