习题 3
1．试述石英晶体、石英熔体、Na2O?2SiO2熔体结构和性质上的区别。
2．某熔体粘度在727℃时是108泊，1156℃时是104泊，要获得粘度为107泊的熔体，要加热到什么温度?
3．在Na2O—SiO2系统及RO—SiO2系统中随着SiO2含量的增加，熔体的粘度将升高而表面张力则降低，说明原因。
4．说明在一定温度下同组成的玻璃比晶体具有较高的内能及晶体具有一定的熔点而玻璃体没有固定熔点的原因。
5．某窗玻璃含14Na2O－14CaO－72SiO2(重量百分数)，求非桥氧百分数。
6．网络外体(如Na2O)加到SiO2熔体中，使氧硅比增加，当O/Si≈2.5～3时，即达到形成玻璃的极限，O/Si>3时，则不能形成玻璃，为什么?
7．按照在形成氧化物玻璃中的作用，把下列氧化物分为网络变体，中间体和网络形成体：SiO2，Na2O，B2O3，CaO，Al2O3，P2O5，K2O，BaO。
8．以B203为例解释具有混合键氧化物容易形成玻璃的原因。
9．试述微晶学说与无规则网络学说的主要观点，并比较两种学说在解释玻璃结构上的共同点和分歧。
10．什么是硼反常现象? 为什么会产生这些现象?
11．已知石英玻璃的密度为2.3g/cm3，假定玻璃中原子尺寸与晶体SiO2相同，试计算该玻璃的原于堆积系数是多少?
12．根据教材的T—T—T曲线，计算A、B、C三种物质的临界冷却速度，哪一种物质易形成玻璃?哪一种难形成玻璃?
4
1 ．什么叫表面张力和表面能? 在固态下和液态下这两者有何差别?
2 ．一般说来，同一种物质，其固体的表面能要比液体的表面能大，试说明原因。
3 ．什么叫吸附、粘附? 当用焊锡来焊接铜丝时，用锉刀除去表面层，可使焊接更加牢固，请解释这种现象。
4 ．方镁石的表面能为1000尔格/cm2，如果密度为3.68克/cm3，求将其粉碎为1u颗粒时，每克需能量多少卡?
5 ．试说明晶界能总小于两个相邻晶粒的表面能之和的原因。
7 ．1克石英在粉碎机中轧成粒度为1u的粉末时，重量增至1.02克，若这是吸附了空气中水分的结果，试求吸附水膜的厚度( 假定破碎后颗粒为立方体) 。
8 ．真空中Al2O3的表面张力约为900erg／cm2，液态铁的表面张力为1729erg/cm2，同样条件下，界面张力( 液态铁—氧化铝) 约为2300erg/cm2，问接触角有多大? 液态铁能否润湿氧化铝?
9 ．表面张力为500erg/cm2的某液态硅酸盐与某种多晶氯化物表面相接触，接触角θ =45 °；若与此氧化物相混合，则在三晶粒交界处，形成液态小球，二面角φ平均为90 °，假如没有液态硅酸盐时，氧化物－氧化物界面的界面张力为1000dyn/cm ，试计算氧化物的表面张力。
10 ．MgO-Al2O3-SiO2系统的低共熔物，放在Si3N4陶瓷片上，在低共溶温度下，液相的表面张力为900erg/cm2，液体与固体的界面能为600erg/cm2，测得接触角为70.52 °，
(1) 求Si3N4的表面张力。
(2) 把Si3N4在低共熔温度下进行热处理，测得其腐蚀的槽角为123.75 °，求Si3N4的晶界能。
(3) 如果把20 ％的低共熔物与Si3N4 粉末混合，加热到低共溶温度下，试画出由低共熔物与Si3N4混合组成的陶瓷显微结构示意图。
复习提纲
1 ．基本概念：表面、晶界、相界、弛豫表面、重构表面、黏附、润湿、吸附
2 ．固体是如何降低系统的表面能的，为什么相同组成的固体的表面能总是高于液体的表面能；
3 ．固体的表面力场的分类和本质，晶体的表面结构特点，表面粗糙度、表面微裂纹对表面力场的影响；
4 ．固体的界面行为对固体表面结构和性质的影响；粗糙表面的润湿行为
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1 ．固体硫有两种晶型( 单斜硫、斜方硫) ，因此硫系统可能有四个相，如果某人实验得到这四个相平衡共存，试判断这个实验有无问题。
2 ．图（1 ）是具有多晶转变的某物质的相图，其中DEF 线是熔体的蒸发曲线。KE 是晶型I 的升华曲线；GF 是晶型II 的升华曲线；JG 是晶型Ⅲ的升华曲线，回答下列问题：
(1) 在图中标明各相的相区，并把图中各无变点的平衡特征用式子表示出来。
(2) 系统中哪种晶型为稳定相? 那种晶型为介稳相?
(3) 各晶型之间的转变是单向转变还是双向转变?
3 ．在SiO2系统相图中，找出两个可逆多晶转变和两个不可逆多晶转变的例子。
4 ．根据Al2O3—SiO2 系统相图说明：
(1) 铝硅质耐火材料，硅砖( 含SiO2>98 ％) 、粘土砖( 含Al2O3 35 ～50 ％) 、高铝砖( 含Al2O3 60 ～90 ％) 、刚玉砖( 含Al2O3>90 ％) 内，各有哪些主要的晶相。
(2) 为了保持较高的耐火度，在生产硅砖时应注意什么?
(3) 若耐火材料出现40 ％液相便软化不能使用，试计算含40(mol) Al2O3的粘土砖的最高使用温度。
5 ．在CaO-SiO2系统与Al2O3-SiO2系统中SiO2的液相线都很陡，为什么在硅砖中可掺人约 2 ％的CaO 作矿化剂而不会降低硅砖的耐火度，但在硅砖中却要严格防止原料中混入Al2O3 否则会使硅砖耐火度大大下降。
6 ．加热粘土矿物高岭石(Al2O3·2SiO2·2H2O) 至600 ℃时，高岭石分解为水蒸气和Al2O3·2SiO2，继续加热到1595 ℃时会发生什么变化？在这温度下长时间保温达到平衡，系统的相组成如何？当系统生成40 ％液相时，应达到什么温度？在什么温度下该粘土完全熔融?
7 ．图（２）是最简单的三元系统投影图，图中等温线从高温到低温的次序是t 6 >t 5 >t 4 >t 3 >t 2 >t 1 根据此投影图回答：
(1) 三个组分A 、B 、C 熔点的高低次序是怎样排列的。
(2) 各液相面下降的陡势如何? 那一个最陡? 那一个最平坦?
(3) 指出组成为65 ％A ，15 ％B ，20 ％C 的系统的相组成点，此系统在什么温度下开始结晶? 结晶过程怎样? （表明液、固相组成点的变化及结晶过程各阶段中发生的变化过程）。
(4) 计算第一次析晶过程析出晶相的百分数是多少? 第二次析晶过程结束时，系统的相组成如何? 结晶结束时系统的相组成又如何?
8 ．图(3) 为生成二个一致熔融二元化合物的三元系统，据图回答下列问题：
(1) 可将其划分为几个简单的三元系统?
(2) 标出图中各边界及相区界线上温度下降方向，
(3) 判断各无变量点的性质，并将它们的平衡特征式子表示出来。
9 ．图(４) 是生成一致熔融二元化合物(BC) 的三元系统投影图。设有组成为： A ：35 ％，B ：35 ％，C ：30 ％的熔体，试确定其在图中的位置。冷却时该熔体在何温度下开始析出晶体。
10 ．如图(5) A-B-C 三元系统相图，根据相图回答下列问题：
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 、M 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G 在完全平衡条件下的冷却结晶过程；
5 ．写出组成点H 在完全平衡条件下进行加热时，开始出现液相的温度和完全熔融的温度；写出完全平衡条件下进行冷却，结晶结束时各物质的百分含量（用线段比表示）。
11 ．根据图(6) 回答下列问题：
(1) 说明化合物S1 、S2 的性质；
(2) 在图中划分分三元系统及用箭头指示出各界线的温度下降方向及性质；
(3) 指出各无变点的性质并写出各点的平衡关系；
(4) 写出1 、3 组成的熔体的冷却结晶过程( 表明液、固相组成点的变化及结晶过程各阶段系统中发生的变化过程) 。并总结判断结晶产物和结晶过程结束点的规律；
(5) 计算熔体l 结晶结束时各相百分含量，若在第三次结晶过程开始前将其急冷却( 这时液相凝固成为玻璃相) 各相的百分含量又如何?( 用线段表示即可) ；
(6) 加热组成2 的三元混合物将于哪一点温度开始出现液相? 在该温度下生成的最大液相量是多少? 在什么温度下完全熔融? 写出它的加热过程。
12 ．下图为具有化合物生成的三元系统相图，根据此三元系统相图解答下列问题
(1)判断各化合物的性质；
(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？哪一点温度下完全熔化？
13 ．根据图(7) 回答下列问题：
(1) 用箭头标出各界线的温度下降方向及性质；
(2) 指出各无变点的性质，并写出其平衡关系；
(3) 写出熔体M 的结晶过程，说明液相离开R 点的原因；
(4) 画出AB 、BC 二元系统相图。
14 ．比较各种三元无变量点( 低共熔点，双升点，双降点，过渡点和多晶转变点) 的特点。写出它们的相平衡关系。
15 ．对课本的MgO-Al2O3-Si02系统和K2O —Al2O3-SiO2 系统相图划分副三角形。
16 ．参看CaO-Al2O3-Si02 系统相图，回答下列问题：
(1) 组成为66 ％CaO ，26 ％Si02 ，8 ％Al2O3 ，即书中3 点的水泥配料将于什么温度开始出现液相? 这时生成的最大液相量是多少( 根据详 6 图CaO-C2S-C12A4 部分系统计算) 。
(2) 为了得到较高的C2S 含量，题(1) 组成的水泥烧成后急冷好，还是缓冷让其充分结晶好?
