【正文】 移（矢量）方向垂直只有一個(gè)確定的滑移面位錯(cuò)線的移動(dòng)方向與晶體滑移方向平行（一致）位錯(cuò)線與柏氏矢量垂直螺型位錯(cuò)：上下兩層原子發(fā)生錯(cuò)排，錯(cuò)排區(qū)原子依次連接呈螺旋狀位錯(cuò)線周圍點(diǎn)陣產(chǎn)生了彈性畸變；螺型位錯(cuò)與晶體滑移方向平行，故位錯(cuò)線一定是直請(qǐng)問(wèn)，該合金剛剛凝固完畢時(shí)θ相的含量有多少。K）答： Q= J/mol =31019 J/atom D0=105 m2/s 19. 請(qǐng)根據(jù)附圖作出簡(jiǎn)單三元共晶相圖中AF所代表的垂直截面，并標(biāo)明各個(gè)相區(qū)的相組成；繪出合金X的冷卻曲線，并標(biāo)明各階段的相變反應(yīng)或相組成eABCXFLL→BL→A+BL→A+B+CA+B+CLL+CL+A+CL+B+CA+B+CAFL+A三、綜合分析題（每題15分，共30分）5. 請(qǐng)分析回復(fù)、再結(jié)晶、正常長(zhǎng)大、二次再結(jié)晶的熱力學(xué)驅(qū)動(dòng)力和動(dòng)力學(xué)特征。請(qǐng)推導(dǎo)均勻形核時(shí)臨界晶核邊長(zhǎng)a*和臨界形核功ΔG*的表達(dá)式。 16. 面心立方晶體沿[001]方向拉伸，可能有幾個(gè)滑移系開(kāi)動(dòng)？請(qǐng)寫出各滑移系指數(shù)，并分別繪圖示之。 23. 室溫下對(duì)某種金屬材料進(jìn)行塑性變形，能發(fā)生動(dòng)態(tài)再結(jié)晶嗎？為什么？答：可能。 應(yīng)力場(chǎng)作用、電場(chǎng)磁場(chǎng)作用、晶界內(nèi)吸附作用和調(diào)幅分解反應(yīng)等情況下可能發(fā)生上坡擴(kuò)散。 19. 固溶體的固溶度受哪些因素的影響？答：原子尺寸、晶體結(jié)構(gòu)、電負(fù)性、電子濃度。2） a相仍然是FCC結(jié)構(gòu) 。4） 已知Al為FCC結(jié)構(gòu)，請(qǐng)問(wèn)圖中的a相是什么晶體結(jié)構(gòu)？為什么？5） 請(qǐng)計(jì)算亞共晶合金在共晶反應(yīng)前一刻的平衡分配系數(shù)。計(jì)算該擴(kuò)散偶的D0和擴(kuò)散激活能Q。分別是： 、 、 、 、12. 假設(shè)某合金平衡結(jié)晶時(shí)形成的臨界晶核為邊長(zhǎng)為a的立方體。二、作圖計(jì)算題（每題8分，共40分）10. 請(qǐng)比較FCC晶體中和兩位錯(cuò)的畸變能哪個(gè)較大。答：固溶強(qiáng)化就是溶質(zhì)原子通過(guò)某種方式阻礙位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)，從而使合金強(qiáng)度提高的現(xiàn)象。答：?jiǎn)蜗鄥^(qū)：相成分為合金平均成分，不隨溫度變化； 雙相區(qū)：兩相成分分別位于該相區(qū)的邊界，并隨溫度沿相區(qū)邊界變化； 三相區(qū)：三相具有確定成分，且不隨結(jié)晶過(guò)程變化。答：1) 1490℃：L → Al3Zr + Al2Zr 共晶反應(yīng)1250℃：Al3Zr4 + Al3Zr2 → AlZr 包析反應(yīng)975℃：βZr + AlZr2 → AlZr3 包析反應(yīng)940℃：βZr + AlZr3 → αZr 包析反應(yīng)2)LL→Al3Zr2Al3Zr2 + Al3Zr4Al3Zr4 + Al3Zr2 → AlZrAlZrL → Al3Zr2 + Al3Zr43) x＝％合金室溫下相組成為：AlZr3 ＋ AlZr2 AlZr3中含Al＝25％，AlZr2中含Al＝％簡(jiǎn)答題（每題5分，共30分）12. 什么是柏氏矢量？它有哪些特征？答：柏氏矢量是描述晶體中位錯(cuò)性質(zhì)及其引起畸變方向、程度的一種數(shù)學(xué)方法。形核后，兩相與液相的界面處均會(huì)形成溶質(zhì)原子的富集，溶質(zhì)原子通過(guò)橫向擴(kuò)散，滿足兩相生長(zhǎng)所需的成分條件，實(shí)現(xiàn)液固界面的推進(jìn)。