中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)材科基答案.docx

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1、自主整理資料 qq877466156 中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2010年碩士學(xué)位研究生入學(xué)考試試題參考答案 （材料科學(xué)基礎(chǔ)） 一、單項(xiàng)選擇題 1、C *玻璃淬火時(shí)表面降溫快先定型，之后內(nèi)部繼續(xù)冷卻并收縮因而牽拉著表面使表面受到壓應(yīng)力。 2、B *裂紋拓展時(shí)釋放彈性應(yīng)變能用來形成新的裂紋表面，所以當(dāng)然要大于表面能了（詳見清華版《材料物理性能》p33#以下用“清物”代表此書） 3、B 4、B *體積膨脹是由于非簡諧振動(dòng)引起的不對(duì)稱力使質(zhì)點(diǎn)平衡位置移動(dòng)，質(zhì)點(diǎn)平均距離增大，簡諧振動(dòng)不引起體積膨脹。（詳見清物p97） 5、B 6、B *常見物質(zhì)硬度比較：金剛石>SiC>Al2

2、O3>SiO2。 7、B 8、A 9、B 10、B *熱導(dǎo)率受化學(xué)組成等因素的影響，質(zhì)點(diǎn)原子質(zhì)量越小，密度越小，楊氏模量E越大，德拜溫度高，熱導(dǎo)率大，Be原子質(zhì)量比Zr小，所以BeO熱導(dǎo)率大。（詳見清物p113、p116） 11、B 12、C *根據(jù)公式σ=（ε）m，敏感系數(shù)m越小，屈服應(yīng)力σ越小，越容易屈服。 13、C 14、C 15、C *抗熱應(yīng)力損傷因子R=E2γσ2(1-μ)。E：彈性模量，γ：表面能。 16、B *柔度λ=δP，δ：形變量，P：載荷，柔度大即同樣載荷下更容易變形，單向壓縮要比扭轉(zhuǎn)難變形因而柔度小。（見清物p50） 17、B

3、 18、B *相同體積的材料，氣孔率高的密度小、質(zhì)量小、熱容小。 19、C *表面熱傳遞系數(shù)小熱量不易散失，則材料表面與內(nèi)部溫度均勻，熱穩(wěn)定性好。 20、B 二、 三、 （1） X 射線衍射實(shí)驗(yàn)，電子顯微分析。 （2） L1、L2 、L4、P。 （3） 金剛石立方晶體結(jié)構(gòu)， 石墨晶體六邊形層狀結(jié)構(gòu)， 石墨烯單原子層二維晶體結(jié)構(gòu)， C60。 （4） 立方、 面心立方結(jié)構(gòu)、 6/6。 四、 （1）不可以 （2）II型TiO2的密度大， 根據(jù)Clapeyron(克拉貝龍)方程：dpdT=ΔHTΔVm，從II型TiO2到金紅石，兩相共存線的斜率 dpdT >0

4、 → ΔV>0 →Δρ<0 → ρTiO2>ρ金紅石 五、 （1）1840℃， 是 （2）①多晶轉(zhuǎn)變：αL 1727℃β ②共晶轉(zhuǎn)變：L1670℃TiO2+Al2TiO5 （3）當(dāng)兩者形成固溶體時(shí)， 由于Al2O3中的原子加入到TiO2， 使TiO2得晶體結(jié)構(gòu)遭到破壞， 晶格內(nèi)發(fā)生點(diǎn)陣畸變，導(dǎo)致體系能量增大，穩(wěn)定性降低，熔點(diǎn)降低。 （4）Al2O3TiO2 2AlTi+V0??+3Oo *關(guān)于缺陷平衡方程式的書寫，建議參考武漢理工版《材科基》p97-99，p149-159 六、 （1）Al2O3與TiO2液相區(qū)分界線，L→SiO2+Al2O3 （2）三元共晶

5、點(diǎn)。 （3）Al2O3 *由Mul的化學(xué)式Al6Si2O13得，其中Al2O3與SiO2的比為3:2，故Mul成分點(diǎn)與Al2O3和SiO2點(diǎn)的距離比為2:3，(成分點(diǎn)距哪點(diǎn)越近，那個(gè)點(diǎn)代表的成分就越多)。 七、 （1）根據(jù)Griffith微裂紋理論，實(shí)際材料中存在微裂紋，當(dāng)受到應(yīng)力時(shí)，這些微裂紋處會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力集中導(dǎo)致裂紋擴(kuò)展，因而材料斷裂強(qiáng)要低于理論斷裂強(qiáng)度。 （2）強(qiáng)度提高措施：①微晶，提高密度和純度，②對(duì)材料預(yù)加應(yīng)力，③各種增韌。 八、 （1）根據(jù)公式：Cx，t=MπDtexp?(-X24Dt) → lnC=MπDt-X24Dt 由題：-14Dt=-1 → 4Dt

