潘金生材料科学基础(修订版)知识点笔记课后答案
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第7章 界 面一、选择题1.形成临界晶核时体积自由能的减少只能补偿表面能的()。
A.1/3B.2/3C.3/4【答案】B2.液固相变时,非均匀成核位垒与接触角θ有关,当()时,非均匀成核位垒比均匀成核位垒降低一半。
A.θ=0°B.θ=45°C.θ=90°D.θ=180°【答案】C【解析】液固相变时,非均匀形核的形核功与均匀形核很相似,两者只差一个形状因子S(θ),ΔG非=S(θ)ΔG均,式中4cos3cos-2)S(3θθθ+=。
所以要得到S(θ)=0.5,则θ=90°。
二、填空题在固-液界面的润湿中,改善润湿的方法有______、______和______。
【答案】降低固液界面能;提高固体的表面能;改变固体的表面粗糙度。
三、判断题1.由扩散考虑,与大角度晶界迁移率相比,小角度晶界的迁移率较低。
()【答案】√2.两侧晶粒位相差小于20的称为大角度晶界。
()【答案】×【解析】多晶材料中各晶粒之间的晶界通常为大角度晶界,即相邻晶粒的位向差大于10的晶界。
3.在固液界面的润湿中,增加固体表面的粗糙度就一定有利于润湿。
()【答案】×【解析】影响润湿的因素:(1)界面张力;(2)固体表面粗糙程度:当θ<90°时,粗糙度愈大,表观接触角愈小,就容易润湿;当θ>90°时,则粗糙度愈大,越不利于润湿。
θ为平衡接触角;(3)固体表面吸附膜。
四、名词解释1.晶界答:晶界是属于同一固相但位向不同的晶粒之间的界面。
它是一种内界面。
2.晶界与界面能答:晶界是成分结构相同的同种晶粒间的界面。
界面上的原子处在断键状态,具有超额能量。
平均在界面单位面积上的超额能量叫界面能。
五、简答题1.简要说明晶界迁移的驱动力和影响晶界迁移的主要因素。
答:(1)晶界迁移驱动力为:变形储藏能和晶界曲率造成的晶界两侧的化学势差。
(2)影响晶界迁移率的主要因素:①溶质原子;②第二相颗粒;③温度;④晶界两侧晶粒位向。
第10章 回复与再结晶一、选择题1.形变后的材料再升温时发生回复和再结晶现象,则点缺陷浓度下降明显发生在()。
A.回复阶段B.再结晶阶段C.晶粒长大阶段【答案】A2.晶体长大时如生长速率与动态过冷度成正比,则()。
A.该晶体与液相的界面为粗糙界面B.该晶体与液相的界面为光滑界面C.该晶体藉螺型位错长大【答案】A3.下面关于对再结晶温度影响的说法中,错误的为()。
A.冷形变程度越小则再结晶温度越高B.在同样的冷变形程度下,原始晶粒尺寸越小则再结晶温度越低C.第二相粒子分布越弥散则再结晶温度越低【答案】C4.下面关于回复与再结晶机制的差别中,正确的为()。
A.回复不需要孕育期,而再结晶需要孕育期B.回复不需要激活能,而再结晶需要激活能C.回复不能降低形变态的应变能,而再结晶将降低形变态的应变能【答案】A5.形变后的材料在低温回复阶段时其内部组织发生显著变化的是()。
A.点缺陷的明显下降B.形成亚晶界C.位错重新运动和分布【答案】A6.再结晶结束后发生晶粒长大时的驱动力主要来自()。
A.高的外加温度B.高的材料内部应变能C.高的总晶界能【答案】C二、填空题1.结晶过程中晶体界面向液相推移的方式被称为______,与液固界面的微观结构有关。
2.再结晶完成后,晶粒长大可分为______晶粒长大和______晶粒长大。
