材料科學(xué)基礎(chǔ)考試試卷

一.1Na2O的理想晶胞結(jié)構(gòu)示意圖，試回答：O2-Na2O結(jié)構(gòu)在（001）二.2是高嶺石(Al2O3·2SiO2·2H2O)結(jié)構(gòu)示意圖，試回答：三.四.出下列缺陷反應(yīng)式：NaClAgI形成弗侖克爾缺陷（Ag+進(jìn)入間隙NaClCaCl2五.表面力的存在使固體表面處于高能量狀態(tài)，然而，能量愈高系統(tǒng)愈不穩(wěn)定，六.1μAl2O3MgO微粒包圍，觀察尖晶石的形成，在恒八.D晶界>D十.3A-B-CP，R，S十一.圖4是A-B-C三元系統(tǒng)相圖，根據(jù)相圖回答下列問(wèn)題：D、FGHE4點(diǎn)和結(jié)晶結(jié)束時(shí)各物質(zhì)的百分含量（用線段比表示）3：=4CNO2-=8二、23C45三、1245：表面能的降低，流動(dòng)傳質(zhì)、擴(kuò)散傳質(zhì)、氣相傳質(zhì)和溶解-1：O←→VNaNb2-xTi3xO3Nb2-2xTi2xO3+x4：NaCl 一、(1)（12分）CaTiO3晶胞圖（1）BCGF、DEGDF、HA(2)（11分）2是鎂橄欖石(Mg2[SiO4])O2-結(jié)構(gòu)中有幾種配位多而體，各配位多面體間的連接方式怎樣圖 圖二、（10分）NaClAgI形成弗倫克爾缺陷（Ag+進(jìn)入間隙三、（10分）四、（6分）什么叫弛豫表面？NaCl單晶表面具有什么樣的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)？五、（6分）Zn2+Cr2+ZnCrO41403KZn2+Cr2+ZnCrO4七、（6分）1μAl2O3MgO微粒包圍，觀察尖晶石九、（26分）3A-B-C三元系統(tǒng)相圖，根據(jù)相圖回答下列問(wèn)題：D、MG（用線段比表示）一、(1)1、（010）（111）[111][101]；(4分分4Ti4+O2-間沒(méi)有明顯的共價(jià)鍵成分。(2分)(2)1、島狀結(jié)構(gòu)；(1分)；的電價(jià)(2分中間被[MgO6]隔開(kāi)，SiO4][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4Si/O=1/4，最低，網(wǎng)絡(luò)連接程度弱，結(jié)構(gòu)中(2分)二、寫出下列缺陷反應(yīng)式1、O?VNa2、3、3TiO23TiNb˙+VNb′′′+6O0 Nb2-xTi3xO3可能成立Nb2-2xTi2xO3+x三、1．(2分)2．(2分)4．(2分)5．(2分)四、表面上的原子產(chǎn)生相對(duì)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(fù)離子只受到上下和內(nèi)側(cè)正離子的作用，而外表面雙電層。(4分)五 (2分(2分因 ,所以鉑絲向Cr2O3方向移動(dòng)。(2分六、由熱力學(xué)可知，在等溫、等壓下有在平衡條件下，，則有式中：Ｔ0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(jiàn)，相變過(guò)程要自發(fā)進(jìn)行，必須有， 若相變過(guò)程放熱（如凝聚、結(jié)晶等）。要使，必須有， 則必須， ，這表明系統(tǒng)要自發(fā)相變則必須“過(guò)熱”七、揚(yáng)德方程[1—（1—G）1/3]2=K t=194.6h(2分金斯特林格方程1—2/3G—（1-G）2/3=K t=68.1t=68.1(2分時(shí)間要比揚(yáng)德假設(shè)所計(jì)算出的時(shí)間短。(2分)(3分添加劑等。(3分)九、1312、D，一致熔融二元化合物，高溫穩(wěn)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(zhuǎn)熔點(diǎn)，E2，低共熔點(diǎn)，E3，單轉(zhuǎn)熔點(diǎn)，E4，過(guò)渡點(diǎn)，4、（6分L(束S：（產(chǎn)物5、E2溫度（1分），H點(diǎn)所在溫度（1分）；HBCMCM、BMHH1、HH2，C%=BH2/BC×100%，B%=CH1/BC×100%，C%=H1H2/BC×100%（3分）。