华南理工大学2007年攻读硕士研究生入学考试试卷(金属学)考研真题与答案
2007年华南理工大学物理化学考研试题及参考答案
试计算：(1) 甲烷的vapH m ，vapG m ，vapS m 及该过程的 Q，W；
(2) 环境的S 环和总熵变S。(10 分) 解：(1)利用克-克方程
vapH m =RT2dlnp/dT=2.303RT2dlgp/dT=2.303RT2×(445/T2)K
=2.303×8.315×445J.mol -1 =8522 J.mol -1
(3) H=Qp =0，U=HpV H=0 S =S1+S2 =ncp,m(l)ln( T2/T1+x凝固 Hm/T2 =(18.02×4.184×ln(273.15/268.15) 0.06274×6009/273.15) J.K-1 =0.01269 J.K-1 (4) 过程绝热且S>0，为自发，不是可逆。
注意：本题先算 Q 比算 W 要方便。
3．在 100~120K 的温度范围内，甲烷的蒸气压与绝对温度 T 如下式所示： lg( p/Pa) = 8.974 - 445/(T/K) 甲烷的正常沸点为 112 K。在 105 Pa 下，下列状态变化是等温可逆地进行的。 CH4(l) ＝ CH4(g) (p，112 K)
(2) 绝热可逆膨胀后，等压加热到终态。(15 分)
恒压 解：(1) 状态变化：(T1=298.2K，p1=506.5kPa, V1) (T2=?，p2= p1, V2) 恒容 (T3=298.2K，p3=101.3kPa, V3=V2)
其中：V3=V2=nRT3/p3=(1×8.315×298.2/101300) m3=0.02448m3 理想气体始终态温度相同，U=H=0 S =nRln( p1/p3)= {1×8.315×ln(506.5/101.3)} J.K-1=13.38 J.K-1 G=H-TS=(0-298.2×13.38)J =-3990J
华南理工大学考研历年真题802金属学及热处理硕士学位研究生入学考试试卷(2016年-2014年)
8、下列合金的工程零件可在 1000°C 以上使用的是：（ ）
A. Ni 合金
B. Ti 合金
C. Cu 合金
9、下列合金材料不可用作刀具零件的是：（ ）
A. WC
B. 合金钢
C. 铜合金
10、具有低温脆性的金属材料一般具有什么类型的晶体结构：（ ）
A. FCC
B. BCC
C. HCP
第 1页
三、判断题（正确用“”，错误用“”。每题 2 分，共 20 分） 1、球化退火是使钢中碳化物球化，获得粒状渗碳体的一种热处理工艺。 2、界面能和弹性应变能都是固态相变形核的驱动力。 3、复合材料中，增强体的显微硬度都高于合金基体。 4、工业用黄铜的锌含量一般不超过 50wt.%，按其退火组织可分为ɑ黄铜和（ɑ+）黄
金凝固过程和相组成，并用示意图说明。
第2页
802 华南理工大学
2015 年攻读硕士学位研究生入学考试试卷
（试卷上做答无效，请在答题纸上做答，试后本卷必须与答题纸一同交回）
科目名称：金属学及热处理 适用专业：材料加工工程；材料工程(专业学位)
共2页
一、填空题（每空 1 分，共 20 分）
1、密排六方金属晶胞中的原子数为（1） ，致密度为 （2） ，滑移系数目 （3） 。
802 华南理工大学
2016 年攻读硕士学位研究生入学考试试卷
（试卷上做答无效处理 适用专业：材料加工工程；材料工程(专业学位)
一、填空题（每空 1 分，共 20 分）
共2 页
1. 面心立方金属晶胞中的原子数为（ 1 ），致密度为（ 2 ），配位数为（ 3 ），
四、简答题（每题 8 分，共 40 分） 1、简述粒状珠光体组织的形成机制。 2、简述固溶体合金铸造生产时晶内偏析（或枝晶偏析）产生的原因及该类缺陷对
