2012四川大学研究生入学考试材料科学基础真题与答案

2012年硕士研究生入学考试初试考试大纲科目代码：803科目名称：材料科学基础适用专业：金属材料工程、无机非金属材料工程、材料成型与控制工程参考书目：材料科学基础（第2版），石德珂主编，机械工业出版社，2005考试时间：3小时考试方式：笔试总分：150分考试范围：一、材料的晶体结构：原子结合键；晶体学基础知识；金属晶体的结构；离子晶体的结构；共价晶体的结构。

二、晶体缺陷：点、线、面缺陷；位错的弹性行为；全位错和不全位错；位错反应和位错交互作用。

三、材料的相结构及相图：材料的相结构；二元相图；铁－碳合金相；相图的热力学基础；三元相图及其类型。

四、材料的凝固：材料凝固的基本规律；材料凝固时晶体的生长；固溶体合金的凝固；共晶合金的凝固；制造工艺与凝固组织。

五、材料中的扩散与固态相变：扩散定律；扩散机制；扩散驱动力；影响扩散的因素；固态相变特点；固态相变中的形核与长大；扩散型与无扩散型相变。

六、材料的变形与断裂：金属的弹性变形；滑移与孪生变形；单晶体的塑性变形；多晶体的塑性变形；金属与合金的变形强化；冷变形金属的组织与性能；金属的断裂；冷变形金属的回复与再结晶；金属的热变形与超塑性。

样题：一、（本大题共10小题，每小题3分，总计30分）名词解释1. 非晶体2. 共格界面3. 加工硬化4. 空间点阵5. 奥氏体6. 成分过冷7. 变形织构8. 回复9. 热加工10. 滑移二、（本大题共10小题，每小题3分，总计30分）选择填空题（只有一个正确答案）1. 正应力作用在螺位错线上，将使它（）。

A. 滑移B. 攀移C. 不动2. 面心立方（fcc）结构的铝晶体中，每个铝原子在本层（111）面上的原子配位数为（）。

A. 12B. 6C. 43. 钢在渗碳处理时，渗层中碳浓度分布和渗层厚度可由（）求得。

A. 高斯解B. 误差函数解C. 正弦函数解4. 合金与纯金属结晶的不同点是（）。

A. 需要结构起伏B. 需要能量起伏C. 需要成分起伏5. 临界分切应力的大小和（）有关。

2012年硕士学位研究生入学考试考试科目：802化工原理（含实验）（允许使用计算器）请将题号和答案写在答题纸上，直接写在试卷上无效一、填空题1.层流流动中，体积流量不变而管径增大一倍吧，则摩擦系数______。

2.相同材料，装等量水的黑白塑料袋，放在阳光下照射，升温较快的是______，放在荫凉处降温，降温较快的是______，原因是______。

3.相同质量密度的片状和正方形状颗粒做沉降分离，正方形状颗粒较片状沉降快是因为______。

4.完成精馏操作的必要条件是塔顶______和塔底______。

5.板式塔中气体上升穿过板孔阻力主要来自______和______。

6.恒速干燥阶段，物料表面温度等与空气______。

7.在一定干燥条件下，物料厚度增加，物料临界含水量（）A．增大 B.减少 C.不变 D.不确定8.双层传热，传热系数λ1，λ2，温差Δt1，Δt2，若Δt1﹥Δt2，则λ1（）λ2A.﹥B.﹤C. =D.不一定9.单级（理论）萃取中，在维持进料组成和萃取相浓度不变的条件下，若用含有少量溶质的萃取剂代替纯溶剂所得萃余相浓度将（）A.增加B.减少C.不变D.不确定10. 在板框过滤机中，如滤饼不可压缩，介质阻力不计，过滤时间增加一倍时，其过滤速率为原来的（）A.2倍B.1/2倍C.1/3倍D.4倍11. 层流与湍流本质区别是（）A.湍流流速﹥层流流速B.流道截面大的为湍流，小的为层流C.层流的雷诺数﹤湍流的雷诺数D.层流无径向流动，而湍流有径向流动12. 离开干燥器，温度上升，湿度增大，干燥器热效率（）A.增加B.减少C.不变D.不一定13. 滤饼过滤时，对滤液中颗粒起拦截作用的是______而不是______。

14. 对不饱和湿空气，干球温度______湿球温度，露点温度______湿球温度高度。

二、计算题1.离心泵将20℃的水由敞口水池运送到表压为2.5atm的吸收塔，管径为Ф108mm×4mm，泵开口阀门全开时总当量长度为100m（包括局部阻力、进出口阻力），泵开口阀门全开时水的流量为56.5m3/h。

