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一、名词解释

1． 过冷度

【答案】过冷度是指相变过程中冷却到相变点以下某个温度后发生相转变，平衡相变温度与该实际转变温度之差称过冷度。

2． 晶面族

【答案】晶面族是对称关系（原子排列和分布，面间距）相同只是空间位向不同的各组等同晶面，用{hkl}表示。

二、简答题

3． 在位错发生滑移时，请分析刃位错、螺位错和混合位错的位错线/与柏氏适量与柏氏矢量

外加切应力

之间的夹角关系，及位错线运动方向。

表

4． 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。

5． 实践表明，高度冷轧的镁板在深冲时往往会裂开，试分析其原因。 【答案】

镁板冷轧后会产生

织构，在平行或垂直于板面方向施加应力，取向因子为

零，几乎没有塑性，因此，进一步加工就很易开裂。

外加切应力

【答案】如表所示。

6． 写出fcc 、bcc 和hep 晶胞中的四面体、八面体间隙数，致密度和原子配位数。

【答案】（1）间隙数。：foe 晶胞有4个八面体间隙，8个四面体间隙；bee 晶胞有6个八面体间隙，12个四面体间隙；hep 晶胞有6个八面体间隙，12个四面体间隙；

（2）配位数。Bee :最近邻8个，考虑次近邻为（8+6）个；fee :最近邻12个；hep :理想状态12个，非理想状态（6+6）个。

（3）致密度。fee :0.74；bee :0.68；hep :0.74。

7． （1）写出固体热导率的定义和公式。 （2）指出传导热流的元激发。

（3）指出在低温和高温下热导率对温度的依赖关系，并描述在这两个区间内的主要物理过程。 【答案】（1）固体热导率的定义为：单位温度梯度所引起的热量流密度，即

式中的系数k ，在非金属固体热导率的表示式为

式中，c 为固体热容；

为声子的平均速度；1为声子的平均自由程。

（由声子贡献）及电子热导率

式中，

以典型值代入后得

（由自由电子贡

（2）传导热流的元激发为声子。

（3）对于金属，

其热导率通常由晶格热导率

献）两部分所组成，即

因此，典型金属的热导率主要由自由电子贡献，即

式中，le 为电子平均自由程，依赖于电子-声子散射过程。所以

式中，

为温度为T 时的平均声子数。

是杂质密度）与t 无关，所以

在高温区：在低温区：

在极低温区：声子数很少，主要是杂质散射，

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． 有铀和硼两种材料，若已知铀的密度为子量为10.81，阿伏伽德罗常数为

原子量为235.03, 硼的密度为

试分别计算这两种材料单位体积内的原子数。

原

【答案】根据已知条件和原子数公式可知铀单位体积内的原子数为：

同理，硼单位体积内的原子数为：

10．求图中六方晶系的轴和b 的晶向指数。其中b 是

轴与

轴的角平分线。

图 六方晶系及四指数坐标轴

【答案】对于轴有U=l，V=0，W=0。 依照下式

可求得：

对于b 有U=l，V=2，W=0依照下式