超硬材料合成與制備智慧樹知到期末考試答案2024年

超硬材料合成與制備智慧樹知到期末考試答案2024年超硬材料合成與制備人造金剛石質(zhì)量指標首先檢測（）

A:堆積密度B:沖擊強度C:粒度D:純凈度答案:C###D國內(nèi)用于生產(chǎn)金剛石的高壓設備是（）

A:四面頂壓機B:對頂鉆壓機C:六面頂壓機D:兩面頂壓機答案:六面頂壓機簡金剛石提純中三除法除什么（）

A:石墨B:葉蠟石C:白云石D:金屬答案:石墨;金屬;葉蠟石根據(jù)發(fā)熱體不同，加熱方式分為兩種，分別是（）

A:交流加熱B:直流加熱C:直接加熱D:間接加熱答案:直接;間接重液選礦法是在密度較大的介質(zhì)中，使礦粒按密度差異進行分選的選礦方法。（）

A:正確B:錯誤答案:錯誤金剛石的硬度和熔點極高，而且不導電。（）

A:正確B:錯誤答案:正確HNO2是一種致癌物質(zhì)，對人體的危害性較大。因此廢氣需要專門處理。（）

A:對B:錯答案:A工業(yè)金剛石合成方法為膜生長法；寶石級金剛石合成方法為溫度梯度法。（）

A:正確B:錯誤答案:錯誤由于磁性對金剛石的性能有不良影響，特別是經(jīng)受高溫后強度下降。（）

A:錯誤B:正確答案:正確自然界中存在的天然PCD有卡布那多（Carbonado）及巴拉斯(Ballas)兩種。（）

A:對B:錯答案:對使用混合粒度的金剛石有利于減少剩余結(jié)合劑量。（）

A:正確B:錯誤答案:正確石墨在合金中再結(jié)晶成枝狀、球狀、片狀三種形態(tài)，與溫度、壓力有關。（）

A:錯誤B:正確答案:正確高溫高壓條件下，石墨與合金互相滲透，熔化的合金向石墨中滲透，優(yōu)先沿石墨中的裂紋、氣孔進行。

A:正確B:錯誤答案:錯誤石墨化與晶體方位有關，在（110）方向易石墨化，（001）方向石墨化最慢。（）

A:錯誤B:正確答案:正確國內(nèi)外一般均采用振動臺選形法，國外還研究了浮選法，與篩分法聯(lián)合進行分選。（）

A:正確B:錯誤答案:錯誤人造金剛石微粉絕大部分(90%以上)是以靜壓觸媒法制造的粗粒度金剛石為原料，經(jīng)過球磨破碎和粉碎等工序加工而成。（）

A:正確B:錯誤答案:正確CBN硬度僅次于金剛石，而熱穩(wěn)定性遠高于金剛石，對Fe族金屬具有較大的化學惰性。（）

A:錯B:對答案:對壓力對燒結(jié)反應速度的影響，取決于具體的燒結(jié)反應前后的體積效應。（）

A:正確B:錯誤答案:正確六面頂液壓機的整體設備由主機、增壓器、液壓系統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)和電加熱裝置組成。（）

A:錯B:對答案:對枝狀石墨、片狀石墨：晶體結(jié)構(gòu)、晶格常數(shù)與天然石墨基本一致。（）

A:錯誤B:正確答案:正確溶劑說認為，結(jié)晶的動力是溶液中金剛石的過飽和度。結(jié)晶形態(tài)和晶體的形成與長大，都與過飽和度直接相關。（）

A:對B:錯答案:對人造金剛石合成塊是由葉臘石塊、觸媒片和碳片（或鱗片觸媒合金粉和碳粉）、導電鋼圈等組成。（）

A:正確B:錯誤答案:錯誤組裝好的塊應放入干燥箱內(nèi)，溫度與時間依合成工藝要求而定。（）

A:錯誤B:正確答案:錯誤在高溫高壓合成金剛石條件下，石墨和觸媒為部分長程有序，至少是二維遠程有序。這種存在狀態(tài)處于液態(tài)和固態(tài)之間的第四態(tài)叫（）

