【正文】 擴(kuò)散與擴(kuò)散系數(shù)6．再結(jié)晶和凝固結(jié)晶有哪些相同和不同的地方，為什么再結(jié)晶過(guò)程不是相變。4．利用位錯(cuò)的基本理論說(shuō)明滑移方式塑性變形的若干現(xiàn)象。3．塑性變形后的組織、性能的變化。熱加工內(nèi)容要求1．金屬塑性變形的基本過(guò)程與方式。再結(jié)晶溫度回復(fù)、再結(jié)晶變形織構(gòu)加工硬化孿生滑移、滑移系、滑移面、滑移方向屈服六、材料的塑性變形與回復(fù)再結(jié)晶名詞概念塑性變形3．控制晶粒尺寸和凝固體組織的方法，及其用凝固理論的解釋。成分過(guò)冷內(nèi)容要求1．結(jié)晶的一般過(guò)程是怎樣的，均勻形核和非均勻形核的主要差別，為什么晶核需要一定的臨界尺寸。 溶質(zhì)分配系數(shù)形核率與長(zhǎng)大速度形核與長(zhǎng)大五、材料的凝固名詞概念凝固與結(jié)晶降溫過(guò)程發(fā)生的轉(zhuǎn)變類型。5．三元系的成分表示方法，即成分點(diǎn)和成分值的對(duì)應(yīng)。4．記住Fe－Fe3C平衡相圖及相關(guān)點(diǎn)的成分和溫度，分析相和組織轉(zhuǎn)變過(guò)程，計(jì)算平衡轉(zhuǎn)變時(shí)相組成和組織組成物的相對(duì)含量。2．根據(jù)相圖(含勻晶、共晶、包晶、共析、包析綜合)分析相和組織轉(zhuǎn)變過(guò)程，用杠桿定律定律計(jì)算平衡轉(zhuǎn)變時(shí)相組成和組織組成物的相對(duì)含量。 2．材料中的化合物有哪些類型，及其它們的主要形成條件。4．晶體中的界面形式、界面能及其對(duì)晶粒形貌的影響。2．簡(jiǎn)單立方晶系中刃型位錯(cuò)和螺型位錯(cuò)原子模型，及其對(duì)應(yīng)的柏氏矢量。3．立方晶系中方向指數(shù)的夾角和晶面間距。密排六方內(nèi)容要求1．晶胞中晶向指數(shù)與晶面指數(shù)表示方法，即指數(shù)與圖形對(duì)應(yīng)關(guān)系。面心立方體心立方晶向指數(shù)與晶面指數(shù)晶格與晶胞考查要點(diǎn)一、材料的晶體結(jié)構(gòu)名詞概念晶體與非晶體第二部分可以為任何90年后出版的材料專業(yè)的教科書(shū)。按題目?jī)?nèi)容分小題按要點(diǎn)記分。四、考試形式與試卷結(jié)構(gòu)考試時(shí)間180分鐘，采用閉卷筆試。三、評(píng)價(jià)目標(biāo)對(duì)《材料科學(xué)基礎(chǔ)》的基本理論掌握，應(yīng)用基本理論分析常見(jiàn)的工程現(xiàn)象的能力。二、考試的學(xué)科范圍考查的詳細(xì)要點(diǎn)見(jiàn)第二部分。A先消失，因?yàn)榇藭r(shí)系統(tǒng)中A與B的比小于化合物D中A與B的比，2分。5．（液相消失，結(jié)晶結(jié)束，產(chǎn)物C+B+D），3分。；2． 不一致熔融二元、低溫穩(wěn)定高溫分解的化合物，；3． E：三元低共熔點(diǎn) J1：過(guò)渡點(diǎn) J2：?jiǎn)无D(zhuǎn)熔點(diǎn) 各1分，合計(jì)3分； 4．（液相消失，結(jié)晶結(jié)束，產(chǎn)物C+B+D），3分。 1分九、（20分）1． 見(jiàn)圖。（5分）八、（5分）選擇MgCOγ－Al2O3較好。