6、=1 D=14t=4.1710-5μm/s （2）根據(jù)公式：D=PΓλ Γ=DPλ=8.3410 九、*詳見北工大版《材料科學(xué)基礎(chǔ)》p85-86。 十、 1、多晶硅（太陽能電池材料），制備：氣相沉積法（用SiH4+H2制膜） 2、Li2Mn2O4（鋰電極材料），制備：固相法（Li2CO3與MnO2按1:4混合，分段加熱焙燒）  中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2011年碩士學(xué)位研究生入學(xué)考試試題參考答案 （材料科學(xué)基礎(chǔ)） 一、判斷題 1、F *人工制備的準(zhǔn)晶體有五次對(duì)稱軸。 2、F *石墨晶體層與層之間由范德華力連接。

7、 3、F 4、F *氫氣可穿過（粒子半徑超?。? 5、T 6、F 7、F *主要通過晶格振動(dòng)導(dǎo)熱。 8、F 9、T 10、T 二、名詞解釋 1、晶格滑移：晶體的一部分相對(duì)于另一部分發(fā)生的平移滑動(dòng)。 2、霍爾效應(yīng)：沿式樣x軸方向通入電流，Z軸方向加一磁場(chǎng)，那么在Y軸方向?qū)a(chǎn)生一電場(chǎng)，這一現(xiàn)象稱為霍爾效應(yīng)。 3、鐵電體：在一定溫度范圍內(nèi)含有能自發(fā)極化，并且極化方向可隨外加電場(chǎng)作可逆轉(zhuǎn)動(dòng)的晶體。 4、反鐵磁性：指由于交換作用為負(fù)值，電子自旋反向平行排列，在同一子晶格中有自發(fā)磁化強(qiáng)度，電子磁距是同向排列，在不同晶格中，電子磁距反向排列，兩個(gè)子晶格中自發(fā)磁化強(qiáng)度大小相同，方向

8、相反，整個(gè)晶體磁化率接近于0。 5、熱穩(wěn)定性：指材料承受溫度急劇變化而不致破壞的能力。 三、 1、 1）2710℃、2899℃ 2）Css、Tss、Mss 3）?1-CaZr4O9，?2-Ca6Zr19O14，O-CaZrO3，C-CaZrO3 4）C-CaZrO3→O-CaZrO3 5）共晶反應(yīng)，L→C-CaZrO3+CaOss 6）包析反應(yīng)，產(chǎn)物是?2-Ca6Zr19O14 7）在 1140-1236℃， 將 CaO 與 ZrO2按照質(zhì)量比 2:8 混合均勻，升溫到 1236℃以上，保溫，然后緩慢降溫到 1236℃， 1200 以后快速降溫， 防止?1-CaZr4O9

9、分解。 8） x mol， CaOZrO2CaZr+Oo+Vo?? x mol x mol 2、 *作點(diǎn)陣示意圖即找出整個(gè)結(jié)構(gòu)中占據(jù)相同位置且具有相同環(huán)境的點(diǎn)。（詳見北工大版材科基p25） 3、 4、 答：利用多晶多相陶瓷的某些成分在不同溫度的相變， 達(dá)到增韌德效果， 統(tǒng)稱為相變?cè)鲰g。 （1） 在裂尖相變引起的體積膨脹造成的應(yīng)力本身就有閉合裂尖的作用。 （2） 裂尖的斷裂能量有一部分被用于誘發(fā)相變了。 （3） 裂紋尖端區(qū)的膨脹受到周圍基體材料的反作用

10、， 因此顆粒受到壓應(yīng)力， 當(dāng)裂尖擴(kuò)展到顆粒上時(shí)， 這種壓應(yīng)力對(duì)裂尖的擴(kuò)展也有阻礙作用。 5、 要點(diǎn)一： Co1-xO 中 Co 的擴(kuò)散為空位機(jī)制，Co1-xO中Co空位缺陷濃度[VCo ]越高， Co 的擴(kuò)散系數(shù)越大。 要點(diǎn)二：根據(jù)Co1-xO的非化學(xué)計(jì)量缺陷反應(yīng) 12O2g=Oo+VCo+2h? K=OoVCo[h?]2[pO2]1/2 Oo基本為常數(shù)（*因?yàn)榱勘容^大所以反應(yīng)對(duì)它的影響小），又由電中性條件VCo=2[h?]。 于是VCo∝[pO2]1/6 要點(diǎn)三： 所以， Co1—XO 中 Co 的擴(kuò)散系數(shù) D 隨氣氛氧分壓得升高而增大。 6、 要點(diǎn)一： 在無其他應(yīng)力場(chǎng)影

