(完整版)材料科學(xué)基礎(chǔ)復(fù)習(xí)題

1、名詞解釋1. 空間點陣：是表示晶體結(jié)構(gòu)中質(zhì)點周期性重復(fù)規(guī)律得幾何圖形.2. 同素異構(gòu)： 是指某些元素在t 和 p 變化時 , 晶體結(jié)構(gòu)發(fā)生變化得特征.3. 固溶體：當(dāng)一種組分（溶劑）內(nèi)溶解了其他組分（溶質(zhì)）而形成的單一、均勻的晶態(tài)固體，其晶體結(jié)構(gòu)保持溶劑組元的晶體結(jié)構(gòu)時，這種相就稱固溶體。4. 電子濃度：固溶體中價電子數(shù)目 e 與原子數(shù)目之比。5. 間隙固溶體： 溶質(zhì)原子溶入溶劑間隙形成的固溶體6. 晶胞 : 能完全反映晶格特征得最小幾何單元7. 清潔表面： 是指不存在任何吸附、催化反應(yīng)、雜質(zhì)擴散等物理化學(xué)效應(yīng)得表面，這種表面的化學(xué)組成與體內(nèi)相同，但周期結(jié)構(gòu)可以不同于體內(nèi)。8. 潤濕：是一種流

2、體從固體表面置換另一種流體的過程。9. 表面改性： 是利用固體表面的吸附特性，通過各種表面處理來改變固體表面得結(jié)構(gòu)和性質(zhì)以適應(yīng)各種預(yù)期要求。10. 晶界：凡結(jié)構(gòu)相同而取向不同的晶體相互接觸，其接觸面稱為晶界。11. 相平衡：一個多相系統(tǒng)中，在一定條件下，當(dāng)每一相的生成速度與它的消失速度相等時， 宏觀上沒有任何物質(zhì)在相間傳遞， 系統(tǒng)中每一個相的數(shù)量均不隨時間而變化，這時系統(tǒng)便達到了相平衡。12. 臨界晶胚半徑rk ：新相可以長大而不消失的最小晶胚半徑.13. 枝晶偏析 : 固溶體非平衡凝固時不同時刻結(jié)晶的固相成分不同導(dǎo)致樹枝晶內(nèi)成分不均勻的現(xiàn)象（ 或樹枝晶晶軸含高熔點組元較多，晶枝間低熔點組元較

3、多的現(xiàn)象 ）.14. 擴散： 由構(gòu)成物質(zhì)的微粒得熱運動而產(chǎn)生得物質(zhì)遷移現(xiàn)象。 擴散的宏觀表現(xiàn)為物質(zhì)的定向輸送。15. 反應(yīng)擴散 : 在擴散中由于成分的變化，通過化學(xué)反應(yīng)而伴隨著新相的形成 （ 或稱有相變發(fā)生） 的擴散過程稱為“反應(yīng)擴散”，也稱為“相變擴散。16. 泰曼溫度：反應(yīng)開始溫度遠低于反應(yīng)物熔點或系統(tǒng)低共熔溫度，通常相當(dāng)于一種反應(yīng)物開始呈現(xiàn)顯著擴散作用的溫度，此溫度稱為泰曼溫度或燒結(jié)溫度。18. 相變：隨自由能變化而發(fā)生的相的結(jié)構(gòu)變化。19. 什么是相律：表示材料系統(tǒng)相平衡得熱力學(xué)表達式，具體表示系統(tǒng)自由能、組元數(shù)和相數(shù)之間得關(guān)系。20. 二次再結(jié)晶：指少數(shù)巨大晶粒在細晶消耗時成核長大得

4、過程，又稱晶粒異常長大和晶粒不連續(xù)生長。21. 均勻成核 : 組成一定， 熔體均勻一相， 在結(jié)晶溫度下析晶， 發(fā)生在整個熔體內(nèi)部，析出物質(zhì)組成與熔體一致。22. 固溶強化：溶質(zhì)原子加入到溶劑原子中形成固溶體，固溶體在23. 相： 化學(xué)成分相同， 晶體結(jié)構(gòu)相同并有界面與其他部分分開的均勻組成部分。24. 過冷度 : 實際開始結(jié)晶溫度與理論結(jié)晶溫度之間的差。25. 固態(tài)相變：固態(tài)物質(zhì)在溫度、壓力、電場等改變時，從一種組織結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變成另一種組織結(jié)構(gòu)。26. 穩(wěn)定分相： 分相線和液相線相交（ 分相區(qū)在液相線上）, 分相后兩相均為熱力學(xué)的穩(wěn)定相。27. 馬氏體相變：一個晶體在外加應(yīng)力的作用下通過晶體的一個

