当前位置:文档之家› 武汉理工大学无机材料科学基础2006年考研试题

武汉理工大学无机材料科学基础2006年考研试题

武汉理工大学无机材料科学基础2006年考研试题
武汉理工大学无机材料科学基础2006年考研试题

武汉理工大学2006年研究生入学考试试题

课程材料科学基础

(共3页,共十题,答题时不必抄题,标明题目序号,相图不必重画,直接做在试卷上)

一、填空题(1.5×20=30分)

1. 结晶学晶胞是()。

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. 晶面族是指()的一组晶面,同一晶面族中,不同晶面的()。

4. 向MgO、沸石、TiO

2

、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()。

5. 根据烧结时有无液相出现,烧结可分为(),在烧结的中后期,与烧结同时进行的过程是()。

6. 依据硅酸盐晶体化学式中()不同,硅酸盐晶体结构类型主要有()。

7. 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()。

8. 二级相变是指(),发生二级相变时,体系的()发生突变。

9. 驰豫表面是指(),NaCl单晶的表面属于是()。

10. 固态反应包括(),化学动力学范围是指()。

11.从熔体结构角度,估计a长石、b辉石(MgO·SiO

2

)、c镁橄榄石三种矿物的高温熔体表面张力大小顺序()。

二、CaTiO

3

结构中,已知钛离子、钙离子和氧离子半径分别为0.068nm,

0.099nm,0.132nm。(15分)

1. 晶胞中心的钛离子是否会在八面体空隙中“晃动”;

2. 计算TiCaO

3

的晶格常数;

3. 钛酸钙晶体是否存在自发极化现象,为什么?

三、在还原气氛中烧结含有TiO

2的陶瓷时,会得到灰黑色的TiO

2-x

:(15分)

1.写出产生TiO

2-x

的反应式;

2.随还原气氛分压的变化,该陶瓷材料的电导率和密度如何变化?

3.从化学的观点解释该陶瓷材料为什么是一种n型半导体。

四、选择题:下列2题任选1题(12分)

1. 简述金属材料、无机非金属材料以及高分析材料腐蚀的特点。

2. 试述材料疲劳失效的含义及特点。

五、现有三种陶瓷材料,它们的主要使用性能如下:(15分)

在烧结过程中希望材料获得预期的显微结构以使材料最佳性能充分发挥,在控制显微结构因素和工艺条件上应主要考虑哪些相关因素?

六、熔体结晶时:(1)图示核化速率-温度、晶化速率-温度关系及其对总结晶速率的的影响;

(2)核化速率与晶化速率的不同对新相的显微结构有何影响,为什么?

(3)指出在哪一温度范围内对形成玻璃有利,为什么?(12分)

七、X射线给出立方MgO的晶胞参数是0.4211nm,它的密度是3.6g/cm3。(Mg2+和O2-、Al3+摩尔质量分别是24.3和16、27)(12分)

1.求单位晶胞中有多少Mg2+和O2-;

2.若有0.05molAl

2O

3

溶解于晶格中,计算密度改变百分数是多少?

八、当反应物通过产物层的扩散控制速率时,由NiO和Cr

2O

3

的球形颗粒形成

NiCr

2O

4

晶体,假定NiO颗粒包围着Cr

2

O

3

颗粒,反应符合杨德动力学规律。(15

分)

1. 请绘出反应初期的反应模型,并推导反应初期的形成速率关系;

2. 在1300度,NiCr

2O

4

中D

Cr3+

>D

Ni2+

>D

O2-

,试问哪一个离子控制着NiCr

2

O

4

的形

成速率?为什么?

3. 如将细铂丝涂在两种氧化物NiO和Cr

2O

3

的分界线上,然后将这些压制成

型的样

品进行扩散退火(标记物铂丝非常细,不影响离子在不同氧化物之间的扩散)。在保持电中性的前提下,判断铂丝将向哪一方向移动?

九、下图是A-B-C三元系统相图,根据相图回答下列问题:(24分)

1. 判断化合物S

1、S

2

、S

3

的性质;

2. 用箭头表示相区界线温度变化方向及界线性质;

3. 划分副三角形,并写出各三元无变量点的平衡过程及性质;

4. 用规范化写法写出M点对应组分的平衡结晶过程;

5. N点对应的三元组成点加热时在那一点温度下开始出现液相?哪一点温度下完全熔化?

无机材料科学基础答案

1、熔体的概念:不同聚合程度的各种聚合物的混合物 硅酸盐熔体的粘度与组成的关系(决定硅酸盐熔体粘度大小的主要因素就是硅氧四面体网络连接程度) 在熔体中加入LiO2、Na2O 、K2O 与BaO 、PbO 等,随加入量增加,粘度显著下降。 在含碱金属的硅酸盐熔体中,当Al2O3/Na2O ≤1时,用Al2O3代替SiO2可以起“补网”作用,从而提高粘度。一般加入Al2O3、SiO2与ZrO2有类似的效果。 流动度为粘度的倒数,Φ= 粘度的理论解释:绝对速度理论η=η0exp(ΔE/kT) 自由体积理论η=B exp [ ]=Aexp( ) 过剩熵理论η = Cexp [ = Cexp( ) 2、非晶态物质的特点 :近程有序,远程无序 3、玻璃的通性 (1)各向同性(若有应力,为各向异性) (2)介稳性 (3)熔融态向玻璃态转化的可逆与渐变性 (4)、熔融态向玻璃态转化时其物化性质随温度变化的连续性 4、 Tg 、Tf , 相对应的粘度与特点 钠钙硅酸盐熔体粘度与温度关系表明:熔融温度范围内,粘度为50~500dPa·s 。工作温度范围粘度较高,约103~107dPa·s 。退火温度范围粘度更高,约1012、5~1013、5 dPa·s 。 Tg-脆性温度、退火温度,Tf-软化温度、可拉丝的最低温度 5、 单键强度 > 335 kJ/mol(或80 kcal/mol)的氧化物——网络形成体。 单键强度 < 250 kJ/mol(或60 kcal/mol)的氧化物——网络变性体。 在250~335 kJ/mol 为——中间体,其作用介于玻璃的网络形成体与网络变性体之间。 6、玻璃形成的热力学观点: 熔体就是物质在TM 以上存在的一种高能状态。据随温度降低,熔体释放能量大小不同,冷却途径分为结晶化,玻璃化,分相 ΔGv 越大析晶动力越大,越不容易形成玻璃。 ΔGv 越小析晶动力越小,越容易形成玻璃。 玻璃形成的动力学观点: 过冷度增大,熔体质点动能降低,有利于质点相互吸引而聚结与吸附在晶核表面,有利于成核。 过冷度增大,熔体粘度增加,使质点移动困难,难于从熔体中扩散到晶核表面,不利于晶核长大。 过冷度与成核速率Iv 与晶体生长速率u 必有一个极值。 玻璃形成的结晶化学观点: (1)、键强(孙光汉理论) 熔点低的氧化物易于形成玻璃 (2)、键型 三种纯键型在一定条件下都不能形成玻璃。 )(00T T KV -α0T T B -)(0T T C D P -?0T T B -η1

