当前位置：问答库＞考研试题

一、名词解释

1． 配位数

【答案】配位数是指晶体结构中任一原子周围最邻近且等距离的原子数目。

2． 置换固溶体

【答案】溶质原子占据溶剂晶格中的结点位置而形成的固溶体称置换固溶体。当溶剂和溶质原子直径相差不大，一般在15%以内时，易于形成置换固溶体。铜镍二元合金即形成置换固溶体，镍原子可在铜晶格的任意位置替代铜原子。

二、简答题

3． 什么是二次再结晶？二次再结晶发生的条件是什么？二次再结晶后织构会不会发生变化？

【答案】二次再结晶是指在再结晶完成的基础上，少数晶粒的异常长大现象。此时晶粒尺寸分布出现双峰现象。发生条件：一般晶粒生长受阻，如粒子钉扎、织构钉扎或厚度效应。当钉扎作用不均匀消失时，个别晶粒先摆脱钉扎而充分生长。

于弥散相抑制晶粒长大，一般不会产生二次织构；对于织构抑制晶粒长大，有时会产生二次织构，有时不会产生二次织构；对于厚度抑制晶粒正常长大，会产生二次织构。

4． 金属材料、陶瓷材料及高分子材料各是以何种机制导热的？

【答案】金属材料主要靠自由电子导热；陶瓷材料主要靠声子导热；高分子材料主要靠分子导热。

5． 三元合金相图中的垂直截面与二元合金相图有何不同？为什么二元合金相图可以使用杠杆定律来分析各个相的相对含量，而三元合金相图中的垂直截面却不能？

【答案】三元合金相图中垂直截面的两端并不是纯组元，而是一端纯组元、另一端二元合金，甚至两端都是二元合金。另外，在二元合金相图中纯组元的相变点只有一个，而在三元合金相图的垂直截面中，其两端往往是开口的，即有两个相变点。因此，它与二元合金相图不同，是一个伪二元合金相图。

杠杆定律表示在一定的温度下，合金两个相的相对含量与合金成分点到两个相区线的距离成反比。杠杆定律的应用必须保证自由度为零的条件。在三元合金相图中的垂直截面中，即使温度一定, 此时的自由度f=c—p=3—2=1，也不满足自由度为零的条件。因此，在三元合金相图中的垂直截面中，不能使用杠杆定律来分析各个相的相对含量。

6． 对于固体材料将其晶粒细化后其力学性能会有何种变化? 解释原因。并回答对于铸件能否采用再结晶的方法细化晶粒，为什么？

【答案】固体材料将其晶粒细化后，会出现细晶强化的现象，即材料的强度、硬度、塑性、韧性同时提高。这是因为：由于晶粒细小，可供塞积位错的滑移面较短，塞积位错的数目较少，由位错塞积引起的应力集中分散于各个晶粒中，使其屈服强度升高。

另一方面，由于晶粒细小，在相同的外力作用下，处于滑移有利方向的晶粒数较多，应力分散在各晶粒中，即使在受到大的塑性变形时，仍然保持其较好的性能，而不致开裂，从而提高材料的軔性。

对于金属铸件则不能采用再结晶的方法细化晶粒，这是因为：一方面再结晶过程需要在一定的形变基础上，由储存能提供一定的能量进行晶粒的重新形核、长大，铸件没有进行过形变。另一方面，由于再结晶温度过低，铸件也不可能通过重结晶相变细化晶粒。

7． 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。

8． 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。

三、计算题

9． 实验中发现，在a-Fe 中可以通过

表示这一反应，并证明此位错反应可以发生。

【答案】如图所示，由位错反应的几何条件

由位错反应的能量条件，即位错反应必须是一个能量降低的反应。

反应形成[100]位错，在Fe 晶胞中

可见，此位错反应满足几何条件及能量条件，故反应可以发生。

图

10．有全同立构聚丙烯试样一块，体积为

【答案】试样密度为

查表得：

则体积结晶度

重量结晶度

11．沿铝（A1）单晶的

（1）画出立方晶系

（2）转动规律和转轴。

（3）双滑移系统。

（4）双滑移开始时晶体的取向和切变量。

（5）双滑移过程中晶体的转动规律和转轴。

（6）晶体的最终取向。

【答案】（1）单晶试棒沿轴向进行拉伸，所以拉力

（见图）上的极点处于

因为FCC 晶体的滑移系统

为

三角形中。 所以根据映像规则，可知初始滑移系统为

：该力F 在立方晶系[001]标准投影 方向拉伸，使其发生塑性变形，请确定： 的标准投影，并由此确定初始滑移系统。 质量为1.94g , 试计算其结晶度。