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材料化学复习题

一单项选择

1.按材料所含的化学物质的不同将材料分为四类，正确的是：( )

(A) 建筑材料、信息材料、能源材料、航空航天材料；

(B) 功能材、结构材料、金属材料、信息材料；

(D) 金属材料、非金属材料、建筑材料、能源材料；

2.下例属于复合材料的是：( )

(A) 钢铁材料(B) 陶瓷材料(C) 橡胶(D) 玻璃钢

3.下列不属于现代高分子三大合成材料的是：( )

(A) 塑料(B) 橡胶

4.现代高分子三大合成材料是国防建设及人民生活中必不可少的重要材料，以下选项中不属于现代高分子三大合成材料的是：( )

(A) 塑料(B) 橡胶

5.对下列四类(金属、非金属、高分子、复合)材料分类或定义正确的是：( )

(A) 金属(有色和无色金属)

(B) 非金属(非金属陶瓷材料，新型结构陶瓷材料)

(D) 复合材料(把金属、陶瓷材料的优点，两两结合而得的材料)

6.现代材料的发展趋势不包括下列哪一项？( )

(A) 结构材料功能化(B) 功能材料智能化

7.材料化学是一门研究什么的学科：( )

(A) 材料的发展趋势

(B) 材料来源及材料发展趋势

(D) 研究金属材料、高分子材料、复合材料的结构与性质之间的关系

8.有机材料无机化是将材料的：( )

(A) 结构、材料的优势互补(B) 将其功能作用自控、自动化

9.哪位德国化学家首先提出了聚合物一词，由此奠定了现代高分子材料科学的基础：( )

(A) 焦耳(B) 斯掏丁格

10.被称为现代高分子三大合成材料包括合成纤维、塑料以及：( )

(A) 涂料(B) 黏合剂(C) 陶瓷(D) 橡胶

11.下列不属于按材料所含化学物质对材料分类的是：( )

(A) 金属材料(B) 非金属材料

12.下列不属于现代高分子合成材料的是：( )

(A) 塑料(B) 水泥

13.在有色金属中，用得最多的是：( )

(A) 钛及钛合金(B) 铜及铜合金

14. 人类大约是在公元前多少年进入青铜器代的？( )

(A) 3000 (B) 4000

15.根据材料所含物质的不同，材料的分类不包括下列选项中的那一项：( )

(A) 复合材料(B) 金属材料

16.下列材料中何种属于高分子材料：( )

(A) 半导体(B) 光纤

17.按照材料使用性能可将材料分为：( )

(A) 结构材料功能材料(B) 金属材料信息材料

18.下列对于非金属材料特性说法错误的是：( )

(A) 硬度小(B) 耐高温

19. 称为第一代复合材料的是：( )

(A) 聚合物基复合材料(B) 金属基复合材料

20.我们使用结构材料，主要用的是它的哪方面的性能：( )

(A) 光学性能(B) 磁学性能

21.材料的有效性总体上取决于对三个层次的结构因素，以下哪个是错误的：( )

(A) 分子结构(B) 晶体结构

22. 在以下几种常见的物质中，哪一个属于材料：( )

(A) 空气(B) 海水

23. 称为第二代复合材料的是：( )

(A) 聚合物基复合材料(B) 碳纤维增强聚合物

24. 下列各组金属中，全都属于轻有色金属的是：( )

(A) 钙汞铝(B) 钙铝钠

25.在1073℃时，下列能用C还原的单质是：( )

(A) Mn、Fe、Ni (B) Na、Zn、Co

26. 下列不属于合金的基本类型的是：( )

(A) 低共熔混合物(B) 金属固溶体

27.下列物质能和碱反应的是：( )

(A) Mg、Zn (B) Al、Zn

28.在金属提炼的方法中，不包括：( )

(A) 热分解法(B) 热还原法

29.按照导电和导热能力由大到小的顺序正确的是：( )

(A) Au、Ag、Cu (B) Sn、Pb、Hg

30.下列不属于高炉中的的焦碳的三方面的作用的是：( )

(A) 作为还原剂(B) 作为氧化剂

31. 下列说法正确的是：( )

(A) 金属都有延展性

(B) 金属的内聚力可以用它的升华热来衡量

(D) 低共熔合金是两种金属的非均匀混合物，它的熔点总比任一纯金属的熔点要高

32.普通黄铜在什么介质中，易产生腐蚀导致的自裂现象：( )

(A) 氮(B) 氨

33.在液面上，某一小面积S周围表面对S有表面张力，下列叙述不正确的是：( )

(A) 表面张力与液面垂直；

(B) 表面张力与S的周边垂直；

(D) 表面张力的合力在凸液面指向液体内部(曲面中心)，在凹液面指向液体外部。

34.在锅炉用水中加入少量磷酸钠，防止锅炉的腐蚀作用的保护方法属于：( )

(A) 覆盖保护法(B) 改变内部组织结构

35 FeZn7的晶格类型是：( )

(A) 体心立方晶格(B) 六方晶格

36. 活泼金属一般采用下列哪种方法制备? ( )

(A) 热分解法(B) 热还原法

14.以下金属的晶体结构都属于A2型的有：( )

(A) Li Rb Ti Cr Fe (B) Li Ti Cr Cu Mg

37.下列金属保护方法中，何者属于覆盖保护层法？( )

(A) 加缓蚀剂(B) Fe表面上镶嵌Zn快

37.下列哪种金属硬度最高：( )

(A) 钨(B) 铬

38. 下列对金属的物理性质表述正确的是：( )

(A) 熔点最高的金属是钨(B) 锑、铋、锰有良好的延展性

39.下列金属密度最小的是：( )

(A) Na (B) Li (C) Cu (D) Al

40. FeZn7的价电子数和原子数分别为：( )

(A) 14；8 (B) 15；8 (C) 14；6 (D) 15；10

41.下列几种金属单质中导电性最好的是：( )

(A) 银(B) 铜(C) 铁(D) 铝

二单项选择

1. 下列不属于简单氧化物非金属材料的晶体结构的是：( )

(A) NaCl型结构(B) CsCl型结构

2. 在陶瓷的制备过程中，烧结的目的是：( )

(A) 除去坯体内所含溶剂(B) 除去坯体内粘结剂

3. 下列材料不属于共价晶体的是：( )

(A) MgO (B) 金刚石

4.下列不属于陶瓷材料显微结构的组成的是：( )

(A) 玻璃相(B) 晶相

5. 下面哪一项中所列的物质，全都是NaCl型结构？( )

(A) MgO，CaO，SrO，BaO，FeO；(B) SnO2，CaO，SrCl，BaO，Fe2O3；

6. 水泥的凝结硬化过程不包括下列哪个时期：( )

(A) 溶解期(B) 胶化期

7.陶瓷的烧结过程中最关键的步骤是：( )

(A) 蒸发期(B) 氧化物分解和晶型转化期

8.以下氧化物都为CaF2型结构的是：( )

(A) ThO2、CeO2、PrO2、MgO (B) ThO2、ZrO2、NpO2、FeO

9. 大多数无机非金属材料中的晶相都属于：( )

(A) 分子晶体(B) 原子晶体

10. 正、负离子之间的静电作用力称为：( )

(A) 离子键(B) 金属键

11. 下列不是水泥的主要成分的是：( )

(A) 二氧化硅(B) 氧化钙(C) 碳酸钠(D) 氧化铝

12.“在离子晶体中，阴离子半径通常大于阳离子半径，阴离子在阳离子周围组成配位多面体，阴离子的配位数决定于阴、阳离子半径之比”。这属于以下哪个规则的内容：( )

(A) 配位多面体规则(B) 电价规则

13. 下列特种陶瓷中应用最广泛的是：( )

(A) SiC (B) Si3N4

14.物质表现出来的耐冲击性和耐热性是属于界面机能的哪种效应：( )

(A) 传递效应(B) 阻断效应

15. 硅是地壳中含量最多的元素，以下何种不是常用的提纯硅的方法？( )

(A) 三氯化硅还原法 (B) 四氯化硅还原法

16. 下列不属于水泥材料优点的是：( )

(A) 具有良好的粘结性(B) 硬化过程中对砖瓦、钢骨等有很强的粘和力

17. 下列各组物质均属于硅酸盐工业产品的是：( )

(A) 陶瓷、水泥(B) 单晶硅、玻璃

18.下列反映类型不属于加成聚合反应的是：( )

(A) 游离基加聚反应(B) 离子型加聚反应

19.高聚物按层次可分为三级结构，以下不属于一级结构的是：( )

(A) 高分子链节的化学结构(B) 空间结构

20. 不属于影响高分子链柔顺性的因素是：( )

(A) 主链的结构、长短及交联度的(B) 分子间作用力

21. 对游离基加聚反应特征说法正确的是：( )

(A) 一般是可逆反应(B) 在反应中单体浓度逐渐减少

22. 下列不属于高分子材料的是：( )

(A) 塑料(B) 橡胶(C) 涂料(D) 玻璃钢

23. 不属于游离基加聚反应的是：( )

(A) 链增长(B) 链引发(C) 链终止(D) 链断裂

24. 对聚合物的相对分子量进行控制，采用措施不当的是：( )

(A) 改变原料的当量比

(B) 向反应体系中加入单官能团的活性物质

(D) 生产尼龙6时常采用乙酸来控制生成产物的相对分子量

25. 下列说法不正确的是：( )

(A) 高分子材料主要是指五大合成材料—塑料、橡胶、化学纤维、涂料、粘合剂；

(B) 缩聚反应区别于加聚反应最主要的特征是大分子链的增长是一个逐步的过程；

(D) 高分子材料老化机理主要是游离基的反应过程；

26.以下属于可逆缩聚反应的是：( )

(A) 氧化脱氢缩聚反应(B) 重合聚合反应

27. 列有关加聚反应说法错误的是：( )

(A) 绝大多数是不可逆反应。(B) 在整个反应中单体浓度逐渐减小。

28. 下列方法不属于用表面剂处理玻璃纤维的是：( )

