吉林大学,考研,材料科学,12年真题答案

1、2012 材料学考研真题及参考答案一、名词解释1、交联聚合物： 相邻的线型高分子链节之间通过支链连接成三维空间的网状交联结构。支链聚合物： 合成聚合物的分子是由侧翼的支链连接在主链上形成的。线型聚合物： 组成线型聚合物的单体通过首尾相接的方式形成一条链。2、点缺陷： 其特征是在三维空间的各个方向上尺寸都很小，尺寸范围约为一个或几个原子尺度，故称零维缺陷。线缺陷： 其特征是在两个方向上尺寸很小，另外一个方向上延伸较长，也称一维缺陷。面缺陷： 其特征是在一个方向上尺寸很小，另外两个方向上延展很大，也称二维缺陷。3、稳态扩散： 扩散通量与时间无关的扩散过程。非稳态扩散： 扩散通量与时间有关的扩散过程

2、。4、金属键： 在固态或液态金属中，价电子可以自由的在不同的原子间移动，使其为多个原子共有而形成的化学键。共价键： 是由两个或多个电负性相差不大的原子间通过共用电子对而形成的化学键。有方向性和饱和性。分子键： 分子之间形成的弱相互作用，由分子的取向力、诱导力和色散力导致分子间的作用力。5、穿晶断裂： 断裂过程中裂纹扩展是从晶粒中间穿过的断裂。沿晶断裂： 对于某些合金来说，裂纹扩展是延晶界完成的断裂。6、均匀形核： 新相的晶核是在母相中均匀生长成的。即晶核由液相中一些原子团直接形成的，不受杂质离子或外表面的影响。非均匀（异质）形核：新相优先在母相中存在的异质处形核。即依附于液相中的杂质或外来表面

3、形核。1 /107、固溶体：溶质原子溶入固态的溶剂中，并保持溶剂的晶格类型而形成的均匀混合的相。置换固溶体： 溶质原子取代或代替溶剂原子形成的固溶体。间隙固溶体： 相对尺寸较小的溶质原子占据溶剂晶格间隙位置所形成的固溶体。8、真应力： 载荷 F 与应变开始的瞬时横截面积Ai的比值 T=F/Ai真应变： 如果无体积变化的情况下真应力与真应变的关系为T=ln （1+） T=ln（li/lo） li样品加载前长度， lo：加载瞬间长度工程应变： 与初始长度相比较，某一时刻样品形变的延长率或长度变化，即 =（li- lo）/lo工程应力： 指加载在垂直样品横截面的瞬间载荷与加载前样品的初始横截面积的比

4、值，即=Fi/Ao9、滑移线和滑移面晶体中相邻两部分在切应力作用下沿着一定的晶面和晶向相对滑移，滑移的结果在晶体表面上出现明显的滑移痕迹，痕迹即滑移线，所发生滑移的面为滑移面。10、连续脱溶： 新相晶核在母相中各处同时发生、随机形成，母相的浓度随之连续变化，但母相晶粒外形及位相均不改变。脱溶相均匀分布于基体时称为均匀脱溶；如果脱溶相优先析出于局部区域如晶界、孪晶界、滑移带等处，则为不均匀脱溶。不连续脱溶： 发生不连续脱溶时，从过饱和的基体中以胞状形式同时析出包含有与 两相的产物，其中 相是成分有所改变的基体相，而 相则是脱溶新相，两者以片层状相间地分布，通常形核于晶界并向某侧晶粒生长，转变区形

5、成的胞状领域与为转变基体有明晰的分界面，基体成分在界面处突变且晶体取向也往往有所改变。二、简答2.1从电中性出发，论述陶瓷晶体中的点缺陷的类型和晶体结构。晶格位置缺陷：没有外来杂质时，由组成晶体的基体原子的排列错误形成的点缺陷，又2 /10称本征缺陷。热缺陷是典型的位置缺陷，包括弗兰克尔缺陷（跳到间隙）和肖脱基缺陷（跳到表面）。杂质缺陷：与基体不用的外部杂质原子进入晶体内也构成一种点缺陷，即杂质缺陷。也分两类，一种是置换杂质原子，杂质原子或离子进入原晶体中正常的点阵结构位置上，被束缚在杂质原子处的电子和空穴，为了保证电中性，取决于杂质原子与被取代的原子的价电子的相对数目。第二种是间隙杂质原子，

6、外来杂质原子进入晶体中的间隙位置。电荷缺陷：一定温度下，电子与空穴的产生与复合过程达到平衡，这样虽然未破坏原子排列的周期性，但是由于空穴和电子分别带正电和负点，因此在它们附近形成一个富家电厂，引起周期场畸变，造成晶体的不完整性。晶体结构：为满足电中性，在一个稳定的离子晶体结构中，每个负离子的电价等于或接近于与之临近的各正离子静电强度的总和：由单质晶体组成的晶体结构有金刚石结构，石墨结构， C60,氯溴碘结构，自身能保证电中性；AB 型化合物形成 NaCl、CsCl 结构，闪锌矿结构和纤锌矿结构来保证电中性，以及相似的 AB2， A2B3， ABO3， AB2O4硅酸盐晶体为了满足电中性，可以按