2007年华南理工大学物理化学一试卷及答案解析
� ∆rG m ={−3954×102 − 2× (−3849×102 + 74.48 T/K)} J·mol-1
=(3744×102 −148.96 T/K) J·mol-1
� ∆rGm = ∆rG m +RTln[pCO/p⊖]
说明：(1)~(2)属电池的热力学问题。(3) 形成固溶体，实质为电池过程。 解：(1) 电池为 Al(s) | AlCl3-NaCl(l) | Al-Zn(a) 正极反应： Al3+ +3e- →Al-Zn (a) 负极反应： Al(s) →Al3+ +3e电池反应：Al(s) →Al-Zn (a) 注意：此电池为浓差电池，电池反应应为从高到低。 (2) 根据 Nernst 方程，E= E⊖ –(RT/3F)lna= –(RT/3F)lna 得
～～ 2 ～～
. 《物理化学》 (多媒体版 ). 北京：高等教育出版社， 2008 年 葛华才等编 葛华才等编. 《物理化学》( 多媒体版). 北京：高等教育出版社，2008
=(2686×102 −270.85 T/K) J·mol-1 反应能进行，∆rGm <0，即
T>268600K/270.85= 991.7K
80
100
wB
二组份系统 t -w B图
mB=900g
(5) 混合物 wB=150/250=0.6，两共轭溶液的组成分别为 53%和 84%。设液相 A 的质量 为 m，利用杠杆规则有两液相的质量之比为
m/(250g-m)=(0.84-0.6)/ (0.6-0.53)=3.249
(6) 大约加热到 37℃时体系由浑浊变清。
华南理工大学金属学及热处理考研试卷
4、重结晶和再结晶都是在固态下的形核与长大的过程，两者没有本质区别。
5、在立方晶系中， 与 是互相平行的两个晶面。
6、对于截面尺寸大，需要大变形，且材料在常温下硬脆性较大的金属制品，应采用热加工主意成型。
7、与纯金属结晶相比，固溶体结晶时除了需要结构起伏和能量起伏外还需要浓度起伏。
A. 与A相同 B. 与B相同 C. 与A、B都不相同
2、符号<u v w>表示_________。
A. 晶面族 B. 晶面 C. 晶向族D.晶向
3、在非匀称形核中，外来杂质形状对形核效果有重要影响，其中________对形核最为有利。
A. 凹曲面状 B. 平面状 C. 凸曲面状
4、因晶体转动而使本来有利于滑移的晶面滑移到一定程度后变成不利于滑移的晶面的现象称为_________。
19、固态金属蔓延最可能按_________举行。
A. 间隙蔓延机理 B. 换位蔓延机理 C. 空位蔓延机理
20、以下四种铝合金中强度最高的是_________。
A．LF6B.LY12C.LC4 D. LD10
三、是非题(每小题1分,共15分)
1、间隙固溶体和置换固溶体均可形成无限固溶体。
2、金属铸件可通过再结晶退火来细化晶粒。
18、QT450-10是的牌号，其中，450表示，10表示。
19、20CrMnTi钢是钢，Cr、Mn的主要作用是，Ti的主要作用是，其总算热处理工艺是。
20、刃型位错的柏氏矢量与位错线互相＿＿＿＿＿＿＿,螺型位错的柏氏矢量与位错线互相＿＿＿＿＿。
二、挑选题(每小题1分,共20分)
1、若A、B两组元形成电子化合物，但是该化合物中A组元所占的质量分数超过了60%，则该相晶体结构_________。
2007华南理工大学硕士入学考试试卷2007真题
第
2
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高分子物理部分（共 75 分）
一、
