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贵州大学材料科学基础模拟试题二贵州大学材料科学基础模拟试题二一、简答题（每题 10 分，共 50 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、作图计算题（每题二、作图计算题（每题 1515 分，共分，共 6060 分）分）101、已知某晶体在 500时，每 10 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)和的夹角。3、请判定在 FCC 晶体中下列位错反应能否进行：4、试画出立方晶体中的(123)晶面和晶向。三、综合分析题（共三、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。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。（16 分）参考答案参考答案一、简答题（每题一、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。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。Fcc：；bcc：；hcp：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？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、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？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、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、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，反之为冷变形。二、作图计算题（每题二、作图计算题（每题 1515 分，共分，共 6060 分）分）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 K1.38110-23J/K）解：2、请计算简单立方晶体中，(111)和的夹角。解：70323、请判定在fcc 中下列位错反应能否进行：解：几何条件：（6 分）能量条件：（6 分）满足几何条件和能量条件，反应可以进行。（3 分）4、试画出面心立方晶体中的(123)晶面和晶向解：三、综合分析题（共三、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 平衡冷却到室温后组织组成物相对含量的表达式。解：1）水平线kj为包晶反应：水平线gh为共晶反应：（2 分）（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（3 分）4）合金 I 相组成：（2 分）合金 II 组织组成：（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）回复再结晶正常长大异常长大存储能存储能总界面能和表驱动力（主要是点阵（主要是点阵总界面能面能畸变能）畸变能）性能恶化力学性能变基本保持变形恢复到冷变形基本保持再结强度、塑性下化后性能前的水平晶后的水平降