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材料科学基础2复习题及部分参考答案一、名词解释1、再结晶：指经冷变形的金属在足够高的温度下加热时，通过新晶粒的形核及长大，以无畸变的等轴晶粒取代变形晶粒的过程。
2、交滑移：在晶体中，出现两个或多个滑移面沿着某个共同的滑移方向同时或交替滑移。
3、冷拉：在常温条件下，以超过原来屈服点强度的拉应力，强行拉伸聚合物，使其产生塑性变形以达到提高其屈服点强度和节约材料为目的。
（《笔记》聚合物拉伸时出现的细颈伸展过程。
）4、位错：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）。
（《书》晶体中某处一列或者若干列原子发生了有规律的错排现象）5、柯氏气团：金属内部存在的大量位错线，在刃型位错线附近经常会吸附大量的异类溶质原子（大小不同吸附的位置有差别）,形成所谓的“柯氏气团”。
（《书》溶质原子与位错弹性交互作用的结果，使溶质原子趋于聚集在位错周围，以减小畸变，降低体系的能量，使体系更加稳定。
）6、位错密度：单位体积晶体中所含的位错线的总长度或晶体中穿过单位截面面积的位错线数目。
7、二次再结晶：晶粒的不均匀长大就好像在再结晶后均匀、细小的等轴晶粒中又重新发生了再结晶。
8、滑移的临界分切应力：滑移系开动所需要的最小分切应力。
（《书》晶体开始滑移时，滑移方向上的分切应力。
）9、加工硬化：金属材料在再结晶温度以下塑性变形时强度和硬度升高，而塑性和韧性降低的现象，又称冷作硬化。
（《书》随塑性变形的增大，塑性变形抗力不断增加的现象。
）10、热加工：金属铸造、热扎、锻造、焊接和金属热处理等工艺的总称。
（《书》使金属在再结晶温度以上发生加工变形的工艺。
）11、柏氏矢量：是描述位错实质的重要物理量。
反映出柏氏回路包含的位错所引起点阵畸变的总积累。
（《书》揭示位错本质并描述位错行为的矢量。
）反映由位错引起的点阵畸变大小的物理量。
12、多滑移：晶体的滑移在两组或者更多的滑移面（系）上同时进行或者交替进行。
13、堆垛层错：晶体结构层正常的周期性重复堆垛顺序在某二层间出现了错误，从而导致的沿该层间平面（称为层错面）两侧附近原子的错排的一种面缺陷。
材料科学基础2复习题及部分参考答案一、名词解释1、再结晶：指经冷变形的金属在足够高的温度下加热时，通过新晶粒的形核及长大，以无畸变的等轴晶粒取代变形晶粒的过程。
2、交滑移：在晶体中，出现两个或多个滑移面沿着某个共同的滑移方向同时或交替滑移。
3、冷拉：在常温条件下，以超过原来屈服点强度的拉应力，强行拉伸聚合物，使其产生塑性变形以达到提高其屈服点强度和节约材料为目的。
（《笔记》聚合物拉伸时出现的细颈伸展过程。
）4、位错：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）。
（《书》晶体中某处一列或者若干列原子发生了有规律的错排现象）5、柯氏气团：金属内部存在的大量位错线，在刃型位错线附近经常会吸附大量的异类溶质原子（大小不同吸附的位置有差别）,形成所谓的“柯氏气团”。
（《书》溶质原子与位错弹性交互作用的结果，使溶质原子趋于聚集在位错周围，以减小畸变，降低体系的能量，使体系更加稳定。
）6、位错密度：单位体积晶体中所含的位错线的总长度或晶体中穿过单位截面面积的位错线数目。
7、二次再结晶：晶粒的不均匀长大就好像在再结晶后均匀、细小的等轴晶粒中又重新发生了再结晶。
8、滑移的临界分切应力：滑移系开动所需要的最小分切应力。
（《书》晶体开始滑移时，滑移方向上的分切应力。
）9、加工硬化：金属材料在再结晶温度以下塑性变形时强度和硬度升高，而塑性和韧性降低的现象，又称冷作硬化。
（《书》随塑性变形的增大，塑性变形抗力不断增加的现象。