5、分立體積的剪切作用以極迅速的速率而進行的相變。28. 無擴散型固態(tài)相變： 在相變過程中并不要求長程擴散, 只需要原子作一些微量地移動， 其移動距離通常小于這些移動原子與相鄰原子間的間距， 并且這些原子之間保持一定的關(guān)系。29. 燒結(jié)： 粉末成型體在低于熔點的高溫作用下， 產(chǎn)生顆粒間的粘結(jié)， 通過物質(zhì)傳遞遷移， 使成型坯體變成具有一定幾何形狀和性能， 即有一定強度的致密體的過程31. 粘度：是流體（液體或氣體）抵抗流動的量度。粘度物理意義：指單位接觸面積、 單位速度梯度下兩層液體間的內(nèi)摩擦力。 影響熔體粘度的主要因素是溫度和化學(xué)組成對錯2. 作用在位錯線上的力 F 的方向永遠垂直于位錯線并指向滑

6、移面上的未滑移區(qū)。（，）4 . 晶面與晶向具有不同的原子密度，因而晶體在不同方向上表現(xiàn)出不同的性質(zhì)。（，）5 . 高于熔點不太多的溫度下，液體內(nèi)部質(zhì)點的排列并不是象氣體那樣雜亂無章的，相反，卻是具有某種程度的規(guī)律性。（，）6 .固體顆粒愈小，表面曲率愈大，則蒸氣壓和溶解度增高而熔化溫度升高。（X）7 .對純固相：壓力可顯著改變粉料顆粒間的接觸狀態(tài)，提高固相反應(yīng)速率。（，）8 .顆粒愈大，固相反應(yīng)愈劇烈。（X）10 .固溶體凝固形核的必要條件同樣是AGb<0>結(jié)構(gòu)起伏和能量起伏。（X）11 .三元相圖垂直截面的兩相區(qū)內(nèi)不適用杠桿定律。（，）13 . 和液固轉(zhuǎn)變一樣，固態(tài)相變也有驅(qū)動力

7、并要克服阻力，因此兩種轉(zhuǎn)變的難易程度相似。（X）14 . 在一個給定的系統(tǒng)中，物種數(shù)可以因分析問題的角度的不同而不同，但獨立組分數(shù)是一個確定的數(shù)。（，）15 .單組分系統(tǒng)的物種數(shù)一定等于1。（X）17 .相圖中的點都是代表系統(tǒng)狀態(tài)的點。（X）18 . 恒定壓力下，根據(jù)相律得出某一系統(tǒng)的 f = l ，則該系統(tǒng)的溫度就有一個唯一確定的值。（X）19 .單組分系統(tǒng)的相圖中兩相平衡線都可以用克拉貝龍方程定量描述。（V）20 .根據(jù)二元液系的px圖可以準確地判斷該系統(tǒng)的液相是否是理想液體混合物。（，）21 .在相圖中總可以利用杠桿規(guī)則計算兩相平暢時兩相的相對的量。（，）22 .杠桿規(guī)則只適用于Tx圖的

8、兩相平衡區(qū)。（X ）23 .對于二元互溶液系，通過精儲方法總可以得到兩個純組分。（X）24 .二元液系中，若A組分對拉烏爾定律產(chǎn)生正偏差，那么 B組分必定對拉烏爾 定律產(chǎn)生負偏差。（X）25 . 若 A、 B 兩液體完全不互溶，那么當(dāng)有B 存在時， A 的蒸氣壓與系統(tǒng)中 A 的摩爾分數(shù)成正比。（X）30.在穩(wěn)態(tài)擴散過程中，擴散組元的濃度C只隨距離x變化，而不隨時間t變化。（V）32. 固態(tài)相變分為形核和核長大兩個基本階段，不遵循液態(tài)物質(zhì)結(jié)晶過程的一般規(guī)律。（X）33. 分解反應(yīng)受控于核的生成數(shù)目以及反應(yīng)界面面積等因素。（，）34. 對有液、 氣相參與的固相反應(yīng)： 反應(yīng)不是通過固相粒子直接接觸進

9、行的， 壓力增大影響不明顯，有時相反。（，）簡答題1. 簡述晶體的性質(zhì)答： 1 ）均勻性 2 ）各向異性3 ）自限性 4） 對稱性 5 ）最小內(nèi)能性2. 布拉維點陣分為哪四類答 1 ）簡單點陣。2）體心點陣。3）底心點陣。 4）面心點陣。3. 硅酸鹽的結(jié)構(gòu)特點：答 1 ）硅酸鹽的基本單元是SiO 4 四面體。 2）每個氧最多只能被兩個SiO 4 四面體所共有。 3） SiO 4 四面體只能是互相孤立地在結(jié)構(gòu)中存在或通過共頂點相互連接。 4）Si-O-Si 的結(jié)合鍵并不形成一直線，而是一折線。4. 晶胞選取的原則：答： 1 ）選取的平行六面體應(yīng)反映出點陣的最高對稱性2）平行六面體內(nèi)的棱和角相等的

