材料科学基础试题库答案
Test of Fundamentals of Materials
Science
材料科学基础试题库
郑举功编
东华理工大学材料科学与工程系
一、填空题
0001.烧结过程的主要传质机制有_____、_____、_____ 、_____，当烧结分别进行四种传质时，颈部增长x/r与时间t的关系分别是_____、_____、_____ 、_____。
0002.晶体的对称要素中点对称要素种类有_____、_____、_____ 、_____ ，含有平移操作的对称要素种类有_____ 、_____ 。
0003.晶族、晶系、对称型、结晶学单形、几何单形、布拉菲格子、空间群的数目分别是_____、_____ 、_____ 、_____ 、_____ 、_____ 。
0004.晶体有两种理想形态，分别是_____和_____。
0005.晶体是指内部质点排列的固体。
0006.以NaCl晶胞中（001）面心的一个球（Cl-离子）为例，属于这个球的八面体空隙数为，所以属于这个球的四面体空隙数为。
0007.与非晶体比较晶体具有自限性、、、、和稳定性。
0008.一个立方晶系晶胞中，一晶面在晶轴X、Y、Z上的截距分别为2a、1/2a 、2/3a，其晶面的晶面指数是。
0009.固体表面粗糙度直接影响液固湿润性，当真实接触角θ时，粗糙度越大，表面接触角，就越容易湿润；当θ，则粗糙度，越不利于湿润。
0010.硼酸盐玻璃中，随着Na2O（R2O）含量的增加，桥氧数，热膨胀系数逐渐下降。当Na2O含量达到15%—16%时，桥氧又开始，热膨胀系数重新上升，这种反常现象就是硼反常现象。
0011.晶体结构中的点缺陷类型共分、和三种，CaCl2中Ca2+进入到KCl间隙中而形成点缺陷的反应式为。
0012.固体质点扩散的推动力是________。
0013.本征扩散是指__________，其扩散系数D＝_________,其扩散活化能由________和_________ 组成。0014.析晶过程分两个阶段，先______后______。
0015.晶体产生Frankel缺陷时，晶体体积_________，晶体密度_________；而有Schtty缺陷时，晶体体积_________,晶体密度_________。一般说离子晶体中正、负离子半径相差不大时，_________是主要的；两种离子半径相差大时，_________是主要的。
0016.少量CaCl2在KCl中形成固溶体后，实测密度值随Ca2+离子数/K＋离子数比值增加而减少，由此可判断其缺陷反应式为_________。
0017.Tg是_________,它与玻璃形成过程的冷却速率有关，同组分熔体快冷时Tg比慢冷时_________ ,淬冷玻璃比慢冷玻璃的密度_________,热膨胀系数_________。
0018.同温度下，组成分别为：(1) 0.2Na2O－0.8SiO2 ；(2) 0.1Na2O－0.1CaO－0.8SiO2 ;(3) 0.2CaO－0.8SiO2 的三种熔体，其粘度大小的顺序为_________。
0019.三T图中三个T代表_________, _________,和_________。
0020.粘滞活化能越_________ ,粘度越_________ 。硅酸盐熔体或玻璃的电导主要决定于_________ 。
0021.0.2Na2O-0.8SiO2组成的熔体，若保持Na2O含量不变，用CaO置换部分SiO2后，电导_________。0022.在Na2O－SiO2熔体中加入Al2O3(Na2O/Al2O3<1),熔体粘度_________。
0023.组成Na2O . 1/2Al2O3 . 2SiO2的玻璃中氧多面体平均非桥氧数为_________。
0024.在等大球体的最紧密堆积中，六方最紧密堆积与六方格子相对应，立方最紧密堆积与_______ 相对应。0025.在硅酸盐晶体中，硅氧四面体之间如果相连，只能是_________方式相连。
0026.离子晶体生成Schttky 缺陷时，正离子空位和负离子空位是同时成对产生的，同时伴随_________的增加。 0027.多种聚合物同时并存而不是一种独存这就是熔体结构_________的实质。在熔体组成不变时，各级聚合物的数量还与温度有关，温度升高，低聚物浓度增加。
0028.系统中每一个能单独分离出来并_________的化学均匀物质，称为物种或组元，即组份。例如，对于食盐的水溶液来说，NaCl 与H2O 都是组元。而Na+、Cl －、H+、OH －等离子却不能算是组元，因为它们都不能作为独立的物质存在。
0029.在弯曲表面效应中，附加压力ΔP 总是指向曲面的_________，当曲面为凸面时，ΔP 为正值。
0030.矿化剂在硅酸盐工业中使用普遍，其作用机理各异，例在硅砖中加入1-3％[Fe2O3＋Ca2(OH)2]做矿化剂，能
使大部分a-石英不断溶解同时不断析出a-磷石英，从而促进a-石英向磷石英的转化。水泥生产中 用_______作矿化剂，可以降低熟料中液相生成温度和降低液相粘度，提高离子扩散速率，加速CaO?SiO2的形成。 0031.一级相变是指体系由一相变为另一相时，两相的化学势相等但化学势的________不相等，有相变潜热，并伴随有体积改变。
0032.在固体介质中，做无规则布朗运动的大量质点的扩散系数取决于质点的_________和迁移自由程r 平方的乘积。
0033.烧结的推动力是_________，它可凭下列方式推动物质的迁移：蒸发-凝聚传质，扩散传质，流动传质，溶解-沉淀传质。
0034.固体质点扩散的推动力是_________。
0035.固相分解反应的特点是：(1) _________； (2)________; (3)________。
0036.在MoO3+CaCO3→CaMoO4+CO2反应中，当 CaCO3 ： MoO3＝15，时，由于产物层_______和扩散阻力______,反应由____________控制，并随___________减小而加速。
0037.本征扩散是指：__________，其扩散系数D ＝___________, 其扩散活化能由__________和____________组成。 0038.杂质原子在其它晶格中扩散时的推动力为_______，同种原子在自己晶格中自扩散的推动力为_____。 0039.晶体中五种扩散机制为___、____、____、____和____，其中___是离子晶体中最常见的扩散机制，其扩散活化能包括__和___。
0040.析晶过程分两个阶段，先______后______。在析晶作用曲线上_______速率曲线在高温区。
0041.玻璃分相的两种机理是__________机理和__________机理。前者分相时质点作___扩散，分相速率____;后者分相后具有______结构，分相开始界面____突变。
0042.将下面四个概念的序号a 、b 、c 、d 分别填入各分相特点前的括号内。 a. 稳定分相 b.介稳分相 c. 成核-长大分相 d. 旋节分相
( c) 第二相组成不随时间变化； ( a ) 分相区在液相线上； ( d ) 分相开始界面呈弥散状，并逐渐明显； ( c ) 分相后具有液滴状孤立结构； ( c ) 分相速度慢； ( b ) 分相后的两相均为热力学介稳相； ( c ) 有分相势垒； ( d ) 分相时质点作负扩散；( d ) ( b ) 分相区在液相线下;
0043.液－固相变中的非均匀成核是指_____________形成晶核的过程。它的成核位垒随接触角θ的_______而降低，当由0～900时，成核位垒?GK*与均匀成核位垒?GK 的关系为___。
0044. MgO 具有______型结构，其对称型______，空间群______，属于______晶族和______晶系，正负离子配位数为______，单个晶胞占有正负离子的数目为______。
0045.KCl,AgCl 和Cu2S 极化程度的大小顺序是___，极化结果改变配位数的是___，不极化结果改变配位数的是___。 0046.下列化合物属于什么结构（1）蓝维矿BaTi[Si3O9] ______，（2）透辉石CaMg[Si2O6] ______，（3）滑石Mg3[Si4O10](OH)2______，（4）石英SiO2______，（5）镁橄榄石Mg2[SiO4]______
0047.液相烧结与固相烧结相同的是其过程都由____，____，____等三个阶段组成，不同点是____，_____，_____。 0048.烧结有______，______，______，______等四种传质方式，产生的原因分别是______，______，______，______。 0049.在烧结初期，若x/r 与t 1/3成正比，其属于______传质过程，这种烧结的推动力是______，收缩率为______。 0050. 一种扩散过程：lnD 与1/T 的变化关系如图所示，该扩散属于______扩散过程，图中各部分线段的斜率分别
0)(,2
2
是（1）______（2）______（3）______，各部分线段所表示的扩散类型是（1）______（2）______（3）______。
0051. 造成二次再结晶的原因主要是______，及______，其次是______，及______等。
0052.NaCl 晶胞中Cl -离子作 最紧密堆积，Na ＋
填充 面体空隙的100%，以（001）面心的一个球（Cl -
离子）为例，属于这个球的八面体空隙数为 ，所以属于这个球的四面体空隙数为 ，正负离子配位数为
_____，配位多面体之间共______连接，单个晶胞占有正负离子的数目为______。
0053. 晶体结构中的点缺陷类型共分 、 和 三种，CaO 加入到ZrO 2中形成间隙式固溶体的的缺陷反应式为 ，固溶式分子式： 。形成置换式固溶体的的缺陷反应式为 ，固溶式分子式： 。 填空题答案
0001.蒸发－冷凝，扩散，溶解－沉淀，流动；1/3，1/5，1/6，1/2。 0002. 对称面、对称中心、对称轴，旋转反伸轴；滑移面、螺旋轴；C 、m 。 0003. 3、7、32、146、47、14、230。 0004. 单形、聚形。
0005.内部质点在三维空间成周期性重复排列的固体。 0006. 1，2
0007.自限性、均一性、异向性、对称性、最小内能。 0008.（143）
0009. 小于90°，越小；大于90°，越大 0010.增大，减少
0011.间隙原子、空位、杂质原子；CaCl2+2 +2ClCl 。
0012.化学位梯度
0013.由晶体内本身的热缺陷引起质点迁移的扩散，D ＝D0exp(-Q/RT)，空位形成能，空位迁移能 0014.成核，长大
0015不变，不变，变大，变小，Schtty 缺陷，Frankel 缺陷 0016.
22KCl K K
Cl CaCl Ca V Cl ?
'??→++
0017.玻璃形成温度 高 小 大 0018.（2）>（3）>（1） 0019.时间－温度－相转变
0020.大（小） 大（小） 结构参数Y 0021.降低
0022.降低 0023.1/3
0024.立方面心格子。 0025.共顶方式。 0026.晶体体积。 0027.远程无序。 0028.独立存在。
0029.曲率中心。 0030.萤石。 0031.一级偏微商。 0032.有效跃迁频率。 0033.表面能的降低。 0034.化学位梯度
0035.（1）属非均相反应，参与反应的固相相互接触是反应发生化学作用和物质输送的先决条件。（2）固相反应开始温度远低于反应物的熔点或系统低共熔点温度。(泰曼温度)。(3)存在多晶转变时，此转变也常是反应开始变得明显的温度。(海德华温度)
0036.变薄 ，减少，MoO3的升化过程，MoO3 粒径
0036.由晶体内本身的热缺陷引起质点迁移的扩散,D ＝D0exp(-Q/RT)，空位形成能，空位迁移能 0038.缺陷浓度， 0
0039.易位 ，环形扩散 ， 空位扩散 ，间隙扩散 ，准间隙扩散 ，空位扩散，空位形成能 ，空位迁移能 0040.成核，生长，生长
0041.成长—成核，调幅分解，正，慢，连续非球形，不稳定 0042.略
0043. ，减少，?G K *=1/2?G K
0044.NaCl ，m3m ，Fm3m ，高级，立方，6，4 0045. AgCl ＜KCl ＜Cu2S ，Cu2S ，AgCl 0046.组群状，链状，层状，架状，岛状。
0047.颗粒重排，气孔填充，晶粒生长；传质方式不同，传质速率不同，达到相同致密烧结体的温度不同。 0048.蒸发-凝聚，扩散，流动，溶解-沉淀；压力差，空位浓度差，应力-应变，溶解度差。 0049.蒸发-凝聚，粉末体球形颗粒凸面与颗粒接触点颈部之间的蒸气压差，零。 0050.缺氧条件下非计量化合物空位扩散,
本征扩散 ,非化学计量扩散 ,非本征扩散或杂质扩散
0051.，原始物料粒度不均匀，烧结温度偏高，成型压力不均匀，局部有不均匀。 0052. 面心立方，八，1，2，6,棱，4。 0053. 间隙原子、空位、杂质原子；
ZrO2''Zr
22i o CaO Ca O Ca ?????→++，
212
x x Ca Zr O -，
ZrO2''O i o CaO Ca O V ??
