武汉理工大学材料化学复习材料.doc
武汉理工大学材料合成与加工复习题_1
名词解释:1.喷雾热解：将金属盐溶液喷到热风中，使其迅速挥发反应物发生热分解，分解成金属盐超细粒子的过程。
2.粒度频率分布：表示一系列粒径区间中颗粒的百分含量。
3.共沉淀法：在混合的金属盐溶液中添加沉淀剂，即得到各种成分混合均匀的沉淀，然后进行热分解得到高纯度超细料的方法。
4.热压烧结：将干燥粉料充填入模型内施加压力，同时升温烧结的工艺。
5.超声波切削加工：把超声波振动的力有规律地加在刀具上，使刀具周期性地切削和离开工件的加工技术。
6.结构陶瓷：具有机械功能、热功能和部分化学功能的一类新型陶瓷材料。
7.热喷施釉：先进行坯料的素烧，后在炽热状态的素烧坯体上进行喷釉。
8.粒度累积分布：是指小于或等于某个粒径的所有离子的数量在全部颗粒中的所占的百分比。
9.烧结：随着温度的上升和时间的延长，固体颗粒相互键联，晶粒长大，空隙和晶界渐趋减少，通过物质的传递，其总体积收缩，密度增加，最后成为坚硬的具有某种显微结构的多晶烧结体的现象10.注浆成型法：是指将注浆注入吸水性的模具中，在脱水干燥过程中同时形成具有一定强度的坯体的过程。
11.热等静压：将制品放置到密闭的容器中，向制品施加各向同等的压力，同时施以高温，在高温高压的作用下，使制品得以烧结和致密化的方法12.溶胶-凝胶法：用含高化学活性组分的化合物作前驱体，在液相下将这些原料均匀混合，并进行水解、缩合化学反应，在溶液中形成稳定的透明溶胶体系，溶胶经陈化胶粒间缓慢聚合，形成三维空间网络结构的凝胶，凝胶网络间充满了失去流动性的溶剂，形成凝胶。
凝胶经过干燥、烧结固化制备出分子乃至纳米亚结构的材料。
13.热喷涂法：利用热源将喷涂材料加热至溶化或半溶化状态，并以一定的速度喷射沉积到经过预处理的基体表面形成涂层的方法。
(V)判断题1、 坯料的制备过程中，颗粒应符合要求，颗粒越细，烧结温度越高，烧结时间 反而越少。
（X ）2、 非金属碳化物种，SiC 是共价键化合物，具有与金刚石类似的结构。
武汉理工材料科学基础复习大纲
材料科学基础复习大纲第二章晶体结构2.1 结晶学基础1、概念：晶体晶胞晶胞参数七大晶系晶面指数晶面族晶向指数晶向族2、晶面指数和晶向指数的计算2.2 结合力与结合能按照结合力性质不同分为物理键和化学键化学键包括离子键共价键金属键物理键包括范德华键氢键晶体中离子键共价键比例估算（公式2.16）离子晶体晶格能2.3 堆积（记忆常识）1、最紧密堆积原理及其使用范围：原理略适用范围：典型的离子晶体和金属晶体原因：该原理是建立在质点在电子云分布呈球形对称以及无方向性的基础上的2、两种最紧密堆积方式：面心立方最紧密堆积ABCABC 密排六方最紧密堆积ABABAB系统中：每个球周围有6个八面体空隙 8个四面体空隙N个等径球体做最紧密堆积时系统有2N个四面体空隙N个八面体空隙八面体空隙体积大于四面体空隙3、空间利用率：晶胞中原子体积与晶胞体积的比值（要学会计算）两种最紧密堆积方式的空间利用率为74.05﹪（等径球堆积时）4、影响晶体结构的因素内因：质点相对大小（决定性因素）配位数（概念及计算）极化（概念，极化对晶体结构产生的影响）外因（了解）：同质多晶类质多晶同质多晶转变2.4 单质晶体结构（了解）2.5 无机化合物结构（重点每年必考）分析结构从以下几个方面入手：晶胞分子数，何种离子做何种堆积，何种离子添隙，添隙百分比，正负离子配位数，正负离子电价是否饱和，配位多面体，添隙半径的计算（刚好相切时），隙结构与性质的关系。
1、NaCl型：4个NaCl分子 Cl离子做面心立方密堆积，Na离子填充八面体空隙，填充率100﹪，正负离子配位数均为6，电价饱和。
【NaCl6】或【ClNa6】八面体结构与性能：此结构在三维方向上键力均匀，因此无明显解理，破碎后呈颗粒状，粒为多面体形状。
离子键结合，因此有较高的熔点和硬度2、立方ZnS结构：4个ZnS分子S离子做面心立方密堆积，Zn离子填充四面体空隙填充率50﹪，离子配位数均为4，电价饱和，【ZnS4】四面体会画投影图（图2.26）注意：一定要画虚线，一定要标高，一定要有图例（白球黑球代表什么离子）3、萤石（CaF2）结构：（唯一正离子做堆积的结构）4个CaF2分子 Ca离子做面心立方密堆积，F离子填充四面体空隙，填充率100﹪。
