2013年材料科学与工程基础-A卷答案及评分标准

天津工业大学 2013-2014 学年第 1 学期

材料科学与工程专业《材料科学与工程基础》课程期末考试试卷（A）

答案及评分标准

班级： 姓名： 学号： 满分 题号 分数 阅卷人

注：闭卷考试，考试时间100分钟

一、

①. 根据晶体对称性，晶体被划分为七大晶系，其中对称性最高的是 立方 晶系，

对称性最低的是 三斜 晶系。

②. 金刚石为共价晶体结构，C—C间形式网络状连接，金刚石晶体的致密度为 34% 。 ③. 晶体结构中主要存在两种间隙形式，它们是 四面体 和 八面体 。对于CaF2晶

体结构，Ca2+离子作面心立方堆积，F-离子填充 全部四面体 间隙。 ④. 一晶面在x、y、z轴上的截距分别为2a、3b、6c，该晶面的晶面指数（321）。 ⑤. 对于凝聚态系统三元合金相图，当自由度f=0时，最大的相数为 4 。 ⑥. 阿道夫.菲克研究固体中原子的迁移速率，研究结果表明：扩散中原子的通量与质量

浓度梯度成正比，此即菲克第一定律，定律中扩散通量J的物理意义为 单位时间内通过垂直于x轴的单位面积的原子数量 。

⑦. 对于多晶材料，扩散物质可沿三种不同路径进行，即晶体内扩散（DL）、晶界扩散（DB）

和样品自由表面扩散（DS），三种扩散具有不同的扩散系数，其相应的扩散系数按由

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20 一 10 二 30 三 40 总分 四 复核 满分 得分 20 填空 （每空1分，共20分）

小到大的顺序为 DL ＜ DB ＜ DS 。

⑧. 位错的基本类型包括 刃位错 、 螺位错 和 混合位错 。

⑨. 对于大多数中间相，原子间的结合方式属于金属键与其他典型键（如离子键、共价

键）相混合的一种结合方式。因此，它们都具有 金属性 。（指中间相材料所表现的物理性能。）

⑩. 组分A和组分B形成共晶组织，一般来讲，所获得的共晶组织的熔融温度 低于

(低于或高于)组分A和组分B的熔点。

?. 铁碳合金相图中共析组织叫珠光体，同理，共晶组织叫 莱氏体 。 ?. 如右图所示，三元合金相图的浓度三角形

ABC中。根据重心规则，M、N、S为三个三元合金，P点位于△MNS的 交叉 位置。 ?. 在单元合金相图中，晶体的升华曲线与液体

的蒸发曲线的交点是该晶体的 熔 点。 ?. 如右图所示的二元相图中，合金Ⅱ在包

晶反应结束后 固相或α 相过剩；合金Ⅲ在包晶反应结束后 液相或L 相过剩。

二、

满分 得分 10 选择题 （每小题1分，共10分）

①. 由过饱和液体中析晶，析出的晶体往往会生长成封闭的凸多面体形状，产生这一现

象的原因是晶体具有（ C ）。

（A）对称性 （B）最小内能性 （C）自限性 （D）各向异性

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②. 在立方晶系的宏观对称要素中，有（ B ）个2次对称轴(L2)。 （A）4 （B）6 （C）2 （D）8 ③. CaTiO3结构中，Ca2+的配位数为（C ）。

（A）8 （B）6 （C）12 （D）4

④. MgO与NiO形成（ A ）其中rMg2+=0.072nm ，rNi2+=0.070nm

（A）无限置换固溶体 （B）有限置换固溶体 （C）间隙固溶体 （D）不能形成固溶体 ⑤. 下列因素中那一条不利于扩散现象的进行？D

（A） 温度高 （B）扩散粒子性质与扩散介质性质间差异大。 （C）存在大量界面、位错等缺陷 （D）在密堆积结构中扩散。 ⑥. 下列硅酸盐晶体中属于骨架状结构的是：（ C ）

(A)蒙托石（B）高岭石（C）长石（D）镁橄榄石

⑦. 硅氧四面体是硅酸盐的基本结构单元，它具有以下哪个特点：（A ）

（A）硅氧四面体之间可共顶连接。

（B）硅氧四面体中一个氧最多与三个硅连接。 （C）硅氧四面体之间可共面连接。 （D）硅氧四面体之间可共棱连接。 ⑧. α-鳞石英和β-鳞石英之间的转变是（C ）

（A） 类质同晶现象 （B） 同质多晶现象 （C） 位移型转变 （D） 重建型转变 ⑨. 珠光体是（ A ）。

（A） 碳溶于铁形成的间隙固溶体。 （B） 奥氏体和渗碳体形成的机械混合物。

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（C） 铁素体和渗碳体的机械混合物。 （D） 碳溶于铁形成的置换固溶体。

⑩. 下列对弗仑克尔缺陷的描述中不正确的是（ C ）。

（A） 弗仑克尔缺陷是热缺陷的一种。

（B） 弗仑克尔缺陷与温度相关，温度升高，缺陷浓度升高。 （C） 弗仑克尔缺陷引起体积增加。 （D） 弗仑克尔缺陷是空位和间隙同时产生。 三、

满分 得分 30 问答题 （共30分）

①. 如果将少量的MgO溶解到 Al2O3中发生缺陷反应，假设缺陷反应形成阴离子空位，

试写出其缺陷反应方程式。如果AgBr发生弗仑克尔缺陷反应，请写出其缺陷反应方程式。（4分）

Al2O3..2MgO????2Mg,Al?VO?2OO （2分）

, （2分） AgAg?Ag.Ag?VAg

②. 试述影响形成置换型固溶体的因素。（6分）

①尺寸效应：

r大?r小r大?15%;

②晶体结构类型相同

③电负性相差越小越容易形成置换型固溶体

④电子浓度的影响，e在某一极限范围内可形成置换型固溶体

a

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