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材料试题

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蒋金辉 发表于 11-4-20 15:59:50 | 显示全部楼层 |阅读模式
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、   1Ca[sup]2+[/sup]面心立方堆积,简单立方堆积;(4分)

2)  钙的配位数为8[CaF[sub]8[/sub]]立方体;F的配位数为4[FCa[sub]4[/sub]]四面体;(4分)

3)  [CaF[sub]8[/sub]]立方体之间共棱(共用2个顶点)连接;(2分)

4)  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)。

2Si/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;Si/O=2/7,组群状(双四面体)结构;Si/O=2/7,组群状(双四面体)结构;Si/O=1/3,组群状(环状)结构;Si/O=1/4,岛状结构;(6分)

三、晶体结构缺陷(10分)

1、都不对(2)。若B进入顶点位置,则形成固溶体化学式为 ,简化后得 x18的整数,全部取代顶点位置的质点,得AB(4)

2、间隙型固溶体:[sup]   [/sup](2)Al[sub]2x[/sub]Mg[sub]1[/sub][sub]2x[/sub]O[sub]1[/sub][sub]x[/sub][sub]  [/sub] Al[sub]2x[/sub]Mg[sub]2[/sub][sub]2x[/sub]O[sub]2[/sub][sub]x (1)

置换型固溶体:[sup]    [/sup](2) Al[sub]2x[/sub]Mg[sub]1[/sub][sub]3x[/sub]OAl[sub]2x[/sub]Mg[sub]3[/sub][sub]3x[/sub]O[sub]3[/sub] [sub] (1)

四、(10分)

长石<辉石(MgO·SiO[sub]2[/sub])<镁橄榄石(2分)

    长石〉辉石(MgO·SiO[sub]2[/sub])〉镁橄榄石(2分)

|   理由:从长石、辉石(MgO·SiO[sub]2[/sub])到镁橄榄石,熔体结构从架状、链状到岛状,络阴离子团尺寸减小,作用力矩减小,因此表面张力增大;同理,长石熔体具有架状结构,氧硅比2,网络连接程度好,冷却过程中不易规则排列而容易形成玻璃,镁橄榄石具有岛状,氧硅比4,硅氧四面体孤立存在,冷却过程中易规则排列而最不容易形成玻璃,辉石形成玻璃的能力居中。(6分)

五(10分)、1、 (2)

   接解角大于90°,所以液态银不能润温氧化铝瓷件表面(2)

最有可能实现的措施:在液态银中加入表面活性剂,降低γ[sub](Ag[/sub][sub],液/ Al2O3[/sub][sub],固)[/sub],可使其润湿。(2)  

2PbI[sub]2[/sub]> CaF[sub]2[/sub](2)。与Ca[sup]2[/sup][sup][/sup]F[sup][/sup]相比,Pb[sup]2[/sup][sup][/sup]I[sup]具有较大的极化性能,因此表面双电层的厚度较厚(2)





六、(10分)

1Tm10831356K                1

   T1356-(853273)=230K     1

      2

    (个)  2

2R*r*1.28×10[sup]-7cm                      1[/sup]分

     h0.2R*=0.2×1.28×10[sup]-7[/sup]=0.256×10[sup]-7cm     1[/sup]分

                                              1

  (个)  1

七、(5分)

固溶体类型不同,扩散机制不同,导致扩散系数差别很大。1

氢在面心立方铁中形成间隙固溶体,按间隙扩散机制进行扩散,其扩散活化能比较小,故扩散系数大; 2

而镍在面心立方铁中形成置换固溶体,按空位扩散机制进行扩散,其扩散活化能比较大,故扩散系数小。2

或答原子半径小,在相同的扩散基质中进行扩散,阻力小,活化能低,扩散系数大。(5分)





八、(5分)

选择MgCO[sub]3[/sub]、γ-Al[sub]2[/sub]O[sub]3[/sub]较好。  3

MgCO[sub]3[/sub]在加热到350400分解为MgOCO[sub]2[/sub],具有比较高的反应活性; 1

γ-Al[sub]2[/sub]O[sub]3[/sub]在加热到950℃时转变为α-Al[sub]2[/sub]O[sub]3[/sub],由于发生晶格重排,会使晶格活化,具有比较高的反应活性。   [/sub] 1



九、(20分)

1.  见图。三个副三角形,各0.5分,计1.5分;温降箭头和性质各0.5分,计3分。合计4.5分;

2.  不一致熔融二元、低温稳定高温分解的化合物,各0.5分,合计1.5分;

3.  E:三元低共熔点  

J[sub]1[/sub]:过渡点   

J[sub]2[/sub]:单转熔点         1分,合计3分;

       4 (液相消失,结晶结束,产物C+B+D),3分。B%=xy/CD, C%=yD/CD, B%=Cx/CD1.5分。合计4.5

5 (液相消失,结晶结束,产物C+B+D),3分。L%=fM[sub]2[/sub]/f J[sub]1[/sub], A%= J[sub]1[/sub]M[sub]2[/sub]/f J[sub]1[/sub]*Bf/AB, B%= J[sub]1[/sub]M[sub]2[/sub]/f J[sub]1[/sub]*Af/AB1.5分。A先消失,因为此时系统中AB的比小于化合物DAB的比,2分。合计6.5分。

201的八哥 发表于 11-8-29 08:51:49 | 显示全部楼层
看了,的确是好东西,再来一个
梦德 发表于 11-11-9 17:27:26 | 显示全部楼层
看了,的确是好东西,再来一个
fanjun509 发表于 11-12-8 19:16:39 | 显示全部楼层
哪个学校的啊
linusy 发表于 11-12-13 18:55:03 | 显示全部楼层
楼主威武                                                
genhao17 发表于 12-8-31 16:47:53 | 显示全部楼层
哪个学校的?
2681987188 发表于 12-9-2 08:40:26 | 显示全部楼层
那个学校的                        
tomisaman 发表于 12-9-9 09:19:30 | 显示全部楼层
怎么不打包发
zhaojianyu 发表于 12-9-10 20:59:58 | 显示全部楼层
是哪年的呀?
小江南才子 发表于 12-10-30 22:19:32 | 显示全部楼层
看了,的确是好东西,再来一个
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