836材料科学基础(05)-1

浙江大学836材料科学基础2005年试题及解析一、基本概念选择题（每题2分）1、空间点阵的特点是：A阵点周围环境都相同，在空间的位置一定B阵点周围环境不同，在空间的位置一定C阵点周围环境都相同，在空间的位置无序答：A。空间点阵在空间规则排列，点子的周围环境必须相同。2、结晶学中的晶族、晶系、布拉菲点阵、点群、单形、空间群的数目分别为：A.3、32、14、47、7、230B3、7、14、32、47、230C7、3、14、47、32、230答：B。3、确定晶面方位的一组数，称为晶面指数，它是代表：A一组相互垂直的晶面B一组相互平行的晶面C一组两两相交的晶面答：B。4、晶向指数与晶面指数满足条件[hkl](hkl)的晶系为：A只有立方晶系B立方晶系与正交晶系C只有正交晶系答：A。5、晶态的对称性可用对称要素描述，对称要素分为宏观对称要素和微观对称要素，其中微观对称要素有：A(1)滑动面；(2)回转对称轴B(1)滑动面；(2)螺旋面C(1)对称面；(2)螺旋轴答：B。晶体宏观对称要素有：回转对称轴、对称面、对称中心、回转－反演轴；微观对称要素有：滑动面、螺旋面。6、用电负性区别菲金属元素与金属元素时，用以作为判断及分界的电负性大致为：AX＝0.5BX＝2CX＝3答：B。7、原子半径的大小与键的性质直接相关，不同的键型，原子半径也不相同。其中，可用用键长的一半表示的是：恩波学校，上海翔高，专业课培训专家网址：全程·深入·内幕A共价半径、范德瓦斯半径B金属半径、离子半径C共价半径、离子半径答：A。离子键的键长为阴离子半径与阳离子半径的和，阴、阳离子半径并不为离子键的键长的一半。8、密排六方和面心立方结构密排面上原子的堆垛方式为：A.ABAB……….，ABCABC……..B.ABCABC………，ABAB…….C.ABCABC…….，ABCABC……..答：A。9、正离子配位数通常由正负离子半径比确定，因此：A配位多面体是八面体时，正、负离子半径比应处于0.414－0.732范围B正离子配位数为6时，正、负离子半径比应处于0.225－0.414C正、负离子半径比处于0.732－1.0范围时，配位多面体是四面体.答：A。正负离子半径比处于0.732－1.0范围，正离子配位数为8，配位多面体为立方体。正负离子半径比处于0.414－0.732范围，正离子配位数为6，配位多面体为八面体。正负离子半径比处于0.225－0.414范围，正离子配位数为4，配位多面体为四面体。正、负离子半径10.根据泡林规则，已知正离子配位数后可以求得相应的负离子配位数。现考虑负离子堆积体是O2-，因而有：A．一个一价正离子的配位数是6时，有相应的负离子配位数为8B．一个二价正离子的配位数是6时，有相应的负离子配位数为6C．一个二价正离子的配位数是6时，有相应的负离子配位数为8答：B。若一个二价正离子的配位数是6，二价正离子贡献给周围每个O2-的电价为2/6，有泡林第二规则可知，为了电价平衡，O2-周围必须有6个二价正离子包围。同样可计算，若一个一价正离子的配位数是6时，有相应的负离子配位数为12。11、受泡林规则的制约，在硅酸盐矿物中不同的硅氧四面体结合类型，硅氧四面体中过剩的负电荷不同，也即需要有相应的正电荷来平衡。根据硅酸盐结构判据表达式可用确定矿物(NaMg2Al6(BO3)3[Si6O18]3(OH)4)满足：A判据值为2，属单链结构B判据值为1，属骨架状结构C判据值为2，属环状结构答：C。判决：为6元环结构。12、高分子晶体的特点是：A高分子晶体属于分子晶体类型B高分子晶体属于共价晶体类型浙江大学836材料科学基础历年试题及解析3全程·深入·内幕C高分子晶体属于部分共价晶体部分分子晶体结合型答：A。高分子链节间通常是饱和共价键连接，而大分子和大分子之间或同一大分子不同链段之间则是通过弱二次分子力使局部排列成有序的结晶区。