2017年河海大学862材料科学基础(无机非金属方向)考研复试核心题库
● 摘要
一、名词解释
1. 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。
2. 成分过冷
【答案】成分过冷是指合金溶液在凝固时,理论凝固温度不变,过冷度完全取决于溶质成分的分布的现象。
二、简答题
3. 分析层错能对金属热塑性变形的影响。
【答案】(1)高层错能金属热塑性变形主要通过回复软化;
(2)低层错能金属热塑性变形主要通过再结晶软化,其应力-应变曲线有不同特点。
4. 在位错发生滑移时,请分析刃位错、螺位错和混合位错的位错线/与柏氏适量外加切应力与柏氏矢量外加切应力之间的夹角关系,及位错线运动方向。
表
5. 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
【答案】如表所示。
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。
6. 根据相图,铁碳合金中的渗碳体相可能存在有五种不同的形态,按照形成温度由高到低,依次是:一次渗碳体,共晶渗碳体,二次渗碳体,共析渗碳体和三次渗碳体。请画出含有上述五种渗碳体的铁碳合金的组织示意图(一种合金中可包含一种或多种形态的渗碳体),并标明渗碳体组织的名称。
【答案】如图所示。
一次渗碳体是从液相中直接析出的,
只有在含碳量的铁碳合金(白口铸铁)中才能见
,如图(a )中白色条状组织所示。 到。其形貌是大块的板条(过共晶白口铸铁中)
二次渗碳体是过共析钢退火平衡组织,是从奥氏体中析出的,一般分布在原奥氏体晶界,呈网状,又称网状渗碳体,如图(b )所示。
(a )条状(b )网状
图 和P 中的层状渗碳体; (c )铁素体晶界上的(d )共晶渗碳体(白色区域)
三次渗碳体是从铁素体中析出的,分布在铁素体晶界上,由于量较少,呈现断续蛇状分布。一般
只在工业纯铁中可以看到,如图(c )所示。
珠光体中的渗碳体叫做共析渗碳体,呈现为层片状形态,如图(b )所示。
共晶莱氏体组织中的渗碳体叫做共晶渗碳体,是共晶组织的基体,呈现连续分布,如图(d )所示。
7. 在面心立方晶胞中,分别画出(101)、并指出哪些是滑移面、滑移方向;就图中情况能否构成滑移系?
【答案】见图。
图
8. 画出一个六方晶胞,并标注出坐标原点和基矢
面。
【答案】如图所示。
然后在晶胞中画出(1212)晶
图
三、计算题
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