武汉理工大学材料概论考试重点
记得把精英资料上的两套题背过1。
0 退火的定义和过程：Annealing， in glassblowing and lampworking, is the process of heating, and then slowly cooling glass to relieve internal stresses热处理退火过程中，退火是消除或减少玻璃的热应力至允许值的热处理过程。
Annealing is to heat treat glass near the softening point to relieve stresses.Then to cool more slowly back through the transition region so as to not reintroduce thermal stresses。
Annealing takes time and temperature：1.Thicker glass anneals more slowly, has larger stresses2。
Thinner glass anneals more quickly, has smaller stresses3.Glass with large thermal expansion requires more annealing2.0 材料的力学性质:Mechanical properties of Materials is the behavior of materials deformed by a set of forces。
Strength强度、硬度 Hardness、韧性 Toughness、2.1 硅酸盐水泥的主要的化学成份：（氧化物成份+矿物成份）There are four major minerals in Portland cement clinker（熟料）：C3S—3CaO+SiO2 （硅酸三钙）C2S—2CaO+SiO2 （硅酸二钙）C3A—3CaO+Al2O3（铝酸三钙）C4AF—4CaO+Al2O3+Fe2O3 （铁铝酸四钙）Atten. C = CaO， S = SiO2, A = Al2O3, F = Fe2O32.2 物相的定义：a phase is a state of aggregation of matter that has a distinctive structure。
第二套武汉理工材科基础试题
第二套一、(1)（12分）根据CaTiO3晶胞图（见图1）回答下列问题：1.晶面BCGF、DEG的晶面指数；晶向DF、HA的晶向指数。
2.结构中各离子的配位数为多少，写出其配位多面体； 3.晶胞分子数是多少？何种离子添何种空隙，空隙利用率是多少？4.结构中是否存在TiO32-离子，为什么？2)（11分）图2是镁橄榄石(Mg2[SiO4])结构示意图，试回答：1．镁橄榄石属于哪种硅酸盐结构类型；2．计算说明O2-的电价是否饱和；3．结构中有几种配位多而体，各配位多面体间的连接方式怎样?4．镁橄榄石是否容易形成玻璃，为什么？图1 图2二、（10分）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（Ag+进入间隙）3.TiO2掺入到Nb2O3中，请写出二个合理的方程，写出固溶体的化学式，并判断可能成立的方程是哪一种？三、（10分）判断下列叙述是否正确？若不正确，请改正。
1.Na2O-SiO2系统中随SiO2含量的增加，熔体的粘度将降低。
2.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。
3.晶粒正常长大是小晶粒吞食大晶粒，反常长大是大晶粒吞食小晶粒。
4.固溶体是在固态条件下，一种物质以原子尺寸溶解在另一种物质中形成的单相均匀的固体。
