2017年湘潭大学机械工程学院862材料科学基础(四)[专业硕士]考研冲刺密押题
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一、名词解释
1． 置换固溶体
【答案】溶质原子占据溶剂晶格中的结点位置而形成的固溶体称置换固溶体。当溶剂和溶质原子直径相差不大，一般在15%以内时，易于形成置换固溶体。铜镍二元合金即形成置换固溶体，镍原子可在铜晶格的任意位置替代铜原子。
2． 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。
3． 金属键
【答案】金属键是金属正离子与自由电子之间的相互作用所构成的金属原子间的结合力。
4． 配位数
【答案】配位数是指晶体结构中任一原子周围最邻近且等距离的原子数目。
5． 晶体
【答案】晶体是原子、分子或离子按照一定的规律周期性排列组成的固体。
二、简答题
6． （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。
（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
（由声子贡献）及电子热导率
（由自由电子贡
式中，
以典型值代入后得
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，
7． 高分子链结构分为近程结构和远程结构。他们各自包含的内容是什么？ 【答案】
8． 试画出立方晶体中的（123）晶面和【答案】如图所示。
晶向。
图
9． 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。
10．固相烧结与液相烧结的主要传质方式？固相烧结与液相烧结之间有何相同与不同之处？ 【答案】（1）固相烧结有蒸发-凝聚传质和扩散传质；液相烧结有流动传质和溶解. 沉淀传质； （2）相同点：①烧结推动力，②烧结过程；
不同点：①烧结速率，②致密化过程，③影响因素。
11．解释冷变形金属加热时回复、再结晶的过程及特点。 【答案】冷变形金属加热时，各自特点如下： （1）回复过程的特征
①回复过程组织不发生变化，仍保持变形状态伸长的晶粒。
②回复过程使变形引起的宏观一类应力全部消除，微观二类应力大部分消除。
③回复过程中一般力学性能变化不大，硬度、强度仅稍有降低，塑性稍有提高，某些物理性能有较大变化，电阻率显著降低，密度增大。 ④变形储能在回复阶段部分释放。 （2）再结晶过程的特征
①组织发生变化，由冷变形的伸长晶粒变为新的等轴晶粒。
②力学性能发生急剧变化，强度、硬度急剧降低，塑性提高，恢复至变形前的状态。 ③变形储能在再结晶过程中全部释放，三类应力（点阵畸变）清除，位错密度降低。 （3）晶粒长大过程的特征 ①晶粒长大。
②引起一些性能变化，如强度、塑性、初性下降。
③伴随晶粒长大，还发生其他结构上的变化，如再结晶织构。
12．试写出原子序数为11的钠与原子序数为20的钙原子的电子排列方式。
【答案】钠原子的原子序数为11，有11个电子。电子首先进入能量最低的第一壳层，它只有s 态一个亚壳层，可容纳2个电子，电子状态计作个和6个电子，电子状态计作排列为：
然后逐渐填入能量较高的2s 、2p , 分别容纳2
第11个电子进入第三壳层的s 态。所以，钠原子的电子
钙原子有20个电子，填入第一壳层和第一壳层电子的状态与钠原子相似。
当电子填入第三壳层s 态和p 态后仍有2个剩余电子。因为4s 态能量低于3d 态，所以这两个剩余电子不是填入3d 态，而是进入新的外壳层上的4s 态。所以，钙原子的电子排列为
：
13．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。