2014年江西理工大学无机材料科学基础考研真题

2014年江西理工大学无机材料科学基础考研真题 一、名词解释(每小题3分,共30分) 1、尖晶石结构 2、位错 3、硼反常现象 4、表面双电层 5、吉布斯相率 6、扩散通量 7、一级相变 8、矿化剂 9、初次再结晶 10、等静压烧结 二、选择题(每题2分,共30分) 1、在晶胞常数为 a的面心立方堆积中,刚好填充八面体空隙球体半径 A 0.08a B 0.126a C 0.146a D 0.207a 2、下列矿物中,属于架状结构的是 3、在1850℃,15mol%CaO的添加到ZrO2中,形成的固溶体的化学式为 4、在下列几类晶体中,形成间隙型固溶体的次序是 5、当O/Si比高时,碱金属氧化物降低熔体的粘度的能力是

6、体心立方铁的八面体空隙中,C、N、B扩散活化能由大到小排列为 A CN>B C BN>C 7、对于液—固相变过程可通过控制过冷度来获得数量和尺寸不等的晶体,要获得晶粒多而尺寸小的细晶,则 A、△T大 B、AT小 C、不确定 8、下述晶体化合物,表面能关系为 9、关于扩散系数,下列表述正确的是 A、在均匀晶体中引入杂质元素,杂质元素会阻碍扩散,使扩散速率降低。 B、一般情况下,晶界处扩散较晶体表面扩散要快。 C、扩散系数对温度是及其敏感的,两者之间服从指数规律。 D、间隙型固溶比置换型固溶体扩散要难。 10、烧结中后期,晶界移动的结果,使得 A、大于六边形的晶粒长大 B、小于六边形的晶粒长大 C、不一定 11、在固液界面的润湿中,增加固体表面的粗糙度,则对于润湿是 A、有益 B、无益 C、不一定 12、若相变为凝聚过程,系统要发生相变,相变过程A、过冷 B、过热C、恒温() 13、二元聚凝体的相律为

无机材料科学基础试题及答案

1螺位错:柏格斯矢量与位错线平行的位错。 2同质多晶:同一化学组成在不同热力学条件下形成结构不同的晶体的现象。 3晶胞:指晶体结构中的平行六面体单位,其形状大小与对应的空间格子中的单位平行六面体一致。 4肖特基缺陷:如果正常格点上的原子,热起伏过程中获得能量离开平衡位置,迁移到晶体的表面,在晶格内正常格点上留下空位,即为肖特基缺陷。肖特基缺陷:如果正常格点上的原子,热起伏过程中获得能量离开平衡位置,迁移到晶体的表面,在晶格内正常格点上留下空位,即为肖特基缺陷。 5聚合:由分化过程产生的低聚合物,相互作用,形成级次较高的聚合物,同时释放出部分Na2O,这个过程称为缩聚,也即聚合。 6非均匀成核:借助于表面、界面、微粒裂纹、器壁以及各种催化位置而形成晶核的过程。7稳定扩散:扩散质点浓度分布不随时间变化。 8玻璃分相:一个均匀的玻璃相在一定的温度和组成范围内有可能分成两个互不溶解或部分溶解的玻璃相(或液相),并相互共存的现象称为玻璃的分相(或称液相不混溶现象)。 9不一致熔融化合物:是一种不稳定的化合物。加热这种化合物到某一温度便发生分解,分解产物是一种液相和一种晶相,两者组成与化合物组成皆不相同,故称不一致熔融化合物。10晶粒生长:无应变的材料在热处理时,平均晶粒尺寸在不改变其分布的情况下,连续增大的过程。 11非本征扩散:受固溶引入的杂质离子的电价和浓度等外界因素所控制的扩散。或由不等价杂质离子取代造成晶格空位,由此而引起的质点迁移。(2.5)本征扩散:空位来源于晶体结构中本征热缺陷,由此而引起的质点迁移。 12稳定扩散:若扩散物质在扩散层dx内各处的浓度不随时间而变化,即dc/dt=0。不稳定扩散:扩散物质在扩散层dx内的浓度随时间而变化,即dc/dt≠0。这种扩散称为不稳定扩散。(2.5分) (2.5分) 13可塑性:粘土与适当比例的水混合均匀制成泥团,该泥团受到高于某一个数值剪应力作用后,可以塑造成任何形状,当去除应力泥团能保持其形状,这种性质称为可塑性。(2.5晶胞参数:表示晶胞的形状和大小可用六个参数即三条边棱的长度a、b、c和三条边棱的夹角α、β、γ即为晶胞参数。 14一级相变:体系由一相变为另一相时,如两相的化学势相等但化学势的一级偏微商(一级导数)不相等的称为一级相变。 15二次再结晶:是液相独立析晶:是在转熔过程中发生的,由于冷却速度较快,被回收的晶相有可能会被新析出的固相包裹起来,使转熔过程不能继续进行,从而使液相进行另一个单独的析晶过程,就是液相独立析晶。(2.5) 16泰曼温度:反应物开始呈现显著扩散作用的温度。(2.5) 17晶子假说:苏联学者列别捷夫提出晶子假说,他认为玻璃是高分散晶体(晶子)的结合体,硅酸盐玻璃的晶子的化学性质取决于玻璃的化学组成,玻璃的结构特征为微不均匀性和近程有序性。无规则网络假说:凡是成为玻璃态的物质和相应的晶体结构一样,也是由一个三度空间网络所构成。这种网络是由离子多面体(三角体或四面体)构筑起来的。晶体结构网是由多面体无数次有规律重复构成,而玻璃中结构多面体的重复没有规律性。 18正尖晶石;二价阳离子分布在1/8四面体空隙中,三价阳离子分布在l/2八面体空隙的尖晶石。 19液相独立析晶:是在转熔过程中发生的,由于冷却速度较快,被回收的晶相有可能会被

