无机材料科学基础综合测试

第一章晶体几何根底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：物体相同局部作有规律的重复。

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那么，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：能够反响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 晶体结构的两个根本特征是什么？哪种几何图形可表示晶体的根本特征？解答：⑴晶体结构的根本特征：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。

⑵ 14 种布拉菲格子的平行六面体单位格子可以表示晶体的根本特征。

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、d1-5 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：晶体的根本性质是什么？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，晶体中的任何一局部在结构上是相同的。

测试九问答与计算1．（5分）Si和Al的原子量非常接近（分别为28.09和26.98），但SiO2及Al2O3的密度相差很大（分别为 2.65 g/cm3及 3.96 g/cm3）试运用晶体结构及鲍林规则说明这一差别。

2．（15分）石墨、云母和高岭石具有相似的结构，请分析它们结构的区别以及由此引起的性质上的差异。

3．（1）（5分）在MgO晶体中，肖特基缺陷的生成能为6 ev，分别计算 25 ℃和 1600℃时热缺陷的浓度。

（2）（5分）如果MgO晶体中，含有百万分之一的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？请说明原因。

4．（15分）非化学计量缺陷的浓度与周围气氛的性质、压力大小相关，如果增大周围氧气的分压，非化学计量化合物的密度将发生怎样的变化？为什么？5．（10分）在组成为16Na2O.xB2O3.(84-x)SiO2的熔体中，当x<15 mol％时，增加B2O3的含量使粘度升高；当x> 15mol％时，增加B2O3的含量，反而会使粘度降低，为什么？6．（10分）用Na2CO3和Na2SiO3分别稀释同一粘土泥浆，试比较电解质加入量相同时，两种泥浆的流动性、触变性和坯体致密度的大小。

7．（10分）试说明中各项所代表的意义，并解释同样是间隙扩散机构，为什么在相同的温度下，杂质在介质中的扩散系数比介质本身形成间隙离子的扩散系数大？8．（10分）扩散系数与哪些因素有关？为什么？为什么可以认为浓度梯度大小基本上不影响D值，但浓度梯度大则扩散得快又如何解释？9．（1）（8分）当测量氧化铝－水化物的分解速率时，一个学生发现在等温实验期间，重量损失随时间线性增加到50％左右。

超出50％时重量损失的速率就小于线性规律。

线性等温速率随温度指数地增加，温度从 451℃增加到 493℃时速率增大10倍，试计算反应活化能。

（2）（7分）何谓矿化剂？在固相反应中加入少量矿化剂可促进反应加速进行，解释其原因。

测试十一、名词解释（共60分，每小题3分）1．色散力2．静电键强度3．类质同晶现象4．反结构5．压电效应6．铁电效应7．结构水8．触变性9．本征缺陷10．色心11．螺型位错12．混合碱效应13．逆性玻璃14．不一致熔融化合物15．穿相区现象16．矿化剂17．二级相变18．非均态成核19．初次再结晶20．扩散传质二、计算（共40分）1．氯化铯（CsCl）结构中，已知离子半径：Cs＋为0.182nm，Cl－为0.155nm；原子量：Cs为132.91，Cl为35.45。

请计算球状离子所占据的空间分数（堆积系数）及CsCl晶体的密度。

假设Cs＋和Cl－离子沿立方对角线接触。

（10分）2．ZnO为六方晶系，a＝0.324nm，c＝0.520nm，每个晶胞中含2个 ZnO分子，测得两种情况下ZnO晶体的密度分别为 5.740 g/cm3和 5.606g/cm3，求这两种情况下各产生什么型式的固溶体？已知原子量：Zn为65.39，O为16.00。

（10分）3．MgO熔点T M＝ 2800℃，空位形成能E＝6ev。

欲使Mg2＋在MgO中的扩散直至MgO的熔点都是非本征扩散，要求MgO中三价杂质离子有什么样的浓度？（10分）4．由SiO2和Al2O3粉反应生成莫来石的过程是由扩散控制的反应，符合杨德方程，如果活化能为209kJ/mol，反应在 1400℃进行1小时，只完成10%，那么 1600℃进行3小时反应将完成多少？（10分）三、分析与问答（共50分）1．（10分）请从结构上解释造成图1所示不同聚集状态SiO2的X射线衍射图谱差别的原因。

