材料科学与工程真题精选文档格式.docx

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B

[判断题]

5、材料是指用来制造某些有形物体的基本物质。

对

6陶瓷材料主要有哪些相组成，各有什么作用？

有晶体相、玻璃相和气孔组成。

晶体相是陶瓷材料最主要的组成相，主要是某些固溶体或化合物，其结构、形态、数量及分布决定了陶瓷材料的特性和应用。

玻璃相是陶瓷材料中原子不规则排列的组成部分，其结构类似于玻璃。

其作用是：

将分散的晶体相粘结起来，填充晶体之间的空隙，提高材料的致密度；

降低烧成温度，加快烧结过程；

阻止晶体转变、抑止晶粒长大。

陶瓷中气孔主要是坯体各成分在加热过程中单独或互相发生物理、化学作用所生成的空隙。

这些空隙可由玻璃相来填充，还有少部分残留下来形成气孔。

气孔对陶瓷的性能是不利的。

它降低材料的强度，是造成裂纹的根源。

7、在结晶的陶瓷中，滞弹性弛豫最主要的根源是残余的（）。

A.晶相

B.玻璃相

C.气相

D.液相

8、材料是由物质构成的，因而物质就是材料。

错

9、CO与H2反应选用的最佳催化剂是（）

A.Fe

B.Cu

C.Ni

D.Au

10、滑移是在（）作用下，在一定滑移系统上进行的。

A.压应力

B.拉应力

C.正应力

D.剪应力

D

11下图为具有化合物生成的三元系统相图，根据此三元系统相图解答下列问题

（1）判断各化合物的性质；

（2）用箭头表示相区界线温度变化方向及界线性质；

（3）划分副三角形，并写出各三元无变量点的平衡过程及性质；

（4）用规范化写法写出M点对应组分的平衡结晶过程；

（5）N点对应的三元组成点加热时在那一点温度下开始出现？

哪一点温度下完全熔化？

12、属于无机胶凝材料基体的是（）

A.玻璃

B.水泥

C.陶瓷

13对非晶态合金，Tg表示（）、Tx表示（）。

玻璃转变温度；

晶化温度

14试说明材料产生铁磁性的条件。

料产生铁磁性的条件：

有未被抵消的自旋磁矩；

自旋磁矩自发地同向排列，产生自发磁化。

15当一种纯液体过冷到平衡凝固温度（T0）以下时：

，固相与液相间的自由焓差越来越负。

试证明在温度T0附近随温度变化的关系近似地为：

16热成型

利用热塑性塑料的片材作为原料，夹在模具的框架上，让其在Tg至Tf间的适宜温度加热软化，施加压力，使其紧贴模具的型面，取得与型面相仿的形状尺寸，经冷却定型和修整后即得制品。

17为什么说所有的物质都是磁介质?

材料磁性的本源是材料内部电子的循轨和自旋运动。

而物质的磁性是由电子的运动产生的。

任何物质都是由电子和原子核组成的，所以说所有的物质都是磁介质。

18按照空间维数将纳米材料分为（）、（）、（）和（）四种类型。

零维；

一维；

二维；

三维

19假定碳在α-Fe（体心立方）和γ-Fe（面心立方）中的扩散系数分别为：

T=800+273=1073K时

Dα=0.0079exp（-83600/RT）=6.77×

10-7cm2/s

Dβ=0.21exp（-141284/RT）=2.1×

10-8cm2/s

Dα>

Dβ

扩散介质结构对扩散有很大影响，结构疏松，扩散阻力小而扩散系数大，体心较面心疏松；

α-Fe

体心立方，44β-Fe面心立方。

20、化学纤维成型中的后成型只包括热定型不包括拉伸。

21化学击穿有哪两种机理?

一种是在在直流和低频交变电压下，由于离子式电导引起电解过程，材料中发生电还原作用，使材料的电导损耗急剧上升，最后由于强烈发热成为热化学击穿；

另一种化学击穿是当材料中存在封闭气孔时，由于气体的游离放出的热量使器件温度迅速上升，变价金属在高温下氧化物还原，使材料电子式电导大大增加，电导的增加反过来又使器件强烈发热，导致最终击穿。

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22在某种材料中，某种粒子的晶界扩散系数与体积扩散系数分别为Dgb=2.00×

10-10exp（-19100/T）和Dv=1.00×

10-4exp（-38200/T），是求晶界扩散系数和体积扩散系数分别在什么温度范围内占优势？

[多项选择题]

