(完整版)材料科學(xué)基礎(chǔ)復(fù)習(xí)題

1、名詞解釋1. 空間點(diǎn)陣：是表示晶體結(jié)構(gòu)中質(zhì)點(diǎn)周期性重復(fù)規(guī)律得幾何圖形.2. 同素異構(gòu)：是指某些元素在t和p變化時(shí),晶體結(jié)構(gòu)發(fā)生變化得特征.3. 固溶體：當(dāng)一種組分（溶劑）內(nèi)溶解了其他組分（溶質(zhì)）而形成的單一、均勻的晶態(tài)固體，其晶體結(jié)構(gòu)保持溶劑組元的晶體結(jié)構(gòu)時(shí)，這種相就稱固溶體。4. 電子濃度：固溶體中價(jià)電子數(shù)目e與原子數(shù)目之比。5. 間隙固溶體：溶質(zhì)原子溶入溶劑間隙形成的固溶體6. 晶胞:能完全反映晶格特征得最小幾何單元7. 清潔表面：是指不存在任何吸附、催化反應(yīng)、雜質(zhì)擴(kuò)散等物理化學(xué)效應(yīng)得表面，這種表面的化學(xué)組成與體內(nèi)相同，但周期結(jié)構(gòu)可以不同于體內(nèi)。8. 潤(rùn)濕：是一種流體從固體表面置換另一種流

2、體的過程。9. 表面改性：是利用固體表面的吸附特性，通過各種表面處理來改變固體表面得結(jié)構(gòu)和性質(zhì)以適應(yīng)各種預(yù)期要求。10. 晶界：凡結(jié)構(gòu)相同而取向不同的晶體相互接觸，其接觸面稱為晶界。11. 相平衡：一個(gè)多相系統(tǒng)中，在一定條件下，當(dāng)每一相的生成速度與它的消失速度相等時(shí)，宏觀上沒有任何物質(zhì)在相間傳遞，系統(tǒng)中每一個(gè)相的數(shù)量均不隨時(shí)間而變化，這時(shí)系統(tǒng)便達(dá)到了相平衡。12. 臨界晶胚半徑rk：新相可以長(zhǎng)大而不消失的最小晶胚半徑.13枝晶偏析:固溶體非平衡凝固時(shí)不同時(shí)刻結(jié)晶的固相成分不同導(dǎo)致樹枝晶內(nèi)成分不均勻的現(xiàn)象（或樹枝晶晶軸含高熔點(diǎn)組元較多，晶枝間低熔點(diǎn)組元較多的現(xiàn)象）.14. 擴(kuò)散：由構(gòu)成物質(zhì)的微粒

3、得熱運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生得物質(zhì)遷移現(xiàn)象。擴(kuò)散的宏觀表現(xiàn)為物質(zhì)的定向輸送。15. 反應(yīng)擴(kuò)散:在擴(kuò)散中由于成分的變化，通過化學(xué)反應(yīng)而伴隨著新相的形成（或稱有相變發(fā)生）的擴(kuò)散過程稱為“反應(yīng)擴(kuò)散”，也稱為“相變擴(kuò)散。16. 泰曼溫度：反應(yīng)開始溫度遠(yuǎn)低于反應(yīng)物熔點(diǎn)或系統(tǒng)低共熔溫度，通常相當(dāng)于一種反應(yīng)物開始呈現(xiàn)顯著擴(kuò)散作用的溫度，此溫度稱為泰曼溫度或燒結(jié)溫度。18. 相變：隨自由能變化而發(fā)生的相的結(jié)構(gòu)變化。19. 什么是相律：表示材料系統(tǒng)相平衡得熱力學(xué)表達(dá)式，具體表示系統(tǒng)自由能、組元數(shù)和相數(shù)之間得關(guān)系。20. 二次再結(jié)晶：指少數(shù)巨大晶粒在細(xì)晶消耗時(shí)成核長(zhǎng)大得過程，又稱晶粒異常長(zhǎng)大和晶粒不連續(xù)生長(zhǎng)。21. 均勻成核:

4、組成一定，熔體均勻一相，在結(jié)晶溫度下析晶，發(fā)生在整個(gè)熔體內(nèi)部，析出物質(zhì)組成與熔體一致。22. 固溶強(qiáng)化：溶質(zhì)原子加入到溶劑原子中形成固溶體，固溶體在23. 相：化學(xué)成分相同，晶體結(jié)構(gòu)相同并有界面與其他部分分開的均勻組成部分。24. 過冷度:實(shí)際開始結(jié)晶溫度與理論結(jié)晶溫度之間的差。25. 固態(tài)相變：固態(tài)物質(zhì)在溫度、壓力、電場(chǎng)等改變時(shí)，從一種組織結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變成另一種組織結(jié)構(gòu)。26. 穩(wěn)定分相：分相線和液相線相交（分相區(qū)在液相線上）,分相后兩相均為熱力學(xué)的穩(wěn)定相。27. 馬氏體相變：一個(gè)晶體在外加應(yīng)力的作用下通過晶體的一個(gè)分立體積的剪切作用以極迅速的速率而進(jìn)行的相變。28. 無擴(kuò)散型固態(tài)相變：在相變過程

