2015武漢理工材料科學(xué)基礎(chǔ)3試題

1、理工材料群 1623834213. TiO2 摻入到 Nb2O3 中，請(qǐng)寫(xiě)出二個(gè)合理的方程，并的固溶體的化學(xué)式。4. NaCl 溶入 CaCl2 中形成空位型固溶體可能成立的方程是哪一種？再寫(xiě)出每個(gè)方程五. 表面力的存在使固體表面處于高能量狀態(tài)，然而，能量愈高系統(tǒng)愈不穩(wěn)定，那么固體是通過(guò)何種方式降低其過(guò)剩的表面能以達(dá)到熱力學(xué)穩(wěn)定狀態(tài)的。六.粒徑為 1 的球狀A(yù)l2O3 由過(guò)量的MgO 微粒包圍，觀察尖晶石的形成，在恒定溫度下，第一個(gè)小時(shí)有 20%的 Al2O3 起了反應(yīng)，計(jì)算完全反應(yīng)的時(shí)間：用楊德方程計(jì)算；用金斯特林格方程計(jì)算。七.請(qǐng)分析熔體結(jié)構(gòu)中負(fù)離子團(tuán)的堆積方式、聚合度及對(duì)稱(chēng)性等與八.試從

2、結(jié)構(gòu)和能量的觀點(diǎn)解釋為什么D 晶界>D 晶內(nèi)？形成之關(guān)系。九.試分析二次再結(jié)晶過(guò)程對(duì)材料性能有何影響？工藝上如何防止或延緩二次再結(jié)晶的發(fā)生？ 十.圖 3 是A-B-C 三元系統(tǒng)相圖，根據(jù)相圖回答下列問(wèn)題：1. 寫(xiě)出點(diǎn)P，R，S 的成分；2. 設(shè)有 2kgP，問(wèn)需要多少何種成分的合金 Z 才可混熔成 6kg 成分為R 的合金。十一.圖 4 是A-B-C 三元系統(tǒng)相圖，根據(jù)相圖回答下列問(wèn)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化合物D、F 的性質(zhì)；3. 寫(xiě)出各三元無(wú)變量點(diǎn)的性質(zhì)及其對(duì)應(yīng)的平衡關(guān)系式；4. 寫(xiě)出組成點(diǎn)G 在完全平衡條件下的冷卻結(jié)晶過(guò)程；5. 寫(xiě)出

3、組成點(diǎn)H 在完全平衡條件下的冷卻結(jié)晶過(guò)程，寫(xiě)出當(dāng)液相組成點(diǎn)剛剛到達(dá) E4 點(diǎn)和結(jié)晶結(jié)束時(shí)各物質(zhì)的百分含量（用線段比表示）。理工材料群 162383421一、1：4；2：O2-離子做面心立方密堆積，Na 填全部四面體空隙；=4CN O2-=8 NaO ONa ；483：4：O2-電價(jià)飽和，因?yàn)镺2-的電價(jià)=（Na 的電價(jià)/Na 的配位數(shù)）×O2 的配位數(shù)；5：二、1：Al4Si4O10(OH)8；2：?jiǎn)尉W(wǎng)層狀結(jié)構(gòu)；3：一層硅氧層一層水鋁石層且沿C 軸方向堆積；4：層內(nèi)是共價(jià)鍵，層間是氫鍵；5：片狀微晶解理。三、1：點(diǎn)缺陷，線缺陷，面缺陷；2：由低濃度向高濃度的擴(kuò)散；3：坯體間顆粒重排，

4、接觸處產(chǎn)生鍵合，大氣孔消失，但固-氣總表面積變化不大；4：按硅氧比值分類(lèi)或按硅氧聚和體的大小分類(lèi)；5：表面能的降低，傳質(zhì)、擴(kuò)散傳質(zhì)、氣相傳質(zhì)和溶解-沉淀傳質(zhì)；6：隨自由能的變化而發(fā)生的相的結(jié)構(gòu)的變化，一級(jí)相變、四、 1：OVNa +VCl2：AgAgAgi+VAg相變和三級(jí)相變。3：3TiO23TiNb+VNb+6OO2TiO22TiNb+Oi+3O0Nb2-xTi3xO3 可能成立 Nb2-2xTi2xO3 x4：NaClNaCa+ClCl+VCl五、一是通過(guò)表面質(zhì)點(diǎn)的極化、變形、重排來(lái)降低表面能，二是通過(guò)吸附來(lái)降低表面能。1：t=195h 2：t=68h七、當(dāng) O/Si 由 24 時(shí)，熔體

5、中負(fù)離子團(tuán)的堆積形式由三維架狀轉(zhuǎn)化為孤立的島狀，負(fù)離子團(tuán)的聚合度相應(yīng)的降至最低。一般情況下，熔體中負(fù)離子團(tuán)的聚合度越高，特別是形成三維架狀的空間網(wǎng)絡(luò)時(shí)，這些大的聚合離子團(tuán)位移、轉(zhuǎn)動(dòng)、重排都比較，故質(zhì)點(diǎn)不易調(diào)整成規(guī)則排列的晶體結(jié)構(gòu)，易形成。熔體中負(fù)離子團(tuán)的對(duì)稱(chēng)性越好，轉(zhuǎn)變成晶體越容易，則形成愈難，反之亦然。八、晶界上質(zhì)點(diǎn)排列結(jié)構(gòu)不同于內(nèi)部，較晶體內(nèi)疏松，原子排列，存在著許多空位、位錯(cuò)、鍵變形等缺陷，使之處于應(yīng)力畸變狀態(tài)，具有較高能量，質(zhì)點(diǎn)在晶界遷移所需活化能較晶內(nèi)為小，擴(kuò)散系數(shù)為大。理工材料群 162383421九、二次再結(jié)晶出現(xiàn)后，由于個(gè)別晶粒異常長(zhǎng)大，使氣孔不能排除，坯體不在致密，加之大晶粒

6、的晶界上有應(yīng)力存在，使其內(nèi)部易出現(xiàn)隱裂紋，繼續(xù)燒結(jié)時(shí)坯體易膨脹而開(kāi)裂，使燒結(jié)體的機(jī)械、電學(xué)性能下降。工藝上常采用引入適當(dāng)?shù)奶砑觿?，以減緩晶界的移動(dòng)速度，使氣孔及時(shí)沿晶界排除，從而防止或延緩二次再結(jié)晶的發(fā)生。十、PRSZA2010455B10604585C70301010十一、略試題二一、(1)（12 分）根據(jù) CaTiO3 晶胞圖（見(jiàn)圖 1）回答下列問(wèn)題： 1.晶面 BCGF、DEG 的晶面指數(shù)；晶向 DF、HA 的晶向指數(shù)。2.結(jié)構(gòu)中各離子的配位數(shù)為多少，寫(xiě)出其配位多面體；3.晶胞數(shù)是多少？何種離子添何種空隙，空隙利用率是多少？2-4.結(jié)構(gòu)中是否存在 TiO3 離子，為什么？(2)（11 分

