无机材料科学基础期末试题及答案
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第一章晶体几何根底1-1 解释概念：等同点：晶体结构中，在同一取向上几何环境和物质环境皆相同的点。
空间点阵：概括地表示晶体结构中等同点排列规律的几何图形。
结点：空间点阵中的点称为结点。
晶体：内部质点在三维空间呈周期性重复排列的固体。
对称：物体相同局部作有规律的重复。
对称型：晶体结构中所有点对称要素〔对称面、对称中心、对称轴和旋转反伸轴〕的集合为对称型，也称点群。
晶类：将对称型相同的晶体归为一类，称为晶类。
晶体定向：为了用数字表示晶体中点、线、面的相对位置，在晶体中引入一个坐标系统的过程。
空间群：是指一个晶体结构中所有对称要素的集合。
布拉菲格子：是指法国学者 A. 布拉菲根据晶体结构的最高点群和平移群对称及空间格子的平行六面体原那么，将所有晶体结构的空间点阵划分成 14 种类型的空间格子。
晶胞：能够反响晶体结构特征的最小单位。
晶胞参数：表示晶胞的形状和大小的 6 个参数〔 a、b、 c、α 、β、γ〕.1-2 晶体结构的两个根本特征是什么？哪种几何图形可表示晶体的根本特征？解答：⑴晶体结构的根本特征：① 晶体是内部质点在三维空间作周期性重复排列的固体。
② 晶体的内部质点呈对称分布，即晶体具有对称性。
⑵ 14 种布拉菲格子的平行六面体单位格子可以表示晶体的根本特征。
1-3 晶体中有哪些对称要素，用国际符号表示。
解答：对称面— m，对称中心— 1，n 次对称轴— n，n 次旋转反伸轴— n螺旋轴— ns ，滑移面— a、b、c、d1-5 一个四方晶系的晶面，其上的截距分别为3a、4a、6c，求该晶面的晶面指数。
解答：在 X、Y、 Z 轴上的截距系数： 3、4、6。
截距系数的倒数比为： 1/3:1/4:1/6=4:3:2晶面指数为：〔432〕补充：晶体的根本性质是什么？与其内部结构有什么关系？解答：① 自限性：晶体的多面体形态是其格子构造在外形上的反映。
②均一性和异向性：均一性是由于内部质点周期性重复排列，晶体中的任何一局部在结构上是相同的。
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无机材料科学基础习题答案第一章晶体几何基础1-1解释概念:等价点:晶体结构中的一个点，其几何环境和物理环境在同一方向上是相同的。
空间点阵:一种几何图形，通常代表晶体结构中等价点的排列。
节点:空间晶格中的点称为节点。
水晶:内部粒子在三维空间中周期性重复排列的固体。
对称性:物体的相同部分有规律地重复。
对称型:晶体结构中所有点(对称平面、对称中心、对称轴和旋转反延伸轴)的对称元素集是对称的，也称为点群。
晶体:相同对称类型的晶体被归为一类，称为晶体。
晶体取向:将坐标系引入晶体中，以便用数字表示晶体中点、线和平面的相对位置的过程。
空间组:它是指晶体结构中所有对称元素的集合。
Brafi网格:根据晶体结构的顶点群和平移群以及空间晶格的平行六面体的对称性原理，法国学者A .布拉菲将所有晶体结构的空间晶格分为14种类型的空间晶格。
单元电池:能够反映晶体结构特征的最小单位。
单元电池参数:代表晶胞形状和大小的六个参数(A、B、C、α、β、γ)。
1-等效点: 晶体结构中的一个点，其几何环境和物理环境在同一方向上是相同的。
空间点阵:一种几何图形，通常代表晶体结构中等价点的排列。
节点:空间晶格中的点称为节点。
水晶:内部粒子在三维空间中周期性重复排列的固体。
对称性:物体的相同部分有规律地重复。
对称型:晶体结构中所有点(对称平面、对称中心、对称轴和旋转反延伸轴)的对称元素集是对称的，也称为点群。
晶体:相同对称类型的晶体被归为一类，称为晶体。
晶体取向:将坐标系引入晶体中，以便用数字表示晶体中点、线和平面的相对位置的过程。
空间组:它是指晶体结构中所有对称元素的集合。
Brafi网格:根据晶体结构的顶点群和平移群以及空间晶格的平行六面体的对称性原理，法国学者A .布拉菲将所有晶体结构的空间晶格分为14种类型的空间晶格。
单元电池:能够反映晶体结构特征的最小单位。
单元电池参数:代表晶胞形状和大小的六个参数(A、B、C、α、β、γ)。
1: ⑴晶体结构的基本特征:①晶体是一种固体，其内部粒子在三维空间中周期性重复排列。
无机材料科学基础答案 2
第二章2-1略。
2-2 （1）一晶面在x、y、z轴上的截距分别为2a、3b、6c，求该晶面的晶面指数；（2）一晶面在x、y、z轴上的截距分别为a/3、b/2、c，求出该晶面的晶面指数。
答：（1）h:k:l==3:2:1,∴该晶面的晶面指数为（321）；（2）h:k:l=3:2:1，∴该晶面的晶面指数为（321）。
2-3 在立方晶系晶胞中画出下列晶面指数和晶向指数：（001）与[]，（111）与[]，（）与[111]，（）与[236]，（257）与[]，（123）与[]，（102），（），（），[110]，[]，[]答：（001）与[]为：2-4 定性描述晶体结构的参量有哪些？定量描述晶体结构的参量又有哪些？答：定性：对称轴、对称中心、晶系、点阵。
定量：晶胞参数。
2-5 依据结合力的本质不同，晶体中的键合作用分为哪几类？其特点是什么？答：晶体中的键合作用可分为离子键、共价键、金属键、范德华键和氢键。
