武汉理工大学 材料科学基础 历年期末考卷
以下是当时我们老师给的试卷，都是往年考过的，可能有点乱，但是该有的都有了，最重要的点都涵盖了。
试卷一
一. 图1是Na
2
O的理想晶胞结构示意图，试回答：
1．晶胞分子数是多少；
2．结构中何种离子做何种密堆积；何种离子填充何种空隙，所占比例是多少；
3．结构中各离子的配位数为多少，写出其配位多面体；
4．计算说明O2-的电价是否饱和；
5．画出Na
2
O结构在（001）面上的投影图。
二. 图2是高岭石(Al
2O
3
·2SiO
2
·2H
2
O)结构示意图，试回答：
1．请以结构式写法写出高岭石的化学式；
2．高岭石属于哪种硅酸盐结构类型；
3．分析层的构成和层的堆积方向；
4．分析结构中的作用力；
5．根据其结构特点推测高岭石具有什么性质。
三. 简答题：
1.晶体中的结构缺陷按几何尺寸可分为哪几类？
2.什么是负扩散？
3．烧结初期的特征是什么？
4.硅酸盐晶体的分类原则是什么？
5.烧结推动力是什么？它可凭哪些方式推动物质的迁移？
6.相变的含义是什么？从热力学角度来划分，相变可以分为哪几类？
四. 出下列缺陷反应式：
1.NaCl形成肖特基缺陷；
2.AgI形成弗仑克尔缺陷（Ag+进入间隙）；
3.TiO
2掺入到Nb
2
O
3
中，请写出二个合理的方程，并判断可能成立的方程是
哪一种？再写出每个方程的固溶体的化学式。
4.NaCl溶入CaCl
2
中形成空位型固溶体
五. 表面力的存在使固体表面处于高能量状态，然而，能量愈高系统愈不稳定，那么固体是通过何种方式降低其过剩的表面能以达到热力学稳定状态的。
六.粒径为1μ的球状Al
2O
3
由过量的MgO微粒包围，观察尖晶石的形成，
在恒定温度下，第一个小时有20%的Al
2O
3
起了反应，计算完全反应的时间：⑴
用杨德方程计算；⑵用金斯特林格方程计算。
七.请分析熔体结构中负离子团的堆积方式、聚合度及对称性等与玻璃形成
之关系。
八.试从结构和能量的观点解释为什么D晶界>D晶内？
九.试分析二次再结晶过程对材料性能有何影响？工艺上如何防止或延缓二次再结晶的发生？
十.图3是A-B-C三元系统相图，根据相图回答下列问题：
1．写出点P，R，S的成分；
2．设有2kgP，问需要多少何种成分的合金Z才可混熔成6kg成分为R的合金。
十一.图4是A-B-C三元系统相图，根据相图回答下列问题：
1．在图上划分副三角形、用箭头表示各条线上温度下降方向及界线的性质；
2．判断化合物D、F的性质；
3．写出各三元无变量点的性质及其对应的平衡关系式；
4．写出组成点G在完全平衡条件下的冷却结晶过程；
5．写出组成点H在完全平衡条件下的冷却结晶过程，写出当液相组成点刚刚到达E4点和结晶结束时各物质的百分含量（用线段比表示）。
答案
一、1：4；
2：O2-离子做面心立方密堆积，Na+填全部四面体空隙；
3：=4CN O2-=8 [NaO
4][ONa
8
]；
4：O2-电价饱和，因为O2-的电价=（Na+的电价/Na+的配位数）×O2的配位数；
5：
二、1：Al
4[Si
4
O
10
](OH)
8
；
2：单网层状结构；
3：一层硅氧层一层水铝石层且沿C轴方向堆积；
4：层内是共价键，层间是氢键；
5：片状微晶解理。
三、1：点缺陷，线缺陷，面缺陷；
2：由低浓度向高浓度的扩散；
3：坯体间颗粒重排，接触处产生键合，大气孔消失，但固-气总表面积变化不大；
4：按硅氧比值分类或按硅氧聚和体的大小分类；
5：表面能的降低，流动传质、扩散传质、气相传质和溶解-沉淀传质；
6：随自由能的变化而发生的相的结构的变化，一级相变、二级相变和三级相变。
四、 1：O←→VNa ′+VCl˙
2：AgAg→Agi˙+VAg′
3：3TiO
23Ti
Nb˙
+V
Nb˙
+6O
O
2TiO
2
2Ti
Nb˙
+O
i′′
+3O
Nb
2-x Ti
3x
O
3
可能成立Nb
2-2x
Ti
2x
O
3+x
4：NaCl NaCa′+ClCl+VCl˙
五、一是通过表面质点的极化、变形、重排来降低表面能，二是通过吸附来降低表面能。
1：t=195h2：t=68h
七、当O/Si由2→4时，熔体中负离子团的堆积形式由三维架状转化为孤立的岛状，负离子团的聚合度相应的降至最低。一般情况下，熔体中负离子团的聚合度越高，特别是形成三维架状的空间网络时，这些大的聚合离子团位移、转动、重排都比较困难，故质点不易调整成规则排列的晶体结构，易形成玻璃。熔体中负离子团的对称性越好，转变成晶体越容易，则形成玻璃愈难，反之亦然。
八、晶界上质点排列结构不同于内部，较晶体内疏松，原子排列混乱，存在着许多空位、位错、键变形等缺陷，使之处于应力畸变状态，具有较高能量，质点在晶界迁移所需活化能较晶内为小，扩散系数为大。
九、二次再结晶出现后，由于个别晶粒异常长大，使气孔不能排除，坯体不在致密，加之大晶粒的晶界上有应力存在，使其内部易出现隐裂纹，继续烧结时坯体易膨胀而开裂，使烧结体的机械、电学性能下降。工艺上常采用引入适当的添加剂，以减缓晶界的移动速度，使气孔及时沿晶界排除，从而防止或延缓二
次再结晶的发生。
十、
P R S Z
ωA20 10 45 5
ωB10 60 45 85
ωC70 30 10 10
十一、略
试卷二
晶胞图（见图1）回答下列问题：
一、(1)（12分）根据CaTiO
3
1.晶面BCGF、DEG的晶面指数；晶向DF、HA的晶向指数。
2.结构中各离子的配位数为多少，写出其配位多面体；
3.晶胞分子数是多少？何种离子添何种空隙，空隙利用率是多少？
2-离子，为什么？
4.结构中是否存在TiO
3
(2)（11分）图2是镁橄榄石(Mg2[SiO4])结构示意图，试回答：
1．镁橄榄石属于哪种硅酸盐结构类型；
2．计算说明O2-的电价是否饱和；
3．结构中有几种配位多而体，各配位多面体间的连接方式怎样?
