武漢理工大學(xué)材料科學(xué)基礎(chǔ)考研真題

1、武漢理工大學(xué)2002年研究生入學(xué)考試試題第一部分必做題一、下圖是立方晶胞示意圖，其中 I位于HA的中點(diǎn)，J、K、L分別是BCFE CDGF EFGH 三個面的中心：（12分）1 .請你在圖上標(biāo)出或分別寫出 BCFE CDGF EFGH BCI BDGE A兩晶面的晶面指數(shù)（密 勒指數(shù)）。2 .寫出AB AC AE AF AG AJ AK AL 八個晶向的晶向指數(shù)。3 .寫出111晶面族的所有等價晶面。二、Na20tl體結(jié)構(gòu)屬于螢石型結(jié)構(gòu)。（15分）1 .試畫出Na2O的晶胞結(jié)構(gòu)圖。2 .根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)指出3離子的配位數(shù)。3 .該結(jié)構(gòu)存在解理現(xiàn)象嗎？請說明理由。4 . Na2O晶體在擴(kuò)散溫度范圍進(jìn)

2、行擴(kuò)散處理時，結(jié)構(gòu)中易出現(xiàn)何種機(jī)制的擴(kuò)散？為什5 .在Na2OcaOSiO源統(tǒng)玻璃中，Na2O對該體系玻璃的電導(dǎo)率和化學(xué)穩(wěn)定性有什么影響？怎樣抑制其不利影響？三、（16分）1.寫出如下雜質(zhì)進(jìn)入基質(zhì)晶體后可能出項的典型的缺陷反應(yīng)方程式（即對應(yīng)典型的置換型固溶體和間隙型固溶體的形成過程的方程式）。（1） MgOffl入 Al2O3 中；（2） TiO2 加入 Al2O3 中;2 .據(jù)此總結(jié)書寫組成缺陷反應(yīng)方程式的規(guī)律性。3 .燒結(jié)Al2O3陶瓷時經(jīng)常加入 MgO或TiO2以降低燒結(jié)溫度，根據(jù)缺陷化學(xué)原理說明加 入哪一種外加劑更能促進(jìn)燒結(jié)。四、下圖是ABC三元系統(tǒng)相圖，其中有二個二元化合物D F及一

3、個三元化合物 G根據(jù)此相圖完成下列問題：（20分）1 .劃分副三角形，用剪頭表示界線上溫度下降的方向（包括各二元系統(tǒng)）。2 .寫出M點(diǎn)配料的熔體平衡冷卻析晶時固、液相組成的變化過程。3 .計算熔體M結(jié)晶結(jié)束時，各相的百分含量（以線段比表示）。若液相組成剛到達(dá)該結(jié) 晶結(jié)束點(diǎn)時，各相的百分含量又為若干（同樣以線段表示）？4 .加熱組成為P Q的物料，在什么溫度下開始出現(xiàn)液相，到什么溫度時完全熔融？五、敘述相變的總體分類方法：從熱力學(xué)分來，可以細(xì)分為哪幾類？并舉例說明。（12分）六、材料按其基本組成可分為幾類？舉例說明之，并闡述各類材料特有的性質(zhì)。（10分）第二部分選做題七、解釋下列基本概念（四個中

4、任選兩個）。（5分）金屬間化合物 聚合物 壓電陶瓷 結(jié)構(gòu)陶瓷八、下列兩題任選一題（10分）。1 .試述金屬材料強(qiáng)化的途徑。2 .試述脆性材料韌化的途徑。第四題圖武漢理工大學(xué)2003年研究生入學(xué)考試試題（共3頁，共十一題，答題時不必抄題，標(biāo)明題目序號，相圖直接做在試卷上）一、解釋下列基本概念（1.5 X20=30分）初次再結(jié)晶；二次再結(jié)晶；上坡擴(kuò)散；擴(kuò)散通量；高分子的鏈結(jié)構(gòu)；高分子的聚集態(tài)結(jié)構(gòu)；位錯滑移，位錯爬移；結(jié)晶學(xué)晶胞；彌勒指數(shù)；玻璃轉(zhuǎn)變溫度；非晶態(tài)結(jié)構(gòu)弛豫;金屬固溶體；金屬間化合物；重構(gòu)表面；弛豫表面；一級相變；重構(gòu)型轉(zhuǎn)變；廣義固相 反應(yīng)；礦化劑二、白云母的理想化學(xué)式為 KAl2AlSi

5、3O10（OH）2 ,其結(jié)構(gòu)如下圖所示，試分析白云母的結(jié)構(gòu)類型、層的構(gòu)成及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、層內(nèi)電性及層間結(jié)合。（15分）第2題圖三、BaTiO3和CaTiO3均為鈣鈦礦型結(jié)構(gòu)但 BaTiO3晶體具有鐵電性而 CaTiO3卻沒有， 請給予解釋。（10分）四、分析小角度晶界和大角度晶界上原子排列特征以及對材料動力學(xué)的擴(kuò)散過程有何影響？（8分）五、在制造ZrO2耐火材料時通常會加入一定量的 CaO以改善耐火材料的性能，試解釋其作用原理，并寫出雜質(zhì)進(jìn)入基質(zhì)的固溶方程式。（10分）六、從金屬、硅酸鹽、高聚物材料的結(jié)構(gòu)、熔體特征等方面分析這三類材料的結(jié)晶有什么共性及個性。（15分）七、已知新相形成時除過界面能以

