09科学基础题库资料Word文档下载推荐.docx

09科学基础题库资料Word文档下载推荐.docx

《09科学基础题库资料Word文档下载推荐.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《09科学基础题库资料Word文档下载推荐.docx（52页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。

，（c）θ=0°

，（d）γSV＞γSL+γLV

7、扩散字数可表达为D=

，则它的物理含义可解释为（）

（a）宏观上扩散通量与有效质点跃过频率成正比；

共3页第1页

（b）原子或空位的距离大，则扩散通量大；

（c）跃迁势垒小则扩散系数大；

（d）（a）和（b）。

8、粘土的带电性与介质的pH值有关，在酸性介质中，边面常（）电荷，在碱性介质中边面带（）电荷。

（a）+2，（b）－2，（c）+1，（d）－1

9、非均态成核时，成核势垒与润湿角又有关，当θ为（）时，f（θ）=

。

（a）180°

（b）90°

（c）0°

，（d）＜0°

10、下列哪种传质方式（），在烧结过程中对材料的致密度改变最小。

（a）晶格扩散，（b）表面扩散，（c）流动传质，（d）蒸发—凝聚。

二、填空（20分）

1、晶体热缺陷的形式有和两类，其浓度随温度变化的关系式为。

2、写出下列缺陷方程式（选做一个方程，每个方程写两种可能性）

；

YF3

3、Na2O·

2SiO2玻璃的四个结构参数为R=、、和。

4、润湿角θ＞90°

时，固体表面粗糙度大，则表面接触角θn，对润湿性的影响是。

5、晶体生长速率可表述为

△T，就是说晶体生长速率与过程参数呈线性关系。

6、粘土带电的主要原因有、和。

7、液相烧结的典型传质机理有与两种形式。

三、问答与计算（40分）

1、简述扩散、相变、固相反应与烧结推动力的具体表现形式。

2、简述非计量化合物与固溶体的异同。

3、Al2O3+SiO2→3Al2O3·

2SiO2为扩散控制的固相反应，若活化能△E=210kJ/mol，1400℃下反应1h反应完成10%，求1500℃反应4h反应速度（已知[1－（1－G）1/3]2=kt，k=A·

