《武汉科技大学2022年《无机材料科学基础》考研真题与答案解析》由会员分享，可在线阅读，更多相关《武汉科技大学2022年《无机材料科学基础》考研真题与答案解析（6页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、武汉科技大学 2022 年无机材料科学基础考研真题与答案解析武汉科技大学 2022 年无机材料科学基础考研真题与答案解析一、名词解释一、名词解释1.晶体结构（说明和空间点阵区别）2.非化学计量化合物（举例说明）3.非本征扩散二、填空题二、填空题1.粘土分别吸附 Sr2+、Mg2+、NH4+、K+这四种不同阳离子后的性能变化规律为：离子置换能力（1），泥浆的稳定性（2），泥团的滤水性（3），泥浆的流动性（4）。（请填写增大或减小）2.凝聚系统的相律为：(5)。3.镁橄榄石中 Mg2+离子的配位数是（6），占据（7）空隙，Si4+配位数是（8），占据(9)空隙。4.固态反应包括界面化学反应和反应物
2、通过产物层的扩散等过程，若化学反应速率远小于扩散速率，则动力学上处于（10）范围。5.析晶过程包含（11）和（12）两 个过程。6.在相同条件下，碳在体心立方铁中的扩散系数比在面心立方铁中的（13）。7.每增加单位的表面积时，体系自由能的增量为 （14）。8.随着 Na2O 的增加，熔体的黏度是（15）。三、简答题三、简答题1.在面心立方和体心立方中，最密排平面的米氏符号是什么?2.将少量的 MgO 外加到 ZrO2中生成固溶体，试写出所有可能的缺陷反应方程及相应的固溶分子式，并说明如何鉴别其固溶体类型。3.简述外加剂在烧结中的作用。四、计算题四、计算题1.一种玻璃的组成是 33 mol%的
3、Na2O 和 64mol%的 SiO2，请计算该玻璃的结构参数及非桥氧的体积分数。2.金属铝的冶炼温度为 1250，试分析是否可以用 MgO 材料做冶炼金属铝的内衬，已知有如下反应且 Mg(g)易挥发易氧化。4/3Al(l)+O2(g)=2/3Al2O3(s)Go1=-1119404+214.0T(J/mol)2Mg(g)+O2(g)=2MgO(s)Go2=-1427470+387.1T(J/mol)3.如在液相中形成边长为 a 的立方体晶核时，求出“临界核胚”立方体边长 a和G。为什么立方体的G 大于球形G?五、相图分析五、相图分析有一三元相图如图所示：1划分副三角形，标明初晶区；2标出图中
4、各条界线上温度下降方向；3判断各无变点的性质，并写出相平衡方程；4指出化合物 AmBn 的性质，高温下发生什么反应？5分析图中点 1 和 2 的析晶路线，并在图中作图进行标明。答案解析答案解析一、名词解释一、名词解释1.晶体结构（和空间点阵区别）晶体中原子（离子或分子）在三维空间的重复排列构成晶体结构。空间点阵是晶体结构的具体抽象，点阵结点位置放置具体原子（离子或分子）即构成晶体结构。2.非化学计量化合物（举例说明）实际中一些化合物不遵守定比定律，出现小数情况，即为非化学计量化合物。如TiO2 在缺氧条件下失去部分氧形成氧离子空位型非化学计量化合物 TiO2-x。3.非本征扩散由于掺入与晶体中
5、离子不等价的杂质离子而产生的掺杂点缺陷引起的扩散。二、填空题二、填空题1.粘土分别吸附 Sr2+、Mg2+、NH4+、K+这四种不同阳离子后的性能变化规律为：离子置换能力（1），泥浆的稳定性（2），泥团的滤水性（3），泥浆的流动性（4）。（请填写增大或减小）（1）减小、（2）增大、(3)减小、(4)增大2.凝聚系统的相律为：(5)。（5）F=C-P+n（或 F=C-P+2 亦可）3.镁橄榄石中 Mg2+离子的配位数是（6），占据（7）空隙，Si4+配位数是（8），占据(9)空隙。（6）6、（7）八面体、(8)4、(9)四面体4.固态反应包括界面化学反应和反应物通过产物层的扩散等过程，若化学反应