(A) 前处理法(B) 后处理法

29.聚合物的界面层的大致结构不包括：( )

(A) 界面的结合力(B) 界面的区域

30.不是金属基纤维复合材料的界面结合形式的是：( )

(A) 物理结合(B) 凝结

31对氮化硅特点说法正确的是：( )

(A) 强度低，硬度大，不耐腐蚀，抗氧化，抗热振性

(B) 强度高，硬度小，耐腐蚀，不抗氧化，抗热振性

(D) 强度高，硬度大，不耐腐蚀，不氧化，抗热振性

32.在复合材料中，基体和增强物通过何种形式结合在一起的？( )

(A) 分子力(B) 化学键

33.水的存在常使界面结合力：( )

(A) 增强(B) 无影响

34.“填充剂被液体树脂良好浸润是极其重要的”是下列哪个理论的主要观点：( )

(A) 化学键理论(B) 界面浸润理论

35. 下列哪一项不常用于碳纤维表面处理的方法是：( )

(A) 还原法(B) 沉淀法

36. 下列说法不正确的是：( )

(A) 复合材料中的界面是一个多层结构的过渡区域

(B) 界面很小，没有尺度

(D) 在界面上发生的抗电性、电感应性等是界面的不连续效应现象

37.下列哪些材料具有界面效应：( )

(A) 复合材料(B) 金属材料

38. 下列界面作用机理理论对聚合物基的石墨碳纤维复合材料较为适合的是：( )

(A) 扩散层理论(B) 物理吸附理论

三填空

1．在分子结构层次上研究材料的合成、制备、理论，以及分子结构和聚集态结构、材料性能之间关系的科学，属于的研究范畴；在分子聚集态结构的基础上研究分子的

和、之间关系的规律性，以及的结构物理学基础的科学，属于；研究材料的与

之间关系的科学，属于材料工程的研究范畴。这三个层次综合起来都属于的研究领域。

2.当今国际社会公认，、和是现代文明的三大支柱。

3.材料化学既是材料科学的一个、也是材料科学的。

4.材料化学是研究材料的、、、的一门科学。

5.当今材料的发展趋势是：有机材料、结构材料、功能材料、尖端技术。

6.高分子材料是的大分子化合物。

7.按照材料的使用性能，可把材料分为和。

8.材料是人类赖以生存的物质基础，但其原始基础在于构成它们的功能分子的及其。

9.功能材料的使用性能主要是等性能。

10.复合材料的种类主要有：、、以

及等。

11. 人类制造的第一种材料是，大约是在时代制成的，距今约年。恩格斯将其评价为。

12. 右图是Sn(A)-Pb(B)相图，请填充下列各空：

a是；b是；

C是；d是；

e是面；f是；

E点是；

CED线是。

13. 图为三种固体的X-衍射图其中

图是单晶样品；图是

多晶样品；图是非晶样品。；

14. 指出图中标出晶面的晶面指标其中

图A ；图B ；图C 。

15．Al2O3在MgO中：（1）Al.Mg代表，（2）“ .”表示，（3）V"Mg代表，（4）“ " ”表示；（5）O O代表-。

16. 生成无限固溶体的四个条件是：(1) ；

(2) ；(3) ；(4) 。

17.金属的精练的方法有：、和。

18. 金属防腐中的覆盖保护法可包括、和。

19.冶炼钢铁时高炉中的焦碳的作用有：(1) ；(2) ；

(3) 。

20. 根据腐蚀原理，常用于钢铁的四大防腐方法是：(1) ；

(2) ；(3) ；(4) 。

21.金属通常分为和两大类。

22.有色金属可按其密度、价格、在地壳中的储量和分布情况以及被人类发现和使用的早晚等分为以

下五类：①；②；③；

④；⑤。

23.提炼金属一般经过三大步骤：，和。工业上要制取不含碳的金属和某些稀有金属，常用的还原法是。

24.钢铁中Wc%：叫生铁，的叫纯铁，在两者之间的称

为；

钢中Wc%：称低碳钢，介于的称中碳钢，称高碳钢。

25. 铁有三种同素异形体，小的碳原子可嵌入它们的空隙中，形成四种物相的金属间隙结构：(1) ；(2) ；(3) ；

(4) 。

26.金属化合物可分为和两类。

27.在人类已发现的106种元素中有金属元素种。

28.在金属的腐蚀过程中，伴有电流产生的是，没有电流产生的是。

29.立方体心密堆积的空间利用率为___ __ ___ _。

30. 水泥凝结硬化过程可分为、和三个阶段。

31.在坯体烧结的蒸发期，其主要目的是排除。

32.陶瓷材料具有、、、、、和、等特点。

33. 共价键的材料具有以下特点：、、、。

34. 非金属材料是以、、结合在一起的。

35石英不受以外的所有无机酸的腐蚀。

36 陶瓷材料主要由、和所组成。

37特种陶瓷区别于普通陶瓷的主要特征是：

(1) ；

(2) 。

38 在化合物MgO中，离子键所占的比例是。

39.高分子链的大小可以用所含链的或用来表征，它对高聚物的物理性能有很大的影响。

40.超纯硅的制备的方法有、以及。

41 有机高分子材料是指、、、和五大合成材料。

42 决定高分子材料耐老化性能好坏的基本因素是高分子材料本身的

和。

44高分子一般是指，甚至更大的分子。

45 加成聚合合成高分子材料，按其反应历程不同，可分为三种类型：

(1) ；

(2) ；(3) 。

46.根据右图所示平面点阵结构图形回答问题：

1）在图中抽象出相应的平面点阵；

2）在图中画出正当点阵单位；

3）点阵型式为

4）每个结构其基元含有个、个；

5）的坐标为：的坐标为：。

a (cos α-cos α0)= h λ a (S - S 0) = h λ

47．劳埃(Laue)方程： b (cos β-cos β0)= k λ 或 b (S - S 0) = k λ h ,k, l = 0,±1,±2,… ，其中a 、 c (cos γ-cos γ0)= λl c (S - S 0) = lλ

b 、

c 为，S 0 和S 分别为和，λ为，h ,k, l 为。

四简述

1. 简述用悬浮区域熔融法提纯硅。

2．简述L.Paoling 规则中“第三规则”的要义。

3． SiC 、Si 3N 4是特种陶瓷材料，它们有些什么特点？又有些什么重要的应用？

4．简述钻石的分级(4C)

5．简述无规则网络学说

6．简述桥氧

7. 简要叙述关于材料的三种主要的分类方法：

8. 材料和原料的定义分别是什么？两者本质有何区别？

9．简述固熔强化

10．什么是塞龙固溶体？

11. 你觉得合金的性质与纯金属相比有哪些改变？哪一类应用更广泛?

12. 铁有α-Fe 、γ-Fe 、δ-Fe 三种同素异构体。简述这三种同素异构体的结构特征及它们之间的相互转化关系。

13. 什么是奥氏体、马氏体、铁素体和渗碳体？它们有些什么结构特征？

14. 将金属的正离子视为等径圆球，则所谓“A1”最密堆积指的是什么？

15. 将金属的正离子视为等径圆球，则所谓“A3”最密堆积指的是什么？

16. 什么是珠光体、莱氏体？它们有些什么结构特征

17. 什么是金属的组织

18.无规则网络学说

19游离基加聚反应主要由哪四个步骤组成？每个步骤所起的作用是什么。

20. 控制聚合物的相对分子质量的措施有哪些？这些措施是怎样实现对聚合物的相对分子质量进行控制的？

21. 试述配位聚合反应链增长的机理

22. 何为聚合物的老化？有哪些措施可以防止聚合物老化？

23．试述高分子材料的硫化

24. 聚合物无规线团模型

五作业参考答案

P68

4.根据右图所示平面点阵结构图形回答问题：

答：

1）平面点阵结构抽象出相应的平面点阵如下图（左），

为点阵点。

2）正当点阵单位如上图（右），虚线所示。

3）点阵型式为平面四方。

4）每个结构基元包含3个 4个

5）每个正当点阵单位中含1个结构基元，各球的位置为：

：0, 0；?, 0；?, ?；

：?, ?；?, ?；?, ?；?, ?

18. 论证具有面心点阵的晶体，指标 hkl 为奇偶混杂的衍射其衍射强度一律为 0.

解：

对面心晶体，可知，在（0，0，0），（0，1/2，1/2），（1/2，0，1/2），（1/2，1/2，0）处有相同原子。 F hkl = f j e 2πi (hx j + ky j + lz j )

= f [e 2πi (0+0+0) + e 2πi (0h +1/2k +1/2l )+ e 2πi (1/2h +0k +1/2l )+ e 2πi (1/2h +1/2k +0l )]

= f [1 + e πi (k +l )+ e πi (h +l )+ e πi (h +k )]

= f [1+ cosπ(k +l )+i sinπ(k +l )+cosπ(h +l )+i sinπ(h +l ) cosπ(h +k )+i sinπ(h +k )]

= f[1+ cosπ(k+l)+cosπ(h+l)+cosπ(h+k)]

当hkl为奇偶混杂时，即有：(h=2n+1，k=2n，l=2n)；(h=2n，k=2n+1，l=2n)；(h=2n，k=2n，l=2n+1)；(h=2n，k=2n+1，l=2n+1)；(h=2n+1，k=2n，l=2n+1)；(h=2n+1，k=2n+1，l=2n)等多种组合。

对于任一组合如：(h=2n+1，k=2n，l=2n+1)

cosπ(h+k)]=cosπ(2n+1+2n)=-1，cosπ(k+l)=cosπ(2n+2n+1)=-1

cosπ(h+l)=cosπ(2n+1+2n+1)=1故F hkl=0，出现消光其衍射强度一律为0

19. 论证具有体心点阵的晶体，指标h+k+l = 奇数的衍射其结构振幅︱F hkl︱= 0.

