2012材科基真题精讲课稿.pptx

北京科技大学硕士研究生入学考试 2012年《814材料科学基础》真题、答案详解与点评 主讲人：何庆 北 京 科 技 大 学 2012年硕士学位研究生入学考试试题 一、简答题 (8分/题，共40分) 1.写出七种晶系的名称及点阵参数之间的关系； 详解： 点评：本题属于晶体学基础的知识范畴，这其中晶系的对称性和点阵常数间的关系，以及各种晶系可能具有的布拉菲点阵（共14种）考生都应该很熟悉，这样在遇到类似关于晶体学基础的知识才能从容应对 2. 简述临界分切应力的概念； 详解： 点评：本题实际考察的是有关Schmid定律的知识， Schmid定律或临界分切应力定律即滑移系开动所需要的临界分切应力是与外力无关的常数。 3.给出一级相变和二级相变的分类原则和相变特征； 详解： 点评：本题考查的是相变分类，其中题中的是按相变时热力学参数变化的特征分类，把相变分为一级相变和高级相变，考生只需要记住n级相变就可以了，即相变时两相化学势的n-1阶偏微商相等，而n阶偏微商不相等时，成为n级相变。一般来说二级以上的高级相变不常见。 4. 分析金属或合金的结晶形态； 详解： 点评：本题考查的是凝固组织的知识，分为纯晶体凝固和合金凝固， 在实际过程中，纯晶体凝固一般很难实现，大多数都是合金凝固，也就是不可避免地存在成分过冷。 5. 给出再结晶温度的定义。 详解： 点评：本题考生应该注意，再结晶温度并不是再结晶开始时候的温度，而是在一定时间内完成再结晶的最低温度，里面的关键字是一定时间和最低温度。有关于再结晶的知识在历年考题中考查力度很大，如再结晶定义、再结晶过程、再结晶驱动力等等。 二、纯Cu晶体在常温下的点阵常数为a=0.3615nm: 1. 指出其晶体结构类型和配位数（3分）； 2. 简略计算Cu原子半径、原子致密度和两类间隙半径（6分）； 3. 画出Cu原子在（111）晶面的分布情况，并计算其晶面间距和原子在晶面上的致密度（6分）。（共15分） 详解： 点评：本题考查的是晶体结构的知识点，考查的是最基本的面心立方结构Cu，这种基本结构的晶体结构考生应该都能自己画出来，并且熟记其一些关键参数的计算公式，如致密度、空隙半径等等。 三、分别画出下列离子晶体的布拉菲点阵 (下图中的点阵参数均为a=b=c，α=β=γ=90o) 。(10分) NaCl CaF2 CaTiO3 详解：解答本题首先要明白晶体结构与空间点阵的区别和联系：区别：空间点阵是晶体中质点排列的几何学抽象，用以描述和分析晶体结构的周期性和对称性，由于个阵点的周围环境相同，故它只有14种类型；而晶体结构则是指晶体中实际质点的具体排列情况，它们能组成各种类型的排列，因此存在的晶体结构是无限的。 联系：空间点阵+结构基元=晶体结构，若将每个结构基元抽象成一个点，这些点具有相同的几何和物理环境，这些点在空间周期排列就形成空间点阵。 点评：本题只要明白晶体结构和空间点阵之间的关系和转换方式就能轻松解答，所以考生对于他们之间的关系应该熟记。 四、示意画出下面的Ti-Zr体系中bcc和hcp相在1155、1139、1000和878K?时的Gibbs自由焓-成分曲线。(15分) 点评：题中所示为固相和液相两相区具有最低共同点的相图，这种相图产生的原因是当液相中两组元更倾向于集合，液相的自由能曲线会比固相自由能曲线更加下凹，在某些温度下固相和液相的吉布斯自由能曲线会出现两条公切线，即在一些温度下相图两侧都出现固相+液相区。随温度降低，这两个两相区接近，最后，相图的固-液相区出现最低共同点。 五、根据下面的Al-Zn相图, 1. 写出其中的三相反应式（4分）； 2. 画出x(Zn)=0.80合金的缓慢冷却曲线，并写出各阶段相对应的组织（8分）； 3. 画出上述合金缓慢冷却到室温时的组织示意图，并计算各组织组成物的相对含量 (8分)。 （共20分） 详解：1. 2. 3. 点评：本题是将相图和凝固相结合，考查了相图的基本知识和凝固过程中的组织变化，其实只要能熟练掌握铁碳相图以及各典型合金的凝固过程和组织，就能轻易解答这类题型。 六、根据上面的Al-Zn相图，将纯Al和Zn形成扩散偶，在600K长时间保温，示意画出扩散层中x(Zn)随扩散距离d的变化曲线及相应出现的物相。（10分） 详解：由Al和Zn组成的扩散偶在600K下保温并扩散一定时间后，在扩散偶中分别出现一系列相邻接的单相区，其排列顺序和相图中的顺序相同。沿扩散偶的浓度分布在界面处会出现不连续的跳跃，如果各相中的扩散系数差异不很大，在扩散偶中各个相区所占的相对宽度大体和相图中各组元所占的相对宽度成比例。 点评：本题考查的反应扩散的知识，即扩散过程的连续进