2017年湘潭大学558材料科学基础(一)复试仿真模拟三套题
● 摘要
一、名词解释
1． 晶面族
【答案】晶面族是对称关系（原子排列和分布，面间距）相同只是空间位向不同的各组等同晶面，用{hkl}表示。
2． 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。
二、简答题
3． 根据冷却速度对金属组织的影响，现要获得非晶，亚稳相，请指出其凝固时如何控制。 【答案】要获得非晶可以以极快速度将金属液体冷却，要获得亚稳相也必须使冷却速度远远超过平衡冷却速度。
4． 已知镁
单晶在孪生时所需的临界分切应力比滑移时大好几倍，试问，当沿着镁单
可能的滑移方向均垂直于[0001]，
所以[0001]在
钝角区，孪生时会增长。因此在沿[0001]
晶的[0001]方向拉伸或压缩时晶体的变形方式如何？ 【答案】镁单晶的滑移系统为所以此时不发生滑移；
方向拉伸时会发生孪生，孪生使晶体位向发生变化，因而可能进一步滑移；而压缩时，滑移和孪生都不能发生，晶体表现出很强的脆性。
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． 示意画出n 型半导体电导率随温度的变化曲线，并用能带理论定性解释上述曲线。 【答案】（1）如图所示。
图
（2）n 型半导体中的载流子包括掺杂的施主电子及本征半导体固有的电子和空穴，但施主电子跃迁所需克服的能垒
小于本征电子和空穴跃迁所需克服的能垒
①温度较低时，本征电子和空穴的热激活跃迀几率很小，而施主电子跃迁几率较大且随温度升高而呈指数增大，此时电导率主要由掺杂的施主电子提供。
②当施主电子全部跃迁或称耗竭，而本征电子和空穴的热激活跃迁几率仍然很小，载流子浓度几乎不随温度升高而变化，电导率几乎为常数。
③温度进一步升高，本征电子和空穴的热激活跃迁几率明显呈指数增大，电导率也随之呈指数增大。
7． 写出FCC 晶体在室温下所有可能的滑移系统（要求写出具体的晶面、晶向指数）。 【答案】共有12个可能的滑移系统：
8． 图中的晶体结构属于哪种空间点阵？对于图2-6（a ）、（c ）求B 原子数与A 原子数之比。
图
【答案】图a 的晶体结构为简单立方，其中，B 原子数与A 原子数之比为1:1；图b 的晶体结构为体心立方；图c 的晶体结构为体心立方，其中B 原子数与A 原子数之比为6:2=3:1。
三、计算题
9． 用0.2mol 的YF3加入固溶体密度
Ca=40.08；F=19.00）。 【答案】
加入
中形成固溶体，实验测得固溶体的晶胞参数测得
试计算说明固溶体的类型？（元素的相对原子质量：Y=88.90；的缺陷方程如下：
式①对应的固溶式为式②对应的固溶式为
它们的密度设分别为
置换型固溶体分子式为
分子。
是蛮石型晶体，单位晶胞内含有4个
按题意x=0.2代入上述固溶式得：
间隙型固溶体分子式为
由
计算值与实测密度比较
，
值接近
因此中形
成间隙型固溶体。
10．计算Al 、Cu 和奥氏体不锈钢中扩展位错的平衡宽度，已知三种材料的点阵常数a 、切变模量G 、层错能分别如下。
【答案】Al 、Cu 和不锈钢都为面心立方结构，根据
式
将三种材料的层错
能
11．针对图所示Mg-Y 相图，回答下列问题： （1）已知Mg 为HCP 结构，计算Mg 晶胞的致密度。
（2）写出相图上等温反应，及图中Y=5%wt的合金在室温下的平衡组织。 （3）指出提高K 合金强度的方法。
（4）计算Y=18%wt的合金在刚凝固完毕时的组织组成百分含量。
扩展位错的平衡宽
度
代入，得出三种材料
的
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