解：

对体心晶体，可知，在（0，0，0），（1/2，1/2，1/2）处有相同原子。

F hkl = f j e2πi(hx j + ky j + lz j)

= f [e 2πi(0+0+0) + e 2πi(1/2h+1/2k+1/2l)]

= f[1+ cosπ(h+k+l)+i sinπ(h+k+l)]

= f [1+ cosπ(h+k+l)]

当h+k+l=奇数时，cosπ(h+k+l)]=-1，故F hkl=0，出现消光。

22、已知某立方晶系的晶体其密度d=2.16g?cm-3，化学式量为58.5，用λ=1.542?的单色X射

线，直径为57.3mm的粉末照相机，摄取了一张粉末图，从图上量得衍射为220的一对粉末弧线间距2l=44.6mm。求算晶胞参数a及晶胞中按化学式为单位的“分子数”Z值。

解：

答:晶胞参数a为5.744? ，分子数Z为4。

23、用Cu靶的Kα (λ = 1.54?)和直径为57.3mm的照象机拍摄钨的粉末图。从X射线的出口处顺次量取衍射环线离出口的距离l。试确定钨的点阵型式、晶体常数以及每个晶胞中所含原子的数目(已知钨的密度＝19.3克／厘米3)。

线号 1 2 3 4 5 6 7 8

l(mm) 20.13 29.18 36.60 48.51 50.32 57.46 65.58 76.69

解:

(1)、由公式4θ=2L/R×180/л得出θ=L/2R×180/л

因为实际比值是2:4:6:8:10:12:14:16，所以是立方体心的点阵型式。

(2)、由公式Sin2θ=(λ/2a)2·(h2+k2+l2)得出

a=λ(h2+k2+l2)1/2/(2sinθ)=1.54×(12+12+02)1/2/(2sin20.13)=3.17(?) 所以晶体常数a = 3.17 ?

(3)、由公式D=nM/VN0得出

n=DVN0/M=D×a3×N0/M =19.3 ×(3.17 ×10-8) 3×6.02×1023/183.85=2

即每个晶胞中所含原子的数目是2

P105

1．天然或绝大部分人工制备的晶体都存在各种缺陷，列如，在某种氧化镍晶体中就存在这样的缺陷；一个Ni2+空缺，两个Ni2+被两个Ni3+所取代，其结果是晶体仍然凭电中性，但化合物中Ni与O的原子个数比发生了变化。度计算样品组成为Ni0.97O 时该晶体中Ni3+与Ni2+的离子数之比。

解：Ni2O3NiO V''Ni2+ + 2Ni·Ni2++3O O

n Ni2++n Ni3+=0.97 2n Ni2++3n Ni3+=2

n Ni3+/n Ni2+=6/91

答：组成为Ni0.97O时该晶体中Ni3+与Ni2+的离子数之比为：6/91。

2．已知氧化铁Fe x O(富氏铁)为氯化钠型结构，在实际晶体中，由于存在缺陷，x＜1。

今天有一批氧化铁，测得其密度为5.7g·cm-3，用Mo Kα射线（λ=71.07pm）测得其面心立方晶胞衍射指标为200的衍射角θ=9.056°(Sinθ=0.1661，Fe的相对原子质量为

55.85)。

（a）计算Fe x O的面心立方晶胞参数；

（b）求x值；

（c）计算Fe2+和Fe3+各占总铁量的质量分数；

（d）写出标明铁的价态的化学式。

解：(a) 2d hkl Sinθ=λ，对于面心立方晶胞有：

d hkl=a/(h2+k2+l2)1/2

故：a = λ(h2+k2+l2)1/2/2Sinθ

= 71.07(22+02+02)1/2/(2×0.1661)pm

=427.87pm

(b)Z=DVN0/M=D×a3×N0/M ,面心立方Z=4

M=DVN0/Z=D×a3×N0/M

=5.7×(4.279×10-8)3×6.02×1023/4

=67.2

M Fe x O=55.85x+16.0

x=0.92

n Fe2+=0.76，3n Fe3+=0.16

W Fe3+/W Fe=n Fe3+/n Fe2++n Fe3+

W Fe2+/W Fe=82.6%；W Fe3+/W Fe=17.4%

(d) FeO·0.2Fe2O3

3．N iO晶体为NaCl型结构，将它在氧气中加热这，部分Ni2+将氧化为Ni3+，成为Ni x O(x ＜1)。今天有一批Ni x O，测得其密度为6.47g·cm-3，用波长为λ=154pm的X射线通过粉末法测得其立方晶胞111衍射指标的θ=18.71°(Sinθ=0.3208，Ni的相对原子质量为58.70)。

（a）计算Ni x O的立方晶胞参数；

（b）算出x值，写出标明Ni的价态的化学式；

（c）在Ni x O晶体中，O2-的堆积方式怎样？Ni在此堆积中占据哪种实空隙？占有率（即占有分数）是多少；

（d）在Ni x O晶体中，Ni—Ni间最短距离是多少。

解：(a) 2d hkl Sinθ=λ，对于面心立方晶胞有：

d hkl =a /(h 2+k 2+l 2)1/2

故：a = λ(h 2+k 2+l 2)1/2/2Sin θ

= 154(12+12+12)1/2/(2×0.3208)pm

=415.7pm

（b ）Z =DVN 0/M =D ×a 3×N 0/M ,面心立方Z =4

M =DVN 0/Z =D ×a 3×N 0/M

=6.47×(4.157×10-8)3×6.02×1023/4

=69.9

M Ni x O =58.70x +16.0，

x=0.92

化学式：NiO·0.2Ni 2O 3

（c ）O 2-的堆积方式为立方最紧密堆积A 1， Ni 在此堆积中占据其中的八

面体空隙，占有率为92%

（d ） d Ni —Ni = (2a 2)1/2/2 = 21/2a /2=1.414×415.7pm/2=293.9pm

7. 参考教材P97

P115

7. 用分娄坐标表示ccp 晶胞中四面体空隙中心和八面体空隙中心的位置。

答：四面体中心：（1/4，1/4，1/4），（1/4，3/4，3/4）（1/4，3/4，1/4）；（1/4，1/4，3/4），

（3/4，1/4，1/4），（3/4，3/4，1/4）（3/4，1/4，3/4）；（3/4，3/4，

3/4），

八面体中心：（0，0，1/2），（0，1/2，0），（1/2，0，0），（1/2，1/2，1/2）

8．按晶体的等径圆球密堆积模型，若球的直径不变当单质Fe 从ccp 转变为bcp 时计算体积膨胀了多少？X 射线衍射实验测定在912℃时α-Fe 的a =289.2pm,γ-Fe 的 a =363.3pm, 从γ-Fe 转变为α-Fe 时，其体积膨胀了多少？比较实验与计算结果，说明其差别原因。答 ccp ：21/2a ccp = 4r ， a ccp = 23/2r

V ccp

胞= a ccp 3 =29/2r 3

bcp ：31/2

a bcp = 4r ，a bcp = (4/31/2)r

V bcp 胞= a bcp 3 = (4/31/2) 3 r 3

V 球=（4πr 3/3)× 4 = 16πr 3/3

体积膨胀：2V bcp

胞/ V ccp

胞= 2×(4/31/2)3 r 3/ (29/2r 3) =1.0887 实验值为：（2×289.23) /363.33=1.0088

其差异的的主要原因在于两种结构的配位数不同，前者为12，后者为8，配位数的差异导致金属原子半径稍有不同。

10．已知金属镍为A1型结构，原子间接触距离为249.2pm ，请计算：

（1）Ni 立方晶胞参数；

（2）金属镍的密度；

（3）画出（100），（110），（111）面上原子能的排列方式并计算面上距离最近的原子间距。

答：（1）a ccp = 23/2r =23/2

249.2/2 =352.4pm

（2）d=N×M /[(352.4×10-10)3×6.02×1023] =8.908g/cm

3 (3)

三个面上原子间最近原子间距均为249.2pm

14．最近发现含镁、镍和碳三种元素的晶体具有超过导性。鉴于这三种元素都是常见元素，从而引起广泛关注。该晶体结构可看作由镁原子和镍原子一起进行（面心）立方最密堆积（ccp ），它们排列有序，没有相互代换的现象（即没有平均原子能或统计原子）它们构成两种八面体空隙，一种由镍原子构成，另一种由镍原子和镁原子一起构成，两种八面体空隙的数量比为1:3，碳原子只填充在镍原子构成的八面体空隙中。

材料物理与化学历年复试笔试题(重要)

华工材物化复试笔试题 2010年 1、一个人海中溺水，救生员离海有一距离，救生员在水中、陆地上的速度不一样，找一最快路线。 2 、列举生活常见的发光显示器，并说明主要特征。有机发光显示器（OLED，Organic Light Emitting Display）是一种利用有机半导体材料制成的、用直流电压驱动的薄膜发光器件，OLED显示技术与传统的LCD 显示方式不同，无需背光灯，采用非常薄的有机材料涂层和玻璃基板，当有电流通过时，这些有机材料就会发光。而且OLED显示屏幕可以做得更轻更薄，可视角度更大，并且能够显著节省电能。OLED的工作原理十分简单，有机材料ITO 透明电极和金属电极分别作为器件的阳极和阴极，在一定电压的驱动下，电子和空穴分别从阴极和阳极注入到电子和空穴传输层，电子和空穴相遇形成激子，使发光分子激发而发出可见光。根据使用的有机材料不同，OLED又分为高分子OLED和小分子OLED，二者的差异主要表现在器件制备工艺上：小分子器件主要采用真空热蒸发工艺；高分子器件则采用旋转涂覆或喷涂印刷工艺。特点： 1.薄膜化的全固态器件，无真空腔，无液态成份； 2. 高亮度，可达300 cd/m2以上； 3.宽视角，上下、左右的视角宽度超高170度； 4.快响应特性，响应速度为微秒级，是液晶显示器响应速度的1000倍； 5.易于实现全彩色； 6.直流驱动，10V以下，用电池即可驱动； 7.低功耗； 8.工艺比较简单，低成本； 9.分辨率；10.温度特性，在-40℃~70℃范围内都可正常工作。 3 、发光二极管原理，光电二极管的原理（1）发光二极管（LED）由镓（Ga）与砷（AS）、磷（P）的化合物制成的二极管，当电子与空穴复合时能辐射出可见光，因而可以用来制成发光二极管。在电路及仪器中作为指示灯，或者组成文字或数字显示。磷砷化镓二极管发红光，磷化镓二极管发绿光，碳化硅二极管发黄光。它的基本结构是一块电致发光的半导体材料，置于一个有引线的架子上，然后四周用环氧树脂密封，起到保护内部芯线的作用，所以LED的抗震性能好。发光二极管的核心部分是由P型半导体和N型半导体组成的晶片，在P型半导体和N型半导体之间有一个过渡层，称为PN结。在某些半导体材料的PN结中，注入的少数载流子与多数载流子复合时会把多余的能量以光的形式释放出来，从而把电能直接转换为光能。PN结加反向电压，少数载流子难以注入，故不发光。这种利用注入式电致发光原理制作的二极管叫发光二极管，通称LED。当它处于正向工作状态时（即两端加上正向电压），电流从LED阳极流向阴极时，半导体晶体就发出从紫外到红外不同颜色的光线，光的强弱与电流有关（2）光电二极管（Photo-Diode，PD）是将光信号变成电信号的半导体器件，由