6、外單位體積自由烙變化為1xi08J/m3,比表面能為1J/m2,應(yīng)變能可以忽略不計。 試計算界面能為體積自由能的 1%寸球形新相的半徑。與臨 界半徑比較，此時的新相能否穩(wěn)定長大？形成此新相時系統(tǒng)自由烙變化為多少？ （12分）八、寫出下圖三元無變量點(diǎn)的平衡過程，指出無變量點(diǎn)的性質(zhì)，畫出三元無變量點(diǎn)與對應(yīng)的副三角形的幾何分布關(guān)系。（8分）九、根據(jù)下面的三元系統(tǒng)相圖回答問題（22分）1 .指出圖中化合物 S1、S2、S3的性質(zhì)2 .用箭頭在圖中標(biāo)出界線溫度變化方向及界線性質(zhì)3 .寫出組成點(diǎn)1的平衡冷卻過程4 .組成點(diǎn)2冷卻時最先析出種晶相？在哪一點(diǎn)結(jié)晶結(jié)束？最終產(chǎn)物是什么?5 .組成點(diǎn)3加熱時在哪一

7、點(diǎn)開始出現(xiàn)液相？在哪一點(diǎn)完全熔化？21十、根據(jù)堿金屬、堿土金屬、過渡金屬、貴金屬的能帶結(jié)構(gòu)之差異分析各種金屬導(dǎo)電性 的差別。（10分）H一、選作題（下列3題任選1題，10分）1 .從組成、結(jié)合健、原子排列等方面闡述金屬材料的結(jié)構(gòu)特征及主要性質(zhì)。2 .從組成、結(jié)合健、原子排列等方面闡述陶瓷材料的結(jié)構(gòu)特征及主要性質(zhì)。3 .從組成、結(jié)合健、原子排列等方面闡述高分子材料的結(jié)構(gòu)特征及主要性質(zhì)。武漢理工大學(xué)2004年研究生入學(xué)考試試題（共3頁，共十題，答題時不必抄題，標(biāo)明題目序號，相圖不必重畫，直接做在試題紙一、判斷下列敘述是否正確？若不正確，請改正（30分）1 .結(jié)晶學(xué)晶胞是反映晶體結(jié)構(gòu)周期性的最小重復(fù)

8、單元。2 .熱缺陷是溫度高于絕對零度時，由于晶體組成上的不純凈性所產(chǎn)生的一種缺陷。3 .晶面指數(shù)通常用晶面在晶軸上截距的互質(zhì)整數(shù)比來表示。4 .固溶體是在固態(tài)條件下，一種物質(zhì)以原子尺寸溶解在另一種物質(zhì)中所形成的單相均 勻的固體。5 .擴(kuò)散的推動力是濃度梯度，所有擴(kuò)散系統(tǒng)中，物質(zhì)都是由高濃度處向低濃度處擴(kuò)散。6 .初次再結(jié)晶的推動力是晶界過剩的自由烙。7 .在熱力學(xué)平衡條件下，二元凝聚系統(tǒng)最多可以3相平衡共存，它們是一個固相、一個液相和一個氣相。8 .臨界冷卻速率是形成玻璃所需要的最小冷卻速率，臨界冷卻速率越大越容易形成非 晶體。9 .馬氏體相變是一種無擴(kuò)散性相變，相變時成分發(fā)生變化但結(jié)構(gòu)不變。

9、10 .在臨界溫度、臨界壓力時，化學(xué)勢及其一階偏導(dǎo)數(shù)連續(xù)，二階偏導(dǎo)數(shù)不連續(xù)的相變 為二級相變，發(fā)生二級相變時，體系的體積和熱焙發(fā)生突變。11 .馳豫表面是指在平行于表面的方向上原子間距不同于該方向上晶格內(nèi)部原子間距的 表面。12 .固態(tài)反應(yīng)包括界面化學(xué)反應(yīng)和反應(yīng)物通過產(chǎn)物層的擴(kuò)散等過程，若化學(xué)反應(yīng)速率遠(yuǎn)大于擴(kuò)散速率，則動力學(xué)上處于化學(xué)動力學(xué)范圍。二、ZnS的一種結(jié)構(gòu)為閃鋅礦型結(jié)構(gòu)， 已知鋅離子和硫離子半徑分別為rZn2+=0.068nm,rs2-0.156nm ,原子質(zhì)量分別為 65.38和32.06。1 .畫出其晶胞結(jié)構(gòu)投影圖；2 .計算ZnS的晶格常數(shù)；3 .試計算ZnS的晶體的理論密度。

10、（15分）三、FeO結(jié)構(gòu)屬于NaCl型結(jié)構(gòu)，其中氧的摩爾分?jǐn)?shù) x0=0.52 ,晶格常數(shù)為0.429nm,由 于存在正離子缺位，所以對應(yīng)地存在一部分Fe3+離子。試計算1 .這種氧化鐵中Fe2+/Fe3+離子比值2 .這種氧化鐵的密度。（10分）四、陶瓷材料制成的器件在外界溫度發(fā)生急劇變化時為什么容易發(fā)生開裂或破碎？如何提高陶瓷材料抗熱震性能？ （8分）五、試述高分子材料老化的類型及原因。（12分）六、金屬材料、陶瓷材料中晶粒的大小與什么有關(guān)？晶粒大小對材料的宏觀性質(zhì)有何影響？工藝上如何控制晶粒尺寸？ （15分）七、根據(jù)玻璃的形成條件，對下列幾種物質(zhì)形成玻璃的難易程度進(jìn)行排序，并說明理由。（1

