武汉理工大学至最清版研究生入学考试试题Word文档下载推荐.docx

1、图3 ABC三元系统相图六、（15分）试讨论从室温到熔融温度范围内，氯化锌添加剂（10-6mol%）对NaCl单晶中所有离子（Na和Cl）扩散能力的影响。在什么温度范围内Na的本征扩散占优势？（NaCl的Schttky缺陷形成能E=2.3eV）七、（10分）已知铜的熔点Tm1083，熔化热H1628J/cm3，固液界面能1.77105J/cm2，铜为面心立方晶体，点阵常数a0.3615nm。1、当液态金属铜过冷至853进行均态形核时，求临界晶核半径和每个临界晶核的原子数（设晶核为球形）。2、若为非均态形核，求临界球冠的原子数。（设形成球冠的高度为h0.2R，球冠体积，R为球冠半径）八、（10分

2、）实践证明，少量添加物常会明显地改变烧结速度，其中原因之一可能是因为添加物与烧结物形成固溶体。为什么与烧结物能生成固溶体的添加物能促进烧结？在Al2O3烧结中，通常加入少量TiO2或Cr2O3促进烧结。当加入TiO2时，烧结温度可以更低。请解释原因（用缺陷方程来表示）。九、（15分）MgO和Al2O3反应制备MgAl2O4时，预先在界面上埋入标志物然后让其进行反应。已知nm，nm。1、如果反应是由Mg2+和Al3+互扩散进行的，而氧离子不发生迁移，标志物的位置将如何变化？2、当只有Al3+向MgO扩散时，情况又如何？3、假设热力学条件允许，在哪些情况下标志物将向MgO移动？（至少答出一种）十、

3、（10分）对于MX型离子晶体（大球为X离子，1价），由于热起伏可能产生如图4所示的 2 种缺陷，请指出这2种缺陷分别是何种缺陷，各自的特征是什么？写出缺陷反应方程式。（a） （b）图4 热缺陷产生示意图 武汉理工大学2010年研究生入学考试试题一、基本概念（30分）空间利用率和空隙填充率；位错滑移和位错爬移；玻璃网络形成体和玻璃网络外体；穿晶断裂和蠕变断裂；应力腐蚀和晶间腐蚀；初次在结晶和二次在结晶；均态核化和非均态核化；矿化剂。二、作图题（10分）1. 在面心立方晶胞中标示出质点以ABCABC。规律重复的堆积方式。（5分）2.画出面心立方晶胞中质点在（111）晶面上的投影图。三、绿宝石Be3

4、Al2Si6O18上半个晶胞在（0001）面上的投影图如图1所示，整个晶胞的结构按照标高50处的镜面经反映即可得到。根据图1回答下列问题：（20分）1.绿宝石的硅氧比为多少？硅氧四面体组成的是什么结构？（4分）2.Be和Al分别与周边什么标高的几个氧配位？构成的配位多面体是什么？它们之间又是如何连接的？（8分）3.用Pauling的连接规则说明标高65的氧电价是否平衡？4.根据结构说明绿宝石热膨胀系数不高、当半径小的Na+存在时，在直流电场下具有显著离子电导的原因。图1 绿宝石晶胞四、A-B-C三元系统相图如图1所示。根据相图回答下列问题：（25分）1.在图上划分副三角形、用剪头表示界线上温度

5、下降方向方向及界线的性质；2.判断化合物S1S2的性质；（2分）3.写出各三元无变量点的性质及其对应的平衡关系式；4.写出熔体1、2在完全平衡冷却下的冷却结晶过程；（10分）第4题图五、假设自组成为18Na2O10CaO72SiO2（wt%）和8Na2O4CaO88SiO2（wt%）两种熔体中，均态成核析出石英相。（15分）1.设形成晶核为球形，两者相变时除去界面能外单位体积自由焓Gv的变化相同，请推导熔体结晶时的核化势垒和临界晶核半径；2.考虑到两熔体组成及表面张力的差异，试比较两者的临界晶核半径的大小并解释其原因；3.假设新相的晶核形成后，新相长大的速率均取决于溶质原子在熔体中的扩散，在外