）10、热加工：金属铸造、热扎、锻造、焊接和金属热处理等工艺的总称。
（《书》使金属在再结晶温度以上发生加工变形的工艺。
）11、柏氏矢量：是描述位错实质的重要物理量。
反映出柏氏回路包含的位错所引起点阵畸变的总积累。
（《书》揭示位错本质并描述位错行为的矢量。
）反映由位错引起的点阵畸变大小的物理量。
12、多滑移：晶体的滑移在两组或者更多的滑移面（系）上同时进行或者交替进行。
13、堆垛层错：晶体结构层正常的周期性重复堆垛顺序在某二层间出现了错误，从而导致的沿该层间平面（称为层错面）两侧附近原子的错排的一种面缺陷。
材料科学基础试题及答案一、单项选择题（每题2分，共20分）1. 材料科学中，材料的基本组成单元是（）。
A. 分子B. 原子C. 离子D. 电子答案：B2. 金属的塑性变形主要是通过（）来实现的。
A. 弹性变形B. 位错运动C. 相变D. 断裂答案：B3. 在材料科学中，硬度的定义是（）。
A. 材料抵抗变形的能力B. 材料抵抗磨损的能力C. 材料抵抗压缩的能力D. 材料抵抗拉伸的能力答案：B4. 材料的热处理过程中，淬火的主要目的是（）。
A. 提高硬度B. 增加韧性C. 减少变形D. 提高导电性答案：A5. 以下哪种材料不属于复合材料？A. 碳纤维增强塑料B. 钢筋混凝土C. 不锈钢D. 玻璃钢答案：C二、填空题（每空1分，共20分）1. 材料的强度是指材料在受到______作用时，抵抗______的能力。
答案：外力；破坏2. 材料的断裂韧性是指材料在______条件下，抵抗______的能力。
答案：裂纹存在；断裂3. 材料的疲劳是指材料在______作用下，经过______循环后发生断裂的现象。
答案：交变应力；多次4. 材料的导热性是指材料在______条件下，抵抗______的能力。
答案：温度梯度；热量传递5. 材料的电导率是指材料在单位电场强度下，单位时间内通过单位面积的______。
答案：电荷量三、简答题（每题10分，共30分）1. 简述材料的弹性模量和屈服强度的区别。
答案：弹性模量是指材料在弹性范围内，应力与应变的比值，反映了材料抵抗形变的能力。
屈服强度是指材料在受到外力作用下，从弹性变形过渡到塑性变形时的应力值，反映了材料抵抗塑性变形的能力。
2. 描述材料的疲劳破坏过程。
答案：材料的疲劳破坏过程通常包括三个阶段：裂纹的萌生、裂纹的扩展和最终断裂。
在交变应力作用下，材料内部的微裂纹逐渐扩展，当裂纹扩展到一定程度，材料无法承受继续增加的应力时，就会发生断裂。
3. 什么是材料的热处理？请列举几种常见的热处理方法。
复习题（下）第六章空位与位错本章的主要内容：晶体中的缺陷，晶体缺陷的分类晶体缺陷的形成点缺陷：点缺陷的种类，点缺陷的形成，点缺陷的运动，点缺陷的平衡浓度，点缺陷对材料性能的影响位错：位错理论的起源：理论切变强度，位错学说位错的观察位错基本类型及特征：刃型位错，螺型位错，混合位错柏氏矢量：确定方法，柏氏矢量的模，实际晶体中的柏氏矢量，柏氏矢量的特性，位错密度外力场中作用在位错线上的力位错运动：滑移，攀移，派一纳力，混合位错的运动位错的弹性性质：直螺错的应力场，直刃错的应力场，混合直位错的应力场位错的应变能及位错线张力位错间的交互作用：两根平行螺位错的交互作用，两根平行刃位错的交互作用，位错的相互交截：螺型位错与螺型位错，刃错与刃错，螺错与刃错位错的塞积位错的增殖实际晶体中的位错：单位位错，堆垛层错，不全位错：肖克莱，弗兰克不全位错位错反应及汤普逊四面体位错与溶质原子的交互作用：弹性交互作用，柯垂尔气团，斯诺克气团，静电交互作用化学交互作用1 填空1 空位是热力学_______________的缺陷，而位错是热力学_____________的缺陷。