11、0 分）Cu SiO2 Na2O SiO2 Na2O 2SiO2 NaCl10分）八、從材料科學(xué)角度分析晶體的實際強(qiáng)度為什么遠(yuǎn)低于理論強(qiáng)度。（九、已知Zn2+和Cr3+在尖晶石ZnCr2O4中的自擴(kuò)散系數(shù)與溫度的關(guān)系分別為口當(dāng)/國口 a =3，二中（一3577324.18/門小，樂生必=8 3x1 0 , Ksp（一338904x4.18 J/wo；1 .試求1403K時Zn2+和Cr3+在ZnCr2O4中的擴(kuò)散系數(shù)。2 .如將細(xì)粕絲涂在兩種氧化物ZnO和Cr2O3的分界線上，然后將這些壓制成型的樣品進(jìn)行擴(kuò)散退火。（標(biāo)記物粕絲非常細(xì)，不影響離子在不同氧化物之間的擴(kuò)散）。根據(jù)所得 數(shù)據(jù)判斷粕絲將

12、向哪一方向移動？3 .畫出ZnO和Cr2O3接觸、反應(yīng)并形成ZnCr2O4的反應(yīng)模型，并寫出接觸界面上的化學(xué) 反應(yīng)。（16分）十、下圖是A-B-C三元系統(tǒng)相圖，根據(jù)相圖回答下列問題：1 .在圖上劃分副三角形、用箭頭表示各條線上溫度下降方向及界線的性質(zhì)；2 .判斷化合物DK F的性質(zhì)；3 .寫出各三元無變量點(diǎn)的性質(zhì)及其對應(yīng)的平衡關(guān)系式；4 .寫出組成點(diǎn)G在完全平衡條件下的冷卻結(jié)晶過程；5 .寫出組成點(diǎn)H在完全平衡條件下的冷卻時，液相組成點(diǎn)剛到達(dá)E4點(diǎn)和結(jié)晶結(jié)束時各相的百分含量（用線段比表示）。（24分）武漢理工大學(xué)2005年研究生入學(xué)考試試題一、解釋下列基本概念，并簡述其與材料（或晶體）性質(zhì)或性

13、能的關(guān)系（36分）空間利用率位錯滑移硼反常馳豫界面獨(dú)立析晶晶界擴(kuò)散非均態(tài)核化彌散強(qiáng)化 礦化劑 二次再結(jié)晶 應(yīng)力腐蝕 穿晶斷裂二、鈣鈦礦ABO3型結(jié)構(gòu)屬于立方晶系，其中2價正離子位于立方晶胞頂點(diǎn)位置，4價正離子位于立方晶胞體心位置，2價負(fù)離子位于立方晶胞面心位置。（20分）1 .畫出鈣鈦礦型結(jié)構(gòu)的晶胞投影圖；2 .指出晶胞中各離子的配位數(shù)；3 .根據(jù)鮑林規(guī)則計算 02-離子電價是否平衡；4.BaTiO3和CaTiO3都屬于鈣鈦礦結(jié)構(gòu)，其中 BaTiO3晶體具有鐵電效應(yīng)而 CaTiO3沒 有，請從結(jié)構(gòu)方面予以解釋；5.證明形成理想鈣鈦礦結(jié)構(gòu)時，兩種陽離子半徑rA、 rB與氧離子半徑rO之間滿足下面

14、的關(guān)系式rA+rO = 心 （rB+rO）三、計算題（15分）1 .MgO晶體中，Schotiky缺陷的生成能為6eV,計算在25度和1600度時熱缺陷的濃度。（1eV=1.6*10-19 J2 .如果MgO晶體中，含有10-6mol的Al2O3雜質(zhì)，則在1600度時，MgO晶體中是熱缺 陷占優(yōu)還是雜質(zhì)缺陷占優(yōu)勢，說明原因。3 .此時MgO晶體中的擴(kuò)散是本征擴(kuò)散還是非本征擴(kuò)散占主導(dǎo)地位？4 .如果Al2O3雜質(zhì)的含量為10-8mol,其In D 1/T曲線轉(zhuǎn)折點(diǎn)向何方移動，為什么？20分）四、請闡述書寫缺陷反應(yīng)方程式時應(yīng)遵循的基本原則，依據(jù)上述原則寫出下列缺陷反應(yīng) 方程式，根據(jù)書寫過程總結(jié)出寫

15、組成缺陷反應(yīng)方程式的一般規(guī)律。（1 . ZrO2 加入 A12O3 中;2 .CaF2 力口入 YF3 中；五、在成核-生長相變中，當(dāng)形成半徑為r的球形新相時，整個系統(tǒng)自有烙的變化Gr應(yīng)為體積的自有烙變化、界面能變化和應(yīng)變能變化的代數(shù)和，即AC? =+4 k沖空 + -Th 式中：為球形新相的半徑，為液-固界面能， Gv、 Ge分別為除去界面能外 單位體積的自有烙和界面能變化。（12分） 1.確定新相可以穩(wěn)定成長的臨界半徑及相變勢壘；2 .在什么情況下處理問題時可以忽略應(yīng)變能的影響？3 .說明新相形成初期溫度起伏與新相形成的關(guān)系。六、下圖是CaO-Al2O3-SiO2系統(tǒng)中的富鈣部分 CaO-

16、C2S-C12A7系統(tǒng)，根據(jù)相圖解答 以下問題。（27分）1 .請將該區(qū)域副三角形化；2 .用箭頭表示界線溫度變化的方向及界線性質(zhì)；3 .判斷化合物 C2S、C3S、C3A、C12A7的性質(zhì)；4 .寫出H、K、F點(diǎn)的平衡過程，并指出無變量點(diǎn)的性質(zhì)；5 .寫出P點(diǎn)的平衡結(jié)晶過程；6 .比較1、2、3點(diǎn)平衡條件下的結(jié)晶產(chǎn)物；StO,7 . P點(diǎn)的組成實際冷卻過程中會發(fā)生獨(dú)立析晶現(xiàn)象嗎？ 七、選擇題。在下面6道題中任選2題。（10*2分） 1.燒結(jié)中后期的正常晶粒長大與二次再結(jié)晶有什么區(qū)別？ 2.簡述影響擴(kuò)散的因素。3 .簡述影響固相反應(yīng)速率的因素。4 .論述廣義腐蝕對材料性能的影響。5 .分析表面

