南京工業大學
試卷十三
2023年攻讀碩士學位研究生入學考試試題
考試科目：材料物理化學
適用專業：材料學、材料物理與化學、材料加工工程
一、是非題
1．在正交晶系中(011)面是平行於a軸的晶面。
2．存在4根3次軸的晶體必定屬於立方晶系。
3．鮑林規則適用於共價鍵的晶體結構。
4．矽酸鹽晶體結構中，按矽氧四面體排列方式的變化，橋氧數可由1～4變化。
5．刃位錯的位錯線垂直於滑移方向。
6．一般能夠實際進行的純固相反應是放熱的。
7．在寫缺陷反應方程時必須保持正確的位置關係。
8．非化學計量化合物結構缺陷也是一種雜質缺陷。
9．菲克擴散定律是根據微觀擴散特點與規律而總結得出的。
10．3t圖中的臨界冷卻速度越大，則意味著熔體越容易形成玻璃。
11．粘土泥漿的觸變性是由於粘土泥漿中存在不完全膠溶。
12．在固液介面的潤濕中，增加固體表面的粗糙度就一定有利於潤濕。
13．相變過程是乙個物理過程。
14．楊德爾方程比金斯特林格方程的適用範圍大。
15．固相反應速度與反應物的濃度成正比。
16．晶粒生長與再結晶過程與燒結過程(即燒結一開始)是同時進行的。
二、選擇題
1．空間點陣是對晶體結構中的______抽象而得到的。
a．原子 b．離子 c．幾何點 d．等同點
2．根據整數定律，晶體結構中的座標軸應該選取______的方向。
a．相互垂直 b．密排面 c．晶體中行列
3．空間群為fm3m的晶體結構屬於 (a) 晶族， (b) 晶系。
a．高階 b．中級 c．低階 d．等軸
e．六方 f．四方 g．正交
4．在非化學計量化合物zro2-x中存在的晶格缺陷是______。
a．陰離子空位b．陽離子空位c．陰離子填隙 d．陽離子填隙
5．a≠b≠c，α=β=γ=90°的晶體屬於晶系。
a．立方 b．六方 c．四方 d．正交
6．熔體是______的混合物。
a．相同聚合度的聚合物和游離鹼
b．不同聚合程度的各種聚合物
c．各種低聚物
d．各種高聚物
7．在uo2晶體中，o2-的擴散是按______機制進行的。
a．空位 b．間隙 c．摻雜點缺陷
8．液固相變時，非均勻成核位壘與接觸角θ有關，當______時，非均勻成核位壘比均勻成核位壘降低一半。
a．θ=0° b．θ=45° c．θ=90° d．θ=180°
9．三元系統相圖中，若存在有n條界線，則此系統相圖中能連線出______條連線。
a．3 b．n-1 c．n d．n+1
10．在燒結過程中，只使坯體的強度逐漸增加，而坯體不發生收縮的傳質方式是______。
a．晶格擴散 b．流動傳質 c．蒸發-凝聚 d．溶解-沉澱
11．在擴散係數的熱力學關係中，稱為擴散係數的熱力學因子。在非理想混合體系中：
當擴散係數的熱力學因子＞0時，擴散結果使溶質______；
當擴散係數的熱力學因子＜0時，擴散結果使溶質______。
a．發生偏聚 b．濃度不改變c．濃度趨於均勻
12．大多數固相反應處於______。
a．化學反應動力學範圍b．擴散動力學範圍c．過渡範圍
三、填充題
1．對應於七個晶系可能存在的空間格仔形式有 (1) 種。
2．晶胞是 (2) ，其 (3) 和 (4) 與對應的單位平行六面體一致。
3．在等大球體的最緊密堆積中，立方緊密堆積的排列方式是 (5) ，其密排面應平行於 (6) 。當由n個球構成立方緊密堆積時，其四面體空隙數為 (7) ，八面體空隙數為 (8) 。
4．立方晶系中不可能存在底心格仔的原因是 (9) 。
5．晶體結構與它的 (10) 、 (11) 和 (12) 有關。