10、數(shù)目應(yīng)最多3）當(dāng)平行六面體的棱邊夾角存在直角時，直角數(shù)目應(yīng)最多4）當(dāng)滿足上述條件的情況下，晶胞應(yīng)具有最小的體積5. 晶面指數(shù)標(biāo)定步驟：答： 1 ）在點陣中設(shè)定參考坐標(biāo)系2 ）確定待定晶面在三個晶軸上的截距3 ）取截距的倒數(shù)，并通分化為互質(zhì)整數(shù)比，記為（ hkl ）6. 缺陷的含義：晶體缺陷就是指實際晶體中與理想的點陣結(jié)構(gòu)發(fā)生偏差的區(qū)域。7. 硅酸鹽熔體的粘度與組成的關(guān)系答： （ 1） O/Si 比 ； （2） 一價堿金屬氧化物； （3）二價金屬氧化物；（4）高價金屬氧化物； （ 5）陽離子配位數(shù)； （ 6）混合堿效應(yīng)； （ 7）其它化合物。8. 簡述固體表面的不均勻性答： （1） 絕大多數(shù)晶體

11、是各向異性（2） 同一種物質(zhì)制備和加工條件不同也會有不同的表面性質(zhì)。（3） 晶格缺陷、空位或位錯而造成表面不均勻。（4） 在空氣中暴露，表面被外來物質(zhì)所污染， 形成有序或無序排列， 也引起表面不均勻。（5） 固體表面無論怎么光滑， 從原子尺寸衡量， 實際上也是凹凸不平的。9. 在固液界面上發(fā)生粘附的條件有那些？答： （1） 潤濕性 （2） 粘附功（W） （3） 粘附面的界面張力 （4） 相溶性或親和性10. 晶界的特點： 答 （ 1）晶界易受腐蝕后很易顯露出來；（ 2）晶界是原子（或離子）快速擴散的通道，并易引起雜質(zhì)原子（離子） 偏聚，同時也使晶界處熔點低于晶粒；（ 3）晶界上原子排列混亂，使

12、之處于應(yīng)力畸變狀態(tài)，能階較高，使得晶 界成為固態(tài)相變時優(yōu)先成核的區(qū)域。11. 相圖的作用？答： （1） 知道開始析晶的溫度，析晶終點，熔化終點的溫度；（2） 平衡時相的種類；（3） 平衡時相的組成預(yù)測瓷胎的顯微結(jié)構(gòu)預(yù)測產(chǎn)品性質(zhì)（4） 平衡時相的含量。12. 點缺陷的類型 （ 1）空位： 肖脫基空位離位原子進入其它空位或遷移至晶界或表面。弗蘭克爾空位離位原子進入晶體間隙。（ 2）間隙原子：位于晶體點陣間隙的原子。（ 3）置換原子：位于晶體點陣位置的異類原子。13. 簡述固態(tài)擴散的條件答： （1） 溫度足夠高（2）時間足夠長（3）擴散原子能固溶（4）具有驅(qū)動力：化學(xué)位梯度14. 說明固相反應(yīng)的步驟

13、答： （1） 反應(yīng)物擴散到界面（2） 在界面上進行反應(yīng)（ 3）產(chǎn)物層增厚15. 影響固相反應(yīng)的因素有哪些？答： （ 1）反應(yīng)物化學(xué)組成與結(jié)構(gòu)的影響（2）反應(yīng)物顆粒尺寸及分布的影響（ 3）反應(yīng)溫度和壓力與氣氛的影響（ 4）礦化劑及其它影響因素16. 礦化劑在固相反應(yīng)作用：答: （1）影響晶核的生成速度（2）影響結(jié)晶速度及晶格結(jié)構(gòu)（3）降低體系熔點，改善液相性質(zhì)17. 簡述相變過程的推動力答：過冷度，過飽和濃度，過飽和蒸汽壓18. 影響析晶能力的因素有哪些？答： （1） 熔體的組成（2） 熔體的結(jié)構(gòu)（3） 界面情況 （4） 外加劑19. 簡要說明成分過冷的形成及其對固溶體組織形態(tài)的影響。答 : 固

14、溶體凝固時, 由于溶質(zhì)原子在界面前沿液相中的分布發(fā)生變化而形成的過冷.20. 為什么晶粒細化既能提高強度，也能改善塑性和韌性？答 : 晶粒細化減小晶粒尺寸 , 增加界面面積, 而晶界阻礙位錯運動, 提高強度 ; 晶粒數(shù)量增加 , 塑性變形分布更為均勻 , 塑性提高 ; 晶界多阻礙裂紋擴展, 改善韌性.21. 晶體結(jié)構(gòu)與空間點陣的異同異：點的屬性、數(shù)目、有無缺陷；同：描述晶體中的規(guī)律性22. 間隙固溶體與間隙化合物的異同異：結(jié)構(gòu)與組成物的關(guān)系；同：小原子位于間隙位置23. 二元相圖中有哪些幾何規(guī)律？相區(qū)接觸法則；三相區(qū)是一條水平線；三相區(qū)中間是由它們中相同的相組成的兩相區(qū)；單相區(qū)邊界線的延長線進

