2017年四川大学材料科学基础复试实战预测五套卷
● 摘要
一、名词解释
1． 位错
【答案】位错是指晶体中的一维缺陷或线状缺陷。
2． 科垂尔气团（CottrellAtmosphere ）
【答案】科垂尔气团是溶质原子在刃型位错周围的聚集的现象，这种气团可以阻碍位错运动，产生固溶强化效应等结果。
二、简答题
3． 如图所示，为测出的钍在不同温度下以不同方式扩散时扩散系数与温度的关系，从该实验数据图中能得出哪些信息？
图
【答案】（1）由图知，横坐标为温度的倒数纵坐标为扩散系数D 。
（2）表面扩散速度是三者中最快的，其次是晶界扩散，再次是晶内扩散。
（3）随温度升高，三者的扩散速度都加快。同时晶内扩散的增长速率较大，晶界扩散的增长速率其次，表面扩散的增长速率最慢。
（4）扩散系数£>与温度r 是指数关系，
即该图是对数处理的结果；利用直线关系可求常数和激活能
4． 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
排列为：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
：
5． 结晶、重结晶和再结晶三者在概念上有何区别？
【答案】结晶是指物质由液态变为晶体固态的相变过程。
重结晶是指在固态情况下，物质由一种结构转变成另一种结构，即同素异构反应。
再结晶是将冷压力加工以后的金属加热到一定温度后，在变形的组织中重新产生新的无畸变的等轴晶粒，性能恢复到冷加工前的软化状态的过程。
三者的区别与联系：结晶发生相变，重结晶发生固态相变过程，再结晶没有。但它们全部都有形核与核长大的过程。结晶发生的驱动力是液固两相的界面能差，重结晶的驱动力为新旧两相的自由能差，而再结晶为储存能。再结晶后强度硬度下降而塑性和韧性提高，重结晶后材料的强度、塑性、韧性都会改善。
6． 什么是金属的加工硬化现象？
【答案】金属材料在塑性变形过程中，所施加的流变应力随应变量的增大而不断增大的现象，称为加工硬化。或金属材料经冷塑性变形后，其强度、硬度升高，塑性、韧性下降的现象，称为加工硬化。
7． 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。
8． 分析层错能对金属热塑性变形的影响。
【答案】（1）高层错能金属热塑性变形主要通过回复软化；
（2）低层错能金属热塑性变形主要通过再结晶软化，其应力-应变曲线有不同特点。
三、计算题
9． 如图1所示为Ti-Al 二元合金相图。
（1）请分析并分别写出1285°C 、1125°C 和665°C 三个恒温转变的类型和反应式，以及882°C 时发生两相恒温转变的类型和反应式；
（2）请绘出
注：1125°C 时，合金平衡结晶的冷却曲线，并注明各阶段的主要相变反应； （3）请分析500°C 时，wTi=31%的合金平衡结晶的相组成物和组织组成物，并计算其质量分数。
图1
【答案】（1）1285°C 时发生包析反应，即二元系中一个固相与另一个固相反应形成第三个固相的恒温反应，反应式为
1125°C 时发生共析反应，即一个固相在恒温下转变为另外两个固相，反应式为
的旧固相周围生成，反应式为
665°C 时发生包晶反应，即在结晶过程先析出相进行到一定温度后新产生的固相大多包围在已有882°C 发生同素异构转变，即一些金属在固态下随温度或压力的改变，还会发生晶体结构变化，由一种晶格转变为另一种晶格的变化，反应式为
（2）合金平衡结晶的冷却曲线如图2所示。
图2
（3）相组成物为^质量分数分别为：
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