材料科学基础习题叶荷 11 及材料班2013-1-10第三章二元合金相图和合金的凝固一、名词：相图：表示合金系中的合金状态与温度、成分之间关系的图解。

匀晶转变：从液相结晶出单相固溶体的结晶过程。

平衡结晶：合金在极缓慢冷却条件下进行结晶的过程。

成分起伏：液相中成分、大小和位置不断变化着的微小体积。

异分结晶：结晶出的晶体与母相化学成分不同的结晶。

枝晶偏析：固溶体树枝状晶体枝干和枝间化学成分不同的现象。

共晶转变：在一定温度下，由—定成分的液相同时结晶出两个成分一定的固相的转变过程。

脱溶：由固溶体中析出另一个固相的过程，也称之为二次结晶。

包晶转变：在一定温度下，由一定成分的固相与一定成分的液相作用，形成另一个一定成分的固相的转变过程。

成分过冷：成分过冷：由液相成分变化而引起的过冷度。

二、简答：1. 固溶体合金结晶特点？答：异分结晶；需要一定的温度范围。

2. 晶内偏析程度与哪些因素有关？答：溶质平衡分配系数ko；溶质原子扩散能力；冷却速度。

3. 影响成分过冷的因素？答：合金成分；液相内温度梯度；凝固速度。

4. 相图分折有哪几步？答：以稳定化合物为独立组元分割相图并分析；熟悉相区及相；确定三相平衡转变性质。

三、绘图题绘图表示铸锭宏观组织三晶区。

四、书后习题1、何谓相图？有何用途？答：相图：表示合金系中的合金状态与温度、成分之间关系的图解。

相图的作用：由相图可以知道各种成分的合金在不同温度下存在哪些相、各个相的成分及其相对含量。

2、什么是异分结晶？什么是分配系数？答：异分结晶：结晶出的晶体与母相化学成分不同的结晶。

分配系数：在一定温度下，固液两平衡相中溶质浓度之比值。

硕士研究生入学考试试题考试科目代码及名称：959 材料科学基础考试时限：3小时 总分：150分一、名词解释 （10×3=30分）加工硬化 沉淀强化 交滑移 上坡扩散 调幅分解 金属化合物 临界分切应力 珠光体 Orowan 机制 等强温度二、解答题（6×10=60分）1、判断下列位错反应能否进行：（1）]110[2]101[2]100[a a a +→；(2)]111[2]111[6]112[3a a a →+ 2、请指明下列五种结构分别属于什么布拉菲点阵。

注：a=b=c,α=β=γ=90°。

图省3、冷变形金属在回复和再结晶过程中，组织和性能分别有什么变化？4、试分别给出FCC,BCC 及HOP 的主要滑移系。

5、试分析液态金属凝固过程中形成中心等轴晶区的条件是什么？6、为什么空位是热力学稳定缺陷，而位错是非热力学稳定缺陷。

三、问答题(3×20=60分)1、绘出Fe-Fe 3C 相图，标出其中的关键成分和关键温度，并且回答：（1）分析碳含量对Fe-C 合金室温组织和力学性能的影响。

（2）分析45钢的拉伸变形过程可分为哪几个阶段及其相应的特征和机理。

2、试解释为什么材料的理论强度远高于其实际强度。

随着现代科学技术的进步和国民经济的发展，材料的强韧化越来越重要，试举例说明材料强化或韧化的4种方法，并阐述相应的强化和韧化原理。

3、试分析下列材料科学过程是否与原子扩散有关，为什么？A 热弹性马氏体箱变B 脱溶分解C 成分均匀化D 高温蠕变E G.P 形成硕士研究生入学考试试题参考答案考试科目代码及名称：959 材料科学基础考试时限：3小时 总分：150分一、名词解释（30分）加工硬化：随着冷变形程度的增加，金属材料强度和硬度指标都有所提高，但塑性、韧性有所下降的现象。

