武漢理工大學材料科學基礎2011考研真題

1、武漢理工大學武漢理工大學2011年研究生入學考試試題課程名稱材料科學基礎一、（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)是多少？結(jié)構(gòu)中各離子的配位數(shù)為多少，寫出其配位多面體；4、結(jié)構(gòu)中S2-電價是否飽和，為什么？5、對于大多數(shù)晶體來說，結(jié)合力的性質(zhì)是屬于綜合性的，請指出Zn-S鍵的鍵性并說明原 因；6、像立方ZnS這類晶體（質(zhì)點的堆積可以近似地認為是剛性球體的堆積，服從

2、最緊密堆積 原理），如何揭示、理解晶體的微觀結(jié)構(gòu)及其與晶體性質(zhì)的關系？圖1立方ZnS晶胞結(jié)構(gòu)圖2成核速率和生長速率與過冷度的關系二、（10分）圖2為晶體的成核速率和生長速率與過冷度的關系，請根據(jù)圖解釋玻璃形成的 動力學條件。并針對成核速率u解釋u-T之間的關系，說明為何會有極值的出現(xiàn)。三、（15分）比較PbF，PbI和CaF的表面能大小，當用Ca2+和 F-依次置換PbI中的Pb2+2222和I-離子時，相應的表面能和硬度及表面雙電層的厚度該如何變化，為什么？四、（10分）在AB二元系中，組元A具有體心立方結(jié)構(gòu)，熔點為1000C；組元B具有面心立方結(jié)構(gòu)，熔點為800C。在500C存在一個恒溫轉(zhuǎn)

3、變：（75% 月）=夠）（20%） +）（90%日）設室溫下A、B二個組元互不溶解，試回答：1、繪出概略的相圖。2、指出SA、SB（A）固溶體的晶體結(jié)構(gòu)類型。五、（25分）根據(jù)圖3所示ABC三元系統(tǒng)投影圖回答下列問題：1、指出化合物S的性質(zhì)。2、用箭頭標出各界線的溫度下降方向及性質(zhì)。3、指出各無變量點的性質(zhì)，并寫出其平衡關系。4、分析熔體M在平衡條件下的冷卻結(jié)晶過程（用路徑圖表示）。5、圖中哪個組成的三元混合物熔點最低？并用線段比表示出其組成。圖3 ABC三元系統(tǒng)相圖六、（15分）試討論從室溫到熔融溫度范圍內(nèi)，氯化鋅添加劑（10-6mol%）對NaCl單晶中 所有離子（Na和。）擴散能力的影響

4、。在什么溫度范圍內(nèi)Na的本征擴散占優(yōu)勢？（NaCl 的Schttky缺陷形成能E=2.3eV）七、（10分）已知銅的熔點Tm=1083C，熔化熱H=1628J/cm3，固液界面能 尸1.77x10 J/cm2，銅為面心立方晶體，點陣常數(shù)a=03615nm。1、當液態(tài)金屬銅過冷至853C進行均態(tài)形核時，求臨界晶核半徑和每個臨界晶核的原子數(shù)（設晶核為球形）。2、若為非均態(tài)形核，求臨界球冠的原子數(shù)。（設形成球冠的高度為h=0.2R，球冠體積V = 3R-h）3，R為球冠半徑）八、（10分）實踐證明，少量添加物常會明顯地改變燒結(jié)速度，其中原因之一可能是因為添 加物與燒結(jié)物形成固溶體。為什么與燒結(jié)物能生成固溶體的添加物能促進燒結(jié)？在A1,O；燒結(jié)中，通常加入少量TiO 或 Cr,O森進燒結(jié)。當加入TiO時，燒結(jié)溫度可以更 232232低。請解釋原因（用缺陷方程來表示）。九、（15分）MgO和A12O3反應制備MgAl2O4時，預先在界面上埋入標志物然后讓其進行反r = r = 0.057應。已知此nm，nm。1、如果反應是由Mg2+和 A13+互擴散進行的，而氧離子不發(fā)生遷移，標志物的位置將如何變 化？2、當只有A13+向MgO擴散時，情況又如何？3、假設熱力學條件允許，在哪些情況下標志物將向MgO移動？（至少答出一種）十、（10分）對于MX型離子晶體（大球為X離子