材料試题5.doc

一、填空题（1′10=10分） 1、密排六方结构（等径球堆积）单位晶胞中分子数是（????），配位数是（????）。 2、Fick扩散第二定律的一维表达式为（?????????）。 3、当晶核剂和晶核具有（?????????）时，对核化最有利。 4、广义材料腐蚀是指材料由于（????????）而引起的破坏和变质过程。 5、烧结中后期所伴随的（???????）等，决定了材料显微结构的形成，也决定了材料最终的性质或性能。 6、固态物质的反应活性通常（????），当反应物之一存在多晶转变时则转变温度通常也是（???）。 7、从熔融态向玻璃态转化的过程是可逆的和渐变的，是在（??????）范围内完成，无固定熔点。 8、刃位错的柏氏矢量与位错线呈（????）关系。 二、晶体结构-性质关系（20分） 1、根据下图的萤石结构图回答下列问题（14分）： 1）指出萤石结构中正负离子的堆积方式（两种方式）； 2）写出结构中正负离子的配位数及其配位多面体； 3）Ca2+离子的配位多面体之间是如何连接的？ 4）在结构图中用△和▽标示相互平行的同号离子层，分析萤石晶体的解理性。 2、根据Si/O比例不同划分硅酸盐晶体结构类型。（6分） 三、晶体结构缺陷（10分） 1、晶体A属于体心立方空间点阵，若原子B溶入A晶格的顶点位置形成置换型固溶体（全部取代），那么其成分可能是AB还是AB3？为什么？(4分) 2、Al2O3掺入到MgO中，请写出二个合理的方程，并写出对应的固溶体化学式(6分)。 　　　 四、从熔体结构角度，估计长石、辉石(MgO·SiO2)、镁橄榄石三种矿物的高温熔体表面张力 大小顺序，并分析它们形成玻璃的能力。（10分） 　　　 五、?1、氧化铝瓷件表面上涂银后，烧到1000℃时，巳知γ(Al2O3，固)＝1J/m2；γ(Ag，液)＝0.92J/m2；γ(Ag，液/?Al2O3，固)＝1.77?J/m2，试问液态银能否润湿氧化铝瓷件表面？可以用什么方法改善它们之间的润湿性？请提出一种最有可能实现的措施。(6分) 2、根据威尔的表面双电层理论，某些化合物表面可能由负离子组成，正离子被负离子所屏蔽。已知PbI2的表面能为1.3×10－5J/cm2，CaF2的表面能为2.5×10－4J/cm2，请判断PbI2和CaF2的表面双电层厚度的大小，并解释产生的原因。(4分) 六、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。（10分） 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。（设形成球冠的高度为h＝0.2R，球冠体积，R为球冠半径） 七、经过计算可知1000℃下氢在面心立方铁中的扩散系数为＝1.08×10－4cm2/s，同等条件下镍在面心立方铁中的扩散系数为＝4.27×10－11cm2/s，＞＞，请对这种差别进行解释。（5分） 八、实验室要合成镁铝尖晶石，可供选择的原料为MgCO3、MgO、α－Al2O3、γ－Al2O3。从提高反应速率的角度出发，选择什么原料较好？请说明原因。（5分） 九、如图A-B-C三元系统相图，根据相图回答下列问题（20分）： 1、在图上划分副三角形、用箭头表示各条界线上温度下降方向及界线的性质； 2、判断化合物D?的性质； 3、写出各三元无变量点的性质及其对应的平衡关系式； 4、写出组成点M1在完全平衡条件下的冷却结晶过程，结晶结束时各物质的百分含量（用线段比表示）； 5、写出组成点M2在完全平衡条件下的冷却结晶过程，在M2熔体的液相组成点刚刚到达J1时，求其相组成（用线段比表示）。在J1的反应哪个晶相先消失，为什么？ ? 试题五答案 一、填空题（1?10=10分） 1. 6 ，12 。 2. 。 3. 结构相同或相似，或具有相似的原子排列，或接触角为0，或接触角较小。 4. 环境的作用。 5. 晶粒长大和再结晶。 6. 较低，速度较慢；反应开始明显进行的温度或较高。 7.一定的温度。 8. 垂直。 二、晶体结构分析（20分） 1）Ca2+面心立方堆积，简单立方堆积；（4分） 钙的配位数为8，[CaF8]立方体；F的配位数为4，[FCa4]四面体；（4分） [CaF8]立方体之间共棱（共用2个顶点）连接；（2分） 见图（1分），平行（111）面存在同号离子层，外力作用下沿平行（111）面方向有解理现象（3分）。 2、Si/O=1/2，架状结构；Si/O=4/10，层状结构；Si/O=4/11，双链结构；Si/O=2/6，单链结构；