02-11真题武汉理工材料 - 图文(10)

武汉理工材料科学基础2010真题参考答案

一、基本概念

1，空间利用率：晶胞中原子体积与晶胞体积比值。 空隙利用率：填充某种空隙的原子占该种空隙的比值。

2，位错滑移：在外力作用下，位错线在其滑移面上的运动，结果导致晶体的永久变形。 位错爬移：在热缺陷或外力作用下，位错线在垂直其滑移面方向上的运动，其结果导致空隙或间隙质点的增殖或减少。

3，玻璃网络形成体：是容易在工艺过程中形成玻璃的具有高粘度和强度的氧化物。 玻璃网络改变体：指加入玻璃时，能够破坏玻璃网络并最终导致结晶的氧化物。 4，穿晶断裂：指通过晶粒内部而不是沿晶界发生的材料断裂。 蠕变断裂：指高温下材料发生的过度变形或扭曲，但不断裂。

5，应力腐蚀：金属材料在特定的腐蚀介质和拉应力共同作用下发生脆性断裂。 晶间腐蚀：金属材料在特定的腐蚀介质中沿材料晶界发生的一种局部腐蚀。 6，初次再结晶：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。

二次再结晶：是胚体中少数大晶粒尺寸的异常增加，其结果是个别晶粒尺寸的增加，这是区别于正常的晶粒长大的。

7，均态核化：熔体内部自发成核，称为均态核化。

非均态核化：由表面、界面效应、杂质或引入晶核剂等各种因素支配的成核过程。 8，矿化剂：在烧结过程中以某种形式加入的能降低烧结温度的物质。

二、作图题略

三、1，O/Si=3 组群状结构

2，Be2+与两个标高为65，2个标高为25的O2-配位，形成[BeO4]四面体，Al3+与三

个标高为65，3个标高为85的O2-配位，形成[AlO6]八面体，[BeO4]四面体和[AlO6]八面体之间公用标高为65，85的2个O2-离子，即共棱连接。

3，标高为65的O2-同时与一个Be2+，1个Al3+，1个Si4+相连。 静电强度=

234?1??1??1?2=O2-的电荷数，所以电价饱和。 464 4，绿宝石结构中的六节环内没有其他例子存在，使晶体结构中存在大的环形空腔，

当有电价低，半径小的Na+离子存在时，在直流电场中会表现出显著离子导电，当晶体受热时，质点热振动振幅增大，大的空腔使晶体不会有明显的膨胀，因而表现出较小的膨胀系数。 四、1，图略

2，S1不一致熔融二元化合物 S2不一致熔融三元化合物 3，E1低共融点L?S1?C?S2

E2低共熔点L?C?S2?B?

E3双升点（单转熔点）L?B??S1?S2 E4双升点（单转熔点）L?A?S1?B?

五、自由熔变化?Gr?

43?r?GV?4?r2?LS -------------------① 3d?G?4?r2?Gv?8?r?LS?0 drr*??2?LS----------------------------------------------------------② ?Gv316??LS2?LS32?LS24)?GV?4?(?)?LS??将2式带入1式得：?Gr??(? 23?Gv?Gv3?Gv''六、1，O?VCa?Vo?? CaO?Nacl型

V=?a3?(0.481?10?7)3?1.113?10?22cm3 m??a3?3.0?1.113?10?22?3.338?10?22g 分子数为：

m?6.02?1023?3.59

16?40缺陷数：4-3.59=0.41

??2???CsMg?Clcl?Vcl2，CsCl?MgCl

' x x x

CsxMg''1?xCl2?x

''''Al2O3????2Al'???2Al'?Mg?2Oo?Oi Al2O3??Mg?3Oo?VMg

MgOMgOx 2x x x 2x x

Al2xMg''1?2xO1?x Al2xMg''1?3xO（可能）

4、 （1）高价正离子占据低价正离子位置时，该位置带有正电荷，为了保持电中

性会产生间隙负离子或正离子空位。

（2）低价正离子占据高价正离子位置时，该位置该有负电荷，为了保持电中性。

会产生负离子空位或者间隙正离子。

七、1，①形成玻璃由易到难SiO2，K2O?SiO2，K2O?2SiO2

因为一价碱金属氧化物中正离子离子小半径大，为系统提供自由氧使Si/O下

降，导致原来硅氧负离子因解聚成较简单的结构单元，而使粘滞活化能降低，粘度变小，冷却过程中越易调整成规则的晶体，形成玻璃越难，所以金属氧化物含量越高越不易形成玻璃。

八、a，减小颗粒度，则总表面能增加，因而会有效加速烧结，对扩散蒸发-冷凝机

理更为突出

b，烧结是基于表面张力作用下物质迁移而实现的，高温氧化物较难烧结重要原

因之一就在于它们有较大的晶格能和较稳定的结构状态，迁移需要较高的活化能即活性较高，因而提高物料活性能促进烧结。

c，当添加物能与烧结体形成固溶体时，将使晶格畸变而得到活化，故可降低烧

结温度，使烧结和扩散速度增加。

d，气氛中气体原子尺寸越小扩散系数越大易烧结反之亦然，凡是正离子扩散起

控制作用的烧结过程，氧气氛，氧分压较高是有利的，对于易变价金属氧化物，则还原气氛可以使它们部分被还原成氧缺位型非化学计量化合物，也会因O2-离子缺位增多而加速烧结。

e，生环成型压力增大，胚体中颗粒堆积就较紧密，接触面积增大，烧结被加速。

2 （1）用杨德方程求解

（2）金斯格林格林方程计算结构更接近实际，因为杨德方程假设反应过程中，扩

散界面不变，而金斯特格林方程考虑了反应过程中扩散界面的变化，随着反应的进行，反应物体积减小，扩散截面积减小，反应所需时间少于杨德方程计算的结果。

（3）使物料均匀减小，物料颗粒度减小，比表面能越大，反应界面和扩散界面

增加，反应物层厚度减小

增大压力有助于增大颗粒的接触面积，加速物质的传递过程，使反应速度增加，适当提高反应温度，质点热运动增加，反应能力和扩散能力增加反应速度增加。

武汉理工大学

武汉理工大学2014年研究生入学考试试题

课程名称 材料科学基础

1.根据哥希密特结晶化学定律，晶体结构取决于组成质点的数量关系，例如，尖晶石结构AB2O3.

1) 列出哥希密特分类的各类型，并各举1例。 2) 提示：AX 、AX2、AX3……page39，2.5节下面。 3) 镁铝尖晶石的晶胞分子数？

4) 分别写出镁铝离子配位多面体及氧配位多面体？空隙填充率是多少？ 5) O2-离子电价是否饱和？

6) NiFe2O4是反尖晶石结构，其中的Ni2+与Fe3+离子的配位多面体分别

是？

7) 还有一问，记不得了。

2.将缺陷产生的原因进行分类，并作简单解释。

提示：page94，热缺陷、杂质缺陷、非化学计量缺陷、电荷缺陷……，

3.玻璃的通性包括？镁橄榄石和长石哪个容易形成玻璃？

4.水在光滑的石蜡表面接触角是110°~140°之间，在粗糙石蜡表面上为140°~150°之间，试推导粗糙对于润湿的影响，并总结出结果。 提示：page226的那一堆公式，以及结论。

然后每个各做简短描述。

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