当前位置：问答库＞考研试题

一、名词解释

1． 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。

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。

二、简答题

3． 说说你对材料的成分、组织、工艺与性能之间关系的理解。

【答案】材料的成分、组织、工艺与性能之间的关系非常紧密，互相影响。材料的性能与它们的化学成分和组织结构密切相关，材料的力学性能往往对结构十分敏感，结构的任何微小变化，都会使性能发生明显变化。

如钢中存在的碳原子对钢的性能起着关键作用，许多金属材料中一些极微量的合金元素也足以严重影响其性能。然而由同一元素碳构成的不同材料如石墨和金刚石，也有着不同的性能，有些高分子的化学成分完全相同而性能却大不一样，其原因是它们有着不同的内部结构。

材料的内部结构可分为不同层次，包括原子结构、原子的排列方式，以及显微组织和结构缺陷。如果同样的晶体材料，它的晶粒或是“相”的形态和分布改变，就可以大大地改善它的性能。无论是金属、陶瓷、半导体、高分子还是复合材料，它们的发展都与成分和结构密切相关。只有理解和控制材料的结构，才能得到人们所要求的材料性能。

而材料的制备/合成和加工不仅赋予材料一定的尺寸和形状，而且是控制材料成分和结构的必要手段。如钢材可以通过退火、淬火、回火等热处理来改变它们内部的结构而达到预期的性能，冷乳硅钢片经过复杂的加工工序能使晶粒按一定取向排列而大大减少铁损。有时候可以说没有一种合成加工上的新的突破，就没有某一种新材料。如有了快速冷却的加工方法，才有了非晶态的金属合金。

4． 什么是晶体缺陷？按照晶体缺陷的几何组态，晶体缺陷可分为哪几类？

【答案】（1）在理想完整晶体中，原子按一定的次序严格地处在空间有规则的、周期性的格点上。但在实际的晶体中，由于晶体形成条件、原子的热运动及其他条件的影响，原子的排列不可能那样完整和规则，往往存在偏离了理想晶体结构的区域。这些与完整周期性点阵结构的偏离就是晶

体缺陷，它破坏了晶体的对称性。晶体缺陷有的是在晶体生长过程中，由于温度、压力、介质组分浓度等变化而引起的；有的则是在晶体形成后，由于质点的热运动或受应力作用而产生。它们可以在晶格内迁移，以至消失；同时又可有新的缺陷产生。

（2）按照晶体缺陷的几何组态，晶体缺陷可分为：

①点缺陷，只涉及到大约一个原子大小范围的晶格缺陷，包括：晶格位置上缺失正常应有的质点而造成的空位；由于额外的质点充填晶格空隙而产生的填隙；由杂质成分的质点替代了晶格中固有成分质点的位置而引起的替位等。在类质同象混晶中替位是一种普遍存在的晶格缺陷。

②线缺陷，是沿着晶格中某条线的周围，在大约几个原子间距的范围内出现的晶格缺陷。位错是其主要的表现形式。

③面缺陷，是沿着晶格内或晶粒间的某个面两侧大约几个原子间距范围内出现的晶格缺陷，主要包括堆垛层错以及晶体内和晶体间的各种界面，如小角晶界、畴界壁、双晶界面及晶粒间界等。此外，也有人把晶体中的包裹体等归为晶体缺陷而再分出一类体缺陷。

5． 晶体的微观对称元素有平移轴、螺旋轴和滑移面三类，请问轴滑动面a 具体表示什么对称操作？

【答案】轴滑动面a 表示沿a 轴方向平移对应轴一半a/2，后又反演而得到重复的滑移机制。

6． 原子的热运动如何影响扩散？

【答案】热运动增强将使原子的跃迁距离、跃迁几率和跃迁频率均増大，即増大扩散系数。

7． 请画出金属单晶体的典型应力-应变曲线，并标明各阶段。铝（层错能约为和不锈钢（层错能约为

区别？

【答案】（1）单晶体的应力-应变曲线如图所示，各阶段如图中标注所示。

哪一种材料的形变第III 阶段开始得更早？这两种材料滑移特征有什么

图

（2）第III 阶段是抛物线型硬化阶段，主要机制之一是在塞积群中的螺位错交滑移，塞积群前的应力集中得以释放，故使硬化率下降。可见，越容易交滑移的材料第III 阶段开始越早。

铝的层错能高，位错一般不能扩展，其螺位错容易交滑移；不锈钢层错能很低，位错通常都会扩

展，不容易交滑移。比较来看，铝的形变第III 阶段开始得更早。

8． 在立方晶胞内画出

【答案】如图所示。

图

三、计算题

9． 如果外加应力是均匀分布的，求作用于任意位错环上的净力。

【答案】一般情形下位错受力公式为

量，所以任意位错环上的净力为

10．沿银单晶（bcc ）的棒

轴方向拉伸，使其发生塑性形变，设铌单晶的滑移面为{110}，又因为外加应力均匀分布，都为常请确定：（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

（2）双滑移系统为

（3）令

因此，

轴

移动。

】（1）铌单晶为 bcc 结构

，

可见晶体取向为[304], 双滑移开始时的切变量合成转轴为所以双滑移后F

点沿 同时也转向转

边（4）双滑移过程中的规律：试样轴既转向