【答案】正常;异常三、名词解释1.回复答:回复是指经冷塑性变形的金属在加热时,在光学显微组织发生改变前(即在再结晶晶粒形成前)所产生的某些结构和性能的变化过程。
2.动态再结晶答:动态再结晶是指再结晶温度以上变形和再结晶同时进行的现象。
3.二次再结晶答:二次再结晶是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。
四、简答题1.说明冷变形金属加热时回复、再结晶及晶粒长大的过程和特点。
答:(1)回复过程①组织不发生变化,仍保持变形伸长的晶粒形态。
③一般力学性能变化不大,硬度、强度仅稍有降低,塑性稍有提高;某些物理性能有较大变化,电阻率显著降低,密度增大。
第9章 凝固与结晶一、选择题在固相反应的计算中,金斯特林格方程比杨德尔方程的适用范围宽,两者最大的差别是()。
[南京工业大学2008研]A.计算方法不同B.前者以不稳定扩散方程求解C.几何模型不同【答案】C【解析】金斯特林格方程比杨德尔方程的适用范围大。
杨氏模型中假设球形颗粒反应截面积始终不变,因而只适用反应初期转化率较低的情况。
而金氏模型中考虑在反应进程中反应截面积随反应进程变化这一事实,因而金氏方程适用范围更广,可以适合反应初、中期。
两个方程都只适用于稳定扩散的情况。
二、填空题1.结晶过程中晶体界面向液相推移的方式被称为______,与液固界面的微观结构有关。
[北京工业大学2009研]【答案】晶体长大机制2.铸锭三晶区是指紧靠膜内壁的细晶区、______、铸锭中心的等轴粗晶区。
[北京工业大学2009研]【答案】垂直膜壁生长的柱状晶区【解析】铸锭三晶区的最外层是细晶区,特点是该晶区厚度薄,晶粒细小;中间层是柱状晶区,特点是该晶区的性能有方向性,组织致密;最内层是等轴粗晶区,特点是该晶区的性能没有方向性,组织不够致密。
三、判断题1.对于相同的体系,非均匀成核位垒≤均匀成核位垒。
[中南大学2004研]【答案】√2.晶粒长大过程中,大角度晶界具有比较快的迁移速度。
()[北京工业大学2009研]【答案】√【解析】晶界迁移是指晶界两边物质的吉布斯自由能之差使界面向曲率中心移动的一种现象。
晶粒长大并不是小晶粒的相互黏结,而是晶界移动的结果。
晶界移动的速率与晶界曲率以及系统的温度有关。
温度升高和曲率半径越小,晶界向其曲率中心移动的速率也越快。
3.固态相变中,由于母相中存在大量晶体缺陷,使得相变过程中很难发生均匀形核。
()[北京工业大学2009研]【答案】√4.在固相不扩散、液相完全混合的条件下,固溶体凝固中不可能出现成分过冷。
()[西安交通大学2006研]【答案】√四、名词解释1.均匀成核[南京工业大学2008研]答:均匀成核是指晶核从均匀的单相熔体中产生的几率处处相同。
9-1 证明临界晶核的形核功与临界晶核体积的关系为:∆G=VV∗.∆GG VV2并证明非均匀形核有同样的关系。
均匀形核:∆G=−43ππrr3∆GG VV+4ππrr2γγSSSS其中,∆GG VV=∆GG VV SS−∆GG VV SS=SS VV.∆TT TT mm,∆TT=TT mm−TT,γγSSSS表示固-液相的界面能,LL VV表示单位体积的熔化潜热,数值为正利用dd∆GG ddrr=0求出临界形核半径rr∗=2γγSSSS∆GG VV所以,∆G∗=−43ππrr∗3∆GG VV+4ππrr∗2γγSSSS=−VV∗∆GG VV+VV∗.3rr∗.γγSSSS=−VV∗∆GG VV+VV∗.3.∆GG VV2γγSSSSγγSSSS=VV∗.∆GG VV2非均匀形核同理可得:∆G=VV∗.∆GG VV2ff(θθ)9-2 写出临界晶核中原子数目的表达式,假设为面心立方晶体。