4．镁橄榄石是否容易形成玻璃，为什么？
图1 图2
二、（10分）写出下列缺陷反应式：
1.NaCl形成肖脱基缺陷。
2.AgI形成弗伦克尔缺陷（Ag+进入间隙）
3.TiO
2掺入到Nb
2
O
3
中，请写出二个合理的方程，写出固溶体的化学式，
并判断可能成立的方程是哪一种？
三、（10分）判断下列叙述是否正确？若不正确，请改正。
1.Na
2O-SiO
2
系统中随SiO
2
含量的增加，熔体的粘度将降低。
2.扩散的推动力是浓度梯度，所有扩散系统中，物质都是由高浓度处向低浓度处扩散。
3.晶粒正常长大是小晶粒吞食大晶粒，反常长大是大晶粒吞食小晶粒。
4.固溶体是在固态条件下，一种物质以原子尺寸溶解在另一种物质中形成的单相均匀的固体。
5.在热力学平衡条件下，二元凝聚系统最多可以3相平衡共存，它们是一个固相、一个液相和一个气相。
四、（6分）什么叫弛豫表面？NaCl单晶表面具有什么样的结构特点？
五、（6分）巳知Zn2+和Cr2+在尖晶石ZnCrO
4
中的自扩散系数与温度的关系分别为
1.试求1403K时Zn2+和Cr2+在尖晶石ZnCrO
4
中的扩散系数。
2.将细铂丝涂在两种氧化物ZnO和Cr
2O
3
的分界线上，然后将这些压制
成型的样品进行扩散退火。（标记物铂丝非常细，不影响离子在不同氧化物之间的扩散）。根据所得数据判断铂丝将向哪一方向移动？
六、（6分）为什么在成核一生成机理相变中，要有一点过冷或过热才能发生相变?什么情况下需过冷，什么情况下需过热，各举一个例子。
七、（6分）粒径为1μ球状Al
2O
3
由过量的MgO微粒包围，观察尖晶石
的形成，在恒定温度下，第一个小时有20%的Al
2O
3
起了反应，分别用扬德方程、
金斯特林格方程计算完全反应的时间，对计算结果进行比较并说明为什么？
八、（6分）陶瓷材料中晶粒的大小与什么有关？工艺上如何控制晶粒尺寸（请列出三种途径）？
九、（26分）图3 是A-B-C三元系统相图，根据相图回答下列问题：
1．在图上划分副三角形、用箭头表示各条界线上温度下降方向及界线的性质；
2．判断化合物D、M的性质；
3．写出各三元无变量点的性质及其对应的平衡关系式；
4．写出组成点G在完全平衡条件下的冷却结晶过程；
5．写出组成点H在完全平衡条件下进行加热时，开始出现液相的温度和完全熔融的温度；写出完全平衡条件下进行冷却，结晶结束时各物质的百分含量（用线段比表示）。
图3
答案
一、(1)1、（010）（111） [111][101]；(4分)
3、1；Ti4+添八面体空隙，八面体空隙利用率1/4，四八面体空隙
全；(3分)
4、否，因为Ti4+和O2-间没有明显的共价键成分。(2分)
(2)1、岛状结构；(1分)；
2、O2-与一个[SiO
4]、三个 [MgO
6
]配位：4/4×1+2／6×3=2= O2-的
电价，O2-的电价(2分)；
3、结构中有两种配位多面体[SiO
4]、[MgO
6
] (2分)；[SiO
4
]呈孤立
的岛状，中间被[MgO
6]隔开，SiO
4
]与 [MgO
6
]之间共顶或共棱连接，同层的[MgO
6
]
之间共棱、不同层的[MgO
6
]之间共顶连接；(4分)
4、不易，因为镁橄榄石的Si/O=1/4，最低，网络连接程度弱，结构中络阴离子团尺寸小，迁移阻力小，熔体的粘度低，冷却过程中结构调整速率很快。(2分)
二、写出下列缺陷反应式（10）：
1、O?VNa ′+VCl˙
2、Ag
Ag →A
Ai
+V
Ag′
3、3TiO
23Ti
Nb˙
+V
Nb′′′
+6O
2TiO
2
2Ti
Nb˙
+O
i′′
+3O
Nb
2-x Ti
3x
O
3
可能成立Nb
2-2x
Ti
2x
O
3+x
三、1．(2分)粘度增加；
2．(2分)扩散也可以从低浓度向高浓度进行；
3．(2分)都是晶界移动的结果。正常长大是晶粒平均尺寸增加，反常长大是个别大晶粒尺寸异常增加。
4．(2分)正确
5．(2分)两个固相和一个液相
四、表面上的原子产生相对于正常位置的上、下位移，称为表面弛豫。(2分)
NaCl单晶中处于表面层的负离子只受到上下和内侧正离子的作用，而外侧是不饱和的。电子云将被拉向内侧的正离子一方而变形，使该负离子诱导成偶极子。这样就降低了晶体表面的负电场。接着，表面层离子开始重排以使之在能量上趋于稳定。为此，表面的负离子被推向外侧，正离子被拉向内侧从而形成了表面双电层。(4分)
五、
(2分)
(2分)
因为<,所以铂丝向Cr
2O
3
方向移动。(2分)
六、由热力学可知，在等温、等压下有
在平衡条件下，，则有
式中：Ｔ0是相变的平衡温度；为相变热。
若在任意温度的不平衡条件下，则有
若与不随温度而变化，将上式代入上式得：
可见，相变过程要自发进行，必须有，则。
(1)若相变过程放热（如凝聚、结晶等）。要使，必须有
，，即，这表明系统必须“过冷”。
(2)若相变过程吸热（如蒸发、熔融等），要满足这一条件则必须，即，这表明系统要自发相变则必须“过热”。
七、扬德方程[1—（1—G）1/3]2=K
4
t t=194.6h(2分)
金斯特林格方程1—2/3G—（1-G）2/3=K
6
t t=68.1t=68.1(2分) 扬德方程假设反应过程中扩散截面不变，而金斯特林格方程考虑了反应中扩散截面的变化。随反应的进行，反应物体积减小，扩散截面变小，所需反应时间要比扬德假设所计算出的时间短。(2分)
八、陶瓷材料中晶粒的大小与物料的原始粒度、烧结温度和时间等因素有关；(3分)
控制晶粒尺寸方法：控制原始粒度均匀细小，控制烧结温度和时间，添加剂
等。(3分)
九、1、见图，付三角形3分，界线性质1分，界线上温度降低的方向4.5分；
2、D，一致熔融二元化合物，高温稳定、低温分解；(1.5分)
M，不一致熔融三元化合物；（1分）
3、（4分）E1，单转熔点，
E2，低共熔点，
E3，单转熔点，
E4，过渡点，
4、（6分）
L (结晶结束)
S （产物C+B+M）
5、E2温度（1分），H点所在温度（1分）；过H点做副三角形BCM
的两条边CM、BM的平行线HH
1、HH
2
，
C%=BH
2/BC×100%，B%=CH
1
/BC×100%，C%=H
1
H
2
/BC×100%（3分）。
试卷三
一、根据CaTiO
3
晶胞图（见图1）回答下列问题（18）：
1、晶面BCGF、HAC的晶面指数；晶向DF、AH的晶向指数。
2、结构中各离子的配位数为多少，写出其配位多面体；
3、晶胞分子数是多少？何种离子添何种空隙，空隙利用率是多少？
4、计算说明O2-的电价是否饱和；
5、结构中是否存在TiO
3
2-离子，为什么？
图 1
二、下列硅酸盐矿物各属何种结构类型（6）：
r-Ca
2[Si0
4
]， K[AISi
3
O
8
]， CaMg[Si
2
O
6
]，
Mg
3[Si
4
O
10
](OH)
2
， Ca
2
Al[AlSiO
7
]， Ca
2
Mg
5
[Si
4
O
11
]（OH）
2、
三、1、写出下列缺陷反应式（10）：
(1) CaCl
2
溶人NaC1中形成空位型固溶体，并写出固溶体的化学式；
(2) NaCl形成肖脱基缺陷。
2、为什么间隙型固溶体不能形成无限固溶体？
四、硅酸盐熔体的结构特征是什么？从Na
2O—SiO系统出发，随引入B
2
O
3
量的增加，系统的粘度如何变化，为什么？（10）
五、固体是如何降低系统的表面能的，为什么相同组成的固体的表面能总是高于液体的表面能？（8）
六、假定碳在α—Fe(体心立方)和γ—Fe（面心立方）中进行扩散，碳在α—Fe中的D0和扩散活化能为0.0079、83600J/mol，碳在γ—Fe中的D0和扩散活化能为0.21和141284J/mol，计算800℃时各自的扩散系数并解释其差别。
（6）
七、为什么在成核一生成机理相变中，要有一点过冷或过热才能发生相变? 什么情况下需过冷，什么情况下需过热，试证明之。（6）
八、如果要合成镁铝尖晶石，可供选择的原料为Mg(OH)
2、MgO、γ-Al
2
O
3
、
α-Al2O3，从提高反应速率的角度出发，选择什么原料较好？请说明原因。（6）
九、下列过程中哪一个能使烧结体强度增大，而不产生坯体宏观上的收缩? （6分）
(a)蒸发冷凝、 (b) 体积扩散、 (c)粘性流动、 (d)表面扩散、(e)溶解沉淀
十、图2是A-B-C三元系统相图，根据相图回答下列问题（24）：
1．在图上划分副三角形、用箭头表示各条界线上温度下降方向及界线的性质；
2．判断化合物S
1、S