7、）圖 2 是鎂橄欖石(Mg2SiO4)結(jié)構(gòu)示意圖，試回答：1. 鎂橄欖石屬于哪種硅酸鹽結(jié)構(gòu)類(lèi)型；2. 計(jì)算說(shuō)明O2-的電價(jià)是否飽和；3. 結(jié)構(gòu)中有幾種配位多而體，各配位多面體間的連接方式怎樣?4鎂橄欖石是否容易形成，為什么？圖 1二、（10 分）寫(xiě)出下列缺陷反應(yīng)式：1. NaCl 形成肖脫基缺陷。2. AgI 形成弗倫克爾缺陷（Ag 進(jìn)入間隙）圖 23.TiO2 摻入到 Nb2O3 中，請(qǐng)寫(xiě)出二個(gè)合理的方程，寫(xiě)出固溶體的化學(xué)式，并哪一種？可能成立的方程是三、（10 分）下列敘述是否正確？若不正確，請(qǐng)改正。1.Na2O-SiO2 系統(tǒng)中隨 SiO2 含量的增加，熔體的粘度將降低。理工材料群 16

8、23834212. 擴(kuò)散的推動(dòng)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。3. 晶粒正常長(zhǎng)大是小晶粒吞食大晶粒，反常長(zhǎng)大是大晶粒吞食小晶粒。4.固溶體是在固態(tài)條件下，一種物質(zhì)以原子溶解在另一種物質(zhì)中形成的單相均勻的固體。5.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(gè)固相、一個(gè)液相和一個(gè)氣相。四、（6 分）什么叫弛豫表面？NaCl 單晶表面具有什么樣的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)？五、（6 分）巳知 Zn2 和 Cr2 在尖晶石 ZnCrO 中的自擴(kuò)散系數(shù)與溫度的關(guān)系分別為41. 試求 1403K 時(shí) Zn2 和 Cr2 在尖晶石 ZnCrO 中的擴(kuò)散系數(shù)。42. 將細(xì)

9、鉑絲涂在兩種氧化物 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)記物鉑絲非常細(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)鉑絲將向哪一方向移動(dòng)？六、（6 分）為什么在成核一生成機(jī)理相變中，要有一點(diǎn)過(guò)冷或過(guò)熱才能發(fā)生相變?什么情況下需過(guò)冷，什么情況下需過(guò)熱，各舉一個(gè)例子。七、（6 分）粒徑為 1 球狀 Al2O3 由過(guò)量的 MgO 微粒包圍，觀察尖晶石的形成，在恒定溫度下，第一個(gè)小時(shí)有 20%的 Al2O3 起了反應(yīng)，分別用揚(yáng)德方程、金斯特林格方程計(jì)算完全反應(yīng)的時(shí)間，對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行比較并說(shuō)明為什么？八、（6 分）陶瓷材料中晶粒的大小與什么有關(guān)？工藝上如何晶

10、粒（請(qǐng)列出三種途徑）？九、（26 分）圖 3 是A-B-C 三元系統(tǒng)相圖，根據(jù)相圖回答下列問(wèn)題：1在圖上劃分副三角形、用箭頭表示各條界線上溫度下降方向及界線的性質(zhì)；2化合物D、M 的性質(zhì)；3. 寫(xiě)出各三元無(wú)變量點(diǎn)的性質(zhì)及其對(duì)應(yīng)的平衡關(guān)系式；4. 寫(xiě)出組成點(diǎn)G 在完全平衡條件下的冷卻結(jié)晶過(guò)程；5. 寫(xiě)出組成點(diǎn) H 在完全平衡條件下進(jìn)行加熱時(shí)，開(kāi)始出現(xiàn)液相的溫度和完全熔融的溫度；寫(xiě)出完全平衡條件下進(jìn)行冷卻，結(jié)晶結(jié)束時(shí)各物質(zhì)的百分含量（用線段比表示）。理工材料群 162383421一、(1)1、（010）（111） 111101 ；(4 分)3、1；Ti4 添八面體空隙，八面體空隙利用率 1/4，四

11、八面體空隙全；(3 分)4、否，因?yàn)?Ti4 和O2-間沒(méi)有明顯的共價(jià)鍵成分。(2 分) (2)1、島狀結(jié)構(gòu)；(1 分)；2、O2-與一個(gè)SiO 、三個(gè) MgO 配位：4/4×1+26×3=2=46O2-的電價(jià)，O2-的電價(jià)(2 分)；3、結(jié)構(gòu)中有兩種配位多面體SiO4、MgO6 (2 分)；SiO4呈孤立的島狀，中間被MgO6隔開(kāi)，SiO4與 MgO6之間共頂或共棱連接，同層的MgO6之間共棱、不同層的MgO6之間共頂連接；(4 分) 4、不易，因?yàn)殒V橄欖石的 Si/O=1/4，最低，網(wǎng)絡(luò)連接程度弱，結(jié)構(gòu)中絡(luò)陰離子團(tuán)小，遷移阻力小，熔體的粘度低，冷卻過(guò)程中結(jié)構(gòu)調(diào)整速率很快

12、。(2 分) 二、寫(xiě)出下列缺陷反應(yīng)式（10）：1、O?VNa +VCl2、AgAgAAi+VAg3、3TiO23TiNb+VNb+6O02TiO22TiNb+Oi+3O0Nb2-xTi3xO3 可能成立 Nb2-2xTi2xO3 x三、1(2 分)粘度增加；2(2 分)擴(kuò)散也可以從低濃度向高濃度進(jìn)行；3(2 分)都是晶界移動(dòng)的結(jié)果。正常長(zhǎng)大是晶粒平均常增加。4(2 分)正確5(2 分)兩個(gè)固相和一個(gè)液相增加，反常長(zhǎng)大是個(gè)別大晶粒異四、表面上的原子產(chǎn)生相對(duì)于正常位置的上、下位移，稱(chēng)為表面弛豫。(2 分)NaCl 單晶中處于表面層的負(fù)離子只受到上下和內(nèi)側(cè)正離子的作用，而外側(cè)是不飽和的。電子云將被拉

13、向內(nèi)側(cè)的正離子一方而變形，使該負(fù)離子誘導(dǎo)成偶極子。這樣就降低了晶體表面的負(fù)電場(chǎng)。接著，表面層離子開(kāi)始重排以使之在能量上趨于穩(wěn)定。為此，表面的負(fù)離子被推向外側(cè)，正離子被拉向內(nèi)側(cè)從而形成了表面雙電層。(4 分)五、(2 分)(2 分)因?yàn)?lt;,所以鉑絲向 Cr2O3 方向移動(dòng)。(2 分)六、由熱力學(xué)可知，在等溫、等壓下有在平衡條件下，則有式中：0 是相變的平衡溫度；為相變熱。若在任意溫度的不平衡條件下，則有理工材料群 162383421若與不隨溫度而變化，將上式代入上式得：可見(jiàn)，相變過(guò)程要自發(fā)進(jìn)行，必須有，則。(1)若相變過(guò)程放熱（如凝聚、結(jié)晶等）。要使，必須有，即，這表明系統(tǒng)必須“過(guò)冷”。(