1BCGF、HACDF、AH234O2-圖二、下列硅酸鹽礦物各屬何種結(jié)構(gòu)類型Ca2[Si04]，K[AISi3O8]，Mg3[Si4O10](OH)2，Ca2Al[AlSiO7]，三、1、寫出下列缺陷反應(yīng)式CaCl2NaC1NaCl2六、α—Fe(體心立方)γ—Fe（面心立方）α—D00.0079、83600J/molγ—FeD0和擴(kuò)散活化0.21141284J/mol800℃時(shí)各自的擴(kuò)散系數(shù)并解釋其差別。（6）七、為什么在成核一生成機(jī)理相變中，要有一點(diǎn)過(guò)冷或過(guò)熱才能發(fā)生相變?什么九、下列過(guò)程中哪一個(gè)能使燒結(jié)體強(qiáng)度增大，而不產(chǎn)生坯體宏觀上的收縮?（6分）(a)蒸發(fā)冷凝、(b)體積擴(kuò)散、(c)粘性流動(dòng)、(d)表面擴(kuò)散、(e)溶解沉淀十、2A-B-C三元系統(tǒng)相圖，根據(jù)相圖回答下列問(wèn)題（24）：S1、S2、S3GH的混合物在完全平衡條件下進(jìn)行冷卻，一、1（100）（111）[111][0-11]1CNTi4+=6TiO6CNCa2+=12[CaO12CNO2--=6[OTi2Ca4]1Z=1(1分)Ti4+(1分)1/4八面體空隙(1分因?yàn)椋篫+=2/12*4+4/6*2=2=Z-所以：飽和(3分不存在，因?yàn)槭菑?fù)合氧化合物。(2分1分三、（1）CaCl2VNa′+2ClCl+CaNa′(2分)NaC1- (1分（2）OVNa′+VCl′(2分陰離子團(tuán)之間依靠金屬離子連接。（4分）；Na2O—SiO2B2O3[BO3]與游離氧結(jié)合，轉(zhuǎn)變?yōu)閇BO4]，使斷裂的網(wǎng)絡(luò)重新連接，系統(tǒng)粘度增加（3分）；分）五、固體表面通過(guò)表面質(zhì)點(diǎn)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(dòng)，通過(guò)形成球形表面來(lái)降低表面能（2分）；因此表面能總是高于同組成的液體的表面能（3分）。D=D0exp(-Q/RT)；（1分）Dα=6.72*10-7；（1分）Dγ=2.7*10-（1分）；Dα〉Dγ；（1分）因?yàn)轶w心結(jié)構(gòu)較面心結(jié)構(gòu)疏松（2分）。 在平衡條件下,=0，則有 式中：Ｔ0是相變的平衡溫度；為相變熱。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(jiàn)，相變過(guò)程要自發(fā)進(jìn)行，必須有<0,則<0必須<0，即T0<T，這表明系統(tǒng)要自發(fā)相變則必須“過(guò)熱”。Mg(OH)2、γ-Al2O3（3分）；因?yàn)榉磻?yīng)活性高，結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定（3分）十、1．見(jiàn)圖（6分）；物；（1分）3．P1：過(guò)渡點(diǎn)A+BS；P2：雙轉(zhuǎn)熔點(diǎn)L+B+S1=S3；P3：低共熔點(diǎn)L=B+C+S3；P4L+AS2+S1；P5L+S1S2+S3；P6低共熔點(diǎn)L=C+S2+S3；（14．（4分(結(jié)晶結(jié)束S:（產(chǎn)物S1+P3,H,B：C：S3=CC1：BB1：B1C1（5分一、填空題（2×10=20分1、依據(jù)（）即（）晶系、單斜晶系、（）晶系、三方晶系、正方晶系、六方晶系和（）2、擴(kuò)散的基本推動(dòng)力是（），一般情況下以（）等形式（列出一種即可）表現(xiàn)出來(lái)，擴(kuò)散常伴隨著物質(zhì)的（）。3、晶面族是指（）的一組晶面，同一晶面族中，不同晶面的指數(shù)的（）相同，只是（）不同。形成間隙型固溶體的固溶度大小的順序?qū)⑹牵ǎ?。的過(guò)程是（）。法（是/否）正確，因?yàn)椋ǎ?、馳豫表面是指（），NaCl單晶的表面是（）8、一般的固態(tài)反應(yīng)包括（）兩個(gè)過(guò)程，化學(xué)動(dòng)力學(xué)范圍是指（）高溫熔體表面張力大小順序（）。10、刃性位錯(cuò)的柏氏矢量與位錯(cuò)線呈（）關(guān)系，而螺位錯(cuò)兩者呈（）1.0×10-14cm2/sec,（10分）求:(1)三、Mg2[SiO4]在(110)面的投影圖回答（10分結(jié)構(gòu)中有幾種配位多面體，各配位多面體間的連接方式怎樣O2-的電價(jià)是否飽和?