2017年四川大学材料科学与工程学院848材料科学基础之材料科学基础考研冲刺密押题
● 摘要
一、填空题
1． 在均一的液相中靠自身的结构起伏和能量起伏等条件形成晶核的方式称为_____形核。
【答案】均匀
2． 置换固溶体的溶解度与原子尺寸因素、_____、电子浓度因素和_____有关。
【答案】电负性；晶体结构
3． 固态金属中原子扩散的驱动力是_____，其扩散方向是向关_____的方向进行，其扩散机制主要有_____和_____；前者是原子通过_____进行迁移，后者是原子通过_____进行迁移，因此前者的扩散激活能比后者_____；扩散系数比后者_____。
【答案】化学势梯度；化学位降低；空位扩散机制；间隙机制；空位扩散；晶格间隙；小；大
4． 细化晶粒不但可以提高材料的_____，同时还可以改善材料的_____和_____。
【答案】强度；塑性；韧性
5． 按照材料的化学组成，可以将材料分为_____，_____，_____和_____四大类。
【答案】金属材料；无机非金属材料；高分子材料；复合材料
6． 晶胞是_____。
【答案】能充分反映整个晶体结构特征的最小结构单元
二、简答题
7． （1）写出固体热导率的定义和公式。
（2）指出传导热流的元激发。
（3）指出在低温和高温下热导率对温度的依赖关系，并描述在这两个区间内的主要物理过程。
【答案】（1）固体热导率的定义为：单位温度梯度所引起的热量流密度，即
式中的系数k ，在非金属固体热导率的表示式为
式中，c 为固体热容；为声子的平均速度；1为声子的平均自由程。
（由声子贡献）及电子热导率
式中，
以典型值代入后得 （由自由电子贡（2）传导热流的元激发为声子。 （3）对于金属，
其热导率通常由晶格热导率
献）两部分所组成，即
因此，典型金属的热导率主要由自由电子贡献，即
式中，le 为电子平均自由程，依赖于电子-声子散射过程。所以
式中，为温度为T 时的平均声子数。
是杂质密度）与t 无关，所以 在高温区：在低温区：在极低温区：声子数很少，主要是杂质散射，
8． 论述位错的运动方式、条件及其对材料变形的影响。
【答案】（1）运动方式。刃型位错：滑移，攀移；螺型位错：滑移和交滑移。
（2）条件。滑移需要临界切应力，启动单个位错滑移的力为力。攀移运动需要正应力和高温作用。只有螺型位错才能发生交滑移，层错能的大小对交滑移的影响很明显，层错能越高，则扩展层错越窄，位错越容易束集而发生交滑移。
（3）位错滑移和交滑移是材料主要的塑性变形方式，只有在高温和高正应力作用时才能发生正刃型位错的攀移。
9． 三元合金相图中的垂直截面与二元合金相图有何不同？为什么二元合金相图可以使用杠杆定律来分析各个相的相对含量，而三元合金相图中的垂直截面却不能？
【答案】三元合金相图中垂直截面的两端并不是纯组元，而是一端纯组元、另一端二元合金，甚至两端都是二元合金。另外，在二元合金相图中纯组元的相变点只有一个，而在三元合金相图的垂直截面中，其两端往往是开口的，即有两个相变点。因此，它与二元合金相图不同，是一个伪二元合金相图。
杠杆定律表示在一定的温度下，合金两个相的相对含量与合金成分点到两个相区线的距离成反比。杠杆定律的应用必须保证自由度为零的条件。在三元合金相图中的垂直截面中，即使温度一定,
此时的自由度f=c—p=3—2=1，也不满足自由度为零的条件。因此，在三元合金相图中的垂直截面中，不能使用杠杆定律来分析各个相的相对含量。
10．高分子材料按受热的表现可分为热塑性和热固性两大类，试从高分子链结构角度加以解释。
【答案】热塑性：具有线性和支化高分子链结构，加热后会变软，可反复加工再成形；热固性：具有体型（立体网状）高分子链结构，不溶于任何溶剂，也不能熔融，一旦定型后不能再改变形状，无法再生。
11．HCP 晶体，发生孪生时[0001]方向是伸长还是缩短？
【答案】如图所示，
图 HCP 晶体孪生时[0001]方向的变化
由此得：^
方向位于锐角区，发生孪生时该方向缩短。
方向位于钝角区，发生孪生时该方向伸长。
所以，[0001]方向在孪生后是伸长还是缩短，关键是看c/a的大小。
12．设在简单立方晶体中有一个位于滑移面ABCD 上的位错环abed , 其柏氏矢量b 、所受切应力如图1所示，回答下列问题：
（1）指出位错环abed 中各段位错线的类型。
（2）画出位错环abed 移出晶体后晶体所产生的滑移量及所产生变形的方向。
图