5、中并不要求長(zhǎng)程擴(kuò)散,只需要原子作一些微量地移動(dòng)，其移動(dòng)距離通常小于這些移動(dòng)原子與相鄰原子間的間距，并且這些原子之間保持一定的關(guān)系。29. 燒結(jié)：粉末成型體在低于熔點(diǎn)的高溫作用下，產(chǎn)生顆粒間的粘結(jié)，通過物質(zhì)傳遞遷移，使成型坯體變成具有一定幾何形狀和性能，即有一定強(qiáng)度的致密體的過程31. 粘度：是流體（液體或氣體）抵抗流動(dòng)的量度。粘度物理意義：指單位接觸面積、單位速度梯度下兩層液體間的內(nèi)摩擦力。影響熔體粘度的主要因素是溫度和化學(xué)組成對(duì)錯(cuò)2作用在位錯(cuò)線上的力F的方向永遠(yuǎn)垂直于位錯(cuò)線并指向滑移面上的未滑移區(qū)。3）4. 晶面與晶向具有不同的原子密度，因而晶體在不同方向上表現(xiàn)出不同的性質(zhì)。3）5. 高于熔

6、點(diǎn)不太多的溫度下，液體內(nèi)部質(zhì)點(diǎn)的排列并不是象氣體那樣雜亂無章的，相反，卻是具有某種程度的規(guī)律性。（V）6固體顆粒愈小，表面曲率愈大，則蒸氣壓和溶解度增高而熔化溫度升高。（X）7對(duì)純固相：壓力可顯著改變粉料顆粒間的接觸狀態(tài)，提高固相反應(yīng)速率。（V）8顆粒愈大，固相反應(yīng)愈劇烈。（X）10. 固溶體凝固形核的必要條件同樣是AGBV0、結(jié)構(gòu)起伏和能量起伏。（X）11. 三元相圖垂直截面的兩相區(qū)內(nèi)不適用杠桿定律。（V）13. 和液固轉(zhuǎn)變一樣，固態(tài)相變也有驅(qū)動(dòng)力并要克服阻力，因此兩種轉(zhuǎn)變的難易程度相似。（X）14. 在一個(gè)給定的系統(tǒng)中，物種數(shù)可以因分析問題的角度的不同而不同，但獨(dú)立組分?jǐn)?shù)是一個(gè)確定的數(shù)。（

7、V）15. 單組分系統(tǒng)的物種數(shù)一定等于1°（X）17. 相圖中的點(diǎn)都是代表系統(tǒng)狀態(tài)的點(diǎn)。（X）18. 恒定壓力下，根據(jù)相律得出某一系統(tǒng)的f=l,則該系統(tǒng)的溫度就有一個(gè)唯一確定的值。（X）19. 單組分系統(tǒng)的相圖中兩相平衡線都可以用克拉貝龍方程定量描述。（V）20. 根據(jù)二元液系的px圖可以準(zhǔn)確地判斷該系統(tǒng)的液相是否是理想液體混合物。（V）21在相圖中總可以利用杠桿規(guī)則計(jì)算兩相平暢時(shí)兩相的相對(duì)的量。（V）22.杠桿規(guī)則只適用于Tx圖的兩相平衡區(qū)。（X）23對(duì)于二元互溶液系，通過精餾方法總可以得到兩個(gè)純組分。（X）24.二元液系中，若A組分對(duì)拉烏爾定律產(chǎn)生正偏差，那么B組分必定對(duì)拉烏爾定

8、律產(chǎn)生負(fù)偏差。（X）25若A、B兩液體完全不互溶，那么當(dāng)有B存在時(shí)，A的蒸氣壓與系統(tǒng)中A的摩爾分?jǐn)?shù)成正比。（X）30. 在穩(wěn)態(tài)擴(kuò)散過程中，擴(kuò)散組元的濃度C只隨距離x變化，而不隨時(shí)間t變化。（V）32. 固態(tài)相變分為形核和核長(zhǎng)大兩個(gè)基本階段，不遵循液態(tài)物質(zhì)結(jié)晶過程的一般規(guī)律。（X）33. 分解反應(yīng)受控于核的生成數(shù)目以及反應(yīng)界面面積等因素。（V）34. 對(duì)有液、氣相參與的固相反應(yīng)：反應(yīng)不是通過固相粒子直接接觸進(jìn)行的，壓力增大影響不明顯，有時(shí)相反。（V）簡(jiǎn)答題1. 簡(jiǎn)述晶體的性質(zhì)答：1）均勻性2）各向異性3）自限性4）對(duì)稱性5）最小內(nèi)能性2. 布拉維點(diǎn)陣分為哪四類答1）簡(jiǎn)單點(diǎn)陣。2）體心點(diǎn)陣。3）底

9、心點(diǎn)陣。4）面心點(diǎn)陣。3. 硅酸鹽的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：答1）硅酸鹽的基本單元是SiO四面體。2）每個(gè)氧最多只能被兩個(gè)SiO四44面體所共有。3）SiO四面體只能是互相孤立地在結(jié)構(gòu)中存在或通過共頂點(diǎn)相4互連接。4）Si-0-Si的結(jié)合鍵并不形成一直線，而是一折線。4. 晶胞選取的原則：答：1）選取的平行六面體應(yīng)反映出點(diǎn)陣的最高對(duì)稱性2）平行六面體內(nèi)的棱和角相等的數(shù)目應(yīng)最多3）當(dāng)平行六面體的棱邊夾角存在直角時(shí)，直角數(shù)目應(yīng)最多4）當(dāng)滿足上述條件的情況下，晶胞應(yīng)具有最小的體積5. 晶面指數(shù)標(biāo)定步驟：答：1）在點(diǎn)陣中設(shè)定參考坐標(biāo)系2）確定待定晶面在三個(gè)晶軸上的截距3）取截距的倒數(shù)，并通分化為互質(zhì)整數(shù)比，記為（h