(3) 欲得到题(1) 组成的水泥，若只用高岭土和石灰石(Al2O3·2Si02·2H20 和CaCO3) 配料，能否得到该水泥的组成点? 为什么? 若不能，需要加入何种原料? 并计算出所需各种原料的百分含量。
17 ．根据Na2O-CaO-SiO2 系统相图回答：
(1) 组成为13 ％Na2O ，13 ％CaO ，74 ％SiO2 玻璃配合料将于什么温度熔化? 在什么温度完全熔融?
(2) 上面组成的玻璃，当加热到1050 ℃，1000 ℃，900 ℃，800 ℃时，可能会析出什么晶体?
(3) NC2S6晶体加热时是否会不一致熔化? 分解出什么晶体，熔化温度如何?
18 ．在陶瓷生产中一般出现35 ％液相就足以使瓷坯玻化。而当液相达到45 ％时，将使瓷坯变形，成为过烧。根据课本MgO-Al2O3-SiO2 具体计算含10 ％偏高岭，90 ％偏滑石的配料的烧成温度范围。
19 ．计算含50 ％高岭石，30 ％长石，20 ％石英的一个瓷器配方在1250 ℃烧成达到平衡时的相组成及各相的相对量。
20 ．根据课本图K20-Al2O3-SiO2 系统相图。如果要使瓷器中仅含有40 ％莫来石晶相及60 ％的玻璃相、原料中应含K2O 若干? 若仅从长石石中获得，K2O 原料中长石的配比应是多少?
21 ．高铝水泥的配料通常选择在CA相区范围内，生产时常烧至熔融后冷却制得，高铝水泥主要矿物CA ，而C2AS 没有水硬性，因此希望水泥中不含C2AS 。这样在CA 相区内应取什么范围的配料才好，为什么( 注意生产时不可能完全平衡．而会出现独立结晶过程)?
复习提纲
(1) 基本概念：相图、自由度、组元数与独立组元数、吉布斯向律、杠杆规则、初晶区规则、三角形规则、背向线规则、切线规则；
(2)掌握相图的表示方法，包括单元系统相图、二元系统相图、三元系统相图；
对于单元系统相图，要求掌握点、线、区间的性质，会写无变量点的平衡式子；对于二元系统相图，要求掌握点、线、区间的性质，会写无变量点的平衡式子，掌握冷却结晶过程的分析以及过程量的计算；对于三元系统相图，要求掌握点、线、区间的性质，会写无变量点的平衡式子，掌握冷却结晶过程的分析以及过程量的计算。
图（1）图（2）图（3）
图（4） 图（5） 图（6）
图（7） 图（8）
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1 ．解释并区分下列概念：
(1) 稳定扩散与不稳定扩散；
(2) 本征扩散与非本征扩散；
(3）自扩散与互扩散；
(4) 扩散系数与扩散通量。
2 ．浓度差会引起扩散，扩散是否总是从高浓度处向低浓度处进行 ? 为什么 ?
3 ．当锌向铜内扩散时，已知在x 点处锌的含量为2.5×1017个锌原子/cm3， 300 ℃时每分钟每mm2要扩散60个锌原子，求与x 点相距2mm 处锌原子的浓度。（已知锌在铜内的扩散体系中D0=0.34×10-14m2／s ； Q=4.5kcal ／mol ）
4 ．在钢棒的表面，每20个铁的晶胞中含有一个碳原子，在离表面1mm 处每30个铁的晶胞中含有一个碳原子，知铁为面心立方结构(a=0.365nm),1000 ℃时碳的扩散系数为3×10-1m2／s ，求每分钟内因扩散通过单位晶胞的碳原子数是多少 ?
5 ．在恒定源条件下820 ℃时，刚经1小时的渗碳，可得到一定厚度的表面渗碳层，若在同样条件下，要得到两倍厚度的渗碳层需要几个小时 ?
6 ．在不稳定扩散条件下 800oC 时，在钢中渗碳 100 分钟可得到合适厚度的渗碳层，若在 1000oC 时要得到同样厚度的渗碳层，需要多少时间（D0=2.4×10-12m2／sec ； D1000 ℃ =3×10-11m2／sec ） ?
7 ．在制造硅半导体器体中，常使硼扩散到硅单晶中，若在 1600K 温度下，保持硼在硅单晶表面的浓度恒定(恒定源半无限扩散)，要求距表面10-3cm 深度处硼的浓度是表面浓度
的一半，问需要多长时间(已知D1600 ℃=8×10-12cm2/sec ；当时，
）？
8 ．Zn2+在ZnS 中扩散时，563 ℃时的扩散系数为3×10-14cm2/sec;450 ℃时的扩散系数为1.0×10-14cm2/sec ，求：
(1）扩散的活化能和D0；
(2）750 ℃时的扩散系数。
9 ．实验册的不同温度下碳在钛中的扩散系数分别为2×10-9cm2/s(736 ℃) 、5×10-9cm2/s(782 ℃) 、1.3×10-8cm2/s(838 ℃)。
(a) 请判断该实验结果是否符合，
(b) 请计算扩散活化能（J/mol ℃），并求出在500 ℃时碳的扩散系数。
10 ．在某种材料中,某种粒子的晶界扩散系数与体积扩散系数分别为Dgb=2.00×10-10exp(-19100/T)和Dv=1.00×10-4exp(-38200/T) ，是求晶界扩散系数和体积扩散系数分别在什么温度范围内占优势？
11 ．假定碳在α-Fe(体心立方)和γ-Fe（面心立方)中的扩散系数分别为：
Dα=0.0079exp[-83600(J/mol/RT)cm2/sec ；Dγ=0.21exp[-141284(J/mol/RT)cm2/ssec
计算800 ? C 时各自的扩散系数并解释其差别。
12 ．MgO、Ca、PeO均具NaCl结构，在各晶体中它们的阳离子扩散活化能分别为：Na+ 在NaCI中为41Kcal／mol 、Mg2+ 在MgO中为83Kcal／mol、Ca2+在CaO中为77Kcal ／mol、Fe3+在FeO中为23Kcal／mol ，试解释这种差异的原因。
13 ．试分析离子晶体中,阴离子扩散系数－般都小于阳离子扩散系数的原因?
14 ．试从结构和能量的观点解释为什么D表面>D晶面>D晶内
复习提纲
(1）基本概念：扩散、扩散的本质、扩散的结果，扩散动力，正扩散和负扩散，自扩散和互扩散极其特点，扩散通量，稳定扩散和非稳定扩散，无序扩散及特点。
(2）固体扩散的微观机构有哪几种，哪些是实际存在的，为什么？
?菲克第一定律和菲克第二定律的一维表达式，各自的物理意义是什么，会运用菲克第一定律和菲克第二定律解决实际问题。
(3）无序扩散系数D=1/6×qd2中，d 和q的物理意义；通过分析影响q的因素以及以体心立方晶体为例，得出无序扩散系数的数学表达式Dr=αa02Ndγ，由此得出空位扩散系数的表达式Dv=αa02γ0exp[（ΔS*+ΔSf）/R]exp[-（ΔH*+ ΔHf）/RT] ，再进一步得出空位扩散系数的宏观表达式D=D0exp（-Q/RT）。
(4）自扩散系数D*=fDr 。
(5）间隙扩散系数的表达式。
(6）一个扩散系统中，扩散系数与温度的关系（D —— 1/T ），为什么？
(7）克肯达尔效应得含义及其应用意义。
(8）分析影响扩散系数的因素。
7
1 ．什么叫相变？按照机理来划分，可分为哪些机理?
2 ．马氏体相变具有什么特征？它和成核－生成机理有何差别?
3 ．当一种纯液体过冷到平衡凝固温度(T0) 以下时：，固相与液相间的自由焓差越来越
负。试证明在温度T0 附近随温度变化的关系近似地为：
4 ．在纯液体平衡凝固温度T0 以下，△Gr*临界相变势垒随温度下降而减小，于是有一个使热起伏活化因子exp(-△Gr*/KT)为极大值的温度。试证明当T=T0 /3 时，
exp(-△Gr*/KT)有极大植。
5 ．为什么在成核一生成机理相变中，要有一点过冷或过热才能发生相变? 什么情况下需过冷，什么情况下需过热。
6 ．何谓均匀成核? 何谓不均匀成核? 晶核剂对熔体结晶过程的临界晶核半径r*有何影响?
7 ．在不均匀成核的情况下，相变活化能与表面张力有关，试讨论不均匀成核的活化能△Gr*与接触角θ的关系，并证明当θ=90。时，△Gr*是均匀成核活化能的一半。
8 ．铁的原子量为55.84 ，密度为7.32 克/cm3，熔点为1593 ℃，熔化热为2750 卡／克原子，固液界面能为204 尔格/cm2 ，试求在过冷度为10 ℃、100 ℃时的临界晶核大小并估计这些晶核分别由多少个晶胞所组成（已知铁为体心立方晶格，晶格常数a=3.05?)
