共13 页第5页
共13 页第10页
华工材物化复试笔试题 2010年 1、一个人海中溺水，救生员离海有一距离，救生员在水中、陆地上的速度不一样，找一最快路线。 2 、列举生活常见的发光显示器，并说明主要特征。 有机发光显示器（OLED，Organic Light Emitting Display）是一种利用有机半导体材料制成的、用直流电压驱动的薄膜发光器件，OLED显示技术与传统的LCD 显示方式不同，无需背光灯，采用非常薄的有机材料涂层和玻璃基板，当有电流通过时，这些有机材料就会发光。而且OLED显示屏幕可以做得更轻更薄，可视角度更大，并且能够显著节省电能。OLED的工作原理十分简单，有机材料ITO 透明电极和金属电极分别作为器件的阳极和阴极，在一定电压的驱动下，电子和空穴分别从阴极和阳极注入到电子和空穴传输层，电子和空穴相遇形成激子，使发光分子激发而发出可见光。根据使用的有机材料不同，OLED又分为高分子OLED和小分子OLED，二者的差异主要表现在器件制备工艺上：小分子器件主要采用真空热蒸发工艺；高分子器件则采用旋转涂覆或喷涂印刷工艺。 特点： 1.薄膜化的全固态器件，无真空腔，无液态成份； 2. 高亮度，可达300 cd/m2以上； 3.宽视角，上下、左右的视角宽度超高170度； 4.快响应特性，响应速度为微秒级，是液晶显示器响应速度的1000倍； 5.易于实现全彩色； 6.直流驱动，10V以下，用电池即可驱动； 7.低功耗； 8.工艺比较简单，低成本； 9.分辨率；10.温度特性，在-40℃~70℃范围内都可正常工作。 3 、发光二极管原理，光电二极管的原理 （1）发光二极管（LED）由镓（Ga）与砷（AS）、磷（P）的化合物制成的二极管，当电子与空穴复合时能辐射出可见光，因而可以用来制成发光二极管。在电路及仪器中作为指示灯，或者组成文字或数字显示。磷砷化镓二极管发红光，磷化镓二极管发绿光，碳化硅二极管发黄光。 它的基本结构是一块电致发光的半导体材料，置于一个有引线的架子上，然后四周用环氧树脂密封，起到保护内部芯线的作用，所以LED的抗震性能好。发光二极管的核心部分是由P型半导体和N型半导体组成的晶片，在P型半导体和N型半导体之间有一个过渡层，称为PN结。在某些半导体材料的PN结中，注入的少数载流子与多数载流子复合时会把多余的能量以光的形式释放出来，从而把电能直接转换为光能。PN结加反向电压，少数载流子难以注入，故不发光。这种利用注入式电致发光原理制作的二极管叫发光二极管，通称LED。当它处于正向工作状态时（即两端加上正向电压），电流从LED阳极流向阴极时，半导体晶体就发出从紫外到红外不同颜色的光线，光的强弱与电流有关 （2）光电二极管（Photo-Diode，PD）是将光信号变成电信号的半导体器件，由
材料物理与化学专业博士研究生培养方案 一、培养目标及学习年限： 本专业培养德、智、体全面发展的材料物理与化学方面的高级专门人才。要求学生遵守中华人民共和国宪法和法律，具有为科学事业献身的精神、良好的品德和科学修养、健康的身体和良好的心理素质；在本学科掌握坚实宽广的基础理论和系统深入的专业知识，掌握一至两门外国语，具有独立从事科学研究、教学或独立负担专业技术工作的能力，在材料物理与化学或相关科学领域的研究或应用上做出创造性成果，成为为社会主义建设服务的高级科学专门人才。 学习年限按中山大学《学位与研究生教育工作手册》有关规定执行。 二、研究方向： 1、光电薄膜材料与器件； 2、光电纳米材料与技术； 3、一维纳米材料与纳米结构研究； 4、功能纳米材料的合成与物性表征； 5、纳米材料与技术在生物医学中的应用； 6、高分子材料物理与化学； 7、无机材料物理与化学； 8、功能高分子材料； 9、低维材料与量子器件；10、光子学与光电子材料；11、有机光电功能材料；12、燃料电池及关键材料研究；13、新型电池材料；14、材料微观结构表征理论与方法。 三、课程设置及学分要求 （二）、硕博连读生、直博生：必修课21学分，指选课不少于7学分，总学分不少于40学
四、培养必修环节要求 按《中山大学学位与研究生教育工作手册》和《物理科学与工程技术学院研究生培养管理条例》有关规定执行。 五、学位论文工作及发表论文要求 按《物理科学与工程技术学院研究生培养管理条例》有关规定执行。 六、必读和选读书目
七、培养质量要求和保障措施 培养材料物理与化学专业高素质的专业人才，要求学生掌握本学科坚实宽广的基础理论和系统深入的专业知识，具有独立从事科学研究、教学或独立负担专业技术工作的能力，在材料物理与化学或相关科学领域的研究或应用上做出创造性成果，成为为社会主义建设服务的高级科学专门人才。 优秀的导师团队是培养博士研究生的基本保障，可以给博士研究生悉心指导，帮助其选择合理的研究方向和学位论文课题；本专业良好的科研背景可为博士研究生提供良好的学习、研究条件；此外，学院鼓励、支持博士研究生参与国内外的学术交流活动，提供良好的学术氛围。
