2010-2011秋材料科学基答案A.doc

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1、北方民族大学期末考试参考答案及评分标准2010至2011学年第2学期考试科目无机材料科学基础学分3.5学院（部）材料学院年级班材料科学与工程091、092班课程代码14100710考试形式：■闭卷、□开卷、□口试专业材料科学与工程命题教师孙文周试题来源自拟一、名词解释(每个3分，共15分)（答对得3分，内容近似得1-2分，答错得0分）1、配位数：在晶体结构中，每个原子或离子周围与之相接触的原子个数或异号离子的个数。2、不一致熔化合物：是一种不稳定的化合物，加热到一定温度会发生分解，分解产物是一种液相和一种固相，液相

2、和固相的组成与化合物组成都不相同。3、固溶体：凡在固态条件下，一种组分（溶剂）内“溶解”了其它组分（溶质）而形成的单一、均匀的晶态固体。4、氧化物玻璃：通过桥氧形成网络结构的玻璃。5、非均匀成核：是指借助于表面、界面、微粒裂纹器壁以及各种催化位置等而形成晶核的过程。二、选择（每题2分，共20分）1、Frankel缺陷引起的晶格畸变（A）Schttky缺陷A．大于B．小于C．等于2、液-固相变时，非均匀成核位垒与接触角θ有关，当θ为（C）时，非均匀成核位垒为零A．0°B．90°C．180°D．360°3、晶体在三结晶

3、轴上的截距分别为2a、3b、6c。该晶面的晶面指数为（B）。A．（123）B．（321）C．（326）D．（236）4、TiO2在还原气氛中可形成（D）型非计量化合物。A．阳离子填隙B．阳离子空位C．阴离子填隙D．阴离子空位5、下列性质中（C）不是晶体的基本性质。A、对称性B、有限性C、各向同性D、均一性6、下图为晶核的半径与间的关系，现有不同温度的三条曲线，温度最高的是（A）曲线。A．T1B．T2C．T37、某晶体AB，A—的电荷数为1，A—B键的S=1/6，则A+的配位数为（B）。A．4B．6C．8D．128、

4、温度一定时，钠硅酸盐熔体中的（D）越低，聚合物的聚合程度越高。A.Na/OB．O/NaC．Si/OD．O/Si9、萤石（CaF2）结构中[CaF2]立方体之间是（B）相连的。A共顶B共棱C共面10、对于蒸发、熔融等相变过程，ΔH0，要使ΔG<0，必须有T0T，这表明系统要发生相变过程必须“”。（A）A．＞、＜、过热B．＞、＜、过冷C．＞、＞、过冷D．小于、小于、过热答案：（1、A、2、C；3、B；4、D；5、C；6、A；7、B；8、D；9、B；10、A）三、填空（每空1分，共15分）1、杂质缺陷反应规律:低价正离子

5、占据高价正离子位置时，该位置带有负电荷，为了保持电中性，会产生负离子空位或间隙正离子。高价正离子占据低价正离子位置时，该位置带有正电荷，为了保持电中性，会产生正离子空位或间隙负离子。2、晶体生长速率受两个反向因素控制：高温阶段主要由液相变成晶相的速率控制，增大过冷度对此过程有利，故u增大。低温阶段主要由相界面扩散控制，低温不利于扩散，故u降低。3、试写出下列反应的缺陷反应式：。。。4、两种固体形成连续固溶体的条件有：结构相同、电价相等、离子半径差小于15％以及电负性相似。5、硅酸盐材料的三元平衡系统相律为：F=4-

6、P,其中自由度最大为Fmax=3，这三个独立变量是温度和三组元中任意两个组元的浓度。6、从NaCl晶胞结构图中可知：Na离子位于面心格子的格点位置，Cl离子位于棱边中心位置及体心位置。同时NaCl晶体结构也可以看成是两个面心立方格子延1/2晶格常数长度穿插在一起。7、正离子的配位数、配位多面体的形状取决于正负离子半径之比，当半径比在0.414—0.732之间，阳离子配位数为6，形成正八面体形的负离子多面体。8、玻璃组成一定时，Tg是一个随冷却速率变化的温度范围，低于该温度范围，体系呈现固体特性，反之则表现出熔体特性

7、。9、ZnS常见两种变体：β－ZnS和α－ZnS，分别为典型的闪锌矿结构和纤锌矿型结构。其中，β－ZnS为立方晶系。10、组成为Na2O·1/2Al2O3·2SiO2的玻璃，其玻璃结构参数Y值为3.66。四、问答题（每题5分，共10分）1、从化学组成、相组成考虑，试比较固溶体与化合物、机械混合物的差别。（5分）解：固溶体机械混合物化合物形成原因以原子尺寸“溶解”生成粉末混合原子间相互反映生成相数单相均匀多相单相均匀化学计量不遵守定比定律遵守定比定律化学组成不确定有几种混合物就有多少化学组成确定2、用图例说明过冷度对

8、核化、晶化速率和晶粒尺寸等的影响，如无析晶区又要使其析晶应采取什么措施？要使自发析晶能力大的熔体形成玻璃应采取什么措施？（5分）答：过冷度过大或过小对成核与生长速率均不利，只有在一定过冷度下才能有最大成核和生长速率，如下图。（1分）若ΔT大，控制在成核率较大处析晶，易得晶粒多而尺寸小的细晶；（1分）若ΔT小，控制在生长速率较大处析晶则容易获得晶粒少而尺寸大的