???→++,12x x x Ca Zr O --
二、判断题
0001．Na 2O-SiO 2系统中随SiO 2含量的增加，熔体的粘度将降低。 （ ） 0002．扩散的推动力是浓度梯度，所有扩散系统中，物质都是由高浓度处向低浓度处扩散。（ ） 0003．晶粒正常长大是小晶粒吞食大晶粒，反常长大是大晶粒吞食小晶粒。（ ）
0004．固溶体是在固态条件下，一种物质以原子尺寸溶解在另一种物质中形成的单相均匀的固体。（ ） 0005．在热力学平衡条件下，二元凝聚系统最多可以3相平衡共存，它们是一个固相、一个液相和一个气相。（ ） 0006．纯物质在一定压力下的熔点是定值。（ ） 0007．纯液体在一定温度下的蒸汽压为定值。（ ）
0008．纯物质在一定温度下，固、液、气可以三相平衡共存。（ ）
0009．粉状物料的表面能大于多晶烧结体的晶界能，这是烧结过程的推动力。（ ） 0010．烧结过程中，如果晶界移动速率等于气孔扩散速率，可达到烧结体致密化。（ ） 0011.逆扩散的推动力是浓度梯度.（ ）
0012.成核--生成相变亚稳区Ｇ"< 0，斯宾那多分解的不稳区Ｇ">0.（ ） 0013. 分开单位面积的粘附表面所需的功。粘附性越好，粘附功越小。 （ ） R
H H m 3
/0?+?-
R
H m ?-
R H H f m 2
/?+?-
0014. 问：螺位错可以攀移。（）
0015. 浓度差会引起扩散，扩散总是从高浓度处向低浓度处进行。（）
0016.多晶转变点一定不会是析晶终点，过渡点一定不会是析晶终点。（）
0001．答：不正确。粘度增加。
0002．答：不正确。扩散也可以从低浓度向高浓度进行。
0003．答：不正确。都是晶界移动的结果。正常长大是晶粒平均尺寸增加，反常长大是个别大晶粒尺寸异常增加。0004．答：正确。
0005.答：不正确。两个固相和一个液相。
0006．答：正确。根据相律F=C-P+2，C=1。熔化时P=2，F=1-2+2，当压力确定后温度就确定了。
0007．答：正确。
0008．答：不正确。固、液、气可以三相平衡时，自由度F=0，这是外界条件（温度和压力）都是确定的特定值，不能随意变化，因此温度不能任意指定。
0009．答：正确。
0010．答：不正确。晶粒正常生长时，晶界移动受到杂质或气孔的牵制，为了利用晶界作为原子移动的快速通道，希望气孔维持在晶界或三个晶粒的交汇点上，晶界移动速率等于气孔扩散速率，晶界在牵制气孔移动的同时，气孔作为空位源而快速向烧结体外排除。随着烧结进行，气孔率逐渐减小，气孔内气压不断提高，当内气压增至2γ/r时，即其孔内气压等于烧结推动力，烧结就停止了，继续升高温度，气孔内气压＞2γ/r，气孔膨胀而出现反致密化过程。
0011答：不对，是化学位梯度。
0012.答：不对。相反。
0013. 答：不对。W AB=γA+γB-γAB，粘附性越好，粘附功越大。
0014.答：不正确。螺型位错只能滑移。螺型位错运动时，螺型位错的移动方向与位错线垂直，也与柏氏矢量垂直。对于螺型位错，由于位错线与柏氏矢量平行，故它的滑移不限于单一的滑移面上。对于螺型位错，另一滑移面上去继续滑移，这一过程称为交滑移。
0015.答：不正确。扩散的基本推动力是化学位梯度，只不过在一般情况下以浓度梯度的方式表现出来；扩散是从高化学位处流向低化学位处，最终系统各处的化学位相等。如果低浓度处化学势高，则可进行负扩散，如玻璃的分相过程。
0016.答：正确。
三、名词解释
0001晶体0002等同点0003空间点阵0004 结点
0005晶体定向0006晶体常数0007对称0008对称型
0009晶类0010单形0011聚形0012布拉菲格子
0013晶胞0014空间群015单键强0016分化和缩聚
0017网络形成体、网络中间体、网络改性体0018凝聚系统0019介稳平衡
0020低共熔点0021双升点0022双降点0023马鞍点
0024连线规则0025切线规则0026三角形规则0027重心规则
0028稳定扩散与不稳定扩散0029本征扩散与非本征扩散
0030自扩散与互扩散0031扩散系数与扩散通量
0032配位数与配位体0033同质多晶与多晶转变
0034位移性转变与重建性转变0035弗伦克尔缺陷与肖特基缺陷
0036刃型位错和螺型位错0037晶子学说和无规则网络学说
0038晶体场理论0039配位场理论0040萤石型和反萤石型
0041类质同晶和同质多晶0042二八面体型与三八面体型
0043同晶取代与阳离子交换0044尖晶石与反尖晶石
0045米勒指数0046离子晶体的晶格能0047离子极化0048铁电效应
0049压电效应0050硼反常现象0051熔体、玻璃体0052界核半径
0053无序扩散0054烧结宏观定义0055非均相成核0056矿化剂
0057晶界结构0058桥氧离子0059吸附0060表面能：
0061初次再结晶0062二次再结晶0063晶粒长大
名词解释参考答案
0001．晶体是内部质点在三维空间成周期性重复排列的固体。或晶体是具格子构造的固体。
0002．等同点晶体结构中在同一取向上几何环境和物质环境皆相同的点称为等同点。
0003．空间点阵是表示晶体结构中各类等同点排列规律的几何图形。或是表示晶体内部结构中质点重复规律的几何图形。
0004．空间点阵中的阵点，称为结点。
0005．晶体定向就是在晶体中确定坐标轴（称晶轴）及轴单位或轴率（轴单位之比）。
0006．晶体常数：晶轴轴率或轴单位，轴角。表示晶体结构特征的参数（a、b、c，α(b∧c)、β(a∧c)、γ(a∧b)）称为晶胞常数，晶胞参数也即晶体常数。
0007．对称是指物体相同部分作有规律的重复。
0008．对称型晶体结构中所有点对称要素（对称面、对称中心、对称轴和旋转反伸轴）的集合称为对称型，也称点群。
0009．晶类将对称型相同的晶体归为一类，称为晶类。
0010．单形是由一组同形等大的晶面所组成，这些晶面可以借助其所属对称型的对称要素彼此实现重复。也就是说，单形是由对称要素联系起来的一组晶面的集合。
0011．聚形含有两个或两个以上单形的晶形称为聚形。
0012．所有晶体结构的空间点阵可划分成十四种类型的空间格子，这14种空间格子称布拉菲格子。
0013．任何晶体都对应一种布拉菲格子，因此任何晶体都可划分出与此种布拉菲格子平行六面体相对应的部分，这一部分晶体就称为晶胞。晶胞是能够反映晶体结构特征的最小单位。
0014．空间群是指一个晶体结构中所有对称要素集合。
0015．单键强即为各种化合物分解能与该种化合物配位数的商。
0016．分化过程：架状[SiO4]断裂称为熔融石英的分化过程。缩聚过程：分化过程产生的低聚化合物相互发生作用，形成级次较高的聚合物，次过程为缩聚过程。
0017．网络形成体、网络中间体、网络改性体
网络形成体：正离子是网络形成离子，对应氧化物能单独形成玻璃。即凡氧化物的单键强度＞335kJ/mol者称为网络形成体，这类氧化物能单独行成玻璃。
网络变性体：单键强度＜250kJ/mol，这类氧化物不能形成玻璃，但能改变网络结构，从而使玻璃性质改变，即称为网络变形体。
网络中间体：单键强度介于250～335kJ/mol，这类氧化物的作用介于网络形成体和网络改性体之间，称为网络中间体。
0018．凝聚系统：不含气相或气相可以忽略的系统。
0019．介稳平衡：即热力学非平衡态，能量处于较高状态，经常出现于硅酸盐系统中。
0020．低共熔点：是一种无变量点，系统冷却时几种晶相同时从熔液中析出，或加热时同时融化。
0021．双升点：处于交叉位的单转熔点。
0022．双降点：处于共轭位的双转熔点。
0023．马鞍点：三元相图界线上温度最高点，同时又是二元系统温度的最低点。
0024．连线规则：将一界线（或其延长线）与相应的连线（或其延长线）相交，其交点是该界线上的温度最高点。0025．切线规则：将界线上某一点所作的切线与相应的连线相交，如交点在连线上，则表示界线上该处具有共熔性质；如交点在连线的延长线上，则表示界线上该处具有转熔性质，远离交点的晶相被回吸。
0026．三角形规则：原始熔体组成点所在副三角形的三个顶点表示的物质即为其结晶产物；与这三个物质相应的初初晶区所包围的三元无变量点是其结晶结束点。
0027．重心规则：如无变点处于其相应副三角形的重心位，则该无变点为低共熔点：如无变点处于其相应副三角形的交叉位，则该无变点为单转熔点；如无变点处于其相应副三角形的共轭位，则该无变点为双转熔点。0028．稳定扩散与不稳定扩散：扩散过程中任一点浓度随时间变化称为不稳定扩散。
0029．本征扩散与非本征扩散：由此点缺陷引起的扩散为本征扩散，主要出现了肖特基和弗兰克尔点缺陷。由不等价离子造成晶格空位，由此引起的质点迁移称为非本征扩散。
0030．自扩散：
互扩散：
0031．扩散系数：
扩散通量：
0032．配位数：晶体结构中与一个离子直接相邻的异号离子数。配位体：晶体结构中与某一个阳离子直接相邻、形成配位关系的各个阴离子中心连线所构成的多面体。
0033．同质多晶：同一化学组成在不同外界条件下（温度、压力、pH值等），结晶成为两种以上不同结构晶体的现象。多晶转变：当外界条件改变到一定程度时，各种变体之间发生结构转变，从一种变体转变成为另一种变体的现象。
0034．位移性转变：不打开任何键，也不改变原子最邻近的配位数，仅仅使结构发生畸变，原子从原来位置发生少许位移，使次级配位有所改变的一种多晶转变形式。重建性转变：破坏原有原子间化学键，改变原子最邻近配位数，使晶体结构完全改变原样的一种多晶转变形式。
0035．当晶体热振动时，一些能量足够大的原子离开平衡位置而挤到晶格点的间隙中，形成间隙原子，而原来位置上形成空位，这种缺陷称为弗伦克尔缺陷。如果正常格点上原子，热起伏后获得能量离开平衡位置，跃迁到晶体的表面，在原正常格点上留下空位，这种缺陷称为肖特基缺陷。
0036．滑移方向与位错线垂直的位错称为刃型位错。位错线与滑移方向相互平行的位错称为螺型位错。0037．晶子学说：玻璃内部是由无数“晶子”组成，微晶子是带有晶格变形的有序区域。它们分散在无定形介中质，晶子向无定形部分过渡是逐渐完成时，二者没有明显界限。无规则网络学说：凡是成为玻璃态的物质和相应的晶体结构一样，也是由一个三度空间网络所构成。这种网络是由离子多面体（三角体或四面体）构筑起来的。晶体结构网是由多面体无数次有规律重复构成，而玻璃中结构多面体的重复没有规律性。
0038．晶体场理论：认为在晶体结构中，中心阳离子与配位体之间是离子键，不存在电子轨道的重迭，并将配位体作为点电荷来处理的理论。
0039．配位场理论：除了考虑到由配位体所引起的纯静电效应以外，还考虑了共价成键的效应的理论。0040．萤石型：CaF2型结构中，Ca2+按面心立方紧密排列，F-占据晶胞中全部四面体空隙。反萤石型：阳离子和阴离子的位置与CaF2型结构完全相反，即碱金属离子占据F-的位置，O2-占据Ca2+的位置。
0041．类质同象：物质结晶时，其晶体结构中部分原有的离子或原子位置被性质相似的其它离子或原子所占有，共同组成均匀的、呈单一相的晶体，不引起键性和晶体结构变化的现象。
同质多晶：同一化学组成在不同热力学条件下形成结构不同的晶体的现象。
0042．二八面体型：在层状硅酸盐矿物中，若有三分之二的八面体空隙被阳离子所填充称为二八面体型结构。三八面体型：在层状硅酸盐矿物中，若全部的八面体空隙被阳离子所填充称为三八面体型结构。
0043．同晶取代：杂质离子取代晶体结构中某一结点上的离子而不改变晶体结构类型的现象。阳离子交换：在粘土矿物中，当结构中的同晶取代主要发生在铝氧层时，一些电价低、半径大的阳离子（如K+、Na+等）将进入晶体结构来平衡多余的负电荷，它们与晶体的结合不很牢固，在一定条件下可以被其它阳离子交换。
0044．正尖晶石：在AB2O4尖晶石型晶体结构中，若A2+分布在四面体空隙、而B3+分布于八面体空隙，称为正尖晶石；反尖晶石：若A2+分布在八面体空隙、而B3+一半分布于四面体空隙另一半分布于八面体空隙，通式为
B(AB)O4，称为反尖晶石。
0045．米勒指数
0046．离子晶体的晶格能
0047．离子极化：指正、负离子在电场作用下，使正，负电荷重心不重合，并产生偶极距的现象。
0048．铁电效应
0049．压电效应
0050．当数量不多的碱金属氧化物同B2O3一起熔融时，碱金属所提供的氧不像熔融SiO2玻璃中作为非桥氧出现在结构中，而是使硼转变为由桥氧组成的硼氧四面体。致使B2O3玻璃从原来二度空间层状结构部分转变为三度空间的架状结构，从而加强了网络结构，并使玻璃的各种物理性能变好。
