无机材料科学基础教程考试题库

无机材料科学基础试卷7一、名词解释（20分）1、正尖晶石、反尖晶石；2、线缺陷、面缺陷；3、晶子学说、无规则网络学说；4、可塑性、晶胞参数；二、选择题（10分）1、下列性质中（）不是晶体的基本性质。A、自限性B、最小内能性C、有限性D、各向异性2、晶体在三结晶轴上的截距分别为2a、3b、6c。该晶面的晶面指数为（）。A、（236）B、（326）C、（321）D、（123）3、依据等径球体的堆积原理得出，六方密堆积的堆积系数（）立方密堆积的堆积系数。A、大于B、小于C、等于D、不确定4、某晶体AB，A—的电荷数为1，A—B键的S=1/6，则A+的配位数为（）。A、4B、12C、8D、65、在单位晶胞的CaF2晶体中，其八面体空隙和四面体空隙的数量分别为（）。A、4，8B、8，4C、1，2D、2，46、在ABO3(钙钛矿)型结构中，B离子占有（）。A、四面体空隙B、八面体空隙C、立方体空隙D、三方柱空隙晶体7、在硅酸盐熔体中，当R=O/Si减小时，相应熔体组成和性质发生变化，熔体析晶能力（），熔体的黏度（），低聚物数量（）。A、增大B、减小C、不变D、不确定8、当固体表面能为1.2J/m2，液体表面能为0.9J/m2，液固界面能为1.1J/m2时，降低固体表面粗糙度，（）润湿性能。A、降低B、改善C、不影响9、一种玻璃的组成为32.8%CaO，6.0Al2O3%，61.2SiO2%，此玻璃中的Al3+可视为网络（），玻璃结构参数Y=（）。A、变性离子，3.26B、形成离子，3.26C、变性离子，2.34D、形成离子，2.3410、黏土泥浆胶溶必须使介质呈（）。A、酸性B、碱性C、中性11、可以根据3T曲线求出熔体的临界冷却速率。熔体的临界冷却速率越小，就（）形成玻璃。A、越难B、越容易C、很快D、缓慢12、晶体结构中一切对称要素的集合称为（）。A、对称型B、点群C、微观对称的要素的集合D、空间群三、填空（15分）1、a=b≠cα=β=900，γ=1200的晶体属（）晶系。2、晶体的对称要素中宏观晶体中可能出现的对称要素种类有（）、（）、（）、（）。3、六方紧密堆积的原子密排面是晶体中的（）面，立方紧密堆积的原子密排面是晶体中的（）面。4、TiO2在还原气氛中可形成（）型非计量化合物，可形成（）型半导体，缺陷浓度与氧分压的1/6次方成（），如果减少周围氧气的分压，TiO2-x的密度将（）。5形成连续固溶体的条件是（）、（）和（）。6、晶体的热缺陷有（）和（）两类，热缺陷浓度与温度的关系式为（）。7、Ca-黏土泥浆胶溶时，加入NaOH和Na2SiO3电解质，（）效果好？8、黏土带电荷的主要原因是（）、（）和（），黏土所带静电荷为（）。四、问答题（45分）1、试比较伊利石和蒙脱石的结构特点。（10分）2、试解释说明为什么在硅酸盐结构中Al3+经常取代[SiO4]中Si4+，但Si4+一般不会置换[AlO6]中的Al3+？（（配位数为6时，S14＋、A13＋和O2－的离子半径分别为0.40Å、0.53Å和1.40Å；配位数为4时，一离子半径依次为0.26Å、0.40Å和1.38Å））。（8分）3、网络变性体（如Na2O）加到石英玻璃中，使硅氧比增加。实验观察到当O/Si=2.5~3时，即达到形成玻璃的极限，根据结构解释为什么在2O/Si2.5的碱和硅石混合物可以形成玻璃,而O/Si=3的碱和硅石混合物结晶而不形成玻璃?（8分）4、什么是润湿？改善润湿的方法有那些？（9分）5、完成下列缺陷反应式（10分）Fe2O3FeOCaF2YF3五、计算题（10分）有两种不同配比的玻璃，其组成如下：序号Na2Omol％Al2O3mol％SiO2mol％1101278220674试用玻璃结构参数说明两种玻璃高温下粘度的大小？无机材料科学基础试卷八二、名词解释（20分）1、类质同晶、同质多晶；2、点缺陷、热缺陷；3、缩聚、解聚；4、聚沉值、晶面指数；二、选择题（10分）1、依据等径球体的堆积原理得出，立方密堆积的堆积系数（）体心立方堆积的堆积系数。