2017年湘潭大学558材料科学基础(一)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． 非稳态扩散
【答案】非稳态扩散是指在扩散过程中任何一点的浓度都随时间不同而变化的扩散。
二、简答题
3． 固相烧结与液相烧结之间有何相同与不同之处？ 【答案】（1）固相烧结与液相烧结之间的相同之处： ①烧结的推动力都是表面能；
②烧结过程都是由颗粒重排、气孔填充和晶粒生长等阶段组成。 （2）不同之处：
①由于流动传质速率比扩散速率快，因而液相烧结致密化速率高，烧结温度较低。
②液相烧结过程的速率还与液相数量、性质（粘度、表面张力等）、液相与固相的润湿情况、固相在液相中的溶解度等因素有关。
③影响液相烧结的因素比固相烧结更为复杂。
4． 什么是织构（或择优取向）？形成加工织构（或形变织构）的基本原因是什么？
【答案】金属在冷加工以后，各晶粒的位向间就有一定的关系，这样的一种位向分布就称为择优取向，即织构。形成加工织构的根本原因是在加工过程中每个晶粒都沿一定的滑移面滑移，并按一定的规律转动，使滑移方向趋向于主应变方向或使滑移面趋向于压缩面。因此当形变量足够大时，大量晶粒的滑移方向或滑移面都将与拉伸方向或压缩面平行，从而形成形变织构。
5． 典型面心立方（fcc ）金属的配位数和致密度是多少？并指出其间隙类型及一个晶胞中间隙的数目。写出fcc 晶胞中原子的密排面和密排方向，并说明其密排面与密排六方（hcp ）结构金属的密排面排列有何不同。
【答案】（1）fcc :配位数12，致密度0.74，八面体间隙4个，四面体间隙8个；密排面{111}，密排方向<111>。
（2）密排面排列ABCABC …，而密排六方为ABAB …。
6． 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。
7． 写出图所示六方晶胞中EFGHIJE 晶面、EF 晶向、FG 晶向、GH 晶向、JE 晶向的密勒-布拉菲指数。
图
【答案】EFGHIJE 晶面：
8． 画出立方晶系的[100]、[101]晶向的（111）、晶面。
【答案】如图所示。
晶面及六方晶系的
晶向、（0001）
图
三、计算题
9． 拉伸铜单晶体时，若拉力轴的方向为位错线上所受的力？（铜的点阵常数【答案】设外加拉应力在（111）滑移面上沿
式中，
所以：
若螺型位错线上受的力为
则:
10．A-B 二元合金相图如图1所示。将金直棒。求：
（1）计算棒中单相固溶体段占棒长的分数。 （2）示意画出棒中的组织分布及B 原子浓度分布。 （3）计算棒中单相，固溶体段的平均B 原子浓度。
晶向的分切应力为r , 则：
的螺型
的A-B 二元合金棒放置在内腔截面积均匀的水平
瓷舟内加热熔化后，在固相不扩散、液相完全混合条件下从左至右定向凝固成长为L 的等截面合
图1 A-B 二元合金相图
【答案】（1）设棒中单相d 固溶体段占棒长的分数为z/L。在正常凝固方程中
，
则
（2）棒中组织及含量分布如图2所示。棒的左端为单相固溶体，右端为最左端处，即z=0处，为
而与之相平衡的液相含量为
不随棒长而变。
它结晶为平均成分为60%的
共晶体。在棒的
共晶体，且
处，根据相图，固溶体含量
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