9 ．熔体析晶过程在1000 ℃时，单位体积自由熔变化△GV=100cal/cm3 ；在900 ℃时是500cal ／cm 3 。设固－液界面能γSL =500erg/cm 2，求：
(1) 在900 ℃和1000 ℃时的，临界晶核半径；
(2) 在900 ℃和1000 ℃时进行相变所需的能量．
10 ．如在液相中形成边长为a 的立方体晶核时，求出“临界核胚”立方体边长a*和ΔG*。为什么立方体的ΔG*大于球形ΔG*?
11 ．铜的熔点T m ＝1385k ，在过冷度△ T=0.2T m 的温度下，通过均相成核得到晶体铜。计算这温度下的临界核胚半径及临界核胚的原子数。
(?H=1628 × 10 7 尔格/cm 3、γ =177 尔格/cm 2 ，设铜为面心立方晶体，a=3.615? )
12 ．如下图为晶核的半径r 与△ G 间的关系，现有不同温度的三条曲线，请指出哪条温度最高? 哪条温度最低? 你的根据是什么？
13 ．什么叫斯宾那多分解? 它和成核－生成机理有何差别?
14 ．什么叫登山扩散? 为什么在散宾那多分解中能产生这种扩散，在成核－生长相变中则不能?
15 ．在最后的形态中，成核－生长机理相变和斯宾那多相变都有可能形成三维连贯的结构，在实验上能否区别是哪种机理？
复习提纲
1.什么是相变、相变过程，相变过程的分类，相变推动力，相变过程的温度条件。
2. 析晶的两个过程，均态核化和非均态核化的含义；会推导均态核化的临界半径和相变活化能；了解影响均态核化速率的因素；掌握非均态核化的相变活化能与均态核化的相变活化能的关系，能从理论上进行解释；掌握核化速率和晶化速率与温度的关系，画图说明，并指出形成晶体或玻璃有利的温度区间。总的结晶速率用什么表征。
3. 分析影响结晶速率的因素。
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1．若由MgO和Al2O3球形颗粒之间的反应生成MgAl2O4是通过产物层的扩散进行的：
(1) 画出其反应的几何图形并推导出反应初期的速度方程。
(2) 若1300℃时DAl3+>DMg2+0-2:基本不动，那么哪一种离子的扩散控制着MgAl2O4的生成？为什么？
2．镍（Ni）在0.1大气压的氧气中氧化，测得其重量增量（μg/cm2）如下表：
(1) 导出合适的反应速度方程；(2) 计算其活化能。
3．由Al2O3和SiO2粉末反应生成莫来石，过程由扩散控制，扩散活化能为50千卡/摩尔，1400℃下，一小时完成10%，求1500℃下，一小时和四小时各完成多少？（应用扬德方程计算）
4．粒径为1μ球状Al2O3由过量的MgO微粒包围，观察尖晶石的形成，在恒定温度下，第一个小时有20%的Al2O3起了反应，计算完全反应的时间。
(1) 用扬德方程计算
(2) 用金斯特林格方程计算
(3) 比较扬德方程、金斯特林格方程优缺点及适用条件。
5．当测量氧化铝－水化物的分解速率时，发现在等温反应期间，重量损失随时间线性增加到50%左右，超过50%时重量损失的速率就小于线性规律。速率随温度指数增加，这是一个由扩散控制的反应还是由界面一级控制的反应？当温度从451℃增至493℃时，速率增大到10倍，计算此过程的活化能（利用表9-1及图22进行分析）
6．由Al2O3和SiO2粉末形成莫来石反应，由扩散控制并符合扬德方程，实验在温度保持不变的条件下，当反应进行1小时的时候，测知已有15%的反应物起反应而作用掉了。
(1) 将在多少时间内全部反应物都生成产物？
(2) 为了加速莫来石的生产应采取什么有效措施？
7．试分析影响固相反应的主要因素。
8．如果要合成镁铝尖晶石，可供选择的原料为MgCO3、Mg(OH)2、MgO、Al2O33H2O、γ-Al2O3、α-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。
复习提纲
1．广义固相反应的共同特点；固相反应机理；固相界面上的化学反应的三个过程。
2．固相反应的一般动力学关系及其意义；解释化学动力学范围；解释扩散动力学范围的特点，扩散动力学范围的三个动力学方程的表达式、各自所采用的模型极其适用范围、有何优缺点。
3．分析影响固相反应的因素。
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1．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? 2．烧结过程是怎样产生的，各阶段的特征是什么?
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? 试说明之。
(a) 蒸发冷凝；(b) 体积扩散；(c) 粘性流动；(d) 表面扩散；(e) 溶解沉淀
4．某氧化物粉末的表面能是1000erg/cm2，烧结后晶界能是550erg/cm2今用粒径为1μm 的粉料(假定为立方体)压成1cm3的压块进行烧结，试计算烧结时的推动力。
5．试就(a) 推动力来源；(b) 推动力大小；(c) 在陶瓷系统的重要性来区别初次再结晶，晶粒长大和二次再全结晶。
6．有人试图用延长烧结时间来提高产品致密度，你以为此法是否可行,为什么了？
7．假如直径为5μm的气封闭在表而张力为280达因／厘米的玻璃内，气孔内氮气压力是0.8大气压，当气体压力与表面张力产生的负压平衡时，气孔尺寸是多少?
8. 在1500℃，MgO正常的晶粒长大期间．观察到晶体在1小时内从直径从1μm长大到10μm ，在此条件下，要得到直径20μm的晶粒，需烧结多长时间? 如已知晶界扩散活化能为60KCal／mol，试计算在1600℃下4小时后晶粒的大小，为抑制晶粒长大，加入少量杂质，在1600℃下保温4小时，晶粒大小又是多少?
9．假定NiCr2O4 的表面能为600erg／cm2，由半径0.5μm 的NiO和Cr2O3粉末合成尖晶石。在1200℃和1400℃时Ni2+和Cr3+离子的扩散系数分别为：Ni2+在NiO中D1473=1×10-11；D1673=3×10-10cm2/s ；Cr3+在Cr2O3中D1473 =7×10-11；D1673=10-10cm2/s ，求在1200℃和1400℃烧结时，开始1秒的线收缩率是多少？（假定扩散粒子的半径为0.59?)
10．材料的许多性能如强度、光学性能等要求其晶粒尺寸微小且分布均匀，工艺上应如何控制烧结过程以达到此目的?
11．试分析二次再结晶过程对材料性能有何种效应?
12．特种烧结和常规烧结有什么区别? 试举例说明。
13.(a) 烧结MgO时加入少量FeO，在氢气氛和氧分压低时都不能促进烧结，只有在氧分压高的气氛下才促进烧结；
(b) 烧结Al2O3时，氢气易促进致密化而氮气妨碍致密化。试分析其原因。
14．某磁性氧化物材料被认为是遵循正常晶粒长大方程。当颗粒尺寸增大超出1μm的平均尺寸时，则磁性和强度等性质就变坏，未烧结前的原始颗粒大小为0.1μm 。烧结30分钟使晶粒尺寸长大为原来的3倍。因大坯件翘曲，生产车间主任打算增加烧结时间。你想推荐的最长时间是多少?
答案
1.
2、解：根据lnη=A+B/T，727℃时，η=108P0，1156℃时，η=104P0，∴A=-5.32，B=13324，当η=107P0时，则t=80℃。
3、解：Na2O-SiO2系统中，SiO2含量增加，η增大，σ减小；因为SiO2含量增加，聚合离子团尺寸增大，迁移阻力增大，η增大，e/r减小，相互作用力减小，σ减小；RO-SiO2系统中，SiO2含量增加，η增大，σ减小；因为无SiO2时RO-O2系统η很低，表面张力大；加入SiO2，系统中出现聚合离子团，SiO2增加，聚合离子团尺寸增大，数目增大，η增大，σ减小。
4、解：玻璃的介稳性：熔体转变为玻璃过程中，是快速冷却，使玻璃在低温下保留了高温时的结构状态，玻璃态是能量的介稳态，有自发放热而转变为晶体的趋势；玻璃无固定熔点：熔体的结晶过程中，系统必有多个相出现，有固定熔点；熔体向玻璃体转变时，其过程是渐变的，无多个相出现，无固定的熔点，只有一个转化温度范围。
5.
