2017年西安工业大学工学材料科学基础考研复试核心题库
● 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. 金属键
【答案】金属键是金属正离子与自由电子之间的相互作用所构成的金属原子间的结合力。
二、简答题
3. 晶体的微观对称元素有平移轴、螺旋轴和滑移面三类,请问轴滑动面a 具体表示什么对称操作?
【答案】轴滑动面a 表示沿a 轴方向平移对应轴一半a/2,后又反演而得到重复的滑移机制。
4. 典型的金属(如铁)和典型的非金属(如硅,石墨)在液相中单独生长时的形貌差异是什么?
,前者是外形均匀的等轴晶或枝晶,后【答案】因两者分别是粗糙型(铁)和光滑型界面(硅等)
者为规则多边形、有棱角的形状。
5. 简单立方晶体中,若位错线方向为[001],试说明该位错属于什么类型的位错?
【答案】因位错线方向与柏氏矢量方向垂直,因此该位错为刃位错。
6. 在立方晶胞中画出
【答案】如图所示。
图
7. 有错误的A-B 二元系平衡相图如图(a )所示。
(1)在改动量最少的前提下改正图中的错误。
(2)说明错误的理由。
【答案】(1)经改正的相图如图(b )所示。
(2)根据相律及相区接触法则,原图中有4处错误:
①e 、d 两点应重合。因为对组元A ,它相当于一元系,
由度为零,温度不变;
②kin 线应该水平。既然有三个两相区及三个单相区与之相接,它就应该是一个三相平衡区,故为一条水平线;
③与fghij 线相接的应是三个而不是四个单相区;
④水平线cb 应是三相平衡(包晶反应)线。
两相平衡(同素异构转变)时,自
a )有错误的;b )经改正的
图A-B 二元平衡相图
8. 何谓金属的结晶?何谓金属的再结晶?两者是否都是相变,为什么?两者的驱动力是否相同,为什么?
【答案】结晶是指金属由熔液态转变为晶态固体的过程;再结晶是指将冷变形后的金属加热到一定温度之后,在原变形组织中重新产生了无畸变的新晶粒,而性能也发生了明显的变化并恢复到变形前的过程。
因为结晶的产物与其母相是不同的相,而再结晶的产物与其母相是同一种相,无新相产生,故结晶是相变,再结晶不是相变。
两者的驱动力不相同,结晶的驱动力是液、固两相的体积自由能差;再结晶的驱动力是变形金属经回复后未被释放的储存能,即塑性变形所引起的晶体中位错总弹性应变能。
三、计算题
9. 在密排六方晶体中
,
族。( )
【答案】×
【解析】在密排六方晶体中若用三指数表示法,
分别是其柱面和锥面,它们不属于同一个晶面族。
都是属于同一个晶面所表示的
10.一个直径为1mm 的圆柱形面心立方单晶体,拉伸轴的取向与晶体的[001]方向一致。(1)试确定其等效滑移系。(2)若屈服时的拉力为0.5N ,求滑移系的分切应力各是多少。
【答案】(1)当晶体为FCC 时,力轴为方向,那么12个滑移系中[110]晶向与力轴垂直,而其余与力轴夹角相等,4个滑移系也与之相等。所以等效滑移系为8个。即
(2)
11.如图1所示的晶体中,ABCD 滑移面上有一个位错环,位错线方向为逆时针方向,其柏氏矢量b 平行于:
(1)指出位错环各部分的位错类型。
(2)若柏氏矢量b 垂直于位错环所在的水平面,指出位错环各部分的位错类型。
(3)在图中表示出使位错环向外运动所需施加的切应力方向。
(4)该位错环运动出晶体后。晶体外形如何变化?
图1
【答案】如图2所示。
(1
)点为负刃型位错
,点为正刃型位错
,点为左螺型位错
,点为右螺型位错。其他各点处为混合型位错。
(2)由于柏氏矢量与位错线全部垂直,则位错环上所有位错都为刃型位错。
(3)如图2(a )所示,在晶体的上下底面施加一对平行于柏氏矢量的切应力,且下底面内的切应力与柏氏矢量同向平行。
(4)如图2(b )所示,滑移面下部晶体相对于上部晶体产生与柏氏矢量相同的滑移,并在晶体侧表面形成相应台阶。