材料科学与工程基础中期考试讲评课件

1、（二）以下每题0.5分1、Covalent Bond （A）氢键，（B）离子键，（C）次价键， （D）共价键 2、Atomic Packing Factor （A）晶胞内原子总体积与晶胞体积之比，（B）原子体积 （C）致密度， （D）原子堆积因子 3、Directional Indices （A）点阵，（B）晶体方向，（C）晶向指数 （D）晶向C4、Diffusion Flux （A）扩散作用， （B）扩散通量， （C）扩散系数， （D）扩散能5、Edge Dislocation （A）螺旋位错，（B）刃位错，（C）点缺陷， （D）棱位错第1页，共14页。6、 渗碳体 （A）austenite

2、 （B）ferrite （C）cementite （D）pearlitic7、 构型 （A）conformation （B）configuration （C）morphology （D）composition8、 morphology （A）组成 （B）形态 （C）形状 （D）形式9、嵌段共聚物_copolymer （A）random （B）block （C）graft （D）alternating10、vacancy （A）空洞，（B）空位，（C）空隙，（D）间隙第2页，共14页。三、填空题（15分） 每空0.5分1、液晶有三种不同的基本结构类型，即 近晶型 、 向列 型 和 胆甾型 。2、

3、写出三种聚合物结晶形态的名称 片晶 、 球晶 和 串晶 。3、材料内部结构转变有四种类型，它们是同素异构转 变 、 非晶态的晶化 、结构驰豫 、 拐点分解 。3、写出三种碳的同素异构体名称 金刚石 、 石墨 和 富 勒烯 。4、按能带理论，可把固体分成三种基本类型 导体 、 绝 缘体 和 半导体 。5、通过1，1，0点的（122）平面在三个轴上的截距是 （ 1 ， 3/2 ， 1/2）。第3页，共14页。6、结构单元有不对称碳原子的聚合物（如聚丙烯）分子 链具有 全同立构 、间同立构 、和 无规立构 三种空 间立体构型。7、聚合物分子链主要有两种结晶构象： 平面锯齿形 和 螺旋形 。8、面心立

4、方ZnS的晶胞中有 4 个Zn原子和 4 个S原 子。9、自然界中，晶体共有 7 种可能的晶系，空间点阵共 有 14 种。10、氢键具有 方向性 ，和 饱和性 。 第4页，共14页。四、计算题（24分）1、 Cadmium sulfide (CdS) has a cubic cell, and from x-ray diffraction data it is known that the cell length is 0.582nm. If the measure density is 4.82 g/cm3, how many Cd2+ and S2- ions are there per

5、unit cell ? （8分） 解：每个晶胞中Cd2和S2-数目相等x个 M =144.47 g/mol 答：每个晶胞中有4个Cd2+ 和4个 S2- 。第5页，共14页。2、 A sheet of steel 1.5 mm thick has nitrogen atmospheres on both sides at 1200 and is permitted to achieve a steady-state diffusion condition. The diffusion coefficient for nitrogen in steel at this temperature i

6、s 6 1011 m2/s, and the diffusion flux is found to be1.2 107 kg/m2-s. Also, it is known that the concentration of nitrogen in the steel at the high-pressure surface is 4 kg/m3. How far into the sheet from this high-pressure side will the concentration be 2.0 kg/m3? Assume a linear concentration profi

7、le. （8分）解：J= - D dC / dx1.210-7 kg/m2s = -(610-11m2/s) (2.0 - 4) (kg/m3) / dxdx = 0.001 m =1 mm 答：浓度为2.0 kg/m3距高压端1mm。第6页，共14页。3、一铁碳合金的微结构由共析前铁素体和珠光体两相组成，两相的重量分数分别是0.286和0.714，请计算该合金中碳的浓度。(以下是铁碳合金相图供参考)（8分）解法一： C 0.55wt% 答：该合金中碳的浓度为0.55wt%。 第7页，共14页。解法 二：解法三： 或第8页，共14页。五、简要回答1、说明金属、无机非金属、高分子材料在组成和结

8、构方面的主要异同点？（12分）答：（1）组成金属材料：由金属元素或主要由金属元素组成。无机非金属材料：除有机物和金属以外，包括常见 的陶瓷、玻璃、水泥、耐火材 料；组分：酸盐类、氧化物类， 氮、碳（不含H）高分子材料：主要由C、H、O元素组成。（2）键合方式金属材料：金属键。无机非金属材料：离子键、共价键及其混合键。高分子材料：链内由共价键组成，链间由范德华氏 力构成。第9页，共14页。（3）结构金属材料：易形成晶体，金属正离子形成晶格，自由电子 在整个晶体内自由运动。如立方结构（常见的 有体心立方、面心立方、密堆六方）。无机非金属材料：有些表现为晶体结构，较复杂；有些则 表现为非晶体结构。高

9、分子材料：多层次结构（链结构、聚集态结构和微区结构等, 链结构包括空间立构、支化和交联、构象；高分子材料分子量大，且存在分子量分布；聚集态包括无定形，取向，半晶等，聚合物晶体中存在多种结晶构象，分子链以特定构象进入晶胞，多种结晶形态（如片晶、球晶、串晶等），无立方晶系。第10页，共14页。2、是否可以通过内旋转将无规立构聚丙烯转变为全同立构聚丙烯？为什么？在全同立构聚丙烯晶体中，分子链是否呈无规线团构象，通常是什么构象？为什么？（6分）答：（1）不可以。无规立构和全同立构是分子链空间构型的差异, 而内旋转只能改变空间排列不能改变空间构型。（2）不呈无规线团构象, 通常是螺旋形构象。由于CH3侧基相互排斥，使主链形成螺旋形构象。第11页，共14页。六、作图题（8分）1、用符号和，分别标出体心立