2017年杭州电子科技大学专业知识综合之材料科学基础复试仿真模拟三套题
● 摘要
一、名词解释
1． 间隙固溶体
【答案】间隙固溶体是指若溶质原子比较小时可以进入溶剂晶格的间隙位置之中而不改变溶剂的晶格类型所形成的固溶体。
2． 科垂尔气团（CottrellAtmosphere ）
【答案】科垂尔气团是溶质原子在刃型位错周围的聚集的现象，这种气团可以阻碍位错运动，产生固溶强化效应等结果。
二、简答题
3． 何为成分过冷？它对固溶体合金凝固时的生长形貌有何影响？
【答案】（1）成分过冷：在合金的凝固过程中，由于液相中溶质分布发生变化而改变了凝固温度，这可由相图中的液相线来确定，因此，将界面前沿液体中的实际温度分布低于由于溶质分布所决定的凝固温度时产生的过冷，称为成分过冷。
（2）对形貌的影响：
①当在液-固界面前沿有较小的成分过冷区时，平面生长就会被破坏；
②界面某些凸起的地方，在它们进入过冷区之后，由于过冷度稍有増加，促进了它们进一步凸向液体，但因成分过冷区较小，凸起部分不可能有较大的伸展，使界面形成了胞状组织；
③如果界面前沿的成分过冷区较大，则凸出部分就能继续伸向过冷液相中生长，同时在侧面产生分枝，形成二次轴，在二次轴上再长出三次轴等，这样就形成树枝状组织。
综上述，由于成分过冷，可是合金在正的温度梯度下凝固得到树枝状组织。
4． 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。
5． 在FCC 晶体的滑移面上画出螺型Shockley 分位错附近的原子组态。
【答案】如图所示 。
图 晶体中螺型Shockley 分位错附近的原子组态
6． 如果沿FCC 晶体的[110]方向拉伸，请写出可能启动的滑移系统。
【答案】可能启动的滑移系统有四个，分别为
7 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
8． 什么是织构（或择优取向）？形成加工织构（或形变织构）的基本原因是什么？
【答案】金属在冷加工以后，各晶粒的位向间就有一定的关系，这样的一种位向分布就称为择优取向，即织构。形成加工织构的根本原因是在加工过程中每个晶粒都沿一定的滑移面滑移，并按一定的规律转动，使滑移方向趋向于主应变方向或使滑移面趋向于压缩面。因此当形变量足够大时，大量晶粒的滑移方向或滑移面都将与拉伸方向或压缩面平行，从而形成形变织构。
三、计算题
9． 根据图所示回答下列问题。
图
（1）如图（a ）所示边长为a 的立方晶胞中，ABCD 晶面及AC 晶向是晶体的一个滑移系。 ①写出ABCD 晶面及AC 晶向的密勒指数。
②该晶体为何种立方结构？
③写出ABCD 晶面的面间距。
④当分别在晶体的[111]、[112]、[123]方向拉伸时，其中哪一个方向的拉应力能使ABCD 晶面及AC 晶向组成的滑移系首先开动？
⑤当ABCD 晶面及AC 晶向组成的滑移系首先开动后，下一个开动的滑移系是什么？
⑥当ABCD 晶面及AC 晶向组成的滑移系首先开动后，若晶体发生交滑移，写出可能的交滑移系。
（2）写出图（b ）所示六方晶胞中MNPQM 晶面、QM 晶向、MN 晶向、NP 晶向的密勒-布拉菲指数。