6．當有6mol%的mgo加入到uo2晶格中形成置換型固溶體，試寫出其缺陷反應方程式 (13) 和固溶式 (14) 。
7．玻璃具有各向同性的原因是 (15) 。
8．在玻璃性質隨溫度變化的曲線上有兩個特徵溫度 (16) 和 (17) ，與這兩個特徵溫度相對應的粘度分別為 (18) 和 (19) 。
9．在固一液介面的潤濕中，改善潤濕的方法有 (20) 、 (21) 和 (22) 。
10．斜長石na(alsi3o8)與鈣長石ca(al2si2o8)可以形成 (23) 型固溶體，其中斜長石中的 (24) 和鈣長石中的 (25) 可以相互替代。
11．馬氏體相變的結晶學特徵表現為： (26) 、 (27) 和 (28) 等。
12．有一原始粒徑為5μm的坯體，燒結2h後x/r=0.1，若燒結至x/r=0.2(不考慮晶粒生長)，則分別由四種典型的傳質方式 (29) 、 (30) 、 (31) 和 (32) 進行燒結時，各需要燒結時間 (33) 、 (34) 、 (35) 和 (36) 。
四、名詞解釋
1．同質多晶
2．一級相變
3．組分缺陷
4．粘土膠體的電動電位
5．反尖晶石結構
6．相圖中的自由度
五、計算題
1．一種玻璃的化學組成為：24mol%na2o、12mol%al2o3、64mol%sio2，試計算該玻璃的四個結構引數z、r、x和y。
2．pb是麵心立方結構，原子半徑為0.1750nm，求它的單位晶胞體積。
3．非化學計量化合物缺陷濃度與周圍氣氛的性質、分壓有關，當增大氧氣分壓時，通過計算說明zn1+xo和tio2-x的密度將發生什麼樣的變化。
4．在製造al2o3陶瓷時，原料的粒度為2μm。在燒結溫度下保溫30min，測得晶粒尺寸為10μm，則在同一燒結溫度下保溫2h後，晶粒尺寸為多少μm?為抑制晶粒生長在原料粉末中加入0.
2%mgo，並在同樣的燒結溫度下保溫2h，則晶粒尺寸為多少μm?
六、論述題(任選三小題，如果全做只取前三題)
1．簡述泥漿膠溶的機理，以及泥漿膠溶必須具備的條件。
2．試從結構上比較矽酸鹽晶體與矽酸鹽玻璃的區別。
3．何為本徵擴散與非本徵擴散?並討論兩者的擴散係數、擴散活化能和特點。
4．何為晶粒生長與二次再結晶?簡述晶粒生長與二次再結晶的區別，並根據晶粒的極限尺寸討論晶粒生長的過程。
七、a-b-c三元相圖如圖13-1所示。
1．劃分三角形。
2．標出界線的性質(共熔界線用單箭頭，轉熔界線用雙箭頭)。
3．指出化合物s的性質。
4．說明e、f、h點的性質，並列出相變式。
5．分析m點的析晶路程(表明液、固相組成點的變化，並在液相變化的路徑中註明各階段的相變化和自由度數)。
標準答案
一、 1．√；2．√；3．×；4．×；5．√；6．√；7．√；8．×；9．×；
10．×；11．√；12．×；13．√；14．×；15．×；16．×
二、 1．d；2．c； 3．a、d； 4．a； 5．d； 6．b； 7．b； 8．c； 9．c； 10．c；11．c、a；12．b
三、 1．(1) 14；
2．(2) 能充分反映晶體結構特徵的最小單位；(3) 形狀；(4) 大小
3．(5) abcabc；(6) (111)；(7) 2n；(8) n
4．(9) 在立方晶系中若存在底心格仔，則立方晶系所特有的4l3狀將不再存在，不符合立方晶系的對稱特點。
5．(10) 化學組成；(11) 質點的相對大小；(12) 極化性質
6．(13) ；(14) u0.94mg0.06o1.94
