2015南京工业大学808材料科学基础真题

试卷十四2008年攻读硕士学位研究生入学考试试题考试科目：材料物理化学用专业：材料学、材料物理与化学、材料加工工程一、是非题1．在宏观晶体中进行对称操作时晶体的中心点是不动的。2．晶面在三个坐标轴上的截距之比一定为一简单的整数比。3．微观对称要素的核心是平移轴。4．螺位错的位错线平行于滑移方向。5．玻璃在常温下能长期稳定存在，因而它是热力学稳定态。6．化学组成不同的晶体其结构也一定不同。7．相图表示的是体系的热力学平衡状态。8．有序一无序转变是指晶体与非晶体之间的转变。9．大多数固相反应是由界面上的化学反应速度所控制的。10．烧结是一个包含了多种物理和化学变化的过程。11．在低温时，一般固体材料中发生的扩散是本征扩散。12．在固液界面的润湿中，增加固体表面的粗糙度，就一定有利于润湿。13．扩散过程的推动力是浓度梯度。14．硅酸盐熔体的粘度随碱金属氧化物含量的增加而迅速增大。15．烧结过程的推动力是晶界能大于表面能。二、选择题1．在尖晶石(MgAl2O3)结构中，O2-作立方密堆，Mg2+离子填入______。a．1/2的四面体空隙b．1/2的八面体空隙c．1/8的四面体空隙d．1/8的八面体空隙2．在正交晶系中，可能存在的空间格子类型为______。a．P，I．Cb．P，I，Fc．P，C，Fd．P，F，I，C3．高岭石属于层状硅酸盐结构，其结构特征是______。a．二层型三八面体结构b．三层型三八面体结构c．二层型二八面体结构d．三层型二八面体结构4．在非化学计量化合物Cd1+xO中存在的非化学计量结构缺陷类型是______。a．阴离子空位b．阳离子空位c．阴离子填隙d．阳离子填隙5．在各种层状硅酸盐结构中，晶胞参数相近的是______。a．a0和b0b．a0和c0c．c0和b0d．c06．离子晶体通常借助表面离子的极化变形和重排来降低其表面能，对于下列离子晶体的表面能，最小的是______。a．CaF2b．PbF2c．Pbl2d．BaSO4e．SrSO47．熔体是______的混合物。a．相同聚合度的聚合物和游离碱b．不同聚合程度的各种聚合物c．各种低聚物d．各种高聚物8．与玻璃形成温度Tg相对应的粘度为______。a．108dPa·sb．1010dPa·sc．1011dPa·sd．1013dPa·s9．在扩散系数的热力学关系中，称为扩散系数的热力学因子。在非理想混合体系中：当扩散系数的热力学因子＞0时，扩散结果使溶质______；当扩散系数的热力学因子＜0时，扩散结果使溶质______。a．发生偏聚b．浓度不改变c．浓度趋于均匀10．在烧结过程中，只改变气孔形状而不引起坯体收缩的传质方式是______。a．扩散传质b．流动传质c．蒸发一凝聚传质d．晶界扩散11．在固相反应的计算中，金斯特林格方程比杨德尔方程的适用范围宽，两者最大的差别是______。a．计算方法不同b．前者以不稳定扩散方程求解c．几何模型不同12．在三元凝聚系统相图中，若存在有n条界线，则此相图中存在的连线数必是______。a．(n+1)条b．(n-1)条c．n条d．没有三、填充题1．鲍林规则适用于(1)晶体结构。2．晶体的本质是(2)。3．选取空间点阵的单位平行六面体时，其首要原则是(3)。4．同质多晶现象是指(4)。5．空间群为Fm3m的晶体具有(5)结构。6．粘土泥浆胶溶的条件是(6)、(7)和(8)。7．菲克第一定律适用于求解(9)；菲克第二定律适用于求解(10)。8．扩散的空位机构是指(11)。9．玻璃具有下列通性：(12)、(13)、(14)和(15)。10．本征扩散是由(16)而引起的质点迁移，本征扩散的活化能由(17)和(18)两部分组成，扩散系数与温度的关系式为：(19)。11．由于(20)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：(21)和(22)。12．烧结的主要传质方式有(23)、(24)、(25)和(26)四种。这四种传质过程的△L/L与烧结时间的关系依次为(27)、(28)、(29)和(30)。四、名词解释(任选四题，如果全做只取前四题)1．晶胞2．一级相变3．弗仑克尔(Frenker)缺陷4．连线规则5．均匀成核6．烧结五、计算题(任选三题，如果全做只取前三题)1．试计算Na2O·caO·Al2O3·2SiO2玻璃的四个结构参数Z、R、X和Y。2．试写出20mol%YF3掺杂到CaF2中的缺陷反应方程式，并从结晶化学的观点讨论其合理性；同时写出对应的固溶式。3．具有面心立方结构的AB型化合物晶体，该AB化合物的分子量为26，测得其密度为2.6g/cm3，据此计算AB晶体的晶胞参数。4．某一粉末压块，其粉末平均粒径为2μm，烧结至最高温度保温0.5h，测得晶粒尺寸为10μm，试问若保温2h，晶粒尺寸多大?为抑制晶粒生长加入0.1%晶粒生长抑制剂，若也保温2h，晶粒尺寸有多大?六、论述题(任选三题，如果全做只取前三题)1．简述形成连续置换型固溶体的条件是什么，并举两个例子。2．试以NaCl晶胞为例，说明面心立方密堆中的八面体空隙和四面体空隙的位置和数量。3．