→临界晶核中原子数目=晶胞数×4(每个面心立方晶胞有4个原思路:晶胞数=临界晶核体积单个晶胞体积子)解:单个晶胞的体积=a3,其中a表示晶格常数,其与原子半径的关系为:α=2√2rr所以,单个晶胞的体积=�2√2rr�3=16√2rr3=12√2VVππ(因为单个原子体积V=43ππrr3)临界晶核的体积=43ππrr∗3=43ππ(2γγ∆GG BB)3临界晶核中原子数目=晶胞数×4=临界晶核体积单个晶胞体积×4=43ππ�2γγ∆GG BB�3×ππ12√2VV×4=16√2γγ3ππ29VV∆GG BB39-3 设想液体在凝固时形成的临界核心是边长为a的立方体,(1)导出均匀形核时临界晶核边长和临界形核功。
(2)证明在同样过冷度下均匀形核时,球形晶核较立方晶核更易形成。
(1)∆G=−aa3∆GG VV+6aa2γγSSSS利用dd∆GG ddaa=0求出临界晶核边长,aa∗=4γγSSSS∆GG VV所以,∆G∗=−aa∗3∆GG VV+6aa∗2γγSSSS=32γγSSSS3∆GG VV2(2)因为∆GG VV=∆GG VV SS−∆GG VV SS=LL VV.∆TT TT mm所以在相同过冷度下,∆GG VV相同又因为对球形晶核有∆G∗==16ππγγSSSS33∆GG VV2所以,∆GG球∗<∆GG立∗,故在同样过冷度下均匀形核时,球形晶核较立方晶核更易形成。
第11章 固态相变(Ⅰ)——扩散型相变一、判断题有序-无序转变是指晶体与非晶体之间的转变。
()[南京工业大学2003研]【答案】×【解析】有序-无序转变狭义是指存在于某些晶体内部的两种结构状态。
无序是指在某一临界温度以上,晶体结构中的两种或多种不同质点(原子或离子以至空位)都随机地分布于一种或几种结构位置上相互间排布没有一定的规律性的结构状态;有序是指此改办温度以下,这些不同的质点可以各自有选择地分占这些结构位置中的不同位置,相互间作有规则的排列的结构状态,相应的晶体结构称为超结构或超点阵。
有序-无序转变从物质结构上可分为三种主要类型:①位置有序;②取向有序;③与电子自旋状态有关的有序。
二、名词解释1.铝合金的时效[西南交通大学2009研]答:铝合金的时效是指铝合金在经过高温固溶处理后,迅速冷却形成过饱和固溶体,并在随后的加热保温过程中析出亚稳相的过程。
2.一级相变[南京工业大学2008、西南交通大学2009、北京工业大学2009研]答:相变时两相的化学势相等,但化学势的一阶偏微商不相等,发生一级相变时有相变潜热和体积的变化。
3.调幅分解[北京工业大学2009研]答:调幅分解是指固溶体通过上坡扩散分解成结构均与母相相同、成分不同的两种固溶体的转变。
三、简答题1.已知727℃时,平衡态铁碳合金中铁素体的最大碳含量为W c =0.0218%,而奥氏体的碳含量为Wc =0.77%。
试问:(1)碳原子分别位于铁素体和奥氏体晶体中的什么位置?(2)解释为什么两者的碳含量差别如此之大。
[西安交通大学2006研]答:(1)碳原子位于铁素体晶体中的扁八面体间隙中心位置,位于奥氏体晶体中的正八面体间隙中心位置。
(2)因为铁素体晶体中的扁八面体间隙半径比奥氏体晶体中的正八面体间隙半径小得多。
