1、精品文檔材料科學基礎填空題（ 22 分）1.對于小角度晶界結構而言，對稱側晶界由一列平行的刃形位錯構成，非對稱側晶界由兩組柏氏矢量相互垂直的刃形位錯構成 , 扭轉晶界由螺型位錯 _構成。2.按原子排列情況和吻合程度分類，界面可分為 _共個界面 _、 非共格界面 _、_半共格界面 _和復雜半共格界面。3. 界面遷移與原子運動方向 _相反 _（相同 / 相反），速度方向 相同 _（相同 / 相反）。4. 晶界能的來源有 _彈性能 _、 _核心能 _、 _化學鍵能 _。5.熱力學穩定的液一固界面微觀結構主要有粗糙界面和光滑界面_。6.純金屬及金屬凝固后得到的典型鑄錠組織由_表面細晶區 _、_柱晶取

2、_、中心等軸晶區三個區域構成。7.晶體材料中質點擴散的微觀機制主要有一空位機制 _、一間隙機制 _及其他（亞間隙機制、環易位機制等），擴散系數D 阿累尼烏斯公式可寫成-Q/RTD *e，對于空位擴散機制，擴散活化能有一空位形成能 _、 _空位遷移能對于間隙擴散機制，擴散活化能只包括間隙原子的遷移能_。8.從熱力學角度看，燒結的基本驅動力是系統表面能、界面能的減少_ ，動力學上的表現為各種復雜的船只過程，燒結后宏觀上的表現為坯體收縮、致密化與強度增大，微觀上的表現為發生晶粒尺寸與形狀、氣孔的尺寸形狀變化。9.固態相變的驅動力新相與母相的自由焓之差阻力界面能和應變能 _。10. 金屬固態相變的三種

3、基本變化結構 _ 、 成分、有序程度變化。11. 奧氏體是碳在 _a- 固溶體中的間隙固溶體。12. 奧氏體形成的熱力學條件是奧氏體自由能小于 _（大于 / 小于）珠光體自由 能。13. 貝氏體轉變時，溫度較高存在碳 的擴散。14. 球化處理由片狀向粒狀轉變可降低表面能，為自發過程。15. 和單晶體的塑性形變相比，多晶體塑性形變的微觀特點表現為 多方式 _、多滑移和 不均勻性，由于上述特點，多晶體的塑性變型產生內應精品文檔精品文檔力 _、加工硬化現象和形成纖維組織、形變組織。16. 金屬的再結晶過程特征有：組織方面由冷變形的伸長晶粒變為新的等軸晶粒 力學性能方面強度硬度急劇降低，塑性提高，恢復

4、至變形前狀態_ 變形儲能方面 一變形儲能再結晶過程中全部釋放_。二.名詞解釋（ 18 分）均勻形核：液體結構中不穩定的進程排列的原子集團在一定條件下轉變為穩定的固相晶核的過程胞狀偏析：晶體以胞狀方式生長，胞晶內部溶質濃度低，胞界部位富集溶質的現象克根達爾效應：若將擴散偶一端固定，則擴散的進行、焊接面標記物將出現反擴散方向移動二次再結晶：燒結過程中，少數大晶粒在消耗小晶粒的同時出現的異常長達過程液相燒結：顆粒之間的液相產生的毛細管力，使顆粒容易滑動，導至顆粒重排而改善堆積結構，毛細管壓力可引起固體顆粒的溶解和再沉淀，使顆粒在接觸部位變得扁平，胚體發生收縮形變織構：多晶體材料由塑性變形導致的各晶粒