15、入相鄰的兩相區(qū)。24. 材料結(jié)晶的必要條件有哪些？過冷；結(jié)構(gòu)起伏；能量起伏；成分起伏（合金） 。25. 影響再結(jié)晶溫度的因素是：（ 1）預(yù)先的變形程度。（2） 原始晶粒大小。 （3） 純度及成分。 （4） 加熱速度和保溫時間。26. 簡述晶體結(jié)構(gòu)對擴散的影響。答：晶體結(jié)構(gòu)反映了原子（離子）在空間排列的情況；擴散時原子要發(fā)生移動就必需克服周圍原子對它的作用力。 原子排列越緊密， 原子間的結(jié)合力愈強， 此時擴散激活能就越大，而擴散系數(shù)D就愈??；因此，晶體結(jié)構(gòu)緊密的物質(zhì)，擴散激活能就大， 擴散系數(shù)小。 金屬的熔點高低和熔化時潛熱的大小都能反映金屬內(nèi)部原子間作用力的大小，反映激活能的高低。金屬的熔點越

16、高、熔化時潛熱越大，原子排列就越緊密，擴散激活能就越大，擴散系數(shù)就越小。27. 相律具有什么限制性：1）相律只適用于熱力學(xué)平衡狀態(tài)。 平衡狀態(tài)下各相的溫度應(yīng)相等； 各相的壓力應(yīng)相等（機械平衡）；每一組元在各相 中的化學(xué)位必須相同。2） 相律只能表示體系中組元和相的數(shù)目，不能指明組元或相的類型和含量。3） 相律不能預(yù)告反應(yīng)動力學(xué)。4） 自由度的值不得小于零。28. 配位數(shù)：是指在晶體結(jié)構(gòu)中，該原子（或離子）的周圍，與它直接相鄰結(jié)合 的同種原子（或所有異號離子）的個數(shù)。29. 說明影響固溶度的因素： 答：1）原子尺寸因素：熔質(zhì)和熔劑原子尺寸差別越小越容易形成置換固熔體，且固熔度越大。2）晶體結(jié)構(gòu)因

17、素：熔質(zhì)和熔劑的晶體結(jié)構(gòu)類型相同是形成無限 固熔體的必要條件。同種間隙原子在面心立方中的熔解度大于在體心立方中的熔 解度。3）化學(xué)親和力：熔質(zhì)原子與熔劑原子的負電性相差越大，異種原子間的 親和力越強，有利于增大固熔度。4）電子濃度因素：熔質(zhì)元素的原子價越高， 同樣數(shù)量的熔質(zhì)原子熔解時的電子濃度增加越快，因此其固熔度越小。30. 玻璃形成的動力學(xué)條件：熔體如果冷卻速度比較快，原子不能進行充分地擴 散，液態(tài)就只能轉(zhuǎn)變?yōu)榉蔷B(tài)固體，即形成玻璃。31. 簡述NaCl結(jié)構(gòu)的主要特點答；面心立方晶格（點陣型式）。正、負離子配位數(shù)為6,正、負離子半徑介于0.4140.73232. 硅酸鹽玻璃與硅酸鹽晶體結(jié)構(gòu)

18、上顯著的差別：（1）晶體中Si O骨架按一定對稱性作周期重復(fù)排列，是嚴格有序的，在玻璃中 則是無序排列的。晶體是一種結(jié)構(gòu)貫穿到底，玻璃在一定組成范圍內(nèi)往往是幾種 結(jié)構(gòu)的混合。（2）晶體中R+或R2+陽離子占據(jù)點陣的位置：在玻璃中，它們統(tǒng)計地分布在空 腔內(nèi)，平衡Onb的負電荷。雖從Na2O-SiO2系統(tǒng)玻璃的徑向分布曲線中得出 Na+ 平均被57個O包圍，即配位數(shù)也是不固定的。（3） 晶體中，只有半徑相近的陽離子能發(fā)生互相置換， 玻璃中，只要遵守靜電價規(guī)則，不論離子半徑如何，網(wǎng)絡(luò)變性離子均能互相置換。（因為網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)容易變形，可以適應(yīng)不同大小的離子互換）0在玻璃中析出晶體時也有這樣復(fù)雜的置 換。（

19、4） 在晶體中一般組成是固定的，并且符合化學(xué)計量比例，在形成玻璃的組成范圍內(nèi)氧化物以非化學(xué)計量任意比例混合。33 .馬氏體轉(zhuǎn)變特點：答：1 ）相變前后存在習(xí)性平面和晶面定向關(guān)系 2）快速-聲速3 ）無擴散4）在一個溫度范圍內(nèi)34 .何謂共晶反應(yīng)、包晶反應(yīng)？試比較這兩種反應(yīng)的異同點。答：共晶反應(yīng)：指一定成分的液體合金，在一定溫度下，同時結(jié)晶出成分和晶格 均不相同的兩種晶體的反應(yīng)。包晶反應(yīng)：指一定成分的固相與一定成分的液相作用， 形成另外一種固相的反應(yīng) 過程。共同點：反應(yīng)都是在恒溫下發(fā)生，反應(yīng)物和產(chǎn)物都是具有特定成分的相， 都處于 三相平衡狀態(tài)。不同點：共晶反應(yīng)是一種液相在恒溫下生成兩種固相的反應(yīng)