2
、S
3
的性质；
3．写出各三元无变量点的性质及其对应的平衡关系式；
4．写出组成点G在完全平衡条件下的冷却结晶过程；
5．写出组成为H的混合物在完全平衡条件下进行加热时，开始出现液相的温度和完全熔融的温度；写出组成H的混合物在完全平衡条件下进行冷却，结晶结束时各物质的百分含量（用线段比表示）。
图 2答案
一、1 （100）（111） [111] [0-11] 各1分
2 CNT
i 4+=6 [T
i
O
6
] CN
Ca
2+=12 [CaO
12
] CN
O
2--=6 [OTi
2
Ca
4
] 各1分
3 Z=1(1分) T
i
4+ (1分)占据1/4八面体空隙(1分)
4 因为：Z
+=2/12*4+4/6*2=2=Z
-
所以：饱和 (3分)
5 不存在，因为是复合氧化合物。(2分)
二、岛状、架状、链状、层状、组群状、链状各1分
三、（1）CaCl
2V
Na
′+2Cl
Cl
+CaNa′(2分)
NaC
1-2x Ca
x
Cl (1分)
（2）O V
Na ′+V
Cl
′(2分)
（3）一是因为晶体中的间隙位置有限，二是因为间隙质点超过一定的限度会不破坏晶体结构的稳定性。
四、[SiO
4
]为基本结构单元，四面体组成形状不规则大小不同的聚合力子团，络阴离子团之间依靠金属离子连接。（4分）；
从Na
2O—SiO
2
系统出发，随引入B
2
O
3
量的增加， [BO
3
]与游离氧结合，转变
为[BO
4
]，使断裂的网络重新连接，系统粘度增加（3分）；
继续引入B
2O
3
，B
2
O
3
以层状或链状的[BO
3
]存在，系统的粘度降低（3分）。
五、固体表面通过表面质点的极化、变形、重排降低固体的表面能（3分）；
液体分子可自由移动，通过形成球形表面来降低表面能（2分）；
固体质点不能自由移动，只能通过表面质点的极化、变形、重排降低表面能，因此表面能总是高于同组成的液体的表面能（3分）。
六、由公式D=D
0exp(-Q/RT)；（1分）计算D
α=6.72*10
-7；（1分） D
γ=2.7*10
-8
（1分）；D
α〉Dγ；（1分）因为体心结构较面心结构疏松（2分）。
七、由热力学可知,在等温、等压下有
在平衡条件下, =0，则有
式中：Ｔ
是相变的平衡温度；为相变热。
若在任意温度T 的不平衡条件下，则有
若与不随温度而变化，将上式代入上式得：
可见，相变过程要自发进行，必须有<0,则<0 。
（3）若相变过程放热（如凝聚、结晶等）<0。要使<0，必须有>0，
，即T
>T，这表明系统必须“过冷”。
（4）若相变过程吸热（如蒸发、熔融等）>0,要满足<0这一条件则
必须<0，即T
八、选择Mg(OH) 2、γ-Al 2 O 3 （3分）；因为反应活性高，结构不稳定（3分）。 九、蒸发冷凝、表面扩散 十、1．见图（6分）； 2．S 1二元不一致熔融化合物，S 2二元不致熔融化合物，S 3三元不一致熔融化合物；（各1分） 3．P 1：过渡点A+B S ；P 2：双转熔点L+B+S 1=S 3；P 3：低共熔点L=B+C+S 3；P 4：单转熔点L+A =S 2+S 1；P 5单转熔点L+S 1= S 2+S 3；P 6低共熔点 L=C+S 2+S 3；（各1分） 4．（4分） L: (结晶结束) S: （产物S 1+ S 2+S 3） 5．P 3,H,B ：C ：S 3=CC 1：BB 1：B 1C 1 （5分） 试卷四 一、填空题（2×10=20分） 1、依据（ ）之间关系的不同，可以把所有晶体的空间点阵划归为七类，即（ ）晶系、单斜晶系、（ ）晶系、三方晶系、正方晶系、六方晶系和（ ）晶系。 2、扩散的基本推动力是（ ），一般情况下以（ ）等形式（列出一种即可）表现出来，扩散常伴随着物质的（ ）。 3、晶面族是指（）的一组晶面，同一晶面族中，不同晶面的指数的（）相同，只是（）不同。 4、向MgO、沸石、TiO 2 、萤石中，加入同样的外来杂质原子，可以预料形成间隙型固溶体的固溶度大小的顺序将是（）。 5、烧结过程可以分为（）三个阶段，在烧结的中后期，与烧结同时进行的过程是（）。 6、液体表面能和表面张力数值相等、量纲相同，而固体则不同，这种说法（是/否）正确，因为（）。 7、驰豫表面是指（），NaCl单晶的表面是（）。 8、一般的固态反应包括（）两个过程，化学动力学范围是指（）。 9、从熔体结构角度，估计长石、辉石(MgO?SiO 2 )、镁橄榄石三种矿物的高温熔体表面张力大小顺序（）。 10、刃性位错的柏氏矢量与位错线呈（）关系，而螺位错两者呈（）关系。 二、Zn2+在ZnS中扩散时，563℃时的扩散系数为3×10-14cm2/sec，450℃时的扩散系数为1.0×10-14cm2/sec,（10分） 求:(1) 扩散的活化能和D ； (2) 750℃时的扩散系数。 三、根据Mg 2[SiO 4 ]在(110)面的投影图回答（10分）： (1) 结构中有几种配位多面体，各配位多面体间的连接方式怎样? (2) O2-的电价是否饱和? (3) 晶胞的分子数是多少? (4) Si4+和Mg2+所占的四面体空隙和八面体空隙的分数是多少? 黑球：Si4+ 小白球：Mg2+ 大白球：O2- 图 2 四、铜在过冷的液体中均匀形核，设晶胚为球状，半径为r。已知 △Gv=—3.6×106J/cm3；液固界面的界面能为σ=0.15J/cm2；铜为面心立方结构，其点阵常数a=0.361nm,1nm=10-7cm。（10分） 求:(1) 根据能量方程导出临界晶核半径r*的表达式，并计算其大小； (2) 求出临界晶核中的原子个数。 五、熔体结晶时（10分）： (1) 讨论温度对总结晶速率的影响； (2) 指出在哪一温度范围内对形成玻璃有利，为什么？ 六、1．写出下列缺陷方应方程式。（5分） 1）TiO 2加入到A1 2 O 3 中（写出两种）； 2）NaCl形成肖脱基缺陷。 2．画出体心立方点阵的晶胞结构图，并在图中作出(112)晶面和晶向。（5分） 3．实验室要合成镁铝尖晶石，可供选择的原料为Mg(OH) 2 、MgO、 Al 2O 3 ·3H 2 O、γ-Al 2 O 3 、α-Al 2 O 3 。从提高反应速率的角度出发，选择什么原料较 好？请说明原因。（5分） 七、如图A-B-C三元系统相图，根据相图回答下列问题（25分）： 1．在图上划分副三角形、用箭头表示各条界线上温度下降方向及界线的性质； 2．判断化合物F、G、H 的性质； 3．写出各三元无变量点的性质及其对应的平衡关系式； 4．写出组成点M1在完全平衡条件下的冷却结晶过程； 5．写出组成点M2在完全平衡条件下进行加热时，开始出现液相的温度和完全熔融的温度；写出完全平衡条件下进行冷却，结晶结束时各物质的百分含量（用线段比表示）。 图 2 答案 一、填空题（第1题每空0.5分，其它每空1分，总计20分） 1. 晶胞参数，三斜，正交（斜方），立方。 2. 化学位梯度，浓度梯度的，定向迁移。 3. 原子排列状况相同但位向不同，数字相同、数序和正负号不同。 >MgO。 4. 沸石>萤石>TiO 2 5. 烧结初期、烧结中期和烧结后期，再结晶和晶粒长大。 6. 是，固体质点不能自由移动。 7. 在垂直于表面的方向上原子间距不同于该方向上晶格内部原子间距的表面，驰豫表面。 8. 相界面上的化学反应和反应物通过产物层的扩散，相界面上的化学反应速率远小于反应物通过产物层的扩散速率。 9. 镁橄榄石>辉石>长石。 10. 垂直平行。 exp(-Q/RT) 2分 二、（10分）解：(1) D=D T=563+273=836K时，D=3×10-14cm2/s 2分 T=450+273=723K时，D=1.0×10-14cm2/s 2分 代入上式可求 Q=48875J，D =0.34×10-11cm2/s 2分 (2) D=D exp(-Q/RT) =1.1×10-14 cm2/s 2分 三、（10分）解：（1）有两种配位多面体，[SiO 4]，[MgO 6 ]，同层的[MgO 6 ]八面 体共棱，如59[MgO 6]和49[MgO 6 ]共棱75O2-和27O2-，不同层的[MgO 6 ]八面体共顶， 如1[MgO 6]和51[MgO 6 ]共顶是22O2-，同层的[MgO 6 ]与[SiO 4 ]共顶，如T[MgO 6 ]和 7[SiO 4]共顶22O2-，不同层的[MgO 6 ]与[SiO 4 ]共棱，T[MgO 6 ]和43[SiO 4 ]共28O2-和 28O2-；2.5分 （3）z=4(2.5分)； （4）Si4+占四面体空隙=1/8，Mg2+占八面体空隙=1/2。