10、kl）6. 缺陷的含義：晶體缺陷就是指實(shí)際晶體中與理想的點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)發(fā)生偏差的區(qū)域。7. 硅酸鹽熔體的粘度與組成的關(guān)系答：（1）O/Si比；（2）價(jià)堿金屬氧化物；（3）二價(jià)金屬氧化物；（4）高價(jià)金屬氧化物；（5）陽離子配位數(shù)；（6）混合堿效應(yīng)；（7）其它化合物。8. 簡(jiǎn)述固體表面的不均勻性答：（1）絕大多數(shù)晶體是各向異性（2）同一種物質(zhì)制備和加工條件不同也會(huì)有不同的表面性質(zhì)。（3）晶格缺陷、空位或位錯(cuò)而造成表面不均勻。（4）在空氣中暴露，表面被外來物質(zhì)所污染，形成有序或無序排列，也引起表面不均勻。（5）固體表面無論怎么光滑，從原子尺寸衡量，實(shí)際上也是凹凸不平的。9. 在固液界面上發(fā)生粘附的條件有那

11、些？答：（1）潤(rùn)濕性（2）粘附功（W）（3）粘附面的界面張力（4）相溶性或親和性10. 晶界的特點(diǎn)：答（1）晶界易受腐蝕后很易顯露出來；（2）晶界是原子（或離子）快速擴(kuò)散的通道，并易引起雜質(zhì)原子（離子）偏聚，同時(shí)也使晶界處熔點(diǎn)低于晶粒；（3）晶界上原子排列混亂，使之處于應(yīng)力畸變狀態(tài)，能階較高，使得晶界成為固態(tài)相變時(shí)優(yōu)先成核的區(qū)域。11. 相圖的作用？答：（1）知道開始析晶的溫度，析晶終點(diǎn)，熔化終點(diǎn)的溫度；（2）平衡時(shí)相的種類；（3）平衡時(shí)相的組成O預(yù)測(cè)瓷胎的顯微結(jié)構(gòu)O預(yù)測(cè)產(chǎn)品性質(zhì)（4）平衡時(shí)相的含量。12. 點(diǎn)缺陷的類型（1）空位：肖脫基空位離位原子進(jìn)入其它空位或遷移至晶界或表面。弗蘭克爾空位

12、離位原子進(jìn)入晶體間隙。（2）間隙原子：位于晶體點(diǎn)陣間隙的原子。（3）置換原子：位于晶體點(diǎn)陣位置的異類原子。13. 簡(jiǎn)述固態(tài)擴(kuò)散的條件答：（1）溫度足夠高（2）時(shí)間足夠長(zhǎng)（3）擴(kuò)散原子能固溶（4）具有驅(qū)動(dòng)力：化學(xué)位梯度14. 說明固相反應(yīng)的步驟答：（1）反應(yīng)物擴(kuò)散到界面（2）在界面上進(jìn)行反應(yīng)（3）產(chǎn)物層增厚15. 影響固相反應(yīng)的因素有哪些？答：（1）反應(yīng)物化學(xué)組成與結(jié)構(gòu)的影響（2）反應(yīng)物顆粒尺寸及分布的影響（3）反應(yīng)溫度和壓力與氣氛的影響（4）礦化劑及其它影響因素16. 礦化劑在固相反應(yīng)作用：答:（1）影響晶核的生成速度（2）影響結(jié)晶速度及晶格結(jié)構(gòu)（3）降低體系熔點(diǎn)，改善液相性質(zhì)17. 簡(jiǎn)述相變

13、過程的推動(dòng)力答：過冷度，過飽和濃度，過飽和蒸汽壓18. 影響析晶能力的因素有哪些？答：（1）熔體的組成（2）熔體的結(jié)構(gòu)（3）界面情況（4）外加劑19. 簡(jiǎn)要說明成分過冷的形成及其對(duì)固溶體組織形態(tài)的影響。答:固溶體凝固時(shí),由于溶質(zhì)原子在界面前沿液相中的分布發(fā)生變化而形成的過冷.20. 為什么晶粒細(xì)化既能提高強(qiáng)度，也能改善塑性和韌性？答:晶粒細(xì)化減小晶粒尺寸,增加界面面積,而晶界阻礙位錯(cuò)運(yùn)動(dòng),提高強(qiáng)度;晶粒數(shù)量增加,塑性變形分布更為均勻,塑性提高;晶界多阻礙裂紋擴(kuò)展,改善韌性.21. 晶體結(jié)構(gòu)與空間點(diǎn)陣的異同異：點(diǎn)的屬性、數(shù)目、有無缺陷；同：描述晶體中的規(guī)律性22. 間隙固溶體與間隙化合物的異同異

14、：結(jié)構(gòu)與組成物的關(guān)系；同：小原子位于間隙位置23. 二元相圖中有哪些幾何規(guī)律？相區(qū)接觸法則；三相區(qū)是一條水平線；三相區(qū)中間是由它們中相同的相組成的兩相區(qū)；單相區(qū)邊界線的延長(zhǎng)線進(jìn)入相鄰的兩相區(qū)。24. 材料結(jié)晶的必要條件有哪些？過冷；結(jié)構(gòu)起伏；能量起伏；成分起伏（合金）。25. 影響再結(jié)晶溫度的因素是：（1）預(yù)先的變形程度。（2）原始晶粒大小。（3）純度及成分。（4）加熱速度和保溫時(shí)間。26. 簡(jiǎn)述晶體結(jié)構(gòu)對(duì)擴(kuò)散的影響。答：晶體結(jié)構(gòu)反映了原子（離子）在空間排列的情況；擴(kuò)散時(shí)原子要發(fā)生移動(dòng)就必需克服周圍原子對(duì)它的作用力。原子排列越緊密，原子間的結(jié)合力愈強(qiáng)，此時(shí)擴(kuò)散激活能就越大，而擴(kuò)散系數(shù)D就愈??；

