材料科学基础考研试题 - 图文

材料科学基础考研试题真题

2011年上海交通大学827材料科学基础试题真题

选择题有30道题，每题3分。都是基础题，需要对教材比较熟。 Nacl和金刚石的晶体结构为 a面心 b体心 c正交

spinodel分解时，浓度较高区域的化学势 a较高 b较低 c不确定

面心立方结构晶体(100)面上原子的配位数是 a12 b8 c4

晶体结构中旋转对称轴不包含几次对阵轴 a4 b5 c6

晶带定律适用的晶系类型是 a正交 b立方 c六方

金属单质的表面能和晶界能相比 a大 b小 c不确定

由二氧化钛制备三氧化二钛易出现

a间隙钛离子 b钛离子空位 c氧离子空位 玻璃生产工序中的退火的目的是

a增加透光度 b消除内应力 c改变折射率 双交滑移和F-R源，更有效的增殖机制为 a前者 b后者 c不确定

热力学平衡状态下的金属单晶中 a 空位比间隙原子多 b c 下列具有更高自由能的是 a晶体 b准晶 c非晶

合金中的第二相粒子对晶粒长大的影响是

a和二相粒子半径成正比，和体积数成反比 b c

此外，选择题还涉及冷变形金属回复阶段的主要变化，不能攀移的位错类型，非等量扩散中空位的移动方向，屈服现象的两种理论，离异共晶的问题，包晶时组元的扩散路径，多晶体变形需要的独立的滑移系个数， 皮革态介于哪两个力学状态之间，非晶的形成难易与玻璃化温度和平衡凝固温度之比的关系，薄膜生长类型的区分，三元共晶相图垂直截面图的用途等。

大题共6题，前三题分别为8分、14分、8分，后三题各10分。 第一题

（1）画出立方晶胞中的（1，1，-1）晶面和[ 2，2，3]晶向；

（2）画出六方晶胞中的（1，1，-2, 3）晶面和[-1，-1，2,3]晶向。 第二题

（1）面心立方晶体（111）面上单位位错a/2[-1，1，0]分解为2个不全位错，下列哪一个正确，并说明理由

1）a/2[-1，1，0] →a/6[-1，2，-1] +a/6[-2，1，1] 2）a/2[-1，1，0] →a/6[-1，2，1] +a/6[-2，1，-1] （2）从能量角度说明其可行。

（3）证明面心立方拓展位错的宽度公式。（要求严格证明）题目给出了刃、螺型位错应力场公式。 第三题

求再结晶时间，最简单的那种，利用t2/t1=exp -Q/R（1/T1-1/T2）。 第四题

用菲克第一定律求扩散量的一个题。涉及用跃迁频率算扩散系数。 第五题

二元共晶相图题，画出过共晶的室温组织示意图；求正常凝固和平衡凝固共晶组织的相对量。 第六题

说明热塑性塑料和热固性塑料的区别。

北科大2011材料科学基础考研初试试题

一、名词解释

1、空间点阵 2、临界切分应力 3、滑移系 4、堆垛层错 5、调幅分解 6、脱溶

7、上坡扩散 8、再结晶温度

二、给出下列离子晶体的布拉菲点阵类型和下面晶胞中的正、负离子的个数 1、NaCl 2、CsCl 3、ZnS 4、CaF2 5、CaTiO2

三、写出面心立方结构和体心立方结构金属的密排面（或相对密排面）的晶面指数，画出密排面（或相对密排面）上原子的具体排列情况，并在晶报中标出所有八面体间隙的位置

四、组元A和B的熔点分别为1000°C和700°C，室温时B在A的固溶体α中的固溶度是XB=0.05，A在B的固溶体β中的固溶度是XA=0.10；在700°C时有一个三相平衡反应，在此温度固溶体的成分是XB=0.10，一个成分为XB=0.30的合金在稍高于700°C时存在50%α相和50%的液相，在稍低于700°C时则存在液相和化合物A3B两相；在500°C时存在另一个三相平衡，液相（XB=0.65）分解为化合物A3B和固溶体（XB=0.85）两相。试构造一个合理的A—B二元相图。 五、根据Al—Cr—Si体系的局部液相面投影图，写出该图中的四项不变反应式。