离子键的特点是没有方向性和饱和性，结合力很大。
共价键的特点是具有方向性和饱和性，结合力也很大。
金属键是没有方向性和饱和性的的共价键，结合力是离子间的静电库仑力。
范德华键是通过分子力而产生的键合，分子力很弱。
氢键是两个电负性较大的原子相结合形成的键，具有饱和性。
2-6 等径球最紧密堆积的空隙有哪两种？一个球的周围有多少个四面体空隙、多少个八面体空隙？答：等径球最紧密堆积有六方和面心立方紧密堆积两种，一个球的周围有8个四面体空隙、6个八面体空隙。
2-7n个等径球作最紧密堆积时可形成多少个四面体空隙、多少个八面体空隙？不等径球是如何进行堆积的？答：n个等径球作最紧密堆积时可形成n个八面体空隙、2n个四面体空隙。
不等径球体进行紧密堆积时，可以看成由大球按等径球体紧密堆积后，小球按其大小分别填充到其空隙中，稍大的小球填充八面体空隙，稍小的小球填充四面体空隙，形成不等径球体紧密堆积。
2-8 写出面心立方格子的单位平行六面体上所有结点的坐标。
无机材料科学基础习题与解答
第一章晶体几何基础1-1 解释概念：等同点：晶体结构中，在同一取向上几何环境和物质环境皆相同的点。
空间点阵：概括地表示晶体结构中等同点排列规律的几何图形。
结点：空间点阵中的点称为结点。
晶体：内部质点在三维空间呈周期性重复排列的固体。
对称：物体相同部分作有规律的重复。
对称型：晶体结构中所有点对称要素（对称面、对称中心、对称轴和旋转反伸轴）的集合为对称型，也称点群。
晶类：将对称型相同的晶体归为一类，称为晶类。
晶体定向：为了用数字表示晶体中点、线、面的相对位置，在晶体中引入一个坐标系统的过程。
空间群：是指一个晶体结构中所有对称要素的集合。
布拉菲格子：是指法国学者 A.布拉菲根据晶体结构的最高点群和平移群对称及空间格子的平行六面体原则，将所有晶体结构的空间点阵划分成14种类型的空间格子。
晶胞：能够反应晶体结构特征的最小单位。
晶胞参数：表示晶胞的形状和大小的6个参数（a、b、c、α 、β、γ ）.1-2 晶体结构的两个基本特征是什么？哪种几何图形可表示晶体的基本特征？解答：⑴晶体结构的基本特征：①晶体是内部质点在三维空间作周期性重复排列的固体。
②晶体的内部质点呈对称分布，即晶体具有对称性。
⑵14种布拉菲格子的平行六面体单位格子可以表示晶体的基本特征。
1-3 晶体中有哪些对称要素，用国际符号表示。
解答：对称面—m，对称中心—1，n次对称轴—n，n次旋转反伸轴—n螺旋轴—ns ，滑移面—a、b、c、d1-5 一个四方晶系的晶面，其上的截距分别为3a、4a、6c，求该晶面的晶面指数。
解答：在X、Y、Z轴上的截距系数：3、4、6。
截距系数的倒数比为：1/3:1/4:1/6=4:3:2晶面指数为：（432）补充：晶体的基本性质是什么？与其内部结构有什么关系？解答：①自限性：晶体的多面体形态是其格子构造在外形上的反映。
②均一性和异向性：均一性是由于内部质点周期性重复排列，晶体中的任何一部分在结构上是相同的。
异向性是由于同一晶体中的不同方向上，质点排列一般是不同的，因而表现出不同的性质。
无机材料科学基础试卷(6-10章)
无机材料科学基础试卷一、名词解释液相独立析晶：是在转熔过程中发生的，由于冷却速度较快，被回收的晶相有可能会被新析出的固相包裹起来，使转熔过程不能继续进行，从而使液相进行另一个单独的析晶过程，就是液相独立析晶。
二次再结晶：少数巨大晶粒在细晶消耗时成核长大过程。
晶粒生长：平衡晶粒尺寸在不改变其分布的情况下，连续增大的过程。
本征扩散：是指空位来源于晶体结构中本征热缺陷而引起质点的迁移。
非本征扩散：受固溶引入的杂质离子的电价和浓度等外界因素所控制的扩散。
或由不等价杂质离子取代造成晶格空位，由此而引起的质点迁移。
一级相变：体系由一相变为另一相时，如两相的化学势相等但化学势的一级偏微商(一级导数)不相等的称为一级相变二级相变：相变时两相化学势相等，其一级偏微商也相等，但二级偏微商不等的称为二级相变。
液相烧结：凡有液相参加的烧结过程称为液相烧结。
固相烧结：固态粉末在适当的温度、压力、气氛和时间条件下，通过物质与气孔之间的传质，变为坚硬、致密烧结体的过程。
均匀成核：晶核从均匀的单相熔体中产生的过程。
非均匀成核：是指借助于表面、界面、微粒裂纹器壁以及各种催化位置等而形成晶核的过程稳定扩散：若扩散物质在扩散层dx内各处的浓度不随时间而变化，即dc/dt=0。
这种扩散称稳定扩散。
不稳定扩散：扩散物质在扩散层dx内的浓度随时间而变化，即dc/dt≠0。
这种扩散称为不稳定扩散。
三角形规则：原始熔体组成点所在副三角形的三个顶点表示的物质即为其结晶产物；与这三个物质相应的初初晶区所包围的三元无变量点是其结晶结束点。
连线规则：将一界线（或其延长线）与相应的连线（或其延长线）相交，其交点是该界线上的温度最高点。
一致熔融化合物：是一种稳定的化合物。
它与正常的纯物质一样具有固定的熔点，熔化时，所产生的液相与化合物组成相同，故称一致熔融化合物。
不一致熔化合物：是一种不稳定的化合物，加热到一定温度会发生分解，分解产物是一种液相和一种固相，液相和固相的组成与化合物组成都不相同。
无机材料科学基础_陕西科技大学中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年