23、自由基共聚合可得到（）共聚物。

A.无规共聚物

B.嵌段共聚物

C.接技共聚物

D.交替共聚物

A,D

24纳米材料的基本特性包括（）、（）、（）和（）。

小尺寸效应；

表面效应；

量子尺寸效应；

宏观量子隧道效应

25绝缘材料有哪些主要损坏形式，并分别加以解释。

绝缘材料的损坏形式主要为击穿，包括电击穿、热击穿和化学击穿三种。

电击穿：

材料的电击穿是一个“电过程”，即仅有电子参加。

是在强电场作用下，原来处于热运动状态的少数“自由电子”的定向运动加速而产生“雪崩”现象，导致介质击穿，电击穿是瞬间完成的。

热击穿：

绝缘材料在电场下工作，由于各种形式的损耗，部分电能转变成热能，使材料被加热，当温度超过一定限度时，材料出现烧裂、熔融等现象，丧失绝缘能力。

化学击穿：

绝缘材料在高温、潮湿、高电压或腐蚀性环境下工作，由于电解、腐蚀、氧化、还原等原因而导致丧失绝缘能力。

26在恒定源条件下820℃时，刚经1小时的渗碳，可得到一定厚度的表面渗碳层，若在同样条件下，要得到两倍厚度的渗碳层需要几个小时？

27二次成型

在一定条件下将一次成型得到的片、板、棒等塑料成品，加热使其处于类橡胶状态，通过外力作用使其形变而成型为各种较简单形状，再经冷却定型而得新产品。

28介质损耗的形式有哪些?

（1）电导（漏导）损耗

（2）极化损耗

（3）电离损耗

（4）结构损耗

（5）宏观结构不均匀的介质损耗

29磁致伸缩磁性材料磁化过程中发生（）伸长（或缩短）的现象。

沿磁化方向

30在钢棒的表面，每20个铁的晶胞中含有一个碳原子，在离表面1mm处每30个铁的晶胞中含有一个碳原子，知铁为面心立方结构（a=0.365nm），1000℃时碳的扩散系数为3×

10-1m2／s，求每分钟内因扩散通过单位晶胞的碳原子数是多少？

31何谓空间电荷?

瓷中产生空间电荷的原因有哪些?

电场作用下，不均匀介质的正负间隙离子分别向负正极移动，引起瓷体内各点离子密度变化，即出现电偶极矩，在电极附近积聚的离子电荷就是空间电荷。

实际上，除了介质的不均匀性以外，晶界、相界、晶格畸变、杂质等缺陷区都可成为自由电荷（间隙离子、空位、引入电子等）运动的障碍。

在这些障碍处，自由电荷积聚形成空间电荷，同理，宏观不均匀性，如夹层、气泡等部位也能形成空间电荷。

32形状记忆材料是通过（）及其（）而具有形状记忆效应的由两种以上元素所构成的材料。

马氏体相变；

逆变

33当锌向铜内扩散时，已知在x点处锌的含量为2.5×

1017个锌原子/cm3，300℃时每分钟每mm2要扩散60个锌原子，求与x点相距2mm处锌原子的浓度。

（已知锌在铜内的扩散体系中D0=0.34×

10-14m2／s；

Q=4.5kcal／mol）

34组成Na2O.1/2Al2O3.2SiO2的玻璃中氧多面体平均非桥氧数为（）。

1/3。

35请阐述PTC现象的机理。

PTC现象发现以来，有各种各样的理论试图说明这种现象。

其中，Heywang理论能较好地说明PTC现象。

该理论认为n型半导体陶瓷的晶界上具有表面能级，此表面能级可以捕获载流子，从而在两边晶粒内产生一层电子耗损层，形成肖特基势垒。

这种肖特基势垒的高度与介电常数有关。

在铁电相范围内，介电系数大，势垒低。

当温度超过居里点，根据居里-外斯定律，材料的介电系数急剧减少，势垒增高，从而引起电阻率的急剧增加。

36热弹性马氏体相变是马氏体随着（）可以（）地长大或缩小。

温度变化；

可逆

37、晶体上可以存在（）对称面。

A.1个

B.任意多个

C.最多9个

D.0个

A,C,D

38何谓塞贝克效应?

实质及产生的原因是什么?

