材料化学期末考试试卷

材料化学试卷A

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1、

材料按化学组成与结构一般可分为 金属材料 、 无机非金属材料 、 聚合物材料 和复合材料四大类。

2、 材料的结构一般可分为微观结构、 介观结构 和 宏观结构 三个层次来研究。

3、 硅酸盐的基本结构单元为 [SiO4] 四面体，其结构类型为 岛装 、 环状 、 链状 、层状与架状等。

4、 铁碳合金的形态包括有奥氏体、马氏体、 铁素体 、 渗碳体 、与珠光体等。

5、 半导体可分为元素半导体、 化合物半导体 和 固溶体半导体 ；按价电子数可分为 n-型 和 p-型 。

6、 聚合的实施方法可分为本体聚合、 溶液聚合 、 悬浮聚合 和乳液聚合。

7、 复合材料按基体可分为 聚合物基复合材料 、 金属基复合材料 和无机非金属复合材料。

8、 纳米材料的独特效应包括小尺寸效应、 表面效应 、 量子尺寸效应 和宏观量子效应。 9、 均匀沉淀法中，硫化物的制备可采用硫代乙酰胺和硫代硫酸盐作为硫源

10、 纳米材料的光学性质主要表现在宽频带强吸收，蓝移和特异发光现象

11、 陶瓷材料的微结构是由晶相、玻璃相和气相三相组成的

12、 常用的超耐热合金有铁基，钛基和镍基合金 13、 由于组成和结构的差异，不同材料的化学性能特点也有的不同，金属材料主要涉及氧化腐蚀的问题，无机非金属材料主要关注其耐酸碱性，高分子材料主要是耐有机溶剂性以及老化问题

二．名词解释（共 10小题，每题 1分，共计10分） 14、 填隙型固溶体：溶质质点进入晶体中的间隙位置所

形成的固溶体。

15、 介电性：在电场作用下，材料表现出的对静电能的

储蓄和损耗的性质。

16、 居里温度：高于此温度铁电性消失。 17、 纳米材料：微观结构至少在一维方向上受纳米尺度

调制的各种固体超细材料，或由它们作为基本单元构成的材料

5. 马氏体：碳在α-Fe 中的过饱和固溶体

6. 超导体：一般材料在温度接近绝对零度的时候，物体分子热运动几乎消失，材料的电阻趋近于0，此时称为超导体

7. 肖特基缺陷：正常格点上的质点，在热起伏过程中获得能量离开平衡位置迁移到晶体的表面，而在晶体内部正常格点上留下空位

8. 弗伦克尔缺陷：在晶格热振动时，一些能量较大的质点离开平衡位置后，进入到间隙位置，形成间隙质点，而在原来位置上形成空位

二、 简答题（共2小题，每题 3 分，共计 6分） 1、 形成腐蚀电池必备的条件是什么？

答：第一、要有电位差存在；第二、两极处于电解质溶液中；第三、不同电位的两部分金属之间要有导线连接或接触。

2、 化学气相沉积法的优缺点有那些？ 答：优点：（1）不存在沉积视线阴影，可以对复杂的三维工件进行沉积镀膜。（2） 具有高的沉积速度，并可获得厚的涂层（有时厚度可达厘米级）；（3）大于99.9%之高密度镀层，有良好的真空密封性；（4）沉积的涂层对底材具有良好的附着性；（5）可在相当低的温度下镀上高熔点材料镀层；（6）可控制晶粒大小与微结构（7）CVD 设备通常比PVD 简单、经济。缺点：（1）反应需要挥发性化合物，

不适用于一般可电镀的金属，因其缺少适合的反应物，如：锡、锌、金；（2）需可形成稳定固体化合物的化学反应，如：硼化物、氮化物及硅化物等；（3）因有剧毒物质的释放，腐蚀性的废气及沉积反应需适当控制，需要封闭系统；（4）某些反应物价格昂贵；（5）反应物的使用率低，反应常受到沉积反应平衡常数的限制。 3、 溶胶-凝胶法的优缺点有哪些？ 答：优点：（1）由于溶胶－凝胶法中所用的原料首先被分散到溶剂中而形成低粘度的溶液，因此，就可以在很短的时间内获得分子水平的均匀性，在形成凝胶时，反应物之间很可能是在分子水平上被均匀地混合。（2）由于经过溶液反应步骤，那么就很容易均匀定量地掺入一些微量元素，实现分子水平上的均匀掺杂；（3）与固相反应相比，化学反应将容易进行，而且仅需要较低的合成温度，一般认为溶胶一凝胶体系中组分的扩散在纳米范围内，而固相反应时组分扩散是在微米范围内，因此反应容易进行，温度较低。（4）选择合适的条件可以制备各种新型材料。缺点：（1）原料价格比较昂贵；（2）通常整个溶胶－凝胶过程所需时间较长，常需要几天或儿几周。（3）凝胶中存在大量微孔，在干燥过程中又将会逸出许多气体及有机物，并产生收缩。

4、 简述陶与瓷的区别？

答：陶器的吸水性一般大于3％而瓷器一般不大于3％；陶器不透光而瓷器透光；陶器胎体未玻化或玻化程度差、断面粗糙而瓷器玻化程度高、结构致密、细腻，断面呈石状或贝壳状；陶器敲击声沉浊而瓷器清脆。

5、 为什么要对纳米颗粒材料表面进行改性？有哪些

改性方法？

答：纳米体易于团聚的原因：表面效应、布朗运动、范德华力和氢键；因此克服团聚的途径：对纳米粒子进行表面改性。改性方法有：物理改性；化学改性。

6.化学气相沉淀法的优缺点有哪些？化学气相沉积的优点：

(1) 沉积成膜装置简单； (2) 与直接蒸发法相比，可在大大低于其熔点或分解温度的沉积温度下制造耐熔金属和各种

碳化物、氮化物、硼化物、硅化物和氧化物薄膜； (3) 成膜所需的反应源材料一般比较容易获得，而且制备通一种薄膜可以选用不同的化学反

应；有意识的改变和调节反应物的成分，又能方便的控制薄膜的成分和特性，因此灵活性较大；

(4) 特别适用于在形状复杂的零件表面和内孔镀膜。 化学气相沉积的缺点： (1) 沉积速率不太高，一般在几～几百nm/min ，不如蒸发和离子镀，甚至低于溅射镀膜； (2) 在不少场合下，参加沉积的反应源和反应后的余气易燃、易爆或有毒，因此需要采取防 止环境污染的措施；对设备来说，往往还有耐腐蚀的要求； (3) 基体需要局部或某一个表面沉积薄膜时很困难，不如PVD 技术来得方便；

(4) 即使采取了一些新的技术，CVD 成膜时的工件温度仍然PVD 高于技术，因此应用上受到 一定的限制。

7.何为超塑性？根据金属学特征可将超塑性分为哪几类 超塑性是指材料在一定的内部条件和外部条件下，呈现出异常低的流变抗力、异常高的流变性能的现象。

根据金属学特征可将超塑性分为细晶超塑性和相变超塑性。