1分氫在面心立方鐵中形成間隙固溶體，按間隙擴(kuò)散機(jī)制進(jìn)行擴(kuò)散，其擴(kuò)散活化能比較小，故擴(kuò)散系數(shù)大； 2分而鎳在面心立方鐵中形成置換固溶體，按空位擴(kuò)散機(jī)制進(jìn)行擴(kuò)散，其擴(kuò)散活化能比較大，故擴(kuò)散系數(shù)小。與Ca2＋和F－相比，Pb2＋與I－具有較大的極化性能，因此表面雙電層的厚度較厚(2分)。所以液態(tài)銀不能潤(rùn)溫氧化鋁瓷件表面(2分)最有可能實(shí)現(xiàn)的措施：在液態(tài)銀中加入表面活性劑，降低γ(Ag，液/ Al2O3，固)，可使其潤(rùn)濕。SiO2)到鎂橄欖石，熔體結(jié)構(gòu)從架狀、鏈狀到島狀，絡(luò)陰離子團(tuán)尺寸減小，作用力矩減小，因此表面張力增大；同理，長(zhǎng)石熔體具有架狀結(jié)構(gòu)，氧硅比2，網(wǎng)絡(luò)連接程度好，冷卻過(guò)程中不易規(guī)則排列而容易形成玻璃，鎂橄欖石具有島狀，氧硅比4，硅氧四面體孤立存在，冷卻過(guò)程中易規(guī)則排列而最不容易形成玻璃，輝石形成玻璃的能力居中。SiO2)鎂橄欖石（2分） 長(zhǎng)石〉輝石(MgOSi/O=1/2，架狀結(jié)構(gòu)；Si/O=4/10，層狀結(jié)構(gòu)；Si/O=4/11，雙鏈結(jié)構(gòu)；Si/O=2/6，單鏈結(jié)構(gòu)；Si/O=2/7，組群狀（雙四面體）結(jié)構(gòu)；Si/O=2/7，組群狀（雙四面體）結(jié)構(gòu)；Si/O=1/3，組群狀（環(huán)狀）結(jié)構(gòu)；Si/O=1/4，島狀結(jié)構(gòu)；（6分）三、晶體結(jié)構(gòu)缺陷（10分）都不對(duì)(2分)。8. 垂直。6. 較低，速度較慢；反應(yīng)開(kāi)始明顯進(jìn)行的溫度或較高。4. 環(huán)境的作用。2. 。試題五答案一、填空題（1180。 H%=CX/HC100%，G%=XY/HC100%。 E2溫度，M2點(diǎn)所在溫度；過(guò)M2點(diǎn)做副三角形CGH的 (結(jié)晶結(jié)束)（B消失）（4分） E5，單轉(zhuǎn)熔點(diǎn)， E4，單轉(zhuǎn)熔點(diǎn)， E1，單轉(zhuǎn)熔點(diǎn)，（3+2）七、見(jiàn)圖；（6分） 3 (112)晶面和 晶向 （）。 體心立方點(diǎn)陣的晶胞結(jié)構(gòu)圖 （2分），2）（1分） （2分） 2．在陰影部分以外的溫度對(duì)形成玻璃有利，因?yàn)榇藭r(shí)核化速率與晶化速率都較小或只存在一種情況（5分）。已知：△GV＝－106J/cm3；σ＝ J/cm2 △GV＋(2) D=D0exp(Q/RT) =1014 cm2/s 2分三、（10分）解：（1）有兩種配位多面體，[SiO4]，[MgO6]，同層的[MgO6]八面體共棱，如59[MgO6]和49[MgO6]共棱75O2和27O2，不同層的[MgO6]八面體共頂，如1[MgO6]和51[MgO6]共頂是22O2，同層的[MgO6]與[SiO4]共頂，如T[MgO6]和7[SiO4]共頂22O2，不同層的[MgO6]與[SiO4]共棱，T[MgO6]和43[SiO4]共28O2和28O2；（3）z=4()；（4）Si4+占四面體空隙=1/8，Mg2+占八面體空隙=1/2。