无机材料科学基础习题答案

第一章晶体几何基础 1-1 解释概念: 等同点:晶体结构中,在同一取向上几何环境和物质环境皆相同的点。 空间点阵:概括地表示晶体结构中等同点排列规律的几何图形。 结点:空间点阵中的点称为结点。 晶体:内部质点在三维空间呈周期性重复排列的固体。 对称:物体相同部分作有规律的重复。 对称型:晶体结构中所有点对称要素(对称面、对称中心、对称轴和旋转反伸轴)的集合为对称型,也称点群。 晶类:将对称型相同的晶体归为一类,称为晶类。 晶体定向:为了用数字表示晶体中点、线、面的相对位置,在晶体中引入一个坐标系统的过程。 空间群:是指一个晶体结构中所有对称要素的集合。 布拉菲格子:是指法国学者 A.布拉菲根据晶体结构的最高点群和平移群对称及空间格子的平行六面体原则,将所有晶体结构的空间点阵划分成14种类型的空间格子。 晶胞:能够反应晶体结构特征的最小单位。 晶胞参数:表示晶胞的形状和大小的6个参数(a、b、c、α 、β、γ ). 1-2 晶体结构的两个基本特征是什么?哪种几何图形可表示晶体的基本特征? 解答:⑴晶体结构的基本特征: ①晶体是内部质点在三维空间作周期性重复排列的固体。 ②晶体的内部质点呈对称分布,即晶体具有对称性。 ⑵14种布拉菲格子的平行六面体单位格子可以表示晶体的基本特征。 1-3 晶体中有哪些对称要素,用国际符号表示。 解答:对称面—m,对称中心—1,n次对称轴—n,n次旋转反伸轴—n 螺旋轴—ns ,滑移面—a、b、c、d 1-5 一个四方晶系的晶面,其上的截距分别为3a、4a、6c,求该晶面的晶面指数。 解答:在X、Y、Z轴上的截距系数:3、4、6。 截距系数的倒数比为:1/3:1/4:1/6=4:3:2 晶面指数为:(432) 补充:晶体的基本性质是什么?与其内部结构有什么关系? 解答:①自限性:晶体的多面体形态是其格子构造在外形上的反映。 ②均一性和异向性:均一性是由于内部质点周期性重复排列,晶体中的任何一部分在结构上是相同的。异向性是由于同一晶体中的不同方向上,质点排列一般是不同的,因而表现出不同的性质。 ③对称性:是由于晶体内部质点排列的对称。 ④最小内能和最大稳定性:在相同的热力学条件下,较之同种化学成分的气体、液体及非晶质体,晶体的内能最小。这是规则排列质点间的引力和斥力达到平衡的原因。 晶体的稳定性是指对于化学组成相同,但处于不同物态下的物体而言,晶体最为稳定。自然界的非晶质体自发向晶体转变,但晶体不可能自发地转变为其他物态。

无机材料科学基础 陆佩文 课后答案

2-1 名词解释(a )弗伦克尔缺陷与肖特基缺陷;(b )刃型位错和螺型位错 (c )类质同象与同质多晶 解:(a )当晶体热振动时,一些能量足够大的原子离开平衡位置而挤到晶格点的间隙中,形成间隙原子,而原来位置上形成空位,这种缺陷称为弗伦克尔缺陷。如果正常格点上原子,热起伏后获得能量离开平衡位置,跃迁到晶体的表面,在原正常格点上留下空位,这种缺陷称为肖特基缺陷。(b )滑移方向与位错线垂直的位错称为刃型位错。位错线与滑移方向相互平行的位错称为螺型位错。(c )类质同象:物质结晶时,其晶体结构中部分原有的离子或原子位置被性质相似的其它离子或原子所占有,共同组成均匀的、呈单一相的晶体,不引起键性和晶体结构变化的现象。同质多晶:同一化学组成在不同热力学条件下形成结构不同的晶体的现象。 2-6(1)在CaF 2晶体中,弗仑克尔缺陷形成能为2.8eV ,肖特基缺陷的生成能为5.5eV ,计算在25℃和1600℃时热缺陷的浓度?(k =1.38×10-23J/K ) (2)如果CaF 2晶体中,含有百万分之一的YF 3杂质,则在1600℃时,CaF 2晶体中时热缺陷占优势还是杂质缺陷占优势?说明原因。 解:(1)弗仑克尔缺陷形成能为2.8eV ,小于肖特基缺陷形成能5.5eV ,所以CaF 2晶体中主要是弗仑克尔缺陷,肖特基缺陷可忽略不计。-----------1分 当T =25℃=298K 时,热缺陷浓度为: 242319298 1006.2)2981038.1210602.18.2exp()2exp(---?=?????-=?-=??? ??kT G N n f ----2分 当T =1600℃=1873K 时,热缺陷浓度为: 423191873 107.1)18731038.1210602.18.2exp()2exp(---?=?????-=?-=??? ??kT G N n f -----2分 (2)CaF 2中含百万分之一(10- 6)的YF 3时的杂质缺陷反应为: Ca F Ca CaF V F Y YF ''++??→??62223 由此可知:[YF3]=2[Ca V ''],所以当加入10- 6YF3时,杂质缺陷的浓度为: 73105][2 1][-?==''YF V Ca 杂--------------------1分 此时,在1600℃下的热缺陷计算为: Ca i Ca V Ca Ca ''+→?? x x +5×10- 7 则:8241089.2)107.1()exp(][]][[--???=?=?-==''kT G k Ca V Ca f Ca Ca i 即:871089.21 )105(--?=?+x x ,x ≈8.1×10-4 热缺陷浓度: 4101.8][-?=≈''x V Ca 热------------------1分

武汉理工大学材料科学基础考研试题

武汉理工大学2003年研究生入学考试试题 课程材料科学基础 (共3页,共十一题,答题时不必抄题,标明题目序号,相图直接做在试卷上)一、解释下列基本概念(1.5 X 20=30分) 初次再结晶;二次再结晶;上坡扩散;扩散通量;高分子的链结构;高分子的聚集态结构;位错滑移,位错爬移;结晶学晶胞;弥勒指数;玻璃转变温度;非晶态结构弛豫;金属固溶体;金属间化合物;重构表面;弛豫表面;一级相变;重构型转变;广义固相反应;矿化剂 二、白云母的理想化学式为KAl2[AISi 3O°](OH)2,其结构如下图所示,试分析白云母的结构类型、层的构成及结构特点、层内电性及层间结合。(15分)_ __ —劭韵I ■—*■ 第2题图 三、B aTiQ和CaTiQ均为钙钛矿型结构但BaTiQ晶体具有铁电性而CaTiQ却没有,请给予解释。(10分) 四、分析小角度晶界和大角度晶界上原子排列特征以及对材料动力学的扩散过程有何影响?(8分) 五、在制造ZrO2耐火材料时通常会加入一定量的CaO以改善耐火材料的性能,试解释其作用原理,并写出杂质进入基质的固溶方程式。(10分) 六、从金属、硅酸盐、高聚物材料的结构、熔体特征等方面分析这三类材料的结

