发布时间 : 星期四 文章材料科学基础试题及答案更新完毕开始阅读4f0566f367ce0508763231126edb6f1aff007191
《材料科学基础》样题及答案
试题一
一. 图1是NaO的理想晶胞结构示意图，试回答： 2 1．晶胞分子数是多少； 2．结构中何种离子做何种密堆积；何种离子填充何种空隙，所占比例是多少； 3 ．结构中各离子的配位数为多少，写出其配位多面体；
2-
的电价是否饱和； 4．计算说明O
5．画出NaO结构在（001 ）面上的投影图。 2
二. 图2是高岭石(AlO ·2SiO·2HO)结构示意图，试回答： 2322 1．请以结构式写法写出高岭石的化学式；
2．高岭石属于哪种硅酸盐结构类型； 3．分析层的构成和层的堆积方向； 4 ．分析结构中的作用力；
5．根据其结构特点推测高岭石具有什么性质。
三. 简答题：
1.晶体中的结构缺陷按几何尺寸可分为哪几类？ 2.什么是负扩散？
3．烧结初期的特征是什么？ 4. 硅酸盐晶体的分类原则是什么？
5.烧结推动力是什么？它可凭哪些方式推动物质的迁移？
相变的含义是什么？从热力学角度来划分，相变可以分为哪几类？ 6.
出下列缺陷反应式： 四. 1.NaCl形成肖特基缺陷；
+
进入间隙）；Ag2.AgI形成弗仑克尔缺陷（中，请写出二个合理的方程，并判断可能成立的
方程是哪一种？O掺入到 3.TiONb322 再写出每个方程的固溶体的化学式。 CaCl4.NaCl 溶入中形成空位型固溶体2
表面力的存在使固体表面处于高能量状态，然而，能量愈高系统愈不稳定，那么 . 五 固体是通过何种方式降低其过剩的表面能以达到热力学稳定状态的。
微粒包围，观察尖晶石的形成，在恒定温度由过量的Al1μ粒径为. 六的球状MgOO32起了反应，计算完全反应的时间：⑴用杨德方程计算；⑵用20%下，第一个小时有Al的O32． 金斯特林格方程计算。
七.请分析熔体结构中负离子团的堆积方式、聚合度及对称性等与玻璃形成之关系。
八.试从结构和能量的观点解释为什么D晶界>D晶内？
九.试分析二次再结晶过程对材料性能有何影响？工艺上如何防止或延缓二次再结晶的发
生？
十.图3是A-B-C三元系统相图，根据相图回答下列问题： 1．写出点P，R，S的成分；
2．设有2kgP，问需要多少何种成分的合金Z才可混熔成6kg成分为R的合金。
十一.图4是A-B-C三元系统相图，根据相图回答下列问题：
1．在图上划分副三角形、用箭头表示各条线上温度下降方向及界线的性质； 2．判断化合物D、F的性质；
3．写出各三元无变量点的性质及其对应的平衡关系式； 4．写出组成点G在完全平衡条件下的冷却结晶过程；
5．写出组成点H在完全平衡条件下的冷却结晶过程，写出当液相组成点刚刚到达E4点和结晶结束时各物质的百分含量（用线段比表示）。
试题二
一、(1)（12分）根据CaTiO晶胞图（见图1）回答下列问题： 3 1.晶面BCGF、DEG的晶面指数；晶向DF、HA的晶向指数。
2.结构中各离子的配位数为多少，写出其配位多面体；
3.晶胞分子数是多少？何种离子添何种空隙，空隙利用率是多少？
2-
离子，为什么？ 结构中是否存在 4.TiO 3 (2)（11分）图2是镁橄榄石(Mg2[SiO4])结构
示意图，试回答：
1．镁橄榄石属于哪种硅酸盐结构类型；
2-
的电价是否饱和；O．计算说明 2
3．结构中有几种配位多而体，各配位多面体间的连接方式怎样? 4．镁橄榄石是否容易形成玻璃，为什么？ 图1 图2
二、（10分）写出下列缺陷反应式： 1.NaCl形成肖脱基缺陷。
+
进入间隙） 形成弗伦克尔缺陷（Ag2.AgI
3.TiO掺入到NbO中，请写出二个合理的方程，写出固溶体的化学式，并判断可322能成立的方程是哪一种？
三、（10分）判断下列叙述是否正确？若不正确，请改正。
1.NaO-SiO系统中随SiO含量的增加，熔体的粘度将降低。 222 2.扩散的推动力是浓度梯度，所有扩散系统中，物质都是由高浓度处向低浓度处扩散。
3.晶粒正常长大是小晶粒吞食大晶粒，反常长大是大晶粒吞食小晶粒。
4.固溶体是在固态条件下，一种物质以原子尺寸溶解在另一种物质中形成的单相均匀的固体。 5.在热力学平衡条件下，二元凝聚系统最多可以3相平衡共存，它们是一个固相、一个液相和一个气相。
四、（6分）什么叫弛豫表面？NaCl单晶表面具有什么样的结构特点？
2+2+
在尖晶石ZnCrOCr中的自扩散系数与温度的关系分别为6分）巳知Zn 和五、（ 4
2+2+
1.试求1403K时Zn和Cr在尖晶石ZnCrO中的扩散系数。 4 2.将细铂丝涂在两种氧
化物ZnO和CrO的分界线上，然后将这些压制成型的样品32进行扩散退火。（标记物铂丝非常细，不影响离子在不同氧化物之间的扩散）。根据所得数据判断铂丝将向哪一方向移动？