6、解：在熔体结构中，不O/Si比值对应着一定的聚集负离子团结构，如当O/Si比值为2时，熔体中含有大小不等的歪扭的[SiO2]n聚集团（即石英玻璃熔体）；随着O/Si比值的增加，硅氧负离子集团不断变小，当O/Si比值增至4时，硅-氧负离子集团全部拆散成为分立状的[SiO4]4-，这就很难形成玻璃。
7、解：网络变体 Na2O CaO K2O BaO
中间体 Al2O3
网络形成体 SiO2 B2O3 P2O5
9、解：微晶学说：玻璃结构是一种不连续的原子集合体，即无数“晶子”分散在无定形介质中；“晶子”的化学性质和数量取决于玻璃的化学组成，可以是独立原子团或一定组成的化合物和固溶体等微晶多相体，与该玻璃物系的相平衡有关；“晶子”不同于一般微晶，而是带有晶格极度变形的微小有序区域，在“晶子”中心质点排列较有规律，愈远离中心则变形程度愈大；从“晶子”部分到无定形部分的过渡是逐步完成的，两者之间无明显界限。无规则网络学说：玻璃的结构与相应的晶体结构相似，同样形成连续的三维空间网络结构。但玻璃的网络与晶体的网络不同，玻璃的网络是不规则的、非周期性的，因此玻璃的内能比晶体的内能要大。由于玻璃的强度与晶体的强度属于同一个数量级，玻璃的内能与相应晶体的内能相差并不多，因此它们的结构单元（四面体或三角体）应是相同的，不同之处在与排列的周期性。微晶学说强调了玻璃结构的不均匀性、不连续性及有序性等方面特征，成功地解释了玻璃折射率在加热过程中的突变现象。网络学说强调了玻璃中离子与多面体相互间排列的均匀性、连续性及无序性等方面结构特征。
10、解：当数量不多的碱金属氧化物同B2O3一起熔融时，碱金属所提供的氧不像熔融SiO2玻璃中作为非桥氧出现在结构中，而是使硼氧三角体转变为由桥氧组成的硼氧四面体，致使B2O3玻璃从原来两度空间的层状结构部分转变为三度空间的架状结构，从而加强了网络结构，并使玻璃的各种物理性能变好。这与相同条件下的硅酸盐玻璃相比，其性能随碱金属或碱土金属加入量的变化规律相反，所以称之为硼反常现象
4
1 、解：表面张力：垂直作用在单位长度线段上的表面紧缩力或将物体表面增大一个单位所需作的功；σ=力/总长度N/m
表面能：恒温、恒压、恒组成情况下，可逆地增加物系表面积须对物质所做的非体积功称为表面能；J/m2 =N/m
液体：不能承受剪应力，外力所做的功表现为表面积的扩展，因为表面张力与表面能数量是相同的；
固体：能承受剪切应力，外力的作用表现为表面积的增加和部分的塑性形变，表面张力与表面能不等。
2 、解：同一种物质，其液体固体的表面结构不同，液体分子可自由移动，总是通过形成球形表面来降低其表面能；固体则不能，固体质点不能自由移动，只能通过表面质点的极化、变形、重排来降低系统的表面能，固体表面处于高能量状态（由于表面力的存在）。
3 、解：吸附：固体表面力场与被吸附分子发生的力场相互作用的结果，发生在固体表面上，分物理吸附和化学吸附；
粘附：指两个发生接触的表面之间的吸引，发生在固液界面上；铜丝放在空气中，其表面层被吸附膜（氧化膜）所覆盖，焊锡焊接铜丝时，只是将吸附膜粘在一起，锡与吸附膜粘附的粘附功小，锉刀除去表面层露出真正铜丝表面（去掉氧化膜），锡与铜相似材料粘附很牢固。
4 、解：1J=107尔格（erg），1卡=4.1868J，
设方镁石为正方体边长为a ，V=a3 ， S表 = 6a2 ，比表面积S表/V= 6a2/ a3 =6/a ，1cm方镁石颗粒粉碎为1μm颗粒时，比表面积增加为:104倍，
增加的表面能为：=0.06卡/g 。
5 、解：结构相同而取向不同的晶体相互接触，其接触界面称晶界。若相邻晶粒的原子彼此无作用，那么，每单位面积晶界能将等于两晶粒表面能之和，晶界结构和表面结构不同导致的。但实际上，两个相邻晶粒的表面层上的原子间存在相互作用，且很强（两者都力图使晶界上质点排列符合于自己的取向，所以晶界上原子形成某种过渡的排列方式，与晶格内却不同，晶界上原子排列疏松，处于应力畸变状态，晶界上原子比晶界内部相同原子有较高的能量），这种作用部分抵消了表面质点的剩余的键力。
7 、解：设水膜厚度为h，水密度1g/cm3，1个粒度1μ的颗粒水膜重量为6×(10-4)2×h×1，1g石英可粉碎为N个1μ的粉末，石英密度2.65g/cm3 , N·(10-4)3×2.65=1
N=3.77×1011, N个μ微粒水的量为1.02-1=0.02g
h= =8.83×10-7m =8.83nm 。
8 、解：γ sg = γ lg cos θ + γ ls
cosθ= = =-0.8097
θ =144 ° 7' >90 °，不能润湿。
9 、解：γlg =500erg/cm 2 ，求氧化物表面张力γsg ，
γsg =γlgcos45 °+ γls，2xγlscos45 °=γss
γss=1000dyn/cm=10-2 N/cm=1N/m=1J/m2 =103erg/cm2
γsg=500·cos45 °+
=1060.5erg/cm2。
10 、解：(1)γgs=γglcos70.52 °+γ
ls
γgs=900cos70.52 °+600=900erg/cm2
(2)γss=2cos
× 900=848.5erg/cm2
5
1 、解：有问题，根据相律，F=C-P+2=1-P+2=3-P ，系统平衡时，F=0 ，则P=3 ，硫系统只
能是三相平衡系统。
2 、解：(1) KEC 为晶型Ⅰ的相区， EFBC 过冷液体的介稳区， AGFB 晶型Ⅱ的介稳区， JGA
晶型Ⅲ的介稳区；
(2)晶型Ⅰ为稳定相，晶型Ⅱ、Ⅲ为介稳相；因为晶型Ⅱ、Ⅲ的蒸汽压高于晶型Ⅰ的，
即它们的自由能较高，有自发转变为自由能较低的晶型Ⅰ的趋势；
多晶转变点的温度高于两种晶型的熔点；
Ⅱ、Ⅲ转变可逆的，双向的，多晶转变
点温度低于Ⅱ、Ⅲ的熔点。
3 、解：可逆多晶转变： β-石英←→α-石英 α-石英←→α-鳞石英
不可逆多晶转变： β-方石英←→β-石英 γ-鳞石英←→β-石英
4 、解：(1) 硅砖(含 SiO2 >98%) 主要晶相： SiO2 、 2Al203 · 2SiO 3 固溶体（莫来
石）
粘土砖(含 Al203 35 ～ 50%) 主要晶相： SiO2 、A3S2
高铝砖(含 Al203 60 ～ 90%) 主要晶相： 60 ～ 72%A3S2
72 ～ 90% Al203 、A3S2
(2)为了保持硅砖的耐火度，要严格防止原料中混如 Al203 。 SiO2 熔点为1723 ℃ ， SiO2 液相很陡，加入少量的 Al203 后，硅砖中会产生大量的液相， SiO2 的熔点剧烈下降。如加入 1wt% Al203 ，在低共熔点(1595 ℃)时产生的液相量为
1/5.5=18.2% ，会使硅砖的耐火度大大下降；
5 、解： SiO2 中加入少量的 CaO ，在低共熔点143
6 ℃ 时，液相量为 2/37=5.4% ，液
相量增加不多，不会降低硅砖的耐火度，故可加少量 CaO 作矿化剂。
6 、解：Al203 · 2SiO2 · H2O Al203 · 2SiO2 + H2O
Al203 · 2SiO2 相图中 SiO2 %=33%mol
(1)加热到1595 ℃ 时，生成A3S2
(2) 1595 ℃ 长时间保温，系统中为液相和A3S2 ， L%= =21.8%
(4)完全熔融即固相完全消失，应为 33% 直线与液相线交点处温度。
7 、解：(1)高→ 低B→C→A
(2) B 最陡， C 次之， A 最次；
(3)在 M 点所在的温度下开始析晶，
液相组成点M→M→1→E （结晶结束）
固相组成点A→ A→ D→ M (4)第一次析晶仅析出晶相 A ，到 M 1 时第一次析晶结束，晶相 A 的百分数为 65% ，
结晶结束时，析晶相 A 、 B 、 C ，液相消失，固相组成点在 M 点。
8 、解：
9 、解： M 点所在温度约1050 ℃ ，1050 ℃ 开始析晶。
10 、
(1)见图，付三角形 3 分，界线性质 1 分，界线上温度降低的方向；解：
(2) D ，一致熔融二元化合物，高温稳定、低温分解；M ，不一致熔融三元化合物；
(3) E1 ，单转熔点，L+A←→C+M E2 ，低共熔点，L←→C+B+M
E3 ，单转熔点，L+A←→B+M E4 ，过渡点，
(4)L
(5) E2 温度，H 点所在温度；过H点做副三角形BCM的两条边CM 、BM的平行线HH1 、
HH2，C%=BH2/BC ×100% ，B%=CH1/BC×100% ，C%=H1H2/BC×100% 。
12 、解：(1) S 组成点在三角形内且位于初晶区外，不一致熔融三元化合物；
(2)结晶过程 2 点位于 A 初晶区，在 AS 连线上，结晶产物为 A 、 S
3 点位于 A 初晶区，在△ BCS 内，结晶产物为 B 、 C 、 S
(3) 5 点冷却过程
6 点冷却过程
12 、解：(1) S1 不一致熔融二元化合物，高温稳定，低温分解
S2 一致熔融二元化合物
S3 不一致熔融二元化合物，低温稳定，高温分解
(2) 见图
(3) E1 ，过渡点，
E2 ，单转熔点，
E3 ，过渡点，
E4 ，低共熔点，
