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材料化学试题精选

1简答题

1、用能带理论说明金属、半导体和绝缘体的区别。

答：根据晶体的能带理论，金属晶体中布里渊区一般有重叠，且部分充填。

同一区相邻状态相应的能级非常接近，只要很下的电场就能把电子提升到

相邻的较高能级，导电性好；（2分）

半导体物质，第一布里渊区是填满的，和空的第二布里渊区之间只有

较小的能量间隙，温度升高时，第一布里渊区顶部的电子受到激发，进入

到第二布里渊区底部，向自由电子一样，在外加电场的作用下，表现出导

电性；温度越高，激发到第二布里渊区的电子越多，其导电性也越强；（2分）绝缘体物质，电子填满最低的一系列能带，满带与空带之间的能量间隙

很大，电子不能被激发到空带中，因此不能导电。（2分）

2、什么是非化学计量化合物？试举几个常见的例子（至少三个）。

答：非化学计量化合物是指化合物原子数量的比例,不符合定比定律,即非

简单的固定比例关系。（3分）

例如化合物：Zn1+δ、KδWO3、TiO1+δ

3. 试指出NaCl、CsCl晶胞中粒子的种类，数目及它们所属的点阵型式。

4.试述晶子学说与无规则网络学说的主要观点，并比较两种学说在解释玻璃结构上的共同点和分歧。

答：晶子学说：认为玻璃由无数“晶子”组成，带有点阵变形的有序排列区域，分散在无定形介质中，晶子区到无定形区无明显界限。在这些模型中，人们假定其中存在着极小的有序区或微晶体，他们被无序区连接到一起。

无规则网络学说：该理论认为玻璃的结构中包含许多小的结构单位（如由中心的硅和四角的4个氧通过共价键结合而成的四面体），这些小结构单位彼此之间可以键合成链状，或由其它金属离子沿顶角键合，连结成很不规则的三维网络。此结构缺少对称性或长程有序性，为保持电中性，每个角顶氧原子仅在两个四面体之间公用，因而该结构是颇为

6简述陶与瓷的区别？

答：陶器的吸水性一般大于3％而瓷器一般不大于3％；陶器不透光而瓷器透光；陶器胎体未玻化或玻化程度差、断面粗糙而瓷器玻化程度高、结构致密、细腻，断面呈石状或贝壳状；陶器敲击声沉浊而瓷器清脆。

试述玻璃的结构特征及其通性。

参考：玻璃的内部结构无长程周期性。一般公认的玻璃态SiO

的结构是由1932年

Zachariasen提出的无规则网络学说，并在1936年被Wanen以X射线衍射工作所支持。该理论认为玻璃的结构中包含许多小的结构单位（如由中心的硅和四角的4个氧通过共价键结合而成的SiO44-四面体），这些小结构单位彼此之间可以键合成链状，或由其它金属离子沿顶角键合，连结成很不规则的三维网络。此结构缺少对称性或长程有序性，为保持电中性，每个角顶氧原子仅在两个四面体之间公用，因而该结构是颇为开敞的。

玻璃的特性主要表现在：

①没有固定的熔点

②各向同性

③内能高

④没有晶界

⑤无固定形态

⑥性能可设计性

6、试述晶子学说与无规则网络学说的主要观点，并比较两种学说在解释玻璃结构上的共同点和分歧。

参考：晶子学说：认为玻璃由无数“晶子”组成，带有点阵变形的有序排列区域，分散在无定形介质中，晶子区到无定形区无明显界限。在这些模型中，人们假定其中存在着极小的有序区或微晶体，他们被无序区连接到一起。

无规则网络学说：该理论认为玻璃的结构中包含许多小的结构单位（如由中心的硅和四角的4个氧通过共价键结合而成的SiO44-四面体），这些小结构单位彼此之间可以键合成链状，或由其它金属离子沿顶角键合，连结成很不规则的三维网络。此结构缺少对称性或长程有序性，为保持电中性，每个角顶氧原子仅在两个四面体之间公用，因而该结构是颇为开敞的。

8、什么是陶瓷，陶瓷有哪些特性？

参考：陶瓷是指通过烧结包含有玻璃相和结晶相的特征的无机材料，一般由陶土或瓷土等硅酸盐，经过成型烧结，部分熔融成玻璃态，通过玻璃态物质将微小的石英和其它氧化物晶体包裹结合而成。陶瓷包括了陶器和瓷器，陶器是多孔透气的、强度较低的产品，此其时加了釉层、质地致密而不透气的、强度较高的产品。

