武汉理工大学2006年研究生入学考试真题及答案--材料科学基础

课程材料科学基础

（共3页，共十题，答题时不必抄题，标明题目序号，相图不必重画,直接做在试卷上）

一、填空题（1.5×20=30分）

1. 结晶学晶胞是（）。

2. 扩散的基本推动力是（），一般情况下以（）形式表现出来，扩散常伴随着物质的（）。

3. 晶面族是指（）的一组晶面，同一晶面族中，不同晶面的（）。

4. 向MgO、沸石、TiO

、萤石中，加入同样的外来杂质原子，可以预

2

料形成间隙型固溶体的固溶度大小的顺序将是（）。

5. 根据烧结时有无液相出现，烧结可分为（），在烧结的中后期，与烧结同时进行的过程是（）。

6. 依据硅酸盐晶体化学式中（）不同，硅酸盐晶体结构类型主要有（）。

7. 液体表面能和表面张力数值相等、量纲相同，而固体则不同，这种说法是（）的，因为（）。

8. 二级相变是指（），发生二级相变时，体系的（）发生突变。

9. 驰豫表面是指（），NaCl单晶的表面属于是（）。

10. 固态反应包括（），化学动力学范围是指（）。

)、c镁橄榄石三11．从熔体结构角度，估计a长石、b辉石(MgO·SiO

2

种矿物的高温熔体表面张力大小顺序（）。

结构中，已知钛离子、钙离子和氧离子半径分别为0.068nm，二、CaTiO

3

0.099nm，0.132nm。（15分）

1. 晶胞中心的钛离子是否会在八面体空隙中“晃动”；

的晶格常数；

2. 计算TiCaO

3

3. 钛酸钙晶体是否存在自发极化现象，为什么？三、在还原气氛中烧结含有TiO

2的陶瓷时，会得到灰黑色的TiO

2-x

：（15分）

1．写出产生TiO

2-x

的反应式；

2．随还原气氛分压的变化，该陶瓷材料的电导率和密度如何变化？

3．从化学的观点解释该陶瓷材料为什么是一种n型半导体。

四、选择题：下列2题任选1题（12分）

1. 简述金属材料、无机非金属材料以及高分析材料腐蚀的特点。

2. 试述材料疲劳失效的含义及特点。

五、现有三种陶瓷材料，它们的主要使用性能如下：（15分）

在烧结过程中希望材料获得预期的显微结构以使材料最佳性能充分发挥，在控制显微结构因素和工艺条件上应主要考虑哪些相关因素？

六、熔体结晶时：（1）图示核化速率-温度、晶化速率-温度关系及其对总结晶速率的的影响；

（2）核化速率与晶化速率的不同对新相的显微结构有何影响，为什么？

（3）指出在哪一温度范围内对形成玻璃有利，为什么？（12分）

七、X射线给出立方MgO的晶胞参数是0.4211nm，它的密度是3.6g/cm3。（Mg2+和O2-、Al3+摩尔质量分别是24.3和16、27）（12分）

1．求单位晶胞中有多少Mg2+和O2-；

2．若有0.05molAl

2O

3

溶解于晶格中，计算密度改变百分数是多少？

八、当反应物通过产物层的扩散控制速率时，由NiO和Cr

2O

3

的球形颗粒形成

NiCr

2O

4

晶体，假定NiO颗粒包围着Cr

2

O

3

颗粒，反应符合杨德动力学规律。（15

分）

1. 请绘出反应初期的反应模型，并推导反应初期的形成速率关系；

2. 在1300度，NiCr

2O

4

中D

Cr3+

>D

Ni2+

>D

O2-

，试问哪一个离子控制着NiCr

2

O

4的形成速率？为什么？

3. 如将细铂丝涂在两种氧化物NiO和Cr

2O

3

的分界线上，然后将这些压

制成型的样

品进行扩散退火(标记物铂丝非常细，不影响离子在不同氧化物之间的扩散)。在保持电中性的前提下，判断铂丝将向哪一方向移动？

九、下图是A-B-C三元系统相图，根据相图回答下列问题：（24分）

1. 判断化合物S

1、S

2

、S

3

的性质；

2. 用箭头表示相区界线温度变化方向及界线性质；

3. 划分副三角形，并写出各三元无变量点的平衡过程及性质；

4. 用规范化写法写出M点对应组分的平衡结晶过程；

5. N点对应的三元组成点加热时在那一点温度下开始出现液相？哪一点温度下完全熔化？

第9题图武汉理工材料科学基础2006考研参

一、

1，从晶体结构中抽取出来反应晶体周期性和对称性的最小重复单元。

2，化学位梯度，浓度梯度，定向移动

3，原子排列状况相同但位向不同，指数的数字相同，但数序和正负号不同

4，沸石＞萤石＞TiO2＞MgO

5，固相烧结和液相烧结再结晶和晶粒长大

6，Si/O 比例，岛状、组群状、链状、层状、架状

7，对，固体表面原子不能自由移动

8，相变是化学位及其一阶偏导数相等，而二阶偏导数不相等的相变，热容、体积膨胀系数、压缩系数

9，由于表面原子变形、极化和重排而引起的表面原子相对于正常位置上下移动的表面10，界面上的化学反应和反应物在产物层的扩散两个过程，反应物在产物层的扩散速度远大于化学反应速率的范畴。

11，c＞b＞a