材料科學與工程基礎中期考試講評課件

1、（二）以下每題0.5分1、Covalent Bond （A）氫鍵，（B）離子鍵，（C）次價鍵， （D）共價鍵 2、Atomic Packing Factor （A）晶胞內(nèi)原子總體積與晶胞體積之比，（B）原子體積 （C）致密度， （D）原子堆積因子 3、Directional Indices （A）點陣，（B）晶體方向，（C）晶向指數(shù) （D）晶向C4、Diffusion Flux （A）擴散作用， （B）擴散通量， （C）擴散系數(shù)， （D）擴散能5、Edge Dislocation （A）螺旋位錯，（B）刃位錯，（C）點缺陷， （D）棱位錯第1頁，共14頁。6、 滲碳體 （A）austenite

2、 （B）ferrite （C）cementite （D）pearlitic7、 構(gòu)型 （A）conformation （B）configuration （C）morphology （D）composition8、 morphology （A）組成 （B）形態(tài) （C）形狀 （D）形式9、嵌段共聚物_copolymer （A）random （B）block （C）graft （D）alternating10、vacancy （A）空洞，（B）空位，（C）空隙，（D）間隙第2頁，共14頁。三、填空題（15分） 每空0.5分1、液晶有三種不同的基本結(jié)構(gòu)類型，即 近晶型 、 向列 型 和 膽甾型 。2、

3、寫出三種聚合物結(jié)晶形態(tài)的名稱 片晶 、 球晶 和 串晶 。3、材料內(nèi)部結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變有四種類型，它們是同素異構(gòu)轉(zhuǎn) 變 、 非晶態(tài)的晶化 、結(jié)構(gòu)馳豫 、 拐點分解 。3、寫出三種碳的同素異構(gòu)體名稱 金剛石 、 石墨 和 富 勒烯 。4、按能帶理論，可把固體分成三種基本類型 導體 、 絕 緣體 和 半導體 。5、通過1，1，0點的（122）平面在三個軸上的截距是 （ 1 ， 3/2 ， 1/2）。第3頁，共14頁。6、結(jié)構(gòu)單元有不對稱碳原子的聚合物（如聚丙烯）分子 鏈具有 全同立構(gòu) 、間同立構(gòu) 、和 無規(guī)立構(gòu) 三種空 間立體構(gòu)型。7、聚合物分子鏈主要有兩種結(jié)晶構(gòu)象： 平面鋸齒形 和 螺旋形 。8、面心立

4、方ZnS的晶胞中有 4 個Zn原子和 4 個S原 子。9、自然界中，晶體共有 7 種可能的晶系，空間點陣共 有 14 種。10、氫鍵具有 方向性 ，和 飽和性 。 第4頁，共14頁。四、計算題（24分）1、 Cadmium sulfide (CdS) has a cubic cell, and from x-ray diffraction data it is known that the cell length is 0.582nm. If the measure density is 4.82 g/cm3, how many Cd2+ and S2- ions are there per

5、unit cell ? （8分） 解：每個晶胞中Cd2和S2-數(shù)目相等x個 M =144.47 g/mol 答：每個晶胞中有4個Cd2+ 和4個 S2- 。第5頁，共14頁。2、 A sheet of steel 1.5 mm thick has nitrogen atmospheres on both sides at 1200 and is permitted to achieve a steady-state diffusion condition. The diffusion coefficient for nitrogen in steel at this temperature i

6、s 6 1011 m2/s, and the diffusion flux is found to be1.2 107 kg/m2-s. Also, it is known that the concentration of nitrogen in the steel at the high-pressure surface is 4 kg/m3. How far into the sheet from this high-pressure side will the concentration be 2.0 kg/m3? Assume a linear concentration profi

7、le. （8分）解：J= - D dC / dx1.210-7 kg/m2s = -(610-11m2/s) (2.0 - 4) (kg/m3) / dxdx = 0.001 m =1 mm 答：濃度為2.0 kg/m3距高壓端1mm。第6頁，共14頁。3、一鐵碳合金的微結(jié)構(gòu)由共析前鐵素體和珠光體兩相組成，兩相的重量分數(shù)分別是0.286和0.714，請計算該合金中碳的濃度。(以下是鐵碳合金相圖供參考)（8分）解法一： C 0.55wt% 答：該合金中碳的濃度為0.55wt%。 第7頁，共14頁。解法 二：解法三： 或第8頁，共14頁。五、簡要回答1、說明金屬、無機非金屬、高分子材料在組成和結(jié)

8、構(gòu)方面的主要異同點？（12分）答：（1）組成金屬材料：由金屬元素或主要由金屬元素組成。無機非金屬材料：除有機物和金屬以外，包括常見 的陶瓷、玻璃、水泥、耐火材 料；組分：酸鹽類、氧化物類， 氮、碳（不含H）高分子材料：主要由C、H、O元素組成。（2）鍵合方式金屬材料：金屬鍵。無機非金屬材料：離子鍵、共價鍵及其混合鍵。高分子材料：鏈內(nèi)由共價鍵組成，鏈間由范德華氏 力構(gòu)成。第9頁，共14頁。（3）結(jié)構(gòu)金屬材料：易形成晶體，金屬正離子形成晶格，自由電子 在整個晶體內(nèi)自由運動。如立方結(jié)構(gòu)（常見的 有體心立方、面心立方、密堆六方）。無機非金屬材料：有些表現(xiàn)為晶體結(jié)構(gòu)，較復雜；有些則 表現(xiàn)為非晶體結(jié)構(gòu)。高

9、分子材料：多層次結(jié)構(gòu)（鏈結(jié)構(gòu)、聚集態(tài)結(jié)構(gòu)和微區(qū)結(jié)構(gòu)等, 鏈結(jié)構(gòu)包括空間立構(gòu)、支化和交聯(lián)、構(gòu)象；高分子材料分子量大，且存在分子量分布；聚集態(tài)包括無定形，取向，半晶等，聚合物晶體中存在多種結(jié)晶構(gòu)象，分子鏈以特定構(gòu)象進入晶胞，多種結(jié)晶形態(tài)（如片晶、球晶、串晶等），無立方晶系。第10頁，共14頁。2、是否可以通過內(nèi)旋轉(zhuǎn)將無規(guī)立構(gòu)聚丙烯轉(zhuǎn)變?yōu)槿?gòu)聚丙烯？為什么？在全同立構(gòu)聚丙烯晶體中，分子鏈是否呈無規(guī)線團構(gòu)象，通常是什么構(gòu)象？為什么？（6分）答：（1）不可以。無規(guī)立構(gòu)和全同立構(gòu)是分子鏈空間構(gòu)型的差異, 而內(nèi)旋轉(zhuǎn)只能改變空間排列不能改變空間構(gòu)型。（2）不呈無規(guī)線團構(gòu)象, 通常是螺旋形構(gòu)象。由于CH3側(cè)基相互排斥，使主鏈形成螺旋形構(gòu)象。第11頁，共14頁。六、作圖題（8分）1、用符號和，分別標出體心立