材料科学基础期末复习考试

1、安庆师范学院201 0-201 1学年度第一学期期末复习考试材料科学基础课程1、本试卷共五大题。2. 考生答题时必须准确填写院系、专业、班级、姓名、学号1、右图最可能是哪种晶体的结构（ C ）A.萤石结构B.尖晶右结构C.钙钛矿结构D.金红右结构2.下列四个选项中，哪项不会影响填隙型固溶体的固溶度院系 化学化I:学院 专业 材料化学 班级姓名学号口 口题号二三四五总分得分注意事项B禽子价D电负性A尺寸C导电性 3、下图为六方最密堆积（A3）,则其每个原子的配位数为（ D ） 个。A2B4C8D124、在烧结模型中，中心距缩短的双球模型适用于（B ）传质的 烧结。A蒸发-冷凝B溶解-沉淀C晶格扩

2、散D表面扩散5、过冷熔体的结晶过程是由两步组成的，它包括（A ）A.晶核生长和晶体生长B.晶核生长和析岀晶体C.析出晶体和晶体生长D.快速冷却和析岀晶体6下列图中哪个晶胞最可能是尖晶石晶体结构（D ）ABCD7、阴离子具有立方密堆积，阳离子填满所有四面体空隙的是卜列哪种结构（B ）A.萤石结构C.尖晶右结构B.反萤仃结构D.反尖晶仃结构8下列缺陷中属于线缺陷的是（A ）A,位错B.晶界D.空位9、当硅氧四而体被共用的顶点数S = 4时，英形成的结构为A岛状结构B.链状结构C.层状结构D.骨架结构10.下图中，髙温熔体H缓慢析晶将在（C ）点结束。AK点BP点2/14C. E点D. D点得分得分

3、二、填空题（本大题共13小题，共27分）1、烧结是一个 自发的不可逆过程（分）， 系统表面能降低（1分）是推动烧结进行的基本动力。2、在一左的热力学条件下，系统虽未处于最低能量状态，却处于一种可以较长时间存在的状态，称为（1分）。3、晶体产生Fenkel缺陷时，晶体体积 （1分），晶体密度丕变（ 1分）：而有Schottky缺陷时，晶体体积 变大（1分），晶体密度（1分）。4、关于玻璃结构的两个重要学说是无归网络学说（分）和（分）。5、晶体结构 （分）是指晶体中原子或分子的排列情况，由空间点阵+结构基元构成的。6、依据 （1分）之间关系的不同，可以把所有晶体的空间点阵划归为七类，即 三斜（1分

4、）晶系、单斜晶系、正交（斜方）（1分）晶系、三方晶系、正方晶系、六方晶系和立方（1分）晶系。7、扩散的基本推动力是（1分），一般情况下以（分）等形式（列出一种即可）表现出来，扩散常伴随着物质的 定向迁移（分）。8、晶面族是指原子排列状况相同但位相相同（1分）的一组晶而，同一晶而族中，不同晶而的指数的数字（分）相同，只是（分）3/14不同。9、向MgO、沸石、TiO：、萤右中，加入同样的外来杂质原子，可以预料形成间隙型固溶体的固溶度大小的顺序将是沸仃 萤仃 Ti05 MgO （分）。10、烧结过程可以分为 （1分）三个阶段，在烧结的中后期，与烧结同时进行的过程是（1 分）。11、液体表而能和表而

5、张力数值相等、量纲相同，而固体则不同，这种说法（是/否）正确，因为（1分）o12、从熔体结构角度，估计长石、辉石（MgOSiO：）、镁橄榄仃三种矿物的高温熔体表面张力大小顺序（1分）13、刃型位错的柏氏矢量与位错线呈（1分）关系，而螺位错两者呈（1分）关系。得分三、简答题（本大题共4小题，共31分）（6分）图1是Na:0的理想晶胞结构示意图，试回答：（1） 晶胞分子数是多少：（2）结构中何种离子做何种密堆积：何种离子填充何种空隙；（3）结构中各离子的配位数为多少，写出其配位多而体：（4 ）计算说明 0的电价是否饱和；（5）画岀Na = 0结构在（001）面上的投影图。4/ 142、（选做一）T

6、iO2掺入到Nb/Os中，请写出二个合理的方程，写出固溶体的化学式，并判断可能成立的方程是哪一种？ （5分）（选做二）（1）写出下列缺陷反应式（5分+5附加分）： CaCl=溶人NaCl中形成空位型固溶体，并写出 固溶体的化学式；NaCl 形成肖脱基缺陷。（2）为什么间隙型固溶体不能形成无限固溶体？（选做三）写出下列缺陷方应方程式。（5分）TiOz加入到AlcOs中（写出两种）： NaCl 形成肖脱基缺陷。系统出发，随引入3、硅酸盐熔体的结构特征是什么？从NacO-SiOBzOoM的增加，系统的粘度如何变化，为什么？ （10分）熔 体 结 晶 时5/14(10分 ）4（1）讨论温度对总结晶速率

7、的影响:得分（2）指岀在哪一温度范国内对形成玻璃有利，为什么？四、计算、作图及问答题（本大题共4小题，共32分）1、In具有四方结构，其相对原子质量Ar二114.82,原子半径 r = 0. 1625nm , 晶格常数 a = 0. 3252 , c = 0. 4946nm，密度 P =7. 286g/cm（选做一）作图表示立方晶体的（12门、0；2）晶而及 仃02、21U晶向。（6分）（选做二）画出立方晶系中的（3门）晶而和13刃晶向。（6 分） （l）MgO晶体中，肖脱基缺陷的生成能为6eV,计算在25C和1600C时热缺陷的浓度。（2）如果MgO晶体中，含有百万分之一 摩尔的Al:03杂