17、粗糙度對表面力場及潤濕的影響。6 .敘述非晶態(tài)金屬和晶態(tài)金屬在結(jié)構(gòu)和性質(zhì)上的差異。武漢理工大學(xué)2006年研究生入學(xué)考試試題（共3頁，共十題，答題時不必抄題，標(biāo)明題目序號，相圖不必重畫，直接做在試卷上） 一、填空題（1.5 X 20=30 分）1 .結(jié)晶學(xué)晶胞是（）。2 .擴(kuò)散的基本推動力是（），一般情況下以（）形式表現(xiàn)出來，擴(kuò)散常伴隨著物質(zhì) 的（）。3 .晶面族是指（）的一組晶面，同一晶面族中，不同晶面的（）。4 .向MgO沸石、TiO2、螢石中，加入同樣的外來雜質(zhì)原子，可以預(yù)料形成間隙型固溶 體的固溶度大小的順序?qū)⑹牵ǎ? .根據(jù)燒結(jié)時有無液相出現(xiàn)，燒結(jié)可分為（），在燒結(jié)的中后期，與燒結(jié)同

18、時進(jìn)行的過程是（）。6 .依據(jù)硅酸鹽晶體化學(xué)式中（）不同，硅酸鹽晶體結(jié)構(gòu)類型主要有（）。7 .液體表面能和表面張力數(shù)值相等、量綱相同，而固體則不同，這種說法是（）的,因為（）。8 .二級相變是指（），發(fā)生二級相變時，體系的（）發(fā)生突變。9 .馳豫表面是指（），NaCl單晶的表面屬于是（）。10 .固態(tài)反應(yīng)包括（），化學(xué)動力學(xué)范圍是指（）。11 .從熔體結(jié)構(gòu)角度，估計 a長石、b輝石（MgO- SiO2）、c鎂橄欖石三種礦物的高溫熔 體表面張力大小順序（）。二、CaTQ結(jié)構(gòu)中，已知鈦離子、鈣離子和氧離子半徑分別為資“ - 0.068nm,曜"一0.099nm,廠爐一 一 0.132nm

19、。（15 分）1 .晶胞中心的鈦離子是否會在八面體空隙中“晃動”；2 .計算TiCaQ的晶格常數(shù)；3 .鈦酸鈣晶體是否存在自發(fā)極化現(xiàn)象，為什么？三、在還原氣氛中燒結(jié)含有 TiO2的陶瓷時，會得到灰黑色的 TiO2-x： （15分）1 .寫出產(chǎn)生TiO2-x的反應(yīng)式；2 .隨還原氣氛分壓的變化，該陶瓷材料的電導(dǎo)率和密度如何變化？3 .從化學(xué)的觀點(diǎn)解釋該陶瓷材料為什么是一種n型半導(dǎo)體。四、選擇題：下列2題任選1題（12分）1 .簡述金屬材料、無機(jī)非金屬材料以及高分析材料腐蝕的特點(diǎn)。2 .試述材料疲勞失效的含義及特點(diǎn)。五、現(xiàn)有三種陶瓷材料，它們的主要使用性能如下：（15分）材料最佳性能用途Y2Q透明

20、，光線傳遞光學(xué)激光桿Si3N4高溫強(qiáng)度，抗蠕變?nèi)細(xì)廨啓C(jī)部件含Co鐵氧體較頑力高能量永久磁鐵在燒結(jié)過程中希望材料獲得預(yù)期的顯微結(jié)構(gòu)以使材料最佳性能充分發(fā)揮，在控制顯微結(jié)構(gòu)因素和工藝條件上應(yīng)主要考慮哪些相關(guān)因素？六、熔體結(jié)晶時：（1）圖示核化速率-溫度、晶化速率-溫度關(guān)系及其對總結(jié)晶速率的 的影響；（2）核化速率與晶化速率的不同對新相的顯微結(jié)構(gòu)有何影響，為什么？（3）指出在哪一溫度范圍內(nèi)對形成玻璃有利，為什么？ （12分）七、X射線給出立方 MgO勺晶胞參數(shù)是0.4211nm,它的密度是3.6g/cm 3。（Mg2+和 首、 A13+摩爾質(zhì)量分別是24.3和16、27） （ 12分）1 .求單位晶

21、胞中有多少 Md+和C2-;2 .若有0.05molAl 2Q溶解于晶格中，計算密度改變百分?jǐn)?shù)是多少？八、當(dāng)反應(yīng)物通過產(chǎn)物層的擴(kuò)散控制速率時，由 NiO和CrzQ的球形顆粒形成NiC2。晶 體，假定NiO顆粒包圍著Cr2O3顆粒，反應(yīng)符合楊德動力學(xué)規(guī)律。（15分）1 .請繪出反應(yīng)初期的反應(yīng)模型，并推導(dǎo)反應(yīng)初期的形成速率關(guān)系；2 .在1300度，NiCrQ中Dcr3+>DNi2+>»-,試問哪一個離子控制著 NiCrzQ的形成速率？為 什么？3 .如將細(xì)粕絲涂在兩種氧化物NiO和C2O的分界線上，然后將這些壓制成型的樣品進(jìn)行擴(kuò)散退火（標(biāo)記物粕絲非常細(xì)，不影響離子在不同氧化物