六、按热力学参数变化特征，固态相变可以分为一级相变和二级相变两类。阐述

发生一级相变和二级相变时热力学参数变化特征及相关性质的变化特点。

七、从热力学（能量）角度分析纯金属在凝固过程中均匀形核时的临界晶核形成过程。 八、简述金属和合金回复与再结晶的概念，并讨论在回复与再结晶过程中组织与性能变化情况。 九、讨论点缺陷与位错的交互作用及对位错运动的影响，这种交互作用在低碳钢应力—应变曲线和材料加工过程中会有什么现象?有何防止方法。 十、液体冷却时形成晶体或非晶玻璃体的内部原因和外部条件？为什么金属冷却凝固形成晶体，陶瓷材料冷却凝固却形成非晶玻璃体

武汉理工大学2006年研究生入学考试试题 课程 材料科学基础

（共3页，共十题，答题时不必抄题，标明题目序号，相图不必重画,直接做在试卷上）

一、填空题（1.5×20=30分） 1. 结晶学晶胞是（ ）。

2. 扩散的基本推动力是（ ），一般情况下以（ ）形式表现出来，扩散常伴随着物质的（ ）。

3. 晶面族是指（ ）的一组晶面，同一晶面族中，不同晶面的（ ）。 4. 向MgO、沸石、TiO2、萤石中，加入同样的外来杂质原子，可以预料形成间隙型固溶体的固溶度大小的顺序将是（ ）。

5. 根据烧结时有无液相出现，烧结可分为（ ），在烧结的中后期，与烧结同时进行的过程是（ ）。

6. 依据硅酸盐晶体化学式中（ ）不同，硅酸盐晶体结构类型主要有（ ）。 7. 液体表面能和表面张力数值相等、量纲相同，而固体则不同，这种说法是（ ）的，因为（ ）。

8. 二级相变是指（ ），发生二级相变时，体系的（ ）发生突变。 9. 驰豫表面是指（ ），NaCl单晶的表面属于是（ ）。 10. 固态反应包括（ ），化学动力学范围是指（ ）。

11．从熔体结构角度，估计a长石、b辉石(MgO·SiO2)、c镁橄榄石三种矿物的高温熔体表面张力大小顺序（ ）。

二、CaTiO3结构中，已知钛离子、钙离子和氧离子半径分别为

0.099nm，

0.132nm。（15分）

0.068nm，

1. 晶胞中心的钛离子是否会在八面体空隙中“晃动”； 2. 计算TiCaO3的晶格常数；

3. 钛酸钙晶体是否存在自发极化现象，为什么？

三、在还原气氛中烧结含有TiO2的陶瓷时，会得到灰黑色的TiO2-x：（15分） 1．写出产生TiO2-x的反应式；

2．随还原气氛分压的变化，该陶瓷材料的电导率和密度如何变化？ 3．从化学的观点解释该陶瓷材料为什么是一种n型半导体。 四、选择题：下列2题任选1题（12分）

1. 简述金属材料、无机非金属材料以及高分析材料腐蚀的特点。 2. 试述材料疲劳失效的含义及特点。

五、现有三种陶瓷材料，它们的主要使用性能如下：（15分） 材料 最佳性能 用途 Y2O3 透明，光线传递 光学激光杆 Si3N4 高温强度，抗蠕变 燃气轮机部件 含Co铁氧体 较顽力 高能量永久磁铁 在烧结过程中希望材料获得预期的显微结构以使材料最佳性能充分发挥，在控制显微结构因素和工艺条件上应主要考虑哪些相关因素？

