科学基础题库

……………………………………………………………………………………………………… 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（ ）。

（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，则其化学式为（ ）。

（a ），（b ），（c ）。

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 ）。

8、粘土的带电性与介质的pH 值有关，在酸性介质中，边面常（ ）电荷，在碱性介质中边面带（ ）电荷。

（a ）+2，（b ）－2，（c ）+1，（d ）－1 9、非均态成核时，成核势垒与润湿角又有关，当θ为（ ）时，f （θ）=21。

（a ）180°,（b ）90°,（c ）0°，（d ）＜0°。

10、下列哪种传质方式（ ），在烧结过程中对材料的致密度改变最小。

（a ）晶格扩散，（b ）表面扩散，（c ）流动传质，（d ）蒸发—凝聚。

二、填空（20分）1、晶体热缺陷的形式有 和 两类，其浓度随温度变化的关系式为 。

2、写出下列缺陷方程式（选做一个方程，每个方程写两种可能性）−−→−MgO O Al 32 ；YF 3−−→−2CaF3、Na 2O ·2SiO 2玻璃的四个结构参数为R= 、 、 和 。

4、润湿角θ＞90°时，固体表面粗糙度大，则表面接触角θn ，对润湿性的影响是 。

5、晶体生长速率可表述为2oV RT H B ∆=μ△T ，就是说晶体生长速率与过程参数呈线性关系。

6、粘土带电的主要原因有 、 和 。

7、液相烧结的典型传质机理有 与 两种形式。

三、问答与计算（40分）1、简述扩散、相变、固相反应与烧结推动力的具体表现形式。

2、简述非计量化合物与固溶体的异同。

3、Al2O3+SiO2→3Al2O3·2SiO2为扩散控制的固相反应，若活化能△E=210kJ/mol ，1400℃下反应1h 反应完成10%，求1500℃反应4h 反应速度（已知[1－（1－G ）1/3]2=kt ，k=A ·exp （－△E/RT ）。

共 3 页第 2 页四、（1，2题中选做一题）（20）分1、图例（相图）说明低共熔点与转熔点的异同。

2、如图示，分析熔体M的析晶过程，并做说明。

共 3 页第 3 页……………………………………………………………………………………………………… 试卷编号 MSE09-2 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、名词解释（20分） 1、非化学计量化合物： 2、无规则网络学说： 3、非均态成核： 4、固相烧结： 5、二级相变： 二、填空（20分）1、稳定的晶体结构中，阳离子周围形成一个 多面体，阳离子的配位数（CN ）取决于 。

根据不同的CN ，从几何关系可计算出γ+/γ－值的上、下限。

2、粘土粒子周围的定向水分子层称之为 水，而层内的OH －可视作 。

3、等径球体密堆方式有 和 两种，前者对应的结构为 ，后者对应于 结构。

4、写出缺陷方程式TiO2−−→−32O AL （两个方程） 5、熔体是不同聚合度的 的混合物，其 、 和 随溶体的组成和温度而变化。

6、析晶的推动力是 ，均态成核时，△Gk= ，相当 于 。

（2分）共 3 页第 1 页7、固相反应包括和反应两个过程。

三、问题与计算（40分）1、简述硅酸晶体的结构分类特点，并写出O/Si的值。

2、以晶体与玻璃为例，说明无机材料的组成、结构与性能之间的简要关系。

3、已知熔体的密度d=2200kg/m3，表面张力为D=m，大气压力是×105Pa。

求在熔体深处20cm，形成φ=5×10－8m的小气泡时，气泡内的最小压力值。

四、（二题中任选一题）（20分）1、如图(1)示，为三元系统化合物相图。

(补考时不做)（1）说明化合物D1、D2、D3和D4的性质。

（2）分析E、F、G及H点的性质；写出相变方程。

（3）分析熔体1的析晶过程。

图（1）2、如图(2)示，（1）完成相图。

共 3 页第 2 页（2）分析熔体M的析晶过程。

（3）分析讨论穿相区现象。

图（2）共 3 页第 3 页………………………………………………………………………………………………………试卷编号MSE09-3 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1、比较高岭石与蒙脱石结构与特性异同。