《材料物理化学》考试试题（七） 一、填空题（每空1分，共15分） 1、系统中具有相同的性质的均匀部分称为相。的系统，称为 单元系统的系统，称为无变量系统。 2、球体的紧密堆积方式为和。 3、依单键能大小，可将形成玻璃的氧化物分为、和 三类。 4、晶体缺陷按几何形状可分为、和三种。 5、随温度的升高，熔体的粘度将而表面张力将。 6、当润湿角Q>90°时，称为，反之，当Q<90°时，称 为。 二、名词解释（每题3分，共15分） 1、粘附 2、填隙型固溶体 3、色心 4、弗仑克尔缺陷 5、胶体 三、判断题（每题2分，共10分，正确的打“√”，错误的打“×”）。 1、金斯特林格方程式采用的是球体模型进行推导，并放弃了扩散面积恒定的 假设。（） 2、凝聚系统是指只有固体状态的物质的系统。（） 3、非化学计量化合物TiO2－X是指由于间隙正离子存在而造成正离子过剩的 化合物。（） 4、熔体及玻璃体的结构都是近程有序，而远程也有序。（） 5、固体、液体系统的表面能及表面张力在大小，因次单位上均不相同。 （） 四、选择题（将正确答案的序号填在括号里，每题3分，共12分） 1、三元凝聚系统相图中，有n条界线，则在此系统中能连接画出连结直线的数目是：（）（A）（n+1）条（B）（n —1）条 （C）n条（D）没有 2、属于架状结构的硅酸盐矿物是：（） （A）镁橄榄石 Mg2[sio4] （B）硅钙石Ca3[si2o7] （C）石英sio2（D）透辉石Ca2[si2o6] 3、如果在H—粘土中加入过量的NaoH，结果会使泥浆的流动性随粘土—— 水系统的动电电位的。（）（A）升高而降低（B）降低而降低 （C）降低而升高（D）升高而升高 4、三元凝聚系统中，共有十五个无变点，其中低共熔点八个，双升点七个， 还有九个鞍心点，据此系统中可以划出分三角形数目为（）（A）八个（B）九个 （C）十五个（D）七个 五、计算题（共10分） 非化学计量化合物Fe x O，Fe3+/Fe2+=0.1，写出缺陷反应方程式，求Fe x O 空位浓度及X值。 六、分析题（每题9分，共18分） 1、在组成为16NaO·XB2O3·（84-X）SiO2的熔体中，当X<15时，增加B2O3 的含量会使粘度升高，当X>15时，增加B2O3的含量则反而会使粘度降低，为什么？ 2、在三元凝聚系统相图中，试分析化合物有些什么性质？无变量点有哪 几种类型？界线上的性质有哪些？鞍形点是如何形成的？ 七、问答题（共20分） 1、什么是杨德尔方程式？它是依据什么模型推导出的？（6分） 2、比较烧结与烧成的区别？烧结分几个阶段进行？（6分） 3、试用鲍林五个规则说明Mg2[SiO4]的结构特点。（8分） 《无机材料物理化学》考试试题（七），共1页，第1页
学院概况 西安建筑科技大学材料与矿资学院，其前身可追溯到1956年在建筑工艺系开设的“混凝土及建筑制品工艺”专业。学院师资力量雄厚，目前共有教职工147人，其中中国工程院院士1人，教授及教授级高级工程师16人，副教授及高级工程师34人，设有陕西省“三秦学者”岗位,此外还聘有一大批国内外材料学科的专家学者为学院兼职教授。 学院目前拥有材料科学与工程、矿业工程和安全科学与工程三个一级学科，拥有材料科学与工程一级学科博士点，材料物理与化学、材料学、建筑材料、资源循环科学与工程4个二级博士点，硕士学位授予权覆盖学院全部专业。学院设有材料科学与工程博士后科研流动站。 学院下设粉体工程研究所、高温陶瓷研究所、建筑工程材料研究所、材料科学研究所、劳动安全卫生研究所和矿物资源工程研究所6个具有教学、科研和技术服务等职能的实体研究所。拥有国家干法水泥回转窑预热预分解技术研究推广中心、教育部生态水泥工程中心、国家与地方联合生态建筑材料工程技术中心、陕西省（13115）生态水泥、混凝土工程技术研究中心、陕西省新型干法水泥工程研究中心、陕西省水泥新技术推广中心、国家建材设计甲级资质、矿山设计乙级资质和陕西省建筑工程材料质量检测中心。莱钢集团、陕西尧柏集团、陕西声威集团、河南海格尔集团、济南新峨嵋、北京新奥混凝土集团有限公司等企业在我院设立了工程技术研究中心。 近年来，学院在科学研究方面取得了丰硕的成果，形成了新型干法水泥工艺理论与技术、粉体工程、新型超细粉磨技术、工业废弃物资源化、高强与高性能混凝土、陶瓷基复合材料制备技术和新型功能耐火材料研制等研究方向。发表高水平学术论文960余篇，其中三大检索收录330篇，出版专著7部，教材35部。先后获得国家科技进步二等奖1项、国家发明四等奖1项、省部级奖20余项，获国家发明专利180项，年均科研经费3000万元。与德国亚琛工业大学、澳大利亚新南威尔士大学、挪威科技大学等国外知名大学建立了友好合作关系。 学院以独特的地理条件、行业渊源，立足西部，面向全国，为国家培养了一大批新型水泥工艺及装备、耐火材料、工业废弃物资源化、高强与高性能混凝土方面的专门人才，解决了大量的工程技术关键问题，为国家经济建设和陕西地方
天津理工大学考试试卷 2012～2013 学年度第二学期 《材料物理化学》期末补考试卷答案 课程代码： 0303010 试卷编号： 1-A 命题日期： 2012 年 12 月 20日 答题时限： 120 分钟考试形式：闭卷笔试 得分统计表： 大题号 一二三四五六 总分 一、判断题（共10分，每小题1分，你认为正确的在括号中填“√”，错的填“Ｘ”） 得分 1．偏摩尔量就是化学势。（Ｘ） 2．隔离系统的热力学能是守恒的。（ √ ） 3．绝热过程Q＝0，由于Q＝ΔH，所以ΔH＝0。（Ｘ） 4．朗缪尔吸附等温式只适用于单分子层吸附。（ √ ） 5．单组分系统的相数最多为3。（√ ） 6．恒温下，稀电解质溶液的浓度增大时，摩尔电导率增大。（Ｘ）7．理想气体绝热过程功的计算式为W=nC v，m(T2-T1)，此式无论绝热过程是否可逆均适用。（ √ ） 8．反应C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)，恒温下若增大体系的总压，反应正向进行。（Ｘ） 9．若一个过程是可逆过程，则该过程的每一步都是可逆过程。（ √ ） 10．稀溶液的沸点一定高于纯溶剂的沸点。（Ｘ） 二、填空题（共20分，每小题2分）