0051．熔体特指加热到较高温度才能液化的物质的液体，即较高熔点物质的液体。熔体快速冷却则变成玻璃体玻璃体。
0052．聚集的原子群超过一定尺寸能够稳定存在的最小的晶体颗粒半径。
0053．无化学位梯度、浓度梯度、无外场推动力，由热起伏引起的扩散。质点的扩散是无序的、随机的。0054．粉体在一定温度作用下，发生团结，使气孔率下降，致密度提高，强度增大，晶粒增长，这种现象即为烧结。
0055．母液中存在某界面（空位、杂质、位错），成核会优先在界面上进行，这种成核系统为非均相成核。0056．在固相反应中加入少量非反应物，反应过程中不与反应物起化学反应只起加速反应作用的物质。0057．晶界结构是指晶界在多晶体中的形状、结构和分布。
0058．桥氧离子：指一个氧离子与两个硅离子的连结起来，此氧离子称为桥氧离子。
0059．固体和液体表面存在大量不饱和键的原子和离子，它们都能吸引外来的原子、离子、分子的这一现象。0060．当T，P及组成不变的条件下，增加单位表面积对系统所做的功。
0061．初次再结晶是指从塑性变形的、具有应变的基质中，生长出新的无应变晶粒的成核和长大过程。0062．当坯体中有若于大晶粒存在时，这些大晶粒边数较多，晶界曲率较大，能量较高，使晶界可以越过杂质或气孔而继续移向邻近小晶粒的曲率中心。晶粒的进一步生长，增大了晶界的曲率使生长过程不断加速，直到大晶粒的边界相互接触为止。这个过程称为二次再结晶或异常的晶粒长大。
0063．在烧结中、后期，细小晶粒逐渐长大，而一些晶粒的长大过程也是另一部分晶粒的缩小或消失过程，其结果是平均晶粒尺寸增加。这一过程并不依赖于初次再结晶过程；晶粒长大不是小晶粒的相互粘接，而是晶界移动的结果。其含义的核心是晶粒平均尺寸增加。
三、选择题
0001.材料科学的核心内容是：
A.成分
B.理论
C.工艺设计
D.结构与性能
0002.“材料科学”的概念是什么时候明确提出的：
A.20世纪50年代
B.19世纪80年代
C.21世纪
D.20世纪40年代
00003.材料是人类文明进步的里程碑，按照材料的使用，人类文明阶段的顺序为：
A.青铜器时代，石器时代，陶器时代，铁器时代。
B.石器时代，青铜器时代，陶器时代，铁器时代。
C.石器时代，陶器时代，青铜器时代，铁器时代。
D.陶器时代，青铜器时代，石器时代，铁器时代。0004.面角守恒定律中的守恒指：
A.能量守恒
B.晶面夹角相等
C.晶面指数相同
D.晶格常数相同
0005.晶面通常被面网密度大的晶面所包围，这称为
A.布拉维法则
B.晶面法则
C.能量最低法则
D.平衡法则
0006.晶体中不可能存在的对称轴是：
A.一次对称轴
B.三次对称轴
C.四次对称轴
D.五次对称轴
0007.晶体学中，3L4表示：
A.三个四次轴
B.四个三次轴
C.三个反映面
D.三个对称轴
0008.在晶体结构中，种类、性质及其周围环境完全相同的质点位置称为：
A.格点
B.点缺陷
C.等同点
D.阵点
0009.晶体的本质特征是：
A.内部质点在三维空间周期排列
B.具有规则的几何外形
C.具有对称性
D.具有各向异性
0010.如果某晶体具有9个对称面，应表示为：
A.P9
B.9P
C.P9
D.P9
0011.与Li2的对称操作等效的对称操作为：
A.C
B.2P
C.P
D.P+C
0012.空间格子是一种________。
A.几何图形
B.有限图形
C.无限图形
D.等同点的周期排列
0013.布拉维法则认为，晶体通常被________的晶面所包围。
A.面网密度大
B.面网密度小
C.面网密度居中
0014.晶体的基本性质主要包括________种。
A.3
B.4
C.5
D.6
0015.晶体的宏观对称要素中，对称面的对称操作是________。
A.旋转
B.反伸
C.反映
D.旋转＋反映
0016.晶体的宏观对称要素中，对称轴的对称操作是________。
A.旋转
B.反伸
C.旋转＋反伸
D.旋转＋反映
0017.晶体的对称轴除一次轴L1外，允许存在的其它轴次有________种。
A.3
B.4
C.5
D.6
0018.旋转反伸轴Li2可以等效表达为：
A.C
B.P
C.L2＋C
D.P＋C
0019.旋转反伸轴Li3可以等效表达为：
A.C
B.P
C.L3＋C
D.L3＋P
0020.旋转反映轴Ls2可以等效表达为：
A.C
B.Li1
C.L2＋C
D.L2＋P
0021.对晶体进行宏观对称要素组合分析，可得到________种点群。
A.23
B.32
C.230
D.34
0022.晶体的宏观对称要素中，对称中心的对称操作是。
A.旋转
B.反伸
C.反映
D.旋转＋反伸
0023.晶体的宏观对称要素中，倒转轴的对称操作是。
A.旋转
B.反伸
C.旋转＋反伸
D.旋转＋反映
0024.晶体的宏观对称要素中，映转轴的对称操作是。
A.旋转
B.反映
C.旋转＋反伸
D.旋转＋反映
0025.晶体上可以存在________对称面。
A.1个
B.任意多个
C.最多9个
D.0个
0026.晶体上可以有________对称中心。
A.1个
B.多个
C.最多9个
D.0个
0027.旋转反伸轴Li6可以等效表达为：
A.L6＋C
B.P＋C
C.L3＋C
D.L3＋P
0028.旋转反映轴Ls3可以等效表达为：
A.C
B.Li6
C.L3＋C
D.L3＋P
0029.旋转反映轴Ls6可以等效表达为：
A.Li6
B.Li3
C.L3＋C
D.L3＋P
0030.对称型（点群）可以划分出________个晶族。
A.5
B.3
C.4
D.6
0031.四方晶系的晶体常数特征为：
A.a ≠ b ≠ c，α=β=γ= 90°
B.a = b ≠ c，α=β=γ=90°
C.a = b = c，α=β=γ=90°
D.a ≠ b ≠ c，α≠β≠γ≠ 90°
0032.斜方晶系的晶体常数特征为：
A.a ≠ b ≠ c，α=β=γ= 90°
B.a = b ≠ c，α=β=γ=90°
C.a = b = c，α=β=γ=90°
D.a ≠ b ≠ c，α≠β≠γ≠ 90°
0033.下面的晶面指数是:
A.（hkl）
B.[uvw]
C.｛hkl｝
D.（hk·l）
0034.下面的晶带符号是:
A.（hkl）
B.[uvw]
C.｛hkl｝
D.[uv·w]
0035.三斜晶系的布拉维格子有________种。
A.1
B.2
C.3
D.4
0036.斜方晶系的布拉维格子有________种。
A.1
B.2
C.3
D.4
0037.六方晶系的布拉维格子有________种。
A.1
B.2
C.3
D.4
0038.晶体的微观对称要素是________。
A.对称面
B.滑移面
C.螺旋轴
D.对称轴
0039.螺旋轴按基转角不同可分为________种。
A.2
B.3
C.4
D.5
0040.对晶体所有对称要素进行组合分析，可得到________种空间群。
A.240
B.220
C.230
D.210
0041.若有n个等大球体作最紧密堆积，将有________个八面体空隙存在。
A.2n
B.2n＋1
C.n＋1
D.n
0042.对称型（点群）可以划分出________个晶系。
A.5
B.6
D.8
0043.立方晶系的晶体常数特征为：
A.a ≠ b ≠ c，α=β=γ= 90°
B.a = b ≠ c，α=β=γ=90°
C.a = b = c，α=β=γ=90°
D.a ≠ b ≠ c，α≠β≠γ≠ 90°
0044.三斜晶系的晶体常数特征为：
A.a ≠ b ≠ c，α=β=γ= 90°
B.a = b ≠ c，α=β=γ=90°
C.a = b = c，α=β=γ=90°
D.a ≠ b ≠ c，α≠β≠γ≠ 90°
0045.下面的晶向指数是：
A.（hkl）
B.[uvw]
C.｛hkl｝
D.[uv·w]
0046.单斜晶系的布拉维格子有________ 种。
A.1
B.2
C.3
D.4
0047.滑移面按平移方向和平移距离可分为________种。
A.3
B.4
C.5
D.6
0048.螺旋轴共有________ 种。
A.10
B.11
C.12
D.13
0049.属于等大球体最紧密堆积的方式是：
A.体心立方堆积
B.面心立方堆积
C.体心四方堆积
D.六方堆积
0050.四方晶系的布拉维格子有________种。
A.1
B.2
C.3
D.4
0051.若有n个等大球体作最紧密堆积，将有________个四面体空隙存在。
A.2n
B.2n＋1
C.n＋1
D.n
0052.物质的结合键可分为________大类。
A.1
B.2
C.3
D.4
0053.物质的结合键具体键型共有________种。
A.3
B.4
C.5
D.6
0054.范德华力来源于________种效应。
A.1
B.2
C.3
D.4
0055.范德华力与距离的________ 次方成反比。
A.4
B.6
C.7
D.8
0056.对于稳定的晶体结构，可能存在的配位数有________个。
A.4
B.6
C.7
D.8
0057.当配位多面体为四面体时，正负离子半径比为：
A.0-0.155
B.0.155-0.225
C.0.225-0.414
D.0.732-1
0058.当配位多面体为八面体时，正负离子半径比为________。
A.0.732-1
B.0.414- 0.732
C.0.225-0.414
D.0.155-0.225
0059.金刚石属于________晶系。
A.立方
B.六方
C.四方
D.斜方
0060.金刚石晶胞中有________套等同点。
A. 1
B.2
C.3
D.4
0061.ZnO属于________晶系。
A.正交
B.六方
C.立方
D.单斜
0062.金刚石晶胞含有________个原子。
A.2
B.4
C.6
D.8
0063.石墨属于________晶系。
A.四方
B.六方
C.单斜
D.斜方
0064.氧化镁晶胞中含有________个分子。
A.2
B.3
C.4
D.6
0065.β-SiC晶胞中有________套等同点。
A.2
B.3
C.4
D.6
0066.ZnO晶胞中含有________个分子。
A.2
B.3
C.4
0067.ZrO2（高温型）属于________晶系。
A.正交
B.单斜
C.立方
D.四方
0068.TiO2（金红石）晶胞中有________套等同点。
A.2
B.3
C.4
D.6
0069.α-Al2O3晶体中Al离子填充在________八面体空隙中。
A.1/2
B.1/3
C.2/3
D.3/4
0070.CaTiO3在高温时为________晶系。
A.三斜
B.六方
C.四方
D.立方
0071.CaTiO3从高温冷却过程中晶胞会发生畸变有________种可能的方式。
A.2
B.3
C.4
D.5
0072.金刚石晶体具有________特性。
A.高硬
B.低密度
C.低键强
D.高热导
0073.石墨晶胞含有________个分子。
A.3
B.4
C.5
D.6
0074.氧化镁属于________晶系。
A.正交
B.六方
C.四方
D.立方
0075.β-SiC属于________晶系。
A.正交
B.六方
C.立方
D.四方
0076.ZnO晶胞中有________套等同点。
A.2
B.3
C.4
D.6
0077.ZrO2（高温型）晶胞中含有________个分子。
A.2
B.3
C.4
D.6
0078.TiO2（金红石）属于________晶系。
A.正交
B. 六方
C.三方
D.四方
0079.a-Al2O3晶体是以O和Al原子层经过________层重复而得到。
A.10
B.12
C.1
D.16
0080.CaTiO3晶胞中含有________个分子。
A.1
B.2
C.3
D.4
0081.尖晶石为________晶系。
A.三斜
B.六方
C.立方
D.正交
0082.石墨晶体具有________ 特性。
A.低硬度
B.耐氧化
C.导电
D.易加工
0083.氧化镁晶胞中有________套等同点。
A.2
B.3
C.4
D.6
0084.β-SiC晶胞中含有________个分子。
A.2
B.3
C.4
D.6
0085.ZrO2（高温型）晶胞中有________套等同点。
A.2
B.3
C.4
D.6