沉淀强化：过饱和固溶体随温度下降或长时间保温过程中（时效）发生脱溶分解，细小的沉淀物分散于基体之中，阻碍位错运动而产生强化的现象。

材料科学基础试题及答案一、出题形式一：填空类1．在立方系中，晶面族{123}中有 24 组平面，晶面族{100}中有3组平面。

2．获得高能量的原子离开原来的平衡位置，进入其它空位或迁移至晶界或表面，形成肖脱基空位。

如果离位原子进入晶体间隙，形成费仑克尔空位。

3．点缺陷的类型分为空位和间隙原子；当相遇时两者都消失，这一过程称为复合或湮灭。

4．刃型位错的柏氏矢量b与位错线t互相垂直，刃型位错移动的方向与b方向一致。

螺型位错的移动方向与柏氏矢量b 垂直，螺型位错的柏氏矢量b方向与位错线t的方向平行。

5．由于界面能的存在，当晶体中存在能降低界面能的异类原子时，这些原子将向境界偏聚，这种现象叫内吸附。

6．均匀形核必须具备的条件是：1.必须过冷；2. 必须具备与一定多冷度相适应的能量起伏和结构起伏。

7．面心立方结构的滑移面是{111}，共有 4组，每组滑移面上包含 3 个滑移方向，共有 12 个滑移系。

8．由于晶界阻滞效应及取向差效应，使多晶体的变形抗力比单晶体大，其中，取向差效应是多晶体加工硬化更主要的原因。

9．滑移面应是面间距最大的密排面，滑移方向是原子最密排方向。

10．金属塑性变形时，外力所作的功除了转化为热量之外，还有一小部分被保留在金属内部，表现为残余应力。

11．金属的热变形是指金属材料在再结晶温度以上的加工变形，在此过程中，金属内部同时进行着加工硬化和回复再结晶软化两个过程。

12. 扩散的驱动力是化学位梯度；再结晶的驱动力为冷变形所产生的储存能的释放；再结晶后晶粒的长大的驱动力是：晶粒长大前后的界面能差，纯金属结晶的驱动力是温度梯度。

13. 晶体中原子在表面、晶界、位错处的扩散速度比原子在晶内的扩散速度快，这种现象叫短路扩散。

14. 回复的初始阶段回复机制以空位迁移为主，后期以位错攀移为主。

15．材料的结合方式有共价键、离子键、金属键和范德华力四种化学键结合方式。

21．细化铸件晶粒的方法有：1、提高过冷度 2、变质处理 3、振动、搅拌。

材料科学基础试卷—填空题(20)1、在晶体学屮，所有的晶体均可归纳为______ 个晶系屮， _____ 种布拉菲点阵,所有空间点阵又可归于_____ 晶族,通过宏观对称要素分析，晶体可能存在的对称类型(点群)有________ 种。

(7、14、3、32)2、晶体的对称要素要宏观对称要素和微观对称要素之分，宏观对称要素包括：_____ 、_____ 、_____ 、______ 等，围观对称要素包括 _____ 、______ 等。

(回转对称轴、对称面、对称屮心、回转■反演轴；滑动面、螺旋轴) 3、缺陷亏归纳为______ 缺陷、 ______ 缺陷和_____ 缺陷三类，位错属于_______缺陷，其最重要最基本的形态有_____ 位错和______ 位错两种，也有介于他们之间的_____ 位错。

(点、线、面；线；刃型、螺型；混合型)4、根据溶质原子在晶体点阵中的位置，可以讲固溶体分为三类：分别是________固溶体、_____ 固溶体和______ 固溶体。

(置换、间隙、缺位)二选择题(30)1、镜像指数与晶面指数满足条件［hkl］丄(hkl)的晶系为：(A)A.只有立方晶系B.立方晶系与正交晶系C.只有正交品系2、原子半径的大小与键的性质肓接相关。