得分 1. 在U、H、S、G四个热力学量中，系统发生恒温恒压可逆相变，不变 的量是 G ，而绝热可逆过程中不变的量是 S 。 2. 理想气体经历一个循环过程，对环境作功100 J，则循环过程的热Q等 于 100 J 。。 3. 某反应在20o C时的速率常数为0.01s－1，该反应的级数为一级， 20o C时反应的半衰期为 69.31S 。 4. 理想液态混合物的ΔV = 0，ΔH = 0，ΔS > 0，ΔG < 0 （选填“>, <, =” ） 5．已知EΘCu2+/Cu = 0.337V，EΘCu+/Cu = 0.521V，由此可求出 EΘCu2+/Cu+ = 0.153 V。 6．在一抽空的容器中放有过量的NH4HS（s）发生分解反应， NH4HS（s）与其分解产物NH3（g）和H2S（g）成平衡，此平衡系统的 相数P、组分数C、自由度数F分别为： 2，1，1 。 7．在一定的T、下，若物质A在相和相中的化学势满足，则A在两相中 的迁移方向是α→β ；若A在两相中达到平衡，则 = （选 填“>”，“<”，“=”）。 8. 1mol理想气体绝热向真空膨胀，若其体积增加到原来的10倍，则熵变为： 19.14 J·K-1。 9. 在300K时，48.98dm3的理想气体从100kPa变到500kPa，△G为 7.88 kJ。 10. 理想气体反抗恒外压绝热膨胀时, U < 0 ，T < 0（选 填“>”，“<”，“=”） 三、选择题（共24分，每小题2分） 得分 1. 对理想气体，下列关系式不正确的是（ A ）。 A． B. C． D.
05、06级材料专业《物理化学》期未试卷A （2007 ~2008 学年 第二学期） 一、选择题（每题1分；填上正确答案）（15分） 1、 已知下列两电极反应的标准电极电势为： Sn 2+(aq) +2e -→Sn(s) φ?Sn 2+/Sn = -0.14V Sn 4+(aq) +2e -→Sn 2+(aq) φ?Sn 4+/Sn 2+= 0.15V 由此计算Sn 4+(aq) +4e -→Sn(s) 的φ?Sn 4+/Sn 值为： （D ） （A ）0.01V ； （B ）0.29V ； （C ）-0.01V ； （D ）0.005V 2、25℃时，电池反应 Ag(s)+1/2Hg 2Cl 2(s) = AgCl(s)+Hg(l)的电池电动势为0.0193V ，反应时所对应的△r S m 为32.9J·K -1·mol -1 ，则电池电动势的温度系数 (?E /?T )p 为： V·K -1 （D ） （A ）1.70×10-4；（B ）1.10×10-6；（C ）1.01×10-1；（D ）3.40×10-4 3、在等温、等压下电池以可逆方式对外作电功的热效应为Q r ，则： （C ） （A ）Q r =0； （B ）Q r =△H ； （C ）Q r =T △S ； （ D ）Q r =△U 4、弯曲表面上附加压力的计算公式：△p =2σ/r 中，r 的符号： （A ） （A ）液面为凸面时为正，凹面为负；（B ）总为正； （C ）液面为凸面时为负，凹面为正；（D ）总为负 5、液体在毛细管中上升的高度与下列哪一个因素无关： （D ） （A ）温度； （B ）液体密度； （C ）重力加速度； （D ）大气压力 6、两个活化能不同反应，如 E 1>E 2，且都在相同的升温区间内升温，则（B ） （A ）dln k 2/d T > dln k 1/d T ； （B ）dln k 2/d T < dln k 1/d T （C ）dln k 2/d T = dln k 1/d T ； （D ）d k 2/d T > d k 1/d T 7、有关基元反应的描述在下列诸说法中哪一个是不正确的？ （D ） （A ）元反应的级数一定是整数；（B ）元反应的级数一般不大于3 （C ）元反应进行时无中间产物；（D ）元反应不一定符合质量作用定律 8、某二级反应，反应物消耗1/3需时10min ，若再消耗1/3还需时为： （C ） （A ）10 min ；（B ）20 min ；（C ）30 min ；（D ）40 min 9、温度与表面张力的关系是： （A ） （A ）温度升高表面张力降低； （B ）温度升高表面张力增加； （C ）温度对表面张力没有影响； （D ）不能确定。 10、对于反应A Y ，如果反应物A 的浓度减少一半，A 的半衰期也缩短一半，则该反应的级数为： （A ） （A ）零级； （B ）一级； （C ）二级； （D ）三级 11、在反应 A B C ，A D 中，活化能 E 1>E 2>E 3，C 是所需要的产物，从动力学角度考虑， 为了提高C 的产量，温度如何选择： （A ） (A)较高反应温度； (B)较低反应温度 (C)适中反应温度； (D)任意反应温度 12、质量摩尔浓度为b 的K 3PO 4溶液，离子平均活度因子为γ±，则电解质的活度是a B ： （D ） （A ）a B =3( b / b ? )4γ±4； （B ）a B =3( b / b ? ) γ±4； （C ）a B =27( b / b ?) γ±4； （D ）a B =27( b / b ? )4γ±4 13、低温下，反应 CO(g)+NO 2(g)==CO 2(g)+NO(g)的速率方程是υ= k {c (NO 2) }2 试问下列机理中，哪个反应 机理与此速率方程一致： （C ） (A) CO + NO 2 ? →?CO 2 + NO ；