无机材料科学基础_陕西科技大学中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年1.按材料尺寸分类，陶瓷纤维属于（）。
答案:一维材料2.不符合晶体的对称条件，但呈一定的周期性有序排列的类似于晶态的固体，属于（）。
答案:准晶态材料3.由原子或分子远程无序排列的固体材料，属于（）。
答案:非晶态材料4.下列选项中不属于材料科学与工程四要素的是（）。
答案:材料复合5.材料按用途可分为金属材料、无机非金属材料、有机高分子材料和复合材料。
答案:错误6.工程性的研究十分重要，材料的合成与制备就等同于工艺研究。
答案:错误7.硅酸盐熔体中聚合物种类，数量与熔体组成（O/Si）有关，O/Si比值增大，则熔体中的。
答案:8.逆扩散的推动力是浓度梯度。
（）答案:错误9.菲克定律是从宏观统计的角度，定量描述了质点的扩散行为。
（）答案:正确10.严格地说，结构材料也是一类功能材料，是属于力学功能型的一个大类。
答案:正确11.物质在相转变温度附近质点可动性显著增大。
晶格松解、结构内部缺陷增多，故而反应和扩散能力增加，有利于固相反应的进行。
答案:正确12.按材料结晶状态分类。
可分为单晶质材料、多晶质材料、非晶态材料、准晶态材料。
答案:正确13.生成固溶体时，在固溶限度以内固溶体是________相。
答案:114.对扩散系数D0的影响因素主要是温度及扩散激活能。
（）答案:正确15.下列关于逆扩散描述错误的是（）答案:逆扩散使溶质浓度趋于均匀化16.不同扩散机制下的扩散系数都可以用D＝D0exp(－Q /RT) 来表示，以下Q值正确的是（）。
答案:间隙机制下，Q=Hm17.在质点迁移的空位机构中，当温度较高时以（）为主。
答案:本征扩散18.表面扩散活化能Qs，界面扩散活化能Qg，晶格扩散活化能Qb，下列关系中正确的是（）答案:Qb﹥Qg﹥Qs19.固体质点扩散的推动力是（）答案:化学位梯度20.对于置换型固溶体仅从离子尺寸考虑，当Δ=(r1-r2)/r1<15%时，生成________。
无机材料科学基础曾燕伟答案
无机材料科学基础曾燕伟答案1、用一根木条当作独木舟，独木舟不能稳定地负载物体。
[判断题] *对(正确答案)错2、红糖在水中溶解,使水的颜色改变,这种变化属于化学变化。
[判断题] *对错(正确答案)3、下列选项中，说法正确的是( )。
[单选题] *A.转基因食品对人体都是有害的B.转基因食品对人体都是有益的C.转基因食品可能存在安全问题(正确答案)4、我们常常能在煤块上看到植物的枝、叶等痕迹，由此可以推测煤是由古代植物变化而成的。
[判断题] *对(正确答案)错5、对“螳螂捕蝉，黄雀在后”这条食物链，下列说法正确的一项是（）。
[单选题] *A.蝉是这条食物链的生产者，螳螂和黄雀是消费者B.蝉和螳螂是这条食物链的生产者，黄雀是消费者C.蝉、螳螂、黄雀都是这条食物链的消费者，生产者是植物(正确答案)6、丹顶鹤是有迁徙行为的鸟类，它的迁徙是为了适应环境。
[判断题] *对(正确答案)错7、冥王星属于( )。
[单选题] *A.行星B.小行星C.矮行星(正确答案)8、“地心说”认为，（）是宇宙的中心，并且静止不动。
[单选题] *A.地球(正确答案)B.太阳C.月球9、猫咪可以从很高的地方安全地跳下来，这是因为（）。
[单选题] *A.猫爪的肉垫坚硬结实B.猫爪的肉垫有利于排汗C.猫爪的肉垫有缓冲作用(正确答案)10、在户外进行空投包实验时，我们可以通过记录数据来帮助改进实验。
下面数据中，不需要记录的是（）。
[单选题] *A.是否顺利着陆B.物资是否完好C.外形是否美观(正确答案)11、制作洋葱表皮玻片时滴碘酒，这是为了让细胞染色，便于观察。
( ) [单选题]对(正确答案)错12、我们制作的小船可以装上风力推动装置或蒸汽推动装置。
[判断题] *对(正确答案)错13、下列生活实例中，说法正确的是（）。
[单选题] *A.给重型坦克安装很宽的履带是为了固定数量众多的轮子B.图钉尖又细又尖是为了增大受力面积，更方便钉东西C.相同重量的宽肩带书包比窄肩带书包更舒服，是因为压力大小相同时，受力面积越大，凹陷程度越小(正确答案)14、太空椒是因为它的遗传物质发生了变异，所以才长得果大色艳，籽少肉厚。
无机材料科学基础试卷
无机材料科学基础试卷第一篇：无机材料科学基础试卷一、名词解释（20分）：1.不一致熔融化合物，连线规则答：不一致熔化合物是一种不稳定的化合物，加热到一定温度会发生分解，分解产物是一种液相和一种固相，液相和固相的组成与化合物组成都不相同。
（2.5分）连线规则：将一界线（或其延长线）与相应的连线（或其延长线）相交，其交点是该界线上的温度最高点。
（2.5分）2.非本征扩散，稳定扩散非本征扩散：受固溶引入的杂质离子的电价和浓度等外界因素所控制的扩散。
或由不等价杂质离子取代造成晶格空位，由此而引起的质点迁移。
（2.5）稳定扩散：若扩散物质在扩散层dx内各处的浓度不随时间而变化，即dc/dt=0。
这种扩散称稳定扩散。
（2.5分）3.非均匀成核, 一级相变非均匀成核：是指借助于表面、界面、微粒裂纹器壁以及各种催化位置等而形成晶核的过程一级相变：体系由一相变为另一相时，如两相的化学势相等但化学势的一级偏微商(一级导数)不相等的称为一级相变。
（2.5）4.晶粒生长，二次再结晶晶粒生长：平衡晶粒尺寸在不改变其分布的情况下，连续增大的过程。
（2.5分）二次再结晶：是少数巨大晶粒在细晶消耗时成核长大的过程。