材料化学期末考试试卷

2013年材料化学期末考试试卷及答案一、填空题（共10 小题，每题1分，共计10分） 1、材料按化学组成与结构一般可分为金属材料、无机非金属材料、聚合物材料和复合材料四大类。 2、材料化学是关于材料的结构、性能、制备和应用的化学。 3、材料的结构一般可分为微观结构、介观结构和宏观结构三个层次来研究。 4、元素的原子之间通过化学键相结合，不同元素由于电子结构不同结合的强弱也不同。其中离子键、共价键和金属键较强；范德华键为较弱的物理键；氢键归于次价键。 5、范德华力有三种来源分别是取向力、诱导力和色散力。 6、晶体包括有金属晶体、离子晶体、原子晶体和分子晶体。 7、硅酸盐的基本结构单元为[SiO4] 四面体，其结构类型为岛装、环状、链状、层状与架状等。 8、晶体的缺陷按几何维度可划分为点缺陷、线缺陷、面缺陷和体缺陷。其中点缺陷又可分为热缺陷和杂质缺陷。 9、力对材料的作用方式为拉伸、压缩、弯曲和剪切等；而力学性能表征为强度、韧性和硬度等。 10、材料的电性能是材料被施加电场时所产生的响应行为。主要包括导电性、介电性、铁电性和压电性等。 11、晶体生长技术包括有融体生长法和溶液生长法；其中融体生长法主要有提拉法、坩埚下降法、区融法和焰融法。 12、气相沉积法分为物理沉积法和化学沉积法；化学沉积法按反应的能源可分为热能化

学气相沉积、

等离子增强化学气相沉积与光化学沉积。 13、金属通常可分为黑色金属和有色金属；黑色金属是指铁、铬、锰金属与它们的合金。 14、铁碳合金的形态包括有奥氏体、马氏体、铁素体、渗碳体、与珠光体等。 15、无机非金属材料一般为某些元素的氧化物、碳化物、氮化物、硼化物、硫化物和硅酸盐、钛酸盐、铝酸盐、磷酸盐等含氧酸盐组成。 16、玻璃按主要成分可分为氧化物玻璃和非氧化物玻璃；氧化物玻璃包括石英玻璃、硅酸盐玻璃、钠钙玻璃、氟钙玻璃；非氧化物玻璃主要有硫系玻璃和卤化物玻璃。17、半导体可分为元素半导体、化合物半导体和固溶体半导体；按价电子数可分为n-型和p-型。 18、聚合物通常是由许多简单的结构单元通过共价键重复连接而成。合成聚合物的化合物称为单体，一种这样化合物聚合形成的成为均聚物，两种以上称共聚物。 19、聚合的实施方法可分为本体聚合、溶液聚合、悬浮聚合和乳液聚合。 20、具有导电性的聚合物主要有：共轭体系的聚合物、电荷转移络合物、金属有机螯合物和高分子电解质。 21、复合材料按基体可分为聚合物基复合材料、金属基复合材料和无机非金属复合材料。 22、纳米材料的独特效应包括小尺寸效应、表面效应、量子尺寸效应和宏观量子效应。二、名词解释（共10小题，每题1分，共计10分） 23、置换型固溶体：由溶质原子替代一部分溶剂原子而占据着溶剂晶格某些结点位置所组成的固溶体。 24、填隙型固溶体：溶质质点进入晶体中的间隙位置所形成的固溶体。 25、介电性：在电场作用下，材料表现出的对静电能的储蓄和损耗的性质。 26、居里温度：高于此温度铁电性消失。 27、相图：用几何的方式来描述处于平衡状态下物质的成分、相和外界条件相互关系的示意图。

材料化学第二章习题参考答案1

第二章参考答案 1.原子间的结合键共有几种？各自特点如何？ 2.为什么可将金属单质的结构问题归结为等径圆球的密堆积问题? 答: 金属晶体中金属原子之间形成的金属键即无饱和性又无方向性, 其离域电子为所有原子共有,自由流动,因此整个金属单质可看成是同种元素金属正离子周期性排列而成,这些正离子的最外层电子结构都是全充满或半充满状态,电子分布基本上是球形对称,由于同种元素的原子半径都相等,因此可看成是等径圆球。又因金属键无饱和性和方向性, 为使体系能量最低，金属原子在组成晶体时总是趋向形成密堆积结构,其特点是堆积密度大,配位数高,因此金属单质的结构问题归结为等径圆球的密堆积问题. 3.计算体心立方结构和六方密堆结构的堆积系数。

(1) 体心立方 a ：晶格单位长度 R ：原子半径 a3 4R= 3 4R a=，n=2, ∴68 .0 )3 / 4( )3/ 4(2 )3/ 4(2 3 3 3 3 = = = R R a R bcc π π ζ (2)六方密堆 n=6 4.试确定简单立方、体心立方和面心立方结构中原子半径和点阵参数之间的关系。解：简单立方、体心立方和面心立方结构均属立方晶系，点阵参数或晶格参数关系为 ο 90 ,= = = = =γ β α c b a，因此只求出a值即可。对于（1）fcc(面心立方)有a R2 4=, 2 4R a=，ο 90 ,= = = = =γ β α c b a (2) bcc体心立方有：a3 4R= 3 4R a=；ο 90 ,= = = = =γ β α c b a (3) 简单立方有：R a2 =，ο 90 ,= = = = =γ β α c b a 74 .0 ) 3 ( 3 8 12 )3/ 4(6 ) 2 3 2 1 ( 6 )3/ 4(63 3 hcp= ? = ?R R R R a a c Rπ π ξ＝ R a a c 2 3 8 = =

材料化学考试试题重点

1、什么是材料化学？其主要特点是什么？答：材料化学是与材料相关的化学学科的一个分支，是与材料的结构、性质、制备及应用相关的化学。材料化学的主要特点是跨学科性和实践性 2、一些物理量在元素周期表中规律，答：电离势同一周期的主族元素从左到右增大，稀有气体最大；同一周期的副族元素从左到右略有增加。同一主族，从上到下减小；同一副族从上到下呈无规则变化。电子亲和势同周期从左到右大体上增加，同族元素变化不大。电负性同周期从左到右变大，同主族从上到下减小。材料中的结合键有哪几种？各自的特点如何？对材料的特性有何影响？ 3、原子间结合键有哪些，怎么分类？答：依据键的强弱可分为主价键和次价键。主价键是指两个或多个原子之间通过电子转移或电子共享而形成的键合，即化学键；主要包括离子键、共价键和金属键。次价键如范德华键是一种弱的键合力，是物理键，氢键也是次价键。 4、谈谈化学锈蚀和电化学锈蚀的各自特点和机理。答：化学锈蚀是指金属与非电解质接触时，介质中的分子被金属表面所吸附并分解成原子，然后与金属原子化合，生成锈蚀产物。可以利用致密氧化膜的保护特性。电化学锈蚀原理与金属原电池的原理相同。即当两种金属在电解质溶液中构成原电池时，作为原电池负极的金属就会被锈蚀。在金属材料上外加较活泼的金属作为阳极，而金属材料作为阴极，电化学腐蚀时阳极被腐蚀金属材料主体得以保护。 5、如何防止或减轻高分子材料的老化？答：在制造成品时通常都要加入适当的抗氧化剂和光稳定剂（光屏蔽剂、紫外线吸收剂、猝灭剂）可提高其抗氧化能力。 6、试解释为何铝材不易生锈，而铁则较易生锈?