15、因此，晶體結(jié)構(gòu)緊密的物質(zhì)，擴(kuò)散激活能就大，擴(kuò)散系數(shù)小。金屬的熔點(diǎn)高低和熔化時(shí)潛熱的大小都能反映金屬內(nèi)部原子間作用力的大小，反映激活能的高低。金屬的熔點(diǎn)越高、熔化時(shí)潛熱越大，原子排列就越緊密，擴(kuò)散激活能就越大，擴(kuò)散系數(shù)就越小。27. 相律具有什么限制性：1）相律只適用于熱力學(xué)平衡狀態(tài)。平衡狀態(tài)下各相的溫度應(yīng)相等；各相的壓力應(yīng)相等（機(jī)械平衡）；每一組元在各相中的化學(xué)位必須相同。2）相律只能表示體系中組元和相的數(shù)目，不能指明組元或相的類型和含量。3）相律不能預(yù)告反應(yīng)動(dòng)力學(xué)。4）自由度的值不得小于零。28. 配位數(shù)：是指在晶體結(jié)構(gòu)中，該原子（或離子）的周圍，與它直接相鄰結(jié)合的同種原子（或所有異號(hào)離子）

16、的個(gè)數(shù)。29. 說明影響固溶度的因素：答：1）原子尺寸因素：熔質(zhì)和熔劑原子尺寸差別越小越容易形成置換固熔體，且固熔度越大。2）晶體結(jié)構(gòu)因素：熔質(zhì)和熔劑的晶體結(jié)構(gòu)類型相同是形成無限固熔體的必要條件。同種間隙原子在面心立方中的熔解度大于在體心立方中的熔解度。3）化學(xué)親和力：熔質(zhì)原子與熔劑原子的負(fù)電性相差越大，異種原子間的親和力越強(qiáng)，有利于增大固熔度。4）電子濃度因素：熔質(zhì)元素的原子價(jià)越高，同樣數(shù)量的熔質(zhì)原子熔解時(shí)的電子濃度增加越快，因此其固熔度越小。30. 玻璃形成的動(dòng)力學(xué)條件：熔體如果冷卻速度比較快，原子不能進(jìn)行充分地?cái)U(kuò)散，液態(tài)就只能轉(zhuǎn)變?yōu)榉蔷B(tài)固體，即形成玻璃。31. 簡(jiǎn)述NaCl結(jié)構(gòu)的主要特

17、點(diǎn)答；面心立方晶格（點(diǎn)陣型式）。正、負(fù)離子配位數(shù)為6，正、負(fù)離子半徑介于0.4140.73232. 硅酸鹽玻璃與硅酸鹽晶體結(jié)構(gòu)上顯著的差別：（1）晶體中SiO骨架按一定對(duì)稱性作周期重復(fù)排列，是嚴(yán)格有序的，在玻璃中則是無序排列的。晶體是一種結(jié)構(gòu)貫穿到底，玻璃在一定組成范圍內(nèi)往往是幾種結(jié)構(gòu)的混合。（2）晶體中R+或R2+陽離子占據(jù)點(diǎn)陣的位置：在玻璃中，它們統(tǒng)計(jì)地分布在空腔內(nèi)，平衡Onb的負(fù)電荷。雖從Na2O-SiO2系統(tǒng)玻璃的徑向分布曲線中得出Na+平均被57個(gè)O包圍，即配位數(shù)也是不固定的。（3）晶體中，只有半徑相近的陽離子能發(fā)生互相置換，玻璃中，只要遵守靜電價(jià)規(guī)則，不論離子半徑如何，網(wǎng)絡(luò)變性離子

18、均能互相置換。（因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)容易變形，可以適應(yīng)不同大小的離子互換）。在玻璃中析出晶體時(shí)也有這樣復(fù)雜的置換。（4）在晶體中一般組成是固定的，并且符合化學(xué)計(jì)量比例，在形成玻璃的組成范圍內(nèi)氧化物以非化學(xué)計(jì)量任意比例混合。33. 馬氏體轉(zhuǎn)變特點(diǎn)：答：1）相變前后存在習(xí)性平面和晶面定向關(guān)系2）快速-聲速3）無擴(kuò)散4）在一個(gè)溫度范圍內(nèi)34. 何謂共晶反應(yīng)、包晶反應(yīng)?試比較這兩種反應(yīng)的異同點(diǎn)。答：共晶反應(yīng)：指一定成分的液體合金，在一定溫度下，同時(shí)結(jié)晶出成分和晶格均不相同的兩種晶體的反應(yīng)。包晶反應(yīng)：指一定成分的固相與一定成分的液相作用，形成另外一種固相的反應(yīng)過程。共同點(diǎn)：反應(yīng)都是在恒溫下發(fā)生，反應(yīng)物和產(chǎn)物都是

