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1、武汉理工材料科学基础武汉理工材料科学基础 2010 真题参考答案真题参考答案 一、基本概念 1，空间利用率：晶胞中原子体积与晶胞体积比值。空隙利用率：填充某种空隙的原子占该种空隙的比值。 2，位错滑移：在外力作用下，位错线在其滑移面上的运动，结果导致晶体的永久变形。位错爬移：在热缺陷或外力作用下，位错线在垂直其滑移面方向上的运动，其结果导致 空隙或间隙质点的增殖或减少。 3，玻璃网络形成体：是容易在工艺过程中形成玻璃的具有高粘度和强度的氧化物。玻璃网络改变体：指加入玻璃时，能够破坏玻璃网络并最终导致结晶的氧化物。 4，穿晶断裂：指通过晶粒内部而不是沿晶界发生的材料断裂。蠕变断裂：指高温下材料发
2、生的过度变形或扭曲，但不断裂。 5，应力腐蚀：金属材料在特定的腐蚀介质和拉应力共同作用下发生脆性断裂。晶间腐蚀：金属材料在特定的腐蚀介质中沿材料晶界发生的一种局部腐蚀。 6，初次再结晶：从塑性变形的，具有应变的基质中，生长出新的无应变晶粒的成核和长大 过程。 二次再结晶：是胚体中少数大晶粒尺寸的异常增加，其结果是个别晶粒尺寸的增加，这 是区别于正常的晶粒长大的。 7，均态核化：熔体内部自发成核，称为均态核化。非均态核化：由表面、界面效应、杂质或引入晶核剂等各种因素支配的成核过程。 8，矿化剂：在烧结过程中以某种形式加入的能降低烧结温度的物质。二、作图题略 三、1，O/Si=3 组群状结构2，B
3、e2+与两个标高为 65，2 个标高为 25 的 O2-配位，形成BeO4四面体，Al3+与三个 标高为 65，3 个标高为 85 的 O2-配位，形成AlO6八面体，BeO4四面体和AlO6 八面体之间公用标高为 65，85 的 2 个 O2-离子，即共棱连接。3，标高为 65 的 O2-同时与一个 Be2+，1 个 Al3+，1 个 Si4+相连。静电强度=O2-的电荷数，所以电价饱和。21441631424，绿宝石结构中的六节环内没有其他例子存在，使晶体结构中存在大的环形空腔，当有 电价低，半径小的 Na+离子存在时，在直流电场中会表现出显著离子导电，当晶体受 热时，质点热振动振幅增大，
4、大的空腔使晶体不会有明显的膨胀，因而表现出较小的 膨胀系数。 四、1，图略2，S1 不一致熔融二元化合物 S2不一致熔融三元化合物3，E1 低共融点21SCSLE2 低共熔点BSCL2E3 双升点（单转熔点）21SSBLE4 双升点（单转熔点）BSAL1五、自由熔变化 -LSVrrGrG234340842LSvrGrdrGd-vLS Gr2*将 2 式带入 1 式得：23 23 316)2(4)2(34vLS LS vLS V vLS rGGGGG六、1， 型oCaVVO clNaCaO V=32237310113. 1)10481. 0(cmamga2222310338. 310113. 1
5、0 . 3分子数为：59. 31002. 6401623m缺陷数：4-3.59=0.412， clclMgsMgCl sVClCClC2x x xxxxClMgCs2 1 3222ioMgMgOOOAlOAl 3232MgoMgMgOVOAlOAl x 2x x x 2x x（可能）xxxOMgAl1 21 2OMgAlxx 31 24、 （1）高价正离子占据低价正离子位置时，该位置带有正电荷，为了保持电中性会 产生间隙负离子或正离子空位。（2）低价正离子占据高价正离子位置时，该位置该有负电荷，为了保持电中性。 会产生负离子空位或者间隙正离子。 七、1，形成玻璃由易到难 SiO2，K2O Si
6、O2，K2O 2SiO2因为一价碱金属氧化物中正离子离子小半径大，为系统提供自由氧使 Si/O 下 降，导致原来硅氧负离子因解聚成较简单的结构单元，而使粘滞活化能降低， 粘度变小，冷却过程中越易调整成规则的晶体，形成玻璃越难，所以金属氧化 物含量越高越不易形成玻璃。八、a，减小颗粒度，则总表面能增加，因而会有效加速烧结，对扩散蒸发-冷凝机理更 为突出b，烧结是基于表面张力作用下物质迁移而实现的，高温氧化物较难烧结重要原因 之一就在于它们有较大的晶格能和较稳定的结构状态，迁移需要较高的活化能 即活性较高，因而提高物料活性能促进烧结。c，当添加物能与烧结体形成固溶体时，将使晶格畸变而得到活化，故可
7、降低烧结 温度，使烧结和扩散速度增加。d，气氛中气体原子尺寸越小扩散系数越大易烧结反之亦然，凡是正离子扩散起控 制作用的烧结过程，氧气氛，氧分压较高是有利的，对于易变价金属氧化物， 则还原气氛可以使它们部分被还原成氧缺位型非化学计量化合物，也会因 O2-离 子缺位增多而加速烧结。e，生环成型压力增大，胚体中颗粒堆积就较紧密，接触面积增大，烧结被加速。2 （1）用杨德方程求解（2）金斯格林格林方程计算结构更接近实际，因为杨德方程假设反应过程中，扩散 界面不变，而金斯特格林方程考虑了反应过程中扩散界面的变化，随着反应的 进行，反应物体积减小，扩散截面积减小，反应所需时间少于杨德方程计算的 结果。 （3）使物料均匀减小，物料颗粒度减小，比表面能越大，反应界面和扩散界面增加， 反应物层厚度减小 增大压力有助于增大颗粒的接触面积，加速物质的传递过程，使反应速度增加， 适当提高反应温度，质点热运动增加，反应能力和扩散能力增加反应速度增加。
