1、(北京工业大学)材料科学基础真题 2002 年及答案解析(总分：100.00，做题时间：90 分钟)一、名词解释(总题数：6，分数：12.00)1.肖特基缺陷（分数：2.00）_2.上坡扩散（分数：2.00）_3.同质异构体（分数：2.00）_4.重心法则（分数：2.00）_5.惯习面（分数：2.00）_6.重合位置点阵（分数：2.00）_填空7.最紧密堆积的晶体结构有两种：一种 1，每个晶胞中有 2 个原子；另一种是 3，每个晶胞中有 4 个原子。（分数：2.00）填空项 1:_填空项 1:_填空项 1:_填空项 1:_8.金刚石结构中，碳是 1 链连接，配位数为 2。（分数：1.00）填空
2、项 1:_填空项 1:_9.螺位错线与柏氏矢量的位置关系是 1，刃位错线与柏氏矢量的位置关系是 2，位错线与柏氏矢量斜交的位错为 3。（分数：1.50）填空项 1:_填空项 1:_填空项 1:_10.固态相变的驱动力是 1，而阻力是 2 和 3。（分数：1.50）填空项 1:_填空项 1:_填空项 1:_11.在 A-B-C 三元系的成分三角形中，成分点位于平行于 AB 边的直线上的所有合金其 1 组元的含量为定值。（分数：0.50）填空项 1:_12.在拉伸单晶时，滑移面转向与外力轴成 1 角度时最易滑移。（分数：0.50）填空项 1:_13.在二元系中，在一定的温度下所发生的转变 L1=L
3、2+ 叫做 1 转变。（分数：0.50）填空项 1:_14.区域提纯依据的原理是 1。（分数：0.50）填空项 1:_15.金属材料常用的强化手段有 1、 2、 3 和 4。（分数：2.00）填空项 1:_填空项 1:_填空项 1:_填空项 1:_三、判断正误(总题数：8，分数：8.00)16.两侧晶粒位相差小于 20 的称为大角度晶界。（分数：1.00）A.正确B.错误17.刃位错和螺位错都有攀移和滑移运动。（分数：1.00）A.正确B.错误18.扩散温度愈高，愈有利于扩散进行。（分数：1.00）A.正确B.错误19.热塑性塑料和热固性塑料都可以重复使用。（分数：1.00）A.正确B.错误2
4、0.由扩散考虑，与大角度晶界迁移率相比，小角度晶界的迁移率较低。（分数：1.00）A.正确B.错误21.形成临界晶核时体积自由能的减小只能补偿新增表面能的 1/3。（分数：1.00）A.正确B.错误22.脆性相以颗粒状弥散分布于另一相基体上是对材料的强韧性较为有利的组织状态。（分数：1.00）A.正确B.错误23.如果合金在母相态原子的排列是有序的，则经过马氏体相变后，马氏体中原子的排列变为无序。（分数：1.00）A.正确B.错误四、论述题(总题数：6，分数：70.00)24.禁带半导体材料(ZnO)具有纤锌矿六方结构，请问锌和氧的配位数各是多少？锌填充的是负离子堆积的哪种空隙？晶胞中这种空隙
5、有多少个？锌占据了多少？（分数：12.00）_25.下列位错反应能否进行？并说明理由b1=b2+b3其中： （分数：10.00）_26.1%的碳钢在 930渗碳，3 小时渗层厚度为 0.4mm，某人欲获得 0.8mm 的渗层，计划用 6 小时，该人的计划是否正确？为什么？（分数：12.00）_27.什么是调幅分解？说明发生调幅分解的条件。调幅分解的组织有何特点？（分数：12.00）_28.简要说明晶界迁移的驱动力和影响晶界迁移的主要因素。（分数：10.00）_29.根据下图的 A-B-C 三元共晶投影图：1分析合金 n 的结晶过程。2画出不同阶段的组织示意图，求出结晶完成后组织组成物和相组成物
6、的相对量。3画出 Bb 变温截面。（分数：14.00）_(北京工业大学)材料科学基础真题 2002 年答案解析(总分：100.00，做题时间：90 分钟)一、名词解释(总题数：6，分数：12.00)1.肖特基缺陷（分数：2.00）_正确答案：(热平衡状态下，离位原子迁移到外表面而形成的空位缺陷。)解析：2.上坡扩散（分数：2.00）_正确答案：(在化学位梯度的推动下，溶质由浓度低的地方向浓度高的地方扩散。)解析：3.同质异构体（分数：2.00）_正确答案：(化学组成相同由于热力学条件不同而形成的不同晶体结构。)解析：4.重心法则（分数：2.00）_正确答案：(处于三相平衡的合金，其成分点必位于
7、共轭三角形的重心位置。)解析：5.惯习面（分数：2.00）_正确答案：(固态相变时，新相往往在母相的一定晶面开始形成，这个晶面称为惯习面。)解析：6.重合位置点阵（分数：2.00）_正确答案：(设想两个全同而且彼此重合的点阵 L1和 L2，令 L2相对于 L1作旋转或平移操作后，两点阵处于重合位置的点阵构成新的周期性超点阵。)解析：填空7.最紧密堆积的晶体结构有两种：一种 1，每个晶胞中有 2 个原子；另一种是 3，每个晶胞中有 4 个原子。（分数：2.00）填空项 1:_ （正确答案：ABC）填空项 1:_ （正确答案：4）填空项 1:_ （正确答案：AB）填空项 1:_ （正确答案：2(或