5.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，它们是一个固相、一个液相和一个气相。
四、（6分）什么叫弛豫表面？NaCl单晶表面具有什么样的结构特点？五、（6分）巳知Zn2+和Cr2+在尖晶石ZnCrO4中的自扩散系数与温度的关系分别为1.试求1403K时Zn2+和Cr2+在尖晶石ZnCrO4中的扩散系数。
2.将细铂丝涂在两种氧化物ZnO和Cr2O3的分界线上，然后将这些压制成型的样品进行扩散退火。
（标记物铂丝非常细，不影响离子在不同氧化物之间的扩散）。
根据所得数据判断铂丝将向哪一方向移动？六、（6分）为什么在成核一生成机理相变中，要有一点过冷或过热才能发生相变?什么情况下需过冷，什么情况下需过热，各举一个例子。
武汉理工大学,工程材料总复习[1]
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可切 焊削 性加
工 性
Tuesday, 26 November 2019
School of Materials Science and Engineering
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工程材料
WUHAN UNIVERSITY OF TECHNOLOGY
Tuesday, 26 November 2019
School of Materials Science and Engineering
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工程材料
WUHAN UNIVERSITY OF TECHNOLOGY
（14）掌握表面淬火和渗碳的基本原理工艺、目的应 用、表面和心部的组织和性能；
(15) 了解合金元素在钢中的主要作用； （16）掌握碳钢的牌号，知道它们的用途； （17）熟悉合金钢的编号原则和方法，会从钢号判断 出它的种类、大致化学成分、主要用途性能特点、及 应该进行的热处理； （18）懂得石墨形态对铸铁性能的影响，常用铸铁的 分类、牌号，主要用途。
塑性变形(单晶体、多晶体)
热处理(普通热处理四把火、表面 热处理)
加工工艺
化学成分 组织结构 性能
应用
非合金钢、合 金钢
含石墨铸铁
纯金属 合金
使用性能 工艺性能
有色金属及 其合金
Tuesday, 26 November 2019
School of Materials Science and Engineering
四、学习（复习）要点 重点章节： 第2.1 ～2.2章为第2.2章铁碳合金相图奠定基础，(第2.2 章为前两章节的应用和拓展——重点内容）、第2.4章( 钢的热处理，其中四把火及应用——重点内容）、第3 章[其中各种材料(包括碳钢、合金钢、铸铁和有色金属) 的编号原则，常用材料的热处理特点，使用状态的组织 及应用——重点内容]、第8～10章（工程材料的合理选 用和典型零件的加工工艺路线尤其是热处理工艺在整个 加工路线中位置的设计——重点内容） 其中第3章和第8～10章可以看作是第2.2章和第2.4章知 识的综合应用，因此第2.2章和第2.4章的知识对整个课 程的学习和把握尤为重要。
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。
武汉理工大学材料研究与测试方法复习资料
第一章X射线一、X射线的产生？热阴极上的灯丝被通电加热至高温时，产生大量的热电子，这些电子在阴阳极间的高压作用下被加速，以极快速度撞向阳极，由于电子的运动突然受阻，其动能部分转变为辐射能，以X射线的形式放出，产生X射线。
二、 X射线谱的种类？各自的特征？答：两种类型：连续X射线谱和特征X射线谱连续X射线谱：具有从某一个最短波长（短波极限）开始的连续的各种波长的X射线。
它的强度随管电压V、管电流i和阳极材料原子序数Z的变化而变化。
指X射线管中发出的一部分包含各种波长的光的光谱。
