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一、名词解释

1． 上坡扩散

【答案】上坡扩散是指原子从低浓度向高浓度处的扩散，扩散的驱动力是化学位梯度。

2． 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。

3． 过冷度

【答案】过冷度是指相变过程中冷却到相变点以下某个温度后发生相转变，平衡相变温度与该实际转变温度之差称过冷度。

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． 热塑性和热固性高分子材料

【答案】高分子材料是由相对分子质量较高的化合物构成的材料，包括橡胶、塑料、纤维、涂料、胶黏剂和高分子基复合材料等。高分子材料按其性能可分为热塑性和热固性高分子材料，其中，热塑性高分子材料可溶、可熔；热固性高分子材料不溶、不熔。利用加热和溶解的方法可将热固性和热塑性材料分辨出来，常用的识别高分子材料的简便方法有经验法、燃烧法、溶解法、仪器分析法等。

二、简答题

6． 判断下列物质的主要结合键

*离子键的相对比值可参考公式：

式中，分别为A 、B 元素的电负性。以下为相关元素的电负性值：

表

【答案】

7． 什么是金属的加工硬化现象？

【答案】金属材料在塑性变形过程中，所施加的流变应力随应变量的增大而不断增大的现象，称为加工硬化。或金属材料经冷塑性变形后，其强度、硬度升高，塑性、韧性下降的现象，称为加工硬化。

8． 非均匀形核的过冷度通常比均匀形核要小，试分析原因。

【答案】均匀形核的主要阻力是晶核的表面能；而对于非均匀形核，当晶核依附于液态金属中存在的固相质点表面上形核时，就可能使表面能降低，形核功较小，从而使形核可以在较小的过冷度下进行。

9． 比较大角度晶界能与表面能的大小，并分析其原因。

【答案】大角度晶界能：断键以及临近层原子键变化产生的能量；表面能：原子键变化产生的能量。

一般来说，表面能大于大角度晶界能，面缺陷表面能是指金属与真空或气体、液体等外部介质相接触的界面，界面上的原子会同时受到晶体内部自身原子和外部介质原子和分子的作用力，而内部原子对外界面原子的作用力显然大于外部原子或分子的作用力，表面原子就会偏离其正常平衡位置，并牵连到邻近的几层原子，造成表面层产生较大的晶格畸变，即表面原子的结合键断开，产生较高的能量。

而大角度晶界是晶体内部相邻晶粒相差在l0°C 以上，部分原子的结合键发生变化而并未断开，引起的晶格畸变较小，故能量较低。

10．简明解释为什么晶格中两个电子可以由吸引作用而形成库柏对。

【答案】电子间通过交换格波声子而产生间接的相互作用，例如波矢为的电子发射一个波矢为?

的声子被散射

到波矢为

子进入波矢为

由kl 散射

到的状态，

第二个电子本来的波矢为吸收了第一个电子发射的声的状态。另一过程是第一个电子吸收一个由第二个电子发射的波矢为的声子而第二个电子则从散射

到按照量子理论，如果能量

差

，则相互作用能为负，即电子间具有净的吸引作用而是声子角频率）

形成库柏对。显然，只有在费密面附近的是德拜角频率）范围内的电子才能

满足上述条件。

11．在元素周期表中，同一周期或同一主族元素原子结构有什么共同特点？从左到右或从上到下元素结构有什么区别？它的性质如何递变？

【答案】同一周期元素具有相同原子核外电子层数，但从左一右，核电荷依次增多，原子半径逐

渐减小，电离能増加，失电子能力降低，得电子能力增加，金属性减弱，非金属性増强；同一主族元素最外层电子数相同，但从上一下，电子层数增多，原子半径增大，电离能降低，失电子能力增加，得电子能力降低，金属性増加，非金属性降低。

12．画出A1-4.0%Cu合金在时效处理（≈130°C ）中硬度随处理时间变化的曲线，并解释原因。

【答案】（1）Cu-Al 合金在时效处理过程中硬度随时间的变化曲线示于图。

图

（2）原因

①由于原子偏聚或形成有序化区域，产生共格变形的晶格畸变。位错线切过析出物，会増加界面能、反相畴界能、再加上位错线与高密度析出物的长程相互作用，使材料强度增加。变化曲线中第一个峰形（GP 区（GPI ）和过渡相（GPII ））就是这个原因的结果。

②析出物的形貌由片状最后到球状，且持续粗化。位错线与析出物的长程相互作用，位错线绕过析出物，从而使材料强化。随着析出物粗化，这种强化作用减弱。变化曲线中第二个峰形（过渡

相））就是这个原因的结果。

13．画出下述物质的一个晶胞：

金刚石 NaCl 闪锌矿 纤锌矿 石墨

【答案】金刚石、NaCl 、闪锌矿、纤锌矿、石墨的晶胞分别如图所示。