第五、六章 固体中的扩散烧结材料结构与性能习题XX

第五 六章第五 六章 固体中的扩散烧结材料结构与性能习题固体中的扩散烧结材料结构与性能习题XXXX 第五章扩散 一 选择题 1 固体中质点的扩散特点为 A 需要较高温度B 各向同性C 各向异性D A C 2 在离子型材料中 影响扩散的缺陷两个方面热缺陷与不等价置换 产生的点缺陷 后者引起的扩散为 A互扩散B无序扩散C非本征扩散D本征扩散 3 固体中质点的扩散特点为A 需要较高温度B 各向同性C 各向异性 D A C 4 扩散之所以能进行 在本质上是由于体系内存在 A 化学位梯度B 浓度梯度C 温度梯度D 压力梯度 5 晶体的表面扩散系数D s 界面扩散系数D g和体积扩散系数D b之间存在 的关系 A D s D g D bB D bD s D bD D g 6 在离子型材料中 影响扩散的缺陷两个方面热缺陷和掺杂点缺陷 由它们引起的扩散分别称为 A 自扩散和互扩散B 本征扩散和非本征扩散C 无序扩散和有序扩散D 稳定扩散和不稳定扩散 7 稳定扩散 稳态扩散 是指在垂直扩散方向的任一平面上 单位 时间内通过该平面单位面积的粒子数 A 随时间而变化B 不随时间而变化C 随位置而变化D A或B 8 不稳定扩散 不稳态扩散 是指扩散物质在扩散介质中浓度随 A 随时间和位置而变化B 不随时间和位置而变化C 只随位置而变化D 只随时间而变化 9 由于处于晶格位置和间隙位置的粒子势能的不同 在易位扩散 间隙扩散和空位扩散三种机制中 其扩散活化能的大小为 A 易位扩散 间隙扩散 空位扩散B 易位扩散 间隙扩散 空位扩散C 易位扩散 间隙扩散 空位扩散D 易位扩散 10 一般晶体中的扩散为 A 空位扩散B 间隙扩散C 易位扩散D A和B 11 空位扩散是指晶体中的空位跃迁入邻近原子 而原子反向迁入 空位 这种扩散机制适用于 的扩散 A 各种类型固溶体B 间隙型固溶体C 置换型固溶体D A和B 12 扩散过程与晶体结构有密切的关系 扩散介质结构 扩散 A 越紧密 越困难B 越疏松 越困难C 越紧密 活化能越小D 越疏 松 活化能越大 13 不同类型的固溶体具有不同的结构 其扩散难易程度不同 间 隙型固溶体比置换型 A 难于扩散B 扩散活化能大C 扩散系数小D 容易扩散 14 在晶体中存在杂质时对扩散有重要的影响 主要是通过 使得扩散系数增大 A 增加缺陷浓度B 使晶格发生畸变C 降低缺陷浓度D A和B Ch5参考答案1234567891011121314D C D AA BB ACDC AD D 二 名词解释稳定扩散与不稳定扩散 本征扩散与非本征扩散 稳 定扩散指扩散体系内的浓度只随位置变化而不随时间变化的扩散过 程 不稳定扩散指扩散物质在扩散介质中浓度随时间发生变化的扩散过 程 本征扩散在物质的扩散中 如果物质中扩散是以本身点缺陷作为迁 移载体 这种扩散 称为本征扩散 非本征扩散是指以不等价杂质离子取代造成晶格空位或在一些非化 学计量化合物因环境的气氛变化引起空位为载体而引起的质点迁移 三 问答题 1 试从结构和能量的观点解释为什么D表面 D晶面 D晶内答固体表 面质点在表面力作用下 导致表面质点的极化 变形 重排并引起 原来的晶格畸变 表面结构不同于内部 并使表面处于较高的能量 状态 晶体的内部质点排列有周期性 每个质点力场是对称的 质点在表 面迁移所需活化能较晶体内部小 则相应的扩散系数大 同理 晶界上质点排列方式不同于内部 排列混乱 存在着空位 位错等缺陷 使之处于应力畸变状态 具有较高能量 质点在晶界 迁移所需的活化能较晶内小 扩散系数大 但晶界上质点与晶体内部相比 由于晶界上质点受两个晶粒作用达 到平衡态 处于某种过渡的排列方式 其能量较晶体表面质点低 质点迁移阻力较大因而D晶界 2 试分析影响固体中扩散的因素 答影响因素有外在因素和内在因素 外在因素有1 温度的影响 温度的升高 扩散加快 2 杂质 第三组元 的影响 一般说来凡第三组元能与扩散介质形 成化合物的 扩散将减慢 面不形成化合物的 则会因使晶格畸变 活化能降低而加快扩散 3 气氛的影响 与扩散物质和扩散介质的组成以及扩散机构有关 4 固溶体类型的影响 间隙型固溶体比置换型固溶体容易扩散 因 为间隙扩散机制的扩散激活能小于置换型扩散 间隙型固溶体中间因原子已位于间隙 而置换型固溶体中溶质原子 通过空位机制扩散时 需要首先形成空位 因而激活能高 在置换型固溶体中 组元原子间尺寸差别越小 电负性相差越大 亲和力越强 则扩散越困难 5 扩散物质性质的影响 一般说来 扩散粒子性质与扩散介质性质 间差异越大 扩散系数也越大 6 扩散介质结构的影响 通常扩散介质结构越紧密 扩散越困难 反之亦然 第六章烧结 1 为什么通常烧结达不到理论密度 采取哪些措施可使烧结材料接 近理论密度 答气孔在烧结过程中能否排除 除了与晶界移动速率 有关外 还与气孔内压力的大小有关 随着烧结的进行 气孔逐渐缩小 而气孔内的气压不断增高 当气 压增加至2R r时 即气孔内气压等于烧结推动力 此时烧结就停止 了 如果继续升高温度 气孔内气压大于2R r 这时气孔不仅不能缩小 反而膨胀 对致密化不利 烧结如果不采取特殊措施是不可能达到坯体完全致密化的 如要获得接近理论密度的制品 必须采用气氛或真空烧结和热压烧 结等方法 2 分析影响固体烧结的因素 答 1 物料活性的影响活性氧化物通常是用其相应的盐类热分解制成 的 实践表明 采用不同形式的母盐以及热分解条件 对所得氧化物活 性有着重影响 因此 合理选择分解温度很重要 一般说来对于给定的物料有着一 个最适宜的热分解温度 温度过高会使结晶度增高 粒径变大 比表面活性下降 温度过低 则可能因残留有未分解的母盐而妨碍颗粒的紧密充填和烧结 2 添加物的影响少量添加物常会明显地改变烧结速度 可通过以 下方式产生作用与烧结物形成固溶体 阻止晶型转变 抑制晶粒长 大 产生液相 3 气氛的影响气氛对烧结的影响是复杂的 同一种气体介质对于不同物料的烧结 往往表现出不同的甚至相反 的效果 就作用机理而言 包括物理的和化学两方面的作用 工艺