1、實用文檔 文案大全 材料科學基礎樣題及答案 試題一 一. 圖1是Na2O的理想晶胞結構示意圖，試回答： 1晶胞分子數是多少； 2結構中何種離子做何種密堆積；何種離子填充何種空隙，所占比例是多少； 3結構中各離子的配位數為多少，寫出其配位多面體； 4計算說明O2-的電價是否飽和； 5畫出Na2O結構在（001）面上的投影圖。 二. 圖2是高嶺石(Al2O3·2SiO2·2H2O)結構示意圖，試回答： 1請以結構式寫法寫出高嶺石的化學式； 2高嶺石屬于哪種硅酸鹽結構類型； 3分析層的構成和層的堆積方向； 4分析結構中的作用力； 5根據其結構特點推測高嶺石具有什么性質。 實用文檔

2、 文案大全 三. 簡答題： 1.晶體中的結構缺陷按幾何尺寸可分為哪幾類？ 2.什么是負擴散？ 3燒結初期的特征是什么？ 4.硅酸鹽晶體的分類原則是什么？ 5.燒結推動力是什么？它可憑哪些方式推動物質的遷移？ 6.相變的含義是什么？從熱力學角度來劃分，相變可以分為哪幾類？ 四. 出下列缺陷反應式： 1.NaCl形成肖特基缺陷； 2.AgI形成弗侖克爾缺陷（Ag+進入間隙）； 3.TiO2摻入到Nb2O3中，請寫出二個合理的方程，并判斷可能成立的方程是哪一種？再寫出每個方程的固溶體的化學式。 4.NaCl溶入CaCl2中形成空位型固溶體 五. 表面力的存在使固體表面處于高能量狀態，然而，能量愈高系

3、統愈不穩定，那么固體是通過何種方式降低其過剩的表面能以達到熱力學穩定狀態的。 六.粒徑為1的球狀Al2O3由過量的MgO微粒包圍，觀察尖晶石的形成，在恒定溫度下，第一個小時有20%的Al2O3起了反應，計算完全反應的時間：用楊德方程計算；用金斯特林格方程計算。 七.請分析熔體結構中負離子團的堆積方式、聚合度及對稱性等與玻璃形成之關系。 八.試從結構和能量的觀點解釋為什么D晶界>D晶內？ 九.試分析二次再結晶過程對材料性能有何影響？工藝上如何防止或延緩二次再結晶的發生？ 十.圖3是A-B-C三元系統相圖，根據相圖回答下列問題： 1寫出點P，R，S的成分； 2設有2kgP，問需要多少何種成分

4、的合金Z才可混熔成6kg成分為R的合金。 實用文檔 文案大全 十一.圖4是A-B-C三元系統相圖，根據相圖回答下列問題： 1在圖上劃分副三角形、用箭頭表示各條線上溫度下降方向及界線的性質； 2判斷化合物D、F的性質； 3寫出各三元無變量點的性質及其對應的平衡關系式； 4寫出組成點G在完全平衡條件下的冷卻結晶過程； 5寫出組成點H在完全平衡條件下的冷卻結晶過程，寫出當液相組成點剛剛到達E4點和結晶結束時各物質的百分含量（用線段比表示）。 試題二 一、(1)（12分）根據CaTiO3晶胞圖（見圖1）回答下列問題： 1.晶面BCGF、DEG的晶面指數；晶向DF、HA的晶向指數。 2.結構中各離子的配

5、位數為多少，寫出其配位多面體； 3.晶胞分子數是多少？何種離子添何種空隙，空隙利用率是多少？ 4.結構中是否存在TiO32-離子，為什么？ (2)（11分）圖2是鎂橄欖石(Mg2SiO4)結構示意圖，試回答： 1鎂橄欖石屬于哪種硅酸鹽結構類型； 2計算說明O2-的電價是否飽和； 3結構中有幾種配位多而體，各配位多面體間的連接方式怎樣? 4鎂橄欖石是否容易形成玻璃，為什么？ 實用文檔 文案大全 圖1 圖2 二、（10分）寫出下列缺陷反應式： 1.NaCl形成肖脫基缺陷。 2.AgI形成弗倫克爾缺陷（Ag+進入間隙） 3.TiO2摻入到Nb2O3中，請寫出二個合理的方程，寫出固溶體的化學式，并判斷

6、可能成立的方程是哪一種？ 三、（10分）判斷下列敘述是否正確？若不正確，請改正。 1.Na2O-SiO2系統中隨SiO2含量的增加，熔體的粘度將降低。 2.擴散的推動力是濃度梯度，所有擴散系統中，物質都是由高濃度處向低濃度處擴散。 3.晶粒正常長大是小晶粒吞食大晶粒，反常長大是大晶粒吞食小晶粒。 4.固溶體是在固態條件下，一種物質以原子尺寸溶解在另一種物質中形成的單相均勻的固體。 5.在熱力學平衡條件下，二元凝聚系統最多可以3相平衡共存，它們是一個固相、一個液相和一個氣相。 四、（6分）什么叫弛豫表面？NaCl單晶表面具有什么樣的結構特點？ 五、（6分）巳知Zn2+和Cr2+在尖晶石ZnCrO