陶瓷具有以下性能特征：

（1）力学性能：耐磨性、高强度难变形性、超高硬度等；

（2）热血性能：耐热性、隔热性、导热性等；

（3）光学性能：透光性、偏光透光性等；

（4）电学和瓷学性能：绝缘性、导电性、离子导电性、压电性、介电性、磁性等；（5）生物和化学性能：生物体相容性、耐化学腐蚀性等。

1、指出金属中键型和结构的主要特征。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：（1）金属中键型是金属键，由于金属元素的电负性一般都比较小，电离能也较小，最外层家电子很容易脱离原子的束缚而在金属晶粒中由各个正离子形成的势场中比较自由的运动，形成自由电子。金属晶体中各金属原子的价电子公有化于整个金属大分子，所有成键点子可在整个聚集体中流动，而共同组成了离域的N中心键。在金属晶体中没有定域的双原子键，也不是几个原子间的离域键，而是所有原子都参加了成键，这些离域电子在三维空间中运动，离域范围很大。

（2）因为整个金属单质晶体可以看作是同种元素的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，他们的电子分布基本上是球形对称的；而同种元素的原子半径都相等，因此可以把他们看成是一个个等径圆球。又因为金属键无饱和性和方向性，金属原子在组成晶体时，总是趋向于形成密堆积的结构，其特点是堆积密度大，相互的配位数高，能够充分利用空间，整个体系能量最低。所以可以用等圆球密堆积的模型来描述金属结构。

1.纳米的基本涵义是什么?简述为什么纳米材料会表现出许多前所未有的新特性? 答：纳米材料是指晶粒尺寸为纳米级(10-9米)的超细材料。它的微粒尺寸大于原子簇，小于通常的微粒，一般为100~102nm。它包括体积分数近似相等的两个部分：一是直径为几个或几十个纳米的粒子二是粒子间的界面。前者具有长程序的晶状结构，后者是既没有长程序也没有短程序的无序结构。

由于纳米材料具有颗粒尺寸小、比表面积大、表面能高、表面原子所占比例大等特点，纳米材料具有传统材料所不具备的奇异或反常的物理、化学特性，如原本导电的铜到某一纳米级界限就不导电，原来绝缘的二氧化硅、晶体等，在某一纳米级界限时开始导电。即纳米材料显现出纳米效应，具体表现为三大效应：表面效应、小尺寸效应和宏观量子隧道效应。

由于纳米效应，纳米材料光学、热学、电学、磁学、力学乃至化学性质也就相应地发生十分显著的变化。因此纳米材料具备其它一般材料所没有的优越性能，可广泛应用于电子、医药、化工、军事、航空航天等众多领域，在整个新材料的研究应用方面占据着核心的位置。

2.纳米材料可分为哪几类?

答：纳米材料大致可分为纳米粉末、纳米纤维、纳米膜、纳米块体等四类。其中纳米粉末开发时间最长、技术最为成熟，是生产其他三类产品的基础。纳米粉末又称为超微粉或超细粉，一般指粒度在100纳米以下的粉末或颗粒，是一种介于原子、分子与宏观物体之间处于中间物态的固体颗粒材料。纳米纤维指直径为纳米尺度而长度较大的线状材料。纳米膜分为颗粒膜与致密膜。颗粒膜是纳米颗粒粘在一起，中间有极为细小的间隙的薄膜。致密膜指膜层致密但晶粒尺寸为纳米级的薄膜。纳米块体是将纳米粉末高压成型或控制金属液体结晶而得到的纳米晶粒材料。

3.比较小尺寸效应和量子尺寸效应。

答：纳米颗粒的小尺寸所引起的宏观物理性质的变化称为小尺寸效应。当纳米材料中的微粒尺寸小到与光波波长或德布罗意波波长、超导态的相干长度等物理特征相当或更小时，晶体周期性的边界条件被破坏，非晶态纳米微粒的颗粒表面层附近原子密度减小，使得材料的声、光、电、磁、热、力学等特性表现出改变而导致出现新的特性。

当粒子尺寸下降到某一值时，金属费米能级附近的电子能级由准连续变为离散的现象，以及纳米半导体微粒存在不连续的最高占据分子轨道(HOMO)能级和最低空轨道(LUMO)能级而使能隙变宽的现象，均称为量子尺寸效应。

1.第一规则

围绕每一个阳离子，形成一个阴离子配位多面体，阳离子处于中心位置，阴离子处于多面体的顶角；阴、阳离子的间距决定于它们的半径之和，阳离子的配位数则取决于它们的半径之比，与离子的价数无关。这就是Pauling第一规则，也称多面体规则。

该规则表明，阳离子的配位数并非决定于它本身或者阴离子的半径，而是决定于它们的比值。如果阴离子作紧密堆积，则阳离子处于四面体空隙或者八面体空隙中，当正、负离子之间正好相互接触时，从几何关系上可以计算出四面体配位和八面体配位时的正、负离子半径比。图3-3(a)示出了阳离子填充在由阴离子作紧密堆积所形成的八面体空隙中，且所有离子都正好两两相切的图解。经过几何关系简单推导，即可得到如下关系：

