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一、简答题

1． 金属材料、陶瓷材料及高分子材料各是以何种机制导热的？

【答案】金属材料主要靠自由电子导热；陶瓷材料主要靠声子导热；高分子材料主要靠分子导热。

2． 画出相图。 【答案】如图所示。

图

3． 图1为两种材料中原子结合的键能曲线，回答， （1）哪种材料的弹性模量大？ （2）哪种材料的热膨胀系数大？

（3）依据图1, 示意画出两种材料的键力曲线。

图1

【答案】（1）B ；（2）A ；（3）见图2:

图2

4． 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？

【答案】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。

5． 写出晶界偏聚公式，说明公式中各物理量的含义及单位。 【答案】晶界偏聚公式

式中，；浓度）

分别为晶界浓度和晶粒中心浓度（两者同单位即可，可以使用质量百分浓度或体积；Q 为mole 交互作用能（J ）, 由于偏聚引起晶界能的变化；R 为为交互作用能（eV ）

；k 为玻尔兹曼常数（eV/K）；T 为绝对温度（K ）气体常数（J/K）。

6． 何谓正偏析与负偏析？

【答案】（1）正偏析：当溶质的分配系数（2）

的合金凝固时，部分溶质被排挤到凝固界面附近的

液相中，以后再凝固出的固相中溶质浓度就随之升高，这种偏析称为正偏析。

的合金凝固时，在凝固过程中外层的一定范围内溶质浓度由外向内逐步降低，这种偏

析称为负偏析。

7． 论述冷变形后材料的组织和性能特点。

【答案】与未变形的材料相比，冷变形材料的晶粒形态的改变，被压扁、拉长，形成纤维组织和带状组织。晶粒内出现大量的滑移带，进行孪生变形的金属还出现孪晶带。晶粒转动，产生形变带，出现晶粒择优取向（织构）。产生内应力，出现加工硬化效应。物理和力学性能变化显著，如强度和硬度升高、电阻率升高、塑性和韧性下降等。

8． HCP 晶体，发生孪生时[0001]方向是伸长还是缩短？ 【答案】如图所示，

图 HCP 晶体孪生时[0001]方向的变化

由此得：^

方向位于锐角区，发生孪生时该方向缩短。

方向位于钝角区，发生孪生时该方向伸长。

所以，[0001]方向在孪生后是伸长还是缩短，关键是看c/a的大小。 9 设在简单立方晶体中有一个位于滑移面ABCD 上的位错环abed , 其柏氏矢量b ．、所受切应力如图1所示，回答下列问题：

（1）指出位错环abed 中各段位错线的类型。

（2）画出位错环abed 移出晶体后晶体所产生的滑移量及所产生变形的方向。

图

【答案】（1）位错线ab 和位错线cd 的方向矢量都和其柏氏矢量b 垂直，故它们属于刃型位错；而位错线be 和位错线da 的方向矢量都和其柏氏矢量b 平行，故它们属于螺型位错。

（2）位错环abed 全部移出晶体后，晶体会产生宽度为一个柏氏矢量的滑移量，所产生变形的方向与切应力t 的方向一致，如图2所示。