A、大于B、小于C、等于D、不确定2、晶体在三结晶轴上的截距分别为2a、3b、6c。该晶面的晶面指数为（）。A、（236）B、（326）C、（321）D、（123）3、下列性质中（）不是晶体的基本性质。A、自限性B、最小内能性C、有限性D、各向异性4、在单位晶胞的CaF2晶体中，其八面体空隙和四面体空隙的数量分别为（）。A、4，8B、8，4C、1，2D、2，45、一种玻璃的组成为Na2O.1/3Al2O3.2SiO2，此玻璃中的Al3+可视为（），玻璃结构参数Y=（）。A、变性离子；2B、形成离子；2C、变性离子；3.5D、形成离子；3.56、金红石晶体中，所有O2-作稍有变形的立方密堆排列，Ti4+填充了（）。A、全部四面体空隙B、全部八面体空隙C、1/2四面体空隙D、1/2八面体空隙7、滑石（3MgO·4SiO2·H2O）和高岭土（Al2O3·2SiO2·2H2O）分别属于（）层状结构的硅酸盐矿物。A、1：1和2：1B、2：1和1：1C、3：1和2：18、在硅酸盐熔体中，当R=O/Si减小时，相应熔体组成和性质发生变化，熔体析晶能力（），熔体的黏度（），低聚物数量（）。A、增大B、减小C、不变D、不确定9、当固体表面能为1.2J/m2，液体表面能为0.9J/m2，液固界面能为1.1J/m2时增加固体表面光滑度，（）润湿性能。A、降低B、改善C、不影响10、粘土泥浆胶溶必须使介质呈（）A、酸性B、碱性C、中性11、晶体结构中一切对称要素的集合称为（）。A、对称型B、点群C、微观对称的要素的集合D、空间群12、可以根据3T曲线求出熔体的临界冷却速率。熔体的临界冷却速率越大，就（）形成玻璃。A、越难B、越容易C、很快D、缓慢三、填空（15分）1、黏土带电荷的主要原因是（）、（）和（），黏土所带静电荷为（）。2、晶体的对称要素中微观对称要素种类有（）、（）、（）。3、由于（）的结果，必然会在晶体结构中产生“组分缺陷”，组分缺陷的浓度主要取决于：（）和（）。4、UO2+x在氧化气氛中可形成（）型非计量化合物，可形成（）型半导体，缺陷浓度与氧分压的1/6次方成（），如果减少周围氧气的分压，UO2+x的密度将（）。5、b与位错线（）的位错称为刃位错，可用符号（）表示；b与位错线（）的位错称为螺位错，可用符号（）表示。6、a=b≠cα=β=900，γ=1200的晶体属（）晶系。7、立方紧密堆积的原子密排面是晶体中的（）面，六方紧密堆积的原子密排面是晶体中的（）面。8、为使瘠性料泥浆悬浮，一般常用的两种方法是（）和（）六、问答题（40分）1、简述硅酸盐晶体结构分类的原则和各类结构中硅氧四面体的形状。（12分）2、试述B2O3中加入Na2O后,结构发生的变化,解释硼酸盐玻璃的硼反常现象？（9分）3、用KCl和CaCl2分别稀释同一种黏土泥浆，当电解质加入量相同时，试比较两种泥浆下列性质的差异。（10分）（1）泥浆的流动性（2）泥浆的触变性（3）泥浆的可塑性（4）坯体的致密度（5）黏土的ζ电位4、在硅酸盐晶体结构中，[SiO4]四面体或孤立存在，或共顶连接，而不共棱，更不共面，解释之。（9分）七、计算题（15分）CeO2为萤石结构，其中加入0.15molCaO形成固溶体,实验测得固溶体晶胞参数a0=0.542nm,测得固溶体密度ρ=6.54g/cm3,试计算说明固溶体的类型？(其中Ce=140.12,Ca=40.08,O=16)无机材料科学基础试卷九一、名词解释（20分）：1.不一致熔融化合物，连线规则2.非本征扩散，稳定扩散3.非均匀成核,一级相变，4.晶粒生长，二次再结晶二、选择题（12分）：1.据范特荷夫规则,纯固相反应，反应过程是（）A.放热过程B.等温过程C.吸热过程2.在反应温度下，当固相反应的某一相发生晶型转变时，反应速度是（）A.无影响B.加快C.减慢3.