《材料科学基础》试卷13
一. 选择题：（共15小题，每小题2分，共30分）。
1. 在下列材料中，哪一类材料结晶时，液-固界面为粗糙界面？（ ）
A. 金属材料 B. 无机材料 C. 高分子材料 D. 半导体材料 2. 在三元系中有右图的两种三相平衡区，它们的反应类型分别为（ ）。 A. （a）是包晶型，（b）是共晶型 B. （a）是共晶型，（b）是包晶型 C. （a）、（b）均为包晶型 D. （a）、（b）均为共晶型
3. 高分子材料随温度的变化，通常有玻璃态、高弹态和粘流态三个物理状态。则橡胶的工作状态是（ ）。
A. 玻璃态 B. 高弹态 C. 粘流态 D. 高弹态 、粘流态和玻璃态 4. 4p原子轨道径向分布图中峰数为多少？其钻穿能力比4d（ ）？ A. 3，强 B. 2，强 C. 3，弱 D. 2，弱 5. 在硅酸盐玻璃中减少变性体的量，会使（ ）。
A. 桥氧含量下降，粘度增大 B. 桥氧含量增多，粘度减小 C. 桥氧含量下降，粘度减小 D. 桥氧含量增多，粘度增大
6. 在晶体中形成空位时，离位原子迁移到晶体表面，这样的缺陷称为（ ）。 A. 面缺陷 B. 线缺陷 C. 肖脱基缺陷 D. 弗兰克尔缺陷
7. 在由扩散控制的反应扩散，相宽度变化关系式为?L?Bjt；由相界面反应速度控制
时，新相厚度与时间呈线性关系d??K?Cdt。在实际反应扩散过程中，反应扩散后期
i受（ ）控制。 A. 界面反应速度 B. 扩散 C. 界面反应速度和扩散 D. 无法确定
8. 关于刃型位错应力场，下列说法哪种是不正确的？（ ）
《材料科学基础》试卷A A. 各种应力分量的大小与r成反比 B. 应力场对称于多余的半原子面 C. 滑移面上只有正应力，无切应力 D. 应力场是轴对称的 9. 下列说法正确的是（ ）。
A. 点缺陷是热力学不稳定缺陷 B. 两位错交割必形成割阶 C. 线缺陷是热力学不稳定缺陷 D. 空位形成能大于间隙形成能 10. 面心立方的配位数，四面体空隙数及晶胞原子数分别为（ ）。
A. 8，3n，2 B. 12，2n，6 C. 8，6n，2 D. 12，2n，4 11. 柏氏矢量是反映位错线周围的畸变大小，因此柏氏矢量的大小（ ）。
A. 与回路大小有关 B. 与回路起点选择有关
C. 与回路大小、起点选择无关 D. 与回路大小和起点选择都有关 12. 若在合金中加入能减小界面能的溶质，则晶界处溶质的浓度（ ）。
A. 增大 B. 减小 C. 不变 D. 无法判断 13. 下列大角度晶界能量最低的是（ ）。
A. ∑5 B. ∑7 C. ∑17 D. 孪晶界 14. 在三元系相图中，四相平衡区与三相平衡区相连的是（ ）。
A. 点 B. 线 C. 面 D. 无法确定
15. 在一元相图中，增加压力可扩大下列哪个相在相图上稳定存在的区域？（ ）
A. 摩尔体积小的相 B. 摩尔体积大的相 C. 无影响 D. 无法判断 二. 填空题（共7小题，每空1分，共20分）
1. 吴氏网可用于作晶面的 ；求两晶面的 。 2. 结晶聚合物的形态，因结晶条件而异，常压下由聚合物溶液或熔体中结晶可得到 ；在切应力作用下结晶可得到 ；在极稀的溶液中缓慢结晶可得到 。
3. 热力学伪共晶的形成条件有固溶度相差不大、E在中间、 、 、共 2 页 第 1页
。
4. 在一定的外力作用下，位错会发生运动。刃型位错可发生 和 ，而螺
型位错只能发生 。
5. 在纯金属均匀形核结晶过程中，形成临界晶核时， 是相变的阻力，临界形核功△Gc由（Vc·△GV）补偿了 ，而剩余的由过冷液体内的 供给；结构起伏最大尺寸ra rc时，能形成稳定晶核并长大。
6. 界面凹侧的化学位总是较高，使原子移向凸侧，使 移向凹侧，也就是说，曲率诱致晶界移动总是使晶界向着晶界的 移动，这种晶界移动的结果使小晶粒变得更 ，而大晶粒变得更 。
7. 对于聚合物，当温度低于Tg时，只是链节运动；当温度高于Tg时， 开始运动；当温度高于Tf或Tm时，整个分子链开始运动。 三. 简答题：(共5小题，每小题6分，共30分) 1. 试述表面物理吸附和化学吸附的异同。
2. 下图为A-B-C三元共晶投影图，请写出图中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ六种合金室温下
的组织。
α
β
γ
3. 据下图分析在G1、G2、G3三种温度梯度的条件下合金结晶的生长情况。
《材料科学基础》试卷A 4. 在C0成分单相合金的棒料中存在成分不均匀，请指出为使之均匀化和提纯金属所采用的方法和措施。
5. 影响晶态固体扩散系数的因数有哪些？并说明如何影响。 四. 计算题（8分）
已知室温下Mo为BCC堆积，其相对原子质量为95.94，原子半径为0.1363nm，求Mo金属的理论密度。
五. 综合题（12分）
下图为Pb-Sn共晶相图，请画出合金Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的冷却曲线及结晶过程，并计算合金Ⅲ室温组织组成物和相组成物的含量。
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《材料科学基础》卷13参考答案
一. 选择题：（共15小题，每小题2分，共30分）。
题号 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 3.
