武汉理工大学材料科学基础真题
武汉理工大学《材料科学基础》考试试题及答案-第7套
第七套试卷武汉理工大学考试试题（材料科学基础）共3页，共十题，答题时不必抄题，标明题目序号，相图不必重画，直接做在试题纸上）一、判断下列叙述是否正确？若不正确，请改正（30分）1．结晶学晶胞是反映晶体结构周期性的最小重复单元。
2．热缺陷是溢度高于绝对零度时，由于晶体组成上的不纯净性所产生的种缺陷。
3．晶面指数通常用晶面在晶轴上截距的质整数比来表示。
4．固溶体是在固态条件下，种物质以原子尺寸溶解在另种物质中所形成的单相均匀的固体5．扩散的推动力是浓度梯度，所有扩散系统中，物质都是由高浓度处向低浓度处扩散。
6．初次再结晶的推动力是晶界过剩的自由焓。
7．在热力学平衡条件下，二元凝聚系统最多可以3相平衡共存，它们是一个相、一个液相和一个气相。
8．临界冷却速率是形成玻璃所需要的最小冷却速率，临界冷却速率越大越容易形成非9．马氏体相变是种无扩散性相变，相变时成分发生变化但结构不变10．在临界温度、临界压力时，化学势及其阶偏导数连续，“阶偏导数不连续的相变为级相变，发生：一级相变时，体系的体积和热焓发生突变。
11．驰豫表面是指在平行于表面的方向上原子间距不同于该方向上晶格内部原子间距的表面。
12．固态反应包括界面化学反应和反应物通过产物层的扩散等过程，若化学反应速率远大于扩散速率，则动力学上处于化学动力学范围。
二、ZnS的种结构为闪锌矿型结构，已知锌离子和硫离子半径分别为2+Zn 0.068nmr=2 S 0.156nmr−=，原子质量分别为65.38和32.06。
1．画出其品胞结构投影图2．计算ZnS的晶格常数3．试计算ZnS的晶体的理论密度。
（15分）武汉理工大学《材料科学基础》考试试题及答案第七套试卷参考答案及评分标准一、2.5×12=301．不正确。
结晶学晶胞是反映晶体结构周期性和对称性的最小重复单元。
2．不正确。
热缺陷是温度高于绝对岺度时，由于晶体晶格热振动（或热起伏或温度波动）所产生的种缺陷3．不正确。
武汉理工大学 材料科学基础 历年期末考卷答案
31.2、解：根据lnη=A+B/T，727℃时，η=108P0，1156℃时，η=104P0，∴A=-5.32，B=13324，当η=107P0时，则t=80℃。
3、解：Na2O-SiO2系统中， SiO2含量增加，η增大，σ减小；因为SiO2含量增加，聚合离子团尺寸增大，迁移阻力增大，η增大，e/r减小，相互作用力减小，σ减小；RO-SiO2系统中，SiO2含量增加，η增大，σ减小；因为无SiO2时RO-O2系统η很低，表面张力大；加入SiO2，系统中出现聚合离子团，SiO2增加，聚合离子团尺寸增大，数目增大，η增大，σ减小。
4、解：玻璃的介稳性：熔体转变为玻璃过程中，是快速冷却，使玻璃在低温下保留了高温时的结构状态，玻璃态是能量的介稳态，有自发放热而转变为晶体的趋势；玻璃无固定熔点：熔体的结晶过程中，系统必有多个相出现，有固定熔点；熔体向玻璃体转变时，其过程是渐变的，无多个相出现，无固定的熔点，只有一个转化温度范围。
5.6、解：在熔体结构中，不O/Si比值对应着一定的聚集负离子团结构，如当O/Si比值为2时，熔体中含有大小不等的歪扭的[SiO2]n聚集团（即石英玻璃熔体）；随着O/Si比值的增加，硅氧负离子集团不断变小，当O/Si比值增至4时，硅-氧负离子集团全部拆散成为分立状的[SiO4]4-，这就很难形成玻璃。
7、解：网络变体 Na2O CaO K2O BaO中间体 Al2O3网络形成体 SiO2 B2O3 P2O59、解：微晶学说：玻璃结构是一种不连续的原子集合体，即无数“晶子”分散在无定形介质中；“晶子”的化学性质和数量取决于玻璃的化学组成，可以是独立原子团或一定组成的化合物和固溶体等微晶多相体，与该玻璃物系的相平衡有关；“晶子”不同于一般微晶，而是带有晶格极度变形的微小有序区域，在“晶子”中心质点排列较有规律，愈远离中心则变形程度愈大；从“晶子”部分到无定形部分的过渡是逐步完成的，两者之间无明显界限。
武汉理工大学《材料科学基础》考试试题及答案-第3套
武汉理工大学《材料科学基础》考试试题及答案 第三套试卷一、金红石是四方晶系，其单胞结构如图 1 所示。
单胞中各离子坐标如下：Ti 4+:（0，0，0）和（0.5，0.5，0.5），O 2−的坐标则是：（0.3，0.3，0）：（0.7，0.7，0）；（0.8，0.2，0.5）。
回答下列问题：1．画出金红石单胞在（001）面上的投影图；2．阴离子若视作准六方最密堆积，指出阳离子填入空隙的种类和空隙填充率； 3．阳离子配位数为多少？这与按离子半径比预测的结构是否相符？已知阴离子半径 0.132 nm ，阳离子半径0.068 nm ； 4．计算氧离子电价是否饱和。
二、1．在一个立方单胞内画出指数为（011）的晶面以及指数为[011]的晶向。
2．下列硅酸盐矿物按照硅氧四面体连接方式分类，各属何种结构类型：[]24Mg SiO ，[]38Na AISi O ，[]32618Be Al Mg Si O ，[]27Ca Al AlSiO ，[]2541122Ca Mg Si O (OH)三、写出下列缺陷反应式；1．NaCl 形成肖脱基缺陷。
