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材料科学基础复习题.docx
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材料科学基础复习题.docx
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名词解释
1.空间点阵:是表示晶体结构中质点周期性重复规律得几何图形.
2.同素异构: 是指某些元素在 t 和 p 变化时,晶体结构发生变化得特征.
3.固溶体:当一种组分(溶剂)内溶解了其他组分(溶质)而形成的单一、均匀
的晶态固体,其晶体结构保持溶剂组元的晶体结构时,这种相就称固溶体。
4.电子浓度:固溶体中价电子数目 e 与原子数目之比。
5.间隙固溶体: 溶质原子溶入溶剂间隙形成的固溶体
6.晶胞:能完全反映晶格特征得最小几何单元
7.清洁表面: 是指不存在任何吸附、催化反应、杂质扩散等物理化学效应得表
面,这种表面的化学组成与体内相同,但周期结构可以不同于体内。
8.润湿:是一种流体从固体表面置换另一种流体的过程。
9.表面改性: 是利用固体表面的吸附特性,通过各种表面处理来改变固体表面
得结构和性质以适应各种预期要求。
10.晶界:凡结构相同而取向不同的晶体相互接触,其接触面称为晶界。
11.相平衡:一个多相系统中,在一定条件下,当每一相的生成速度与它的消失
速度相等时,宏观上没有任何物质在相间传递,系统中每一个相的数量均不随时
间而变化,这时系统便达到了相平衡。
12.临界晶胚半径 rk :新相可以长大而不消失的最小晶胚半径.
13.枝晶偏析: 固溶体非平衡凝固时不同时刻结晶的固相成分不同导致树枝晶内
成分不均匀的现象(或树枝晶晶轴含高熔点组元较多,晶枝间低熔点组元较多的
现象).
14.扩散: 由构成物质的微粒得热运动而产生得物质迁移现象。扩散的宏观表现
为物质的定向输送。
15.反应扩散:在扩散中由于成分的变化,通过化学反应而伴随着新相的形成(或
称有相变发生)的扩散过程称为“反应扩散”,也称为“相变扩散。
16.泰曼温度:反应开始温度远低于反应物熔点或系统低共熔温度,通常相当于
一种反应物开始呈现显著扩散作用的温度,此温度称为泰曼温度或烧结温度。
18.相变:随自由能变化而发生的相的结构变化。
19.什么是相律:表示材料系统相平衡得热力学表达式,具体表示系统自由能、
组元数和相数之间得关系。
20.二次再结晶:指少数巨大晶粒在细晶消耗时成核长大得过程,又称晶粒异常
长大和晶粒不连续生长。
21.均匀成核:组成一定,熔体均匀一相,在结晶温度下析晶,发生在整个熔体内
部,析出物质组成与熔体一致。
22.固溶强化:溶质原子加入到溶剂原子中形成固溶体,固溶体在
23.相:化学成分相同,晶体结构相同并有界面与其他部分分开的均匀组成部分。
24.过冷度:实际开始结晶温度与理论结晶温度之间的差。
25.固态相变:固态物质在温度、压力、电场等改变时,从一种组织结构转变成
另一种组织结构。
26.稳定分相:分相线和液相线相交(分相区在液相线上),分相后两相均为热力学
的稳定相。
27.马氏体相变:一个晶体在外加应力的作用下通过晶体的一个分立体积的剪切
作用以极迅速的速率而进行的相变。
28.无扩散型固态相变:在相变过程中并不要求长程扩散,只需要原子作一些微量
地移动,其移动距离通常小于这些移动原子与相邻原子间的间距,并且这些原子
之间保持一定的关系。
29.烧结: 粉末成型体在低于熔点的高温作用下,产生颗粒间的粘结,通过物质
传递迁移,使成型坯体变成具有一定几何形状和性能,即有一定强度的致密体的
过程
31. 粘度:是流体(液体或气体)抵抗流动的量度。粘度物理意义:指单位接触
面积、单位速度梯度下两层液体间的内摩擦力。影响熔体粘度的主要因素是温度
和化学组成
对错
2.作用在位错线上的力 F 的方向永远垂直于位错线并指向滑移面上的未滑移区。
(√)
4.晶面与晶向具有不同的原子密度,因而晶体在不同方向上表现出不同的性质。
(√)
5.高于熔点不太多的温度下,液体内部质点的排列并不是象气体那样杂乱无章的,
相反,却是具有某种程度的规律性。(√)
6.固体颗粒愈小,表面曲率愈大,则蒸气压和溶解度增高而熔化温度升高。(×)
7.对纯固相:压力可显著改变粉料颗粒间的接触状态,提高固相反应速率。(√)
8.颗粒愈大,固相反应愈剧烈。(×)
10.固溶体凝固形核的必要条件同样是 ΔG
B
<0、结构起伏和能量起伏。(×)
11.三元相图垂直截面的两相区内不适用杠杆定律。(√)
13.和液固转变一样,固态相变也有驱动力并要克服阻力,因此两种转变的难易
程度相似。(×)
14.在一个给定的系统中,物种数可以因分析问题的角度的不同而不同,但独立
组分数是一个确定的数。(√)
15.单组分系统的物种数一定等于 1。(×)
17.相图中的点都是代表系统状态的点。(×)
