山東科技大學2020年《材料科學基礎(chǔ)》考研真題

5/5山東科技大學2020年《材料科學基礎(chǔ)》考研真題一、概念辨析每題5分，共30分。任選6題，若多做只取所作題的前6題。1、晶體結(jié)構(gòu)；2、均勻形核；3、配位數(shù)；4、置換固溶體；5、孿晶；6、上坡擴散；7、致密度；8、肖特基缺陷；9、混合堿效應(yīng)；10、本征擴散；11、大角度晶界；12、網(wǎng)絡(luò)變性體二、簡答題每題10分，共70分。任選7題，若多做只取所作題的前7題。1、簡述吉布斯相律（寫出表達式并說明各字符代表的含義），試用其解釋“鐵碳相圖中的共析轉(zhuǎn)變線為什么是水平線”。2、鋁和鎂都是汽車輕量化的關(guān)鍵材料，試比較對兩者進行塑性加工的難易，并分析原因。3、金屬材料的主要強化方式有哪些（列舉至少4種）?試用位錯理論解釋其中一種。4、根據(jù)凝固理論，試述細化晶粒的基本途徑與基本原理。5、二元合金中的勻晶、共晶和包晶轉(zhuǎn)變是什么，寫出轉(zhuǎn)變式。二元共晶合金常見的非平衡凝固組織有哪些?其成分各有什么特點?6、寫出三元系里至少3個四相平衡反應(yīng)式并說明其類型。（液相：L；固相：a、β、γ、δ）7、什么是過冷度?金屬結(jié)晶為什么一定要過冷?過冷度對結(jié)晶組織有何影響?8、根據(jù)最緊密堆積原理，空間利用率越高，結(jié)構(gòu)越穩(wěn)定，金剛石結(jié)構(gòu)的空間利用率很低（只有34.01%）為什么它也很穩(wěn)定?9、對硫鐵礦進行化學分析：按分析數(shù)據(jù)的Fe/S計算，得出兩種可能的成分：Fe1-xS和FeS1-x，前者意味著是陽離子空位的缺陷結(jié)構(gòu)，后者是陰離子空位缺陷。請寫出兩種缺陷生成的缺陷方程式，并設(shè)想用一種實驗方法以確定該礦物究竟屬哪一類缺陷為主?10、一般說來，同一種物質(zhì)，其固體的表面能要比液體的表面能大，試說明原因。11、影響熔體粘度的因素有哪些?試分析加入一價堿金屬氧化物后，降低硅酸鹽熔體粘度的原因。12、試分析離子晶體中，陰離子擴散系數(shù)一般都小于陽離子擴散系數(shù)的原因。13、如果NiO和Cr2O3球形顆粒之間反應(yīng)生成NiCr2O4是通過產(chǎn)物層擴散進行的，請回答：（1）若1300℃，其擴散系數(shù)的關(guān)系為：Dcr3+>>DNi2+>Do2-，請回答控制NiCr2O4生成速率的擴散是哪一種離子的擴散?為什么?（2）試分析早期的這一反應(yīng)轉(zhuǎn)化率G-t關(guān)系應(yīng)符合哪一個動力學方程?14、試分析二次再結(jié)晶過程對材料性能有何種效應(yīng)?三、綜合題本大題共50分。1.本題10分。立方晶胞中（如下圖所示）:（1）寫出下列晶面和晶向的密勒指數(shù)（圖中所標各點均在直線頂點或中點位置）:①.ABCD；②.DHBD；③.DEGBD；④.KEGK⑤.AE；⑥.AF；⑦.AM；⑧.AH。（2）密勒指數(shù)相同的晶面和晶向之間有什么樣的幾何關(guān)系?2.本題10分，從A、B中選作一題。（A）已知平均晶粒直徑為1mm和0.0625mm的α-Fe的屈服強度分別為112.7MPa和196MPa，問平均晶粒直徑為0.0196mm的純鐵的屈服強度為多少?（B）試討論從室溫到熔融范圍內(nèi)，氯化鋅添加劑（10-6mol%）入到NaCl單晶中，對Na+和Cl-離子擴散能力的影響，并計算在什么溫度范圍內(nèi)，Na+離子的本征擴散占優(yōu)勢。（NaCl的肖特基缺陷形成能為2.3eV，玻爾茲曼常數(shù)：1.38×10-23，e=1.6×10-19）3.本題15分，從A、B中選作一題。（A）、在平衡凝固條件下，某成分碳鋼的顯微組織為50%素體和50%光體。（1）計算該碳鋼中碳的質(zhì)量分數(shù)；（2）繪出該合金平衡凝固時的冷卻曲線和組織示意圖；（3）鋼中滲碳體含量（相組成物）是多少?（B）、有兩種不同配比的玻璃，其組成如下：序號Na2Owt%Al2O3wt%SiO2wt%11020702201070試用玻璃結(jié)構(gòu)參數(shù)說明兩種不同組分的玻璃其熔體粘度的大小?4、本題15分，從A、B中選作一題。（A）某人做純鐵滲碳的實驗，查得C在a-Fe中的擴散系數(shù)約為y-Fe中的100倍。將純鐵放在碳質(zhì)量分數(shù)為0.9??滲碳氣氛中，分別在920℃和900℃滲碳30min，如果把碳含量達到0.4處到表面的距離作為滲碳層深度，測量后發(fā)現(xiàn)920℃比900℃得到的滲碳層厚度要大得多，試解釋這一結(jié)果。假設(shè)純鐵在920℃滲碳2h后滲層厚度為0.5mm，如果希望獲得1mm厚的滲層，需要滲碳多長時間?（B）下圖為一個三元系統(tǒng)相圖。根據(jù)此