2．AgI 形成弗伦克尔缺陷3．TiO 2掺入到Nb 2O 3中，请写出二个合理的方程，指出各得到什么类型的固溶体，写出两种固溶体的化学式四、简单回答下列问题：1．22Na O SiO −系统熔体组成对衣面张力的影响如图所小，请解释其产生原因。
2．种物质表面能按山小到大的顺序为：PbI 2 > PbF 2 < CaF 2，试用清洁表面的离子重排及表面双电层模型解释之。
五、简单回答下列问题1．扩散是否总是从高浓度处向低浓度处进行？为什么？2．烧结的推动力是什么？烧结过程分为几个阶段，各阶段的特征是什么？六、金属铜为面心立方晶体，0.3615a nm =。
已知铜的熔点m T 1385k =，31628/cm H J ∆=、521.7710J /cm γ−=⨯，在过冷度m T 0.2T =的温度下，通过均相成核得到晶体铜。
武汉理工大学《材料科学基础》考研核心题库及答案
Test of Fundamentals of Materials Science 材料科学基础试题库武汉理工大学材料科学与工程学院一、填空题0001.烧结过程的主要传质机制有_____、_____、_____ 、_____，当烧结分别进行四种传质时，颈部增长x/r与时间t的关系分别是_____、_____、_____ 、_____。
0002.晶体的对称要素中点对称要素种类有_____、_____、_____ 、_____ ，含有平移操作的对称要素种类有_____ 、_____ 。
0003.晶族、晶系、对称型、结晶学单形、几何单形、布拉菲格子、空间群的数目分别是_____、_____ 、_____ 、_____ 、_____ 、_____ 。
0004.晶体有两种理想形态，分别是_____和_____。
0005.晶体是指内部质点排列的固体。
0006.以NaCl晶胞中（001）面心的一个球（Cl-离子）为例，属于这个球的八面体空隙数为，所以属于这个球的四面体空隙数为。
0007.与非晶体比较晶体具有自限性、、、、和稳定性。
0008.一个立方晶系晶胞中，一晶面在晶轴X、Y、Z上的截距分别为2a、1/2a 、2/3a，其晶面的晶面指数是。
0009.固体表面粗糙度直接影响液固湿润性，当真实接触角θ时，粗糙度越大，表面接触角，就越容易湿润；当θ，则粗糙度，越不利于湿润。
0010.硼酸盐玻璃中，随着Na2O（R2O）含量的增加，桥氧数，热膨胀系数逐渐下降。
当Na2O含量达到15%—16%时，桥氧又开始，热膨胀系数重新上升，这种反常现象就是硼反常现象。
0011.晶体结构中的点缺陷类型共分、和三种，CaCl2中Ca2+进入到KCl间隙中而形成点缺陷的反应式为。
0012.固体质点扩散的推动力是________。
0013.本征扩散是指__________，其扩散系数D＝_________,其扩散活化能由________和_________ 组成。
武汉理工大学《833材料科学基础》历年考研真题(含部分答案)专业课考试试题
二、1．在一个晶胞中画出 面与【 】的向量；
2．写出以下硅酸盐晶体的结构类型（书P58表2.13的例子，全部是表中 的，一共8个）
三、1． ， 程式；
， ，分别可能是何种缺陷，并写出缺陷反应方
2．请叙述微裂纹原理。间隙固溶体与置换固溶体相比，哪种强化效果 更好，为什么？（考的是缺陷扎理论，书P150最下面一段）
5．计算说明
晶体中 的电价是否饱和。
6．解释说明有无自发极化现象。
图1 CaTiO3晶胞结构
二、高岭石（
）结构示意图，试回答：
1．高岭石属于哪种硅酸盐结构类型；分析层的构成和层的堆积方向； 分析结构中的作用力。
2．用Pauling的连接规则说明氧电价是否平衡？ 3．解释说明该结构的解理性如何。 4．高岭石是否容易形成玻璃，为什么？
2006年武汉理工大学440材料科学基础考研真题（含部分答案）
2007年武汉理工大学440材料科学基础考研真题（含参考答案）
2008年武汉理工大学833材料科学基础考研真题（含参考答案）
2009年武汉理工大学833材料科学基础考研真题（含参考答案）
五、还有就是ZnO的固相反应，也是书本上的。
六、烧结过程，前中后期特点以及晶粒大小，怎样控制晶粒大小？
七、考察了相变理论，以及将反应分类
八、最后就是答题三元相图，记得考的好像是不一致熔融三元化合物的 三元相图，三元相图，和七套试题里的题几乎一样。
2014年武汉理工大学833材料科学基础考研真题（回忆版）
2009年武汉理工大学833材料科学基础 考研真题（含参考答案）
2010年武汉理工大学833材料科学基础 考研真题（含参考答案）
武汉理工大材料科学基础
武汉理工大材料科学基础武汉理工大学材料科学基础研究生入学考试试题课程材料科学基础（共3页，共十题，答题时不必抄题，标明题目序号，相图不必重画,直接做在试卷上）一、填空题（1.5×20=30分）1. 结晶学晶胞是（）。
2. 扩散的基本推动力是（），一般情况下以（）形式表现出来，扩散常伴随着物质的（）。
3. 晶面族是指（）的一组晶面，同一晶面族中，不同晶面的（）。