11、響的條件， 物質(zhì)擴(kuò)散的驅(qū)動(dòng)力是化學(xué)位（ 或化學(xué)勢(shì)） 梯度， 即物質(zhì)擴(kuò)散總沿著化學(xué)位降低的方向進(jìn)行。 要點(diǎn)二：假定物質(zhì)i沿 x方向擴(kuò)散，x除 i的濃度為 Ci，則 i沿 x方向的擴(kuò)散通量， Ji=-CiBi?μi?x 式中Bi為物質(zhì) i 的遷移率， 即單位擴(kuò)散驅(qū)動(dòng)力作用下物質(zhì) i 粒子的遷移速率；?μi?x 為物質(zhì) i在沿 x 方向的化學(xué)勢(shì)梯度。 要點(diǎn)三： 物質(zhì) i 的化學(xué)勢(shì)：μi=μi0+RTlnai=μi0+RTln(γiCi) 所以，Ji=-BiRT?lnγi?xCi-BiRT?Ci?x=-BiRT(1+?lnγi?lnCi)?Ci?x 要點(diǎn)四： 所以， 當(dāng)(1+?lnγ

12、i?lnCi)>0時(shí)，發(fā)生下坡擴(kuò)散；當(dāng)(1+?lnγi?lnCi)<0時(shí)， 則發(fā)生上坡擴(kuò)散。 四、 填空題 3L44L36L29PC，立方，面心立方，（000）（12 12 0）（12 0 12）（0 12 12），（14 14 34）（14 34 14）（34 14 14）（34 34 34），S2-，面心立方，四面體，0。 五、 σth=Eγa=701091.81.510-10=28.98GPa σc=Eγ4c=701091.8410-6=0.177GPa 六、（見2010最后一題） 中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2012年碩士學(xué)位研究生入學(xué)考試試題參考答案 （材料科學(xué)基礎(chǔ)）

13、 一、判斷題 1)T 2)F *石英玻璃結(jié)構(gòu)疏松，熱膨脹時(shí)有曠量，因而膨脹系數(shù)較低。 （詳見清物p50）注意總結(jié)一些物理參數(shù)的影響因素，如：熱容、熱膨脹系數(shù)、折射率、強(qiáng)度韌性等。 3)F *重均分子量一般高于數(shù)均分子量。（見上海交大版《材科基》p15） 小試件比大試件大 彎曲比拉伸大 多晶比單晶大 晶粒小的強(qiáng)度大 4)T 5)F 6)T *斷裂強(qiáng)度σ 7)F *色心是由于電子補(bǔ)償引起的一種缺陷。（詳見武漢理工版《材科基》p156） 8)F *根據(jù)界面處原子的吻合程度，晶體界面可分為共格、半共格和非共格。 9)T 10)T 離

14、子半徑↑→ n↑ 各向異性 → 雙折射 內(nèi)應(yīng)力 → 順拉應(yīng)力方向，n變小 結(jié)構(gòu) → n石英晶體>n玻璃（結(jié)構(gòu)疏松的n?。? 11)F *吸收光越多顏色越深，所以應(yīng)該是由灰變黑。（見清物p139） 12)T 13)T *折射率n 14)T 15)T *半導(dǎo)體的禁帶較寬，需要能量更強(qiáng)、頻率更高的紫外光才能激發(fā)。（詳見清物p138） 二、名詞解釋（每小題3分，共15分） 1、壓電效應(yīng)：某些晶體材料按所施加的機(jī)械應(yīng)力成比例地產(chǎn)生電荷的能力。 2、熱釋電性：一些晶體可以由于溫度作用而使其電極化強(qiáng)度發(fā)生變化，稱為熱釋電性。 3、菲克第二定律：?C?t=

15、D?2C?x2 （D不隨濃度變化，適用于非穩(wěn)態(tài)擴(kuò)散） 4、點(diǎn)陣能：在0K時(shí)，將互相遠(yuǎn)離的氣態(tài)正、負(fù)離子結(jié)合成1mol離子晶體時(shí)所放出的能量。點(diǎn)陣能也稱為晶格能。 5、區(qū)域熔融：根據(jù)固液平衡原理，利用熔融-固化過程以去除雜質(zhì)的方法。 三、填空題（每空1分，共15分） 【1】、【2】：空位機(jī)制、間隙機(jī)制和填隙機(jī)制中的任何2種均可。 【3】立方； 【4】面心立方； 【5】-【8】：（000）（12 12 0）（12 0 12）（0 12 12）， 【9】-【12】：（12 0 0）（0 12 0）（0 0 12）（12 12 12）； 【13】立方緊密（或ABCABC或A1）；

