中科院金属所博士研究生入学考试_金属物理试题

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1、1997 年春季中科院金属所博士研究生入学考试 金属物理 试题 一 20 分 写出刃型位错应力场的数学表达式及推导该式的基本步骤 二 15 分 推导出位错线元所受作用力的一般公式 三 15 分 用位错和吕德斯带的理论来解释发生屈服现象的不同阶段 四 25 分 简要说明影响置换固溶体固溶度大小的因素 推导 D 1 6 a2 并说明其物理意义 五 25 分 马氏体相变的基本特征是什么 用实验现象加以说明 简要说明为什么固态相变时容易在晶界和位错上形核 1998 年春季中科院金属所博士研究生入学考试 金属物理 试题 一 20 分 总结一下为错的类型及刃 螺位错的特点 二 20 分 画图说明在 f c

2、 c 结构晶体中的 Frank shockley不全位错的形成过程及特点 用位错理论来说明有的材料出现明显屈服现象的本质 三 20 分 画图叙述马氏体相变的过程及特点 四 20 分 画图说明扩散机制的种类 叙述斐克第一 第二定律并写出数学表达式 五 20 分 解释下列名词及公式的物理意义 门槛值 O 点阵 弛豫强度 吕德斯带 理想断裂强度 晶体缺陷 Cottrell 气团 堆朵层错 1998 年秋季中科院金属所博士研究生入学考试 金属物理 试题 1 体缺陷的分类 结合经历举例说明在实际中的应用 2 晶体中 0 1 0 面上有平行于 y 轴的螺型位错 受到Zyx Zyz Zxz 三种力的 作用

3、那些力能使位错滑动 如何滑动 画图说明运动方式和步骤 3 固态相变中 新相形核驱动力和阻力是什么 分析温度对形核速度的影响 4 合金从无序到有序态转变时 起点阵的晶体学指标是什么 有序化的驱动力和 阻力是什么 5 什么是单晶体滑移的 c 滑移变形临界 c 单晶体滑移和孪生变形方式的差 异 6 何为韧性 说明解理断裂的特征 FATT 是什么 如何定义 Fracture Appearance Transition Temperature 7 对于不均匀铸造合金 什么措施会使均匀化速度加快 为什么 8 低碳钢有明显的屈服现象特征 原因是什么 如何消除 1999 年春季中科院金属所博士研究生入学考试

4、金属物理 试题 1 试说明晶体中刃型和螺型位错在结构特征 柏氏矢量 应力场特性 受外力 正 应力或切应力 时的运动方式以及滑出晶体后引起的宏观变形等方面有何差异 15分 2 面心立方晶体从高温快冷时 晶过饱和空位在 111 面上聚集成原子层的空 位片 试述此空位片崩塌前后其周界是否时位错线 若是位错线则指出此位错的 柏氏矢量 位错类型及其可能的滑移面 3 试举两种你认为能有力支持马氏体相变为无扩散性相变的实验事实 10 分 4 试述影响一次固溶体中溶质固溶度的主要因素是什么 10 分 5 以 AL Cu 合金为例 说明时效过程中的沉淀 脱溶 序列 并说明影响此序 列的主要因素 10分 6 在同

5、一温度下 铁中铁和碳原子的扩散系数是否相同 并说明原因 10 分 7 试述强化金属材料的可能途径 讨论各种方法引起强化的主要原理 20 分 8 试述单晶体与多晶体在发生塑性变形时有何差异 原因是什么 8 分 9 材料的断裂韧性指什么 你知道通常用哪些指标来评定材料的韧性 7 分 1999 年秋季中科院金属所博士研究生入学考试 金属物理 试题 1 为平衡点缺陷 如何产生 2 何为为错反应 3 作图说明 刃型为错 螺型位错 刃型为错 刃型位错 螺型为错 螺型位错 位错交割后产生的变化 以后的运动方式 及柏氏矢量的变化 4 扩散的机制分为几类 有一块不均匀金属 加快其均匀化进程的措施 5 多晶体相对

6、单晶体有较高的屈服强度 原因是什么 6 举出四种通过增加空位浓度来促进沉淀析出的实验证据 7 间隙化合物何间隙相有什么异同 8 马氏体相变本质 何为热弹性马氏体 9 何为固溶强化 其机理是 10 什么是脆性断裂何韧性断裂 外界因素是如何提高脆性的 2000 年 3 月中科院金属所博士研究生入学考试 金属物理 试题 1 什么叫做位错 位错的滑移 攀移和交叉滑移指什么 外加的正应力和切应力 对这些运动方式有什么影响 2 面心立方金属中主要有哪几类半 偏 位错 半位错与全位错的结构特征 运 动方式等方面有哪些差异 3 过饱和固溶体在低温时效时 为什么首先析出亚稳相 而驱动力大的稳定相不 能直接析出