当两种不同的金属或合金A、B联成闭合回路，且两接点处温度不同，则回路中将产生电流，这种现象称塞贝克效应。

其实质在于两种金属接触时会产生接触电势差。

这种接触电势差是由于两种金属中电子逸出功不同及两种金属中电子浓度不同所造成的。

39已知A和B两组份构成具有低共熔点的有限固溶体二元系统。

试根据下列实验数据绘制概略相图：

A的熔点为1000℃，B的熔点为700℃。

含B25％的试样在500℃完全凝固，其中含73％初相SA（B）和26％

40智能材料由基体材料、（）、（）和信息处理器四部分构成。

传感材料；

驱动材料

41惯习面

固态相变时，新相往往在母相的一定晶面开始形成，这个晶面称为惯习面。

42、离子晶体中晶界电荷的产生是由（）引起的。

A.阴、阳离子的空位形成能不同

B.阴、阳离子的填隙形成能不同

C.溶质

D.两种溶质

A,B,C

43具有不一致熔融二元化合物的二元相图如下图，在低共熔点E发生如下析晶过程：

LA+C，已知E点的B含量为20%，化合物C的B含量为64%。

今有C1，C2两种配料，已知C1中B含量是C2中B含量的1.5倍，且在高温熔融冷却析晶时，从该二配料中析出的初相（即达到低共熔温度前析出的第一种晶体）含量相等。

请计算C1，C2的组成。

44根据随温度改变材料形状变化不同，形状记忆效应分为（）、（）和（）。

单程记忆效应；

双程记忆效应；

全程记忆效应

45表征超导体性能的三个主要指标是什么?

超能的三个主要指标为：

临界转变温度TC，即成为超导态的最高温度；

临界磁场HC，即能破坏超导态的最小磁场，HC的大小与超导材料的性质有关；

临界电流密度JC，即材料保持超导状态的最大输入电流。

46界面能

界面上的原子处在断键状态，具有超额能量。

平均在界面单位面积上的超额能量叫界面能。

47何谓压碱效应?

解释产生这种现象的原因。

压碱效应是指在含碱破璃中加入二价金属氧化物，特别是重金属氧化物，使玻璃的电导率降低，相应的阳离子半径越大，这种效应越强。

压碱效应现象的解释：

这是由于二价离子与玻璃中氧离子结合比较牢固，能嵌入玻璃网络结构，以致堵住了迁移通道，使碱金属离子移动困难，因而电导率降低。

如用二价离子取代碱金属离子，也得到同样效果。

48试推测在贫铁的Fe3O4中Fe2+扩散系数与氧分压的关系。

49对于MgO、Al2O3和Cr2O3，其正、负离子半径比分别为0.47、0.36和0.40。

Al2O3和Cr2O3形成连续固溶体。

（a）这个结果可能吗？

为什么？

（b）试预计，在MgO－Cr2O3系统中的固溶度是有限还是很大？

50杂质原子使纯金属的电导率如何变化?

说明原因。

杂质原子使纯金属的电导率下降，其原因是：

溶质原子溶入后，在固溶体内造成不规则的势场变化，严重影响自由电子的运动。

51氧化铝瓷件中需要被银，已知1000℃时

问液态银能否润湿氧化铝瓷件表面？

可以用什么方法改善它们之间的润湿性？

52晶界能

不论是小角度晶界或大角度晶界，这里的原子或多或少地偏离了平衡位臵，所以相对于晶体内部，晶界处于较高的能量状态，高出的那部分能量称为晶界能，或称晶界自由能。

53一种玻璃组成（wt%）为14Na2O-13CaO-73SiO2，其密度为2.5g/cm3，计算该玻璃的原子堆积系数（AFP）为多少？

计算该玻璃的结构参数值？

54位错

是晶体内的一种线缺陷，其特点是沿一条线方向原子有规律地发生错排；

这种缺陷用一线方向和一个柏氏矢量共同描述。

55玻璃的组成是13wt%Na2O、13wt%CaO、74wt%SiO2，计算非桥氧分数。

56《功能材料及其应用》中根据磁化率的大小及其变化规律，物质的磁性分为（）、（）、（）、（）和（）。

铁磁性；

亚铁磁性；

顺磁性；

逆磁性；

反铁磁性

57SiO2熔体的粘度在1000℃时为1015dpa.s，在1400℃时为108dpa.s，璃粘滞的活化能是多少？

上述数据为恒压下取得，若在恒容下获得，你认为活化能会改变吗？

58、结晶方向不同的、直接接触的同成分晶粒间的交界处称为相界.

59、粘土矿物的基本构造单位是硅氧四面体和铝氧八面体。

60TiO2广泛应用于不透明搪瓷釉。

其中的光散射颗粒是什么?

粒的什么特性使这些釉获得高度不透明的品质?

其中的光散射颗粒是TiO2，颗粒不与玻璃相互作用，且颗粒与基体材料的相对折射率很大，再加上颗粒尺寸与光的波长基本相等，则使釉获得高度不透明的品质。