2．（20分）图2为Al2O3料浆粘度和ζ电位与pH值的关系，请分析该实验结果并说明在实际Al2O3陶瓷生产中的意义。

图1 图23．（20分）图3为ABC三元系统相图。

（1）说明化合物D1、D2和D3的性质；（2）划分副三角形，判断各三元无变量点E、F、G、H、I的性质，并写出相平衡方程；（3）用箭头标出DABC边上及各界线上的温降方向，并判断各界线性质；（4）写出组成为M熔体的析晶过程相平衡表达式，并计算液相组成点刚达到结晶结束点时所存在的各相的百分含量（用线段表示）；（5）请画出AB、BC、AC二元系统相图，并注明各相区。

无机材料科学基础试卷7一、名词解释（20分）1、正尖晶石、反尖晶石；2、线缺陷、面缺陷；3、晶子学说、无规则网络学说；4、可塑性、晶胞参数；二、选择题（10分）1、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2、晶体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）3、依据等径球体的堆积原理得出，六方密堆积的堆积系数（）立方密堆积的堆积系数。

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、4B、12C、8D、65、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、4，8B、8，4C、1，2D、2，46、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7、在硅酸盐熔体中，当R=O/Si减小时，相应熔体组成和性质发生变化，熔体析晶能力（），熔体的黏度（），低聚物数量（）。

A、增大B、减小C、不变D、不确定8、当固体表面能为1.2J/m2，液体表面能为0.9 J/m2，液固界面能为1.1 J/m2时，降低固体表面粗糙度，（）润湿性能。

A、降低B、改善C、不影响9、一种玻璃的组成为32.8%CaO，6.0 Al2O3%，61.2 SiO2%，此玻璃中的Al3+可视为网络（），玻璃结构参数Y=（）。

A、变性离子，3.26B、形成离子，3.26C、变性离子，2.34D、形成离子，2.3410、黏土泥浆胶溶必须使介质呈（）。

A、酸性B、碱性C、中性11、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小，就（）形成玻璃。

A、越难B、越容易C、很快D、缓慢12、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、空间群三、填空（15分）1、a=b≠c α=β= 900，γ=1200的晶体属（）晶系。

无机材料科学基础考研题库无机材料科学基础考研题库无机材料科学是材料科学的重要分支之一，涉及到无机材料的合成、结构、性能和应用等方面。

对于考研学子来说，掌握无机材料科学的基础知识是非常重要的。

下面将为大家提供一些无机材料科学基础的考研题库，以供学习参考。

一、选择题1. 下列哪种无机材料是典型的半导体材料？A. 铜B. 铝C. 硅D. 铁2. 钙钛矿结构是一种常见的无机材料结构，下列哪种材料属于钙钛矿结构？A. 钛酸钠B. 硫化铁C. 氧化铝D. 硫化镉3. 金刚石是一种典型的碳基无机材料，它的晶体结构属于下列哪种结构类型？A. 立方晶系B. 正交晶系C. 单斜晶系D. 六方晶系4. 下列哪种无机材料是属于陶瓷材料？B. 铜合金C. 硅胶D. 氧化铝5. 下列哪种无机材料是属于高分子材料？A. 聚乙烯B. 硅胶C. 硫化镉D. 氧化铝二、判断题1. 氧化铝是一种常见的无机材料，它具有良好的导电性。