（2.5分）5.一致熔融化合物，三角形规则答：一致熔融化合物是一种稳定的化合物，与正常的纯物质一样具有固定的熔点，熔化时，产生的液相与化合物组成相同。
（2.5分）三角形规则：原始熔体组成点所在副三角形的三个顶点表示的物质即为其结晶产物；与这三个物质相应的初初晶区所包围的三元无变量点是其结晶结束点。
（2.5分）6.晶粒生长，二次再结晶晶粒生长：平衡晶粒尺寸在不改变其分布的情况下，连续增大的过程。
（2.5分）二次再结晶：是少数巨大晶粒在细晶消耗时成核长大的过程。
（2.5分）7.液相独立析晶，切线规则答：液相独立析晶：是在转熔过程中发生的，由于冷却速度较快，被回收的晶相有可能会被新析出的固相包裹起来，使转熔过程不能继续进行，从而使液相进行另一个单独的析晶过程，就是液相独立析晶。
无机材料科学基础_中南大学中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年
无机材料科学基础_中南大学中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年1.在n个球构成的六方或面心立方最紧密堆积中，存在八面体空隙数为（）个。
答案:n2.有M1X、M2X、M3Y三种离子化合物，离子半径分别为：r X＝0.181nm，r Y＝0.13nm，r M1＝0.095nm，r M2＝0.169nm，r M3＝0.034nm，这三种化合物中阳离子配位数（CN）的大小顺序排列是（）。
答案:M2X＞M1X＞M3Y3.MgAl2O4尖晶石晶体中，O2-面心立方最紧密堆积，Al3+填充（）。
答案:八面体空隙的二分之一4.下面四种说法中哪个是正确（）。
答案:α-鳞石英结构中有对称面5.下列硅酸盐矿物中属于链状结构的是（）。
答案:顽火辉石Mg2[Si2O6]6.在Al2O3中掺加0.5mol％NiO和0.02mol％Cr2O3所制成的金黄色人造黄玉，经分析认为是形成了置换型固溶体，于是此人造黄玉的化学式可写成（）。
答案:Al1.9946Ni0.005Cr0.0004O2.99757.非化学计量化合物Cd1+xO，由于在化学组成上偏离化学计量而产生的晶格缺陷是（）。
答案:间隙正离子8.在简单碱金属硅酸盐熔体R2O-SiO2中，正离子R+的含量对熔体的黏度颇具影响。
当R2O含量较高，即O/S比值较大时，降低黏度的次序为：K+>Na+>Li+，这是因为（）。
答案:[SiO4]连接方式已接近岛状，四面体基本靠R-O键相连，R+半径越大，R-O 键力越弱9.从键型考虑，形成玻璃的理想键型为（）。
答案:极性共价键10.高分散度固体表面吸附气体后，可使固体表面能（）。
答案:降低11.为了获得稳定致密的硅砖制品，希望硅砖中有尽可能多的（）。
答案:鳞石英12.在离子型材料中，由热缺陷（肖特基缺陷和弗仑克尔缺陷）引起的扩散称为（）。
答案:本征扩散13.CaCO3-CaO-SiO2系统中所发生的CaCO3＋SiO2＝CaO∙SiO2＋CO2化学反应，在不同温度的自由焓变化（∆G T0）计算值如下，由此可得上述反应的开始温度是（）。
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无机材料科学基础试卷7一、名词解释（20分）1、正尖晶石、反尖晶石；2、线缺陷、面缺陷；3、晶子学说、无规则网络学说；4、可塑性、晶胞参数；二、选择题（10分）1、下列性质中（）不是晶体的基本性质。
A、自限性B、最小内能性C、有限性D、各向异性2、晶体在三结晶轴上的截距分别为2a、3b、6c。
该晶面的晶面指数为（）。
A、（236）B、（326）C、（321）D、（123）3、依据等径球体的堆积原理得出，六方密堆积的堆积系数（）立方密堆积的堆积系数。
A、大于B、小于C、等于D、不确定4、某晶体AB，A—的电荷数为1，A—B键的S=1/6，则A+的配位数为（）。
A、4B、12C、8D、65、在单位晶胞的CaF2晶体中，其八面体空隙和四面体空隙的数量分别为（）。
A、4，8B、8，4C、1，2D、2，46、在ABO3(钙钛矿)型结构中，B离子占有（）。
A、四面体空隙B、八面体空隙C、立方体空隙D、三方柱空隙晶体7、在硅酸盐熔体中，当R=O/Si减小时，相应熔体组成和性质发生变化，熔体析晶能力（），熔体的黏度（），低聚物数量（）。
A、增大B、减小C、不变D、不确定8、当固体表面能为1.2J/m2，液体表面能为0.9 J/m2，液固界面能为1.1 J/m2时，降低固体表面粗糙度，（）润湿性能。
A、降低B、改善C、不影响9、一种玻璃的组成为32.8%CaO，6.0 Al2O3%，61.2 SiO2%，此玻璃中的Al3+可视为网络（），玻璃结构参数Y=（）。
A、变性离子，3.26B、形成离子，3.26C、变性离子，2.34D、形成离子，2.3410、黏土泥浆胶溶必须使介质呈（）。
A、酸性B、碱性C、中性11、可以根据3T曲线求出熔体的临界冷却速率。
熔体的临界冷却速率越小，就（）形成玻璃。
A、越难B、越容易C、很快D、缓慢12、晶体结构中一切对称要素的集合称为（）。
A、对称型B、点群C、微观对称的要素的集合D、空间群三、填空（15分）1、a=b≠c α=β= 900，γ=1200的晶体属（）晶系。
无机材料科学基础习题与解答.
