【考研类试卷】材料科学基础-6及答案解析.doc

1、材料科学基础-6 及答案解析(总分：100.00，做题时间：90 分钟)一、B论述题/B(总题数：8，分数：100.00)1.再结晶1给出金属发生再结晶的基本条件(驱动力)。2指出再结晶、结晶、固态相变之间的主要区别。3下图示意画出种常见的再结晶形核机制，请解释该地点优先形核的原因和形核过程。（分数：20.00）_2.谈谈你所了解的新材料、新工艺。（分数：10.00）_3.试总结位错在金属材料中的作用。（分数：10.00）_4.Si 具有金刚石型结构，试求 Si 的四面体结构中两共价键间的夹角。（分数：10.00）_5.利用题 7-13 中的数据，设合金成分为 Al-0.5%Cu，液体无对流，

2、计算： 开始凝固时的界面温度； 保持液-固界面为平面界面的温度梯度； 在同一条件下含铜量增至 (Cu)为 2%时，题的变化。（分数：10.00）_6.试分析在面心立方金属中，位错的柏氏矢量为 ， （分数：15.00）_7.如图所示，某晶体的滑移面上有一个柏式矢量为 b 的位错环，并受到一个均匀的切应力 的作用，试分析： （分数：15.00）_8.已知烧结 Al2O3的孔隙度为 5%，其 E=370GPa。若另一烧结 Al2O3的 E=270GPa，试求其孔隙度。（分数：10.00）_材料科学基础-6 答案解析(总分：100.00，做题时间：90 分钟)一、B论述题/B(总题数：8，分数：100

3、.00)1.再结晶1给出金属发生再结晶的基本条件(驱动力)。2指出再结晶、结晶、固态相变之间的主要区别。3下图示意画出种常见的再结晶形核机制，请解释该地点优先形核的原因和形核过程。（分数：20.00）_正确答案：(1要有一定的形变储存能，一定的温度。 2再结晶只是一种组织变化，没有结构变化，驱动力是形变储存能；结晶是从非晶态的液相、气相或固态非晶体中形成晶体的过程；固态相变是固/固相的结构变化。后两者的驱动力都是化学自由能差。 3这是应变诱导晶界迁移机制；晶界两侧应变量不同，位错密度不同，形变储存能不同，造成高应变能的一侧被低应变能的一侧吃掉，形成新晶粒。 4X 是再结晶分数，t 是时间，k、

4、n 都是常数，k 主要与形核率和长大速度有关，n 主要和形核机制、地点和新相形状有关。以 X-t 的关系作图，曲线的形状是 S 或 形状，50%转变量时转变速度最快。对数处理可得一条直线；处理成直线可通过测不同时间的再结晶量求出 k、n 值，了解更多的微观信息。)解析：2.谈谈你所了解的新材料、新工艺。（分数：10.00）_正确答案：(略。)解析：3.试总结位错在金属材料中的作用。（分数：10.00）_正确答案：(位错在金属材料中可以起到强化作用，通过位错运动完成塑性变形，合金中位错与溶质原子发生作用形成气团造成屈服现象和应变时效，位错是第二相形核的择优场所，位错影响扩散速度。)解析：4.Si

5、 具有金刚石型结构，试求 Si 的四面体结构中两共价键间的夹角。（分数：10.00）_正确答案：(由图 14 得知 * * 根据余弦定律： * 故 =10928)解析：5.利用题 7-13 中的数据，设合金成分为 Al-0.5%Cu，液体无对流，计算： 开始凝固时的界面温度； 保持液-固界面为平面界面的温度梯度； 在同一条件下含铜量增至 (Cu)为 2%时，题的变化。（分数：10.00）_正确答案：(计算： * 保持平面界面凝固的临界条件为： * 当 (Cu)=2%时，将 0.02 替换上述和中的 0.005，经计算得出： *T=620.37；*G336/cm。)解析：6.试分析在面心立方金属

6、中，位错的柏氏矢量为 ， （分数：15.00）_正确答案：(几何条件：*，满足几何条件； 能量条件：反应后* 反应前*反应后*；满足能量条件，反应*可以进行。*：单位位错；*：肖克莱不全位错；*：弗兰克不全位错。面心立方金属滑移面为111，*垂直该晶面，故不能滑移。)解析：7.如图所示，某晶体的滑移面上有一个柏式矢量为 b 的位错环，并受到一个均匀的切应力 的作用，试分析： （分数：15.00）_正确答案：(1A 为正刃型位错，B 为右螺旋位错，C 为负刃型位错，D 为左螺旋位错，其他为混合型位错。2各段位错所受的力大小均为 b，方向垂直于位错线指向环外。3在外加切应力 的作用下，位错环将向外扩散。4由公式*，在 的作用下，此位错环要稳定不动，其最小半径为 rmin=*。)解析：8.已知烧结 Al2O3的孔隙度为 5%，其 E=370GPa。若另一烧结 Al2O3的 E=270GPa，试求其孔隙度。（分数：10.00）_正确答案：(陶瓷材料的 E 与其孔隙体积分数 之间的关系可用下式表示：E=E0(1-1.9+0.9 2)式中 E0为无孔隙材料的弹性模量。将已知条件代入上式，可求得*故 1=19.61%)解析：