2 fcc晶体中单位位错（全位错）的柏氏矢量是_________________；bcc晶体中单位位错（全位错）的柏氏矢量是_________________;hcp晶体中单位位错（全位错）的柏氏矢量是_________________;fcc中Frank位错的柏氏矢量是___________。
3 一根柏氏矢量b=a/2<110>的扩展位错滑出晶体后，在晶体表面产生的台阶的高度为_____________________。
4 在某温度下，晶体中的空位数与点阵数的比值称为__________________。
2ξ为位错线单位矢量，b为柏氏矢量，则bξ=0时为_______位错，bξ=b时为________________位错，bξ =-b时为______________位错。
专业课原理概述部分一、选择题（每题1分，共5分）1. 材料的四大基本性能中，下列哪一项是指材料在外力作用下抵抗破坏的能力？A. 塑性B. 硬度C. 韧性D. 耐磨性2. 下列哪种晶体结构类型不具有滑移系？A. 面心立方B. 体心立方C. 六方最密D. 简单立方A. 钢铁B. 铝合金C. 玻璃D. 橡胶4. 下列哪个过程是纯金属凝固过程中原子排列从不规则到规则的过程？A. 凝固B. 凝固前沿C. 枝晶生长D. 偏析A. X射线衍射B. 扫描电镜C. 热分析D. 拉曼光谱二、判断题（每题1分，共5分）1. 材料的强度是指材料在外力作用下发生塑性变形的能力。
（错）2. 陶瓷材料的断裂韧性一般较低，因此容易发生断裂。
（对）3. 材料的熔点越高，其热稳定性越好。
（对）4. 晶体中的位错密度越高，材料的强度越高。
（错）5. 材料的疲劳寿命与加载频率成正比。
（错）三、填空题（每题1分，共5分）1. 材料的四大基本性能包括：____、____、____、____。
2. 晶体中原子排列的最小重复单元称为：____。
3. 金属材料在塑性变形过程中，位错的运动方式主要有：____、____、____。
4. 陶瓷材料的烧结过程主要包括：____、____、____。
5. 材料的热处理工艺主要包括：____、____、____。
四、简答题（每题2分，共10分）1. 简述晶体与非晶体的区别。
2. 什么是位错？它在材料中的作用是什么？3. 简述纯金属凝固过程中晶粒长大的驱动力。
4. 什么是材料的疲劳？影响材料疲劳寿命的因素有哪些？5. 简述材料表面改性的目的和方法。
五、应用题（每题2分，共10分）1. 已知某金属的屈服强度为200MPa，求在拉伸过程中，当应力达到150MPa时，该金属的塑性应变是多少？2. 一块玻璃在室温下受到外力作用，为什么容易发生脆性断裂？3. 有一块铝合金，其熔点为660℃，现将其加热至700℃，请分析其组织结构可能发生的变化。
习题21、立方点阵单胞轴长为a，给出简单立方、体心立方、面心立方这三种点阵的每一个阵点的最近邻、次近邻的点数，求出最近邻、次近邻的距离。
2、某正交晶系单胞中，在如下位置有单原子存在：①(0, 1/2, 0)，(1/2, 0, 1/2)两种位置都是同类原子；②([1/2, 0,0])，(0, 1/2, 1/2)上是A 原子，(0, 0, 1/2)，(1/2, 1/2, 0)是B 原子。
问上两种晶胞各属于哪一种布喇菲点阵？3、Fig.1 shows a unit cell of a hypothetical metal. (a) To which crystal system does this unit cell belong? (b) What would this crystal structure be called? (c) Calculate the density of the material, given that its atomic weight is 141 g/mol.Fig.1 Fig. 24、The