（3-12）

当<0.414时，阴离子相互接触而阴、阳离子不接触，这种状态是

不稳定的，阴离子之间的斥力将迫使八面体配位结构瓦解，阳离子的配位数由6下降为4（四面体配位结构）（参见图3-3(c)）。所以，只要

<0.414，八面体配位结构就不可能稳定存在。当阳离子呈四面体配位结构，且阴、阳离子相互接触时，同样从几何关系可以导出：0.225。

所以，当=0.225~0.414，是四面体配位结构稳定存在的正、负离子

半径比范围。

当>0.414时，正、负离子仍可保持接触，但阴离子之间被撑开了，

结构仍可稳定存在，只不过堆积密度有所下降（参见图3-3(b)），直至当=0.732时，阳离子允许有8个阴离子与其配位。所以，

=0.414~0.732是八面体配位结构稳定存在的正、负离子半径比范围。

离子晶体中阳离子经常出现的配位数是2、3、4、6、8、12，根据几何关系分别计算出临界值，表3-5列出了这些值以及相应的配位多

面体形状。

需要指出，对于稳定的离子晶体结构，基本上比较符合上表情况。但是，晶体结构往往受到多种因素的影响，在实际的晶体结构中可能出现不符合上表的情况。另外，当值处于边界值附近（如0.414、0.732），

同一阳离子可能会出现不同的配位数。

2.第二规则

在稳定的离子晶体结构中，一个阴离子从所有相邻接的阳离子分配给该阴离子的静电键强度的总和，等于阴离子的电荷数。这个规则称为静电价规则或者Pauling第二规则。

静电价规则对于验证晶体结构的稳定性是非常重要的，是必须严格满足的，因为任何物质都必须满足静电平衡原理。对于一个规则的配位多面体，中心阳离子分配给每个配位阴离子的静电键强度S，等于阳离子的电荷数Z+除以它的配位数CN+，即S=Z+/CN+。设阴离子电荷数Z-，

阴离子配位数CN-，则有：，其中i是指某一负离子至每一个以负离子为顶点的多面体中央的正离子的静电键。在CaF2晶体结构中，Ca2+的配位数为8，则Ca2+分配给每个配位F-的静电键强度为S=2/8=1/4。F-的电荷数为1，因此，每个F-周围应该有4个Ca2+，即CN F-=4，它是4个Ca-F配位立方体的公共顶角。

3.第三规则

在晶体结构中，每个配位多面体以共顶方式连接，共棱连接，特别是共面连接方式存在时，会使结构的稳定性降低（图3-6）。此种效应对于高电价、低配位数的阳离子所形成的配位多面体是比较明显的，当正、负离子半径比接近某个配位数稳定存在范围的下限时，更为显著。其原因在于，共棱，特别是共面连接，使两个多面体的中心正离子之间的距离缩短，正离子之间的斥力很大，造成结构不稳定性。

4.第四规则

在一个含有多种阳离子的晶体中，电价高而配位数小的那些阳离子所

形成的配位多面体不倾向于相互直接连接。这条规则实际上可以看成是第3条规则的延伸，高价、低配位数的阳离子配位多面体通过其他阳离子配位多面体连接而被隔开，有利于结构稳定性。

5.第五规则

在一个晶体结构中，本质不同的结构组元的种类，倾向于最少。此规则称为节约规则，也就是说，在一个晶体结构中，晶体化学性质相似的不同离子，将尽可能采取相同的配位方式，使本质不同的结构组元的数目尽可能少。

