东南大学2006年材料科学基础研究生入学试题

东 南 大 学 二○○六年攻读硕士学位研究生入学考试试卷 请考生注意：    试题解答务请考生做在专用“答题纸”上！ 做在其它答题纸上或试卷上的解答将被视为无效答题，不予评分。 试题编号：    442                试题名称：科学基础 一、选择题（单项选择，每题2分，共40分） 1、两晶体的空间点阵相同，则 a. 两晶体具有相同的晶体结构; b. 两晶体所具有的对称性相同; c. 两晶体所具有的周期性规律相同; d. 两晶体所属的空间群相同. 2、三元系中哪些四相平衡反应结束后可能有液相剩余? a. 共晶和包晶; b. 共晶和包共晶; c. 包晶和包共晶; d. 包晶和包析. 3、在立方晶系(001)标准投影图上，A、B、C三晶面同在东经30°的经线大圆弧上，则： a. 三晶面同属一晶面族；                b. 三晶面和(001)晶面的夹角相等； c. 三晶面同属一晶带；            d. 三晶面以坐标原点为对称中心,具有旋转对称性. 4、可以用同一个标准投影图的晶体有: a. 六方和菱方晶体;  b. 四方晶体和斜方晶体;  c. 立方和四方晶体;  d. 立方晶体. 5、液态金属开始凝固时,一旦晶胚形成,则 a. 系统自由焓一直下降; b. 系统自由焓先下降后上升 c. 系统自由焓一直上升; d. 系统自由焓先上升后下降. 6、与(2 1 1)和(1 0 1)同属一晶带的有： a. (0 1)；        b. (1 2 1 );        c) (0 1 0);            d ( 2 2 1)。 7、六方晶系中和(1 1 2)晶面等同的晶面(同族晶面)是： a.  (1 2 1 2)；    b.  ( 1 212 );    c.  (1 2 1)；    d. ( 211 2)。 8、相互作用参数的物理意义是: a. >0 表示固溶体内原子偏聚; b. >0 表示固溶体内原子短程有序; c. >0 表示固溶体内原子完全无序; d. <0 表示固溶体内原子偏聚. 9、在硅酸盐晶体结构中桥氧是指: a. 价态未饱和的氧; b. 两个硅氧四面体共用的氧; c. 多个硅氧四面体共用的氧; d. 与其他金属离子连接的氧. 10、间隙相和离子晶体 a. 可以有相同的晶体结构; b. 可以有相同的空间点阵, 但不可能有相同的晶体结构; c. 可以有相同的晶体结构, 但不可能有相同的空间点阵; d. 既不可能有相同的晶体结构, 也不可能有相同的空间点阵. 11、下面列出的是铁碳合金在不同温度下可能出现的组织，其中哪一种属于亚稳态？ a. 铁素体；      b. 铁素体+球状石墨； c. 贝氏体；     d. 铁素体奥氏体。 12、在三元系中出现两相平衡时, 若要计算两相的百分数, 则: a. 在垂直截面上运用杠杆定理计算; b. 在水平截面上运用杠杆定理计算; c. 在投影面上运用杠杆定理计算; d. 在水平截面上运用重心法则计算. 13、在单相固溶体铸锭中形成枝晶的条件是: a. 成分过冷度越大越易形成枝晶; b. 没有成分过冷才能形成枝晶; c. 正常凝固条件下才能形成枝晶; d. 平衡凝固条件下才能形成枝晶. 14、若欲通过形变和再结晶方法获得细晶粒组织，应避免： a. 在临界形变量进行塑性变形加工；        b. 大变形量； c. 较长的退火时间；                        d. 较高的退火温度。 15、层错和不完全位错之间的关系是： a. 层错和不完全位错交替出现； b. 层错和不完全位错能量相同； c. 层错能越高，不完全位错柏氏矢量的模越小； d. 不完全位错总是出现在层错和完整晶体的交界处。 16、下列说法不正确的是： a. 一个位错环不可能处处是刃位错，也不可能处处都是螺位错； b. 若将位错线正向定义为原来的反向，则螺位错旋向不变，但是刃位错正负反向；        c. 尽管扩展位错间通常都夹有一片层错区，但扩展位错是线缺陷；        d. 晶体中的柏氏矢量通常不是任意的，而是点阵的平移矢量，这是由晶体的不连续性决定的。 17、经冷变形后的金属在回复过程中，位错会发生 a. 增殖；      b. 大量消失；    c. 部分重排；  d. 