2017年上海理工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． 热塑性和热固性高分子材料
【答案】高分子材料是由相对分子质量较高的化合物构成的材料，包括橡胶、塑料、纤维、涂料、胶黏剂和高分子基复合材料等。高分子材料按其性能可分为热塑性和热固性高分子材料，其中，热塑性高分子材料可溶、可熔；热固性高分子材料不溶、不熔。利用加热和溶解的方法可将热固性和热塑性材料分辨出来，常用的识别高分子材料的简便方法有经验法、燃烧法、溶解法、仪器分析法等。
2． 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
3． 简述铸锭常见凝固技术及用途。
【答案】（1）控制晶粒大小：细化晶粒，提if]材料的强前性。
（2）制取单晶体：可以获取具有特殊性能的单晶材料，尤其是具有特殊物理性能的半导体材料。
（3）制取非晶态合金：制备具有特殊力学和物理性能的材料。
（4）定向凝固：制取叶片等在某一方向要求具有良好性能的工艺。
（5）区域熔炼：利用固溶体凝固原理来提纯材料的一种工艺。
4． 金属的加工硬化特性对金属材料的使用带来哪些利弊？
【答案】有利方面：作为提高金属材料强度的一种手段；便于金属材料塑性成形；使金属零件得以抵抗偶然过载。不利方面：使金属难以进一步冷塑性变形。
5． 何为成分过冷？它对固溶体合金凝固时的生长形貌有何影响？
【答案】（1）成分过冷：在合金的凝固过程中，由于液相中溶质分布发生变化而改变了凝固温度，这可由相图中的液相线来确定，因此，将界面前沿液体中的实际温度分布低于由于溶质分布所决定的凝固温度时产生的过冷，称为成分过冷。
（2）对形貌的影响：
①当在液-固界面前沿有较小的成分过冷区时，平面生长就会被破坏；
②界面某些凸起的地方，在它们进入过冷区之后，由于过冷度稍有増加，促进了它们进一步凸向液体，但因成分过冷区较小，凸起部分不可能有较大的伸展，使界面形成了胞状组织；
③如果界面前沿的成分过冷区较大，则凸出部分就能继续伸向过冷液相中生长，同时在侧面产生分枝，形成二次轴，在二次轴上再长出三次轴等，这样就形成树枝状组织。
综上述，由于成分过冷，可是合金在正的温度梯度下凝固得到树枝状组织。
6． 试绘出体心立方晶胞示意图，在晶胞中画出体心立方晶体的一个滑移系，标出指数；说明体心立方结构的单相固溶体合金在冷塑性变形中的特点。
【答案】（1）体心立方晶胞示意于图，晶胞中的一个滑移系为
效。
（2）体心立方结构的单相固溶体合金在冷塑性变形表现出的特点为加工硬化、屈服现象和应变时
图
7． 体心单斜点阵是不是一个新的点阵？
【答案】做出体心单斜点阵的晶胞图，并通过其体心做出新的晶胞图，如图所示。可见，体心单斜点阵可以连成底心单斜点阵，因而不是新的点阵。
体心单斜点阵可连接成底心单斜点阵
8． 在室温下对铁板（其熔点为1538°C ）和锡板（其溶点为232°C ）分别进行来回弯折，随着弯折的进行，各会发生什么现象？为什么？
【答案】由可知，在室温下，Fe 加工为冷加工，Sn 加工为热加工。随着对其进行来回弯折，铁板发生加工硬化，塑性下降很快，硬度及脆性很大，随着继续变形，最终导致铁板断裂；Sn 板属于热加工，不会发生加工硬化的现象，但由于热加工会产生动态再结晶，会出现加工流线及带状组织，使材料的力学性能呈现各向异性，顺纤维的方向较垂直于纤维方向具有较高的力学性能，经过长时间弯折会变得弯曲。
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。