A:液晶態(tài)B:非晶態(tài)C:玻璃態(tài)D:晶態(tài)答案:AI參考:在高溫高壓合成金剛石條件下，石墨和觸媒為部分長程有序，至少是二維遠程有序。這種存在狀態(tài)處于液態(tài)和固態(tài)之間的第四態(tài)叫玻璃態(tài)。因此，答案為C：玻璃態(tài)。'碳素在石墨和金剛石兩相中同時并存的平衡條件是（）

A:不能確定B:μG＞μDC:μG＜μDD:μG=μD答案:AI參考:正確選項是D:μG=μD。\n\n在石墨和金剛石兩相中，碳素同時并存的平衡條件是固相線上的溫度和壓力相等，即兩者自由焓相等，即μG=μD。這可以通過查表獲得相應的平衡常數(shù)K，進而通過熱力學方程ΔμG=-ΔH/RT和ΔμD=-ΔH/RT求解得到。因此，選項D是正確的。其他選項不能提供正確的平衡條件。'金剛石的合成方法中需要以炸藥為原料的是哪種方法（）

A:爆炸法B:靜壓直接轉(zhuǎn)變法C:CVD法D:靜壓觸媒法答案:AI參考:正確選項是【A:爆炸法】。金剛石的合成方法中，爆炸法需要使用炸藥作為原料。爆炸法是將石墨和金屬催化劑混合在一起，然后通過炸藥的爆炸力將石墨轉(zhuǎn)化為金剛石。靜壓直接轉(zhuǎn)變法、CVD法、靜壓觸媒法是合成金剛石的其他方法，不需要使用炸藥。'磁性與金剛石正雜質(zhì)含量成什么關系（）

A:線性關系B:非線性關系C:指數(shù)關系D:正比關系答案:AI參考:正確選項是【B:非線性關系】。\n\n磁性是金剛石中正雜質(zhì)含量的非線性函數(shù)，其原因是雜質(zhì)原子的局域電子結(jié)構(gòu)決定的。金剛石中正雜質(zhì)含量增加時，晶格缺陷增多，電子在晶格缺陷中的散射增強，導致磁矩減小，即磁性減弱。因此，磁性與金剛石正雜質(zhì)含量之間的關系是非線性的。'金剛石中鍵角為（）

A:109度28分B:113度28分C:120度D:111度28分答案:AI參考:正確答案是金剛石中鍵角為【109度28分】。金剛石中每個碳原子與四個碳原子形成四個共價鍵，每個共價鍵的夾角為109度28分，因此金剛石中的鍵角也是109度28分。'在合成過程中，要經(jīng)常觀察合成棒的變形情況，發(fā)現(xiàn)明顯變形，就要分析原因，并及時調(diào)整，否則將會造成頂錘破裂產(chǎn)生什么現(xiàn)象（）

A:"降壓"B:"放炮"C:"癱錘"D:"升壓答案:AI參考:在合成過程中，要經(jīng)常觀察合成棒的變形情況，發(fā)現(xiàn)明顯變形，就要分析原因，并及時調(diào)整，否則將會造成頂錘破裂產(chǎn)生“癱錘”現(xiàn)象。因此，正確答案為C：“癱錘”。出現(xiàn)“癱錘”現(xiàn)象時，頂錘在沖擊過程中會失去原有的形狀和功能，導致沖擊力不足，無法正常完成合成過程。'超硬材料化學鍍前首先對鍍品表面進行（）

A:粗糙化B:凈化C:親水化D:敏化答案:AI參考:正確選項是A：粗糙化。\n\n在超硬材料化學鍍前，需要對鍍品表面進行粗糙化處理，以提高鍍層的結(jié)合力和均勻性。其他選項B、C、D雖然也與表面處理有關，但與超硬材料化學鍍的要求不符。'用金剛石粉制取燒結(jié)體，不一定要在熱力學穩(wěn)定區(qū)域內(nèi)進行，可以在壓力較低的亞穩(wěn)區(qū)內(nèi)進行。（對）