2.根据如图11-1所示共析碳钢的过冷奥氏体转变C 曲线(TTT 曲线),请写出经过图中所示6种不同工艺处理后材料的组织名称以及硬度排列(从高到低)。
第3章 晶体的范性形变一、选择题1.fcc、bcc、hcp三种晶体结构的材料中,塑性形变时最容易生成孪晶的是()。
A.fccB.bccC.hcp【答案】C2.(),位错滑移的派一纳力越小。
A.位错宽度越大B.滑移方向上的原子间距越大C.相邻位错的距离越大【答案】A3.面心立方金属发生形变孪生时,则孪晶面为()。
A.{111)B.{110}C.{112}【答案】A4.多晶体塑性变形时,至少需要()独立的滑移系。
A.3个B.8个C.5个【答案】C二、填空题1.一个滑移面和其面上的一个______组成一个滑移系。
【答案】滑移方向2.在拉伸单晶时,滑移面转向与外力轴成______角度时最易滑移。
【答案】45°三、判断题1.滑移系的多少影响金属材料的塑性变形能力。
由于体心立方晶格金属具有48个滑移系,所以其塑性变形能力最强。
()【答案】×【解析】影响金属材料的塑性变形能力的是滑移方向的多少,而不是滑移系的多少。
2.晶体滑移的方向就是该滑移面内位错线运动的方向。
()【答案】×3.就其本质而言,孪晶也是层错。
()【答案】√四、名词解释1.孪生答:孪生是指晶体受力后,晶体的一部分沿一定晶面(孪晶面)和一定的晶向(孪生方向)相对于另一部分作均匀的切变、形成孪晶所产生的变形,即以产生孪晶的方式进行的切变过程。
2.形变织构答:形变织构是多晶形变过程中出现的晶体学取向择优的现象。
3.滑移系答:晶体中一个可滑移面及该面上一个可滑移晶向合称一个滑移系。
五、简答题1.对某简单立方单晶体,其拉伸应力方向如图所示。
该晶体的滑移系为<1OO>{1OO}。
(1)求出每个滑移系的分切应力;(2)判定哪几组滑移系最容易开动?图3-1答:σ方向:可滑移面:(100),(010),(001)可滑移方向:[l00],[0l0],[001]滑移系:[100](010)和[100](001)[010](100)和[010](001)[001](100)和[001](010)表3-1(100)(010)(001)与(112)的夹角ψ/(°)65.965.935.3[100][010][001]与[112]的夹角λ/(°)65.965.935.3对上述滑移系的Schmid 因子分三种情况讨论:ψ=65.9°,λ=65.9°(100)[010],(010)[100]cosψcosλ=0.167ψ=65.9°,λ=35.3°(100)[001],(010)[001]cosψcosλ=0.333ψ=35.3°,λ=65.9°(001)[100],(001)[010]cosψcosλ=0.333Schmid 因子为0.333的四组滑移系最容易开动。
第6章 相 图一、选择题1.在二元系合金相图中,计算两相相对量的杠杆法则只能用于()。
A.单相区中B.两相区中C.三相平衡水平线上【答案】B2.根据三元相图的垂直截面图,可以()。
A.分析相成分的变化规律B.分析合金的凝固过程C.用杠杆法则计算各相的相对量【答案】B3.在CaO-Al2O3-SiO2系相图中有低共熔点8个、双升点7个、鞍形点9个,按相平衡规律该系统可划分成()分三角形。
(鞍形点为界线与连线的交点)A.8个B.7个C.9个D.15个E.22个二、填空题图6-1是A-B-C三元系成分三角形的一部分,其中X合金的成分是______。
图6-1【答案】20%A-40%B-40%C三、判断题相图表示的是体系的热力学平衡状态。