不同的键型，原子半径也不相同。

其中，可以用键长的一般表示为：(A)A.共价半径、范德瓦尔斯半径B.金属半径、离子半径C.共价半径、离子半径3、密排六方和面心立方结构密排面上院子的堆垛方式为：(A)A.ABAB ......., ABC ABCB.ABCABC ,ABABC.ABCABC ,ABCABC4、金属晶体中最典型的结构是：(A)A.面心立方、体心立方、密排六方B.面心立方、简单立方、密排六方C.面心立方、提心四方、密排六方5、正离子配位数通常有正负离子半径比确定，因此：(A)A.配位多面体是八面体时，正、负离子半径比应处于0.414〜0.732范围B.正离子配位数为6时，正、负离子半径比处于0.225〜0.414范围C.正、负离子半径比处于0.732〜1.0范围时，配位多面体是四面体6、缺陷的特征是：(B)A. 不随外界条件的改变而变动，也不会合并和消失B. 随着各种条件的改变而不断变动，有些可以产生、发展、运动、交互 作用、合并和消失C. 随着各种条件的改变而不断变动，但不产生交互作用，不会合并和消 失7、设AG 为氧化物M0的肖特基缺陷形成自由焙变化，则对该体系中由肖特基 缺陷形成的［V M ］和［Vo ］空位的总浓度［V ］的计算式为(C)8、 位错最重要的性质之一是它可以在晶体中运动，其中：(C)A. 刃型位错不引起剪切畸变，也不引起体积的膨胀和收缩，螺型位错反 之B. 刃型位错引起压缩变形，螺型位错引起体积的碰撞C.螺型位错只引起剪切畸变，而不引起体积的膨胀和收缩，刃型位错反 之9、 位错滑移与攀移所需驱动力的性质可分别描述为：(C) A. 弹性力；化学力与切应力 B. 化学力与切应力；弹性力C. 切应力；化学力与弹性力10、 固体表面力源自于：(A)A. 固体表面质点排列的周期性屮断，力场对称性破坏，表现出的剩余键 力B. 固体表面的不均匀性，外界物质容易填入台阶处而表现岀的吸引力C. 固体表面由于大量位错露头的存在，产生了表面缺陷，改变了表面势 场而出现的作用力11、 I 古I 溶体特点是掺入外来杂质原子后原来的晶体结构不发生转变，但点阵畸变，性能变化。

晶胞：将晶体抽象为规则排列于空间的几何点，这些点代表原子中心，这些点的空间排列称为空间点阵，从点阵中取出一个仍能保持点阵特征的最基本单元叫晶胞。

将阵点用一系列平行直线连接起来，构成一空间格架叫晶格。

肖脱基空位：当某些原子获得足够高能量，克服周围原子束缚离开平衡位置，离位原子跑到晶体表面或晶界可形成肖脱基空位。

跑到晶体间隙中形成弗伦克尔空位。

刃型位错：在金属晶体中，晶体的一部分相对于另一部分出现一个多余的半原子面。

这个多余的半原子面如切入晶体的刀片，刀片的刃口线即为位错线。

这种线缺陷称为刃型位错。

半原子面在上面的称正刃型位错，半原子面在下面的称负刃型位错。

螺型位错：金属晶体上施加一切应力，使滑移面上下两部分晶体发生一个原子间距的相对切变，在已滑移区和未滑移区交界处，与柏氏矢量平行。

结构起伏：液态金属从宏观上看是原子作无规则排列的非晶体，但其中包含着许多类似晶体结构的、时长时消的原子有序集团，大小不一的近程有序排列此起彼伏，这种现象称为“结构起伏”。

成分过冷：凝固时由于溶质分布变化引起理论凝固温度的改变，此时过冷由溶液中溶质分布变化和实际温度分布两个因素决定，称为成分过冷。

短路扩散：晶体中原子在表面、晶界、位错处扩散速度比原子在晶内扩散速度快，因此把原子在表面、晶界、位错处的扩散称为短路扩散。

加工硬化：随冷变形程度的增加，金属材料强度和硬度指标都有所提高，但塑性、韧性有所下降回复：塑性变形金属在加热温度较低时,金属中的一些点缺陷和位错的迁移,使晶格畸变逐渐降低,内应力逐渐减小，显微组织无明显变化的过程韧性断裂：断裂前有明显塑变的断裂。

淬透性：获得马氏体的能力大小用一定条件下淬火获得的淬透层深度表示填空题1.新旧两相自由能之差界面能应变能2.提高过冷度变质处理振动搅拌3 热裂冷裂4. Wc+（Wsi+Wp）/35. 最低抗拉强度值最小延伸率6. 滑移孪生7. 自然人工简答题1.共晶转变：液相在恒温下同时结晶出两个固相的转变共析转变：一定成份的固相在恒温下生成另外两个一定成份固相的转变二者相图特征相似，反应相一个是液相一个是固相2. 马氏体相变特点：无扩散性切变共格与表面浮凸新旧相具有一定的位向关系相变具有可逆性和形状记忆效应相变具有不完全性3.加热温度越高，保温时间越长，晶粒越大加热速度越快，晶粒越细小含碳量越低，晶粒越细小，不同合金元素影响不同原始组织影响。

1 体心立方、面心立方、密排立方2 共格半共格非共格共格3 新旧两相自由能之差界面能应变能4 直线重心5 α-Fe 切变共格无扩散性6 γ-Fe7 空位8 纯剪切断裂微孔聚集型断裂解理断裂二、辨析题1、调幅分解与脱溶分解解：调幅分解通过扩散偏聚由一种固溶体分解成与母相结构相同而成分不同的两种固溶体。