7、4中的自擴散系數與溫度的關系分別為 1.試求1403K時Zn2+和Cr2+在尖晶石ZnCrO4中的擴散系數。 2.將細鉑絲涂在兩種氧化物ZnO和Cr2O3的分界線上，然后將這些壓制成型的樣品進行擴散退火。（標記物鉑絲非常細，不影響離子在不同氧化物之間的擴散）。根據所得數據判斷鉑絲將向哪一方向移動？ 實用文檔 文案大全 六、（6分）為什么在成核一生成機理相變中，要有一點過冷或過熱才能發生相變?什么情況下需過冷，什么情況下需過熱，各舉一個例子。 七、（6分）粒徑為1球狀Al2O3由過量的MgO微粒包圍，觀察尖晶石的形成，在恒定溫度下，第一個小時有20%的Al2O3起了反應，分別用揚德方程、金斯特林

8、格方程計算完全反應的時間，對計算結果進行比較并說明為什么？ 八、（6分）陶瓷材料中晶粒的大小與什么有關？工藝上如何控制晶粒尺寸（請列出三種途徑）？ 九、（26分）圖3 是A-B-C三元系統相圖，根據相圖回答下列問題： 1在圖上劃分副三角形、用箭頭表示各條界線上溫度下降方向及界線的性質； 2判斷化合物D、M的性質； 3寫出各三元無變量點的性質及其對應的平衡關系式； 4寫出組成點G在完全平衡條件下的冷卻結晶過程； 5寫出組成點H在完全平衡條件下進行加熱時，開始出現液相的溫度和完全熔融的溫度；寫出完全平衡條件下進行冷卻，結晶結束時各物質的百分含量（用線段比表示）。 試題三 一、根據CaTiO3晶胞圖

9、（見圖1）回答下列問題（18）： 1、晶面BCGF、HAC的晶面指數；晶向DF、AH的晶向指數。 2、結構中各離子的配位數為多少，寫出其配位多面體； 3、晶胞分子數是多少？何種離子添何種空隙，空隙利用率是多少？ 實用文檔 文案大全 4、計算說明O2-的電價是否飽和； 5、結構中是否存在TiO32-離子，為什么？ 圖 1 二、下列硅酸鹽礦物各屬何種結構類型（6）： r-Ca2Si04， KAISi3O8， CaMgSi2O6， Mg3Si4O10(OH)2， Ca2AlAlSiO7， Ca2Mg5Si4O11（OH）2 三、1、寫出下列缺陷反應式（10）： (1) CaCl2溶人NaC1中形成空

10、位型固溶體，并寫出固溶體的化學式； (2) NaCl形成肖脫基缺陷。 2、為什么間隙型固溶體不能形成無限固溶體？ 四、硅酸鹽熔體的結構特征是什么？從Na2OSiO系統出發，隨引入B2O3量的增加，系統的粘度如何變化，為什么？（10） 五、固體是如何降低系統的表面能的，為什么相同組成的固體的表面能總是高于液體的表面能？（8） 六、假定碳在Fe(體心立方)和Fe（面心立方）中進行擴散，碳在Fe中的D0和擴散活化能為0.0079、83600J/mol，碳在Fe中的D0和擴散活化能為0.21和141284J/mol，計算800時各自的擴散系數并解釋其差別。（6） 七、為什么在成核一生成機理相變中，要有

11、一點過冷或過熱才能發生相變? 什么情況下需過冷，什么情況下需過熱，試證明之。（6） 八、如果要合成鎂鋁尖晶石，可供選擇的原料為Mg(OH)2、MgO、-Al2O3、-Al2O3，從提高反應速率的角度出發，選擇什么原料較好？請說明原因。（6） 九、下列過程中哪一個能使燒結體強度增大，而不產生坯體宏觀上的收縮? （6分） (a)蒸發冷凝、 (b) 體積擴散、 (c)粘性流動、 (d)表面擴散、(e)溶解沉淀 十、圖2是A-B-C三元系統相圖，根據相圖回答下列問題（24）： 實用文檔 文案大全 1在圖上劃分副三角形、用箭頭表示各條界線上溫度下降方向及界線的性質； 2判斷化合物S1、S2、S3的性質；

12、 3寫出各三元無變量點的性質及其對應的平衡關系式； 4寫出組成點G在完全平衡條件下的冷卻結晶過程； 5寫出組成為H的混合物在完全平衡條件下進行加熱時，開始出現液相的溫度和完全熔融的溫度；寫出組成H的混合物在完全平衡條件下進行冷卻，結晶結束時各物質的百分含量（用線段比表示）。 試題四 一、填空題（2×10=20分） 1、依據（ ）之間關系的不同，可以把所有晶體的空間點陣劃歸為七類，即（ ）晶系、單斜晶系、（ ）晶系、三方晶系、正方晶系、六方晶系和（ ）晶系。 2、擴散的基本推動力是（ ），一般情況下以（ ）等形式（列出一種即可）表現出來，擴散常伴隨著物質的（ ）。 3、晶面族是指（ ）