7、硅氧四面体在空间发展的维度来分为孤岛状、组群状、链状、层状和架状硅酸盐晶体。2.2叙述 Frank-Read 位错源增殖的位错的过程。滑移面上的一段刃型位错由于某种原因两端被位错网钉住， 在b的方向上加切应力，使位错向前移动，由于 A,B 被钉扎住，所以位错线发生弯曲，单位长度位错线受滑移力 （Fd=b，方向与位错线本身垂直）的作用，位错线沿它的法线方向扩展，加之钉扎的作用使之绕A,B 发生回旋。当弯出来的线段相互靠近时，两端平行于b的位错方向相反（分别属于左螺旋与右螺旋）相互抵消，形成一闭合的位错环和一小段位错。再重复此过程，使位错不断向外扩散。这个过程叫做Frank-Rend 增值机制。2

8、.3叙述钢中淬火马氏体在回火过程中的组织演变过程。回火过程中分为四个过程：回火第一阶段：马氏体分解，回火温度在 80 到 250 此时随着回火温度升高及回火时间延长，富碳区的碳原3 /10子将发生有序化，继而转变为碳化物析出第二阶段：残余奥氏体分解：在 200 到 300 回火时，残余奥氏体本质上与过冷奥氏体相同，过冷奥氏体可能发生的转变，残余奥氏体都可能发生，此过程为残余奥氏体向马氏体转变回火第三阶段 :250 到 400 之间回火时，获得条状和针状铁素体加片状渗碳体的混合组织第四阶段：高于 400 回火，片状渗碳体逐渐球化并聚集长大，铁素体基体也将发生恢复和再结晶，针条状形态消失2.4 画

9、出体心立方晶胞，并另外单独画出（110）晶面上的原子分布情况，标出晶向 .(110) 晶面即坐标为 (001)(010)(101)（011）的点所在的平面；晶向即坐标为（ 000）（ 111）所在的直线三、画图画出完整的铁碳相图 , 并回答下列问题(1) 标出个关键点的温度和成分(2) 写出各相区的相组成物和组织组成物(3) 某成分铁碳合金的室温组织由 20%a 相和 80%珠光体组成，计算出该合金的化学成分。（4）写出上述问题（ 3）中合金从液相到室温的平衡结晶过程，画出冷却曲线和主要阶段的组织示意图。答：（ 1）见相图2）i.说明：相图中的相区单相区（ 4 个 1 个） L 、 （或用 F

10、 表示，代表铁素体）、 、 、（ Fe3C）两相区（ 7 个） L + ,L + Fe3C，L + , +, +, + Fe3C , +Fe3C。根据相图规则，两个单相区之间必然夹一个两相区，两相区的两个相就由这两个单相区的相组成。4 /10? ? ? 相区的组织组成物见相图。相区的相组成物：ABCD LAHN AHB L + NHJ +JBCE L + JNGSE DCF L + Fe3C5 /10GPS +GPQ FESK + Fe3CQPK 以下 +Fe3C（3）设碳含量为，则：P%0. 0218100%80%=0.620. 02180. 77所以， Wc=0.62%组成相的含量：铁素体

11、 F%6. 690. 6291%Fe3C=9%6. 69100%0. 0218（4）1 点以上为液体，当冷却到 1 点时有 析出， 1-2 点时是 与 L 共存的相区，随温度的降低， 不断增加， L 不断减少。到 2 点时全部变为 。2-3 不变，直到 3 点时，开始析出 F，3-4 F 增多， 不断减少。到 4 时残余 的碳含量达到 0.77%而发生共析转变形成 P。4-5 先共析 F 析出三次渗碳体，但量少，一般可以忽略。该合金的室温组织由先共析 F和 P 组成。四、论述题6 /104.1画出半晶态高分子材料的拉伸变形至断裂的应力应变曲线。该曲线可以划分出哪几个阶段？每个阶段中，材料的内部发生了那些变化？整个曲线分为三段：第一阶段应力随应变线性地增加，试样被均匀拉长，伸长率可达百分之几到百分之十几，随后进入屈服。聚合物在屈服点的应变值通常比金属大得多，而且许多聚合物过了屈服点之后，均发生变软现象。试样的截面变得不均匀，出现一个或几个细颈，细颈与非细颈部分的截面积分别维持不变，而细颈部分不断扩展，非细颈部分逐渐缩短，直至整个试样完全变细为止。应力随应变的增加而增加，直到断裂点。4.2 结合下图给出的亚共析钢TTT 曲线，设