4. 向MgO、沸石、TiO2、萤石中，加入同样的外来杂质原子，可以预料形成间隙型固溶体的固溶度大小的顺序将是（）。
5. 根据烧结时有无液相出现，烧结可分为（），在烧结的中后期，与烧结同时进行的过程是（）。
6. 依据硅酸盐晶体化学式中（）不同，硅酸盐晶体结构类型主要有（）。
7. 液体表面能和表面张力数值相等、量纲相同，而固体则不同，这种说法是（）的，因为（）。
8. 二级相变是指（），发生二级相变时，体系的（）发生突变。
9. 驰豫表面是指（），NaCl单晶的表面属于是（）。
10. 固态反应包括（），化学动力学范围是指（）。
11．从熔体结构角度，估计a长石、b辉石(MgO?SiO2)、c镁橄榄石三种矿物的高温熔体表面张力大小顺序（）。
二、CaTiO3结构中，已知钛离子、钙离子和氧离子半径分别为0.068nm，0.099nm， 0.132nm。
（15分）1. 晶胞中心的钛离子是否会在八面体空隙中“晃动”；2. 计算TiCaO3的晶格常数；3. 钛酸钙晶体是否存在自发极化现象，为什么？三、在还原气氛中烧结含有TiO2的陶瓷时，会得到灰黑色的TiO2-x：（15分）1．写出产生TiO2-x的反应式；2．随还原气氛分压的变化，该陶瓷材料的电导率和密度如何变化？3．从化学的观点解释该陶瓷材料为什么是一种n型半导体。
四、选择题：下列2题任选1题（12分）1. 简述金属材料、无机非金属材料以及高分析材料腐蚀的特点。
2. 试述材料疲劳失效的含义及特点。
武汉理工大学材料科学基础试题四
试题四一、填空题（2×10=20分）1、依据（）之间关系的不同，可以把所有晶体的空间点阵划归为七类，即（）晶系、单斜晶系、（）晶系、三方晶系、正方晶系、六方晶系和（）晶系。
2、扩散的基本推动力是（），一般情况下以（）等形式（列出一种即可）表现出来，扩散常伴随着物质的（）。
3、晶面族是指（）的一组晶面，同一晶面族中，不同晶面的指数的（）相同，只是（）不同。
4、向MgO、沸石、TiO2、萤石中，加入同样的外来杂质原子，可以预料形成间隙型固溶体的固溶度大小的顺序将是（）。
5、烧结过程可以分为（）三个阶段，在烧结的中后期，与烧结同时进行的过程是（）。
6、液体表面能和表面张力数值相等、量纲相同，而固体则不同，这种说法（是/否）正确，因为（）。
7、驰豫表面是指（），NaCl单晶的表面是（）。
8、一般的固态反应包括（）两个过程，化学动力学范围是指（）。
9、从熔体结构角度，估计长石、辉石(MgO?SiO2)、镁橄榄石三种矿物的高温熔体表面张力大小顺序（）。
10、刃性位错的柏氏矢量与位错线呈（）关系，而螺位错两者呈（）关系。
二、Zn2+在ZnS中扩散时，563℃时的扩散系数为3×10-14cm2/sec，450℃时的扩散系数为1.0×10-14cm2/sec,（10分）求:(1) 扩散的活化能和D；(2) 750℃时的扩散系数。
三、根据Mg2[SiO4]在(110)面的投影图回答（10分）：(1) 结构中有几种配位多面体，各配位多面体间的连接方式怎样?(2) O2-的电价是否饱和? (3) 晶胞的分子数是多少?(4) Si4+和Mg2+所占的四面体空隙和八面体空隙的分数是多少?黑球：Si小白球：大白球：图 2四、铜在过冷的液体中均匀形核，设晶胚为球状，半径为r。
已知△Gv=—3.6×106J/cm3；液固界面的界面能为σ=0.15J/cm2；铜为面心立方结构，其点阵常数a=0.361nm,1nm=10-7cm。
武汉理工大学《材料科学基础》考试试题及答案-第二套试题
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。
武汉理工大学《材料科学基础》考试试题及答案-第6套
第六套试卷武汉理工大学考试试卷一、右图是CaF2的理想晶胞结构示意图，试回答：1．画出其投影示意图。
2．晶胞分子数是多少？结构中何种离子做何种密堆积？何种离子填充何种空隙，所占比例是多少？3．结构中正负离子的配位数是多少？4．萤石的结构决定了其具有哪种特殊的性能？请说明。
二、1．α-Fe为体心立方结构，试画出晶胞中质点在（001）晶面上的投影图。
2．在立方单胞内画出指数为（112）的晶面及指数为[112]的晶向。
3．下列硅酸盐矿物按照硅氧四面体连接方式分类，各属何种结构类型：[][][][][]Mg SiO,Na AISi O,Be Al Mg Si O,Ca Al AlSiO,Ca Mg Si O(OH) 243832618272541122三、1．写出下列缺陷方应方程式1）TiO2加入到A12O3中（写出两种）；2）AgI形成弗伦克尔缺陷（Ag+进入间隙）2．实验室要合成镁铝尖晶石，可供选择的原料为Mg（OH）2、MgO、Al2O3·3H2O、γ-A12O3、α-A12O3从提高反应速率的角度出发，选择什么原料较好？请说明原因。
四．A12O3和过量MgO粉末进行反应形成尖晶石，反应在温度保持不变的条件下进行且由扩散控制。
反应进行1 h时测得有20%的反应物发生了反应。
分别用杨德方程和金斯特林格方程计算完全反应的时间，并说明两者产生差异的原因。