无变化 18、位错上的割阶是在_______过程中形成的： a. 交滑移；        b. 复滑移；        c. 孪生；        d. 交割 19、下列有关固体中扩散的说法中，正确的是： a. 原子扩散的驱动力是存在着浓度梯度； b. 空位扩散是指间隙固溶体中溶质原子从一个间隙跳到另一个间隙； c. 晶界上点阵畸变较大，因而原子迁移阻力较大，所以比晶内的扩散系数要小； d. 成分均匀的材料中也存在着扩散。 20、冷变形使金属中产生大量的空位、位错等晶体缺陷，对置换固溶体中的扩散过程而言，这些缺陷的存在将导致： a. 阻碍原子的移动，减慢扩散过程； b. 对扩散过程无影响； c. 有时会加速扩散，有时会减弱扩散； d. 加速原子的扩散过程。 二、作图题  （10分） 1、 画一个立方晶胞，并标注出坐标原点和三个基矢（a、b、c），然后 a. 在晶胞中画出（31 1）晶面 b. 画出和一个与（31 1）等同（同一晶面族）的晶面，并标出它的晶面指数. 2、 画一个四方晶胞（a=b≠c，＝＝＝90°），并标注出坐标原点和三个基矢（a、b、c），然后 a. 在晶胞中画出（21 0）晶面 b. 画出和一个与（210）晶面和(100)晶面同属一个晶带的晶面，标出它的晶面指数,并写出该晶带轴的晶向指数。 三、 在均匀形核时,如果形成的晶胚是立方体, 请推导出形核功 和临界尺寸(立方体边长a*)的表达式, 并证明 , 其中A*是临界晶核的表面积.  (8分) 四、分别叙述下列组图中的图(b)、图(c)和图(d)中三条曲线的物理意义,并在此基础上说明形成成分过冷的条件. (8分) 五、如图所示的Cu-Sn二元相图中, 在水平线I、II、VI、V、X上各发生什么三相平衡反应?写出相应的反应式 (5分) 六、根据所示的铁碳平衡相图，回答以下问题： 1、 在Fe-C系中有几种类型的渗碳体? 分别说出这些渗碳体的形成条件，并描述在平衡凝固条件下这些不同类型渗碳体的形貌（可用示意图表示）; 2、 画出含碳量为0.4％的亚共析钢在730C和720C平衡组织的示意图，并计算其中珠光体的百分数； 3、 含碳量为3.5％的亚共晶白口铸铁在从液相平衡冷却到室温时会发生什么三相平衡反应和两相平衡反应（可用热分析曲线表示）？          （10分） 七、回答以下下问题: 1.  在三元相图中, 四相平衡包共晶反应区应是什么形状? 它的上下方分别与几个三相区相连?在四相区的上方和下方是否还与两相区或单相区相连? 为什么? 2.  三元相图中的四相平衡共晶反应区和包晶反应区都是三角形, 请说出这两种四相平衡反应区的不同之处(从液相成分点和相邻相区的情况作比较). 3.  在下图所示的三元相图投影图中会发生什么样的四相平衡反应? 写出反应式. 4.  组成这个三元系的三个二元系中分别发生什么样的三相平衡反应? 写出反应式. 5.  写出图中I、II、III点代表的成分在室温下的平衡组织.  （15分） 八、根据在如图所示的Fe－Cr－C三元相图的垂直截面，写出发生在温度低于8000C的四相平衡反应的反应式, 写出图中标有1、2、5各相区的组成相和标有4的相区内发生的平衡反应的反应式。  （8分） 九、假定某面心立方晶体(点阵常数为a)中的活动滑移系为 ， 1、给出引起滑移的单位位错的柏氏矢量，加以说明； 2、若引起此滑移的为刃型位错，指明位错线方向及其移动方向； 3、若引起此滑移的为螺型位错，指明位错线方向及其移动方向。（10分） 十、铜是工业上常用的一种金属材料，具有导电率高和耐腐蚀性好等优点，但是纯铜的强度较低，经常难以满足要求，根据你所学的知识，提出几种强化铜合金的方法，并说明其强化机理。（10分） 十一、将经过大量冷塑性变形（例如为70％）的纯铜长棒的一端浸入冰水中，另一端加热至接近熔点的高温(例如0.9Tm)，过程持续进行一小时，然后试样完全冷却，试作沿棒长度的硬度分布曲线（示意图），并作简要说明。（8分） 十二、单位位错 能否与肖克莱不全位错 相结合形成弗兰克不全位错，若能，写出新生成的弗兰克不全位错的柏氏矢量，若不能，给出理由。这个位错为什么称固定位错?（8分） 十三、T10钢（Fe-1.0%C）制作的零件在高温空气介质中会发生脱碳现象。若加热温度为1000℃，经过一定时间后，零件表面C浓度降为0，试画出此时零件由表层至内部的碳浓度分布情况及冷却到室温后的组织示意图。（10分）