材料物理与化学 080501 （一级学科：材料科学与工程） 本学科1998年获得硕士学位授予权，以研究材料中的物理化学过程为主，注重基础理论的培养，并与应用研究相结合，培养学生的独立工作能力为主。主要研究方向有： 1．低维材料合成化学：主要从事零维，一维和二维纳米材料的新方法、新材料合成的研究，特别是材料合成过程中的化学问题。二维材料开展液相电化学沉积技术的基础及应用研究。一维纳米材料的研究着重于半导体化合物纳米管纳米带的制备及应用的研究，如III-V和II-VI化合物半导体纳米管及纳米带的制备方法及器件应用的研究。零维纳米材料的研究则在化合物半导体纳米粉末的制备及与高分子复合材料制备技术及其应用方面开展研究，特别是一些新型制备方法的研究。 2．生物医用材料的物理与化学：生物医用材料是指对人体进行诊断、治疗和置换损坏的组织或器官以及增强其功能的材料，其作用不能为药物所替代。主要采用高分子合成化学的方法来制备新型可降解高分子材料，以获得在功能上与天然大分子接近，在力学与加工性能上又具有合成高分子材料特性的生物医用材料，并研究作为人体组织修复和替代材料、美容整形填充材料、药物控释载体材料等的使用。 3．材料界面物理与化学及高分子材料合成技术：主要研究自由基活性/可控聚合反应，新型光学活性高分子，高分子自组装与性能研究。 4．材料微结构与材料物理：针对国防先进材料，研究材料形成过程、结构演变规律及其物理与化学机理。通过对材料的微结构研究，揭示材料的形成热力学与动力学机制，研究材料微结构与性能的关系，建立典型材料（隐身材料、热透波材料、防热材料及其他特殊电磁功能材料）的结构与性能表征的研究新方法与测试技术。 一、培养目标 掌握坚实的材料物理化学基础理论和系统的材料物理化学专门知识，具有从事科学研究或担负专门技术的能力，能够胜任材料物理化学相关的教学科研工作。 二、课程设置
无机材料物理化学(贺蕴秋)考试题
一、填空 硅酸盐结构：岛状结构层状结构组群状结构链状结构架状结构 晶格能影响因素：离子半径离子电荷电子层构型 固溶体种类：填隙型置换型 决定离子晶体结构的基本因素：球体最紧密堆积配位数离子的极化电负性 固溶体影响因素：离子尺寸晶体的结构类型电负性 非化学计量化合物：阴离子空位型阳离子填隙型阴离子填隙型阴离子空位型位错类型：刃位错螺型位错 熔融三种冷却过程：结晶化玻璃化分相 玻璃冷却速率的影响因素：过冷度熔体黏度晶核形成速率晶核成长速率 玻璃在熔点的黏度越高越易形成玻璃，Tg/Tm>2/3时易形成玻璃 3T图中3T：时间温度转变 分子引力：定向力色散力诱导力 热缺陷：弗伦克尔缺陷肖特基缺陷 固体表面影响因素：表面粗糙度表面微裂纹 晶界：小角度晶界大角度晶界 润湿现象：附着润湿铺展润湿浸渍润湿 润湿的影响因素：粗糙度吸附膜 熔体黏度的影响因素：温度熔体组成 扩散机制：直接易位环形易位间隙扩散准间隙扩散空位扩散 由点缺陷（肖特基和弗兰克尔缺陷）引起的扩散为本征扩散，空位来源于掺杂而引起的扩散为非本征扩散。
黏附的影响因素：润湿性黏附功黏附面的张力相容性和亲和性 固相反应速率：化学反应速率扩散速率 烧结气氛：还原性氧化性中性 固态相变：一级相变二级相变 从熔体中析晶的过程分二步完成，首先是成核，然后就是晶体生长过程。均匀成核的成核速率由受核化位垒影响的成核率因子和受原子扩散影响的成核率因子所决定的。 固体质点扩散的推动力：化学位梯度 液－固相变过程的推动力：过冷度 烧结过程的推动力：粉料表面能的降低 二、名词解释 晶格能：在0K时1mol离子化合物的各离子拆散成气体所需的能量 配位数：与一个原子或离子直接相邻的原子或离子数 离子极化：离子正负电荷的重心发生偏离产生偶极矩的现象 同质多晶：物质在不同温度、压力等热力学条件下呈现不同的晶体结构 点缺陷：在空间各方向上的尺度远小于晶体、晶粒尺度的缺陷 热缺陷：由晶体内部质点热运动而形成的缺陷 肖特基缺陷：原子离开平衡位置迁移至晶体表面格点位置，晶体内仅留有空隙的缺陷 弗伦克尔缺陷：原子离开平衡位置进入晶格间隙形成的缺陷
材料化学与材料物理 材料0802 材料化学是从化学的角度研究材料的设计、制备、组成、结构、表征、性质和应用的一门科学。它既是材料科学的一个重要分支，又是化学学科的一个组成部分，具有明显的交叉学科、边缘学科的性质。通过应用研究可以发现材料中规律性的东西，从而指导材料的改进和发展。在新材料的发现和合成，纳米材料制备和修饰工艺的发展以及表征方法的革新等领域所作出了的独到贡献。材料化学在原子和分子水准上设计新材料的战略意义有着广阔应用前景。随着国民经济的迅速发展以及材料科学和化学科学领域的不断进展，作为新兴学科的材料化学发展日新月异。是一个跨学科领域涉及的问题性质及其应用领域的各种科学和工程。这一科学领域探讨了在原子或分子尺度材料的结构之间的关系及其宏观性能。随着媒体的关注明显集中在纳米科学和纳米技术，在近年来材料科学逐步走在很多大学的前列。对一个给定的材料往往是时代的选择，它的界定点。材料的化学分析方法可分为经典化学分析和仪器分析两类。前者基本上采用化学方法来达到分析的目的，后者主要采用化学和物理方法（特别是最后的测定阶段常应用物理方法）来获取结果，这类分析方法中有的要应用较为复杂的特定仪器。