西工大材料考研专业课

西北工业大学

2011年硕士研究生入学考试试题

试题名称：材料科学基础（A卷） 试题编号：832 说 明：所有答题一律写在答题纸上 第 1 页 共 2 页

一、

简答题（每题10分，共50分）

1. 请从原子排列、弹性应力场、滑移性质、柏氏矢量等方面对比刃位错、

螺位错的主要特征。

2. 何谓金属材料的加工硬化？如何解决加工硬化对后续冷加工带来的困

难？

3. 什么是离异共晶？如何形成的？

4. 形成无限固溶体的条件是什么？简述原因。

5. 两个尺寸相同、形状相同的铜镍合金铸件，一个含90%Ni，另一个含

50%Ni，铸造后自然冷却，问哪个铸件的偏析严重？为什么？

二、

作图计算题（每题15分，共60分）

1、写出{112}晶面族的等价晶面。

2、请判定下列反应能否进行：

3、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）

4、单晶铜拉伸，已知拉力轴的方向为[001]，ζ=106 Pa，求(111)面上柏氏矢

量

1 / 41

a2[111]?a2[111]?a[001]

的螺位错线上所受的力（）

三、 综合

西北工业大学

2011年硕士研究生入学考试试题

试题名称：材料科学基础（A卷） 试题编号：832 说 明：所有答题一律写在答题纸上 第 1 页 共 2 页

一、

简答题（每题10分，共50分）

1. 请从原子排列、弹性应力场、滑移性质、柏氏矢量等方面对比刃位错、

螺位错的主要特征。

2. 何谓金属材料的加工硬化？如何解决加工硬化对后续冷加工带来的困

难？

3. 什么是离异共晶？如何形成的？

4. 形成无限固溶体的条件是什么？简述原因。

5. 两个尺寸相同、形状相同的铜镍合金铸件，一个含90%Ni，另一个含

50%Ni，铸造后自然冷却，问哪个铸件的偏析严重？为什么？

二、

作图计算题（每题15分，共60分）

1、写出{112}晶面族的等价晶面。

2、请判定下列反应能否进行：

3、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）

4、单晶铜拉伸，已知拉力轴的方向为[001]，ζ=106 Pa，求(111)面上柏氏矢

量

1 / 41

a2[111]?a2[111]?a[001]

的螺位错线上所受的力（）

三、 综合

1．分析固态相变的阻力。 2．分析位错促进形核的主要原因。

3．下式表示含n个原子的晶胚形成时所引起系统自由能的变化。

?G??bn(?Gv?Es)?an2/3??/?)

式中：?Gv —— 形成单位体积晶胚时的自由能变化；

γ

α/β

—— 界面能；

Es —— 应变能；

a、b —— 系数，其数值由晶胚的形状决定。 试求晶胚为球形时，a和b的值。若?Gv，γ晶核的形核功?G*。

4．A1-Cu合金的亚平衡相图如图8-5所示，试指出经过固溶处理的合金在T1，T2温度时效时的脱溶顺序；并解释为什么稳定相一般不会首先形成呢? 5．xCu＝0.046的Al-Cu合金(见图4-9)，在550℃固熔处理后。α相中含xCu＝0.02，然后重新加热到100℃，保温一段时间后，析出的θ相遍布整个合金体积。设θ粒子的平均间距为5 nm，计算： (1) 每立方厘米合金中大约含有多少粒子?

(2) 假设析出θ后，α相中的xCu＝0，则每个θ粒子中含有多少铜原子(θ

相为fcc结构，原子半径为0.143 nm)?

6．连续脱熔和不连续脱熔有何区别?试述不连续脱熔的主要特征?