exp（－△E/RT）。

共3页第2页

四、（1，2题中选做一题）（20）分

1、图例（相图）说明低共熔点与转熔点的异同。

2、如图示，分析熔体M的析晶过程，并做说明。

共3页第3页

试卷编号MSE09-2拟题教研室（或教师）签名徐协文教研室主任签名

一、名词解释（20分）

1、非化学计量化合物：

2、无规则网络学说：

3、非均态成核：

4、固相烧结：

5、二级相变：

1、稳定的晶体结构中，阳离子周围形成一个多面体，阳离子的配位数（CN）取决于。

根据不同的CN，从几何关系可计算出γ+/γ－值的上、下限。

2、粘土粒子周围的定向水分子层称之为水，而层内的OH－可视作。

3、等径球体密堆方式有和两种，前者对应的结构为，后者对应于结构。

4、写出缺陷方程式TiO2

（两个方程）

5、熔体是不同聚合度的的混合物，其、和随溶体的组成和温度而变化。

6、析晶的推动力是，均态成核时，△Gk=，相当

于。

（2分）

7、固相反应包括和反应两个过程。

三、问题与计算（40分）

1、简述硅酸晶体的结构分类特点，并写出O/Si的值。

2、以晶体与玻璃为例，说明无机材料的组成、结构与性能之间的简要关系。

3、已知熔体的密度d=2200kg/m3，表面张力为D=0.29N/m，大气压力是1.01×

105Pa。

求在熔体深处20cm，形成φ=5×

10－8m的小气泡时，气泡内的最小压力值。

四、（二题中任选一题）（20分）

1、如图

（1）示，为三元系统化合物相图。

（补考时不做）

（1）说明化合物D1、D2、D3和D4的性质。

（2）分析E、F、G及H点的性质；

写出相变方程。

（3）分析熔体1的析晶过程。

图

（1）

2、如图

（2）示，

（1）完成相图。

（2）分析熔体M的析晶过程。

（3）分析讨论穿相区现象。

图

（2）

………………………………………………………………………………………………………试卷编号MSE09-3拟题教研室（或教师）签名徐协文教研室主任签名

………………………………………………………………………………………………………课程名称（含档次）无机材料科学基础/考试课程代号

1、比较高岭石与蒙脱石结构与特性异同。

（7分）

2、写出形成连续固溶体的条件。

（8分）

3、写出Fick定律的表达式，并说明什么是非稳定扩散。

（10分）

4、解释下列现象：

在H+－粘土中引入Ca（OH）2，开始在水系统中出现絮凝，随着Ca（OH）2引入量的增加，相继又解凝和再次絮凝。

5、比较无规则网络学说和晶子学说的异同。

6、计算Na2O·

CaO·

2SiO2和Na2O·

2SiO2的玻璃结构参数。

7、在CaF2中引入0.2mol分数的YF3，测得晶胞参数ao=0.55nm，固溶体密度d=3.64g/cm3；

已知MY=88.90，MCa=40.08，MF=19.00。

试计算说明形成固溶体的类型。

8、讨论烧结助剂对材料烧结的作用。

9、分析液-固相变的推动力。

（5分）

10、（10、11中选做一题）（20分）

图例说明低共熔点与转熔点的异同。

11、如下图示的三元相图：

（1）说明化合物D1、D2、D3、D4的性质。

（2）分析E、F、G与H点的性质并写出相平衡方程。

（3）分析熔体2的析晶过程。

共2页第1页

共2页第2页

试卷编号MSE09-4拟题教研室（或教师）签名徐协文教研室主任签名

I、选择题（20分）

1、晶体结构中一切对称要素的集合称为（）。

（a）对称型，（b）点群，（c）微观对称要素的集合，（d）空间群。

2、金红石晶体中，所有O2－作稍有变形的六方密堆，Ti4+填充了（）

（a）全部四面体空隙,（b）全部八面体空隙,（c）四面体空隙的半数,（d）八面体空隙的半数。

3、下列硅酸盐矿物质属于层状结构的是（），属链状结构的是（），属于岛状结构的是（）

（a）顽火辉石Mg2[Si2O6]，（b）绿宝石Be3Al2[Si6O18]，（c）镁橄榄石Mg2[SiO4]，（d）石英[SiO2]，（e）叶腊石Al2[Si4O10]（OH）2

