東北大學(xué) - 話題

2001年
1.在晶格常數(shù)為a的面心立方晶胞中，畫(huà)出{111}晶面族的全部晶面并標(biāo)出各自的晶面指數(shù)，計(jì)算面間距。（12′）
2.晶粒直徑為50um，若在晶界萌生位錯(cuò)所需要的應(yīng)力約為G/30，晶粒中部有位錯(cuò)源，問(wèn)要多大的外力才能使晶界萌生位錯(cuò)？（13′）
3. 含碳量為百分之3.5的鐵－碳合金，在室溫時(shí)由哪兩個(gè)相組成？各占的重量百分?jǐn)?shù)是多少？并計(jì)算室溫時(shí)珠光體和萊氏體的百分含量。（12′）
4.再結(jié)晶后的晶粒大小如何計(jì)算?與哪些因素有關(guān)？為何多數(shù)金屬材料再結(jié)晶后晶粒尺寸隨預(yù)定形變量的關(guān)系會(huì)在百分之10變形量附近出現(xiàn)一個(gè)峰值？（13′）
5.材料發(fā)生蠕變時(shí)通常符合  的指數(shù)定律，對(duì)于同一種材料討論說(shuō)明式中的n 會(huì)不會(huì)隨試驗(yàn)溫度變化？試驗(yàn)測(cè)定n值的目的是什么？在例如800攝氏度的試驗(yàn)溫度下，金屬材料和陶瓷材料的n值由什么不同？（13′）
6.什么是電子的分子軌道？為什么有的同類(lèi)原子會(huì)形成分子？有的同類(lèi)原子不形成分子？是否原子間核外電子越多，形成的分子就軌道越多？是否形成的分子軌道越多，形成的分子的結(jié)合鍵就越強(qiáng)？回答問(wèn)題并給予簡(jiǎn)單討論。（12分）
7.解釋名詞
（1）復(fù)合強(qiáng)化 （2）晶界偏析（3）應(yīng)變疲勞 （4）擴(kuò)散激活能  （20′）
     2002年
1.畫(huà)出面心立方體的（111）和（100）面，計(jì)算面間距和面密度。證實(shí)晶面的間距越大，原子面密度越高。（15′）
2.假定一塊鋼進(jìn)行熱處理時(shí)，加熱到850攝氏度后，快冷到室溫，鐵中空位的形成能是104Kj/mol,R=8332J/K mol.。試計(jì)算，從20攝氏度加熱到850攝氏度以后，空位的數(shù)目應(yīng)當(dāng)增加多少倍？扼要解釋快速淬冷到室溫后，這些“額外”的空位會(huì)出現(xiàn)什么情況？如果緩慢冷卻呢？（12′）
3.三元相圖中含有液相的四相區(qū)有哪幾種形狀？請(qǐng)分別畫(huà)出并標(biāo)出四個(gè)相的位置和進(jìn)入與離開(kāi)四相區(qū)的液相成分隨溫度變化的投影線，寫(xiě)出對(duì)應(yīng)的各四相反應(yīng)的 表達(dá)式。討論四相區(qū)零自由度的含意。（13′）
4.課本第153頁(yè)習(xí)題第2題。（15′）
5.比較共價(jià)鍵,離子鍵，和金屬鍵的不同點(diǎn)，解釋產(chǎn)生這三種化學(xué)鍵各自的主要原因，另外討論為什么通常共價(jià)鍵晶體的密度比其他兩種鍵的晶體的密度低?(13′)
6.（1）.如果不考慮畸變能，第二相粒子在晶內(nèi)析出是何形態(tài)？在晶界析出呢？（2）如果不考慮界面能，析出物為何形態(tài)？是否會(huì)在晶界優(yōu)先析出呢？（12′）
7.解釋名詞
（1）相變?cè)鲰g （2）復(fù)合強(qiáng)化 （3）斷裂增韌 (4)再結(jié)晶 （20′）

2003年
1.當(dāng)兩個(gè)反號(hào)垂直相隔數(shù)個(gè)原子距離（B）的刃位錯(cuò)相互滑移成為一列，寫(xiě)出計(jì)算滑移力隨水平相互距離x的表達(dá)式，試分析相互滑移作用力的變化過(guò)程？另外，圖示解釋?zhuān)��?dāng)兩位錯(cuò)成為垂直一列時(shí)，位錯(cuò)間將形成什么缺陷？當(dāng)B值很大時(shí)呢？（18分）
2.已知金屬銥是面心立方結(jié)構(gòu)，原子量是192.2g/mol,密度是22.4g/cm3,請(qǐng)計(jì)算銥的原子半徑。（16分）
