材料化学试卷B卷及答案

江苏科技大学

研究生材料化学考试试题 B 卷

2014 - 2015学年第一学期

班级学号姓名

一、填空题（共10 小题，每题2分，共计20分）

1、材料的发展水平大致分为五代，分别是：天然材料、烧炼材料、合成材料、可设计材料、智能材料。

2、晶体与非晶体最主要的区别是：晶体长程有序，非晶体长程无序、短程有序______________________________。

3、点缺陷的种类有：肖特基缺陷_______________、间隙原子、夫伦克耳缺陷、有序合金中的错位_______________、离子晶体中的点缺陷_______________。

4、过饱和点缺陷的形成条件：淬火____________、冷加工____________、辐照__________。

5、在HCl气氛中焙烧ZnS时，晶体中将产生Zn2+离子空位和Cl-1离子取代S2-离子的杂质缺陷，这两种缺陷以克罗格—文克的缺陷化学符号表示为VZn’’______和ClS•__________。

6、氮化硅粉的4种主要的合成方法为硅氮结合法______________、还原氮化法______________、化学气相法______________、热分解法______________。

7、形状记忆合金在一般工程上应用量最大的是用以制作管接口_____。

8、中科院首次在世界上公布了钡—钇—铜—氧_____________体系高温超导材料，其Tc = 93K。

9、ISS是表面分析方法中的离子散射谱_____________的名称缩写。

10、晶体成核生成理论中核心的临界尺寸计算式为r﹡= 2σ/（△Gv - ε）。

二、名词解释（共5小题，每题4分，共计20分）

1、合金：由两种或以上的金属非金属经过熔炼、烧结或其他方法组合而成并具有金属特

性的物质。

2、奥氏体：碳溶解在 -Fe中的间隙固溶体。

3、固溶体：一个（或几个）组元的原子（化合物）溶入另一个组元的晶格中，而仍保

持另一组元的晶格类型的固态晶体。

4、超塑性现象：金属在某一小的应力状态下，可以延伸十倍甚至是上百倍，既不出现缩

颈，也不发生断裂，呈现一种异常的延伸现象。

5、表面效应：表面效应是指纳米粒子的表面原子数与总原子数之比随着纳米粒子尺寸的

减小而大幅度地变化，粒子的表面能及表面张力也随着增加，从而引起纳米粒子性质的变化。

三、判断题（共10 小题，每题1 分，共计10分）

1、间隙化合物的化学式符合正常化合价规则。（×）

2、石英光纤中添加少量的GeO2、P2O5及F目的在于控制光纤的强度。（×）

3、固体中的扩散过程也是晶体缺陷的运动过程。（√）

4、成核生长机理中的相变速率决定于晶核形成的速率以及它们生长的速率。（√）

5、在水热法制备超细晶粒时，填充度与晶体生长无关。（×）

6、渣壳熔炼法与电弧法的相同之处是热源相同。（×）

7、刃型位错中位错线垂直于滑移方向。（√）

8、二阶相变中两相可以共存，并存在过冷、过热现象。（×）

9、显微镜的分辨极限与光源波长的大小无关。（×）

10、作为固溶体，溶质原子在溶剂中的分布是完全无秩序的。（√）

四、简答题（共5小题，每题 6 分，共计 30分）

1、当代对于新一代材料的要求有哪些。

答：a结构与功能材料相结合；b智能型；c少污染；d可再生性；e节约能源；f长寿命。

2、能带理论的基本论点。

答：（1）成键时价电子必须是“离域”的（即不再从属于任何一个特定原子）。

（2）金属晶格中原子很密集，能组成许多分子轨道，而且相邻的分子轨道间的能量差很小。

（3）电子能级发生的重叠所形成的能带属于整个金属晶体的。

（4）依原子轨道能级的不同，金属晶体中可以有不同的能带。

（5）金属中相邻近的能带有时可以互相重叠。

3、水热合成法的特点有哪些。

答：生长温度低；生长温度恒定；属于稀薄相生长，溶液粘度低（浓度低）；

可以通过压力气氛对生长体系进行控制。

4、材料制备总的目的包括哪些方面。

答：制备一系列材料以研究这些材料的特殊性能；

制备一系列结构相关的材料以研究材料的结构与性能之间关系；

制备一系列新种类的材料；

制备一系列特殊规格的材料。

5、聚合物分子量有何特点，其四种平均分子量有何关系？

答：聚合物的分子量有两个特点，一是分子量大；二是分子量的多分散性；数均分子量小于重均分子量小于粘均分子量小于Z均分子量。

五、论述题。（共2小题，共计 20分）

1、某产品的开发团队想要解决一组能够在湿表面的粘合剂，该种粘合剂在汽车行业有应

用前景。根据上述问题提出粘合剂的解决方案。

答：要找到能够在湿表面起到黏结作用的粘合剂必须满足以下条件：（1）、具有一定的表面活性作用，能够被粘物表面的水分子置换或反应、吸收或混溶而被排除；（2）、能在水下对被粘表面良好润湿；（3）、胶黏剂遇水后保持稳定，不被水破坏，粘结固化后强度基本不随时间变化；（4）、可在水下条件完成固化，且能耐水浸泡

具体实施方案如下：设计一种水下环氧胶黏剂

水下固化剂（α-氰基丙烯酸类、环氧类、聚氨酯类、多肽类等）+吸水性填料（氧化钙、膨润土、石膏粉、滑石粉、水泥等）

方法：810水下环氧固化剂+环氧树脂+纳米蒙脱土+滑石粉

其中加入纳米蒙脱土和滑石粉两种填料，利用两种填料的协同作用，由于滑石粉吸水作用和纳米粒子的强化作用，使其在水中的剪切强度随时间变化不大，呈现很好的稳定性，一般两种填料的比例为滑石粉：MMT=10:1（质量比）效果最佳。

2、叙述高吸水性树脂的结构特征、吸水原理。

答：高吸水性树脂的结构特征：

1. 分子中具有强亲水性基团，如羟基、羧基，能够与水分子形成氢键；