14、2)若相變過(guò)程吸熱（如蒸發(fā)、熔融等），要滿(mǎn)足這一條件則必須，即，這表明系統(tǒng)要自發(fā)相變則必須“過(guò)熱”。七、揚(yáng)德方程1（1G）1/32=K t4t=194.6h(2 分)金斯特林格方程 12/3G（1-G）2/3=K t6t=68.1t=68.1(2 分)揚(yáng)德方程假設(shè)反應(yīng)過(guò)程中擴(kuò)散截面不變，而金斯特林格方程考慮了反應(yīng)中擴(kuò)散截面的變化。隨反應(yīng)的進(jìn)行，反應(yīng)物體積減小，擴(kuò)散截面變小，所需反應(yīng)時(shí)間要比揚(yáng)德假設(shè)所計(jì)算出的時(shí)間短。(2 分)八、陶瓷材料中晶粒的大小與物料的原始粒度、燒結(jié)溫度和時(shí)間等因素有關(guān)；(3 分)晶粒方法：原始粒度均勻細(xì)小，燒結(jié)溫度和時(shí)間，添加劑等。(3 分)九、1、見(jiàn)圖，付三角形 3 分

15、，界線性質(zhì) 1 分，界線上溫度降低的方向 4.5 分；2、D，一致熔融二元化合物，高溫穩(wěn)定、低溫分解；(1.5 分) M，不一致熔融三元化合物；（1 分）3、（4 分）E1，單轉(zhuǎn)熔點(diǎn)，E2，低共熔點(diǎn)，E3，單轉(zhuǎn)熔點(diǎn)，E4，過(guò)渡點(diǎn)，4、（6 分）L(結(jié)晶結(jié)束)S（產(chǎn)物 C+B+M）5、E2 溫度（1 分），H 點(diǎn)所在溫度（1 分）；過(guò)H 點(diǎn)做副三角形 BCM 的兩條邊 CM、BM 的平行線HH1、HH2，C%=BH2/BC×100%，B%=CH1/BC×100%，C%=H1H2/BC×100%（3 分）。理工材料群 162383421試題三一、根據(jù) CaTiO3 晶

16、胞圖（見(jiàn)圖 1）回答下列問(wèn)題（18）：1、晶面 BCGF、HAC 的晶面指數(shù)；晶向 DF、AH 的晶向指數(shù)。2、結(jié)構(gòu)中各離子的配位數(shù)為多少，寫(xiě)出其配位多面體；3、晶胞數(shù)是多少？何種離子添何種空隙，空隙利用率是多少？4、計(jì)算說(shuō)明O2-的電價(jià)是否飽和；2-5、結(jié)構(gòu)中是否存在 TiO3 離子，為什么？圖 1二、下列硅酸鹽礦物各屬何種結(jié)構(gòu)類(lèi)型（6）：r-C a2Si04， KAISi3O8， CaMgSi2O6， Mg3Si4O10(OH)2， Ca2AlAlSiO7， Ca2Mg5Si4O11（OH）2、三、1、寫(xiě)出下列缺陷反應(yīng)式（10）：(1) CaCl2 溶人 NaC1 中形成空位型固溶體，并寫(xiě)

17、出固溶體的化學(xué)式；(2) NaCl 形成肖脫基缺陷。2、為什么間隙型固溶體不能形成無(wú)限固溶體？四、硅酸鹽熔體的結(jié)構(gòu)特征是什么？從 Na2OSiO 系統(tǒng)出發(fā)，隨引入B2O3 量的增加，系統(tǒng)的粘度如何變化，為什么？（10）理工材料群 162383421五、固體是如何降低系統(tǒng)的表面能的，為什么相同組成的固體的表面能總是高于液體的表面能？（8） 六、假定碳在Fe(體心立方)和 Fe（面心立方）中進(jìn)行擴(kuò)散，碳在 Fe 中的 D0 和擴(kuò)散活化能為 0.0079、83600J/mol，碳在 Fe 中的 D0 和擴(kuò)散活化能為 0.21 和 141284J/mol，計(jì)算 800時(shí)各自的擴(kuò)散系數(shù)并解釋其差別。（6

18、）七、為什么在成核一生成機(jī)理相變中，要有一點(diǎn)過(guò)冷或過(guò)熱才能發(fā)生相變? 什么情況下需過(guò)冷，什么情況下需過(guò)熱，試證明之。（6）八、如果要鎂鋁尖晶石，可供選擇的原料為 Mg(OH)2、MgO、-Al2O3、-Al2O3，從提高反應(yīng)速率的角度出發(fā)，選擇什么原料較好？請(qǐng)說(shuō)明。（6）九、下列過(guò)程中哪一個(gè)能使燒結(jié)體強(qiáng)度增大，而不產(chǎn)生坯體宏觀上的收縮? （6 分）(a)蒸發(fā)冷凝、 (b) 體積擴(kuò)散、 (c)粘性、 (d)表面擴(kuò)散、(e)溶解沉淀十、圖 2 是A-B-C 三元系統(tǒng)相圖，根據(jù)相圖回答下列問(wèn)題（24）：1在圖上劃分副三角形、用箭頭表示各條界線上溫度下降方向及界線的性質(zhì)；2化合物S1、S2、S3 的性

19、質(zhì)；3. 寫(xiě)出各三元無(wú)變量點(diǎn)的性質(zhì)及其對(duì)應(yīng)的平衡關(guān)系式；4. 寫(xiě)出組成點(diǎn)G 在完全平衡條件下的冷卻結(jié)晶過(guò)程；5. 寫(xiě)出組成為H 的混合物在完全平衡條件下進(jìn)行加熱時(shí)，開(kāi)始出現(xiàn)液相的溫度和完全熔融的溫度； 寫(xiě)出組成H 的混合物在完全平衡條件下進(jìn)行冷卻，結(jié)晶結(jié)束時(shí)各物質(zhì)的百分含量（用線段比表示）。圖 2一、1 （100） （111） 111 0-11 各 1 分2422-CNTi =6 TiO6 CNCa =12 CaO12 CNO -=6 OTi2Ca4各 1 分43 Z=1(1 分) Ti (1 分)占據(jù) 1/4 八面體空隙(1 分)4因?yàn)椋篫 =2/12*4+4/6*2=2=Z-所以：飽和 (

