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2017年山东建筑大学材料科学与工程学院901材料科学基础A考研强化模拟题

  摘要

一、选择题

1. 指出下列四个六方晶系的晶面指数中,错误的是( )。

A. B. C. D. 【答案】C

2. 大多数实际材料键合的特点是( )。

A. 几种键合形式同时存在 B. 以离子键的形式存在 C. 以金属键的形式存在 【答案】A

3. 点群为

A. 立方 B. 六方 C. 四方 D. 正交 【答案】B

【解析】的晶体结构首位6就是表示该晶体结构为立方晶系。

4. 立方晶系的(112)与(113)晶面同属于( )晶带轴。

【答案】A

5. 德拜模型中,低温时的比热表达为( )。

【答案】B

6. 原子间的吸引与排斥作用随原子间的间距不同而不同,原子间距不同时,起主要作用的作用力是不一样的,有( )。

A. 吸引力在原子十分接近时起主要作用

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的晶体结构属于( )晶系。

B. 吸引力在远距离时起主要作用 C. 排斥力在远距离时起主要作用 【答案】B

【解析】吸引力是远程力,在远距离是起主要作用;排斥力是近程力,在近距离是起主要作用。

7. 下面关于位错应力场的表述中,正确的是( )。

A. 螺型位错的应力场中正应力分量全为零 B. 刃型位错的应力场中正应力分量全为零 C. 刃型位错的应力场中切应力分量全为零 【答案】A

8. —组数

称为晶向指数,它是用来表示( )。

A. 所有相互垂直的晶面的方向 B. 所有相互垂直的晶向

C. 所有相互平行、方向一致的晶向 【答案】C

二、简答题

9. 为什么单相金属的晶粒形状在显微镜下多为六边形?

【答案】在晶粒互相接触的二维图形中,晶界的交叉点应是由3根晶界相交,如果是4根以上晶界相交,从能量降低即交叉点处微元面积中晶界总长最短的原则出发,通过几何分析可以得出1个四叉晶界一定会自发分解为2个三叉晶界。在三叉交点处,3个晶界必然会自发调整位置以实现界面张力

的力学平衡,其数学表示式为:

为满足上式的晶界交叉点的力学平衡关系,晶界并不要求一定是直的,仅要求在结点处,3个晶界切线枝晶间的夹角满足上式。如果考虑单相合金,设定3个晶界能相等,则结点处的平衡条件

是所以单相金属的晶粒形状在显微镜下多为六边形。

10.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。

11.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

然后逐渐填入能量较高的2s 、2p , 分别容纳2

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个和6个电子,电子状态计作排列为:

第11个电子进入第三壳层的s 态。所以,钠原子的电子

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

12.简述形变金属在退火过程中显微组织、储存能及其力学性能和物理性能的变化。

【答案】随退火温度的升高或时间延长,出现亚晶合并长大,再结晶形核及长大,无位错的等轴再结晶晶粒取代长条状高位错密度的形变晶粒,然后是晶粒正常长大。储存能逐渐被释放;硬度及强度下降,伸长率上升;电阻降低,密度提高。再结晶时各种性能变化都比回复时强烈得多。

13.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。

14.在立方晶胞内画出晶面,以及晶向。 【答案】如图所示。

三、计算题

15.沿银单晶(bcc )的棒

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)。 【

(2)双滑移系统为(3)令因此,

可见晶体取向为[304], 双滑移开始时的切变量

所以双滑移后F

点沿

同时也转向

1

bcc

(4)双滑移过程中的规律:试样轴既转向轴

移动。

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合成转轴为