2017年中国科学技术大学材料科学基础(同等学力加试)复试实战预测五套卷
● 摘要
一、名词解释
1． 成分过冷
【答案】成分过冷是指合金溶液在凝固时，理论凝固温度不变，过冷度完全取决于溶质成分的分布的现象。
2． 位错
【答案】位错是指晶体中的一维缺陷或线状缺陷。
二、简答题
3． 画出下述物质的一个晶胞：
金刚石 NaCl 闪锌矿 纤锌矿 石墨
【答案】金刚石、NaCl 、闪锌矿、纤锌矿、石墨的晶胞分别如图所示。
图
a ）金刚石；b ）NaCl ；c ）闪锌矿（立方ZnS ）；d ）纤锌矿（六方ZnS ）；e ）石墨
4． 在晶体的宏观对称性中，包含哪8种最基本的对称元素？
【答案】晶体的宏观对称性中，只有以下8种最基本的对称元素，即回转对称轴
：
对称中心：i ；对称面：m ；回转一反演轴：
5． 什么是金属的加工硬化现象？
【答案】金属材料在塑性变形过程中，所施加的流变应力随应变量的增大而不断增大的现象，称为加工硬化。或金属材料经冷塑性变形后，其强度、硬度升高，塑性、韧性下降的现象，称为加工硬化。
6． 论述位错的运动方式、条件及其对材料变形的影响。
【答案】（1）运动方式。刃型位错：滑移，攀移；螺型位错：滑移和交滑移。
（2）条件。滑移需要临界切应力，启动单个位错滑移的力为力。攀移运动需要正应力和高温作用。只有螺型位错才能发生交滑移，层错能的大小对交滑移的影响很明显，层错能越高，则扩展层错越窄，位错越容易束集而发生交滑移。
（3）位错滑移和交滑移是材料主要的塑性变形方式，只有在高温和高正应力作用时才能发生正刃型位错的攀移。
7． 在高温时是什么晶体结构？为什么
【答案】电解质只能在高温时使用？ 在高温时是立方晶系结构，在低温下发生晶型转变。其晶型有多种变体，低温时为单斜晶系，高温是为四方晶型，更高温为立方晶型。单斜晶性加热到1170°C 转变为四方晶型，再加热至2370°C 则转变为立方晶型。
电解质高温时溶于硫酸、氢氟酸。具有良好的热化学稳定性、高温导电性及较好的高温强度和初性。
8． 从材料组织结构对性能影响的角度，定性分析比较金属材料、陶瓷材料、高分子材料在力学性能方面的差异。
【答案】在这三类材料中，其力学性能特点分别是：
（1）金属材料：优异的塑性和韧性，较高的强度和硬度，较大的弹性和较高的弹性模量； （2）陶瓷材料：塑性和初性几乎为零，极高的硬度和较低的强度（特别是抗拉强度），极小的弹性和极大的弹性模量；
（3）高分子材料：较高的塑性和軔性，较低的硬度和强度，极大的弹性和极小的弹性模量。 这三类材料在力学性能方面的上述差异，主要是由这三类材料在组织结构方面的特点不同所造成的。
（1）材料的弹性及弹性模量主要取决于材料中原子结合键的强弱。其中①陶瓷材料为共价键和离子键，结合键力最强，因此其弹性模量最高但弹性最小；②高分子材料的分子链中为很强的共价键，但分子链之间为很弱的氢键和范德华键，因此其弹性模量最低但弹性最好；③金属材料为较强的金属键结合，故其弹性模量和弹性居中。
（2）材料的硬度也主要取决于材料中原子结合键的强弱。所以，陶瓷材料有极高的硬度，而高分子材料的硬度很低。
（3）材料的强度既与结合键有关也与组织有关。①陶瓷材料虽然有很强的结合键，但由于烧结成
形中不可避免地形成气孔或微裂纹，故其强度特别是抗拉强度较低；②高分子材料中很弱的氢键和范德华键使其强度也较低；③金属材料中的金属键虽然不是很强，但高的致密度以及高密度的位错使其具有很高的强度。
（4）材料的塑形与韧性方面，①金属材料中的自由电子云和容易运动的位错以及较高的致密度，使其具有良好的塑性和韧性；②陶瓷材料中的位错不易运动，加之存在气孔和微裂纹，因而陶瓷材料的塑性和軔性几乎为零；③高分子材料中很弱的氢键和范德华键使分子间可以较好地相互滑动，因而有较好的塑性和軔性。
三、计算题
9． 有铀和硼两种材料，若已知铀的密度为
子量为10.81，阿伏伽德罗常数为原子量为235.03, 硼的密度为试分别计算这两种材料单位体积内的原子数。 原
【答案】根据已知条件和原子数公式可知铀单位体积内的原子数为：
同理，硼单位体积内的原子数为：
10．（1）试述含碳量为2.5%的铁碳合金从液相缓慢冷却到室温的过程中，将会发生哪些相变？写出其中三相平衡的反应式；
（2）试计算在室温下，该合金中
发生的相变反应如下：
当温度降到液相线以下时，液相中开始结晶出相，发生匀晶反应，反应式为：
在1148°C 时，恒温下发生共晶反应，反应式为：
在1148°CX727°C 之间，由Y 相中不断析出二次渗碳体。
在727°C 时，发生共析反应，反应式为：
在727°C~室温之间，自a-Fe 内不断析出
（2）根据杠杆法则求得，室温下组织中 所占重量的百分比为：
生成珠光体。 直到L 相结晶完毕。 相的重量百分比。 【答案】（1）含2.5%C的Fe-C 合金为亚共晶白口铸铁。该合金自液相缓慢冷却到室温过程中所
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