unit cell for uranium has orthorhombic symmetry, with a, b, and c lattice parameters of 0.286, 0.587 and 0.495 nm, respectively. If its density, atomic weight, and atomic radius are 19.05 g/cm3, 238.03 g/mol, and 0.1385 nm, respectively, compute the atomic packing factor.5、Three different crystallographic planes for a unit cell of a hypothetical metal are shown in Fig.2. The circles represent atoms. (a) To what crystal system does the unit cell belong? (b) What would this crystal structure be called? (c) If the density of this metal is 18.91 g/cm3, determine its atomic weight.1、立方点阵单胞轴长为a，给出简单立方、体心立方、面心立方这三种点阵的每一个阵点的最近邻、次近邻的点数，求出最近邻、次近邻的距离。
武汉理工大学《材料科学基础》考试试卷第二套试卷一、填空题（共20分，每个空1分）1、材料按其化学作用或基本组成可分为（）、（）、高分子材料、复合材料四大类。
2、晶胞是从晶体结构中取出来的反应晶体（）和（）的重复单元。
3、热缺陷形成的一般规律是：当晶体中剩余空隙比较小，如NaCl型结构，容易形成（）缺陷；当晶体中剩余空隙较大时，如萤石CaF2型结构等，容易产生（）缺陷。
4、根据外来组元在基质晶体中所处的位置不同，可分为（）固溶体和间隙型固溶体：按照外来组元在基质晶体中的固溶度，可分为（）固溶体和有限固溶体。
5、硅酸盐熔体中，随着Na2O含量的增加，熔体中聚合物的聚合度（），熔体的粘度（）。
6、当熔体冷却速度很快时，（）增加很快，质点来不及进行有规则排列，晶核形成和晶体长大难以实现，从而形成了（）。
7、粉体在制备过程中，由于反复地破碎，所以不断形成新的表面，而表面例子的极化变形和重排，使表面晶格（），有序性（）。
8、非稳态扩散的特征是空间仟意一点的（）随时间变化，（）随位置变化。
9、动力学上描述成核生长相变，通常以（）、（）、总结晶速率等来描述。
10、温度是影响固相反应的重要外部条件。
一般随温度升高，质点热运动动能（），反应能力和扩散能力（）。
二、判断题（共10分，每个题1分）1、（）位错的滑移模型解释了晶体的实际切变应力与晶体的理论切变强度相差悬殊的内在原因。
2、（）空位扩散机制适用于置换型固溶体的扩散，3、（）一般来说在均匀晶体中引入杂质，都将使扩算系数增加4、（）-般来说，扩散粒子性质与扩散成指性质间差异越大，扩散系数也越大。
5、（）成核生长相变中晶体的生长速*与界面结构和原子迁移密切相关，当析出晶体和熔体组成相同时，晶体长大由扩散控制。
6、（）对于许多物理或化学步骤综合而成的在相反应中，反应速度由反应速度最快的步骤控制。
7、（）在烧结过程中，发生的初次再结晶使大鼎粒长大而小晶粒消失，气孔进入晶粒内部不易排出，烧结速度降低甚至停止。
