武汉理工大学06年材料科学基础考研试题

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、TiO2、萤石中，加入同样的外来杂质原子，可以预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（ ）。

    11．从熔体结构角度，估计a长石、b辉石(MgO·SiO2)、c镁橄榄石三种矿物的高温熔体表面张力大小顺序（ ）。

二、CaTiO3结构中，已知钛离子、钙离子和氧离子半径分别为 0.068nm， 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”；

    2. 计算TiCaO3的晶格常数；

    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TiO2的陶瓷时，会得到灰黑色的TiO2-x：（15分）

    1．写出产生TiO2-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）

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0.05molAl2O3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Cr2O3的球形颗粒形成NiCr2O4晶体，假定NiO颗粒包围着Cr2O3 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，NiCr2O4中DCr3+>DNi2+>DO2-，试问哪一个离子控制着NiCr2O4的形成速率？为什么？ 

    3. 如将细铂丝涂在两种氧化物NiO和Cr2O3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S1、S2、S3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？