22、之間的擴(kuò)散）。在保持電中性的前提下，判斷粕絲將向哪一方向移動？九、下圖是A-B-C三元系統(tǒng)相圖，根據(jù)相圖回答下列問題：（24分）1 .判斷化合物S、S2、S3的性質(zhì)；2 .用箭頭表示相區(qū)界線溫度變化方向及界線性質(zhì)；3 .劃分副三角形，并寫出各三元無變量點(diǎn)的平衡過程及性質(zhì)；4 .用規(guī)范化寫法寫出 M點(diǎn)對應(yīng)組分的平衡結(jié)晶過程；5 . N點(diǎn)對應(yīng)的三元組成點(diǎn)加熱時在那一點(diǎn)溫度下開始出現(xiàn)液相？哪一點(diǎn)溫度下完全熔 化？第9題圖武漢理工大學(xué)2007年研究生入學(xué)考試試題一、（30分）解釋下列基本概念同質(zhì)多晶、重建型轉(zhuǎn)變、熱釋電效應(yīng)、位錯的爬移、大角度晶界、網(wǎng)絡(luò)形成體、表面化學(xué)力、 凝聚系統(tǒng)、穩(wěn)定擴(kuò)散、非擴(kuò)散型

23、相變、礦化劑、晶粒長大、廣義材料腐蝕、蠕變、鐵彈性效應(yīng)二、（20分）鎂鋁尖晶石 MgAl2O4晶體結(jié)構(gòu)中，氧離子作面心立方堆積，結(jié)構(gòu)中A塊和B塊的質(zhì)點(diǎn)配置見圖。1 .A塊、B塊主要反映的是哪種離子的配位情況？寫出其配位多面體和配位數(shù)；（4分）2 .指出結(jié)構(gòu)中氧離子的配位數(shù)和配位多面體，并判斷其電價是否飽和；（4分）3 .若尖晶石的晶胞分子數(shù)為8,且A塊、B塊在空間交替出現(xiàn)，請構(gòu)造尖晶石的單位晶胞；（4分）4 .計算結(jié)構(gòu)中空隙填充率；5 .分析該結(jié)構(gòu)是正尖晶石還是反尖晶石。（4分）三、（20分）1 .硅酸鹽晶體滑石的化學(xué)式為Mg3Si4O10 （OH） 2,判斷其結(jié)構(gòu)類型，用氧化物寫法表征滑石的

24、分子式，分析其結(jié)晶習(xí)性。2 .在鈉硅酸鹽玻壬中，分析 Na2O對熔體粘度的影響，并說明理由。3 .為什么相同組成的固體的表面能總是高于液體的表面能？四、（20分）1、CaO形成肖特基缺陷，寫出其缺陷反應(yīng)方程式，并計算單位晶胞 CaO的肖特基缺陷數(shù)（CaO 的密度是3.2克/厘米3,晶格參數(shù)是0.481nm,分子量56）;2 .CsCl溶入MgCl2中形成空位型固溶體，寫出固溶體的化學(xué)式；3 .A12O3摻入到MgO中，請寫出二個合理的方程及其固溶體的化學(xué)式。五、（10分）已知Mg2+、A13+和02-在尖晶石MgAl2O4中的自擴(kuò)散系數(shù)與溫度的關(guān)系分 別為。噂=7,8 10-3 ep(-257

25、700x4 lBJ/加加、*)幽 / g4 二9一3X1產(chǎn)芯-筌也以出吧，5*RT=1.8 xlO-3 exp( 1 .試求出1282K時Mg2+、A13+和02-在尖晶石 MgAl2O4中的擴(kuò)散系數(shù)。2 .若在此溫度下，02-基本不動，哪種離子控制著MgAl2O4的生成，為什么? 六、（10分）銅的熔點(diǎn) Tm=1385K,在過冷度A T=0.3Tm時，通過均相成核得到晶體銅，計算該溫度下的臨界核坯半徑及臨界核坯原子數(shù)。（M=63.54 ,密度=9.0克/厘米3, AH=1628J/mol , 丫 =1.77*10-5J/cm3< ,設(shè)銅為面心立方晶體，a=0.3615nm）七、（10分

26、）燒結(jié)過程中，初次再結(jié)晶、晶粒長大和二次再結(jié)晶的推動力分別是什么？假設(shè)某氧化物的燒結(jié)初期滿足以下動力學(xué)關(guān)系，即5二6 1 為了提高燒結(jié)初期的線收縮率，有人建議將原料的粒度降低一半，=l-vpr 3 有人建議將燒結(jié)時間延長一倍，你認(rèn)為哪一種方法更有效，為什岳?么？八、（10分）粒徑為1科球狀A(yù)12O3由過量的MgO微粒包圍，觀察尖晶石的形成，在恒定溫度下，第1小時有20%的A12O3起了反應(yīng)，計算完全反應(yīng)的時間。1 .用楊德方程計算；2 .用金斯特林格方程計算；3上匕較以上兩個結(jié)果并分析產(chǎn)生差異的原因。九、（20分）如圖為Na2O-CaO-SiO2系統(tǒng)部分相圖，根據(jù)此三元系統(tǒng)相圖解答下列問題：1

27、 .判斷化合物 NC3S6 NCS5 N3S8 NS的性質(zhì)；（4分）2 .用箭頭表示未標(biāo)注溫度變化的相區(qū)界線的溫度變化方向及界線性質(zhì)；（4分）3 .寫出三元無變量點(diǎn) Q P H的平衡過程及性質(zhì)；（4分）4 .用規(guī)范化寫法寫出1點(diǎn)對應(yīng)組份的平衡結(jié)晶過程。（8分）武漢理工大學(xué)2008年研究生入學(xué)考試試題一、填空題（每空1分，共20分）1 .等徑球面心立方結(jié)構(gòu)的單位晶胞中分子數(shù)是（），配位數(shù)是（）。2 .形成弗侖克爾缺陷時，其特征是（）和（）成對出現(xiàn)。3 .固溶體是在固態(tài)條件下，一種物質(zhì)以原子尺寸（）在另一種基體中所形成的單相均勻的（）。4 .Fick擴(kuò)散第一定律的一維表達(dá)式為（），是一個（）表達(dá)式

