2017年四川大学生物材料工程研究中心848材料科学基础之材料科学基础考研冲刺密押题
● 摘要
一、填空题
1． 马氏体相变具有以下的一些特征：_____、_____、_____和_____等。
【答案】存在习性平面；取向关系；无扩散性；速度快（或没有特定的相变温度）
2． 当过冷液体中出现一个晶胚时，总的自由能变化AG 可写为_____，当
值称为_____，其大小决定于_____和_____，变小意味着形核数目_____。 【答案】临界晶核半径；过冷度；比表面能；增多
3． 高分子材料的基本聚合方式可以分为_____和_____。
【答案】加聚反应；缩聚反应
4． 对于单种原子构成的金属，fcc 和bee 晶体的配位数分别为_____和_____。
【答案】12；8
5． 上坡扩散是指_____。扩散的驱动力是_____。
【答案】由低浓度向高浓度方向的扩散；化学势的改变
6． 位错的柏氏矢量集中地反映了位错区域内畸变总量的_____和_____。
【答案】大小；方向
时，
所得的
二、简答题
7． 请简单说明层错能高低对螺型位错交滑移的影响，及其对金属加工硬化速率的影响。
【答案】（1）层错能高低对螺型位错交滑移的影响：
①在变形过程中，层错能高的金属，其高层错使得全位错不易发生分解，遇到阻碍时，可以通过交滑移继续运动，不会发生中断，直到与其他位错相遇形成缠结而后停止；
②层错能低的金属，由于其全位错容易分解为两个不全位错，难以发生交滑移，只能通过两个不全位错的运动来完成，所以位错组态的运动性差。
（2）在螺型位错交滑移过程中，由于同一滑移面上的两个异号的螺型位错相遇可以相互抵消，从
而降低位错的增殖速率。而对于层错能低的金属难以发生交滑移，因此变形过程中位错增殖速率大，从而导致加工硬化速率増大。
8． 某刊物发表的论文中有这样的论述：“正方点阵
【答案】
方（四方）点阵中，（410）晶面和（411）晶面的衍射峰突出，因此晶体生长沿<410>和<411>晶向生长较快”。指出其错误所在。 的关系，只有立方点阵中才成立，不能推广到其他点阵。在题目所给的正只是特例，不垂直于（411）才是一般情况。即使对于立方晶系来说. （410）晶面和（411）晶面的衍射峰突出，只能说明多晶体中发生（410）晶面和（411）晶面的择优取向。按Wullf 定理，这与晶体生长沿<410>和<411>晶向生长较快并无因果关系。
9． 典型面心立方（fcc ）金属的配位数和致密度是多少？并指出其间隙类型及一个晶胞中间隙的数目。写出fcc 晶胞中原子的密排面和密排方向，并说明其密排面与密排六方（hcp ）结构金属的密排面排列有何不同。
【答案】（1）fcc :配位数12，致密度0.74，八面体间隙4个，四面体间隙8个；密排面{111}，密排方向<111>。
（2）密排面排列ABCABC …，而密排六方为ABAB …。
10．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。
图2
11．举例说明材料的基本强化形式有哪几种，并说明其中三种的强化机制。
【答案】通过合金化、塑性变形和热处理等手段提高金属材料强度的方法，称为材料的强化。其强化基本形式有：固溶强化、形变强化、沉淀强化和弥散强化、细化晶粒强化等。
这些强化方式总的来说是向晶体内引入大量晶体缺陷，如位错、点缺陷、异类原子、晶界、高度弥散的质点或不均匀性（如偏聚）等，这些缺陷阻碍位错运动，也会明显地提高材料强度。 （1）固溶强化：无论是代位原子或是填隙原子，在条件合适的情况下，都可能发生原子偏聚而形成气团。对代位点阵来说，当溶质原子比溶剂原子的直径大时，溶质原子有富集在刃型位错受胀区的趋向；反之，富集于受压区。填隙原子则总是向受胀区富集。这种靠扩散在位错附近富集的现象，称为柯氏气团（Cottrellatmosphere ）。柯氏气团对位错有钉扎作用，从而使强度提高。 （2）沉淀强化和弥散强化：过饱和固溶体随温度下降或在长时间保温过程中（时效）发生脱溶分
，解。时效过程往往是很复杂的，如铝合金在时效过程中先产生GP 区，继而析出过渡相（0”及e' ）
最后形成热力学稳定的平衡相（0）。细小的沉淀物分散于基体之中，阻碍着位错运动而产生强化作用，这就是“沉淀强化”或“时效强化”。
（3）加工硬化：冷变形金属在塑性变形过程中形成大量位错，这些位错部分成为不可动位错，从而导致其对可动位错的阻力增大，引起材料继续变形困难，形成加工硬化或形变强化。
12．在元素周期表中，同一周期或同一主族元素原子结构有什么共同特点？从左到右或从上到下元素结构有什么区别？它的性质如何递变？
【答案】同一周期元素具有相同原子核外电子层数，但从左一右，核电荷依次增多，原子半径逐渐减小，电离能増加，失电子能力降低，得电子能力增加，金属性减弱，非金属性増强；同一主族元素最外层电子数相同，但从上一下，电子层数增多，原子半径增大，电离能降低，失电子能力增加，得电子能力降低，金属性増加，非金属性降低。
13．何为晶粒生长与二次再结晶？简述晶粒生长与二次再结晶的区别，并根据晶粒的极限尺寸讨论晶粒生长的过程。
【答案】晶粒生长是无应变的材料在热处理时，平均晶粒尺寸在不改变其分布的情况下，连续增