3.鐵的界面能是0.78J/m2,若夾雜物a)在鐵的晶界上形成球狀?yuàn)A雜的二面角為80°，b）沿鐵的晶界面分布，分別求鐵和夾雜物間的界面能。（16分）
4.在百分之15體積分?jǐn)?shù)碳化硅顆粒強(qiáng)化的鋁基復(fù)合材料中，當(dāng)塑性變形百分之0.1時(shí)，碳化硅是不發(fā)生塑性變形的，只有鋁基體被變形。如果，  碳化硅粒子的半徑為1.2um，鋁中位錯(cuò)b矢量為3×10－4um,此時(shí)在粒子前沿將塞積4條位錯(cuò)，如何計(jì)算（提示：粒子無(wú)法進(jìn)行與基體等量的塑性變形將導(dǎo)致相應(yīng)量的位錯(cuò)在其前沿塞積）？鋁的屈服應(yīng)力為200Mpa，問(wèn)此時(shí)碳化硅粒子中受多大的力？此時(shí)復(fù)合材料的強(qiáng)度是多少？（18分）
5.寫(xiě)出圖中立方晶系的晶面指數(shù)，寫(xiě)出所屬面族的其他所有晶面。（會(huì)標(biāo)晶面指數(shù)）(18分)
6.下圖是AL-Nd二元相圖，只有單相區(qū)標(biāo)了出來(lái)，請(qǐng)指出所有的共晶，共析，包晶和異晶（成分不變只有晶體結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變）轉(zhuǎn)變的成分位置和轉(zhuǎn)變溫度，并寫(xiě)出它們各自的降溫轉(zhuǎn)變的反應(yīng)式。（圖類(lèi)似于課本P245圖8－31）
7.奧氏體向珠光體轉(zhuǎn)變符合Avrami公式y(tǒng)=1-exp(-ktn),按照下表給出的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，計(jì)算轉(zhuǎn)變百分之95所需要的時(shí)間：
轉(zhuǎn)變數(shù)量                           需要時(shí)間（s）
百分之20                             12.6
百分之80                             28.2       （20分）
8.解釋名詞
（1）擴(kuò)散系數(shù) （2）成分過(guò)冷 （3）再結(jié)晶  （4）布里淵區(qū) （28分）
2004年
1.會(huì)標(biāo)晶向指數(shù)。  （15分）
2.（15分）為什么單相金屬的晶粒形狀在顯微鏡下多為六邊形？
3.（15分）金屬中的自由電子為什么對(duì)比熱貢獻(xiàn)很小卻能很好的導(dǎo)電？
4（15分）已知：空位形成能是1.08ev/atm,鐵的原子量是55.85g/mol,鐵的密度是7.65g/cm3,NA=6.023*1023,K=8.62×10-5ev/atom-K,請(qǐng)計(jì)算1立方米的鐵在850°C下的平衡空位數(shù)目。
5.（15分）在面心立方晶體中，在（1 -11）面上，有柏氏矢量為a/2[-1 0 1]的刃位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)，在（1 1 －1）面上有柏氏矢量為a/2[1 －1 0]的刃位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)，當(dāng)它們靠近時(shí)是否穩(wěn)定？有什么變化？說(shuō)明之。
6.（15分）(1)用晶向和晶面指數(shù)的組合寫(xiě)出面心立方，體心立方及密排六方金屬的全部滑移系。（2）在面心立方晶體的單位晶胞中畫(huà)出一個(gè)滑移系，并標(biāo)出晶面晶向指數(shù)。
7（15分）為什么材料有時(shí)會(huì)在其屈服強(qiáng)度以下的應(yīng)力載荷時(shí)失效？如何防止？如何進(jìn)行容器只漏不斷的設(shè)計(jì)？