7、4 何为克肯达耳效应 说明它的物理意义 并说明何为扩散激活能 5 说出三种检测有序化的方法 并简要说明 6 示意画出低碳钢常温拉伸时工程应力 应变曲线与真应力 应变曲线 说明 曲线各阶段点的物理意义 讨论产生缩颈现象的原因 7 结合你自己的实际经历 举出三种提高材料塑性及韧性的方法 并说明其原 理 2001 年 3 月中科院金属所博士研究生入学考试 金属物理 考题 1 金属晶体中有哪几类常见的点缺点 对扩散和形变再结晶有什么影响 10 分 如图 2 原点处有一刃型位错 当另一个刃型位错沿Y L 直线由最右端 X 移到 X 0 处时 问该位错 第 2 个位错 所受外力的变化 20 分 3 问 D

8、 D 和 D1 D2 的定义区 别 12 分 4 AA为形成 AA 原子对的键能 BB为形成 BB 原子对的键能 当 AB 1 2 AA BB 时 问 A B 两种元素能否形成固溶体 13 分 5 AL Cu 合金的析出序列及其影响因素 15分 6 什么叫时效强化 其大小的影响因素 在时效过程中的变化规律 20 分 7 什么叫材料的断裂韧性 金属韧性常用指标有哪些 10 分 2001 年秋季中科院金属所博士研究生入学考试 金属物理 试题 1 金属晶体中有哪几类常见的点缺陷 它们对金属中的扩散过程 变形后的再结 晶过程有哪些影响 10 分 2 再相距为L 的两个平行滑移 面上 各有一个正刃型位错

9、 它们的柏氏矢量相同均为b 其 中 位错 1 受阻不能移动 问 当位错 2 在外力作用下沿其滑 移面由右向左移动 并经过位 错 1 上方时 所需外力如何变 化 已知刃型位错的应力场形式为 3 说明自扩散系数 D 互扩散系数或化学扩散系数 D 偏扩散系数又称 本征扩散系数 D1 D2 的定义 并说明这三种扩散系数的区别 12分 4 AA BB AB 分别为 AA 原子对 BB 原子对及 AB 原子对的键能 问 当 AB AA BB 时 A B 两种元素能否形成固溶体 为什么 13 分 5 写出 AL Cu 合金的析出序列 并说明影响沉淀序列的因素 15 分 6 金属和金的时效强化指什么 合金时效

10、强化效应大小受哪些因素影响 时效过程 中合金强度的基本变化规律是什么 并说明出现这种变化的可能原因 20 分 7 你知道有哪些判断金属材料韧性的常用指标 材料的断裂韧性 Kic 指什么 10分 2002 年春季中科院金属所博士研究生入学考试 金属物理 试题 1 在一定温度 T 时 晶体中平衡空位浓度的表达式是什么 当晶体从高温T1 快 速冷却到低温 T2 并且在 T2 保温时 晶体中的空位浓度将发生什么变化 你 知道有哪些方法可以测量晶体中的空位浓度 10分 2 简单立方晶体中平行于XY 平面的滑移面S 上有一段两 端被固定的刃型位错AB 其 柏氏矢量为b 当此晶体分别 受外力加切应力 作用时

11、 在哪种外力作用下 此位错 段会发生沿位移面S 的滑 动 为什么 当 AB 位错段发生滑移时 用图说明其运动过程 20 分 3 A B 二元合金形成完全有序固溶体的必要条件是什么 有序化对固溶体能与 熵有什么影响 对合金的电性与磁性各有何影响 依据热力学原理 分析合金的 有序度随温度的变化 15 分 4 由扩散的 Fick 第一定律导出 Fick 第二定律 并说明为什么要引入Fick 第二定 律 10分 5 在均匀形核 成分不变的固态相变中 影响形核功的因素有哪些 试分析各因 素的作用 说明为什么只有过冷到一定温度围后 形核才能发生 为什么形核常 常要经过一段孕育期 15分 6 试述纯金属单晶

