模拟试题1
简答题（每题5分，共30分）
1. 已知fcc晶体的致密度比bcc晶体的大，请解释为什么fcc的固溶度仍比bcc的大？
答：间隙分为四面体间隙和八面体间隙。在fcc中八面体间隙较大，而bcc中因八面体间隙为扁八面体间隙，故其四面体间隙较大。因此fcc晶体能够容纳更多的溶质原子。
2. 请简述影响固溶体固溶度的因素有哪些。
答：1）原子尺寸因素：置换固溶体的溶质与溶剂原子尺寸越相近固溶度越大。 间隙固溶体的溶质原子与溶剂间隙尺寸越相近固溶度越大。 2）晶体结构因素：置换固溶体溶质溶剂的晶体结构相似固溶度越大。 3）电负性因素：溶质与溶剂的电负性越相近固溶度越大。 4）电子浓度因素：电子浓度越低固溶度越大。
3. 均匀形核与非均匀形核具有相同的临界晶核半径，非均匀形核的临界形核功也等于三分之一表面能，为什么非均匀形核比均匀形核容易？
答：非均匀形核与均匀形核的临界晶核半径相等，但非均匀形核的临界晶核体积小。非均匀
形核的临界形核功也等于三分之一表面能，但非均匀形核的表面能小于均形核的表面能，即非均匀形核的临界形核功小。因此非均匀形核比较容易。
4. 原子的热运动如何影响扩散？
答：原子热运动越强烈，原子的跃迁距离增大，跃迁频率增大，跃迁几率增大，将使得扩散系数增大，即促进扩散。
5. 如何区分金属的热变形和冷变形？
答：冷、热变形温度的分界是再结晶温度。
6. 基体、增强体和界面在复合材料中各起什么作用？
答：基体：1）固定和粘附增强体2）保护增强体免受物理化学损伤3）隔离和阻断损伤。 增强体：1）承担载荷；2）阻碍基体变形。 界面：协调变形
二、作图计算题（每题10分，共40分）
1. 请分别计算简单立方晶体与面心立方晶体（100）、（110）和（111）晶面的间距。 晶面
（100）
（110）
2a2（2分）
（111）
3a3（2分）
简单立方 a（1分） 面心立方
a2（1分）
2a4（2分） 3a3（2分）
2. 已知某晶体在500℃时，每1010个原子中可以形成有1个空位，请问该晶体的空位形成能是多少？（已知该晶体的常数A＝0.0539，波耳滋曼常数K＝1.381×10-23 J / K）
答：
c?Aexp(??EV)kTc10?10?23?EV??kTln??[1.381?10?(500?273)]lnA0.0539?1.068?10?20?17.8?1.9?10?19J
aaa[101]?[121]?[111]633. 请判定在fcc中下列位错反应能否进行：2
答：几何条件：
2111a?11??11?b1?b2????a?b?????c?a?b?c??111?63333?26??26?
能量条件：
?a2a2?2a2a2aa2?6???2?6???3?326??
满足几何条件和能量条件，反应可以进行。
22
4. 已知三元简单共晶的投影图，见附图，
1) 请画出DF代表的垂直截面图及各区的相组成；
2) 请画出X合金平衡冷却时的冷区曲线，及各阶段相变反应。 答：
A
B
e X D F C
L
L+C
L+A+C
A+B+C
D
F
L+B+C
L
L→C
L→B+C
L→A+B+C
A+B+C
三、综合分析题
1. 如附图二所示，请分析：（22分）
1) 两水平线的反应类型，并写出反应式；
2) 分析Ab、bg′、g′d、d′、 d′h′、 h′e、eB七个区域室温下的组织组
成物（ j点成分小于g点成分）； 3) 分析I、II合金的平衡冷却过程，并注明主要的相变反应； 4) 写出合金I平衡冷却到室温后相组成物相对含量的表达式及合金II平衡冷却到室温后组织组成物相对含量的表达式。
t/℃ I II
δ k n j
α
g i d h
β
A b c1 g’ c2 d’ h’ e B
答：
1） 水平线kj为包晶反应：
Lj??k??n
水平线gh为共晶反应：
Ld??g??h
2） Ab： α bg′： α+βII g′d： α+(α+β)共+βII d’： (α+β)共 d′h′： β+(α+β)共+αII h′e： β+αII eB： β
3） 合金I L L→δL+δ→α
L→α
α
α→βII
ec14） 合金I相组成：
w??be?100% ； 合金II
L L→αL→α+β
α→βII
w?bc?1be?100%
合金II组织组成：
w(???)共?ig?100% ； gdw?II??初共晶前析出量??II析出比例＝w?初
idbg???100%； gdbeid??初共晶前析出量??II析出量＝?100%?w?IIgd
2. 请对比分析回复、再结晶、正常长大、异常长大的驱动力及力学性能变
化。（8分）
答：
回复 存储能
（主要是点阵畸
变能） 基本保持变形后
性能
再结晶 存储能 （主要是点阵畸
变能） 恢复到冷变形前
的水平
正常长大
异常长大 总界面能和表面
能 性能恶化 强度、塑性下降
驱动力 总界面能
力学性能变化
基本保持再结晶后的水平
模拟试题2
简答题（每题5分，共30分）
1．何为空间点阵？它与晶体结构有何异、同？
答：空间点阵是对晶体结构按照一定法则进行的高度数学抽象；晶体结构是对晶体的直观表示。点阵只有七大类，14种，晶体结构有无限多种。
2．请简述晶界有哪些特征？
答：晶界有自发变直的趋势；晶界引起晶体强度升高；晶界扩散比晶体内扩散速度快；晶界容易收到腐蚀；晶界容易吸附溶质原子和杂质；晶界是相变首先发生的地方。