E5 ，低共熔点，
(4)
(5)在 E5 点出现液相，在 N 点所在温度完全熔融。
16 、解：(1) k 点开始出现液相，温度为1455 ℃ ,连接 3k 交 CaO-C3S 线于 6 点 ,
线段长度可直接量取；
(2)急冷好， k 点将进行转熔过程 L +C3SC2S +C3A
这样C3S量会减少，急冷使转熔过程来不及进行，从而提高C3S含量；
(3)AS2与CaCO3配料，不能得到 3 点矿物组成
3 点组成 66CaO 1.179mol 26SiO2 0.433mol 8Al203 0.078mol
化成 mol% 69.76% 25.62% 4.62%
SiO2 mol%/Al203 mol%=5.55
题目中组成点Al203 · 2SiO2 · 2H2O 与CaCO3配料， SiO2 mol%/Al203 mol%=2 ：1
二者比较， SiO2 量不够，所以需加入 SiO2 。
设配料 100g ，含 66g CaO ， 26g SiO2 ， 8g Al203
66g CaO 化成CaCO3量66/56 × 100=117.86g
8g Al203 化成Al203 · 2SiO2 · 2H2O 量8/102 × 258=20.24g
AS2 · 2H2O 提供SiO2 8/102 × 2 × 60=9.41g
还需 SiO2 量 20.24-9.41=10.83g
CaCO3 wt%=79.14% ，AS2· 2H2O wt%=13.59% ， SiO2 wt%=7.27%
17 、解：(1)该点位于△NC3S6 -NCS 5 -SiO2 中， Q 点附近β -CS 初晶区
对应无变量点 H 点 1:3:6+ α-石英 +L 1:1:5
配料在827 ℃熔化，完全熔化为1050 ℃左右
(2)加热到1050 ℃ L→ β-CS
1000 ℃ L→1:3:6+ α-鳞石英
900 ℃ L→1:3:6+ α-石英
800 ℃ 加热到800 ℃时未熔化，冷却到800 ℃时三个晶相 1:3:6 1:1:5
(3)NC3S6 加热是不一致熔融，加热分解
1:3:6 析晶，先析出α-CS ，α -CS →β-CS ， RQ 线上 L+ β-CS→1:3:6
1:3:6 加热到 RQ 界线与 CS-1:3:6 交点温度开始熔化(1050 ℃左右）分解出β-CS 18 、解：组成点确定下来，图中 M 点，△ MS-M 2 Al2S35 -SiO2 对应无变量点 1 点(1355 ℃）
加热该组成点，于 1 点开始出现液相，液相组成点在 MS 与 SiO2 界线上移动，固相组成
点在 MS-SiO2 连线上变化，以 M 点为支点连成杠杆，当 L%=35% 时，对应温度1390 ℃，
L%=45% 时，对应温度1430 ℃，烧成温度范围为 1390 ～1430 ℃。
19 、解： 50%AS2 30%KAS6 20%SiO2 组成点在△ QWD 中 3 点， 3 点位于初晶区，对
应 E 点结晶结束985 ℃ L SiO2 +A3S2 + KAS 6 ，加热组成为 3 物质，于 E 点开始出现
液相
简答题 1、金属材料的机械性能主要包括哪几个方面？ ○1）强度、塑性、 2）弹性、韧性和硬度等。 2、钢铁材料的性能，可以通过什么途径加以改变？ ○热处理、形变强化等手段。 3、常见的金属晶体结构有哪几种？它们的原子排列有何特点？ ○1）体心立方、面心立方和密排六方晶格； 2）原子排列都趋于紧密堆垛。 4、常见的金属晶体结构有哪几种？它们的晶格常数有何特点？ ○1）体心立方、面心立方和密排六方晶格； 2）体心立方、面心立方的晶格常数是a=b=c，而密排六方晶格的晶格常数是c/a>1。 5、在体心立方晶格中，哪个晶面和晶向的原子密度最大？ ○（110）；[111] 6、在面心立方晶格中，哪个晶面和晶向的原子密度最大？ ○（111）；[110] 7、为何单晶体具有各向异性？ ○1）单晶体中各原子面和各原子列上的原子排列的紧密程度不同； 2）因此在各个不同的方向上性能不同。 8、多晶体在一般的情况下为何不显示出各向异性？ ○1）多晶体受到不同方位晶体相互的影响； 2）只能反映出其统计平均性能,所以不象单晶体那样呈各向异性。 9、过冷度与冷却速度有何关系？它对金属的结晶过程有何影响？ ○1）冷却速度越大，过冷度越大； 2）在一般情况下过冷度越大，结晶的推动力越大，有利于结晶过程的进行。 10、过冷度对铸件晶粒大小有何影响？
○1）在一般的工业冷却条件下，过冷度越大，形核率越大； 2）铸件晶粒越小。 11、在铸造生产中，采用哪些措施控制晶粒的大小？ ○冷却速度、变质处理、振动等等。 12、如果其它条件相同，试比较在下列铸造条件下，铸件晶粒的大小： 1）金属模浇注与砂模浇注； 2）铸成薄件与铸成厚件； ○金属模浇注；铸成薄件。 13、影响固溶体的结构形式和溶解度的因素有哪些？ ○主要有四个方面： 1）尺寸因素；2）结构因素； 3）负电性因素；4）电子浓度因素。 14、置换原子与间隙原子的固溶强化效果哪个大些？为什么？ ○1）间隙原子； 2）因为间隙原子引起的晶格畸变度大于置换原子，强化效果优于后者。 15、金属间化合物在结构和性能方面与固溶体有何不同？ ○1）金属间化合物具有独特的晶格形式，而固溶体保持溶剂的晶格形式； 2）固溶体有良好的综合机械性能，金属间化合物高硬度、高脆性、高熔点。 16、何谓固溶强化？ ○1）溶质原子的作用； 2）造成溶剂晶格发生不同程度地畸变，引起固溶体强度、硬度升高的现象。 17、何谓共晶反应？ ○一定成分的液相在一定的温度条件下同时结晶出来两种成分、结构均不相同的固相的反应。 18、何谓共析反应？ ○一定成分的固相在一定的温度条件下同时析出来两种成分、结构均不同的固相的反应。19、试比较共晶反应和共析反应的异同点。 ○1）不同点：一个是从液相中结晶出来，而另一个是从固相中析出来； 2）相同点：都同时生成两种成分、结构均不同的固相。 20、形状、尺寸相同的两个Cu-Ni合金铸件，一个含90%Ni，另一个含50%Ni,铸后自然冷却，
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、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（ ）。 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·SiO2)、c镁橄榄石三种矿物的高温熔体表面张力大小顺序（ ）。 二、CaTiO3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TiCaO3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TiO2的陶瓷时，会得到灰黑色的TiO2-x：（15分） 1．写出产生TiO2-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） 材料最佳性能用途 Y2O3透明，光线传递光学激光杆 Si3N4高温强度，抗蠕变燃气轮机部件 含Co铁氧体较顽力高能量永久磁铁 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）
2016年武汉理工材料科学基础真题（回忆版） 第一题：晶体结构 1．简述石墨，滑石，高岭石的结构特点及性质。 2．在面心立方晶胞中画出（0，-1，2）（上划线不好打出来，只能不规范的写了）的晶面，计算面心立方（110）晶面密度 3．画出钙钛矿的晶胞结构图，解释自发极化和温度的关系 4．NiCo2O4是反尖晶石结构，说明什么阳离子填充什么位置，计算氧离子电价是否饱和。第二题：缺陷 1．写出MgO生成肖特基缺陷的缺陷反应方程式。计算273K和2273K下的肖特基缺陷浓度，题目给出了每mol的缺陷形成能，好像是230KJ/mol.记不清了 2．1%LiO2(质量分数)掺入到MgO中，问杂质缺陷浓度是多少？ 3．比较在273K和2273K时，纯净的MgO和掺杂的MgO哪个的电导率高,并解释原因。 第三题：玻璃这章 1.请问用什么方法鉴别透明陶瓷和玻璃？简述陶瓷和玻璃的结构特点。 第四题：表面这章 推倒浸湿的G与表面张力的关系式，利用杨式方程推倒浸湿的接触角条件。这就是书上原封不动的推倒。 第五题：扩散这章 今年考得不是很常见 给出4个NaCl型的晶体：NaCl、MgO、CaO、Fe3+在FeO中的扩散激活能的数值表。问你这几个数值的大小的内在原因，为什么哪个大，哪个小？（大概就是这么问的吧） 2.升高50℃，问那个的扩散系数增长最大。 第六题：相变 推倒相变的温度条件，具体说明凝固和熔融的温度条件。 第七题：固态反应 1.题目背景：两种物质的固态反应，加入少量的NaCl促进了反应的进行。给的是一个表格，反应物粒度与反应速度，相同时间反应进度的表 问反应物粒度和反应速度的关系，解释为什么？ 2．给出加入矿化剂后，加速固态反应的四个可能的原因。 第八题 烧结的推动力是什么？烧结传质的四种机理？（当然题目肯定不会提示说四种机理的） 第九题 相图。今年格外简单，但加了一点点二元相图的知识，就是问三元相图三角形边上的e1,e2,e3点是什么点，写出这些点的平衡关系。
