【考研类试卷】(西安交通大学)材料科学基础真题2006年及答案解析.doc

1、(西安交通大学)材料科学基础真题 2006年及答案解析(总分：150.00，做题时间：90 分钟)一、论述题(总题数：8，分数：150.00)1.分别写出图所示 5种晶体所属的晶体点阵。（分数：15.00）_2.在面心立方单晶体金属的112晶向上对其进行拉伸。1写出晶体中开动的初始滑移系。2在立方体中画出该拉伸方向及初始滑移系。（分数：15.00）_3.判断下列命题正确与否1晶体滑移的方向就是该滑移面内位错线运动的方向。2晶体中可以形成纯刃型位错环。3螺型位错线只能进行滑移运动，不能进行攀移运动。4就其本质而言，孪晶也是层错。5二元合金相图中，液相线与固相线间距离越大，则合金的流动性越差。6空

2、位的存在，总是使晶体的自由能升高。7位错的存在，总是使晶体的自由能升高。8在固相不扩散、液相完全混合的条件下，固溶体凝固中不可能出现成分过冷。9再结晶晶核长大的驱动力是形变储藏能的降低，而再结晶晶粒长大的驱动力是总晶界能的降低。10在三元相图的垂直截面图中，不能利用重心法则求三个平衡相的质量分数。（分数：30.00）_4.已知 727时，平衡态铁碳合金中铁素体的最大碳含量为 wC=0.0218%，而奥氏体的碳含量为 wC=0.77%。试问：1碳原子分别位于铁素体和奥氏体晶体中的什么位置？2解释为什么两者的碳含量差别如此之大。（分数：15.00）_5.针对平衡态的 T12钢(w C=1.2%)回

3、答下列问题：1写出其室温时的相组成物，并计算各相组成物的质量分数。2写出其室温时的组织组成物，并计算各组织组成物的质量分数。3画出其室温时的组织示意图，并指示出其中的各组织组成物。4比较它与平衡态 T10钢的硬度和强度大小，并解释引起差异的原因。（分数：25.00）_6.假设将纯铁工件在 800进行渗碳，且工件表面碳的质量分数为 6 69%。1示意画出工件表面至心部的碳质量分数分布曲线，在所画曲线图中填写出相应的相组成物。2说明碳质量分数按照上述曲线分布的原因。（分数：20.00）_7.定性比较陶瓷材料、金属材料、高分子材料的弹性模量的高低，并从材料中结合键的角度分析存在差异的原因。（分数：1

4、5.00）_8.示意画出导体、绝缘体、半导体的能带结构，并解释它们导电性明显不同的原因。（分数：15.00）_(西安交通大学)材料科学基础真题 2006年答案解析(总分：150.00，做题时间：90 分钟)一、论述题(总题数：8，分数：150.00)1.分别写出图所示 5种晶体所属的晶体点阵。（分数：15.00）_正确答案：(a)面心立方点阵；b)简单立方点阵；c)简单立方点阵；d)简单六方点阵；e)面心立方点阵。)解析：2.在面心立方单晶体金属的112晶向上对其进行拉伸。1写出晶体中开动的初始滑移系。2在立方体中画出该拉伸方向及初始滑移系。（分数：15.00）_正确答案：(1 011和 10

5、1。2见下图。)解析：3.判断下列命题正确与否1晶体滑移的方向就是该滑移面内位错线运动的方向。2晶体中可以形成纯刃型位错环。3螺型位错线只能进行滑移运动，不能进行攀移运动。4就其本质而言，孪晶也是层错。5二元合金相图中，液相线与固相线间距离越大，则合金的流动性越差。6空位的存在，总是使晶体的自由能升高。7位错的存在，总是使晶体的自由能升高。8在固相不扩散、液相完全混合的条件下，固溶体凝固中不可能出现成分过冷。9再结晶晶核长大的驱动力是形变储藏能的降低，而再结晶晶粒长大的驱动力是总晶界能的降低。10在三元相图的垂直截面图中，不能利用重心法则求三个平衡相的质量分数。（分数：30.00）_正确答案：

6、(1B； 2A； 3A； 4A； 5A； 6B； 7A； 8A； 9A； 10A)解析：4.已知 727时，平衡态铁碳合金中铁素体的最大碳含量为 wC=0.0218%，而奥氏体的碳含量为 wC=0.77%。试问：1碳原子分别位于铁素体和奥氏体晶体中的什么位置？2解释为什么两者的碳含量差别如此之大。（分数：15.00）_正确答案：(1碳原子位于铁素体晶体中的扁八面体间隙中心位置，位于奥氏体晶体中的正八面体间隙中心位置。2因为铁素体晶体中的扁八面体间隙半径比奥氏体晶体中的正八面体间隙半径小得多。)解析：5.针对平衡态的 T12钢(w C=1.2%)回答下列问题：1写出其室温时的相组成物，并计算各相

7、组成物的质量分数。2写出其室温时的组织组成物，并计算各组织组成物的质量分数。3画出其室温时的组织示意图，并指示出其中的各组织组成物。4比较它与平衡态 T10钢的硬度和强度大小，并解释引起差异的原因。（分数：25.00）_正确答案：(1+Fe 3C2P+Fe 3C3见下图。)解析：6.假设将纯铁工件在 800进行渗碳，且工件表面碳的质量分数为 6 69%。1示意画出工件表面至心部的碳质量分数分布曲线，在所画曲线图中填写出相应的相组成物。2说明碳质量分数按照上述曲线分布的原因。（分数：20.00）_正确答案：(1见下图。)解析：7.定性比较陶瓷材料、金属材料、高分子材料的弹性模量的高低，并从材料中

8、结合键的角度分析存在差异的原因。（分数：15.00）_正确答案：(三类材料中，陶瓷材料的弹性模量最大，金属材料的弹性模量次之，高分子材料的弹性模最小。材料弹性模量的大小取决于材料中结合键的强弱。陶瓷材料由很强的离子键或共价键结合，故其弹性模量很大；金属材料由较弱的金属键结合，故其弹性模量较小；高分子材料分子链中为很强的共价键，但分子链间由很弱的二次键结合，故其弹性模量很小。)解析：8.示意画出导体、绝缘体、半导体的能带结构，并解释它们导电性明显不同的原因。（分数：15.00）_正确答案：(导体、绝缘体、半导体的能带结构示意于下图。导体中有未填满的导带，因而有良好的导电性；绝缘体中虽有空的导带，但导带与价带间的禁带宽度(或能隙)很大，故很难导电；半导体中有空的导带，且导带与价带间的禁带宽度较小，故有一定导电性。)解析：