3-6叙述硅酸盐晶体结构分类原则及各种类型的特点，并举一例说明之。
解：硅酸盐矿物按照硅氧四面体的连接方式进行分类，具体类型见表3-1。
表3-1 硅酸盐矿物的结构类型结构类型共用氧数形状络阴离子氧硅比实例岛状0 四面体[SiO4]4- 4 镁橄榄石Mg2[SiO4]组群状1～2 六节环[Si6O18]12- 3.5～3 绿宝石Be3Al2[Si6O18]链状2～3 单链[Si2O6]4-3～2.5 透辉石CaMg[Si2O6]层状 3 平面层[Si4O10]4- 2.5 滑石Mg3[Si4O10](OH)2架状 4 骨架[SiO2] 2 石英SiO23-7 堇青石与绿宝石有相同结构，分析其有显著的离子电导，较小的热膨胀系数的原因。
答：堇青石Mg2Al3[AlSi5O18]具有绿宝石结构，以（3Al3++2Mg2+）置换绿宝石中的（3Be2++2Al3+）。
6个[SiO4]通过顶角相连形成六节环，沿c轴方向上下迭置的六节环内形成了一个空腔，成为离子迁移的通道，因而具有显著的离子电导；另外离子受热后，振幅增大，但由于能够向结构空隙中膨胀，所以不发生明显的体积膨胀，因而热膨胀系数较小。
3-8 （a）什么叫阳离子交换？（b）从结构上说明高岭石、蒙脱石阳离子交换容量差异的原因。
（c）比较蒙脱石、伊利石同晶取代的不同，说明在平衡负电荷时为什么前者以水化阳离子形式进入结构单元层，而后者以配位阳离子形式进入结构单元层。
答：（a）在粘土矿物中，如果[AlO6]层中部分Al3+被Mg2+、Fe2+代替时，一些水化阳离子（如Na+、Ca2+等）进入层间，来平衡多余的负电荷，在一定条件下这些阳离子可以被其它阳离子交换，这种现象称为阳离子交换。
（b）高岭石的阳离子交换容量较小，而蒙脱石的阳离子交换容量较大。
因为高岭石是1:1型结构，单网层与单网层之间以氢键相连，氢键强于范氏键，水化阳离子不易进入层间，因此阳离子交换容量较小。
无机材料科学基础试题
1. 典型金属的晶体结构主要有：_面心立方结构______、_体心立方结构_______和___六方密堆积_结构____，其中__面心立方结构______和___六方密堆积结构_____称为最紧密排列。
2. 位错最重要、最基本的形态有：_刃型位错_______和_螺型位错_______两种，以及它们组成的___混合位错_____。
3. 在置换型固溶体中，从离子半径、晶体结构类型和离子电价3个因素考虑，生成连续型固溶体的条件是：__Δr<15%____、晶体结构类型相同、离子价相同或同号离子价总和相同；r Al3+=0.054nm，r Ti4+=0.061nm，Al2O3-TiO2二元体系生成_连续_型固溶体，判断依据是：______Δr<15%__。
不生成固溶体的决定性条件是：_______Δr>30%__________________。
4. 聚合物在不同条件下得到的结晶有多种形态，包括：__晶态_____、__非晶态__、___取向态_______、___液晶态________和___混态____，其中___晶态__的力学强度最高。
5. 高分子液晶根据液晶分子的聚集排列方式不同，可分为：______、______和______三类；以制备方法分，高分子液晶一般都属于______液晶体系。
6. 高分子链的空间构型从其旋光性分，可分为：__________、__________和__________三种。
7. PVD法包括：__________、__________和__________三种。
二、单项选择题（2×10=20分）：1. 材料科学的核心内容是：（D ）A．成分B．理论C．工艺设计D．结构与性能2. 晶体的本质特征是：（A ）A．内部质点在三维空间周期排列B．具有规则的几何外形C．具有对称性D．具有各向异性3. 斜方晶系的晶体常数特征为：（D ）A．a≠b≠c , α=β=γ=90°B．a=b≠c , α=β=γ=90°C．a=b=c , α=β=γ=90°D．a≠b≠c , α≠β≠γ≠90°4. 按照晶体宏观对称性可将各种外形的晶体分为____个晶系。
无机材料科学基础习题与解答
无机材料科学基础习题与解答2、 晶体的结构类型：形成连续固溶体的两个组分必须具有完全相同的晶体结构。
结构不同最多只能生成有限固溶体。
3、 离子的电价因素：只有离子价相同或复合替代离子价总和相同时，才可能形成连续置换型固溶体。
4、电负性因素：电负性相近，有利于固溶体的生成。
4.1名词解释（a ）弗伦克尔缺陷与肖特基缺陷；（b ）刃型位错和螺型位错 （c ）类质同象与同质多晶解：（a ）当晶体热振动时，一些能量足够大的原子离开平衡位置而挤到晶格点的间隙中，形成间隙原子，而原来位置上形成空位，这种缺陷称为弗伦克尔缺陷。
如果正常格点上原子，热起伏后获得能量离开平衡位置，跃迁到晶体的表面，在原正常格点上留下空位，这种缺陷称为肖特基缺陷。
（ b ）滑移方向与位错线垂直的位错称为刃型 位错。
位错线与滑移方向相互平行的位错称为螺型位错。
（c ）类质同象：物质结晶时，其晶体结构中部分原有的离子或原子位置被性质相似的其它离 子或原子所占有，共同组成均匀的、呈单一相的晶体，不引起键性和晶体结构变化的现象。
同质多晶：同一化学组成在不同热力学条件下形成结构不同的晶体的现象。
6-3名词解释（并比较其异同）⑴晶子学说：玻璃内部是由无数 晶子”组成，微晶子是带有晶格变形的有序区域。
它们分散在无定形介中质，晶子向无定形部分过渡是逐渐完成时,二者没有明显界限。
无规则网络学说：凡是成为玻璃态的物质和相应的晶体结构一样，也是由一个三度空间网络所构成。
这种网络是由离子多面体（三角体本或四 面体）构筑起来的。