6、速率远小于扩散速率，则动力学上处于（10）范围。（10）化学反应动力学5.析晶过程包含（11）和（12）两 个过程。（11）成核、（12）长大6.在相同条件下，碳在体心立方铁中的扩散系数比在面心立方铁中的（13）。（13）大7.每增加单位的表面积时，体系自由能的增量为 （14）。（14）表面能8.随着 Na2O 的增加，熔体的黏度是（15）。（15）降低（或减小）三、简答题三、简答题1.在面心立方和体心立方中，最密排平面的米氏符号是什么?在面心立方堆积中，由（100）、（010）和（001）三个面的对角线所构成的平面是最密排面，其米氏符号为（111）.(5 分)在体心立方密堆中，由（001）面
7、的对角线和 c 轴构成的平面是最密排面，其米氏符号为（110）。（5 分）2.将少量的 MgO 外加到 ZrO2中生成固溶体，试写出所有可能的缺陷反应方程及相应的固溶分子式，并说明如何鉴别其固溶体类型。答：则置换式固溶体分子式为 Zr1-xCaxO2-x 则间隙式固溶体分子式为 Zr1-x/2Ca3x/2O2 究竟形成那种固溶体，可通过计算并与实测固溶体密度对比来判定。3.简述外加剂在烧结中的作用。答：（1）外加剂与烧结主体形成固溶体（导致晶格畸变，缺陷增加，便于结构基元移动）（2）外加剂与烧结主体形成液相（液相中扩散传质阻力小，流动传质速度快）（3）外加剂与烧结主体形成化合物（抑制晶界移动速
8、率，充分排除气孔）（4）外加剂阻止多晶转变（防止体积效应）（5）外加剂起扩大烧结范围的作用（改变液相性质）ooZrZrOOVCaCaO 2oiZrZrOOCaCaCaO22 2 四、计算题四、计算题1.一种玻璃的组成是 33 mol%的 Na2O 和 64mol%的 SiO2，请计算该玻璃的结构参数及非桥氧的体积分数。解：R=（33+64*2）/64=161/64=2.52 Z=4 X=2R-Z=1.03Y=2Z-2R=2.96非桥氧的体积分数为 X/R=1.03/2.52=40.87%2.金属铝的冶炼温度为 1250，试分析是否可以用 MgO 材料做冶炼金属铝的内衬，已知有如下反应且 Mg(
9、g)易挥发易氧化。4/3Al(l)+O2(g)=2/3Al2O3(s)Go1=-1119404+214.0T(J/mol)2Mg(g)+O2(g)=2MgO(s)Go2=-1427470+387.1T(J/mol)解：4/3Al(l）+2MgO（s）=2/3Al2O3+2Mg(g)（5 分）G=308066-1731TT=1523K 时，T=44509J虽然自由能大于 0，标准状况下反应不能进行，但是由于 Mg（g）易挥发，因此反应可以向右进行，所以 MgO 不适合用作冶炼金属铝的内衬。（4 分）3.如在液相中形成边长为 a 的立方体晶核时，求出“临界核胚”立方体边长 a和G。为什么立方体的G
10、 大于球形G?解：所以立方体的G 大于球形G五、相图分析五、相图分析1划分副三角形，标出初晶区；（如图，8 分）2标出图中各条界线上温度下降方向；（如图，4 分）3判断各无变点的性质，并写出相平衡方程；（E 为低共熔点，P 为单转熔点，6 分）4指出化合物 AmBn 的性质，分解为液相和 A；（不一致熔二元化合物，4 分）5分析图中点 1 和 2 的析晶路线，并在图中作图进行标明。（如图，8 分）点 1：S 相：点 1：S 相：1A CA CAmBnAg L 相：L 相：1()LALA CPhP LAAmBnC 点 2：S 相：点 2：S 相：2A AmBnCAmBnB CAmBnAAmBnf L 相：L 相：2()LAL AAmBnLAmBnLAmBn CEcdeE LAmBnBC