A. 正确B. 错误2. 碳纳米管是一种典型的无机材料，具有良好的导电性和导热性。

A. 正确B. 错误3. 陶瓷材料具有良好的耐高温性和耐腐蚀性，适用于制作高温工具和化学容器等。

A. 正确B. 错误4. 金属材料具有良好的导电性和导热性，适用于制作电子元件和散热器等。

A. 正确5. 高分子材料具有良好的柔韧性和可塑性，适用于制作塑料制品和橡胶制品等。

A. 正确B. 错误三、简答题1. 请简要介绍无机材料科学的研究内容和应用领域。

2. 请简要介绍无机材料的合成方法和常见的合成技术。

3. 请简要介绍无机材料的结构分类和晶体结构类型。

4. 请简要介绍无机材料的性能表征方法和常见的表征技术。

5. 请简要介绍无机材料的应用领域和发展前景。

四、论述题1. 无机材料科学在能源领域的应用与发展。

2. 无机材料科学在环境保护领域的应用与发展。

3. 无机材料科学在生物医学领域的应用与发展。

4. 无机材料科学在信息技术领域的应用与发展。

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。

无机材料科学基础试卷一一、名词解释（20分）（8*2.5分）点群、晶子假说、正尖晶石、网络变性剂、液相独立析晶、本征扩散、二级相变、液相烧结二、问答题（70分）1、试写出少量MgO掺杂到A12O3中和少量YF3掺杂到CaF2中的缺陷反应方程与对应的固溶式。

（7分）2、试比较杨德尔方程和金斯特林格方程的优缺点及其适用条件。

（8分）3、MoO3和CaCO3反应时，反应机理受到CaCO3颗粒大小的影响。

当MoO3：CaCO3＝1：1，MoO3的粒径r1为0.036mm，CaCO3的粒径r2为0.13mm时，反应是扩散控制的；而当CaCO3：MoO3＝15：1，r2＜0.03mm时，反应由升华控制，试解释这种现象。

（7分）4、什么是润湿？改善润湿的方法有那些？（8分）5、为什么等轴晶系有原始、面心、体心格子，而没有单面心格子？（4分）6、二次再结晶与晶粒生长有何异同？生产中避免二次再结晶的方法有哪些？（6分）7、说明高岭石和蒙脱石的结构特点，并解释为什么蒙脱石具有膨胀性和高的阳离子交换容量，而高岭石则不具有膨胀性、阳离子交换容量也很低。

（10分）8、相图分析（20分）右图为生成一个三元化合物的三元相图，（1）判断三元化合物D的性质，说明理由？（2）标出边界曲线的温降方向（转熔界限用双箭头）；（3）指出无变量点的性质（E、F、G）；（4）分析点M1，M2的结晶路程；(5) 计算M2点液相刚到结晶结束点和结晶结束后各相的含量。

三、计算题（10分）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半小时，测得晶粒尺寸为10μm，试问保温2小时，晶粒尺寸多大？为抑制晶粒生长加入0.1％MgO，此时若保温2小时，晶粒尺寸又有多大？无机材料科学基础试卷一答案及评分标准一、名词解释（20分）（8*2.5分）点群、晶子假说、正尖晶石、网络变性剂、液相独立析晶、本征扩散、二级相变、液相烧结点群：又名对称型，是指宏观晶体中对称要素的集合。

