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1、2007 年西北工业大学硕士研究生入学试题 一、一、简答题（每题简答题（每题 1010 分，共分，共 5050 分）分） 1、 请说明什么是全位错和不全位错，并请写出 FCC、BCC 和 HCP 晶体中的 最短单位位错的柏氏矢量。 2、 已知原子半径与晶体结构有关，请问当配位数降低时，原子半径如何变 化？为什么？ 3、 均匀形核与非均匀形核具有相同的临界晶核半径，非均匀形核的临界形 核功也等于三分之一表面能，为什么非均匀形核比均匀形核容易？ 4、 原子的热运动如何影响扩散？ 5、 如何区分金属的热变形和冷变形？ 二、二、作图计算题（每题作图计算题（每题 1515 分，共分，共 6060 分）分
2、） 1.已知某晶体在 500时，每 1010个原子中可以形成有 1 个空位，请问该 晶体的空位形成能是多少？（已知该晶体的常数 A0.0539，波耳滋曼 常数 K1.38110-23 J / K） 2.请计算简单立方晶体中，(111)和 (111) 的夹角。 3.请判定在 FCC 晶体中下列位错反应能否进行： aaa 101121111 263 4.试画出立方晶体中的(123)晶面和 346晶向。 三、三、综合分析题（共综合分析题（共 4040 分）分） 1.如附图所示，请分析：（2424 分）分） 1)两水平线的反应类型，并写出反应式； 2)分析Ab、bg、gd、d、 dh、 he、 eB七
3、个区域室 温下的组织组成物（j点成分小于g点成分）； 3)分析 I、II 合金的平衡冷却过程，并注明主要的相变反应； 4)写出合金 I 平衡冷却到室温后相组成物相对含量的表达式及合 金 II 平衡冷却到室温后组织组成物相对含量的表达式。 t/ I III II knj gidh Ab c1gc2dhe B 2.请对比分析回复、再结晶、正常长大、异常长大的驱动力及力学性能 变化，并解释其机理。（1616 分）分） 2007 年西北工业大学硕士研究生入学试题 参考答案 一、一、简答题（每题简答题（每题 1010 分，共分，共 5050 分）分） 1、1、 请说明什么是全位错和不全位错，并请写出请说
4、明什么是全位错和不全位错，并请写出 FCCFCC、BCCBCC 和和 HCPHCP 晶体中的晶体中的 最短单位位错的柏氏矢量。最短单位位错的柏氏矢量。 答：全位错：柏氏矢量等于点阵矢量的整数倍； 不全位错：柏氏矢量不等于点阵矢量的整数倍。 aaa 110 1111120 22 Fcc：； bcc：； hcp： 3 2、2、 已知原子半径与晶体结构有关，请问当配位数降低时，原子半径如何变已知原子半径与晶体结构有关，请问当配位数降低时，原子半径如何变 化？为什么？化？为什么？ 答：半径收缩。若半径不变，则当配位数降低时，会引起晶体体积增大。 为了减小体积变化，原子半径将收缩。 3、3、 均匀形核与
5、非均匀形核具有相同的临界晶核半径，非均匀形核的临界形均匀形核与非均匀形核具有相同的临界晶核半径，非均匀形核的临界形 核功也等于三分之一表面能，为什么非均匀形核比均匀形核容易？核功也等于三分之一表面能，为什么非均匀形核比均匀形核容易？ 答：因为非均匀形核时，用杂质或型腔充当了一部分晶核。也就是说，需 要调动的原子数少。 4、4、 原子的热运动如何影响扩散？原子的热运动如何影响扩散？ 答：热运动增强将使原子的跃迁距离、跃迁几率和跃迁频率均增大，即增大 扩散系数。 5、5、 如何区分金属的热变形和冷变形？如何区分金属的热变形和冷变形？ 答：变形温度与再结晶温度的高低关系。高于再结晶温度的为热变形，反
6、之 为冷变形。 二、二、作图计算题（每题作图计算题（每题 1515 分，共分，共 6060 分）分） 1.1.已知某晶体在已知某晶体在 500500时，时，每每 101010 10个原子中可以形成有个原子中可以形成有 1 1 个空位，个空位， 请问该请问该 晶体的空位形成能是多少？（已知该晶体的常数晶体的空位形成能是多少？（已知该晶体的常数 A A0.05390.0539，波耳滋曼，波耳滋曼 常数常数 K K1.3811.3811010-23 -23 J / K J / K） E V) kT c1010 23E V kT ln 1.38110(500273)ln A0.0539 20191.0
7、681017.8 1.910J 解： c Aexp( 2.2.请计算简单立方晶体中，请计算简单立方晶体中，(111)(111)和和 (111) 的夹角。的夹角。 cos 解： h 1h2 k 1k2 l 1l2 h 1 k 1 l 1 222 h 2 k 2 l 2 222 111 3 3 1 3 7032 3.3.请判定在请判定在 fccfcc 中下列位错反应能否进行：中下列位错反应能否进行： aaa 101121111 263 解：几何条件： 2111a 1 1 1 1 b 1 b 2 a b c a b c 111 63333 2 6 26 （6 分） 能量条件： a 2a22a2a2a
8、a 26 2 6 3 326 （6 分） 22 满足几何条件和能量条件，反应可以进行。（3 分） 4.4.试画出面心立方晶体中的试画出面心立方晶体中的 (123) (123) 晶面和晶面和晶向晶向 解： 三、三、综合分析题（共综合分析题（共 4040 分）分） 1.如附图所示，请分析：（24 分） 1)两水平线的反应类型，并写出反应式； 2)分析Ab、bg、gd、d、 dh、 he、 eB七个区域室 温下的组织组成物（j点成分小于g点成分）； 3)分析 I、II 合金的平衡冷却过程，并注明主要的相变反应； 4)写出合金 I 平衡冷却到室温后相组成物相对含量的表达式及合 金 II 平衡冷却到室温
9、后组织组成物相对含量的表达式。 gidh t/ I III II knj Ab c1gc2dhe B 解： 1） 水平线kj为包晶反应： L j k n（2 分） 水平线gh为共晶反应： L d g h（2 分） 2） Ab： （1 分） bg： + II （1 分） gd： +(+) 共+II （1 分） d ： (+) 共 （1 分） dh： +(+) 共+II（1 分） he：+ II （1 分） eB： （1 分） 3） 合金 I （5 分）合金 II LL L L+ L L+ LII II 4） ec 1 be 100%；w bc 1 be 100% 合金 I 相组成： w （2 分） 3 分）（ 合金 II 组织组成： w ()共 ig 100%； gd w II 初共晶前析出量 II析出比例 w 初 id bg 100%； gdbe id 初共晶前析出量 II析出量 100%w II gd （3 分） 2.请对比分析回复、再结晶、正常长大、异常长大的驱动力及力学性能 变化。（16 分） 回复 存储能 （主要是点阵 畸变能） 基本保持变形 后性能 再结晶 存储能 （主要是点阵 畸变能） 正常长大异常长大 总界面能和表 面能 驱动力总界面能 力学性能 变化 性能恶化 恢复到冷变形基本保持再结 强度、塑性下 前的水平晶后的水平 降