16、 【14】八面體； 【15】面心立方。 四、 問答題（總分 40 分） 1、（7分）*見2011年第三、6題。 2、（8分）*見2011年第三、5題。 3、（15分）答： 零電阻效應(yīng)（2分），Meissner效應(yīng)（完全抗磁性）（2分），和Josephson效應(yīng)（1分）； 測(cè)量電阻-溫度曲線以驗(yàn)證零電阻效應(yīng)（5分），測(cè)量磁化率-溫度曲線以證明Meissner效應(yīng)（5分）。 4、（畫出每個(gè)晶面給 2 分） 五、相圖題（共45分） 1、（15分）參考答案（各5分） （1）不可以，只有當(dāng)氧分壓大于1.7大氣壓是，才能夠穩(wěn)定存在。 （2）PbO2的相對(duì)密度大，根據(jù)Clape

17、yron(克拉貝龍)方程：dpdT=ΔHTΔVm，從II型PbO2到Pb12O19，兩相共存線的斜率 dpdT >0 → ΔV>0 →Δρ<0 → ρPbO2>ρPb12O19 （3）不可以，當(dāng)PbO2與Pb3O4共加熱時(shí)，會(huì)生成Pb12O19。 2、（30分）參考答案 （1）（5分）ɑ相與γ相，共2各固相，ɑ相（約540-740℃），γ相（約740-840℃）。 （2）（10分）575-610℃，將SiO3與PbO按照摩爾比3:2混合均勻，升溫到610℃以上，保溫，然后緩慢降溫到610℃以下，600℃以后快速降溫，防止3Bi2O3:2PbO分解。 （3）（15分）先后經(jīng)過液相、液相

18、+γ二相區(qū)、γ+β二相區(qū)、β+6:1二相區(qū)、6:1+3：2二相區(qū)、6:1+4:5二相區(qū)。 725℃，包晶反應(yīng)：L+γ=β 690℃，共析反應(yīng)：γ=β+6Bi2O3:PbO 610℃，包析反應(yīng)：β+6Bi2O3:PbO=3Bi2O3:2PbO 575℃，共析反應(yīng)：3Bi2O3:2PbO=6Bi2O3:PbO4Bi2O3:5PbO 六、*見2010年第十題。 中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2013年碩士學(xué)位研究生入學(xué)考試試題參考答案 （材料科學(xué)基礎(chǔ)） 一、單項(xiàng)選擇題（共30分，每題2分） 1.C 2.C 3.B 4.C *倍頻晶體具有光學(xué)倍頻效應(yīng)，即使光的波長變短頻率提高。

19、 5.C *玻璃是介穩(wěn)態(tài)的，含有過剩的內(nèi)能，有通過析晶降低內(nèi)能的傾向。晶化后的玻璃由于晶界的散射和反射，透光率降低。（可參考北工大材科基p68及清物p141-143） 6.A 7.A 8.B *高溫超導(dǎo)，即超導(dǎo)的臨界轉(zhuǎn)變溫度在液氮溫度（77K）以上。 9.B *滑移所需的力更小，更容易進(jìn)行。 10.B 11.B 12.B 13.B 14.B 15.B 二、判斷題（共10分） 1.F *NaCl晶胞中有4個(gè)Na和4個(gè)Cl。（見北工大材科基p51） 2.T *離子性制不同原子間電子的得失性質(zhì)，離子的電負(fù)性差越大，鍵的離子性越強(qiáng)。 3.F *金屬單質(zhì)的傳

20、導(dǎo)性需要用能帶理論解釋。（見北工大材科基p20） 4.T *離子極化后電子云較多的分布在正負(fù)離子之間，增加了鍵的共價(jià)性，隨著離子極化的加強(qiáng)，離子鍵也向共價(jià)鍵過渡。一般晶體共價(jià)成分增加時(shí)溶解度降低，如：AgF>AgCl>AgBr>AgI。 5.T *金屬鍵無飽合性。 三、 解：①立方晶系，立方體心 ②1個(gè)，2個(gè) ③r=34a=2.27A ④ρ=2MNa?a3=0.899g?cm3 ⑤體心立方（A2），h+k+l=奇數(shù)時(shí)消光，因此前3條譜線的衍射指標(biāo)為110，200，211。 *對(duì)于面心立方（A1）結(jié)構(gòu)，hkl全為奇或全為偶時(shí)消光。 四、 （1） A：冰III、冰I、和

