石德珂材料科学填空题

《材料科学基础》

填空题

第一章 材料结构的基本知识

1. 原子核外电子的分布与四个量子数有关，且服从下述两个基本原理：泡利不相容原理和最低能量原理

2. 原子结合键中一次键（强健）有离子键、共价键、金属键；二次键（弱健）有范德瓦尔斯键、氢键、

离子晶体和原子晶体硬度高，脆性大，熔点高、导电性差。

3. 金属晶体导电性、导热性、延展性好，熔点较高。

4. 能量最低的结构称为稳态结构或平衡态结构，能量相对较高的结构则称为亚稳态结构；

5. 材料的稳态结构与亚稳态结构由热力学条件和动力学条件共同决定；

第二章 材料的晶体结构

1、晶体结构中基元就是化学组成相同、空间结构相同、排列取向相同、周围环境相同的基本单元;

2、简单立方晶胞中（100）、（110）、（111）晶面中，面间距最小的是（111）面，最大的是（100）面；

3、晶面族{100}包含（100）（010）（001）及平行（001）（010）（100）等晶面；

4、（100），（210），（110），（2ī0）等构成以[001]为晶带轴的晶带；

（01ī），（0ī1），（10ī），（1ī0）等构成以[111] 为晶带轴的晶带； 5、晶体宏观对称元素只有 1，2，3，4，6，1，m ，4 等8种是基本的

6、金属中常见的晶体结构有面心立方、体心立方、密排六方三种；

7、金属密堆积结构中的间隙有四面体间隙和八面体间隙两种类型

8、面心立方晶体中１个晶胞内有４个八面体间隙，８个四面体间隙。

9、陶瓷材料是以离子键、共价键以及离子键和共价键的混合键结合在一起；

10、硅酸盐的基本结构单元是硅酸根四面体；

11、SiO2中主要化学键为共价键与离子键；

12、硅酸盐几种主要结构单元是岛状结构单元、双四面体结构单元、环状结构单元以及链状结构单元、层状结构单元；

13、离子晶体中决定正负离子堆积方式的两因数是：电荷大小，满足电中性；正负离子的相对大小；

14、陶瓷材料的组成相有玻璃相、气相和结晶相

15、上图为离子晶体中稳定和不稳定的配位图形，图为不稳定配位图形

第三章高分子材料的结构

1. 1. 按照聚合物热行为可将聚合物分为_热固性塑料_和______热塑性塑料____两类。

2. 写出下列聚合物的结构单元：聚乙烯__–CH2CH2-______、聚氯乙烯___-CH2CHCl- ___、聚苯乙烯__________、尼龙-6 ____-HN(CH)5CO-_____。

3. 加聚反应是指由___由一种或多种单体相互加成____而连接成聚合物的反应。

4. 高分子材料的结构主要包括两个微观层次即_高分子链结构___结构和___高分子聚集态结构___结构。

5. 高分子主链中含有氧原子能提高高分子的___弹性_____;磷和氯原子能提高___耐热性__;氟原子能提高__化学稳定性。

6. 从分子链结构看，聚氯乙烯的链柔顺性比聚丙烯的链柔顺性_差___，比聚丙烯腈的链柔顺性____好_____，

这是因为___分子链上取代基极性不同____而造成的。

7. 一般缩聚物的高分子主链上不存在不对称的碳原子，因此主链结构比较规整，结晶度_高__。8．ABS树脂是由__苯乙烯__、__丁二烯____和____丙烯腈____三者共聚而得。

9. 一些高分子材料在Tg温度附近冷拉，可以使其强度和弹性模量__提高___。

第四章晶体缺陷

1.晶体缺陷包括点缺陷、线缺陷和面缺陷；

2.肖脱基缺陷是离位原子进入其它空位或迁移至晶界或表面形成的点缺陷

3.弗兰克尔缺陷是离位原子进入晶体间隙形成的点缺陷

4.位错可分为刃位错、螺位错和混合型位错;

5.具有环形位错线的位错不可能是纯螺位错

6.当点缺陷浓度达到平衡值时，晶体自由能最低

7.根据螺旋面前进的方向与螺旋面旋转方向的关系可分为左、右螺型位错

8.位错在晶体中运动有两种方式——滑移和攀移；

9.不论是刃或螺型位错，使位错滑移的切应力方向和柏氏矢量b都是一致的；

10.滑移面两侧晶体的相对位移是与柏氏矢量b相一致的。

11.刃型位错的位错线t⊥b，滑移面是唯一的，位错只能在确定的面上滑移

12.螺位错的位错线t∥b，任何通过位错线的晶面都满足滑移面的条件，可以有多个滑移面。

13.攀移正是通过原子的扩散而实现的，攀移需要正应力，滑移需要切应力；

14.表面张力在数值上等于表面能

15.两根同号螺位错互相排斥, 随距离增加而逐渐减小；

16.两根异号螺型位错之间相互吸引，直至异号位错互毁，此时位错的应变能也就完全消失；

17.晶体中还可能形成一些柏氏矢量小于点阵矢量的位错，即柏氏矢量不是从一个原子到另一个原子位

置，而是从原子位置到结点之间的某一位置，这类位错称为分位错或不全位错。

18. 对于小角度晶界，晶界能随位向差的增大而提高；

19. 晶体表面结构的主要特点是存在着不饱和键力及范德瓦耳斯力；

20. 自然界的有些矿物或人工结晶的盐类等常具有规则的几何外形，表面常由最密排面及次密排面组成，

这是一种低能的几何形态；

21. 物理吸附是由范德华耳斯力作用而相互吸引的

22. 化学吸附来源于剩余的不饱和键力，吸附时表面与被吸附分子间发生了电子交换，电子或多或少地被

两者所共有，其实质上是形成了化合物，即发生了强键结合。

23. 化学吸附的特点是吸附有选择性、单层吸附，并且化学吸附的吸附热与化学反应热接近，明显大于物

理吸附热。

24. 晶体材料的界面能会促使显微组织发生变化，尺寸较小的晶粒一定具有较少的边界数，边界向外弯曲；

尺寸较大的晶粒边数大于6，晶界向内弯曲 ；只有6条边的晶粒晶界才是直线 。

25. 只有刃型位错才能发生攀移；

26. 螺位错是不能攀移的

第五章 材料的相结构及相图

1. 合金相可分为价化合物、电子相和尺寸因数化合物三个主要类型

2. 合金相可分为一次固溶体和中间相两大类

3. 若A 、B 组元能形成连续固溶体则A 、B 结构必然相同；

4. 拉弗斯相是借大小原子排列的配合而实现的密排结构，它有3种典型组成结构：

222,,MgCu MgZn MgNi

5. 相律是表示材料系统相平衡的热力学表达式，具体表示系统自由度、组元数和相数之间的关系；