工程材料基础试题一、填空题1.绝大多数金属的晶体结构都属于( 体心立方 )、( 面心立方 )和( 密排六方 )三种典型的紧密结构.2.液太金属结晶时,过冷度的大小与其冷却速度有关,冷却速度越大,金属的实际结晶温度越( 低 ),此时,过冷度越( 大 ).3.( 滑移 )和( 孪生 )是金属塑变形的两种基本方式.4.形变硬化是一种非常重要的强化手段,特别是对那些不能用( 热处理 )方法来进行强化的材料.通过金属的( 塑性变形 )可使其( 强度 )、( 硬度 )显著提高.5.球化退火是使钢中( 渗碳体 )球状化的退火工艺,主要用于( 共析 )和( 过共析 )钢,其目的在于( 降低硬度 ),改善( 切削加工 )性能,并可为后面的( 淬火 )工序作准备.6、大小不变或变化很慢的载荷称为静载荷，在短时间内以较高速度作用于零件上的载荷称为冲击载荷，大小和方向随时间发生周期性变化的载荷称为交变载荷。
7、变形一般分为弹性变形和塑性变形两种。
不能随载荷的去除而消失的变形称为塑性变形。
8、填出下列力学性能指标的符号：屈服点σs ，抗拉强度σb，洛氏硬度C标尺 HRC，伸长率δ，断面收缩率φ，冲击韧度 Ak ，疲劳极限σ-1。
9、渗碳零件必须采用低碳钢或低碳合金钢材料。
10、铸铁是含碳量大于 2.11％的铁碳合金。
根据铸铁中石墨的存在形状不同，铸铁可分为灰口铸铁、可锻铸铁、球墨铸铁和蠕墨铸铁等。
11、灰铸铁中，由于石墨的存在降低了铸铁的力学性能，但使铸铁获得了良好的铸造性、切削加工性、耐磨性、减震性及低的缺口敏感性。
12、高分子材料是 ( 以高分子化合物为主要组分的材料 ) 其合成方法有( 加聚 )和( 缩聚 ) 两种，按应用可分为( 塑料 )、( 橡胶 )、( 纤维 )、( 胶粘剂 )、( 涂料 )。
13、大分子链的几何形状为( 线型 )、( 支链型 )、( 体型 ),热塑性塑料主要是( 线型 )、分子链.热固性塑料主要是( 体型 )分子链.14、陶瓷材料分( 玻璃 )、( 陶瓷 )和( 玻璃陶瓷 )三类,其生产过程包括( 原料的制备 )、( 坯料的成形 )、( 制品的烧结 )三大步骤.15、可制备高温陶瓷的化合物是( 氧化物 )、( 碳化物 )、( 氮化物 )、( 硼化物 )和( 硅化物 ),它们的作用键主要是( 共价键 )和( 离子键 ).16、YT30是( 钨钴钛类合金 )、其成份由( WC )、( TiC )、( CO )组成,可用于制作( 刀具刃部 ).17、木材是由( 纤维素 )和( 木质素 )组成,灰口铸铁是由( 钢基体 )和( 石墨 )组成的.18、纤维增强复合材料中,性能比较好的纤维主要是( 玻璃纤维 )、( 碳纤维 )、( 硼纤维 )和( 碳化硅纤维 ).19、玻璃钢是( 树脂 )和( 玻璃纤维 )的复合材料,钨钴硬质合金是( WC )和( CO )的复合材料.以上,具有完全的( 导电性 )和 ( 抗磁性 ).20、超导体在临界温度TC二、判断题（√）1、在相同回火温度下，合金钢比同样含碳量的碳素钢具有更高的硬度（×）2、低合金钢是指含碳量低于0.25%的合金钢。
材料基础试题及答案一、选择题（每题2分，共20分）1. 金属的塑性变形主要通过哪种机制进行？A. 位错滑移B. 相变C. 晶界迁移D. 表面扩散答案：A2. 以下哪种材料属于复合材料？A. 不锈钢B. 玻璃C. 碳纤维增强塑料D. 陶瓷答案：C3. 陶瓷材料的主要特性是什么？A. 高强度B. 高韧性C. 高导电性D. 高导热性答案：D4. 合金的硬度通常比其组成金属的硬度要高，这是因为合金中存在：A. 固溶强化B. 沉淀强化C. 晶界强化D. 所有以上答案：D5. 金属的腐蚀通常是由哪种原因引起的？A. 电化学作用B. 机械磨损C. 热膨胀D. 辐射答案：A6. 以下哪项不是金属的热处理过程？A. 淬火B. 退火C. 正火D. 冷拔答案：D7. 材料的疲劳破坏通常是由于：A. 冲击载荷B. 循环载荷C. 静载荷D. 随机载荷答案：B8. 以下哪种材料具有自修复功能？A. 金属B. 陶瓷C. 聚合物D. 所有以上答案：C9. 材料的断裂韧性是指：A. 材料的硬度B. 材料的韧性C. 材料抵抗裂纹扩展的能力D. 材料的脆性答案：C10. 在金属加工中，冷加工和热加工的主要区别在于：A. 加工温度B. 加工速度C. 加工方法D. 加工精度答案：A二、填空题（每题2分，共20分）1. 材料的______是指材料在受到外力作用时，抵抗变形的能力。