现代分析仪器发展迅速，且各种分析工作绝大部分是应用仪器分析法来完成的，但是经典的化学分析方法仍有其重要意义。应用化学方法或物理方法来查明材料的化学组分和结构的一种材料试验方法。鉴定物质由哪些元素（或离子）所组成，称为定性分析；测定各组分间量的关系（通常以百分比表示），称为定量分析。有些大型精密仪器测得的结果是相对值，而仪器的校正和校对所需要的标准参考物质一般是用准确的经典化学分析方法测定的。因此，仪器分析法与化学分析法是相辅相成的，很难以一种方法来完全取代另一种。 经典化学分析根据各种元素及其化合物的独特化学性质，利用与之有关的化学反应，对物质进行定性或定量分析。定量化学分析按最后的测定方法可分为重量分析法、滴定分析法和气体容量法。 ①重量分析法：使被测组分转化为化学组成一定的化合物或单质与试样中的其他组分分离，然后用称重方法测定该组分的含量。 ②滴定分析法：将已知准确浓度的试剂溶液（标准溶液）滴加到被测物质的溶液中，直到所加的试剂与被测物质按化学计量定量反应完为止，根据所用试剂溶液的体积和浓度计算被测物质的含量。 ③气体容量法：通过测量待测气体(或者将待测物质转化成气体形式)被吸收（或发生）的容积来计算待测物质的量。这种方法应用天平滴定管和量气管等作为最终的测量手段。 仪器分析根据被测物质成分中的分子、原子、离子或其化合物的某些物理性质和物理化学性质之间的相互关系，应用仪器对物质进行定性或定量分析。有些方法仍不可避免地需要通过一定的化学前处理和必要的化学反应来完成。仪器分析法分为光学、电化学、色谱和质谱等分析法。 光学分析法：根据物质与电磁波(包括从γ射线至无线电波的整个波谱范围)的相互作用，或者利用物质的光学性质来进行分析的方法。最常用的有吸光光度法（红外、可见和紫外吸收光谱）、原子吸收光谱法、原子荧光光谱法、发射光谱法、荧光分析法、浊度法、火焰光度法、X射线衍射法、X射线荧光分析法、放射化分析法等。 材料物理是使用物理描述材料在许多不同的方式，如力，热，光，力学。这是一个综合
一、填空 硅酸盐结构：岛状结构层状结构组群状结构链状结构架状结构 晶格能影响因素:离子半径离子电荷电子层构型 固溶体种类：填隙型置换型 决定离子晶体结构的基本因素:球体最紧密堆积配位数离子的极化电负性 固溶体影响因素:离子尺寸晶体的结构类型电负性 非化学计量化合物：阴离子空位型阳离子填隙型阴离子填隙型阴离子空位型 位错类型:刃位错螺型位错 熔融三种冷却过程：结晶化玻璃化分相 玻璃冷却速率的影响因素:过冷度熔体黏度晶核形成速率晶核成长速率 玻璃在熔点的黏度越高越易形成玻璃，Tg/Tｍ>2/３时易形成玻璃 ３T图中3T：时间温度转变 分子引力：定向力色散力诱导力 热缺陷:弗伦克尔缺陷肖特基缺陷 固体表面影响因素：表面粗糙度表面微裂纹 晶界:小角度晶界大角度晶界 润湿现象：附着润湿铺展润湿浸渍润湿 润湿的影响因素:粗糙度吸附膜 熔体黏度的影响因素:温度熔体组成 扩散机制:直接易位环形易位间隙扩散准间隙扩散空位扩散 由点缺陷（肖特基和弗兰克尔缺陷)引起的扩散为本征扩散,空位来源于掺杂而引起的扩散为非本征扩散。 黏附的影响因素:润湿性黏附功黏附面的张力相容性和亲和性 固相反应速率:化学反应速率扩散速率 烧结气氛:还原性氧化性中性
固态相变：一级相变二级相变 从熔体中析晶的过程分二步完成，首先是成核，然后就是晶体生长过程。均匀成核的成核速率由受核化位垒影响的成核率因子和受原子扩散影响的成核率因子所决定的。 固体质点扩散的推动力:化学位梯度 液-固相变过程的推动力：过冷度 烧结过程的推动力：粉料表面能的降低 二、名词解释 晶格能：在0K时1ｍｏl离子化合物的各离子拆散成气体所需的能量 配位数：与一个原子或离子直接相邻的原子或离子数 离子极化：离子正负电荷的重心发生偏离产生偶极矩的现象 同质多晶:物质在不同温度、压力等热力学条件下呈现不同的晶体结构 点缺陷:在空间各方向上的尺度远小于晶体、晶粒尺度的缺陷 热缺陷:由晶体内部质点热运动而形成的缺陷 肖特基缺陷:原子离开平衡位置迁移至晶体表面格点位置,晶体内仅留有空隙的缺陷 弗伦克尔缺陷：原子离开平衡位置进入晶格间隙形成的缺陷 杂质缺陷:杂质原子进入晶格形成的结构缺陷 固溶体：固体作为溶剂溶有其他数量可变的杂质原子,并形成的单一均匀的晶态固体 位错：晶体的一维晶格缺陷 刃位错：滑移方向与位错线垂直的位错
《材料物理化学》试卷 适用专业：2013级材料科学与工程学术学位硕士研究生、材料工程专业学位硕士研究生及相关专业硕士研究生 学院：材料学院 专业：材料工程 姓名：孙乐栋 学号：20131800123
一、名词解释（共5题，每题4分，共20分） 1.晶体: 晶体是质点(原子、离子或分子)在空间呈周期性重复排列的固体。 2.位错：在材料科学中，指晶体材料的一种内部微观缺陷，即原子的局部不规则排列（晶体学缺陷）。 3.纯物质的标准生成热（焓）：由标准状态(压力为100kPa ，温度TK)下最稳定单质生成标准状态下单位物质的量的化合物的热效应或焓变(△H)称为该化合物的标准生成热(或焓)，以符号△fH 表示。 4.热力学状态函数:当体系具有了一个特定的状态后，体系的一系列性质，如质量、温度、压力、体积、组成以及集聚状态等也就确定（或曰达到平衡），这些与体系状态可以单值对应的热力学性质又称作状态函数。 5.反应级数：指化学动力学基本参数。化学反应的速率方程中各物浓度的指数称为各物的分级数，所有指数的总和称为反应总级数，用n 表示。 二、 简答（共4题，每题5分，共20分） 1.