组成点3加热时在哪一点开始出现液相?在哪一点完全熔化? 晶有什么共性及个性。(15分) 七、已知新相形成时除过界面能以外单位体积自由焓变化为 1 x 108J/m3,比表 面能为1 J/m2,应变能可以忽略不计。试计算界面能为体积自由能的 1%寸球形 新相的半径。与临界半径比较,此时的新相能否稳定长大?形成此新相时系统自 由焓变化为多少? ( 12分) 八、写出下图三元无变量点的平衡过程, 指出无变量点的性质,画出三元无变量 点与对应的副三角形的几何分布关系。(8分) 第8题图 九、根据下面的三元系统相图回答问题( 22 分) 1. 指出图中化合物S1、S2、S3的性质 2. 用箭头在图中标出界线温度变化方向及界线性质 3. 写出组成点1的平衡冷却过程 是什么? 4. 组成点2冷却时最先析出种晶相?在哪一点结晶结束 ?最终产物 5

天津大学2018年《864无机材料科学基础》考研大纲

天津大学2018年《864无机材料科学基础》考研大纲 一、考试的总体要求 要求考生从材料学学科领域的范畴,较系统地掌握各部分章节的基础理论和基本知识,了解与无机固体材料性能密切相关的物质结构特征,与过程相关的材料行为规律。从微观、宏观、物质内部及表面、静态、动态等不同角度,认识无机非金属材料的基本特性。具备综合运用所学知识进行分析和解决实际问题的能力。为从事材料的设计与制造,新材料的研究与开发,以及继续进行专业学习奠定基础。 二、考试的内容及比例 第1章结晶学基础(20~25分) ①等同点及空间格子、布拉维法则和面角守恒定律; ②晶体的宏观对称、宏观对称要素的组合、对称型(点群)、晶族、晶系及晶体常数特征; ③晶体定向、结晶符号及其相互联系; ④十四种空间格子、晶体的微观对称要素; ⑤点群、空间群及其国际符号; ⑥球体紧密堆积原理; ⑦晶体化学基本原理:配位数和配位多面体、离子极化、电负性、鲍林规则及应用。 第2章晶体结构与晶体中的缺陷(20~30分) ①无机非金属材料组成与晶体结构类型:金刚石结构、NaCl结构、闪锌矿结构、萤石结构、钙钛矿结构; ②层状和架状硅酸盐晶体结构; ③缺陷化学反应表示法、热缺陷浓度计算; ④位错的基本类型; ⑤外表面、晶界与亚晶界; ⑥固溶体特点、分类及其研究方法,置换型固溶体中“组分缺陷”反应表示,非化学计量化合物的各种缺陷反应。 第3章熔体和玻璃(10~15分) ①无机熔体的结构理论和熔体性质; ②玻璃的通性; ③玻璃形成的基本条件; ④玻璃的结构及结构参数。 第4章表面与界面(10~15分) ①表面能和表面张力; ②表面的驰豫、重构及双电层、固体的表面能; ③弯曲表面效应;表面润湿,粘附、吸附和表面改性;

无机材料科学基础第九章习题

第九章习题与答案 一、判断正误 1、烧结中始终可以只有一相是固态。(对) 2、液相烧结与固相烧结的推动力都是表面能。(对) 3、二次再结晶对坯体致密化有利。(错) 4、扩散传质中压应力区空位浓度<无应力区空位浓度<张应力区空位浓度。(对) 5、晶粒长大源于小晶体的相互粘结。(错) 6、一般来说,晶界是气孔通向烧结体外的主要扩散通道。一般来说,晶界是杂质的富集之 地。(对) 二、填空 1、烧结的主要传质方式有:蒸发-凝聚传质、扩散传质、流动传质和溶解-沉淀传质四种,这四种传质过程的坯体线收缩ΔL/L与烧结时间的关系依次为ΔL/L=0、ΔL/L~t2/5、ΔL/L~t和ΔL/L~t1/3。 三、选择 1、在烧结过程中,只改变气孔形状不引起坯体收缩的传质方式是(a、c)。 a.表面扩散 b.流动传质 c.蒸发-凝聚 d.晶界扩散 2、在烧结过程中只改变坯体中气孔的形状而不引起坯体致密化的传质方式是(b)。 a. 流动传质 b. 蒸发—凝聚传质 c. 溶解—沉淀 d. 扩散传质 四、问答题 1、典型的传质过程有哪些?各采用什么烧结模型?分析产生的原因是什么? 答:典型的传质过程有:固相烧结的蒸发-凝聚传质、扩散传质,液相烧结的流动传质、溶解-沉淀传质。 固相烧结的蒸发-凝聚传质过程采用中心距不变的双球模型。 固相烧结的扩散传质、液相烧结的流动传质、溶解-沉淀传质过程采用中心距缩短的双球模型。 原因:蒸发—冷凝:压力差ΔP;扩散传质:空位浓度差ΔC;流动传质:应力—应变; 溶解—沉淀:溶解度ΔC(大、小晶粒溶解度不同;自由表面与点接触溶解度)。 2、试述烧结的推动力和晶粒生长的推动力。并比较两者的大小。 答:烧结推动力是粉状物料的表面能(γsv)大于多晶烧结体的晶界能(γgb),即γsv>γgb。 晶粒生长的推动力是晶界两侧物质的自由焓差,使界面向晶界曲率半径小的晶粒中心推进。 烧结的推动力较大,约为4~20J/g。晶粒生长的推动力较小,约为0.4~2J/g,因而烧结推动力比晶粒生长推动力约大十倍。 3、在制造透明Al2O3材料时,原始粉料粒度为2μm,烧结至最高温度保温0.5h,测得晶粒尺寸为10μm,试问保温2h,晶粒尺寸多大?为抑制晶粒生长加入0.1%MgO,此时若保温2h,晶粒尺寸又有多大? 解:1、G 2-G02 = kt = 2 μm, G = 10 μm, t = 0.5 h,得 代入数据:G