答案：弹性模量2. 金属材料的______是指材料在受到外力作用时，能够承受的最大应力。
答案：屈服强度3. 材料的______是指材料在受到外力作用时，能够承受的最大应变。
答案：延伸率4. 材料的______是指材料在受到外力作用时，能够承受的最大应力而不发生断裂。
答案：抗拉强度5. 材料的______是指材料在受到外力作用时，能够承受的最大应力而不发生永久变形。
答案：屈服强度6. 材料的______是指材料在受到外力作用时，能够承受的最大应力而不发生断裂。
答案：抗拉强度7. 材料的______是指材料在受到外力作用时，能够承受的最大应力而不发生塑性变形。
一、名词解释（20分）（8*2.5分）刃位错、类质同晶、对称型、弗伦克尔缺陷、均匀成核、不稳定扩散、一致熔融化合物、二次再结晶问答题（70分）说明熔体中聚合物形成过程？从结构上来说明在SiO2熔体中随着Na2O加入量的不同，熔体粘度、形成玻璃能力如何变化，为什么? （6分）2、用NaCl和NH4Cl分别稀释同一种黏土泥浆，当电解质加入量相同时，试比较两种泥浆下列性质的差异。
（6分）（1）泥浆的流动性（2）泥浆的触变性（3）泥浆的可塑性（4）坯体的致密度（5）黏土的δ电位（6）泥浆的流动性3、硅酸盐晶体结构分类依据是什么？可分为哪几类，每类的结构特点是什么？（9分）4、对比不稳分解和均匀成核成长这两种相变过程。
讨论热力学和动力学特性以及过冷度和时间对产物组织的影响。
如何用实验方法区分这两种过程？在玻璃工业中，分相有何作用？请举例说明。
（9分）5、在硅酸盐晶体结构中，[SiO4]四面体或孤立存在，或共顶存连接，而不共棱更不共面，解释之。
（6分）6、如果NiO和Cr2O3球形颗粒之间反应生成NiCr2O4是通过产物层扩散进行的，请回答：（1）若1300℃，DCr3+>>DNi2+>DO2-，控制NiCr2O4生成速率的扩散是哪一种离子的扩散？为什么？（2）试分析早期的这一反应转化率G-t关系应符合哪一个动力学方程？（6分）7、在扩散传质的烧结过程中，使坯体致密的推动力是什么？哪些方法可促进烧结？说明原因。
（8分）8、下图为CaO-A12O3-SiO2系统的富钙部分相图，对于硅酸盐水泥的生产有一定的参考价值。
试：（1）画出有意义的付三角形；（2）用单、双箭头表示界线的性质；（3）说明F、H、K三个化合物的性质和写出各点的相平衡式；（4）分析M#熔体的冷却平衡结晶过程并写出相变式；（5）并说明硅酸盐水泥熟料落在小圆圈内的理由；（6）为何在缓慢冷却到无变量点K（1455℃）时再要急剧冷却到室温？（20分）计算题（10分）在KCl晶体中掺入10-5mo1％CaCl2，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ΔHs=251kJ/mol，R=8.314J/mo1·K）。
无机材料科学基础试卷二标准答案及评分标准一、名词解释（20分）（8*2.5分）刃位错、类质同晶、对称型、弗伦克尔缺陷、均匀成核、不稳定扩散、一致熔融化合物、二次再结晶刃位错：柏格斯矢量与位错线垂直的位错。
类质同晶：物质结晶时，其晶体结构中本应由某种离子或原子占有的配位位置，一部分被介质中性质相似的它种离子或原子占有，共同结晶成均匀的呈单一相的混合晶体，但不引起键性或晶体结构型式发生质变的现象称为类质同晶。
对称型，是指宏观晶体中对称要素的集合。
弗伦克尔缺陷：正常晶格上的原子进入晶格间隙形成填隙原子，在原来的位置上形成空位。