二，判断题

1、材料化学的特点是跨学科性和多样性。（×）

2、在周期表中同周期从左到右电正性逐渐减小，同族由下到上逐渐减小。（√）

3、在周期表中同周期从左到右原子半径逐渐减小，同族由下到上逐渐增大。（×）

4、氢键的作用力强弱介于化学键与范德华力之间。（√）

5、范德华键不具有方向性和饱和性，而离子键即有方向性又有饱和性。（×）

6、一般晶体都有规则的几何外形和固定的熔点。（√）

7、对于具有缺陷的晶体是不完美的，一般在制备材料上要避免。（×）

8、以二氧化硅为主体的材料在酸性条件下是稳定存在的。（√）

9、热性能与材料中原子的震动相关，一般表现为热传导、热膨胀和热辐射。（×）

10、衡量材料介电性能的指标为介电损耗，其值越小绝缘性能越好。（×）

11、含有П共轭基团的材料一般为无色透明材料。（×）

12、金属由于对所有光波吸收后又释放，所以呈现金属光泽。（√）

13、埃灵罕姆图中位于ΔG-T上方的氧化物可以使下方的元素氧化。（√）

14、固态反应中颗粒尺寸越小、比表面积越大、反应速度越快。（√）

15、在热力学上，非晶态是一种稳定的状态。（×）

16、在铁碳合金中马氏体塑性最好而奥氏体硬度最高。（×）

17、淬火处理可以减低合金的脆性提高韧性和切削性能。（×）

18、水泥的标号越高硬化后的强度也越高。（√）

19、目前产量最高用途最广泛的玻璃是有机玻璃。（×）

20、玻璃钢和钢化玻璃是同一种物质。（×）

21、陶瓷材料与玻璃材料的区别是：玻璃透明而陶瓷不透明。（×）

22、塑料材料的玻璃化转变温度一般要比橡胶材料要高。（√）

23、PVC一般有悬浮聚合与乳液聚合两种产品，其中悬浮聚合分子量分布窄（×）

24、应用最广泛的复合材料是聚合物基复合材料。（√）

25、金属的纳米颗粒对可见光具有较好的反光性，所有都有金属光泽。（×）

26、纳米颗粒一般需要采用一定保护措施来防止团聚。（√）

三名词解释

1、弗伦克尔缺陷与肖特基缺陷。

答：弗伦克尔缺陷：当晶体热振动时，一些能量足够大的原子离开平衡位置

而挤到晶格点的间隙中，形成间隙原子，而原来位置上形成空位，这种缺陷

称为弗伦克尔缺陷。（3分）肖特基缺陷：如果正常格点上原子，热起伏后获得能量离开平衡位置，跃

迁到晶体的表面，在原正常格点上留下空位，这种缺陷称为肖特基缺陷。（3分）

2、刃位错与螺位错。

答：刃位错：滑移方向与位错线垂直的位错称为刃位错；（3分）

螺位错：位错线与滑移方向相互平行的位错称为螺位错。（3分

1晶子学说：玻璃是由无数“晶子”组成，“晶子”的化学性质取决于玻璃的化学组成。

所谓“晶子”不同于一般微晶，而是带有晶格变形的有序区域，在“晶子”中心质点排列较有规律，愈远离中心则变形愈大。“晶子”分散在无定形介质中，从“晶子”部分到无定形部分的过渡是逐步完成的，两者之间无明显界限。晶子学说核心是结构的不均匀性及近程有序性。

无规则网络学说：凡是成为玻璃态的物质与相应的晶体结构一样，也是由一个三度空间网络所构成。这种网络是由离子多面体构筑起来。晶体结构网是由多面体无数次有规律重复构成，而玻璃中结构多面体的重复没有规律性。

2 非均匀成核：借助于成核基体作为成核中心的成核过程。

均匀成核：晶核从均匀的单相熔体中产生的概率处处相同

27、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。

28、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。

29、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。

30、居里温度：高于此温度铁电性消失。

31、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。

32、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。

33、阳离子聚合反应：以碳阳离子为反应活性中心进行的离子型聚合反应。

34、阴离子聚合反应：以阴离子为反应活性中心进行的离子型聚合反应。

35、复合材料：两种或两种以上物理和化学性质不同的物质组合而成的一种多相固体

材料。

36、纳米材料：微观结构至少在一维方向上受纳米尺度调制的各种固体超细材料，或

由它们作为基本单元构成的材料

一、填空题（每空1分,共20分）

1. 晶体是一种内部粒子（原子、分子和离子）或粒子集团在空间按一定规律周期

性重复排列而成的固体。将晶体结构中的每个结构基元抽象成一个点，将这些点按照周期性重复的方式排列，就构成了点阵。

2. 晶胞是晶体的最小单位，它将体现出整个晶体结构的特征，晶胞的大小和形状

以及晶胞所包含内容则是晶体结构的二要素在晶胞上的体现。选取点阵单位时，要照顾对称性，尽量选取含点阵点少的单位做正当点阵单位，相应的晶胞叫做正当晶胞。

3. 化合物的组成中各类原子的相对数目不能用几个小的整数比表示的化合物，称

为非整比化合物，其生成原因主要包括以下三种情况：某种原子过多或短缺、层间嵌入某些离子、原子或分子、晶体吸收了某些小原子。

4.液晶是介于固体与液体之间的物质状态。不再具有平移对称性这一晶体的结构特

征，但沿某一方向长程有序。玻璃是高温熔融，冷却过程中黏度逐渐增大、不析晶、室温下保持熔体结构的非晶固体。陶瓷是指通过烧结包含有玻璃相和结晶相的特征的无机材料。

5. .因为金属键无饱和性和方向性，金属在组成晶体时总是趋向于形成密堆积的结

构。金属单质结构的近似模型为等径圆球密堆积。大多数金属单质采取的密堆积型式有三种，其中A1、A3两种最密堆积。当合金组分的原子半径，原子电负性和价电子层结构以及单质的结构形式间差别增大时，倾向于生成金属化合物。