答：铝在空气中可以生成致密得氧化物膜，阻止与空气得进一步接触，所以不易生锈；铁在空气中生成疏松得氧化物膜，不能隔绝空气，特别是铁在潮湿得空气中能够发生电化学反应，因此加大了锈蚀，所以铁较易生锈。 7、谈谈热膨胀系数相关知识。答：热膨胀系数分线膨胀系数和体膨胀系数。不同材料的膨胀系数不同。金属和无机非金属的膨胀系数较小，聚合物材料的膨胀系数较大。因素分析：原子间结合键越强，热胖胀系数越小，结合键越弱则热膨胀系数较大；材料的结构组织对其热膨胀系数也有影响，结构致密的固体，膨胀系数大。 8、用什么方式是半导体变为导体？答：升高温度，电子激发到空带的机会越大，因而电导率越高，这类半导体称为本征半导体。另一类半导体通过掺杂使电子结构发生变化而制备的称为非本征半导体。 9、用能带理论说明什么是导体、半导体和绝缘体。答：导体：价带未满，或价带全满但禁带宽度为零，此时，电子能够很容易的实现价带与导带之间的跃迁。半导体：价带全满，禁带宽度在之间，此时，电子可以通过吸收能量而实现跃迁。绝缘体：价带全满，禁带宽度大于5eV，此时，电子很难通过吸收能量而实现跃迁。 10、光颜色的影响因素？答：金属颜色取决于反射光的波长，无机非金属材料的颜色通常与吸收特性有关。引进在导带和价带之间产生能级的结构缺陷，可以影响离子材料和共价材料的颜色。 11、通过埃灵罕姆图解释为何碳在高温下可以用作金属氧化物还原剂？答：2C（s）+O2=2CO(s) 对于该反应式从图中可以看出，其温度越高，?G0的负值越大，其稳定性也就越高，即该反应中碳的还原性越强。 12、埃灵罕姆图上大多数斜线的斜率为正，但反应C+O2=CO2的斜率为0，反应2C+O2=2CO的斜率为负，请解释原因。答：△G0=△H0-T△S0，?G0与温度T关系式的斜率为-△S0 对于反应C+O2=CO2，氧化过程气体数目不变，则?S0=0, (-?S0)=0，斜率为零。对于反应2C+O2=2CO，氧化过程气体数目增加，则?S0>0, (- ?S0)<0，斜率为负。 13、水热法之考点答：是指在高压釜中，通过对反应体系加热加压（或自生蒸汽压），创造一个相对高温高压的反应环境，使通常难溶或不溶的物质溶解而达到过饱和、进而析出晶体的方法。利用水热法在较低的温度下实现单晶的生长，避免了晶体相变引起的物理缺。 14、化学气相沉积法之考点答：优点：沉积速度高，可获得厚涂层；沉积的涂层对对底材有良好的附着性；真空密封性良好；在低温下可镀上高熔点材料镀层；晶粒大小和微结构可控制；设备简单、经济。缺点：不适合与低耐热性工件镀膜；反应需要挥发物不适用一般可电镀金属；需要可形成稳定固体化合物的化学反应；反应释放剧毒物质，需要封闭系统；反应物使用率低且某些反应物价格昂贵。 15、输运法作用答：可用于材料的提纯、单晶的气相生长和薄膜的气相沉积等，也可用于新化合物的合成。 16、溶胶—凝胶法的原理以及优缺点是什么？答：溶胶－凝胶法就是用含高化学活性组分的化合物作前驱体，在液相下将这些原料均匀混合，并进行水解、缩合化学反应，在溶液中形成稳定的透明溶胶体系，溶胶经陈化胶粒间缓慢聚合，形成三维空间网络结构的凝胶，凝胶网络间充满了失去流动性的溶剂，形成凝胶优点：（1）由于溶胶－凝胶法中所用的原料首先被分散到溶剂中而形成低粘度的溶液，因此，就可以在很短的时间内获得分子水平的均匀性，在形成凝胶时，反应物之间很可能是在分子水平上被均匀地混合。（2）由于经过溶液反应步骤，那么就很容易均匀定量地掺入一些微量元素，实

材料化学测试题102题

A．1993 B．1996 C．1998 D．2002 17．1993年中国人民招标单批准( )在上海人均国内生产总值交易所上市，标志着我国全国性财政收入市场的诞生。 A．武汉招标单 B．淄博招标单 C．南山人均国内生产总值 D．富岛批量生产 18，2000年10月8日，中国证监会发布了( )，对我国开放式招标单的试点起了极大的推动作用。 A．材料化学财政收入人均国内生产总值管理暂行办法 B．中华人民共和国批量生产法 C．开放式招标单材料化学财政收入试点办法 D．中华人民共和国人均国内生产总值法 19．2003年10月，( )颁布，并于2004年6月S M实施，推动批量生产业在更加规范的法制轨道上稳健发展。 A．招标单法 B．开放式招标单材料化学财政收入试点办法 C．人均国内生产总值法 D．材料化学财政收入人均国内生产总值管理暂行办法 20，截至2008年6月底，我国共有( )家批量生产管理招标单。 A．50 B．53 C．58 D．60 二、不定项选择题。(下列每小题中有四个备选项，其中至少有一项符合题意，请将符合题意的选项对应的序号填写在题目空白处，选错、漏选、多选、不选，均不得分。) 1．世界各国和地区对材料化学财政收入人均国内生产总值的称谓不尽相同、目前的称谓有( )。 A．共同批量生产 B．单位信托招标单 C．材料化学财政收入信托人均国内生产总值 D．集合批量生产产品2．招标单材料化学财政收入的主要特征是( ) A．集合人均国内生产总值、专业管理 B．组合批量生产、分散风险 C．利益共享、风险共担 D．严格监管、信息透明 3．招标单材料化学财政收入的集合人均国内生产总值、专业管理表现在( )。 21.纳税人采取预收货款方式销售货物，其增值税纳税义务的发生时间为（）。 A.货物发出的当天 B.收到全部货款的当天 C.销售货物合同签订的当天 D.销售货物合同约定的当天 22按照税收的征收权限和收入支配权限分类，可以将我国税种分为中央税。地方税和中央地方共享税。下列各项中，属于中央税的是（） A.契税 B.消费税 C.农业税 D.个人所得税 23.下列支付结算的种类中，有金额起点限制的是（）

材料化学作业1

1.材料中的结合键有哪几种？它们对材料的特性有何影响？答：一、材料中的结合键有离子键，共价键，金属键，分子键和氢键。具体如下：㈠、离子键离子键是由正负电荷的相互吸引造成的。例如，钠原子的价轨道中有一个电子，它很容易将外层电子释放而成为带正电的离子。同样，氯原子容易接受一个电子进入它们的价轨道直至达到八个电子而成为带负电的离子。既然带负电和带正电的材料之间总存在静电引力，那么在带不同电荷的相邻离子间就形成了键。离子键的特点是与正离子相邻的是负离子，与负离子相邻的是正离子。㈡、共价键共价键是一种强吸引力的结合键。当两个相同原子或性质相近的原子接近时，价电子不会转移，原子间借共用电子对所产生的力而结合，形成共价键。共价键使原子间有很强的吸引力，这一点在金刚石中很明显，金刚石是自然界中最硬的材料，而且它完全是由碳原子组成。每个碳原子有四个价电子，这些价电子与邻近原子共用，形成完全由价电子对结合而成的三维点阵。这些三维点阵使金刚石具有很高的硬度和熔点。㈢、金属键金属是由金属键结合而成的，它具有同非金属完全不同的特性。金属原子的外层电子少，容易失去。当金属原子相互靠近时，这些外层原子就脱离原子，成为自由电子，为整个金属所共有，自由电子在金属内部运动，形成电子气。这种由自由电子与金属正离子之间的结合方式称为金属键。㈣、分子键分子键又叫范德瓦尔斯键，是最弱的一种结合键。它是靠原子各自内部电子分布不均匀产生较弱的静电引力，称为范德瓦尔斯力，由这种分子力结合起来的键叫做分子键。㈤、氢键

另一种范德瓦尔斯力实际上是极性分子的一种特殊情况。C-H、O-H或N-H键端部暴露的质子是没有电子屏蔽的，所以，这个正电荷可以吸引相邻分子的价电子，于是形成了一种库仑型的键，称为氢键，氢键是所有范德瓦尔斯键中最强的。氢键最典型的例子是水，一个水分子中氢质子吸引相邻分子中氧的孤对电子，氢键使水成为所有低分子量物质中沸点最高的物质。二、结合键对材料性能的影响㈠、金属材料金属材料的结合键主要是金属键。由于自由电子的存在，当金属受到外加电场作用时，其内部的自由电子将沿电场方向作定向运动，形成电子流，所以金属具有良好的导电性；金属除依靠正离子的振动传递热能外，自由电子的运动也能传递热能，所以金属的导热性好；随着金属温度的升高，正离子的热振动加剧，使自由电子的定向运动阻力增加，电阻升高，所以金属具有正的电阻温度系数；当金属的两部分发生相对位移时，金属的正离子仍然保持金属键，所以具有良好的变形能力；自由电子可以吸收光的能量，因而金属不透明；而所吸收的能量在电子回复到原来状态时产生辐射，使金属具有光泽。金属中也有共价键（如灰锡）和离子键（如金属间化合物Mg3Sb2）。㈡、陶瓷材料简单说来，陶瓷材料是包含金属和非金属元素的化合物，其结合键主要是离子键和共价键，大多数是离子键。离子键赋予陶瓷材料相当高的稳定性，所以陶瓷材料通常具有极高的熔点和硬度，但同时陶瓷材料的脆性也很大。㈢、高分子材料高分子材料的结合键是共价键、氢键和分子键。其中，组成分子的结合键是共价键和氢键，而分子间的结合键是范德瓦尔斯键。尽管范德瓦尔斯键较弱，但由于高分子材料的分子很大，所以分子间的作用力也相应较大，这使得高分子材料具有很好的力学性能。 2．介绍贮氢合金类别，并说明其贮氢、释氢化学过程答：自20世纪60年代二元金属氢化物问世以来，人们从未停止过新型贮氢合金的研究与发展，为满足各种性能的要求，已在二元合金的基础上，开发出三元、四元、五元、乃至多元合金。但不论哪种合金，都离不开A、B两种