19、具有特定成分的相，都處于三相平衡狀態(tài)。不同點(diǎn)：共晶反應(yīng)是一種液相在恒溫下生成兩種固相的反應(yīng)；而包晶反應(yīng)是一種液相與一種固相在恒溫下生成另一種固相的反應(yīng)。35. 簡(jiǎn)要說明成分過冷的形成及其對(duì)固溶體組織形態(tài)的影響。答:固溶體凝固時(shí),由于溶質(zhì)原子在界面前沿液相中的分布發(fā)生變化而形成的過冷.36. 簡(jiǎn)述熔質(zhì)原子在位錯(cuò)附近的分布答：置換固熔體中比熔劑原子大的熔質(zhì)原子往往擴(kuò)散到位錯(cuò)線下方受拉引力的部位，比熔質(zhì)原子小的熔質(zhì)原子則擴(kuò)散到位錯(cuò)線上方受壓應(yīng)力的部位。間隙固溶體中的熔質(zhì)原子總是擴(kuò)散到位錯(cuò)線的下方。37.試從擴(kuò)散系數(shù)公式D二D0expkT說明影響擴(kuò)散的因素。答：從公式表達(dá)形式可以看出擴(kuò)散系數(shù)與擴(kuò)散激活

20、能Q和溫度有關(guān)。擴(kuò)散激活能越低擴(kuò)散系數(shù)較大，因此激活能低的擴(kuò)散方式的擴(kuò)散系數(shù)較大，如晶界和位錯(cuò)處的擴(kuò)散系數(shù)較大。溫度越高，原子活性越大，擴(kuò)散系數(shù)越大。38. 為什么只有置換固熔體的兩個(gè)組元之間才能無限互溶，而間隙固熔體則不能答：這是因?yàn)樾纬晒倘垠w時(shí)，熔質(zhì)原子的熔入會(huì)使熔劑結(jié)構(gòu)產(chǎn)生點(diǎn)陣畸變，從而使體系能量升高。熔質(zhì)與熔劑原子尺寸相差越大，點(diǎn)陣畸變的程度也越大，則畸變能越高，結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性越低，熔解度越小。一般來說，間隙固熔體中熔質(zhì)原子引起的點(diǎn)陣畸變較大，故不能無限互溶，只能有限熔解。39. 燒結(jié)與固相反應(yīng)相同點(diǎn)和不同點(diǎn)有哪些答：相同點(diǎn)：均在低于材料熔點(diǎn)或熔融溫度之下進(jìn)行的；過程自始至終都至少有一相

21、是固態(tài)。不同點(diǎn)：固相反應(yīng)至少有兩組元參加，并發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。燒結(jié)只有單組元或兩組元參加，但并不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。40. 說明蒸發(fā)-凝聚傳質(zhì)的特點(diǎn)答：1）坯體不發(fā)生收縮。燒結(jié)時(shí)頸部區(qū)域擴(kuò)大，球的形狀改變?yōu)闄E圓，氣孔形狀改變，但球與球之間的中心矩不變。2）坯體密度不變。氣孔形狀的變化對(duì)坯體一些宏觀性質(zhì)有可觀的影響，但不影響坯體密度。3）物質(zhì)需加熱到可以產(chǎn)生足夠蒸氣壓的溫度。41. 從工藝角度考慮，在燒結(jié)時(shí)需要控制的主要變量有：答：1）燒結(jié)時(shí)間2）顆粒半徑r的影響3）溫度T的影響42. 晶粒生長(zhǎng)影響因素有哪些？答：（1）夾雜物（雜質(zhì)、氣孔等）的阻礙作用（2）晶界上液相的影響：粗的起始顆粒的二次再結(jié)晶的程度

22、要?。?）晶粒生長(zhǎng)極限尺寸：原始粒度不均勻、溫度偏高、燒結(jié)速率太快、坯體成型壓力不均勻及存在局部不均勻液相等。43. 二次再結(jié)晶的影響因素答：（1）晶粒晶界數(shù)（原始顆粒的均勻度）（2）起始物料顆粒的大?。?）工藝因素選擇題1. 比較下面兩個(gè)晶體結(jié)構(gòu)圖，指出哪一個(gè)是三斜，哪一個(gè)是斜方。（BA）AB2. 求證FCC晶胞的邊長(zhǎng)必=2R罷4r二根號(hào)2aa=2R根號(hào)23. 下圖給出立方晶體的4個(gè)晶面，在圖下標(biāo)注的指數(shù)中選擇一個(gè)答案。（CAAB）112)“(101)(111)ZEc(III)M(1U)*(212.J(212)(J12)«(301)4在立方晶系中，晶向指數(shù)與晶面指數(shù)相同時(shí)，則晶面與

23、晶向。（b）a、平行b、垂直5. 固溶體的晶體結(jié)構(gòu)與相同°（b）a、溶質(zhì)b、溶劑c、不同于溶劑和溶質(zhì)的其它晶型d、a、b、c都有可能6. 置換原子的固溶度可以較大，而間隙原子的固溶度很小°（A）A是B否7由于晶體中的間隙很小，所以間隙原子一般都是小原子。（A）A是B否8. 下列說法錯(cuò)誤的是（C）A. 空位在不停地運(yùn)動(dòng)，遇到間隙原子時(shí)就會(huì)與其合并而消失。B. 空位和空位運(yùn)動(dòng)到一起就會(huì)形成復(fù)合空位。C. 晶體中的空位是固定不動(dòng)的。9. 如果成核速率和生長(zhǎng)速率u的極大值相隔比較遠(yuǎn)，則容易形成：（A）A. 玻璃體B.晶體C.熔融體10. 熱分解反應(yīng)總是從晶體中某一點(diǎn)開始，形成反應(yīng)的

