哈尔滨工程大学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 科目代码：823 考试时间： 月 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！）
——————————————————————————————— 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）
1?1?1111h:k:l?::?(112)0?1?1220则
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
（1）若其离子半径
rMg2?=0.066nm，
rO2?
＝0.140nm，则其原子堆积密度为多少？
rMg2?r2?
（2）如果/O＝0.41，则原子堆积密度是否改变？ 答：（1）点阵常数
a?2(rMg2??rO2?)?0.412nm
3?(rMg2??rO2?)?44Pf??0.733a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?L??H?H??T?GB???GB，TmTm
答：因为
??所以
r??GBr??H??T??2.53?10?5J/cm222Tm
216??316??3TmVA??Gv???1.6?10?19J2223?H??T3?GB 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σst＝280MPa，弹性模量Est＝205GPa，铜的σCu＝140MPa，弹性模量ECu＝110GPa。问：
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
（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?Cu110000
（1） Cu先屈服；
6－66?6F总＝F＋F＝140?10?2.4?10＋280?10?0.8?10?560N Cust（2）
MPa （3）E?(?E)st?(?E)Cu?130000三、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）。
?ab?[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；
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，
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哈尔滨工程大学823材料科学基础历年考研真题汇编
