级无机非金属材料专业无机材料科学基础试卷b卷标准答案及评分标准样本.doc

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唐山学院课程考试参考答案及评分标准
课程名称: 无机材料科学基础 － 年第 1 学期
命题教师: 教研室主任签字:

级无机非金属材料工程专业无机材料科学基础试题B参考答案及评分标准
一、 名词解释参考答案:
1晶粒长大: 是指在烧结中、 后期, 细小晶粒逐渐长大, 伴随着一部分晶粒的缩小或消失过程, 其结果是平均晶粒尺寸增加。
2晶体: 具有空间格子构造的固体称为晶体。静电键强度: 正离子分配给与它配位的每个负离子的电价数。
3螺位错: 位错线方向同滑移方向平行称为螺位错。
4固相烧结: 是指松散的粉末或经压制具有一定形状的粉末压坯被置于不超过其熔点的设定温度中, 在一定的气氛保护下, 保温一段时间的操作过程。
5固溶体: 一种物质的质点溶到另外一种物质中, 形成单一、 均匀的固相体系称为固溶体。
评分标准: 本题共计10分, 每题2分。回答只要描述正确即给满分, 意思部分正确酌情给分, 意思完全不正确不得分。
二、 填空题参考答案:
1等径球最紧密堆积有六方最紧密堆积和面心立方最紧密堆积两种。
2钾长石的组成用氧化物的形式表示为K2O.Al2O3.6SiO2。
3根据外来组元在基质晶体中的固溶度分类, 固溶体分为连续固溶体和有限固溶体。
4 CaCl2 NaCl
CaNa+Cli+Clcl CaCl2 NaCl
CaNa+VNa+2Clcl
5硅酸盐中, O/Si比值由4:1到2:1过程中, [SiO4]的连接方式可从岛状、 环状、 链状、 带状、 层状, 最终过渡到架状。
6分子间引力主要来源于定向作用、 诱导作用和色散作用三种不同的效应。
7影响黏土离子交换容量的因素有黏土矿物组成、 黏土的分散度、 溶液PH值、 有机质含量和介质温度。
8晶粒长大的推动力是晶界过剩的自由能, 二次再结晶的推动力是晶界过剩的界面能。
9固相反应类型包括加成反应、 造膜反应、 置换反应、 转变反应和热分解反应。
10扩散的本质是质点的无规则运动。固体扩散机构主要有易位扩散机构、 间隙扩散机构、 空位扩散机

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级无机非金属材料工程专业无机材料科学基础试题B参考答案及评分标准
构。
评分标准: 本题共计30分, 每空1分。回答正确即得分, 不正确不得分。
三、 简答题参考答题要点:
1.什么是位移性转变? 什么是重建性转变? 二者有何区别?
答: 位移性转变仅仅是结构畸变, 转变前后结构差异小, 转变时并不打开任何键或改变最近邻的配位数, 只是原子的位置发生少许位移。位移性转变仅仅是键长和键角的调整, 未涉及旧键破坏和新键形成, 因而转变速度很快。
重建性转变不能简单的经过原子位移来实现, 转变前后结构差异大, 必须打开原子间的键, 形成一个具有新键的结构。因为破坏旧键并重新组成新键需要较大的能量, 因此重建性转变的速度很慢。
2.常见的线缺陷是什么? 它有哪几种类型? 各自的主要几何特征是什么?
答: 常见的线缺陷是位错。位错有刃位错、 螺位错和混合位错三种。刃位错的几何特征是位错线与原子滑移方向垂直。螺位错的几何特征是位错线与原子滑移方向平行。混合位错的几何特征是位错线与原子滑移方向既不垂直也不平行。
3.何谓均匀成核? 何谓不均匀成核? 晶核剂对熔体结晶过程的临界晶核半径r﹡有何影响?
答: 均匀成核: 在均匀介质中进行, 在整体介质中的核化可能性相同, 与界面、 缺陷无关。
不均匀成核: 在异相界面上进行, 如容器壁、 气泡界面或附着于外加物( 杂质或晶核剂) 。
r*=2γls/△Gr 晶核剂降低γls, 因此r*降低。
4.晶粒正常长大时, 如果晶界受到第二相杂质的阻碍, 其移动可能会出现哪几种情况?
答: ( 1) 晶界能量较小, 晶界移动被杂质或气孔所阻挡, 晶粒正常长大停止。
( 2) 晶界具有一定的能量, 晶界带动杂质或气孔继续移动, 这时气孔利用晶界的快速通道排除, 坯体不断致密。
( 3) 晶界能量大, 晶界越过杂质或气孔, 把气孔包裹在晶粒内部。由于气孔脱离晶界, 再不能利用晶界这样的快速通道而排除, 使烧结停止, 致密度不再增加。这时将出现二次再结晶现象。