7.在物质的凝聚态中，除了分子内相邻原子间存在的强烈的化学键外，分子和分子

之间还存在着一种较弱的吸引力――分子间作用力。主要的三种分子间作用力为静电力、诱导力、色散力。

8.高分子材料的高分子链通常是由103～105个结构单元组成。高分子链之间的范德

华力和氢键力为次价力，对聚合物的物理性能和聚集态有很大影响。

1晶体的对称要素中，点对称要素种类有对称面、对称中心、对称轴、旋转反演轴；含有平移操作的对称要素种类有滑移面、螺旋轴。

2、晶体的宏观对称性中有八种对称元素，他们分别是1 、 2 、 3 、 4 、 6 、 I 、m 、 4 。

3、相变推动力主要有过冷度、过饱和度和过饱和蒸汽压三种。

4、四面体型分子CH3Cl具有_1度旋转轴、_3度旋转轴_、_对称面_等对称元素。

5、不属于非晶体材料基本特性的是长程无、短程有序和热力学亚稳态三种。

6、晶体材料主要具有均匀性、各向异性和多面体外形的特征。

7、液晶材料按分子排列的结构可分为向列相、胆甾相和近晶相三种。。

8、晶体结构中的点缺陷类型共分间隙原子、空位和杂质原子三种。

9、能与C、N、B形成硬质合金的元素包括ⅣB、ⅤB和ⅥB族金属。

10、在氯化氢气氛中焙烧ZnS时，晶体中将产生Zn2+空位缺陷和Cl-离子取代S2－的杂质缺陷，这两种缺陷可以分别用符号V Zn``和Cl S*来表示。

11、TEM、DTA和IR是透射电子显微镜、差热分析和红外分子吸收光谱法的英文缩写。

二、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。

2、下列各项不是液晶分子排列形式的是（B ）

A ：向列相

B ：多晶相

C ：近晶相

D ：胆甾相

3、位错线平行于滑移方向的是螺旋位错

4、产生X 射线衍射效应的条件是满足（ A ）课本是C

A ：朗伯—比尔定律

B ：摩西利定律

C ：布拉格定律

D ：费克定律

5、CVD 和XRD 是（ B ）的英文缩写。

B ：化学气相传输和X 射线衍射分析方法

6、晶须材料的长径比一般为（ A ）A ：5～1000

7、紫外分光光谱中，紫外光区的波长范围是（ A ）A ：0.1~0.4μm

8、水热法制晶体材料过程中，不可能用到的设备是（ C ）

A ：烘箱

B ：高压釜

C ：振荡仪

D ：高温炉

9、下列哪种方法不能用来制备晶体材料（ C ）

A ：局部氧化法

B ：陶瓷法

C ：快速冷却法

D ：化学气象沉积法

3、在晶体滑移过程中，由于位错不断移出滑移面，位错密度D

A 、与形变量无关

B 、保持不变

C 、随形变量增加而减少

D 、随形变量增加而增加

4、密排六方结构晶体的密排晶面的正常堆垛次序为：B

A 、ABCABC ……

B 、ABABABAB ……

C 、ACACAC ……

D 、ACBACBACB ……

5、A 、B 两晶体，如果它们空间点阵相同，则两晶体的C

A 、八间隙大小相同

B 、原子数相同

C 、结构相同

D 、四间隙大小相同

6、非均匀形核的形核功G *?非和接触角θ与σ（晶核和杂质之间的界面能）之间的关系：

A 、σ越小，θ越大，G *?非越大

B 、σ越大，θ越大，G *?非越大

C 、σ越小，θ越小，G *?非越小

D 、σ越小，θ越小，G *?非越大

7、晶粒尺寸与液态金属凝固时的形核率N 和线长大速度G 之间的关系：A

A 、N/G 越大，晶粒尺寸越小

B 、N/G 越大，晶粒尺寸越大

C 、N/G 越大，晶粒尺寸不变

D 、N/G 越小，晶粒尺寸越小二、单项选择题（每题2分，共16分）

1、交滑移是D

A 、同一滑移面位错交割

B 、不同滑移面上的位错交割

C 、两根位错交替滑移

D 、位错在滑移受阻后到另外滑移面上滑移

2、面心立方晶体的滑移面和滑移方向可以是：A

A 、（111）[101]

B 、（110）[111]

C 、（111）[111]

D 、（111）[001]

