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2016年大连大学材料综合基础之材料科学基础复试笔试最后押题五套卷

  摘要

一、名词解释

1. 非均匀形核

【答案】新相优先在母相中存在的异质处形核,即依附与液相中杂质或外来表面形核。与均匀形核相比,它需要的形核功和过冷度都较小。

2. 相图中的自由度

【答案】相图中的自由度是指在相平衡系统中,在一定范围内可以任意改变而不引起旧相消失或新相产生的独立变量。

3. 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。

4. 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。

5. 位错

【答案】位错是指晶体中的一维缺陷或线状缺陷。

6. 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

7. 什么是织构(或择优取向)?形成加工织构(或形变织构)的基本原因是什么?

【答案】金属在冷加工以后,各晶粒的位向间就有一定的关系,这样的一种位向分布就称为择优取向,即织构。形成加工织构的根本原因是在加工过程中每个晶粒都沿一定的滑移面滑移,并按一定的规律转动,使滑移方向趋向于主应变方向或使滑移面趋向于压缩面。因此当形变量足够大时,大量晶粒的滑移方向或滑移面都将与拉伸方向或压缩面平行,从而形成形变织构。

8. 试说明在正温度梯度下为什么固溶体合金凝固时可以呈树枝状方式成长,而纯金属则得不到树枝状晶。

【答案】由于溶质原子再分配造成成分过冷,使固溶体合金正温度梯度下凝固时也可以呈树枝状方式成长;而纯金属则需要在负温度梯度下才能得到树枝状晶。

9. 图中的晶体结构属于哪种空间点阵?对于图2-6(a )、(c )求B 原子数与A 原子数之比。

【答案】图a 的晶体结构为简单立方,其中,B 原子数与A 原子数之比为1:1;图b 的晶体结构为体心立方;图c 的晶体结构为体心立方,其中B 原子数与A 原子数之比为6:2=3:1。

10.结晶、重结晶和再结晶三者在概念上有何区别?

【答案】结晶是指物质由液态变为晶体固态的相变过程。

重结晶是指在固态情况下,物质由一种结构转变成另一种结构,即同素异构反应。

再结晶是将冷压力加工以后的金属加热到一定温度后,在变形的组织中重新产生新的无畸变的等轴晶粒,性能恢复到冷加工前的软化状态的过程。

三者的区别与联系:结晶发生相变,重结晶发生固态相变过程,再结晶没有。但它们全部都有形核与核长大的过程。结晶发生的驱动力是液固两相的界面能差,重结晶的驱动力为新旧两相的自由能差,而再结晶为储存能。再结晶后强度硬度下降而塑性和韧性提高,重结晶后材料的强度、塑性、韧性都会改善。

11.举例说明材料的基本强化形式有哪几种,并说明其中三种的强化机制。

【答案】通过合金化、塑性变形和热处理等手段提高金属材料强度的方法,称为材料的强化。其强化基本形式有:固溶强化、形变强化、沉淀强化和弥散强化、细化晶粒强化等。

这些强化方式总的来说是向晶体内引入大量晶体缺陷,如位错、点缺陷、异类原子、晶界、高度弥散的质点或不均匀性(如偏聚)等,这些缺陷阻碍位错运动,也会明显地提高材料强度。 (1)固溶强化:无论是代位原子或是填隙原子,在条件合适的情况下,都可能发生原子偏聚而形成气团。对代位点阵来说,当溶质原子比溶剂原子的直径大时,溶质原子有富集在刃型位错受胀区的趋向;反之,富集于受压区。填隙原子则总是向受胀区富集。这种靠扩散在位错附近富集的现象,称为柯氏气团(Cottrellatmosphere )。柯氏气团对位错有钉扎作用,从而使强度提高。 (2)沉淀强化和弥散强化:过饱和固溶体随温度下降或在长时间保温过程中(时效)发生脱溶分