20、；而包晶反應(yīng)是一種液相與一種固相在恒溫下生成另一種固相的反應(yīng)。35 .簡要說明成分過冷的形成及其對固溶體組織形態(tài)的影響。答：固溶體凝固時，由于溶質(zhì)原子在界面前沿液相中的分布發(fā)生變化而形成的過冷.36 .簡述熔質(zhì)原子在位錯附近的分布答：置換固熔體中比熔劑原子大的熔質(zhì)原子往往擴散到位錯線下方受拉引力的部位，比熔質(zhì)原子小的熔質(zhì)原子則擴散到位錯線上方受壓應(yīng)力的部位。間隙固溶體中的熔質(zhì)原子總是擴散到位錯線的下方。D Do exp37 .試從擴散系數(shù)公式kT說明影響擴散的因素。答：從公式表達形式可以看出擴散系數(shù)與擴散激活能 Q和溫度有關(guān)。擴散激活能 越低擴散系數(shù)較大，因此激活能低的擴散方式的擴散系數(shù)較大，

21、 如晶界和位錯處 的擴散系數(shù)較大。溫度越高，原子活性越大，擴散系數(shù)越大。38 .為什么只有置換固熔體的兩個組元之間才能無限互溶，而間隙固熔體則不能 答：這是因為形成固熔體時，熔質(zhì)原子的熔入會使熔劑結(jié)構(gòu)產(chǎn)生點陣畸變，從而 使體系能量升高。熔質(zhì)與熔劑原子尺寸相差越大，點陣畸變的程度也越大，則畸 變能越高，結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性越低，熔解度越小。一般來說，間隙固熔體中熔質(zhì)原子 引起的點陣畸變較大，故不能無限互溶，只能有限熔解。39 .燒結(jié)與固相反應(yīng)相同點和不同點有哪些答：相同點：均在低于材料熔點或熔融溫度之下進行的；過程自始至終都至少有一相是固態(tài)。不同點：固相反應(yīng)至少有兩組元參加，并發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。燒結(jié)只有單組

22、元或 兩組元參加，但并不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。40 .說明蒸發(fā)-凝聚傳質(zhì)的特點答：1）坯體不發(fā)生收縮。燒結(jié)時頸部區(qū)域擴大，球的形狀改變?yōu)闄E圓，氣孔形 狀改變，但球與球之間的中心矩不變。2）坯體密度不變。氣孔形狀的變化對坯體一些宏觀性質(zhì)有可觀的影響，但不影 響坯體密度。3）物質(zhì)需加熱到可以產(chǎn)生足夠蒸氣壓的溫度。41 .從工藝角度考慮，在燒結(jié)時需要控制的主要變量有：答：1 ）燒結(jié)時間2）顆粒半徑r的影響3）溫度T的影響42 .晶粒生長影響因素有哪些？43 （1）夾雜物（雜質(zhì)、氣孔等）的阻礙作用（2）晶界上液相的影響：粗的起始顆粒的二次再結(jié)晶的程度要?。?）晶粒生長極限尺寸：原始粒度不均勻、溫度偏高、燒結(jié)速

23、率太快、坯體成 型壓力不均勻及存在局部不均勻液相等。43.二次再結(jié)晶的影響因素答：（1）晶粒品界數(shù)（原始顆粒的均勻度）（2）起始物料顆粒的大?。?）工藝因素選擇題1.比較下面兩個晶體結(jié)構(gòu)圖，指出哪一個是三斜，哪一個是斜方。（B A）AB2.求證FCC晶胞的邊長二2區(qū)力4r二根號2a a=2R根號23.下圖給出立方晶體的4個晶面，在圖下標(biāo)注的指數(shù)中選擇一個答案。（CAAB. y (1 Gil) (212)(111) (111) (112> 112 卜 I '* Uli) (lalj 12124.在立方晶系中，晶向指數(shù)與晶面指數(shù)相同時，則晶面與晶向。（b)a、平行、垂直5.固溶體的晶

24、體結(jié)構(gòu)與相同a、溶質(zhì)b、溶劑 c 、不同于溶劑和溶質(zhì)的其它晶型d、a、b、c都有可能6. 置換原子的固溶度可以較大，而間隙原子的固溶度很小。（A）A 是 B 否7. 由于晶體中的間隙很小，所以間隙原子一般都是小原子。（A）A 是 B 否8. 下列說法錯誤的是（C）A. 空位在不停地運動，遇到間隙原子時就會與其合并而消失。B. 空位和空位運動到一起就會形成復(fù)合空位。C. 晶體中的空位是固定不動的。9. 如果成核速率和生長速率u 的極大值相隔比較遠，則容易形成：（ A）A.玻璃體 B.晶體C.熔融體10. 熱分解反應(yīng)總是從晶體中某一點開始，形成反應(yīng)的（ A）。A. 核 B. 界面C. 缺陷11.