常见的点缺陷有哪几种？如何表示？ 2.热力学平衡判据有哪几个？各自的适用条件？ 熵判据 1=S +S 0}2S ???≥总体系环境自发过程平衡过程 适用于孤立系统。 自由能判据 'dF -W } δ≤不可逆 可逆 适用于封闭的等温等容系统。 自由焓判据 'dG -W } δ≤不可逆 可逆 适用于封闭的等温等压系统。 3.什么是反应速率常数？受哪些因素影响？ 化学反应速率除了与浓度有关外，不同化学反应之间的主要差异就是由反应速率常数k 来表示，k=Aexp(-E/RT) ，它反映了反应物的本质属性，它受温度、活化能和（反应碰撞几率）的影响。温度越高、活化能越低和（碰撞几率）越大反应速率常数越高。 4.固相反应有哪些常见的速度控制机理？写出界面反应控速机理下的典型动力学方程。 1.扩散控速 2.相界面反应控速 3.晶核形成与生长控速
第三章熔体与非晶态固体 知识点： 1.黏度与组成的关系 答：组成是通过改变熔体结构而影响黏度的。 ①一价金属氧化物 碱金属氧化物R2O引入到硅酸盐熔体中，使熔体黏度降低。在简单碱金属硅酸盐系统 （R2O—SiO2）中，碱金属离子R+对黏度的影响与其本身的含量有关。当R2O含量较 低时(O/Si比值较低)，加入的正离子的半径越小，降低黏度的作用就越大，起次序是： L i+＞Na+＞K+；当熔体中R2O含量较高(O/Si比值较高)时，R2O对黏度影响的次序是： L i+＞Na+＞K+。 ②二价金属氧化物 二价碱土金属氧化物对黏度的影响比较复杂，综合各种效应，R2+降低黏度的次序是：Pb2+ ＞Ba2+＞Sr2+＞Cd2+＞Ca2+＞Zn2+＞Mg2+. ③高价金属氧化物 一般地，在熔体中引入SiO2、Al2O3、B2O3、ZrO2等高价氧化物时，会导致黏度升高。 2.硼反常现象：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。 3.非晶态固体——玻璃的通性 ①各项同性：无内应力存在的均质玻璃在各个方向的物理性质，如折射率、硬度、导 电性、弹性模量、热膨胀系数、导热系数等都是相同的； ②热力学介稳性：玻璃具有析晶不稳定性与析晶困难相对稳定性的统一； ③熔融态向玻璃态转化的可逆性与渐变性：熔体向玻璃体转化的过程是在较宽的温度 范围内完成得，随着温度的下降，熔体的黏度越来越大，且变化是连续的，最后形 成固相的玻璃，其间没有新相出现，因此具有渐变性；由玻璃加热变为熔体的过程 也是渐变的，因此具有可逆性。 ④熔融态向玻璃态转化时物理、化学性质随温度变化的连续性 ⑤物理、化学性质随成分变化的连续性。 4.桥氧与非桥氧 在熔体中，与两个Si相连的氧（O）称为桥氧（O b），仅与一个Si相连的氧(O)称为非 桥氧（O nb）。 5.玻璃转变温度或脆性温度Tg，对应黏度为1×1012Pa·s；玻璃软化温度Tf对应的黏 度为1×108Pa·s。玻璃转变温度Tg是区分玻璃与其它非晶态固体（如硅胶、树脂）的 重要特征。T g＜Tf 课后问答题： 3.3试述石英晶体，石英熔体，Na2O·SiO2熔体结构和性质上的区别。
第四章晶体结构缺陷习题与解答 4.1 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 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。 4.2试述晶体结构中点缺陷的类型。以通用的表示法写出晶体中各种点缺陷的表示符号。试举例写出CaCl2中Ca2+置换KCl中K+或进入到KCl间隙中去的两种点缺陷反应表示式。 解：晶体结构中的点缺陷类型共分：间隙原子、空位和杂质原子等三种。在MX晶体中，间隙原子的表示符号为MI或XI；空位缺陷的表示符号为：VM或VX。如果进入MX晶体的杂质原子是A，则其表示符号可写成：AM或AX（取代式）以及Ai（间隙式）。 当CaCl2中Ca2+置换KCl中K+而出现点缺陷，其缺陷反应式如下： CaCl2++2Cl Cl CaCl2中Ca2+进入到KCl间隙中而形成点缺陷的反应式为： CaCl2+2+2Cl Cl 4.3在缺陷反应方程式中，所谓位置平衡、电中性、质量平衡是指什么？ 解：位置平衡是指在化合物MaXb中，M格点数与X格点数保持正确的比例关系，即M：X=a：b。电中性是指在方程式两边应具有相同的有效电荷。质量平衡是指方程式两边应保持物质质量的守恒。 4.4（a）在MgO晶体中，肖特基缺陷的生成能为6ev，计算在25℃和1600℃时热缺陷的浓度。（b）如果MgO晶体中，含有百万分之一mol的Al2O3杂质，则在1600℃时，MgO晶体中是热缺陷占优势还是杂质缺陷占优势？说明原因。 解：（a）根据热缺陷浓度公式： exp（－） 由题意△G=6ev=6×1.602×10-19=9.612×10-19J K=1.38×10-23 J/K T1=25+273=298K T2=1600+273=1873K 298K：exp=1.92×10-51 1873K：exp=8×10-9 （b）在MgO中加入百万分之一的Al2O3杂质，缺陷反应方程为： 此时产生的缺陷为[ ]杂质。 而由上式可知：[Al2O3]=[ ]杂质 ∴当加入10-6 Al2O3时，杂质缺陷的浓度为