（2.5分） 四、 1、∵ △G＝·△G V ＋·σ 令则 已知：△G V ＝－3.6×106J/cm3；σ＝0.15 J/cm2∴ ＝8.33×10－8cm（5分） 2、 个（5分） 五、1．如右图，I表示核化速率，u表示晶化速率（5分）； 2．在阴影部分以外的温度对形成玻璃有利，因为此时核化速率与晶化速率都较小或只存在一种情况（5分）。 武汉理工大学考试试题纸 课程名称：知识产权法学专业班级：级法学 题号一二三四五六七八九十总分 题分 第一部分选择题（共分） 一、单项选择题（本大题共小题，每小题１分，共分）在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，请将其代码填写在题后的括号内。错选、多选或未选均无分。 .下列选项，哪项中含有保护期限不受时间限制的知识产权？（） ．著作权、外观设计专利权、植物新品种权 ．商标权、商业秘密权、集成电路布图设计权 ．计算机软件著作权、邻接权、实用新型专利权 ．发明专利权、商标权、植物新品种权 .甲在创作武侠小说《神腿》的过程中，乙提供了辅助活动。小说创作完成后，由出版社丙出版。该书的著作权应归属于（） .甲.甲和乙.丙.甲和丙 .以下诸权利中，保护期受限制的有（） .署名权.修改权 .发表权.保护作品完整权 .张某经过努力创作出一篇学术论文，依我国著作权法的规定（） . 张某只有在其论文发表后才能享有著作权 . 张某的论文不论是否发表都能享有著作权 . 张某的论文须经登记后才能享有著作权 . 张某的论文须加注版权标记后才能享有著作权 .下列各项作品中，其著作权由法人或其他组织享有的是（） ．记者为所在报社采编的人物专访 ．设计人员利用单位物质技术条件创作的工程设计图 ．教师为完成教学任务编写的教案 ．专业作家创作的报告文学 .小说《师长》的作者甲授权乙将该小说改编成电影剧本，制片人丙委托导演丁将该剧本拍摄成电影。该片拍摄完成后，其著作权归属于（） .甲.乙.丙.丁 .图书出版者对其出版的图书的版式设计所享有的权利的保护期为（） .５年.１０年.２５年.５０年 .甲为做博士学位论文，在图书馆复印了乙的两篇论文，根据我国著作权法，甲的这一行为属于（）.侵权行为.法定许可使用 四川理工学院试卷（2009至2010学年第1学期） 课程名称：材料科学基础 命题教师：罗宏 适用班级：2007级材料科学与工程及高分子材料专业 考试（考查） 年 月 日 共 页 1、 满分100分。要求卷面整洁、字迹工整、无错别字。 2、 考生必须将姓名、班级、学号完整、准确、清楚地填写在试卷规定的地方，否 则视为废卷。 3、 考生必须在签到单上签到，若出现遗漏，后果自负。 4、 如有答题纸，答案请全部写在答题纸上，否则不给分；考完请将试卷和答题卷 分别一同交回，否则不给分。 试题答案及评分标准 得分 评阅教师 一、判断题：（10分，每题1分，正确的记错误的记“％” 1?因为晶体的排列是长程有序的，所以其物理性质是各向同性。 （％ 2. 刃型位错线与滑移方向垂直。（话 3. 莱氏体是奥氏体和渗碳体的片层状混合物。（X ） 4?异类原子占据空位称为置换原子，不会引起晶格畸变。 （X 5. 电子化合物以金属键为主故有明显的金属特性。 （话 6. 冷拉后的钢条的硬度会增加。（话 7. 匀晶系是指二组元在液态、固态能完全互溶的系统。 （话 题号 -一- -二二 三 四 五 六 七 八 总分 评阅（统分”教师 得分 :题 * 冷 =要 密; 8.根据菲克定律，扩散驱动力是浓度梯度，因此扩散总是向浓度低的方向进行。（X 9. 细晶强化本质是晶粒越细，晶界越多，位错的塞积越严重，材料的强度也就 越高。（V ） 10. 体心立方的金属的致密度为 0.68。（V ） 、单一选择题：（10分，每空1分） (B) L+B — C+B （C ） L —A+B （D ） A+B^L 7. 对于冷变形小 的金属，再结晶核心形成的形核方式一般是（ A ） （A ） 凸出形核亚 （ B ）晶直接形核长大形核 （B ） 亚晶合并形核 （D ）其他方式 8. 用圆形钢饼加工齿轮，下述哪种方法更为理想？ （ C ） （A ）由钢板切出圆饼（B ）由合适的圆钢棒切下圆饼 （C ） 由较细的钢棒热镦成饼 （D ）铸造成形的圆饼 1. 体心立方结构每个晶胞有（B ） 个原子。 2. 3. (A) 3 ( B) 2 (C) 6 固溶体的不平衡凝固可能造成 （A ）晶内偏析 （C ）集中缩孔 属于＜100＞晶向族的晶向是（ (A) [011] (B) [110] (D) 1 (B) (D) (C) 晶间偏析 缩松 [001] (D) [101] 4.以下哪个工艺不是原子扩散理论的具体应用 （A ）渗氮 （B ）渗碳 （C ）硅晶片掺杂 （） （D ）提拉单晶5.影响铸锭性能主要晶粒区是（C ） （A ）表面细晶粒区 （B ）中心等轴（C ）柱状晶粒区 三个区影 响相同 6 ?属于包晶反应的是（A ） （ L 表示液相, A 、B 表示固相） (A) L+A — B 简答题 1、金属材料的机械性能主要包括哪几个方面？ ○1）强度、塑性、 2）弹性、韧性和硬度等。 2、钢铁材料的性能，可以通过什么途径加以改变？ ○热处理、形变强化等手段。 3、常见的金属晶体结构有哪几种？它们的原子排列有何特点？ ○1）体心立方、面心立方和密排六方晶格； 2）原子排列都趋于紧密堆垛。 4、常见的金属晶体结构有哪几种？它们的晶格常数有何特点？ ○1）体心立方、面心立方和密排六方晶格； 2）体心立方、面心立方的晶格常数是a=b=c，而密排六方晶格的晶格常数是c/a>1。 5、在体心立方晶格中，哪个晶面和晶向的原子密度最大？ ○（110）；[111] 6、在面心立方晶格中，哪个晶面和晶向的原子密度最大？ ○（111）；[110] 7、为何单晶体具有各向异性？ ○1）单晶体中各原子面和各原子列上的原子排列的紧密程度不同； 2）因此在各个不同的方向上性能不同。 8、多晶体在一般的情况下为何不显示出各向异性？ ○1）多晶体受到不同方位晶体相互的影响； 2）只能反映出其统计平均性能,所以不象单晶体那样呈各向异性。 9、过冷度与冷却速度有何关系？它对金属的结晶过程有何影响？ ○1）冷却速度越大，过冷度越大； 2）在一般情况下过冷度越大，结晶的推动力越大，有利于结晶过程的进行。 10、过冷度对铸件晶粒大小有何影响？ ○1）在一般的工业冷却条件下，过冷度越大，形核率越大； 2）铸件晶粒越小。 11、在铸造生产中，采用哪些措施控制晶粒的大小？ ○冷却速度、变质处理、振动等等。 12、如果其它条件相同，试比较在下列铸造条件下，铸件晶粒的大小： 1）金属模浇注与砂模浇注； 2）铸成薄件与铸成厚件； ○金属模浇注；铸成薄件。 13、影响固溶体的结构形式和溶解度的因素有哪些？ ○主要有四个方面： 1）尺寸因素；2）结构因素； 3）负电性因素；4）电子浓度因素。 14、置换原子与间隙原子的固溶强化效果哪个大些？为什么？ ○1）间隙原子； 2）因为间隙原子引起的晶格畸变度大于置换原子，强化效果优于后者。 15、金属间化合物在结构和性能方面与固溶体有何不同？ ○1）金属间化合物具有独特的晶格形式，而固溶体保持溶剂的晶格形式； 2）固溶体有良好的综合机械性能，金属间化合物高硬度、高脆性、高熔点。 16、何谓固溶强化？ ○1）溶质原子的作用； 2）造成溶剂晶格发生不同程度地畸变，引起固溶体强度、硬度升高的现象。 17、何谓共晶反应？ ○一定成分的液相在一定的温度条件下同时结晶出来两种成分、结构均不相同的固相的反应。 18、何谓共析反应？ ○一定成分的固相在一定的温度条件下同时析出来两种成分、结构均不同的固相的反应。19、试比较共晶反应和共析反应的异同点。 ○1）不同点：一个是从液相中结晶出来，而另一个是从固相中析出来； 2）相同点：都同时生成两种成分、结构均不同的固相。 20、形状、尺寸相同的两个Cu-Ni合金铸件，一个含90%Ni，另一个含50%Ni,铸后自然冷却， 中南大学考试试卷 2001 —— 2002 学年第二学期时间 110 分钟 材料科学与工程课程 64 学时 4 学分考试形式：闭卷 专业年级材料 1999 级总分 100 分，占总评成绩 70% 一、名词解释（5分×8） 1、金属玻璃 2、金属间化合物 3、离异共晶 4、晶界偏聚 5、科垂尔气团（Cottrell Atmosphere） 6、孪生 7、反应扩散 8、变形织构 二、问答题 1、（10分）标出hcp晶胞中晶面ABCDEF面、ABO面的晶面指数，OC方向、OC方向的晶向指数。