2019年南京林业大学理学院829材料科学基础考研仿真模拟五套题

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2019年南京林业大学理学院829材料科学基础考研仿真模拟五套题（一） (2)

2019年南京林业大学理学院829材料科学基础考研仿真模拟五套题（二） (11)

2019年南京林业大学理学院829材料科学基础考研仿真模拟五套题（三） (23)

2019年南京林业大学理学院829材料科学基础考研仿真模拟五套题（四） (30)

2019年南京林业大学理学院829材料科学基础考研仿真模拟五套题（五） (37)

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第 2 页，共 43 页 2019年南京林业大学理学院829材料科学基础考研仿真模拟五套题（一）

特别说明：

1-本资料为2019考研初试学员使用，严格按照该科目历年常考题型及难度仿真模拟；

2-资料仅供考研复习参考，与目标学校及研究生院官方无关，如有侵权、请联系我们立即处理。 ————————————————————————————————————————

一、名词解释

1． 相图

【答案】金属及其他工程材料的性能决定于其内部的组织、结构，金属等材料的组织又由基本的相所组成。由一个相所组成的组织叫单相组织，两个或两个以上的相组成的叫两相或多相组织。相图就是用来表示材料相的状态和温度及成分关系的综合图形，其所表示的相的状态是平衡状态。

2． 上坡扩散

【答案】上坡扩散是指原子从低浓度向高浓度处的扩散，扩散的驱动力是化学位梯度。

3． 热塑性和热固性高分子材料

【答案】高分子材料是由相对分子质量较高的化合物构成的材料，包括橡胶、塑料、纤维、涂料、胶黏剂和高分子基复合材料等。高分子材料按其性能可分为热塑性和热固性高分子材料，其中，热塑性高分子材料可溶、可熔；热固性高分子材料不溶、不熔。利用加热和溶解的方法可将热固性和热塑性材料分辨出来，常用的识别高分子材料的简便方法有经验法、燃烧法、溶解法、仪器分析法等。

4． 晶体

【答案】晶体是原子、分子或离子按照一定的规律周期性排列组成的固体。

二、简答题

5． 在晶体中插入附加的柱状半原子面能否形成位错环？为什么？

【答案】不能形成位错环。假设能形成位错环，由于插入的是附加的柱状半原子面，则该位错环各处均为刃型位错，根据刃型位错的则该位错环每一线元对应的b 应沿着径向，也就是说环上各线元对应的b 不同，这与一条位错线只有一个b 相矛盾。

6． 何为成分过冷？它对固溶体合金凝固时的生长形貌有何影响？

【答案】（1）成分过冷：在合金的凝固过程中，由于液相中溶质分布发生变化而改变了凝固温度，这可由相图中的液相线来确定，因此，将界面前沿液体中的实际温度分布低于由于溶质分布所决定的凝固温度时产生的过冷，称为成分过冷。

（2）对形貌的影响：

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第 3 页，共 43 页 ①当在液-固界面前沿有较小的成分过冷区时，平面生长就会被破坏；

②界面某些凸起的地方，在它们进入过冷区之后，由于过冷度稍有増加，促进了它们进一步凸向液体，但因成分过冷区较小，凸起部分不可能有较大的伸展，使界面形成了胞状组织；

③如果界面前沿的成分过冷区较大，则凸出部分就能继续伸向过冷液相中生长，同时在侧面产生分枝，形成二次轴，在二次轴上再长出三次轴等，这样就形成树枝状组织。

综上述，由于成分过冷，可是合金在正的温度梯度下凝固得到树枝状组织。

7． 杂质掺杂从哪几个方面影响扩散系数？

【答案】（1）杂质原子的掺杂会使其化学成分发生变化，杂质原子的引入使系统热力学稳定性降低从而降低扩散活化能。

（2）生成空位和填隙。晶体中存在着空位，这些空位的存在使原子迁移更容易。在间隙扩散机制中，原子从一个晶格中间隙位置迁移到另一个间隙位置达到扩散的目的。所以杂质原子既生成空位提高扩散系数，又填隙降低了扩散系数，是一个动态平衡。

8． 画一个四方晶胞并标注出坐标原点和三个基矢（a 、b 、c ），然后：（1）在晶胞中画出（210）晶面；（2）画出和一个与（210）晶面和（100）晶面同属一个晶带的晶面，标出它的晶面指数，并写出该晶带轴的晶向指数。

【答案】如图所示。

图

9． 说明材料中的结合键与材料性能的关系。

【答案】材料结合键的类型及结合能的大小对材料的性能有重要的影响，特别是对物理性能和力学性能。

物理性能：（1）结合键越强，熔点越高，热膨胀系数就越小，密度也越大。

（2）金属具有光泽、高的导电性和导热性、较好的机械强度和塑性，且具有正的电阻温度系数，这就与金属的金属键有关。

（3）陶瓷、聚合物一般在固态下不导电，这与其非金属键结合有关。工程材料的腐蚀实质是结合

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第 4 页，共 43 页 键的形成和破坏。

力学性能：（1）晶体材料的硬度与晶体的结合键有关。一般共价键、离子键、金属键结合的晶体比分子键结合的晶体的硬度高。

（2）结合键之间的结合键能越大，则弹性模量越大。

（3）工程材料的强度与结合键能也有一定的联系。一般结合键能高，强度也高一些。

（4）材料的塑性也与结合键类型有关，金属键结合的材料具有良好的塑性，而离子键、共键结合的材料塑性变形困难，所以陶瓷材料塑性很差。

10．根据冷却速度对金属组织的影响，现要获得非晶，亚稳相，请指出其凝固时如何控制。

【答案】要获得非晶可以以极快速度将金属液体冷却，要获得亚稳相也必须使冷却速度远远超过平衡冷却速度。

11．画出相图。

【答案】如图所示。

图

12．在高温时是什么晶体结构？为什么电解质只能在高温时使用？ 【答案】在高温时是立方晶系结构，在低温下发生晶型转变。其晶型有多种变体，低温时为单斜晶系，高温是为四方晶型，更高温为立方晶型。单斜晶性加热到1170°C 转变为四方晶型，再加热至2370°C 则转变为立方晶型。

电解质高温时溶于硫酸、氢氟酸。具有良好的热化学稳定性、高温导电性及较好的高温强度和初性。

三、计算题

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第 5 页，共 43 页 13．Al-Fe-Si 合金的液相面投影图如图所示，请写出全部三相平衡转变与四相平衡转变的转变式，并分析0点成分的合金平衡冷却过程，说明室温下该合金的组织组成物有哪些？

图

【答案】（1）三相平衡转变有：

（2）四相平衡转变有：

（3）0点成分的合金平衡冷却过程：

（4）室温下该合金的组织组成为：

先共晶a+两相共晶

14．完成下列各题

（1）画出的平衡相图，并填写相区。

（2）具体说明相图中有几个单相区、几个两相区和几个三相平衡反应。

（3）说明相图中各水平线的相变过程、相变产物及反应条件。

（4）说明的铁-碳合金从液态平衡冷却到室温时的相变过程和最终平衡组织，并计算其

中各个相的相对含量。 【答案】（1）所画出的平衡相图，如图所示。各个相区的填写，如图中所注。

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