21、液相三相共存 B：氣相 C：冰I和液相 （2） 熔化：500atm?r/r<15% 無限固溶體 15%30% 間隙化合物 ，升華：0.004atm。 五、 *可先根據(jù)離子半徑差來判斷是有限固溶體還是無限固溶體， 由此MgO-NiO為無限固溶對(duì)應(yīng)勻晶相圖a，MgO-CaO為有限固溶對(duì)應(yīng)有一定固溶度的共晶相圖b。（見北工大材科基p56） 第二步，根據(jù)熔點(diǎn)：MgO>NiO>CaO，判斷每個(gè)相圖中左右端點(diǎn)的物質(zhì)。（見清物p129） 答： （1）MgO-NiO二元相圖是a，MgO-CaO二元相圖是b（4分） （2）

22、A是MgO，B是NiO，C是MgO，D是CaO（6分） （3）MgO-CaO相圖（圖b）：T>T1，液相（1分）；T-T1，α相（D固溶體）開始從液相中生成，結(jié)晶開始（1分）；T2T2，液相L;T=T3，結(jié)晶開始，開始生成固溶體（1分）； T3

23、3T4應(yīng)在圖中標(biāo)出。 六、 1、壓電效應(yīng)：某些晶體材料按所施加的機(jī)械應(yīng)力成比例地產(chǎn)生電荷的能力。結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：無對(duì)稱中心。（2分） 熱釋電性：一些晶體可以由于溫度作用而使其電極化強(qiáng)度發(fā)生變化，稱為熱釋電性。 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：無對(duì)稱中心，極性晶體。 鐵電性：具有自發(fā)極化，并且自發(fā)極化的電偶極距在外電場(chǎng)下可以改變其趨向，甚至反轉(zhuǎn)。電極化規(guī)律符合點(diǎn)滯回線的材料具有鐵電性。結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：無對(duì)稱中心，極性晶體。 性能聯(lián)系：鐵電體必然是熱電體，熱電體必是壓電體，反之不一定。 2、又下列幾種主要途徑：每答出一條給2分。 （1）提高密度與純度。高純度→可減少雜質(zhì)引起的應(yīng)力集中（雜質(zhì)與基質(zhì)的大小和軟硬總有不同）

24、；高密度→減少孔洞對(duì)強(qiáng)度的影響。孔洞對(duì)強(qiáng)度的影響主要是通過減小負(fù)載面積； （2）提高抗裂能力與預(yù)加應(yīng)力→人為的預(yù)加應(yīng)力，在材料表面造成一層壓應(yīng)力，對(duì)裂紋起彌合作用，可以提高材料的抗拉強(qiáng)度。 （3）相變?cè)鲰g→利用多晶多相陶瓷的某些相成分在不同溫度下的相變，達(dá)到增韌的效果，統(tǒng)稱為相變?cè)鲰g。 （4）彌散增韌→在基體中摻入具有一定顆粒尺寸的微小細(xì)料，也可以達(dá)到增韌效果，稱為彌散增韌。 （5）其他手段，闡述有理就給分。 3、*見2011年第三、5題。 4、根據(jù)答題內(nèi)容靈活給分（ 每種表征手段滿分 5 分） （1）X射線衍射：利用X射線的衍射現(xiàn)象來分析材料的晶體結(jié)構(gòu)、晶格參數(shù)、晶體缺陷，是建

25、立在一定晶體結(jié)構(gòu)模型基礎(chǔ)上的間接方法。 （2）電子顯微術(shù)：包括TEM、SEM、STEM等，能夠高分辨率高倍數(shù)地觀察樣品表面形貌、微觀組織，或進(jìn)行同位分析。 （3）熱分析法：能快速準(zhǔn)確地測(cè)定物質(zhì)的晶型轉(zhuǎn)變、熔融、升華、分解等變化，幫助繪制相圖、研究材料的結(jié)構(gòu)性能。 七、 該擴(kuò)散屬于“半無限長物體的擴(kuò)散問題”， 菲克第二定律的誤差函數(shù)解為： Cx,t=Cs-(Cs-C0) erf?(x2Dt) （3分） 根據(jù)題意,式中：x=1mm=0.1cm，Cs=0.2wt%， C0=0，C(x，t)=0.044wt% 代入上式，得到erfx2Dt=0.78 查誤差函數(shù)表得：β=x2Dt=0.