24、（A）。A. 核B.界面C.缺陷11. 金屬結(jié)晶需要一定的過冷度。（A）A是B否12. 金屬液體在熔點(diǎn)溫度保溫，則（C）A. 需要很長(zhǎng)時(shí)間才能結(jié)晶；B. 到熔點(diǎn)溫度就會(huì)結(jié)晶；C. 永不結(jié)晶。C在熔點(diǎn)保溫，就是沒有過冷。13. 過冷度是理論結(jié)晶溫度（即熔點(diǎn)T）與實(shí)際結(jié)晶溫度之差。（A）mA是B否14. 下述哪些現(xiàn)象結(jié)晶時(shí)出現(xiàn)？（AB）A. 在低于熔點(diǎn)的溫度下結(jié)晶才能進(jìn)行；B. 結(jié)晶時(shí)有熱量放出；C. 液態(tài)金屬冷卻到熔點(diǎn)時(shí)就開始結(jié)晶。15. 形成臨界晶核時(shí)需要的形核功由什么提供？（B）A. 由外界加熱提供；B. 由能量起伏提供；C. 由體積自由能提供。16臨界晶核有可能繼續(xù)長(zhǎng)大，也有可能消失（熔化

25、）°（A）A是B否因?yàn)榕R界晶核形成時(shí)能量增大到最高，此時(shí)無論晶核繼續(xù)長(zhǎng)大，還是減小，都可以使能量降低，所以都是自發(fā)過程。故這兩種可能都存在。17. 下述說法哪些正確？在相同過冷度的條件下，（ABCD）A. 非均勻形核比均勻形核的形核率高；B. 均勻形核與非均勻形核具有相同的臨界晶核半徑；C. 非均勻形核比均勻形核需要的形核功??；D. 非均勻形核比均勻形核的臨界晶核體積小。18. 當(dāng)接觸角。=n時(shí)，沆=嘰，晶核的形狀為（C）A. 半球形；B.小于半球的球冠；C.球形。當(dāng)接觸角9=n時(shí)，就是均勻形核了，所以晶核是球形。19. 下述說法哪些正確？非均勻形核時(shí)，9角越小，形核越容易。這是因?yàn)?/p>

26、（ABC）A. 臨界晶核的體積和表面積越小；B.形核需要的過冷度越??；C.需要的形核功越小。21可以使鑄態(tài)金屬或合金的晶粒細(xì)化的常用方法有：（B）A. 增大冷卻速度，變質(zhì)處理B. 變質(zhì)處理，提高過冷度，振動(dòng)、攪拌C. 實(shí)行單向凝固，變質(zhì)處理，振動(dòng)、攪拌能夠增加晶核數(shù)量的方法都可以細(xì)化晶粒，常用的方法主要是變質(zhì)處理，提高過冷度，振動(dòng)、攪拌。22.制取單晶體的技術(shù)關(guān)鍵是保證液體結(jié)晶時(shí)只有一個(gè)晶核。（A）A是B否27在非穩(wěn)態(tài)擴(kuò)散過程中，擴(kuò)散組元的濃度C也是只隨距離x變化，而不隨時(shí)間t變化。A.是B.否在非穩(wěn)態(tài)擴(kuò)散過程中，擴(kuò)散組元的濃度C不只是隨距離x變化，而且也隨時(shí)間t變化。28擴(kuò)散通量J的定義為：

27、擴(kuò)散組元在單位時(shí)間內(nèi)通過垂直于擴(kuò)散方向的單位截面積的擴(kuò)散物質(zhì)流量，單位為：kg/m2s°（A）A.是B.否29根據(jù)菲克第一定律，擴(kuò)散組元的濃度梯度石越大，則擴(kuò)散通量J越大，擴(kuò)散越快。（A）A.是B.否因?yàn)閿U(kuò)散通量J和擴(kuò)散組元的濃度梯度成正比，所以濃度梯度越大，擴(kuò)散通量J越大，擴(kuò)散越快。30擴(kuò)散系數(shù)D是描述擴(kuò)散速度的重要物理量，D值越大則擴(kuò)散越慢。（B）A.是B.否31已知Mg（鎂）在Al（鋁）中的擴(kuò)散常數(shù)D=1.2X10-4m2/s,擴(kuò)散激活能Q=131000J/mol,500°C時(shí)擴(kuò)散系數(shù)D=1.8X10-13m?/s，問400°C時(shí)Mg在Al中的擴(kuò)散系數(shù)D是多

28、少？（A）A.8.1X10-15m2/sB.1.8X10-13m2/sC.2.8X10-11m2/s32溫度對(duì)擴(kuò)散系數(shù)的影響非常顯著，溫度越高，則擴(kuò)散系數(shù)越大。（A）A.是B.否33怎樣理解擴(kuò)散原子對(duì)基體造成的晶格畸變?cè)酱?，擴(kuò)散則越容易。（B）A. 擴(kuò)散原子具有更低的能量，需要的擴(kuò)散激活能變大，擴(kuò)散系數(shù)變小，所以擴(kuò)散容易；B. 擴(kuò)散原子具有更高的能量，需要的擴(kuò)散激活能變小，擴(kuò)散系數(shù)變大，所以擴(kuò)散容易；C. 基體原子具有更高的能量，造成的勢(shì)壘變小，擴(kuò)散系數(shù)變小，所以擴(kuò)散容易。34在相同的溫度下，碳在a-Fe中的擴(kuò)散比在丫-Fe中的擴(kuò)散更容易，速度更快。這主要是因?yàn)椋海ˋ）A. 碳原子在a-Fe中

