山东科技大学2019年硕士研究生自命题试题832材料科学基础.pdf

1、一、概念辨析一、概念辨析(每题每题 5 分，共分，共 30 分。任选分。任选 6 题，若多做只取所做题的前题，若多做只取所做题的前 6 题题)1、晶体结构；2、柯肯达尔效应；3、非均匀形核；4、热平衡缺陷；5、临界分切应力；6、工业再结晶温度；7、同质多晶；8、可逆相变；9、固体表面力场；10、晶子学说；11、二次再结晶；12、肖特基缺陷二、填空题二、填空题(每题每题 1 分，共分，共 20 分。任选分。任选 20 空，若多做只取所做题的前空，若多做只取所做题的前 20 空空)1、典型金属的晶体结构有体心立方、面心立方和（1），它们的配位数分别为（2）、12 和 12；其中体心立方晶胞内原子数

2、和致密度分别是是（3）、（4）。2、体心立方的密排面和密排方向分别为（5）、（6）。3、位错线是（7）和（8）的分界线。刃型位错的柏氏矢量与位错线相互（9）。4、滑移是（10）过程，而孪生是均匀切变过程；孪生所需临界分切应力值（11）（填大于、小于或等于）滑移；滑移是全位错运动的结果，而孪生是（12）运动的结果。5、由物体各部分的不均匀变形所引起内应力称为（13）。这个内应力的存在材料的（14）和硬度提高，而（15）下降。6、再结晶过程存在如下特点：具有（16）；再结晶开始速度很慢，逐渐加快，至再结晶的体积分数 50%时速度达到最大，随后又逐渐变慢。7、扩散的驱动力是（17） ，固体中扩散的主

3、要机制是（18）和（19） 。温度对扩散系数的影响依赖关系式（20）8、立方 ZnS 结构中，S2-作面心立方堆积，Zn2+填充（21）四面体空隙，Zn2+的配位数为（22） 。9、三 T 图中三个 T 代表（23） 、时间和（24） 。从三 T 曲线可以求出为避免析出 10-6分数的晶体所需的临界冷却速率，该速率越（25） ，越容易形成玻璃。10、陶瓷结晶釉中，常加入硅酸锌和氧化锌作为（26） ，这是因为非均匀成核比均匀成核的成核位垒小，析晶过程容易进行。11、相平衡研究方法包括动态法和静态法，其代表分析方法为（27）和（28）等。12、 晶体材料的扩散系数 lnD 与 1/T 关系曲线在不

4、同温度区间出现了不同斜率的直线，这主要是由于（29）不同所致。13、烧结过程中，晶粒长大并不是小晶粒板结的结果，而是（30）的结果。14、玻璃分相的两种机理是（31）机理和（32）机理。前者分相时质点作（33）扩散，分相速率（34） 。15、在 Na2OSiO2熔体中，当 Na2O/Al2O31 时，加入 Al2O3使熔体粘度（35） 。16、 结晶相变过程， 形成临界半径大小的新相， 需物系做功， 其值等于新界面能的(36)。17、在烧结过程中，只改变气孔形状而不引起坯体收缩的传质方式是（37） 。三、简答题三、简答题(每题每题 10 分，共分，共 50 分。任选分。任选 5 题，若多做只取

5、所做题的前题，若多做只取所做题的前 5 题题)1（10 分分） 、立方晶胞中（如下图所示） ，（1）写出下列晶面和晶向的密勒指数：AEGA；：BDEG；：LFHL；：FT；：AE；：BO。（已知图中各点均在中点位置） 。（2）写出 AEGA 晶面和111晶向之间的几何关系？2（10 分分） 、试说明下述位错反应能否进行。3（10 分分） 、从强度和塑性两方面简述细晶对组织与性能的影响。4（10 分分） 、什么叫上坡扩散？形成上坡扩散的驱动力是什么？5（10 分分） 、以变形铜合金为例阐述再结晶温度的影响因素。6（10 分分） 、什么叫弛豫表面？NaCl 单晶表面具有什么样的结构特点？7（10

6、分分） 、如在过冷的液相中形成边长为 a 的立方体晶核时，求出“临界核胚”立方体边长 a*和G*。8（10 分）分）、试述熔体粘度对玻璃形成的影响？在硅酸盐熔体中，分析加入一价碱金属氧化物、二价金属氧化物或 B2O3后熔体粘度的变化？为什么？9（10 分分） 、 （1）如果要合成镁铝尖晶石，可供选择的原料为 Mg(OH)2、MgO、-Al2O3、112612161012aaa- Al2O3，从提高反应速率的角度出发，选择什么原料较好？请说明原因。（2）试比较杨德尔方程和金斯特林格方程的优缺点及其适用条件。10（10 分分） 、烧结过程中，晶界遇到夹杂物时会出现几种情况？从实现致密化目的的考虑，

7、晶界应如何移动，怎样控制？四、综合题（共四、综合题（共 50 分分，各题包括，各题包括 A、B 两个小题，只选作两个小题，只选作 A 或或 B）1（10 分，从分，从 A、B 中选作一个中选作一个） ：（A） 、纯铁在 900oC 进行渗碳处理，已知渗碳 1 小时后达到某一特定碳浓度的渗层深度为 0.5mm，问再继续渗 3 小时，相同浓度的渗层厚度是多少？某人对纯铁进行“表面纳米化” （表面剧烈塑形变形后获得一定深度的纳米晶组织）处理后再渗碳，发现渗碳速度更快（与未进行表面纳米化处理相比较） 。试解释这一现象。（B） 、试从热力学、动力学和形貌等方面比较亚稳分解和不稳分解这两种分相过程的特点。

8、2（10 分，从分，从 A、B 中选作一个中选作一个） ：（A） 、 晶体塑性变形的基本方式是什么？冷变形金属在重新加热的过程中会发生什么变化？（B） 、 非化学计量化合物有何特点？为什么非化学计量化合物都是 n 型或 p 型半导体材料？3（10 分，从分，从 A、B 中选作一个中选作一个） ：（A） 、什么是成分过冷？它对液-固界面形貌有何影响？纯金属凝固时是否会出现成分过冷？为什么？（B） 、Zn2在 ZnS 中扩散时，563时的扩散系数为 310-4cm2/s；450时的扩散系数为 1.010-4cm2/s，求：(1) 扩散活化能和 D0；(2) 750时的扩散系数。4（20 分，从分，从 A、B 中选作一个中选作一个） ：（A）对于 Fe-C 相图（20 分分） ，(1) 写出全部等温转变（反应类型、反应式） 。(2) 分析含碳量 3.5 wt%合金的平衡凝固过程，(3) 上述合金平衡凝固后，试计算其在室温时的组织组成物的相对量。（B）相图分析（相图分析（20 分）：分）：图为一个三元系统相图。根据此图：（1）判断化合物 D的性质，标出图中各边界和界线温降方向并判断界线性质；（2）判断无变量点 E、F、G 的性质，并写出相平衡关系式；（2）写出熔体 M1(下侧)和 M2(上侧)的冷却析晶过程；（3）计算熔体 M2液相刚到结晶结束点时以及结晶结束后的各相含量。