一、填空题 1．铁碳合金在平衡状态下的三个固态单相是（ ）、（ ）和 （ ）；两个机械混合物是（ ）和（ ）。 2．实际晶体中的缺陷按几何特征可分为（ ）、（ ）、（ ），位错是属于其中的（ ）。 3．钢的淬硬性主要取决于（ ），钢的淬透性主要取决于（ ）。 4．钢的过冷奥氏体等温转变有（ ）体转变、（ ）体转变和（ ）体转变三个类型。5．把钢经过淬火，再经高温回火的热处理称为（ ）处理。6．材料力学性能指标 k a ，2.0σ，b σ, s σ，δ中，属于强度指标的是（ ），属于塑性指标的是（ ），属于韧性指标的是（ ）。 7．常见的金属晶格类型有（ ）、（ ）和（ ）等三种。8．固态合金的基本相可分为 和 。9．钢的热处理工艺由（ ）、（ ）和（ ）三个阶段组成，一般说来，它不改变被处理工件的（ ），而改变其（ ）。10．金属结晶的过程是一个（ ）和（ ）的过程。 二、判断题（10分） 1、单晶体金属具有各向异性，而多晶体金属一般不显示各向异性。（ ） 2、同素异晶转变和纯金属的结晶一样，也具有形核和长大的特征。（ ） 3、物质从液态转变成固态的过程叫结晶。（ ） 4、结晶时形核速率愈小，生长速率愈大，则结晶后合金的力学性能愈好。（ ） 5、共析反应是在恒温下从液相中同时结晶出两种新固相的反应。（ ） 6、与灰口铸铁相比，可锻铸铁具有较高的强度和韧性，故可以用来生产锻件。（ ） 7、本质细晶粒钢加热后的实际晶粒度一定比本质粗晶粒钢的细。（ ） 8、铁碳相图中的PSK 线称为共晶线，用A 1表示。（ ） 9、奥氏体不锈钢不能通过热处理强化。（ ） 10、按金相组织分类，退火状态钢分为亚共析钢，共析钢和过共析钢三种类型。（ ）三、简答题（30分） 1、在立方晶系中，一晶面在x 轴的截距为1，在y 轴的截距为1/2，且平行于z 轴；一晶向上某点坐标为x=1/2，y=0，z=1，求出其晶面指数和晶向指数，并绘图示之。 2、有一块含碳量为1.2%的碳钢，若将它加热至Accm 以上温度保温，出炉后用风扇吹风对它冷却至室温，金相显微镜下观察到的组织如图所示。试问： 1）组织的名称？ 2）这种组织的形成机理？ 3、甲、乙两厂生产同一种零件，均选用45钢，硬度要求220~250HBS 。甲厂采用正火，乙厂采用调质处理，均能达到硬度要求，但是塑性和韧性有差异。试分析：1）甲、乙两厂产品的组织状态；
一、名词： 相图：表示合金系中的合金状态与温度、成分之间关系的图解。 匀晶转变：从液相结晶出单相固溶体的结晶过程。 平衡结晶：合金在极缓慢冷却条件下进行结晶的过程。 成分起伏：液相中成分、大小和位置不断变化着的微小体积。 异分结晶：结晶出的晶体与母相化学成分不同的结晶。 枝晶偏析：固溶体树枝状晶体枝干和枝间化学成分不同的现象。 共晶转变：在一定温度下，由—定成分的液相同时结晶出两个成分一定的固相的转变过程。 脱溶：由固溶体中析出另一个固相的过程，也称之为二次结晶。 包晶转变：在一定温度下，由一定成分的固相与一定成分的液相作用，形成另一个一定成分的固相的转变过程。 成分过冷：成分过冷：由液相成分变化而引起的过冷度。 二、简答： 1. 固溶体合金结晶特点？ 答：异分结晶；需要一定的温度范围。 2. 晶内偏析程度与哪些因素有关？ 答：溶质平衡分配系数k0；溶质原子扩散能力；冷却速度。 3. 影响成分过冷的因素？ 答：合金成分；液相内温度梯度；凝固速度。
三、书后习题 1、何谓相图？有何用途？ 答：相图：表示合金系中的合金状态与温度、成分之间关系的图解。 相图的作用：由相图可以知道各种成分的合金在不同温度下存在哪些相、各个相的成分及其相对含量。 2、什么是异分结晶？什么是分配系数？ 答：异分结晶：结晶出的晶体与母相化学成分不同的结晶。 分配系数：在一定温度下，固液两平衡相中溶质浓度之比值。 3、何谓晶内偏析？是如何形成的？影响因素有哪些？对金属性能有何影响，如何消除？ 答：晶内偏析：一个晶粒内部化学成分不均匀的现象 形成过程：固溶体合金平衡结晶使前后从液相中结晶出的固相成分不同，实际生产中，液态合金冷却速度较大，在一定温度下扩散过程尚未进行完全时温度就继续下降，使每个晶粒内部的化学成分布均匀，先结晶的含高熔点组元较多，后结晶的含低熔点组元较多，在晶粒内部存在着浓度差。 影响因素：1）分配系数k0：当k0<1时，k0值越小，则偏析越大；当k0>1时，k0越大，偏析也越大。2）溶质原子扩散能力，溶质原子扩散能力大，则偏析程度较小；反之，则偏析程度较大。3）冷却速度，冷却速度越大，晶内偏析程度越严重。 对金属性能的影响：使合金的机械性能下降，特别是使塑性和韧性显著降低，
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
武汉理工大学 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） 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：（25分） 1.在图上划分副三角形、用剪头表示界线上温度下降方向方向及界线的性质；（8分） 2.判断化合物S1S2的性质；（2分）
3.写出各三元无变量点的性质及其对应的平衡关系式；（5分） 4.写出熔体1、2在完全平衡冷却下的冷却结晶过程；（10分） 第4题图 五、假设自组成为18Na2O10CaO72SiO2(wt%)和8Na2O4CaO88SiO2(wt%)两种熔体中，均态成核析出石英相。（15分） 1.设形成晶核为球形，两者相变时除去界面能外单位体积自由焓ΔGv的变化相同，请推导熔体结晶时的核化势垒和临界晶核半径；（5分） 2.考虑到两熔体组成及表面张力的差异，试比较两者的临界晶核半径的大小并解释其原因；（5分） 3.假设新相的晶核形成后，新相长大的速率均取决于溶质原子在熔体中的扩散，在外界条件均相同的情况下，试比较两种熔体石英相的长大速率，并解释其原因；（5分） 六、晶体结构缺陷（15分） 1.CaO形成肖特基缺陷，写出其缺陷反应方程式，并计算单位晶胞CaO的肖特基缺陷数（已知CaO的密度是3.0克/厘米3，其晶格参数是0.481nm）；（4分） 2.CsCl溶入MgCl2中形成空位固溶体，并写出固溶体的化学式；（3分） 3.Al2O3掺入到MgO中，写出二个合理的方程，并判断可能成立的方程是哪一个？写出其固溶体的化学式；（5分） 4.根据2和3总结杂质缺陷形成规律。（3分）
武汉理工大学 单位代码：10497地址：武汉市洪山区珞狮路122号邮政编码：430070 武汉理工大学 单位代码：10497地址：武汉市洪山区珞狮路122号邮政编码：430070
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含：高性能舰船技术教育部重点实验室全日制硕士研究生学术学位招生专业： 力学（080100） 01 （全日制）流体力学 02 （全日制）工程力学 结构工程（081402） 01 （全日制）不区分研究方向桥梁与隧道工程（081406） 01 （全日制）不区分研究方向道路与铁道工程（082301） 01 （全日制）不区分研究方向交通运输规划与管理（082303） 01 （全日制）交通规划与管理 02 （全日制）交通工程 物流管理（0823Z2） 01 （全日制）不区分研究方向全日制拟招 生人数： 238 （招收“推 荐免试生” 人数不超过 50%） ① 101思想政治理论 ②201英语一、202俄语、203日 语（选一） ③301数学一 ④825流体力学、866工程力学、 867船舶流体力学（选一） ① 101思想政治理论 ②201英语一、202俄语、203日 语（选一） ③301数学一 ④866工程力学 ① 101思想政治理论 ②201英语一、202俄语、203日 语（选一） ③301数学一 ④866工程力学 ① 101思想政治理论 ②201英语一、202俄语、203日 语（选一） ③301数学一 ④866工程力学 ① 101思想政治理论 ②201英语一、202俄语、203日 语（选一） ③301数学一 ④914交通规划与管理综合、915 交通工程综合（选一） ① 101思想政治理论 ②201英语一、202俄语、203日 语（选一） ③301数学一 ④897物流管理专业综合一
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)
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)
材料科学基础考研经 典题目