晶体结构网是由多面体无数次有规律重复构成，而玻璃中结构多面体的重复没有规律性。
⑵单键强：单键强即为各种化合物分解能与该种化合物配位数的商。
⑶分化过程：架状［SiO 』断裂称为熔融石英的分化过程。
缩聚过程：分化过程产生的低聚化合物相互发生作用，形成级次较高的聚合物，次过程为缩聚过程。
⑷网络形成剂：正离子是网络形成离子，对应氧化物能单独形成玻璃。
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无机材料科学基础试卷7一、名词解释（20分）1、正尖晶石、反尖晶石；2、线缺陷、面缺陷；3、晶子学说、无规则网络学说；4、可塑性、晶胞参数；二、选择题（10分）1、下列性质中（）不是晶体的基本性质。
A、自限性B、最小内能性C、有限性D、各向异性2、晶体在三结晶轴上的截距分别为2a、3b、6c。
该晶面的晶面指数为（）。
A、（236）B、（326）C、（321）D、（123）3、依据等径球体的堆积原理得出，六方密堆积的堆积系数（）立方密堆积的堆积系数。
A、大于B、小于C、等于D、不确定4、某晶体AB，A—的电荷数为1，A—B键的S=1/6，则A+的配位数为（）。
A、4B、12C、8D、65、在单位晶胞的CaF2晶体中，其八面体空隙和四面体空隙的数量分别为（）。
A、4，8B、8，4C、1，2D、2，46、在ABO3(钙钛矿)型结构中，B离子占有（）。
A、四面体空隙B、八面体空隙C、立方体空隙D、三方柱空隙晶体7、在硅酸盐熔体中，当R=O/Si减小时，相应熔体组成和性质发生变化，熔体析晶能力（），熔体的黏度（），低聚物数量（）。
A、增大B、减小C、不变D、不确定8、当固体表面能为1.2J/m2，液体表面能为0.9 J/m2，液固界面能为1.1 J/m2时，降低固体表面粗糙度，（）润湿性能。
A、降低B、改善C、不影响9、一种玻璃的组成为32.8%CaO，6.0 Al2O3%，61.2 SiO2%，此玻璃中的Al3+可视为网络（），玻璃结构参数Y=（）。
A、变性离子，3.26B、形成离子，3.26C、变性离子，2.34D、形成离子，2.3410、黏土泥浆胶溶必须使介质呈（）。
A、酸性B、碱性C、中性11、可以根据3T曲线求出熔体的临界冷却速率。
熔体的临界冷却速率越小，就（）形成玻璃。
A、越难B、越容易C、很快D、缓慢12、晶体结构中一切对称要素的集合称为（）。
A、对称型B、点群C、微观对称的要素的集合D、空间群三、填空（15分）1、a=b≠c α=β= 900，γ=1200的晶体属（）晶系。
无机材料科学基础复习题
无机材料科学基础复习题一、选择题1. 无机材料的分类包括以下哪些选项？A. 金属材料B. 陶瓷材料C. 玻璃材料D. 所有以上选项答案：D2. 陶瓷材料的主要成分是什么？A. 金属元素B. 非金属元素C. 有机元素D. 金属和非金属元素答案：B3. 玻璃材料的制造过程中，以下哪个步骤是必不可少的？A. 熔融B. 冷却C. 固化D. 所有以上步骤答案：D二、填空题1. 无机材料的强度通常与其______结构有关。
答案：晶体2. 陶瓷材料的硬度通常比金属材料______。
答案：高3. 玻璃材料的透光性是由其______结构决定的。
答案：无定形三、简答题1. 简述无机材料的一般特性。
答案：无机材料通常具有高硬度、高熔点、良好的化学稳定性和热稳定性等特点。
2. 描述陶瓷材料在现代工业中的应用。
答案：陶瓷材料在现代工业中广泛应用于电子、化工、航空航天、医疗等领域，如电子器件的绝缘体、化工设备的耐腐蚀材料、航空航天器的热防护材料以及医疗领域的人工骨骼等。
3. 阐述玻璃材料的制造过程。
答案：玻璃材料的制造过程主要包括原料的混合、高温熔融、成型、退火和冷却等步骤。
四、论述题1. 论述无机材料科学在新材料研究中的重要性。
答案：无机材料科学是研究无机材料的组成、结构、性能及其加工工艺的科学，它在新材料研究中具有重要的地位。
无机材料的广泛应用推动了材料科学的发展，同时新材料的不断涌现也为无机材料科学提供了新的研究领域和挑战。
2. 分析无机材料在环境友好型材料开发中的作用。
答案：无机材料在环境友好型材料开发中起着至关重要的作用。
例如，陶瓷材料和玻璃材料可以替代一些对环境有害的材料，减少污染。
此外，无机材料的回收和再利用也是环境友好型材料开发的重要组成部分。
无机材料科学基础答案
1、熔体的概念：不同聚合程度的各种聚合物的混合物硅酸盐熔体的粘度与组成的关系（决定硅酸盐熔体粘度大小的主要因素是硅氧四面体网络连接程度）在熔体中加入LiO2、Na2O 、K2O 和BaO 、PbO 等，随加入量增加，粘度显着下降。
在含碱金属的硅酸盐熔体中，当Al2O3/Na2O ≤1时，用Al2O3代替SiO2可以起“补网”作用，从而提高粘度。
一般加入Al2O3、SiO2和ZrO2有类似的效果。
流动度为粘度的倒数，Φ＝粘度的理论解释：绝对速度理论η＝η０exp(ΔE/kT)自由体积理论＝B exp ［ ］＝Ａexp( )过剩熵理论 ＝ Cexp ［ ］ ＝ Cexp （ ）2、非晶态物质的特点 ：近程有序，远程无序3、玻璃的通性(1)各向同性（若有应力，为各向异性） （2）介稳性（3）熔融态向玻璃态转化的可逆与渐变性(4)、熔融态向玻璃态转化时其物化性质随温度变化的连续性4、 Tg 、Tf , 相对应的粘度和特点钠钙硅酸盐熔体粘度与温度关系表明：熔融温度范围内，粘度为50~500dPa·s 。
工作温度范围粘度较高，约103~107dPa·s 。
退火温度范围粘度更高，约~ dPa·s 。
