文档介绍：考卷A-答案-评分细则
中南大学考试试卷
2011学年上学期时间110分钟
材料科学基础课程 96 学时 6 学分考试形式: 闭卷卷专业年级: 粉冶工程试验0901 总分100分,占总评成绩70% 注:此页不作答题纸,请将答案写在答题纸上
一、名词解释(24分,每个3分)
1. 晶带轴:
答: 所有平行或相交于同一直线的晶面构成一个晶带。此直线称晶带轴。
2. 伪共晶组织:
答:由非共晶合金所获得的全部共晶组织称为“伪非晶组织。
3. 定向凝固:
答:控制金属或合金熔体的结晶生长方向,获得单一的柱状晶或单晶组织的凝固方法。
4. 包共晶反应:
答:反应L+A→M+C,为四相平衡,其反应物似二元包晶反应,生成物似二元共晶反应,故称包共晶反应。
5. 再结晶:
答:冷变形后的金属加热到一定温度之后,在原变形组织中重新产生了无畸变的新晶粒,而性能也发生了明显的变化并恢复到变形前的状况。
6. 柯肯达尔(Kirkendall)效应:
答:对于臵换式固溶体中溶质原子的扩散,由于溶质和溶剂原子半径相差不大,原子扩散时和空位交换几率不相等,导致两者扩散速率不同。能观察到这种实验结果的实验现象称为Kirkendall效应。
7. 滑移系:
1
答:一个滑移面和此面上的一个滑移方向,一般而言,滑移面和滑移方向往往是金属晶体中原子排列最密的晶面和晶向。
8. 机械合金化:
答:纯组元按比例混和后直接进行高能球磨形成非晶合金。
二、请在立方晶系中写出面OBC’、ODD’O’的晶面指数和OB、OD晶向指数(AD=1/2AB)(8分)
答: [1] OBC’的晶面指数为:(1或;(2分)
ODD’O’的晶面指数为:或(2分)
[2] OB晶向指数为:[110];(2分)
OD晶向指数:[210]。(2分)
三、请从原子排列、滑移性质、柏氏矢量等方面对比刃位错、螺位错的主要特征(16分)
答(要点):
刃型位错:(8分)
晶体中有一个额外原子面,形如刀刃插入晶体
位错线可以是折线或曲线, 但位错线必与滑移(矢量)方向垂直
滑移面惟一
位错线的移动方向与晶体滑移方向平行(一致)
位错线与柏氏矢量垂直
2
螺型位错:(8分)
上下两层原子发生错排,错排区原子依次连接呈螺旋状螺型位错与晶体滑移方向平行,故位错线一定是直线螺型位错的滑移面是不惟一;
位错线的移动方向与晶体滑移方向相互垂直。位错线与柏氏矢量平行
四、对于晶界扩散和体内扩散,假定扩散激活能Q
晶界
≈1/2Q
体积
,试
画出其lnD与温度倒数1/T的曲线,并指出约在哪个温度范围内晶界扩散起主导作用(10分)
答(要点):因晶界扩散激活能Q晶界小于体内扩散激活能,所以
前者的lnD-1/T直线的斜率小于后者,两直线必交于一点。如图所示:
该点的温度就是两者扩散系数相等的温度,即DB=DL,由D=D0exp(-Q/RT),得QB/TB=QL/TL(B:晶界,L:体内扩散)。因为
QB=,所以1/2TB=1/TL,TB=TL/2。
若取TL为固体中最高的扩散温度,即该材料熔点温度,则在约为熔点一半的较低温度下,由于原子在体内扩