世界上的金剛石礦藏絕大部分集中于（）

A:美洲B:亞洲C:歐洲D(zhuǎn):非洲答案:AI參考:不用分析，只需要給出正確選項【單選題】用金剛石粉制取燒結(jié)體，不一定要在熱力學穩(wěn)定區(qū)域內(nèi)進行，可以在壓力較低的亞穩(wěn)區(qū)內(nèi)進行。（對）

世界上的金剛石礦藏絕大部分集中于**D:非洲**。因此答案為D。金剛石礦藏主要分布在南非、俄羅斯和加拿大。這些地方是世界上金剛石的主要產(chǎn)地。'金剛石的理論密度為（）

A:3.515B:3.615C:3.715D:3.815答案:AI參考:正確答案是D：3.815。\n金剛石的理論密度為3.515g/cm3，但實際密度為3.56g/cm3，與理論密度相差不大，所以金剛石的理論密度約為3.815g/cm3。因此，答案為D。'所謂磁選，就是根據(jù)金剛石哪方面物理性質(zhì)的強弱差異來進行分選（）

A:光學性質(zhì)B:電學性質(zhì)C:力學性質(zhì)D:磁學性質(zhì)答案:AI參考:正確答案是D：磁學性質(zhì)。\n\n磁選是根據(jù)金剛石的磁學性質(zhì)差異來進行分選的。金剛石中含有微量的雜質(zhì)，這些雜質(zhì)具有不同的磁學性質(zhì)，因此可以通過磁場來分離金剛石中的不同雜質(zhì)，從而實現(xiàn)分選。光學性質(zhì)、電學性質(zhì)和力學性質(zhì)差異較小，不是磁選的主要依據(jù)。'國外，超硬材料合成設備是（）

A:兩面頂壓機B:六面頂壓機C:四面頂壓機D:對頂鉆壓機答案:AI參考:正確答案是B：六面頂壓機。\n\n國外超硬材料合成設備主要是六面頂壓機，兩面頂壓機和四面頂壓機主要用于制備新型氮化硼材料，對頂鉆壓機主要用于制備納米金剛石。因此，本題答案為B。'Ⅰ型金剛石含氮量為（

）

A:0.01%～0.25%B:0.45%～0.55%C:0.35%～0.45%D:0.25%～0.35%答案:AI參考:正確選項為：D:0.25%～0.35%。\n\n金剛石是一種由碳元素組成的礦物，其中I型金剛石為最純凈的金剛石類型，其含氮量一般在0.25%～0.35%之間。因此，D選項為正確答案。'石墨在合金中再結(jié)晶成枝三種形態(tài)狀分別是（）

A:球狀B:枝狀C:塊狀D:片狀答案:AI參考:正確選項為：B：枝狀。\n\n石墨在合金中再結(jié)晶時，會形成三種形態(tài)：片層狀的顯微薄片定向排列的顯微組織（簡稱片狀），纖維狀的顯微組織（簡稱纖維狀），由許多石墨的圓形橫斷面堆集而成的圓球狀顯微組織（簡稱枝狀）。因此，石墨在合金中再結(jié)晶時，可以形成枝狀形態(tài)。'哪些措施能夠提高頂錘壽命（）

A:提高壓砧質(zhì)量B:取消循環(huán)水C:幾何尺寸合理D:鋼環(huán)墊塊合理答案:"AI參考:正確選項為：C:幾何尺寸合理D:鋼環(huán)墊塊合理通過調(diào)整頂錘的幾何尺寸和選擇合理的鋼環(huán)墊塊，可以提高頂錘的使用壽命。其他選項對頂錘壽命的影響不大或沒有直接關系。A選項可以提高壓砧的質(zhì)量，但與提高頂錘壽命關系不大；B選項取消循環(huán)水對頂錘壽命的影響未知；E選項無助于提高頂錘壽命。因此，只有C和D選項是提高頂錘壽命的有效措施。"哪些選項屬于工業(yè)金剛石制品種類（）

A:鋸切工具B:磨具C:切削工具D:吹制工具答案:AI參考:正確選項為：A:鋸切工具、B:磨具。\n\n工業(yè)金剛石制品種類包括鋸切工具、磨具等，而切削工具和吹制工具不屬于工業(yè)金剛石制品種類。'燒結(jié)是基于顆粒間的什么作用完成的（）

