2017年四川大学材料科学基础复试仿真模拟三套题

目录

2017年四川大学材料科学基础复试仿真模拟三套题（一） . ..................................................... 2 2017年四川大学材料科学基础复试仿真模拟三套题（二） . ..................................................... 7 2017年四川大学材料科学基础复试仿真模拟三套题（三） . ................................................... 13

2017年四川大学材料科学基础复试仿真模拟三套题（一）

说明：本资料为2017复试学员内部使用，严格按照2017复试常考题型及难度全真模拟预测。 ————————————————————————————————————————

一、名词解释

1． 位错

【答案】位错是指晶体中的一维缺陷或线状缺陷。

2． 空间点阵

【答案】为了便于分析研宄晶体中质点的排列规律性，可将实际晶体结构看成完整无缺的理想晶体并简化，将其中每个质点抽象为规则排列于空间的几何质点，称之为阵点。这些阵点在空间呈周期性规则排列并具有完全相同的周围环境，这种由它们在三维空间规则排列的阵列称为空间点阵。

二、简答题

3． 纯金属中溶入另一组元后（假设不会产生新相）会带来哪些微观结构上的变化？这些变化如何引起性能上的变化？

【答案】（1）微观结构上的变化： ①引起点阵畸变，点阵常数会改变； ②会产生局部偏聚或有序，甚至出现超结构。 （2）性能上的变化：

①因固溶强化使强度提高，塑性降低；

②电阻一般増大。

4． 从材料组织结构对性能影响的角度，定性分析比较金属材料、陶瓷材料、高分子材料在力学性能方面的差异。

【答案】在这三类材料中，其力学性能特点分别是：

（1）金属材料：优异的塑性和韧性，较高的强度和硬度，较大的弹性和较高的弹性模量； ，极小的弹（2）陶瓷材料：塑性和初性几乎为零，极高的硬度和较低的强度（特别是抗拉强度）性和极大的弹性模量；

（3）高分子材料：较高的塑性和軔性，较低的硬度和强度，极大的弹性和极小的弹性模量。 这三类材料在力学性能方面的上述差异，主要是由这三类材料在组织结构方面的特点不同所造成的。

（1）材料的弹性及弹性模量主要取决于材料中原子结合键的强弱。其中①陶瓷材料为共价键和离子键，结合键力最强，因此其弹性模量最高但弹性最小；②高分子材料的分子链中为很强的共价键，但分子链之间为很弱的氢键和范德华键，因此其弹性模量最低但弹性最好；③金属材料为较强的金属键结合，故其弹性模量和弹性居中。

（2）材料的硬度也主要取决于材料中原子结合键的强弱。所以，陶瓷材料有极高的硬度，而高分子材料的硬度很低。

（3）材料的强度既与结合键有关也与组织有关。①陶瓷材料虽然有很强的结合键，但由于烧结成形中不可避免地形成气孔或微裂纹，故其强度特别是抗拉强度较低；②高分子材料中很弱的氢键和范德华键使其强度也较低；③金属材料中的金属键虽然不是很强，但高的致密度以及高密度的位错使其具有很高的强度。

（4）材料的塑形与韧性方面，①金属材料中的自由电子云和容易运动的位错以及较高的致密度，使其具有良好的塑性和韧性；②陶瓷材料中的位错不易运动，加之存在气孔和微裂纹，因而陶瓷材料的塑性和軔性几乎为零；③高分子材料中很弱的氢键和范德华键使分子间可以较好地相互滑动，因而有较好的塑性和軔性。

5．

画一个四方晶胞

，然并标注出坐标原点和三个基矢（a 、b 、c ）

（1）在晶胞中画出（210）晶面；（2）画出和一个与（210）晶面和（100）晶面同属一个晶带后：

的晶面，标出它的晶面指数，并写出该晶带轴的晶向指数。 【答案】如图所示。

图

6． 写出FCC 晶体在室温下所有可能的滑移系统（要求写出具体的晶面、晶向指数）。 【答案】共有12个可能的滑移系统：

7． 写出立方晶系中和晶向族所包含的所有晶向。 【答案】

共6个晶向。

共24个晶向。

8． 画出立方晶系的[100]、[101]晶向的（111）、晶面。

【答案】如图所示。

晶面及六方晶系的晶向、（0001）

图

三、计算题

9． 以NaCl 晶胞为例，说明面心立方结构中的八面体和四面体空隙的位置和数量。 【答案】在NaCl 晶体结构中，胞体中心的

为面心立方紧密堆积，

处于八面体空隙位置中。以NaCl 晶

的位置也都是八面体中心。

为例，它处于6个

的八面体中心。晶胞中其他

因此，NaCl 晶胞中全部八面体的位置和数量为：体中心一个，每条棱边的中心皆为八面体空隙位置，属于单位晶胞的仅为1/4。位于棱中心的八面体空隙位置共有12个，因此，属于单位晶胞的这种空隙为12×1/4=3。加上体中心的一个，单位晶胞中共有4个八面体空隙。 四面体空隙处于单位晶胞的体对角线方向，属于单位晶胞的共有8个四面体空隙。 在NaCl 晶胞中，作为立方紧密堆积的

离子，在单位晶胞中共有4个。因此，在这种紧密堆积

中质点数与八面体空隙数之比为1:1，与四面体空隙数之比为1:2。

10．对于相图：

（1）写出该相图中所有三相平衡转变的反应式，并注明反应温度与各相成分。 （2）画出1148°C 时吉布斯自由能-成分（G-C%）曲线。

（3）计算碳含量为1.2%的碳钢室温下各组织组成物比例，并画出其室温下组织示意图。 【答案】（1）冷却时在1495°C 发生包晶转变：

冷却时在1148°C 发生共析转变：

冷却时在727°C 发生共析转变：