26、868，式中：x=0.1cm，D=7.410-8cm/s（3分） 計(jì)算得到所需時(shí)間：t=4.484104s（12.45h）（1分） 八、*見2010年第十題。  中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2014年碩士學(xué)位研究生入學(xué)考試試題參考答案 （材料科學(xué)基礎(chǔ)） 一、單項(xiàng)選擇題（共20分，每小題2分） 1.A *獨(dú)立組分?jǐn)?shù)C = 組分?jǐn)?shù)-反應(yīng)式數(shù)，又有反應(yīng)：NH3(g)+H2Sg=NH4HS(s)，故C=3-1=2，?=2，f=C-?+2=2（詳見武漢理工版材科基p245） 2.D 3.B *平行于成分三角形某一條邊的直線，凡是成分位于該直線上的合金，它們所含的這條邊對(duì)應(yīng)頂點(diǎn)所代

27、表的組元含量為一定值。（見北工大版材科基p195） 4.B 5.D *BEC為直邊三角形→任意一個(gè)成分改變另外兩個(gè)都要變，也就意味在這個(gè)相區(qū)內(nèi)自由度f為1，故相數(shù)?為3，該相區(qū)為三相共存區(qū)（見北工大版材科基p209） 6.C 7.C 8.A *固溶體內(nèi)結(jié)構(gòu)是均勻的，只有一個(gè)相 9.B *固相反應(yīng)的速率與擴(kuò)散有關(guān)，而溫度越高擴(kuò)散速度越快固相反應(yīng)的速率也就越快。（見武漢理工版材科基p473） 10B 二、判斷題（共20分，每題2分） 1.T 2.F 3.F *乳濁效果與成分和燒成制度都有關(guān)系。（見清物p149） 4.T 5.F 6.T 7.F *具有

28、亞鐵磁性的尖晶石呈反尖晶石結(jié)構(gòu)。（見清物p289） 8.T *高價(jià)正離子不易被活化。 9.T 10.T 三、（10分） ΔH=ΔH(1)+ΔH(2)+ΔH(3)+ΔH(4)-ΔH(5) =90+122+418.9-348.8-703.5 =-421.4KJ/mol 四、（35分，每問5分） 1）La2O3，H-La2O3，X-La2O3； 2）大約20mol%（1均可）；大約2600℃（100均可）； 3）2040℃：X-La2O3ss2040℃ H-La2O3+L，偏晶反應(yīng)； 4）1910℃：L1910℃ CaOss+A-La2O3ss，共晶反應(yīng)； 5）Ca進(jìn)入L

29、a晶格，形成氧空位：2CaOLa2O3 2CaLa+2Oo+Vo?? 6）Ca進(jìn)入間隙位：3CaOLa2O3 2CaLa+3Oo+Cai?? 7）將La2O3加熱至2055℃以上保溫，完成固相反應(yīng)，然后淬火。 五、（12分） 答：根據(jù)題意，本擴(kuò)散系可視為穩(wěn)態(tài)擴(kuò)散體系，所以應(yīng)用菲克第一定律： JH2=J(H)2=D?cH?x2 由題： J(H2)=10-6mol/cm2/s，?cH?x=0.0110-010110-2=0.1mol/cm3/cm 代入上式得：D=210-5cm2/s 六、（13分） 答：根據(jù)題意，熱處理是，發(fā)生了C從金屬棒（1）通過焊接界面向（2）的擴(kuò)散。

30、 在化學(xué)勢(shì)梯度的作用下，C的擴(kuò)散速率可寫為： JC=-CcBc?μc?x C,式中：Jc為C的擴(kuò)散速度（mol/cm/s）,Cc為C的濃度，Bc為C在給定材料和條件下的遷移率，?μc?x為擴(kuò)散方向上C的化學(xué)勢(shì)梯度。 根據(jù)題意，焊接界面兩側(cè)金屬棒（1）和（2）中C濃度相等（0.4%C），（C在（1）和（2） 內(nèi)或三遷移率可以假定大致相等（即Bc（1）=Bc（2））。因此，C從金屬棒（1）通過焊接界面（2）發(fā)生的凈擴(kuò)散，說明：μc（1）>μc（2）。 比較金屬棒（1）和（2）的組成，金屬棒（1）位三元合金材料（Fe-0.4%C-4.0%Si）， 而（2）中沒有Si，所以，μc（1）>μ