从管中释放的电子与阳极碰撞的时间和条件各不相同，绝大多数电子要经历多次碰撞，产生能量各不相同的辐射，因此出现连续X射线谱特征X射线谱：也称标识X射线谱，它是由若干特定波长而强度很大的谱线构成的，这种谱线只有当管电压超过一定数值Vk(激发电压)时才能产生，而这种谱线的波长与X射线管的管电压、管电流等工作条件无关，只取决于阳极材料，不同元属制成的阳极将发出不同波长的谱线，并称为特征X射线谱三、什么叫K系和L系辐射？当k层电子被激发，L、M、N。
壳层中的电子跳入k层空位时发出X射线的过程叫K系辐射，发出的X射线谱线分别称之为Kα、Kβ、Kγ…谱线，它们共同构成了k系标识X射线。
当L层电子被激发， M、N。
壳层中的电子跳入L层空位时发出X射线的过程叫L系辐射，发出的X 射线谱线分别称之为Lα、Lβ…谱线，它们共同构成了L系标识X射线。
四、何谓Kα射线？何谓Kβ射线？这两种射线中哪种射线强度大？通常X射线衍射用的是哪种射线？Kα是L壳层中的电子跳入K层空位时发出的X射线，Kβ射线是M壳层中的电子跳入K层空位时发出的X射线，Kα比Kβ强度大，因为L层电子跳入K层空位的几率比M层电子跳入K层空位的几率大。
Kβ波长短，X射线衍射用的是Kα射线，另加：Kα射线是由Kα1和Kα2组成，它们分别是电子从L3和L2子能级跳入K层空位时产生的。
且K α1和Kα2的强度比是2：1。
武汉理工大学考研材料科学基础重点 第2章-晶体结构
晶体结构中质点周围的环境不一定都是相同的。
二、晶体结构的定量描述 —晶面指数、晶向指数 1.晶面、晶向及其表征 2.六方晶系的晶面指数和晶向指数 3.晶向与晶面的关系 1.晶面、晶向及其表征 晶面：晶体点阵在任何方向上可分解为相互平行的结点平面，这样的结点平面称为晶面。 a.晶面上的结点，在空间构成一个二维点阵。 b.同一取向上的晶面，不仅相互平行、间距相等，而且结点的分布也相同。不同取向的结点平 面其特征各异。 c.任何一个取向的一系列平行晶面，都可以包含晶体中所有的质点。 晶面指数：结晶学中经常用（hkl）来表示一组平行晶面，称为晶面指数。数字hkl是晶面在三 个坐标轴（晶轴）上截距的倒数的互质整数比。每一个晶面指数代表一组平行晶面。 晶面族：晶体结构中原子排列状况相同但不平行的两组以上的晶面，构成一个晶面族。同一晶 面族中，不同晶面的指数的数字相同， 只是数序和正负号不同。 晶面族指数（符号）：通常用晶面族中某个最简便的晶面指数填在大括号{ }内，称为晶面族 指数，用符号{hkl}表示。 将{hkl}中的±h、±k、±l，改变符号和顺序，进行任意排列组合，就可构成这个晶面族所包 括的所有晶面的指数。
同方向的直线组，其质点分布不尽相同。
任一方向上所有平行晶向可包含晶体中所有结点，任一结点也可以处于所有晶向上。
晶向指数：用[uvw]来表示。其中u、v、w三个数字是晶向矢量在参考坐标系X、Y、Z轴上的矢量
分量经等比例化简而得出。
晶向族：晶体中原子排列周期相同的所有晶向为一个晶向族，用〈uvw〉表示。同一晶向族中不
之间的作用力，伦敦力──非极性分子中的瞬时偶极矩产生的力。当分子力不是唯一的作用力
时，它们可以忽略不计。
分子晶体分极性和非极性两大类。
氢键的特点：
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(第2版)课后习题和答案
武汉理工大学材料科学基础(第2版)课后习题和答案第一章绪论1、仔细观察一下白炽灯泡，会发现有多少种不同的材料？每种材料需要何种热学、电学性质？2、为什么金属具有良好的导电性和导热性？3、为什么陶瓷、聚合物通常是绝缘体？4、铝原子的质量是多少？若铝的密度为/cm3，计算1mm3中有多少原子？5、为了防止碰撞造成纽折，汽车的挡板可有装甲制造，但实际应用中为何不如此设计？说出至少三种理。
6、描述不同材料常用的加工方法。
7、叙述金属材料的类型及其分类依据。
8、试将下列材料按金属、陶瓷、聚合物或复合材料进行分类：黄铜钢筋混凝土橡胶氯化钠铅-锡焊料沥青环氧树脂镁合金碳化硅混凝土石墨玻璃钢9、Al2O3陶瓷既牢固又坚硬且耐磨，为什么不用Al2O3制造铁锤？第二章晶体结构1、解释下列概念晶系、晶胞、晶胞参数、空间点阵、米勒指数、离子晶体的晶格能、原子半径与离子半径、配位数、离子极化、同质多晶与类质同晶、正尖晶石与反正尖晶石、反萤石结构、铁电效应、压电效应.2、一晶面在x、y、z轴上的截距分别为2a、3b、6c，求出该晶面的米勒指数；一晶面在x、y、z轴上的截距分别为a/3、b/2、c，求出该晶面的米勒指数。