代入上式可求 Q=48875J，D0=1011cm2/s 2分T=450+273=723K時(shí)，D=1014cm2/s 2分T=563+273=836K時(shí)，D=31014cm2/s 2分二、（10分）解：(1) D=D0exp(Q/RT) 2分9. 鎂橄欖石輝石長(zhǎng)石。7. 在垂直于表面的方向上原子間距不同于該方向上晶格內(nèi)部原子間距的表面，馳豫表面。5. 燒結(jié)初期、燒結(jié)中期和燒結(jié)后期，再結(jié)晶和晶粒長(zhǎng)大。3. 原子排列狀況相同但位向不同，數(shù)字相同、數(shù)序和正負(fù)號(hào)不同。　　2．S1二元不一致熔融化合物，S2二元不致熔融化合物，S3三元不一致熔融化合物；（各1分）　　3．P1：過(guò)渡點(diǎn)A+BS；P2：雙轉(zhuǎn)熔點(diǎn)L+B+S1=S3；P3：低共熔點(diǎn)L=B+C+S3；P4：?jiǎn)无D(zhuǎn)熔點(diǎn)L+A =S2+S1；P5單轉(zhuǎn)熔點(diǎn)L+S1= S2+S3；P6低共熔點(diǎn)　　　 L=C+S2+S3；（各1分）　　4．（4分）　　　L: 　　　(結(jié)晶結(jié)束)　　　S:（產(chǎn)物S1+ S2+S3）　　5．P3,H,B：C：S3=CC1：BB1：B1C1 （5分）試題四答案一填空題（，其它每空1分，總計(jì)20分）1. 晶胞參數(shù)，三斜，正交（斜方），立方。八、選擇Mg(OH)γAl2O3（3分）；因?yàn)榉磻?yīng)活性高，結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定（3分）。要使0，必須有0，即T0T，這表明系統(tǒng)必須“過(guò)冷”。　　若在任意溫度T 的不平衡條件下，則有 　　若 與 不隨溫度而變化，將上式代入上式得：　　　 　　可見(jiàn)，相變過(guò)程要自發(fā)進(jìn)行，必須有0,則0 。六、由公式D=D0exp(Q/RT)；（1分）計(jì)算Dα=*107；（1分） Dγ=*108（1分）；Dα〉Dγ；（1分）因?yàn)轶w心結(jié)構(gòu)較面心結(jié)構(gòu)疏松（2分）。（4分）；　　從Na2O—SiO2系統(tǒng)出發(fā)，隨引入B2O3量的增加， [BO3]與游離氧結(jié)合，轉(zhuǎn)變?yōu)閇BO4]，使斷裂的網(wǎng)絡(luò)重新連接，系統(tǒng)粘度增加（3分）；　　繼續(xù)引入B2O3，B2O3以層狀或鏈狀的[BO3]存在，系統(tǒng)的粘度降低（3分）。(2分)二、島狀、架狀、鏈狀、層狀、組群狀、鏈狀 各1分三、（1）CaCl2VNa′+2ClCl+CaNa′(2分) 　　　　NaC12xCaxCl　(1分)　?。?）OVNa ′+VCl′(2分)　?。?）一是因?yàn)榫w中的間隙位置有限，二是因?yàn)殚g隙質(zhì)點(diǎn)超過(guò)一定的限度會(huì)不破壞晶體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性?！　　“?、陶瓷材料中晶粒的大小與物料的原始粒度、燒結(jié)溫度和時(shí)間等因素有關(guān)；(3分)　　　控制晶粒尺寸方法：控制原始粒度均勻細(xì)小，控制燒結(jié)溫度和時(shí)間，添加劑等。隨反應(yīng)的進(jìn)行，反應(yīng)物體積減小，擴(kuò)散截面變小，所需反應(yīng)時(shí)間要比揚(yáng)德假設(shè)所計(jì)算出的時(shí)間短?！　　