13、的一組晶面，同一晶面族中，不同晶面的指數的（ ）相同，只是（ ）不同。 4、向MgO、沸石、TiO2、螢石中，加入同樣的外來雜質原子，可以預料形成間隙型固溶體的固溶度大小的順序將是（ ）。 5、燒結過程可以分為（ ）三個階段，在燒結的中后期，與燒結同時進行的過程是（ ）。 6、液體表面能和表面張力數值相等、量綱相同，而固體則不同，這種說法（ 是/否 ）正確，因為（ ）。 7、馳豫表面是指（ ），NaCl單晶的表面是（ ）。 8、一般的固態反應包括（ ）兩個過程，化學動力學范圍是指（ ）。 實用文檔 文案大全 9、從熔體結構角度，估計長石、輝石(MgO?SiO2)、鎂橄欖石三種礦物的高溫熔體表面

14、張力大小順序（ ）。 10、刃性位錯的柏氏矢量與位錯線呈（ ）關系，而螺位錯兩者呈（ ）關系。 二、Zn2+在ZnS中擴散時，563時的擴散系數為3×10-14cm2/sec，450時的擴散系數為1.0×10-14cm2/sec,（10分） 求:(1) 擴散的活化能和D0； (2) 750時的擴散系數。 三、根據Mg2SiO4在(110)面的投影圖回答（10分）： (1) 結構中有幾種配位多面體，各配位多面體間的連接方式怎樣? (2) O2-的電價是否飽和? (3) 晶胞的分子數是多少? (4) Si4+和Mg2+所占的四面體空隙和八面體空隙的分數是多少? 黑球：Si4+

15、小白球：Mg2+ 大白球：O2- 圖 2 四、銅在過冷的液體中均勻形核，設晶胚為球狀，半徑為r。已知Gv=3.6×106J/cm3；液固界面的界面能為=0.15J/cm2；銅為面心立方結構，其點陣常數a=0.361nm,1nm=10-7cm。（10分） 求:(1) 根據能量方程導出臨界晶核半徑r*的表達式，并計算其大小； (2) 求出臨界晶核中的原子個數。 五、熔體結晶時（10分）： (1) 討論溫度對總結晶速率的影響； (2) 指出在哪一溫度范圍內對形成玻璃有利，為什么？ 六、1寫出下列缺陷方應方程式。（5分） 1）TiO2加入到A12O3中（寫出兩種）； 2）NaCl形成肖脫基缺

16、陷。 2畫出體心立方點陣的晶胞結構圖，并在圖中作出(112)晶面和 晶向。（5分） 3實驗室要合成鎂鋁尖晶石，可供選擇的原料為Mg(OH)2、MgO、Al2O3·3H2O、-Al2O3、-Al2O3。從提高反應速率的角度出發，選擇什么原料較好？請說明原因。（5分） 七、如圖A-B-C三元系統相圖，根據相圖回答下列問題（25分）： 實用文檔 文案大全 1在圖上劃分副三角形、用箭頭表示各條界線上溫度下降方向及界線的性質； 2判斷化合物F、G、H 的性質； 3寫出各三元無變量點的性質及其對應的平衡關系式； 4寫出組成點M1在完全平衡條件下的冷卻結晶過程； 5寫出組成點M2在完全平衡條件下進

17、行加熱時，開始出現液相的溫度和完全熔融的溫度；寫出完全平衡條件下進行冷卻，結晶結束時各物質的百分含量（用線段比表示）。 圖二 試題五 一、填空題（110=10分） 1、密排六方結構（等徑球堆積）單位晶胞中分子數是（ ），配位數是（ ）。 2、Fick擴散第二定律的一維表達式為（ ）。 3、當晶核劑和晶核具有（ ）時，對核化最有利。 4、廣義材料腐蝕是指材料由于（ ）而引起的破壞和變質過程。 5、燒結中后期所伴隨的（ ）等，決定了材料顯微結構的形成，也決定了材料最終的性質或性能。 6、固態物質的反應活性通常（ ），當反應物之一存在多晶轉變時則轉變溫度通常也是（ ）。 7、從熔融態向玻璃態轉化的過

18、程是可逆的和漸變的，是在（ ）范圍內完成，無固定熔點。 8、刃位錯的柏氏矢量與位錯線呈（ ）關系。 二、晶體結構-性質關系（20分） 1、根據下圖的螢石結構圖回答下列問題（14分）： 實用文檔 文案大全 1）指出螢石結構中正負離子的堆積方式（兩種方式）； 2）寫出結構中正負離子的配位數及其配位多面體； 3）Ca2+離子的配位多面體之間是如何連接的？ 4）在結構圖中用和標示相互平行的同號離子層，分析螢石晶體的解理性。 2、根據Si/O比例不同劃分硅酸鹽晶體結構類型。（6分） 三、晶體結構缺陷（10分） 1、晶體A屬于體心立方空間點陣，若原子B溶入A晶格的頂點位置形成置換型固溶體（全部取代），那么

