2022年湖北武汉工程大学材料科学基础考研真题

2022 年湖北武汉工程大学材料科学基础考研真题一、单项选择题（本大题共 10 小题，每小题 3 分，共 30 分）1．晶体在三结晶轴上的截距分别为 2a、3b、6c，该晶面的晶面指数为（）。A、（236）B、（326）C、（321）D、（123）2．依据等径球体的堆积原理得出，六方密堆积的堆积系数（）体心立方堆积的堆积系数。A、大于B、小于C、等于D、不确定3．关于晶体的结构说法正确的是（）。A、晶体内部的质点排列规则有序B、凡是有棱角的物质就是晶体C、晶体的外观规则，但是有些内部结构是无序的D、粉末状的物质不是晶体4．二元凝聚系统平衡共存的相数最多为 3，而最大的自由度数为（）。A、2B、3C、4D、55．质点扩散的真正推动力是（）。A、浓度梯度B、应力场梯度C、电磁场梯度D、化学位梯度6．在稳态扩散中，任一点的（）不随时间变化。A、温度B、浓度梯度C、密度D、浓度7．配位数是指晶体结构中：（）。A、每个原子周围的原子数B、每个原子周围最邻近的原子数C、每个原子周围的相同原子数D、每个原子周围最邻近的和次近邻的原子数之和8．氮、氧在金属中一般占据间隙位置，这是因为（）。A、金属中间隙半径大于氮、氧原子半径B、氮、氧都是气体C、氮、氧原子半径小，能挤入金属中间隙位置D、氮、氧元素可以和金属形成化合物9．钢中的珠光体是（）。A、铁素体和渗碳体的混合物B、铁素体和奥氏体的混合物C、奥氏体和渗碳体的混合物D、铁素体和马氏体的混合物10．在置换型固溶体中，原子扩散方式一般为（）。A、原子互换机制B、间隙机制C、空位机制D、填隙子机制二、简答题（本大题共 5 小题，每小题 12 分，限选 3 题，多做无效，共 36 分）1．影响置换式固溶体固溶度的因素有哪些？2．说明稳态结构与亚稳态结构之间的关系？3．在图 1 所示的晶体中，ABCD 滑移面上有一个位错环，其柏氏矢量 b 平行于 AC，请回答：（1）指出位错环各部分的位错类型？（2）在图中标示出使位错环向外运动所需施加的切应力方向？（3）该位错环运动出晶体后，晶体外形如何变化？4．试从结构和能量的观点解释为什么扩散系数 D 表面>D 晶面D>晶内？5．为什么在成核-生长机理相变中，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？三、计算题（本大题共 5 小题，每小题 20 分，限选 3 题，多做无效，共 60 分）1．一块含碳量为 0.1%的钢在 930℃渗碳，渗碳到 0.05cm 的地方，碳的浓度达到 0.45%，在 t>0的全部时间，渗碳层表面成分为 1%，已知：，请回答：（1）计算渗碳时间？（2）若将渗碳层加深一倍，则需多长时间？附：误差函数表2．如图 2 所示的 Cu 晶界上有一双球冠形第二相 β，已知 Cu 的大角度晶界能为 0.5J·m2。请回答：（1）分别计算当时 Cu 与第二相之间的相界能？（2）讨论晶界上第二相形态与相界能及晶界能之间的关系？3．已知组元 A（熔点 600℃）与组元 B（熔点 500℃）在液态无限互溶，固态时 A 在 B 中的最大固溶度(质量分数)为=0.3，室温时为=0.1；但 B 在固态和室温时均不溶于 A。在 300℃时，含=0.4 的液态合金发生共晶反应。试绘出 A—B 合金相图？并分析=0.2 的合金室温下组织组成物的相对量？4．ZnS 的一种结构为闪锌矿型结构，如图 3 所示，已知锌离子和硫离子半径分别为rZn2+=0.068nm，rs2-=0.156nm，原子质量分别为 65.38 和 32.06。NA=6.02×1023（1）画出 ZnS 晶胞结构投影图？（2）计算 ZnS 的晶胞参数？（3）计算 ZnS 晶体的理论密度？5．铁的原子量为 55.84，密度为 7.3g/cm3，熔点为 1593℃，熔化热为 11495J/mol，固－液界面能为 2.04×10－5J/cm2，已知铁为体心立方晶格，晶格常数 a＝0.305nm，试求：（1）在过冷度为 10k 时的临界晶核大小？（2）估计这些晶核分别由多少个晶胞所组成？四、分析题（本大题共 2 小题，每小题 24 分，限选 1 题，多做无效，共 24 分）1．参考 Cu-Zn 合金相图（图 4）中 Zn 含量 0~37.5%部分和 Cu-Sn 合金相图（图 5）中 Sn 含量0~20%部分，试对比 Cu-30%Zn 和 Cu-10%Sn 合金在做铸件时：（1）哪种合金的疏松倾向较严重？（2）哪种合金含有第二相的可能性大？（3）哪种合金的反偏析倾向大？2．根据图 6 所示的 A－B－C 三元系统相图回答下列问题：（1）指出化合物 S 的性质？（2）指出各无变量点（P、E、R）的性质，并写出其平衡关系？（3）分析熔体 M 在平衡条件下的冷却结晶过程？