这些晶面与晶向中，那些可构成滑移系？指出最容易产生滑移的滑移系。 2、（10分）判断 ] 1101 [ 6 ]1 2 1[ 6 ]1 1 2[ 6 a a a → + 位错反应在面心立方晶体中能否进行？若两个扩 展位错的领先位错发生上述反应，会对面心立方金属性能有何影响。 3、（10分）写出非稳态扩散方程的表达式，说明影响方程中扩散系数的主要因素。 4、（10分）指出影响冷变形后金属再结晶温度的主要因素。要获得尺寸细小的再结晶晶粒，有那些主要措施，为什么? 5、（15分）试述针对工业纯铝、Al－5％Cu合金、Al－5％Al2O3复合材料分别可能采用那些主要的强化机制来进行强化。 6、（15分）请在如下Pb－Bi－Sn相图中 （1）写出三相平衡和四相平衡反应式； （2）标出成分为5％Pb，65％Bi与30％Sn合金所在位置，写出该合金凝固结晶过程，画出并说明其在室温下的组织示意图。 7、（20分）Cu－Sn合金相图如图所示。 （1）写出相图中三条水平线的反应式，并画出T1温度下的成分－自由能曲线示意图； （2）说明Cu－10wt％Sn合金平衡和非平衡凝固过程，分别画出室温下组织示意图； （3）非平衡凝固对Cu－5wt％Sn合金的组织性能有何影响，如何消除？ 8、（20分）低层错能的工业纯铜铸锭采用T＝0.5T熔点温度热加工开坯轧制。 （1）画出该材料分别在高、低应变速率下热加工时的真应力－真应变曲线示意图，并说明影响曲线变化的各种作用机制； （2）开坯后该金属在室温下继续进行轧制，画出此时的真应力－真应变曲线示意图，并说明影响曲线变化的机制； （3）开坯后该金属要获得硬态、半硬态和软态制品，最后工序中可采用那些方法，为什么？ 中南大学考试试卷 2002 —— 2003 学年第二学期时间 110 分钟 材料科学与工程课程 64 学时 4 学分考试形式：闭卷 专业年级材料 2000 级总分 100 分，占总评成绩 70% 一、填空（0.5X30=15分） 1、fcc结构的密排方向是_____，密排面是____，密排面的堆垛顺序是_____，致密度为________，配位数是____，晶胞中原子数为___，把原子视为半径为r的刚性球时，原子的半径是点阵常数a 的关系为_________。 2、形成有序固溶体的必要条件是：（1）________，（2）_________，（3）________。 3、无序固溶体转变为有序固溶体时，合金性能变化的一般规律是：强度和硬度__________，塑性_______________，导电性_________________。 4、Fe-Fe3C相图中含碳量小于___为钢，大于____为铸铁；铁碳合金室温平衡组织均由______和___两个基本相组成；奥氏体其晶体结构是____，合金平衡结晶时，奥氏体的最大含碳量是 ______；珠光体的含碳量是_____；莱氏体的含碳量为____；在常温下，亚共析钢的平衡组织是_____，过共析钢的平衡组织是_____；Fe3C I是从_____中析出的，Fe3C II是从____中析出的，Fe3C III 材料科学基础考题 I卷 一、名词解释（任选5题，每题4分，共20分） 单位位错；交滑移；滑移系；伪共晶；离异共晶；奥氏体；成分过冷答： 单位位错：柏氏矢量等于单位点阵矢量的位错称为单位位错。 交滑移：两个或多个滑移面沿着某个共同的滑移方向同时或交替滑移，称为交滑移。滑移系：一个滑移面和此面上的一个滑移方向合起来叫做一个滑移系。 伪共晶：在非平衡凝固条件下，某些亚共晶或过共晶成分的合金也能得全部的共晶组织，这种由非共晶成分的合金所得到的共晶组织称为伪共晶。 离异共晶：由于非平衡共晶体数量较少，通常共晶体中的a相依附于初生a相生长，将共晶体中另一相B推到最后凝固的晶界处，从而使共晶体两组成相相间的组织特征消失，这种两相分离的共晶体称为离异共晶。 奥氏体：碳原子溶于丫-Fe形成的固溶体。 成分过冷：在合金的凝固过程中，将界面前沿液体中的实际温度低于由溶质分布所决定的凝固温度时产生的过冷称为成分过冷。 二、选择题（每题2分，共20分） 1. 在体心立方结构中，柏氏矢量为a[110]的位错（A ）分解为a/2[111]+a/2[l11]. （A）不能（B）能（C）可能 2. 原子扩散的驱动力是：（B ） （A）组元的浓度梯度（B）组元的化学势梯度（C）温度梯度 3?凝固的热力学条件为：（D ） （A）形核率（B）系统自由能增加 （C）能量守衡（D）过冷度 4?在TiO2中，当一部分Ti4+还原成Ti3+，为了平衡电荷就出现（A） （A）氧离子空位（B）钛离子空位（C）阳离子空位 5?在三元系浓度三角形中，凡成分位于（ A ）上的合金，它们含有另两个顶角所代表的两 组元含量相等。 （A）通过三角形顶角的中垂线 （B）通过三角形顶角的任一直线 （C）通过三角形顶角与对边成45°的直线 6?有效分配系数k e表示液相的混合程度，其值范围是（B ） （A）1vk e 2016年武汉理工材料科学基础真题（回忆版） 第一题：晶体结构 1．简述石墨，滑石，高岭石的结构特点及性质。 2．在面心立方晶胞中画出（0，-1，2）（上划线不好打出来，只能不规范的写了）的晶面，计算面心立方（110）晶面密度 3．画出钙钛矿的晶胞结构图，解释自发极化和温度的关系 4．NiCo2O4是反尖晶石结构，说明什么阳离子填充什么位置，计算氧离子电价是否饱和。第二题：缺陷 1．写出MgO生成肖特基缺陷的缺陷反应方程式。计算273K和2273K下的肖特基缺陷浓度，题目给出了每mol的缺陷形成能，好像是230KJ/mol.记不清了 2．1%LiO2(质量分数)掺入到MgO中，问杂质缺陷浓度是多少？ 3．比较在273K和2273K时，纯净的MgO和掺杂的MgO哪个的电导率高,并解释原因。 第三题：玻璃这章 1.请问用什么方法鉴别透明陶瓷和玻璃？简述陶瓷和玻璃的结构特点。 第四题：表面这章 推倒浸湿的G与表面张力的关系式，利用杨式方程推倒浸湿的接触角条件。这就是书上原封不动的推倒。 第五题：扩散这章 今年考得不是很常见 给出4个NaCl型的晶体：NaCl、MgO、CaO、Fe3+在FeO中的扩散激活能的数值表。问你这几个数值的大小的内在原因，为什么哪个大，哪个小？（大概就是这么问的吧） 2.升高50℃，问那个的扩散系数增长最大。 第六题：相变 推倒相变的温度条件，具体说明凝固和熔融的温度条件。 第七题：固态反应 1.题目背景：两种物质的固态反应，加入少量的NaCl促进了反应的进行。给的是一个表格，反应物粒度与反应速度，相同时间反应进度的表 问反应物粒度和反应速度的关系，解释为什么？ 2．给出加入矿化剂后，加速固态反应的四个可能的原因。 第八题 烧结的推动力是什么？烧结传质的四种机理？（当然题目肯定不会提示说四种机理的） 第九题 相图。今年格外简单，但加了一点点二元相图的知识，就是问三元相图三角形边上的e1,e2,e3点是什么点，写出这些点的平衡关系。 武汉理工大学考试试题（A 卷） 课程名称：高等数学A （下） 专业班级：2009级理工科专业 题号 一 二 三 四 五 六 七 总分 题分 15 15 24 16 16 8 6 100 备注：学生不得在试题纸上答题（含填空题、选择题等客观题）应按顺序答在答题纸上。 一、单项选择题（35?=15分） 1. 设线性无关的函数123(),(),()y x y x y x 均是二阶非齐次线性微分方程 ()()()y p x y q x y f x '''++=的解，12,c c 是任意常数，则该方程的通解是（ ）. A ．1122123(1)y c y c y c c y =++-- B ．11223y c y c y y =++ C ．1122123(1)y c y c y c c y =+--- D ．1122123()y c y c y c c y =+-+ 2. 曲线23,,x t y t z t ===在点(1,1,1)处的法平面方程为（ ）. A ．236x y z +-= B ．236x y z ++= C ．236x y z --= D ．236x y z -+= 3.设有三元方程ln 1xz xy z y e -+=，根据隐函数存在定理，存在点()0,1,1的一个邻域，在该邻域内该方程只能确定（ ）. A ．一个具有连续偏导数的隐函数(,)z z x y = B ．