19、其成分可能是AB還是AB3？為什么？(4分) 2、Al2O3摻入到MgO中，請寫出二個合理的方程，并寫出對應的固溶體化學式(6分)。 四、從熔體結構角度，估計長石、輝石(MgO·SiO2)、鎂橄欖石三種礦物的高溫熔體表面張力 大小順序，并分析它們形成玻璃的能力。（10分） 五、 1、氧化鋁瓷件表面上涂銀后，燒到1000時，巳知(Al2O3，固)1J/m2；(Ag，液)0.92J/m2；(Ag，液/ Al2O3，固)1.77 J/m2，試問液態銀能否潤濕氧化鋁瓷件表面？可以用什么方法改善它們之間的潤濕性？請提出一種最有可能實現的措施。(6分) 2、根據威爾的表面雙電層理論，某些化合物表

20、面可能由負離子組成，正離子被負離子所屏蔽。已知PbI2的表面能為1.3×105J/cm2，CaF2的表面能為2.5×104J/cm2，請判斷PbI2和CaF2的表面雙電層厚度的大小，并解釋產生的原因。(4分) 六、已知銅的熔點Tm1083，熔化熱H1628J/cm3，固液界面能1.77×105J/cm2，銅為面心立方晶體，點陣常數a0.3615nm。（10分） 1、當液態金屬銅過冷至853進行均態形核時，求臨界晶核半徑和每個臨界晶核的原子數（設晶核為球形）。 2、若為非均態形核，求臨界球冠的原子數。（設形成球冠的高度為h0.2R ，球冠體積，R為球冠半徑） 七、經

21、過計算可知1000 下氫在面心立方鐵中的擴散系數為1.08×104cm2/s，同等 條件下鎳在面心立方鐵中的擴散系數為4.27×1011cm2/s ， ，請對這種差別進行解釋。（5分） 八、實驗室要合成鎂鋁尖晶石，可供選擇的原料為MgCO3、MgO、Al2O3、Al2O3。從提高反應速率的角度出發，選擇什么原料較好？請說明原因。（5分） 實用文檔 文案大全 九、如圖A-B-C三元系統相圖，根據相圖回答下列問題（20分）： 1、在圖上劃分副三角形、用箭頭表示各條界線上溫度下降方向及界線的性質； 2、判斷化合物D 的性質； 3、寫出各三元無變量點的性質及其對應的平衡關系式； 4

22、、寫出組成點M1在完全平衡條件下的冷卻結晶過程，結晶結束時各物質的百分含量（用線段比表示）； 5、寫出組成點M2在完全平衡條件下的冷卻結晶過程，在M2熔體的液相組成點剛剛到達J1時，求其相組成（用線段比表示）。在J1的反應哪個晶相先消失，為什么？ 試題一答案 一、1：4； 2：O2-離子做面心立方密堆積，Na+填全部四面體空隙； 3 ：=4CN O2-=8 NaO4ONa8； 4：O2-電價飽和，因為O2-的電價=（Na+的電價/Na+的配位數）×O2的配位數； 5： 二、1：Al4Si4O10(OH)8； 2：單網層狀結構； 3：一層硅氧層一層水鋁石層且沿C軸方向堆積； 4：層內是

23、共價鍵，層間是氫鍵； 實用文檔 文案大全 5：片狀微晶解理。 三、1：點缺陷，線缺陷，面缺陷； 2：由低濃度向高濃度的擴散； 3：坯體間顆粒重排，接觸處產生鍵合，大氣孔消失，但固-氣總表面積變化不大； 4：按硅氧比值分類或按硅氧聚和體的大小分類； 5：表面能的降低，流動傳質、擴散傳質、氣相傳質和溶解-沉淀傳質； 6：隨自由能的變化而發生的相的結構的變化，一級相變、二級相變和三級相變。 四、 1：OVNa +VCl 2：AgAgAgi+VAg 3：3TiO 23TiNb+VNb+6OO2TiO 22TiNb+Oi+3O0 Nb2-xTi3xO3可能成立Nb2-2xTi2xO3+x 4： NaCl

24、NaCa+ClCl+VCl 五、一是通過表面質點的極化、變形、重排來降低表面能，二是通過吸附來降低表面能。 1：t=195h 2：t=68h 七、當O/Si由24時，熔體中負離子團的堆積形式由三維架狀轉化為孤立的島狀，負離子團的聚合度相應的降至最低。一般情況下，熔體中負離子團的聚合度越高，特別是形成三維架狀的空間網絡時，這些大的聚合離子團位移、轉動、重排都比較困難，故質點不易調整成規則排列的晶體結構，易形成玻璃。熔體中負離子團的對稱性越好，轉變成晶體越容易，則形成玻璃愈難，反之亦然。 八、晶界上質點排列結構不同于內部，較晶體內疏松，原子排列混亂，存在著許多空位、位錯、鍵變形等缺陷，使之處于應力