解释下列基本概念（每题 2 分，共 20 分） 1．构型与构象 3．内聚能密度 5．增塑作用 7．冷流 9．应力松弛 2．高聚物的熔点 4．玻璃化温度 6．高聚物的多分散性 8．溶胀现象 10．内耗
二、判断题 (正确的在括号内打√，错误的打 ；每题 1 分，共 5 分) 1．无规聚丙烯分子链中的碳－碳单链是可以转动的，通过单键内旋转可以把无规立构的聚丙烯转变为全 同立构的聚丙烯。 （ ） 2．因为天然橡胶的相对分子质量很大，加工困难，所以必须进行塑炼。 （ ） 3．高聚物溶解时体系的熵降低，熔体冷却结晶时体系的熵增加。 （ ） 4．同一个力学松弛现象，既可以在较高的温度、较短的时间内观察到，也可以在较低的温度、较长的时 间内观察到。 ( ） 5．高聚物通过加入增塑剂，分子的运动能力增强，其拉伸强度也随着增加。 （ ） 三、选择题 (在括号内填上正确的答案，每个答案 1 分，共 10 分) 1．下列聚合物中，玻璃化转变温度从高到低的正确次序是（ ） A. PE、PS、PP、PC； B. PE、PC、PP、PS； C. PP、PC、PE、PS； D. PC、PS、PP、PE。 2．下列哪个公式是高分子的自由旋转链的均方末端距的表达式，其中 n 是键的数目，l 是每个键的长 度，θ是键角的补角，φ是内旋转的角度。 （ ） 2 2 A．<h >=nl ； 2 2 B. <h >= nl (1+cosθ)/ (1-cosθ) C. <h2>= nl2[(1+cosθ)/ (1-cosθ)]·[(1+cosφ)/ (1-cosφ)] D. <h2>=n2l2 3．聚乙烯与聚丙烯的主要区别之一是（ ） A. 聚乙烯的内聚能密度高； B. 聚乙烯的玻璃化转变温度高； C. 聚丙烯的结晶度高。 D. 聚丙烯的熔点高 4．聚乙烯在以下什么溶剂中才能溶解？ （ ） A. 热的强极性溶剂； B. 热的非极性溶剂； C. 高沸点极性溶剂； D. 极性与非极性的混合溶剂。 5．比较下列哪一种高聚物的加工流动性最好？（ ） A． MI=0.1； B． MI=1； C. MI=10 6．高聚物的强迫高弹形变发生在以下哪个温度范围？（ ）
华南理工大学2007年攻读硕士学位研究生入学考试试卷
1、电路如图1所示，若开关K分别在位置1和位置2时，流过 的电流分别为4A和2A，则开关K在位置3时，流过 的电流为（）。
图1
2、图2所示电路中，受控电压源发出（产生）的功率为（）。
图2
3、图3所示电路中的负载电阻 能够获得的最大功率是（）。
图3
4、若某含源网络N的伏安关系如图4所示，则此网络的等效内阻为（）。
2、若 ，欲使流过电阻 的电流 ，则a、b之间应并接什么元件？其参数为多少？并画出电路图。
图13
四、已知某结点电压方程如下，试绘出其对应的最简单电路，标出电路中各参数值，并求出 、 和 。（10分）
五、计算图14所示电路的 的幅频特性。已知：K＝2， ， 。（12分）
图14
六、在图15所示电路中已知： 及US＝12V。求开关闭合后电阻 中的电流 。（12分）
图18
图8图9
9、图9所示电路中，已知 ， ， ，则电阻 和电感 分别为（）和（）。
10、如图10所示电路中，对称三相负载的功率因数 （感性），三相线电压的有效值 ，电路所消耗的三相总功率为 ，则功率表的读数为（）。
图10
11、图11示电路中，已知 ，电流的 的最大值为4A， ， ， ， ，则电阻 为（）。
图4
5、在图5所示电路中，输入信号u的频率为f（见图5）。若要使输出电压波形仍保持方波，而只是将恒定分量滤掉，则中， =（）。
图6
7、图7电路中，在 时将开关闭合，若开关闭合前电容电压 ，则开关闭合后的电容电压 （）。
图7
8、图8电路在单位冲击电流 A激励下，当初始条件为 ， 时，电压的象函数 （）。
