2007年西北工业大学硕士研究生入学试题 材料学专业课
时间：2025-04-03
西北工业大学硕士研究生入学试题 材料学专业课
2007年西北工业大学硕士研究生入学试题 一、 简答题（每题10分，共50分）
1、 请说明什么是全位错和不全位错，并请写出FCC 、BCC 和HCP 晶体中的最短单位位错的柏氏矢量。
2、 已知原子半径与晶体结构有关，请问当配位数降低时，原子半径如何变化？为什么？
3、 均匀形核与非均匀形核具有相同的临界晶核半径，非均匀形核的临界形核功也等于三分之一表面能，为什么非均匀形核比均匀形核容易？
4、 原子的热运动如何影响扩散？
5、 如何区分金属的热变形和冷变形？
二、 作图计算题（每题15分，共60分）
1. 已知某晶体在500℃时，每1010个原子中可以形成有1个空位，请问该晶体的空位形成能是多少？（已知该晶体的常数A ＝0.0539，波耳滋曼常数K ＝1.381×10-23 J / K ）
2. 请计算简单立方晶体中，(111)和 )111(的夹角。
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3. 请判定在FCC 晶体中下列位错反应能否进行：
]111[3]211[6]110[2a a a →+
4. 试画出立方晶体中的(123)晶面和 ]643[晶向。
三、 综合分析题（共40分）
1. 如附图所示，请分析：（24分）
1) 两水平线的反应类型，并写出反应式；
2) 分析Ab 、bg′、g′d′、d′、 d′h′、 h′e、eB 七个区域室温下的组织组成物（ j 点成分小于g 点成分）；
3) 分析I 、II 合金的平衡冷却过程，并注明主要的相变反应；
4) 写出合金I 平衡冷却到室温后相组成物相对含量的表达式及合金II 平衡冷却到室温后组织组成物相对含量的表达式。
2. 请对比分析回复、再结晶、正常长大、异常长大的驱动力及力学性能变化，并解释其机理。（16分）
t/℃ k n j
g i d h A b c 1 g ' c 2 d ' h ' e B δ α
β
I II
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2007年西北工业大学硕士研究生入学试题参考答案
一、简答题（每题10分，共50分）
1、请说明什么是全位错和不全位错，并请写出FCC、BCC和HCP晶体中的
最短单位位错的柏氏矢量。
答：全位错：柏氏矢量等于点阵矢量的整数倍；
不全位错：柏氏矢量不等于点阵矢量的整数倍。
Fcc：
>
<110
2
a
； bcc：
>
<111
2
a
； hcp：
>
<0
11
3
a
2、已知原子半径与晶体结构有关，请问当配位数降低时，原子半径如何变
化？为什么？
答：半径收缩。若半径不变，则当配位数降低时，会引起晶体体积增大。
为了减小体积变化，原子半径将收缩。
3、均匀形核与非均匀形核具有相同的临界晶核半径，非均匀形核的临界形
核功也等于三分之一表面能，为什么非均匀形核比均匀形核容易？
答：因为非均匀形核时，用杂质或型腔充当了一部分晶核。也就是说，需要调动的原子数少。
4、原子的热运动如何影响扩散？
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答：热运动增强将使原子的跃迁距离、跃迁几率和跃迁频率均增大，即增大扩散系数。
5、 如何区分金属的热变形和冷变形？
答：变形温度与再结晶温度的高低关系。高于再结晶温度的为热变形，反之为冷变形。
二、 作图计算题（每题15分，共60分）
1. 已知某晶体在500℃时，每1010个原子中可以形成有1个空位，请问该
晶体的空位形成能是多少？（已知该晶体的常数A ＝0.0539，波耳滋曼常数K ＝1.381×10-23 J / K ）
解： J A c kT E kT
E A c V V 192010
23109.18.1710068.10539
.010ln )]273500(10381.1[ln )exp(----⨯=⨯⨯=+⨯⨯-=-=∆∆-
=
2. 请计算简单立方晶体中，(111)和 )111(的夹角。
解： 3133111cos 222222212121212121=+-=++++++=
l k h l k h l l k k h h α
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α＝70°32'
3. 请判定在fcc 中下列位错反应能否进行： ]111[3]211[6]110[2a a a →+
解：几何条件：
()1113313131612162612121a c b a c b a b b =-+=⎪⎭⎫ ⎝⎛+-++⎪⎭⎫ ⎝⎛-=+（6分）
能量条件：
33262662222222
2a a a a a a >=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=+（6分） 满足几何条件和能量条件，反应可以进行。（3分）
4.试画出面心立方晶体中的 (123) 晶面和 晶向 解：
三、 综合分析题（共40分） 1. 如附图所示，请分析：（24分）
1) 两水平线的反应类型，并写出反应式；
2) 分析Ab 、bg′、g′d′、d′、 d′h′、 h′e、eB 七个区域室温下的组织组成物（ j 点成分小于g 点成分）；
3) 分析I 、II 合金的平衡冷却过程，并注明主要的相变反应；
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4) 写出合金I 平衡冷却到室温后相组成物相对含量的表达式及合金II 平衡冷却到室温后组织组成物相对含量的表达式。
解：
1） 水平线kj 为包晶反应：
n k j L αδ→+（2分）
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