A:接觸B:鍵合C:反應D:傳遞答案:AI參考:正確選項為ABCD。燒結(jié)過程中的顆粒間主要存在接觸、鍵合、反應、傳遞作用。\n\n燒結(jié)過程中，固體的顆粒之間會產(chǎn)生一些化學或物理的變化，導致顆粒之間相互靠攏形成微小晶核并進一步長大，使得物質(zhì)最終達到某種程度的結(jié)晶。在這個過程中，顆粒之間的接觸、鍵合、反應和傳遞都發(fā)揮了重要的作用。\n\n因此，以上四個選項都是正確的。燒結(jié)是一個復雜的過程，涉及多種因素和機制。'細粒度及微粉級金剛石合成后的提純與分選工藝，要比粗粒度金剛石的提純與分選困難得多。目前主要有三種方法，分別是（）

A:酸處理法B:離心沉降法C:特性吸附分選法D:重液分選法答案:AI參考:正確選項為：A:酸處理法B:離心沉降法C:重液分選法。\n\n金剛石的提純和分選主要使用以下三種方法：離心沉降法，該方法通常應用于顆粒較小的金剛石，具有較高的效率和選擇性；酸處理法，該方法適用于提純微粉級金剛石，因為微粉級金剛石表面上的有機物比粗顆粒金剛石更多，因此更容易被酸處理；重液分選法，該方法主要用于分選不同密度的金剛石顆粒。\n\n所以這三個選項都是細粒度及微粉級金剛石合成后的提純與分選工藝的方法。選項D雖然也被提到了，但它并不是最主要的方法，只是作為金剛石分級的一個輔助方法。所以選擇ABC。'碳的基本結(jié)構(gòu)形式有（）

A:無定形碳B:煤C:金剛石D:石墨答案:AI參考:正確選項為：A：無定形碳，D：石墨。\n\n碳的基本結(jié)構(gòu)形式有：無定形碳，包括石墨和煤黑炭，它們是無固定結(jié)構(gòu)的碳；石墨是一種有規(guī)則結(jié)構(gòu)的碳，是一種結(jié)晶性碳；而煤是多種無定形碳和部分其他種類的碳的混合物。金剛石是一種非結(jié)晶性碳，不屬于碳的基本結(jié)構(gòu)形式。'金剛石的磁性與其他性能之間存在著哪些關系（）

A:磁性與熱穩(wěn)定性也有關系B:磁性與雜質(zhì)含量成線性關系C:磁性與強度和晶形有關D:磁性與雜質(zhì)含量成反比關系答案:AI參考:正確選項為：C:磁性與強度和晶形有關\n\n金剛石的磁性與其他性能之間的關系，與強度和晶形有關。金剛石的磁性是由于其內(nèi)部電子的運動產(chǎn)生的，而強度和晶形會影響電子的運動狀態(tài)，從而影響磁性。此外，金剛石的磁性與其他性能之間的關系還與熱穩(wěn)定性、雜質(zhì)含量等因素有關，但并不是直接關系。因此，選項A、B、D都不正確。'石墨的兩種晶體構(gòu)型為（）

A:AB型B:ABCD型C:ABC型D:BC型答案:AI參考:正確選項為C：ABC型。石墨是一種層狀晶體，每一層內(nèi)由碳原子以共價鍵結(jié)合形成平面網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，每一層內(nèi)所有碳原子都是以ABC型排列的。這種排列方式使得石墨具有高硬度、高熔點、高導電性和高導熱性等優(yōu)良性能。因此，選項C是正確的。\n\n選項A、B、D都是錯誤的，因為它們都不是石墨的正確晶體構(gòu)型。石墨的晶體構(gòu)型應該是ABC型的。'超硬材料化學鍍常用到的酸性還原劑有（）