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级无机非金属材料工程专业无机材料科学基础试题B参考答案及评分标准
5.从化学组成、 相组成和结构考虑, 试比较固溶体与化合物、 机械混合物的差别。
答: 化合物符合定组成定律, 单相, 具有本身所固有的晶体结构;
机械混合物不符合定组成定律, 化学组成可变, 多物种混合时为多相, 分别保持各组分所固有的晶体结构;
固溶体不符合定组成定律, 化学组成可变, 单相, 保持主晶相的晶体结构。
6.试就(a)推动力来源; (b)推动力大小; (c)在陶瓷系统的重要性来区别初次再结晶, 晶粒长大和二次再全结晶。

初次再结晶
晶粒长大
二次再结晶
推动力来源
基质塑性变形而储存于基质中的能量
晶界过剩的界面能
推动力大小
小 0.5~1cal/g
较大
很大
在陶瓷系统中重要性
影响不大
关键
尽量避免
答:

评分标准: 本题共计30分, 每题5分。每题回答内容正确得满分。回答只要求回答出要点即可; 部分正确酌情给分; 不正确者不得分。
四、 计算题参考答题要点:
1.某窗玻璃含14Na2O－14CaO－72SiO2(重量百分数), 求非桥氧百分数。
解: 化成摩尔百分数, 8Na2O-14CaO-78SiO2 ( 2分)
R=(8+14+78×2)/78=2.28=全部氧离子/全部网络形成离子数 ( 2分)
平均非桥氧数: x=2R-z, ( 1分) 平均桥氧数: y=2z-2R, ( 1分) 非桥氧百分数含量=x/(x+y/2) ( 2分)
2.某磁性氧化物材料被认为是遵循正常晶粒长大方程。当颗粒尺寸超出1μm的平均尺寸时, 则磁性和

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级无机非金属材料工程专业无机材料科学基础试题B参考答案及评分标准
强度等性质就变坏, 未烧结前的原始颗粒大小为0.1μm 。烧结30分钟使晶粒尺寸长大为原来的3倍。因大坯件翘曲, 生产车间主任打算增加烧结时间。你想推荐的最长时间是多少?
解: 由D0=0.1µm 和t=30min, D=3D0=0.3µm ( 2分)
　　　D2-D02=kt 　K=0.08/30µm2/min ( 2分)
　　　　　D=1µm, 12-(0.1)2=kt=0.08/30t ( 2分)
　　　∴ t=371.25min ( 1分)
评分标准: 本题15分。每小题分数见上。回答正确得分, 不正确不得分。
五、 相图分析题参考答案及评分标准:
1 三角形化……………………………………………………………(1.5分)
连接A点和M点; 连接B点和M点; 连接B点和M点。
2 判断界线温度下降方向……………………………………………(4.5分)
温度下降方向分别为(箭头指向降温方向): e1→E1; E1→E2; e2→E2; E3→E2;
E1←k→E3; E4→E3; e4→E4; e3→E4。
3 界线的性质……………………………………………………………(2分)
E1E3、 e3E4 、 e4E4为转熔线; 其余界线均为共熔线。
4 化合物的性质…………………………………………………………(1分)
M为不一致熔融三元化合物, D为一致熔融二元化合物。
5 无变量点的性质及相平衡关系式…………………………………(4分)
E2为低共熔点; E1、 E3、 E4为单转熔点。
相平衡关系式为: E1点 L+A=M+C; E2点L=B+C+M; E3点 L+A =M+B; E4点 L+D=A+B
6 熔体H及G点冷却析晶时的初晶相和最终析晶产物……………(2分)
H点初晶相为C; 最终析晶产物为B、 C和M。G点初晶相为B; 最终析晶产物为B、 C和M。
评分标准: 本题15分。每小题分数见上。回答正确得分, 不正确不得分。

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