5、呈擇優取向的組織加工硬化：隨變形量的增加，材料強度硬度增加，塑性韌性下降的現象應變時效：塑性變形時或變形后剛中溶質組元與位錯彈性相互作用而引起的性能變化晶界：取向不同，但晶體結構和成分相同的界面三.簡答題（ 45 分）1. 分析簡述關于大角晶界的主要晶界結構模型。即重合點陣模型：設想兩個晶粒（存在9 的位向差角）的點陣，彼此通過晶界向對方延伸，則其中一些原子將出現有規律性的重合。這些原子重合位置所組成的比原來晶體點陣大的新點陣，稱為重合位置點陣。精品文檔精品文檔2?什么是成分過冷？畫出其形成示意圖并寫出形成條件，說明成分過冷對金屬凝固時生長形態的影響。答：成分過冷是在（不平衡）凝固時，由于成分

6、不均勻引起的過冷。在有小的成分過冷時，將導致組織發生胞狀偏析，當成分過冷很大時，組織將發生樹枝狀偏析。G mC 0 1 - K 0R D K o圖 P504-9-303. 分析并簡述純金屬生長形態與溫度梯度的關系。正溫度梯度金屬平面方式長大；負溫度梯度晶體樹枝狀方式長大。在正溫度梯度下，宏觀以平面方式推進，界面宏觀形態有兩種，對金屬型粗糙微觀界面具有光滑或平直宏觀界面對于平整型光滑微觀界面則具有曲折的小平面狀宏觀界面；在負溫度梯度下，微觀粗糙界面以樹枝狀方式生長。4. 從熱力學角度說明菲克定律的局限性，說明何謂擴散熱力學因子。A） 由菲克第一定律擴散體系中出現宏觀物質流的驅動力是濃度梯度，擴散

7、總是朝負梯度方向進行；不能解釋在溫度或其它外場下存在的質點定向遷移運動、以 及失穩分解過程中物質從低濃度區向高濃度區的爬坡擴散；B） 擴散發生的根本驅動力是化學勢梯度，擴散沿化學勢降低的方向進行；恒溫恒壓下，固溶體自由能變化 G< 0 是擴散的真正原因；濃度梯度為 0 并非擴散消 失的普遍有效條件，化學勢恒定是擴散達到平衡的必要條件。熱力學因子 :cln z* bcln .V.5.列舉固態燒結初期各種可能的傳質途徑（包括物質來源、抵達部位、擴散途徑），并分析哪種不會引起坯體收縮和氣孔消除。擴散途徑物質來源抵達部位表面擴散表面頸部表面晶格擴散頸部精品文檔精品文檔蒸發凝聚頸部表面晶界晶界擴散

8、頸部頸部晶格擴散晶界晶格擴散位錯頸部表面擴散和蒸發凝聚機制不會導致素坯的宏觀收縮和氣孔率降低，只有從體內或晶界上傳質是，才會引起收縮和氣孔的消除6. 簡述固態相變的基本特點。相變的阻力增大、新相晶核與母相之間存在一定晶體學定位關系、慣習現象、母相晶體缺陷促進相變、易出現過渡相、彈性應變能7. 簡述奧氏體的形成過程。奧氏體的形成為形核長大的擴散性相變，其形成過程可分為四個階段：奧氏體形核、奧氏體長大、滲碳體的溶解、奧氏體均勻化8. 說明體心立方多晶體拉伸應力一應變曲線具有明顯屈服點現象的原因。明顯屈服的現象與材料的純度及試驗溫度有關9. 簡述回復過程的基本特征。1、 仍保持變形組織，為伸長的晶粒。2、 宏觀殘余內應力完全消除，有部分微觀殘留內應力3、 強度硬度略減小，塑性略提高4、 因點缺陷密度降低。電阻率減小、密度增大5、 高純金屬僅3%某些合金則可高達25%-70四?計算題（ 10 分）C的恒溫下完成再結晶需要1 小時，而在 390C完成再鐵已知 H70黃銅（ 30%Zn在 400精品文檔精品文檔結晶需要 2 小時，試計算在420C 恒溫下完成再結晶需要多少時間？（注： R=8.314J/mol? K）五?證明題（ 5 分）設液體在凝固時形成的臨界核心是邊長為a 的立方體形狀，試證明在同樣過冷度下均勻