无机材料科学基础复习重点

第二章、晶体结构缺陷 1、缺陷的概念 2、热缺陷(弗伦克尔缺陷、肖特基缺陷) 热缺陷是一种本征缺陷、高于0K就存在,热缺陷浓度的计算 影响热缺陷浓度的因数:温度和热缺陷形成能(晶体结构) 弗伦克尔缺陷肖特基缺陷 3、杂质缺陷、固溶体 4、非化学计量化合物结构缺陷(半导体) 种类、形成条件、缺陷的计算等 5、连续置换型固溶体的形成条件 6、影响形成间隙型固溶体的因素 7、组分缺陷(补偿缺陷):不等价离子取代 形成条件、特点(浓度取决于掺杂量和固溶度) 缺陷浓度的计算、与热缺陷的比较 幻灯片6 8、缺陷反应方程和固溶式 9、固溶体的研究与计算 写出缺陷反应方程→固溶式、算出晶胞的体积和重量→理论密度(间隙型、置换型)→和实测密度比较 10、位错概念 刃位错:滑移方向与位错线垂直,伯格斯矢量b与位错线垂直 螺位错:滑移方向与位错线平行,伯格斯矢量b与位错线平行 混合位错:滑移方向与位错线既不平行,又不垂直。 幻灯片7 第三章、非晶态固体 1、熔体的结构:不同聚合程度的各种聚合物的混合物 硅酸盐熔体的粘度与组成的关系 2、非晶态物质的特点 3、玻璃的通性 4、 Tg 、Tf ,相对应的粘度和特点 5、网络形成体、网络改变(变性)体、网络中间体 玻璃形成的结晶化学观点:键强,键能 6、玻璃形成的动力学条件 (相变),3T图 7、玻璃的结构学说(二种玻璃结构学说的共同之处和不同之处) 8、玻璃的结构参数 Z可根据玻璃类型定,先计算R,再计算X、Y 注意网络中间体在其中的作用。 9、硅酸盐晶体与硅酸盐玻璃的区别 10、硼的反常现象 幻灯片8 第四章、表面与界面 1、表面能和表面张力,表面的特征 2、润湿的概念、定义、计算;槽角、二面角的计算 改善润湿的方法:去除表面吸附膜(提高固体表面能)、

无机材料科学基础题库_选择题

选择题 1.NaCl 型结构中,Cl - 按立方最紧密方式堆积,Na +充填于( B )之中。 A 、全部四面体空隙 B 、全部八面体空隙 C 、1/2四面体空隙 D 、1/2八面体空隙 2.在析晶过程中,若?T 较大,则获得的晶粒为( A ) A 、数目多而尺寸小的细晶 B 、数目少而尺寸大的粗晶 C 、数目多且尺寸大的粗晶 D 、数目少且尺寸小的细晶 3.在熔体中加入网络变性体会使得熔体的析晶能力( c ): a.不变 b. 减弱 c. 增大 4.在烧结过程的传质方式中,不会使坯体致密的是( a ) a. 扩散传质 b. 溶解-沉淀传质 c. 蒸发-凝聚传质 d. 流动传质 5.过冷度愈大,临界晶核半径( c )相应的相变( e ) a. 不变 b. 愈大 c. 愈小 d. 愈难进行 e. 愈易进行 f. 不受影响 6.从防止二次再结晶的角度考虑,起始粒径必须( c ) a. 细 b. 粗 c. 细而均匀 d. 粗但均匀 7.根据晶界两边原子排列的连贯性来划分,在多晶体材料中主要是( B ) A 、共格晶界 B 、非共格晶界 C 、半共格晶界 8.玻璃结构参数中的Z 一般是已知的,请问硼酸盐玻璃的Z =( B ) A 、2 B 、3 C 、4 D 、5 9.石英晶体结构属于( d ) a. 岛状结构 b. 链状结构 c. 层状结构 d. 架状结构 10. 在离子型化合物中,晶粒内部扩散系数D b ,晶界区域扩散系数D g 和表面区域扩散系数D s 三者中( C )最大 A 、D b B 、D g C 、 D s 11. 系统2222CaO + SiO 2CaO SiO + CaO SiO + 3CaO 2SiO →???中的独立组分数为( d ) a. 5 b. 4 c. 3 d. 2 12. 熔体系统中组成越简单,则熔体析晶( B ) A 、不受影响 B 、越容易 C 、越难 13. 过冷度越大,相应的成核位垒( b ),临界晶核半径( b ),析晶能力( a ) a. 越大 b. 越小 c. 不变 14. 下列选项中不属于马氏体相变的特征的是( B ) A 、相变后存在习性平面 B 、属扩散型相变 C 、新相与母相间有严格的取向关系 D 、在一个温度范围内进行 E 、速度很快 15. 颗粒不同部位的空位浓度存在差异,下列区域中( b )处的空位浓度最大 A 、晶粒内部 B 、颈部表面张应力区 C 、受压应力的颗粒接触中心 16. 塑性泥团中颗粒之间最主要的吸力为( B ) A 、范德华力 B 、毛细管力 C 、局部边-面静电引力 17. CaTiO 3(钛酸钙)型结构中,Ca 2+和O 2-共同组成立方紧密堆积,Ca 2+占据立方面心的角顶位置,O 2-占据立方面

无机材料科学基础复习资料_百度文库

第三章练习题 一、填空题 1.玻璃具有下列通性:、态转化时物理、化学性能随温度变化的连续性。 2.在硅酸盐熔体中,当以低聚物为主时,体系的粘度 3.物质在熔点时的粘度越越容易形成玻璃,大于,等于,小于)时容易形成玻璃。 4.熔体是物质在液相温度以上存在的一种高能量状态,在冷却的过程中可以出现和分相三种不同的相变过程。 5.当SiO2含量比较高时,碱金属氧化物降低熔体粘度的能力是Li2Na22O。 6. 2Na2O·CaO·Al2O3·2SiO2的玻璃中,结构参数Y为 3 。 7. 从三T曲线可以求出为避免析出10-6分数的晶体所需的临界冷却速率,该速率越小,越容易形成玻璃。 8.NaCl和SiO2两种物质中SiO2 容易形成玻璃,因其具有极性共价键结构。 9.在Na2O-SiO2熔体中,当Na2O/Al2O3<1时,加入Al2O3使熔体粘度降低。 10. 硅酸盐熔体中聚合物种类,数量与熔体组成(O/Si)有关,O/Si比值增大,则熔体中的高聚体[SiO4]数量减少。 11. 硅酸盐熔体中同时存在许多聚合程度不等的负离子团,其种类、大小和复杂程度随熔体的组成和温度而变。当温度不变时,熔体中碱性氧化物含量增加, O/Si比值增大,这时熔体中高聚体数量减少。 二、问答题 1.试述熔体粘度对玻璃形成的影响?在硅酸盐熔体中,分析加入—价碱金属氧化物、二价金属氧化物或B2O3后熔体粘度的变化?为什么? 答:1) 熔体粘度对玻璃形成具有决定性作用。熔体在熔点时具有很大粘度,并且粘度随温度降低而剧烈地升高时,容易形成玻璃。 2) 在硅酸盐熔体中,加入R2O,随着O/Si比增加,提供游离氧,桥氧数减小,硅氧网络断裂,使熔体粘度显著减小。加入RO,提供游离氧,使硅氧网络断裂,熔体粘度降低,但是由于R的场强较大,有一定的集聚作用,降低的幅度较小。加入B2O3,加入量少时,B2O3处于三度空间连接的[BO4]四面体中,使结构网络聚集紧密,粘度上升。随着B2O3含量增加,B开始处于[BO3]三角形中使结构网络疏松,粘度下降。 3+2+ 1当我排队等着站上小便池的时候有人已经在大便池先尿了■■■■■■■■■■■■张为政整理■■■■■■■■■■■■勿删■■■■■■■■■■■■ 2.试阐述网络形成体和网络变性体。 玻璃网络形成体:其单键强度>335KJ/MOL。这类氧化物能单独形成玻璃。 网络变性体:其单键强度<250KJ/MOL。这类氧化物不能形成玻璃,但能改变网络结构,从而使玻璃性质改变。