31、c（2）緣于（1）中Si的存在導(dǎo)致C化學(xué)勢(shì)升高，或 合金元素Si使C的活度增大，使之?dāng)U散速率增大。 七、（15分） 1、材料具有完全抗磁性特征的零電阻導(dǎo)電行為成為超導(dǎo)電性。 2、材料可自發(fā)磁化，在磁場(chǎng)下顯示強(qiáng)磁性且當(dāng)外磁場(chǎng)移去后仍保留較高磁性的特性叫軟磁 性。 3、材料承受溫度急劇變化而不致破壞的能力。 4、物質(zhì)既具有波動(dòng)特征也具有粒子特征的現(xiàn)象叫波粒二象性。 5、應(yīng)變對(duì)應(yīng)力的延時(shí)性響應(yīng)，即應(yīng)變落后于應(yīng)力非彈性的現(xiàn)象。 八、（15分） 晶體中只有導(dǎo)帶中的電子或價(jià)帶頂部的空穴才能參與導(dǎo)電本征半導(dǎo)體的價(jià)帶和導(dǎo)帶之間隔著一個(gè)禁帶，在絕對(duì)零度下，無外界能量，價(jià)帶中的電子不可能躍遷到

32、導(dǎo)帶中去。如果存在外界作用（如熱、光輻射），則價(jià)帶中的電子獲得能量，可能躍遷到導(dǎo)帶中去，這樣，不僅在導(dǎo)帶中出現(xiàn)了導(dǎo)電子，而且在價(jià)帶中出現(xiàn)了電子留下的空穴。在外電場(chǎng)的作用下，導(dǎo)帶中的電子和價(jià)帶中的空穴可成為載流子，形成電導(dǎo)。（Si） P型半導(dǎo)體：在半導(dǎo)體硅中摻入三價(jià)元素，可得到P型半導(dǎo)體，這類元素有三個(gè)價(jià)電子，與硅形成共價(jià)鍵就少了一個(gè)電子，或者說出現(xiàn)了受主能級(jí)。此能級(jí)距價(jià)帶很近，能容納有價(jià)帶 激發(fā)上來的電子，在夾帶中留下了空穴。因此，價(jià)帶中的電子易被激發(fā)到受主能級(jí)。在外電場(chǎng)的作用下，價(jià)帶的空穴導(dǎo)電和本征導(dǎo)電機(jī)制形成P型半導(dǎo)體的電導(dǎo)。（MgO、NiO） 舉出至少1例材料實(shí)例。= 

33、 中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2015年碩士學(xué)位研究生入學(xué)考試試題參考答案 （材料科學(xué)基礎(chǔ)） 一、判斷題 1F 2F 3F 4T 5F 6T 7F 8T 9F 10F 11T *低溫時(shí)熱容主要取決于聲子熱容，按T趨于0 12T 13T 14T 15F *石英玻璃的α小，故熱穩(wěn)定性系數(shù)R=σf(1-μ)αE比較大，穩(wěn)定性好 二、填空題 1. 定向 電子 離子 2. 霍爾 電解 3. 完全 臨界轉(zhuǎn)變溫度 臨界電場(chǎng)強(qiáng)度 臨界電流密度 4. 電子極化 離子極化 偶極子轉(zhuǎn)向極化 5. 鐵磁性 順磁性 抗磁性 三 （1）石墨 *在規(guī)定溫度，標(biāo)準(zhǔn)壓

34、力p下，穩(wěn)定單質(zhì)生成1mol物質(zhì)時(shí)自由能的變化就是該物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成自由能ΔG，ΔG越小其能量越低，穩(wěn)定單質(zhì)的ΔG=0，能量最低。 （2）同壓、惰性氣氛下，加熱至相同溫度，質(zhì)量損失越小越穩(wěn)定或者質(zhì)量損失相同要求溫度越高越穩(wěn)定。 四、 （1）根據(jù)相圖，顯然是不可靠的，由日?？芍?，在常壓，273.16k時(shí)，水是固體狀態(tài)，大概為相圖中O點(diǎn)位置，零下20度時(shí)由相圖可知水為固體狀態(tài)，所以陳光標(biāo)的行為是不可靠的。 （2）需要很大的壓力（作一條垂直直線與冰水分界線相交的壓力點(diǎn)。） （3）既要受到低溫的折磨又要受到高壓的沖擊，可能會(huì)引發(fā)很多身體上的問題。 五、*參考武漢理工版材科基p309

35、 （1） M1HK M2L→A, F=2 IL→A+C, F=1 KL+C→D+A, F=0包共晶轉(zhuǎn)變L→A+D, F=1EL→A+D+B, F=0三元共晶轉(zhuǎn)變 六、E=E0(1-1.9P+0.9P2),P為氣孔率大小 七、參考教材 八、參考教科書P140 九、2016年考研的題目變成列舉你所知道的碳的同素異形體，并大概敘說其性 能。所以可能以后的最后一題都會(huì)改變，自己要多注意細(xì)節(jié)的積累。 紅 黃 紫 xl 中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2016年碩士學(xué)位研究生入學(xué)考試試題參考答案 （材料科學(xué)基礎(chǔ)） 一 判斷題 1、F 2、T 3、F 4、T *其