25、畸變狀態，具有較高能量，質點在晶界遷移所需活化能較晶內為小，擴散系數為大。 九、二次再結晶出現后，由于個別晶粒異常長大，使氣孔不能排除，坯體不在致密，加之大晶粒的晶界上有應力存在，使其內部易出現隱裂紋，繼續燒結時坯體易膨脹而開裂，使燒結體的機械、電學性能下降。工藝上常采用引入適當的添加劑，以減緩晶界的移動速度，實用文檔 文案大全 使氣孔及時沿晶界排除，從而防止或延緩二次再結晶的發生。 十、 P R S Z A 20 10 45 5 B 10 60 45 85 C 70 30 10 10 十一、略 試題二答案 一、(1)1、（010）（111） 111101；(4分) 3、1；Ti4+添八面體空

26、隙，八面體空隙利用率1/4，四八面體空隙全；(3分) 4、否，因為Ti4+和O2-間沒有明顯的共價鍵成分。(2分) (2)1、島狀結構；(1分)； 2、O2-與一個SiO4、三個 MgO6配位：4/4×1+26×3=2= O2-的電價，O2-的電價(2分)； 3、結構中有兩種配位多面體SiO4、MgO6 (2分)；SiO4呈孤立的島狀，中間被MgO6隔開，SiO4與 MgO6之間共頂或共棱連接，同層的MgO6之間共棱、不同層的MgO6之間共頂連接；(4分) 4、不易，因為鎂橄欖石的Si/O=1/4，最低，網絡連接程度弱，結構中絡陰離子團尺寸小，遷移阻力小，熔體的粘度低，冷卻

27、過程中結構調整速率很快。(2分) 二、寫出下列缺陷反應式（10）： 1、O?VNa +VCl 2、AgAgAAi+VAg 3、3TiO 23TiNb+VNb+6O0 2TiO 22TiNb+Oi+3O0 Nb2-xTi3xO3可能成立Nb2-2xTi2xO3+x 三、1(2分)粘度增加； 實用文檔 文案大全 2(2分)擴散也可以從低濃度向高濃度進行； 3(2分)都是晶界移動的結果。正常長大是晶粒平均尺寸增加，反常長大是個別大晶粒尺寸異常增加。 4(2分)正確 5(2分)兩個固相和一個液相 四、表面上的原子產生相對于正常位置的上、下位移，稱為表面弛豫。(2分) NaCl單晶中處于表面層的負離子只

28、受到上下和內側正離子的作用，而外側是不飽和的。電子云將被拉向內側的正離子一方而變形，使該負離子誘導成偶極子。這樣就降低了晶體表面的負電場。接著，表面層離子開始重排以使之在能量上趨于穩定。為此，表面的負離子被推向外側，正離子被拉向內側從而形成了表面雙電層。(4分) 五、 (2分) (2分) 因為 <,所以鉑絲向Cr2O3方向移動。(2分) 六、由熱力學可知，在等溫、等壓下有 在平衡條件下， ，則有 式中：0 是相變的平衡溫度；為相變熱。 若在任意溫度 的不平衡條件下，則有 若 與不隨溫度而變化，將上式代入上式得： 可見，相變過程要自發進行，必須有 ，則。 (1) 若相變過程放熱（如凝聚、結

29、晶等） 。要使 ，必須有 ， ，即，這表明系統必須“過冷”。 實用文檔 文案大全 (2) 若相變過程吸熱（如蒸發、熔融等） ，要滿足 這一條件則必須 ，即，這表明系統要自發相變則必須“過熱”。 七、揚德方程1（1G）1/32=K4t t=194.6h(2分) 金斯特林格方程12/3G（1-G）2/3=K6t t=68.1t=68.1(2分) 揚德方程假設反應過程中擴散截面不變，而金斯特林格方程考慮了反應中擴散截面的變化。隨反應的進行，反應物體積減小，擴散截面變小，所需反應時間要比揚德假設所計算出的時間短。(2分) 八、陶瓷材料中晶粒的大小與物料的原始粒度、燒結溫度和時間等因素有關；(3分) 控

30、制晶粒尺寸方法：控制原始粒度均勻細小，控制燒結溫度和時間，添加劑等。(3分) 九、1、見圖，付三角形3分，界線性質1分，界線上溫度降低的方向4.5分； 2、D，一致熔融二元化合物，高溫穩定、低溫分解；(1.5分) M，不一致熔融三元化合物；（1分） 3、（4分）E1 ，單轉熔點， E2 ，低共熔點， E3 ，單轉熔點， E4 ，過渡點， 4、（6分） L (結晶結束) S （產物C+B+M） 5、E2溫度（1分），H點所在溫度（1分）；過H點做副三角形BCM的兩條邊CM、BM的平行線HH1、HH2， C%=BH2/BC×100%，B%=CH1/BC×100%，C%=H1H2

31、/BC×100%（3分）。 實用文檔 文案大全 試題三答案 一、1 （100） （111） 111 0-11 各1分 2 CNTi4+=6 TiO6 CNCa2+=12 CaO12 CNO2-=6 OTi2Ca4 各1分 3 Z=1(1分) Ti4+ (1分)占據1/4八面體空隙(1分) 4 因為：Z+=2/12*4+4/6*2=2=Z- 所以：飽和 (3分) 5 不存在，因為是復合氧化合物。(2分) 二、島狀、架狀、鏈狀、層狀、組群狀、鏈狀 各1分 三、（1）CaCl 2VNa+2ClCl+CaNa(2分) NaC1-2xCaxCl (1分) （2） OVNa +VCl(2分) （

