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一、填空题

1． 在扩散系数的热力学关系中，

果使溶质_____。

【答案】浓度趋于均匀化；发生偏聚

2． 结晶过程中晶体界面向液相推移的方式被称为_____，与液固界面的微观结构有关。

【答案】晶体长大机制

3． 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

4． 马氏体相变的结晶学特征表现为：_____、_____和_____等。

【答案】存在习性平面；严格的取向关系；维持共格关系

5． 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

6． 通常把晶体的界面分为_____、_____和_____三类。

【答案】晶界；相界；表面

7． 根据相图可以推断合金的性能，相图上的成分间隔越大，_____越严重；结晶间隔越大，铸件凝固完了越易产生_____。

【答案】偏析；分散缩孔（疏松）

8． 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

称为扩散系数的热力学因子。在非理想混合体系中：当扩散系数的热力学因子>0时，扩散结果使溶质_____；当扩散系数的热力学因子<0时，扩散结

二、简答题

9． 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。

10．请在Mg 的晶胞图中画出任一对可能的双滑移系统，并标出具体指数。

【答案】Mg 为HCP 结构，其滑移系统为

滑移系统：

图中标出一组可能的双

图

11．铸锭结晶过程中，晶区通常有几个，它们各自产生的原因是什么？

【答案】铸锭结晶过程中，通常有以下几个晶区：

（1）表面细晶区。其形成是由于铸模的强烈冷却作用，使表面层的过冷度很大，从而在表面产生很细的晶粒。

（2）柱状晶区。表面细晶区形成后，释放的结晶潜热使铸模温度升高，造成冷却作用下降。此时，

过冷度减小，形核变得困难，只有细晶区中现有的晶体向液体中生长。在这种情况下，只有一次轴垂直于型壁（散热最快的方向）的晶体才能得到优先生长。

（3）中心等轴晶区。柱状晶生长到一定程度，由于前沿液体远离型壁，散热困难，冷速变慢，而且熔液中得温差随之减小，这将阻止柱状晶的快速生长，当整个熔液温度降至熔点一下时，熔液中出现许多晶核并沿各个方向长大，就形成中心等轴区。

12．何谓陶瓷？从组织结构的角度解释其主要性能特点。

【答案】陶瓷主要是由无机非金属作为基体组分组成的。以共价键或离子键为主，在共价键结合的陶瓷中，原子之间是通过共用电子对形式进行键合的，具有方向性和饱和性，且键能相当高，陶瓷主要是由高硬度高脆性的特殊氧化物、碳化物、氮化物等化合物为主要组成相的一类材料。 由于这些化合物中的结合键以共价键或离子键为主，键合力稳定并且很强，故陶瓷材料具有熔点高，热膨胀系数小，硬度高，抗氧化、耐腐蚀，高温强度高，良好的光学特性和绝缘性等特性；但由于烧结及制备工艺等原因，陶瓷材料中难免存在气孔或微裂纹，故陶瓷材料的脆性大，强度低且易存在缺陷。

13．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。

14．在晶体中插入附加的柱状半原子面能否形成位错环？为什么？

【答案】不能形成位错环。假设能形成位错环，由于插入的是附加的柱状半原子面，则该位错环各处均为刃型位错，根据刃型位错的则该位错环每一线元对应的b 应沿着径向，也就是说环上各线元对应的b 不同，这与一条位错线只有一个b 相矛盾。

15．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

：

16．原子的热运动如何影响扩散？

【答案】热运动增强将使原子的跃迁距离、跃迁几率和跃迁频率均増大，即増大扩散系数。