36、它條件一定，釉層厚度越大應(yīng)力越小。 5、T *裂紋拓展時(shí)釋放的彈性應(yīng)變能要大于新產(chǎn)生表面的表面能，裂紋生長才能進(jìn)行。 6、F 7、T 8、F *莫氏硬度是通過兩種材料誰能在誰表面產(chǎn)生劃痕來比較的，布氏、洛氏、維氏硬度是通過壓痕面積的大小來確定材料硬度。（清物p79-81） 9、T 10、F 二 名詞解釋 1、 晶格滑移：晶體的一部分相對(duì)于另一部分發(fā)生的平移滑動(dòng)。 2、 霍爾效應(yīng)：沿式樣 x 軸方向通入電流 I，Z 軸方向加一磁場(chǎng)，那么在 Y 軸方向?qū)a(chǎn)生一 電場(chǎng)，這一現(xiàn)象稱為霍爾效應(yīng)。 3、 介點(diǎn)強(qiáng)度：介電強(qiáng)度是材料抗高電壓而不產(chǎn)生介電擊穿能力的量度 4、 鐵電體

37、：在一定溫度范圍內(nèi)含有能自發(fā)極化，并且極化方向可隨外加電場(chǎng)作可逆轉(zhuǎn)動(dòng)的晶體。 5、 反鐵磁性：指由于交換作用為負(fù)值，電子自旋反向平行排列，在同一子晶格中有自發(fā)磁 化強(qiáng)度，電子磁距是同向排列，在不同晶格中，電子磁距反向排列，大小相同，使整個(gè)晶體的M為0。 6、 熱穩(wěn)定性：指材料承受溫度急劇變化而不致破壞的能力。 7、 磁致收縮：鐵磁物質(zhì)磁化時(shí)，沿磁場(chǎng)方向發(fā)生長度的縮短的現(xiàn)象。 賽（西）貝克：溫差→電 應(yīng)用：測(cè)溫度，溫差發(fā)電 帕爾貼： 電→溫差 制冷 8、 塞貝克效應(yīng)：指在兩種不同導(dǎo)電材料構(gòu)成的閉合回路中，當(dāng)兩個(gè)接點(diǎn)溫度不同時(shí)，回路中產(chǎn)生的電勢(shì)使熱能轉(zhuǎn)變?yōu)?/p>

38、電能的一種現(xiàn)象。 *注意相關(guān)的概念 三 簡述題 1 *見清華版材料物理性能p2 2 磁光效應(yīng)是指強(qiáng)磁場(chǎng)對(duì)光和物質(zhì)的相互作用的影響 法拉第效應(yīng) 塞曼效應(yīng) 科頓-穆頓效應(yīng) 3 見2012年四、3 4 間隙 填隙 空位 5 公式見課本 條件：第一：穩(wěn)態(tài)擴(kuò)散 濃度不隨時(shí)間變化 第二：非穩(wěn)態(tài)擴(kuò)散 D不隨濃度變化 四 見2011年 五 不同意。因?yàn)闊崃W(xué)第二定律說：不可能把熱從低溫物體傳到高溫物體而不產(chǎn)生其他影響或者不可逆熱力過程中熵的激增總是大于0。出現(xiàn)生物與空調(diào)制冷及晶體生長一樣是局部熵減少，系統(tǒng)熵增加。生物生長都要能量，消耗有序能或者低熵能源（如食

39、物），產(chǎn)生無序能。 六 1 見北工大版材科基p54 2 MgO:面心立方。O2-做面心立方堆積，Mg2+填入全部的八面體間隙（參考氯化鈉結(jié)構(gòu)） Al2O3：密排六方（hcp）O2-做六方緊密堆積，Al3+填入2/3的八面體間隙 3 見武漢理工版材科基固相反應(yīng)部分 七 見2011年 八 不會(huì) 九 石墨 金剛石 石墨烯 碳納米管 富勒烯等 結(jié)構(gòu)：二維薄膜狀結(jié)構(gòu) 性質(zhì)：高強(qiáng)度柔韌性，透明且吸光率高，導(dǎo)電性好 應(yīng)用：1、代替硅制作處理器 2、新能源電池 3、感光元件 石墨烯 結(jié)構(gòu)：一維管狀結(jié)構(gòu) 性質(zhì)：力學(xué)性能好，硬度高，導(dǎo)電導(dǎo)熱性好 應(yīng)用：1、儲(chǔ)氫容器 2、制作高強(qiáng)度的復(fù)合材料 3、制成透明導(dǎo)電薄膜 碳納米管 版權(quán)所有 請(qǐng)不要外傳