內蒙古科技大學2009/2010學年第一學期
《材料化學》考試試題(a)答案
課程號：77145305考試方式：閉卷
使用專業、年級：稀土2007任課教師：蔡穎
考試時間：2010.1.21備註：
一、選擇題（共10題，每題2分，共20分）
1、下列材料屬於結構材料的是（ d ）
a：液晶材料 b：.超導材料 c：石英光纖 d：超耐熱合金
2、下列各項不是液晶分子排列形式的是（ b ）
a：向列相 b：多晶相 c：近晶相 d：膽甾相
3、位錯線平行於滑移方向的是（ b ）
a：刃型位錯 b：螺旋位錯 c：混合位錯 d：區域性位移
4、產生x射線衍射效應的條件是滿足（ a ）
a：朗伯—比爾定律b：摩西利定律
c：布拉格定律d：費克定律
5、cvd和xrd是（ b ）的英文縮寫。
a：熱重法和紅外分子吸收光譜 b：化學氣象傳輸和x射線衍射分析方法
c：科學引文索引和化學氣象傳輸 d：化學氣象傳輸和紅外光譜分析
6、晶須材料的長徑比一般為（ a ）
a：5～1000 b：100～5000 c：5～100 d：100～1000
7、紫外分光光譜中，紫外光區的波長範圍是（ a ）
a：0.1~0.4μm b：0.4~0.8μm c.：0.78~10μm d：10~1000μm
8、水熱法制晶體材料過程中，不可能用到的裝置是（ c ）
a：烘箱b：高壓釜
c：振盪儀d：高溫爐
9、下列哪種方法不能用來製備晶體材料（ c ）
a：區域性氧化法 b：陶瓷法 c：快速冷卻法 d：化學氣象沉積法
10、下列波譜分析技術中屬於吸收波譜的是（ a ）
a：紫外分光光譜 b：發射光譜 c：螢光光譜 d：磷光光譜
二、填空題（共40空，每空0.5分，共20分）
1、晶體的對稱要素中，點對稱要素種類有對稱面 、 對稱中心 、 對稱軸 、 旋轉反演軸 ；含有平移操作的對稱要素種類有滑移面 、 螺旋軸 。
2、晶體的巨集觀對稱性中有八種對稱元素，他們分別是1 、 2 、 3 、 4 、 6 、 i 、 m 、 4 。
3、相變推動力主要有過冷度 、 過飽和度和過飽和蒸汽壓三種。
4、四面體型分子ch3cl具有_1度旋轉軸 、_3度旋轉軸_、_對稱面_等對稱元素。
5、不屬於非晶體材料基本特性的是長程無 、短程有序和熱力學亞穩態三種。
6、晶體材料主要具有均勻性 、 各向異性和多面體外形的特徵。
7、液晶材料按分子排列的結構可分為向列相 、 膽甾相和近晶相三種。。
8、晶體結構中的點缺陷型別共分間隙原子 、 空位和雜質原子三種。
9、能與c、n、b形成硬質合金的元素包括 ⅳb 、 ⅴb 和 ⅵb族金屬。
10、在***氣氛中焙燒zns時，晶體中將產生zn2+空位缺陷和cl-離子取代s2－的雜質缺陷，這兩種缺陷可以分別用符號 vzn`` 和 cls* 來表示。
11、tem、dta和ir是透射電子顯微鏡 、差熱分析和紅外分子吸收光譜法的英文縮寫。
三、名詞解釋（每題6分，共12分）
1、弗倫克爾缺陷與肖特基缺陷。
答：弗倫克爾缺陷：當晶體熱振動時，一些能量足夠大的原子離開平衡位置
而擠到晶格點的間隙中，形成間隙原子，而原來位置上形成空位，這種缺陷
稱為弗倫克爾缺陷3分）
肖特基缺陷：如果正常格點上原子，熱起伏後獲得能量離開平衡位置，躍
遷到晶體的表面，在原正常格點上留下空位，這種缺陷稱為肖特基缺陷。（3分）
2、刃位錯與螺位錯。
答：刃位錯：滑移方向與位錯線垂直的位錯稱為刃位錯3分）
螺位錯：位錯線與滑移方向相互平行的位錯稱為螺位錯3分）
四、簡答題（1、2、3題每題6分，4、5題每題5分，共28分）
1、用能帶理論說明金屬、半導體和絕緣體的區別。