A:硝酸鹽B:亞磷酸鹽C:亞硫酸鹽D:次磷酸鹽答案:AI參考:正確選項為：B:亞磷酸鹽D:次磷酸鹽。\n\n超硬材料化學鍍過程中，常用的酸性還原劑有亞磷酸鹽和次磷酸鹽，它們在酸性條件下具有還原性，可用于還原金屬離子，形成鍍層。而硝酸鹽、亞硫酸鹽雖然也是還原劑，但在酸性條件下不穩(wěn)定，容易分解或被氧化，不適合用于超硬材料化學鍍。因此，正確答案為B和D。'合成金剛石選擇石墨材料的選擇原則是什么（）

A:純度高，有害雜質(zhì)盡可能消除B:較高石墨化度(90%左右)C:較高密度，有一定氣孔率，且氣孔分布均勻(28%左右)D:無定形碳含量多一些答案:AI參考:正確選項是：A:純度高，有害雜質(zhì)盡可能消除C:較高密度，有一定氣孔率，且氣孔分布均勻(28%左右)。\n\n選擇合成金剛石的石墨材料應具備以下原則：\n\n1.純度高，有害雜質(zhì)盡可能消除：由于金剛石合成過程中的高溫高壓環(huán)境可能導致雜質(zhì)影響金剛石的質(zhì)量，因此選擇石墨材料時，應確保其純度高，有害雜質(zhì)盡可能消除。\n\n2.較高密度，有一定氣孔率，且氣孔分布均勻：合成金剛石需要一定的空間，石墨材料的密度直接影響金剛石合成后的質(zhì)量。因此，選擇石墨材料時，應考慮其密度和氣孔率，以確保金剛石在合成過程中的空間分布均勻。\n\n3.較高石墨化度(90%左右)：石墨化度是指石墨材料中碳原子的排列方式，對金剛石合成過程有重要影響。選擇石墨材料時，應考慮其石墨化度是否達到90%左右，以確保金剛石的純度和質(zhì)量。\n\n4.無定形碳含量少一些：無定形碳含量過多可能導致金剛石合成過程中的熱導率降低，影響合成效果。因此，選擇石墨材料時，應考慮其無定形碳含量是否較少。\n\n綜上所述，選擇合成金剛石的石墨材料應具備純度高、有害雜質(zhì)盡可能消除、較高密度、有一定氣孔率且氣孔分布均勻、較高石墨化度和無定形碳含量少等條件。選項A和C符合這些條件，因此是正確選項。選項B和D雖然也與石墨材料的選擇有關，但并非合成金剛石選擇石墨材料的關鍵原則。'由于燒結(jié)的致密化過程是依靠物質(zhì)什么方式實現(xiàn)的（）

A:遷移B:溶解C:反應D:傳遞答案:AI參考:正確選項為：C:反應。\n\n燒結(jié)的致密化過程是通過物質(zhì)之間的反應來實現(xiàn)的，即物質(zhì)在高溫條件下發(fā)生化學反應，形成新的物質(zhì)，從而使得燒結(jié)體的孔隙率降低，密度增加，實現(xiàn)致密化。因此，選項C“反應”是正確答案。選項A“遷移”一般指的是顆粒之間的物質(zhì)移動，對燒結(jié)致密化過程影響較小；選項B“溶解”指的是顆粒表面的物質(zhì)在高溫下溶解于其他物質(zhì)中，也屬于物質(zhì)轉(zhuǎn)移的一種方式，但燒結(jié)過程中的溶解通常不占主導地位；選項D“傳遞”指的是物質(zhì)在燒結(jié)過程中的擴散和遷移，也是燒結(jié)過程中的一個方面，但不是致密化過程的主要實現(xiàn)方式。'合成金剛石的方法中靜壓法分為（）

A:爆炸法B:亞穩(wěn)態(tài)生長法C:直接轉(zhuǎn)變法D:觸媒法答案:AI參考:正確選項為：B、亞穩(wěn)態(tài)生長法；D、觸媒法。\n\n合成金剛石的方法中靜壓法分為亞穩(wěn)態(tài)生長法和觸媒法。其中，亞穩(wěn)態(tài)生長法是利用亞穩(wěn)相作為生長臺階，通過控制反應條件使非金剛石碳在一定壓力、溫度和時間內(nèi)轉(zhuǎn)變成金剛石。觸媒法是在合成爐內(nèi)放入含碳原料和觸媒材料，以石墨或氧化鋁為觸媒，在一定的壓力和溫度下使非金剛石碳轉(zhuǎn)變?yōu)榻饎偸?。而爆炸法和直接轉(zhuǎn)變法不屬于靜壓法范疇。'金剛石按晶格結(jié)構(gòu)可以分為（）

