《东北大学2022年3月《现代材料测试技术》期末考核试题库及答案参考10》由会员分享，可在线阅读，更多相关《东北大学2022年3月《现代材料测试技术》期末考核试题库及答案参考10（17页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、东北大学2022年3月现代材料测试技术期末考核试题库及答案参考1. 试用经典形核理论计算在固态相变中，由n个原子构成立方体晶核时，新相的形状系数。试用经典形核理论计算在固态相变中，由n个原子构成立方体晶核时，新相的形状系数。按经典形核理论，固态相变时，系统的自由能变化为： G=nGV+S+nEs式中 GV新旧两相每个原子的自由能差； S晶核表面面积； 平均界面能； Es晶核中每个原子的应变能； n晶核中的原子数。 假设新相的密度为，相对原子质量为Ar，则每克原子新相物质所占容积为Ar/10；每个新相原子所占的容积为Ar/(N0)；n个原子的晶核体积为nAr/(N0)。 若构成立方体晶核，其边长
2、为nAr/(N0)1/3，晶核表面积为6nAr/(N0)2/3。 所以G=nGV+6Ar/(N0)2/3n2/3+nEs 即形状系数=6Ar/(N0)2/3 2. 厚大截面的砂芯，常用_增强砂芯的排气能力。A.扎通气孔B.蜡线C.草绳D.焦炭厚大截面的砂芯，常用_增强砂芯的排气能力。A.扎通气孔B.蜡线C.草绳D.焦炭参考答案：D3. 生产批量较大的机架类零件宜采用( )方法成形。A铸造B锻造C焊接D粉末冶金生产批量较大的机架类零件宜采用( )方法成形。A铸造B锻造C焊接D粉末冶金正确答案：A4. 扫描电镜的表面形貌衬度是采用背散射电子形成的电子像。( )A.正确B.错误参考答案：B5. 如果
3、界面前沿温度梯度很低，碳在铁中扩散很快(能完成包晶反应)，画出(c)0.25%的Fe-C合金凝固界面附近的组如果界面前沿温度梯度很低，碳在铁中扩散很快(能完成包晶反应)，画出(c)0.25%的Fe-C合金凝固界面附近的组织示意图。若温度梯度很大，界面是稳定的，设所有液、固相线都是直线，忽略固相中的扩散，并且液相完全均匀混合，画出组织分布图，并定量地说明各种组织的相对量。解图5-8(a)是Fe-C平衡图的包晶反应附近的图形，为了简单，假设所有的液、固相线都是直线。(C)0.25%的Fe-C合金凝固界面附近的组织示意图如图5-8(b)所示。图5-8(b)中的温度和成分点标号与图5-8(a)的相对应
4、。 依题意，凝固条件界面是稳定的，忽略固相中的扩散，并且液相完全均匀混合。干始先结晶出相，随着结晶前沿推进，界面上相的成分沿固相线(图5-8a的ab线)变化。当固/液界上相成分达到图5-8(a)的b点(C)=0.09%)，即液相成分为图5-8(a)的d点(C)0.5%)时，液相就结晶出相，这时y相的成分是图5-8(a)上的c点(C)0.17%)。 当相结晶推进直至固/液界面上相成分到达(C)2.11%，即液相成分为(C)4.3%时，液相发生共晶转变。 根据Scheil方程，/L间的平衡分配系数为，故相的量为 余下液相量为0.43。在这部分液相中，结晶出相的量为 相占总体的量应为：，最后结晶的共