20、3 分)5 不存在，因?yàn)槭菑?fù)合氧化合物。(2 分)二、島狀、架狀、鏈狀、層狀、組群狀、鏈狀 各 1 分理工材料群 162383421三、（1）CaCl2VNa+2ClCl+CaNa(2 分)NaC1-2xCaxCl(1 分)（2）OVNa +VCl(2 分)（3）一是因?yàn)榫w中的間隙位置有限，二是因?yàn)殚g隙質(zhì)點(diǎn)超過(guò)一定的限度會(huì)不破壞晶體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。四、SiO4為基本結(jié)構(gòu)單元，四面體組成形狀不規(guī)則大小不同的聚合力子團(tuán)，絡(luò)陰離子團(tuán)之間依靠金屬離子連接。（4 分）；從 Na2OSiO2 系統(tǒng)出發(fā)，隨引入B2O3 量的增加， BO3與游離氧結(jié)合，轉(zhuǎn)變?yōu)锽O4，使斷裂的網(wǎng)絡(luò)重新連接，系統(tǒng)粘度增加（3 分

21、）；繼續(xù)引入B2O3，B2O3 以層狀或鏈狀的BO3存在，系統(tǒng)的粘度降低（3 分）。五、固體表面通過(guò)表面質(zhì)點(diǎn)的極化、變形、重排降低固體的表面能（3 分）；液體可自由移動(dòng)，通過(guò)形成球形表面來(lái)降低表面能（2 分）；固體質(zhì)點(diǎn)不能自由移動(dòng)，只能通過(guò)表面質(zhì)點(diǎn)的極化、變形、重排降低表面能，因此表面能總是高于同組成的液體的表面能（3 分）。-7-8六、由公式 D=D0exp(-Q/RT)；（1 分）計(jì)算 D=6.72*10 ；（1 分） D=2.7*10 （1 分）；DD；（1 分）因?yàn)轶w心結(jié)構(gòu)較面心結(jié)構(gòu)疏松（2 分）。七、由熱力學(xué)可知,在等溫、等壓下有在平衡條件下,=0，則有式中：0 是相變的平衡溫度；為

22、相變熱。若在任意溫度T 的不平衡條件下，則有若與不隨溫度而變化，將上式代入上式得：可見(jiàn)，相變過(guò)程要自發(fā)進(jìn)行，必須有<0,則<0 。（3） 若相變過(guò)程放熱（如凝聚、結(jié)晶等）<0。要使即T0>T，這表明系統(tǒng)必須“過(guò)冷”。<0，必須有>0，（4） 若相變過(guò)程吸熱（如蒸發(fā)、熔融等）這表明系統(tǒng)要自發(fā)相變則必須“過(guò)熱”。>0,要滿(mǎn)足<0 這一條件則必須<0，即 T0<T，八、選擇 Mg(OH)2、-Al2O3（3 分）；因?yàn)榉磻?yīng)活性高，結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定（3 分）。九、蒸發(fā)冷凝、表面擴(kuò)散十、1見(jiàn)圖（6 分）；2S1 二元不一致熔融化合物，S2 二元不致熔

23、融化合物，S3 三元不一致熔融化合物；（各 1 分）3P1：過(guò)渡點(diǎn) A+B P2：雙轉(zhuǎn)熔點(diǎn) L+B+S1=S3； P3：低共熔點(diǎn) L=B+C+S3；P4：?jiǎn)无D(zhuǎn)熔點(diǎn) L+A =S2+S1；S；P5 單轉(zhuǎn)熔點(diǎn) L+S1= S2+S3；P6 低共熔點(diǎn)L=C+S2+S3；（各 1 分）理工材料群 1623834214（4 分）L:(結(jié)晶結(jié)束)S:5P3,H,B：C：S3=CC1：BB1：B1C1 （5 分）（產(chǎn)物S1+ S2+S3）試題 4一、填空題（2×10=20 分）1、依據(jù)（ ）之間關(guān)系的不同，可以把所有晶體的空間點(diǎn)陣劃歸為七類(lèi)，即（ ）晶系、單斜晶系、（ ）晶系、晶系、正方晶系、六方

24、晶系和（ ）晶系。2、擴(kuò)散的基本推動(dòng)力是（ ），一般情況下以（ ）等形式（列出一種即可）表現(xiàn)出來(lái)，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，不同晶面的指數(shù)的（ ）相同，只是（ ）不同。4、向 MgO、沸石、TiO2、螢石中，加入同樣的外來(lái)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?）。5、燒結(jié)過(guò)程可以分為（ ）三個(gè)階段，在燒結(jié)的中后期，與燒結(jié)同時(shí)進(jìn)行的過(guò)程是（ ）。6、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(shuō)法（ 是/否 ）正確，因?yàn)椋?）。7、馳豫表面是指（ ），NaCl 單晶的表面是（ ）。8、一般的固態(tài)反應(yīng)包括（ ）兩個(gè)過(guò)

25、程，化學(xué)動(dòng)力學(xué)范圍是指（ ）。9、從熔體結(jié)構(gòu)角度，估計(jì)長(zhǎng)石、輝石(MgO?SiO2)、鎂橄欖石三種礦物的高溫熔體表面張力大小順序（10、刃性位錯(cuò)的柏氏矢量與位錯(cuò)線呈（ ）關(guān)系，而螺位錯(cuò)兩者呈（ ）關(guān)系。二、Zn2 在 ZnS 中擴(kuò)散時(shí)，563時(shí)的擴(kuò)散系數(shù)為 3×10-14cm2/sec，450時(shí)的擴(kuò)散系數(shù)為1.0×10-14cm2/sec,（10 分）求:(1) 擴(kuò)散的活化能和D0；(2) 750時(shí)的擴(kuò)散系數(shù)。三、根據(jù) Mg2SiO4在(110)面的投影圖回答（10 分）：(1) 結(jié)構(gòu)中有幾種配位多面體，各配位多面體間的連接方式怎樣?）。(2) O2-的電價(jià)是否飽和?(3)

26、 晶胞的數(shù)是多少?(4) Si4 和 Mg2 所占的四面體空隙和八面體空隙的分?jǐn)?shù)是多少?黑球：Si4小白球：Mg2 大白球：O2-圖 2理工材料群 162383421四、銅在過(guò)冷的液體中均勻形核，設(shè)晶胚為球狀，半徑為 r。已知Gv=3.6×106J/cm3；液固界面的界面能為=0.15J/cm2；銅為面心立方結(jié)構(gòu)，其點(diǎn)陣常數(shù) a=0.361nm,1nm=10-7cm。（10 分）求:(1) 根據(jù)能量方程導(dǎo)出臨界晶核半徑 r*的表達(dá)式，并計(jì)算其大??；(2) 求出臨界晶核中的原子個(gè)數(shù)。五、熔體結(jié)晶時(shí)（10 分）：(1) 討論溫度對(duì)總結(jié)晶速率的影響；(2) 指出在哪一溫度范圍內(nèi)對(duì)形成有利，