28、。5 .重構(gòu)表面是指在（）質(zhì)點(diǎn)間距不同于晶體內(nèi)部的表面，形成重構(gòu)表面會導(dǎo)致晶體的（）增加。6 .材料或構(gòu)件在（）作用下發(fā)生的破壞稱為疲勞破壞或疲勞失效，柑橘疲勞周次大小分為 （）和（）。7 .燒結(jié)的中后期，正常晶粒長大的推動力為（），它是指（）。8 .不同的固態(tài)反應(yīng)在反應(yīng)機(jī)理上可能相差很大，但都包含（）和（）這兩個基本的過程。9 .從熔融態(tài)向玻璃態(tài)的轉(zhuǎn)化取決于（）速率和（）。10 .螺位錯的柏氏矢量與位錯呈（）關(guān)系。二、晶體結(jié)構(gòu)分析（20分）1.根據(jù)纖鋅礦（六方 ZnS）結(jié)構(gòu)圖回答下列問題（12分）：（1）指出結(jié)構(gòu)中正負(fù)離子的堆積方式；（2）寫出正負(fù)離子的配位數(shù)及配位多面體；（3）分別計算立方

29、柱晶胞和平行六面體晶胞的晶胞分子數(shù)；（4）纖鋅礦結(jié)構(gòu)為何具有熱釋電性？2.簡述硅酸鹽晶體結(jié)構(gòu)的基本特點(diǎn)（ 8分）。0 $2- Zrt2 +三、晶體結(jié)構(gòu)缺陷（20分）1 .將CaO中摻入到ZrO2中，請寫出二個可能的方程，并寫出對應(yīng)的固溶體化學(xué)式。（12分2.對于MgO、A12O3和Cr2O3 ,其正、負(fù)離子的半徑分別為 0.47、0.36和0.40,則A12O3 和Cr2O3形成連續(xù)固溶體。（8分）（1）這個結(jié)果可能嗎，為什么？（2）試預(yù)計，MgO- Cr2O3系統(tǒng)中的固溶度是有限的還是無限的，為什么？四、1.已知CaF2的表面能和硬度均大于 PbI2,請判斷CaF2、PbI2表面雙電層的厚度

30、的大 小，為什么會產(chǎn)生上述現(xiàn)象。（8分）2 .在真真空下的氧化鋁表面張力約為0.9J/m2,液態(tài)鐵的表面張力為1.72J/m2,同樣條件下的表面張力（液態(tài)鐵-氧化鋁）約為2.3J/m2,液態(tài)鐵能否潤濕氧化鋁？ （7分）五、分析熔體 Na2O2SiO2、Na2OSiO2、2Na2OSiO2的粘度以及表面張力的大小，并比較其形成玻璃的能力。（20分）六、假設(shè)液-固相變中晶核為球形。（10分）1 .寫出均態(tài)形核時的能量方程，推導(dǎo)相變勢壘A Gr*和臨界晶核半徑r*表達(dá)式。. 匕內(nèi)務(wù)ACjr =-2 .證明相變勢壘A Gr*和臨界晶核體積 Vc之間的關(guān)系為：2（試中A Gv為單位體積液-固兩相自由能差

31、）七、燒結(jié)MgO時加入少量FeO,在氫氣氛和氧分壓低時都不能促進(jìn)燒結(jié)，只有在氧分壓高的氣氛下才促進(jìn)燒結(jié)。試分析其原因。（10分）八、已知碳在面心立方鐵中的擴(kuò)散活化能為Qc=140*10 3j/moi,饃在面心立方鐵中的擴(kuò)散活說明原因。（10化能為QNi=283*10 3J/mol,據(jù)此判斷碳和饃在面心立方鐵中的擴(kuò)散系數(shù)大小,九、根據(jù)A-B-C三元系統(tǒng)相圖回答下列問題（25分）1 .在相圖上劃分副三角形，用箭頭表示各條界線上溫度下降的方向及界線的性質(zhì);2 .判斷化合物D、F的性質(zhì)；3 .寫出各三元無變量點(diǎn)的性質(zhì)及其對應(yīng)的相平衡關(guān)系式；4 .寫出組成點(diǎn)R在平衡條件下的冷卻結(jié)晶過程；5 .用線段比表

32、示 R點(diǎn)結(jié)晶結(jié)束時各相的百分含量。武漢理工大學(xué)2009年研究生入學(xué)考試試題一、填空題（30分）1 .硅酸鹽晶體按化學(xué)式中硅氧比的不同，或按結(jié)構(gòu)中基本結(jié)構(gòu)單元（）的不同，可以對其結(jié)構(gòu)進(jìn)行分類，結(jié)構(gòu)方式有（）等五種方式，Kai2AlSi3O10（OH）2 屬于（）類型。2 .小角度晶界是相鄰兩晶粒的位相差（）的晶界，它可分為（）和扭轉(zhuǎn)晶界兩種基本類型，前者是由（）位錯構(gòu)成的，后者是又螺位錯構(gòu)成的。3 .硅酸鹽熔體中各種聚合程度的聚合物濃度受（）和（）的影響。玻璃體由熔融態(tài)向玻璃態(tài) 轉(zhuǎn)化的過程是（），在一定溫度范圍完成，無固定熔點(diǎn)。4 .液體的比表面自由能與表面張力（）是一致的，而對于固體來說，由于