5、晶量。沿棒长的组织分布如图5-8(c)所示。 6. 金属的同素异构转变也是属于( )。A凝固B升华C结晶D熔化转变金属的同素异构转变也是属于( )。A凝固B升华C结晶D熔化转变正确答案：C7. 拉深时为什么会起皱和拉裂?如何避免?拉深时为什么会起皱和拉裂?如何避免?正确答案：拉深时起皱和拉裂是由拉深过程中产生的应力引起的当法兰处的切向压应力达到一定数值时法兰部分便会失稳而发生起皱现象；当筒壁与筒底的过渡部分即“危险断面”内应力达到该处材料的抗拉强度时就会导致拉裂现象产生。避免起皱现象往往可采用增加压边圈的方法来解决；避免拉裂现象可以从圆角半径、凸凹模间隙、拉深系数、润滑等方面加以控制。拉深时起
6、皱和拉裂是由拉深过程中产生的应力引起的,当法兰处的切向压应力达到一定数值时,法兰部分便会失稳而发生起皱现象；当筒壁与筒底的过渡部分即“危险断面”内应力达到该处材料的抗拉强度时,就会导致拉裂现象产生。避免起皱现象,往往可采用增加压边圈的方法来解决；避免拉裂现象,可以从圆角半径、凸凹模间隙、拉深系数、润滑等方面加以控制。8. 法向应力效应与挤出膨大现象法向应力效应与挤出膨大现象法向应力效应：用一转轴在盛有液体的容器中快速旋转，聚合物熔体(浓溶液)受到向心力作用，在转轴处液面上升。 挤出膨大现象：当聚合物熔体从毛细管、狭缝或者小孔中挤出时，挤出物的直径(厚度)会明显大于口模的尺寸。 9. 除了黄铜和
7、白铜以外，所有的铜基合金都称为青铜。除了黄铜和白铜以外，所有的铜基合金都称为青铜。此题为判断题(对，错)。正确答案：10. 根据似晶格模型推导高分子溶液的混合熵。根据似晶格模型推导高分子溶液的混合熵。根据统计热力学，由N1(溶剂分子数)个溶剂小分子和N2(溶质大分子数)个溶质大分子组成的溶液体系的熵为 S=kln 式中，为体系的微观状态数；k为Boltzmann常数，k=R/N0。 由于有了晶格模型，可以把N1个溶剂分子和N2个大分子组成的溶液的微观状态数看做是在总格子数为N(=N1+N2)的格子内放置N1个溶剂分子和N2个大分子的排列方法总数。 若已放入了J个大分子，它占有了XJ个格子。在余
8、下的(N-XJ)个空格中，第J+1个大分子的放置方法数为： 第一个链段可以放置于(N-XJ)空格中的任何一个格子里，显然它的放置方法数为(N-XJ)；第二个链段只能放置在第一个链段相邻的空格中，如果晶格的配位数是Z(即周围有Z个位置)，而第一个链段邻近的空格数不一定是Z，因为有些位置可能已经被先放进的高分子链段所占据了。但是如果高分子链段在溶液中是均匀分布的，第一个链段邻近的空格为Z(N-XJ-1)/N，所以： 第二个链段的放置方法数为Z(N-XJ-1)/N。 第三个链段的放置方法数为(Z-1)(N-XJ-2)/N； 第四个链段的放置方法数为(Z-1)(N-XJ-3)/N； 第五个链段的放置方
9、法数为(Z-1)(N-XJ-4)/N； 第J+1个大分子在晶格中的总放置方法数为X个链段放置方法数的乘积： WJ+1=(N-XJ)Z(N-XJ-1)/N(Z-1)(N-XJ-2)/N(Z-1)(N-XJ-X+1)/N =Z(Z-1)X-2(N-XJ)(N-XJ-1)/N(N-XJ-2)/N(N-XJ-X+1)/N =(Z-1)X-1/NX-1(N-XJ)!/(N-XJ-X)! (由ZZ-1) N2个高分子在N个格子中的放置方法总数为： =1/N2!WJ+1=1/N2!(Z-1)/NN2(X-1)N!/(N-XN2)! 当N2个高分子占据了XN2个格子后，N1个溶剂分子在N1个空格中的排列方式就