請(qǐng)繪出介于BC和AC共晶溫度之間的等溫截面，以及AE垂直截面圖，并標(biāo)注各區(qū)域的相組成。答：滿足擴(kuò)散第一定律應(yīng)用條件，得：活性氮原子通量為：鐵膜中活性氮原子濃度梯度為：由擴(kuò)散第一定律：7. 請(qǐng)?jiān)诹⒎骄О欣L出和兩晶面，并計(jì)算其夾角。往往具有特殊的物理化學(xué)性質(zhì)。靜態(tài)再結(jié)晶后獲得低位錯(cuò)密度的等軸晶。答：金屬材料，陶瓷材料，高分子材料，復(fù)合材料。250K則僅發(fā)生回復(fù)，金相組織保持冷變形的組織形態(tài)。（R=6. 復(fù)合材料按增強(qiáng)體形態(tài)可以分為哪幾類？答：可以分為連續(xù)纖維增強(qiáng)復(fù)合材料、短纖維增強(qiáng)復(fù)合材料和顆粒增強(qiáng)復(fù)合材料。4. 擴(kuò)散第一定律的應(yīng)用條件是什么？對(duì)于濃度梯度隨時(shí)間變化的情況，能否應(yīng)用擴(kuò)散第一定律？答：擴(kuò)散第一定律的應(yīng)用條件是穩(wěn)態(tài)擴(kuò)散，即與時(shí)間無(wú)關(guān)的擴(kuò)散。模擬試題3簡(jiǎn)答題（每題5分，共30分）1. 固溶體晶粒內(nèi)存在偏析，主軸與枝間成分不同，整個(gè)晶粒還是不是一個(gè)相？答：仍然是一個(gè)相，因?yàn)楣倘荏w可以有相應(yīng)的成分變化范圍。該鋼絲是新的，且沒(méi)有瑕疵，是分析該鋼絲繩斷裂的原因。 A+B+C三、綜合分析題（每題15分，共30分）1． 已知MgNi合金系中一個(gè)共晶反應(yīng)：%Ni219。4． 已知三元簡(jiǎn)單共晶的投影圖，見(jiàn)附圖，3) 請(qǐng)畫出AD代表的垂直截面圖及各區(qū)的相組成；4) 請(qǐng)畫出X合金平衡冷卻時(shí)的冷區(qū)曲線，及各階段相變反應(yīng)。單滑移滑移線為平行直線；多滑移為交叉的兩組平行直線；交滑移為波紋線二、作圖計(jì)算題（每題10分，共40分）1． 請(qǐng)計(jì)算簡(jiǎn)單立方和體心立方晶體的（100）、（110）和（111）晶面的面間距（假設(shè)兩種點(diǎn)陣的點(diǎn)陣常數(shù)都是a）。答：擴(kuò)散時(shí)，元素超過(guò)最大固溶度因而形成新相的擴(kuò)散。晶體結(jié)構(gòu)類型、原子尺寸差、電負(fù)性差異、電子濃度都會(huì)影響固溶度。點(diǎn)陣只有七大類，14種，晶體結(jié)構(gòu)有無(wú)限多種。4. 已知三元簡(jiǎn)單共晶的投影圖，見(jiàn)附圖，1) 請(qǐng)畫出DF代表的垂直截面圖及各區(qū)的相組成；2) 請(qǐng)畫出X合金平衡冷卻時(shí)的冷區(qū)曲線，及各階段相變反應(yīng)。6. 基體、增強(qiáng)體和界面在復(fù)合材料中各起什么作用？答：基體：1）固定和粘附增強(qiáng)體2）保護(hù)增強(qiáng)體免受物理化學(xué)損傷3）隔離和阻斷損傷。非均勻形核的臨界形核功也等于三分之一表面能，但非均勻形核的表面能小于均形核的表面能，即非均勻形核的臨界形核功小。 2）晶體結(jié)構(gòu)因素：置換固溶體溶質(zhì)溶劑的晶體結(jié)構(gòu)相似固溶度越大。因此fcc晶體能夠容納更多的溶質(zhì)原子。在fcc中八面體間隙較大，而bcc中因八面體間隙為扁八面體間隙，故其四面體間隙較大。 間隙固溶體的溶質(zhì)原子與溶劑間隙尺寸越相近固溶度越大。3. 均勻形核與非均勻形核具有相同的臨界晶核半徑，非均勻形核的臨界形核功也等于三分之一表面能，為什么非均勻形核比均勻形核容易？答：非均勻形核與均勻形核的臨界晶核半徑相等，但非均勻形核的臨界晶核體積小。5. 如何區(qū)分金屬的熱變形和冷變形？答：冷、熱變形溫度的分界是再結(jié)晶溫度。晶面（100）（110）（111）簡(jiǎn)單立方（1分）（2分）（2分）面心立方（1分）（2分）（2分）2. 已知某晶體在500℃時(shí)，每1010個(gè)原子中可以形成有1個(gè)空位，請(qǐng)問(wèn)該晶體的空位形成能是多少？（已知該晶體的常數(shù)A＝，波耳滋曼常數(shù)K＝1023