Tg-脆性温度、退火温度，Tf-软化温度、可拉丝的最低温度 5、单键强度 > 335 kJ/mol(或80 kcal/mol)的氧化物——网络形成体。
单键强度 < 250 kJ/mol(或60 kcal/mol)的氧化物——网络变性体。
在250～335 kJ/mol 为——中间体，其作用介于玻璃的网络形成体和网络变性体之间。
6、玻璃形成的热力学观点：熔体是物质在TM 以上存在的一种高能状态。
据随温度降低，熔体释放能量大小不同，冷却途径分为结晶化,玻璃化，分相ΔGv 越大析晶动力越大，越不容易形成玻璃。
ΔGv 越小析晶动力越小，越容易形成玻璃。
玻璃形成的动力学观点：)(00T T KV -α0T T B-)(0T T C D P -∆0T T B-η1过冷度增大，熔体质点动能降低，有利于质点相互吸引而聚结和吸附在晶核表面，有利于成核。
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无机材料科学基础试卷六一、名词解释（20分）1、反萤右•结构、晶胞:2、肖特基缺陷、弗伦克尔缺陷:3、网络形成体、网络改变体:4、触变性、硼反常现象：二、选择题（8分）1、粘土泥浆胶溶必须使介质呈（） A 、酸性 B 、碱性C.中性2. 硅酸盐玻璃的结构是以硅氧四而体为结构单元形成的（）的聚集体。
A 、近程有序，远程无序B 、近程无序，远程无序C 、近程无序，远程有序 3、依据等径球体的堆积原理得出，六方密堆积的堆积系数（）体心立方堆积的堆积系数。
A 、大于B 、小于C 、等于 D.不确定 4、某晶体AB, A 的电荷数为仁A-B 键的S=1/6,则A 坏勺配位数为（）。
A. 4B. 12 C 、8 D 、65、在单位晶胞的CaF2晶体中，其八而体空隙和四而体空隙的数量分别为（）。
&晶体在三结晶轴上的截距分别为1/2a. 1/3b. 1/6c a 该晶面的晶而指数为（）。
A 、（236）B 、（326）C 、（321）D 、（123） 9、 非化学计量化合物Cd1+x0中存在（）型晶格缺陷A 、阴离子空位B 、阳离子空位C 、阴离子填隙D 、阳离子填隙10、 可以根据3T 曲线求出熔体的临界冷却速率。
熔体的临界冷却速率越大，就（）形成玻璃。
A 、越难B 、越容易C 、很快D 、缓慢 11、晶体结构中一切对称要素的集合称为（ ）。
A 、对称型B 、点群C 、微观对称的要素的集合D 、空间群12、 在ABO3（钙钛矿）型结构中，B 离子占有（）。
A 、四而体空隙B 、八而体空隙C.立方体空隙D 、三方柱空隙晶体三、填空（17分）1、在玻璃形成过程中，为避免析晶所必须的冷却速率的确左采用（ ）的方法。
2s a=b?c a=B=Y=90°的晶体属（）晶系。
3、六方紧密堆积的原子密排而是晶体中的（）而，立方紧密堆积的原子密排而是晶体中的（）而。
6、 7、 A 、4, 8 B 、 点群L 6PC 属（A 、高级等轴 下列性质中（A 、自限性 8, 4 C 、1, 2 D 、2, 4 ）晶族（）晶系。
B 、低级正交C 、中级六方D 、高级六方）不是晶体的基本性质。
B 、最小内能性C 、有限性D 、各向异性]4、Zn 仆O 在还原气氛中可形成（ ）型半导体，缺陷浓度与氧分压的1/6次方成（），||如果减少周围氧气的分压，Zn 讼0的密度将（ ）0 | |5、帀飞位错线（ ）的位错称为刃位错，：b 方立错线（ ）的位错称为螺位错,。
|形成连续固溶体的条件是（ ）.（ ）和]i < ■ i I I\7>在AB2O4型尖晶石结构中，若以氧离子作立方紧密堆积排列，在正尖晶石结构中，A 离子占有j• • |（ ）空隙，B 离子占有（ ）空隙。
|h 、晶体的热缺陷有（ ）和（）两类，热缺陷浓度与温度的关系式为!（I用KCI 和CaCD 分别稀释同一种黏上泥浆，当电解质加入量相同时，试比较两种泥浆下列性质的 差异。
（10分）（1）泥浆的流动性 （2）泥浆的触变性 （3）泥浆的可塑性（4）坯体的致密度 （5）黏土的〈电位髙岭石和蒙脱石的结构特点，并解释为什么蒙脫石具有膨胀性和髙的阳离子交换容量，而髙岭石 则不具有膨胀性.阳离子交换容量也很低。
（10分）4、 说明熔体中聚合物形成过程？从结构上来说明在Si02熔体中随着Na 2O 加入量的不同，熔体粘度、 形成玻璃能力如何变化，为什么？（9分）5、 出下列反应的合理缺陷反应式（10分）a. NaCl 溶入CaCb 中形成空位型固溶体b. CaC 【2溶人NaC1中形成空位型固溶体 五、计算题（10分）在CaF2晶体中，肖特基缺陷的生成能为5・5ev,计算在1600'C 时热缺陷的浓度。
如果CaF?晶 体中，含有百万分之一的丫內杂质，则在1600°C 时CaF2晶体中是热缺陷占优势还是杂质缺陷占优 势？（玻尔兹曼常数k=1.38x10 2\电子的电荷e=1.602x1019）9、 硅酸盐晶体分类的依据是（ 盐矿物分为（ ）结构、（ （）结构。
10、 陶瓷元件表而被银，为提高瓷件与银层间的润湿性，瓷而表面应（ "、同价阳离子饱和的黏上胶粒的E 电位随阳离子半径的增加而（ 12、Ca •黏土泥浆胶溶时，加入NaOH 和Na2SiO3电解质，（ 四、问答题（45分）为什么等轴晶系有原始、面心、体心格子，而没有单面心格子？）结构.（）结构.（）o 按此分类法可将硅酸）结构和）o 效果好?（6分）)o2、 3、无机材料科学基础试卷六答案及评分标准二、名词解释（20分）1、晶胞、反萤石结构：反萤石结构：这种结构与萤石完全相同，只是阴、阳离子的个数及位置刚好与萤石中的相反，即金属离子占有萤石结构中F的位宜,而02离子或其他负离子占Ca2•的位置，这种结构称为反萤石结构。
