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导师圈点必考题汇编
● 摘要
一、填空题
1． 小角度晶界是相邻两晶粒的位向差_____的晶界，它主要可以分为_____和_____两种，前者是
由_____位错构成，后者是由_____位错构成，小角度晶界的晶界能比大角度晶界的晶界能_____。
【答案】倾斜晶界；扭转晶界；刃型；螺型；小
2． 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
3． 如果只有光子提供能量，在磷化镓（GaP ）中能引起光电导的光的波长最长可为_____nm（GaP 的带隙为2.3eV ）, 这种波长的光是否可见光？_____。
【答案】540; 是
4． 点缺陷的平衡浓度随_____的升高而增大。
【答案】温度
5． 晶体结构与它的_____、_____和_____有关。
【答案】化学组成；质点的相对大小；极化性质
6． 晶胞是_____，其_____和_____与对应的单位平行六面体一致。
【答案】能充分反映晶体结构特征的最小单位；形状；大小
【解析】晶胞是构成晶格的最基本的几何单元，其形状、大小与空间格子的平行六面体单位相同，保留了整个晶格的所有特征。晶胞是能完整反映晶体内部原子或离子在三维空间分布之化学-结构特征的平行六面体最小单元。
二、简答题
7． 指出影响冷变形后金属再结晶温度的主要因素。要获得尺寸细小的再结晶晶粒，有哪些主要措施？
【答案】（1）影响冷变形后金属再结晶温度的主要因素有：变形程度、微量杂质和合金元素、金属晶粒度、加热时间、加热速度。
（2）要获得尺寸细小的再结晶晶粒主要措施有：加大冷变形程度，加入微量合金元素，提高加热速度，采用细晶粒金属。
8． 图为一连铸坯低倍组织照片，说明各晶区的名称及成因；若想得到更多的等轴晶粒，可采用哪些方法或措施？
图
【答案】（1）该照片显示出激冷区、柱状晶区和粗等轴晶区。因铸模温度低造成激冷而形成细等轴晶区；因正的温度梯度和固定的散热方向而形成平行的柱状晶区；因中心液相区内的过冷或冲刷过来的碎枝晶而独立形核形成中心粗等轴晶。
（2）扩大等轴晶区的方法：①加强电磁或机械搅拌；②加入非均匀形核剂或孕育剂；③预热钢模快冷。
9． 简述固态相变的一般特点。
【答案】（1）相变阻力中多了应变能一项。
（2）形核方面：非均匀形核，存在特定的取向关系，共格或半共格界面。
（3）生长方面：出现惯习现象，即有脱溶贯序；特殊/规则的组织形态，如片状、针状。 （4）新相以亚稳方式出现以减少相变阻力。
10．在高温时是什么晶体结构？为什么
【答案】电解质只能在高温时使用？ 在高温时是立方晶系结构，在低温下发生晶型转变。其晶型有多种变体，低温时为单斜晶系，高温是为四方晶型，更高温为立方晶型。单斜晶性加热到1170°C 转变为四方晶型，再加热至2370°C 则转变为立方晶型。
电解质高温时溶于硫酸、氢氟酸。具有良好的热化学稳定性、高温导电性及较好的高温强度和初性。
11．何为晶粒生长与二次再结晶？简述晶粒生长与二次再结晶的区别，并根据晶粒的极限尺寸讨论晶粒生长的过程。
【答案】晶粒生长是无应变的材料在热处理时，平均晶粒尺寸在不改变其分布的情况下，连续增大的过程。在坯体内晶粒尺寸均匀地生长，晶粒生长时气孔都维持在晶界上或晶界交汇处。
二次再结晶是少数巨大晶粒在细晶消耗时的一种异常长大过程，是个别晶粒的异常生长。二次再结晶时气孔被包裹到晶粒内部。二次再结晶还与原料粒径有关。
造成二次再结晶的原因：原料粒径不均匀，烧结温度偏高，烧结速率太快。晶粒生长过程略。
防止二次再结晶的方法：控制烧结温度、烧结时间，控制原料粒径的均匀性，引入烧结添加剂。
12．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；所以[0001]在可能的滑移方向均垂直于[0001]，钝角区，孪生时会增长。因此在沿[0001]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。
13．解释弹性形变、滞弹性和弹性变形能。
【答案】（1）当外力撤消后，物体能完全恢复到原来的形状，就称这样的物体为弹性体，物体相应的形变为弹性形变，如弹簧的形变等。如果作用在物体上的外力很大，引起物体的形变也很大，那么除掉外力后物体就不能完全恢复到原样，这种特性称之为物体的塑性。
（2）在弹性范围内，应变落后于应力的现象称为滞弹性。它是相对于弹性现象而言的，如果受载物体上的应力与应变同步，两者据有单值函数关系且服从胡克定律，这样的物体称为理想线弹性体。滞弹性体的弹性模量不再为常数，弹性模量分为动弹性模量和静弹性模量两部分，把这两者的相对差值称为模量亏损。由于滞弹性的存在，会产生内耗（在机械振动过程中由于滞弹性造成的震动能量的损耗，机械能散发为热能的现象。）滞弹性很大的金属材料是极少数，多数材料的滞弹性很小。
（3）固体受外功作用而变形，在变形过程中，外力所作的功转变为储存于固体内的能量，固体在外力作用下，变形能有弹性变形因变形而储存能量称为变形能或应变能。能与塑性变形能。当外力逐渐减小，变形逐渐减小，固体会释放出部分能量而作功，这部分能量为弹性变形能。
14．何谓塑料？何谓橡胶？两者在室温时的力学性能有何显著差别？
【答案】塑料是指室温下处于玻璃态的高分子材料。
橡胶是指室温下处于高弹态的高分子材料。
室温下，塑料的硬度较高，但其脆性较大，容易脆性断裂，弹性较低；橡胶的硬度较低，但脆性较小，不易断裂，弹性较高容易发生弹性变形。
三、计算题
15．固态相变时，假设新相晶胚为球形，单个原子的体积自由焓变化
转变温度（1）应变能计算： 时临界形核功
【答案】（1）固态相变形成球状新相，临界形核功为
临界非共格界面能共格界面能
的比值。
由于新相与母相之间的