8、质，则在1600C时，MgO晶体中是热缺陷占优势 还是杂质缺陷占优势，说明原因。（10分） （选做一）如图A-B-C三元系统相图，根据相图回答下列问题,试问In的单位晶胞内有多少个原子？ In的致密度 （空间占有率）为多少？ （10分）241）在图上划分副三角形、用箭头表示各条界线上温度下降方向及 界 线 的 性 质：（6 分）2 ）判断化合物 F、 G、 H 的性质：（3分）3）写出各三元无变量点的性质及其对应的平衡关系式：（6分）4）写出组成点Ml在完全平衡条件下的冷却结晶过程：（6分）5）写出组成点M2在完全平衡条件下进行加热时，开始出现液相 的温度和完全熔融的温度：写岀完全平衡条件下进

9、行冷却，结晶 结束时各物质的百分含量（用线段比表示）。（3分）（选做二）下图是A-B-C三元系统相图，根据相图回答下列各题：（26分）1）在图上划分副三角形、用箭头表示各条界线上温度下降方向及界 线的性质：（9分）2）判断化合物D、M的性质：（3分）3）写出各三元无变量点的性质及英对应的平衡关系式：（4分）4）写出组成点G在完全平衡条件下的冷却结晶过程：（5分）5）写出组成点H在完全平衡条件下进行加热时，开始出现液相 的温度和完全熔融的温度：写出完全平衡条件下进行冷却， 结晶结束时各物质的百分含量（用线段比表示）。（5分）DB9/14安庆师范学院2010-2011学年度第一学期期末复习考试材料

10、科学基础课程参考答案及评分标准一、选择题（共10题，每题2分，共20分）12345678910CCDBADBADC二、填空题（共10题，共27分）1. 自发的不可逆，系统表面能降低；2. 介稳态；3.不变，不变，变大，变小；4. 无规网络学说，微晶学说；5. 晶体结构。6. 晶胞参数，三斜，正交（斜方），立方。7. 化学位梯度，浓度梯度的，定向迁移。8. 原子排列状况相同但位向不同，数字、数序和正负号不同9. 沸 石 萤 石 Ti（hMgO10. 烧结初期、烧结中期和烧结后期，再结晶和晶粒长大11.是=, 固体质点不能自由移动12.镁橄 榄 石辉石长石13.垂宜平行三、简答题（共4题，每题5分

11、，共20分）lx(1) 4；（2）0离子做面心立方密堆积，nJ填全部四面体空隙；（3）CNn用4CN 02-=8 Na04 0Na#；（4）0电价饱和，因为0的电价二（NJ的电价/Na+的配位数）X0?的配位数;(5)10/142. （选做一）3TiOa也3Ti +60。2Ti0a Nb23 2Tixb +0/ r+30oNb3-4/9,Ti,03 可能成立NbTixOX/2（选做二）（1） CaCla 尿皿VJ +2Clci + CaNa, （2 分）XaCi-axCaiCl（1 分 ）Nbi2*Ca*Cl（2）0 O Vx +VcJ （2 分）（3）一是因为晶体中的间隙位置有限，二是因为间

12、隙质点超过一定的限度会不破坏晶体结构的稳定性。（选做三）1）皿沁J如顺（2分）2Tia 毗62TiJ +01+30。（2 分）2 ） 0Vu +Vci* （ 1 分）3、SiOd为基本结构单元，四面体组成形状不规则大小不同的聚合 力子团，络阴离子团之间依靠金属离子连接。（4分）；从Na30Si03系统出发，随引入 弘0$量的增加，B0J与游离 氧结合，转变为B0J,使断裂的网络重新连接，系统粘度壊加（3 分）；继续引入Ba0#, B20以层状或链状的B0J存在，系统的粘度降 低（3分）。4、（1）如右图，I表示核化速率，u表示晶化速率（5分）；/15/14(2)在阴影部分以外的温度对形成玻璃有

13、利，因为此时核化 速率与晶化速率都较小或只存在一种情况(5分)。 四、计算、作图及问答题(本大题共4小题，共32分)1错误！_ pfcxN* _ 7.286x(3.252xlO8)2 x(4.946xlO)3x6.023xlO23n 4114.822= 1.99912故In的单位晶胞中有2个原子.2x2xx(0.1625)3 K =岂=2 = 0.6873a2c (0.3252)2x 0.49462.作图如下(选做一)(选做二)3. 解：（1）根据热缺陷浓度公式n/N=exp（-E/2RT） , E = 6eV=6Xl. 602X 10l,=9. 612X10fJ, T = 298k： n/N

14、=l. 92X10M T=1873k： n/N=80X10；MgO 、（2）在MgO中加入百万分之一的AL”O“ AL305-一 2ALJ +VJ + 300, V AL2O8= 10_乡、2f、3 Z-F彳z+F-m、q z+F-（结晶结束）（B消失）（4分）s：TM（产物 A+F+H）（2分）5） E:温度，M：点所在温度：过M：点做副三角形CGH的 两条边GH、GC的平行线M：X. M：Y,C%=YH/HCX 100%,H%=CX/HCX 100%, G%=XY/HCX 100%o（4 分）（3分）。选做二解：1）见图，副三角形3分，界线性质2分，界线上温度降低方向4 分：2）D, 一致熔融二元化合物，高温稳泄、低温分解；（2分）M,不一致熔融三元化合物；（1分）3）（4 分）E1,单转熔点，L + AC + ME 2,低共熔点，L C + 3 + ME3,单转熔点