2008年东南大学材料科学基础真题答案讲解.doc

2008年东南大学材料科学基础真题（百度截图） 2008年东南大学材料科学基础真题答案 一选择 1-5 accdb 6-10 abbda 11-15 bcccb 16-20 bcbbb 二 1、2如下 三 先以正对我们的一面作为计算原子半径的依据，也就是1/4高处的原子和底边顶点上的原子构成一个等腰三角形，且这个原子是与底边顶点上的原子相切，根据勾股定律求得原子半径是r=0.15，再通过计算一个晶胞里面有4个原子，可以知道致密度K=4*4/3πr3/abc=52.5% 四 非均匀形核由于外界杂质颗粒或者铸型内壁（基底）等可以促进了结晶形核的形成，依附于这些已经存在的表，可以使得形核界面能降低，所以非均匀形核功小于均匀形核功；在基底不起作用的情况下，也就是接触角θ=180°的情况下，二者形核功相等。 如图θ就是润湿角，ΔGhet=ΔGhom(2-3cosθ+cos3θ)/4,由杨氏方程σLw=σαLcosθ+σαw当液相与基底之间的界面能越大时，接触角θ越大,这也很好理解，当二者之间界面能很大，就说明液相很难铺展在基底上，接触角也就很大了。 成分过冷的临界条件是G=Rmw0(1-k0)/Dk0，也可以写作G/R=ΔT/D，影响成分过冷的因素是：液固界面浓度w0，液相线斜率m，平衡分配系数k0，，扩散系数D，温度梯度R，凝固速度v，当w0、m越大，而k0很小的时候，会导致凝固温度范围ΔT增大，这样就会有很大空间范围导致成分过冷产生；当凝固速度v一定时，实际的温度梯度R越小，也容易产生成分过冷；当凝固速度过大，那么在短时间里面液体混合程度会减小，那么在边界层处会有大量的溶质聚集，这样也容易产生成分过冷。 一般只有在平衡凝固条件下，在共晶成分的合金才能得到全部的共晶组织，但是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到全部的共晶组织，这种由非共晶成分的合金得到的共晶组织叫做伪共晶，在非平衡凝固条件下比较容易形成伪共晶。 五 1、1495℃ L0.53+δ0.39→γ 包晶反应 1154℃ L4.26→γ2.08+C 共晶 1148℃ L4.3→ε2.11+Fe3CⅡ 共晶（Ld） 727℃ γ0.77→α0.0218+Fe3C 共析 直接杠杆定律，Fe3CⅡ%=（1.0-0.77）/（6.69-0.77）=3.8% 六 1、1037℃ L+β→Z(不好意思，这里实在看不清，是包晶反应) 1036℃L8.8→α7.4+β9.0 共晶反应 1021℃ c+z→γ0 包晶反应 964℃ z→β+γ0 共析反应 3如下，画这样的步冷曲线，要记住口诀：遇到液相线斜率减小，遇到固相线斜率增加，遇到共晶、共析、包晶反应是一个平台，曲线如下。 七 1、四相平衡共晶转变条件：在共晶转变温度（E点）以上有L+α+β、L+β+γ、L+α +γ三个三相平衡区，在E点以下只有一个α+β+γ三相平衡区，也就是四相平衡区和三相平衡区的连结满足三上一下的特征；四相平衡包晶反应满足条件：四相平衡面是一水平直线，在它上方有一个三相平衡区L+α+β,在它下方有三个三相平衡区L+α+γ、α+β+γ、L+β+γ，也就是满足一上三下原则；四相平衡包共晶反应满足条件：在包晶转变点（Tp）以上有两个三相区L+α+γ、L+α+β，在Tp以下有α+β+γ、L+β+γ两个三相区，即满足两上两下特征。 2、700℃ -800℃ γ+C1→ α+C3,γ+C2→ α+C1;1200℃-1300℃ α+L→γ+C2 ,L+α+γ+C2 3、33：α+(α+β)+(α+β+γ)+αⅡ+βⅡ+γⅡ 25:β+(β+γ)+αⅡ+βⅡ+γⅡ 17:γ+(γ+α)+αⅡ+γⅡ 15:β+αⅡ+γⅡ 6 :γ+(γ+β)+βⅡ+γⅡ 八 这题考察37°重合点阵模型，经过长时间加热后，晶界会背离丝轴使得角度变大，直到达到37°，第二问显然是靠近[111]轴旋转，直到角度达到37°。 九 先写出反应式肖克利不全位错是a/6＜112＞,根据已知条件可以得到：a/2[110]→a/6[211]+[12-1],满足几何和能量条件，下面再来计算距离： 分解之后两位错间的夹角满足cosθ=[211]*[12-1]/6=0.5，所以夹角θ=60°，因此二者之间作用力F=Ga2√6×√6×0.5/(2πd×36)，这是排斥力，由于堆垛层错γ是吸引力，所以当F=γ时，二者平衡，此时就有d=Gb2/(24πγ),b2=a2/6，代入得到d=Ga2/(144πγ),其中G是剪切模量，a是晶格常数，γ是层错能均是已知常数。 十 可能会受到晶界