?2)若相變過(guò)程吸熱（如蒸發(fā)、熔融等），要滿足這一條件則必須，即，這表明系統(tǒng)要自發(fā)相變則必須“過(guò)熱”?！　　?1)若相變過(guò)程放熱（如凝聚、結(jié)晶等）。(2分)　　　六、由熱力學(xué)可知，在等溫、等壓下有　　　在平衡條件下，則有　　　式中：Ｔ0是相變的平衡溫度；為相變熱。為此，表面的負(fù)離子被推向外側(cè)，正離子被拉向內(nèi)側(cè)從而形成了表面雙電層。這樣就降低了晶體表面的負(fù)電場(chǎng)。(2分)　　　NaCl單晶中處于表面層的負(fù)離子只受到上下和內(nèi)側(cè)正離子的作用，而外側(cè)是不飽和的。正常長(zhǎng)大是晶粒平均尺寸增加，反常長(zhǎng)大是個(gè)別大晶粒尺寸異常增加。(2分)　　　　 (2)島狀結(jié)構(gòu)；(1分)；　　　　　　O2與一個(gè)[SiO4]、三個(gè) [MgO6]配位：4/41+2／63=2= O2的電價(jià)，O2的電價(jià)(2分)；　　　　　　結(jié)構(gòu)中有兩種配位多面體[SiO4]、[MgO6] (2分)；[SiO4]呈孤立的島狀，中間被[MgO6]隔開(kāi)，SiO4]與 [MgO6]之間共頂或共棱連接，同層的[MgO6]之間共棱、不同層的[MgO6]之間共頂連接；(4分)　　　　　　不易，因?yàn)殒V橄欖石的Si/O=1/4，最低，網(wǎng)絡(luò)連接程度弱，結(jié)構(gòu)中絡(luò)陰離子團(tuán)尺寸小，遷移阻力小，熔體的粘度低，冷卻過(guò)程中結(jié)構(gòu)調(diào)整速率很快?！　　∈?、 　　　九、二次再結(jié)晶出現(xiàn)后，由于個(gè)別晶粒異常長(zhǎng)大，使氣孔不能排除，坯體不在致密，加之大晶粒的晶界上有應(yīng)力存在，使其內(nèi)部易出現(xiàn)隱裂紋，繼續(xù)燒結(jié)時(shí)坯體易膨脹而開(kāi)裂，使燒結(jié)體的機(jī)械、電學(xué)性能下降。熔體中負(fù)離子團(tuán)的對(duì)稱性越好，轉(zhuǎn)變成晶體越容易，則形成玻璃愈難，反之亦然?！　　　　　　?1：t=195h　2：t=68h　　　七、當(dāng)O/Si由2→4時(shí)，熔體中負(fù)離子團(tuán)的堆積形式由三維架狀轉(zhuǎn)化為孤立的島狀，負(fù)離子團(tuán)的聚合度相應(yīng)的降至最低?！　　∪?：點(diǎn)缺陷，線缺陷，面缺陷；　　　　　2：由低濃度向高濃度的擴(kuò)散；　　　　　3：坯體間顆粒重排，接觸處產(chǎn)生鍵合，大氣孔消失，但固氣總表面積變化不大；　　　　　4：按硅氧比值分類或按硅氧聚和體的大小分類；　　　　　5：表面能的降低，流動(dòng)傳質(zhì)、擴(kuò)散傳質(zhì)、氣相傳質(zhì)和溶解沉淀傳質(zhì)；　　　　　6：隨自由能的變化而發(fā)生的相的結(jié)構(gòu)的變化，一級(jí)相變、二級(jí)相變和三級(jí)相變。