材料化学期末考试试卷

材料化学试卷A11、材料按化学组成与结构一般可分为金属材料、无机非金属材料、聚合物材料和复合材料四大类。2、材料的结构一般可分为微观结构、介观结构和宏观结构三个层次来研究。3、硅酸盐的基本结构单元为[SiO4]四面体，其结构类型为岛装、环状、链状、层状与架状等。4、铁碳合金的形态包括有奥氏体、马氏体、铁素体、渗碳体、与珠光体等。5、半导体可分为元素半导体、化合物半导体和固溶体半导体；按价电子数可分为n-型和p-型。6、聚合的实施方法可分为本体聚合、溶液聚合、悬浮聚合和乳液聚合。7、复合材料按基体可分为聚合物基复合材料、金属基复合材料和无机非金属复合材料。8、纳米材料的独特效应包括小尺寸效应、表面效应、量子尺寸效应和宏观量子效应。9、均匀沉淀法中，硫化物的制备可采用硫代乙酰胺和硫代硫酸盐作为硫源10、纳米材料的光学性质主要表现在宽频带强吸收，蓝移和特异发光现象11、陶瓷材料的微结构是由晶相、玻璃相和气相三相组成的12、常用的超耐热合金有铁基，钛基和镍基合金13、由于组成和结构的差异，不同材料的化学性能特点也有的不同，金属材料主要涉及氧化腐蚀的问题，无机非金属材料主要关注其耐酸碱性，高分子材料主要是耐有机溶剂性以及老化问题二．名词解释（共10小题，每题1分，共计10分）14、填隙型固溶体：溶质质点进入晶体中的间隙位置所形成的固溶体。15、介电性：在电场作用下，材料表现出的对静电能的储蓄和损耗的性质。16、居里温度：高于此温度铁电性消失。17、纳米材料：微观结构至少在一维方向上受纳米尺度调制的各种固体超细材料，或由它们作为基本单元构成的材料5.α-Fe中的过饱和固溶体6.超导体：一般材料在温度接近绝对零度的时候，物体分子热运动几乎消失，材料的电阻趋近于0，此时称为超导体7.肖特基缺陷：正常格点上的质点，在热起伏过程中获得能量离开平衡位置迁移到晶体的表面，而在晶体内部正常格点上留下空位8.弗伦克尔缺陷：在晶格热振动时，一些能量较大的质点离开平衡位置后，进入到间隙位置，形成间隙质点，而在原来位置上形成空位二、简答题（共2小题，每题3分，共计6分）1、形成腐蚀电池必备的条件是什么？答：第一、要有电位差存在；第二、两极处于电解质溶液中；第三、不同电位的两部分金属之间要有导线连接或接触。2、化学气相沉积法的优缺点有那些？答：优点：（1）不存在沉积视线阴影，可以对复杂的三维工件进行沉积镀膜。（2）具有高的沉积速度，并可获得厚的涂层（有时厚度可达厘米级）；（3）大于99.9%之高密度镀层，有良好的真空密封性；（4）沉积的涂层对底材具有良好的附着性；（5）可在相当低的温度下镀上高熔点材料镀层；（6）可控制晶粒大小与微结构（7）CVD设备通常比PVD简单、经济。缺点：（1）反应需要挥发性化合物，不适用于一般可电镀的金属，因其缺少适合的反应物，如：锡、锌、金；（2）需可形成稳定固体化合物的化学反应，如：硼化物、氮化物及硅化物等；（3）因有剧毒物质的释放，腐蚀性的废气及沉积反应需适当控制，需要封闭系统；（4）某些反应物价格昂贵；（5）反应物的使用率低，反应常受到沉积反应平衡常数的限制。3、溶胶-凝胶法的优缺点有哪些？答：优点：（1）由于溶胶－凝胶法中所用的原料首先被分散到溶剂中而形成低粘度的溶液，因此，就可以在很短的时间内获得分子水平的均匀性，在形成凝胶时，反应物之间很可能是在分子水平上被均匀地混合。（2）由于经过溶液反应步骤，那么就很容易均匀定量地掺入一些微量元素，实现分子水平上的均匀掺杂；（3）与固相反应相比，化学反应将容易进行，而且仅需要较低的合成温度，一般认为溶胶一凝胶体系中组分的扩散在纳米范围内，而固相反应时组分扩散是在微米范围内，因此反应容易进行，温度较低。（4）选择合适的条件可以制备各种新型材料。缺点：（1）原料价格比较昂贵；（2）通常整个溶胶－凝胶过程所需时间较长，常需要几天或儿几周。（3）凝胶中存在大量微孔，在干燥过程中又将会逸出许多气体及有机物，并产生收缩。4、简述陶与瓷的区别？答：陶器的吸水性一般大于3％而瓷器一般不大于3％；陶器不透光而瓷器透光；陶器胎体未玻化或玻化程度差、断面粗糙而瓷器玻化程度高、结构致密、细腻，断面呈石状或贝壳状；陶器敲击声沉浊而瓷器清脆。5、为什么要对纳米颗粒材料表面进行改性？有哪些改性方法？答：纳米体易于团聚的原因：表面效应、布朗运动、范德华力和氢键；因此克服团聚的途径：对纳米粒子进行表面改性。改性方法有：物理改性；化学改性。6.化学气相沉淀法的优缺点有哪些？化学气相沉积的优点：(1)沉积成膜装置简单；(2)与直接蒸发法相比，可在大大低于其熔点或分解温度的沉积温度下制造耐熔金属和各种碳化物、氮化物、硼化物、硅化物和氧化物薄膜；(3)成膜所需的反应源材料一般比较容易获得，而且制备通一种薄膜可以选用不同的化学反应；有意识的改变和调节反应物的成分，又能方便的控制薄膜的成分和特性，因此灵活性较大；(4)特别适用于在形状复杂的零件表面和内孔镀膜。化学气相沉积的缺点：(1)沉积速率不太高，一般在几～几百nm/min，不如蒸发和离子镀，甚至低于溅射镀膜；(2)在不少场合下，参加沉积的反应源和反应后的余气易燃、易爆或有毒，因此需要采取防止环境污染的措施；对设备来说，往往还有耐腐蚀的要求；(3)基体需要局部或某一个表面沉积薄膜时很困难，不如PVD技术来得方便；(4)即使采取了一些新的技术，CVD成膜时的工件温度仍然PVD高于技术，因此应用上受到一定的限制。7.何为超塑性？根据金属学特征可将超塑性分为哪几类超塑性是指材料在一定的内部条件和外部条件下，呈现出异常低的流变抗力、异常高的流变性能的现象。根据金属学特征可将超塑性分为细晶超塑性和相变超塑性。