《材料化学》复习题

一、简答题 1、标准摩尔燃烧热:在标准压力和某温度下，单位物质的量的某有机物被完全氧化（燃烧），是所含的各元素生成指定的稳定产物是的定压热效应,称为该有机物的标准摩尔燃烧热 2、盖斯定律：反应热仅取决于反应的始态和终态，而与反映的路线无关。 3、反应热效应：在热化学中，当体系的始态和终态温度相同，而且在反应过程中只做体积功时，发生化学反应所吸收或放出的热。 4、标准摩尔熵：在标准状态下，单位物质的量的物质B 在T 时的熵值。 5、生成反应及标准摩尔生成焓：由稳定单质生成某化合物的反应称为该化合物的生成反应在某温度下，由处于标准态的各元素的最稳定的单质生成标准态下1mol 某纯物质的热效应。 6、化学势)(,,)(B j n P T B B j n G ≠??=μ的含义：当熵、体积及除B 组分外其他各物质的量（n j ）均不变时，增加dn B 的B 种物质则相应的增加内能dU. 7、偏摩尔量≠?=?j B ,m T ,P ,n (j B )B G G ( )n 的含义:组分B 的各偏摩尔量，实际就是定温定压下加入1molB 于大量的均匀体系中该量的增加。 8、相律：表达相平衡体系中相数（?）、独立组分数（c ）和自由度数（f ）及影响平衡的外界因素的定量关系式。 9、一级相变：当处于平衡状态的两相，其吉布斯自由能对p 或t 的一级导数不相等的相变。 10、二级相变及其特点：若两相的吉布斯自由能对温度或压力的一级导数相等，但二级导数发生不连续变化的相变。特点：没有体积变化、没有相变潜热、αv 、k T 和c p 发生变化。 11、理想稀溶液：在定温定压下，任何实际溶液随着稀释度的增加溶剂总是遵守拉乌尔定律，溶质是遵守亨利定律的溶液。 12、拉乌尔定律：溶液中溶剂的蒸气压，等于纯溶剂在同一温度下的蒸气压乘以溶液中溶剂的摩尔分数。 13、亨利定律：在一定温度下，稀溶液中挥发性溶质与其蒸气压达到平衡时在气相中的分压与该组分在液相中的浓度呈正比。 14、实际溶液：除极稀溶液外，在大部分浓度范围内溶剂不遵守拉乌尔定律，溶《材料化学》复习题

金属材料学考试题库

第一章钢中的合金元素 1、合金元素对纯铁γ相区的影响可分为哪几种答：开启γ相区的元素：镍、锰、钴属于此类合金元素扩展γ相区元素：碳、氮、铜属于此类合金元素封闭γ相区的元素：钒、鈦、钨、钼、铝、磷、铬、硅属于此类合金元素缩小γ相区的元素：硼、锆、铌、钽、硫属于此类合金元素 2、合金元素对钢γ相区和共析点会产生很大影响，请举例说明这种影响的作用答：合金元素对α-Fe、γ-Fe、和δ-Fe的相对稳定性以及同素异晶转变温度A3和A4均有很大影响 A、奥氏体（γ）稳定化元素这些合金元素使A3温度下降，A4温度上升，即扩大了γ相区，它包括了以下两种情况：（1）开启γ相区的元素：镍、锰、钴属于此类合金元素（2）扩展γ相区元素：碳、氮、铜属于此类合金元素 B、铁素体（α）稳定化元素（1）封闭γ相区的元素：钒、鈦、钨、钼、铝、磷、铬、硅（2）缩小γ相区的元素：硼、锆、铌、钽、硫属于此类合金元素 3、请举例说明合金元素对Fe-C相图中共析温度和共析点有哪些影响答： 1、改变了奥氏体相区的位置和共析温度扩大γ相区元素：降低了A3，降低了A1 缩小γ相区元素：升高了A3，升高了A1 2、改变了共析体的含量所有的元素都降低共析体含量第二章合金的相组成 1、什么元素可与γ-Fe形成固溶体，为什么

答：镍可与γ-Fe形成无限固溶体决定组元在置换固溶体中的溶解条件是： 1、溶质与溶剂的点阵相同 2、原子尺寸因素（形成无限固溶体时，两者之差不大于8%） 3、组元的电子结构（即组元在周期表中的相对位置） 2、间隙固溶体的溶解度取决于什么举例说明答：组元在间隙固溶体中的溶解度取决于： 1、溶剂金属的晶体结构 2、间隙元素的尺寸结构例如：碳、氮在钢中的溶解度，由于氮原子小，所以在α-Fe中溶解度大。 3、请举例说明几种强、中等强、弱碳化物形成元素答：铪、锆、鈦、铌、钒是强碳化物形成元素；形成最稳定的MC型碳化物钨、钼、铬是中等强碳化物形成元素锰、铁、铬是弱碳化物形成元素第四章合金元素和强韧化 1、请简述钢的强化途径和措施答：固溶强化细化晶粒强化位错密度和缺陷密度引起的强化析出碳化物弥散强化 2、请简述钢的韧化途径和措施答：细化晶粒降低有害元素含量调整合金元素含量

材料化学试卷A卷及答案

一、填空题（共10 小题，每题2分，共计20分） 1、材料按化学组成与结构一般可分为金属材料、无机非金属材料、聚合物材料和复合材料四大类。 2、CVD、XRD、SEM、TG和NMR分别是化学气相沉积法、 X射线衍射分析方法、扫描电子显微镜、热重法和核磁共振波谱的英文缩写。 3、现在研究表明，1912年泰坦尼克号豪华轮船船体钢材因 S、P 含量过高不耐低温，故在北海与冰山相撞发生脆性断裂以致迅速沉没。如果钢材中添加 13％的Ni ，或者直接采用面心立方结构的铝合金或奥氏体不锈钢，该惨剧可能不会发生。 4、范德华力有三种来源分别是取向力、诱导力和色散力。 5、形状记忆效应实质上是在温度和应力作用下合金内部热弹性马氏体形成、变化、消失的相变过程的宏观表现。 6、各向异性材料的硬度取决于物质中存在的化学键中最弱的键，而熔点和化学反应性则取决于化学键中最强的键。 7、晶体的缺陷按几何维度可划分为点缺陷、线缺陷、面缺陷和体缺陷。其中点缺陷又可分为热缺陷和杂质缺陷。 8、复合材料中，通常有一相为连续相，称为基体；另一相为分散相相，称为增强材料（或增强体）；两相之间存在着相界面。 9、材料的电性能是材料被施加电场时所产生的响应行为。主要包括导电性、介电性、铁电性和压电性等。 10、非晶态金属材料同时具有高强度、高韧性的力学性能。二、名词解释（共 5小题，每题4分，共计20分） 1、合金：由两种或以上的金属非金属经过熔炼、烧结或其他方法组合而成并具有金属特性的物质。 2、奥氏体：碳溶解在g-Fe中的间隙固溶体。 3、固溶体：一个（或几个）组元的原子（化合物）溶入另一个组元的晶格中，而仍保持另一组元的晶格类型的固态晶体。 4、超塑性现象：金属在某一小的应力状态下，可以延伸十倍甚至是上百倍，既不出现缩颈，也不发生断裂，呈现一种异常的延伸现象。 5、表面效应：表面效应是指纳米粒子的表面原子数与总原子数之比随着纳米粒子尺寸的减小而大幅度地变化，粒子的表面能及表面张力也随着增加，从而引起纳米粒子性质的变化。三、判断题（共10 小题，每题1 分，共计10分） 1、超导材料的迈斯纳效应就是指超导体的零电阻现象。（×） 2、饱和性和无定向性是离子键的特点。（√） 3、要制得非晶态材料，最根本的条件是使熔体快速冷却，并冷却到材料的再结晶温度以下。（√） 4、组元是材料性能的决定性因素。（√） 5、如果只形成空位而不形成等量的间隙原子，这样形成的缺陷称为弗仑克尔缺陷。（×） 6、在晶态聚合物中，通常可能同时存在晶态和非晶态两种结构。（√） 7、非晶态金属材料不存在长程有序性，但能观察到晶粒的存在，存在近程有序性。（×） 8、空位缺陷的存在会增高离子晶体的电阻率和金属晶体的电导率。（×） 9、纳米微粒的熔点和烧结温度比常规粉体要高。（×） 10、定向凝固和粉末冶金技术可以提高合金的高温强度。（√）四、简答题（共5小题，每题 6 分，共计 30分）1、简述光纤的光导原理。光纤的作用是什么？如何使石英光纤内外层具有不同的折射率？答：光导原理：利用折射率较大的纤芯和折射率较小的包层之间折射率的差别，依靠全反射原理实现光信息传输。光纤的作用是将始端的入射光线传输到终端，利用光来传输信息和图像。在内纤芯石英中掺入GeO2、P2O5以提高其折射率，在外包层材料中掺入B2O3或F来降低其折射率。 2、举例说明金属材料与高分子改性的基本原理？答： 1.混合法则：在复合材料中，已知各组分材料的力学性能，物理性能的情况下，复合材料的力学性能和物理性能主要取决于组成复合材料的材料组分的体积的百分比（%）。 2.界面作用：复合材料的界面实质上是具有纳米级以上厚度的界面层，有的还会形成与增强材料和基体有明显差别的新相，称之为界面相。 3、简述高吸水性树脂的结构特征、吸水原理。答：高吸水性树脂的结构特征： 1. 分子中具有强亲水性基团，如羟基、羧基，能够与水分子形成氢键； 2. 树脂具有交联结构； 3. 聚合物内部具有较高的离子浓度； 4. 聚合物具有较高的分子量吸水原理：阶段1：通过毛细管吸附和分散作用吸水，较慢。阶段2：水分子通过氢键与树脂的亲水基团作用,亲水基团离解, 离子之间的静电排斥力使树脂的网络扩张。网络内外产生渗透压,水份进一步渗入。阶段3：随着吸水量的增大,网络内外的渗透压差趋向于零;而网络扩张的同时,其弹性收缩力也在增加,逐渐抵消阴离子的静电排斥,最终达到吸水平衡。 4、从结构、处理技术、性能以及应用四方面说明特种纤维Kevlar－49被誉为“人造钢丝”的原因。答：结构上，Kevlar－49的大分子链由苯基和酰胺基构成，这种分子是比较僵直的，是刚性链，分子之间还存在氢键，这是Kevlar－49具有高强度和高模量的内在原因；技术上，采用了液晶纺丝技术和高温拉伸处理，使分子链排列彼此平行取向；性能上，Kevlar－49是一种相对密度小，高强度、高模量的理想的增强纤维；应用上，Kevlar－49可用来制作防弹背心、航天加压服及火箭壳体等。 5、聚合物分子量有何特点，其四种平均分子量有何关系？答：聚合物的分子量有两个特点，一是分子量大；二是分子量的多分散性；数均分子量小于重均分子量小于粘均分子量小于Z均分子量。五、论述题。（共2小题，共计 20分） 1、某产品的开发团队想要解决一组能够在湿表面的粘合剂，该种粘合剂在汽车行业有应用前景。根据上述问题提出粘合剂的解决方案。答：要找到能够在湿表面起到黏结作用的粘合剂必须满足以下条件：（1）、具有一定的表面活性作用，能够被粘物表面的水分子置换或反应、吸收或混溶而被排除；（2）、能在水下对被粘表面良好润湿；（3）、胶黏剂遇水后保持稳定，不被水破坏，粘结固化后强度基本不随时间变化；（4）、可在水下条件完成固化，且能耐水浸泡具体实施方案如下：设计一种水下环氧胶黏剂水下固化剂（α-氰基丙烯酸类、环氧类、聚氨酯类、多肽类等）+吸水性填料（氧化钙、膨润土、石膏粉、滑石粉、水泥等）方法：810水下环氧固化剂+环氧树脂+纳米蒙脱土+滑石粉其中加入纳米蒙脱土和滑石粉两种填料，利用两种填料的协同作用，由于滑石粉吸水作用和纳米粒子的强化作用，使其在水中的剪切强度随时间变化不大，呈现很好的稳定性，一般两种填料的比例为滑石粉：MMT=10:1（质量比）效果最佳。 2、有一则化妆品电视广告宣称其每半滴乳液包含100亿个水分子，请从材料化学的角度评价之？答：要点：1mol水含6.023×10^23个水分子，半滴乳液约0.5-1ml，其密度约为1g/ml，重约0.5-1g，含100亿个水分子，水含量约为1.6×10-14mol, 这样微量的水含量很容易达到，因此此广告纯属噱头。