材料综合知识竞赛试题集——无机材料科学基础1.由晶体对称定律可知晶体中不可能出现几次对称轴（ C ）A 2次B 3次C 5次D 6次2.下列哪个晶系不属于低级晶族（ B ）A三斜 B三方 C单斜 D正交3.宏观晶体中可能存在的对称型有几种（ C ）A 7B 23C 32D 474.哪个晶系的晶体对称性最高（ D ）A正交B三斜C六方D等轴5.哪个晶系的晶体对称性最低（ B ）A正交B三斜C六方D等轴6.四方晶系的晶体几何常数应满足的条件（A）Ａa=b≠c α=β=γ=90°Ｂa=b=c α=β=γ=90°Ｃa=b=c α=β=γ≠90°Ｄa≠b≠c α=β=γ=90°7.NaCl晶体属于哪种布拉维格子（ C ）A立方体心 B四方体心 C立方面心 D正交面心8.下列哪个不是晶体的基本性质（C）A对称性 B自限性 C各向同性 D最小内能性9.下列哪个晶系属于中级晶族（ B ）A三斜 B三方 C单斜 D正交10.宏观晶体中可能存在的晶系有几种（A）A 7B 23C 32D 4711.等轴晶系的晶体几何常数应满足的条件（B）A a=b≠c α=β=γ=90°B a=b=c α=β=γ=90°C a=b=cα=β=γ≠90°D a≠b≠cα=β=γ=90°12.三斜晶系的晶体几何常数应满足的条件（D）A a=b≠c α=β=γ=90°B a=b=c α=β=γ=90°C a=b=cα=β=γ≠90°D a≠b≠cα=β=γ=90°13.正交晶系的晶体几何常数应满足的条件（D）A a=b≠c α=β=γ=90°B a=b=c α=β=γ=90°C a=b=cα=β=γ≠90°D a≠b≠cα=β=γ=90°14.共有多少个空间群（C）第 1 页A 23B 32C 230D 32015. 共有多少个点群（B ）A 23B 32C 230D 32016. 共有多少种布拉维格子（B ）A 7B 14C 23D 3217. 晶体初基平移矢量为=3i =3j =23(i+j+k)它属于何种布拉维格子（A ）A 体心立方B 体心四方C 面心立方D 面心正交 18. 以下哪个为晶体初基平移矢量为=3i =3j =23(i+j+k)最密集的{h k l}（D ） A {001} B {010} C {011} D {110}19. 晶体初基平移矢量为=3i =3j =23 (i+j+k)晶胞的体积（D ） A 9 B 13.5 C 18 D 27 20. 晶体初基平移矢量为=3i =3j =23(i+j+k)原胞的体积（B ） A 9 B 13.5 C 18 D 2721. NaCl 中Na 离子的配位数为（C ）A ４B ５C ６D ８22. AgI 的实际配位数为（A ）A ４B ５C ６D ８23. NaCl 晶体单位晶胞中的“分子”数为（B ）A 2B 4C 6D 824. 在ＣsCl 中，如果取单位晶胞时把坐标原点取在Cs 离子的位置，那么Cl-的坐标为（C ） A 000 B 0021 C 212121 D 2100 25. 在晶体缺陷理论中进入晶体正常结点之间的间隙位置的原子称为（D ）A 取代原子B 空位原子C 杂质原子D 填隙原子26.在晶体缺陷理论中外来原子进入晶格就成为晶体中的杂质，这种杂质原子如果取代原来晶体中的原子而进入正常结点的位置称为（A ）A 取代原子B 空位原子C 杂质原子D 填隙原子 27. 当晶体的温度高于绝对0K 时，由于晶体内原子热震动，使一部分能量较大的原子离开平衡位置造成的缺陷称为（B ）A 杂质缺陷B 热缺陷C 点缺陷D 面缺陷28. 硅氧四面体通过公用氧离子相连，在一维方向延伸成链状，链与链之间是通过其他阳离子按一定的配位关系连接起来。

无机材料科学基础试卷九一、名词解释（20分）：1. 不一致熔融化合物，连线规则2. 非本征扩散，稳定扩散3. 非均匀成核, 一级相变，4. 晶粒生长，二次再结晶二、选择题（12分）：1. 据范特荷夫规则,纯固相反应，反应过程是（）A.放热过程B.等温过程C.吸热过程2. 在反应温度下，当固相反应的某一相发生晶型转变时，反应速度是（）A. 无影响B. 加快C. 减慢3. 表面扩散系数Ds，界面扩散系数Dg，晶格扩散系Db的关系是（）A.Ds﹥Dg﹥DbB. Ds﹥Db﹥DgC.Db﹥Ds﹥DgD. Db﹥Dg﹥Ds4. 同一种物质在晶体中的扩散系数（）在玻璃中的扩散系数A．大于B．等于C．小于D．不确定5. A，B进行反应生成AmBn,为扩散控制的固相反应，若D B》D A，则在AmBn-A 界面上，反应物B的浓度C B为（）A.1B.0C.不确定6. 烧结中晶界移动的推动力是（）A.表面能B.晶界两侧自由焓差C.空位浓度差7. 陶瓷经烧结后在宏观上的变化表述不正确的是（）A.强度增加B.体积收缩C.气孔率降低D.致密度减少8. 金斯特林格方程采用的反应截面模型为（）A.平板B.球体C.球壳D.圆柱9. 下列过程中，哪一个能使烧结体的强度增加而不引起坯体收缩？A.蒸发-凝聚B.体积扩散C.流动传质D.溶解-沉淀10. 下列属于逆扩散过程的是（）A. 二次再结晶B.杂质的富集于晶界C.布朗运动11.在制造透明Al2O3陶瓷材料时，原料粉末的粒度为2μm，在烧结温度下保温30分钟，测得晶粒尺寸为10μm。

