823材料科学基础历年考研真题汇编

2017 年全国攻读硕士学位研究生入学考试试题 华东理工大学 2016 年攻读硕士学位研究生入学考试试题 考试科目：材料科学基础考试科目：材料科学基础科目代码：科目代码：812812考试时间：考试时间：月月日日 （注：特别提醒所有答案一律写在答题纸上，直接写在试题或草稿纸上的无效！（注：特别提醒所有答案一律写在答题纸上，直接写在试题或草稿纸上的无效！ ）） —————————————————————————————————————————————————————————————— 一、简答题： 1、请简述间隙固溶体、间隙相、间隙化合物的异同点？ 答：相同点：小原子溶入。 不同点：间隙固溶体保持溶剂（大原子）点阵； 间隙相、间隙化合物改变了大原子点阵，形成新点阵。间隙相结构简单；间隙化 合物结构复杂。 2、请简述影响扩散的主要因素有哪些。 答：影响扩散的主要因素： （1）温度； （2）晶体结构与类型； （3）晶体缺陷； （4）化学成分。 3、临界晶核的物理意义是什么？形成临界晶核的充分条件是什么？ 答：临界晶核的物理意义：可以自发长大的最小晶胚（或，半径等于rk 的晶核） 形成临界晶核的充分条件： （1）形成 r≥rk 的晶胚； （2）获得 A≥A*（临界形核功）的形核功。 4、有哪些因素影响形成非晶态金属？为什么？ 答：液态金属的粘度：粘度越大原子扩散越困难，易于保留液态金属结构。 冷却速度； 冷却速度越快， 原子重新排列时间越断， 越容易保留液态金属结构。 5、合金强化途径有哪些？各有什么特点？ 答：细晶强化、固溶强化、复相强化、弥散强化（时效强化）加工硬化。 二、计算、作图题： 1、求[111]和[201]两晶向所决定的晶面，并绘图表示出来。 答：设所求的晶面指数为（h k l） h:k :l  则 11 1111 :: (112) 01 1220 1 2017 年全国攻读硕士学位研究生入学考试试题 2、氧化镁（MgO）具有 NaCl 型结构，即具有 O2-离子的面心立方结构。问： （1）若其离子半径 r Mg2=0.066nm， r O2＝0.140nm，则其原子堆积密度为多少？ r Mg2 r O2 （2）如果/＝0.41，则原子堆积密度是否改变？ 答： （1）点阵常数 a  2(r Mg2 r O2 )  0.412nm 3 (r Mg2  r O2 )4 4 P f  0.73 3a 堆积密度 （2）堆积密度会改变，因为 Pf 与两异号离子半径的比值有关。 3、已知液态纯镍在 1.013×105 Pa（1 大气压） ，过冷度为 319 K 时发生均匀形 核，设临界晶核半径为 1nm，纯镍熔点为 1726 K，熔化热 ΔHm＝18075J/mol， 摩尔体积 Vs＝6.6cm3/mol，试计算纯镍的液－固界面能和临界形核功。 r  2 G B G B  LHH T  T m T m 答：因为，  所以 rG B rH T  2.53105J /cm2 22T m 2 163163T m V A  G v 1.61019J 222 3H T3G B 4、图示为 Pb-Sn-Bi 相图投影图。问： （1）写出合金 Q（wBi＝0.7，wSn＝0.2）凝固过程及室温组织； （2）计算合金室温下组织组成物的相对含量。 答： （1） 冷却至液相面析出 Bi： L 的延长线向 E3E 移动； 液相成分达到 E3E 后发生共晶反应，L 动； 液相成分达到 E 后，发生三元共晶反应 L（Sn＋Bi＋β）共，随后冷却不再变 化。 室温组织为：Bi 初＋（Sn＋Bi）共＋（Sn＋Bi＋β）共 （2）wBi 初＝2.88；w（Sn＋Bi）共＝0.407；w（Sn＋Bi＋β）共＝0.305 5、有一钢丝（直径为 1mm）包复一层铜（总直径为 2mm） 。若已知钢的屈服强度 2 Bi 初， 随温度降低 Bi 增多， 液相成分延 Bi-Q （Sn＋Bi）共，液相成分延 E3E 向 E 移 2017 年全国攻读硕士学位研究生入学考试试题 σst＝280MPa，弹性模量 Est＝205GPa，铜的 σCu＝140MPa，弹性模量 ECu＝ 110GPa。问： （1）如果该复合材料受到拉力，何种材料先屈服？ （2）在不发生塑性变形的情况下，该材料能承受的最大拉伸载荷是多少？ （3）该复合材料的弹性模量为多少？ 答；两金属的弹性应变相等，即： (/ E) st  st  Cu  (/ E) Cu  st  Cu  205000 1.86 Cu 110000 （1）Cu 先屈服； （2） （3） F总＝F Cu＋Fst＝14010 62.410－6＋2801060.8106 560N E  (E) st  (E) Cu 130000MPa 三、综合分析题： [110]。 1、某面心立方晶体的可动滑移系为 (111)、 （1）请指出引起滑移的单位位错的柏氏矢量； （2）若滑移由刃位错引起，试指出位错线的方向； （3）请指出在（2）的情况下，位错线的运动方向； （4） 假设在该滑移系上作用一大小为 0.7MPa 的切应力，试计算单位刃位错线 受力的大小和方向（取点阵常数为 a＝0.2nm） 。 a b [110] 2 答： （1）柏氏矢量：； （2）位错线方向：[112]； （3）位错线运动方向平行于柏氏矢量； 11 （4） F b  9.899 10MN / m 2、若有，某一Cu-Ag 合金（wCu＝0.075，wAg＝0.925）1Kg，请提出一种方案从 该合金中提炼出 100g 的 Ag，且要求提炼得到的 Ag 中的 Cu 含量 wCu 低于 0.02。 （假设液相线和固相线固相线均为直线） 。 答：1. 将 1Kg 合金加热至 900℃以上熔化，缓慢冷却至 850℃，倒去剩余液体， 所得固体 a1 约 780g，wCu＝0.055； 3 2017 年全国攻读硕士学位研究生入学考试试题 2. 将 a1 熔化，缓慢冷却至 900℃，倒去剩余液体，得 a2 约 380g，wCu＝0.03； 3. 将 a2 熔化，缓慢冷却至 920℃，倒去剩余液体，得 a3 约 260g，wCu＝0.02； 4. 将 a3 熔化，缓慢冷却至935℃，倒去剩余液体，得a4 约 180g，wCu＝0.013， 即可。 4 2017 年全国攻读硕士学位研究生入学考试试题 华东理工大学 2015 年攻读硕士学位研究生入学考试试题 考试科目：材料科学基础考试科目：材料科学基础科目代码：科目代码：812812考试时间：考试时间：月月日日 （注：特别提醒所有答案一律写在答题纸上，直接写在试题或草稿纸上的无效！（注：特别提醒所有答案一律写在答题纸上，直接写在试题或草稿纸上的无效！ ）） —————————————————————————————————————————————————————————————— 一、简答题 1. 请简述二元合金结晶的基本条件有哪些。 答