武汉理工历年复试真题

武汉理工历年复试真题 2003年材料学院复试笔试题目 适用专业:材料学、材料物理与化学、材料加工工程 1、简述材料科学与工程的定义、材料的分类以及材料在国民经济建设中的地位和作用。 2、结合自己所学专业,叙述二个本专业的研究热点问题。 3、简述你所熟悉的几种有关材料的测试技术,并写出其中一种测试技术的原理及解析方法。 4、针对你拟选报的研究方向,做一个三年的研究计划。 5、目前,用于材料的合成与制备有许多新方法,请你列举二种方法并加以较详细说明。 2004年材料学院复试笔试题目 第一题: 计算机基础30分,今年考了很多计算机基础知识,总之要看书,难度相当于计算机基础的难度。 第二题: 1.简述材料科学与工程的定义,材料的分类以及材料在国民经意建设中的地位和作用。(15 分) 2.简述两种现代测试分析方法,并举例说明每种方法可分析的内容。(20分) 3.结合自己所学专业,叙述两个本专业的研究热点问题。(15分) 4.目前,用于材料的合成与制备有许多新方法,请你列举其中一种方法并加以说明。(10 分) 5.根据你拟选报的研究方向,写一份课题研究计划。(10分)

第一题: 听力20分(有选择有填空) 第二题: 计算机基础(20分) (一).填空题 1.一个完整的计算机系统包括( )和( ). 2.微型计算机系统的总线包括( )总线、( )总线和( )总线. 3. ( 内存)中保存的数据,一经切断电源,其中的数据将完全消失. 4.WINDOWS98中进入中文输入法按( )键,改变中文输入法按( )键. 5.Excel中的基本数据文件是( ). 6.Internet是全球最大的计算机网络,它的基础协议是( ). (二).单选题 1.内存中每个基本单位都被赋予一个唯一的序号,称为: A.地址 B.字节 C.编号 D.代码 2.计算机的存储容量以KB为单位时,这里1KB表示: A.1000个字节 B.1024个字节 C.1000个2进制位 D.1024个2进制位 3.把计算机的数据存到磁盘上,这种操作叫做: A.输出 B.读盘 C.写盘 D.输入 4.操作系统是_______的接口: A.软件和硬件 B.计算机和外设 C.用户和计算机 D.高级语言和机器语言 5.下面全是高级语言的一组是: A.汇编语言,C,PASCAL B.汇编语言,C,BASIC C.机器语言,C,BASIC D.BASIC,C,PASCAL 6.Word的默认文档扩展名是___ ___;Excel的默认文档扩展名是_____. A.IDX B.DOC C.TXT D.DBF E.XLS 7.一个IP地址由网络地址和___ __两部分构成. A.广播地址 B.多址地址 C.主机地址 D.子网掩码 8.E-MAIL的地址格式是: A. 用户名@邮件主机域名 B. @用户名邮件主机域名 C. 用户名@域名邮件主机 9.一张干净的软盘带上写保护后: A.只能预防已知病毒 B.可以预防所有病毒 C.不能预防病毒 第三题: 专业基础(60分) (任选四题回答) 1.结合你对材料科学与工程的认识与理解,谈谈报考材料类研究生的理由?(15分) 2.介绍一种现代测试技术方法,并举例说明其可分析的内容?(15分) 3.结合自己所学专业,叙述二个本专业的研究热点问题.(15分) 4.结合可持续发展的角度,谈谈产业与能源,环境之间的关系.(15分) 5.目前,用于材料的合成与制备有许多新方法,请你列举二种方法并加以较详细说明.(15分) 6.结合你拟报的研究方向,提出一个研究课题并列出主要研究内容?(15分)

无机材料科学基础期末试题及答案

无机材料科学基础试卷六 一、名词解释(20分) 1、反萤石结构、晶胞; 2、肖特基缺陷、弗伦克尔缺陷; 3、网络形成体、网络改变体; 4、触变性、硼反常现象; 二、选择题(8分) 1、粘土泥浆胶溶必须使介质呈() A、酸性 B、碱性 C、中性 2、硅酸盐玻璃的结构是以硅氧四面体为结构单元形成的()的聚集体。 A、近程有序,远程无序 B、近程无序,远程无序 C、近程无序,远程有序 3、依据等径球体的堆积原理得出,六方密堆积的堆积系数()体心立方堆积的堆积系数。 A、大于 B、小于 C、等于 D、不确定 4、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()。 A、4 B、12 C、8 D、6 5、在单位晶胞的CaF2晶体中,其八面体空隙和四面体空隙的数量分别为()。 A、4,8 B、8,4 C、1,2 D、2,4 6、点群L6PC属()晶族()晶系。 A、高级等轴 B、低级正交 C、中级六方 D、高级六方 7、下列性质中()不是晶体的基本性质。 A、自限性 B、最小内能性 C、有限性 D、各向异性 8、晶体在三结晶轴上的截距分别为1/2a、1/3b、1/6c。该晶面的晶面指数为()。 A、(236) B、(326) C、(321) D、(123) 9、非化学计量化合物Cd1+xO中存在()型晶格缺陷 A、阴离子空位 B、阳离子空位 C、阴离子填隙 D、阳离子填隙 10、可以根据3T曲线求出熔体的临界冷却速率。熔体的临界冷却速率越大,就()形成玻璃。 A、越难 B、越容易 C、很快 D、缓慢 11、晶体结构中一切对称要素的集合称为()。 A、对称型 B、点群 C、微观对称的要素的集合 D、空间群 12、在ABO3(钙钛矿)型结构中,B离子占有()。 A、四面体空隙 B、八面体空隙 C、立方体空隙 D、三方柱空隙晶体 三、填空(17分) 1、在玻璃形成过程中,为避免析晶所必须的冷却速率的确定采用()的方法。 2、a=b≠c α=β=γ=900的晶体属()晶系。 3、六方紧密堆积的原子密排面是晶体中的()面,立方紧密堆积的原子密排面是晶体中的