3、在立方晶系的晶胞中画出下列米勒指数的晶面和晶向：与[210]，与[112]，与[111]，与[236]，与[111]，与[121]，，，，[110]，[111]，[120]，[321]4、写出面心立方格子的单位平行六面体上所有结点的坐标。
5、已知Mg2+半径为，O2-半径为，计算MgO晶体结构的堆积系数与密度。
6、计算体心立方、面心立方、密排六方晶胞中的原子数、配位数、堆积系数。
7、从理论计算公式计算NaC1与MgO的晶格能。
MgO的熔点为2800℃，NaC1为80l℃, 请说明这种差别的原因。
8、根据最密堆积原理，空间利用率越高，结构越稳定，金钢石结构的空间利用率很低(只有％)，为什么它也很稳定? 9、证明等径圆球面心立方最密堆积的空隙率为25．9％；10、金属镁原子作六方密堆积，测得它的密度为克/厘米3，求它的晶胞体积。
武汉理工大学复习提纲及习题四
习题1．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SO2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B205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712．根据教材图4-29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?复习提纲1．硅酸盐熔体的基本结构单元是什么？硅酸盐熔体的基本结构单元是以什么状态存在的？2．硅酸盐熔体的结构特征是什么？3．掌握粘度与温度的关系：温度升高，熔体的粘度降低，并能从结构上进行解释。
4．掌握粘度与组成的关系：R2O、RO对粘度的影响5．从Na2O—SiO2系统出发，随引入B2O3量的增加，系统的粘度、电导率、密度如何变化，为什么？6．解释铝反常现象。
7．掌握表面张力与温度的关系：一般温度升高，熔体的表面张力降低，并能从结构上进行解释。
武汉理工大学材料科学基础(第2版)课后习题和答案
武汉理工大学材料科学基础(第2版)课后习题和答案第一章绪论1、仔细观察一下白炽灯泡，会发现有多少种不同的材料？每种材料需要何种热学、电学性质？2、为什么金属具有良好的导电性和导热性？3、为什么陶瓷、聚合物通常是绝缘体？4、铝原子的质量是多少？若铝的密度为2.7g/cm3，计算1mm3中有多少原子？5、为了防止碰撞造成纽折，汽车的挡板可有装甲制造，但实际应用中为何不如此设计？说出至少三种理由。
6、描述不同材料常用的加工方法。
7、叙述金属材料的类型及其分类依据。
8、试将下列材料按金属、陶瓷、聚合物或复合材料进行分类：黄铜钢筋混凝土橡胶氯化钠铅-锡焊料沥青环氧树脂镁合金碳化硅混凝土石墨玻璃钢9、Al2O3陶瓷既牢固又坚硬且耐磨，为什么不用Al2O3制造铁锤？第二章晶体结构1、解释下列概念晶系、晶胞、晶胞参数、空间点阵、米勒指数（晶面指数）、离子晶体的晶格能、原子半径与离子半径、配位数、离子极化、同质多晶与类质同晶、正尖晶石与反正尖晶石、反萤石结构、铁电效应、压电效应.2、（1）一晶面在x、y、z轴上的截距分别为2a、3b、6c，求出该晶面的米勒指数；（2）一晶面在x、y、z 轴上的截距分别为a/3、b/2、c，求出该晶面的米勒指数。
3、在立方晶系的晶胞中画出下列米勒指数的晶面和晶向：（001）与[210]，（111）与[112]，（110）与[111]，（322）与[236]，（257）与[111]，（123）与[121]，（102），（112），（213），[110]，[111]，[120]，[321]4、写出面心立方格子的单位平行六面体上所有结点的坐标。
5、已知Mg2+半径为0.072nm，O2-半径为0.140nm，计算MgO晶体结构的堆积系数与密度。
6、计算体心立方、面心立方、密排六方晶胞中的原子数、配位数、堆积系数。