(3)晶胞的分子數(shù)是多少(4)Si4+Mg2+所占的四面體空隙和八面體空隙的分?jǐn)?shù)是多少四、ra=0.361nm,1nm=10-7cm。（10分）求:(1)r*(2)五、熔體結(jié)晶時(shí)（10分六、1．寫出下列缺陷方應(yīng)方程式。（5分NaCl畫出體心立方點(diǎn)陣的晶胞結(jié)構(gòu)圖，并在圖中作出(112)（5分好？請(qǐng)說(shuō)明原因。（5分）七、A-B-C三元系統(tǒng)相圖，根據(jù)相圖回答下列問(wèn)題（25分F、G、HM1M2在完全平衡條件下進(jìn)行加熱時(shí)，開(kāi)始出現(xiàn)液相的溫度圖一、填空題（10.5120分晶胞參數(shù)，三斜，正交（斜方），鎂橄欖石>輝石>二、（10分）解：(1)D=D0exp(-Q/RT)2分T=563+273=836K時(shí)，D=3×10-14cm2/s2分T=450+273=723K時(shí)，D=1.0×10-14cm2/s2分Q=48875J，D0=0.34×10-11cm2/s2(2)D=D0exp(-Q/RT)=1.1×10-14cm2/s2三、（10分）解：（1）有兩種配位多面體，[SiO4]，[MgO6]，同層的[MgO6]八1[MgO6]51[MgO6]22O2-，同層的[MgO6]與[SiO4]共頂，如T[MgO6]28O2-28O2-；2.5分（3）z=4(2.5分Si4+占四面體空隙=1/8，Mg2+占八面體空隙=1/2。（2.5分）四、1、℃℃G＝ ＝8.33×10－8cm（5分 個(gè)（5分五、1．如右圖，I表示核化速率，u表示晶化速率（5分較小或只存在一種情況（5分）。六、1 （2分（2分2）（1分體心立方點(diǎn)陣的晶胞結(jié)構(gòu)圖（2分(112)晶面 晶向（各1.5分）七、1、見(jiàn)圖；（6分）三元化合物（3分）3、E1，單轉(zhuǎn)熔點(diǎn)，E2，低共熔點(diǎn)，E3，低共熔點(diǎn)，E4，單轉(zhuǎn)熔點(diǎn)，E5，單轉(zhuǎn)熔點(diǎn)，E6，多晶轉(zhuǎn)變點(diǎn) （6分(結(jié)晶結(jié)束)（B消失）（4分 （A+F+H）（2分5、E2溫度，M2M2CGHGH、GCM2X、M2Y，C%=YH/HC×100%，H%=CX/HC×100%，G%=XY/HC×100%。（4分）一、填空題（1′10=10分）1、密排六方結(jié)構(gòu)（等徑球堆積）單位晶胞中分子數(shù)是 ），配位數(shù) ）2、Fick擴(kuò)散第二定律的一維表達(dá)式為 ）3、當(dāng)晶核劑和晶核具有 ）時(shí)，對(duì)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(zhì)過(guò)程 溫度通常也是（）。 二、晶體結(jié)構(gòu)-性質(zhì)關(guān)系（20分）1、根據(jù)下圖的螢石結(jié)構(gòu)圖回答下列問(wèn)題（14分指出螢石結(jié)構(gòu)中正負(fù)離子的堆積方式（兩種方式Ca2+在結(jié)構(gòu)圖中用℃和℃2Si/O比例不同劃分硅酸鹽晶體結(jié)構(gòu)類型。（6分三、晶體結(jié)構(gòu)缺陷（10分1ABA晶格的頂點(diǎn)位置形成置換型固溶體（全部取代），ABAB3？為什么？(4分學(xué)式(6分)。大小順序，并分析它們形成玻璃的能力。（10分γ(Ag，液)＝0.92J/m2；γ(Ag，液/Al2O3，固)＝1.77J/m2，試問(wèn)液態(tài)銀能否潤(rùn)濕能實(shí)現(xiàn)的措施。(6分)PbI21.3×10－5J/cm2，CaF2的表面能為原因。(4分)Tm＝1083℃℃H＝1628J/cm35J/cm2a＝0.3615nm。（10分1853℃2、若為非均態(tài)形核，求臨界球冠的原子數(shù)。（0.2R，球冠體積，R為球冠半徑七經(jīng)過(guò)計(jì)算可知1000℃下氫在面心立方鐵中的擴(kuò)散系數(shù)為＞＞，請(qǐng)對(duì)這種差別進(jìn)行解釋。（5分MgCO3、MgO、α－因。（5分）A-B-C三元系統(tǒng)相圖，根據(jù)相圖回答下列問(wèn)題（20分2D34M1在完全平衡條件下的冷卻結(jié)晶過(guò)程，結(jié)晶結(jié)束時(shí)各物質(zhì)5M2M2熔體的液相一、填空題（110=10分1.

