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2016年哈尔滨工业大学材料科学与工程学院相图与相变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。

2. 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。

3. 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。

4. 上坡扩散

【答案】上坡扩散是指原子从低浓度向高浓度处的扩散,扩散的驱动力是化学位梯度。

5. 位错

【答案】位错是指晶体中的一维缺陷或线状缺陷。

6. 晶族

【答案】按晶体含轴次(高于2)的高次轴或反轴的情况可将晶体划分为高、中、低三类晶族。只含唯一一个高次主轴(含反轴)的晶体属于中级晶族,包括三方晶系、四方晶系、六方晶系三种晶系;无高次轴或反轴的晶体属低级晶族,包括三斜晶系、单斜晶系和正交晶系三种晶系;含多个高次轴的晶体属高级晶族,只有立方晶系一种。立方晶系必有与立方体对角线方向对应的4个三重轴或反轴。

二、简答题

7. 沿铌单晶(BCC )的棒轴[213]方向拉伸,使其发生塑性形变,设铌单晶的滑移面为{110},请确定:

(1)初始滑移系统。

(2)双滑移系统。

(3)双滑移开始时的切变量。

(4)滑移过程中的转动规律和转轴。

(5)试棒的最终取向(假定试棒在达到稳定取向前不发生断裂)。

【答案】(1)铌单晶为BCC 结构,移系统为

(2)

(3)利用设

另一方面也转向由此可知

,所以晶体取向为[304], 切变量为(4)双滑移时,试样轴一方面转向[111],

转轴

转轴

|

[001]-[101]边移动。

(5)设稳定时取向为

稳定时最终取向为[101]。

8. 非均匀形核的过冷度通常比均匀形核要小,试分析原因。

【答案】均匀形核的主要阻力是晶核的表面能;而对于非均匀形核,当晶核依附于液态金属中存在的固相质点表面上形核时,就可能使表面能降低,形核功较小,从而使形核可以在较小的过冷度下进行。

9. 试写出原子序数为11的钠与原子序数为20的钙原子的电子排列方式。

【答案】钠原子的原子序数为11,有11个电子。电子首先进入能量最低的第一壳层,它只有s 态一个亚壳层,可容纳2个电子,电子状态计作

个和6个电子,电子状态计作

排列为:然后逐渐填入能量较高的2s 、2p , 分别容纳2第11个电子进入第三壳层的s 态。所以,钠原子的电子,要使n=[000],需即故位于取向三角形中,所以初始滑合成转轴为[020]即[010], 所以双滑移后F 点沿钙原子有20个电子,填入第一壳层和第一壳层电子的状态与钠原子相似。当电子填入第三壳层s 态和p 态后仍有2个剩余电子。因为4s 态能量低于3d 态,所以这两个剩余电子不是填入3d 态,而是进入新的外壳层上的4s 态。所以,钙原子的电子排列为