盐城工学院成人本科材料科学与工程专业2025年考试试卷

盐城工学院高等学历继续教育试卷 A卷

  材料科学与工程 专业试卷

课程：《材料科学基础*》考试形式： 闭卷  总分：100分 考试时间：90分钟

一、填空题(每空1.5分，共9分)

1．点缺陷包括空位、          、           。

2．按照固溶度分类，固溶体可分为             、             。

3．刃型位错与滑移方向的关系是       （填平行或垂直）。

4．置换式固溶体中的主要扩散机制是           。

二、名词解释(每空3分，共24分)

1．晶带

2．热缺陷

3．滑移

4．比表面能

5．共格相界

6．稳态扩散

7．非均匀形核

8．粗糙界面

三、问答题（每题4分，共32分）

1. 指出下图六方空间点阵中晶向、的晶向指数（写成4指数的形式）。

2. Na⁺与Cl⁻的半径分别为0.102nm、0.181nm。Na⁺与Cl⁻的配位数分别是多少？在NaCl内正负离子在哪个方向上是接触的？

3. 写出体心立方金属晶体和面心立方金属晶体的密排面、密排晶向。

4. 请解释“负离子配位多面体规则（鲍林第一规则）”，指出如何判断正离子的配位数（负离子配位多面体的形状）。

5. 写出如下缺陷反应方程式：① CaO中形成肖特基缺陷；② Al₂O₃作为溶质溶入CaO晶体，形成阳离子空位。

6. 请描述柯肯达尔效应及意义。

7. 比较晶粒内扩散、沿晶界扩散和沿晶体表面扩散三种扩散的扩散速度。

8. 根据凝固理论，指出细化晶粒的基本途径。

四、计算与证明题（每题7分，共35分）

1. 已知金属Ni的晶体结构为面心立方结构，其原子半径r = 0.1243nm，原子量为58.69，试求Ni的晶格常数和密度。

2. 对于一端成分不受扩散影响的扩散偶，可用公式 求解扩散物质浓度ρ与位置x以及扩散时间t之间的关系。含0.20%碳的碳钢在927℃进行气体渗碳，假定表面C含量维持在0.9%，试求距表面0.4 mm处的C含量达0.4%所需的时间。已知扩散系数D_927℃=1.28×10⁻¹¹ m²/s，。

3. 氧分压较小的情况下，TiO₂晶体中产生氧离子空位，同时部分Ti⁴⁺被还原为三价，形成非化学计量化合物TiO_2−x。请写出相应的缺陷反应方程式，并推导氧离子空位浓度与氧分压的关系。

4. 已知某晶体在800 ^oC时，由于原子的热运动，每1×10⁴个原子中有一个空位，请问在什么温度下，每1×10⁶个原子中才有一个空位？

5. 试证明：在同样过冷度下均匀形核时，球形晶核较立方晶核更易形成。