图15图16
七、图16电路中，在 时将开关闭合。闭合之前电路处于稳态，已知： ， ， ， ，求开关闭合后的电流 及电压 。（10分）
2007华南理工大学802金属学及热处理考研试题答案
一、填空题答案
1、体心立方，面心立方，密排六方，面心立方，0.74，{111}，4，<110>，3，12
2、11̅1,11̅2
3、点缺陷，线缺陷，晶界，相界，表面
4、过冷度，自由能降低
5、3，水平，包晶，共晶，共析
6、细晶强化，固溶强化，第二相强化
7、间隙相，间隙化合物
8、滑移，位错
9、铁素体，珠光体，莱氏体，珠光体
10、右，降低，升高
11、奥氏体形核，奥氏体长大，剩余渗碳体溶解，奥氏体成分均匀化
12、体心立方，面心立方，体心立方
13、560,3，回火马氏体，高耐磨，高硬度
14、防止晶间腐蚀，细化晶粒
15、片状，球状，蠕虫状，团絮状，QT450-5
16、固溶，过饱和固溶体，时效
二、选择题答案
1、B
2、A
3、A
4、B
5、B
6、C
7、C
8、B，该合金为冷作模具钢，回火有二次硬化现象
9、A
10、B
11、A
12、C。
华南理工大学2007年攻读硕士学位研究生入学考试试卷
433华南理工大学2007年攻读硕士学位研究生入学考试试卷（试卷上做答无效，请在答题纸上做答，试后本卷必须与答题纸一同交回）科目名称：自控基础综合适用专业：控制理论与控制工程交通信息工程及控制控制理论与控制工程系统分析与集成控制理论与控制工程检测技术与自动化装置系统工程模式识别与智能系统3. 一非线性系统的结构如图2所示，其中非线性环节的参数K＝1，a＝0.5。
设原系统处于静止状态。
()()t R t r 10⋅=ee &−1) 试在相平面上绘出输入时，R 0>0，的相轨迹。
()()t t V t r 10⋅=ee &−2) 试在相平面上绘出输入时，V 0>0,的相轨迹。
3) 说明死区非线性特性引入对系统输入响应动态性能的影响。
(此题25 分)4. 如图3所示的离散系统中，采样周期 =0.2秒，放大系数K=1，试求⑴系统的开环脉冲传递函数G(z)、闭环脉冲传递函数Φ(z)；⑵判断系统的稳定性;⑶。
(此题16 分)(附的Z 变换: s T ()a z z −/)(,)()(s nT c t t r 时1=n a )u uy y y 10107+=+−&&&&5．设系统运动方程为：，要求：（1）写出系统的能控标准型并绘出其相应的模拟结构图；（2）写出系统的能观标准型并绘出其相应的模拟结构图；（3）写出系统的对角线标准型，并绘出相应的模拟结构图。
(此题22 分),101201u x x ⎥⎦⎤⎢⎣⎡+⎥⎦⎤⎢⎣⎡−−=&[]x y 11=6．已知系统的状态空间表达式为。
求：（1）利用李雅普诺夫第二方法判断该系统平衡状态的稳定性；(2) 若系统输入,)(t t u =，求系统的状态方程的解;（3）对该系统进行精确离散化，并判断离散化后系统的能控能观性和画出离散化后系统的模拟结构图。
此时，采样周期T＝1。
(此题28 分)⎥⎦⎤⎢⎣⎡=⎥⎦⎤⎢⎣⎡10)0()0(21x x。
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华南理工大学2007年招收硕士学位研究生入学考试试卷
（试卷上做答无效，请在答题纸上做答，试后本卷必须与答题纸一同交回）
科目名称：844金属学
适用专业：材料科学与工程学院生物医学工程（01生物医学材料、02靶向药物载体与材料、03组织工程与组织工程材料方向），材料加工工程（02材料表面技术、03纳米功
能材料、04高性能金属材料、05薄膜材料、06磁性材料及器件、07电子封装材
料及工程方向）专业