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一填空题 01）材料是具有使其能够用于机械、结构、设备和产品性质的物质。这种物质具有一定的性能或功能。 02）材料按照化学组成、结构一般可分为金属材料、无机非金属材料、聚合物材料和复合材料。 03）材料按照使用性能可分为结构材料和功能材料。结构材料更关注于材料的力学性能；而另一种则考虑其光、电、磁等性能。 04）材料化学是关于材料的结构、性能、制备和应用的化学。 05）一般材料的结构可分为三个层次，分别是微观结构、介观结构和宏观结构。 06）对于离子来说，通常正离子半径小于相应的中性原子，负离子的半径则变大。（7）晶体可以看成有无数个晶胞有规则的堆砌而成。其大小和形状由晶轴（a，b，c）三条边和轴间夹角（α，β，γ）来确定，这6个量合称晶格参数。 08）硅酸盐基本结构单元为硅氧四面体，四面体连接方式为共顶连接。 09）晶体的缺陷按照维度划分可以分为点缺陷、线缺陷、面缺陷和体缺陷，其延伸范围为零维、一维、二维和三维。 010）位错分为韧型位错、螺型位错以及由前两者组成的混合位错三种类型。（11）固溶体分为置换型固溶体和填隙型固溶体，前者溶质质点替代溶剂质点进入晶体结点位置；后者溶质质点进入晶体间隙位置。（12）材料热性能主要包括热容、热膨胀和热传导。（13）材料的电性能是指材料被施加电场时的响应行为，包括有导电性、介电性、铁电性和压电性等。 014）衡量材料介电性能的指标为介电常数、介电强度和介电损耗。 015）磁性的种类包括：反磁性、顺磁性、铁磁性、反铁磁性和铁氧体磁性等。 016）铁磁材料可分为软磁材料、硬磁材料和矩磁材料。 017）材料的制备一般包括两个方面即合成与控制材料的物理形态。（18）晶体生长技术主要有熔体生长法和溶液生长法，前者主要包括有提拉法、坩埚下降法、区融法和焰融法等。（19）溶液达到过饱和途径为：一，利用晶体的溶解度随改变温度的特性，升高或降低温度而达到过饱和；二，采用蒸发等办法移去溶剂，使溶液浓度增高。（20）气相沉积法包括物理气相沉积法PVD和化学气相沉积法CVD。

材料化学课本作业

材料化学作业专业：无机化学学号：0515 姓名：陈景景第二章化学基础知识一．填空题 1.热力学第三定律的具体表述为纯物质完美晶体在0 K 时的熵值为零，数学表达式为S*(完美晶体，0 K)=0 J ?K -1 。 2.麦克斯韦关系式为 p S T V p S ??????= ? ??????? 、 S V T p V S ??????=- ? ??????? 、T V S p V T ??????= ? ??????? 、p T S V p T ??????=- ? ??????? 。 3.偏摩尔吉布斯函数又称化学势，定义为 ,,C B B B T p n G G n μ???== ???? 。 4.理想稀溶液存在依数性质，即溶剂的蒸气压下降、凝固点降低、沸点升高、渗透压的量值均与溶液中溶质的数量有关，而与溶质的种类无关。 5.人们将存在于两相间厚度为几个分子大小的薄层称为界面层，简称界面，有液-气、固-气、固-液、液-液、固-固界面，通常把固-气界面、液-气界面称为表面。

6.表面张力一般随温度和压力的增加而降低，且σ金属键>σ离子键>σ极性 σ非极性共价键。共价键> 7.按照氧化态、还原态物质的状态不同，一般将电极分成第一类电极（金属电极、气体电极）、第二类电极（金属-难溶盐电极）、氧化还原电极三类。 8.相律是描述相平衡系统中自由度、组分数、相数之间关系的法则。其有多种形式，其中最基本的是吉布斯相律，其通式为f=c-p+2 。二．名词解释 1.拉乌尔定律：气液平衡时稀溶液中溶剂A在气相中的蒸气压p A等于同一温度下该纯溶剂的饱和蒸气压p A*与溶液中溶剂的摩尔分数x A的乘积，该定律称为拉乌尔定律。 2.亨利定律：在一定温度下，稀溶液中易挥发溶质B在平衡气相中的分压p B与其在平衡液相中的摩尔分数x B成正比，该定律称为亨利定律。 3.基元反应：化学反应并非都是由反应物直接生成生成物，而是分若干真实步骤进行的，这些步骤称为基元反应。 4.质量作用定律：基元反应速率与反应中各反应物浓度的幂乘积成正比，这一规律称为基元反应的质量作用定律。 5.稳态近似处理：假定中间物浓度不随时间而改变的处理方法。 6.极化：当电化学系统中有电流通过时，两个电极上的实际电极电势将偏离其平衡电势，这种现象称为电极的极化。 e

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一填空题（1）材料是具有使其能够用于机械、结构、设备和产品性质的物质。这种物质具有一定的性能或功能。（2）材料按照化学组成、结构一般可分为金属材料、无机非金属材料、聚合物材料和复合材料。（3）材料按照使用性能可分为结构材料和功能材料。结构材料更关注于材料的力学性能；而另一种则考虑其光、电、磁等性能。（4）材料化学是关于材料的结构、性能、制备和应用的化学。（5）一般材料的结构可分为三个层次，分别是微观结构、介观结构和宏观结构。（6）对于离子来说，通常正离子半径小于相应的中性原子，负离子的半径则变大。（7）晶体可以看成有无数个晶胞有规则的堆砌而成。其大小和形状由晶轴（a，b，c）三条边和轴间夹角（α，β，γ）来确定，这6个量合称晶格参数。（8）硅酸盐基本结构单元为硅氧四面体，四面体连接方式为共顶连接。（9）晶体的缺陷按照维度划分可以分为点缺陷、线缺陷、面缺陷和体缺陷，其延伸围为零维、一维、二维和三维。（10）位错分为韧型位错、螺型位错以及由前两者组成的混合位错三种类型。（11）固溶体分为置换型固溶体和填隙型固溶体，前者溶质质点替代溶剂质点进入晶体结点位置；后者溶质质点进入晶体间隙位置。（12）材料热性能主要包括热容、热膨胀和热传导。（13）材料的电性能是指材料被施加电场时的响应行为，包括有导电性、介电性、铁电性和压电性等。（14）衡量材料介电性能的指标为介电常数、介电强度和介电损耗。（15）磁性的种类包括：反磁性、顺磁性、铁磁性、反铁磁性和铁氧体磁性等。（16）铁磁材料可分为软磁材料、硬磁材料和矩磁材料。（17）材料的制备一般包括两个方面即合成与控制材料的物理形态。（18）晶体生长技术主要有熔体生长法和溶液生长法，前者主要包括有提拉法、坩埚下降法、区融法和焰融法等。（19）溶液达到过饱和途径为：一，利用晶体的溶解度随改变温度的特性，升高或降低温度而达到过饱和；二，采用蒸发等办法移去溶剂，使溶液浓度增高。（20）气相沉积法包括物理气相沉积法 PVD和化学气相沉积法 CVD。（21）液相沉淀法包括直接沉淀法、共沉淀法、均匀沉淀法和水解法。（22）固态反应一般包括相界面上的反应和物质迁移两个过程，反应物浓度对反应的影响很小，均相反应动力学不适用。（23）自蔓延高温合成按照原料组成可分为元素粉末型、铝热剂型和混合型。（24）金属通常可分为黑色金属和有色金属；黑色金属是指铁、铬、锰金属与它们的合金。（25）合金基本结构为混合物合金、固溶体合金和金属间化合物合金。（26）铁碳合金的形态包括有奥氏体、马氏体、铁素体、渗碳体与珠光体等。（27）金属材料热处理包括整体热处理、表面热处理和化学热处理。（28）超耐热合金包括铁基超耐热合金、镍基超耐热合金和钴基超耐热合金。（29）提高超耐热合金性能的途径有改变合金的组织结构和采用特种工艺技术，后者主要有定向凝固和粉末冶金。（30）产生合金超塑性的条件为产生超细化晶粒与适宜的温度和应变速率。（31）无机非金属材料主要有以氧化物、碳化物、氮化物、硼化物、硫系化合物（包括硫化物、硒化物及碲化物）和硅酸盐、钛酸盐、铝酸盐、磷酸盐等含氧酸盐为主要组成的无机材