()【答案】√【解析】相图狭义上是用来表示相平衡系统的组成与一些参数(如温度、压力)之间关系的一种图;广义上是指在给定条件下体系中各相之间建立平衡后热力学变量强度变量的轨迹的集合表达。
相图表达的是平衡态,严格说是相平衡图。
1.结线答:结线是指两平衡相成分点之间的连线。
2.相图答:相图是描述各相平衡存在条件或共存关系的图解;也可称为平衡时热力学参量的几何轨迹。
五、简答题1.图6-2为Fe-W-C三元系的液相面投影图。
写出1700℃、1200℃、1085℃的四相平衡反应式。
选择一个合金成分其组织在刚凝固完毕时只有三元共晶。
图6-2答:(1)各四相平衡反应式分别为:1700℃:L+WC+W→η;1200℃:L +η→WC+γ;1085℃:L→γ+WC +Fe 3C 。
(2)Ⅰ合金成分其组织在刚凝固完毕时只有三元共晶。
2.请在图6-3所示的Pb-Bi-Sn 相图中:(1)写出三相平衡和四相平衡反应式;(2)标出成分为5%Pb、65%Bi 与30%Sn 合金所在位置,写出该合金凝固结晶过程,画出并说明其在室温下的组织示意图。
图6-3答:(1)三相平衡反应式:E 2E 线:L→Bi+Sn ;E 1E 线:L→Bi+Pb ;E 点为四相平衡,其反应式为L→Bi+Sn +Pb 。
材料科学基础课后习题第1-第4章第一篇:材料科学基础课后习题第1-第4章《材料科学基础》课后习题答案第一章材料结构的基本知识4.简述一次键和二次键区别答:根据结合力的强弱可把结合键分成一次键和二次键两大类。
其中一次键的结合力较强,包括离子键、共价键和金属键。
一次键的三种结合方式都是依靠外壳层电子转移或共享以形成稳定的电子壳层,从而使原子间相互结合起来。
二次键的结合力较弱,包括范德瓦耳斯键和氢键。
二次键是一种在原子和分子之间,由诱导或永久电偶相互作用而产生的一种副键。
6.为什么金属键结合的固体材料的密度比离子键或共价键固体为高?答:材料的密度与结合键类型有关。
一般金属键结合的固体材料的高密度有两个原因:(1)金属元素有较高的相对原子质量;(2)金属键的结合方式没有方向性,因此金属原子总是趋于密集排列。
相反,对于离子键或共价键结合的材料,原子排列不可能很致密。
共价键结合时,相邻原子的个数要受到共价键数目的限制;离子键结合时,则要满足正、负离子间电荷平衡的要求,它们的相邻原子数都不如金属多,因此离子键或共价键结合的材料密度较低。
9.什么是单相组织?什么是两相组织?以它们为例说明显微组织的含义以及显微组织对性能的影响。
答:单相组织,顾名思义是具有单一相的组织。
即所有晶粒的化学组成相同,晶体结构也相同。
两相组织是指具有两相的组织。
单相组织特征的主要有晶粒尺寸及形状。
晶粒尺寸对材料性能有重要的影响,细化晶粒可以明显地提高材料的强度,改善材料的塑性和韧性。
单相组织中,根据各方向生长条件的不同,会生成等轴晶和柱状晶。
等轴晶的材料各方向上性能接近,而柱状晶则在各个方向上表现出性能的差异。
对于两相组织,如果两个相的晶粒尺度相当,两者均匀地交替分布,此时合金的力学性能取决于两个相或者两种相或两种组织组成物的相对量及各自的性能。
如果两个相的晶粒尺度相差甚远,其中尺寸较细的相以球状、点状、片状或针状等形态弥散地分布于另一相晶粒的基体内。
第1章晶体学基础1.1复习笔记一、空间点阵1.晶体特征和空间点阵概述(1)晶体特征晶体的一个基本特征是具有周期性。