若在同一烧结温度下保温4小时，晶粒尺寸为（）, 为抑制晶粒生长加入0.1％MgO，此时若保温4小时，晶粒尺寸为（）。

A. 16μmB. 20μmC. 24μmD. 28μm三、填空题（18分）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，产生这四种传质的原因依次为（）、（）、（）和（）。

《无机材料性能学基础》考试题1一、填空题——每空1.5分，共15分1.金属晶体结构有______晶格、__ __晶格和___ __晶格，其中，由____组成的晶体塑性最好。

2.Sterm扩散双电层分为两部分：______和_____ ____。

3.当物质的温度升高时，表面张力将_______，弹性模量将__________，实际抗拉强度将____ _______（填写增高还是降低）4.硅酸盐晶体结构中的最基本结构单元是___或_ [SiO4]_。

三、判断题（只需判断对错，不需改错或说明理由）——每题2分，共10分1. 高聚物交联频率越高，其刚性越强，变形性越小；（）2. 因为缺陷的存在，金属材料的实际抗拉强度远小于其理论抗拉强度，因此，缺陷越多，材料实际强度越小。

（）3. 在金属材料的固溶强化机理中，间隙型固溶强化效果比置换型强化效果好。

（）4. 化学吸附比物理吸附更稳定。

（）5. 温度越高，材料的蠕变越大；（）二、对以下概念作出说明或解释（每个4分，共计16分）1.断裂韧性2.负离子屏蔽3.合金4.疲劳极限三、简答及计算题——共59分1.已知某材料中存在一个250μm的裂缝，现在裂缝扩展到500μm，请计算其实际抗拉强度下降了多少？——6分2.将材料直接磨细的过程中，发现很难达到要求的细度，并且磨细后的材料团聚在一起，不能分散，严重影响了它的使用，如何解决这一问题？——6分3.为什么晶须的实际强度接近于理论强度？——5分4.溶胶是热力学不稳定体系，但在一定条件下，为何并不发生聚沉而稳定存在？——6分5.影响烧结的因素有哪些？——6分6.什么是临界胶束浓度，与表面活性剂的作用发挥有何关系？——6分7.已知某稀溶液的表面张力随浓度的变化公式符合公式γ=72-500C，计算溶质表面超量的变化系数K。

（已知Γ=K×C，温度为T）——8分8.某土石方工程中要开挖湿土，但湿土中的水分给工程带来了不便，但利用某一电动现象原理很容易将水收集到一起并抽走，请问用到了什么电动现象，其基本概念是什么？——8分9.请说明可以用哪些方法来判定某种材料是否是脆性材料？如何判定？——8分《无机材料性能学基础》考试题2四、名词解释——每题5分，共20分1. 晶体2. 粘弹性3. 滑移4. 表面活性五、填空题——每空1分，共10分1.金属晶体结构有_ _晶格、__ __晶格和_ _晶格。

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 、2B 、3C 、4D 、59．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 bB 、D gC 、D s11. 系统2222CaO + SiO 2CaO SiO + CaO SiO + 3CaO 2SiO →⋅⋅⋅中的独立组分数为（ d ）a. 5b. 4c. 3d. 212. 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-占据立方面心的面心位置，Ti4+充填于（ d ）之间。