16.简述金属固态扩散的条件。 答：⑴扩散要有驱动力——热力学条件，化学势梯度、温度、应力、电场等。 ⑵扩散原子与基体有固溶性——前提条件；⑶足够高温度——动力学条件；⑷足够长的时间——宏观迁移的动力学条件 17. 何为成分过冷？它对固溶体合金凝固时的生长形貌有何影响？ 答：成分过冷：在合金的凝固过程中，虽然实际温度分布一定，但由于液相中溶质分布发生了变化，改变了液相的凝固点，此时过冷由成分变化与实际温度分布这两个因素共同决定，这种过冷称为成分过冷。成分过冷区的形成在液固界面前沿产生了类似负温度梯度的区域，使液固界面变得不稳定。当成分过冷区较窄时，液固界面的不稳定程度较小，界面上偶然突出部分只能稍微超前生长，使固溶体的生长形态为不规则胞状、伸长胞状或规则胞状；当成分过冷区较宽时，液固界面的不稳定程度较大，界面上偶然突出部分较快超前生长，使固溶体的生长形态为胞状树枝或树枝状。所以成分过冷是造成固溶体合金在非平衡凝固时按胞状或树枝状生长的主要原因。 18.为什么间隙固溶体只能是有限固溶体，而置换固溶体可能是无限固溶体？ 答：这是因为当溶质原子溶入溶剂后，会使溶剂产生点阵畸变，引起点阵畸变能增加，体系能量升高。间隙固溶体中，溶质原子位于点阵的间隙中，产生的点阵畸变大，体系能量升高得多；随着溶质溶入量的增加，体系能量升高到一定程度后，溶剂点阵就会变得不稳定，于是溶质原子便不能再继续溶解，所以间隙固溶体只能是有限固溶体。而置换固溶体中，溶质原子位于溶剂点阵的阵点上，产生的点阵畸变较小；溶质和溶剂原子尺寸差别越小，点阵畸变越小，固溶度就越大；如果溶质与溶剂原子尺寸接近，同时晶体结构相同，电子浓度和电负性都有利的情况下，就有可能形成无限固溶体。 19.在液固相界面前沿液体处于正温度梯度条件下，纯金属凝固时界面形貌如何？同样 条件下，单相固溶体合金凝固的形貌又如何？分析原因
第二章答案 2-1略。 2-2（1）一晶面在x、y、z轴上的截距分别为2a、3b、6c，求该晶面的晶面指数；（2）一晶面在x、y、z轴上的截距分别为a/3、b/2、c，求出该晶面的晶面指数。 答：（1）h:k:l==3:2:1,∴该晶面的晶面指数为（321）； （2）h:k:l=3:2:1，∴该晶面的晶面指数为（321）。 2-3在立方晶系晶胞中画出下列晶面指数和晶向指数：（001）与[]，（111）与[]，（）与[111]，（）与[236]，（257）与[]，（123）与[]，（102），（），（），[110]，[]，[] 答：
2-4定性描述晶体结构的参量有哪些？定量描述晶体结构的参量又有哪些？ 答：定性：对称轴、对称中心、晶系、点阵。定量：晶胞参数。 2-5依据结合力的本质不同，晶体中的键合作用分为哪几类？其特点是什么？ 答：晶体中的键合作用可分为离子键、共价键、金属键、范德华键和氢键。 离子键的特点是没有方向性和饱和性，结合力很大。共价键的特点是具有方向性和饱和性，结合力也很大。金属键是没有方向性和饱和性的的共价键，结合力是离子间的静电库仑力。范德华键是通过分子力而产生的键合，分子力很弱。氢键是两个电负性较大的原子相结合形成的键，具有饱和性。 2-6等径球最紧密堆积的空隙有哪两种？一个球的周围有多少个四面体空隙、多少个八面体空隙？ 答：等径球最紧密堆积有六方和面心立方紧密堆积两种，一个球的周围有8个四面体空隙、6个八面体空隙。 2-7n个等径球作最紧密堆积时可形成多少个四面体空隙、多少个八面体空隙？不等径球是如何进行堆积的？ 答：n个等径球作最紧密堆积时可形成n个八面体空隙、2n个四面体空隙。 不等径球体进行紧密堆积时，可以看成由大球按等径球体紧密堆积后，小球按其大小分别填充到其空隙中，稍大的小球填充八面体空隙，稍小的小球填充四面体空隙，形成不等径球体紧密堆积。 2-8写出面心立方格子的单位平行六面体上所有结点的坐标。 答：面心立方格子的单位平行六面体上所有结点为：（000）、（001）（100）（101）（110）（010）（011）（111）（0）（0）（0）（1）（1）（1）。
16.简述金属固态扩散的条件。 答：⑴扩散要有驱动力——热力学条件，化学势梯度、温度、应力、电场等。 ⑵扩散原子与基体有固溶性——前提条件；⑶足够高温度——动力学条件；⑷足够长的时间——宏观迁移的动力学条件 17. 何为成分过冷？它对固溶体合金凝固时的生长形貌有何影响？ 答：成分过冷：在合金的凝固过程中，虽然实际温度分布一定，但由于液相中溶质分布发生了变化，改变了液相的凝固点，此时过冷由成分变化与实际温度分布这两个因素共同决定，这种过冷称为成分过冷。成分过冷区的形成在液固界面前沿产生了类似负温度梯度的区域，使液固界面变得不稳定。当成分过冷区较窄时，液固界面的不稳定程度较小，界面上偶然突出部分只能稍微超前生长，使固溶体的生长形态为不规则胞状、伸长胞状或规则胞状；当成分过冷区较宽时，液固界面的不稳定程度较大，界面上偶然突出部分较快超前生长，使固溶体的生长形态为胞状树枝或树枝状。所以成分过冷是造成固溶体合金在非平衡凝固时按胞状或树枝状生长的主要原因。 18. 为什么间隙固溶体只能是有限固溶体，而置换固溶体可能是无限固溶体？ 答：这是因为当溶质原子溶入溶剂后，会使溶剂产生点阵畸变，引起点阵畸变能增加，体系能量升高。间隙固溶体中，溶质原子位于点阵的间隙中，产生的点阵畸变大，体系能量升高得多；随着溶质溶入量的增加，体系能量升高到一定程度后，溶剂点阵就会变得不稳定，于是溶质原子便不能再继续溶解，所以间隙固溶体只能是有限固溶体。而置换固溶体中，溶质原子位于溶剂点阵的阵点上，产生的点阵畸变较小；溶质和溶剂原子尺寸差别越小，点阵畸变越小，固溶度就越大；如果溶质与溶剂原子尺寸接近，同时晶体结构相同，电子浓度和电负性都有利的情况下，就有可能形成无限固溶体。 19. 在液固相界面前沿液体处于正温度梯度条件下，纯金属凝固时界面形貌如何？同样条件下，单相 固溶体合金凝固的形貌又如何？分析原因 答：正的温度梯度指的是随着离开液—固界面的距离Z 的增大，液相温度T 随之升高的情况，即0>dZ dT 。在这种条件下，纯金属晶体的生长以接近平面状向前推移，这是由于温度梯度是正的，当界面上偶尔有凸起部分而伸入温度较高的液体中时，它的生长速度就会减慢甚至停止，周围部分的过冷度较凸起部分大，从而赶上来，使凸起部分消失，这种过程使液—固界面保持稳定的平面形状。固溶体合金凝固时会产生成分过冷，在液体处于正的温度梯度下，相界面前沿的成分过冷区呈现月牙形，其大小与很多因素有关。此时，成分过冷区的特性与纯金属在负的温度梯度下的热过冷非常相似。可以按液固相界面前沿过冷区的大小分三种情况讨论：⑴当无成分过冷区或成分过冷区较小时，界面不可能出现较大的凸起，此时平界面是稳定的，合金以平面状生长，形成平面晶。⑵当成分过冷区稍大时，这时界面上凸起的尖部将获得一定的过冷度，从而促进了凸起进一步向液体深处生长，考虑到界面的力学平衡关系，平界面变得不稳定，合金以胞状生长，形成胞状晶或胞状组织。⑶当成分过冷区较大时，平界面变得更加不稳定，界面上的凸起将以较快速度向液体深处生长，形成一次轴，同时在一次轴的侧向形成二次轴，以此类推，因此合金以树枝状生长，最终形成树枝晶。 20. 纯金属晶体中主要的点缺陷类型是什么？试述它们可能产生的途径？ 答：纯金属晶体中，点缺陷的主要类型是空位、间隙原子、空位对及空位与间隙原子对等。产生的途径：⑴依靠热振动使原子脱离正常点阵位置而产生。空位、间隙原子或空位与间隙原子对都可由热激活而形成。这种缺陷受热的控制，它的浓度依赖于温度，随温度升高，其平衡态的浓度亦增高。⑵冷加工时由于位错间有交互作用。在适当条件下，位错交互作用的结果能产生点缺陷，如带割阶的位错运动会放出空位。⑶辐照。高能粒子（中子、α粒子、高速电子）轰击金属晶体时，点阵中的原子由于粒子轰击而离开原来位置，产生空位或间隙原子。 21. 简述一次再结晶与二次再结晶的驱动力，并如何区分冷热加工？动态再结晶与静态再结晶后的组 织结构的主要区别是什么？ 答：一次再结晶的驱动力是基体的弹性畸变能，而二次再结晶的驱动力是来自界面能的降低。再结晶温
武汉理工大学考试试题 课程：知识产权B卷 班级姓名 一、简述题（每小题8分，共计24分） 1、简述著作权的内容。 2、简述知识产权的范围。 3、简述商业秘密的构成要件。 二、论述题（16分） 4、论述获得专利权的实质条件。 三、案例分析题（5小题，20分；6小题，30分，共计60分） 5、原告广州冲击波音像实业有限公司，住所地广东省广州市天河区体育东路羊城国际贸易中心西塔1101室。 被告河北纪元光电有限公司，住所地河北省石家庄市高新区海河道29号。 被告山东文化音像出版社，住所地山东省济南市历城区山大北路27号。 被告湖南王一实业集团精彩生活超市有限公司，住所地湖南省长沙市晚报大道218号。 原告冲击波公司诉称，原告系《神秘园》（《Secret Garden》）系列曲目的著作权人环球唱片有限公司授权在中国大陆的唯一合法版权享有者，享有《神秘园》（《Secret Garden》）系列曲目在中国大陆的独家复制、出版、发行权，该权利已经国家版权局审核登记，并获得文化部批准。2006年10月16日，原告在被告精彩生活超市发现并购买一套音像制品，外包装盒面标有“神秘园”、“山东文化音像出版社”、“ISRC CN-E26-05-377-00/A.J6”字样，该音像制品的SID码为ifpiG420。经查，该侵权光碟由被告纪元光电公司接受被告山东文化音像出版社委托复制。原告认为上述三被告的行为侵犯了原告的合法权益，给原告造成了巨大的经济损失，特诉至人民法院，请求依法判令：1、三被告立即停止侵权行为；2、被告纪元光电公司、山东文化音像出版社连带赔偿原告经