10、只剩下1种了，所以整个溶液体系的熵为： S溶注=kln=kN2(X-1)ln(Z-1)/N+lnN!-lnN2!-ln(N-XN2)! 利用Stirling公式(lnx!=xlnx-x) S溶液=-kN1lnN1/(N1+XN2)+N2lnN2/(N1+XN2)-N2(X-1)ln(Z-1)/e) 这个熵是由N1个溶剂分子和N2个大分子混合后的熵，至于混合前的熵则由两部分组成。 (1)溶剂的熵 由于纯溶剂只有一种微观状态，其熵为零。 (2)大分子的熵选择高聚物的解取向态为高聚物溶解前的微观状态，其熵相当于上式中N1为零的情况： S大分子=kN2lnX+(X-1)ln(Z-1)/e) 那么溶液的
11、混合熵为 Sm=S溶液-(S溶剂+S大分子) =-kN1lnN1/(N1+XN2)+N2lnXN2/(N1+XN2) =-kN1ln1+N2ln2=-Rn1ln1+n2ln2 11. 制造连杆、齿轮用45钢制造，其最终热处理是( )。A退火B调质C回火D正火制造连杆、齿轮用45钢制造，其最终热处理是( )。A退火B调质C回火D正火正确答案：B12. 晶体界面生长的形态有_以平面状态的长大形态和_以树枝状长大。晶体界面生长的形态有_以平面状态的长大形态和_以树枝状长大。正温度梯度下$负温度梯度下13. 手工电弧焊时，为提高生产率，应尽可能采用大的电流。( )手工电弧焊时，为提高生产率，应尽可能采
12、用大的电流。( )此题为判断题(对，错)。正确答案：14. 钢在加热时为了得到细小而均匀的奥氏体晶粒，必须严格控制加热温度和保温时间，以免发生_现象。钢在加热时为了得到细小而均匀的奥氏体晶粒，必须严格控制加热温度和保温时间，以免发生_现象。正确答案：晶粒粗大晶粒粗大15. 电子衍射和X射线衍射一样必须严格符合布拉格方程。( )A.正确B.错误参考答案：B16. 什么是晶体?什么是非晶体?金属有哪3种典型的晶体结构和哪7个晶系?什么是晶体?什么是非晶体?金属有哪3种典型的晶体结构和哪7个晶系?原子(或离子、分子)在三维空间按照一定规律呈周期性排列的固体，就是晶体。而非晶体则呈无规则排列。金属有三
13、种典型的晶体结构，分别是体心立方、面心立方和密排六方；金属7个晶系分别是三斜晶系、单斜晶系、正交晶系、六方晶系、菱方晶系、四方晶系和立方晶系。17. 划分冷加工和热加工的主要条件是_；在_以下进行的压力加工为_，产生加工硬化现象；反之为_划分冷加工和热加工的主要条件是_；在_以下进行的压力加工为_，产生加工硬化现象；反之为_。再结晶温度$再结晶温度$冷加工$热加工18. 沥青混合料配合比设计包括的三个阶段有：_、_和_。沥青混合料配合比设计包括的三个阶段有：_、_和_。目标配合比设计$生产配合比设计$生产配合比验证19. 对于板状球墨铸铁件，当铸件厚度为T时，两冒口之间的有效补缩距离为_。A.4TB.4.5TC.9TD.7T对于板状球墨铸铁件，当铸件厚度为T时，两冒口之间的有效补缩距离为_。A.4TB.4.5TC.9TD.7T参考答案：D20. 金属晶格的基本类型有_、_、与_3种。钒属于_，铝属于_，镁属于_。金属晶格的基本类型有_、_、与_3种。钒属于_，铝属于_，镁属于_。正确答案：体心立方晶格 面心立方晶格 密排六方晶格 体心立方晶格 面心立方晶格 密排六方晶格体心立方晶格面心立方晶格密排六方晶格体心立方晶格面心立方晶格密排六方晶格21. (200