8、三元系相图中，在共晶温度点的自由度为0，此时是：B

A、三相平衡

B、四相平衡

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（）

2009-2010(1)材料化学导论试卷A卷答案

一、填空题（本大题共8小题，每空1分，共25分） 1. 材料的种类繁多，性能千差万别，应用领域也十分广泛。若按照材料的使用性能可将其分为结构材料和功能材料两大类，前者主要利用材料的力学性能，后者则主要利用材料的物理和化学性能。 2. 杂质使半导体的电学性质发生显著变化。单晶硅中掺杂质Ga和As元素后，能得到不同类型的半导体，由空穴迁移导电的称p型半导体，由电子移动导电的则成为n型半导体。n型半导体和p型半导体的结合处称为 p-n结，它使电流单向导通。 3.组织工程三要素是指：种子细胞、支架、信号因子。 4. 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。 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。 8. 非晶态金属材料同时具有高强度、高韧性的力学性能。二、单选题（本大题共8小题，每题2分，共16分） 1. 具有立方面心立方结构、晶格间隙较大，碳容量较多的是：（ B ） A、α-Fe B、γ-Fe C、δ-Fe D、FeC 2. 下列光纤材料中抗弯曲和冲击性能最好的是：( D ) A、石英光纤 B、多元氧化物光纤 C、晶体光纤 D、聚合物光纤 3. 有机化学实验室电动搅拌的搅拌头所用的材料是：（ D ） A、PP B、ABS C、PPO D、PTFE 4. 享有“第三金属”和“未来的金属”的称号的是：（ C ） A、铝合金 B、铁锰铝合金钢 C、钛合金 D、奥氏体不锈钢 5. 下列陶瓷中，硬度最大是：（ A ） A、BN B、Al2O3 C、ZrO2 D、ZnO2 6. 下列哪种检测仪器的发明首先为人类直接观察和操纵原子和分子提供了有力工具：（ D ） A、TEM B、SEM C、STM D、AFM 7. 我国在东汉制造出了（ B ），她是中国文化的象征，极大地促进了世界文明。 A、陶器 B、瓷器 C、青铜器 D、丝绸 8. 目前已进入实用阶段、应用最广的形状记忆合金是：（ B ） A、Ti-Ni-Cu B、Ti-Ni C、Cu-Zn D、Cu-Zn-Al 三、判断题（本大题共10小题，每题1分，共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、名词解释（本大题共5小题，每题2分，共10分） 1.组织工程：应用生命科学与工程学的原理与技术，在正确认识哺乳动物的正常及病理两种状态下的组织结构与功能关系的基础上，研究开发用于修复、维护、促进人体各种组织或器官损伤后的功能和形态的生物替代物的一门新兴学科。 2.奥氏体：碳溶解在 -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。 3.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。 4.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。五、写出下列反应，注明反应条件（本大题共3小题，每题3分，共9分） 1.二元酸与二元醇经缩聚反应制聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）

材料化学试题库

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。

材料化学习题答案(完整版)

第二章 2.1 扩散常常是固相反应的决速步骤，请说明： 1) 在用MgO 和32O Al 为反应物制备尖晶石42O MgAl 时，应该采用哪些方法加快固相反应进行？ 2) 在利用固相反应制备氧化物陶瓷材料时，人们常常先利用溶胶-凝胶或共沉淀法得到前体物，再于高温下反应制备所需产物，请说明原因。 3) “软化学合成”是近些年在固体化学和材料化学制备中广泛使用的方法，请说明“软化学”合成的主要含义，及其在固体化学和材料化学中所起的作用和意义。答： 1. 详见P6 A.加大反应固体原料的表面积及各种原料颗粒之间的接触面积； B.扩大产物相的成核速率 C.扩大离子通过各种物相特别是产物物相的扩散速率。 2. 详见P7最后一段P8 2.2节一二段固相反应中反应物颗粒较大，为了使扩散反应能够进行，就得使得反应温度很高，并且机械的方法混合原料很难混合均匀。共沉淀法便是使得反应原料在高温反映前就已经达到原子水平的混合，可大大的加快反应速度；由于制备很多材料时，它们的组分之间不能形成固溶的共沉淀体系，为了克服这个限制，发展了溶胶-凝胶法，这个方法可以使反应物在原子水平上达到均匀的混合，并且使用范围广。 3. P22 “软化学”即就是研究在温和的反应条件下，缓慢的反应进程中，采取迂回步骤以制备有关材料的化学领域。 2.2 请解释为什么在大多数情况下固体间的反应很慢，怎样才能加快反应速率？答：P6 以MgO 和32O Al 反应生成42O MgAl 为例，反应的第一步是生成42O MgAl 晶核，其晶核的生长是比较困难的，+2Mg 和+3Al 的扩散速率是反应速率的决速步，因为扩散速率很慢，所以反应速率很慢，加快反应速率的方法见2.1（1）。第三章（张芬华整理） 3.1 说明在简单立方堆积、立方密堆积、六方密堆积、体心立方堆积和hc 型堆积中原子的配位情况。答：简单立方堆积、 6 立方密堆积、 12

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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

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

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） 6、试列举出三种表面处理方法_电镀_____、__化学镀____、_ 化学转化膜_____。（每空1.5分）

材料化学课后习习题答案

材料化学课后习题答案 P 42 :四(1)(2)(3) P 69 :二、三(1)(2) P 90 : 5 P 133：二、三(1)(2) P l99：—、二二 P 222: 一、三(1) P 236：、 - 二 .专业：应用化学14-1 学号：姓名：丁大林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。运］=_包］、僵］=爸 \ V S \ :S V \ V T \: T V 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 c 金属键＞ c 离子键＞ c 极性共价键＞ c 非极性共价键。 2.麦克斯韦关系式为 3.偏摩尔吉布斯函数又称化学势，定义为 % =G B