脱溶分解是从过饱和固溶体中析出第二相的过程。

它们的主要区别如下：（１）调幅分解属于连续型相变。

它是一种无热力学能垒、无形核的固态相变。

脱溶分解是形核－长大型相变，有热力学能垒，有形核过程。

（２）调幅分解初期，母相内的成分起伏是逐步建立起来的，两相的成分随时间增加而连续变化并曾正弦波分布规律，最后达到平衡相成分。

脱溶分解的晶核一旦在母相中形成，其成分就是平衡相的成分，以后变化不大。

（３）调幅分解在母相中均匀的发生；脱溶分解晶核一般在晶体缺陷处形成。

（４）调幅分解中的增幅过程是通过上坡扩散。

沉淀相晶核的形成是通过下坡扩散。

（５）调幅分解中的两个偏聚区曾不明晰共格界面。

沉淀相与母相曾明细界面。

（６）调幅分解组织结构规则，脱溶分解组织的均匀性较差。

相同点：都是通过溶质的扩散而进行。

2 上坡扩散和下坡扩散原子由高浓度向低浓度迁移，称为下坡扩散，由低浓度向高浓度方向迁移，这种扩散称为上坡扩散。

3 TTT曲线和CCT曲线TTT是过冷奥氏体等温转变曲线，是过冷奥氏体在等温条件下转变时其转变温度、转变时间、转变产物与转变量之间的关系。

TTT是过冷奥氏体连续冷却转变曲线，是过冷奥氏体在不同连续冷却条件下转变时其冷却速度、转变温度、转变时间、转变产物与转变量之间的关系。

相同点是二者均是过冷奥氏体的转变图解。

连续冷却时，过冷奥氏体是在一个温度范围内完成组织转变的，其组织的转变很不均匀，先转变的组织较粗，而后转变的组织较细，往往得到几种组织的混合物。

二，共析钢和过共析钢连续冷却时，只有珠光体的转变而无贝氏体淬透性与淬硬性淬透性是钢获得马氏体的能力，衡量不同钢种淬火能力。

2012四川大学高分子材料复试真题（选作100分）
一．高物高化（60）
1.苯酚在酚醛树脂、尿素在脲醛树脂中的聚合度各是多少？聚合机理是什么？（6）
2.阴离子聚合反应试、引发剂、反应条件（8）
（1）嵌段SIS （2）嵌段St—MMA
3.定相聚合概念？合成立构规整聚合物的方法?（8）
4.AIBN引发剂合成PS，保持反应温度不变，在聚合初期，改变单体、引发剂浓度使聚
合度不变、聚合速率提高一倍，单体和引发剂浓度怎么变化？（8）
5.膨胀剂、DSC、DMA测定Tg的原理，以及测定结果差异的原因？（10）
6.Ps、HIPS的结构差异，热学、力学、光学性能的差别？（10）
7.Mn、Mw、Mz、M 的表达式？粘度法、膜渗透压、光散射直接测得物理量及测得
何种分子量？（10）
二．有机化学、复合材料、成型工艺、共混改性（80）
1.稳定性顺序：仲碳自由基、乙烯基自由基、苄基自由基、甲基自由基（10）
2.自由基聚合机理并举例说明（10）
3.从原料准备—聚合—分离—后处理的步骤，叙述乳液聚合丁苯橡胶的生产过程（10）
4.何为Z-N下PP的气相本体聚合、液相本体聚合和溶液聚合，各有什么特点？液相本
体、气相本体聚合联用有什么意义？（10）
5.挤出成型的特点及对原料的要求？（10）
6.双向拉伸能改善那些性能？（10）
7.为什么要对增强材料进行表面处理？碳纤维的三种表面处理方法？（10）
8.合成不饱和聚酯玻璃钢时，为改善其透光率，采用哪些方法？（10）。

武汉理工大学2012年研究生入学考试试题课程代码 833 课程名称材料科学基础（共3页，共十题，答题时不必抄题，表明题目序号即可;相图平衡题目直接做在试卷上，不必另外画图！）一、图（1）是Na2O的理想晶胞结构示意图，试回答:1.结构中何种离子做何种密堆积；何种离子填充何种空隙，所占比例是多少2.结构中各离子的配位数为多少，写出其配位多面体；3.结构中O2-电价是否饱和，为什么？4. 画出Na2O晶胞在（110）面上的投影图；5. 解离性如何二、1.在一个晶胞中画出（112）面与【112】的向量(注：2头顶上有个负号，我打不出来)2.写出以下硅酸盐晶体的结构类型.(书P58表2.13的例子，全部是表中的，一共8个)三、1.CaF2，NaCl，TiO2，分别可能是何种缺陷，并写出缺陷反应方程式2.请叙述微裂纹原理。