两个具有连续偏导数的隐函数(,)x x y z =和(,)z z x y = C ．两个具有连续偏导数的隐函数(,)x x y z =和(,)y y x z = D ．两个具有连续偏导数的隐函数(,)y y x z =和(,)z z x y = 4. 设(,)f x y 为连续函数，则二次积分1 40 (cos ,sin )d f r r rdr πθθθ??=（ ）. A ．2 212 (,)x x dx f x y dy -? ? B ．2 212 (,)x dx f x y dy -?? C ．2 212 (,)y dy f x y dx -? ? D ． 2 212 (,)y y dy f x y dx -? ? 5. 级数3 1 sin n n n α ∞ =∑ 的收敛情况是（ ）. A ．绝对收敛 B ．收敛性与α有关 C ．发散 D ．条件收敛 第1页（共11页） ########2018-2019学年第二学期 ########专业####级《材料科学基础》期末考试试卷 （后附参考答案及评分标准） 考试时间：120分钟 考试日期：2019年6月 题 号 一 二 三 四 五 六 总 分 得 分 评卷人 复查人 一、单项选择题（请将正确答案填入表中相应题号处，本题13小题，每小题2分，共26分） 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 题号 11 12 13 答案 1. 在形核-生长机制的液-固相变过程中，其形核过程有非均匀形核和均匀形核之分，其形核势垒有如下关系（ ）。 A. 非均匀形核势垒 ≤ 均匀形核势垒 B. 非均匀形核势垒 ≥ 均匀形核势垒 C. 非均匀形核势垒 = 均匀形核势垒 D. 视具体情况而定，以上都有可能 2. 按热力学方法分类，相变可以分为一级相变和二级相变，一级相变是在相变时两相自由焓相等，其一阶偏导数不相等，因此一级相变（ ）。 A. 有相变潜热改变，无体积改变 B. 有相变潜热改变，并伴随有体积改变 C. 无相变潜热改变，但伴随有体积改变 D. 无相变潜热改变，无体积改变 得分 专业 年级 姓名 学号 装订线 3. 以下不是材料变形的是（）。 A. 弹性变形 B. 塑性变形 C. 粘性变形 D. 刚性变形 4. 在固溶度限度以内，固溶体是几相？（） A. 2 B. 3 C. 1 D. 4 5. 下列不属于点缺陷的主要类型是（）。 A. 肖特基缺陷 B. 弗伦克尔缺陷 C. 螺位错 D. 色心 6. 由熔融态向玻璃态转变的过程是（）的过程。 A. 可逆与突变 B. 不可逆与渐变 C. 可逆与渐变 D. 不可逆与突变 7. 下列说法错误的是（）。 A. 晶界上原子与晶体内部的原子是不同的 B. 晶界上原子的堆积较晶体内部疏松 C. 晶界是原子、空位快速扩散的主要通道 D. 晶界易受腐蚀 8. 表面微裂纹是由于晶体缺陷或外力作用而产生，微裂纹同样会强烈地影响表面性质，对于脆性材料的强度这种影响尤为重要，微裂纹长度，断裂强度。（） A. 越长；越低 B. 越长；越高 C. 越短；越低 D. 越长；不变 9. 下列说法正确的是（）。 A. 再结晶期间，位错密度下降导致硬度上升 B. 再结晶期间，位错密度下降导致硬度下降 C. 再结晶期间，位错密度上升导致硬度上升 D. 再结晶期间，位错密度上升导致硬度下降 10. 下列材料中最难形成非晶态结构的是（）。 A. 陶瓷 B. 金属 C. 玻璃 D. 聚合物 第2页（共11页） 一、填空题 1．铁碳合金在平衡状态下的三个固态单相是（ ）、（ ）和 （ ）；两个机械混合物是（ ）和（ ）。 2．实际晶体中的缺陷按几何特征可分为（ ）、（ ）、（ ），位错是属于其中的（ ）。 3．钢的淬硬性主要取决于（ ），钢的淬透性主要取决于（ ）。 4．钢的过冷奥氏体等温转变有（ ）体转变、（ ）体转变和（ ）体转变三个类型。5．把钢经过淬火，再经高温回火的热处理称为（ ）处理。6．材料力学性能指标 k a ，2.0σ，b σ, s σ，δ中，属于强度指标的是（ ），属于塑性指标的是（ ），属于韧性指标的是（ ）。 7．常见的金属晶格类型有（ ）、（ ）和（ ）等三种。8．固态合金的基本相可分为 和 。9．钢的热处理工艺由（ ）、（ ）和（ ）三个阶段组成，一般说来，它不改变被处理工件的（ ），而改变其（ ）。10．金属结晶的过程是一个（ ）和（ ）的过程。 二、判断题（10分） 1、单晶体金属具有各向异性，而多晶体金属一般不显示各向异性。（ ） 2、同素异晶转变和纯金属的结晶一样，也具有形核和长大的特征。（ ） 3、物质从液态转变成固态的过程叫结晶。（ ） 4、结晶时形核速率愈小，生长速率愈大，则结晶后合金的力学性能愈好。（ ） 5、共析反应是在恒温下从液相中同时结晶出两种新固相的反应。（ ） 6、与灰口铸铁相比，可锻铸铁具有较高的强度和韧性，故可以用来生产锻件。（ ） 7、本质细晶粒钢加热后的实际晶粒度一定比本质粗晶粒钢的细。（ ） 8、铁碳相图中的PSK 线称为共晶线，用A 1表示。（ ） 9、奥氏体不锈钢不能通过热处理强化。（ ） 10、按金相组织分类，退火状态钢分为亚共析钢，共析钢和过共析钢三种类型。（ ）三、简答题（30分） 1、在立方晶系中，一晶面在x 轴的截距为1，在y 轴的截距为1/2，且平行于z 轴；一晶向上某点坐标为x=1/2，y=0，z=1，求出其晶面指数和晶向指数，并绘图示之。 2、有一块含碳量为1.2%的碳钢，若将它加热至Accm 以上温度保温，出炉后用风扇吹风对它冷却至室温，金相显微镜下观察到的组织如图所示。试问： 1）组织的名称？ 2）这种组织的形成机理？ 3、甲、乙两厂生产同一种零件，均选用45钢，硬度要求220~250HBS 。甲厂采用正火，乙厂采用调质处理，均能达到硬度要求，但是塑性和韧性有差异。试分析：1）甲、乙两厂产品的组织状态； 期末总复习 一、名词解释 空间点阵：表示晶体中原子规则排列的抽象质点。 配位数：直接与中心原子连接的配体的原子数目或基团数目。 对称：物体经过一系列操作后，空间性质复原；这种操作称为对称操作。 超结构：长程有序固溶体的通称 固溶体：一种元素进入到另一种元素的晶格结构形成的结晶，其结构一般保持和母相一致。 致密度：晶体结构中原子的体积与晶胞体积的比值。 正吸附：材料表面原子处于结合键不饱和状态，以吸附介质中原子或晶体内部溶质原子达到平衡状态，当溶质原子或杂质原子在表面浓度大于在其在晶体内部的浓度时称为正吸附； 晶界能：晶界上原子从晶格中正常结点位置脱离出来，引起晶界附近区域内晶格发生畸变，与晶内相比，界面的单位面积自由能升高，升高部分的能量为晶界能； 小角度晶界：多晶体材料中，每个晶粒之间的位向不同，晶粒与晶粒之间存在界面，若相邻晶粒之间的位向差在10°～2°之间，称为小角度晶界； 晶界偏聚：溶质原子或杂质原子在晶界或相界上的富集，也称内吸附，有因为尺寸因素造成的平衡偏聚和空位造成的非平衡偏聚。 肖脱基空位：脱位原子进入其他空位或者迁移至晶界或表面而形成的空位。 弗兰克耳空位：晶体中原子进入空隙形而形成的一对由空位和间隙原子组成的缺陷。 刃型位错：柏氏矢量与位错线垂直的位错。 螺型位错：柏氏矢量与位错线平行的位错。 柏氏矢量：用来表征晶体中位错区中原子的畸变程度和畸变方向的物理量。 单位位错：柏氏矢量等于单位点阵矢量的位错 派—纳力：位错滑动时需要克服的周围原子的阻力。 过冷：凝固过程开始结晶温度低于理论结晶温度的现象。 过冷度：实际结晶温度和理论结晶温度之间的差值。 均匀形核：在过冷的液态金属中，依靠金属本身的能量起伏获得成核驱动力的形核过程。 过冷度：实际结晶温度和理论结晶温度之间的差值。 形核功：形成临界晶核时，由外界提供的用于补偿表面自由能和体积自由能差值的能量。 马氏体转变：是一种无扩散型相变，通过切变方式由一种晶体结构转变另一种结构，转变过程中，表面有浮凸，新旧相之间保持严格的位向关系。或者：由奥氏体向马氏体转变的 武汉理工大学 武汉理工大学2010年研究生入学考试试题 课程名称材料科学基础 一、基本概念（30分） 空间利用率和空隙填充率；位错滑移和位错爬移；玻璃网络形成体和玻璃网络外体；穿晶断裂和蠕变断裂；应力腐蚀和晶间腐蚀；初次在结晶和二次在结晶；均态核化和非均态核化；矿化剂。 二、作图题（10分） 1. 在面心立方晶胞中标示出质点以ABCABC。。。规律重复的堆积方式。（5分） 2.画出面心立方晶胞中质点在（111）晶面上的投影图。（5分） 三、绿宝石Be3Al2[Si6O18]上半个晶胞在（0001）面上的投影图如图1所示，整个晶胞的结构按照标高50处的镜面经反映即可得到。