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幕乘积成正比，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e，这种现象称为电极的极化。 7. 相图：又称平衡状态图，用几何（图解）的方式来描述处于平衡状态时，物质的成分、相和外界条件相互关系的示意图。三?简答题 —-. -_ 1. 简述什么是亚稳状态，其形成原因及在生产中应如何处理。答：1）是一种热力学不稳定状态，但在一定条件下能长期存在，称为亚稳状态。 2）形成原因：新相难于形成。 3）生产中遇到亚稳态有时需要保护，有时需要破坏，如非晶体材料制备就是将材料高温熔融后迅速冷却，使晶格排列长程无序，从而形成非晶态亚稳结构，使材料的耐腐蚀性能力和力学性能得以提高。金属退火处理是为了消除淬火等处理所产生的一些不平衡相，使材料的内部组织重新达到平衡状态。 2. 简述物理吸附与化学吸附的区别。项目物理吸附化学吸附吸附力分子间力化学键力吸附分子层多分子层或单分子层单分子层吸附温度低高吸附热小大吸附速率快慢吸附选择性无或很差有 3. 简述热分析法绘制相图的步骤。答：先将样品加热成液态，然后另其缓慢而均匀地冷却，记录冷却过程中系统在不同时刻的温度数据，以温度为纵坐标，时间为横坐标，绘制温度-时间曲线，即冷却曲线（或称步冷曲线）。由若干条组成不同的冷却曲线可绘制出相图。四.计算题” 1. 计算压力为100kPa, 298K及1400K时如下反应CaCOs）=CaO（s）+CO2（g）的△?*，判断在此两温度下反应的自发性，估算该反应可以自发进行的最低温度。解: r G：298K - -RTI nK，--RTI n j 与一8.314 298 " !囂=0

材料化学练习题及答案

一、名词解释: 材料：人类社会所能够接受的经济地制造有用器件的物质。（可以用来制造有用的构件、器件或物品的物质。）晶体：晶体是内部质点在三维空间呈周期性重复排列的固体。（具有格子构造的固体）空间点阵：表示晶体结构中各类等同点排列规律的几何图形。（表示晶体内部结构中质点重复规律的几何图形。）晶向：空间点阵的结点可以看成是分列在一系列相互平行的直线上，这些直线系称为晶列，同一个格子可以形成方向不同的晶列，每一个晶列定义了一个方向，称为晶向。晶面：空间点阵的结点可以从各个方向被划分为许多组平行且等距的平面点阵，这些平面点阵所处的平面称为晶面。对称：是指物体相同部分作有规律的重复。点群：晶体结构中所有点对称要素（对称面、对称中心、对称轴和旋转反演轴）的集合。空间群：是指一个晶体结构中所有对称要素集合。肖特基缺陷：正常格点上的质点，在热起伏过程中获得能量离开平衡位置迁移到晶体的表面，而在晶体内部正常格点上留下空位。弗伦克尔缺陷：在晶格热振动时，一些能量较大的质点离开平衡位置后，进入到间隙位置，形成间隙质点，而在原来位置上形成空位。置换固溶体：溶质原子替换溶剂原子的位置形成的固溶体。间隙固溶体：溶质原子填入溶剂晶格间隙中形成的固溶体。中间相：合金组元间相互作用所形成的一种晶格类型及性能均不同于任一组元的合金固相。相律：相平衡体系中揭示相数P ，独立组分数C和自由度F之间关系的规律。相图：表达多相体系的状态随温度、压力、组成等强度性质变化情况的图形。二、填空题 1、材料按化学组成，可分为（金属材料）、（无机非金属材料）、（有机高分子材料）、（复合材料）；根据材料的性能，可分为（结构材料）和（功能材料）。 2、物质的三态：气态、液态和固态，从宏观上来看，气体和液体表现为（流动性），固体表现出（固体性）。液体在缓慢降温过程中形成（晶体），在急冷过程中形成（非晶体）。 3、晶体与非晶体的根本区别是：晶体具有（长程有序），而非晶体（长程无序、短程有序）。 4、实际晶体结构、基元和点阵的关系可概括为（晶体结构= 点阵+ 基元）；点阵是周期性重复的（方式），基元是周期性重复的（内容）。

材料化学2004物化试卷A

材料化学2004《物理化学》考试试卷A 2006.5 2．系统经不可逆循环过程，则有：（） A . △S 系统=0，△S 隔＞0 B. △S 系统＞0，△S 隔＞0 C . △S 系统=0，△S 环＜0 D. △S 系统=0，△S 隔＜0 3．在25℃时，A 和B 两种气体在同一溶剂中的亨利系数分别为k A 和k B ,且k A =2k B ，当A 和B 压力相同时，在该溶液中A 和B 的浓度之间的关系为：（） A . c A =c B B . c A =2c B C . 2c A =c B D . 不确定 4．A 和B 能形成理想液态混合物。已知在T 时P A *=2 P B *, 当A 和B 的二元液体中x A =0.5时，与其平衡的气相中A 的摩尔分数是：（） A . 1 B . 3/4 C . 2/3 D . 1/2 5．已知718K Ag 2O(s)的分解压力为20.9743Mpa ，则此时分解反应Ag 2O(s)=2Ag(s)+1/2O 2(g)的△rG θm 为：（） A. -9.865kJ/mol B. -15.96kJ/mol C. -19.73kJ/mol D. -31.83kJ/mol 6．反应2NO+O 2=2NO 2的△rH m ＜0,当此反应达到平衡时，若要使平衡向产物方向移动，可以：（） A. 升温加压 B. 升温降压 C. 降温加压 D. 降温降压 7．某化学反应的速率方程为dc B /dt=(1/2)(k A1c A 2- k A2c B )-k 2c B 则该反应为：（） A ． 2A 21kA kA B ?→?2 k C B ．2A ?→?1kA B 22 -k k C C ．2A ?→?1kA B B+C ?→?2k D D ．2A 21kA kA 2B ?→?2 k C 班级考号班级考号姓名考号姓名景德镇