25、金屬結(jié)晶需要一定的過冷度。（A）A 是 B 否12. 金屬液體在熔點溫度保溫，則（C）A. 需要很長時間才能結(jié)晶；B. 到熔點溫度就會結(jié)晶；C. 永不結(jié)晶。C 在熔點保溫，就是沒有過冷。13. 過冷度是理論結(jié)晶溫度（即熔點T m）與實際結(jié)晶溫度之差。（AA 是 B 否14. 下述哪些現(xiàn)象結(jié)晶時出現(xiàn)？（ A B）A. 在低于熔點的溫度下結(jié)晶才能進行；B. 結(jié)晶時有熱量放出；C. 液態(tài)金屬冷卻到熔點時就開始結(jié)晶。15. 形成臨界晶核時需要的形核功由什么提供？（ B）A. 由外界加熱提供；B. 由能量起伏提供；C. 由體積自由能提供。16. 臨界晶核有可能繼續(xù)長大，也有可能消失（熔化）。（A）A 是

26、 B 否因為臨界晶核形成時能量增大到最高， 此時無論晶核繼續(xù)長大， 還是減小， 都可 以使能量降低，所以都是自發(fā)過程。故這兩種可能都存在。17. 下述說法哪些正確？在相同過冷度的條件下，（ A B C D ）A.非均勻形核比均勻形核的形核率高；B.均勻形核與非均勻形核具有相同的臨界晶核半徑；C.非均勻形核比均勻形核需要的形核功?。籇.非均勻形核比均勻形核的臨界晶核體積小。18 .當(dāng)接觸角9 =冗時，5臺拉加，晶核的形狀為（C）A.半球形；B.小于半球的球冠；C.球形。當(dāng)接觸角8 =冗時，就是均勻形核了，所以晶核是球形。19 .下述說法哪些正確？非均勻形核時，0角越小，形核越容易。這是因為（AB

27、C） A.臨界晶核的體積和表面積越??；B.形核需要的過冷度越??；C.需要的形核功越小。21.可以使鑄態(tài)金屬或合金的晶粒細化的常用方法有：（B）A.增大冷卻速度，變質(zhì)處理B.變質(zhì)處理，提高過冷度，振動、攪拌C.實行單向凝固，變質(zhì)處理，振動、攪拌能夠增加晶核數(shù)量的方法都可以細化晶粒， 常用的方法主要是變質(zhì)處理，提高過 冷度，振動、攪拌。22.制取單晶體的技術(shù)關(guān)鍵是保證液體結(jié)晶時只有一個晶核。（A）A是 B 否27在非穩(wěn)態(tài)擴散過程中，擴散組元的濃度C也是只隨距離x變化，而不隨時間t 變化。（B）A.是 B. 否在非穩(wěn)態(tài)擴散過程中，擴散組元的濃度 C不只是隨距離x變化，而且也隨時問t 變化。28擴散通

28、量J的定義為：擴散組元在單位時間內(nèi)通過垂直于擴散方向的單位截面積的擴散物質(zhì)流量，單位為：kg /m 2 s。（A）A.是 B. 否dC29根據(jù)菲克第一定律，擴散組元的濃度梯度越大，則擴散通量J越大，擴散越快。（A）A.是 B. 否因為擴散通量J和擴散組元的濃度梯度成正比，所以濃度,$度越大，擴散通量J 越大，擴散越快。30擴散系數(shù)D是描述擴散速度的重要物理量，D值越大則擴散越慢。（B）A.是 B. 否31已知Mg（鎂）在Al（鋁）中的擴散常數(shù)D0= 1.2X10-4 m2/s,擴散激活能Q=131000 J/mol,500 c時擴散系數(shù)D = 1.8 X 10-13 m2/s ,問400c時M

29、g在Al中的擴散系數(shù)D是多少？ （ A）A. 8.1 X10-15 m2/s B. 1.8 x 10-13 m2/s C. 2.8x 10-11 m2/s32溫度對擴散系數(shù)的影響非常顯著，溫度越高，則擴散系數(shù)越大。（A）A.是 B. 否33怎樣理解擴散原子對基體造成的品格畸變越大，擴散則越容易。（B）A.擴散原子具有更低的能量，需要的擴散激活能變大，擴散系數(shù)變小，所以擴散 容易；B.擴散原子具有更高的能量，需要的擴散激活能變小，擴散系數(shù)變大，所以擴散 容易；C.基體原子具有更高的能量，造成的勢壘變小，擴散系數(shù)變小，所以擴散容易。34.在相同的溫度下，碳在 a-Fe中的擴散比在丫-Fe中的擴散更

30、容易，速度更 快。這主要是因為：（A）A.碳原子在a-Fe中固溶造成的晶格畸變更大；B.其他合金元素的影響所致；C.溫度對擴散系數(shù)的影響所致。35.燒結(jié)理論認為：粉狀物料的表面能與多晶燒結(jié)體的晶界能關(guān)系是。（A）A.表面能大于界面能B.表面能等于界面能；C.表面能小于界面能。36 .下列過程中，（）能使燒結(jié)產(chǎn)物強度增大而不產(chǎn)生致密化過程。（A D）A 、蒸發(fā)凝聚B 、體積擴散C 、粘性（塑性）擴散D 、表面擴散37 .在燒結(jié)過程中，只改變氣孔形狀而不引起坯體致密化的傳質(zhì)方式有（B F）A、品格擴散 B 、表面擴散C 、晶界擴散D 、流動傳質(zhì)E、顆粒重排 F 、蒸發(fā)凝聚 G、非本征擴散H、溶解沉