间隙固溶体与置换固溶体相比，哪种强化效果更好，为什么？（考的是缺陷定扎理论，书P150最下面一段）3.TiO2的氧空位与氧氛围浓度的关系（考的是成负六分之一的关系，导电性）四、微晶表面分类有哪些？密度随着结晶度变化的变化。

MgCO3是哪类表面五、书P175图4.10，请问R2O（一价碱金属）如图，你得出什么样的结论，为什么？六、相图（是7套内部试题里的原版，外加了几问，都很容易。

）七、书本P408的表7.6，请问你从中看出了什么规律。

八、金斯特灵格方程和杨德方程（书P499的9.5题）九、相变的一章，又是原题，推导公式。

唯一的改变就是增加了推导正方体的模型。

十、烧结氧化铝的时候，为什么在氢气氛中比在氮，氖，空气气氛中更容易烧结？（书P533烧结气氛影响的部分）。

2012年山东大学研究生入学考试
材料科学基础试卷A卷（A B卷选择其一答题，不可混搭选择，B卷较难，有很多刘智恩课本没讲到的东西，故未选）
一名词解释5*3=15
空间点阵枝晶偏析间隙固溶体重心法则成分起伏
二简答8*10=80
1.影响固溶度的因素有哪些？形成无限置换固溶体的必要条件有哪些？
2.纯金属的冷却曲线上为什么有个平台？平台温度就是熔点温度吗？
3.分析固态相变的阻力
4.回火阶段微观组织的变化如何？性能发生什么变化，为什么？
5.解释扩散第一和第二定律的含义，其中各个字母含义是什么？
6.TTT和CCT曲线是什么，有什么区别？
7.奥氏体不锈钢的晶间腐蚀是如何产生的，如何防止？
8.碳素工具钢T12正火后硬度在250HBS以上，不利于机械加工，为什么有时还要正火处理？为了便于机械加工并为淬火做好准备，在正火后还需进行何种热处理，获得何种组织？
三作图1*5=5
1. 在密排六方中做出[2 -1 -1 0]和[-1 2 -1 0]，在（0 -1 1 0）面上做出（2 -1 -1 3）
四计算与证明10+15=25
1.均匀形核晶核为边长为a的立方体时，试求临界晶核边长a*和临界形核功
2.铝铜合金扩散问题，给出激活能Q ，R,温度T1=100℃下扩散10h，问T2=150℃需多长
时间？（刘智恩书例题5.5.2）
五作图分析15+10=25
1．画出Fe-C相图标出各点成分温度各区域组织
2．画出含C 1.0%的冷却曲线，和其室温下组织示意图，并求各组织的含量。

二O 一二年招收硕士研究生入学考试试题 考试科目及代码： 材料科学基础810 可使用的常用工具：（计算器、尺和量角器） 答题内容写在答题纸上，写在试卷或草稿纸上一律无效考完后试题随答题纸交回。

考试时间3小时，总分值150分。

姓名： 报考学科、专业： 准考证号码： 密封线内不要写题计算简单立方晶体中（110）和（121）的面间距。

（材控专业10已知纯铝（fcc）τc=0.79Mpa，使()111面产生[101]方向的滑移，需在上施加多大的力？（8分）1 、2和3题，共26分；其他专业只有2题不做，共什么是单滑移、多滑移和交滑移？滑移在抛光金属表面留下线，晶体错动留下台阶是怎样形成？（10分）如右图一楔型纯铜铸锭，经连轧机组轧制成板材后，其0，右边为60%。

然后将板带进行再结晶退火后，画出最终晶粒示意图，并分析退火对板带的加工性能和力学性能带来的变化？（6分）二O一二年招收硕士研究生入学考试试题参考答案考试科目及代码：材料科学基础810适用专业：材料学、材料加工学、等离子物理和材料物理与化学一、名词解释，24分（材料加工学任选6题，每题4分，其他专业任选8题，每题3分）1、晶格：晶体中原子（或离子、分子、原子集团）在三维空间有规律的周期性的重复排列，若假想用三组平行直线将它们几何中心连接，这些直线所形成的空间格子。