33、固體的表面自由能中包含了（），表面張力在數(shù)值上不等以表面自由能。5 .相平衡主要研究多相系統(tǒng)的（）與（）之間的變化規(guī)律，研究凝聚系統(tǒng)相平衡的主要方法有（）和（）。6 .擴(kuò)散是物質(zhì)內(nèi)質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動的基本方式，擴(kuò)散的本質(zhì)是（），擴(kuò)散的基本推動力是（），負(fù)擴(kuò)散是指（）。7 .從熱力學(xué)觀點(diǎn)，相變可分為（）、（）等，前者如熔體結(jié)晶等，后者如（）。8 .固態(tài)反應(yīng)一般包括（）和（）兩個過程。由于固體質(zhì)點(diǎn)間具有很大的作用鍵力，故固態(tài)物質(zhì)的反應(yīng)活性（），速度慢。9 .燒結(jié)的推動力是系統(tǒng)的表面能降低，它可以通過擴(kuò)散傳質(zhì)、（）、（）、（）等四種方式推動物質(zhì)的遷移。10 .金屬腐蝕可分為（）和（）兩大類；高分子材料在加工、

34、儲存和使用過程中，由于外 界因素的綜合作用，其物理化學(xué)性質(zhì)和機(jī)械性能逐漸變壞，已至最后喪失使用價值，這稱為（）。二、簡要回答下列問題（20分）1 .高分子鏈結(jié)構(gòu)分為近程結(jié)構(gòu)和遠(yuǎn)程結(jié)構(gòu)，他們各自包含哪些內(nèi)容？ （5分）2 .純金屬凝固時，均態(tài)核化和非均態(tài)核化的形核功大小是否一致？ 一般情況下兩者哪個大？為什么？ （ 5分）3 .為什么在成核-生長機(jī)理相變中，要有一點(diǎn)過冷或過熱才能發(fā)生相變？什么情況下需要過冷，什么情況下需要過熱？ （5分）4 .簡述楊德方程的優(yōu)點(diǎn)和局限性。（5分）三、作圖題1 .作圖表示立方晶系的晶體中 1'1"晶面和I1,2晶向（標(biāo)出坐標(biāo)系）。（5分）2 .已

35、知鈣鈦礦晶體結(jié)構(gòu)屬于立方晶系，其中鈦離子位于晶胞體心位置、鈣離子位于晶胞頂點(diǎn)位置、氧離子位于晶胞面心位置，請構(gòu)造鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的晶胞。（5分）四、參見滑石、蒙脫石、白云母的結(jié)構(gòu)圖，回答下列問題（20分）滑石蒙脫石白云母1 .說明為什么這些礦物易在垂直c軸方向解理？ （ 5分）2 .為什么滑石粉末有滑膩感而白云母粉末沒有？ （5分）3 .解釋為什么蒙脫石易吸水，而滑石比較不易吸水？ （5分）4 .用電價規(guī)則說明 A13+置換骨架中的Si4+時，通常不超過一半，否則將使結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定。（5分）五、如圖A-B-C三元系統(tǒng)相圖，根據(jù)相圖回答下列問題（20分）1 .在相圖上劃分副三角形，用箭頭表示各條界線上溫度

36、下降的方向及界線的性質(zhì)；2 .判斷化合物S的性質(zhì)；3 .寫出各三元無變量點(diǎn)的性質(zhì)及其對應(yīng)的相平衡關(guān)系式；4 .寫出組成點(diǎn) M在平衡條件下的冷卻結(jié)晶過程，結(jié)晶結(jié)束時各相的百分含量（用線段比表 示）。六、根據(jù)金紅石（TiO2）晶胞圖回答下列問題（30分）1 .結(jié)構(gòu)中何種離子作密堆積，何種離子填空隙，空隙利用率是多少？寫出正、負(fù)離子的配位 多面體。（8分）2 .晶胞分子數(shù)是多少？ （ 2分）3 .在什么樣的氣氛下燒結(jié)，才能獲得TiO2-x,寫出反應(yīng)方程式；TiO2-x是半導(dǎo)體，實際生產(chǎn)中如何控制其電導(dǎo)率，為什么？ （10分）4 .在A12O3燒結(jié)中，加入少量的 TiO2可以明顯降低燒結(jié)溫度，促進(jìn)燒結(jié)

37、，請用缺陷理論分 析其原因。（10分）七、選做題：下列 4題任選其中2題（20分）1 .試述玻璃轉(zhuǎn)變與結(jié)構(gòu)調(diào)整速率、冷卻速率的相互關(guān)系。2 .燒結(jié)基于顆粒間的接觸和鍵和、以及物理的傳遞完成的，那么顆粒間是怎樣鍵和的？以擴(kuò) 散傳質(zhì)為例，說明燒結(jié)的基本推動力是表面張力。3 .金屬或合金材料的實際斷裂強(qiáng)度往往遠(yuǎn)低于其理論強(qiáng)度，原因是什么？舉例說明金屬材料強(qiáng)化的機(jī)理。4 . A12O3陶瓷為什么易于發(fā)生脆性斷裂？舉例說明其強(qiáng)化的機(jī)理。武漢理工大學(xué)2010年研究生入學(xué)考試試題一、基本概念（30分）空間利用率和空隙填充率；位錯滑移和位錯爬移；玻璃網(wǎng)絡(luò)形成體和玻璃網(wǎng)絡(luò)外體；穿 晶斷裂和蠕變斷裂；應(yīng)力腐蝕和晶