0086.TiO2（金红石）晶胞中含有________个分子。
A.2
B.3
C.4
D.6
0087.a-Al2O3属于________晶系。
A.正交
B.三方
C.六方
D.四方
0088.a-Al2O3晶体具有________特性。
A.低膨胀
B.硬度高
C.熔点高
D.不耐磨
0089.CaTiO3晶胞中有________套等同点。
A.2
B.3
C.4
D.5
0090.硅酸盐晶体结构中主要存在有________种多面体形式。
A.1
B.2
C.3
D.4
0091.SiO2晶体共有________种变体。
A.6
B.7
C.8
D.10
0092.硅酸盐晶体结构类型主要有________种。
A.3
B.4
C.5
D.8
0093.玻璃态物质具有________大通性。
A.2
B.3
C.4
D.6
0094.单键强>335kJ/mol，这类氧化物属于。
A.玻璃网络形成体
B.网络变性体
C.中间体
D.不知道
0095.单键强<250kJ/mol，这类氧化物属于。
A.中间体
B.玻璃网络形成体
C.网络变性体
D.不知道
0096. ________ 键型物质容易形成玻璃。
A.纯离子键
B.金属键向共价键过渡
C.纯金属键
D.离子键向共价键过渡
0097.根据无规则网络学说，氧多面体中正离子配位数一般为________。
A.2
B.3
C.4
D.6
0098.在硅酸盐玻璃中，每个氧离子最多和________个正离子连接。
A.1
B.2
C.3
D.4
0099.在计算硅酸盐玻璃结构参数时，Z=________。
A.2
B.3
C.4
D.6
0100.根据无规则网络学说，氧多面体至少有________个顶角和相邻氧多面体共有。
A.2
B.3
C.4
D.6
0101.在计算硼酸盐玻璃结构参数时，Z=________。
A.2
B.3
C.4
D.6
0102.高分子晶体的基本结构单元是________。
A.原子
B.分子
C.离子
D.分子链链段
0103.由C－C单键内旋转而形成的构像有________种。
A.6
B.7
C.8
D.9
0104.晶体中高分子的构像决定于________和________两种因素。
A.分子链本身
B.晶体缺陷
C.分子链间相互作用
D.方向性
0105.高分子结晶形态主要有________：
A.单晶
B.球晶
C.面心立方
D.六方
0106.液晶高分子是________键合而成。
A.高分子链段
B.分子
C.小分子液晶基元
D.离子
0107.液晶的结构类型有________：
A.向列型
B.胆甾型
C.近晶型
D.溶液型
0108.高分子链的旋光异构体有________：
A.同规立构
B.全同立构
C.间同立构
D.无规立构
0109.高分子共聚物有________：
A.无规共聚物
B.交替共聚物
C.嵌段共聚物
D.接枝共聚物
0110.非晶高聚物的力学状态有________：
A.玻璃态
B.高弹态
C.液态
D.粘流态
0111.高聚物的热转变有________。
A.玻璃化转变
B.黏性流动
C.熔化
D.汽化
0112.晶体结构中的缺陷在温度为________时才能生成。
A.0K
B.>298K
C.>0K
D.>0℃
0113.晶体结构缺陷按照其尺度范围（即按照偏离理想结构的周期性有规律排列的区域大小）来分类，可分为________类。
A.2
B.3
C.4
0114.点缺陷根据成分可以分为________类。
A.1
B.2
C.3
D.4
0115.热缺陷可以分为________类。
A.1
B.2
C.3
D.4
0116.在书写晶体结构缺陷符号时，上标'' 表示带________个电荷。
A.-1
B.+2
C.-2
D.+1
0117.对于离子化合物，晶体中总共有________种点缺陷基本形式。
A.5
B.6
C.8
D.10
0118.温度越高，热缺陷生成能________ 。
A.越高
B.不变
C.越低
0119.生成固溶体时，在固溶限度以内固溶体是________相。
A.2
B.3
C.1
D.4
0120.对于二元体系生成固溶体时，当超过固溶限度时，固溶体是________。
A.单相
B.2相
C.3相
D.4相
0121.固溶体按溶质质点在溶剂晶格中的位置来划分，可以分为________类。
A.1
B.2
C.3
D.4
0122.点缺陷根据位置可以分为________类。
A.1
B.2
C.3
D.4
0123.在书写晶体结构缺陷符号时，上标···表示带________个电荷。
A.+1
B.2
C.-2
D.+3
0124.固溶体有________种分类方法。
A.2
B.3
C.4
D.6
0125.对于置换型固溶体仅从离子尺寸考虑，当Δ=(r1-r2)/r1<15%时，生成________。
A.化合物
B.连续型固溶体
C.有限型固溶体
D.不生成固溶体
0126.对于无机化合物，当Δ=(r1-r2)/r1<15%，晶体结构类型相同、电价不等，则生成________。
A.化合物
B.连续型固溶体
C.有限型固溶体
D.不生成固溶体
0127.置换型固溶体中的“组分缺陷”有________种。
A.3
B.4
C.5
D.6
0128.对于金属材料，设D为实验测定密度值，D0为计算的理论密度，若D < D0，则固溶体为________。
A.缺位型
B.置换型
C.间隙型
D.不生成
0129.非化学计量化合物有________种类型。
A.3
B.4
C.5
D.6
0130.TiO2-x当环境中氧气氛压力减小或者在还原性气氛中，则其电导率与氧分压的________次方成反比。
A.1/3
B.1/4
C.1/5
D.1/6
0131.Fe1-xO当环境氧分压升高时，则其电导率与氧分压的________次方成正比。
A.1/3
B.1/4
C.1/5
D.1/6
0132.点缺陷根据产生原因可以分为________类。
A.1
B.2
C.3
D.4
0133.在书写晶体结构缺陷符号时，上标不写表示带________个电荷。
A.0
B.-1
C.+2
D.+3
0134.在书写晶体结构缺陷符号时，上标为?表示带________个电荷。
A.+2
B.+3
C.-1
D.+1
0135.固溶体按溶质在溶剂中的溶解度分类，可以分为________类。
A.1
B.2
C.3
0136.对于置换型固溶体仅从离子尺寸考虑，当Δ=(r1-r2)/r1>30%时，生成________。
A.化合物
B.连续型固溶体
C.有限型固溶体
D.不生成固溶体
0137.间隙型固溶体中共有________种缺陷形式。
A.2
B.3
C.4
D. 5
0138.对于无机化合物，当Δ=(r1-r2)/r1<15%、晶体结构类型相同、电价相等，则生成________。
A.化合物
B.连续型固溶体
C.有限型固溶体
D.不生成固溶体
0139.对于金属材料，设D为实验测定密度值，D0为计算的理论密度，若D = D0，则固溶体为________。
A.缺位型
B.置换型
C.间隙型
D.不生成
0140.对于无机化合物，当Δ=(r1-r2)/r1=15-30%、晶体结构类型相同、电价相等、电负性差值>0.4，则生成________。
A.化合物
B.连续型固溶体
C.有限型固溶体
D.不生成固溶体
0141.对于金属材料，设D为实验测定密度值，D0为计算的理论密度，若D > D0，则固溶体为________。
A.缺位型
B.置换型
C.间隙型
D.不生成
0142.一般情况下，液体的表面张力随温度的升高会________。
A.增大
B.减小
C.不变
D.先增大再减小
0143.一般情况下，固体的表面能随温度的升高会________。
A.增大
B.减小
C.不变
D.先增大再减小
0144.弯曲表面的附加压力△P 总是________曲面的曲率中心。
A.指向
B.背向
C.平行
D.垂直
0145.凸形曲面上的蒸气压会________凹形曲面上的蒸气压。
A.小于
B.等于
C.大于
D.大于等于
0146.相同环境条件下，相同物质小晶粒的溶解度会________大颗粒的溶解度。
A.等于
B.大于
C.小于
D.大于等于
0147.润湿的过程是体系吉布斯自由能________的过程。
A.升高
B.降低
C.不变
D.变化无规律
0148.小角度晶界模型中的倾转晶界是由________组成的。
A.刃型位错
B.螺旋位错
C.混合位错
D.位错中心重叠
0149.小角度晶界模型中的扭转晶界是由________组成的。
A.刃型位错
B.螺旋位错
C.混合位错
D.位错中心重叠
0150.离子晶体中晶界电荷的产生是由________引起的。
A.阴、阳离子的空位形成能不同
B.阴、阳离子的填隙形成能不同
C.溶质
D.两种溶质
0151.在稳态扩散中，任一点的________不随时间变化。
A.温度
B.浓度梯度
C.密度
D.浓度
0152.固体材料中原子扩散的驱动力是________。
A.浓度梯度
B.温度梯度
C.化学势梯度
D.活度
0153.在间隙固溶体中，溶质原子的扩散方式一般为________。
A.间隙机制
B.原子互换机制
C.空位机制
D.置换机制
0154.在柯肯达尔效应中，惰性标记移动的主要原因是________。
A.两组元的原子半径不同
B.两组元的扩散速度不同
C.仅一组元扩散
D.两组元中的空位浓度不同
0155.通常情况下，间隙扩散的激活能要比空位扩散的激活能________。
A.一样
B.相等
C.小
D.大
0156.Fick第一定律中的负号表示扩散方向与浓度降低方向________。
A.垂直
B.一致
C.相反
D.可逆
0159.形成临界晶核时体积自由能的减少只能补偿表面能的________。
A.1/3
B.2/3
C.3/4
D.1/2
0160.一级相变的特点是，相变发生时，两平衡相的________相等，但其一阶偏微分不相等。
A.熵
B.体积
C.化学势
D.热容
0161.马氏体转变是________。
A.扩散型相变
B.二级相变
C.液-固相变
D.无扩散型相变
0162.根据相变过程的温度条件，若相变过程是放热过程，则该过程必须________。
A.过热
B.过冷却
C.吸热
D.平衡
0163.晶体的表面能与所显露的那个晶面有关，密排的晶面表面能________。
A、最低
B、最高
C、适中
D.不确定
0001.D 0002.A 00003.C 0004.B 0005.A 0006.D 0007.A 0008.C 0009.A 0010.B 0011.C 0012.ACD 0013.A 0014.C 0015.C 0016.A 0017.B 0018.B 0019.C 0020.AB 0021.B 0022.B 0023.C 0024.D 0025.ACD 0026.AD 0027.D 0028.BD 0029.BC 0030.B 0031.B 0032.A 0033.AD 0034.BD 0035.A 0036.D 0037.A 0038.BC 0039.C 0040.C 0041.D 0042.C 0043.C 0044.D 0045.BD 0046.B 0047.C 0048.B 0049.BD 0050.B 0051.A 0052.B 0053.C 0054.C 0055.C 0056.B 0057.C 0058.B 0059.A 0060 B 0061.B 0062.D 0063.B 0064.C 0065.A 0066.A 0067C 0068.D 0069.C 0070.D 0071.B 0072.ABD 0073.B 0074.D 0075.C 0076.C 0077.C 0078.D 0079.B 0080.A 0081.C 0082.ACD 0083.A 0084.C 0085.B 0086.A 0087.B 0088.BC 0089.D 0090.B 0091.B 0092.C 0093.C 0094.A 0095.C 0096. BD 0097.BC 0098.B 0099.C 0100.B 0101.B 0102.D 0103.C 0104.AC 0105.AB 0106.C 0107.ABC 0108.BCD 0109.ABCD 0110.ABD 0111.AB 0112.A 0113.C 0114.B 0115.B 0116.C 0117.A 0118.C 0119.C 0120. B 0121.B 0122.B 0123.D 0124.C 0125.B 0126.C 0127.B 0128.A 0129.B 0130.D 0131.D 0132.C 0133.A 0134.D 0135.B 0136.D 0137.B 0138.B 0139.B 0140.A 0141.C 0142.B 0143.B 0144.A 0145.C 0146.B 0147.B 0148.A 0149.B 0150.ABC 0151.D 0152.C 0153.A 0154.B 0155.C 0156.B 0157.D 0158.C 0159.A 0160.C 0161.D 0162.B0 163.A