均匀成核：晶核从均匀的单相熔体中产生的过程。
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一致熔融化合物：是一种稳定的化合物。
它与正常的纯物质一样具有固定的熔点，熔化时，所产生的液相与化合物组成相同，故称一致熔融化合物。
二次再结晶：少数巨大晶粒在细晶消耗时成核长大过程。
问答题（70分）说明熔体中聚合物形成过程？从结构上来说明在SiO2熔体中随着Na2O加入量的不同，熔体粘度、形成玻璃能力如何变化，为什么? （6分）答：熔体中聚合物形成分三个阶段。
初期：主要是石英颗粒的分化；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。
（3分）在SiO2熔体中随着Na2O加入量的增加，分化的不断进行，熔体中高聚合度的聚合物的含量不断减少，低聚合度的聚合物的含量不断增加，导致熔体粘度降低、形成玻璃能力下降。
（3分）2、用NaCl和NH4Cl分别稀释同一种黏土泥浆，当电解质加入量相同时，试比较两种泥浆下列性质的差异。
（6分）（1）泥浆的流动性（2）泥浆的触变性（3）泥浆的可塑性（4）坯体的致密度（5）黏土的δ电位（6）泥浆的流动性答：（1）泥浆的流动性NaCl> NH4Cl（2）泥浆的触变性NaCl< NH4Cl（3）泥浆的可塑性NaCl< NH4Cl（4）坯体的致密度NaCl> NH4Cl（5）黏土的δ电位NaCl> NH4Cl（6）泥浆的流动性NaCl> NH4Cl3、硅酸盐晶体结构分类依据是什么？可分为哪几类，每类的结构特点是什么？（9分）答：硅酸盐晶体结构分类依据是：结构中硅氧四面体的连接方式。
（1.5分）可分为岛状：硅氧四面体孤立存在；（1.5分）组群状：硅氧四面体以两个、三个、四个或六个，通过共用氧相连成硅氧四面体群体，群体之间由其它阳离子连接；（1.5分）链状：硅氧四面体通过共用氧相连，在一维方向延伸成链状，链与链之间由其它阳离子连接；（1.5分）层状：硅氧四面体通过三个共用氧在两维平面内延伸成硅氧四面体层；（1.5分）架状：每个硅氧四面体的四个顶角都与相邻的硅氧四面体共顶，形成三维空间结构。
（1.5分）4、对比不稳分解和均匀成核成长这两种相变过程。
讨论热力学和动力学特性以及过冷度和时间对产物组织的影响。
如何用实验方法区分这两种过程？在玻璃工业中，分相有何作用？请举例说明。
（9分）答：不稳分解：在此区域内，液相会自发分相，不需要克服热力学势垒；无成核-长大过程，分相所需时间极短，第二相组成随时间连续变化。
在不稳分解分相区内，随着温度的降低、时间的延长，析出的第二相在母液中相互贯通，形成蠕虫状结构。
（4分）成核-生成：在此区域内，在热力学上，系统对微小的组成起伏是亚稳的，形成新相需要做功，即存在成核势垒，新相形成如同结晶过程的成核-长大机理，分相所需时间长，分出的第二相组成不随时间变化。
随着温度的降低、时间的延长，析出的第二相在母液中逐渐长大，形成孤立球状结构。
用TEM观察分相以后形貌，若两相无明显的连续性，第二相呈孤立球状，则为成核-生长分相；若两相形成互相交织的"蠕虫状"，则为不稳分解相变过程。
（4分）在玻璃工业中，利用玻璃分相可以改进结构和玻璃性能，制备新型玻璃。
例如通过硼硅酸盐玻璃分相制备微孔玻璃、高硅氧玻璃，通过分相促进锂铝硅微晶玻璃的核化和晶化，通过磷硅酸盐玻璃的分相制备乳浊玻璃等。
（1分）在硅酸盐晶体结构中，[SiO4]四面体或孤立存在，或共顶存连接，而不共棱更不共面，解释之。
（6分）答：根据鲍林规则，高电价低配位的阳离子与阴离子形成的配位多面体以共棱，特别是共面方式存在时，结构的稳定性降低。