2、配位数：晶体结构中，与任一原子最近邻并且等距离的原子数。

3、成分过冷：由于溶液中溶质分布的变化，改变了熔点，从而产生的过冷称为成分过冷。

4、离异共晶：当合金成分偏离共晶成分很远时，在不平衡凝固时会形成两相分离的共晶组织，称为离异共晶。

5、位错密度：单位体积晶体中位错线的总长度。

6、枝晶偏析：金属与合金凝固时固相以枝晶方式生长，使晶内高次枝晶与低次枝晶部成分不均匀的现象。

7、柏氏矢量：代表位错畸变总量和方向的矢量8、取向因子：当晶体受到外力时，如果外力轴与滑移面法线夹角为ψ，与滑移方向夹角为λ，则cosλcosψ称为取向因子。

材料科学基础考研真题材料科学是一个多学科交叉的领域，涉及化学、物理、力学等多个学科的知识。

考研真题是考试中非常重要的参考资料，通过解析真题可以更好地理解考试的出题思路和考点分布，为备考提供有效的指导。

本文将以材料科学基础考研真题为题材，进行相关内容的讨论。

一、背景介绍材料科学是一门研究材料的结构、性质、制备和应用的学科，包括金属材料、无机非金属材料、有机高分子材料等。

材料科学基础是材料科学学科的核心基础，对于深入理解材料的本质和应用有着重要的意义。

二、真题解析【题目一】某种金属材料的晶胞中，每个原子占据一个晶胞，则该金属材料的密度为ρ，原子的半径为r。

下列哪个关系成立？A. ρ ∝ 1/r²B. ρ ∝ r²C. ρ ∝ 1/r³D. ρ ∝ r³解析：根据题干可知，该金属材料的密度与原子的半径有关。

根据晶胞中每个原子占据一个晶胞，可推导出该晶胞体积与原子半径的立方成反比关系，即晶胞体积V ∝ 1/r³。

因为密度ρ等于质量m除以体积V，所以ρ ∝ 1/r³，故选项C为正确答案。

【题目二】某种材料的力学性能随温度的变化规律如下：在低温下，材料的塑性较差；随着温度的升高，材料的塑性逐渐增强，但超过一定温度后，塑性急剧下降至接近零。

这种材料的晶界特点是：A. 低温下晶界能量较高，高温下晶界能量较低B. 低温下晶界能量较低，高温下晶界能量较高C. 低温下晶界能量较高，高温下晶界能量不变D. 低温下晶界能量较低，高温下晶界能量不变解析：根据题干可知，随着温度升高，材料的塑性先增强后急剧下降。

这种现象与材料的晶界特点有关。

晶界是晶体中两个晶粒的交界面，是位错和原子位移的堆垛面。

在低温下，晶界能量较高，位错较固定，阻碍了位错的滑移，从而降低了材料的塑性；而在高温下，晶界能量降低，位错的滑移易于发生，增强了材料的塑性。

然而，当温度超过一定值后，晶界能量突然增高，原因是晶界形成了高能的界面，使得晶体内部的位错难以穿越晶界，从而使材料的塑性急剧下降至接近零。

试题1一. 图1是Na2O的理想晶胞结构示意图，试回答：1．晶胞分子数是多少；2．结构中何种离子做何种密堆积；何种离子填充何种空隙，所占比例是多少；3．结构中各离子的配位数为多少，写出其配位多面体；4．计算说明O2-的电价是否饱和；5．画出Na2O结构在（001）面上的投影图。

二. 图2是高岭石(Al2O3·2SiO2·2H2O)结构示意图，试回答：1．请以结构式写法写出高岭石的化学式；2．高岭石属于哪种硅酸盐结构类型；3．分析层的构成和层的堆积方向；4．分析结构中的作用力；5．根据其结构特点推测高岭石具有什么性质。

三. 简答题：1.晶体中的结构缺陷按几何尺寸可分为哪几类？2.什么是负扩散？3．烧结初期的特征是什么？4.硅酸盐晶体的分类原则是什么？5.烧结推动力是什么？它可凭哪些方式推动物质的迁移？6.相变的含义是什么？从热力学角度来划分，相变可以分为哪几类？四. 出下列缺陷反应式：1.NaCl形成肖特基缺陷；2.AgI形成弗仑克尔缺陷（Ag+进入间隙）；3.TiO2掺入到Nb2O3中，请写出二个合理的方程，并判断可能成立的方程是哪一种？再写出每个方程的固溶体的化学式。