五．简单回答下列问题1．Al/Au焊接接头处克肯达尔效应造成的紫灾可以用什么方法延缓或消除？为什么？2．烧结的推动力是什么？烧结过程分为几个阶段，各阶段的特征是什么？六．在熔融态的R2O-SiO2中，增加SiO2的含量，熔体的粘度和表面张力将如何变化？为什么？七．按相变机理不同可将相变分为四类，最常见是的成核-生长相变，另外三类分别是什么？对于成核生长相变，假定在恒温恒压下，从过冷液体形成的新相呈球形，且不考虑应变能，请推导均态核化情况下形成的临界晶核的半径及相变势垒。
武汉理工大学《材料科学基础》考试试题及答案-第一套试题
武汉理工大学《材料科学基础》考试试题第一套试卷一、填空题（共20分，每个空1分）1、村料科学要解决的问题就是研究材料的（）与（）、（）、材料性质、使用性能以及环境间相互关系及制约规律。
2、晶体结构指晶体中原子或分子的排列情况，由（）+（）而构成。
晶体结构的形式是无限多的。
3、热缺陷是由热起伏的原因所产生的，（）缺陷是指点离开正常的个点后进入到晶格间隙位置，其特征是空位和间隙质点成对出现：而（）缺陷是指点有表面位置迁移到新表面位置，在晶体表面形成新的一层，向时在晶体内部留下空位。
4、硅酸盐熔体随着温度升高，低聚物浓度（），熔体的粘度（）。
5、玻璃的料性是指玻璃的（）变化时（）随之变化的速率6、固体的表面粗糙化后，原来能润湿的液体，接触角将（），原来不能润湿的液体，接触角将（）。
7、克肯达尔（Kirkendall）效应说明了互扩算过程中各组元的（）不同以及置换型扩散的（）机制。
8、按照相变机理可以将相变分成（）、（）、乃氏体相变和有序-无序转变9、晶体长大时，当析出晶体与熔体组成相同时，晶体长大速率由（）控制，当析出晶体与熔体组成不同时，晶体长大速率由（）控制10、同一物质处于不同结构状态时，其反应活性相差很大，一般来说，晶格能愈高、结构愈完整和稳定的，其反应活性也（）。
二、判断题（共10分，每个题1分）1、（）位错的滑移是指在热缺陷或外力作用下，位错线在垂直其滑移面方向上的运动，结果导致晶体中空位或间隙质点的增殖或减少。
2、（）间隙扩散机制适用于间隙型固溶体中间隙原子的扩散，其中发生间隙扩散的主要是间隙原子，阵点上的原子则可以认为是不动的。
3、（）要使相变自发进行，系统必须过冷（过热）或者过饱和，此时系统温度、浓度和压力与相平衡时温度、浓度和压力之差就是相变过程的推动力。
4、（）扩散系数对温度是非常敏感的，随着温度升高，扩散系数明显降低。
5、（）当晶核与晶核剂的接触角越大时，越有利于晶核的形成。
6、（）固相反应的开始温度，远低于反应物的熔点或者系统的低共融温度。
武汉理工大学 材料科学基础考研五套题
试题一一. 图1是Na2O的理想晶胞结构示意图，试回答：1．晶胞分子数是多少；2．结构中何种离子做何种密堆积；何种离子填充何种空隙，所占比例是多少；3．结构中各离子的配位数为多少，写出其配位多面体；4．计算说明O2-的电价是否饱和；5．画出Na2O结构在（001）面上的投影图。
二. 图2是高岭石(Al2O3·2SiO2·2H2O)结构示意图，试回答：1．请以结构式写法写出高岭石的化学式；2．高岭石属于哪种硅酸盐结构类型；3．分析层的构成和层的堆积方向；4．分析结构中的作用力；5．根据其结构特点推测高岭石具有什么性质。
三. 简答题：1.晶体中的结构缺陷按几何尺寸可分为哪几类？2.什么是负扩散？3．烧结初期的特征是什么？4.硅酸盐晶体的分类原则是什么？5.烧结推动力是什么？它可凭哪些方式推动物质的迁移？6.相变的含义是什么？从热力学角度来划分，相变可以分为哪几类？四. 出下列缺陷反应式：1.NaCl形成肖特基缺陷；2.AgI形成弗仑克尔缺陷（Ag+进入间隙）；3.TiO2掺入到Nb2O3中，请写出二个合理的方程，并判断可能成立的方程是哪一种？再写出每个方程的固溶体的化学式。
4.NaCl溶入CaCl2中形成空位型固溶体五. 表面力的存在使固体表面处于高能量状态，然而，能量愈高系统愈不稳定，那么固体是通过何种方式降低其过剩的表面能以达到热力学稳定状态的。
六.粒径为1μ的球状Al2O3由过量的MgO微粒包围，观察尖晶石的形成，在恒定温度下，第一个小时有20%的Al2O3起了反应，计算完全反应的时间：⑴用杨德方程计算；⑵用金斯特林格方程计算。
七.请分析熔体结构中负离子团的堆积方式、聚合度及对称性等与玻璃形成之关系。
八.试从结构和能量的观点解释为什么D晶界>D晶内？九.试分析二次再结晶过程对材料性能有何影响？工艺上如何防止或延缓二次再结晶的发生？十.图3是A-B-C三元系统相图，根据相图回答下列问题：1．写出点P，R，S的成分；2．设有2kgP，问需要多少何种成分的合金Z才可混熔成6kg成分为R的合金。
武汉理工大学《材料科学基础》考试试题及答案-第5套
武汉理工大学《材料科学基础》考试试题及答案第五套试卷武汉理工大学考试试卷一、钙钛矿ABO3型结构属于立方晶系，其中2价正离子位于立方晶胞顶点，4价正离子位于立方晶胞体心位置，2价负离子位于立方晶胞而心位置。