四、简答题
0001.试述玻璃和晶体的差别。
解：晶体的内部质点在三维空间作有规律的重复排列，兼具短程有序和长程有序的结构。而玻璃的内部质点则呈近程有序而远程无序的无规网络结构或微晶子结构。与非晶体比较晶体具有自限性、均一性、异向性、对称性、最小内能和稳定性。
0002.晶胞与空间格子是何种关系？
解：晶胞是指能够充分反映整个晶体结构特征的最小结构单位，晶体可看成晶胞的无间隙堆垛而成。晶胞的形状大小与对应的单位平行六面体完全一致，并可用与平行六面体相同的参数来表征晶胞的几何特征。其区别是单位平行六面体是不具任何物理、化学特征的几何点（等同点）构成的。而晶胞则是实在的具体质点构成。
0003.以NaCl晶胞为例，试说明面心立方紧密堆积中的八面体和四面体空隙的位置和数量。
解：以NaCl晶胞中（001）面心的一个球（Cl-离子）为例，它的正下方有1个八面体空隙（体心位置），与其对称，正上方也有1个八面体空隙；前后左右各有1个八面体空隙（棱心位置）。所以共有6个八面体空隙与其直接相邻，由于每个八面体空隙由6个球构成，所以属于这个球的八面体空隙数为6×1/6=1。在这个晶胞中，这个球还与另外2个面心、1个顶角上的球构成4个四面体空隙（即1/8小立方体的体心位置）；由于对称性，在上面的晶胞中，也有4个四面体空隙由这个参与构成。所以共有8个四面体空隙与其直接相邻，由于每个四面体空隙由4个球构成，所以属于这个球的四面体空隙数为8×1/4=2。
0004.试述晶体结构中点缺陷的类型。以通用的表示法写出晶体中各种点缺陷的表示符号。试举例写出CaCl2中Ca2+置换KCl中K+或进入到KCl间隙中去的两种点缺陷反应表示式。
解：晶体结构中的点缺陷类型共分：间隙原子、空位和杂质原子等三种。在MX晶体中，间隙原子的表示符号为Mi或Xi；空位缺陷的表示符号为：VM或VX。如果进入MX晶体的杂质原子是A，则其表示符号可写成：AM 或AX（取代式）以及Ai（间隙式）。
当CaCl2中Ca2+置换KCl中K+而出现点缺陷，其缺陷反应式如下：
CaCl2++2ClCl
CaCl2中Ca2+进入到KCl间隙中而形成点缺陷的反应式为：
CaCl2+2+2ClCl
0005.在缺陷反应方程式中，所谓位置平衡、电中性、质量平衡是指什么？
解：位置平衡是指在化合物MaXb中，M格点数与X格点数保持正确的比例关系，即M：X=a：b。电中性是指在方程式两边应具有相同的有效电荷。质量平衡是指方程式两边应保持物质质量的守恒。
0006.试比较刃型位错和螺型位错的异同点。
解：刃型位错和螺型位错的异同点见下表所示。
刃型位错螺型位错
与柏格斯矢量的
位置关系
柏格斯矢量与刃性位错线
垂直
柏格斯矢量与螺型位错线
平行
位错分类刃性位错有正负之分螺形位错分为左旋和右旋
位错是否引起晶体
畸变和形成应力场
引起晶体畸变和形成应力
场，且离位错线越远，晶格
畸变越小
引起晶体畸变和形成应力
场，且离位错线越远，晶格
畸变越小
位错类型只有几个原子间距的线缺陷只有几个原子间距的线缺陷
0007.试述影响置换型固溶体的固溶度的条件。
解：1、离子尺寸因素
从晶体稳定性考虑，相互替代的离子尺寸愈相近，则固溶体愈稳定。若以r1和r2分别代表半径大和半径小的两
种离子的半径。当它们半径差< 15%时，形成连续置换型固溶体。若此值在15～30%时，可以形成有限置换型固溶体。而此值>30%时，不能形成固溶体。
2、晶体的结构类型
形成连续固溶体的两个组分必须具有完全相同的晶体结构。结构不同最多只能生成有限固溶体。
3、离子的电价因素
只有离子价相同或复合替代离子价总和相同时，才可能形成连续置换型固溶体。
4、电负性因素
电负性相近，有利于固溶体的生成。
0008.从化学组成、相组成考虑，试比较固溶体与化合物、机械混合物的差别。
解：从化学组成、相组成考虑，固溶体、化合物和机械混合物的区别以AO溶质溶解在B2O3溶剂中为例列下表比较之。
比较项固溶体化合物机械混合物
化学组成B2-xAxO(x =0～2) AB2O4 AO+B2O3
相组成均匀单相单相两相有界面
0009.试写出少量MgO掺杂到Al2O3中和少量YF3掺杂到CaF2中的缺陷方程。（a）判断方程的合理性。（b）写出每一方程对应的固溶式。
解：
3MgO2++3OO （1）
2MgO2+ +2OO （2）
YF3Y+F+2FF （3）
2YF32Y++6FF （4）
（a）书写缺陷方程首先考虑电价平衡，如方程（1）和（4）。在不等价置换时，3Mg2+ →2Al3+ ；2Y3+ →3Ca2+。这样即可写出一组缺陷方程。其次考虑不等价离子等量置换，如方程（2）和（3）2Mg2+ →2Al3+ ；Y3+ →Ca2+。这样又可写出一组缺陷方程。在这两组方程中，从结晶化学的晶体稳定性考虑，在离子晶体中除萤石型晶体结构可以产生间隙型固溶体以外，由于离子晶体中阴离子紧密堆积，间隙阴离子或阳离子都会破坏晶体的稳定性。因而间隙型缺陷在离子晶体中（除萤石型）较少见。上述四个方程以（2）和（3）较合理。当然正确的判断必须用固溶体密度测定法来决定。
（b）
(1)
(2)
(3)
(4)
0010.对于MgO、Al2O3和Cr2O3，其正、负离子半径比分别为0.47、0.36和0.40。Al2O3和Cr2O3形成连续固溶体。(a) 这个结果可能吗？为什么？(b) 试预计，在MgO－Cr2O3系统中的固溶度是有限还是很大？为什么？解：（a）Al2O3与Cr2O3有可能形成连续固溶体。因为：
①==10%＜15%
②结构类型相同，均属刚玉型结构。
（b）对于MgO－Cr2O3系统，结构类型相差较大，前者为NaCl型，后者为刚玉型。虽然=
=14.89%＜15%，也不可能形成完全互溶的固溶体，而只能是有限固溶。
0011.在Na2O—SiO2系统及RO—SiO2系统中随着SiO2含量的增加，熔体的粘度将升高而表面张力则降低，说明原因。
解：Na2O-SiO2系统中，SiO2含量增加，η增大，σ减小；因为SiO2含量增加，聚合离子团尺寸增大，迁移阻力增大，η增大，e/r减小，相互作用力减小，σ减小；RO-SiO2系统中，SiO2含量增加，η增大，σ减小；因为无SiO2时RO-O2系统η很低，表面张力大；加入SiO2，系统中出现聚合离子团，SiO2增加，聚合离子团尺寸增大，数目增大，η增大，σ减小。
0012.试述石英晶体、石英熔体、Na2O?2SiO2熔体结构和性质上的区别。
石英晶体石英熔体Na2O?2SiO2
结构[SiO4] 按共顶方式对称有规律有序排列，远程有序基本结构单元[SiO4] 呈架状
结构，远程无序
基本结构单元[Si6O18]12- 呈六
节环或八节环，远程无序
性质固体无流动性，熔点高，硬度大，导电性差，结构稳定，化学稳定性好有流动性，η大，电导率大，
表面张力大
有流动性，η较石英熔体小，电
导率大，表面张力大
0013.说明在一定温度下同组成的玻璃比晶体具有较高的内能及晶体具有一定的熔点而玻璃体没有固定熔点的原因。
解：玻璃的介稳性：熔体转变为玻璃过程中，是快速冷却，使玻璃在低温下保留了高温时的结构状态，玻璃态是能量的介稳态，有自发放热而转变为晶体的趋势；玻璃无固定熔点：熔体的结晶过程中，系统必有多个相出现，有固定熔点；熔体向玻璃体转变时，其过程是渐变的，无多个相出现，无固定的熔点，只有一个转化温度范围。0014.简述影响熔体粘度的因素？
解：影响熔体粘度的主要因素：温度和熔体的组成。碱性氧化物含量增加，剧烈降低粘度。随温度降低，熔体粘度按指数关系递增。
0015.试用实验方法鉴别晶体SiO2、SiO2玻璃、硅胶和SiO2熔体。它们的结构有什么不同？
解：利用X—射线检测。晶体SiO2—质点在三维空间做有规律的排列，各向异性。
SiO2熔体—内部结构为架状，近程有序，远程无序。
SiO2玻璃—各向同性。
硅胶—疏松多孔。
0016.试比较硅酸盐玻璃与硼酸盐玻璃在结构与性能上的差异。
解：
结构差异：硅酸盐玻璃：石英玻璃是硅酸盐玻璃的基础。石英玻璃是硅氧四面体[SiO4]以顶角相连而组成的三维架状结构。由于Si—O—Si键角变动范围大，使石英玻璃中[SiO4]四面体排列成无规则网络结构。SiO2是硅酸盐玻璃中的主要氧化物。
硼酸盐玻璃：B和O交替排列的平面六角环的B—O集团是硼酸盐玻璃的重要基元，这些环通过B—O—B链连成三维网络。B2O3是网络形成剂。这种连环结构与石英玻璃硅氧四面体的不规则网络不同，任何O—B三角体的周围空间并不完全被临接的三角体所填充，两个原子接近的可能性较小。
性能差异：硅酸盐玻璃：试剂和气体介质化学稳定性好、硬度高、生产方法简单等优点。
硼酸盐玻璃：硼酸盐玻璃有某些优异的特性。例如：硼酐是唯一能用以制造有吸收慢中子的氧化物玻璃；氧化硼玻璃的转化温度比硅酸盐玻璃低得多；硼对中子射线的灵敏度高，硼酸盐玻璃作为原子反应堆的窗口对材料起屏蔽中子射线的作用。
0017.网络外体(如Na2O)加到SiO2熔体中，使氧硅比增加，当O/Si≈2.5～3时，即达到形成玻璃的极限，O/Si>3时，则不能形成玻璃，为什么?
解：在熔体结构中，O/Si比值对应着一定的聚集负离子团结构，如当O/Si比值为2时，熔体中含有大小不等的歪扭的[SiO2]n聚集团（即石英玻璃熔体）；随着O/Si比值的增加，硅氧负离子集团不断变小，当O/Si比值增至4时，硅-氧负离子集团全部拆散成为分立状的[SiO4]4-，这就很难形成玻璃。
0014.解释硼酸盐玻璃的硼反常现象？
解：硼反常现象：随着Na2O（R2O）含量的增加，桥氧数增大，热膨胀系数逐渐下降。当Na2O含量达到15%—16%时，桥氧又开始减少，热膨胀系数重新上升，这种反常现象就是硼反常现象。
硼反常现象原因：当数量不多的碱金属氧化物同B2O3一起熔融时，碱金属所提供的氧不像熔融SiO2玻璃中作为非桥氧出现在结构中，而是使硼转变为由桥氧组成的硼氧四面体。致使B2O3玻璃从原来二度空间层状结构部分转变为三度空间的架状结构，从而加强了网络结构，并使玻璃的各种物理性能变好。这与相同条件下的硅酸盐玻璃性能随碱金属或碱土金属加入量的变化规律相反。
0018.试述微晶学说与无规则网络学说的主要观点，并比较两种学说在解释玻璃结构上的共同点和分歧。
解：微晶学说：玻璃结构是一种不连续的原子集合体，即无数“晶子”分散在无定形介质中；“晶子”的化学性质和数量取决于玻璃的化学组成，可以是独立原子团或一定组成的化合物和固溶体等微晶多相体，与该玻璃物系的相平衡有关；“晶子”不同于一般微晶，而是带有晶格极度变形的微小有序区域，在“晶子”中心质点排列较有规律，愈远离中心则变形程度愈大；从“晶子”部分到无定形部分的过渡是逐步完成的，两者之间无明显界限。无规则网络学说：玻璃的结构与相应的晶体结构相似，同样形成连续的三维空间网络结构。但玻璃的网络与晶体的网络不同，玻璃的网络是不规则的、非周期性的，因此玻璃的内能比晶体的内能要大。由于玻璃的强度与晶体
的强度属于同一个数量级，玻璃的内能与相应晶体的内能相差并不多，因此它们的结构单元（四面体或三角体）应是相同的，不同之处在与排列的周期性。微晶学说强调了玻璃结构的不均匀性、不连续性及有序性等方面特征，成功地解释了玻璃折射率在加热过程中的突变现象。网络学说强调了玻璃中离子与多面体相互间排列的均匀性、连续性及无序性等方面结构特征。
0019.在硅酸盐熔体析晶的成核速率、生长速率随?T 变化的关系图中，标出哪一条曲线代表成核速率，哪一条曲线代表生长速率？为什么？
原因：低温熔体粘度大，质点移动困难易聚结在一起而成核，即低温有利于成核； 高温熔体粘度小，质点移动速率大，晶核易相遇形成 大的晶核而长大，即高温有利于生长。
0020.什么叫表面张力和表面能 ? 在固态下和液态下这两者有何差别 ?