何为马氏体相变?并简述马氏体相变的结晶学特征。4．何为晶粒生长与二次再结晶?简述造成二次再结晶的原因和防止二次再结晶的方法。七、A-B-C三元相图如图14-1所示。1．划分分三角形。2．标出界线的性质(共熔界线用单箭头，转熔界线用双箭头)。3．指出化合物S的性质。4．说明E、H点的性质，并列出相变式。5．分析M点的析晶路程(表明液、固相组成点的变化，并在液相变化的路径中注明各阶段的相变化和自由度数)。南京工业大学更多考研真题与答案详情QQ321417021标准答案一、1．√；2．√；3．√；4．√；5．×；6．×；7．√；8．×；9．×；10．×；11．×；12．×；13．×；14．×；15．×二、1．c；2．d；3．c；4．d；5．a；6．c；7．b；8．d；9．c、a；10．c；11．c；12．c三、1．(1)离子2．(2)质点在三维空间成周期性重复排列3．(3)单位平行六面体的对称性应符合整个空间点阵的对称性4．(4)化学组成相同的物质在不同的热力学条件下，形成结构不同的晶体5．(5)面心立方结构6．(6)介质呈碱性；(7)一价碱金属阳离子交换原来的阳离子，(8)阴离子的聚合作用7．(9)稳态扩散；(10)不稳定扩散8．(11)晶格中存在空位时，以空位迁移作为媒介的质点扩散方式9．(12)各向同性；(13)介稳性；(14)转换过程是可逆与渐变的；(15)转化时性质变化连续10．(16)本征热缺陷所产生的空位；(17)空位形成能；(18)质点迁移能；(19)11．(20)不等价离子的掺杂；(21)掺杂量；(22)固溶度12．(23)蒸发一凝聚传质；(24)扩散传质；(25)流动传质；(26)溶解一沉淀传质；(27)；(28)；(29)；(30)四、1．晶胞：晶胞是指能充分反映晶体结构特征的最小结构单位。2．一级相变：相变时两相的化学势相等，但化学势的一阶偏微商不相等，发生一级相变时有相变潜热和体积的变化。3．弗仑克尔(Frenker)缺陷：当晶格热振动时，一些能量足够大的原子离开其平衡位置，而挤到晶格的间隙中，形成问隙原子，并在原正常格点上留下空位。4．连线规则：在三元系统中如果相邻两个相区(初晶区)的界线(或其延长线)与其相应的连线(或其延长线)相交，则此交点是该界线上的温度最高点。5．均匀成核：是指晶核从均匀的单相熔体中产生的几率处处相同。6．烧结：一种或多种固体粉末经过成形，在加热到一定温度后开始收缩，在低于熔点温度下变成致密、坚硬的烧结体，这种过程称为烧结。或：由于固体中分子(或原子)的相互吸引，通过加热，使粉末体产生颗粒粘结，经过物质的迁移、扩散使粉末体产生强度，并导致密化和再结晶的过程称为烧结。五、1．Z=4；R=9/4=2.25；X=0.5；Y=3.5。2．Ca0.8Y0.2F2.2Ca0.7Y0.2F23．晶胞中Z=4，1mol中AB数为2.6/26×N0=6.02×1022；晶胞数=6.02/4×1022=1.5×1022；1.5×1022V=1.5×1022a3=1021nm3，因此a=0.41nm。4．根据D2=kt，d1=20μm；根据D3=kt，d2=16μm。六、1．形成连续置换型固溶体的条件是：离子尺寸因素，相互替代的两种离子的半径差(r1-r2)/r1＜15%；两个组分必须具有完全相同的晶体结构类型；只有离子价相同或复合取代离子价总和相同时，才能形成连续置换型固溶体；电负性与极化性质相近。例：PbTiO3-PbZrO3、钠长石一钾长石、MgO-NiO等。2．在NaCl结构中Cl-为面心立方密堆，Na+处于全部的八面体空隙中。如NaCl晶胞中心的Na+处于6个Cl一的八面体中心，NaCl晶胞中全部的八面体的位置和数量：晶胞中心1个，每条棱的中点处也为八面体空隙位置，共有12个，属于该晶胞的这种空隙数为12×1/4=3个，因此NaCl晶胞中共有4个八面体空隙。NaCl晶胞中的四面体空隙处于晶胞的体对角线方向上，由角顶Cl-和相邻三条棱中的点Cl-构成四面体空隙，也就是8个小立方体的中心，共有8个四面体空隙。3．晶体在外加应力的作用下通过晶体的一个分立体积的剪切作用，以极其迅速的速度而进行的相变称为马氏体相变，马氏体相变是固态相变的基本形式之一。马氏体相变的结晶学特征有：相变时新相与母相之间具有严格的取向关系，靠切变维持共格关系，并存在一个习性平面，在相变前后保持既不扭曲变形也不旋转的状态，在宏观上是连续的。4．晶粒生长是无应变的材料在热处理时，平均晶粒尺寸在不改变其分布的情况下，连续增大的过程。在坯体内晶粒尺寸均匀地生长，晶粒生长时气孔都维持在晶界上或晶界交汇处。二次再结晶是少数巨大晶粒在细晶消耗时的一种异常长大过程，是个别晶粒的异常生长。二次再结晶时气孔被包裹到晶粒内部，二次再结晶还与原料粒径有关。造成二次再结晶的原因：原料粒径不均匀，烧结温度偏高，烧结速率太快。防止二次再结晶的方法：控制烧结温度、烧结时间，控制原料粒径的均匀性，引入烧结添加剂。七、1．划分成2个分三角形，如图14-2所示。2．如图14-2所示。3．S：不一致熔二元化合物。4．E：低共熔点LE→A+C+Sf=0H：单转熔点LH+B→S+Cf=05．液相：固相：B→S→S→d→M