所以高分子晶体属于分子晶体。13、晶体缺陷的意义为：A造成晶体点阵周期势场畸变的一切因素B晶体中出现原子空位的区域C晶体中出现减小原子的区域答：A。14、弗伦克尔缺陷是：A原子移到表面处新的位置，原来位置则形成空位B原子离开平衡位置后，形成间隙离子，而原来位置上形成空位，成对产生C正、负离子的二元体系，原子移到表面新的位置，原来位置空位成对出现答：B。原子移到表面，形成空位而不形成等量的间隙原子，只有形成的缺陷（空位）成为肖脱基缺陷。如果同时形成等量的空位和间隙原子，则所形成的缺陷（空位和间隙原子对）成为弗伦克缺陷。15、一中负离子缺位，金属离子过剩的氧化物TiO2，满足缺陷反应方程，则氧空位浓度与氧分压满足如下关系：ABC答：B。平衡常数：16、位错最重要的性质之一是它可以在晶体中运动，其中：A螺型位错只作滑移，刃型位错既可滑移又可以攀移B刃型位错只做滑移，螺型位错既可滑移又可攀移C刃型位错只做攀移，螺型位错既可滑移又可攀移答：A。17、固体表面力原自于：A固体表面质点排列的周期性中断，力场对称性破坏，表现出的剩余键力B固体表面不均匀性，外界物质溶液填入台阶处而表现出的吸引力C固体表面由于大量位错露头存在，产生了表面缺陷，改变了表面势场而出现的作用力答：A。恩波学校，上海翔高，专业课培训专家网址：全程·深入·内幕18、在中间相稳定的整个温度区间内显示出长程序的中间相称为：A电子化合物B间隙化合物C金属间化合物答：C。19、非晶态固体的特点是：A具有短程有序而长程无序的结构B原子完全混乱无序地无规则排列C由许多小晶体取向无序形成的结构答：A。20、非晶体固体的短程序常有几何短程有序(GSRO)和化学短程有序(CSRO)之分，化学短程有序的意义为：A元素玻璃的局域结构短程有序，与局域应力张量相联系B对最近邻的原子，系统元素的原子周围的化学成分与平均值不同C与近邻原子的球对称性发生椭圆偏离的度量答：B。几何短程序（GSRO）表示近邻原子在空间几何位置排列上的规律和特点。21、在描述非晶半导体、非晶态金属及玻璃的结构时，常用到无规网络模型、微晶子模型、硬球无规密堆模型等，其中在金属－类金属非晶合计用得最成功的模型是：A无规网络模型B硬球无规密堆模型C微晶子模型答：B。22、参与形成氧化物玻璃的氧化物常分为三种类型：分别是网络形成剂、网络改变剂和中间剂。其主要为：A网络形成剂SiO2、B2O3、P2O5、V2O5、As2O3、Sb2O3等；网络改变剂Na2O、KrO、CaO、MgO、BaO等；中间剂Al2O3、TiO2等B网络形成剂SiO2、B2O3、P2O5、V2O5、MgO、BaO等；网络改变剂Na2O、KrO、CaO、Al2O3、TiO2等；中间剂As2O3、Sb2O3等C网络形成剂Na2O、KrO、CaO、MgO、BaO等；网络改变剂SiO2、B2O3、P2O5、V2O5、As2O3、Sb2O3等；中间剂Al2O3、TiO2等答：A。23、玻璃形成能力可以三T图（即温度－时间－转变）来判断。其中定义玻璃中能测出的最小晶体体积与熔体之比约为：A10－5B10－6C10－7答：B。浙江大学836材料科学基础历年试题及解析5全程·深入·内幕24、局部有序的折叠缨束状胶粒模型，亦称两性球粒模型，认为高分子非晶体是由折叠链构象的“粒子相”和无规线团构象的“粒间相”构成。其中：A粒子相包括链节规则排列的有序区组成，但不包括外面的粒间区B粒间区由穿越不同粒子相的分子链无规则地缠绕在一起，加上一些低分子量物和链末端所组成C粒子相包括链节规则排列的有序区和穿越不同粒子相并无规地缠绕在一起的分子链组成答：B。粒子相包括链节规则排列的有序区和外面的粒间区。粒间区是围绕有序区形成的，主要由折叠弯曲部分、链端和由有序区延伸到粒间区的分子链部分连接所组成的。25、扩散系数有自扩散系数、偏扩散系数和互扩散系之分。