(2)空间点阵空间点阵是指用来描述晶体中原子或原子集团排列的周期性规律的在空间有规律分布的几何点的集合。
2.晶胞、晶系和点阵类型(1)晶胞①晶胞的定义空间点阵可以看成是由最小的单元——平行六面体沿三维方向重复堆积(或平移)而成。
这样的平行六面体称为晶胞。
②点阵常数a.描述晶胞的大小:三条棱的长度a,b和c;b.描述晶胞的形状:棱之间的夹角α,β和γ。
③选取晶胞的条件a.能反映点阵的周期性;b.能反映点阵的对称性;c.晶胞的体积最小。
(2)晶系按照晶胞的大小和形状的特点,或按照6个点阵常数之间的关系和特点,可以将各种晶体归为7种晶系。
表1-1 7种晶系(3)点阵类型①简单三斜点阵(如图1-1(1)所示);②简单单斜点阵(如图1-1(2)所示);③底心单斜点阵(如图1-1(3)所示);④简单斜方点阵(如图1-1(4)所示);⑤底心斜方点阵(如图1-1(5)所示);⑥体心斜方点阵(如图1-1(6)所示);⑦面心斜方点阵(如图1-1(7)所示);⑧六方点阵(如图1-1(8)所示);⑨菱方点阵(三角点阵)(如图1-1(9)所示);⑩简单正方(或四方)点阵(如图1-1(10)所示);⑪体心正方(或四方)点阵(如图1-1(11)所示);⑫简单立方点阵(如图1-1(12)所示);⑬体心立方点阵(如图1-1(13)所示);⑭面心立方点阵(如图1-1(14)所示)。
图1-1 14种空间点阵(4)布拉维点阵与复式点阵①布拉维点阵:由等同点构成的点阵;②复式点阵:由几个布拉维点阵穿插而成的复杂点阵。
二、晶面指数和晶向指数1.晶面指数和晶向指数(1)晶面指数将截距的倒数化成三个互质的整数h,k,l,则(hkl)称为待标晶面的晶面指数。
(2)晶向指数将晶向上除原点以外的任一点的坐标x,y,z化成互质整数u,v,w,得到晶向指数[uvw]。
(3)注意点①参考坐标系可以平移,但不能转动;②晶面指数和晶向指数可为正数,亦可为负数,但负号应写在数字上方;③若各指数同乘以异于零的数n,则晶面位向不变,晶向则或是同向(n>0),或是反向(n<0)。
(4)晶面族和晶向族的表示在高对称度的晶体中,往往存在一些位向不同、但原子排列情况完全相同的晶面。
这些晶体学上等价的晶面就构成一个晶面族,用{hkl}表示;由晶体学上等价的晶向也构成晶向族,用(uvw)表示。
2.常见晶体结构及其几何特征(1)常见晶体结构①体心立方结构(BCC);②面心立方结构(FCC);③密排六方结构(HCP)。
(2)几何特征①配位数配位数是指单个原子周围的最近邻原子数。
②晶胞内的原子数一个晶胞内的原子数可以从晶胞图中直观看出。
③紧密系数又称堆垛密度,定义为:④密排面和密排方向不同晶体晶格中不同晶面、不同晶向上的原子排列方式和排列密度不一样,如表1-2、表1-3所示。
表1-2 体心立方、面心立方晶格主要晶面的原子排列方式和排列密度表1-3 体心立方、面心立方晶格主要晶向的原子排列方式和排列密度(3)常见晶体结构中的重要间隙球形原子不可能无空隙地填满整个空间,故晶体中必有间隙。
间隙的大小、数量和位置也是晶体的一个重要特征。
在BCC,FCC和HCP晶体中有两类重要的间隙,即八面体间隙和四面体间隙,其特征如表1-4所示。
表1-4 3种典型晶体中的八面体和四面体间隙3.晶体的堆垛方式(1)FCC晶体中,密排面的正常堆垛次序是ABCABC;(2)HCP晶体中,密排面的正常堆垛次序是ABABAB,若在某个A层和相邻的B层之间插入一个C层,则堆垛次序变为ABABA|C|BAB。