6、界条件均相同的情况下，试比较两种熔体石英相的长大速率，并解释其原因；六、晶体结构缺陷（15分）1.CaO形成肖特基缺陷，写出其缺陷反应方程式，并计算单位晶胞CaO的肖特基缺陷数（已知CaO的密度是3.0克/厘米3，其晶格参数是0.481nm）；2.CsCl溶入MgCl2中形成空位固溶体，并写出固溶体的化学式；（3分）3.Al2O3掺入到MgO中，写出二个合理的方程，并判断可能成立的方程是哪一个？写出其固溶体的化学式；4.根据2和3总结杂质缺陷形成规律。七、根据玻璃的形成条件，对SiO2、K2O SiO2、 K2O2 SiO2三种物质形成玻璃的难易程度、热膨胀系数、电导率和熔融温度的大小进行排序

7、，并说明理由。八、选做题：下列3题中任选1题（20分）1.试简要说明原始粉料的粒度、物料活性、添加物、气氛、压力等因素对烧结的影响规律。2.已知Al2O3和SiO2粉末形成莫来石反应由扩散控制，实验在恒定温度下进行，当反应进行1小时的时候，测知已有15%的反应物起了反应。（1）分别用杨德方程、金斯特林格方程计算完全反应的时间。（2）试判断哪个结果更接近实际情况？为什么？（3）若要加速莫来石的生产可以采取什么有利措施？至少举出一种措施。3.金属表面的渗碳属于恒定源扩散，其浓度分布曲线为 。已知碳在800度时扩散进入钢表面一下0.1厘米深度出需要10小时。已知碳原子在面心立方铁中的扩散活化能为13

8、7522J/mol。（1）如果希望在5小时内达到同样的深度，该渗碳过程应在多少温度下进行？（2）现希望在钢表面以下0.2厘米深度处具有相同的碳原子浓度，有人建议在相同的热处理温度下延长时间至20小时，这种方法可行吗？（3）如果热处理时间保持10小时不变，你还能提出什么措施达到与（2）同样的目的？具体该如何进行？ 武汉理工大学2009年研究生入学考试试题一、填空题（30分）1.硅酸盐晶体按化学式中硅氧比的不同，或按结构中基本结构单元（ ）的不同，可以对其结构进行分类，结构方式有（ ）等五种方式，Kai2AlSi3O10（OH）2属于（）类型。2.小角度晶界是相邻两晶粒的位相差（ ）的晶界，它可分

9、为（ ）和扭转晶界两种基本类型，前者是由（）位错构成的，后者是又螺位错构成的。3.硅酸盐熔体中各种聚合程度的聚合物浓度受（）和（）的影响。玻璃体由熔融态向玻璃态转化的过程是（ ），在一定温度范围完成，无固定熔点。4.液体的比表面自由能与表面张力（ ）是一致的，而对于固体来说，由于固体的表面自由能中包含了（ ），表面张力在数值上不等以表面自由能。5.相平衡主要研究多相系统的（ ）与（ ）之间的变化规律，研究凝聚系统相平衡的主要方法有（ ）和（ ）。6.扩散是物质内质点运动的基本方式，扩散的本质是（ ），扩散的基本推动力是（ ），负扩散是指（ ）。7.从热力学观点，相变可分为（ ）、（ ）等，前者

10、如熔体结晶等，后者如（ ）。8.固态反应一般包括（ ）和（ ）两个过程。由于固体质点间具有很大的作用键力，故固态物质的反应活性（ ），速度慢。9.烧结的推动力是系统的表面能降低，它可以通过扩散传质、（ ）、（ ）、（ ）等四种方式推动物质的迁移。10.金属腐蚀可分为（ ）和（ ）两大类；高分子材料在加工、储存和使用过程中，由于外界因素的综合作用，其物理化学性质和机械性能逐渐变坏，已至最后丧失使用价值，这称为（ ）。二、简要回答下列问题（20分）1.高分子链结构分为近程结构和远程结构，他们各自包含哪些内容？2.纯金属凝固时，均态核化和非均态核化的形核功大小是否一致？一般情况下两者哪个大？3.为什

