中南大学材料科学基础第二版答案
Ⅰ 材料科学基础 第二版 (石德珂 著) 西安交通大学出版社 课后答案
石德珂
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Ⅱ 中南大学材料科学与工程考研经验分享
中南大学材料科学与工程考研经验分享
首先简单介绍一下自己的基本情况，我本科就读于河南工业大学的材料学。录取院校是中南大学材料科学与工程。考研成绩为政治75、英语一75、数学二143和专业课材料科学基础131，总分为424分。
Ⅲ 材料科学基础扩散题库及答案
1、 简要说明影响溶质原子在晶体中扩散的因素。
答： 影响扩散的因素主要有温度，温度越高，扩散越快；晶体缺陷如界面、晶界位错容易扩散；不同致密度的晶体结构溶质原子扩散速度不一样，低致密度的晶体中溶质原子扩散快，各向异性也影响溶质原子扩散；在间隙固溶体中溶质原子扩散容易；扩散原子性质与基体金属性质差别越大，扩散越容易；一般溶质原子浓度越高，扩散越快；加入其它组元与溶质原子形成化合物阻碍其扩散。
2、Ni板与Ta板中有0.05mm厚MgO板作为阻挡层，1400 时Ni 通过MgO向Ta中扩散，此时Ni 在MgO中的扩散系数为D=9 10－12cm2/s，Ni的点阵常数为3.6 10－8cm。问每秒钟通过MgO阻挡层在2 2cm2的面积上扩散的Ni 数目，并求出要扩散走1mm厚的Ni层需要的时间。
答： Ni为fcc结构，一个晶胞中的原子个数为4，依题意有：
在Ni/MgO界面镍板一侧的Ni的浓度CNi为100%，每cm3中Ni原子个数为：
NNi/MgO=(4原子/晶胞)/(3.6 10－8cm3)=8.57 1022原子/cm3，
在Ta/MgO界面Ta板一侧的Ni的浓度0%，这种扩散属于稳态扩散，可以利用菲克第一定律求解。
故浓度梯度为dc/dx （0－8.57 1022原子/cm3）/（0.05cm） －1.71 1024原子/（cm3.cm），
则Ni原子通过MgO层的扩散通量：
J －D（dc/dx）=－9 10－12cm2/s (－1.71 1024原子/（cm3.cm）)
=1.54 1013Ni原子/（cm2.s)
每秒钟在2 2cm2的面积上通过MgO层扩散的Ni原子总数N为
N J 面积 [1.54 1013Ni原子/（cm2.s)] 4cm2=6.16 1013Ni原子/s。
每秒钟从界面扩散走的Ni原子体积
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，故
V （6.16 1013Ni原子/s）/（8.57 1022原子/cm3） 0.72 10－9cm3/s，
用厚度d表示在该面积中每秒扩散的Ni原子为
d V/面积 （0.72 10－9cm3/s）/（2 2cm2） 1.8 10－10cm/s，
也就是说要将1mm厚的Ni层扩散掉，所需时间t为：
t （1mm）/（1.8 10－10cm/s） 556000秒 154小时。
3、对含碳0.1％齿轮气体渗碳强化，渗碳气氛含碳1.2％，在齿轮表层下0.2cm处碳含量为0.45%时齿轮达到最佳性能。已知铁为FCC结构，C在Fe中的D0 0.23，激活能Q 32900cal/mol，误差函数如表10－1。
1）试设计最佳渗碳工艺；
2）在渗碳温度不变，在1000 时渗碳，要将渗碳厚度增加1倍，即要求在其表面下0.4cm处渗碳后碳含量为0.45%所需渗碳时间。
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4 一块厚度10毫米，含碳量0.77%的钢在强脱碳气氛中加热到800 ，然后缓慢冷却，试指出试样从表面到心部的组织分布。
答： 由于反应扩散的原因，试样中不能出现两相区，故试样从表面到心部的组织最外层为α相，靠里层为γ相，心部不受脱碳影响为α相和γ相。
5 一块用作承载重物的低碳钢板，为提高其表面硬度采用表面渗碳，试分析：
1) 渗碳为什么在g-Fe中进行而不在a-Fe中进行，即渗碳温度选择要高于727e ，为什么？
渗碳温度高于1100e 会出现什么问题？
答： 1）渗碳在g-Fe中进行而不在a-Fe中进行，渗碳温度要高于727e ，是因为a-Fe中最大碳溶解度（质量分数）为0.0218％，对于碳含量大于0.0218％的钢铁，渗碳时零件中碳浓度梯度为0，渗碳无法进行；而且由于温度低，扩散系数小，渗碳缓慢。在g-Fe中进行则可获得较高的表层碳浓度梯度，温度也高，可使渗碳顺利进行。
2）渗碳温度高于1100e 会使钢板的晶粒长大，降低其机械性能。
6 铜-锌基单相固溶体进行均匀化处理，试讨论如下问题：
1) 在有限时间内能否使枝晶偏析完全消失？
2) 将此合金均匀化退火前进行冷加工，对均匀化过程是加速还是无影响？说明理由。
答： 1）在有限的时间内不可能使枝晶偏析完全消失，
2）冷加工可以促进均匀化过程；经过冷加工后枝晶被破碎，缩短了枝晶间距。
7 原子扩散在材料中的应用
答： 原子扩散在材料中的影响包括晶体凝固时形核、长大；合金的成分过冷；成分均匀化，包晶反应非平衡凝固时保留高温组织的特点，固态相变时的形核，晶界形核、晶界运动、晶界偏聚、高温蠕变，氧化，焊接，化学热处理（渗C、N等），粉末冶金，涂层等各方面。
8 何谓上坡扩散，举两个实例说明金属中上坡扩散现象。
答： 上坡扩散是扩散过程中扩散元素从低浓度向高浓度出扩散；如各种溶质原子气团的形成和共析反应产物的形成均为上坡扩散。
9、简述固溶体合金的扩散机制
答： 间隙固溶体中溶质原子在间隙中发生间隙扩散，在置换式固溶体中发生原子与空位交换实现扩散的空位机制。
Ⅳ 跪求材料科学基础课后习题答案（是第二版的，武汉理工大学出版社的，张联盟，黄学辉，宋晓岚编的）
张联盟编写的《材料科学基础》是在陆佩文编写的96版《硅酸盐物理化学》（现改名无机非金属材料科学基础）的基础上更加丰富其内容后而发展起来的，该书目前没有一一对应的习题解答，但目前市面上有对应陆佩文后继者编写的《无机非金属材料科学基础》的习题解答，该习题解答就叫《无机非金属材料科学基础习题解答》，你到亚马逊或者淘宝上搜搜看看有没有。另外，张联盟编写的这本书的习题解答你也可以到中南大学精品课程网站里查到，那里有这本书课后习题的大部分答案。希望我的回答对你有所帮助。