答：根據晶體的能帶理論，金屬晶體中布里淵區一般有重疊，且部分充填。
同一區相鄰狀態相應的能級非常接近，只要很下的電場就能把電子提公升到
相鄰的較高能級，導電性好；（2分）
半導體物質，第一布里淵區是填滿的，和空的第二布里淵區之間只有
較小的能量間隙，溫度公升高時，第一布里淵區頂部的電子受到激發，進入
到第二布里淵區底部，向自由電子一樣，在外加電場的作用下，表現出導
電性；溫度越高，激發到第二布里淵區的電子越多，其導電性也越強；（2分）
絕緣體物質，電子填滿最低的一系列能帶，滿帶與空帶之間的能量間隙
很大，電子不能被激發到空帶中，因此不能導電。（2分）
2、什麼是非化學計量化合物？試舉幾個常見的例子（至少三個）。
答：非化學計量化合物是指化合物原子數量的比例,不符合定比定律,即非
簡單的固定比例關係3分）
例如化合物：zn1+δ、kδwo3、tio13分）
3、相變的含義是什麼？從熱力學角度來劃分，相變可以分為哪幾類？
解： 隨自由能的變化而發生的相的結構的變化2分）
一級相變、二級相變各2分）
4、在缺陷反應方程式中，以化合物maxb為例，說明位置平衡、電中性、
質量平衡是指什麼？
答：位置平衡是指在化合物maxb中，m格點數與x格點數保持正確的比例
關係，即m：x=a：b2分）
電中性是指在方程式兩邊應具有相同的有效電荷2分）
質量平衡是指方程式兩邊應保持物質質量的守恆1分）
5、何為均勻成核和非均勻成核？
答：均相成核：當母相整個體系在化學上、能量上和結構上都相同時，
發生的成相為均相成核，這種成核是在整個體系內發生的。 （2分）
非均相成核：母液中存在某介面（空位、雜質、位錯），成核會優先在
介面上進行，這種成核系統為非均相成核3分）
五、分析回答下列問題（每題10分，共20分）
1、列舉2種常用的晶體材料的製備方法，並且簡要介紹各種方法的原理
和過程。
答：常用的晶體材料的製備方法有陶瓷法和化學氣相沉積法等方法；（2分）
（1） 陶瓷法：是恆溫條件利用固體化合物反應製備材料的方法，晶體物質
互相混合，通過接觸的介面發生離子的自擴散和互擴散，或原有化學鍵的
斷裂和新化學鍵的形成及新物相的生成，晶體結構產生變化，這種變化向
固體原料內部或深度擴散，導致了一種新多晶材料的生成4分）
（2） 化學氣相沉積法：是基質材料表面可以採用一種易揮發的、穩定的
化合物在低於基質材料熔點的溫度下在其表面成層，該化合物然後經歷某些
化學反應形成穩定的、附著力強的鍍層，即所謂的化學氣相沉積法。（4分）
2、如圖是a-b-c三元系統相圖，根據相圖回答下列問題：
（1）寫出點o、p、q的成分；
（2）設有3kgq，問需要多少何種成分的合金w才可混熔成8kg成分為
p的合金。
解：（1）點o、p、q的成分分別為：
o p q
ωa 70 30 20
ωb 10 40 20
ωc 20 30 60
1分) (1分)(1分)
（3） 設需組成為（a，b，c）的w合金n kg可滿足條件，則
可通過列下列方程計算：
30.2 + na = 80.31分)
30.2 + nb = 80.41分)
30.6 + nc = 80.31分)
a + b + c =1
解方程得： n = 51分)
a = 0.361分)
b = 0.521分)
c = 0.121分)
答：需要5kg組成為（36%a, 52%b,12c）的合金w可滿足題中要求。
（注：具體演算法可有其他，結果正確均可得分。）
內蒙古科技大學第一學期材料化學B卷
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