在硅酸盐晶体结构中，[SiO4]四面体以共棱、共面方式相连时，中心阳离子间距较孤立存在或共顶存连接时小，中心阳离子间的斥力大，尤其是共面时斥力更大，结构不稳定，因此在硅酸盐晶体结构中，[SiO4]四面体或孤立存在，或共顶存连接，而不共棱更不共面。
（6分）6、如果NiO和Cr2O3球形颗粒之间反应生成NiCr2O4是通过产物层扩散进行的，请回答：（1）若1300℃，DCr3+>>DNi2+>DO2-，控制NiCr2O4生成速率的扩散是哪一种离子的扩散？为什么？（2）试分析早期的这一反应转化率G-t关系应符合哪一个动力学方程？（6分）答：（1）控制NiCr2O4生成速率的扩散是Ni2+离子。
因为NiO与Cr2O3主要阳离子经过产物层的逆向扩散生成NiCr2O4。
而DCr3+>>DNi2+>DO2，Cr3+扩散速度快，而Ni2+扩散速度慢。
（4分）（2）这一反应早期转化率与时间之间的关系应符合杨德尔方程[1-(1-G)1/3]2=KJt。
（2分）7、在扩散传质的烧结过程中，使坯体致密的推动力是什么？哪些方法可促进烧结？说明原因。
（8分）答：在扩散传质的烧结过程中，系统内不同部位（颈部、颗粒接触点、颗粒内部）空位浓度不同，导致原子或质点由颗粒接触点向颈部迁移，填充到气孔中。
因此使坯体致密化的推动力是空位浓度差。
（4分）对于扩散传质：（1）控制原料的起始粒度非常重要，颗粒细小的原料可促进烧结，因为颈部增长速率x/r与原料起始粒度r的3/5次方成反比；（2）温度对烧结过程有决定性作用，扩散系数与温度呈指数关系，因此提高温度可加速烧结。
（4分）8、下图为CaO-A12O3-SiO2系统的富钙部分相图，对于硅酸盐水泥的生产有一定的参考价值。
试：1、画出有意义的付三角形；2、用单、双箭头表示界线的性质；3、说明F、H、K三个化合物的性质和写出各点的相平衡式；4、分析M#熔体的冷却平衡结晶过程并写出相变式；5、并说明硅酸盐水泥熟料落在小圆圈内的理由；6、为何在缓慢冷却到无变量点K（1455℃）时再要急剧冷却到室温？（20分）解：1、如图所示；（1.5分）2、如图所示；（4分）3、F点低共熔点，LF→C3A+C12A7+C2S （1.5分）H点单转熔点，LH+CaO→C3A+C3S（1.5分）K点单转熔点，LK+C3S→C3A+C2S（1.5分）4、M点：L→C2S L→C2S+C3S L+C2S→C3S液：M---→a--------→y---------→K始(LK+C3S→C2S+C3A)→K终f=2 f=1 f=1 f=0C2S C2S+C3S C2S+C3S C2S+C3S+C3A固：D---→D----→b----→d---------→M （4分）5、因为硅酸盐水泥熟料中三个主要矿物是C3S、C2S、C3A。
根据三角形规则，只有当组成点落在C3S-C2S-C3A付三角形中，烧成以后才能得到这三种矿物。
从早期强度和后期强度、水化速度、矿物的形成条件等因素考虑，水泥熟料C3S的含量应当最高，C2S次之，C3A最少。
根据杠杆规则，水泥熟料的组成点应当位于C3S-C2S-C3A付三角形中小圆圈内。
（3分）6、因为缓慢冷却到K点，可以通过转熔反应L+C2S→C3S得到尽可能多的C3S。
到达K点后，急剧冷却到室温，可以（1）防止C3S含量降低，因为K点的转熔反应LK+C3S→C2S+C3A；（2）使C2S生成水硬性的β-C2S，而不是非水硬性的γ-C2S；（3）液相成为玻璃相，可以提高熟料的易磨性。
（3分）计算题（10分）在KCl晶体中掺入10-5mo1％CaCl2，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ΔHs=251kJ/mol，R=8.314J/mo1·K）解：在KCl晶体中掺入10-5mo1％CaCl2，缺陷方程为：则掺杂引起的空位浓度为（5分）欲使扩散以热缺陷为主，则即即解得T>936.5K （5分）。