4.NaCl溶入CaCl2中形成空位型固溶体五. 表面力的存在使固体表面处于高能量状态，然而，能量愈高系统愈不稳定，那么固体是通过何种方式降低其过剩的表面能以达到热力学稳定状态的。

六.粒径为1μ的球状Al2O3由过量的MgO微粒包围，观察尖晶石的形成，在恒定温度下，第一个小时有20%的Al2O3起了反应，计算完全反应的时间：⑴用杨德方程计算；⑵用金斯特林格方程计算。

七.请分析熔体结构中负离子团的堆积方式、聚合度及对称性等与玻璃形成之关系。

八.试从结构和能量的观点解释为什么D晶界>D晶内？九.试分析二次再结晶过程对材料性能有何影响？工艺上如何防止或延缓二次再结晶的发生？十.图3是A-B-C三元系统相图，根据相图回答下列问题：1．写出点P，R，S的成分；2．设有2kgP，问需要多少何种成分的合金Z才可混熔成6kg成分为R的合金。

材料科学基础试题⼀⼆及参考答案材料科学基础试卷(⼀)与参考答案⼀、概念辨析题（说明下列各组概念的异同。

每⼩题3分，共18分）（评分标准：给出每个概念的定义各得1分，说明异同得1分）1 晶体结构与空间点阵异：点的属性、数⽬、有⽆缺陷；同：描述晶体中的规律性。

2 热加⼯与冷加⼯异：热加⼯时发⽣回复、再结晶与加⼯硬化；冷加⼯只发⽣加⼯硬化；同：发⽣塑性变形。

3 上坡扩散与下坡扩散异：扩散⽅向；同：驱动⼒－化学位梯度。

4 间隙固溶体与间隙化合物异：结构与组成物的关系；同：⼩原⼦位于间隙位置。

5 相与组织异：组织具有特定的形态；同：都是材料的组成部分。

6 交滑移与多滑移异：多个滑移系的滑移；同：交滑移中滑移系具有相同的滑移⽅向。

7⾦属键与共价键异：电⼦共⽤范围不同, ⾦属键中电⼦属所有原⼦共⽤, 共价键中属若⼲原⼦共⽤.同：成键⽅式为电⼦共⽤.8全位错与不全位错异：柏⽒⽮量与点阵常数的关系不同. 同：都是线缺陷,即位错.9共晶转变与共析转变异：共晶转变为从液相转变,共析转变为从固相转变. 同：在恒温下转变产物为两个固相.⼆、画图题（任选两题。

每题6分，共12分）1 在⼀个简单⽴⽅晶胞内画出［010］、［120］、［210］晶向和（110）、（112）晶⾯。

图略；每个指数各计1分，指数规范性1分。

(参考聂⾦凤图)2 画出成分过冷形成原理⽰意图（⾄少画出三个图）。

(参考”聂⾦凤”图)图略：每个图各计2分。

3 综合画出冷变形⾦属在加热时的组织变化⽰意图和晶粒⼤⼩、内应⼒、强度和塑性变化趋势图。

(参考”张耕”图)图略：组织⽰意图计2分，每个指标各计1分。

三、简答题（任选6题，回答要点。

每题5分，共30 分）1 在点阵中选取晶胞的原则有哪些？反映对称性；相等的棱和⾓最多；直⾓最多；体积最⼩。

（每条计1分；叙述计1分）2 简述柏⽒⽮量的物理意义与应⽤。

代表位错；判断位错类型；表⽰晶体滑移的⽅向与⼤⼩；守+恒性及其推论。

西安交通大学
2012年硕士学位研究生入学材料科学基础考试试题
一、判断题（60分）
（1）晶体结构不同的晶体可能有相同的晶体点阵。

（2）在由一个原子组成的晶体中，与一个阵点相对应的基元必定是同一个原子。

（3）同一个晶面族中所有晶面的面间距不一定相等。

（4）体心立方晶体{110}中的所有晶面属于同一个晶带。

（5）同一个晶面族中个晶面的原子面密度一定相同。

（6）Ti是密排六方结构，属于密排六方点阵。

（7）金刚石属于面心立方点阵。

（8）晶体中晶面指数越大的晶面，其面间距越小。

（9）在912℃a-Fe与γ-Fe共存时，前者的原子半径小于后者。

（10）晶体中非平衡浓度的空位一定会使晶体的能量升高。

（11）晶体中的位错一定会使晶体的能量升高。

14。