请回答下列问题；1．画出钙钛矿型结构的晶胞立体图2．根据晶胞结构指出晶胞中各离子的配位数；3．根据鲍林规则计算负离子电价是否平衡；4．BaTiO3属钙钛矿型结构，是典型的铁电材料。
请给出铁电晶体的定义，铁电性能出现的根本原因是什么？二．1．Au为面心立方结构，试画出晶胞中质点在（001）晶面上的投影图。
2．三种物质表面能按由小到大的顺序为：Pbl2>PbF2>CaF2，试用清洁表面的离子重排及表面双电层模型解释之。
3．硅酸盐晶体的分类原则是什么？4．烧结推动力是什么？它可凭哪些方式推动物质的迁移（至少写出两种具体的方式）？5．从热力学角度来划分，相变可以分为哪几类？三．写出缺陷反应方程式，每组写两个合理方程，并写出相应的固溶体化学式。
1．Al2O3加入到MgO中2．TiO2加入到Nb2O3中四．Na2O-SiO2系统熔体组成对表面张力的影响如图所示，请解释其产生的原因。
五．下表列出少量NaCl 可使不同颗粒尺寸Na 2CO 3与Fe 2O 3反应的加速作用。
请给出至少三种合理的解释。
六．设有以直径为3 cm 的厚壁管道，被厚度为0.00l cm 的铁膜片隔开，在膜片的一边，每l cm 3中含有3510⨯个氮原子，该气体不断地通过管道。
在膜片的另一边的气体中，每l cm 3中含有3210⨯个氮原子。
假设700℃时氮在α-Fe （体心立方）中的扩散系数是72410cm /s −⨯，在γ-Fe （面心立方）中的扩散系数是82310cm /s −⨯，试分别计算通过两种铁膜片的氮原子总数。
根据计算结果，试讨论影响扩散的因素。
七．在液-固相变时，产生球形固相粒子，系统自由焓的变化为32443V G r G r ππσ∆=∆+。
武汉理工大学材料科学基础各章节例题及答案
第二章晶体结构【例2-1】计算MgO和GaAs晶体中离子键成分的多少。
【解】查元素电负性数据得，则，，，MgO离子键％＝GaAs离子键％＝由此可见，MgO晶体的化学键以离子键为主，而GaAs则是典型的共价键晶体。
【提示】除了以离子键、共价键结合为主的混合键晶体外，还有以共价键、分子间键结合为主的混合键晶体。
且两种类型的键独立地存在。
如，大多数气体分子以共价键结合，在低温下形成的晶体则依靠分子间键结合在一起。
石墨的层状单元内共价结合，层间则类似于分子间键。
正是由于结合键的性质不同，才形成了材料结构和性质等方面的差异。
从而也满足了工程方面的不同需要。
【例2-2】 NaCl和MgO晶体同属于NaCl型结构，但MgO的熔点为2800℃, NaC1仅为80l℃，请通过晶格能计算说明这种差别的原因。
【解】根据：晶格能（1）NaCl晶体：N0＝6.023×1023 个/mol，A＝1.7476，z1＝z2＝1，e＝1.6×10－19 库仑，，r0＝＝＝0.110＋0.172＝0.282nm＝2.82×10－10 m，m/F，计算，得：EL＝752.48 kJ/mol （2）MgO晶体：N0＝6.023×1023 个/mol，A＝1.7476，z1＝z2＝2，e＝1.6×10－19库仑，r0＝＝0.080＋0.132＝0.212 nm＝2.12×10－10 m，m/F，计算，得：EL＝3922.06 kJ/mol则：MgO晶体的晶格能远大于NaC1晶体的晶格能，即相应MgO的熔点也远高于NaC1的熔点。
【例2-3】根据最紧密堆积原理，空间利用率越高，结构越稳定，但是金刚石的空间利用率很低，只有34.01%，为什么它也很稳定？【解】最紧密堆积的原理只适用于离子晶体，而金刚石为原子晶体，由于C-C共价键很强，且晶体是在高温和极大的静压力下结晶形成，因而熔点高，硬度达，很稳定。
武汉理工大学 材料科学基础 历年期末考卷
31．试述石英晶体、石英熔体、Na2O•2SiO2熔体结构和性质上的区别。
2．某熔体粘度在727℃时是108泊，1156℃时是104泊，要获得粘度为107泊的熔体，要加热到什么温度?3．在Na2O—SiO2系统及RO—SiO2系统中随着SiO2含量的增加，熔体的粘度将升高而表面张力则降低，说明原因。
4．说明在一定温度下同组成的玻璃比晶体具有较高的内能及晶体具有一定的熔点而玻璃体没有固定熔点的原因。
5．某窗玻璃含14Na2O－14CaO－72SiO2(重量百分数)，求非桥氧百分数。
6．网络外体(如Na2O)加到SiO2熔体中，使氧硅比增加，当O/Si≈2.5～3时，即达到形成玻璃的极限，O/Si>3时，则不能形成玻璃，为什么?7．按照在形成氧化物玻璃中的作用，把下列氧化物分为网络变体，中间体和网络形成体：SiO2，Na2O，B2O3，CaO，Al2O3，P2O5，K2O，BaO。
8．以B203为例解释具有混合键氧化物容易形成玻璃的原因。
9．试述微晶学说与无规则网络学说的主要观点，并比较两种学说在解释玻璃结构上的共同点和分歧。
10．什么是硼反常现象? 为什么会产生这些现象?11．已知石英玻璃的密度为2.3g/cm3，假定玻璃中原子尺寸与晶体SiO2相同，试计算该玻璃的原于堆积系数是多少?12．根据教材的T—T—T曲线，计算A、B、C三种物质的临界冷却速度，哪一种物质易形成玻璃?哪一种难形成玻璃?41 ．什么叫表面张力和表面能? 在固态下和液态下这两者有何差别?2 ．一般说来，同一种物质，其固体的表面能要比液体的表面能大，试说明原因。