27、為什么？六、1寫(xiě)出下列缺陷方應(yīng)方程式。（5 分）1） TiO2 加入到 A12O3 中（寫(xiě)出兩種）；2） NaCl 形成肖脫基缺陷。2畫(huà)出體心立方點(diǎn)陣的晶胞結(jié)構(gòu)圖，并在圖中作出(112)晶面和 晶向。（5 分）3要鎂鋁尖晶石，可供選擇的原料為 Mg(OH)2、MgO、Al2O3·3H2O、-Al2O3、-Al2O3。從提高反應(yīng)速率的角度出發(fā)，選擇什么原料較好？請(qǐng)說(shuō)明。（5 分）七、如圖A-B-C 三元系統(tǒng)相圖，根據(jù)相圖回答下列問(wèn)題（25 分）：1在圖上劃分副三角形、用箭頭表示各條界線上溫度下降方向及界線的性質(zhì)；2化合物F、G、H 的性質(zhì)；3. 寫(xiě)出各三元無(wú)變量點(diǎn)的性質(zhì)及其對(duì)應(yīng)的平衡關(guān)

28、系式；4. 寫(xiě)出組成點(diǎn) M1 在完全平衡條件下的冷卻結(jié)晶過(guò)程；5. 寫(xiě)出組成點(diǎn) M2 在完全平衡條件下進(jìn)行加熱時(shí)，開(kāi)始出現(xiàn)液相的溫度和完全熔融的溫度；寫(xiě)出完全平衡條件下進(jìn)行冷卻，結(jié)晶結(jié)束時(shí)各物質(zhì)的百分含量（用線段比表示）。圖 2一、填空題（第 1 題每空 0.5 分，其它每空 1 分，總計(jì) 20 分）1. 晶胞參數(shù)，三斜，正交（斜方），立方。理工材料群 1623834212. 化學(xué)位梯度，濃度梯度的，定向遷移。3. 原子排列狀況相同但位向不同，數(shù)字相同、數(shù)序和正負(fù)號(hào)不同。4.沸石>螢石>TiO2>MgO。5. 燒結(jié)初期、燒結(jié)中期和燒結(jié)后期，再結(jié)晶和晶粒長(zhǎng)大。6. 是，固體質(zhì)點(diǎn)

29、不能自由移動(dòng)。7. 在垂直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，馳豫表面。8. 相界面上的化學(xué)反應(yīng)和反應(yīng)物通過(guò)產(chǎn)物層的擴(kuò)散，相界面上的化學(xué)反應(yīng)速率遠(yuǎn)小于反應(yīng)物通過(guò)產(chǎn)物層的擴(kuò)散速率。9. 鎂橄欖石>輝石>長(zhǎng)石。10. 垂直 平行。二、（10 分）解：(1)D=D0exp(-Q/RT)2 分T=563+273=836K 時(shí)，D=3×10-14cm2/s 2 分T=450+273=723K 時(shí)，D=1.0×10-14cm2/s 2 分-11 2代入上式可求 Q=48875J，D0=0.34×10 cm /s 2 分-142(2) D=D

30、0exp(-Q/RT) =1.1×10 cm /s 2 分三、（10 分）解：（1）有兩種配位多面體，SiO4，MgO6，同層的MgO6八面體共棱，如 59MgO6和 49MgO6共棱 75O2-和 27O2-，不同層的MgO 八面體共頂，如 1MgO 和 51MgO 共頂是 22O2-，同層的MgO 與SiO 666642-2-2-共頂，如 TMgO6和 7SiO4共頂 22O ，不同層的MgO6與SiO4共棱，TMgO6和 43SiO4共 28O 和 28O ；2.5 分（3）z=4(2.5 分)；（4）Si4 占四面體空隙=1/8，Mg2 占八面體空隙=1/2。（2.5 分）四

31、、 1、 G·GV·令則63已知：GV3.6×10 J/cm ；0.15J/cm28.33×108cm（5 分）2、個(gè) （5 分）五、1如右圖，I 表示核化速率，u 表示晶化速率（5 分）；2在陰影部分以外的溫度對(duì)形成況（5 分）。有利，因?yàn)榇藭r(shí)核化速率與晶化速率都較小或只存在一種情理工材料群 162383421六、11）（2 分）（2 分）2）（1 分）2體心立方點(diǎn)陣的晶胞結(jié)構(gòu)圖 （2 分），(112)晶面和晶向 （各 1.5 分）。3選擇 Mg(OH)2、-Al2O3；因?yàn)榉磻?yīng)活性高，結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定。（3+2）七、1、見(jiàn)圖；（6 分）2、G，一致熔融二元

32、化合物； F，不一致熔融二元化合物；H，不一致熔融三元化合物 （3 分）3、E1，單轉(zhuǎn)熔點(diǎn)，E2，低共熔點(diǎn)，E3，低共熔點(diǎn)，E4，單轉(zhuǎn)熔點(diǎn)，E5，單轉(zhuǎn)熔點(diǎn)，E6，多晶轉(zhuǎn)變點(diǎn)，（6 分）4、L：(結(jié)晶結(jié)束)（B 消失）（4 分）理工材料群 162383421S：（產(chǎn)物 A+F+H） （2 分）5、E2 溫度，M2 點(diǎn)所在溫度；過(guò) M2 點(diǎn)做副三角形 CGH 的兩條邊 GH、GC 的平行線M2X、M2Y，C%=YH/HC×100%， H%=CX/HC×100%，G%=XY/HC×100%。（4 分）試題 5一、填空題（1´10=10 分）1、密排六方結(jié)構(gòu)（等

33、徑球堆積）晶胞中數(shù)是（），配位數(shù)是（）。2、Fick 擴(kuò)散第二定律的一維表達(dá)式為（）。3、當(dāng)晶核劑和晶核具有（）時(shí)，對(duì)核化最有利。4、廣義材料腐蝕是指材料由于（）而引起的破壞和變質(zhì)過(guò)程。5、燒結(jié)中后期所伴隨的（性質(zhì)或性能。）等，決定了材料顯微結(jié)構(gòu)的形成，也決定了材料最終的6、固態(tài)物質(zhì)的反應(yīng)活性通常（）。），當(dāng)反應(yīng)物之一存在多晶轉(zhuǎn)變時(shí)則轉(zhuǎn)變溫度通常也是（7、從熔融態(tài)向態(tài)轉(zhuǎn)化的過(guò)程是可逆的和漸變的，是在（）范圍內(nèi)完成，無(wú)固定熔點(diǎn)。理工材料群 1623834218、刃位錯(cuò)的柏氏矢量與位錯(cuò)線呈（）關(guān)系。二、晶體結(jié)構(gòu)-性質(zhì)關(guān)系（20 分）1、根據(jù)下圖的螢石結(jié)構(gòu)圖回答下列問(wèn)題（14 分）：1）指出螢石結(jié)構(gòu)