38、間腐蝕；初次在結(jié)晶和二次在結(jié)晶；均態(tài)核化和非均 態(tài)核化；礦化劑。二、作圖題（10分）1 .在面心立方晶胞中標(biāo)示出質(zhì)點(diǎn)以 ABCABC規(guī)律重復(fù)的堆積方式。（5分） 2.畫出面心立方晶胞中質(zhì)點(diǎn)在（111）晶面上的投影圖。（5分）三、綠寶石Be3Al2Si6O18上半個晶胞在（0001）面上的投影圖如圖1所示，整個晶胞 的結(jié)構(gòu)按照標(biāo)高50處的鏡面經(jīng)反映即可得到。根據(jù)圖 1回答下列問題：（20分）2 .綠寶石的硅氧比為多少？硅氧四面體組成的是什么結(jié)構(gòu)？ （4分）3 .Be和Al分別與周邊什么標(biāo)高的幾個氧配位？構(gòu)成的配位多面體是什么？它們之間又是如何連接的？ （ 8分）3 .用Pauling的連接規(guī)則說

39、明標(biāo)高 65的氧電價是否平衡？ （ 4分）4 .根據(jù)結(jié)構(gòu)說明綠寶石熱膨脹系數(shù)不高、當(dāng)半徑小的Na+存在時，在直流電場下具有顯著離子電導(dǎo)的原因。（4分）圖1綠寶石晶胞四、A-B-C三元系統(tǒng)相圖如圖1所示。根據(jù)相圖回答下列問題：（25分）1.在圖上劃分副三角形、用剪頭表示界線上溫度下降方向方向及界線的性質(zhì)；（8分）2.判斷化合物S1S2的性質(zhì)；（2分）3.寫出各三元無變量點(diǎn)的性質(zhì)及其對應(yīng)的平衡關(guān)系式；（5分）4.寫出熔體1、2在完全平衡冷卻下的冷卻結(jié)晶過程；（10分）第4題圖五、假設(shè)自組成為 18Na2O10CaO72SiO2（wt%）和 8Na2O4CaO88SiO2（wt%）兩種熔體中，均態(tài)成

40、核析出石英相。（15分）1 .設(shè)形成晶核為球形，兩者相變時除去界面能外單位體積自由焰Gv的變化相同，請推導(dǎo)熔體結(jié)晶時的核化勢壘和臨界晶核半徑；（5分）2 .考慮到兩熔體組成及表面張力的差異，試比較兩者的臨界晶核半徑的大小并解釋其原 因；（5分）3 .假設(shè)新相的晶核形成后，新相長大的速率均取決于溶質(zhì)原子在熔體中的擴(kuò)散，在外界條件均相同的情況下，試比較兩種熔體石英相的長大速率，并解釋其原因；（5分）六、晶體結(jié)構(gòu)缺陷（15分）1 .CaO形成肖特基缺陷，寫出其缺陷反應(yīng)方程式，并計算單位晶胞CaO的肖特基缺陷數(shù) （已知CaO的密度是3.0克/厘米3,其晶格參數(shù)是0.481nm） ; （4分）2 .Cs

41、Cl溶入MgCl2中形成空位固溶體，并寫出固溶體的化學(xué)式；（3分）3 .A12O3摻入到MgO中，寫出二個合理的方程，并判斷可能成立的方程是哪一個？寫出其固溶體的化學(xué)式；（5分）4 .根據(jù)2和3總結(jié)雜質(zhì)缺陷形成規(guī)律。（3分）七、根據(jù)玻璃的形成條件，對 SiO2、K2O SiO2、K2O2 SiO2三種物質(zhì)形成玻璃的難易程度、熱膨脹系數(shù)、電導(dǎo)率和熔融溫度的大小進(jìn)行排序，并說明理由。（15分）八、選做題：下列3題中任選1題（20分）1 .試簡要說明原始粉料的粒度、物料活性、添加物、氣氛、壓力等因素對燒結(jié)的影響規(guī)律。2 .已知A12O3和SiO2粉末形成莫來石反應(yīng)由擴(kuò)散控制，實驗在恒定溫度下進(jìn)行，當(dāng)

42、反 應(yīng)進(jìn)行1小時的時候，測知已有 15%的反應(yīng)物起了反應(yīng)。（1）分別用楊德方程、金斯 特林格方程計算完全反應(yīng)的時間。（2）試判斷哪個結(jié)果更接近實際情況？為什么？（3）心時（一j=）2瘋0若要加速莫來石的生產(chǎn)可以采取什么有利措施？至少舉出一種措施。3 .金屬表面的滲碳屬于恒定源擴(kuò)散，其濃度分布曲線為已知碳在800度時擴(kuò)散進(jìn)入鋼表面一下 0.1厘米深度出需要10小時。已知碳原子在面心 立方鐵中的擴(kuò)散活化能為 137522J/mol。（1）如果希望在5小時內(nèi)達(dá)到同樣的深度，該 滲碳過程應(yīng)在多少溫度下進(jìn)行？（2）現(xiàn)希望在鋼表面以下0.2厘米深度處具有相同的碳原子濃度，有人建議在相同的熱處理溫度下延長時間至20小時，這種方法可行嗎？為什么？ （ 3）如果熱處理時間保持 10小時不變，你還能提出什么措施達(dá)到與（2）同樣的目的？具體該如何進(jìn)行？武漢理工大學(xué)2011年研究生入學(xué)考試試題一、（30分）立方ZnS是立方晶系，根據(jù)其晶胞圖（圖1）回答下列問題：1、畫出ZnS晶胞在（001）面上的投影圖；在晶胞圖上畫出（111）晶面和111晶向（建立坐標(biāo)系）；2、何種離子做何種密堆積？晶胞中有哪幾種空隙，空隙利用率分別是多少？何種離子填何 種空隙？3、晶胞分子數(shù)是多