材料科学基础试卷(一)一、概念辨析题（说明下列各组概念的异同。

任选六题，每小题3分，共18分）1 晶体结构与空间点阵2 热加工与冷加工3 上坡扩散与下坡扩散4 间隙固溶体与间隙化合物5 相与组织6 交滑移与多滑移7 金属键与共价键8 全位错与不全位错9 共晶转变与共析转变二、画图题（任选两题。

每题6分，共12分）1 在一个简单立方晶胞内画出［010］、［120］、［210］晶向和（110）、（112）晶面。

2 画出成分过冷形成原理示意图（至少画出三个图）。

3 综合画出冷变形金属在加热时的组织变化示意图和晶粒大小、内应力、强度和塑性变化趋势图。

4 以“固溶体中溶质原子的作用”为主线，用框图法建立与其相关的各章内容之间的联系。

三、简答题（任选6题，回答要点。

每题5分，共 30 分）1 在点阵中选取晶胞的原则有哪些？2 简述柏氏矢量的物理意义与应用。

3 二元相图中有哪些几何规律？4 如何根据三元相图中的垂直截面图和液相单变量线判断四相反应类型？5 材料结晶的必要条件有哪些？6 细化材料铸态晶粒的措施有哪些？7 简述共晶系合金的不平衡冷却组织及其形成条件。

8 晶体中的滑移系与其塑性有何关系？9 马氏体高强度高硬度的主要原因是什么？10 哪一种晶体缺陷是热力学平衡的缺陷，为什么？四、分析题（任选1题。

10分）1 计算含碳量w=0.04的铁碳合金按亚稳态冷却到室温后，组织中的珠光体、二次渗碳体和莱氏体的相对含量。

2 由扩散第二定律推导出第一定律，并说明它们各自的适用条件。

3 试分析液固转变、固态相变、扩散、回复、再结晶、晶粒长大的驱动力及可能对应的工艺条件。

五、某面心立方晶体的可动滑移系为(111) [110].（15分）(1) 指出引起滑移的单位位错的柏氏矢量.(2) 如果滑移由纯刃型位错引起,试指出位错线的方向.(3) 如果滑移由纯螺型位错引起,试指出位错线的方向.(4) 在(2),(3)两种情况下,位错线的滑移方向如何?(5) 如果在该滑移系上作用一大小为0.7MPa的切应力，试确定单位刃型位错和螺型位错线受力的大小和方向。

测试二一、名词解释（每小题3分，共15分）1．结构弛豫2．阳离子交换容量3．本征扩散4．非均态成核5．二次再结晶二、填空（每小题2分，共20分）1．常用的相平衡实验研究方法有__________、_________和__________三种。

2．化合物TiO2－X由于在组成上偏离化学计量而产生的晶格缺陷是________________，缺陷形成反应式为_____________________________，属于_________型非化学计量化合物，应在_________气氛下形成。

3．一种玻动的摩尔组成为24mol％Na2O，12mol％Al2O3，64mol％SiO2，其四个基本结构参数为Z＝__________，R＝___________, X＝___________, Y＝_________，非桥氧百分数X％＝____________。

4．三种典型离子化合物PbI2、PbF2、CaF2的比表面能分别为130尔格/cm2、900尔格/cm2、2500尔格/cm2，由此可以预计这三种化合物的表面双电层厚度的大小次序为_________________________________。

5．粘土粒子破键引起的荷电与介质的PH值有关，高岭土在酸性介质中边棱带______电荷；在碱性介质中边棱带____电荷。

6．某物质在800°C时扩散系数为10－10cm2/s，在1200°C时为10－4cm2/s，则该物质的扩散活化能为__________________kJ/mol。

7．固液相变时，非均态成核势垒与接触角q有关。

当q角分别为__________、_________和_________时，（1）非均态成核势垒与均态成核势垒相等；（2）不存在非均态成核势垒；（3）非均态成核势垒为均态成核势垒的一半。

8．归纳起来，固相反应中相界面上的化学反应通常包括以下三个过程：____________________________、___________________________和____________________________。