32、3）一是因為晶體中的間隙位置有限，二是因為間隙質點超過一定的限度會不破壞晶體結構的穩定性。 四、SiO4為基本結構單元，四面體組成形狀不規則大小不同的聚合力子團，絡陰離子團之間依靠金屬離子連接。（4分）； 從Na2OSiO2系統出發，隨引入B2O3量的增加， BO3與游離氧結合，轉變為BO4，使斷裂的網絡重新連接，系統粘度增加（3分）； 繼續引入B2O3，B2O3以層狀或鏈狀的BO3存在，系統的粘度降低（3分）。 實用文檔 文案大全 五、固體表面通過表面質點的極化、變形、重排降低固體的表面能（3分）； 液體分子可自由移動，通過形成球形表面來降低表面能（2分）； 固體質點不能自由移動，只能通過表

33、面質點的極化、變形、重排降低表面能，因此表面能總是高于同組成的液體的表面能（3分）。 六、由公式D=D0exp(-Q/RT)；（1分）計算D=6.72*10-7；（1分） D=2.7*10-8（1分）；DD；（1分）因為體心結構較面心結構疏松（2分）。 七、由熱力學可知,在等溫、等壓下有 在平衡條件下 , =0，則有 式中： 0是相變的平衡溫度； 為相變熱。 若在任意溫度T 的不平衡條件下，則有 若 與 不隨溫度而變化，將上式代入上式得： 可見，相變過程要自發進行，必須有<0, 則<0 。 （3） 若相變過程放熱（如凝聚、結晶等）<0 。要使<0 ，必須有>0 ，

34、即T0>T，這表明系統必須“過冷”。 （4） 若相變過程吸熱（如蒸發、 熔融等）>0, 要滿足<0 這一條件則必須<0，即T0<T，這表明系統要自發相變則必須“過熱”。 八、選擇Mg(OH)2、-Al2O3（3分）；因為反應活性高，結構不穩定（3分）。 九、蒸發冷凝、表面擴散 十、1見圖（6分）； 實用文檔 文案大全 2S1二元不一致熔融化合物，S2二元不致熔融化合物，S3三元不一致熔融化合物；（各1分） 3P1：過渡點 A+BS；P2：雙轉熔點L+B+S1=S3；P3：低共熔點L=B+C+S3；P4：單轉熔點L+A =S2+S1；P5單轉熔點L+S1= S2+S

35、3；P6低共熔點 L=C+S2+S3；（各1分） 4（4分） L: (結晶結束) S:（產物S1+ S2+S3） 5P3,H,B：C：S3=CC1：BB1：B1C1 （5分） 試題四答案 一填空題（第1題每空0.5分，其它每空1分，總計20分） 1. 晶胞參數，三斜，正交（斜方），立方。 2. 化學位梯度，濃度梯度的，定向遷移。 實用文檔 文案大全 3. 原子排列狀況相同但位向不同，數字相同、數序和正負號不同。 4. 沸石>螢石>TiO2>MgO。 5. 燒結初期、燒結中期和燒結后期，再結晶和晶粒長大。 6. 是，固體質點不能自由移動。 7. 在垂直于表面的方向上原子間距不同

36、于該方向上晶格內部原子間距的表面，馳豫表面。 8. 相界面上的化學反應和反應物通過產物層的擴散，相界面上的化學反應速率遠小于反應物通過產物層的擴散速率。 9. 鎂橄欖石>輝石>長石。 10. 垂直 平行。 二、（10分）解：(1) D=D0exp(-Q/RT) 2分 T=563+273=836K時，D=3×10-14cm2/s 2分 T=450+273=723K時，D=1.0×10-14cm2/s 2分 代入上式可求 Q=48875J，D0=0.34×10-11cm2/s 2分 (2) D=D0exp(-Q/RT) =1.1×10-14 cm

37、2/s 2分 三、（10分）解：（1）有兩種配位多面體，SiO4，MgO6，同層的MgO6八面體共棱，如59MgO6和49MgO6共棱75O2-和27O2-，不同層的MgO6八面體共頂，如1MgO6和51MgO6共頂是22O2-，同層的MgO6與SiO4共頂，如TMgO6和7SiO4共頂22O2-，不同層的MgO6與SiO4共棱，TMgO6和43SiO4共28O2-和28O2-；2.5分 （3）z=4(2.5分)； （4）Si4+占四面體空隙=1/8，Mg2+占八面體空隙=1/2。（2.5分） 四、 1、 G ·GV · 令 則 已知：GV3.6×106J/cm3