一、填空题（每个空格0.5分，共10分）
（1）在实际晶体中，晶体堆垛顺序发生局部差错而产生的一种晶体缺陷称为，它是一种缺陷。
（2）在立方晶系中，一晶面在X、Y、Z坐标轴上的截距分别为1、1/3、1/2，其晶面指数为，属于晶面族。
（3）相变反应式γ（固）→（固）+（固）表示反应；相变反应式L（液）+ （固）→（固）表示反应。
（4）均匀形核既需要起伏，又需要起伏。
（5）纯金属结晶时，固液界面按微观结构分为和。
（6）根据组织特征，铁碳合金含碳量wc＜0.0218%的为；wc＞2.11%且碳以Fe3C形式存在，断口呈亮白色，称为。
（7）将固溶体按溶质原子在晶格中所占位置分类，可分为固溶体和固溶体
（8）面心立方晶胞中的原子数为；密排六方晶胞中的原子数为。
（9）螺型位错的位错线于滑移方向，位错线的运动方向于位错线。
（10）一个滑移系是由和组成。
二、选择题（每小题1.5分，共15分）
（1）[1-
20]晶向与晶向方向相反。
A.[-
1
-
20] B.[
-
120] C.[120]
（2）下列晶体缺陷中，为线缺陷。
A.孪晶界
B.空位
C.位错
（3）在形成金属化合物的二元合金相图中，稳定化合物是。
A.一条斜线
B.一条垂直线
C.一条水平线
（4）随着含碳量的增加，铁碳合金的组织变化顺序为。
A.珠光体→铁素体→莱氏体
B.莱氏体→珠光体→铁素体
C.铁素体→珠光体→莱氏体
（5）拉伸单晶时，滑移面转向时最易滑移。
A.与外力轴交成45º
B.与外力轴平行
C.与外力轴垂直
（6）根据二元相图相区接触规则，。
A.两个单相之间必定有一个单相区隔开
B.两个两相区必须以单相区或三相水平线隔开
C.三相水平线和四个两相区相邻
（7）一根弯曲的位错线，。
A.具有唯一的位错类型
B.具有唯一的柏氏矢量
C.位错类型和柏氏矢量处处不同
（8）金属中通常存在着溶质原子或杂质原子，它们的存在。
A.可能使晶格常数增大，也可能使其减小B总是使晶格常数减小
C.总是使晶格常数增大
（9）界面能最低的相界面是。
A.共格界面
B.非共格界面
C.小角度界面
（10）面心立方晶格中，下列晶面的晶面密度最大。
A.{110}
B.{100}
C.{111}
三、名词解释（每小题4分，共20分）
（1）配位数
（2）加工硬化
（3）共格界面
（4）再结晶
（5）离异共晶
四、简答题（每小题6分，共30分）
（1）简述金属原子的结构特点。
（2）什么是表面能?影响表面能的因素主要有哪些？
（3）简述溶质原子的大小对间隙固溶体的固溶度的影响作用。
（4）简述晶向指数的确定步骤。
（5）金属塑性变形后形成的残余应力有哪几类？它们分别由什么原因引起？
五、论述题（每题25分，共75分）
（1）论述固溶体合金在结晶时产生的正偏析、负偏析现象及其形成原因。
（2）什么是回复？论述低温回复、中等温度和较高温度回复的机理。
（3）根据Fe-Fe3C相图（见下图及有关数据表），分别描述：① wc = 1.5 %的铁碳合金；② wc = 4.5%的铁碳合金从液态冷却至室温的平衡结晶过程，并写出其室温平衡组织。
有关数据表
特征点温度, ℃含碳量
w c, %
特征点温度, ℃
含碳量
w c, %
A 1538 0 H 1495 0.09
B 1495 0.53 J 1495 0.17
C 1148 4.30 K 727 6.69
D 1227 6.69 N 1394 0
E 1148 2.11 P 727 0.0218
F 1148 6.69 S 727 0.77
G 912 0 Q 600 0.0057
华南理工大学2007年招收硕士学位研究生入学考试试卷答案解析（试卷上做答无效，请在答题纸上做答，试后本卷必须与答题纸一同交回）