测试四一、名词解释（本题30分，每小题3分）1．结构水2．压电效应3．弗仑克尔缺陷4．硼反常现象5．非均态核化6．Tg转变温度7．驰豫表面8．触变性9．矿化剂10．不一致熔融化合物二、填空（本题20分，每小题2分）1．若将离子晶体中的质点视为球体，则等径球的最紧密堆积方式有和两种，这两种堆积方式中都存在空隙，它们的空间利用率都为。

2．在闪锌矿（立方ZnS）结构中，S2-作密堆积，Zn2+填充的空隙，Zn2+的配位数为，S2-的配位数为，单位晶胞内含有个分子。

3．硅酸盐晶体2MgO·2Al2O3·5SiO2的结构式为，属于结构。

4．对某MO晶体的空位形成能为4ev，则该晶体在1600℃时的空位浓度为。

5．在Al2O3中掺杂少量NiO生成黄宝石，经分析认为是形成置换型固溶体，则缺陷反应方程为，固溶体分子式为。

6．将以下物质形成玻璃的难易程度排列一次序（由易至难用编号排列）。

（1）50%GeO2+50%SiO2熔体 100℃/min冷却（2）50%GeO2+50%SiO2气化到一个0℃的薄板上（3）Na2O·2SiO2熔体 100℃/min 冷却（4）ZnCl2熔体 100℃/min 冷却（5）Na2O·A12O3·2SiO2熔体 100℃/min 冷却（6）Na2O·SiO2熔体 100℃/min 冷却7．一种玻璃的摩尔组成为10mol％Na2O·20mol％Al2O3·70mol％SiO2，则四个基本结构参数分别为Z= ，R= ，X= ，Y= 。

8．真空中，Al2O3瓷片的表面张力为0.90N/m，液态铁的表面张力为1.72 N/m，而Al2O3－液态铁的界面张力为2.30 N/m，则接触角为。

液态铁能否润湿Al2O3瓷片？。

9． PbZrO3和PbTiO3均属于型结构，其中Zr4+离子半径为0.079nm，Ti4+离子半径为0.068nm，它们之间能形成型固溶体，原因是。

……………………………………………………………………………………………………… 试卷编号 MSE09-1 拟题教研室（或教师）签名 徐协文 教研室主任签名………………………………………………………………………………………………………长沙理工大学考试试卷………………………………………………………………………………………………………课程名称（含档次）无机材料科学基础/考试 课程代号专业： 无机材料工程 层次（本部、城南）： 本部 考试方式（开、闭卷）闭一、选择题（在括号中填空相应字母）（20分）1、晶体结构中宏观对称要素的（组）集合称（ C ）。

（a ）点群，（b ）微观对称要素，（c ）对称型，（d ）空间群。

2、反尖晶石中三价阳离子的一半填在（ ）空隙中，而另（ ）填在八面体空隙中。

（a ）四面体，四分之一；（b ）变形的四面体，一半；（c ）八面体，一半；（d ）四面体，二分之一。

3、下列硅酸盐矿物属于层状结构的是（ ），属链状结构的有（ ），属岛状结构的为（ ）。

（a ）顽火辉石Mg 2[Si 2O 6]，（b ）绿宝石Be 3A l2[Si 6O 18]，（c ）镁橄榄石Mg 2[SiO 4]，（d ）K 2O ·Al 2O 3·6SiO 2，（e ）叶腊石Al 2[Si 4O 10]（OH ）2。

4、金属氧化物MO ，在还原气氛下M 与O 之比为M ：O=1.1：1，则其化学式为（ ）。

（a ）M 1.1O ，（b ）MO 0.91，（c ）MO 1.1。

5、硅酸盐熔体中，O/Si 减小时，下列变化分别是： （1）碱性氧化物含量（ ）。

（2）非桥氧（ ）。

（3）熔体粘度（ ）。

（4）析晶倾向（ ）。

（5）聚合度（ ）。

（a ）不变，（b ）降低，（c ）增加。

6、下列情况哪种情形（条件）液体在固相表面自由铺展最快（ ）。

（a ）γSV ＜νSL ，（b ）0°＜润湿角θ＜90°，（c ）θ=0°，（d ）γSV ＞γSL +γLV7、扩散字数可表达为D=261r f ，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 ）。