（7分）2、写出形成连续固溶体的条件。

（8分）3、写出Fick定律的表达式，并说明什么是非稳定扩散。

（10分）4、解释下列现象：在H+－粘土中引入Ca（OH）2，开始在水系统中出现絮凝，随着Ca（OH）2引入量的增加，相继又解凝和再次絮凝。

（10分）5、比较无规则网络学说和晶子学说的异同。

（10分）6、计算Na2O·CaO·Al2O3·2SiO2和Na2O·Al2O3·2SiO2的玻璃结构参数。

（10分）7、在CaF2中引入分数的YF3，测得晶胞参数a o=，固溶体密度d=3.64g/cm3；已知M Y=，M Ca=，M F=。

试计算说明形成固溶体的类型。

（10分）8、讨论烧结助剂对材料烧结的作用。

（10分）9、分析液-固相变的推动力。

（5分）10、（10、11中选做一题）（20分）图例说明低共熔点与转熔点的异同。

11、如下图示的三元相图：（1）说明化合物D1、D2、D3、D4的性质。

（2）分析E、F、G与H点的性质并写出相平衡方程。

（3）分析熔体2的析晶过程。

共 2 页第 1 页共 2 页第 2 页………………………………………………………………………………………………………试卷编号MSE09-4 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I、选择题（20分）1、晶体结构中一切对称要素的集合称为（）。

（a）对称型，（b）点群，（c）微观对称要素的集合，（d）空间群。

2、金红石晶体中，所有O2－作稍有变形的六方密堆，Ti4+填充了（）（a）全部四面体空隙,（b）全部八面体空隙,（c）四面体空隙的半数,（d）八面体空隙的半数。

3、下列硅酸盐矿物质属于层状结构的是（），属链状结构的是（），属于岛状结构的是（）（a）顽火辉石Mg2[Si2O6]，（b）绿宝石Be3Al2[Si6O18]，（c）镁橄榄石Mg2[SiO4]，（d）石英[SiO2]，（e）叶腊石Al2[Si4O10]（OH）24、若有一个变价金属氧化物XO，在还原气氛下形成阴离子缺位型非化学计量化合物，金属元素X和氧原子数之比为X：O=：1，则其化学式应为（）（a），（b），（c），（d）5、在硅酸盐熔体中，当R=O/Si增高时，相应熔体组成和性质的变化是：（1）熔体中碱性氧化物含量（）。

（2）非桥氧百分数（）。

（3）低聚物数量（）。

（4）熔体粘度（）。

（5）熔体析晶倾向（）。

（a）不变，（b）降低，（c）升高6、在固-液两相接触时，为了使液相对固相润湿。

在固-气（γSV）、液-气（γLV）界面张力不变时，必须使液-固（γLS）界面张力（）。

（a）γLS=γSV，（b）降低，（c）升高7、在UO2晶体中，O2－的扩散是按（）机制进行的。

（a）掺杂点缺陷，（b）空位，（c）间隙8、粘土的两性电荷与介质的pH值有关，当高岭在酸性介质中边面带（）电荷。

在碱笥介质中边面带（）电荷。

共 3 页第 3 页（a）+1，（b）－1，（c）+2，（d）－2，（e）09、液-固相变时，非均匀 成核位垒与接触角θ有关。

当θ为（ ）时，核化方垒下降一半。

（a ）θ=0°，（b ）θ=45°，（c ）θ=90°，（d ）θ=180°10、在烧结过程中，只改变气孔形状而不引起坯体致密化的传质方式有（ ） （a ）晶格扩散，（b ）表面扩散，（c ）晶界扩散，（d ）流动传质，（e ）颗粒重排，（f ）蒸发-凝聚，（g ）非本征扩散 II 、填空（20分）1、晶体的热缺陷有 和 两类。