2021年北京理工大學839材料科學基礎考研真題

1、北京理工大學839材料科學基礎2021年碩士研究生入學考試試題（部分有答案）一名詞解釋空間點陣：指幾何點在三維空間作周期性的規(guī)則排列所形成的三維陣列，是人為的對晶體結構的抽象。配位數：晶體結構中任一原子周圍最近鄰且等距離的原子數。電子化合物：電子化合物是指由主要電子濃度決定其晶體結構的一類化合物，又稱休姆-羅塞里相凡具有相同的電子濃度，則相的晶體結構類型相同。多滑移：當外力在幾個滑移系上的分切應力相等并同時達到了臨界分切應力時，產生同 時滑移的現(xiàn)象。包晶轉變：在二元相圖中，包晶轉變就是已結晶的固相與剩余液相反應形成另一固相的 恒溫轉變。反應擴散：伴隨有化學反應而形成新相的擴散稱為反應擴散。穩(wěn)態(tài)

2、擴散：在穩(wěn)態(tài)擴散過程中，擴散組元的濃度只隨距離變化，而不隨時間變化。二作圖表示立方晶體的123 , 012 , 421師及102,211, 346晶向。在六方晶體中，繪出以下常見晶向0001，汨0，1010,1120,1210等。|i>Ty iI ro2|2 I * XAAI t/ |000I 尸劃liTToj iioFq i；o|Wia 2-3代方觸焯邛百見品片三試回答以下問題1 .對于間隙性擴散和置換型擴散，哪種類型的擴散更難進行？為什么？2 .什么是穩(wěn)態(tài)擴散和非穩(wěn)態(tài)擴散？菲克第一定律適用于那種擴散？3 .什么是化學擴散和自擴散？答：1.間隙性擴散：這是原子擴散的一種機制，對于間隙原

3、子來說，由于其尺寸較小， 處于晶格間隙中，在擴散時，間隙原子從一個位置跳到相鄰的另一個間隙位置，形成原子的移動置換型擴散 互換位置間隙性擴散激活能較置換型擴散激活能小，即間隙擴散角容易2.所謂穩(wěn)態(tài)擴散，是指在擴散系統(tǒng)中，任一體積元在任一時刻，流入的物質量與流出的物質量相等，即任一點的濃度不隨時間變化非穩(wěn)態(tài)擴散：擴散組原的濃度不僅隨距離x變化，也隨時間變化的擴散飛科第一定律適用于穩(wěn)態(tài)擴散3化學擴散擴散石油濃度梯度引起的自擴散擴散物質不依賴它本身的濃度梯度，而僅僅是由于熱振動而產生的原子遷移過程。四材料強化的主要方法及原理一稗強原理格端受、柯一氣闔,川傳位楷宣功：方法】周溶處理.訴火圻.拙場強化：

4、*畀時位能滑移的陽陰作用.我去 變質處理、退火等. 蘇敞做!匕 原理：笫一相鴻子對位墻的削碼作網=方也，附成第二哽底相如珠化運 火、變城處理等.相變避化！原理薇相為高強楣或新知對位楮的ifl幅*力法E部火等* 加工蚓1化；原題：形成晶磨匝位睹等.L冰用變型號. «idH_MlMiakai_1_MMilM 五 有兩塊相同成分的固溶體合金，其區(qū)別僅為一塊晶粒較粗大，另一塊晶粒較細小。 1 在冷塑性變形量相同的情況下，哪一塊合金變形所消耗的變形功更大，為什么？ 2 當加熱這兩塊經冷塑性變形的合金時，哪一塊合金更容易發(fā)生再結晶，為什么？答案：1晶粒細小的合金消耗的變形功更大。這是與晶界的影響