无机材料科学基础课后习题答案(6)

6-1 说明熔体中聚合物形成过程? 答:聚合物的形成是以硅氧四面体为基础单位,组成大小不同的聚合体。 可分为三个阶段初期:石英的分化; 中期:缩聚并伴随变形; 后期:在一定时间和一定温度下,聚合和解聚达到平衡。6-2 简述影响熔体粘度的因素? 答:影响熔体粘度的主要因素:温度和熔体的组成。 碱性氧化物含量增加,剧烈降低粘度。 随温度降低,熔体粘度按指数关系递增。 6-3 名词解释(并比较其异同) ⑴晶子学说和无规则网络学说 ⑵单键强 ⑶分化和缩聚 ⑷网络形成剂和网络变性剂

答:⑴晶子学说:玻璃内部是由无数“晶子”组成,微晶子是带有晶格变形的有序区域。它们分散在无定形介中质,晶子向无 定形部分过渡是逐渐完成时,二者没有明显界限。 无规则网络学说:凡是成为玻璃态的物质和相应的晶体结构一样,也是由一个三度空间网络所构成。这种网络是由离子 多面体(三角体或四面体)构筑起来的。晶体结构网 是由多面体无数次有规律重复构成,而玻璃中结构多 面体的重复没有规律性。 ⑵单键强:单键强即为各种化合物分解能与该种化合物配位数的商。 ⑶分化过程:架状[SiO4]断裂称为熔融石英的分化过程。 缩聚过程:分化过程产生的低聚化合物相互发生作用,形成级次较高的聚合物,次过程为缩聚过程。 ⑷网络形成剂:正离子是网络形成离子,对应氧化物能单独形成玻 璃。即凡氧化物的单键能/熔点﹥0.74kJ/mol.k 者称为网 络形成剂。 网络变性剂:这类氧化物不能形成玻璃,但能改变网络结构,从而使玻璃性质改变,即单键强/熔点﹤0.125kJ/mol.k者称 为网络变形剂。

6-4 试用实验方法鉴别晶体SiO2、SiO2玻璃、硅胶和SiO2熔体。它们的结构有什么不同? 答:利用X—射线检测。 晶体SiO2—质点在三维空间做有规律的排列,各向异性。 SiO2熔体—内部结构为架状,近程有序,远程无序。 SiO2玻璃—各向同性。 硅胶—疏松多孔。 6-5 玻璃的组成是13wt%Na2O、13wt%CaO、74wt%SiO2,计算桥氧分数? 解: Na2O CaO SiO2 wt% 13 13 74 mol 0.21 0.23 1.23 mol% 12.6 13.8 73.6 R=(12.6+13.8+73.6 ×2)/ 73.6=2.39 ∵Z=4 ∴X=2R﹣Z=2.39×2﹣4=0.72 Y=Z﹣X= 4﹣0.72=3.28 氧桥%=3.28/(3.28×0.5+0.72) =69.5%

无机材料科学基础课后习题答案(6)

6-1 说明熔体中聚合物形成过程?答:聚合物的形成是以硅氧四面体为基础单位,组成大小不同的聚合体。 可分为三个阶段初期:石英的分化; 中期:缩聚并伴随变形; 后期:在一定时间和一定温度下,聚合和解聚达到平衡。 6-2 简述影响熔体粘度的因素? 答:影响熔体粘度的主要因素:温度和熔体的组成。 碱性氧化物含量增加,剧烈降低粘度。 随温度降低,熔体粘度按指数关系递增。 6-3 名词解释(并比较其异同) ⑴ 晶子学说和无规则网络学说 ⑵ 单键强 ⑶ 分化和缩聚 ⑷ 网络形成剂和网络变性剂答:⑴晶子学说:玻璃内部是由无数“晶子”组成,微晶子是带有晶

格变形的有序区域。它们分散在无定形介中质,晶子向无定形部 分过渡是逐渐完成时,二者没有明显界限。 无规则网络学说:凡是成为玻璃态的物质和相应的晶体结构一样,也是由 一个三度空间网络所构成。这种网络是由离子多面体(三 角体或四面体)构筑起来的。晶体结构网是由多面体无数次 有规律重复构成,而玻璃中结构多面体的重复没有规律 性。 ⑵单键强:单键强即为各种化合物分解能与该种化合物配位数的商。 ⑶分化过程:架状[SQ4]断裂称为熔融石英的分化过程。 缩聚过程:分化过程产生的低聚化合物相互发生作用,形成级次较 高的聚合物,次过程为缩聚过程。 ⑷网络形成剂:正离子是网络形成离子,对应氧化物能单独形成玻 璃。即凡氧化物的单键能/熔点〉0.74kJ/molk者称为网 络形成剂。 网络变性剂:这类氧化物不能形成玻璃,但能改变网络结构,从而 使玻璃性质改变,即单键强/熔点< 0.125kJ/molk者称 为网络变形剂。 6-4试用实验方法鉴别晶体 Si。?、SQ2玻璃、硅胶和SiO2熔体。它们的 结构有什么不同?

