材料化学期末测验预测题

2：[论述题]3-2-1、何Fra bibliotek非化学计量缺陷？
3-2-2、何谓弗仑克尔缺陷？
3-2-3、何谓肖特基缺陷？
3-2-4、何谓色心（F色心）？
3-2-5、何谓非整比化合物缺陷（化合物）材料？
3-2-6、什么是纳米、纳米结构、纳米技术？
3-2-7、纳米微粒的概念是什么？
3-2-8、纳米固体的概念是什么？
3-2-9、原子团簇的概念及特性是什么？
参考答案：
3-2-1参考答案：非化学计量化合物的晶格结点中带有空位，或含有处于间隙位臵的填隙原（离）子，存在着缺陷，在组成和结构两方面显示出非化学计量的特征；而热缺陷并不会造成组成的改变。非化学计量缺陷也是某些固体材料所固有的，尽管它的浓度不仅会随温度而变化，而且会随着周围气氛性质及其分压大小的改变而改变；但热缺陷一般与气氛无关。 3-2-2参考答案：在形成热缺陷时，晶体中具有足够高能量的原（离）子离开其平衡位臵，挤入晶体中的间隙位臵，造成微小的局部晶格畸变，成为所谓填隙原子，而在其原来的位臵上形成空位，这种缺陷称为弗仑克尔缺陷。这种填隙原子是晶体本身所具有的，所以又称为自填隙原子，以区别于杂质原子。弗仑克尔缺陷的特点是填隙原子或离子与晶格结点空位成对出现，晶体内局部晶格畸变，但总体积不发生可观察到的改变。
1-2、参考答案：无机材料化学主要研究：无机材料的制备原理、无机材料的成键本质和结构、无机材料的表征、无机材料的物理性质及反应性能、无机材料的设计，这五个方面的问题。
2：[论述题]
1-3、材料科学与化学和物理学有何联系？
参考答案：1-3参考答案：在材料科学与工程领域里，有化学、物理、相关理论和工程4个方面的内容。由于研究的对象不同，化学方面的内容又分为高分子化学和无机材料化学等。无机材料化学是材料科学的一个极重要的分支，又可以是化学学科的一部分，呈明显的交叉、边缘学科的性质。材料科学和物理、化学、相关理论及工程学的关系。
3-1-9、缺陷化学有什么理论意义和实用价值？
参考答案：
3-1-1参考答案：原子（或分子、离子）在三维空间呈周期性重复排列，即存在长程有序。 3-1-2参考答案：由于具有周期性的空间点阵结构，晶体具有下列共同性质：均一性，即晶
体不同部位的宏观性质相同；各向异性，即晶体在不同方向上具有不同的物理性质；自限性，即晶体能自发地形成规则的几何外形；对称性，即晶体在某些特定方向上的物理化学性质完全相同；具有固定熔点；内能最小。
1：[论述题]3-1-1、晶体结构具有哪些基本特征？
3-1-2、晶体具有哪些共性？
3-1-3、何谓非晶态金属材料的基本特征？
3-1-4、铁电体的概念是什么？
3-1-5、反铁电体的概念是什么？
3-1-6、正压电效应（压电效应）的概念是什么？
3-1-7、逆压电效应的概念是什么？
3-1-8、缺陷化学的研究对象和内容是什么？
3-1-8参考答案：缺陷化学的研究对象是点缺陷，但不包括声子和激子。其研究内容涉及点缺陷的生成、点缺陷的平衡、点缺陷之间的反应、点缺陷的存在所引起的固体中载流子（电子和空穴）的变化、点缺陷对固体性质的影响以及如何控制固体中点缺陷的种类和浓度等。 3-1-9参考答案：缺陷化学具有重要的理论意义和实用价值。固体中的化学反应，只有通过缺陷的运动。陶瓷材料在高温时能正常烧结的基本条件是：材料中要有一定的缺陷机构与缺陷浓度，以使许多传质过程能顺利进行。点缺陷对材料的性质也有重要的影响，例如，固体材料的导电性与缺陷关系极大。可以说，缺陷化学及其相关的能带理论，是无机材料化学中最重要的内容。正如West所说："在固态科学中，晶体缺陷的研究是一个活跃和迅速发展的领域。”
材料化学期末测验预测题
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1：[论述题]
1-1、无机材料化学是一门什么样的学科？
1-2、无机材料化学主要研究哪些方面的问题？
参考答案：
1-1、参考答案：无机材料化学是研究无机材料，主要是无机非金属材料的制备、组成、结构、表征、性质和应用的一门学科。
性能上两大特点： 固定的熔点，各向异性。
3-1-3参考答案：①非晶态形成能力对合金的依赖性；②结构的长程无序和短程有序性；③热力学的亚稳性
3-1-4参考答案：晶体中存在着自发极化，并且这种极化的方向能随着外界电场而改变，这样的晶体就称为铁电体。
3-1-5参考答案：有些晶体虽然也有自发极化，但顺电相相邻晶胞的自发极化方向相反而且相互平行，因此晶体总的自发极化宏观上仍为零，这种晶体称为反铁电体。
3-1-6参考答案：当某些晶体受到机械力作用时，在一定方向的表面上产生束缚电荷，且其电荷密度大小与所加应力大小呈线性关系，这种由机械能转换成电能的现象，称为正压电效应，简称为压电效应。
3-1-7参考答案：当晶体在外电场激励下，在某些方向上产生应变，且应变和场强之间存在着线性关系，这种由电效应转换为机械效应的现象，则称为逆压电效应。
简言之，在晶格热振动时，一些能量足够大的原子离开平衡位臵后，挤到晶格间隙位臵，成为填隙原子，而在原来的位臵上留下一个空位，这种缺陷称为弗仑克尔缺陷。
3-2-3参考答案：肖特基缺陷是由于晶体表面附近的原子热运动到表面，在原来的原子位臵留出空位，然后内部邻近的原子再进入这个空位，这样逐步进行而造成的，看来就好像是晶体内部原子跑到晶体表面来了。显然，对于离子晶体，阴阳离子空位总是成对出现；但若是单质，则无这种情况。除了表面外，肖特基缺陷也可在位错或晶界上产生。这种缺陷在晶体内也能运动，也存在着产生和复合的动态平衡。对一定的晶体来说，在确定的温度下，缺陷的浓度也是一定的。空位缺陷的存在可用场离子显微镜直接观察到。
简言之，肖特基缺陷：正常结点上的原子，在能量起伏过程中获得足够的能量后，离开平衡位臵迁移到晶体表面正常结点位臵，在原来的位臵上留下空位。
一般在结构比较紧密，没有较大空隙的晶体中或在阴、阳离子半径相差较小的晶体中比较容易形成肖特基缺陷。
3-2-4参考答案：固体物理和固体化学里的一个相当大的领域与研究碱金属卤化物晶体中的色心有关，最典型例子是F色心。在20世纪20年代， Pohl根据颜色的德文单词Farbe，