5、有關的，在室溫下，晶界對滑移具有阻礙效應， 多晶體試樣經拉伸后， 每一晶粒中的滑移帶都終止在晶界處，晶界的數量直接取決于晶粒的大小，晶粒越細，晶界越多，對位錯阻礙作用增大。2晶粒細小的合金更容易發(fā)生再結晶。在其他條件相同的情況下，金屬晶粒越細小，則變形的抗力越大， 冷變形后貯存的能量較高，再結晶溫度越低，更容易結晶。六 有A,B兩組元形成一合金，試問1. 若A組元為面心立方晶體結構，B組元為體心立方晶體結構，二者形成的合金能否是無限固溶體，說明理由。2. 若形成無限固溶體，是置換型還是間隙型，說明理由。答案：1不能形成無限固溶體，形成無限固溶體的必要條件是兩組元的晶體結構相同。2置換固溶體的溶

6、解度可以是無限的，但間隙固溶體的溶解度只能是有限的。七在金屬凝固時，有時需要使液態(tài)金屬開始結晶的溫度盡量低，也即使液態(tài)合金結晶時獲得盡可能大的結晶過冷度，試問在冷卻速度等相同的情況下， 組成較純的液態(tài)金屬和含 有一些未熔固態(tài)質點的同種液態(tài)金屬哪一種在結晶時獲得較大的過冷度，為什么？答案：含有未溶解質點的溶液中需要的過冷度小，在相同過冷度下，它所需要的臨界形核功較小，與均勻形核相比更容易凝固，而均勻形核則需要較大的過冷度。八 兩塊化學成分相同的固溶體合金，一塊未塑性變形，一塊經冷塑性變形，試問溶質 原子在哪塊合金中擴散更容易，為什么？答案：溶質原子在經冷塑性變形后的合金中擴散更容易。因為：冷塑性

7、變形后的合金內部存在局域應力場，應力會為原子擴散提供驅動力。變形后的金屬會產生大量晶體缺陷（位錯），而晶體缺陷處，原子能量高，躍遷更加容易，因此有利于擴散。 九判斷下列位錯反應能否進行。1)a a - _ 2101 6121a -111;32)aaa100101 101;22a-111答案：（1）能。幾何條件：匯b前= Z2b后=3；能量條件:1 2- a=3（2）不能。能量條件：mb前2 = 12 b后之，兩邊能量相等。十 說明間隙固熔體與間隙化合物有什么異同答案：其比較如附表所示。附表間隙固溶體與間隙化合物的比較類別間隙固熔體間隙化合物相同點一般都是由過渡族金屬與原子半徑較小的C, N,

8、H, 0, B等非金屬元素所組成同 點晶體 不結構屬于固熔體相，保持熔 劑的晶格類型屬于金屬化合物相，形成不同 于其組元的新點陣表達 式用a、 3、丫等表小用化學分子式MX MX等表示機械 性能強度、硬度較低，塑性、 韌性好高硬度、高熔點，甥性、韌性 差十一簡要分析加工硬化、細晶強化、固熔強化及彌散強化在本質上有何異同。答案：加工硬化是由于位錯塞積、纏結及其相互作用，阻止了位錯的進一步運動，流變應力dGb o細晶強化是由于晶界上的原子排列不規(guī)則，且雜質和缺陷多，能量較高，阻礙位錯的通1過，s 0 Kd 2 ；且晶粒細小時，變形均勻，應力集中小，裂紋不易萌生和傳播。固熔強化是由于位錯與熔質原子交

9、互作用，即柯氏氣團阻礙位錯運動。彌散強化是由于位錯繞過、切過第二相粒子，需要增加額外的能量（如表面能或錯排能）； 同時，粒子周圍的彈性應力場與位錯產生交互作用，阻礙位錯運動。十二說明金屬在冷變形、 回復、再結晶及晶粒長大各階段晶體缺陷的行為與表現(xiàn)，并說明各階段促使這些晶體缺陷運動的驅動力是什么答案：冷變形金屬加熱時晶體缺陷的行為缺陷 表現(xiàn)、物 理變化晶體缺陷的行為缺陷運動驅動力冷加工變形時主要的形變方式是滑移， 由于滑移，晶體中空位和位錯密度增加，位 錯分布不均勻切應力作用回復空位擴散、集聚或消失；位錯密度降低， 位錯相互作用重新分布（多邊化）彈性畸變能再結 晶毗鄰低位錯密度區(qū)晶界向高位錯密度 的晶粒擴