3 ．什么叫吸附、粘附? 当用焊锡来焊接铜丝时，用锉刀除去表面层，可使焊接更加牢固，请解释这种现象。
4 ．方镁石的表面能为1000尔格/cm2，如果密度为3.68克/cm3，求将其粉碎为1u颗粒时，每克需能量多少卡?5 ．试说明晶界能总小于两个相邻晶粒的表面能之和的原因。
材料科学真题whut解析
武汉理工大学 2023 年争论生入学考试试题课程材料科学根底〔共3 页，共十一题，答题时不必抄题，标明题目序号，相图直接做在试卷上〕一、解释以下根本概念〔1.5×20=30分〕初次再结晶；二次再结晶；上坡集中；集中通量；高分子的链构造；高分子的聚拢态构造；位错滑移，位错爬移；结晶学晶胞；弥勒指数；玻璃转变温度；非晶态构造弛豫；金属固溶体；金属间化合物；重构外表；弛豫外表；一级相变；重构型转变；广义固相反响；矿化剂二、白云母的抱负化学式为 KAl [AlSi O](OH) ，其构造如以下图所示，试分析白2 3 10 2云母的构造类型、层的构成及构造特点、层内电性及层间结合。
〔15 分〕第2 题图三、BaTiO3和CaTiO3均为钙钛矿型构造但BaTiO3晶体具有铁电性而 CaTiO 却没3有，请赐予解释。
〔10 分〕四、分析小角度晶界和大角度晶界上原子排列特征以及对材料动力学的集中过程有何影响？〔8 分〕五、在制造 ZrO2耐火材料时通常会参加肯定量的 CaO 以改善耐火材料的性能，试解释其作用原理，并写出杂质进入基质的固溶方程式。
〔10 分〕六、从金属、硅酸盐、高聚物材料的构造、熔体特征等方面分析这三类材料的结晶有什么共性及共性。
〔15 分〕七、相形成时除过界面能以外单位体积自由焓变化为1×108J/m3，比外表能为 1 J/m2，应变能可以无视不计。
试计算界面能为体积自由能的 1%时球形相的半径。
与临界半径比较，此时的相能否稳定长大？形成此相时系统自由焓变化为多少？〔12 分〕八、写出以下图三元无变量点的平衡过程，指出无变量点的性质，画出三元无变量点与对应的副三角形的几何分布关系。
〔8 分〕第8 题图九、依据下面的三元系统相图答复以下问题〔22分〕1.指出图中化合物 S1、S2、S3 的性质2.用箭头在图中标出界限温度变化方向及界限性质3.写出组成点 1 的平衡冷却过程4.组成点 2 冷却时最先析出种晶相？在哪一点结晶完毕?最终产物是什么？5.组成点 3 加热时在哪一点开头消灭液相？在哪一点完全熔化？第9 题图十、依据碱金属、碱土金属、过渡金属、贵金属的能带构造之差异分析各种金属导电性的差异。
【2024版】武汉理工大学材料科学基础真题
解：(1)几何条件满足，b12+b22=3a2/2，b32=a2满足能量 条件，反应可以进行 （2）几何条件满足，b12=a2/2，b22+b32=a2/3满足能量条 件，反应可以进行
3. 假设某面心立方晶体可以开动的滑移系为(11`1)、 [011] ，请回答： 1) 给出滑移位错的单位位错柏氏矢量； 2）若滑移位错为纯刃位错，请指出其位错线方向；若滑 移位错为纯螺位错，其位错线方向又如何？
答：（ 1 ）单位位错的柏氏矢量 （ 2 ）纯刃位错的位错线方向与 b 垂直，且位于滑 移面上， 为[`21`1] ；纯螺位错的位错线与 b 平行， 为 [011]。
4. 试计算 BCC 晶体最密排面的堆积密度。(2006)
答： BCC 密排面为｛ 110 ｝面，其面积为： ｛ 110 ｝ 面上被原子占据的面积为（两个原子）：
（2） % 57 50 100% 66.7%
57 46.5
10、在Al单晶中，（111）面上有一位错b1=a/2[10`1] ， (11`1)面上另一位错b2=a/2[011] 。若两位错发生反 应，请绘出新位错，并判断其性质。
解：新位错为b3=a/2[110] ，位错线为 （111）面与 (11`1) 面的交线[`110] 。两者垂直，因此是刃型位 错。
5.70g
• cm3
8、一个FCC晶体在[`123]方向在2MPa正应力下屈服，已 测得开动的滑移系是(111)[`101]，请确定使该滑移系开动 的分切应力τ。
解：
s cos cos
cos
[123] [111]
| [123] | | [111] |
4 14
0.617 3
cos
1、在面心立方晶体中，分别画出(101) 、[10`1] 、(`1`1`1)、 [`110]和(111)、[0`11]，指出哪些是滑移面、滑移方向，并 就图中情况分析它们能否构成滑移系？若外力方向为
武汉理工大学 材料科学基础考研五套题5
[1/4]试题五一、填空题1，密排六方结构（等径球堆积）单位晶胞中分子数是（）配位数是（）。
2，Fick扩散第二定律的一维表达式为（）。
3，当晶核剂和晶核具有（）时，对核化最有利。
4，广义材料腐蚀是指材料由于（）而引起的破坏和变质过程。
5，烧结中后期所伴随的（）等，决定了材料显微结构的形成，也决定了材料最终的性质或性能。
6，固态物质的反应活性通常（）当反应之一存在多晶转变时则转变温度通常也是（）。
