2017年兰州理工大学材料科学与工程学院801材料科学基础之材料科学基础考研题库
● 摘要
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。
3． 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。
4． 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。
5． 偏析
【答案】偏析是指合金中各组成元素在结晶时分布不均匀的现象。
二、简答题
6． 晶界从结构上可分为哪几种类型？晶界结构的普遍特点是什么？
【答案】（1）从结构上来看，晶界可分为小角度晶界和大角度晶界，其中小角度晶界又可以分为：倾斜晶界、扭转晶界和重合晶界。
（2）晶界结构的普遍特点是原子排列比晶内混乱的多，特别是大角晶界上原子排列更加混乱。
7． 纯金属中溶入另一组元后（假设不会产生新相）会带来哪些微观结构上的变化？这些变化如何引起性能上的变化？
【答案】（1）微观结构上的变化：
①引起点阵畸变，点阵常数会改变；
②会产生局部偏聚或有序，甚至出现超结构。
（2）性能上的变化：
①因固溶强化使强度提高，塑性降低；
②电阻一般増大。
8． 【答案】在高温时是什么晶体结构？为什么电解质只能在高温时使用？ 在高温时是立方晶系结构，在低温下发生晶型转变。其晶型有多种变体，低温时为单斜晶系，高温是为四方晶型，更高温为立方晶型。单斜晶性加热到1170°C 转变为四方晶型，再加热至2370°C 则转变为立方晶型。
电解质高温时溶于硫酸、氢氟酸。具有良好的热化学稳定性、高温导电性及较好的高温强度和初性。
9． 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。
10．高度冷轧的铝板在高温退火后会形成完善的{001}<100>织构（立方织构）。如果将这种铝板深冲成杯，会产生几个制耳？在何位置？
【答案】画出铝板的{001}正极图，如图1所示，其中极图边缘有4个阴影区，表示晶粒{001}分布较集中的区域。
在深冲时，铝板受力如图2所示。边缘受到同样大小的拉应力。
图1 退火铝板的{001}极图
图2 冲压时的受力图
平行于<100>方向拉伸时，分别有8个滑移系统同时启动，且其取向因子相同，皆有
方向出现四个制耳；同时，在
拉伸时，分别有4个滑移系统启动，且其取向因子相同，也有
故在方向故可能产生4个小制耳。
11．解释施主态、受主态和受主能级。
【答案】非晶态半导体与晶态相比较，其中存在大量的缺陷。这些缺陷在禁带之中引入一系列局域能级，它们对非晶态半导体的电学和光学性质有着重要的影响。四面体键非晶态半导体和硫系玻璃，这两类非晶态半导体的缺陷有着显著的差别。
非晶硅中的缺陷主要是空位、微空洞。硅原子外层有四个价电子，正常情况应与近邻的四个桂原子形成四个共价键。存在有空位和微空洞使得有些硅原子周围四个近邻原子不足，而产生一些悬挂键，在中性悬挂键上有一个未成键的电子。
悬挂键还有两种可能的带电状态：释放未成键的电子成为正电中心，这是施主态；接受第二个电子成为负电中心，这是受主态。它们对应的能级在禁带之中，一个能级不被电子占据时呈中性，被电子占据时带负电，则被称为受主能级。一个能级被电子占据时呈中性，不被电子占据时带正电，则被称为施主能级。
半导体掺施主或受主杂质时会在禁带内引入杂质能级。施主杂质引入施主能级，受主杂质引入受主能级。因为受主态表示悬挂键上有两个电子占据的情况，两个电子间的库仑排斥作用，使得受主能级位置高于施主能级，称为正相关能。施主能级重要分布于高于费米能级的能带，受主能级重要分布于低于费米能级的能带。
12．在面心立方晶胞中，分别画出（101）、
方向；就图中情况能否构成滑移系？
【答案】见图。
并指出哪些是滑移面、滑移
图