材料化学课后题答案

一．内蒙古科技大学材料化学课后题答案二．应用化学专业1166129108 三．什么是纳米材料？答：所谓纳米材料，是指微观结构至少在一维方向上受纳米尺度调制的各种固体超细材料，或由它们作为基本单元构成的材料。四．试阐述纳米效应及其对纳米材料性质的影响？答： 1.小尺寸效应；使纳米材料较宏观块体材料熔点有显著降低，并使纳米材料呈现出全新的声，光，电磁和热力学特性。 2.表面与界面效应；使纳米颗粒表面具有很高的活性和极强的吸附性。 3. 量子尺寸效应；使纳米微粒的磁，光，热，电以及超导电性与宏观特性有着显著不同。 4. 宏观量子隧道效应；使纳米电子器件不能无限制缩小，即存在微型化的极限。三．纳米材料的制备方法？答：1.将宏观材料分裂成纳米颗粒。 2.通过原子，分子，离子等微观粒子聚集形成微粒，并控制微粒的生长，使其维持在纳米尺寸。四．1．玻璃体：冷却过程中粘度逐渐增大，并硬化形成不结晶且没有固定的化学组成硅酸盐材料。 2.陶瓷：凡是用陶土和瓷土这两种不同性质的黏土为原料经过配料，成型，干燥，焙烧等工艺流程制成的器物都可叫陶瓷。 3.P-型半导体：参杂元素的价电子小于纯元素的价电子的半导体。 4.黑色金属：是指铁，铬，锰金属及它们的合金。 5.有色金属:除铁，铬，锰以外的金属称为有色金属。 6.金属固溶体：一种金属进入到另一种金属的晶格内，对外表现的是溶剂的晶格类型的合金。 7.超导体：具有超低温下失去电阻性质的物质。五．1．简述传统陶瓷制造的主要原料？答：黏土，长石，石英矿是制造传统陶瓷的主要原料。 2.陶瓷是否一定含有玻璃相？答：并非所有的陶瓷材料都含有玻璃相，某些非氧特种陶瓷材料可以近乎100%的晶相形式存在。 3.试讨论超导体性质的形成原理及超导状态时所表现出来的特殊现象？答：电子同晶格相互作用，在常温下形成导体的电阻，但在超低温下，这种相互作用是产生超导电子对的原因。温度越低所产生的这种电子对越多，超导电子对不能相互独立地运动，只能以关联的形式做集体运动。于是整个空间范围内的所有电子对在动量上彼此关联成为有序的整体，超导电子对运动时，不像正常电子那样被晶体缺陷和晶格振动散射而产生电阻，从而呈现无电阻的超导现象。物质处于超导状态时会表现出电阻消失和完全抗磁性现象。 4.简述形状记忆合金原理？

材料化学试卷A卷及答案-1

姓密封线内不要答题江苏科技大学 2008 －2009学年第二学期材料化学A 课程试题 ( A )卷一、选择题（本大题共18小题，共20分） 1. 理想液态混合物的通性是 A. Δmix V = 0 Δmix H = 0 Δmix S > 0 Δmix G > 0 B. Δmix V = 0 Δmix H = 0 Δmix S > 0 Δmix G < 0 C. Δmix V > 0 Δmix H > 0 Δmix S > 0 Δmix G < 0 D. Δmix V = 0 Δmix H = 0 Δmix S = 0 Δmix G = 0 2.下列偏微分属于偏摩尔量的是，属于化学势的是 A. B C n n P T B n H ≠???? ????,, B. B C n n V T B n G ≠???? ????,, C. B C n n V S B n U ≠???? ????,, D. B C n n P T B n A ≠???? ????,, E. B C n n P T B n G ≠? ??? ????,, F. ,,C B B T V n n A n ≠??? ? ??? 3. 在同一温度压力下，一定量某物质的熵值 A. S (气) > S (液) > S (固) B. S (气) < S (液) < S (固) C. S (气) = S (液) = S (固) D. S (气) > S (液) = S (固) 4. 克拉贝龙-克劳修斯方程式可用于和 A. 固气两相平衡 B. 固液两相平衡 C. 固固两相平衡 D. 液气两相平衡