材料化学复习题

材料化学

第二章化学基础知识

一、填空题

1.热力学第三定律的具体表述为纯物质完美晶体在0K时的熵值为零，数学表达式为S*（T）

=0 J·K-1。

2.理想稀溶液存在依数性质，即溶剂的蒸气压下降、凝固点降低、沸点升高、渗透压的量

值均与溶液中溶质的数量有关，而与溶质的种类无关。

3.人们将存在于两相间厚度为几个分子大小的薄层称为界面层，简称界面，有液-气、固-

气、固-液、液-液、固-固界面，通常把固-气界面及液-气界面称为表面。

4.表面张力一般随温度和压力的增加而降低。

5.按照氧化态、还原态物质的状态不同，一般将电极分成第一类电极（金属电极、气体电

极）、第二类电极（金属-难溶盐电极、金属-难溶氧化物电极）、氧化还原电极三类。6.相律是描述相平衡系统中自由度、组分数、相数之间关系的法则。其有多种形式，其中

最基本的是吉布斯相律，其通式为f=c-p+2。

二、名词解释

1.拉乌尔定律

气液平衡时,稀溶液中溶剂A在气相中的蒸气压pA等于同一温度下该纯溶剂的饱和蒸气压与溶液中溶剂的摩尔分数xA的乘积

2.基元反应

反应物生成生成物的中间步骤反应称为基元反应

3.稳态近似处理

假设中间物浓度不随时间变化而改变的处理方法

4.相图

相图(phase diagram)又称平衡状态图，是用几何(图解)的方式来描述处于平衡状态下，物质的成分、相和外界条件相互关系的示意图

三、简答题

1.简述物理吸附与化学吸附的区别。

第三章材料的制备

一、填空题

1.熔体生长法主要有提拉法、坩埚下降法、区熔法、焰熔法等。

2.物理气体沉积法是利用高温热源将原料加热，使之汽化或形成等离子体，在基体上冷却

凝聚成各种形态的材料（如晶须、薄膜、晶粒等）的方法。其中以阴极溅射法、真空蒸镀较为常用。

3.PECVD所采用的等离子种类有辉光放电等离子体、射频等离子体、电弧等离子体。

4.固相反应按反应物状态不同为纯固相反应、气固相反应、液固相反应及气液固相反应，

按反应机理不同分为扩散控制过程、化学反应速度控制过程、晶核成核速率控制过程和升华控制过程等，按反应性质分为为氧化反应、还原反应、加成反应、置换反应和分解反应。

二、名词解释

1.水热法

水热法指在高压釜中，通过对反应体系加热、加压，产生相对高温、高压的反应环境，使通常难溶或不溶的物质溶解而达到过饱和、进而析出晶体的方法

2.高温溶液生长法

高温溶液生长法又称熔盐法，是采用液态金属或熔融无机化合物为溶剂，在高温下把晶体原料溶解，形成均匀的饱和溶液，通过缓慢降温或其他方法析出晶体的技术

3.离子镀

离子镀指蒸发物质的分子被电子碰撞电离后以离子形式沉积在固体表面的方法，是真空蒸镀与阴极溅射技术的结合

4.化学气相沉积

化学气相沉积法是指通过气相化学反应生成固态产物并沉积在固体表面的方法

三、简答题：

1.简述溶胶-凝胶法的原理及优缺点

原理：

溶胶-凝胶法一般以含高化学活性结构的化合物为前驱体，其主要反应步骤是先将前驱体溶于溶剂中，形成均匀的溶液，并进行水解、缩合，在溶液中形成稳定的透明溶胶体系，经陈化胶粒间缓慢聚合，形成三维空间网络结构，网络间充满了失去流动性的溶剂，形成凝胶。

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形成低黏度的溶液，因此可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的混合

（2）经过溶液反应步骤，很容易均匀的定量的掺入一些微量元素，实现分子水平上的均匀掺杂

（3）一般认为溶胶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在微米范围内，因此化学反应较容易进行且所需温度较低

（4）选择合适的条件可以制备各种新型材料

缺点:

(1) 所使用原料价格昂贵, 有些原料为有机物, 对健康有害

(2) 通常整个溶胶-凝胶过程所需时间较长, 常需要几天或几周

(3) 凝胶中存在大量微孔, 在干燥过程中会逸出许多气体及有机物, 并产生收缩

2.简述自蔓延高温合成的技术类型

（1）SHS制粉技术

反应物料在一定的气氛中燃烧，再粉碎、研磨燃烧产物，得到不同规格的粉末。

（2）SHS烧结技术

通过固相反应烧结，制得一定形状和尺寸的产品

（3）SHS致密化技术

致密化技术又分SHS加压法，SHS挤压法，SHS等静压

（4）SHS熔铸技术

通过选择高放热性反应物形成超过产物熔点的燃烧温度，从而获得难熔物质的

液相产品

（5）SHS焊接技术

再待焊接两块材料之间填进合适的燃烧反应原料，以一定的压力夹紧待焊材料，

待中间原料的燃烧过程完成后，即可实现焊接

（6）SHS涂层技术

包括SHS熔铸涂层，SHS助渗涂层，SHS烧结涂层，气相传输SHS涂层，SHS喷

射沉积涂层，自反应涂层

第四章材料的性能

一、简答题

1.什么是腐蚀电池，其形成应具备哪些基本条件？

当两种金属材料在电解质溶液中构成原电池时，作为阳极的金属被会腐蚀。这种能导致金属腐蚀的原电池为腐蚀电池。

形成腐蚀电池必须具备三个基本条件：

（1）不同金属或同种金属的不同区域间有电位差存在，且电位差越大，腐蚀越剧烈。较活泼金属的电位较低，成为阳极而遭受腐蚀；较不活泼金属电位较高，作为阴极起传递电子的作用，不受腐蚀。

（2）两极材料共处于相连通的电解质溶液中。潮湿的空气因溶解了SO2等酸性气体，构成电解质溶液。

（3）具有不同电位的金属之间必须有导线连接或直接接触。

2.什么是材料的强度指标？这些指标各代表什么含义？

σe弹性极限、σs屈服强度、σb极限强度和σk断裂应力为材料的强度指标

在弹性变形阶段，弹性变形的最大值所对应的应力称为弹性极限

材料进入塑性变形阶段，应力随应变增加而继续增大，但达到某一个值后反而下降，