科目名称：844金属学
适用专业：材料科学与工程学院生物医学工程（01生物医学材料、02靶向药物载体与材料、03组织工程与组织工程材料方向），材料加工工程（02材料表面技术、03纳米功
能材料、04高性能金属材料、05薄膜材料、06磁性材料及器件、07电子封装材
料及工程方向）专业
二、选择题（每小题1.5分，共15分）
（7）一根弯曲的位错线，。
A.具有唯一的位错类型
B.具有唯一的柏氏矢量
C.位错类型和柏氏矢量处处不同
【答案解析】
答案选择B。
第一章中柏氏矢量的重要特性。
考生应将这部分的知识点熟记，常以填空、选择的形式出现。
其中，考生易犯的错误是认为“弯曲的位错线位错类型和柏氏矢量处处不同”，实际上，一条不分叉的位错线，不论其形状如何，只有一个恒定的柏氏矢量。
与柏氏矢量重要特性的第四条——“一条位错线的柏氏矢量是恒定不变的，它与柏氏回路的大小和回路在位错线上的位置无关。
”是相符合的。
四、简答题（每小题6分，共30分）
（5）金属塑性变形后形成的残余应力有哪几类？它们分别由什么原因引起？
【考察重点】
这是第六章常考察的重点。
各位考生注意要对这类记忆性的考点进行联想性、对比性、逻辑性记忆，以减轻备考负担。
残留应力分为三类，宏观内应力、微观内应力（对比记忆）、点阵畸变（占变形金属总储存能的绝大部分）。
同时应联想记忆这些残留应力的消除方法。
【答案解析】
残留应力的分类：
金属塑性变形过程中，外力所做的功大部分以热能散失，但有一小部分保留在金属内部，形成残留应力，可以把它们分为三类：
①宏观内应力（第一类内应力）
宏观内应力是由于金属工件或材料各部分的不均匀变形所引起的，它是在整个物体范围内处于平衡的力。
若除去其中一部分，力的平衡就遭到破坏，就会产生变形。
②微观内应力（第二类内应力）
它是金属经冷塑性变形后，由于晶粒或亚晶粒变形不均匀而引起的，它是在晶粒或亚晶粒范围内处于平衡的力。
如果此应力在局部超过一定的数值，可能会使工件在不大的外力下产生显微裂纹，导致断裂。
③点阵畸变（第三类内应力）
塑性变形使金属内部产生大量的位错和空位，使点阵中的一部分原子偏离其平衡位置，造成点阵畸变。
它的作用范围更小，只在晶界、滑移面等附近不多的原子群范围内维持平衡，具有向稳定状态转变的自发趋势。
五、论述题（每题25分，共75分）
（1）论述固溶体合金在结晶时产生的正偏析、负偏析现象及其形成原因。
【考察重点】
第三章的基础考点，属于不平衡结晶及其组织的内容。
【答案解析】
铸锭中低熔点元素的含量从先凝固的外层到后凝固的内层逐渐增多，高熔点元素的含量逐渐减少，这种区域偏析称为正偏析。
比如K0<1的合金，根据溶质的分配规律，在不平衡结晶过程中，溶质原子在固相中基本不扩散，则先凝固的固相中溶质原子浓度低于平均成分。
如果结晶速度慢，液体内的原子扩散比较充分，溶质原子通过对流可以向远离结晶前沿的区域扩散，使后结晶的液体的浓度逐渐提高，结晶结束后，铸锭（件）内外溶质浓度差别较大，即正偏析严重；如果结晶速度较快，液相内不存在对流，原子扩散不充分，溶质原子只在枝晶间富集，则正偏析较小。
正偏析一般难以避免，通过压力加工和热处理也难以完全改善，正偏析使铸锭（件）性能不均匀，因此在浇注时应采取适当的措施。
相反，如果是低熔点元素富集在铸锭先凝固的外层，则这种现象称为负偏析。
其原因大致是，原理铸件中心地区富集低熔点元素的液体，由于铸件凝固时发生收缩而在树枝晶之间产生空隙（此处为负压），加上温度降低使液体中的气体析出而形成压强，把铸件中心低熔点元素浓度较高的液体沿着柱状晶之间的“渠道”压至铸件的外层，形成负偏析。
这种偏析多发生在结晶范围较大的合金中，例如锡青铜铸件表面出现的“锡汗”就是典型的负偏析，会使铸件的切削性能变差。