34、中正負(fù)離子的堆積方式（兩種方式）；2）寫(xiě)出結(jié)構(gòu)中正負(fù)離子的配位數(shù)及其配位多面體；3）Ca2+離子的配位多面體之間是如何連接的？4）在結(jié)構(gòu)圖中用和標(biāo)示相互平行的同號(hào)離子層，分析螢石晶體的解理性。2、根據(jù) Si/O 比例不同劃分硅酸鹽晶體結(jié)構(gòu)類(lèi)型。（6 分）三、晶體結(jié)構(gòu)缺陷（10 分）1、晶體 A 屬于體心立方空間點(diǎn)陣，若原子 B 溶入A 晶格的頂點(diǎn)位置形成置換型固溶體（全部取代），那么其成分可能是 AB 還是 AB3？為什么？(4 分)2、Al2O3 摻入到 MgO 中，請(qǐng)寫(xiě)出二個(gè)合理的方程，并寫(xiě)出對(duì)應(yīng)的固溶體化學(xué)式(6 分)。四、從熔體結(jié)構(gòu)角度，估計(jì)長(zhǎng)石、輝石(MgO·SiO2)、鎂

35、橄欖石三種礦物的高溫熔體表面張力大小順序，并分析它們形成的能力。（10 分）五、 1、氧化鋁瓷件表面上涂銀后，燒到 1000時(shí)，巳知(Al2O3，固)1J/m2；(Ag，液)0.92J/m2；(Ag，液/ Al2O3，固)1.77 J/m2，試問(wèn)液態(tài)銀能否潤(rùn)濕氧化鋁瓷件表面？可以用什么方法它們之間的潤(rùn)濕性？請(qǐng)?zhí)岢鲆环N最有可能實(shí)現(xiàn)的措施。(6 分)理工材料群 1623834212、根據(jù)威爾的表面雙電層理論，某些化合物表面可能由負(fù)離子組成，正離子被負(fù)離子所。已知PbI2 的表面能為 1.3×105J/cm2，CaF2 的表面能為 2.5×104J/cm2，請(qǐng)PbI2 和 CaF

36、2 的表面雙電層厚度的大小，并解釋產(chǎn)生的。(4 分)六、已知銅的熔點(diǎn) Tm1083，熔化熱H1628J/cm3，固液界面能 1.77×105J/cm2，銅為面心立方晶體，點(diǎn)陣常數(shù)a0.3615nm。（10 分）1、當(dāng)液態(tài)金屬銅過(guò)冷至 853進(jìn)行均態(tài)形核時(shí)，求臨界晶核半徑和每個(gè)臨界晶核的原子數(shù)（設(shè)晶核為球形）。2、若為非均態(tài)形核，求臨界球冠的原子數(shù)。（設(shè)形成球冠的高度為h0.2R，球冠體積，R 為球冠半徑）過(guò)計(jì)算可知 1000下氫在面心立方鐵中的擴(kuò)散系數(shù)為1.08×104cm2/s，同等條件下鎳在面心立方鐵中的擴(kuò)散系數(shù)為4.27×1011cm2/s，請(qǐng)對(duì)這種差別進(jìn)行

37、解釋。（5分）八、要鎂鋁尖晶石，可供選擇的原料為 MgCO3、MgO、Al2O3、Al2O3。從提高反應(yīng)速率的角度出發(fā)，選擇什么原料較好？請(qǐng)說(shuō)明。（5 分）九、如圖A-B-C 三元系統(tǒng)相圖，根據(jù)相圖回答下列問(wèn)題（20 分）：1、在圖上劃分副三角形、用箭頭表示各條界線上溫度下降方向及界線的性質(zhì)；2、化合物D 的性質(zhì)；3、寫(xiě)出各三元無(wú)變量點(diǎn)的性質(zhì)及其對(duì)應(yīng)的平衡關(guān)系式；4、寫(xiě)出組成點(diǎn) M1 在完全平衡條件下的冷卻結(jié)晶過(guò)程，結(jié)晶結(jié)束時(shí)各物質(zhì)的百分含量（用線段比表示）；5、寫(xiě)出組成點(diǎn) M2 在完全平衡條件下的冷卻結(jié)晶過(guò)程，在 M2 熔體的液相組成點(diǎn)剛剛到達(dá) J1 時(shí)，求其相組成（用線段比表示）。在 J1

38、 的反應(yīng)哪個(gè)晶相先消失，為什么？理工材料群 162383421試題五一、填空題（1´10=10 分）1. 6 ，12 。¶c¶ 2c¶x 22.= D。¶t3. 結(jié)構(gòu)相同或相似，或具有相似的原子排列，或接觸角為 0，或接觸角較小。4. 環(huán)境的作用。5. 晶粒長(zhǎng)大和再結(jié)晶。6. 較低，速度較慢；反應(yīng)開(kāi)始明顯進(jìn)行的溫度或較高。7. 一定的溫度。8. 垂直。二、晶體結(jié)構(gòu)分析（20 分）1、 1）Ca2+面心立方堆積，簡(jiǎn)單立方堆積；（4 分）2） 鈣的配位數(shù)為 8，CaF8立方體；F 的配位數(shù)為 4，F(xiàn)Ca4四面體；（4 分）3）CaF8立方體之間共棱

39、（共用 2 個(gè)頂點(diǎn)）連接；（2 分）4） 見(jiàn)圖（1 分），平行（111）面存在同號(hào)離子層，外力作用下沿平行（111）面方向有解理現(xiàn)象（3 分）。2、Si/O=1/2，架狀結(jié)構(gòu)；Si/O=4/10，層狀結(jié)構(gòu)；Si/O=4/11，雙鏈結(jié)構(gòu)； Si/O=2/6，單鏈結(jié)構(gòu)；Si/O=2/7，組群狀（雙四面體）結(jié)構(gòu)；Si/O=2/7， 組群狀（雙四面體）結(jié)構(gòu)；Si/O=1/3，組群狀（環(huán)狀）結(jié)構(gòu)；Si/O=1/4， 島狀結(jié)構(gòu)；（6 分）三、晶體結(jié)構(gòu)缺陷（10 分）1、都不對(duì)(2 分)。若 B 進(jìn)入頂點(diǎn)位置，則形成固溶體化學(xué)式為 A 8- xBx ，簡(jiǎn)化后得 A(16- x) Bx ， x 取 1(+1)

40、88到 8 的整數(shù)，全部取代頂點(diǎn)位置的質(zhì)點(diǎn)，得 AB(4 分)Al O¾ ¾M¾®gO2Al · + 2O + O"2、間隙型固溶體：2 3(2 分)Al2xMg12xO1xAl2xMg22xO2x (1或MgOi分)理工材料群 162383421Al O¾ ¾M¾®gO2Al · + 3O + V "置換型固溶體：2 3OMg(2 分) Al2xMg13xO 或 Al2xMg33xO3(1Mg分)四、（10 分）長(zhǎng)石<輝石(MgO·SiO2)<鎂橄欖石