（2.5分）晶胞：从晶体结构中取出来的以反映晶体周期性和对称性的最小重复单元。
（2.5分）2、肖特基缺陷、弗伦克尔缺陷：肖特基缺陷：如果正常格点上的原子，热起伏过程中获得能呈离开平衡位置迁移到晶体的表而, 在晶体内正常格点上留下空位，这即是肖特基缺陷。
（2.5分）弗伦克尔缺陷：在晶格热振动时，一些能量足够大的原子离开平衡位置后，挤到晶格点的间隙中，形成间隙原子，而原来位置上形成空位，这种缺陷称为弗伦克尔缺陷°（2.5分）3、网络形成体、网络改变体：网络形成体：单键强度大于335KJ/mol的氧化物，可单独形成玻璃。
（2.5分）网络变性体：单键强度<250KJ/moL这类氧化物不能形成玻璃，但能改变网络结构，从而使玻璃性质改变。
（2.5分）4、触变性、硼反常现象；触变性：是泥浆从稀释流动状态到稠化的凝聚状态之间存在的介于两者之间的中间状态。
即泥浆静止不动时似凝固体，一经扰动或摇动，凝固的泥浆又重新获得流动。
如再静止又重新凝固, 可重复无数次。
（2.5分）硼反常现象：硼酸盐玻矚与相同条件下的硅酸盐玻璃相比，英性质随RzO或R0加入量的变化规律相反，这种现象称硼反常现象。
（2.5分）二、选择题（8分，3个空2分）仁B： 2、A： 3、A： 4、D；5、A； 6、C、C： 7、C： 8、A： 9、D； 10、A： 11,D； 12、B三、填空（17分，3个空2分）1、绘制3T曲线2、四方1、（0001）、（111）4、n、反比、增大5、垂直、平疔6、I （r r r2） /rj <15%、相同的晶体结构类型、离子价相同或离子价总和相等7、四而体、八面体8、肖特基缺陷、弗伦克尔缺陷、n/N=exp （-AG f/2kT）9、硅氧四面体的连接方式、岛状结构、组群状结构、链状结构、层状结构、架状结构10、抛光11、降低12、Na2S1O3六、问答题（45分）2、（6分）答：因为从结构分布看，单而心格子不符合立方格子所固有的41?的对称性。
2、（10分）答：（1）泥浆的流动性 KCl >CaCl 2（2分）（2）泥浆的触变性 KCl < CaCk （2分）（3）泥浆的可塑性KCl < CaClz （2分）（4）坯体的致密度KCl > CaClz（2分） （5）黏丄的©电位 KCl > CaClz（2分） 3、 （10分）答：髙岭石的阳离子交换容量较小，而蒙脱石的阳离子交换容量较大。
因为高岭右是 型结构，离子的取代很少，单网层与单网层之间以氢键相连，氢键强于范氏键，水化阳离子不易进 入层间，因此阳离子交换容量较小。
（5分）而蒙脱右•是为2:1型结构，铝氧八面体层中大约1/3的 A 严被Mg?+取代，为了平衡多余的负电价，在结构单位层之间有苴它阳离子进入，而且以水化阳离 子的形式进人结构。
水化阳离子和硅氧四而体中02•离子的作用力较弱，因而，这种水化阳离子在一 左条件下容易被交换岀来。
C 轴可膨胀以及阳离子交换容量大，是蒙脱石结构上的特征。
（5分）4、 （9分）答：熔体中聚合物形成分三个阶段。
初期：主要是石英颗粒的分化：中期：缩聚并伴随 变形：后期：在一泄时间和一泄温度下，聚合和解聚达到平衡。
（3分）在SiO2熔体中随着NazO 加入量的增加，分化的不断进行，熔体中高聚合度的聚合物的含量不 断减少，低聚合度的聚合物的含量不断增加，导致熔体粘度降低、形成玻璃能力下降。
（6分） 5、 （10分）答：a.NaCl 溶入CaCl2中形成空位型固溶体NaCl E > Na Ca + V ： + Cl clb. CaCl2溶人NaC1中形成空位型固溶体CaCl 2 NaG > g + V f Na + 2C/c/七、计算题（10分）解：因为 n/N=exp （-AG f /2kT ）AG f =5.5xl.602x10^=&81730% T=1600+273=1873K 所以 n/N=exp （-8.817X W 19/2X 1.38X W 23X 1873） = exp 在CaF2晶体中，含有百分之一的丫 Fj 杂质，缺陷方程如下：拓亠一纭+斥'+ 2件此时产生的缺陷为£，［F, ］=10 6大于热缺陷浓度3.9x10®故在1873K 时杂质缺陷占优势 或2^3 叫>2吃+匕；+6耳）此时产生的缺陷为 临，［临］=5.5x10-7大于热缺陷浓度3.9x10-8,故仗1873K 时杂质缺陷舌优势（5分）（5分）（5分）(-17.056) =3.9x10® (5 分)1螺位错：柏格斯矢量与位错线平行的位错。
2同质多晶：同一化学组成在不同热力学条件下形成结构不同的晶体的现象。
3晶胞：指晶体结构中的平行六而体单位，其形状大小与对应的空间格子中的单位平行六而体一致。
4肖特基缺陷：如果正常格点上的原子，热起伏过程中获得能量离开平衡位置，迁移到晶体的表而.在晶格内正常格点上留下空位，即为肖特基缺陷。
肖特基缺陷：如果正常格点上的原子，热起伏过程中获得能量离开平衡位置.迁移到晶体的表而，在晶格内正常格点上留下空位，即为肖特基缺陷。
5聚合：由分化过程产生的低聚合物，相互作用，形成级次较高的聚介物，同时释放出部分NazO,这个过程称为缩聚，也即聚合。
6非均匀成核：借助于表面.界而.微粒裂纹.器壁以及各种催化位宜而形成晶核的过程。
7稳定扩散：扩散质点浓度分布不随时间变化匚8玻璃分相：一个均匀的玻璃相在一定的温度和组成范国内有可能分成两个互不溶解或部分溶解的玻璃相（或液相），并相互共存的现象称为玻璃的分相（或称液相不混溶现象）。
9不一致熔融化合物：是一种不稳宦的化合物。
加热这种化合物到某一温度便发生分解，分解产物是一种液相和一种晶相，两者组成与化合物组成皆不相同，故称不一致熔融化合物。