济损失50万元；3、被告纪元光电公司、山东文化音像出版社连带赔偿原告为制止侵权行为发生的合理费用5000元；4、被告纪元光电公司、山东文化音像出版社承担本案的诉讼费用。 被告纪元光电公司辩称：1、原告对《神秘园》作品没有合法授权，无权主张任何权利，原告提交的证据，无法证明其有《神秘园》的著作权，反而证明《神秘园》作品的合法权利人是辽宁文化艺术音像出版社，而不是原告；2、我公司不侵权，亦没有任何过错，不应承担任何责任。我公司是根据山东文化音像出版社的委托制作《神秘园》光碟，不负责该光碟的出版、销售，即使侵权，也应该由委托方山东文化音像出版社承担责任。故请求人民法院依法驳回原告的诉讼请求。 被告精彩生活超市辩称，我公司出售的是经合法授权的《神秘园》光碟，不侵权。我公司的供货商是长沙振雄音像公司，该公司得到了原告冲击波公司的授权。 被告精彩生活超市以三份证据证明其购进和经营《神秘园》音像制品的渠道是合法的。 2005年6月，被告山东文化音像出版社作为委托方，被告纪元光电公司作为受托方，共同签订了《录音录像制品复制委托书》（No.0522918），其主要内容为：山东文化音像出版社委托纪元光电公司复制《神秘园》CD两万张。 2006年10月16日，原告工作人员在被告精彩生活超市购得被控侵权CD《神秘园》，一套三张，共计54首乐曲，其中包含了原告请求保护的51首曲目，并取得销售发票（发票号：143010520431）。该CD外包装盒上标有“神秘园Secret Garden、山东文化音像出版社、ISRC CN-E26-05-377-00/A.J6”字样，其中A、B、C三张光盘均刻有激光数码储存片来源识别码（SID码）“ifpiG420”。经查，该SID码属于河北纪元光电有限公司。此外，原告工作人员还在北京、衡阳等地发现并购买了被控侵权CD《神秘园》。 另查明，原告冲击波公司为调查、制止涉案三被告的侵权行为所发生的合理费用为2504元。 问题：
Test of Fundamentals of Materials Science 材料科学基础试题库 郑举功编
东华理工大学材料科学与工程系 一、填空题 0001.烧结过程的主要传质机制有_____、_____、_____ 、_____，当烧结分别进行四种传质时，颈部增长x/r与时间t的关系分别是_____、_____、_____ 、_____。 0002.晶体的对称要素中点对称要素种类有_____、_____、_____ 、_____ ，含有平移操作的对称要素种类有_____ 、_____ 。 0003.晶族、晶系、对称型、结晶学单形、几何单形、布拉菲格子、空间群的数目分别是_____、_____ 、_____ 、_____ 、_____ 、_____ 。 0004.晶体有两种理想形态，分别是_____和_____。 0005.晶体是指内部质点排列的固体。 0006.以NaCl晶胞中（001）面心的一个球（Cl-离子）为例，属于这个球的八面体空隙数为，所以属于这个球的四面体空隙数为。 0007.与非晶体比较晶体具有自限性、、、、和稳定性。 0008.一个立方晶系晶胞中，一晶面在晶轴X、Y、Z上的截距分别为2a、1/2a 、2/3a，其晶面的晶面指数是。 0009.固体表面粗糙度直接影响液固湿润性，当真实接触角θ时，粗糙度越大，表面接触角，就越容易湿润；当θ，则粗糙度，越不利于湿润。 0010.硼酸盐玻璃中，随着Na2O（R2O）含量的增加，桥氧数，热膨胀系数逐渐下降。当Na2O含量达到15%—16%时，桥氧又开始，热膨胀系数重新上升，这种反常现象就是硼反常现象。 0011.晶体结构中的点缺陷类型共分、和三种，CaCl2中Ca2+进入到KCl间隙中而形成点缺陷的反应式为。 0012.固体质点扩散的推动力是________。 0013.本征扩散是指__________，其扩散系数D＝_________,其扩散活化能由________和_________ 组成。0014.析晶过程分两个阶段，先______后______。 0015.晶体产生Frankel缺陷时，晶体体积_________，晶体密度_________；而有Schtty缺陷时，晶体体积_________,晶体密度_________。一般说离子晶体中正、负离子半径相差不大时，_________是主要的；两种离子半径相差大时，_________是主要的。 0016.少量CaCl2在KCl中形成固溶体后，实测密度值随Ca2+离子数/K＋离子数比值增加而减少，由此可判断其缺陷反应式为_________。 0017.Tg是_________,它与玻璃形成过程的冷却速率有关，同组分熔体快冷时Tg比慢冷时_________ ,淬冷玻璃比慢冷玻璃的密度_________,热膨胀系数_________。 0018.同温度下，组成分别为：(1) 0.2Na2O－0.8SiO2 ；(2) 0.1Na2O－0.1CaO－0.8SiO2 ;(3) 0.2CaO－0.8SiO2 的三种熔体，其粘度大小的顺序为_________。 0019.三T图中三个T代表_________, _________,和_________。 0020.粘滞活化能越_________ ,粘度越_________ 。硅酸盐熔体或玻璃的电导主要决定于_________ 。 0021.0.2Na2O-0.8SiO2组成的熔体，若保持Na2O含量不变，用CaO置换部分SiO2后，电导_________。0022.在Na2O－SiO2熔体中加入Al2O3(Na2O/Al2O3<1),熔体粘度_________。 0023.组成Na2O . 1/2Al2O3 . 2SiO2的玻璃中氧多面体平均非桥氧数为_________。 0024.在等大球体的最紧密堆积中，六方最紧密堆积与六方格子相对应，立方最紧密堆积与_______ 相对应。0025.在硅酸盐晶体中，硅氧四面体之间如果相连，只能是_________方式相连。
又是一年考研时节，每年这个时候都是考验的重要时刻，我是从大三上学期学习开始备考的，也跟大家一样，复习的时候除了学习，还经常看一些学姐学长们的考研经验，希望可以在他们的经验里找到可以帮助自己的学习方法。 我今年成功上岸啦，所以跟大家分享一下我的学习经验，希望大家可以在我的经历里找到对你们学习有帮助的信息！ 其实一开始，关于考研我还是有一些抗拒的，感觉考研既费时间又费精力，可是后来慢慢的我发现考研真的算是一门修行，需要我用很多时间才能够深入的理解它，所谓风雨之后方见才害怕难过，所以在室友们的鼓励和支持下，我们一起踏上了考研之路。 虽然当时不知道结局是怎样，但是既然选择了，为了不让自己的努力平白的付出，说什么都要坚持下去！ 因为是这一路的所思所想，所以这篇经验贴稍微有一些长，字数上有一些多，分为英语和政治以及专业课备考经验。 看书确实是需要方法的，不然也不会有人考上有人考不上，在借鉴别人的方法时候，一定要融合自己特点。 注：文章结尾有彩蛋，内附详细资料及下载，还劳烦大家耐心仔细阅读。 武汉理工大学电子信息的初试科目为： （101）思想政治理论(203)日语或(204)英语二(302)数学二(920)生物医学工程概论 参考书目为： 王镜岩《生物化学》 跟大家先说一下英语的复习吧。
学英语免不了背单词这个难关，词汇量上不去，影响的不仅是考试成绩，更是整体英语能力的提升；背单词也是学习者最感到头痛的过程，不是背完了转身就忘，就是背的单词不会用，重点单词主要是在做阅读的时候总结的，我把不认识不熟悉的单词全都挑出来写到旁边，记下来反复背直至考前，总之单词这一块贵在坚持，背单词的日程一定要坚持到考研前一天。 因此，学会如何高效、科学地记忆词汇，养成良好的记单词习惯，才能达到事半功倍的学习效果，我用的是《木糖英语单词闪电版》，里面的高频词汇都给列出来了，真的挺方便的，并且刷真题我用的《木糖英语真题手译》这本书，我感觉对我帮助特别大，里面的知识点讲解的通俗易懂，而且给出的例子都很经典，不容易忘记。 前期，在这段时间最重要的是积累，也就是扩充自己的词汇量，基础相对差一些的同学可以背考研单词，而基础相对好一些的同学考研单词相对于你来说就会比较简单，这时就不必浪费时间，可以进行外刊阅读。由于考研英语阅读的文章全部都是从外刊中摘录的，所以进行外刊阅读就可以把其当作“真题”的泛读。 中期，在期末考试和小学期结束之后就要开始做真题了，我从最早的那年开始一路做下来，留了三套考前模拟，大概是有二十多套。我一般会第一天做一套然后后面花1～2天的时间对文章进行精读及分析错误原因。早些年的英语出题有相当难度，考察的有不少都是很复杂的句式及熟词僻义，这与近几年的考察角度是完全不同的，所以我建议时间不多的同学完全可以放弃早些年的真题，然后时间比较充足的同学可以做一做，但是不需要因为错很多，而丧失信心，我记得有一张卷子的阅读我错了快十个，但是今年阅读部分，我分数还不错。关于完型部分不需要特别的训练，这个是考词汇的用法，要训练的话可谓大海捞针，最重