38、；0.15 J/cm2 8.33×108cm（5分） 實用文檔 文案大全 2、 個 （5分） 五、1如右圖，I表示核化速率，u表示晶化速率（5分）； 2在陰影部分以外的溫度對形成玻璃有利，因為此時核化速率與晶化速率都較小或只存在一種情況（5分）。 六、1 1 ）（2分） （2分） 2 ）（1分） 2 體心立方點陣的晶胞結構圖 （2分）， (112) 晶面和 晶向 （各1.5分）。 3 選擇Mg(OH)2、-Al2O3；因為反應活性高，結構不穩定。（3+2） 七、1、見圖；（6分） 2、G，一致熔融二元化合物； F，不一致熔融二元化合物；H，不一致熔融三元化合物 （3分） 3、E1 ，

39、單轉熔點， E2，低共熔點， E3，低共熔點， 實用文檔 文案大全 E4，單轉熔點， E5，單轉熔點， E6 ，多晶轉變點，（6分） 4、 L ： (結晶結束)（B消失）（4分） S ： （產物A+F+H） （2分） 5、E2溫度，M2點所在溫度；過M2點做副三角形CGH的 兩條邊GH、GC的平行線M2X、M2Y，C%=YH/HC×100%， H%=CX/HC×100%，G%=XY/HC×100%。（4分） 試題五答案 一、填空題（1?10=10分） 1. 6 ，12 。 2. 22xcDtc? 。 實用文檔 文案大全 3. 結構相同或相似，或具有相似的原子排列，

40、或接觸角為0，或接觸角較小。 4. 環境的作用。 5. 晶粒長大和再結晶。 6. 較低，速度較慢；反應開始明顯進行的溫度或較高。 7.一定的溫度。 8. 垂直。 二、晶體結構分析（20分） 1、 1）Ca2+面心立方堆積，簡單立方堆積；（4分） 2） 鈣的配位數為8，CaF8立方體；F的配位數為4，FCa4四面體；（4分） 3） CaF8立方體之間共棱（共用2個頂點）連接；（2分） 4） 見圖（1分），平行（111）面存在同號離子層，外力作用下沿平行（111）面方向有解理現象（3分）。 2、Si/O=1/2，架狀結構；Si/O=4/10，層狀結構；Si/O=4/11，雙鏈結構；Si/O=2/6

41、，單鏈結構；Si/O=2/7，組群狀（雙四面體）結構；Si/O=2/7，組群狀（雙四面體）結構；Si/O=1/3，組群狀（環狀）結構；Si/O=1/4，島狀結構；（6分） 三、晶體結構缺陷（10分） 1、都不對(2分)。若B進入頂點位置， 則形成固溶體化學式為8)188(xxBA?，簡化后得xxBA)16(?， x取1到8的整數，全部取代頂點位置的質點，得AB(4分) 2、間隙型固溶體：3222iOMgMgOOOAlOAl? (2分)Al2xMg12xO1x 或 Al2xMg22xO2x (1分) 置換型固溶體：3232MgOMgMgOVOAlOAl? (2分) Al2xMg13xO或Al2x

42、Mg33xO3 (1分) 四、（10分） 長石<輝石(MgO·SiO2)<鎂橄欖石（2分） 長石輝石(MgO·SiO2)鎂橄欖石（2分） | 理由：從長石、輝石(MgO·SiO2)到鎂橄欖石，熔體結構從架狀、鏈狀到島狀，絡陰離子團尺寸減小，作用力矩減小，因此表面張力增大；同理，長石熔體具有架狀結構，氧硅比2，網絡連接程度好，冷卻過程中不易規則排列而容易形成玻璃，鎂橄欖石具有島狀，氧硅比4，硅氧四面體孤立存在，冷卻過程中易規則排列而最不容易形成玻璃，輝石形成玻璃的能力居中。（6分） 五（10分）、1 、0837.0cos),OAl/,),O(Al3232

43、?液（固）液（固AgAg?(2分) 接解角大于90°，所以液態銀不能潤溫氧化鋁瓷件表面(2分) 最有可能實現的措施：在液態銀中加入表面活性劑，降低(Ag，液/ Al2O3，固)，可使其潤濕。(2分) 2、PbI2> CaF2(2分)。與Ca2和F相比，Pb2與I具有較大的極化性能，因此表面雙電層的厚度較厚(2分)。 六、（10分） 實用文檔 文案大全 1、Tm10831356K 1分 T1356（853273）230K 1分 cmTHTmr751028.1230162813561077.122*? 2分 7444)103615.0()1028.1(344*34373733?ar

44、n （個） 2分 2、R*r*1.28×107cm 1分 h0.2R*=0.2×1.28×107=0.256×107cm 1分 ? ?321772721024.0)10256.01028.13(3)10256.0(*33cmhRhV? 1分 204)103615.0(1024.0437213?aVn （個） 1分 七、（5分）固溶體類型不同，擴散機制不同，導致擴散系數差別很大。1分 氫在面心立方鐵中形成間隙固溶體，按間隙擴散機制進行擴散，其擴散活化能比較小，故擴散系數大； 2分 而鎳在面心立方鐵中形成置換固溶體，按空位擴散機制進行擴散，其擴散活化能比較大