29、固溶造成的晶格畸變更大；B. 其他合金元素的影響所致；C. 溫度對(duì)擴(kuò)散系數(shù)的影響所致。35燒結(jié)理論認(rèn)為：粉狀物料的表面能與多晶燒結(jié)體的晶界能關(guān)系是。（A）A. 表面能大于界面能B. 表面能等于界面能；C. 表面能小于界面能。36. 下列過程中，（）能使燒結(jié)產(chǎn)物強(qiáng)度增大而不產(chǎn)生致密化過程。（AD）A、蒸發(fā)一凝聚B、體積擴(kuò)散C、粘性（塑性）擴(kuò)散D、表面擴(kuò)散37. 在燒結(jié)過程中，只改變氣孔形狀而不引起坯體致密化的傳質(zhì)方式有（BF）A、晶格擴(kuò)散B、表面擴(kuò)散C、晶界擴(kuò)散D、流動(dòng)傳質(zhì)E、顆粒重排F、蒸發(fā)一凝聚G、非本征擴(kuò)散H、溶解一沉淀計(jì)算題1在單胞中畫出（010）、（110）、（121）（312）等晶面

30、，畫出1丄1、123、110、211等晶向。卜|加“|丨川IIS-：門丨二-mH?：.'HlTlJ'HCK1：.211.(1120)、(1012)、(1011)等晶面及1120、2. 用四軸坐標(biāo)系畫出六方晶系的2113、3125等晶向。3. 對(duì)于立方點(diǎn)陣如果每個(gè)陣點(diǎn)放上硬球，證明可以填充的最大體積一次為0.52、0.68和0.74。答：因?yàn)橄噜弮汕蚴窍嗲械?，其中心距離是球的直徑。P點(diǎn)陣的球半徑是a/2,球的體積是4n(a/2)3/3,每個(gè)P點(diǎn)陣含1個(gè)球，單胞的體積是a3，故p點(diǎn)陣的填充率為：4n(a/2)3/3a3=0.52354. FeO具有NaCl型結(jié)構(gòu)。假設(shè)Fe與O的原子

31、數(shù)目相等，計(jì)算其密度。Fe的離子半徑為0.074nm，氧離子的半徑為0.140nm。解：每個(gè)單位晶胞中有4個(gè)Fe2+和4個(gè)O2-,則原子的體積為V=【2(0.074+0.140)*10-9m】3=78.4*10-3。山3原子的質(zhì)量為M=4(55.8+16)/(0.602*1024)=479*10-24g所以密度p=M/V=479*10-24g/78.4*10-30m3=6.1*106g/m35. 已知一種Al-Cu二元合金含銅3wt%,鋁97wt%,試問它們?cè)臃謹(jǐn)?shù)為多少？(銅的原子量63.55，鋁的原子量26.98)。解：為了簡(jiǎn)便起見，可以取100克Al-Cu合金來計(jì)算100克Al-Cu合金

32、中含有銅的質(zhì)量為：100X3%=3(克)100克Al-Cu合金中含有鋁的質(zhì)量為：100X97%=97(克)再分別計(jì)算出100克Al-Cu合金中銅和鋁的摩爾數(shù)：石葫=0.047(mol)=辿=_97_=3(mol)如26.93所以銅和鋁的原子分?jǐn)?shù)(摩爾分?jǐn)?shù))為：xni=一色匹一X100%=一型巴xlOO%=1.3at%血時(shí)血+川山3.595+0.047©產(chǎn)一也一xl00%=彳竺一xl00%=93.7at%叫i+M&i3.595+0.047計(jì)算出銅的原子分?jǐn)?shù)后，也可以按下式計(jì)算鋁的原子分?jǐn)?shù)：%=1-=1-1.3at%=9S.7at%6.固溶體合金的相圖如圖所示,試根據(jù)相圖確定：%

33、3(a) 成分為40%B的合金首先凝固出來的固體成分；(b) 若首先凝固出來的固體成分含60%B，合金的成分為多少？(c) 成分為70%B的合金最后凝固的液體成分；(d)合金成分為50%B，凝固到某溫度時(shí)液相含有40%B，固體含有80%B，此時(shí)液體和固體各占多少分?jǐn)?shù)？答案：(a)85%B°(b)15%B°(c)20%B°(d)S050xl00%=75%80-40c；=1-75%=25%7.分析M組分的析晶路程及個(gè)溫度下固液組分的含量TBL；：A+Bp=3f=0M(熔體)K1*(a)RT嘰ARTEse，a+(B)E(液相消失)Me?A+B1M+BEp=2f=1(1)

34、T1：固相量S%=0;液相量L=100%;T2：S%=M2L/S2L2X100%；L%=M2S2/S2L2X100剛到TE:晶體B未析出，固相只含A。到TE后:S%=MeE/SeEX100%；L%=MeSe/SeEXEEEEE100%(4)離開Te:L消失，晶體A、B完全析出。SA%=MEB/ABX100%；SB%=MEA/ABX100%8.A-B二元合金中具有共晶反應(yīng)如下：七wB=0.75)wB=0.15)*卩(wB=0.95)若共晶反應(yīng)剛結(jié)束時(shí)，a和B相的相對(duì)含量各占50%,試求該合金的成分。設(shè)合金成分為C%,由題知：095一ca%二-x100%二50%0.95一0.15得：c%=0.55

35、%分析熔體M的析晶路程解：熔體ML>Mp=1f=3LoCC,(C)>DC,C+(B)p=2f=2LoC+Bp=3f=1EF,B+C+(A)E(L消失)M,A+B+CLoA+B+C>p=4f=09.何為臨界晶核？物理意義是什么？答：根據(jù)自由能與晶胚半徑的變化關(guān)系，可以知道半徑r<r的晶胚不能成核；kr>r的晶胚才有可能成核；而r=r的晶胚既可能消失，也可能穩(wěn)定長(zhǎng)大。因此,kk半徑為“的晶胚稱為臨界晶核。其物理意義是，過冷液體中涌現(xiàn)出來的短程有序的原子團(tuán)，當(dāng)其尺寸r三r時(shí)，k這樣的原子團(tuán)便可成為晶核而長(zhǎng)大。臨界晶核半徑r,其大小與過冷度有關(guān)，過冷度越大，臨界晶核半徑越

