南京工业大学硕士材料科学基础真题2023年.docx

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1、试卷十四2023 年攻读硕士学位争辩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. 在宏观晶体中进展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肯定为一简洁的整数比。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构造也肯定不同。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. 大多数固相反响是由界面上的化学反响速度所把握的。10. 烧结是一个包含了多种物理和化学变化的过程。1

2、1. 在低温时，一般固体材料中发生的集中是本征集中。12. 在固液界面的润湿中，增加固体外表的粗糙度，就肯定有利于润湿。13. 集中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快速增大。15. 烧结过程的推动力是晶界能大于外表能。二、选择题1. 在尖晶石(MgAl O )构造中，O2-作立方密堆，Mg2+离子填入。2 3a1/2 的四周体空隙 b1/2 的八面体空隙c1/8 的四周体空隙 d1/8 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。aP，IC bP，I，F cP，C，F dP，F，I，C 3高岭石属于层状硅酸盐构造，其构造特征是。a二层型三八面

3、体构造 b三层型三八面体构造c二层型二八面体构造 d三层型二八面体构造4. 在非化学计量化合物 Cd O 中存在的非化学计量构造缺陷类型是1+x 。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在各种层状硅酸盐构造中，晶胞参数相近的是。aa 和 b ba 和 c cc 和 b dc00000006. 离子晶体通常借助外表离子的极化变形和重排来降低其外表能，对于下列离子晶体的外表能，最小的是。aCaF bPbF cPbl dBaSO eSrSO222447. 熔体是的混合物。a一样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

4、应的粘度为。a108dPas b1010dPas c1011dPas d1013dPas9. 在集中系数的热力学关系中，称为集中系数的热力学因子。在非抱负混合体系中：当集中系数的热力学因子0 时，集中结果使溶质； 当集中系数的热力学因子0 时，集中结果使溶质。a发生偏聚 b浓度不转变 c浓度趋于均匀10. 在烧结过程中，只转变气孔外形而不引起坯体收缩的传质方式是 。a集中传质 b流淌传质c蒸发一分散传质 d晶界集中11. 在固相反响的计算中，金斯特林格方程比杨德尔方程的适用范围宽， 两者最大的差异是。a计算方法不同 b前者以不稳定集中方程求解c几何模型不同12. 在三元分散系统相图中，假设存在

5、有 n 条界限，则此相图中存在的连线数必是。a(n+1)条 b(n-1)条 cn 条 d没有三、填充题1. 鲍林规章适用于 (1) 晶体构造。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) 构造。6. 粘土泥浆胶溶的条件是 (6) 、 (7) 和 (8) 。7. 菲克第肯定律适用于求解 (9) ；菲克其次定律适用于求解 (10) 。8. 集中的空位机构是指 (11) 。9玻璃具有以下通性： (12) 、 (13) 、 (14) 和 (15) 。10. 本征集中是由 (16

6、) 而引起的质点迁移，本征集中的活化能由 (17)和 (18) 两局部组成，集中系数与温度的关系式为： (19) 。11. 由于 (20) 的结果，必定会在晶体构造中产生“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，假设全做只取前四题) 1晶胞2一级相变 3弗仑克尔(Frenker)缺陷4连线规章5. 均匀成核6. 烧结五、计算题(任选三题，假设全做只取前三题)1.

7、试计算 Na OcaOAl O 2SiO 玻璃的四个构造参数 Z、R、X 和 Y。22 322. 试写出 20mol%YF 掺杂到 CaF 中的缺陷反响方程式，并从结晶化学的观32点争辩其合理性；同时写出对应的固溶式。3. 具有面心立方构造的 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 2 m，烧结至最高温度保温 0.5h， 测得晶粒尺寸为 10 m，试问假设保温 2h，晶粒尺寸多大?为抑制晶粒生长参加0.1%晶粒生长抑制剂，假设也保温 2h，晶粒尺寸有多大?六、论述题(任选三题，

8、假设全做只取前三题) 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周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缘由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. 标出界限的性质(共熔界限用单箭头，转熔界限用双箭头)。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(说明液、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

9、)。标准答案一、1；2；3；4；5；6；7；8；9；10；11；12； 13； 14；15 二、1c；2d；3c；4d；5a；6c；7b；8d；9c、a； 10c；11c； 12c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) 化学组成一样的物质在不同的热力学条件下，形成构造不同的晶体5(5) 面心立方构造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) 稳态集中；(10) 不稳定集中8(11) 晶格中存在空位时，以空位迁移作为媒介的质点集中方式9(12) 各向同性；(

10、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) 蒸发一分散传质；(24) 集中传质；(25) 流淌传质；(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构造特征的最小构造单位。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

11、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. 连线规章：在三元系统中假设相邻两个相区(初晶区)的界限(或其延长线)与其相应的连线(或其延长线)相交，则此交点是该界限上的温度最高点。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一样。6. 烧结：一种或多种固体粉末经过成形，在加热到肯定温度后开头收缩， 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、集中使粉末体产生强度，并导致密化和再结晶的过程称为烧结。五、1Z=4；R=9/4=2.2

12、5；X=0.5；Y=3.5。2Ca Y F0.8 0.22.2Ca Y F0.7 0.2 23晶胞中 Z=4，1mol 中 AB 数为 2.6/26N =6.021022；0晶胞数=6.02/41022=1.51022；1.51022V=1.51022a3=1021nm3，因此 a=0.41nm。4依据 D2=kt，d =20 m；1依据 D3=kt，d =16 m。2六、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(r -r )/r 15%；两个组分必需具有完全一样的晶体构造类型；只有121离子价一样或复合取代离子价总和一样时，才能形成连续置换型固溶体；电负性

13、与极化性质相近。例：PbTiO -PbZrO 、钠长石一钾长石、MgO-NiO 等。332. 在 NaCl 构造中 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 121/4=3 个，因此 NaCl 晶胞中共有 4 个八面体空隙。NaCl 晶胞中的四周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-构成四周体空隙，也就是 8 个小立方体的中心，共有 8 个四周体空隙。

14、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，以极其快速的速度而进展的相变称为马氏体相变，马氏体相变是固态相变的根本形式之一。马氏体相变的结晶学特征有：相变时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，平均晶粒尺寸在不转变其分布的状况下，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特别长大过程，是个别晶粒的特别生长。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。造成二次再结晶的缘由：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：把握烧结温度、烧结时间，把握原料粒径的均匀性，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：不全都熔二元化合物。4. E：低共熔点 L A+C+S f=0EHH：单转熔点 L +BS+C f=05. 液相：固相：BSSdM