4.晶体投影晶体投影就是按一定规则表示各晶面或晶向分布的图形。
按不同的规则,就得到不同的投影,可分类如下:(1)球投影;(2)极射投影;(3)乌氏网;(4)标准投影。
5.倒易点阵倒易点阵的每一结点都对应着正点阵(即实际点阵)中的一定晶面,即不仅反映该晶面的取向,而且还反映晶面间距。
(1)倒易点阵的确定方法①倒易基矢a*,b*和c*的确定:②对于一切允许的整数h,k,l,作出向量,这些向量的终点就是倒易点阵的结点,结点的集合就构成倒易点阵。
(2)倒易点阵的基本性质①正点阵和倒易点阵的同名基矢的点积为1,不同名基矢的点积为零,即②正点阵晶胞(或原胞)的体积V与倒易点阵晶胞(或原胞)的体积V*呈倒数关系:③正点阵的基矢与倒易点阵的基矢互为倒易,即④任意倒易矢量必然垂直于正点阵中的(hkl)面;⑤倒易矢量长度与晶面间距有如下关系:(3)倒易点阵的应用①解释X射线及电子衍射图像;②研究能带理论(布里渊区);③推导晶体学公式。
1.2名校考研真题详解一、选择题1.在尖晶石(MgAl2O4)结构中,O2-作立方密堆,Mg2+离子填入()。
[南京工业大学2008研]A.1/2的四面体空隙B.1/2的八面体空隙C.1/8的四面体空隙D.1/8的八面体空隙【答案】C【解析】尖晶石是一类矿物的总称,具有通式XY2O4,为等轴晶系。
A为二价阳离子,B为三价阳离子。
结构中O2-离子作立方紧密堆积,其中A离子填充在四面体空隙中,B离子在八面体空隙中,即A2+离子为4配位,而B3+为6配位。
2.在正交晶系中,可能存在的空间格子类型为()。
[南京工业大学2008研]A.P,I,CB.P,I,FC.P,C,FD.P,F,I,C【答案】D【解析】在正交晶系中,可能存在的空间格子类型为正交简单(P)、正交面心(F)、正交体心(I)、正交侧心(C)。
3.高岭石属于层状硅酸盐结构,其结构特征是()。
[南京工业大学2008研]A.二层型三八面体结构B.三层型三八面体结构C.二层型二八面体结构D.三层型二八面体结构【答案】C【解析】高岭石结构属T O型,即结构单元层由硅氧四面体片与“氢氧铝石”八面体片连结形成的结构层沿c轴堆垛而成。
层间没有阳离子或水分子存在,强氢键加强了结构层之间的连结。
4.在各种层状硅酸盐结构中,晶胞参数相近的是()。
[南京工业大学2008研]A.a0和b0B.a0和c0C.c0和b0D.c0【答案】A【解析】层状硅酸盐结构中,硅氧四面体通过三个共同氧在二维平面内延伸成一个硅氧化四面体层。
层状硅酸盐络阴离子的基本单元是[Si4O10]4-,其中a、b轴的方向分别为a=0.520nm,b=0.90nm。
在层状硅酸盐晶体结构中,其晶胞参数中a0,b0的值大致与此值相近。
5.熔体是()的混合物。
[南京工业大学2008研]A.相同聚合度的聚合物和游离碱B.不同聚合程度的各种聚合物C.各种低聚物D.各种高聚物【答案】B【解析】熔体是不同聚合程度的各种聚合物的混合物。
即低聚物、高聚物、三维碎片、游离碱、吸附物。
聚合物的种类、大小和数量随熔体组成和温度而变化。
二、填空题1.可以按旋转轴和旋转反伸轴的轴次和数目将晶体分成立方晶系、三方晶系、四方晶系、、、和共七个晶系。
[北京工业大学2009研]【答案】六方晶系;正交晶系;单斜晶系;三斜晶系2.原子或离子的是指在晶体结构中,该原子或离子的周围与它直接相邻结合的原子个数或所有异号离子的个数。
