2017年河南工业大学材料加工工程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． 全位错与不全位错
【答案】全位错是指柏氏矢量等于晶体点阵矢量的位错；不全位错是指柏氏矢量不等于晶体点阵矢量的位错。
2． 中间相
【答案】中间相是指合金中组元之间形成的、与纯组元结构不同的相。在相图的中间区域。
二、简答题
3． 用位错理论分析纯金属与两相合金在冷形变加工时，在产生加工硬化机理上有何区别？ 【答案】（1）对于纯金属单晶体，使其产生加工硬化的机理主表现在位错增殖、位错运动及位错的交互作用、以及位错反应三个方面：首先，对于位错増殖来说，位错源开动，位错增殖使位错密度增大；其次，位错运动时会受到点阵阻力，并且在位错之间发生交互作用的情况下，会形成割阶、缠结等，也会使其运动阻力增大；第三，位错之间还会发生位错反应，形成如洛玛位错、L-C 位错等的固定位错，从而造成位错塞积，使位错运动阻力进一步增大。综上三个方面使位错运动阻力增大从而产生加工硬化。
（2）对于纯金属多晶体而言，在纯金属单晶体加工硬化的机理的基础上多出了晶界造成的位错塞积作用，其位错运动阻力进一步增大。
（3）对于两相合金而言，首先，若基体相为固溶体，其加工硬化机理又比纯金属多晶体多出了固溶强化方面的作用，即一方面溶质原子会与位错发生弹性交互作用，形成柯垂尔气团，另一方面溶质原子会与位错发生化学交互作用形成铃木气团，这两个方面的原因使位错运动阻力进一步增大；其次，若第二相为硬的颗粒相，其加工硬化机理与固溶体合金相比，还存在分散强化机制，即奥罗万机制和位错切割第二相机制使位错运动阻力更进一步增大。
4． 沿铌单晶（BCC ）的棒轴[213]方向拉伸，使其发生塑性形变，设铌单晶的滑移面为{110}，请确定：
（1）初始滑移系统。 （2）双滑移系统。
（3）双滑移开始时的切变量。 （4）滑移过程中的转动规律和转轴。
（5）试棒的最终取向（假定试棒在达到稳定取向前不发生断裂）。 【答案】（1）铌单晶为BCC 结构，移系统为
位于取向三角形中，所以初始滑
（2）（3）利用
设
得
另一方面也转向由此可知
，所以晶体取向为[304], 切变量为
（4）双滑移时，试样轴一方面转向[111],
转轴
转轴
|
[001]-[101]边移动。 （5）设稳定时取向为
，要使n=[000]，需
合成转轴为[020]即[010], 所以双滑移后F 点沿
即
故
稳定时最终取向为[101]。
5． 纯金属中溶入另一组元后（假设不会产生新相）会带来哪些微观结构上的变化？这些变化如何引起性能上的变化？
【答案】（1）微观结构上的变化： ①引起点阵畸变，点阵常数会改变； ②会产生局部偏聚或有序，甚至出现超结构。 （2）性能上的变化：
①因固溶强化使强度提高，塑性降低；
②电阻一般増大。
6． 请绘出面心立方点阵晶胞，并在晶胞中绘出（110）晶面；再以（110）晶面平行于纸面，绘出（110）晶面原子剖面图，并在其上标出[001]、【答案】如图所示。
晶向。
图
7． 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。 8 试比较固相烧结与液相烧结之间的相同与不同之处 ，．并讨论产生溶解-沉淀传质的条件与特点。【答案】（1）①固相烧结与液相烧结之间的相同之处：烧结的推动力都是表面能，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的。
②不同之处：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。此外，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。影响液相烧结的因素比固相烧结更为复杂。
（2）溶解-沉淀传质的条件是：有可观的液相量，固相在液相中的溶解度大，液相能润湿固相；特点是：在颗粒的接触点溶解到平面上沉积，小晶粒溶解到大晶粒处沉积，传质的同时又是晶粒的生长过程。
三、计算题
9． 石英（1）lc
求：
中有多少个Si 原子与0原子？
有60.lg 。因此，可计算在
单元的数目n ，此数目n 也是
（2）若Si 与0的半径分别为0.038nm 与0.114nm ，其堆积因子p 为多少？ 【答案】（1）每lmol 的
中硅原子的数目。故Si 的原子数目为
O 原子的数目为
（2）计算n 个Si 及2n 个0原子的体积（假设原子是球形的）。
即在
的空间中，仅有
的体积被Si 占据，仅有
的体积被0占据。按堆积因子
的定义，=0.006+0.328=0.334。
10．推导菱方晶体在菱方轴下的点阵常数【答案】如图，在
下，
与在六方轴下的点阵常数
所以点阵常数
之间的换算公式。
又因为
是晶向
的夹角，所以点阵常数
可得：
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