7、从理论计算公式计算NaC1与MgO的晶格能。
MgO的熔点为2800℃，NaC1为80l℃, 请说明这种差别的原因。
【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
二、考试内容
试题内容涵盖材料科学基础课程主要内容，试题重点考查的内容如下： (一)、材料的结构 1．结合键
2．晶体学基础与常见晶体结构 3．固溶体的结构
4．金属间化合物的结构 5．硅酸盐结构
6．非晶态固体结构 7．高分子材料结构
（二）、晶体结构缺陷 1．点缺陷
2．位错的结构与位错的运动
3．位错的应力场及其与晶体缺陷间的交互作用 4．位错的增殖、塞积与交割 5．实际晶体中的位错
6．表面、晶界与相界的结构 7．界面能与显微组织形貌 8．晶界平衡偏析与晶界迁移
（三）、相平衡与相图
1．组元、相与相平衡、自由度与相律的概念
2．杠杆定律与多相平衡的公切线原理 3．二元相图综合分析
4．三元相图的成分表示与三元系平衡相的定量法则 5．三元相图的投影图、水平截面图和垂直截面图分析
6．三元共晶、包晶、包共晶相图中三相平衡与四相平衡转变类型的判别
（四）、材料的凝固 1．纯金属的凝固理论 2．固溶体合金的凝固理论 3．共晶凝固理论4．铸锭组织的形成与控制
（五）、固体中的扩散 1. 扩散定律及其应用 2. 扩散的微观机理 3. 影响扩散的因素 4. 扩散的热力学理论 5. 反应扩散
（六）、材料的变形与再结晶 1. 材料的弹性变形 2. 单晶体的塑性变形 3. 多晶体的塑性变形 4. 合金的塑性变形
5. 高分子材料和陶瓷的变形
6．塑性变形对材料组织与性能的影响 7．冷变形金属的回复 8．冷变形金属的再结晶 9．晶体的高温变形
（七）、固态相变
1．固态相变的概念及分类 2．固态相变的主要类型及特点
三、考试基本题型
基本题型可能有：选择题、填空题、判断题、简答题、计算题和分析论述题等。
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键能：在标准条件下将Imol的气态AB分子中的化学键断开，使每个AB分子离解成2个中性气态原子A+B所需的能量。
点阵能：lmol气态的M*和X厶离了生成lmol MX晶体时所釋放出的总能量称为离了晶体的点阵能，乂称为晶格能。
品体结构概念：
周期性：同一种质点在空间排列上每隔一定距离垂复出现。
I.反应只能在相界面进行，随后的扩散过程也十分闲难。
II.反M最终得到的往往是反丿应物和产物的一个混合体系，极难分离或提纯。
ill.即使反应进行的再完全，也很难得到一个纯相的体系。
IV.述存在反应容器污染产物的问题。
自蔓延高温合成法（SHS）是指対于放热反应的反应物，山外热源点火而使反应启动，利用其放出的热量使反应口行维持。反应以燃烧波的形式蔓延至整个反应物体系。进而得到所需材料的方法。
如C心的卩L|方点阵总可以用一个更小的初基四方单胞来描述。
复式格子：晶体由两种或两种以上的原子构成，而且每种原子都各自构成一种相同的布喇菲格子，这些布喇菲格子相互错开一段距离，相互套构而形成的格子称为复式格子。复式格子是由若干相同的布喇菲格了相互位移套构而成的
空间群是点阵、平移群（滑移面和螺旋轴）和点群的组合
唯一的6次旋转轴或反轴。
三方晶系
a=b=c
a邙¥90°
唯一•的3次旋转轴或反轴。
立方晶系
a=b=c
a=P=y=90°
沿晶胞体对角线的四个3次旋转轴或反轴
不是所冇七个晶系都口J能带心-仅有14个可能的组合（Bravais点阵）
一些带心的类型不允许，因为他们将降低单胞的对称性：
如立方晶系不可能有底心点阵，因为这将破坏立方对称的一个基本条件：有三次对称轴。一些带心的类型是多余的：
0.414〜
0.732
0.732〜
1.000
-1.000
配位数
2
3
4
6
8
12
定义一个沿位错线的正方向，构筑垂直于位错线的原子面，围绕位错线按顺时针方向画出柏格斯回路（Burger' s circuit）,由于位错的存在，回路的起点和终点是不重證的，从柏格斯冋路的终点到起点呦岀的矢蜃就是柏格斯矢量b。
晶系名称
