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1、北工大材料科学基础2002-2012真题及部分答案 北京工业大学2012年硕士研究生入学考试 所有答案必须做在答题纸上，做在试题纸上无效一、名词解释（20分）1、晶体 2、电子浓度 3、有序固溶体 4、滑移面 5、位错交割6、晶界偏移 7、铁素体 8、调幅分解 9、惯习面 10、临界分切应力二、填空（20分）1、如果晶体中不同的原子面用A、B、C、D等字母来表示，面心立方晶体中原子的堆垛方式为 ，密排六方晶体原子的堆垛方式为 。2、玻璃具有下列通性 ， ， ， 。3、在常温晶体中热力学平衡的点缺陷的浓度很小，在某些特殊情况下，晶体也可以具有超过平衡浓度的点缺陷，称之为 。4、刃位错的应力场中既
2、有 又有 ，而螺位错的应力场中只有 。5、根据热力学的基本原理，二元相图在相律的约束下，具有两个单相区只能 和三相共存区必定是 的几何规律。6、液态金属结晶是，在过冷液体中，能够形成等于临界晶核半径的晶胚所需的过冷度为 。7、三元相图中代表合金成分的点都位于由两个成分坐标轴所决定的三角平面内，这种三角形称为 。8、从一个固溶体中析出另一个固相称为 ，又称 。9、非平衡凝固时，先结晶部分是 ，后结晶部分是 。10、铸锭（件）的缺陷主要是 和 。 三、判断正误（10分）1、共价晶体以共价键结合，其特点是配位数服从8-N法则（N为原子的价电子数）。( )2、有液相存在的烧结过程称为液相烧结。( )3
3、、真实晶体在高于0K的任何温度下，一定存在有热缺陷。( )4、晶体凝固时，形成的稳定晶核必然要长大，体系总自由能随长大过程而降低时它的驱动力。( )5、一个位错环上必定同时存在刃位错和螺型位错。( )6、由一个固相同时析出成分和晶体结构均不相同的两个新固相的过程称为共析转变。( )7、非平衡凝固的终结温度高于平衡凝固的终结温度。( )8、相图表示的是体系的热力学平衡状态。( )9、固溶体合金结晶时，只要液相中存在足够的能量起伏和结构起伏，就可以形核。( )10、玻璃在常温下能长期稳定存在，因而它是热力学稳定态。( )四、论述及计算题（1-5题必做，偏金属方向选做6-9题，偏无机材料方向选做10
4、-13题）（共100分）。1、渗碳体（Fe3C）是一种间隙化合物，它具有正交点阵结构，其点阵常数a=0.4514nm，b=0.508nm，c=0.6734nm,，其密度=7.66g/cm3，已知阿伏伽德罗常数为6.023*103mol-1,试求Fe3C每单位晶胞中含Fe原子与C原子的数目。（9分）2、画出六方晶胞的晶向和（）晶面。（6分）3、试分析在面心立方金属中，位错反应： 能否进行。并指出其中三个位错各属什么类型的位错。反应后生成的新位错能否在滑移面上运动？（15分）4、简述晶体长大的机制。（10分）5、根据Fe-Fe3C相图，完成下列工作：（15分）（1） 画出Fe-Fe3C相图（可以忽
5、略高温铁素体相变及包晶转变）（2） 画出35钢（wc=35%,下同）从高温液体到室温的平衡冷却曲线（不考虑铁素体的溶解度变化），并标明相的变化过程。（3） 示意画出高温液态到室温的组织转变过程图。（4） 说明35钢在室温下的平衡组织，给出每一种组织的成分，计算各组织的相对重量。五、下面题目偏重考察金属材料方面的基础知识：6、渗碳是将零件置于渗碳介质中试碳原子进出工件表面，然后以下坡扩散的方式使碳原子从表面相内部扩散的热处理方法。分析说明： （1）钢中空位密度、位错密度和晶粒大小对渗碳速度有何影响？ （2）温度对于扩散速度有何影响？将碳在-Fe中的扩散温度由927oC提高到1027oC，扩散系数
6、将增加几倍（已知碳在-Fe中的扩散常数D0=2.0*10-5m2/s，扩散激活能Q=140*103J/mol）（10分）7、（1）Al-Cu合金，过饱和溶入Cu原子脱溶经历那些过程？（2）试用位错理论说明产生脱溶沉淀强化的原因。（10分）8、经冷变形的纯铁加热后在恒温下停留，再结晶刚完成时晶粒平均直径为0.016mm，其S为250Mpa，继续保温16.5min后S下降为150Mpa。试问再保温多长时间可使S降到100Mpa。已知金属恒温下晶粒长大服从关系式，其中D0为初始晶粒直径，Dt为t时刻晶粒直径，对于纯铁K=0.0001mm2/min。（15分）9、刚中马氏体转变的主要特征有哪些？试说明
7、马氏体相变产生形状记忆效应的原因。（10分）六、下面题目偏重考察无机材料方面的基础知识：10、简述无机材料（陶瓷材料）可能会形成何种价健，所形成的化学键对材料的性能有什么影响？（10分）11、说明NaCl结构的特点，Na+离子的配位数是6. （5分）12、请从结构和玻璃通性的角度来描述金属玻璃的特点。（10分）13、由CaO-SiO2二元相图可以得到下列转变方程，请说明相变的类型，以及与硅酸盐水泥生产工艺参数设计的关系（式中L指液相）（15分） （1）CaO+Ca2SiO4=Ca3SiO5 （温度：1789 OC） （2）L+Ca2SiO4=Ca3Si2O7 （温度：1469 OC） （3）L=CaSiO3+Ca3Si2O7 （温度：1466 OC） （4）Ca3SiO5=CaO+Ca2SiO4 （温度：1250 OC）3北工大专业课课本和真题双重重点