11、么在成核-生长机理相变中，要有一点过冷或过热才能发生相变？什么情况下需要过冷，什么情况下需要过热？4.简述杨德方程的优点和局限性。三、作图题1.作图表示立方晶系的晶体中晶面和晶向（标出坐标系）。2.已知钙钛矿晶体结构属于立方晶系，其中钛离子位于晶胞体心位置、钙离子位于晶胞顶点位置、氧离子位于晶胞面心位置，请构造钙钛矿结构的晶胞。四、参见滑石、蒙脱石、白云母的结构图，回答下列问题（20分）1.说明为什么这些矿物易在垂直c轴方向解理？2.为什么滑石粉末有滑腻感而白云母粉末没有？3.解释为什么蒙脱石易吸水，而滑石比较不易吸水？4.用电价规则说明Al3+置换骨架中的Si4+时，通常不超过一半，否则将使

12、结构不稳定。滑石 蒙脱石 白云母五、如图A-B-C三元系统相图，根据相图回答下列问题（20分）1.在相图上划分副三角形，用箭头表示各条界线上温度下降的方向及界线的性质；2.判断化合物S的性质；3.写出各三元无变量点的性质及其对应的相平衡关系式；4.写出组成点M在平衡条件下的冷却结晶过程，结晶结束时各相的百分含量（用线段比表示）。六、根据金红石（TiO2）晶胞图回答下列问题（30分）1.结构中何种离子作密堆积，何种离子填空隙，空隙利用率是多少？写出正、负离子的配位多面体。2.晶胞分子数是多少？3.在什么样的气氛下烧结，才能获得TiO2-x，写出反应方程式；TiO2-x是半导体，实际生产中如何控制

13、其电导率，为什么？4.在Al2O3烧结中，加入少量的TiO2可以明显降低烧结温度，促进烧结，请用缺陷理论分析其原因。七、选做题：下列4题任选其中2题（20分）1.试述玻璃转变与结构调整速率、冷却速率的相互关系。2.烧结基于颗粒间的接触和键和、以及物理的传递完成的，那么颗粒间是怎样键和的？以扩散传质为例，说明烧结的基本推动力是表面张力。3.金属或合金材料的实际断裂强度往往远低于其理论强度，原因是什么？举例说明金属材料强化的机理。4. Al2O3陶瓷为什么易于发生脆性断裂？举例说明其强化的机理。 武汉理工大学2008年研究生入学考试试题一、填空题（每空1分，共20分）1.等径球面心立方结构的单位晶

14、胞中分子数是（ ），配位数是（ ）。2.形成弗仑克尔缺陷时，其特征是（ ）和（ ）成对出现。3.固溶体是在固态条件下，一种物质以原子尺寸（ ）在另一种基体中所形成的单相均匀的（ ）。4.Fick扩散第一定律的一维表达式为（ ），是一个（ ）表达式。5.重构表面是指在（ ）质点间距不同于晶体内部的表面，形成重构表面会导致晶体的（ ）增加。6.材料或构件在（ ）作用下发生的破坏称为疲劳破坏或疲劳失效，柑橘疲劳周次大小分为（ ）和（ ）。7.烧结的中后期，正常晶粒长大的推动力为（ ），它是指（ ）。8.不同的固态反应在反应机理上可能相差很大，但都包含（ ）和（ ）这两个基本的过程。9.从熔融态向玻璃

15、态的转化取决于（ ）速率和（ ）。10.螺位错的柏氏矢量与位错呈（ ）关系。二、晶体结构分析（20分）1.根据纤锌矿（六方ZnS）结构图回答下列问题（12分）：（1）指出结构中正负离子的堆积方式；（2）写出正负离子的配位数及配位多面体；（3）分别计算立方柱晶胞和平行六面体晶胞的晶胞分子数；（4）纤锌矿结构为何具有热释电性？2.简述硅酸盐晶体结构的基本特点（8分）。三、晶体结构缺陷（20分）1.将CaO中掺入到ZrO2中，请写出二个可能的方程，并写出对应的固溶体化学式。（12分2.对于MgO、Al2O3和Cr2O3，其正、负离子的半径分别为0.47、0.36和0.40，则Al2O3和Cr2O3形