7，从熔融态向玻璃态转化的过程是可逆的和渐变的，是在（）范围内完成，无固定熔点。
8，刃位错的柏氏矢量与位错线呈（）关系。
二、晶体结构-性质关系1，根据下图的萤石结构图回答下列问题：（1）指出萤石结构中正负离子堆积方式（两种方式）；（2）写出结构中正负离子的配位数及其配位多面体；[2/4]（3）Ca2+离子的配位多面体之间是如何连接的？（4）在结构中标示相互平行的同号离子层，分析萤石晶体的解理性。
2、根据Si/O比例不同划分硅酸盐结构类型。
三、晶体结构缺陷1，晶体A属于体心立方空间点阵，若原子B溶入A晶格的定点位置形成置换型固溶体（全部取代），那么其成分可能是AB还是AB3？为什么？2，Al2O3掺入到MgO中，请写出两个合理的方程，并写出对应的固溶体化学式。
四、从熔体结构角度，估计长石、辉石（Mg.SiO2）、美橄榄石三种矿石的高温熔体表面张力大小顺序，并分析它们形成玻璃的能力。
五、1，氧化铝瓷件表面上涂银后，烧到1000度时，已知r(Al2O3，固)=1J/m2;r(Ag，液)=0.92J/m2；r(Ag，液/Al2O3，固)=1.77J/m2，试问液态银能否润湿氧化铝瓷件表面？可以用什么方法改善它们之间的润湿性？[3/4]请提出一种最有可能实现的措施。
2，根据威尔的表面双电层理论，某些化合物表面可能由负离子组成，正离子被负离子所屏蔽。
已知PbI2的表面能为1.3X10-5J/cm2，CaF2的表面能为2.5X10-4J/cm2，请断PbI2和CaF2表面双电层厚度的大小，并解释产生的原因。
武汉理工大学《材料科学基础》考研核心题库及答案
Test of Fundamentals of Materials Science 材料科学基础试题库武汉理工大学材料科学与工程学院一、填空题0001.烧结过程的主要传质机制有_____、_____、_____ 、_____，当烧结分别进行四种传质时，颈部增长x/r与时间t的关系分别是_____、_____、_____ 、_____。
0002.晶体的对称要素中点对称要素种类有_____、_____、_____ 、_____ ，含有平移操作的对称要素种类有_____ 、_____ 。
0003.晶族、晶系、对称型、结晶学单形、几何单形、布拉菲格子、空间群的数目分别是_____、_____ 、_____ 、_____ 、_____ 、_____ 。
0004.晶体有两种理想形态，分别是_____和_____。
0005.晶体是指内部质点排列的固体。
0006.以NaCl晶胞中（001）面心的一个球（Cl-离子）为例，属于这个球的八面体空隙数为，所以属于这个球的四面体空隙数为。
0007.与非晶体比较晶体具有自限性、、、、和稳定性。
0008.一个立方晶系晶胞中，一晶面在晶轴X、Y、Z上的截距分别为2a、1/2a 、2/3a，其晶面的晶面指数是。
0009.固体表面粗糙度直接影响液固湿润性，当真实接触角θ时，粗糙度越大，表面接触角，就越容易湿润；当θ，则粗糙度，越不利于湿润。
0010.硼酸盐玻璃中，随着Na2O（R2O）含量的增加，桥氧数，热膨胀系数逐渐下降。
当Na2O含量达到15%—16%时，桥氧又开始，热膨胀系数重新上升，这种反常现象就是硼反常现象。
0011.晶体结构中的点缺陷类型共分、和三种，CaCl2中Ca2+进入到KCl间隙中而形成点缺陷的反应式为。
0012.固体质点扩散的推动力是________。
0013.本征扩散是指__________，其扩散系数D＝_________,其扩散活化能由________和_________ 组成。
武汉理工大学《材料科学基础》考研核心题库及答案
材科基础核心题一、填空题0001.烧结过程的主要传质机制有_____、_____、_____ 、_____，当烧结分别进行四种传质时，颈部增长x/r与时间t的关系分别是_____、_____、_____ 、_____。
0002.晶体的对称要素中点对称要素种类有_____、_____、_____ 、_____ ，含有平移操作的对称要素种类有_____ 、_____ 。
0003.晶族、晶系、对称型、结晶学单形、几何单形、布拉菲格子、空间群的数目分别是 _____、_____ 、_____ 、_____ 、_____ 、_____ 。
0004.晶体有两种理想形态，分别是 _____和 _____。
0005.晶体是指内部质点排列的固体。
0006.以NaCl晶胞中（001）面心的一个球（Cl-离子）为例，属于这个球的八面体空隙数为，所以属于这个球的四面体空隙数为。
0007.与非晶体比较晶体具有自限性、、、、和稳定性。
0008.一个立方晶系晶胞中，一晶面在晶轴X、Y、Z上的截距分别为2a、1/2a 、2/3a，其晶面的晶面指数是。
0009.固体表面粗糙度直接影响液固湿润性，当真实接触角θ时，粗糙度越大，表面接触角，就越容易湿润；当θ，则粗糙度，越不利于湿润。
0010.硼酸盐玻璃中，随着Na2O（R2O）含量的增加，桥氧数，热膨胀系数逐渐下降。
当Na2O含量达到15%—16%时，桥氧又开始，热膨胀系数重新上升，这种反常现象就是硼反常现象。
