武汉理工大学2002至2011年最清版研究生入学考试试题.doc

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1、武汉理工大学2011年研究生入学考试试题课程名称材料科学基础一、（30分）立方ZnS是立方晶系，根据其晶胞图（图1）回答下列问题：1、画出ZnS晶胞在(001)面上的投影图；在晶胞图上画出（111）晶面和[111]晶向（建立坐标系）；2、何种离子做何种密堆积？晶胞中有哪几种空隙，空隙利用率分别是多少？何种离子填何种空隙？3、晶胞分子数是多少？结构中各离子的配位数为多少，写出其配位多面体；4、结构中S2-电价是否饱和，为什么？5、对于大多数晶体来说，结合力的性质是属于综合性的，请指出Zn-S键的键性并说明原因；6、像立方ZnS这类晶

2、体（质点的堆积可以近似地认为是刚性球体的堆积，服从最紧密堆积原理），如何揭示、理解晶体的微观结构及其与晶体性质的关系？图1立方ZnS晶胞结构图2成核速率和生长速率与过冷度的关系二、（10分）图2为晶体的成核速率和生长速率与过冷度的关系，请根据图解释玻璃形成的动力学条件。并针对成核速率u解释u-T之间的关系，说明为何会有极值的出现。三、（15分）比较PbF2，PbI2和CaF2的表面能大小，当用Ca2+和F-依次置换PbI2中的Pb2+和I-离子时，相应的表面能和硬度及表面双电层的厚度该如何变化，为什么？四、（10分）在A－B二元系

3、中，组元A具有体心立方结构，熔点为1000℃；组元B具有面心立方结构，熔点为800℃。在500℃存在一个恒温转变：设室温下A、B二个组元互不溶解，试回答：1、绘出概略的相图。2、指出SA(B)、SB(A)固溶体的晶体结构类型。五、（25分）根据图3所示A－B－C三元系统投影图回答下列问题：1、指出化合物S的性质。2、用箭头标出各界线的温度下降方向及性质。3、指出各无变量点的性质，并写出其平衡关系。4、分析熔体M在平衡条件下的冷却结晶过程（用路径图表示）。5、图中哪个组成的三元混合物熔点最低？并用线段比表示出其组成。图3A－B－C三

4、元系统相图六、（15分）试讨论从室温到熔融温度范围内，氯化锌添加剂（10-6mol%）对NaCl单晶中所有离子（Na和Cl）扩散能力的影响。在什么温度范围内Na的本征扩散占优势？（NaCl的Schttky缺陷形成能E=2.3eV）七、（10分）已知铜的熔点Tm＝1083℃，熔化热△H＝1628J/cm3，固液界面能γ＝1.77×10－5J/cm2，铜为面心立方晶体，点阵常数a＝0.3615nm。1、当液态金属铜过冷至853℃进行均态形核时，求临界晶核半径和每个临界晶核的原子数（设晶核为球形）。2、若为非均态形核，求临界球冠的原子数

5、。（设形成球冠的高度为h＝0.2R，球冠体积，R为球冠半径）八、（10分）实践证明，少量添加物常会明显地改变烧结速度，其中原因之一可能是因为添加物与烧结物形成固溶体。为什么与烧结物能生成固溶体的添加物能促进烧结？在Al2O3烧结中，通常加入少量TiO2或Cr2O3促进烧结。当加入TiO2时，烧结温度可以更低。请解释原因（用缺陷方程来表示）。九、（15分）MgO和Al2O3反应制备MgAl2O4时，预先在界面上埋入标志物然后让其进行反应。已知nm，nm。1、如果反应是由Mg2+和Al3+互扩散进行的，而氧离子不发生迁移，标志物的位置

6、将如何变化？2、当只有Al3+向MgO扩散时，情况又如何？3、假设热力学条件允许，在哪些情况下标志物将向MgO移动？（至少答出一种）十、（10分）对于MX型离子晶体（大球为X离子，1价），由于热起伏可能产生如图4所示的2种缺陷，请指出这2种缺陷分别是何种缺陷，各自的特征是什么？写出缺陷反应方程式。（a）（b）图4热缺陷产生示意图武汉理工大学2010年研究生入学考试试题课程名称材料科学基础一、基本概念（30分）空间利用率和空隙填充率；位错滑移和位错爬移；玻璃网络形成体和玻璃网络外体；穿晶断裂和蠕变断裂；应力腐蚀和晶间腐蚀；初次在结晶

7、和二次在结晶；均态核化和非均态核化；矿化剂。二、作图题（10分）1.在面心立方晶胞中标示出质点以ABCABC。。。规律重复的堆积方式。（5分）2.画出面心立方晶胞中质点在（111）晶面上的投影图。（5分）三、绿宝石Be3Al2[Si6O18]上半个晶胞在（0001）面上的投影图如图1所示，整个晶胞的结构按照标高50处的镜面经反映即可得到。根据图1回答下列问题：（20分）1.绿宝石的硅氧比为多少？硅氧四面体组成的是什么结构？（4分）2.Be和Al分别与周边什么标高的几个氧配位？构成的配位多面体是什么？它们之间又是如何连接的？（8分）

8、3.用Pauling的连接规则说明标高65的氧电价是否平衡？（4分）4.根据结构说明绿宝石热膨胀系数不高、当半径小的Na+存在时，在直流电场下具有显著离子电导的原因。（4分）图1绿宝石晶胞四、A-B-C三元系统相图如图1所示。根据相图回答下列问题：