α/β

，Es均为常数，试导出球状

7．试述Al-Cu合金的脱熔系列及可能出现的脱熔相的基本特征。

第一到三章

一， 晶体的概念

晶体，准晶体，非晶体定义 二， 晶体的特性与非晶体的联系

晶体的共同特点 三， 晶体学基础

空间点阵（空间点阵与晶体结构的区别）

晶胞，晶胞参数，晶胞中质点数的计算，布拉菲点阵 四， 晶体中质点的堆积

1. 最紧密堆积原理与最紧密堆积方式 2. 内在因素对晶体结构的影响

质点的相对大小，配位数与配位多面体，离子极化

3. 外在因素对晶体结构的影响

同质多晶，类质同晶 无机化合物的结构

AX 结构,ABO3结构，ABO4结构，AB2O4结构 无机化合物结构鲍林规则与硅酸站晶体组成表征 无机化合物结构特点及分类

有关结构的主要内容：（1）晶系（2）组成部分（3）配伦数 （4）晶胞中结构单元数目及位置（5）格子形式

五，

六，

晶体结构缺陷

1. 缺陷的类型

分类方式：几何形态与形成原因

2. 点缺陷 3. 线缺陷 4. 面缺陷

分界，表面，界面，堆积层错，镶嵌结构

5. 固溶体

6. 非化学计量化合物（非化学计量化合物的特点）

第四章

1. 硅酸盐熔体的聚合物理论

2. 粘度和表面张力的定义及其影响因素 3. 玻璃的通性及其形成玻璃的条件 4. 玻璃晶子学说和无规则网络

1.在Al-Mg合金中，xMg=0.05，计算该合金中Mg的质量分数(wMg)(已知Mg的相对原子质量为24.31，Al为26.98)。

2．已知Al-Cu相图中，K＝0.16，m＝3.2。若铸件的凝固速率R＝3×10-4 cm/s，温度梯度G＝30℃/cm，扩散系数D＝3×10-5cm2/s，求能保持平面状界面生长的合金中WCu的极值。

3．证明固溶体合金凝固时，因成分过冷而产生的最大过冷度为：

?TmaxmwC0Cu(1?K)GD?mwC0Cu(1?K)R????1?ln?KR?GK?

最大过冷度离液—固界面的距离为：

D?mwC0Cu(1?K)R?x?ln??R?GDK?

式中

m —— 液相线斜率； wC0Cu —— 合金成分； K —— 平衡分配系数； G —— 温度梯度； D —— 扩散系数； R —— 凝固速率。

说明：液体中熔质分布曲线可表示为：

?1?K?R??CL?wC0Cu?1?exp??x??K?D?? ?4．Mg-Ni系的一个共晶反应为：

L?0.235??(纯Mg)?Mg2Ni?0.546wNiwNi

设w1Ni＝C1为亚共晶合金，w2Ni=C2为过共晶合金，这两种合金中的先共晶相的质量分数相等，但C1合金中的α总

1．锌单晶体试样的截面积A＝78.5 mmz，经拉伸试验测得有关数据如表6-1所示。试回答下列问题：

(1) 根据表6-1中每一种拉伸条件的数据求出临界分切应力τk，分析有无规律。

(2) 求各屈服载荷下的取向因子，作出取向因子和屈服应力的关系曲线，说明取向因子对屈服应力的影响。

表6-1 锌单晶体拉伸试验测得的数据

屈服载荷／N υ/( °) λ/( °) 620 83 25.5 252 72.5 26 184 62 3 148 48.5 46 174 30.5 63 273 17.6 74.8 525 5 82.5 2．低碳钢的屈服点与晶粒直径d的关系如表6-2中的数据所示，d与，，是否符合霍尔配奇公式?试用最小二乘法求出霍尔—配奇公式中的常数。

表6-2 低碳钢屈服极限与晶粒直径

d/?m σs/(kPa) 400 86 50 121 10 180 5 242 2 345 3．拉伸铜单晶体时，若拉力轴的方向为[001]，σ＝106Pa。求(111)面上柏氏矢

a[110]量b=2的螺型位错线上所受的力(aCu＝0.36nm)。

4．给出位错运动的点阵阻力与晶体结构的关系式。说明为什么晶体滑移通常发生在原子最密排的晶面和晶向。

5．对于面心

姓名：杜随更 院系：机电学院 职称：教授 博士导师

杜随更，男，1963年生，博士，教授/博导。曾任陕西省摩擦焊接工程技术中心主任、陕西省摩擦焊接重点实验室主任、西北工业大学摩擦焊接研究所所长。现在西北工业大学现代设计与集成制造教育部重点实验室工作，兼任中国焊接学会压力焊专业委员会委员。教学方面，先后承担三门本科生课程和四门研究生课程的讲授任务，指导研究生15人。科研方面，先后主持三项国家自然科学基金、三项航空科学基金、一项国防预研基金、一项中国APEC科技产业合作基金，以及二十余项横向课题。发表学术论文50余篇，EI收录23篇，SCI收录4篇。荣获国防科工委科技进步三等奖、陕西省科技进步一等奖、陕西省科技进步二等奖各一项。获得国家发明专利五项，申请专利五项，获计算机软件著作权两项。现主要从事机电液一体化、摩擦焊接设备及计算机自动控制、整体叶盘线性摩擦焊接设备及工艺、焊接过程数值模拟，以及金属材料微细化等方面的研究工作。

