2017年广东工业大学物理与光电工程学院835材料科学基础考研仿真模拟题
● 摘要
一、填空题
1． 置换固溶体的溶解度与原子尺寸因素、_____、电子浓度因素和_____有关。
【答案】电负性；晶体结构
2． 三斜晶体平行六面体晶格常数特征是_____、_____，布氏格子类型为_____。 【答案】简单三斜
3． 扩散系数越_____，结构缺陷越多，扩散速度越_____。
【答案】小；快
4． 空间群为Fm3m 的晶体结构属于_____晶族，_____晶系。
【答案】尚级；兑方
5． 结晶过程中晶体界面向液相推移的方式被称为_____，与液固界面的微观结构有关。
【答案】晶体长大机制
6．
相图中含碳量小于_____为钢，大于_____为铸铁；铁碳合金室温平衡组织均由_____和_____两个基本相组成；奥氏体其晶体结构是_____，合金平衡结晶时，奥氏体的最大含碳量是_____；珠光体的含碳量是_____；莱氏体的含碳量为_____；在常温下，亚共析钢的平衡组织是_____，过共析钢的平衡组织是_____；Fe3C1是从_____中析出的，
是从_____中析出的，它们的含碳量为_____。
；渗碳体【答案】2.11%C；2.11%C；铁素体（a ）
体和珠光体； 珠光体和液相；奥氏体；铁素体；6.69%
7． 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
FCC ；2.11%；0.77%；4.3%；铁素是从_____中析出的
，
8． 图（a ）、（b ）为立方晶系的晶格本意图，在图（a ）中，AHED 为_____晶面，AHFC 为_____
晶面，BHF 为_____晶面；在图（b ）中，KLF 为_____晶面，FIJ 为_____晶面，0B 为_____晶面。
图 【答案】
二、简答题
9． 如图所示，一刃型位错环位于断面为正方形的棱柱滑移面上，正方形的两边分别沿x 和y 轴，
柏氏矢量沿z 轴。如果位错环只能滑移，示意画出在以下两种应力分布情况下位错环的平衡形状：
a ）位错环及所受应力状况；b ）位错环的平衡形状
图
【答案】位错环的平衡形状如图（b ）所示。
10．固相烧结与液相烧结之间有何相同与不同之处？
【答案】（1）固相烧结与液相烧结之间的相同之处：
①烧结的推动力都是表面能；
②烧结过程都是由颗粒重排、气孔填充和晶粒生长等阶段组成。
（2）不同之处：
①由于流动传质速率比扩散速率快，因而液相烧结致密化速率高，烧结温度较低。
②液相烧结过程的速率还与液相数量、性质（粘度、表面张力等）、液相与固相的润湿情况、固相在液相中的溶解度等因素有关。
③影响液相烧结的因素比固相烧结更为复杂。
11．解释施主态、受主态和受主能级。
【答案】非晶态半导体与晶态相比较，其中存在大量的缺陷。这些缺陷在禁带之中引入一系列局域能级，它们对非晶态半导体的电学和光学性质有着重要的影响。四面体键非晶态半导体和硫系玻璃，这两类非晶态半导体的缺陷有着显著的差别。
非晶硅中的缺陷主要是空位、微空洞。硅原子外层有四个价电子，正常情况应与近邻的四个桂原子形成四个共价键。存在有空位和微空洞使得有些硅原子周围四个近邻原子不足，而产生一些悬挂键，在中性悬挂键上有一个未成键的电子。
悬挂键还有两种可能的带电状态：释放未成键的电子成为正电中心，这是施主态；接受第二个电子成为负电中心，这是受主态。它们对应的能级在禁带之中，一个能级不被电子占据时呈中性，被电子占据时带负电，则被称为受主能级。一个能级被电子占据时呈中性，不被电子占据时带正电，则被称为施主能级。
半导体掺施主或受主杂质时会在禁带内引入杂质能级。施主杂质引入施主能级，受主杂质引入受主能级。因为受主态表示悬挂键上有两个电子占据的情况，两个电子间的库仑排斥作用，使得受主能级位置高于施主能级，称为正相关能。施主能级重要分布于高于费米能级的能带，受主能级重要分布于低于费米能级的能带。
12．在室温下对铁板（其熔点为1538°C ）和锡板（其溶点为232°C ）分别进行来回弯折，随着弯折的进行，各会发生什么现象？为什么？
【答案】由可知，在室温下，Fe 加工为冷加工，Sn 加工为热加工。随着对其进行来回弯折，铁板发生加工硬化，塑性下降很快，硬度及脆性很大，随着继续变形，最终导致铁板断裂；Sn 板属于热加工，不会发生加工硬化的现象，但由于热加工会产生动态再结晶，会出现加工流线及带状组织，使材料的力学性能呈现各向异性，顺纤维的方向较垂直于纤维方向具有较高的力学性能，经过长时间弯折会变得弯曲。
13．（1）写出固体热导率的定义和公式。
（2）指出传导热流的元激发。
（3）指出在低温和高温下热导率对温度的依赖关系，并描述在这两个区间内的主要物理过程。
【答案】（1）固体热导率的定义为：单位温度梯度所引起的热量流密度，即
式中的系数k ，在非金属固体热导率的表示式为
式中，c 为固体热容；为声子的平均速度；1为声子的平均自由程。
（由声子贡献）及电子热导率（由自由电子贡（2）传导热流的元激发为声子。 （3）对于金属，
其热导率通常由晶格热导率
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