偏扩散系数是指：A不依赖于浓度梯度的扩散所定义的扩散系数B描述几种离子同时进行扩散时的扩散性流动和整体流动总和的扩散系数C几种离子同时金属扩散的多于系统中每个组元的扩散系数，扩散是处于化学位梯度体积下进行的。答：C。26、扩散的激活能可对lnD-1/T作图，由斜率求得。在系统中仅有少量杂质时，通常低温区和高温区的不同斜率分别表示了：A非本征扩散即本征扩散激活能B本征扩散即非本征扩散激活能C不同温度下的本征扩散激活能答：A。高温区以热缺陷引起的扩散为主，称为本征扩散；低温区一般以杂质产生或控制的缺陷所引起的扩散为主，称为非本征扩散。27、在光学波中，位移与波矢相垂直的部分及位移与波矢平行的部分分别构成A横波和纵波B纵波和横波C弹性波和连续波答：A。28、在爱因斯坦和德拜的比热模型中，对利用两子理论求比热的方法进行了简化，两种模型的简化条件分别是：A前者以连续介质的弹性波代替格波；后者只考虑光学波的作用B前者设晶体中所有的原子都以相同的频率振动；后者以连续介质的弹性波代替格波C前者只考虑声学波的作用，后者设晶体中所有的原子都以相同的频率振动答：B。恩波学校，上海翔高，专业课培训专家网址：全程·深入·内幕29、热导系数可写出，若不考虑温度对声子平均速率的影响，则对一非常完整的晶体，在低温下，A热导率按T3变化B热导将按T-1变化C热导将按答：A。低温下，热熔，、不变，热导按T3变化。30、有一包含N个原胞的三维晶格，每个原胞由2个原子组成，那么该晶胞包含的独立振动频率数为：A3NBNC6N答：C。格波波矢的数目等于原胞数，而独立振动频率数等于系统的自由度数。系统自由度数＝原胞所含原子数×晶格维度二、解析选择题（每题15分）；（注：解析选择体在给出题目的同时还给出了一种简单解析过程及答案，解析过程中的每一步都给出了多个选项，考生只需对每一步所给出的选项按照正确的解析过程进行分析计算，并按解析顺序和计算结构判断选择出每一步的正确选项即可。得分原则：每个题目中将解多个小题，以每个小题为判断单元，每个单元只有当所选项以及以前各项都选择正确是，该选项才得分，每一选项的可能得分数都标注在各项后。）浙江大学836材料科学基础历年试题及解析7全程·深入·内幕【参考答案】：(1)a选项中生成了间隙固溶体，b选项中氧空位应该带正电荷，Ni置换Al后应该带一个负电荷。所以正确的缺陷反应为：c。根据缺陷反应方程，固溶分子式为：a。(2)溶入的Ni原子的摩尔分数为：x＝0.005，溶入的Cr原子的摩尔分数为：y＝0.0004计算得到化学式为：c。固溶前后体积变化正确选项是：a。恩波学校，上海翔高，专业课培训专家网址：全程·深入·内幕【参考答案】：(1)半无限一维扩散方程正确表达式为：a。C1＝0.2％C2＝1.4％C(3mm,t)=0.35%带入扩散方程，得到误差关系式为：c。浙江大学836材料科学基础历年试题及解析9全程·深入·内幕查表得：选项给出的计算结构均不正确，所需扩散时间为8.48h。(2)渗碳厚度增加一倍，渗碳时间延长到原来的4倍。选b。具体的渗碳时间为：8.48×4＝33.92h。3.一种双原子离子晶体，已知两个原子的原子量分别为23和35.5，每摩尔的原子数为6.024×1023，格波光学支的最高频率为3.6×1023(rad/s)，试以一维双原子晶链模型计算：（1）晶体的恢复力常数；（2）格波光学支的最低频率以及格波声学支的最低和最高频率。【参考答案】：(1)正确选项为：C。格波光学支的最高频率为：恩波学校，上海翔高，专业课培训专家网址：全程·深入·内幕正确选项为：a。(2)声学支最大值和光学支最小值的表达式为：b。光学支最低频率为：声学支的最高频率为：声学支的最大频率为：正确选择为：b。三、分析计算题（每题15分）1、不同晶体具有不同的原子频率规则，也具有不同的间隙，考虑萤石(CaF2)和钙钛矿(CaTiO3)两种结构晶体，已知O2-半径为0.14nm，Ca2+半径为0.1