Dx 0二、晶體結(jié)構(gòu)分析（20分11）Ca2+面心立方堆積，簡(jiǎn)單立方堆積；（4分8，[CaF8]立方體；F4，[FCa4]四面體；（4分）[CaF8]立方體之間共棱（2個(gè)頂點(diǎn)）連接；（2，平行作用下沿平行（111）面方向有解理現(xiàn)象（3分。組群狀（環(huán)狀）結(jié)構(gòu)；Si/O=1/4，島狀結(jié)構(gòu)；（6分）三、晶體結(jié)構(gòu)缺陷（10分1、都不對(duì)(2分)。若B進(jìn)入頂點(diǎn)位置，則形成固溶體化學(xué)式為A8 Bx，簡(jiǎn)化后 A(16xBxx18AB(4分Al

2Al

2、間隙型固溶體 2

(2分 Al2xMg2－2xO2＋x(1分Al

2Al

V置換型固溶體 2

(2分Al2xMg1－3xO或 (1分（10分長(zhǎng)石<輝石(MgO·SiO2)<鎂橄欖石（2分）| 理由：從長(zhǎng)石、輝石SO2)到鎂橄欖石，熔體結(jié)構(gòu)從架狀、鏈狀到島狀，絡(luò)陰2，網(wǎng)絡(luò)連接程度好，冷卻過(guò)程中不易規(guī)則排列而容易形成玻璃，鎂橄欖石具4，硅氧四面體孤立存在，冷卻過(guò)程中易規(guī)則排列而最不容易形成玻（6分）γ(AlO,固),液AlO,五（10分、1、cosθ 2 2 0.8370(2分)（Ag,液90°，所以液態(tài)銀不能潤(rùn)溫氧化鋁瓷件表面(2分γ(Ag，液Al2O3，固)(2分2、PbI2CaF2(2分)Ca2＋F－相比，Pb2＋I(xiàn)－具有較大的極化性能，因此表面雙電層的厚度較厚(2分)。（10分1、 1 1H4πr

21.7710513561628230

1.28107 2n 43 4

（個(gè) 2 (0.3615107 1分 1分 3R

π(0.256107)2

7

107

na3

4