36、小。k10. 在燒結(jié)時(shí)，晶粒生長(zhǎng)能促進(jìn)坯體致密化嗎？晶粒生長(zhǎng)會(huì)影響燒結(jié)速率嗎？試說明之。答：晶粒生長(zhǎng)是晶界移動(dòng)的結(jié)果，并不是原子定向向頸部遷移的傳質(zhì)過程，因而不能促進(jìn)坯體致密化。晶界移動(dòng)可以引起原子躍遷，也可以使氣孔移入晶粒內(nèi)，從而影響燒結(jié)速率。因而晶界移動(dòng)需進(jìn)行控制。11. 說明影響燒結(jié)的因素？答：1）粉末的粒度。細(xì)顆粒增加了燒結(jié)推動(dòng)力，縮短原子擴(kuò)散距離，提高顆粒在液相中的溶解度，從而導(dǎo)致燒結(jié)過程的加速。2）外加劑的作用。在固相燒結(jié)中，有少量外加劑可與主晶相形成固溶體，促進(jìn)缺陷增加，在液相燒結(jié)中，外加劑改變液相的性質(zhì)（如粘度，組成等），促進(jìn)燒結(jié)。3）燒結(jié)溫度：晶體中晶格能越大，離子結(jié)合也越牢

37、固，離子擴(kuò)散也越困難，燒結(jié)溫度越高。4）保溫時(shí)間：高溫段以體積擴(kuò)散為主，以短時(shí)間為好，低溫段為表面擴(kuò)散為主，低溫時(shí)間越長(zhǎng)，不僅不引起致密化，反而會(huì)因表面擴(kuò)散，改變了氣孔的形狀而給制品性能帶來損害，要盡可能快地從低溫升到高溫，以創(chuàng)造體積擴(kuò)散條件。5）氣氛的影響：氧化，還原，中性。6）成形壓力影響：一般說成型壓力越大顆粒間接觸越緊密，對(duì)燒結(jié)越有利。12. 固相燒結(jié)與液相燒結(jié)的主要傳質(zhì)方式？固相燒結(jié)與液相燒結(jié)之間有何相同與不同之處？答：固相燒結(jié)的主要傳質(zhì)方式有蒸發(fā)-凝聚傳質(zhì)和擴(kuò)散傳質(zhì)，液相燒結(jié)的主要傳質(zhì)方式有溶解-沉淀傳質(zhì)和流動(dòng)傳質(zhì)。固相燒結(jié)與液相燒結(jié)的共同點(diǎn)是燒結(jié)的推動(dòng)力都是表面能；燒結(jié)過程都是由

38、顆粒重排、物質(zhì)傳遞與氣孔充填、晶粒生長(zhǎng)等階段組成。不同點(diǎn)是：由于流動(dòng)傳質(zhì)比擴(kuò)散傳質(zhì)速度快，因而致密化速率高；固相燒結(jié)主要與原料粒度和活性、燒結(jié)溫度、氣氛成型壓力等因素有關(guān)，液相燒結(jié)與液相數(shù)量、液相性質(zhì)、液-固潤(rùn)濕情況、固相在液相中的溶解度等有關(guān)。13. 試述燒結(jié)的推動(dòng)力和晶粒生長(zhǎng)的推動(dòng)力，并比較兩者之大小。答：燒結(jié)推動(dòng)力是粉狀物料的表面能（Ysv）大于多晶燒結(jié)體的晶界能（Ygb）,即Ysv>Ygb。生長(zhǎng)的推動(dòng)力是晶界兩側(cè)物質(zhì)的自由焓差，使界面向晶界曲率半徑小的晶粒中心推進(jìn)。燒結(jié)的推動(dòng)力較大，約為420J/g。晶粒生長(zhǎng)的推動(dòng)力較小，約為0.42J/g，因而燒結(jié)推動(dòng)力比晶粒生長(zhǎng)推動(dòng)力約大十倍

39、。填空1.對(duì)應(yīng)于圖中所示晶面的指數(shù)分別是什么？1112121102.晶體結(jié)構(gòu)、基元和空間點(diǎn)陣間的關(guān)系，可以示意地表示為晶體結(jié)構(gòu)二空間點(diǎn)陣+基元3常見的晶體結(jié)構(gòu)有面心立方、體心立方、密排六方三種4間隙固溶體只能形成有限固溶體5按照硅氧四面體在空間的組合情況，可以把硅酸鹽分成島狀、鏈狀、層狀、架狀四種。6世界上的固態(tài)物質(zhì)可分為二類，一類是晶態(tài)，另一類是非晶態(tài)。7等徑球體的密堆積為兩種：六方最緊密堆積；立方最緊密堆積8. 一晶面在x、y、z軸上的截距分別為2a、3b、6c,則該晶面的晶面指數(shù)為（321）。雜質(zhì)Ca2+取代Zr4+位置，與原來的Zr4+比，少2個(gè)正電荷，即帶2個(gè)負(fù)有效電荷，該缺陷表示為Ca”9. 晶體是由原子或分子在空間按一定規(guī)律、周期重復(fù)地排列所構(gòu)成的固體物質(zhì)。10. 固溶體按原子在點(diǎn)陣中排列的秩序性分：無序固溶體、有序固溶體11硅酸鹽熔體結(jié)構(gòu)（1）基本結(jié)構(gòu)單元是SiO四面體；2）基本結(jié)構(gòu)單元在