[北京工业大学2009研]【答案】配位数【解析】配位数是中心原子或离子的重要特征,是与中心原子或离子直接相邻结合的原子个数或所有异号离子的个数。
3.线性高分子可反复使用,称为塑料;交联高分子不能反复使用,称为塑料。
[北京工业大学2009研]【答案】热塑性;热固性4.点缺陷分为、和,点缺陷又被称为。
[天津大学2010研]【答案】空位原子;间隙原子;异类原子;零维缺陷5.鲍林规则适用于晶体结构。
[南京工业大学2008研]【答案】离子【解析】鲍林规则是鲍林根据离子晶体的晶体化学原理,通过对一些较简单的离子晶体结构进行分析,总结归纳出的五条规则。
6.晶体的本质是。
[南京工业大学2008研]【答案】质点在三维空间成周期性重复排列【解析】晶体结构中最基本的特征是晶体中原子或分子的排列具有三维空间的周期性,隔一定的距离重复出现。
7.选取空间点阵的单位平行六面体时,其首要原则是。
[南京工业大学2008研]【答案】单位平行六面体的对称性应符合整个空间点阵的对称性8.同质多晶现象是指。
[南京工业大学2008研]【答案】化学组成相同的物质在不同的热力学条件下,形成结构不同的晶体9.空间群为Fm3m的晶体具有结构。
[南京工业大学2008研]【答案】面心立方10.粘土泥浆胶溶的条件是、和。
[南京工业大学2008研]【答案】介质呈碱性;一价碱金属阳离子交换原来的阳离子;阴离子的聚合作用三、判断题1.在密堆结构中会形成两种空隙,一是由8个球形成的八面体空隙,另一种是由4个球形成的四面体空隙。
()[北京工业大学2009研]【答案】×【解析】密堆结构中会形成两种空隙,一是由6个球形成的八面体空隙,而不是由8个球形成八面体空隙;二是由4个球形成的四面体空隙。
2.尖晶石型晶体(AB2O4)具有正型和反型结构,其本质是正型中A离子的八面体择位能大于B离子,而反型中是B离子的八面体择位能大于A离子。
()[北京工业大学2009研]【答案】×【解析】尖晶石晶体中正型结构是A离子的八面体择位能小于B离子,反型结构则是A离子的八面体择位能大于B离子。
3.在熔化过程中,非晶态材料不同于晶态材料的最主要特点是其没有一个固定的熔点。
()[北京工业大学2009研]【答案】√【解析】非晶态材料,也叫无定形或玻璃态材料,具有和晶态物质可相比较的高硬度和高粘滞系数。
但其组成的原子、分子的空间排列不呈现周期性和平移对称性,晶态的长程序受到破坏;只是由于原子间的相互关联作用,使其在几个原子(或分子)直径的小区域内具有短程有序。
4.在宏观晶体中进行对称操作时晶体的中心点是不动的。
()[南京工业大学2008研]【答案】√【解析】晶体的对称性是指晶体经过某些特定操作之后,能够回复到原来状态的性质。
而对称操作就是指的这些操作。
晶体对称性可分为宏观对称性(指操作时,晶体至少有一点保持不变)和微观对称性操作(指对称操作中的平移操作,或有平移操作的复合操作)。
5.晶面在三个坐标轴上的截距之比一定为一简单的整数比。
()[南京工业大学2008研]【答案】√【解析】因为在晶体中建立坐标系时是以晶胞中待定晶向上的某一阵点为原点,以过原点的晶轴为坐标轴,以晶胞的点阵常数a、b、c分别为x、y、z坐标轴的长度单位。
6.微观对称要素的核心是平移轴。
()[南京工业大学2008研]【答案】√【解析】微观对称性操作是指对称操作中的平移操作,或有平移操作的复合操作,核心为平移轴。
7.化学组成不同的晶体其结构也一定不同。
()[南京工业大学2008研]【答案】×【解析】晶体结构与它的化学组成、质点的相对大小和极化性质有关。