A B B A D C B D C D C A D C A Ⅳ：α初+（α+β）+αⅡ+βⅡ（1分） Ⅴ：α初+（α+β）+αⅡ+βⅡ+γⅡ（1分）
Ⅵ：α初+（α+β）+（α+β+γ）+αⅡ+βⅡ+γⅡ（1分）
答：（1）G1为晶体平面状生长的临界状态；（2分）
（2）G2时界面前沿边界层内随x增大过冷度开始稍有增大，到最大值后又减小，这种过冷区可使界面突起部位略有发展，呈胞状，但又不能继续发展。（2分） （3）G3时晶体界面前沿随x的增大可获得更大的过冷度，因此界面不仅不稳定，而且前凸的部位越长越快，可以自由地在过冷区内分枝长大，得到树枝状形貌。（2分） 4.
答：（1）均匀化的方法和措施为：整体融化，缓慢冷却。（2分）
（2）根据固溶体合金定向凝固时溶质再分布原理，可采用由一端向另一端定向局部融化，缓慢冷却的方法和措施，使水平合金棒料两端一个溶质贫化，一个溶质富聚，经多次如此处理就可达到提纯的目的。（4分） 5.
答：（1）温度的影响。据阿螺尼乌斯方程，温度超高，扩散系数越大，扩散速率越快。（1.5分）
（2）晶体结构及固溶体类型的影响。（1.5分）
在致密度较小的晶体结构中扩散，激活能较小，扩散易于进行。间隙原子的扩散激活能比空位扩散要小得多。晶体的各向异性也影响扩散系数。
（3）第三组元的影响。比较复杂，有的促进扩散，有的阻碍扩散。（1.5分） （4）晶体缺陷的影响。沿表面、晶界、位错迁移的扩散系数恒大于原子穿越点阵内部的体扩散系数。（1.5分） 四. 计算题（8分）
二. 填空题（共7小题，每空1分，共20分） 1. 极射赤平投影 ， 面角 。
2. 球晶 ； 伸直链晶体 ； 单晶 。
3. 熔点相近 、 两相生长速度相近 、 金属-金属型 。 4. 滑移 和 攀移 ， 滑移 。
5. 界面能 ， 2/3 ， 能量起伏 ， 大于等于 。 6. 晶界 ， 曲率中心 ， 小 ， 大 。 7. 链段 。
三. 简答题：(共5小题，每小题6分，共30分) 1.
答：物理吸附：范德华力，被吸附分子结构变化小。吸附热低，低温时物理吸附为主。低压下，单原子层，高压下多原子层，只能使原光谱吸收峰发生位移或强度变化。（2分）
化学吸附：化学键（离子键、共价键），改变了被吸附分子的结构，吸附热高，高选择性，均为单原子层，会产生新的光谱吸收峰。大多须先经物理吸附后，再化学吸附。（2分）
物理吸附和化学吸附在一定条件下可相互转化。（2分） 2.
答：Ⅰ：αβγ（1分）
Ⅱ：α初+βⅡ（1分） Ⅲ：α初+βⅡ+γⅡ（1分）
《材料科学基础》期末试卷（A）参考答案 共 2 页 第3页
《材料科学基础》试题与答案解析 (5)