7．(15) 玻璃結構的遠端無序，巨集觀上表現出統計均質
8．(16) tg；(17) tf；(18) 1013dpa·s；(19) 108dpa·s
9．(20) 降低固液介面能；(21) 提高固體的表面能；(22) 改變固體的表面粗糙度
10．(23) 連續置換型固溶體；(24) na+和si4+；(25) ca2+和al3+
11．(26) 存在習性平面；(27) 嚴格的取向關係；(28) 維持共格關係
12．(29) 蒸發一凝聚傳質；(30) 擴散傳質；(31) 流動傳質；(32) 溶解-沉澱傳質；(33) 16h；(34) 64h；(35) 8h；(36) 128h
四、 1．同質多晶：化學組成相同的物質，在不同的熱力學條件下會形成結構不同的晶體。
2．一級相變：相變時兩相的化學勢相等，但化學勢的一階偏微商不相等。發生一級相變時有相變潛熱和體積的變化。
3．組分缺陷：在不等價置換的固溶體中，為了保持晶體的電中性，必然會在晶體中產生空位或間隙離子，這種晶體缺陷就稱為組分缺陷。
4．粘土膠體的電動電位：帶電粘土膠體分散在水中時，在膠體顆粒和液相的介面上會有擴散雙電層出現，吸附層與擴散層各帶相反電荷，相對移動時兩者之間存在的電位差稱為電動電位。
5．反尖晶石結構：屬於立方晶系，其中氧離子可以看成是按立方緊密堆積排列，二價陽離子a填充在八面體空隙中，三價陽離子b一半填充在八面體空隙中，一半填充在四面體空隙中。
6．相圖中的自由度：在相平衡系統中，在一定範圍內可以任意改變而不引起舊相消失或新相產生的獨立變數稱為自由度。
五、 1．轉換成6na2o·3al2o3·16sio2；z=4；r=2.17；y=3.66；x=0.34。
2． 3．；鋅的間隙離子濃度與氧分壓成反比，當氧分壓增加時，zn1+xo中的x值減小，則其密度降低；同理，tio2-x中的x值增大，則其密度也同樣降低。
4．d1=20μm(d2=kt)；d2=16μm(d3=kt)
六、 1．泥漿膠溶的機理：由於片狀粘土邊面、板麵帶電的不同，而產生面．面、邊一面或邊一邊結合，泥漿形成一定的結構使流動阻力增加，泥漿膠溶過程就是拆開泥漿的內部結構，使邊-面、邊-邊結合轉變為面-面排列。
泥漿膠溶必須具備的條件：①介質呈鹼性，②必須有一價鹼金屬陽離子交換粘土中原來吸附的**離子，③陰離子的聚合作用。
2．矽酸鹽晶體與矽酸鹽玻璃的區別：①矽酸鹽晶體中矽氧骨架按一定的對稱規律有序排列；在矽酸鹽玻璃中矽氧骨架排列是無序的。②在矽酸鹽晶體中骨架外的金屬離子佔據了點陣的一定位置；而在矽酸鹽玻璃中網路變性離子統計地分布在骨架的空隙內，使氧的負電荷得以平衡。
③在矽酸鹽晶體中只有當外來陽離子半徑與晶體中陽離子半徑相近時，才能發生同晶置換；在矽酸鹽玻璃中則不論半徑如何，骨架外陽離子均能發生置換，只要求遵守電中性。④在晶體中原始組成(氧化物)相互問有簡單的固定數量比例；而在玻璃中氧化物幾乎以任意比例混合。
南京工業大學材料科學基礎試卷
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2019安徽工業大學材料科學基礎815A卷真題
c 點缺陷使晶格常數增大 12.麵心立方晶體的孿晶方向是 a 112 b 110 c 111 13.既能提高金屬的強度，又能降低其脆性的手段是 a 固溶強化 b 晶粒細化 c 沉澱強化 14.復相合金中，若要提高韌性，脆性第二相應 a 呈網狀分布在基體晶界上 b 以顆粒瀰散分布在基體上 c 以大塊狀...