試題一答案　　 一、1：4；　　　　 2：O2離子做面心立方密堆積，Na+填全部四面體空隙；　　　　 3：=4CN O2=8 [NaO4][ONa8]；　　　　 4：O2電價(jià)飽和，因?yàn)镺2的電價(jià)=（Na+的電價(jià)/Na+的配位數(shù)）O2的配位數(shù)；　　　　 5：的性質(zhì)； 寫出各三元無(wú)變量點(diǎn)的性質(zhì)及其對(duì)應(yīng)的平衡關(guān)系式； 寫出組成點(diǎn)M1在完全平衡條件下的冷卻結(jié)晶過(guò)程，結(jié)晶結(jié)束時(shí)各物質(zhì)的百分含量（用線段比表示）； 寫出組成點(diǎn)M2在完全平衡條件下的冷卻結(jié)晶過(guò)程，在M2熔體的液相組成點(diǎn)剛剛到達(dá)J1時(shí)，求其相組成（用線段比表示）。從提高反應(yīng)速率的角度出發(fā)，選擇什么原料較好？請(qǐng)說(shuō)明原因。（設(shè)形成球冠的高度為h＝，球冠體積，R為球冠半徑） 七、經(jīng)過(guò)計(jì)算可知1000℃下氫在面心立方鐵中的擴(kuò)散系數(shù)為＝10－4cm2/s，同等條件下鎳在面心立方鐵中的擴(kuò)散系數(shù)為＝10－11cm2/s，＞＞，請(qǐng)對(duì)這種差別進(jìn)行解釋。（10分） 當(dāng)液態(tài)金屬銅過(guò)冷至853℃進(jìn)行均態(tài)形核時(shí)，求臨界晶核半徑和每個(gè)臨界晶核的原子數(shù)（設(shè)晶核為球形）。10－5J/cm2，10－4J/cm2，請(qǐng)判斷PbI2和CaF2的表面雙電層厚度的大小，并解釋產(chǎn)生的原因。J/m2，試問(wèn)液態(tài)銀能否潤(rùn)濕氧化鋁瓷件表面？可以用什么方法改善它們之間的潤(rùn)濕性？請(qǐng)?zhí)岢鲆环N最有可能實(shí)現(xiàn)的措施。氧化鋁瓷件表面上涂銀后，燒到1000℃時(shí)，巳知γ(Al2O3，固)＝1J/m2；γ(Ag，液)＝；γ(Ag，液/SiO2)、鎂橄欖石三種礦物的高溫熔體表面張力 大小順序，并分析它們形成玻璃的能力。（6分）三、晶體結(jié)構(gòu)缺陷（10分） 晶體A屬于體心立方空間點(diǎn)陣，若原子B溶入A晶格的頂點(diǎn)位置形成置換型固溶體（全部取代），那么其成分可能是AB還是AB3？為什么？(4分) Al2O3摻入到MgO中，請(qǐng)寫出二個(gè)合理的方程，并寫出對(duì)應(yīng)的固溶體化學(xué)式(6分)。 二、晶體結(jié)構(gòu)性質(zhì)關(guān)系（20分） 根據(jù)下圖的螢石結(jié)構(gòu)圖回答下列問(wèn)題（14分）： 1）指出螢石結(jié)構(gòu)中正負(fù)離子的堆積方式（兩種方式）； 2）寫出結(jié)構(gòu)中正負(fù)離子的配位數(shù)及其配位多面體； 3）Ca2+離子的配位多面體之間是如何連接的？ 4）在結(jié)構(gòu)圖中用△和▽標(biāo)示相互平行的同號(hào)離子層，分析螢石晶體的解理性。）范圍內(nèi)完成，無(wú)固定熔點(diǎn)。 從熔融態(tài)向玻璃態(tài)轉(zhuǎn)化的過(guò)程是可逆的和漸變的，是在（），當(dāng)反應(yīng)物之一存在多晶轉(zhuǎn)變時(shí)則轉(zhuǎn)變溫度通常也是（ 固態(tài)物質(zhì)的反應(yīng)活性通常（ 燒結(jié)中后期所伴隨的（）時(shí)，對(duì)核化最有利。）。）。），配位數(shù)是（10=10分） 密排六方結(jié)構(gòu)（等徑球堆積）單位晶胞中分子數(shù)是（從提高反應(yīng)速率的角度出發(fā)，選擇什么原料較好？請(qǐng)說(shuō)明原因。3．實(shí)驗(yàn)室要合成鎂鋁尖