41、（2 分） 長(zhǎng)石輝石(MgO·SiO2)鎂橄欖石（2 分）|理由：從長(zhǎng)石、輝石(MgO·SiO2)到鎂橄欖石，熔體結(jié)構(gòu)從架狀、鏈狀到島狀，絡(luò)陰離子團(tuán)減小，作用力矩減小，因此表面張力增大；同理，長(zhǎng)石熔體具有架狀結(jié)構(gòu)，氧硅比 2，網(wǎng)絡(luò)連接程度好，冷卻過(guò)程中不易規(guī)則排列而容易形成卻過(guò)程中易規(guī)則排列而最不容易形成，鎂橄欖石具有島狀，氧硅比 4，硅氧四面體孤立存在，冷，輝石形成的能力居中。（6 分）g (Al O ,固) - g（Ag,液/ Al O五（10 分）、1、 cosq =2 32 3(2 分)g（Ag,液)接解角大于 90°，所以液態(tài)銀不能潤(rùn)溫氧化鋁瓷件表面(2

42、 分)最有可能實(shí)現(xiàn)的措施：在液態(tài)銀中加入表面活性劑，降低(Ag，液/ Al2O3，固)，可使其潤(rùn)濕。(2 分)2、PbI2> CaF2(2 分)。與 Ca2和F相比，Pb2與I具有較大的極化性能，因此表面雙電層的厚度較厚(2 分)。六、（10 分）1、Tm10831356KT1356（853273）230K1 分1 分2 × g × Tm´1.727 ´r* = - D=2 分× DTH16284 p × r *34 p ´ (1.28 ´n = 3´ 4 = 3（個(gè)） 2 分(0.3615

43、80;1a32、R*r*1.28×107cmh0.2R*=0.2×1.28×107=0.256×107cm1 分1 分= ph2 (3R * -hV31 分0.24 ´10-21(0.3615 ´10-7 )3Vn =´ 4 =´ 4 = 20（個(gè)） 1 分a3七、（5 分）固溶體類(lèi)型不同，擴(kuò)散機(jī)制不同，導(dǎo)致擴(kuò)散系數(shù)差別很大。1 分氫在面心立方鐵中形成間隙固溶體，按間隙擴(kuò)散機(jī)制進(jìn)行擴(kuò)散，其擴(kuò)散活化能比較小，故擴(kuò)散系數(shù)大； 2 分而鎳在面心立方鐵中形成置換固溶體，按空位擴(kuò)散機(jī)制進(jìn)行擴(kuò)散，其擴(kuò)散活化能比較大，故擴(kuò)散系數(shù)

44、小。2 分理工材料群 162383421或答原子半徑小，在相同的擴(kuò)散基質(zhì)中進(jìn)行擴(kuò)散，阻力小，活化能低，擴(kuò)散系數(shù)大。（5 分）八、（5 分）選擇MgCO3、Al2O3 較好。 3 分MgCO3 在加熱到 350400分解為 MgO 和 CO2，具有比較高的反應(yīng)活性；1 分Al2O3 在加熱到 950時(shí)轉(zhuǎn)變?yōu)锳l2O3，由于發(fā)生晶格重排，會(huì)使晶格活化，具有比較高的反應(yīng)活性。1 分九、（20 分）1. 見(jiàn)圖。三個(gè)副三角形，各 0.5 分，計(jì) 1.5 分；溫降箭頭和性質(zhì)各 0.5 分，計(jì) 3 分。合計(jì) 4.5 分；2. 不一致熔融二元、低溫穩(wěn)定高溫分解的化合物，各 0.5 分，合計(jì) 1.5 分；3.

45、E：三元低共熔點(diǎn) L Û C + B + DA+ B¬¾®LDJ1：過(guò)渡點(diǎn)L + A Û C + D¾L+¾A®¾DJ2：?jiǎn)无D(zhuǎn)熔點(diǎn)各 1 分，合計(jì) 3 分；M¾¾®L®A ¾a14（液相消失，A ® A ® D ® D ®結(jié)晶結(jié)束，產(chǎn)物C+B+D），3 分。B%=xy/CD, C%=yD/CD, B%=Cx/CD，1.5 分。合計(jì) 4.5 分¾M ¾¾®L®A

46、0;e¾L® A¾2A ® A ®5（液f ® f ®相消失，結(jié)晶結(jié)束，產(chǎn)物 C+B+D），3 分。L%=fM2/f J1, A%= J1M2/f J1*Bf/AB, B%= J1M2/f J1*Af/AB，1.5 分。A 先消失，因?yàn)榇藭r(shí)系統(tǒng)中A 與B 的比小于化合物D 中 A 與 B 的比，2 分。合計(jì) 6.5 分。理工材料科學(xué)基礎(chǔ)試題六一、填空（0.530=15 分）1、六方最緊密堆積的晶胞中共有（ ）個(gè)原子，配位數(shù)為（），有（）和（）兩種空隙。2、硅酸鹽晶體按化學(xué)式中（ 結(jié)構(gòu)類(lèi)型。3、（ ）的大小表征了位錯(cuò)的）的不同

47、，可以對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行分類(lèi)，Al2Si4O10(OH)2·n H2O 屬于（）滑移距離，其方向與滑移方向（ ）。理工材料群 1623834214、小角度晶界相鄰兩晶粒位向差小，為使原子的排列盡可能接近原來(lái)的完整晶格，可用（ ）模型來(lái)描述原子的排列；大角度晶界的晶界能比小角度晶界的晶界能（ ）（高或低）。5、硅酸鹽熔體中各種聚合程度的聚合物濃度受（ ）和（ ）的影響。體由熔融態(tài)向態(tài)轉(zhuǎn)化的過(guò)程是（）。6、對(duì)于固體來(lái)說(shuō)，由于固體的表面自由能中包含了（ ），表面張力在（）不等于表面自由能。7、吉布斯相律的數(shù)學(xué)表達(dá)式是（ ），研究凝聚系統(tǒng)相平衡的主要方法有差熱分析和（ ）。8、擴(kuò)散是固體內(nèi)物質(zhì)傳遞

48、的基本方式，擴(kuò)散的本質(zhì)是（ ），擴(kuò)散的基本推動(dòng)力是（ ），負(fù)擴(kuò)散是指（）。9、從熱力學(xué)觀點(diǎn)，相變可分為（ ）、（）等，前者舉例如（ ），后者舉例如（ ）。10、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)活性低，速度慢，固態(tài)反應(yīng)一般包括（ ）和（兩個(gè)過(guò)程。）11、燒結(jié)的推動(dòng)力是（ ），它可憑傳質(zhì)、（ ）、（）、（）等四種方式推動(dòng)物質(zhì)的遷移。二、作圖題（10 分）1、作圖表示立方晶系的晶體中晶面和晶向（標(biāo)出坐標(biāo)系）。2、作圖表示NaCl 單晶表面的結(jié)構(gòu)，并說(shuō)明其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。三、右圖是CaF2 的理想晶胞結(jié)構(gòu)示意圖(白球是 Ca 離子，黑球是F 離子)，試回答（12 分）：1、晶胞數(shù)是多少；2、結(jié)