六、熔体结晶时：（1）图示核化速率-温度、晶化速率-温度关系及其对总结晶速率的的影响； （2）核化速率与晶化速率的不同对新相的显微结构有何影响，为什么？ （3）指出在哪一温度范围内对形成玻璃有利，为什么？（12分） 七、X射线给出立方MgO的晶胞参数是0.4211nm，它的密度是3.6g/cm3。（Mg2+和O2-、Al3+摩尔质量分别是24.3和16、27）（12分） 1． 求单位晶胞中有多少Mg2+和O2-；

2． 若有0.05molAl2O3溶解于晶格中，计算密度改变百分数是多少？ 八、当反应物通过产物层的扩散控制速率时，由NiO和Cr2O3的球形颗粒形成NiCr2O4晶体，假定NiO颗粒包围着Cr2O3 颗粒，反应符合杨德动力学规律。（15分）

1. 请绘出反应初期的反应模型，并推导反应初期的形成速率关系； 2. 在1300度，NiCr2O4中DCr3+>DNi2+>DO2-，试问哪一个离子控制着NiCr2O4的形成速率？为什么？

3. 如将细铂丝涂在两种氧化物NiO和Cr2O3的分界线上，然后将这些压制成型的样

品进行扩散退火(标记物铂丝非常细，不影响离子在不同氧化物之间的扩散)。在保持电中性的前提下，判断铂丝将向哪一方向移动？

九、下图是A-B-C三元系统相图，根据相图回答下列问题：（24分） 1. 判断化合物S1、S2、S3的性质；

2. 用箭头表示相区界线温度变化方向及界线性质；

3. 划分副三角形，并写出各三元无变量点的平衡过程及性质； 4. 用规范化写法写出M点对应组分的平衡结晶过程；

5. N点对应的三元组成点加热时在那一点温度下开始出现液相？哪一点温度下完全熔化？

武汉理工大学2004年研究生入学考试试题 课程 材料科学基础

（共3页，共十题，答题时不必抄题，标明题目序号，相图不必重画，直接做在试题纸上）

一、判断下列叙述是否正确？若不正确，请改正（30分）

1. 结晶学晶胞是反映晶体结构周期性的最小重复单元。

2. 热缺陷是温度高于绝对零度时，由于晶体组成上的不纯净性所产生的一种缺陷。

3. 晶面指数通常用晶面在晶轴上截距的互质整数比来表示。

4. 固溶体是在固态条件下，一种物质以原子尺寸溶解在另一种物质中所形成的单相均匀的固体。

5. 扩散的推动力是浓度梯度，所有扩散系统中，物质都是由高浓度处向低浓度处扩散。

6. 初次再结晶的推动力是晶界过剩的自由焓。

7. 在热力学平衡条件下，二元凝聚系统最多可以3相平衡共存，它们是一个固相、一个液相和一个气相。

8. 临界冷却速率是形成玻璃所需要的最小冷却速率，临界冷却速率越大越容易形成非晶体。

9. 马氏体相变是一种无扩散性相变，相变时成分发生变化但结构不变。 10.在临界温度、临界压力时，化学势及其一阶偏导数连续，二阶偏导数不连续的相变为二级相变，发生二级相变时，体系的体积和热焓发生突变。 11.驰豫表面是指在平行于表面的方向上原子间距不同于该方向上晶格内部原子间距的表面。

12.固态反应包括界面化学反应和反应物通过产物层的扩散等过程，若化学反应速率远大于扩散速率，则动力学上处于化学动力学范围。

二、ZnS的一种结构为闪锌矿型结构，已知锌离子和硫离子半径分别为rZn2+=0.068nm，rs2-0.156nm，原子质量分别为65.38和32.06。 1. 画出其晶胞结构投影图； 2. 计算ZnS的晶格常数；

3. 试计算ZnS的晶体的理论密度。（15分）

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