解：表面张力：垂直作用在单位长度线段上的表面紧缩力或将物体表面增大一个单位所需作的功；σ=力/总长度N/m
表面能：恒温、恒压、恒组成情况下，可逆地增加物系表面积须对物质所做的非体积功称为表面能；J/m2 =N/m
液体：不能承受剪应力，外力所做的功表现为表面积的扩展，因为表面张力与表面能数量是相同的；
固体：能承受剪切应力，外力的作用表现为表面积的增加和部分的塑性形变，表面张力与表面能不等。
0021.一般说来，同一种物质，其固体的表面能要比液体的表面能大，试说明原因。
解：同一种物质，其液体固体的表面结构不同，液体分子可自由移动，总是通过形成球形表面来降低其表面能；固体则不能，固体质点不能自由移动，只能通过表面质点的极化、变形、重排来降低系统的表面能，固体表面处于高能量状态（由于表面力的存在）。 0022. 影响湿润的因素有那些？
解：⑴ 固体表面粗糙度 当真实接触角θ小于90°时，粗糙度越大，表面接触角越小，就越容易湿润；当θ大于90°，则粗糙度越大，越不利于湿润。 ⑵ 吸附膜 吸附膜的存在使接触角增大，起着阻碍作用。 0023.说明吸附的本质？
解：吸附是固体表面力场与吸附分子发出的力场相互作用的结果，它是发生在固体上的。根据相互作用力的性质不同，可分为物理吸附和化学吸附两种。
物理吸附：由分子间引力引起的，这时吸附物分子与吸附剂晶格可看作是两个分立的系统。
化学吸附：伴随有电子转移的键合过程，这时应把吸附分子与吸附剂晶格作为一个统一的系统来处理。 0024.试说明晶粒之间的晶界应力的大小对晶体性能的影响？
解：两种不同热膨胀系数的晶相，在高温燃烧时，两个相完全密合接触，处于一种无应力状态，但当它们冷却时，由于热膨胀系数不同，收缩不同，晶界中就会存在应力。晶界中的应力大则有可能在晶界上出现裂纹，甚至使多晶体破裂，小则保持在晶界内。
0025.从SiO2的多晶转变现象说明硅酸盐制品中为什么经常出现介稳态晶相？
解：在573℃以下的低温，SiO2的稳定晶型为b －石英，加热至573℃转变为高温型的a －石英，这种转变较快；冷却时在同一温度下以同样的速度发生逆转变。如果加热速度过快，则a －石英过热而在1600℃时熔融。如果加
速 率
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u
速 率
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材料科学基础期末考试历届考试试题复习资料
四川理工学院试卷（2009至2010学年第1学期） 课程名称：材料科学基础 命题教师：罗宏 适用班级：2007级材料科学与工程及高分子材料专业 考试（考查） 年 月 日 共 页 1、 满分100分。要求卷面整洁、字迹工整、无错别字。 2、 考生必须将姓名、班级、学号完整、准确、清楚地填写在试卷规定的地方，否 则视为废卷。 3、 考生必须在签到单上签到，若出现遗漏，后果自负。 4、 如有答题纸，答案请全部写在答题纸上，否则不给分；考完请将试卷和答题卷 分别一同交回，否则不给分。 试题答案及评分标准 得分 评阅教师 一、判断题：（10分，每题1分，正确的记错误的记“％” 1?因为晶体的排列是长程有序的，所以其物理性质是各向同性。 （％ 2. 刃型位错线与滑移方向垂直。（话 3. 莱氏体是奥氏体和渗碳体的片层状混合物。（X ） 4?异类原子占据空位称为置换原子，不会引起晶格畸变。 （X 5. 电子化合物以金属键为主故有明显的金属特性。 （话 6. 冷拉后的钢条的硬度会增加。（话 7. 匀晶系是指二组元在液态、固态能完全互溶的系统。 （话 题号 -一- -二二 三 四 五 六 七 八 总分 评阅（统分”教师 得分 :题 * 冷 =要 密;
8.根据菲克定律，扩散驱动力是浓度梯度，因此扩散总是向浓度低的方向进行。（X
9. 细晶强化本质是晶粒越细，晶界越多，位错的塞积越严重，材料的强度也就 越高。（V ） 10. 体心立方的金属的致密度为 0.68。（V ） 、单一选择题：（10分，每空1分） (B) L+B — C+B （C ） L —A+B （D ） A+B^L 7. 对于冷变形小 的金属，再结晶核心形成的形核方式一般是（ A ） （A ） 凸出形核亚 （ B ）晶直接形核长大形核 （B ） 亚晶合并形核 （D ）其他方式 8. 用圆形钢饼加工齿轮，下述哪种方法更为理想？ （ C ） （A ）由钢板切出圆饼（B ）由合适的圆钢棒切下圆饼 （C ） 由较细的钢棒热镦成饼 （D ）铸造成形的圆饼 1. 体心立方结构每个晶胞有（B ） 个原子。 2. 3. (A) 3 ( B) 2 (C) 6 固溶体的不平衡凝固可能造成 （A ）晶内偏析 （C ）集中缩孔 属于＜100＞晶向族的晶向是（ (A) [011] (B) [110] (D) 1 (B) (D) (C) 晶间偏析 缩松 [001] (D) [101] 4.以下哪个工艺不是原子扩散理论的具体应用 （A ）渗氮 （B ）渗碳 （C ）硅晶片掺杂 （） （D ）提拉单晶5.影响铸锭性能主要晶粒区是（C ） （A ）表面细晶粒区 （B ）中心等轴（C ）柱状晶粒区 三个区影 响相同 6 ?属于包晶反应的是（A ） （ L 表示液相, A 、B 表示固相） (A) L+A — B
材料科学基础练习题
练习题 第三章 晶体结构，习题与解答 3-1 名词解释 （a ）萤石型和反萤石型 （b ）类质同晶和同质多晶 （c ）二八面体型与三八面体型 （d ）同晶取代与阳离子交换 （e ）尖晶石与反尖晶石 答：（a ）萤石型：CaF2型结构中，Ca2+按面心立方紧密排列，F-占据晶胞中全部四面体空隙。 反萤石型：阳离子和阴离子的位置与CaF2型结构完全相反，即碱金属离子占据F-的位置，O2-占据Ca2+的位置。 （b ）类质同象：物质结晶时，其晶体结构中部分原有的离子或原子位置被性质相似的其它离子或原子所占有，共同组成均匀的、呈单一相的晶体，不引起键性和晶体结构变化的现象。 同质多晶：同一化学组成在不同热力学条件下形成结构不同的晶体的现象。 （c ）二八面体型：在层状硅酸盐矿物中，若有三分之二的八面体空隙被阳离子所填充称为二八面体型结构 三八面体型：在层状硅酸盐矿物中，若全部的八面体空隙被阳离子所填充称为三八面体型结构。 （d ）同晶取代：杂质离子取代晶体结构中某一结点上的离子而不改变晶体结构类型的现象。 阳离子交换：在粘土矿物中，当结构中的同晶取代主要发生在铝氧层时，一些电价低、半径大的阳离子（如K+、Na+等）将进入晶体结构来平衡多余的负电荷，它们与晶体的结合不很牢固，在一定条件下可以被其它阳离子交换。 （e ）正尖晶石：在AB2O4尖晶石型晶体结构中，若A2+分布在四面体空隙、而B3+分布于八面体空隙，称为正尖晶石； 反尖晶石：若A2+分布在八面体空隙、而B3+一半分布于四面体空隙另一半分布于八面体空隙，通式为B(AB)O4，称为反尖晶石。 3-2 （a ）在氧离子面心立方密堆积的晶胞中，画出适合氧离子位置的间隙类型及位置，八面体间隙位置数与氧离子数之比为若干？四面体间隙位置数与氧离子数之比又为若干？ （b ）在氧离子面心立方密堆积结构中，对于获得稳定结构各需何种价离子，其中： （1）所有八面体间隙位置均填满； （2）所有四面体间隙位置均填满； （3）填满一半八面体间隙位置； （4）填满一半四面体间隙位置。 并对每一种堆积方式举一晶体实例说明之。 解：（a ）参见2-5题解答。1:1和2:1 （b ）对于氧离子紧密堆积的晶体，获得稳定的结构所需电价离子及实例如下： （1）填满所有的八面体空隙，2价阳离子，MgO ； （2）填满所有的四面体空隙，1价阳离子，Li2O ； （3）填满一半的八面体空隙，4价阳离子，TiO2； （4）填满一半的四面体空隙，2价阳离子，ZnO 。 3-3 MgO 晶体结构，Mg2+半径为0.072nm ，O2-半径为0.140nm ，计算MgO 晶体中离子堆积系数（球状离子所占据晶胞的体积分数）；计算MgO 的密度。并说明为什么其体积分数小于74.05%？
材料科学基础试题库
《材料科学基础》试题库 一、名词解释 1、铁素体、奥氏体、珠光体、马氏体、贝氏体、莱氏体 2、共晶转变、共析转变、包晶转变、包析转变 3、晶面族、晶向族 4、有限固溶体、无限固溶体 5、晶胞 6、二次渗碳体 7、回复、再结晶、二次再结晶 8、晶体结构、空间点阵 9、相、组织 10、伪共晶、离异共晶 11、临界变形度 12、淬透性、淬硬性 13、固溶体 14、均匀形核、非均匀形核 15、成分过冷 16、间隙固溶体 17、临界晶核 18、枝晶偏析 19、钢的退火，正火，淬火，回火 20、反应扩散 21、临界分切应力 22、调幅分解 23、二次硬化 24、上坡扩散 25、负温度梯度 26、正常价化合物 27、加聚反应 28、缩聚反应 四、简答 1、简述工程结构钢的强韧化方法。（20分） 2、简述Al-Cu二元合金的沉淀强化机制（20分） 3、为什么奥氏体不锈钢（18-8型不锈钢）在450℃～850℃保温时会产生晶间腐
蚀如何防止或减轻奥氏体不锈钢的晶间腐蚀 4、为什么大多数铸造合金的成分都选择在共晶合金附近 5、什么是交滑移为什么只有螺位错可以发生交滑移而刃位错却不能 6、根据溶质原子在点阵中的位置，举例说明固溶体相可分为几类固溶体在材料中有何意义 7、固溶体合金非平衡凝固时，有时会形成微观偏析，有时会形成宏观偏析，原因何在 8、应变硬化在生产中有何意义作为一种强化方法，它有什么局限性 9、一种合金能够产生析出硬化的必要条件是什么 10、比较说明不平衡共晶和离异共晶的特点。 11、枝晶偏析是怎么产生的如何消除 12、请简述影响扩散的主要因素有哪些。 13、请简述间隙固溶体、间隙相、间隙化合物的异同点 14、临界晶核的物理意义是什么形成临界晶核的充分条件是什么 15、请简述二元合金结晶的基本条件有哪些。 16、为什么钢的渗碳温度一般要选择在γ-Fe相区中进行若不在γ-Fe相区进行会有什么结果 17、一个楔形板坯经冷轧后得到相同厚度的板材，再结晶退火后发现板材两端的抗拉强度不同，请解释这个现象。 18、冷轧纯铜板，如果要求保持较高强度，应进行何种热处理若需要继续冷轧变薄时，又应进行何种热处理 19、位错密度有哪几种表征方式 20、淬透性与淬硬性的差别。 21、铁碳相图为例说明什么是包晶反应、共晶反应、共析反应。 22、马氏体相变的基本特征（12分） 23、加工硬化的原因（6分） 24、柏氏矢量的意义（6分） 25、如何解释低碳钢中有上下屈服点和屈服平台这种不连续的现象（8分） 26、已知916℃时，γ-Fe的点阵常数，（011）晶面间距是多少（5分） 27、画示意图说明包晶反应种类，写出转变反应式（4分） 28、影响成分过冷的因素是什么（9分） 29、单滑移、多滑移和交滑移的意义是什么（9分） 30、简要说明纯金属中晶粒细度和材料强度的关系，并解释原因。（6分） 31、某晶体的原子位于四方点阵的节点上，点阵的a=b，c=a/2，有一晶面在x，y，z轴的截距分别为6个原子间距、2个原子间距和4个原子间距，求该晶面的
材料科学基础期末试题
材料科学基础考题 I卷 一、名词解释（任选5题，每题4分，共20分） 单位位错；交滑移；滑移系；伪共晶；离异共晶；奥氏体；成分过冷答： 单位位错：柏氏矢量等于单位点阵矢量的位错称为单位位错。 交滑移：两个或多个滑移面沿着某个共同的滑移方向同时或交替滑移，称为交滑移。滑移系：一个滑移面和此面上的一个滑移方向合起来叫做一个滑移系。 伪共晶：在非平衡凝固条件下，某些亚共晶或过共晶成分的合金也能得全部的共晶组织，这种由非共晶成分的合金所得到的共晶组织称为伪共晶。 离异共晶：由于非平衡共晶体数量较少，通常共晶体中的a相依附于初生a相生长，将共晶体中另一相B推到最后凝固的晶界处，从而使共晶体两组成相相间的组织特征消失，这种两相分离的共晶体称为离异共晶。 奥氏体：碳原子溶于丫-Fe形成的固溶体。 成分过冷：在合金的凝固过程中，将界面前沿液体中的实际温度低于由溶质分布所决定的凝固温度时产生的过冷称为成分过冷。 二、选择题（每题2分，共20分） 1. 在体心立方结构中，柏氏矢量为a[110]的位错（A ）分解为a/2[111]+a/2[l11]. （A）不能（B）能（C）可能 2. 原子扩散的驱动力是：（B ） （A）组元的浓度梯度（B）组元的化学势梯度（C）温度梯度 3?凝固的热力学条件为：（D ） （A）形核率（B）系统自由能增加 （C）能量守衡（D）过冷度 4?在TiO2中，当一部分Ti4+还原成Ti3+，为了平衡电荷就出现（A） （A）氧离子空位（B）钛离子空位（C）阳离子空位 5?在三元系浓度三角形中，凡成分位于（ A ）上的合金，它们含有另两个顶角所代表的两 组元含量相等。 （A）通过三角形顶角的中垂线 （B）通过三角形顶角的任一直线 （C）通过三角形顶角与对边成45°的直线 6?有效分配系数k e表示液相的混合程度，其值范围是（B ） （A）1vk e 第二章思考题与例题 1. 离子键、共价键、分子键和金属键的特点，并解释金属键结合的固体材料的密度比离子键或共价键固体高的原因 2. 从结构、性能等方面描述晶体与非晶体的区别。 3. 何谓理想晶体何谓单晶、多晶、晶粒及亚晶为什么单晶体成各向异性而多晶体一般情况下不显示各向异性何谓空间点阵、晶体结构及晶胞晶胞有哪些重要的特征参数 4. 比较三种典型晶体结构的特征。（Al、α-Fe、Mg三种材料属何种晶体结构描述它们的晶体结构特征并比较它们塑性的好坏并解释。）何谓配位数何谓致密度金属中常见的三种晶体结构从原子排列紧密程度等方面比较有何异同 5. 固溶体和中间相的类型、特点和性能。何谓间隙固溶体它与间隙相、间隙化合物之间有何区别（以金属为基的）固溶体与中间相的主要差异（如结构、键性、性能）是什么 6. 已知Cu的原子直径为A，求Cu的晶格常数，并计算1mm3Cu的原子数。 7. 已知Al相对原子质量Ar（Al）=，原子半径γ=，求Al晶体的密度。 