12、体滑移变形的临界分切应力定律 你认为哪些因素会影响滑 移临界分切应力的大小 10 分 7 试述变形晶体加热时的回复 再结晶 晶粒长大及二次再结晶现象及其基本规 律 以上各种过程的驱动力分别是什么 10 分 8 简述金属材料的解理断裂及韧性断裂的主要特征 产生杯维状 纤维状 断口 的原因是什么 10分 2002 年秋季中科院金属所博士研究生入学考试 金属物理 试题 1 平衡空位 2 加工变形中 晶体部的位错密度增加了 增殖机构为弗兰克源增殖 3 固态相变中的相均匀形核 驱动力 阻力 4 调幅分解的热力学条件是什么 5 扩散的微观机制 D 1 6 2 的各项物理意义 及 的决定因素 6 晶粒大小对

13、力学性能的影响 近代晶界结构的看法 7 从事过哪些科研工作 从金属物理基本容出发对此课题作简单分析 8 解理断裂 韧性断裂的特征 KIC 的意义 2003 年春季中科院金属所博士研究生入学考试 金属物理 试题 1 常见的晶体缺陷有那几类 分别说明 2 简要说明位错交割现象 3 合金冷却时 讨论说明其形成有序固溶体的形成条件 4 影响固溶体中溶质扩散的因素有哪些 5 新相形核 长大阶段的区别 6 AL Cu 低温时效时 为什么亚稳相先析出 当时间增加时 亚稳相被稳定相 所代替 为什么 7 C 钢变形时 明显的屈服现象 说明原因及使用时的问题 如何减轻 8 单晶体与多晶体塑性变形的差异 原因是什么

14、 2004 年春季中科院金属所博士研究生入学考试 金属物理 试题 1 什么是平衡空位 金属晶体在绝对温度为T 时的平衡浓度表达式是什么 该 式中各项的物理意义式什么 测定金属中空位浓度的常用方法是什么 10 分 2 滑移面 S 上有一条 A B 两点固定的螺形位错 其柏氏矢量为b 试问当晶体 收到什么方向的切应力 时 AB 段位错会在 S 面上以 F R 源方式放出新的位 错 请分步画出放出新位错的动作过程 并标出位错线上各主要点的受力大小和 方向 20 分 3 以二元合金为例 说明固溶体与金属化合物在结构和组成上的差异 5 分 4 A B 两原子形成完全有序固溶体 若A 原子占据面心立方单胞

15、的面心位置 B 原子占据顶角位置 试计算该固溶体中A 和 B 的原子数比例 若A 的原子量 为 64 B 的原子量为 197 试求该固溶体中A 和 B 的质量比 10 分 5 以面心立方结构的铁单晶为溶剂可以形成铁碳和铁碳铌两种固溶体 固溶体中 碳为间隙固溶 铌为置换固溶 铌为强碳化物形成元素 若外界条件相同 并且 两种固溶体中碳的浓度分布相同 试分析比较碳在以上两种固溶体中的扩散系数 大小 当温度降低 两种固溶体发生面心立方 体心立方相变时 试分析比较它 们的转变速度大小 是否为相变速度呢 15 分 6 spinodal 调幅 分解的热力学条件是什么 若析出相与基体的晶格常数相差 很大 试分

16、析它能否通过spinodal 分解的方式形成 10 分 7 试述多晶体材料性变形的特点 各晶粒的取向和晶粒间界对性变形有哪些影 响 你知道目前对晶界结果有那些主要理论 举出两个模型 并做简要说明 15 分 8 什么是金属材料的韧性 提高金属材料韧性的主要方法是什么 请举出两个你 所知道的改进金属韧性的例子 15 分 一 什么是非平衡空位 说出三种产生非平衡空位的方法 二 单晶铜在拉伸作用下位错会在表面产生 为什么金属体的位错却增加了 试解释原因 三 什么是混合能 若两原子的混合能大于零 则混合前和混合后的能如何变化 熵的变 化 以及能否形成固溶体 能否形成有序固溶体 2 有序固熔体 其中各组元原子分别占据各自的布拉菲点阵 称为分点阵 整个固熔体就是由各组元的分点阵组成的复杂点阵 也叫超点阵或超结构 这种排列和原子之间的结合能 键 有关 结合能愈大 原子愈不容易结合 如果异类原子间结合能小于同类原子间结合能 即EAB EAA十 EBB 2 则熔 质原子呈部分有序或完全有序排列 有序化的推动力是混合能参量 m AB 1 2 EAA EBB m 0 而有序化的 阻力则是组态熵 升温使后者对于