4、若有一个变价金属氧化物XO，在还原气氛下形成阴离子缺位型非化学计量化合物，金属元素X和氧原子数之比为X：

1，则其化学式应为（）

（a）X1.1O，（b）XO0.90，（c）XO0.91，（d）XO1.1

5、在硅酸盐熔体中，当R=O/Si增高时，相应熔体组成和性质的变化是：

（1）熔体中碱性氧化物含量（）。

（2）非桥氧百分数（）。

（3）低聚物数量（）。

（4）熔体粘度（）。

（5）熔体析晶倾向（）。

（a）不变，（b）降低，（c）升高

6、在固-液两相接触时，为了使液相对固相润湿。

在固-气（γSV）、液-气（γLV）界面张力不变时，必须使液-固（γLS）界面张力（）。

（a）γLS=γSV，（b）降低，（c）升高

7、在UO2晶体中，O2－的扩散是按（）机制进行的。

（a）掺杂点缺陷，（b）空位，（c）间隙

8、粘土的两性电荷与介质的pH值有关，当高岭在酸性介质中边面带（）电荷。

在碱笥介质中边面带（）电荷。

（a）+1，（b）－1，（c）+2，（d）－2，（e）0

9、液-固相变时，非均匀成核位垒与接触角θ有关。

当θ为（）时，核化方垒下降一半。

（a）θ=0°

，（b）θ=45°

，（c）θ=90°

，（d）θ=180°

10、在烧结过程中，只改变气孔形状而不引起坯体致密化的传质方式有（）

（a）晶格扩散，（b）表面扩散，（c）晶界扩散，（d）流动传质，（e）颗粒重排，（f）蒸发-凝聚，（g）非本征扩散

II、填空（20分）

1、晶体的热缺陷有和两类。

热缺陷浓度与温度的关系式为。

2、试写出下列反应的缺陷方程：

NiO

MnO2

3、斜长石Na（AlSi3O8）与钙长石Ca（Al2Si2O8）可以形成型固溶体，其中和可以相互取代。

4、Na2O·

2SiO2玻璃的四个结构参数为、、和。

5、在均匀成核时，晶核形成速率Iv由和两项决定。

6、在1000℃的Al2O3基片上涂有银浆，若保温时间由1h增强到3h，银层渗透深度将由原来1mm增加到mm。

7、粘土荷电原因主要由、和引起的。

8、属于固相烧结的典型传质有和两种，液相烧结的典型传质有和。

这四种传质颈增长x/r与烧结时间关系分别为、、和。

9、固相反应中最重要的一类是反应，举一实例是。

III、名词解释（20分）

1、非化学计量化合物

2、同质多晶与类质同晶

3、热力学热函数φ

4、杨德尔方程

IV、问答与计算（40分）

1、试简述形成连续置换型固溶体的条件是什么？

2、已知某晶体的多晶转变式为（α相、β相），α→β转变的△GV=－418J/mol，900℃时为－2090J/mol，并假设△GV与温度之间呈线性关系。

试计算（a）1025℃（b）850℃时的临界半径rk和△GV。

3、为了促进Al2O3材料的致密化，当加入0.002～0.005molMgO作烧结助剂，其

作用机理有三种观点：

（a）MgO-Al2O3形成固溶体（写出固溶式）

（b）MgO-Al2O3形成化合物（写出固相反应式）

（c）MgO-Al2O3出现液相（读出温度）

（1）请你根据MgO-Al2O3相图判断这3种观点是否正确，并说明这三种机理促进烧结的原因。

（2）画出1700℃时的自由焓一组成曲线。

4、有一个三元相图A-B-C，如图示：

（a）标明各条界线的性质（共熔用单箭头，转熔用双箭头表示）。

（b）写出E、F、G、H点的性质及相变式。

（c）分析3点的析晶路程，写出刚达析晶结束点时各相含量。

（d）如果冷却速率非常快，3点析晶路程将如何变化。

………………………………………………………………………………………………………试卷编号MSE09-5拟题教研室（或教师）签名徐协文教研室主任签名

1、一晶面在三结晶轴上的截距分别为2a、3b、6c，该晶面的晶面指数为（）。

（a）（236），（b）（326），（c）（321），（d）（123）

2、NiO-MgO、MgO-CaO、PbZrO3-PbTiO3、CaO-TiO2、CaF2-YF3以上五个系统分别形成（）。

（a）化合物；

（b）低共熔物；

（c）连续置换型固溶体；

（d）有限置换型固溶体；

（e）间隙型固溶体；

（f）非化学计量化合物。

已知离子半径（nm）

Ni2+0.072Ca2+0.100Mg2+0.072

Zr4+0.072Ti4+0.053Y3+0.089

3、从热力学观点讨论玻璃分组，可以用（）把分相区域推算出来。

（a）过冷度-成核速率曲线，（b）过冷度-自由焓曲线，（c）温度-时间-转变曲线，（d）自由焓-组成曲线

若把上述曲线的（a）转变点；

（b）最高点；

（c）最低点；

（d）△G=0的点；

（e）切点；

（f）拐点；

（g）

的点相连可以分别得到：

亚稳分相区范围（），不稳分相区范围（）。

4、粘土颗粒周围吸附着定向水分子层和水化阳离子，这部分水称为（）。

（a）结构水，（b）结合水，（c）自由水

6、柏格斯矢量

与位错线（）的位错称为刃位错。

与位错线（）的位错称为螺位错。

（a）垂直，（b）平行，（c）相交。

刃位错用符号（）表示，

螺位错用（）符合表示。

（a）⊥，（b）

，（c）θ，（d），（e）Vx。

7、UO2在氧化气氛中可能形成（）型非化学计算化合物。

（a）阳离子填隙，（b）阳离子空位，（c）阴离子填隙，（d）阴离子空位

这种非化学计量化合物可以形成（）型半导体。

（a）n型，（b）p型

8、在BaO和TiO2合成BaTiO3时，在一定条件下可以生成2Bao·

TiO2；

BaO·

2TiO2；

3TiO2；

4TiO2五种化合物，在此系统中组分数应是（）

（a）1，（b）2，（c）3，（d）4，（e）5

9、R2O-SiO2系统中，

（1）Li2O-SiO2