1. 典型金属的晶体结构主要有：_面心立方结构______、_体心立方结构_______和___六方密堆积_结构____，其中__面心立方结构______和___六方密堆积结构_____称为最紧密排列。

2. 位错最重要、最基本的形态有：_刃型位错_______和_螺型位错_______两种，以及它们组成的___混合位错_____。

3. 在置换型固溶体中，从离子半径、晶体结构类型和离子电价3个因素考虑，生成连续型固溶体的条件是：__Δr<15%____、晶体结构类型相同、离子价相同或同号离子价总和相同；r Al3+=0.054nm，r Ti4+=0.061nm，Al2O3-TiO2二元体系生成_连续_型固溶体，判断依据是：______Δr<15%__。

不生成固溶体的决定性条件是：_______Δr>30%__________________。

4. 聚合物在不同条件下得到的结晶有多种形态，包括：__晶态_____、__非晶态__、___取向态_______、___液晶态________和___混态____，其中___晶态__的力学强度最高。

5. 高分子液晶根据液晶分子的聚集排列方式不同，可分为：______、______和______三类；以制备方法分，高分子液晶一般都属于______液晶体系。

6. 高分子链的空间构型从其旋光性分，可分为：__________、__________和__________三种。

7. PVD法包括：__________、__________和__________三种。

二、单项选择题（2×10=20分）：1. 材料科学的核心内容是：（D ）A．成分B．理论C．工艺设计D．结构与性能2. 晶体的本质特征是：（A ）A．内部质点在三维空间周期排列B．具有规则的几何外形C．具有对称性D．具有各向异性3. 斜方晶系的晶体常数特征为：（D ）A．a≠b≠c , α=β=γ=90°B．a=b≠c , α=β=γ=90°C．a=b=c , α=β=γ=90°D．a≠b≠c , α≠β≠γ≠90°4. 按照晶体宏观对称性可将各种外形的晶体分为____个晶系。

无机材料科学基础复习题一、选择题1. 无机材料的分类包括以下哪些选项？A. 金属材料B. 陶瓷材料C. 玻璃材料D. 所有以上选项答案：D2. 陶瓷材料的主要成分是什么？A. 金属元素B. 非金属元素C. 有机元素D. 金属和非金属元素答案：B3. 玻璃材料的制造过程中，以下哪个步骤是必不可少的？A. 熔融B. 冷却C. 固化D. 所有以上步骤答案：D二、填空题1. 无机材料的强度通常与其______结构有关。

答案：晶体2. 陶瓷材料的硬度通常比金属材料______。

答案：高3. 玻璃材料的透光性是由其______结构决定的。

答案：无定形三、简答题1. 简述无机材料的一般特性。

答案：无机材料通常具有高硬度、高熔点、良好的化学稳定性和热稳定性等特点。

2. 描述陶瓷材料在现代工业中的应用。

答案：陶瓷材料在现代工业中广泛应用于电子、化工、航空航天、医疗等领域，如电子器件的绝缘体、化工设备的耐腐蚀材料、航空航天器的热防护材料以及医疗领域的人工骨骼等。

3. 阐述玻璃材料的制造过程。

答案：玻璃材料的制造过程主要包括原料的混合、高温熔融、成型、退火和冷却等步骤。

四、论述题1. 论述无机材料科学在新材料研究中的重要性。

答案：无机材料科学是研究无机材料的组成、结构、性能及其加工工艺的科学，它在新材料研究中具有重要的地位。

无机材料的广泛应用推动了材料科学的发展，同时新材料的不断涌现也为无机材料科学提供了新的研究领域和挑战。

2. 分析无机材料在环境友好型材料开发中的作用。

答案：无机材料在环境友好型材料开发中起着至关重要的作用。

例如，陶瓷材料和玻璃材料可以替代一些对环境有害的材料，减少污染。

此外，无机材料的回收和再利用也是环境友好型材料开发的重要组成部分。