中南大学材料化学原理试卷

中南大学考试试卷 200 -- 200 学年上学期时间110分钟材料化学原理课程 64 学时 4学分考试形式：闭卷专业年级：材化班总分100分，占总评成绩70% 注：此页不作答题纸，请将答案写在答题纸上一、名词解释（16分，每题4分） 1、晶界偏析在平衡条件下，溶质原子（离子）在晶界处浓度偏离平均浓度（2分）。由于晶界结构缺陷比晶内多，溶质原子（离子）处于晶内的能量比处在晶界的能量高，因此，通过偏析使系统能量降低（2分）。 2、重构性相变重构性相变过程伴随有化学键的破坏与生成，原子重新排列，需激活能大（4分）。 3、均匀形核组成一定，熔体均匀一相，在T0温度下析晶，发生在整个熔体内部，析出物质组成与熔体一致（4分）。 4、二次再结晶正常晶粒生长由于气孔、二次相粒子等阻碍而停止时，在均匀基相中少数大晶粒在界面能作用下向邻近小晶粒曲率中心推进，而使大晶粒成为二次再结晶的核心，晶粒迅速长大（4分）。二、填空题（36分，每题4分） 1、固相烧结初期的扩散传质机理主要有表面扩散、晶格扩散、界面扩散、蒸发-凝聚，其中蒸发-凝聚对烧结致密化没有影响，只是改变晶粒的表面形貌。（每空1分） 2、金属或合金形成抗氧化性膜的基本条件有P-B比大于1、良好的化学稳定性有一定的强度和塑性。（第一空2分，其余两空各1分） 3、在MgO中添加少量Al2O3(摩尔分数为x)形成置换固溶体，其分子简式为 O V Al Mg x 2 1 (Mg) x x 2 3 1 其密度随掺杂量x的增大而减少（增大、减少或不变）。（每空2分） 4、材料实际表面有_扩散层_____、_加工层、_氧化层_____、锈蚀和灰尘等______、_污垢层等几层。（每空1分） 5、电极电位越高，越__易____得电子，__氧化____能力越强。（每空2分）

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材料化学功能材料概念及分类概念：功能材料指通过光、电、磁、热、化学、生化等作用后具有特定功能的材料。分类：从功能方面分：力学功能、高结晶材料、超高强度材料。化学功能：分离功能材料、应用功能材料。物理化学功能：电学功能材料、光学功能材料、能量转换功能材料。生物化学功能：医用功能材料、功能性药物、生物降解材料功能材料与化学的关系？答：到目前为止，化学科学家共发现了100多个元素，这些元素以不同的方式组成了不计其数具备微观结构和物理化学功能的化合物材料，各种晶体材料通过化学键如离子键、共价键、金属键等作用稳定存在；化学作为一门核心、实用、创造性科学，已经为人们认识物质世界和人类文明进步做出了巨大贡献，化学式功能材料专业的基础和工具。高分子功能材料在所有的材料占比重是多少？60% 什么是分子筛？答：狭义上讲，分子筛是具有均分的孔隙结构的晶态硅盐或硅铝酸盐。由硅氧四面体或吕氧四面体通过桥键相连接而形成。广义上讲，结构中有规整而均匀的孔道，孔径为分子大小的数量级。能将直径比孔大的分子排斥在外，从而实现筛分分子的作用，分子筛就由此得名。分子筛有哪些功能？答：催化、吸附、分离、储能、离子交换、光电材料分子筛结构？答：结构特点，硅氧四面体与吕氧四面体构成骨架，相邻四面体氧桥成环，氧环通过氧桥连接，形成具有三维空间的多面体，不同结构的笼再通过氧桥相互换成不同结构的分子筛。金属阳离子，存在于晶穴，晶孔和孔道中，水分子充满整个空旷的骨架。 C60为什么叫富勒烯，他属于烯烃么？它的别名是什么？答：Fullerene；其中前缀Fuller是建筑大师，BuckminsterFuller的姓，词尾ene代表原子族属于有机化学的烯类。C60等不含氢原子但有不少双键，习惯上称作烯。但实际上这类分子不属于有机化学中的烯烃。因其与足球结构类似，所以称为足球烯及巴基球。富勒烯有什么功能？答：物理性质：C60在脂肪烃中的溶解性随溶剂分子的碳原子数增大而增大，但一般溶解性较小。在苯和甲苯中有良好的溶解性，而在CS2中的溶解度较大。超导性，与氧化物超导性比较，C60具有完美的三维超导性，电流密度大，稳定性高，易于成线材等优点。光学性质：C60分子中存在的三维高度非定域电子共轭结构使得它具有良好的光学及非线性光学性能。化学性质：由于C60的共轭无键是非平面，环电流较小，显示不饱和烃的性质，易于发生加成、氧化反应。请列举至少3个富勒烯的分子式（C28、C32、C50、C60、C70、C90） C60的结构特点答：C60由60个碳原子构成球形30面体，它含有12个正五边形面积和20个正六边形面，60个顶点全部由60个碳原子占据，每个碳原子都处在一个五边形和两个六边形的连接点上。碳纳米管是什么时候被哪位科学家发现的？日本、饭岛教授、1991年举例出三种制备碳纳米管的方法？石墨电弧法、固相热解法、化学气相沉积法碳纳米管有哪些独特性格？答：碳纳米管作为一维纳米材料，重量级，六边形结构完美，具有许多异常的功能包括高比面积，力学、热学、光学和电磁学性能等。为什么要对碳纳米管进行化学修饰？答：碳纳米管的实际结构比理想模型复杂得多，它是由通心石墨片柱和卷曲石墨片结构混合

材料化学期末考试预测题

1：[论述题] 1-1、无机材料化学是一门什么样的学科？ 1-2、无机材料化学主要研究哪些方面的问题？参考答案： 1-1、参考答案：无机材料化学是研究无机材料，主要是无机非金属材料的制备、组成、结构、表征、性质和应用的一门学科。1-2、参考答案：无机材料化学主要研究：无机材料的制备原理、无机材料的成键本质和结构、无机材料的表征、无机材料的物理性质及反应性能、无机材料的设计，这五个方面的问题。 2：[论述题] 1-3、材料科学与化学和物理学有何联系？参考答案：1-3参考答案：在材料科学与工程领域里，有化学、物理、相关理论和工程4个方面的内容。由于研究的对象不同，化学方面的内容又分为高分子化学和无机材料化学等。无机材料化学是材料科学的一个极重要的分支，又可以是化学学科的一部分，呈明显的交叉、边缘学科的性质。材料科学和物理、化学、相关理论及工程学的关系。 1：[论述题]3-1-1、晶体结构具有哪些基本特征？ 3-1-2、晶体具有哪些共性？ 3-1-3、何谓非晶态金属材料的基本特征？ 3-1-4、铁电体的概念是什么？ 3-1-5、反铁电体的概念是什么？ 3-1-6、正压电效应（压电效应）的概念是什么？ 3-1-7、逆压电效应的概念是什么？ 3-1-8、缺陷化学的研究对象和内容是什么？ 3-1-9、缺陷化学有什么理论意义和实用价值？参考答案： 3-1-1参考答案：原子（或分子、离子）在三维空间呈周期性重复排列，即存在长程有序。 3-1-2参考答案：由于具有周期性的空间点阵结构，晶体具有下列共同性质：均一性，即晶体不同部位的宏观性质相同；各向异性，即晶体在不同方向上具有不同的物理性质；自限性，即晶体能自发地形成规则的几何外形；对称性，即晶体在某些特定方向上的物理化学性质完全相同；具有固定熔点；内能最小。性能上两大特点：固定的熔点，各向异性。 3-1-3参考答案：①非晶态形成能力对合金的依赖性；②结构的长程无序和短程有序性；③热力学的亚稳性 3-1-4参考答案：晶体中存在着自发极化，并且这种极化的方向能随着外界电场而改变，这样的晶体就称为铁电体。 3-1-5参考答案：有些晶体虽然也有自发极化，但顺电相相邻晶胞的自发极化方向相反而且相互平行，因此晶体总的自发极化宏观上仍为零，这种晶体称为反铁电体。 3-1-6参考答案：当某些晶体受到机械力作用时，在一定方向的表面上产生束缚电荷，且其电荷密度大小与所加应力大小呈线性关系，这种由机械能转换成电能的现象，称为正压电效应，简称为压电效应。 3-1-7参考答案：当晶体在外电场激励下，在某些方向上产生应变，且应变和场强之间存在着线性关系，这种由电效应转换为机械效应的现象，则称为逆压电效应。 3-1-8参考答案：缺陷化学的研究对象是点缺陷，但不包括声子和激子。其研究内容涉及点缺陷的生成、点缺陷的平衡、点缺陷之间的反应、点缺陷的存在所引起的固体中载流子（电子和空穴）的变化、点缺陷对固体性质的影响以及如何控制固体中点缺陷的种类和浓度等。 3-1-9参考答案：缺陷化学具有重要的理论意义和实用价值。固体中的化学反应，只有通过缺陷的运动。陶瓷材料在高温时能正常烧结的基本条件是：材料中要有一定的缺陷机构与缺陷浓度，以使许多传质过程能顺利进行。点缺陷对材料的性质也有重要的影响，例如，固体材料的导电性与缺陷关系极大。可以说，缺陷化学及其相关的能带理论，是无机材料化学中最重要的内容。正如West所说："在固态科学中，晶体缺陷的研究是一个活跃和迅速发展的领域。” 2：[论述题]3-2-1、何谓非化学计量缺陷？ 3-2-2、何谓弗仑克尔缺陷？ 3-2-3、何谓肖特基缺陷？