材料科學基礎真題

2001 年

1.在晶格常數為 a 的面心立方晶胞中，畫出 {111} 晶面族的全部晶面并標出各自的晶面指數，計算（12′）

2.晶粒直徑為 50um，若在晶界萌生位錯所需要的應力約為 G/30，晶粒中部有位錯源，問要多大的晶界萌生位錯？（ 13′）

3.含碳量為百分之 3.5 的鐵－碳合金，在室溫時由哪兩個相組成？各占的重量百分數是多少？并

珠光體和萊氏體的百分含量。（ 12′）

4.再結晶后的晶粒大小如何計算 ?與哪些因素有關？為何多數金屬材料再結晶后晶粒尺寸隨預定形

系會在百分之 10 變形量附近出現一個峰值？（ 13′）

5. 材料發生蠕變時通常符合的指數定律，對于同一種材料討論說明式中的 n 會不會隨試驗溫驗測定n 值的目的是什么？在例如 800 攝氏度的試驗溫度下，金屬材料和陶瓷材料的 n 值由什么不

6.什么是電子的分子軌道？為什么有的同類原子會形成分子？有的同類原子不形成分子？是否原

子越多，形成的分子就軌道越多？是否形成的分子軌道越多，形成的分子的結合鍵就越強？回答

簡單討論。（ 12 分）

7.解釋名詞

（ 1）復合強化（2）晶界偏析（ 3）應變疲勞（ 4）擴散激活能（20′）

2002 年

1.畫出面心立方體的（ 111）和（ 100）面，計算面間距和面密度。證實晶面的間距越大，原子面（15′）

2.假定一塊鋼進行熱處理時，加熱到 850 攝氏度后，快冷到室溫，鐵中空位的形成能是 104Kj/mol mol. 。試計算，從 20 攝氏度加熱到 850 攝氏度以后，空位的數目應當增加多少倍？扼要解釋快速后，這些“額外”的空位會出現什么情況？如果緩慢冷卻呢？（12′）

3.三元相圖中含有液相的四相區有哪幾種形狀？請分別畫出并標出四個相的位置和進入與離開四

成分隨溫度變化的投影線，寫出對應的各四相反應的表達式。討論四相區零自由度的含意。（1

4.課本第 153 頁習題第 2 題。（ 15′）

5.比較共價鍵 , 離子鍵，和金屬鍵的不同點，解釋產生這三種化學鍵各自的主要原因，另外討論為價鍵晶體的密度比其他兩種鍵的晶體的密度低 ?(13 ′)

6.（1）. 如果不考慮畸變能，第二相粒子在晶內析出是何形態？在晶界析出呢？（ 2）如果不考慮出物為何形態？是否會在晶界優先析出呢？（ 12′）

7.解釋名詞

（ 1）相變增韌（2）復合強化（3）斷裂增韌(4)再結晶（20′）

2003 年

1.當兩個反號垂直相隔數個原子距離（ B）的刃位錯相互滑移成為一列，寫出計算滑移力隨水平相

的表達式，試分析相互滑移作用力的變化過程？另外，圖示解釋，當兩位錯成為垂直一列時，位什

么缺陷？當 B 值很大時呢？（ 18 分）

2.已知金屬銥是面心立方結構，原子量是 192.2g/mol, 密度是 22.4g/cm3, 請計算銥的原子半徑。

3. 鐵的界面能是 0.78J/m2, 若夾雜物 a) 在鐵的晶界上形成球狀夾雜的二面角為 80°， b）沿鐵的分

別求鐵和夾雜物間的界面能。（ 16 分）

4.在百分之 15 體積分數碳化硅顆粒強化的鋁基復合材料中，當塑性變形百分之 0.1 時，碳化硅是變形的，只有鋁基體被變形。如果，碳化硅粒子的半徑為 1.2um，鋁中位錯 b 矢量為 3×10－粒子前沿將塞積 4 條位錯，如何計算（提示：粒子無法進行與基體等量的塑性變形將導致相應量

前沿塞積）？鋁的屈服應力為 200Mpa，問此時碳化硅粒子中受多大的力？此時復合材料的強度是分）