18.恒定压力下,根据相律得出某一系统的
f
= l,则该系统的温度就有一个唯一
确定的值。(×)
19.单组分系统的相图中两相平衡线都可以用克拉贝龙方程定量描述。(√)
20.根据二元液系的
p
~
x
图可以准确地判断该系统的液相是否是理想液体混合
物。(√)
21.在相图中总可以利用杠杆规则计算两相平畅时两相的相对的量。(√)
22.杠杆规则只适用于
T
~
x
图的两相平衡区。(×)
23.对于二元互溶液系,通过精馏方法总可以得到两个纯组分。(×)
24.二元液系中,若 A 组分对拉乌尔定律产生正偏差,那么 B 组分必定对拉乌尔
定律产生负偏差。(×)
25.若 A、B 两液体完全不互溶,那么当有 B 存在时,A 的蒸气压与系统中 A 的摩
尔分数成正比。(×)
30.在稳态扩散过程中,扩散组元的浓度
C
只随距离
x
变化,而不随时间
t
变化。
(√)
32.固态相变分为形核和核长大两个基本阶段,不遵循液态物质结晶过程的一般
规律。(×)
33. 分解反应受控于核的生成数目以及反应界面面积等因素。(√)
34. 对有液、气相参与的固相反应:反应不是通过固相粒子直接接触进行的,压
力增大影响不明显,有时相反。(√)
简答题
1.简述晶体的性质
答: 1)均匀性 2)各向异性 3)自限性 4)对称性 5)最小内能性
2.布拉维点阵分为哪四类
答 1)简单点阵。2)体心点阵。3)底心点阵。4)面心点阵。
3.硅酸盐的结构特点:
答 1)硅酸盐的基本单元是[SiO
4
]四面体。2)每个氧最多只能被两个[SiO
4
]四
面体所共有。3)[SiO
4
]四面体只能是互相孤立地在结构中存在或通过共顶点相
互连接。4)Si-O-Si 的结合键并不形成一直线,而是一折线。
4.晶胞选取的原则:
答: 1)选取的平行六面体应反映出点阵的最高对称性
2)平行六面体内的棱和角相等的数目应最多
3)当平行六面体的棱边夹角存在直角时,直角数目应最多
4)当满足上述条件的情况下,晶胞应具有最小的体积
5.晶面指数标定步骤:
答: 1)在点阵中设定参考坐标系
2)确定待定晶面在三个晶轴上的截距
3)取截距的倒数,并通分化为互质整数比,记为(hkl)
6.缺陷的含义:晶体缺陷就是指实际晶体中与理想的点阵结构发生偏差的区域。
7.硅酸盐熔体的粘度与组成的关系
答:(1) O/Si 比 ;(2)一价碱金属氧化物;(3)二价金属氧化物;(4)高价金
属氧化物;(5)阳离子配位数 ;(6)混合碱效应 ;(7)其它化合物 。
8.简述固体表面的不均匀性
答: (1) 绝大多数晶体是各向异性
(2)同一种物质制备和加工条件不同也会有不同的表面性质。
(3)晶格缺陷、空位或位错而造成表面不均匀。
(4)在空气中暴露,表面被外来物质所污染,形成有序或无序排列,也引
起表面不均匀。
(5) 固体表面无论怎么光滑,从原子尺寸衡量,实际上也是凹凸不平的。
9.在固液界面上发生粘附的条件有那些?
答: (1)润湿性 (2) 粘附功(W) (3) 粘附面的界面张力 (4) 相溶性或亲和性
10.晶界的特点:
答 (1)晶界易受腐蚀后很易显露出来;
(2)晶界是原子(或离子)快速扩散的通道,并易引起杂质原子(离子)
偏聚,同时也使晶界处熔点低于晶粒;
(3)晶界上原子排列混乱,使之处于应力畸变状态,能阶较高,使得晶
界成为固态相变时优先成核的区域。
11.相图的作用?
答:(1) 知道开始析晶的温度,析晶终点,熔化终点的温度;
(2) 平衡时相的种类;
(3) 平衡时相的组成
Û 预测瓷胎的显微结构
Û 预测产品性质
(4) 平衡时相的含量。
12.点缺陷的类型
(1)空位:
肖脱基空位-离位原子进入其它空位或迁移至晶界或表面。
弗兰克尔空位-离位原子进入晶体间隙。
(2)间隙原子:位于晶体点阵间隙的原子。
(3)置换原子:位于晶体点阵位置的异类原子。
13.简述固态扩散的条件
答:(1)温度足够高(2)时间足够长(3)扩散原子能固溶(4)具有驱动力:化
学位梯度
14.说明固相反应的步骤
答:(1)反应物扩散到界面 (2)在界面上进行反应 (3)产物层增厚
15.影响固相反应的因素有哪些?
答:(1)反应物化学组成与结构的影响 (2)反应物颗粒尺寸及分布的影响
(3)反应温度和压力与气氛的影响 (4)矿化剂及其它影响因素
16.矿化剂在固相反应作用:
答:(1)影响晶核的生成速度 (2)影响结晶速度及晶格结构 (3)降低体系熔
点,改善液相性质
17.简述相变过程的推动力
答:过冷度,过饱和浓度,过饱和蒸汽压
18.影响析晶能力的因素有哪些?
答:(1) 熔体的组成 (2) 熔体的结构 (3) 界面情况 (4) 外加剂
19.简要说明成分过冷的形成及其对固溶体组织形态的影响。
答: 固溶体凝固时,由于溶质原子在界面前沿液相中的分布发生变化而形成的过
冷.
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