8 bcc铁的单位晶胞体积，在912℃时是；fcc铁在相同温度时其单位晶胞体积是。当铁由bcc转变为fcc时，其密度改变的百分比为多少 9. 何谓金属化合物常见金属化合物有几类影响它们形成和结构的主要因素是什么其性能如何 10. 在面心立方晶胞中画出[012]和[123]晶向。在面心立方晶胞中画出（012）和（123）晶面。 11. 设晶面（152）和（034）属六方晶系的正交坐标表述，试给出其四轴坐标的表示。反之，求（3121）及（2112）的正交坐标的表示。（练习），上题中均改为相应晶向指数，求相互转换后结果。 12.在一个立方晶胞中确定6个表面面心位置的坐标，6个面心构成一个正八面体，指出这个八面体各个表面的晶面指数，各个棱边和对角线的晶向指数。 13. 写出立方晶系的{110}、{100}、{111}、{112}晶面族包括的等价晶面，请分别画出。 14. 在立方晶系中的一个晶胞内画出（111）和（112）晶面，并写出两晶面交线的晶向指数。 15 在六方晶系晶胞中画出[1120]，[1101]晶向和（1012）晶面，并确定（1012）晶面与六方晶胞交线的晶向指数。 16.在立方晶系的一个晶胞内同时画出位于（101），（011）和（112）晶面上的[111]晶向。 17. 在1000℃，有W C为%的碳溶于fcc铁的固溶体，求100个单位晶胞中有多少个碳原子（已知：Ar(Fe)=，Ar(C)=） 18. r-Fe在略高于912℃时点阵常数a=，α-Fe在略低于912℃时a=，求：（1）上述温度时γ-Fe和α-Fe的原子半径R；（2）γ-Fe→α-Fe转变时的体积变化率；（3）设γ-Fe→α-Fe转变时原子半径不发生变化，求此转变时的体积变 一、名词： 相图：表示合金系中的合金状态与温度、成分之间关系的图解。 匀晶转变：从液相结晶出单相固溶体的结晶过程。 平衡结晶：合金在极缓慢冷却条件下进行结晶的过程。 成分起伏：液相中成分、大小和位置不断变化着的微小体积。 异分结晶：结晶出的晶体与母相化学成分不同的结晶。 枝晶偏析：固溶体树枝状晶体枝干和枝间化学成分不同的现象。 共晶转变：在一定温度下，由—定成分的液相同时结晶出两个成分一定的固相的转变过程。 脱溶：由固溶体中析出另一个固相的过程，也称之为二次结晶。 包晶转变：在一定温度下，由一定成分的固相与一定成分的液相作用，形成另一个一定成分的固相的转变过程。 成分过冷：成分过冷：由液相成分变化而引起的过冷度。 二、简答： 1. 固溶体合金结晶特点？ 答：异分结晶；需要一定的温度范围。 2. 晶内偏析程度与哪些因素有关？ 答：溶质平衡分配系数k0；溶质原子扩散能力；冷却速度。 3. 影响成分过冷的因素？ 答：合金成分；液相内温度梯度；凝固速度。 三、书后习题 1、何谓相图？有何用途？ 答：相图：表示合金系中的合金状态与温度、成分之间关系的图解。 相图的作用：由相图可以知道各种成分的合金在不同温度下存在哪些相、各个相的成分及其相对含量。 2、什么是异分结晶？什么是分配系数？ 答：异分结晶：结晶出的晶体与母相化学成分不同的结晶。 分配系数：在一定温度下，固液两平衡相中溶质浓度之比值。 3、何谓晶内偏析？是如何形成的？影响因素有哪些？对金属性能有何影响，如何消除？ 答：晶内偏析：一个晶粒内部化学成分不均匀的现象 形成过程：固溶体合金平衡结晶使前后从液相中结晶出的固相成分不同，实际生产中，液态合金冷却速度较大，在一定温度下扩散过程尚未进行完全时温度就继续下降，使每个晶粒内部的化学成分布均匀，先结晶的含高熔点组元较多，后结晶的含低熔点组元较多，在晶粒内部存在着浓度差。 影响因素：1）分配系数k0：当k0<1时，k0值越小，则偏析越大；当k0>1时，k0越大，偏析也越大。2）溶质原子扩散能力，溶质原子扩散能力大，则偏析程度较小；反之，则偏析程度较大。3）冷却速度，冷却速度越大，晶内偏析程度越严重。 对金属性能的影响：使合金的机械性能下降，特别是使塑性和韧性显著降低， 第1页（共11页） ########2018-2019学年第二学期 ########专业####级《材料科学基础》期末考试试卷 （后附参考答案及评分标准） 考试时间：120分钟 考试日期：2019年6月 题 号 一 二 三 四 五 六 总 分 得 分 评卷人 复查人 一、单项选择题（请将正确答案填入表中相应题号处，本题13小题，每小题2分，共26分） 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 题号 11 12 13 答案 1. 在形核-生长机制的液-固相变过程中，其形核过程有非均匀形核和均匀形核之分，其形核势垒有如下关系（ ）。 A. 非均匀形核势垒 ≤ 均匀形核势垒 B. 非均匀形核势垒 ≥ 均匀形核势垒 C. 非均匀形核势垒 = 均匀形核势垒 D. 视具体情况而定，以上都有可能 2. 按热力学方法分类，相变可以分为一级相变和二级相变，一级相变是在相变时两相自由焓相等，其一阶偏导数不相等，因此一级相变（ ）。 A. 有相变潜热改变，无体积改变 B. 有相变潜热改变，并伴随有体积改变 C. 无相变潜热改变，但伴随有体积改变 D. 无相变潜热改变，无体积改变 得分 专业 年级 姓名 学号 装订线 3. 以下不是材料变形的是（）。 A. 弹性变形 B. 塑性变形 C. 粘性变形 D. 刚性变形 4. 在固溶度限度以内，固溶体是几相？（） A. 2 B. 3 C. 1 D. 4 5. 下列不属于点缺陷的主要类型是（）。 A. 肖特基缺陷 B. 弗伦克尔缺陷 C. 螺位错 D. 色心 6. 由熔融态向玻璃态转变的过程是（）的过程。 A. 可逆与突变 B. 不可逆与渐变 C. 可逆与渐变 D. 不可逆与突变 7. 下列说法错误的是（）。 A. 晶界上原子与晶体内部的原子是不同的 B. 晶界上原子的堆积较晶体内部疏松 C. 晶界是原子、空位快速扩散的主要通道 D. 晶界易受腐蚀 8. 表面微裂纹是由于晶体缺陷或外力作用而产生，微裂纹同样会强烈地影响表面性质，对于脆性材料的强度这种影响尤为重要，微裂纹长度，断裂强度。（） A. 越长；越低 B. 越长；越高 C. 越短；越低 D. 越长；不变 9. 下列说法正确的是（）。 A. 再结晶期间，位错密度下降导致硬度上升 B. 再结晶期间，位错密度下降导致硬度下降 C. 再结晶期间，位错密度上升导致硬度上升 D. 再结晶期间，位错密度上升导致硬度下降 10. 下列材料中最难形成非晶态结构的是（）。 A. 陶瓷 B. 金属 C. 玻璃 D. 聚合物 第2页（共11页） 材料科学基础考题 Ⅰ卷 一、名词解释（任选5题，每题4分，共20分） 单位位错；交滑移；滑移系；伪共晶；离异共晶；奥氏体；成分过冷 二、选择题（每题2分，共20分） 1．在体心立方结构中，柏氏矢量为a[110]的位错( )分解为a/2[111]+a/2]111[. (A) 不能(B) 能(C) 可能 2．原子扩散的驱动力是：( ) (A) 组元的浓度梯度(B) 组元的化学势梯度(C) 温度梯度 3．凝固的热力学条件为：（） （A）形核率(B)系统自由能增加 （C）能量守衡（D）过冷度 4．在TiO2中，当一部分Ti4+还原成Ti3+，为了平衡电荷就出现（） (A) 氧离子空位(B) 钛离子空位(C)阳离子空位 5．在三元系浓度三角形中，凡成分位于（）上的合金，它们含有另两个顶角所代表的两组元含量相等。 （A）通过三角形顶角的中垂线 （B）通过三角形顶角的任一直线 （C）通过三角形顶角与对边成45°的直线 6．有效分配系数k e 表示液相的混合程度，其值范围是（） （A）1 材料科学基础试题库 材料科学基础》试题库 一、选择 1、在柯肯达尔效应中，标记漂移主要原因是扩散偶中________ 。 A、两组元的原子尺寸不同 B、仅一组元的扩散 C、两组元的扩散速率不同 2、在二元系合金相图中，计算两相相对量的杠杆法则只能用于________ 。 A、单相区中 B、两相区中 C、三相平衡水平线上 3、铸铁与碳钢的区别在于有无______ 。 A、莱氏体 B、珠光体 C、铁素体 4、原子扩散的驱动力是_____ 。 A、组元的浓度梯度 B、组元的化学势梯度 C、温度梯度 5、在置换型固溶体中，原子扩散的方式一般为_______ 。 A、原子互换机制 B、间隙机制 C、空位机制 6、在晶体中形成空位的同时又产生间隙原子，这样的缺陷称为________ 。 A、肖脱基缺陷 B、弗兰克尔缺陷 C、线缺陷 7、理想密排六方结构金属的 c/a 为_____ 。 A、1.6 B、2 XV (2/3) C、“ (2/3) 8、在三元系相图中，三相区的等温截面都是一个连接的三角形，其顶点触及 A、单相区 B、两相区 C、三相区 9、有效分配系数Ke表示液相的混合程度，其值范围是_________ o(其中Ko是平衡分配系数) A、 1 一、单项选择题(请在每小题的4个备选答案中，选出一个最佳答案， 共10小题；每小题2分，共20分) 1、材料按照使用性能，可分为结构材料和 。 A. 高分子材料； B. 功能材料； C. 金属材料； D. 复合材料。 2、在下列结合键中，不属于一次键的是： A. 离子键； B. 金属键； C. 氢键； D. 共价键。 3、材料的许多性能均与结合键有关，如大多数金属均具有较高的密度是由于： A. 金属元素具有较高的相对原子质量； B. 金属键具有方向性； C. 金属键没有方向性； D.A 和C 。 3、下述晶面指数中，不属于同一晶面族的是： A. (110)； B. (101)； C. (011- ）；D. (100)。 4、 面心立方晶体中，一个晶胞中的原子数目为： A. 2； B. 4； C. 6； D. 14。 5、 体心立方结构晶体的配位数是： A. 8； B.12； C. 4； D. 16。 6、面心立方结构晶体的原子密排面是： A. {111}； B. {110}； C. (100)； D. [111]。 7、立方晶体中（110）和（211）面同属于 晶带 A. [110]； B. [100]； C. [211]； D. [--111]。 6、体心立方结构中原子的最密排晶向族是： A. <100>； B. [111]； C. <111>； D. (111)。 6、如果某一晶体中若干晶面属于某一晶带，则： A. 这些晶面必定是同族晶面； B. 这些晶面必定相互平行； C. 这些晶面上原子排列相同； D. 这些晶面之间的交线相互平行。 7、金属的典型晶体结构有面心立方、体心立方和密排六方三种，它们的晶胞中原子数分别为：A. 4, 2, 6; B. 6, 2, 4; C. 4, 4, 6; D. 2, 4, 6 7、在晶体中形成空位的同时又产生间隙原子，这样的缺陷称为： A. 肖脱基缺陷； B. 弗兰克缺陷； C. 线缺陷； D. 面缺陷 7、两平行螺旋位错，当柏氏矢量同向时，其相互作用力： 期末总复习 一、名词解释 空间点阵：表示晶体中原子规则排列的抽象质点。 配位数：直接与中心原子连接的配体的原子数目或基团数目。 对称：物体经过一系列操作后，空间性质复原；这种操作称为对称操作。 超结构：长程有序固溶体的通称 固溶体：一种元素进入到另一种元素的晶格结构形成的结晶，其结构一般保持和母相一致。 致密度：晶体结构中原子的体积与晶胞体积的比值。 正吸附：材料表面原子处于结合键不饱和状态，以吸附介质中原子或晶体内部溶质原子达到平衡状态，当溶质原子或杂质原子在表面浓度大于在其在晶体内部的浓度时称为正吸附； 晶界能：晶界上原子从晶格中正常结点位置脱离出来，引起晶界附近区域内晶格发生畸变，与晶内相比，界面的单位面积自由能升高，升高部分的能量为晶界能； 小角度晶界：多晶体材料中，每个晶粒之间的位向不同，晶粒与晶粒之间存在界面，若相邻晶粒之间的位向差在10°～2°之间，称为小角度晶界； 晶界偏聚：溶质原子或杂质原子在晶界或相界上的富集，也称内吸附，有因为尺寸因素造成的平衡偏聚和空位造成的非平衡偏聚。 肖脱基空位：脱位原子进入其他空位或者迁移至晶界或表面而形成的空位。 弗兰克耳空位：晶体中原子进入空隙形而形成的一对由空位和间隙原子组成的缺陷。 刃型位错：柏氏矢量与位错线垂直的位错。 螺型位错：柏氏矢量与位错线平行的位错。 柏氏矢量：用来表征晶体中位错区中原子的畸变程度和畸变方向的物理量。 单位位错：柏氏矢量等于单位点阵矢量的位错 派—纳力：位错滑动时需要克服的周围原子的阻力。 过冷：凝固过程开始结晶温度低于理论结晶温度的现象。 过冷度：实际结晶温度和理论结晶温度之间的差值。 均匀形核：在过冷的液态金属中，依靠金属本身的能量起伏获得成核驱动力的形核过程。 过冷度：实际结晶温度和理论结晶温度之间的差值。 形核功：形成临界晶核时，由外界提供的用于补偿表面自由能和体积自由能差值的能量。 马氏体转变：是一种无扩散型相变，通过切变方式由一种晶体结构转变另一种结构，转变过程中，表面有浮凸，新旧相之间保持严格的位向关系。或者：由奥氏体向马氏体转变的 Test of Fundamentals of Materials Science 材料科学基础试题库 郑举功编 东华理工大学材料科学与工程系 一、填空题 0001.烧结过程的主要传质机制有_____、_____、_____ 、_____，当烧结分别进行四种传质时，颈部增长x/r与时间t的关系分别是_____、_____、_____ 、_____。 0002.晶体的对称要素中点对称要素种类有_____、_____、_____ 、_____ ，含有平移操作的对称要素种类有_____ 、_____ 。 0003.晶族、晶系、对称型、结晶学单形、几何单形、布拉菲格子、空间群的数目分别是_____、_____ 、_____ 、_____ 、_____ 、_____ 。 0004.晶体有两种理想形态，分别是_____和_____。 0005.晶体是指内部质点排列的固体。 0006.