六、（6分）为什么在成核一生成机理相变中，要有一点过冷或过热才能发生相变?什么情况下需过冷，什么情况下需过热，各举一个例子。
七、（6分）粒径为1μ球状AlO由过量的MgO微粒包围，观察尖晶石的形成，在32恒定温度下，第一个小时有20%的AlO起了反应，分别用扬德方程、金斯特林格方程计算32完全反应的时间，对计算结果进行比较并说明为什么？
八、（6分）陶瓷材料中晶粒的大小与什么有关？工艺上如何控制晶粒尺寸（请列出三种途径）？
九、（26分）图3 是A-B-C三元系统相图，根据相图回答下列问题：
1．在图上划分副三角形、用箭头表示各条界线上温度下降方向及界线的性质； 2．判断化合物D、M的性质；
3．写出各三元无变量点的性质及其对应的平衡关系式； 4．写出组成点G在完全平衡条件下的冷却结晶过程；
5．写出组成点H在完全平衡条件下进行加热时，开始出现液相的温度和完全熔融的温度；写出完全平衡条件下进行冷却，结晶结束时各物质的百分含量（用线段比表示）。
试题三
一、根据CaTiO ）：18）回答下列问题（1晶胞图（见图3． 1、晶面BCGF、HAC的晶面指数；晶向DF、AH的晶向指数。 2、结构中各离子的配位数为多少，写出其配位多面体；
3、晶胞分子数是多少？何种离子添何种空隙，空隙利用率是多少？
2-
的电价是否饱和； 、计算说明 O 42-离子，为什么？ TiO 5、结构中是否存在3
图 1
二、下列硅酸盐矿物各属何种结构类型（6）：
r-Ca[Si0]， K[AISiO]， CaMg[SiO]， 684322 Mg[SiO](OH)， CaAl[AlSiO]， CaMg[SiO]（OH） 2511273241042
三、1、写出下列缺陷反应式（10）：
(1) CaCl溶人NaC1中形成空位型固溶体，并写出固溶体的化学式； 2 (2) NaCl形成肖脱基缺陷。
2、为什么间隙型固溶体不能形成无限固溶体？
四、硅酸盐熔体的结构特征是什么？从NaO—SiO系统出发，随引入BO量的增加，322系统的粘度如何变化，为什么？（10）
五、固体是如何降低系统的表面能的，为什么相同组成的固体的表面能总是高于液体的表面能？（8）
六、假定碳在α—Fe(体心立方)和γ—Fe（面心立方）中进行扩散，碳在α—Fe中的D0和扩散活化能为0.0079、83600J/mol，碳在γ—Fe中的D0和扩散活化能为0.21和141284J/mol，计算800℃时各自的扩散系数并解释其差别。（6）
七、为什么在成核一生成机理相变中，要有一点过冷或过热才能发生相变? 什么情况下需过冷，什么情况下需过热，试证明之。（6）
八、如果要合成镁铝尖晶石，可供选择的原料为Mg(OH)、MgO、γ-AlO、α-AlO，32223从提高反应速率的角度出发，选择什么原料较好？请说明原因。（6）
九、下列过程中哪一个能使烧结体强度增大，而不产生坯体宏观上的收缩? （6分） (a)蒸发冷凝、 (b) 体积扩散、 (c)粘性流动、 (d)表面扩散、(e)溶解沉淀
十、图2是A-B-C三元系统相图，根据相图回答下列问题（24）：
1．在图上划分副三角形、用箭头表示各条界线上温度下降方向及界线的性质；
2．判断化合物S、S、S的性质； 312 3．写出各三元无变量点的性质及其对应的平衡关系式；
4．写出组成点G在完全平衡条件下的冷却结晶过程；
5．写出组成为H的混合物在完全平衡条件下进行加热时，开始出现液相的温度和完全熔融的温度；写出组成H的混合物在完全平衡条件下进行冷却，结晶结束时各物质的百 分含量（用线段比表示）。．
试题四
一、填空题（2×10=20分）
1、依据（ ）之间关系的不同，可以把所有晶体的空间点阵划归为七类，即（ ）晶系、单斜晶系、（ ）晶系、三方晶系、正方晶系、六方晶系和（ ）晶系。
2、扩散的基本推动力是（ ），一般情况下以（ ）等形式（列出一种即可）表现出来，扩散常伴随着物质的（ ）。
3、晶面族是指（ ）的一组晶面，同一晶面族中，不同晶面的指数的（ ）相同，只是（ ）不同。
4、向MgO、沸石、TiO、萤石中，加入同样的外来杂质原子，可以预料形成间隙型2固溶体的固溶度大小的顺序将是（ ）。
5、烧结过程可以分为（ ）三个阶段，在烧结的中后期，与烧结同时进行的过程是（ ）。 6、液体表面能和表面张力数值相等、量纲相同，而固体则不同，这种说法（ 是/否 ）正确，因为（ ）。
7、驰豫表面是指（ ），NaCl单晶的表面是（ ）。
8、一般的固态反应包括（ ）两个过程，化学动力学范围是指（ ）。
9、从熔体结构角度，估计长石、辉石(MgO?SiO)、镁橄榄石三种矿物的高温熔体表2面张力大小顺序（ ）。
10、刃性位错的柏氏矢量与位错线呈（ ）关系，而螺位错两者呈（ ）关系。