0011.晶体结构中的点缺陷类型共分、和三种，CaCl2中Ca2+进入到KCl间隙中而形成点缺陷的反应式为。
0012.固体质点扩散的推动力是________。
0013.本征扩散是指__________，其扩散系数D＝_________,其扩散活化能由________和_________ 组成。
0014.析晶过程分两个阶段，先______后______。
0015.晶体产生Frankel缺陷时，晶体体积_________，晶体密度_________；而有Schtty缺陷时，晶体体积_________,晶体密度_________。
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答：（ 1 ）单位位错的柏氏矢量 （ 2 ）纯刃位错的位错线方向与 b 垂直，且位于滑 移面上， 为[`21`1] ；纯螺位错的位错线与 b 平行， 为 [011]。
4. 试计算 BCC 晶体最密排面的堆积密度。(2006)
答： BCC 密排面为｛ 110 ｝面，其面积为： ｛ 110 ｝ 面上被原子占据的面积为（两个原子）：
4 cos 0.617 14 3 | [123] | | [111] | 4 cos 0.756 14 2 | [123] | | [101] | =2 0.617*0.756=0.933MPa [123] [101]
[123] [111]
P1:L+Q→S+T P2:L+S→aT
1、在面心立方晶体中，分别画出(101) 、[10`1] 、(`1`1`1)、 [`110]和(111)、[0`11]，指出哪些是滑移面、滑移方向，并 就图中情况分析它们能否构成滑移系？若外力方向为 [001] ，请问哪些滑移系可以开动？ （2005西北工业大学）
2. 请判定下列位错反应能否进行，若能够进行，请在晶 胞图上做出矢量图。
3FeO '' Fe O 2 Fe 3 O V 解： 2 3 Fe O Fe
X
2x Fe3+2xFe2+1-3xO
x
1 - 3x 5 2x
(1)
3x 2 x 1 2 - x
Fe 2 / Fe 3
(2)
b3 b'2 b1 b2
11、下图是Al-Cu-Mg三元系液相面投影图。a是以铝为 溶剂的固溶体，q、b分别以Al-Cu、Al-Mg二元化合物 为基的固溶体，S、T分别以Al-Cu-Mg三元化合物为基 的固溶体。试写出ET、Eu、P1、P2四相平衡转变式 解：ET:L→aS+q
EU:L→ab+T
(1)
(2)
解：(1)几何条件满足，b12+b22=3a2/2，b32=a2满足能量 条件，反应可以进行 （2）几何条件满足，b12=a2/2，b22+b32=a2/3满足能量条 件，反应可以进行
3. 假设某面心立方晶体可以开动的滑移系为(11`1)、 [011] ，请回答： 1) 给出滑移位错的单位位错柏氏矢量； 2）若滑移位错为纯刃位错，请指出其位错线方向；若滑 移位错为纯螺位错，其位错线方向又如何？
堆积密度：
5. [01`1]和[11`2] 均位于 Fcc 铝的 (111) 晶面上，因此 理论上(111)[01`1] 和(111)[11`2] 的滑移均是可能的。 （ 1 ）画出 (111) 晶面及单位滑移矢量[01`1] 和[11`2] 。 （ 2 ）比较具有此二滑移矢量的位错的能量。
答:(1)
9、图示Cu-Cd二元相图全图及其400℃～600℃范围的 局部放大 （1）请根据相图写出549℃、547℃、544℃、397℃和 314℃五条水平线的三相平衡反应类型及其反应式； （2）已知β相成分为wCd =46.5％，400℃时γ相的成分为 wCd =57％，请计算400℃时wCd＝50％合金的相组成。
(2) b
[011]
a a [011], b [112] [112] 2 2
6.试画出面心立方晶体中的 (123) 晶面和[3`46] 晶向 解：
7、FeO属于NaCl结构，其中氧的摩尔分数Xo=0.52, 晶格常数0.429nm，由于存在正离子空位，所以对 应存在一部分Fe3+，试计算 （1）Fe2+/Fe3+比值 （2）氧化铁的密度 （2004武汉理工）
4 0.923 56 4 16 3 3 g cm 5.70g cm 3 Na（0.429 10-7）
8、一个FCC晶体在[`123]方向在2MPa正应力下屈服，已 测得开动的滑移系是(111)[`101]，请确定使该滑移系开动 的分切应力τ。 解：
s cos cos
解：（1）549℃：包晶反应，Cu+ L→β 547℃：包晶反应，β + L→γ 544℃：共晶反应，L→ γ + δ 397℃：包晶反应，δ + L→ ε 314℃：共晶反应，L→ ε +Cd （2） b %
57 50 100 % 66.7% 57 46.5
10、在Al单晶中，（111）面上有一位错b1=a/2[10`1] ， (11`1)面上另一位错b2=a/2[011] 。若两位错发生反 应，请绘出新位错，并判断其性质。 解：新位错为b3=a/2[110] ，位错线为 （111）面与 (11`1) 面的交线[`110] 。两者垂直，因此是刃型位 错。