2014年北京科技大学材料科学基础考研真题.doc

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2014 年北京科技大学材料科学基础考研真题北京科技大学 2014 年硕士学位研究生入学考试试题 ============================================================================== 试题编号： 814 试题名称：材料科学基础适用专业：材料科学与工程，材料工程（专业学位）说明：所有答案必须写在答题纸上，做在试题或草稿纸上无效。 ============================================================================== 一. 简述题（5 分/小题，共 30 分） 1. 再结晶温度 2. 相平衡条件 3. 上坡扩散 4. 空间点阵 5. 堆垛层错 6. 临界分切应力二、分别回答后述几个问题：1. 指出金属液相结晶时的热力学条件，它一定需要过冷吗？为什么？2. 如何确定液相结晶时的临界晶核半径，在相同的过冷度下，均匀形核与非均匀形核的临界晶核半径和临界晶核形成能哪个大？为什么？3. 反过来，结

晶金属熔化时一定需要过热吗？为什么？4. 能否用经典形核理论讨论再结晶的形核，为什么？（20 分）三、回答以下问题：1. 晶体缺陷主要有哪几种？2. 其中点缺陷主要有哪两种?有哪些方法或手段可提高其数量？3. 当点缺陷扩散到刃位错周围时，会出现什么现象？位错的运动受到怎样的影响？4. 如果点缺陷扩散到一般大角晶界上，又会出现什么现象？晶界的运动受到怎样的影响？(20 分)。四、图 1 为由 A、B 原子组成的一个晶体单胞，点阵参数 a=b=c，===90；回答下列问题：1. 如果 A、B 原子可以随机占据所有可能的位置，该晶胞对应哪种布拉菲点阵？2. 如果 A 只在（0,0,0）位置，B 只在（1/2,1/2,1/2）位置，又对应哪种布拉菲点阵？3. 下列单质及化合物中哪些具有上面涉及到的晶体结构？Mg, α-Fe, γ-Fe, Cu, CuZn, Cu3Zn, CsCl；4. 两种情况下，{100}的面间距各是多少，用点阵常数表示；可能的位错柏氏矢量又分别是什么？5. 各结构对应的强度及塑性相对高低可能是怎样的，给出理由。(20 分) 图 1 白色为 A 原子，黑色为 B 原子

五、下图是低碳钢热轧板带状组织的金相和扫描电镜照片。从凝固、热加工及冷却相变等方面，分析带状组织的形成原因及可能的控制方法。（15 分）六、根据下面所附的 Fe-Ti 相图[CALPHAD, 38 (2012) 155–160]，写出该体系随着温度的降低，所涉及到的三相反应；同时示意画出由大块纯 Fe 和纯 Ti 制作的扩散偶在 1000 K 保持足够长时间后，扩散层中的成分分布曲线，并标注相对应的相。(20 分)

七、分析 Al-Cu 合金中以 Al 为基过饱和α固溶体在不同温度进行退火时发生的脱溶过程。（10 分）八、块体非晶形成能力（GFA）判据研究目前是一个非常活跃的领域。A.Inoue [Acta Mater., 48(2002) 279.]总结的块体非晶合金成分经验规则：1)多于三种元素组成的多元合金体系；2)构成合金体系的元素原子尺寸差较大，主要元素之间的尺寸差比高于 12％； 3)三个主要组元之间的混和焓为负值等得到非晶研究者的广泛认同。从非晶形成热力学、动力学、原子结构及堆垛拓扑关系等方面讨论 Inoue 规则为何具有较好的适应性。（15 分）

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