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一、名词解释

1． 致密度

【答案】致密度是表示晶胞中原子所占的体积与晶胞体积的比值，是衡量原子排列紧密程度的参数，致密度越大，晶体中原子排列越紧密，晶体结构越致密。

2． 相图

【答案】金属及其他工程材料的性能决定于其内部的组织、结构，金属等材料的组织又由基本的相所组成。由一个相所组成的组织叫单相组织，两个或两个以上的相组成的叫两相或多相组织。相图就是用来表示材料相的状态和温度及成分关系的综合图形，其所表示的相的状态是平衡状态。

3． 异质形核

【答案】异质形核是晶核在液态金属中依靠外来物质表面（型壁或杂质）或在温度不均匀处择优形成的形核方式。

4． 非稳态扩散

【答案】非稳态扩散是指在扩散过程中任何一点的浓度都随时间不同而变化的扩散。

5． 再结晶退火

【答案】再结晶退火是指经过塑性变形的金属，在重新加热过程中，当温度高于再结晶温度后，形成低缺陷密度的新晶粒，使其强度等性能恢复到变形前的水平，但其相结构不变的过程。

二、简答题

6． 写出立方晶系中<110>和<123>晶向族所包含的所有晶向。 【答案】

共6个晶向。

共24个晶向。

7． 请根据

相图分析回答下列问题：

（1）请分析2.0wt%C合金平衡状态下的结晶过程，并说明室温下的相组成和组织组成。 （2）请分析2.0wt%C合金在较快冷却，即不平衡状态下，可能发生的结晶过程，并说明室温下组织会发生什么变化。

（3）假设将一无限长纯铁棒置于930°C 渗碳气氛下长期保温，碳原子仅由棒顶端渗入（如图1

，试分析并标出930°C 和缓冷至室温时的组织分布情况（绘制在答题纸上）所示）。 【答案】⑴相组成：甚至不析出。

组织组成：

的析出将受到抑制，

（2）根据冷速不同，可能出现共晶反应，得到Ld ；得到的P 层片细小；

图1

（3）如图2所示。

图2

8． 高度冷轧的铝板在高温退火后会形成完善的{001}<100>织构（立方织构）。如果将这种铝板深冲成杯，会产生几个制耳？在何位置？

【答案】画出铝板的{001}正极图，如图1所示，其中极图边缘有4个阴影区，表示晶粒{001}分布较集中的区域。

在深冲时，铝板受力如图2所示。边缘受到同样大小的拉应力。

图1 退火铝板的{001}极图

图2 冲压时的受力图

平行于<100>方向拉伸时，分别有8个滑移系统同时启动，且其取向因子相同，皆有

方向出现四个制耳；同时，

在

拉伸时，分别有4个滑移系统启动，且其取向因子相同，也有

9． 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。

10．画一个斜方晶胞指数。

【答案】如图所示。

故在方向

故可能产生4个小制耳。

.. 并标注出坐标原点和三个基矢（a 、b 、c ），然

后在晶胞中画出（210）晶面和一个与（210）晶面等同（同一晶面族）的晶面，并标出它的晶面

图

11．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。