表面扩散系数Ds，界面扩散系数Dg，晶格扩散系Db的关系是（）A.Ds﹥Dg﹥DbB.Ds﹥Db﹥DgC.Db﹥Ds﹥DgD.Db﹥Dg﹥Ds4.同一种物质在晶体中的扩散系数（）在玻璃中的扩散系数A．大于B．等于C．小于D．不确定5.A，B进行反应生成AmBn,为扩散控制的固相反应，若DB》DA，则在AmBn-A界面上，反应物B的浓度CB为（）A.1B.0C.不确定6.烧结中晶界移动的推动力是（）A.表面能B.晶界两侧自由焓差C.空位浓度差7.陶瓷经烧结后在宏观上的变化表述不正确的是（）A.强度增加B.体积收缩C.气孔率降低D.致密度减少8.金斯特林格方程采用的反应截面模型为（）A.平板B.球体C.球壳D.圆柱9.下列过程中，哪一个能使烧结体的强度增加而不引起坯体收缩？A.蒸发-凝聚B.体积扩散C.流动传质D.溶解-沉淀10.下列属于逆扩散过程的是（）A.二次再结晶B.杂质的富集于晶界C.布朗运动11.在制造透明Al2O3陶瓷材料时，原料粉末的粒度为2μm，在烧结温度下保温30分钟，测得晶粒尺寸为10μm。若在同一烧结温度下保温4小时，晶粒尺寸为（）,为抑制晶粒生长加入0.1％MgO，此时若保温4小时，晶粒尺寸为（）。A.16μmB.20μmC.24μmD.28μm三、填空题（18分）1.烧结的主要传质方式有蒸发-凝聚传质、扩散传质、流动传质和溶解-沉淀传质四种，产生这四种传质的原因依次为（）、（）、（）和（）。2.均匀成核的成核速率Iv由（）和（）因子所决定的。3.菲克第一定律的应用条件是（），菲克第二定律的应用条件是（）。4.液-固相变过程的推动力为（）、（）和（）。5.固体内粒子的主要迁移方式有（）、（）。6.如晶体纯度降低，扩散系数与温度关系曲线中本征与非本征扩散的转折点（）。7.合成镁铝尖晶石，可选择的原料为MgCO3,MgO,γ-Al2O3,α-Al2O3,从提高反应速率的角度出发选择（），（）原料较好。8.在均匀成核时，临界成核位垒ΔGk=（）,其值相当于（）具有临界半径rk的粒子数nk/N=（）。9.液-固相变时，非均匀成核位垒与接触角θ有关，当θ为（）时，非均匀成核位垒与均匀成核位垒相等。10.成核生长机理的相变过程需要有一定的过冷或过热，相变才能发生，在（）情况下需要过冷。11.在制硅砖时，加入氧化铁和氧化钙的原因（），能否加入氧化铝（）。12.在液相线以下的分相区的亚稳区内，其分解机理为（），新相成（）状，不稳定区的分解机理为（），新相成（）状。四、简答题（32分）1.影响固相反应的因素有那些？（6分）2.从热力学、动力学特性、形貌等对比不稳分解和均匀成核成长这两种相变过程。如何用实验方法区分这两种过程？（9分）3．晶界移动遇到气孔时会出现几种情况，从实现致密化目的考虑，晶界应如何移动？怎样控制？（10分）4.试比较杨德尔方程和金斯特林格方程的优缺点及其适用条件。（7分）五、相图分析（18分）右图为生成一个三元化合物的三元相图，1.判断三元化合物N的性质，说明理由？2.标出边界曲线的温降方向（转熔界限用双箭头）；3.指出无变量点的性质（L、K、M）；4.分析点1，2的结晶路程；5.计算2点液相刚到结晶结束点和结晶结束后各相的含量无机材料科学基础试卷九标准答案与评分标准一、名词解释（20分）：1.不一致熔融化合物,连线规则答：不一致熔化合物是一种不稳定的化合物，加热到一定温度会发生分解，分解产物是一种液相和一种固相，液相和固相的组成与化合物组成都不相同。（2.5分）连线规则：将一界线（或其延长线）与相应的连线（或其延长线）相交，其交点是该界线上的温度最高点。（2.5分）2.非本征扩散，稳定扩散非本征扩散：受固溶引入的杂质离子的电价和浓度等外界因素所控制的扩散。或由不等价杂质离子取代造成晶格空位，由此而引起的质点迁移。（2.5）稳定扩散：若扩散物质在扩散层dx内各处的浓度不随时间而变化，即dc/dt=0。这种扩散称稳定扩散。（2.5分）3.非均匀成核,一级相变，非均匀成核：是指借助于表面、界面、微粒裂纹器壁以及各种催化位置等