31、淀計算題1 .在單胞中畫出（010）、（110）、（121） （312）等晶面，畫出111 、123、 110 、211等晶向。3)： IIP. Wh2 .用四軸坐標(biāo)系畫出六方晶系的（1120）、（1012）、（1011）等晶面及1120、2113 、3125 等晶向。3)(1OT113.對于立方點陣如果每個陣點放上硬球, 0.68 和 0.74 。證明可以填充的最大體積一次為0.52、答：因為相鄰兩球是相切的，其中心距離是球的直徑。P點陣的球半徑是a/2,球的體積是4冗（a/2） 3/3 ,每個P點陣含1個球，單胞 的體積是a3,故p點陣的填充率為：4冗（a/2） 3/3a 3= 0.523

32、54 .FeO具有NaCl型結(jié)構(gòu)。假設(shè)Fe與。的原子數(shù)目相等，計算其密度。Fe的離子半徑為0.074nm,氧離子白半徑為0.140nm。78.4*10-30吊479*10-24g 所以密度 p = M/V=解：每個單位晶胞中有4個Fe2+和4個O-,則 原子的體積為 V=2 (0.074+0.140 ) *10-9mi原子的質(zhì)量為 M= 4 (55.8+16) / (0.602*10 24) 479*10-24g/78.4*10 -3°品=6.1*10 6g/m35 .已知一種Al-Cu二元合金含銅3wt%鋁97wt%試問它們原子分數(shù)為多少？(銅 的原子量63.55,鋁的原子量26.

33、98)。解：為了簡便起見，可以取100克Al-Cu合金來計算100克Al-Cu合金中含有銅的質(zhì)量為：100X3 % =3 (克)100克Al-Cu合金中含有鋁的質(zhì)量為：100X97 % =97 (克)再分別計算出100克Al-Cu合金中銅和鋁的摩爾數(shù)：63.55二 0.047 (mol)暫 =也=_2Z_ = 359 (rnoD川冊26.93所以銅和鋁的原子分數(shù)(摩爾分數(shù))為：算小=網(wǎng)xWO% = X100% =1 3at%工始工一”xl00% = xW0%= 98 7 at% N4 + Ng3,593+0Q7計算出銅的原子分數(shù)后，也可以按下式計算鋁的原子分數(shù)：支用=1 瓜=1 - 1 3at

34、 % = 98.7 at%6.固溶體合金的相圖如圖所示，試根據(jù)相圖確定:(a)成分為40%B勺合金首先凝固出來的固體成分；(b)若首先凝固出來的固體成分含60%B合金的成分為多少？(c)成分為70%B勺合金最后凝固的液體成分；(d )合金成分為50%B凝固到某溫度時液相含有 40%B固體含有80%B此時 液體和固體各占多少分數(shù)？答案：(a)85%B0 (b)15%B (c ) 20%B (d)L 80-50 xlOO% = 7%90-40c = 1-75%= 25%7.分析M組分的析晶路程及個溫度下固液組分的含量A解：L AL AM(熔體)L Li Si,(A) > LzNA>ES

35、e，A + (B)p=1 f=2p=2 f=1p=2 f=1L « A+B->E(液相消失)Me,A+B p=2 >M3,a+B(1) Ti： 固相量 S% = 0 ； 液相量 L%=100%;(2) T2：S% = M 2L2/S2L2 X100% ； L% =M2s2/S2L2 X100(3)剛至UTe :晶體B未析出，固相只含A。100%(4)X100%到TE 后：S% = M EE/SEE X 100% ；L% =MeSe/SeE X離開Te : L消失，晶體A、B完全析出。Sa% = M eB/AB X 100% ； Sb% = M eA/AB8.A-B二元合金

36、中具有共晶反應(yīng)如下：L(wb 0,75)(wB 0,15)(wB 0，95)若共晶反應(yīng)剛結(jié)束時，a和B相的相對含量各占50%試求該合金的成分。設(shè)合金成分為c%,由題知：0.95 c% 100% 50%0.95 0.15得：c %= 0.55%分析熔體M的析晶路程A解：L CL C+B熔體M L>M C, (C) >DC, C + (B)>p=1 f=3p=2 f=2P=3 f=1L A +B+CE F , B+C+(A)>E(L 消失)M , A+B+Cp=4 f=01.1. 為臨界晶核？物理意義是什么？答：根據(jù)自由能與晶胚半徑的變化關(guān)系，可以知道半徑r<rk的晶