材料物理化学模拟试题（A） （可带计算器） 一、判断题。判断下列说法的正误，在正确的说法后面打“√”，错误的说 法后面打“×”。（每小题1分，共10分） 1、温度一定的时候，气体的体积与压力的乘积等于常数。( ) 2、热力学过程中W的值应由具体过程决定( ) 3、系统的混乱度增加，则其熵值减小。( ) 4、处于标准状态的CO (g)，其标准燃烧热为零。( ) 5、1mol理想气体从同一始态经过不同的循环途径后回到初始状态，其热力学能不变。 ( ) 6、吉布斯判据适用于理想气体的任意过程。( ) 7、四个热力学基本方程适用于所有封闭体系的可逆过程。( ) 8、在纯溶剂中加入少量不挥发的溶质后形成的稀溶液沸点将升高。( ) 9、惰性组分的加入将使反应的平衡转化率降低。（） 10、只受温度影响的平衡系统自由度F=C-P+1。( ) 二、选择题。以下各题，只有一个正确选项，请将正确的选项填在相应位 置。（每小题3分，共45分） 1. 一定压力下，当2 L理想气体从0℃升温到273℃时，其体积变为（）。 A. 5 L B. 4 L C. 6 L D. 1 L 2、A、B两种理想气体的混合物总压力为100kPa，其中气体A的摩尔分数0.6，则气体B 的分压为（）。 A. 100kPa B. 60kPa C. 40kPa D. 不确定3、当实际气体的压缩因子Z大于1的时候表明该气体( )。 A. 易于压缩 B. 不易压缩 C. 易于液化 D. 不易液化 4、如图，将CuSO4水溶液置于绝热箱中，插入两个铜电极，以蓄电池为电源进行 电解，可以看作封闭体系的是（）。 A. 绝热箱中所有物质 B. 两个铜电极 C. 蓄电池和铜电极 D. CuSO4水溶液 5、在体系温度恒定的变化中,体系与环境之间（）。 A. 一定产生热交换 B. 一定不产生热交换 C. 不一定产生热交换 D. 温度恒定与热交换无关 6、下列定义式中，表达正确的是（）。 A. G=H＋TS B. G=A＋PV C. A=U＋TS C. H=U—PV 7、在一个绝热钢瓶中，发生一个放热的分子数增加的化学反应，那么（）。 A. Q > 0，W > 0，ΔU > 0 B. ΔQ = 0，W = 0，ΔU < 0 C. Q = 0，W = 0，ΔU = 0 D. Q < 0，W > 0，ΔU < 0 8、ΔH =Q p , 此式适用于下列哪个过程：( )。 A. 理想气体从106 Pa反抗恒外压105 Pa膨胀到105 Pa B. 0℃, 105 Pa 下冰融化成水 C. 电解CuSO4水溶液 D. 气体从(298 K, 105 Pa) 可逆变化到(373 K, 104 Pa) 9、下述说法中，哪一种不正确：( )。 A. 焓是体系能与环境进行交换的能量 B. 焓是人为定义的一种具有能量量纲的热力学量 C. 焓是体系状态函数 题号一二三四总分得分 得分 得分
华南师范大学光电子材料与技术研究所往年复试考题2008研究生材料物理与化学面试详细答案l材料物理与化学
1-1 设水的化学势为)1(*μ，冰的化学势为)(*S μ，在kPa 325.101及-5℃条件以下，)1(*μ是大于、小于还是等于)(*S μ？ 答：在kPa 325.101及-5℃条件下，水凝固为冰的过程是可以自动进行的过程。根据化学势判据，在恒温、恒压、W‘=0的条件下，自发过程是向化学势减小的方向进行，所以)1(*μ>)(*S μ。 1-2 有两个可逆卡偌热机,在高温热源温度皆为500K\低温热源分别为300K 和250K 之间工作,若两者分别经一个循环所做的功相等.试问: (1)两个热机的功率是否相等? (2)两个热机自高温热源吸收的热量是否相等?向低温热源放出的热量 是否相等? 答:两个热机的工作情况如图3.2.1(a) (b)所示. (1) 热机（a ）的效率 a η=1—Q W a =121—Q Q Q =121—T T T =K K K 500300—500=40 % 热机(b)的效率 b η=‘1—Q W b =’‘’）（1 21Q Q Q +=121—T T T ‘=K K K 500250—500=50 % b η＞a η，表明高温热源与低温热源的温差愈大，可逆热机的效率愈 高。 （2）Q 1= －W a /a η; Q '1=Wb/b η 因W a =W b 及b η＞a η，所以Q 1＞Q '1
Q 1=Q 1（a η－1）=－0.6Q 1 Q ' 2= Q '1（b η－1）=－0.5 Q '1 因Q 1 ＞Q '1 ＞0，所以在数值上1Q ＞'2Q '1Q a W b W '2Q 图1 上述推导表明，在高低温热源温度之差a T ?＜b T ?的情况下，经一个循环若对环境做功相等，则热机（a ）较（b ）需要从高温热源吸收更多的热量，同时向低温热源放出更多的热量，即消耗更多的能量， 1-3 已知樟脑（C 10H 16O ）的凝固点降低常数K f =40K·mol -1·kg 。 某一溶质相对摩尔质量为210，溶于樟脑形成质量百分数为5%的溶液，求凝固点降低多少？ 解：以A 代表樟脑，以B 代表溶质 低温热源 低温热源
请各位考生根据试卷的科目构成自行查阅各科目大纲 070100数学 两套卷任选一套答题，不得跨套答题： 1.常微分方程 2.概率论 070200物理学 两套卷任选一套答题，不得跨套答题： 1.固体物理 2.物理光学 080300光学工程 两套卷任选一套答题，不得跨套答题： 1.激光原理 2.光纤通信技术 080501材料物理与化学 材料分析测试技术 080900电子科学与技术 两套卷任选一套答题，不得跨套答题： 1.电磁学，2.信号与系统 085202光学工程两套卷任选一套答题，不得跨套答题： 1.激光原理2.光纤通信技术 085209集成电路工程两套卷任选一套答题，不得跨套答题： 1.电磁学，2.信号与系统