49、構(gòu)中何種離子做何種密堆積；結(jié)構(gòu)中有幾種空隙，空隙利用率是多少；3、結(jié)構(gòu)中各離子的配位數(shù)為多少，寫(xiě)出其配位多面體；4、計(jì)算說(shuō)明F-的電價(jià)是否飽和；5、分析其解理性四、寫(xiě)出下列缺陷反應(yīng)式（10 分）1、FeCl3 進(jìn)入 CaCl2 晶體2、CaCl2 形成肖脫基缺陷3、非化學(xué)計(jì)量化合物TiO2-x五、試述熔體粘度對(duì)形成的影響？在硅酸鹽熔體中，分析加入價(jià)堿金屬氧化物、B2O3 后熔體粘度的變化？為什么？（10 分）六、粒徑為 1.5m 球狀A(yù)l2O3 由過(guò)量的MgO 微粒包圍，觀察尖晶石的形成，在恒定溫度下，反應(yīng)初期的第 1h 有 15%的Al2O3 起了反應(yīng)。（8 分）1、推導(dǎo)出此階段的速度方程（

50、屬擴(kuò)散動(dòng)力學(xué)范圍）2、計(jì)算完全反應(yīng)的時(shí)間七、設(shè)體積擴(kuò)散與晶界擴(kuò)散活化能間關(guān)系為Qgb=Qv/2（Qgb、Qv 分別為晶界擴(kuò)散與體積擴(kuò)散活化能），根據(jù)擴(kuò)散系數(shù)的宏觀表達(dá)式，畫(huà)出 lnDl/T 曲線，并分析在哪個(gè)溫度范圍內(nèi)，晶界擴(kuò)散超過(guò)體積擴(kuò)散？（5 分）八、 銅的原子量為 63.55，密度為 8.94g/cm3，熔點(diǎn)為 1112，熔化熱為 1628J/mol，固-液界面能 1.7710-5 J/ cm2，試求在過(guò)冷度為 30時(shí)的臨界晶核大小，并估算這些晶核中有多少個(gè)銅原子組成。（已知銅為面心立方晶體，a=0.3615nm）（10 分）九、如圖A-B-C 三元系統(tǒng)相圖，根據(jù)相圖回答下列問(wèn)題：(20

51、 分)1、在圖上劃分副三角形、用箭頭表示各條界線上溫度下降方向及界線的性質(zhì)；2、化合物D、E 的性質(zhì)；3、寫(xiě)出各三元無(wú)變量點(diǎn)的性質(zhì)及其對(duì)應(yīng)的平衡關(guān)系式；4、寫(xiě)出組成點(diǎn)M 在完全平衡條件下的冷卻結(jié)晶過(guò)程；5、寫(xiě)出組成點(diǎn) N 在完全平衡條件下進(jìn)行加熱時(shí)，開(kāi)始出現(xiàn)液相的溫度和完全熔融的溫度；寫(xiě)出完全平衡條件下進(jìn)行冷卻，結(jié)晶結(jié)束時(shí)各物質(zhì)的百分含量（用線段比表示）理工材料群 162383421試題六一、填空（0.530=15分）：1、6 12 四面體 八面體2、硅氧比（或Si/O 或O/Si） 層狀3、柏氏矢量（或柏格斯矢量或） 一致（或相同或平行）4、位錯(cuò) 高5、溫度 組成 可逆的與漸變的6、彈性能

52、數(shù)值上7、F=C-P+n（或F=C-P+2） 淬冷法（或其他方法）8、 質(zhì)點(diǎn)的熱運(yùn)動(dòng) 化學(xué)位梯度 質(zhì)點(diǎn)由低濃度區(qū)域向高濃度區(qū)域遷移9、一級(jí)相變相變 如析晶 如熔融態(tài)向態(tài)的轉(zhuǎn)變（舉例正確即可）10、 相界面上的化學(xué)反應(yīng) 反應(yīng)物通過(guò)產(chǎn)物層的擴(kuò)散11、系統(tǒng)的表面張力 擴(kuò)散傳質(zhì) 氣相傳質(zhì) 溶解-沉淀傳質(zhì)二、作圖題（10分）1、4分2、圖4分，馳豫表面（或雙電層結(jié)構(gòu)）2分三、（12分）1、 4；（2分）2、Ca2+離子做面心立方密堆積（2分）；四面體空隙100%（1分）、八面體空隙全空（1分）3、CNF-=4 CN Ca2+=8 Ca F8 FCa 4；（2分）4、F -電價(jià)飽和，因?yàn)镕 -的電價(jià)= （

53、Ca2+的電價(jià)/ Ca2+的配位數(shù)）×F - 的配位數(shù)；（2分）5、111面網(wǎng)上存在相互毗鄰的同號(hào)離子層，靜電斥力將起主要作用，在平行于111面網(wǎng)的方向上易發(fā)生解理，呈八面體解理（2分）四、（10分）1、兩個(gè)方程寫(xiě)出一種即可，4分2、3分3、3分或理工材料群 162383421五、（10分）答：熔體粘度對(duì)降低而劇烈地升高時(shí)，容易形成形成具有決定性作用。熔體在熔點(diǎn)時(shí)具有很大粘度，并且粘度隨溫度。（4分）在硅酸鹽熔體中，加入 R2O，隨著 O/Si 比增加，提供游離氧，橋氧數(shù)減小，硅氧網(wǎng)絡(luò)斷裂，使熔體粘度顯著減小。（3分）加入 B2O3，加入量少時(shí)，B2O3處于三度空間連接的BO4四面體

54、中，使結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)緊密，粘度上升。隨著 B2O3含量增加，B3+開(kāi)始處于BO3三角形中使結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)疏松，粘度下降。（3分） 六、（8 分）1（5分）、此階段適用于楊德方程轉(zhuǎn)化率2分1分代入拋物線方程，得1分1分2（3分）、方法1方法2：金斯特林格方程解七、（5分）其中G1=15%,t1=1h; G2=100%,t2=? 代入得t2=367ht2=123h（1分） 以下三種情況，答出一種即可1、圖2分，說(shuō)明當(dāng)1/T1/Tc 時(shí)以晶界擴(kuò)散為主2分2、圖3分，說(shuō)明在整個(gè)溫度范圍內(nèi)以晶界擴(kuò)散為主1分。 3、圖3分，說(shuō)明在整個(gè)溫度范圍內(nèi)以晶界擴(kuò)散為主1分理工材料群 162383421八、（10分）分，自由能表達(dá)式2分）（r*表達(dá)式4個(gè)（公式2分）九、1、見(jiàn)圖一6.5分（附三角形0.5*5=2.5，箭頭加性質(zhì)0.25*16=4）2、D:不一致熔融三元化合物 E:一致熔融三元化合物2分（0.5*4）3、（3分）E1，低共熔點(diǎn)，E2，低共熔點(diǎn)E3，單轉(zhuǎn)熔點(diǎn)E4，低共熔點(diǎn)E5，多晶轉(zhuǎn)變點(diǎn)，4、見(jiàn)圖二（5分）E6，單轉(zhuǎn)熔點(diǎn)，L：束)(結(jié)晶結(jié)（B 消失）S：