武汉理工大学考研复试试题

材料科学与工程学科2003年研究生入学考试复试试题 1、简述材料科学与工程的定义、材料的分类以及材料在国民经济建设中的地位和作用。 2、结合自己所学专业,叙述二个本专业的研究热点问题。 3、简述你所熟悉的几种有关材料的测试技术,并写出其中一种测试技术的原理及解析方法。 4、针对你拟选报的研究方向,做一个三年的研究计划。 5、目前,用于材料的合成与制备有许多新方法,请你列举二种方法并加以较详细说明。 材料学院复试部分答案 武汉理工大学材料学院复试试题的详细答案 (本答案是收集了大量的资料总结出来的) 1. 材料科学与工程的概念是什么?其四大要素是什么?其3大特点是什么? 材料科学与工程就是研究有关材料组成, 结构, 制备工艺流程与材料性能用途关系的知识及 应用。 其四个要素为: 组成与结构,合成与生产过程, 性能, 使用效能。 材料科学与工程的特点: 1多学科交叉材料科学与工程与物理学,化学,冶金学,金属学,陶瓷学,计算数学等多学科交叉 和结合的特点. 2具有鲜明的工程性材料科学是面向实际,为经济建设服务的,是一门应用科学. 实验室里的研究成果必须通过工程研究开发以确定合理的工艺流程,最后批量生产出符合要求的工程材 料. 3处于发展中的学科材料科学没有象力学,电学那样完整的学科体系,是一门处于不断发展之 中的学科. 2.结合自己所学的专业,叙述本专业的2个热点问题? 燃料电池 近二,三十年来,由于一次能源的匮乏和环境保护的突出,要求开发利用新的清洁再生能源. (燃料电池由于具有能量转化率高,对环境污染小等优点受到世界各国的普遍重视) 燃料电池是一种将所提供燃料的化学能直接变换为电能的高效能量转换装置; 是既水力,火 力,核力后的第四类发电技术. 其特点有: 1.由于化学能直接转化为电能,与普通发电方式相比,避免了能量形式的变化不受卡诺循环限 制, 能量转化效率高. 2.环保. 废气如SOx,NOx,CO2等的排放量极低. 此外,由于电池中无运动部件,工作时非常静. 3.电池的本题的负荷反应性能好,可靠性高。 碳纳米管 是一种具有特殊结构的一维量子材料(径向尺寸为纳米级,轴向尺寸为微米级). 它主要由六边形排列的碳原子构成数层到数十层的同轴圆管,层与层之间保持固定的距离. 作为一维纳米材料,重量轻,六边形结构连接完美,具有许多异常的力学,电学性能: 1力学性能其密度只有钢的1/6,结构与高分子材料相似,但抗拉强度极大,弹性模量达1TPa,用其增强的塑料力学性能优良且抗疲劳,抗蠕变,形变小,滑动性能好. 2电学性能利用其结构中空的特点,可作为制造某些纳米尺度金属导线的模具. 有些管径的碳纳米管是性能优于石墨材料的良好导体,另一些管径可能是半导体. 3导热性能其拥有非常大的长径比,因而其沿长度方向的热交换性能很高,垂直方向热交换 性能较低,故其可制成高各向异性热传导材料。 3.目前用于材料合成与制备的新的方法有许多,请举例其中的1种并加以说明? 等离子体化学气相沉积法(PCVD)

陆佩文-无机材料科学基础-习题

第七章 扩散与固相反应 1、名词解释: 非稳定扩散:扩散过程中任一点浓度随时间变化; 稳定扩散:扩散质点浓度分布不随时间变化。 无序扩散:无化学位梯度、浓度梯度、无外场推动力,由热起伏引起的扩散。 质点的扩散是无序的、随机的。 本征扩散:主要出现了肖特基和弗兰克尔点缺陷,由此点缺陷引起的扩散为 本征扩散(空位来源于晶体结构中本征热缺陷而引起的质点迁 移); 非本征扩散:空位来源于掺杂而引起的质点迁移。 正扩散和逆扩散: 正扩散:当热力学因子时,物质由高浓度处流向低浓度处,扩散结果使溶质 趋于均匀化,D i >0。 逆扩散:当热力学因子 时,物质由低浓度处流向高浓度处,扩散结果使溶质 偏聚或分相,D i <0。 2、简述固体内粒子的迁移方式有几种? 答 易位,环转位,空位扩散,间隙扩散,推填式。 3、说明影响扩散的因素? 化学键:共价键方向性限制不利间隙扩散,空位扩散为主。金属键离子键以 空位扩散为主,间隙离子较小时以间隙扩散为主。 缺陷:缺陷部位会成为质点扩散的快速通道,有利扩散。 温度:D=D 0exp (-Q/RT )Q 不变,温度升高扩散系数增大有利扩散。Q 越大 温度变化对扩散系数越敏感。 杂质:杂质与介质形成化合物降低扩散速度;杂质与空位缔合有利扩散;杂 质含量大本征扩散和非本征扩散的温度转折点升高。 扩散物质的性质:扩散质点和介质的性质差异大利于扩散; 扩散介质的结构:结构紧密不利扩散。 4、在KCl 晶体中掺入10-5mo1%CaCl 2,低温时KCl 中的K +离子扩散以非本征 扩散为主,试回答在多高温度以上,K +离子扩散以热缺陷控制的本征扩散为主?(KCl 的肖特基缺陷形成能ΔH s =251kJ/mol ,R=8.314J/mo1·K ) 解:在KCl 晶体中掺入10-5mo1%CaCl 2,缺陷方程为: 则掺杂引起的空位浓度为'710K V -??=?? 欲使扩散以热缺陷为主,则''K K V V ????>????肖 即7exp()102s H RT -?->

无机材料科学基础答案第十章

10-1 名词解释:烧结烧结温度泰曼温度液相烧结固相烧结初次再结晶晶粒长大二次再结晶 (1)烧结:粉末或压坯在低于主要组分熔点的温度下的热处理,目的在于通过颗粒间的冶金结合以提高其强度。 (2)烧结温度:坯体在高温作用下,发生一系列物理化学反应,最后显气孔率接近于零,达到致密程度最大值时,工艺上称此种状态为"烧结",达到烧结时相应的温度,称为"烧结温度"。 (3)泰曼温度:固体晶格开始明显流动的温度,一般在固体熔点(绝对温度)的2/3处的温度。在煅烧时,固体粒子在塔曼温度之前主要是离子或分子沿晶体表面迁移,在晶格内部空间扩散(容积扩散)和再结晶。而在塔曼温度以上,主要为烧结,结晶黏结长大。 (4)液相烧结:烧结温度高于被烧结体中熔点低的组分从而有液相出现的烧结。 (5)固相烧结:在固态状态下进行的烧结。 (6)初次再结晶:初次再结晶是在已发生塑性变形的基质中出现新生的无应变晶粒的成核和长大过程。 (7)晶粒长大:是指多晶体材料在高温保温过程中系统平均晶粒尺寸逐步上升的现象. (8)二次再结晶:再结晶结束后正常长大被抑制而发生的少数晶粒异常长大的现象。 10-2 烧结推动力是什么?它可凭哪些方式推动物质的迁移,各适用于何种烧结机理? 解:推动力有:(1)粉状物料的表面能与多晶烧结体的晶界能的差值, 烧结推动力与相变和化学反应的能量相比很小,因而不能自发进行,必须加热!! (2)颗粒堆积后,有很多细小气孔弯曲表面由于表面张力而产生压力差, (3)表面能与颗粒之间形成的毛细管力。 传质方式:(1)扩散(表面扩散、界面扩散、体积扩散);(2)蒸发与凝聚;(3)溶解与沉淀;(4)黏滞流动和塑性流动等,一般烧结过程中各不同阶段有不同的传质机理,即烧结过程中往往有几种传质机理在起作用。 10-3 下列过程中,哪一个能使烧结体强度增大,而不产生坯体宏观上的收缩? 试说明理由。 (1)蒸发-冷凝;(2)体积扩散;(3)粘性流动;(4)晶界扩散;(5)表面扩散;(6)溶解-沉淀

相关主题
文本预览
相关文档 最新文档