A:三斜金剛石B:六方金剛石C:六角金剛石D:立方金剛石答案:AI參考:正確選項為：ABC\n\n金剛石按晶格結(jié)構(gòu)可以分為三斜金剛石、六方金剛石和六角金剛石，其中六方金剛石為最常見的工業(yè)鉆石結(jié)構(gòu)，立方金剛石在結(jié)構(gòu)和物理性質(zhì)上與六角金剛石較為接近。所以本題中A、B、C均為正確選項。'粘結(jié)劑的加入方式有哪些（）

A:用粘結(jié)劑金屬作容器或襯底，盛裝金剛石粉，金屬通過燒結(jié)時的高溫擴散方式混入金剛石中B:采用粉末混合方式加入C:任何方式都可以D:采用金剛石顆粒表面鍍覆的方式加入粘結(jié)劑答案:AI參考:正確選項為：A:用粘結(jié)劑金屬作容器或襯底，盛裝金剛石粉，金屬通過燒結(jié)時的高溫擴散方式混入金剛石中B:采用粉末混合方式加入。\n\n金剛石粉末和粘結(jié)劑粉末通過粉末混合的方式進行混合，通常需要在一定的溫度和壓力下燒結(jié)，以使粘結(jié)劑充分滲透到金剛石粉末中，形成一體化的粘接劑金剛石復合材料。同時，也有的工藝是在金剛石顆粒表面鍍覆一層粘結(jié)劑金屬薄膜，再進行燒結(jié)，使粘結(jié)劑充分熔融滲透到金剛石顆粒間。而選項C、D表述過于絕對化，所以不正確。因此，正確的加入方式為A、B。'在高溫高壓下葉蠟石變?yōu)椋ǎ?/p>

A:鐵B:鎳C:鈷媒D:銅答案:AI參考:正確選項為【B:鎳】。\n\n在高溫高壓下葉蠟石會變?yōu)殒?，這是礦物學中的一種相變現(xiàn)象。其他選項中，鐵、鈷媒和銅都不是葉蠟石在高溫高壓下的可能轉(zhuǎn)變產(chǎn)物。'超硬材料表面鍍覆層的作用有哪些（）

A:在高溫燒結(jié)和高溫磨削時，起到隔離保護作用。B:可以提高顆粒強度C:增加硬度D:可以提高磨料與結(jié)合劑的結(jié)合強度，延長使用壽命。答案:AI參考:正確選項為：A:在高溫燒結(jié)和高溫磨削時，起到隔離保護作用；D:可以提高磨料與結(jié)合劑的結(jié)合強度，延長使用壽命。\n\n超硬材料表面鍍覆層的作用主要有：\n\n1.在高溫燒結(jié)和高溫磨削時，起到隔離保護作用，防止材料與磨削液直接接觸，避免材料被腐蝕或氧化。\n\n2.提高磨料與結(jié)合劑的結(jié)合強度，增強磨具的整體強度，延長使用壽命。\n\n因此，選項A和D是正確的。選項B和C雖然也是鍍覆層的作用，但不夠全面，因此不是正確選項。'金剛石的生長驅(qū)動力之一來自石墨、合金、金剛石之間溫度差。（）

A:錯B:對答案:"AI參考:答案是B：對。金剛石的生長驅(qū)動力之一來自石墨、合金、金剛石之間溫度差。金剛石的生長通常涉及以下過程：石墨在高溫高壓下轉(zhuǎn)變?yōu)榻饎偸?，或者石墨和合金在高溫高壓下生成新的金剛石和合金的混合物。在這兩種情況下，都會產(chǎn)生溫度差，從而導致金剛石的生長。因此，這個判斷題的正確答案是B，即“對”。"常