《常微分方程》考试大纲 一、 考试目的与要求 测试考生掌握微分方程的基本理论，基本解法的掌握程度，重点测试考生求解常微分方程的能力及基本定理的简单应用能力。 二、 试卷结构（满分50分） 内容比例： Array一阶微分方程的解法 约20分 高阶微分方程的解法及解的结构 约25分 微分方程基本定理的运用 约5分 题型比例： 1．计算题 约30分 2．分析论述题 约20分 三、考试内容与要求 （一）微分方程基本概念 考试内容 微分方程基本概念，解的定义，微分方程解的几何意义。 考试要求 1. 了解基本概念：微分方程通解，初值问题。 2. 掌握微分方程解的几何意义。 （二）一阶微分方程及一阶常微分方程解得基本定理 考试内容 分离变量方程与变量变换，一阶线性方程与常数变易法，积分因子法与恰当方程。 一阶微分方程解的存在唯一定理，解的延拓定理，解对初值连续依赖定理。 考试要求 1.理解分离变量方程，一阶线性微分方程，恰当方程；解得存在唯一性，延拓，解对初值依赖定理。 2.掌握分离变量法，常数变易法，积分因子法；解的存在唯一定理及逐步逼近求解法。 （三）高阶微分方程及线性微分方程组 考试内容 线性微分方程求解方法及常系数线性方程求解方法，高阶微分方程降阶法；常系数线性方程组求解方法。 考试要求 1. 熟练掌握常系数线性微分方程求解方法；掌握常系数线性微分方程组基解矩阵的求法。 2. 了解微分方程及微分方程组解的一般理论。
Chap 1 Structure of Crystals 1.1. Show that the face-centered tetragonal lattice is equivalent to the body-centered tetragonal lattice. 1.2. Show that the spacing d(hkl ) between adjacent lattice planes with Miller indices (hkl ) is equal to 222l k h /++a for cubic Bravais lattices and to 222222////1c l b k a h ++for orthorhombic Bravais lattices. 1.3. Calculate the densities of lattice points in the (100), (110), (111), and (hkl ) lattice planes of a simple cubic lattice. 1.4. Write a computer program that will determine the distance d(n) form a given atom to the n th nearest neighbor(NN) in a Bravais lattice. Also computer N(n ) ,the number of n th NNs .Carry out the calculation for the SC, BBC ,and FCC lattices. 1.5. Calculate the packing fractions for the following crystal structures: FCC, HCP, and diamond . 1.6. Show that the B atoms in an A-B 8 bounding unit come into contact with each other when r B =1.366r A [i.e., when r A= (3-1)r B ] .Here r A and r B are the radii of the hard-sphere A and B atoms, respectively .Find the analogous conditions on the radii for the A-B 6 and A-B 4 bonding units. 1.7. Prove for hard-sphere atoms in the HCP crystal structure that c/a= 3/8=1.633. 1.8. Assuming that the atoms in the CC crystal structure are hard spheres of radius R in contact with each other, calculate the maximum radii r of the smaller hard-sphere atoms that could occupy the octahedral interstitial sites in the FCC crystal structure. Chap 2 Bonding in Solids 1.1. Compute the cohesive energies for monatomic crystals of atoms bonds together by the Lennard-Jones potential U(r) given in Eq.(2.3). Express the