16、成连续固溶体。（1）这个结果可能吗，为什么？（2）试预计，MgO- Cr2O3系统中的固溶度是有限的还是无限的，为什么？四、1.已知CaF2的表面能和硬度均大于PbI2，请判断CaF2 、PbI2表面双电层的厚度的大小，为什么会产生上述现象。2.在真真空下的氧化铝表面张力约为0.9J/m2，液态铁的表面张力为1.72J/m2，同样条件下的表面张力（液态铁-氧化铝）约为2.3J/m2，液态铁能否润湿氧化铝？（7分）五、分析熔体Na2O2SiO2、Na2OSiO2、2Na2OSiO2的粘度以及表面张力的大小，并比较其形成玻璃的能力。六、假设液-固相变中晶核为球形。1.写出均态形核时的能量方程，推导

17、相变势垒Gr*和临界晶核半径r*表达式。2.证明相变势垒Gr*和临界晶核体积Vc之间的关系为：（试中Gv为单位体积液-固两相自由能差）七、烧结MgO时加入少量FeO，在氢气氛和氧分压低时都不能促进烧结，只有在氧分压高的气氛下才促进烧结。试分析其原因。八、已知碳在面心立方铁中的扩散活化能为Qc=140*103J/mol，镍在面心立方铁中的扩散活化能为QNi=283*103J/mol，据此判断碳和镍在面心立方铁中的扩散系数大小，说明原因。九、根据A-B-C三元系统相图回答下列问题（25分）2.判断化合物D、F的性质；4.写出组成点R在平衡条件下的冷却结晶过程；5.用线段比表示R点结晶结束时各相的百

18、分含量。 武汉理工大学2007年研究生入学考试试题一、（30分）解释下列基本概念同质多晶、重建型转变、热释电效应、位错的爬移、大角度晶界、网络形成体、表面化学力、凝聚系统、稳定扩散、非扩散型相变、矿化剂、晶粒长大、广义材料腐蚀、蠕变、铁弹性效应二、（20分）镁铝尖晶石MgAl2O4晶体结构中，氧离子作面心立方堆积，结构中A块和B块的质点配置见图。1.A块、B块主要反映的是哪种离子的配位情况？写出其配位多面体和配位数；2.指出结构中氧离子的配位数和配位多面体，并判断其电价是否饱和；3.若尖晶石的晶胞分子数为8，且A块、B块在空间交替出现，请构造尖晶石的单位晶胞；4.计算结构中空隙填充率；5.分析

19、该结构是正尖晶石还是反尖晶石。三、（20分）1.硅酸盐晶体滑石的化学式为Mg3Si4O10（OH）2，判断其结构类型，用氧化物写法表征滑石的分子式，分析其结晶习性。2.在钠硅酸盐玻璃中，分析Na2O对熔体粘度的影响，并说明理由。3.为什么相同组成的固体的表面能总是高于液体的表面能？四、（20分）1、CaO形成肖特基缺陷，写出其缺陷反应方程式，并计算单位晶胞CaO的肖特基缺陷数（CaO的密度是3.2克/厘米3，晶格参数是0.481nm，分子量56）；2.CsCl溶入MgCl2中形成空位型固溶体，写出固溶体的化学式；3.Al2O3掺入到MgO中，请写出二个合理的方程及其固溶体的化学式。五、（10分

20、）已知Mg2+、Al3+和O2-在尖晶石MgAl2O4中的自扩散系数与温度的关系分别为1. 试求出1282K时Mg2+、Al3+和O2-在尖晶石MgAl2O4中的扩散系数。2. 若在此温度下，O2-基本不动，哪种离子控制着MgAl2O4的生成，为什么？六、（10分）铜的熔点Tm=1385K，在过冷度T=0.3Tm时，通过均相成核得到晶体铜，计算该温度下的临界核坯半径及临界核坯原子数。（M=63.54，密度=9.0克/厘米3，H=1628J/mol，=1.77*10-5J/cm3DNi2+DO2-，试问哪一个离子控制着NiCr2O4的形成速率？ 3. 如将细铂丝涂在两种氧化物NiO和Cr2O3的分界线上，然后将这些压制成型的样品进行扩散退火（标记物铂丝非常细，不影响离子在不同氧化物之间的扩散）。在保持电中性的前提下，判断铂丝将向哪一方向移动？九、下图是A-B-C三元系统相图，根据相图回答下列问题：（24分） 1. 判断化合物S1、S2、S3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