37、胚不能成核；r>rk的晶胚才有可能成核；而=口的晶胚既可能消失，也可能穩(wěn)定長大。因此, 半徑為”的晶胚稱為臨界晶核。其物理意義是，過冷液體中涌現(xiàn)出來的短程有序的原子團，當(dāng)其尺寸r>rk時，這樣的原子團便可成為晶核而長大。臨界晶核半徑入，其大小與過冷度有關(guān)，過冷度越大，臨界晶核半徑越小。10 .在燒結(jié)時，晶粒生長能促進坯體致密化嗎？晶粒生長會影響燒結(jié)速率嗎？試說明之。答：晶粒生長是晶界移動的結(jié)果，并不是原子定向向頸部遷移的傳質(zhì)過程，因而不能促進坯體致密化。品界移動可以引起原子躍遷，也可以使氣孔移入晶粒內(nèi)， 從而影響燒結(jié)速率。因而晶界移動需進行控制。11 .說明影響燒結(jié)的因素？答：1）

38、粉末的粒度。細顆粒增加了燒結(jié)推動力，縮短原子擴散距離，提高顆粒 在液相中的溶解度，從而導(dǎo)致燒結(jié)過程的加速。2）外加劑的作用。在固相燒結(jié)中，有少量外加劑可與主晶相形成固溶體， 促進缺陷增加，在液相燒結(jié)中，外加劑改變液相的性質(zhì)（如粘度，組成等） ，促 進燒結(jié)。3）燒結(jié)溫度：晶體中晶格能越大，離子結(jié)合也越牢固，離子擴散也越困難， 燒結(jié)溫度越高。4）保溫時間：高溫段以體積擴散為主，以短時間為好，低溫段為表面擴散 為主，低溫時間越長，不僅不引起致密化，反而會因表面擴散，改變了氣孔的形 狀而給制品性能帶來損害，要盡可能快地從低溫升到高溫，以創(chuàng)造體積擴散條件。5）氣氛的影響：氧化，還原，中性。6）成形壓力影

39、響：一般說成型壓力越大顆粒間接觸越緊密， 對燒結(jié)越有利。12 .固相燒結(jié)與液相燒結(jié)的主要傳質(zhì)方式？固相燒結(jié)與液相燒結(jié)之間有何相同與 不同之處？答：周相燒結(jié)的主要傳質(zhì)方式有蒸發(fā)-凝聚傳質(zhì)和擴散傳質(zhì)，液相燒結(jié)的主要傳 質(zhì)方式有溶解-沉淀傳質(zhì)和流動傳質(zhì)。固相燒結(jié)與液相燒結(jié)的共同點是燒結(jié)的推 動力都是表面能；燒結(jié)過程都是由顆粒重排、物質(zhì)傳遞與氣孔充填、晶粒生長等 階段組成。不同點是：由于流動傳質(zhì)比擴散傳質(zhì)速度快，因而致密化速率高；周 相燒結(jié)主要與原料粒度和活性、燒結(jié)溫度、氣氛成型壓力等因素有關(guān)，液相燒結(jié) 與液相數(shù)量、液相性質(zhì)、液-固潤濕情況、固相在液相中的溶解度等有關(guān)。13 .試述燒結(jié)的推動力和晶粒生

40、長的推動力，并比較兩者之大小。答：燒結(jié)推動力是粉X物料的表面能（丫 SV）大于多晶燒結(jié)體的晶界能（丫 gb）, 即YSV>Ygb。生長的推動力是晶界兩側(cè)物質(zhì)的自由始差，使界面向晶界曲率半 徑小的晶粒中心推進。燒結(jié)的推動力較大，約為 420J/g。晶粒生長的推動力較 小，約為0.42J/g ,因而燒結(jié)推動力比晶粒生長推動力約大十倍。填空1 .對應(yīng)于圖中所示晶面的指數(shù)分別是什么？1112121102 .晶體結(jié)構(gòu)、基元和空間點陣問的關(guān)系，可以示意地表示為品體結(jié)構(gòu)=空間點陣 3 .常見的晶體結(jié)構(gòu)有面心立方、體心立方、密排六方三種4 .間隙固溶體只能形成有限固溶體5 .按照硅氧四面體在空間的組合情況，可以把硅酸鹽分成島狀、鏈狀、層狀、架 怵四種。6 .世界上的固態(tài)物質(zhì)可分為二類，一類是品態(tài)，另一類是非晶態(tài)。7 .等徑球體的密堆積為兩種：六方最緊密堆積;立方最緊密堆積8 . 一晶面在x、y、z軸上的截距分別為2a、3b、6c,則該晶面的晶面指數(shù)為（321）。 雜質(zhì)Ca2+tZr4+位置，與原來的Zr4+比，少2個正電荷，即帶2個負有效電 荷，該缺陷表小為CW' Zr9 .晶體是由原子或分子在空間按一定規(guī)律、周期重復(fù)地排列所構(gòu)成的固體物質(zhì)。10 .固溶體按原子在點陣中排列的秩序性分：無序固溶體、有序固溶體11 .硅酸鹽熔體結(jié)構(gòu)（1）基