8.（15分）根據(jù)如下給出的信息，繪制出A和B組元構(gòu)成的600攝氏度到1000攝氏度之間的二元相圖：A組元的熔點(diǎn)是940攝氏度；B組元在A組元中的溶解度在所有溫度下為零；B組元的熔點(diǎn)是830攝氏度，A在B中的最大溶解度是700攝氏度為百分之12；600攝氏度以下A在B中的溶解度是百分之8；700攝氏度時(shí)在成分點(diǎn)A－百分之75B有一個(gè)共晶轉(zhuǎn)變；755攝氏度時(shí)在成分點(diǎn)A－百分之40B還有一個(gè)共晶轉(zhuǎn)變；在780攝氏度時(shí)在成分點(diǎn)A－百分之49B有一個(gè)穩(wěn)定金屬間化合物凝固發(fā)生；在755攝氏度時(shí)成分點(diǎn)A－百分之67B有另一個(gè)穩(wěn)定金屬間化合物凝固反應(yīng)。
9（10分）為什么在正溫度梯度下合金結(jié)晶時(shí)也會(huì)發(fā)生枝晶？凝固時(shí)合金液體中成分船頭波的區(qū)域尺寸對(duì)枝晶有什么影響？另外，何種情況下發(fā)生胞狀結(jié)晶組織？
10.（20分）解釋名詞
（1）擴(kuò)散系數(shù) （2）珠光體 （3）再結(jié)晶 （4）位錯(cuò)割階

2005年
1（15分）名詞解釋
空間點(diǎn)陣   間隙相  成分過(guò)冷  反應(yīng)擴(kuò)散  連續(xù)脫溶
2（20分）判斷題
(1)屬于同一種空間點(diǎn)陣的晶體可以具有不同的晶體結(jié)構(gòu)
（2）一個(gè)位錯(cuò)環(huán)不可能處處都是螺位錯(cuò)，也不可能處處都是刃位錯(cuò)。
（3）致密度高的密排金屬作為溶劑形成間隙固溶體時(shí)，其溶解度總比致密度低的金屬小。
（4）非共晶成分的合金，經(jīng)較快冷卻而形成的全部共晶組織稱為偽共晶。
（5）液態(tài)金屬結(jié)晶時(shí)，形成臨界晶核時(shí)體積自有能的減少只能補(bǔ)償新增表面能的1/3.
（6）單晶體的臨界分切應(yīng)力主要取決于晶體的類(lèi)型及純度，而與外力的大小和取向無(wú)關(guān)。
（7）強(qiáng)化金屬材料的各種手段，其出發(fā)點(diǎn)都在于制造無(wú)缺陷的晶體或設(shè)置位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)的障礙。
（8）一般情況下，高純金屬比工業(yè)純度金屬更容易發(fā)生再結(jié)晶。
（9）純金屬經(jīng)同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變后，會(huì)產(chǎn)生組織和結(jié)構(gòu)方面的變化。
（10）調(diào)幅分解過(guò)程中發(fā)生溶質(zhì)原子的上坡擴(kuò)散。
3.黃銅是一種Cu-Zn合金，可由于蒸發(fā)而失去鋅，（鋅的沸點(diǎn)低達(dá)900°C）.。設(shè)經(jīng)900攝氏度10分鐘處理后，在深度1mm處合金的性能將發(fā)生某種變化，如果只能容許在0.5mm處的性能發(fā)生這一程度的變化，那么這種合金在800攝氏度能停留多長(zhǎng)時(shí)間？（已知鋅在銅中的擴(kuò)散激活能Q＝20000R）  (15分)
4.下圖中給出兩個(gè)純螺型位錯(cuò)，其中一個(gè)含有一對(duì)扭折，另一個(gè)含有一對(duì)割階，圖中箭頭方向?yàn)槲诲e(cuò)線的正方向，問(wèn)：
（1）這兩對(duì)位錯(cuò)線何者為扭折，何者為割階？它們屬于什么類(lèi)型位錯(cuò)？
（2）假定圖上所示的滑移面為面心立方晶體的（111）面，問(wèn)哪一對(duì)位錯(cuò)線可以通過(guò)自身的滑動(dòng)而消除，說(shuō)明理由。
（3）含有割階的螺位錯(cuò)在滑移時(shí)是怎樣形成空位的？
（4）指出各位錯(cuò)中多余半原子面的位置。
（注：一定要把位錯(cuò)部分吃透）
5.下圖是-A-B-C三元相圖富A角的投影圖
（1）說(shuō)明E點(diǎn)是什么四相反應(yīng)？寫(xiě)出它的反應(yīng)式，并說(shuō)明判斷依據(jù)。