根据图1回答下列问题：（20分） 1.绿宝石的硅氧比为多少？硅氧四面体组成的是什么结构？（4分） 2.Be和Al分别与周边什么标高的几个氧配位？构成的配位多面体是什么？它们之间又是如何连接的？（8分） 3.用Pauling的连接规则说明标高65的氧电价是否平衡？（4分） 4.根据结构说明绿宝石热膨胀系数不高、当半径小的Na+存在时，在直流电场下具有显著离子电导的原因。（4分） 图1 绿宝石晶胞 四、A-B-C三元系统相图如图1所示。根据相图回答下列问题：（25分） 1.在图上划分副三角形、用剪头表示界线上温度下降方向方向及界线的性质；（8分） 2.判断化合物S1S2的性质；（2分） 3.写出各三元无变量点的性质及其对应的平衡关系式；（5分） 4.写出熔体1、2在完全平衡冷却下的冷却结晶过程；（10分） 第4题图 五、假设自组成为18Na2O10CaO72SiO2(wt%)和8Na2O4CaO88SiO2(wt%)两种熔体中，均态成核析出石英相。（15分） 1.设形成晶核为球形，两者相变时除去界面能外单位体积自由焓ΔGv的变化相同，请推导熔体结晶时的核化势垒和临界晶核半径；（5分） 2.考虑到两熔体组成及表面张力的差异，试比较两者的临界晶核半径的大小并解释其原因；（5分） 3.假设新相的晶核形成后，新相长大的速率均取决于溶质原子在熔体中的扩散，在外界条件均相同的情况下，试比较两种熔体石英相的长大速率，并解释其原因；（5分） 六、晶体结构缺陷（15分） 1.CaO形成肖特基缺陷，写出其缺陷反应方程式，并计算单位晶胞CaO的肖特基缺陷数（已知CaO的密度是3.0克/厘米3，其晶格参数是0.481nm）；（4分） 2.CsCl溶入MgCl2中形成空位固溶体，并写出固溶体的化学式；（3分） 3.Al2O3掺入到MgO中，写出二个合理的方程，并判断可能成立的方程是哪一个？写出其固溶体的化学式；（5分） 4.根据2和3总结杂质缺陷形成规律。（3分） 武汉理工大学考试试题 课程：知识产权B卷 班级姓名 一、简述题（每小题8分，共计24分） 1、简述著作权的内容。 2、简述知识产权的范围。 3、简述商业秘密的构成要件。 二、论述题（16分） 4、论述获得专利权的实质条件。 三、案例分析题（5小题，20分；6小题，30分，共计60分） 5、原告广州冲击波音像实业有限公司，住所地广东省广州市天河区体育东路羊城国际贸易中心西塔1101室。 被告河北纪元光电有限公司，住所地河北省石家庄市高新区海河道29号。 被告山东文化音像出版社，住所地山东省济南市历城区山大北路27号。 被告湖南王一实业集团精彩生活超市有限公司，住所地湖南省长沙市晚报大道218号。 原告冲击波公司诉称，原告系《神秘园》（《Secret Garden》）系列曲目的著作权人环球唱片有限公司授权在中国大陆的唯一合法版权享有者，享有《神秘园》（《Secret Garden》）系列曲目在中国大陆的独家复制、出版、发行权，该权利已经国家版权局审核登记，并获得文化部批准。2006年10月16日，原告在被告精彩生活超市发现并购买一套音像制品，外包装盒面标有“神秘园”、“山东文化音像出版社”、“ISRC CN-E26-05-377-00/A.J6”字样，该音像制品的SID码为ifpiG420。经查，该侵权光碟由被告纪元光电公司接受被告山东文化音像出版社委托复制。原告认为上述三被告的行为侵犯了原告的合法权益，给原告造成了巨大的经济损失，特诉至人民法院，请求依法判令：1、三被告立即停止侵权行为；2、被告纪元光电公司、山东文化音像出版社连带赔偿原告经 济损失50万元；3、被告纪元光电公司、山东文化音像出版社连带赔偿原告为制止侵权行为发生的合理费用5000元；4、被告纪元光电公司、山东文化音像出版社承担本案的诉讼费用。 被告纪元光电公司辩称：1、原告对《神秘园》作品没有合法授权，无权主张任何权利，原告提交的证据，无法证明其有《神秘园》的著作权，反而证明《神秘园》作品的合法权利人是辽宁文化艺术音像出版社，而不是原告；2、我公司不侵权，亦没有任何过错，不应承担任何责任。我公司是根据山东文化音像出版社的委托制作《神秘园》光碟，不负责该光碟的出版、销售，即使侵权，也应该由委托方山东文化音像出版社承担责任。故请求人民法院依法驳回原告的诉讼请求。 被告精彩生活超市辩称，我公司出售的是经合法授权的《神秘园》光碟，不侵权。我公司的供货商是长沙振雄音像公司，该公司得到了原告冲击波公司的授权。 被告精彩生活超市以三份证据证明其购进和经营《神秘园》音像制品的渠道是合法的。 2005年6月，被告山东文化音像出版社作为委托方，被告纪元光电公司作为受托方，共同签订了《录音录像制品复制委托书》（No.0522918），其主要内容为：山东文化音像出版社委托纪元光电公司复制《神秘园》CD两万张。 2006年10月16日，原告工作人员在被告精彩生活超市购得被控侵权CD《神秘园》，一套三张，共计54首乐曲，其中包含了原告请求保护的51首曲目，并取得销售发票（发票号：143010520431）。该CD外包装盒上标有“神秘园Secret Garden、山东文化音像出版社、ISRC CN-E26-05-377-00/A.J6”字样，其中A、B、C三张光盘均刻有激光数码储存片来源识别码（SID码）“ifpiG420”。经查，该SID码属于河北纪元光电有限公司。此外，原告工作人员还在北京、衡阳等地发现并购买了被控侵权CD《神秘园》。 另查明，原告冲击波公司为调查、制止涉案三被告的侵权行为所发生的合理费用为2504元。 问题： 几种强化加工硬化：金属材料在再结晶温度以下塑性变形时强度和硬度升高，而塑性和韧性降低的现象。 强化机制：金属在塑性变形时，晶粒发生滑移，出现位错的缠结，使晶粒拉长、破碎和纤维化，金属内部产生了残余应力。 细晶强化：是由于晶粒减小，晶粒数量增多，尺寸减小，增大了位错连续滑移的阻力导致的强化；同时由于滑移分散，也使塑性增大。 弥散强化：又称时效强化。是由于细小弥散的第二相阻碍位错运动产生的强化。包括切过机制和绕过机制。（2 分） 复相强化：由于第二相的相对含量与基体处于同数量级是产生的强化机制。其强化程度取决于第二相的数量、尺寸、分布、形态等，且如果第二相强度低于基体则不一定能够起到强化作用。（2 分） 固溶强化：固溶体材料随溶质含量提高其强度、硬度提高而塑性、韧性下降的现象。。包括弹性交互作用、电交互作用和化学交互作用。 几种概念 1、滑移系：一个滑移面和该面上一个滑移方向的组合。 2、交滑移：螺型位错在两个相交的滑移面上运动，螺位错在一个滑移面上运动遇有障碍，会转动到另一滑移面上继续滑移，滑移方向不变。 3、屈服现象：低碳钢在上屈服点开始塑性变形，当应力达到上屈服点之后开始应力降落，在下屈服点发生连续变形而应力并不升高，即出现水平台（吕德斯带）原因：柯氏气团的存在、破坏和重新形成，位错的增殖。 4、应变时效：低碳钢经过少量的预变形可以不出现明显的屈服点，但是在变形后在室温下放置一段较长时间或在低温经过短时间加热，在进行拉伸试验，则屈服点又重复出现，且屈服应力提高。 5、形变织构：随塑性变形量增加，变形多晶体某一晶体学取向趋于一致的现象。滑移和孪晶的区别 滑移是指在切应力的作用下，晶体的一部分沿一定晶面和晶向，相对于另一部分发生相对移动的一种运动状态。 孪生：在切应力作用下，晶体的一部分相对于另一部分沿一定的晶面和晶向发生均匀切变并形成晶体取向的镜面对称关系。 伪共晶：在不平衡结晶条件下，成分在共晶点附近的合金全部变成共晶组织，这种非共晶成分的共晶组织，称为伪共晶组合。 扩散驱动力：化学位梯度是扩散的根本驱动力。 一、填空题（20 分，每空格1 分） 1. 相律是在完全平衡状态下，系统的相数、组元数和温度压力之间的关系，是系统的平衡条件的数学表达式：f=C-P+2 2. 二元系相图是表示合金系中合金的相与温度、成分间关系的图解。 3?晶体的空间点阵分属于7大晶系，其中正方晶系点阵常数的特点为a=b M c,a = B =Y =90°，请列举除立方和正方晶系外其他任意三种晶系的名称三斜、单斜、六方、菱方、正交（任选三种）。 4. 合金铸锭的宏观组织包括表层细晶区、柱状晶区和中心等轴晶区三部分。 5．在常温和低温下，金属的塑性变形主要是通过滑移的方式进行的。此外还有孪生和扭 武汉理工历年复试真题 2003年材料学院复试笔试题目 适用专业：材料学、材料物理与化学、材料加工工程 1、简述材料科学与工程的定义、材料的分类以及材料在国民经济建设中的地位和作用。 