8、 6)）解析：8.金刚石结构中，碳是 1 链连接，配位数为 2。（分数：1.00）填空项 1:_ （正确答案：共价）填空项 1:_ （正确答案：4）解析：9.螺位错线与柏氏矢量的位置关系是 1，刃位错线与柏氏矢量的位置关系是 2，位错线与柏氏矢量斜交的位错为 3。（分数：1.50）填空项 1:_ （正确答案：平行）填空项 1:_ （正确答案：垂直）填空项 1:_ （正确答案：混合位错）解析：10.固态相变的驱动力是 1，而阻力是 2 和 3。（分数：1.50）填空项 1:_ （正确答案：新旧相自由能差）填空项 1:_ （正确答案：界面能）填空项 1:_ （正确答案：应变能）解析：11.在 A-
9、B-C 三元系的成分三角形中，成分点位于平行于 AB 边的直线上的所有合金其 1 组元的含量为定值。（分数：0.50）填空项 1:_ （正确答案：C）解析：12.在拉伸单晶时，滑移面转向与外力轴成 1 角度时最易滑移。（分数：0.50）填空项 1:_ （正确答案：45）解析：13.在二元系中，在一定的温度下所发生的转变 L1=L2+ 叫做 1 转变。（分数：0.50）填空项 1:_ （正确答案：偏晶转变）解析：14.区域提纯依据的原理是 1。（分数：0.50）填空项 1:_ （正确答案：固溶体定向凝固时溶质再分布(选分结晶)；）解析：15.金属材料常用的强化手段有 1、 2、 3 和 4。（分
10、数：2.00）填空项 1:_ （正确答案：固溶强化）填空项 1:_ （正确答案：细晶强化）填空项 1:_ （正确答案：第二相强化）填空项 1:_ （正确答案：加工硬化）解析：三、判断正误(总题数：8，分数：8.00)16.两侧晶粒位相差小于 20 的称为大角度晶界。（分数：1.00）A.正确B.错误 解析：17.刃位错和螺位错都有攀移和滑移运动。（分数：1.00）A.正确B.错误 解析：18.扩散温度愈高，愈有利于扩散进行。（分数：1.00）A.正确 B.错误解析：19.热塑性塑料和热固性塑料都可以重复使用。（分数：1.00）A.正确B.错误 解析：20.由扩散考虑，与大角度晶界迁移率相比，小
11、角度晶界的迁移率较低。（分数：1.00）A.正确 B.错误解析：21.形成临界晶核时体积自由能的减小只能补偿新增表面能的 1/3。（分数：1.00）A.正确B.错误 解析：22.脆性相以颗粒状弥散分布于另一相基体上是对材料的强韧性较为有利的组织状态。（分数：1.00）A.正确 B.错误解析：23.如果合金在母相态原子的排列是有序的，则经过马氏体相变后，马氏体中原子的排列变为无序。（分数：1.00）A.正确B.错误 解析：四、论述题(总题数：6，分数：70.00)24.禁带半导体材料(ZnO)具有纤锌矿六方结构，请问锌和氧的配位数各是多少？锌填充的是负离子堆积的哪种空隙？晶胞中这种空隙有多少个？
12、锌占据了多少？（分数：12.00）_正确答案：(ZnO 结构如图所示。)解析：25.下列位错反应能否进行？并说明理由b1=b2+b3其中： （分数：10.00）_正确答案：(几何条件：反应后反应前几何条件满足能量条件：反应后反应前 )解析：26.1%的碳钢在 930渗碳，3 小时渗层厚度为 0.4mm，某人欲获得 0.8mm 的渗层，计划用 6 小时，该人的计划是否正确？为什么？（分数：12.00）_正确答案：(据题意 c(x1，t 1)=c(x2，t 2)cs，c 1为定值所以所以)解析：27.什么是调幅分解？说明发生调幅分解的条件。调幅分解的组织有何特点？（分数：12.00）_正确答案：(
13、调幅分解是固溶体的一种特殊形式，通过扩散偏聚机制由一种固溶体分解成结构与母相相同而成分不同的两种固溶体。发生调幅分解的条件：二元合金相图有固溶度间隙的合金，成分自由能曲线有 )解析：28.简要说明晶界迁移的驱动力和影响晶界迁移的主要因素。（分数：10.00）_正确答案：(晶界迁移驱动力为：变形储藏能和晶界曲率造成的晶界两侧的化学势差。影响晶界迁移率的主要因素：溶质原子；第二相颗粒；温度；晶界两侧晶粒位向。)解析：29.根据下图的 A-B-C 三元共晶投影图：1分析合金 n 的结晶过程。2画出不同阶段的组织示意图，求出结晶完成后组织组成物和相组成物的相对量。3画出 Bb 变温截面。（分数：14.00）_正确答案：(1结合图 a，合金 n 冷却到与液相面相交温度(t 1)开始结晶出初晶 B，后 B 增多，随温度下降，液相成分沿 Bn 延长线变化，当液相成分达到 g 点(t 2时)，开始发生 LB+C。温度再降低，(B+C)增多，L 相成分沿 E2E 变化。当 L 相成分达到 E 点(t 3时)，发生 LA+B+C 共晶转变，共晶转变后温度降低，组织不变化。2不同阶段的组织示意于图 b。相组成物：组织组成物：3Bb 变温截面示意于图 c。)解析：