以NaCl晶胞中（001）面心的一个球（Cl-离子）为例，属于这个球的八面体空隙数为，所以属于这个球的四面体空隙数为。 0007.与非晶体比较晶体具有自限性、、、、和稳定性。 0008.一个立方晶系晶胞中，一晶面在晶轴X、Y、Z上的截距分别为2a、1/2a 、2/3a，其晶面的晶面指数是。 0009.固体表面粗糙度直接影响液固湿润性，当真实接触角θ时，粗糙度越大，表面接触角，就越容易湿润；当θ，则粗糙度，越不利于湿润。 0010.硼酸盐玻璃中，随着Na2O（R2O）含量的增加，桥氧数，热膨胀系数逐渐下降。当Na2O含量达到15%—16%时，桥氧又开始，热膨胀系数重新上升，这种反常现象就是硼反常现象。 0011.晶体结构中的点缺陷类型共分、和三种，CaCl2中Ca2+进入到KCl间隙中而形成点缺陷的反应式为。 0012.固体质点扩散的推动力是________。 0013.本征扩散是指__________，其扩散系数D＝_________,其扩散活化能由________和_________ 组成。0014.析晶过程分两个阶段，先______后______。 0015.晶体产生Frankel缺陷时，晶体体积_________，晶体密度_________；而有Schtty缺陷时，晶体体积_________,晶体密度_________。一般说离子晶体中正、负离子半径相差不大时，_________是主要的；两种离子半径相差大时，_________是主要的。 0016.少量CaCl2在KCl中形成固溶体后，实测密度值随Ca2+离子数/K＋离子数比值增加而减少，由此可判断其缺陷反应式为_________。 0017.Tg是_________,它与玻璃形成过程的冷却速率有关，同组分熔体快冷时Tg比慢冷时_________ ,淬冷玻璃比慢冷玻璃的密度_________,热膨胀系数_________。 0018.同温度下，组成分别为：(1) 0.2Na2O－0.8SiO2 ；(2) 0.1Na2O－0.1CaO－0.8SiO2 ;(3) 0.2CaO－0.8SiO2 的三种熔体，其粘度大小的顺序为_________。 0019.三T图中三个T代表_________, _________,和_________。 0020.粘滞活化能越_________ ,粘度越_________ 。硅酸盐熔体或玻璃的电导主要决定于_________ 。 0021.0.2Na2O-0.8SiO2组成的熔体，若保持Na2O含量不变，用CaO置换部分SiO2后，电导_________。0022.在Na2O－SiO2熔体中加入Al2O3(Na2O/Al2O3<1),熔体粘度_________。 0023.组成Na2O . 1/2Al2O3 . 2SiO2的玻璃中氧多面体平均非桥氧数为_________。 0024.在等大球体的最紧密堆积中，六方最紧密堆积与六方格子相对应，立方最紧密堆积与_______ 相对应。0025.在硅酸盐晶体中，硅氧四面体之间如果相连，只能是_________方式相连。 几种强化加工硬化：金属材料在再结晶温度以下塑性变形时强度和硬度升高，而塑性和韧性降低的现象。 强化机制：金属在塑性变形时，晶粒发生滑移，出现位错的缠结，使晶粒拉长、破碎和纤维化，金属内部产生了残余应力。 细晶强化：是由于晶粒减小，晶粒数量增多，尺寸减小，增大了位错连续滑移的阻力导致的强化；同时由于滑移分散，也使塑性增大。 弥散强化：又称时效强化。是由于细小弥散的第二相阻碍位错运动产生的强化。包括切过机制和绕过机制。（2 分） 复相强化：由于第二相的相对含量与基体处于同数量级是产生的强化机制。其强化程度取决于第二相的数量、尺寸、分布、形态等，且如果第二相强度低于基体则不一定能够起到强化作用。（2 分） 固溶强化：固溶体材料随溶质含量提高其强度、硬度提高而塑性、韧性下降的现象。。包括弹性交互作用、电交互作用和化学交互作用。 几种概念 1、滑移系：一个滑移面和该面上一个滑移方向的组合。 2、交滑移：螺型位错在两个相交的滑移面上运动，螺位错在一个滑移面上运动遇有障碍，会转动到另一滑移面上继续滑移，滑移方向不变。 3、屈服现象：低碳钢在上屈服点开始塑性变形，当应力达到上屈服点之后开始应力降落，在下屈服点发生连续变形而应力并不升高，即出现水平台（吕德斯带）原因：柯氏气团的存在、破坏和重新形成，位错的增殖。 4、应变时效：低碳钢经过少量的预变形可以不出现明显的屈服点，但是在变形后在室温下放置一段较长时间或在低温经过短时间加热，在进行拉伸试验，则屈服点又重复出现，且屈服应力提高。 5、形变织构：随塑性变形量增加，变形多晶体某一晶体学取向趋于一致的现象。滑移和孪晶的区别 滑移是指在切应力的作用下，晶体的一部分沿一定晶面和晶向，相对于另一部分发生相对移动的一种运动状态。 孪生：在切应力作用下，晶体的一部分相对于另一部分沿一定的晶面和晶向发生均匀切变并形成晶体取向的镜面对称关系。 伪共晶：在不平衡结晶条件下，成分在共晶点附近的合金全部变成共晶组织，这种非共晶成分的共晶组织，称为伪共晶组合。 扩散驱动力：化学位梯度是扩散的根本驱动力。 一、填空题（20 分，每空格1 分） 1. 相律是在完全平衡状态下，系统的相数、组元数和温度压力之间的关系，是系统的平衡条件的数学表达式：f=C-P+2 2. 二元系相图是表示合金系中合金的相与温度、成分间关系的图解。 3?晶体的空间点阵分属于7大晶系，其中正方晶系点阵常数的特点为a=b M c,a = B =Y =90°，请列举除立方和正方晶系外其他任意三种晶系的名称三斜、单斜、六方、菱方、正交（任选三种）。 4. 合金铸锭的宏观组织包括表层细晶区、柱状晶区和中心等轴晶区三部分。 5．在常温和低温下，金属的塑性变形主要是通过滑移的方式进行的。此外还有孪生和扭 第一章原子排列 本章需掌握的内容： 材料的结合方式：共价键，离子键，金属键，范德瓦尔键，氢键；各种结合键的比较及工程材料结合键的特性； 晶体学基础：晶体的概念，晶体特性（晶体的棱角，均匀性，各向异性，对称性），晶体的应用 空间点阵：等同点，空间点阵，点阵平移矢量，初基胞，复杂晶胞，点阵参数。 晶系与布拉菲点阵：种晶系，14种布拉菲点阵的特点； 晶面、晶向指数：晶面指数的确定及晶面族，晶向指数的确定及晶向族，晶带及晶带定律六方晶系的四轴座标系的晶面、晶向指数确定。 典型纯金属的晶体结构：三种典型的金属晶体结构：fcc、bcc、hcp； 晶胞中原子数、原子半径，配位数与致密度，晶面间距、晶向夹角 晶体中原子堆垛方式，晶体结构中间隙。 了解其它金属的晶体结构：亚金属的晶体结构，镧系金属的晶体结构，同素异构性 了解其它类型的晶体结构：离子键晶体结构：MgO陶瓷及NaCl，共价键晶体结构：SiC陶瓷，As、Sb 非晶态结构：非晶体与晶体的区别，非晶态结构 分子相结构 1. 填空 1. fcc结构的密排方向是_______，密排面是______，密排面的堆垛顺序是_______致密度为___________配位数是________________晶胞中原子数为___________，把原子视为刚性球时，原子的半径是____________；bcc结构的密排方向是_______，密排面是_____________致密度为___________配位数是________________ 晶胞中原子数为___________，原子的半径是____________；hcp结构的密排方向是_______，密排面是______，密排面的堆垛顺序是_______，致密度为___________配位数是________________，晶胞中原子数为 ___________，原子的半径是____________。 2. bcc点阵晶面指数h+k+l=奇数时，其晶面间距公式是________________。 3. Al的点阵常数为0.4049nm，其结构原子体积是________________。 4. 在体心立方晶胞中，体心原子的坐标是_________________。 5. 在fcc晶胞中，八面体间隙中心的坐标是____________。 6. 空间点阵只可能有___________种，铝晶体属于_____________点阵。Al的晶体结构是__________________， -Fe的晶体结构是____________。Cu的晶体结构是_______________， 7点阵常数是指__________________________________________。 8图1是fcc结构的(-1,1,0 )面，其中AB和AC的晶向指数是__________，CD的晶向指数分别 是___________，AC所在晶面指数是--------------------。 Test of Fundamentals of Materials Science 材料科学基础试题库 郑举功编 一、填空题 0001.烧结过程的主要传质机制有_____、_____、_____ 、_____，当烧结分别进行四种传质时，颈部增长x/r与时 间t的关系分别是_____、_____、_____ 、_____。 0002.晶体的对称要素中点对称要素种类有_____、_____、_____ 、_____ ，含有平移操作的对称要素种类有_____ 、_____ 。 0003.晶族、晶系、对称型、结晶学单形、几何单形、布拉菲格子、空间群的数目分别是_____、_____ 、_____ 、_____ 、_____ 、_____ 。 0004.晶体有两种理想形态，分别是_____和_____。 0005.晶体是指内部质点排列的固体。 0006.以NaCl晶胞中（001）面心的一个球（Cl-离子）为例，属于这个球的八面体空隙数为，所以属于这个球的四面体空隙数为。 0007.与非晶体比较晶体具有自限性、、、、和稳定性。 0008.一个立方晶系晶胞中，一晶面在晶轴X、Y、Z上的截距分别为2a、1/2a 、2/3a，其晶面的晶面指数是。 0009.固体表面粗糙度直接影响液固湿润性，当真实接触角θ时，粗糙度越大，表面接触角，就越容易湿润；当θ，则粗糙度，越不利于湿润。 0010.硼酸盐玻璃中，随着Na2O（R2O）含量的增加，桥氧数，热膨胀系数逐渐下降。当Na2O含量达到15%—16%时，桥氧又开始，热膨胀系数重新上升，这种反常现象就是硼反常现象。 0011.晶体结构中的点缺陷类型共分、和三种，CaCl2中Ca2+进入到KCl间隙中而形成点缺陷的反应式为。 0012.固体质点扩散的推动力是________。 0013.本征扩散是指__________，其扩散系数D＝_________,其扩散活化能由________和_________ 组成。0014.析晶过程分两个阶段，先______后______。 0015.晶体产生Frankel缺陷时，晶体体积_________，晶体密度_________；而有Schtty缺陷时，晶体体积_________,晶体密度_________。一般说离子晶体中正、负离子半径相差不大时，_________是主要的；两种离子半径相差大时，_________是主要的。 0016.少量CaCl2在KCl中形成固溶体后，实测密度值随Ca2+离子数/K＋离子数比值增加而减少，由此可判断其缺陷反应式为_________。 0017.Tg是_________,它与玻璃形成过程的冷却速率有关，同组分熔体快冷时Tg比慢冷时_________ ,淬冷玻璃比慢冷玻璃的密度_________,热膨胀系数_________。 0018.同温度下，组成分别为：(1) 0.2Na2O－0.8SiO2 ；(2) 0.1Na2O－0.1CaO－0.8SiO2 ;(3) 0.2CaO－0.8SiO2 的三种熔体，其粘度大小的顺序为_________。 0019.三T图中三个T代表_________, _________,和_________。 0020.粘滞活化能越_________ ,粘度越_________ 。硅酸盐熔体或玻璃的电导主要决定于_________ 。 0021.0.2Na2O-0.8SiO2组成的熔体，若保持Na2O含量不变，用CaO置换部分SiO2后，电导_________。0022.在Na2O－SiO2熔体中加入Al2O3(Na2O/Al2O3<1),熔体粘度_________。 0023.组成Na2O . 1/2Al2O3 . 2SiO2的玻璃中氧多面体平均非桥氧数为_________。 0024.在等大球体的最紧密堆积中，六方最紧密堆积与六方格子相对应，立方最紧密堆积与_______ 相对应。0025.在硅酸盐晶体中，硅氧四面体之间如果相连，只能是_________方式相连。 0026.离子晶体生成Schttky缺陷时，正离子空位和负离子空位是同时成对产生的，同时伴随_________的增加。0027.多种聚合物同时并存而不是一种独存这就是熔体结构_________的实质。在熔体组成不变时，各级聚合物的数量还与温度有关，温度升高，低聚物浓度增加。 0028.系统中每一个能单独分离出来并_________的化学均匀物质，称为物种或组元，即组份。例如，对于食盐的水溶液来说，NaCl与H2O都是组元。而Na+、Cl－、H+、OH－等离子却不能算是组元，因为它们都不能作为独立的物质存在。 0029.在弯曲表面效应中，附加压力ΔP总是指向曲面的_________，当曲面为凸面时，ΔP为正值。 0030.矿化剂在硅酸盐工业中使用普遍，其作用机理各异，例在硅砖中加入1-3％[Fe2O3＋Ca2(OH)2]做矿化剂，能使大部分a-石英不断溶解同时不断析出a-磷石英，从而促进a-石英向磷石英的转化。水泥生产中材料科学基础习题与答案
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《材料科学基础》期末考试试卷及参考答案,2019年6月
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