2、结合自己所学专业，叙述二个本专业的研究热点问题。 3、简述你所熟悉的几种有关材料的测试技术，并写出其中一种测试技术的原理及解析方法。 4、针对你拟选报的研究方向，做一个三年的研究计划。 5、目前，用于材料的合成与制备有许多新方法，请你列举二种方法并加以较详细说明。 2004年材料学院复试笔试题目 第一题： 计算机基础30分,今年考了很多计算机基础知识,总之要看书，难度相当于计算机基础的难度。 第二题： 1.简述材料科学与工程的定义，材料的分类以及材料在国民经意建设中的地位和作用。（15 分） 2.简述两种现代测试分析方法，并举例说明每种方法可分析的内容。（20分） 3.结合自己所学专业，叙述两个本专业的研究热点问题。（15分） 4.目前，用于材料的合成与制备有许多新方法，请你列举其中一种方法并加以说明。（10 分） 5.根据你拟选报的研究方向，写一份课题研究计划。（10分） 第一题： 听力20分（有选择有填空） 第二题： 计算机基础(20分) (一).填空题 1.一个完整的计算机系统包括( )和( ). 2.微型计算机系统的总线包括( )总线、( )总线和( )总线. 3. ( 内存)中保存的数据,一经切断电源,其中的数据将完全消失. 4.WINDOWS98中进入中文输入法按( )键,改变中文输入法按( )键. 5.Excel中的基本数据文件是( ). 6.Internet是全球最大的计算机网络,它的基础协议是( ). (二).单选题 1.内存中每个基本单位都被赋予一个唯一的序号,称为: A.地址 B.字节 C.编号 D.代码 2.计算机的存储容量以KB为单位时,这里1KB表示: A.1000个字节 B.1024个字节 C.1000个2进制位 D.1024个2进制位 3.把计算机的数据存到磁盘上,这种操作叫做: A.输出 B.读盘 C.写盘 D.输入 4.操作系统是_______的接口: A.软件和硬件 B.计算机和外设 C.用户和计算机 D.高级语言和机器语言 5.下面全是高级语言的一组是: A.汇编语言,C,PASCAL B.汇编语言,C,BASIC C.机器语言,C,BASIC D.BASIC,C,PASCAL 6.Word的默认文档扩展名是___ ___;Excel的默认文档扩展名是_____. A.IDX B.DOC C.TXT D.DBF E.XLS 7.一个IP地址由网络地址和___ __两部分构成. A.广播地址 B.多址地址 C.主机地址 D.子网掩码 8.E-MAIL的地址格式是: A. 用户名@邮件主机域名 B. @用户名邮件主机域名 C. 用户名@域名邮件主机 9.一张干净的软盘带上写保护后: A.只能预防已知病毒 B.可以预防所有病毒 C.不能预防病毒 第三题： 专业基础（60分） (任选四题回答) 1.结合你对材料科学与工程的认识与理解,谈谈报考材料类研究生的理由?(15分) 2.介绍一种现代测试技术方法,并举例说明其可分析的内容?(15分) 3.结合自己所学专业，叙述二个本专业的研究热点问题.(15分) 4.结合可持续发展的角度,谈谈产业与能源,环境之间的关系.(15分) 5.目前,用于材料的合成与制备有许多新方法,请你列举二种方法并加以较详细说明.(15分) 6.结合你拟报的研究方向,提出一个研究课题并列出主要研究内容?(15分) 材料科学基础试卷(一) 一、概念辨析题（说明下列各组概念的异同。任选六题，每小题3分，共18分） 1 晶体结构与空间点阵 2 热加工与冷加工 3 上坡扩散与下坡扩散 4 间隙固溶体与间隙化合物 5 相与组织 6 交滑移与多滑移 7 金属键与共价键 8 全位错与不全位错 9 共晶转变与共析转变 二、画图题（任选两题。每题6分，共12分） 1 在一个简单立方晶胞内画出［010］、［120］、［210］晶向和（110）、（112）晶面。 2 画出成分过冷形成原理示意图（至少画出三个图）。 3 综合画出冷变形金属在加热时的组织变化示意图和晶粒大小、内应力、强度和塑性变化趋势图。 4 以“固溶体中溶质原子的作用”为主线，用框图法建立与其相关的各章内容之间的联系。 三、简答题（任选6题，回答要点。每题5分，共 30 分） 1 在点阵中选取晶胞的原则有哪些？ 2 简述柏氏矢量的物理意义与应用。 3 二元相图中有哪些几何规律？ 4 如何根据三元相图中的垂直截面图和液相单变量线判断四相反应类型？ 5 材料结晶的必要条件有哪些？ 6 细化材料铸态晶粒的措施有哪些？ 7 简述共晶系合金的不平衡冷却组织及其形成条件。 8 晶体中的滑移系与其塑性有何关系？ 9 马氏体高强度高硬度的主要原因是什么？ 10 哪一种晶体缺陷是热力学平衡的缺陷，为什么？ 四、分析题（任选1题。10分） 1 计算含碳量0.04的铁碳合金按亚稳态冷却到室温后，组织中的珠光体、二次渗碳体和莱氏体的相对含量。 2 由扩散第二定律推导出第一定律，并说明它们各自的适用条件。 3 试分析液固转变、固态相变、扩散、回复、再结晶、晶粒长大的驱动力及可能对应的工艺条件。 五、某面心立方晶体的可动滑移系为(111) [110].（15分） (1) 指出引起滑移的单位位错的柏氏矢量. (2) 如果滑移由纯刃型位错引起,试指出位错线的方向. (3) 如果滑移由纯螺型位错引起,试指出位错线的方向. (4) 在(2),(3)两种情况下,位错线的滑移方向如何? (5) 如果在该滑移系上作用一大小为0.7的切应力，试确定单位刃型位错和螺型位错 线受力的大小和方向。（点阵常数0.2)。 六、论述题（任选1题，15分） 1 试论材料强化的主要方法、原理及工艺实现途径。 2 试论固态相变的主要特点。 3 试论塑性变形对材料组织和性能的影响。 几种强化 加工硬化:金属材料在再结晶温度以下塑性变形时强度与硬度升高,而塑性与韧性降低的现象。 强化机制:金属在塑性变形时,晶粒发生滑移,出现位错的缠结,使晶粒拉长、破碎与纤维化,金属内部产生了残余应力。 细晶强化:就是由于晶粒减小,晶粒数量增多,尺寸减小,增大了位错连续滑移的阻力导致的强化;同时由于滑移分散,也使塑性增大。 弥散强化:又称时效强化。就是由于细小弥散的第二相阻碍位错运动产生的强化。包括切过机制与绕过机制。(2 分) 复相强化:由于第二相的相对含量与基体处于同数量级就是产生的强化机制。其强化程度取决于第二相的数量、尺寸、分布、形态等,且如果第二相强度低于基体则不一定能够起到强化作用。(2 分) 固溶强化:固溶体材料随溶质含量提高其强度、硬度提高而塑性、韧性下降的现象。。包括弹性交互作用、电交互作用与化学交互作用。 几种概念 1、滑移系:一个滑移面与该面上一个滑移方向的组合。 2、交滑移:螺型位错在两个相交的滑移面上运动,螺位错在一个滑移面上运动遇有障碍,会转动到另一滑移面上继续滑移,滑移方向不变。 3、屈服现象:低碳钢在上屈服点开始塑性变形,当应力达到上屈服点之后开始应力降落,在下屈服点发生连续变形而应力并不升高,即出现水平台(吕德斯带) 原因:柯氏气团的存在、破坏与重新形成,位错的增殖。 4、应变时效:低碳钢经过少量的预变形可以不出现明显的屈服点,但就是在变形后在室温下放置一段较长时间或在低温经过短时间加热,在进行拉伸试验,则屈服点又重复出现,且屈服应力提高。 5、形变织构:随塑性变形量增加,变形多晶体某一晶体学取向趋于一致的现象。 滑移与孪晶的区别 滑移就是指在切应力的作用下,晶体的一部分沿一定晶面与晶向,相对于另一部分发生相对移动的一种运动状态。 孪生:在切应力作用下,晶体的一部分相对于另一部分沿一定的晶面与晶向发生均匀切变并形成晶体取向的镜面对称关系。 伪共晶:在不平衡结晶条件下,成分在共晶点附近的合金全部变成共晶组织,这种非共晶成分的共晶组织,称为伪共晶组合。 扩散驱动力:化学位梯度就是扩散的根本驱动力。 一、填空题(20 分,每空格1 分) 1、相律就是在完全平衡状态下,系统的相数、组元数与温度压力之间的关系,就是系统的平衡条件的数学表达式: f=C-P+2 2、二元系相图就是表示合金系中合金的相与温度、成分间关系的图解。 3、晶体的空间点阵分属于7 大晶系,其中正方晶系点阵常数的特点为a=b≠c,α= β=γ=90°,请列举除立方与正方晶系外其她任意三种晶系的名称三斜、单斜、六方、菱方、正交(任选三种)。 4、合金铸锭的宏观组织包括表层细晶区、柱状晶区与中心等轴晶区三部分。武汉理工大学考试试题纸
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