姓名：葛文杰 院系：机电学院 职称：教授 博士导师

葛文杰，男，1956年4月生，博士，西北工业大学机电学院教授，博士生导师，西北工业大学国家工科机械基础课程教学基地负责人，机械原理国家精品课程负

编辑词条 西北工业大学 百科名片

西北工业大学新校区

西北工业大学（Northwestern Polytechnical University） ,位于陕西省西安市，是我国唯一一所以发展航空、航天、航海工程教育和科学研究为特色，以工理为主，管、文、经、法统筹发展的研究型、多科性、开放式的科学技术大学，是国家“985工程”和“211工程”重点建设的高校之一。学校坐落在中外历史文化名城西安市，隶属于工业和信息化部（原隶属于国防科学技术工业委员会）。 目录[隐藏] 【学校名称】 【成立时间】 【校徽】

1. 【图腾-翱翔】 【学校简介】 【学校概况】 【校训校风校歌】 【学院设置】 【学校领导】 【杰出校友】 【建设任务】 【百强排名】 【学校名称】 【成立时间】 【校徽】

1. 【图腾-翱翔】 【学校简介】 【学校概况】 【校训校风校歌】 【学院设置】 【学校领导】 * 【杰出校友】 * 【建设任务】 * 【百强排名】

[编辑本段] 【学校名称】

西北工业大学

简称西工大 (Northwestern Polytechnical University)，英文缩写NPU或NWPU。 [编辑本段] 【成立时间】

哈尔滨工业大学 二ＯＯ七 年硕士研究生考试试题 第 1 页 共 6 页 考试科目： 工程流体力学 报考专业： 动力工程及工程热物理 考试科目代码：[ 420] 考生注意：答案务必写在答题纸上，并标明题号。答在试题上无效。 该试卷包含工程流体力学（90分）必选部分和传热学（60分）、空气动力学 （60分）、燃烧学（60分）3门课程任选其一，满分150分。 题号 分数 1 2 3 4 5 6 7 8 总分 工程流体力学（90分）（必选） 一、解释下列概念（20分） 1．旋转角速度、角变形速度 2．动能修正因数、动量修正因数 3．时间平均流速、断面平均流速 4．恒定流动、缓变流动 5．点源、点汇 二、推求不可压缩流体恒定流动的动量方程（15分） 三、推求圆管层流的速度分布规律，并求通过圆管中的流量及沿程阻力损失因数。 （15分） 四、推导说明圆柱外伸管嘴出流流量增大的原因（10分） 五、有长为L,直径为D的圆柱体，在图示位置上恰好处于平衡状

材料科学基础课后习题及答案 –考研必备 第一章

?晶面及102,211,?346?晶向。 1. 作图表示立方晶体的?123?,012,?421???????,2110,1010,1120,1210等。 2. 在六方晶体中，绘出以下常见晶向?00013. 写出立方晶体中晶面族{100}，{110}，{111}，{112}等所包括的等价晶面。 4. 镁的原子堆积密度和所有hcp金属一样，为0.74。试求镁单位晶胞的体积。

已知Mg的密度r=0.161nm。

5. 当CN=6时Na离子半径为0.097nm，试问：

1) 当CN=4时，其半径为多少？ 2) 当CN=8时，其半径为多少？

6. 试问：在铜（fcc,a=0.361nm）的<100>方向及铁(bcc,a=0.286nm)的<100>

方向,原子的线密度为多少？

??????????mg?1.74Mg/m3，相对原子质量为24.31，原子半径

nm。试确定在镍的（100），7. 镍为面心立方结构，其原子半径为rNi?0.1246（110）及（111）平面上1mm中各