（2）Na2O-SiO2（3）K2O-SiO2（4）Rb2O-SiO2（5）Cs2O-SiO2分相范围大小次序为（）

（a）

（1）＞

（2）＞（3）＞（4）＞（5），（b）（5）＞（4）＞（3）＞

（2）＞

（1），

（c）

（1）＞

（2）＞（4）＞（3）＞（5）

10、气体通过玻璃的渗透率随玻璃中（）含量的增加而增加。

（a）网络形成离子，（b）网络变性离子，（c）网络中间离子

1、晶体分三个晶族个晶系。

三方、四方、六方晶系的特征要素分别是、

，等轴晶系的特征要素。

2、等径球体的紧密堆积方式有和两种，前者的推积方式是，后者的推积方式是。

3、范氏力由力力和力所组成，这三种力均与分子间距离次方成反比。

4、熔体是的混合物。

、和随熔体的组成和温度而变化。

5、试写出下列反应的缺陷反应式：

TiO2

6、某物质在1000℃时，扩散系数D=10－15cm2/s，在1500℃时为10－8cm2/s，试求该物质的扩散激活能。

7、析晶相变过程的推动力是。

在均匀成核时，临界成核位垒△Gk=,其值相当于，具有临界半径rk的粒子数nk/N=。

8、有一金属粉末，其粒径2×

10－4cm，表面张力γ=1.5J/m2，计算烧结推动力为。

若该粉末体积为7.1cm3/mol，计算体系每摩尔自由焓变化为。

9、固相反应一般包括和两个过程，在硅酸盐工业中最重要的固相反应类型是反应。

10、在AB2O4型尖晶石结构中，若以氧离子作立方紧密堆积排列，在正尖晶石结构中A离子占有空隙，B离子占有空隙。

而在反尖晶石结构中A离子占有空隙，B离子占有空隙。

1、无规则网络假说

2、均匀成核与非均匀成核

3、弗仑克尔缺陷与肖特基缺陷

4、液相烧结与固相烧结

IV、问答与计算（20分）

1、试简述硅酸盐晶体结构分类的特点，并对每一类举一实例说明之。

2、试述在无机材料研究与制造过程中从相图能获得哪些有用的启示。

3、固溶体（Zr,Ca）O2-x是由CaO溶入ZrO2晶体中形成的，已知：

cm2/s

在1600℃如果CaO溶入量为0.12摩尔百分数，试问这是什么类型的固溶体，写出缺陷反应式与固溶式，哪种离子扩散速率最大？

x随什么因素而变化？

4、试以晶体、玻璃两种不同状态为例，简单说明无机材料组成、结构和性能之间的关系。

试卷编号MSE09-6拟题教研室（或教师）签名徐协文教研室主任签名

1、示意画出粘土和滑石的结构单元并解释下列名词：

（1）层状硅酸盐矿物

（2）二层型和三层型

（3）二八面体和三八面体

2、试比较高岭、蒙脱、伊利三种粘土矿物结构的特点。

由此说明粘土组成、结构、工艺性能之间的关系。

3、试问什么化学取代物可以得到以下缺陷结构，写出缺陷反应式和固溶式，并比较形成缺陷结构以后对材料制造和材料性质将发生什么影响。

（1）在MgO中阳离子空位

（2）SrTiO3中阳离子填隙

（3）BaTiO3中阴离子空位

（4）Al2O3中阴离子填隙

4、为什么MgO、SrO和BaO的硬度及熔点依次减小，试解释之。

5、在Na2O-SiO2和Na2O-CaO-SiO2相图上如何合理确定生产上实用的玻璃配方，考虑的出发点和依据是什么？

6、试举例说明Fick定律在相变、固相反应和烧结传质过程中的具体应用。

7、试说明如何用较简单的实验方法测定尖晶石晶体中阳离子的互扩散系数和自扩散系数。

8、试讨论各种不同的固相反应动力学式如何体现与反应物的组成，结构和键性

等结晶化学参数的关系。

9、

（1）MgO-SiO2；

CaO-SiO2；

SrO-SiO2；

BaO-SiO2系统中，分相范围大小次序如何排列，为什么？

（2）Na2O-B2O3-SiO2玻璃分相区在系统的什么范围？

分相的析出物尺度约是多少？

如何鉴别分相是发生在亚稳区或不稳区？

这两个区分相特点有何不同？

10、下图为具有汇熔点二元相图。

（1）图中虚线范围表示什么？

（2）Tk是什么点？

（3）画出汇熔区T1、T2时的自由焓-组成图。

（8分）

11、试从缺陷形成、缺陷反应和缺陷的移动讨论缺陷如何促进多晶材料致密化，并对材料组成、结构、性能产生什么影响？

可举1～2个实例讨论之。

12、已知A12O3在MgO中的溶解度：

1500℃0%；

1700℃3%；

1800℃7%；

1900℃12%.（10分）

试问：

（1）当Al2O3含量为5%时，该系统煅烧至1800℃，自然冷却和强制急冷，材料的相组成和显微结构将有什么不同？

如果有析出相，是按什么机制析晶？

（2）掺杂5%Al2O3的MgO系统与纯MgO系统相比较，如果都按常规工艺，两种材料在烧结传质、晶粒生长、材料显微结构与材料性能上会有什么不同？

为什么？

………………………………………………………………………………………………………试卷编号MSE09-7拟题教研室（或教师）签名徐协文教研室主任签名

一、填空题（1.5×

20=30分）

1.在面心立方堆积中，有（100）、（010）和（001）三个面的（）所所构成的平面是最密排的面。

因此，它的Miller符号为（）。

2.扩散的基本推动力是（），一般情况下以（）形式表现出来，扩散常伴随着物质的（）。

3.向MgO、沸石、TiO2、萤石中，加入同样的外来杂质原子，可以预料形成间隙型固溶体的固溶度大小的顺序将是（）。

4.根据烧结时有无液相出现，烧结可分为（），在烧结的（）期，与烧结同时进行的动力学过程还有晶粒生长与二次再结晶、固相反应等。

5.依据硅酸盐晶体化学式中（O/Si或Si/O）不同，硅酸盐晶体结构类型主要有（）。

6.液体表面能和表面张力数值相等、量纲相同，而固体则不同。

这种说法是（）的，因为（）。

7.一级相变是指（），发生二级相变时，体系的（）发生突变。

8.驰豫表面是指（），NaCl单晶的表面属于