45、，故擴散系數小。2分 或答原子半徑小，在相同的擴散基質中進行擴散，阻力小，活化能低，擴散系數大。（5分） 八、（5分） 選擇MgCO3、Al2O3較好。 3分 MgCO3在加熱到350400分解為MgO和CO2，具有比較高的反應活性； 1分 Al2O3在加熱到950時轉變為Al2O3，由于發生晶格重排，會使晶格活化，具有比較高的反應活性。 1分 九、（20分） 1 見圖。三個副三角形，各0.5分，計1.5分；溫降箭頭和性質各0.5分，計3分。合計4.5分； 2 不一致熔融二元、低溫穩定高溫分解的化合物，各0.5分，合計1.5分； 3 E：三元低共熔點 DBCL? J1：過渡點 DBAL? J2

46、：單轉熔點 DCAL? 各1分，合計3分； 411MdDDAAEEcbaMDBCLDCLDLDALAL?（液相消失，結晶結束，產物C+B+D），3分。B%=xy/CD, C%=yD/CD, B%=Cx/CD，1.5分。合計4.5分 實用文檔 文案大全 52112MgffAAEEJJeMBDCLBDLDBABALALL?（液相消失，結晶結束，產物C+B+D），3分。L%=fM2/f J1, A%= J1M2/f J1*Bf/AB, B%= J1M2/f J1*Af/AB，1.5分。A先消失，因為此時系統中A與B的比小于化合物D中A與B的比，2分。合計6.5分。 實用文檔 文案大全 武漢理工大學材

47、料科學基礎考試大綱 第一部分 考試說明 一、考試性質 材料科學基礎是材料學科的專業基礎課，著重研究材料的成分、加工方法與材料的組織、性能之間的關系以及其變化規律，它是如何發揮材料潛力使用好現有材料和研究開發新材料的理論基礎，也是學習材料學科專業課的先行課程，所以設立為材料學科專業碩士研究生的入學專業基礎考試課程。 二、考試的學科范圍 考查的詳細要點見第二部分。知識面要全面兼顧，重點在于基礎。 三、評價目標 對材料科學基礎的基本理論掌握，應用基本理論分析常見的工程現象的能力。分析問題要求文字語言通順，層次清楚；回答問題要求要點明確，即提出論點，指明方向，簡要說明理由；計算題要有明確原理，原始數據

48、來源，準確的結果，合理的計量單位。 四、考試形式與試卷結構 考試時間180分鐘，采用閉卷筆試。 題形為問答方式的分析和論述題，含通用的計算內容。按題目內容分小題按要點記分。 五、參考書目 側重公有的基礎理論，不限書目。可以為任何90年后出版的材料專業的教科書。 例如 西安交大石德柯等編材料科學基礎，清華潘金生等編材料科學基礎，哈工大李超編金屬學原理，中南礦冶曹明盛編物理冶金基礎等等。 第二部分 考查要點 一、材料的晶體結構 名詞概念 晶體與非晶體 晶格與晶胞 晶向指數與晶面指數 體心立方 面心立方 密排六方 內容要求 1晶胞中晶向指數與晶面指數表示方法，即指數與圖形對應關系。 2金屬中常見三種

49、典型晶型的原子位置、單胞中原子數、致密度、配位數、密排面與密排方向。 3立方晶系中方向指數的夾角和晶面間距。 二、晶體缺陷 名詞概念 單晶體與多晶體 晶粒與晶界 點缺陷 線缺陷 面缺陷 空位 位錯 柏氏矢量 刃型位錯和螺型位錯 滑移與攀移 內容要求 1定性說明晶體平衡時為什么存在一定的空位濃度。 2簡單立方晶系中刃型位錯和螺型位錯原子模型，及其對應的柏氏矢量。 3位錯滑移運動的條件及其結果。 4晶體中的界面形式、界面能及其對晶粒形貌的影響。 三、材料的相結構 名詞概念 固溶體與化合物 電子濃度 內容要求 1固溶體有哪些類型，影響固溶體溶解度的因素。 實用文檔 文案大全 2材料中的化合物有哪些類

50、型，及其它們的主要形成條件。 四、相圖 名詞概念 合金 組元 相、組織、組織組成物 固溶體與化合物 勻晶、共晶、包晶、共析轉變 杠桿定律 枝晶偏析 鐵素體、奧氏體、滲碳體、珠光體、萊氏體 碳鋼與白口鑄鐵 成分三角形 連接線 連接三角形 等溫截面圖 垂直截面圖 內容要求 1閱讀二元相圖，已知部分相區確定相鄰相區，確定雙相區和三相區的冷卻轉變類型和反應式，分析合金冷卻時的相變過程及對應的冷卻曲線。 2根據相圖(含勻晶、共晶、包晶、共析、包析綜合)分析相和組織轉變過程，用杠桿定律定律計算平衡轉變時相組成和組織組成物的相對含量。 3快速冷卻對不同類型轉變將會帶來那些影響。 4記住FeFe3C平衡相圖及相關點的成分和溫度，分析相和組織轉變過程，計算平衡轉變時相組成和組織組成物的相對含量。認識或繪制室溫組織示意圖。 5三元系的成分表示方法，即成分點和成分值的對應。 2三相平衡區和四相平衡區空間結構特點和截面圖中的形狀及區的相鄰關系。降溫過程發生的轉變類型