2017年西安交通大学能源与动力工程学院804材料科学基础考研题库
● 摘要
一、名词解释
1． 位错
【答案】位错是指晶体中的一维缺陷或线状缺陷。
2． 反应扩散
【答案】反应扩散是通过扩散而形成新相的过程。即在固态扩散的过程中，如果渗入元素在金属中溶解度有限，随着扩散原子增多，当渗入原子的浓度超过饱和溶解度时则形成不同于原相的固溶体或中间相，从而使金属表层分为出现新相和不出现新相的两层的过程。
3． 再结晶
【答案】再结晶是指形变金属在一定的加热条件下，通过新的可移动大角度晶界的形成及随后移动，从而形成无应变新晶粒组织的过程。
4． 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。
5． 配位数
【答案】配位数是指晶体结构中任一原子周围最邻近且等距离的原子数目。
二、简答题
6． 空间点阵和晶体结构有何区别? 常见金属晶体结构中有哪一种不属于空间点阵? 为什么？
【答案】晶体结构是指自然界中由原子、分子、离子与空间点阵结合而成，实际存在的固体结构。而空间点阵是指阵点在空间呈规律分布，并且每个阵点都具有完全相同的物质环境和几何环境。这样，自然界中的晶体可以抽象为七大晶系14种布拉菲点阵。晶体结构相同的物质，其空间点阵可能不同；同样的空间点阵不同的物质，其晶体结构也可能相同。
密排六方不是空间点阵，原因是不满足几何环境相同的条件。
7． 简述固态相变的一般特点。
【答案】（1）相变阻力中多了应变能一项。
（2）形核方面：非均匀形核，存在特定的取向关系，共格或半共格界面。
（3）生长方面：出现惯习现象，即有脱溶贯序；特殊/规则的组织形态，如片状、针状。 （4）新相以亚稳方式出现以减少相变阻力。
8． 体心单斜点阵是不是一个新的点阵？
【答案】做出体心单斜点阵的晶胞图，并通过其体心做出新的晶胞图，如图所示。可见，体心单斜点阵可以连成底心单斜点阵，因而不是新的点阵。
体心单斜点阵可连接成底心单斜点阵
9． 固相烧结与液相烧结的主要传质方式？固相烧结与液相烧结之间有何相同与不同之处？
【答案】（1）固相烧结有蒸发-凝聚传质和扩散传质；液相烧结有流动传质和溶解. 沉淀传质； （2）相同点：①烧结推动力，②烧结过程；
不同点：①烧结速率，②致密化过程，③影响因素。
10．谈谈你所了解的新材料、新工艺。
【答案】材料的种类繁多，把那些已经成熟且在工业中已批量生产并大量应用的材料称之为传统材料或基础材料。而把那些正在发展，且具有优异性能和应用前景的一类材料称之为先进材料或新材料。
传统材料通过采用新技术、提高性能可以成为新材料，新材料经过长期生产和应用之后也就成为传统材料。目前新材料往往与新的加工技术联系在一起，如通过一种快速冷却或机械合金化等加工方法，可以制备非晶态的金属合金，而在这之前人们不知道金属还可以做成非晶态；其他如喷射沉积技术、半固态加工技术、净形薄带连续铸造技术等都是新的加工技术。
其中铝合金制备新技术有：热顶铸造、气隙铸造及电磁铸造技术，铝合金电磁铸轧技术，大型铝合金型材挤压技术，特宽铝合金中厚板轧制技术，半固态金属成形技术，铝合金显微组织结构预测及性能控制技术。
11．实践表明，高度冷轧的镁板在深冲时往往会裂开，试分析其原因。
【答案】
镁板冷轧后会产生织构，在平行或垂直于板面方向施加应力，取向因子为零，几乎没有塑性，因此，进一步加工就很易开裂。
12．试从结合键的角度，分析工程材料的分类及其特点。
【答案】金属材料：主要以金属键为主，大多数金属强度和硬度较高，塑性较好。陶瓷材料：以共价键和离子键为主，硬、脆，不易变形，熔点高。高分子材料：分子内部以共价键为主，分子
间为分子键和氢键为主。复合材料：是以上三中基本材料的人工复合物，结合键种类繁多，性能差异很大。
13．有一铝单晶体的试样表面为（100），如该晶体的各个滑移系都可以进行滑移，则在试样表面可能看到的滑移线形貌（即滑移线的取向和它们之间的夹角）是什么？
【答案】铝是面心立方晶体，它的滑移系是{111}<110>, 共有12个具体的滑移系。现在，铝单晶体试样表面为（100）。当发生塑性变形时，晶体表面所产生的滑移线应该是既位于各个{111}面上，又位于（100）面上，即位于（111）、
线在（100）面呈现互相平行或者互相垂直的组态。
四个滑移面与（100）面的交线上，
应该是和[011]，而这两个方向又互相垂直，同向的滑移线又互相平行。因此，可以看到的这些滑移
三、计算题
14．沿铝（A1）单晶的
（1）画出立方晶系
（2）转动规律和转轴。
（3）双滑移系统。
（4）双滑移开始时晶体的取向和切变量。
（5）双滑移过程中晶体的转动规律和转轴。
（6）晶体的最终取向。
【答案】（1）单晶试棒沿轴向进行拉伸，所以拉力
图）上的极点处于
因为FCC 晶体的滑移系统
为
三角形中。 所以根据映像规则，可知初始滑移系统为
：
该力F 在立方晶系[001]标准投影（见方向拉伸，使其发生塑性变形，请确定： 的标准投影，并由此确定初始滑移系统。
图
（2）单滑移时试样轴应转向（4）可按下式计算：
转轴为 （3）当F 点转到F' 点时，发生双滑移。双滑移系统为：