晶轴上的周期
晶轴间的夹角
特征对称元素
三斜晶系
O#卩平90。
无或反演屮心
单斜晶系
aHb^c
a=7±90。，P^90°
唯一的2次轴或镜面
正交晶系
a=P=7^90°
三个相互垂直的2次旋转轴或反轴。
四方晶系
a=b^c
a=p=y=90°
唯一的4次旋转轴或反轴。
六方晶系
a=b^c
a=P=90°,t±120°
类型
作用力来源
键合强弱
形成品体的特点
离子键
原子得、失电子后形成负、止离了，正负离了间的库仑引力
最强
无方向性键、高配位数、高熔点、高强度、高锁度、低膨胀系数、塑性校差、固态不导电、熔态离了导电
共价键
相邻原子价电子各处于相反的白旋状态，原了核间的库仑引力
强
有方向性键、低配位数、高熔点、高强度、高换度、低膨胀系数、塑性较差、在熔态也不导电
•柏格斯矢量是描述位错实质的重要物理量。反映出柏氏冋路包含的位错所引起点阵畸变的总累计。
•通常将柏氏矢量称为位错强度பைடு நூலகம்它也表示出晶体滑移时原了移动的大小和方向。
•根据柏格斯矢量b与位错线取向的异同，位错分为刃型位错、螺型位错和由前两者组成的混合位错三种类型。
了解固溶体改变物质性质的例子（红宝石、TiO2掺杂AI2O3、CaO掺杂ZrO2）。掌握缺陷的衣示，缺陷反应，本征缺陷与非本征缺陷的区别，分类，以及产牛•的条件。
PVD：用物理过程制备薄膜的方法称为物理气相沉积法
CVD：形成的薄膜材料除了原材料的组成元素外，还在基片上产生少其它组分的化学反应,获得与原成分不同的薄膜材料，这种冇化学反应的气相沉积称为化学气相沉积
固体催化剂：固体表面吸附的某些物质，可使固体农面的化学反应速度大大加快，将固体吸附剂吸附了具有催化的吸附质后得到的-•种新物质（固体吸附剂+有催化作用的吸附质）称为固体催化剂，固体表面催化实质上是研究这种固体催化剂的表而结构、催化反应机理等一•系列问题。
晶体生反热力学与动力学的相关概念；无定型材料制备的基木原理；化学方法制备多晶材料常用方法；陶瓷法的特点。
高聚物的结构层次
一次结构
（商分子的链结构）
二次结构
（喜分子健的形恋）
三次第构
（聚集蛊结枸）
在恒温条件下，通过固体原料化合物的直接反应来制备材料，这种方法称之为陶瓷法，也称为固相反应法。
陶瓷法的不足：
十四中格了：
•三斜：简单
•单斜：简单，底心
•正交：简单，体心，而心，底心
•四方：简单，体心
•六角：简单
•三角：简单
•立方：简单，体心，面心
空间点阵按点群对称性和带心的模式一共可以产住14种型式，称为14种布拉伐点阵或布拉伐点阵。布拉伐点阵表示岀所属空间群的平移了群。
Bravais点阵描述点阵的纯平移对称。实质上通过指定Bravais点阵，指定了单胞（晶系）的形状和带心的型式。
空间点阵
结构基元
晶体结构
特征对称元素
金口玄.14种空
7 1趴系对称件间格子
1.需了解各种布拉菲格子的特征：晶胞参数、具有的对称性。分析为什么某些带心不可能存在。
2.掌握分析ZnO ZnS Ti02 NaCI CsCI等结构特征。
3.掌握各种化学键的特征。（要求能在1-3题的基础上能简单分析材料结构与键性对性能的影响）
金属键
口由电子气与正离子实Z间的库仑引力
较强
无方向性键、结构密堆、配位数鬲、塑性较好、冇光泽、良好的导热、导电性
范徳华键
原子间瞬时电偶极矩的感应作用
最弱
无方向性键、结构密堆、高熔点、绝缘
氢键
氢原子核与极性分子间的库仑引力
弱
鲍林第一规则
正负离子半径比
<0.155
0.155〜
0.225
0.225〜
0.414
助催化剂：以各种浓度加入的非活性组分，目的在于改善催化剂的催化性能。根据所起的作用，助催化剂乂可分为电子性助催化剂和结构性助催化剂。
周期：任一方向排在一直线上的相邻两质点之间的距离
基元：原子、离子、原子团，分子基团等
点阵：用一个儿何点表示上述基元后，晶体所构成的点了阵列
结点（lattice points）：质点的中心位置。
品格（lattice）：把品体中质点的中心用直线联起來构成的空间格架。
布喇菲格子（Bravais格子）：晶体市完全相同的原子纽成，原子与晶格的格点相重合，而且每个格点周围的情况都一样。