（2）什么成分合金的結(jié)晶組織是（忽略二次相）
a)  a+(a+Am Bn +Aj Ck )
b)  (a+Am Bn)+ (a+Am Bn +Aj Ck )
注：圖不好畫(huà)，只要把三元相圖搞明白就可以了。
6.（1）假設(shè)原子為鋼球，直徑不因晶體結(jié)構(gòu)改變而改變，計(jì)算從r-Fe轉(zhuǎn)變?yōu)閍-Fe的體積膨脹率。
（2）用x射線測(cè)得912攝氏度時(shí)r-Fe和r-Fe的點(diǎn)陣常數(shù)分別為0.3633nm和0.2892nm。計(jì)算r-Fe轉(zhuǎn)變?yōu)閞-Fe的體積膨脹率。
（3）比較（1）（2）結(jié)果，說(shuō)明原子半徑隨配位數(shù)改變的規(guī)律。
為了區(qū)分兩種弄混的碳鋼，工作人員分別截取了A,B兩塊試樣，加熱至850攝氏度保溫后，以極緩慢的速度冷至室溫，觀察金相組織，結(jié)果如下：
A試樣的先共析鐵素體面積時(shí)百分之41.6，珠光體的面積是百分之58.4，B試樣的二次滲碳體面積是百分之7.3，珠光體面積是百分之92.7。
設(shè)鐵素體和滲碳體的密度相同，鐵素體中的含碳量為零，試求A,B兩種碳鋼的含碳量。
8.Cu為面心立方結(jié)構(gòu)，x射線測(cè)定的點(diǎn)陣常數(shù)a=0.3615nm,
（1）按鋼球密堆模型計(jì)算最近鄰原子中心距離是多少？以任何以原子為中心，這樣距離的原子數(shù)目是多少？
（2）在一個(gè)晶胞內(nèi)畫(huà)出一個(gè)能發(fā)生滑移的晶面，并標(biāo)出指數(shù)。
（3）在所畫(huà)晶面上指出一個(gè)可滑移的晶面，并標(biāo)出指數(shù)。
（4）若銅晶體表面恰平行于（0 0 1）面，當(dāng)在[0 0 1]晶向施加應(yīng)力，使所有滑移面上均發(fā)生滑移時(shí)，圖示在表面上可能看到的滑移線痕跡。

2006年
1.名詞解釋
晶帶  上坡擴(kuò)散  不連續(xù)脫熔  加工硬化  偽共晶
2.T＝0K時(shí)，金屬中的自由電子有沒(méi)有熱振動(dòng)？為什么？
3.在立方晶體中畫(huà)出以下晶面和晶向：【112】，【－210】，（102）  
（11－2）
4.在面心立方晶體中，同一個(gè)（111）面上的兩個(gè)位錯(cuò)a/2[00-1]和 a/2[-110]在相互靠近時(shí)是否穩(wěn)定？將發(fā)生什么變化？寫(xiě)出位錯(cuò)反應(yīng)。
5.a,b,c三個(gè)相相交與一個(gè)三叉結(jié)點(diǎn)，a相所張的二面角為82°，b相所張的二面角為110°，ab表面能為0.3J/m2,求 ac和 bc表面能。
6.分別列出對(duì)純金屬和合金可能采取的強(qiáng)化機(jī)制。
7.Al-Mn相圖如圖所示，寫(xiě)出相圖中的全部恒溫轉(zhuǎn)變反應(yīng)式及類(lèi)型。
（圖類(lèi)似于P245圖8－31，會(huì)這種類(lèi)型的題目）
8.850攝氏度滲碳與950攝氏度滲碳相比，優(yōu)點(diǎn)是熱處理后產(chǎn)品晶粒細(xì)小。
a)計(jì)算上述兩個(gè)溫度下碳在r-Fe中的擴(kuò)散系數(shù)，已知D0=2.0*10-5m2/s Q=140*103J/mol.。
b）850攝氏度滲碳需用多長(zhǎng)時(shí)間才能獲得950攝氏度滲碳5小時(shí)的滲層厚度（不同溫度下碳在r-Fe 中的溶解度的差別可忽略）
2007年的試題沒(méi)有搞到。
2008年
最后一題：敘述珠光體轉(zhuǎn)變的途徑。倒數(shù)第二題：塊型轉(zhuǎn)變的主要特征。還有一題是畫(huà)三元相圖的垂直截面圖。其他記不清了 。
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四川省省會(huì)城市是哪里？（答案為兩個(gè)字）

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