材料科学基础习题

1、已知粒子在一维矩形方势阱中运动，其波函数表达式 ，那么粒子在 出现的概率密度为：（ ）

A. B. C. D.

2. 下列四种电子构型的原子电离能最低的是（ ）

A. ns2np3 ; B. ns2np4; C. ns2np5; D. ns2np6

3．下列哪一系列的排列顺序正好是电负性减小顺序的是（ ）

A. K、Na、Li; B. O、Cl、H; C. As、P、H; D. 三者都是。

4.下列哪种化合物中实际上没有氢健的是（ ）

A. H3BO3 B. CF2Cl2 C. N2H4 D. CH3COOH

5.下列哪种关于物质内部范德华力的说法是错的是（ ）

A. 非极性分子的物质没有取向力 B. 诱导力在三种范德华力中通常是最小的

C. 分子的极性越大，取向力越大 D. 极性分子的物质没有色散力

6. 对称要素3L4表示（ ）

A. 3个4次对称轴 B. 4个3次对称轴

C. 3个4次旋转反伸轴 D. 3个4次旋转反映轴

7. 面角守恒定律中的守恒指（ ）

A.能量守恒 B.晶面夹角相等 C.晶面指数相同 D.晶格常数相同

8. 晶面通常被面网密度大的晶面所包围，这称为（ ）

A.布拉维法则 B.晶面法则 C.能量最低法则 D.平衡法则

9. 晶体中不可能存在的对称轴是（ ）

A.一次对称轴 B.三次对称轴 C.四次对称轴 D.五次对称轴

10. 如果某晶体具有9个对称面，应表示为（ ）

A.P9 B.9P C.P9 D.P9

11. 与Li2的对称操作等效的对称操作为（ ）

A.C B.2P C.P D.P+C

12. 对晶体进行宏观对称要素组合分析，可得到________种点群。

A.23 B.32 C.230 D.34

13. 晶族、晶系、对称型、布拉菲格子、空间群的数目分别是（ ）

A. 3、7、14、32、230 B. 3、7、32、14、230

C. 3、7、14、32、320 D. 3、7、32、14、320

14. 四方晶系的晶体常数特征为（ ）

A.a ≠ b ≠ c，α=β=γ= 90° B.a = b ≠ c，α=β=γ=90°

C.a = b = c，α=β=γ=90° D.a ≠ b ≠ c，α≠β≠γ≠ 90°

15. 斜方晶系的晶体常数特征为（ ）

A.a ≠ b ≠ c，α=β=γ= 90° B.a = b ≠ c，α=β=γ=90°

C.a = b = c，α=β=γ=90° D.a ≠ b ≠ c，α≠β≠γ≠ 90°

16. 晶体的微观对称要素是（ ）

A.对称面 B.滑移面 C.螺旋轴 D.对称轴

17. 若有n个等大球体作最紧密堆积，将有________个八面体空隙存在。

A.2n B.2n＋1 C.n＋1 D.n

18. 若有n个等大球体作最紧密堆积，将有________个四面体空隙存在。

A.2n B.2n＋1 C.n＋1 D.n

19. 范德华力来源于________种效应。

A.1 B.2 C.3 D.4

20. 范德华力与距离的________ 次方成反比。

A.4 B.6 C.7 D.8

21. 对于稳定的晶体结构，可能存在的配位数有________个。

A.4 B.6 C.7 D.8

22. 当正离子配为数为3时，正负离子半径比为（ ）

A.0-0.155 B. 0.225-0.414 C.0.155-0.225 D.0.732-1

23. 当配位多面体为四面体时，正负离子半径比为（ ）

A.0-0.155 B.0.155-0.225 C.0.225-0.414 D.0.732-1

24. 当配位多面体为八面体时，正负离子半径比为（ ）

A.0.732-1 B.0.414- 0.732 C.0.225-0.414 D.0.155-0.225

25. α-Al2O3晶体中Al离子填充在________八面体空隙中。

A.1/2 B.1/3 C.2/3 D.3/4

26. 硅酸盐晶体结构类型主要有________种。

A.3 B.4 C.5 D.8

27. 单键强>335kJ/mol，这类氧化物属于（ ）

A.玻璃网络形成体 B.网络变性体 C.中间体 D.不知道

28. 单键强<250kJ/mol，这类氧化物属于（ ）

A.中间体 B.玻璃网络形成体 C.网络变性体 D.不知道

29. ________ 键型物质容易形成玻璃。

A.纯离子键 B.金属键向共价键过渡 C.纯金属键 D.离子键向共价键过渡

30. 根据无规则网络学说，氧多面体中正离子配位数一般为（ ）

A.2 B.3 C.4 D.6

31. 在硅酸盐玻璃中，每个氧离子最多和________个正离子连接。

A.1 B.2 C.3 D.4

32. 在计算硅酸盐玻璃的结构参数时，Z值为 ( )

A.1 B.2 C.3 D.4

33. 晶体的表面能与所显露的那个晶面有关，密排的晶面表面能 ( )

A.最低 B.最高 C.适中 D.不确定

34. 晶体中高分子的构像除决定于分子链本身外，还决定于（ ）

A. 规整性 B. 分子链间相互作用 C. 晶体缺陷 D. 方向性

35. 高分子晶体的基本结构单元是（ ）

A.原子 B.分子 C.离子 D.分子链链段

36. 由C－C单键内旋转而形成的构像有________种。

A.6 B.7 C.8 D.9

37. 晶体中高分子的构像决定于________和________两种因素。

A.分子链本身 B.晶体缺陷 C.分子链间相互作用 D.方向性

38. 高分子结晶形态主要有（ ）

A.单晶 B.球晶 C.面心立方 D.六方

39. 对于离子化合物，晶体中总共有________种点缺陷基本形式。

A.5 B.6 C.8 D.10

40. 温度越高，热缺陷生成能（ ）

A.越高 B.不变 C.越低 F.

41. 生成固溶体时，在固溶限度以内固溶体是________相。

A.2 B.3 C.1 D.4

42. 对于置换型固溶体仅从离子尺寸考虑，当Δ=(r1-r2)/r1<15%时，生成（A.化合物 B. 有限型固溶体 C. 连续型固溶体 D.不生成固溶体

43. 一般情况下，液体的表面张力随温度的升高会（ ）

A.减小 B.增大 C.不变 D.先增大再减小

）

44. 液晶高分子是（ ）键合而成

A. 高分子链段 B. 小分子液晶基元 C. 分子 D. 离子

45. TiO2-x当环境中氧气氛压力减小或者在还原性气氛中，则其电导率与氧分压的（ ）次方成反比。

A.1/2 B.1/4 C.1/6 D.1/8

46. 单键强<250kJ/mol，这类氧化物属于（ ）

A. 网络变性体 B. 中间体 C. 玻璃网络形成体 D. 不确定

47. 不属于高分子链的旋光异构体的是（ ）

A. 全同立构 B. 同规立构 C. 间同立构 D. 无规立构

48. Fe1-xO当环境氧分压升高时，则其电导率与氧分压的（ ）次方成正比。

A.1/2 B.1/4 C.1/6 D.1/8

49. 对于无机化合物，当Δ=(r1-r2)/r1<15%，晶体结构类型相同、电价不等，则生成（ ）A.化合物 B.连续型固溶体 C.有限型固溶体 D.不生成固溶体

50. 对于金属材料，设D为实验测定密度值，D0为计算的理论密度，若D < D0，则固溶体为（ ）

A.缺位型 B.置换型 C.间隙型 D.不生成

51. 非化学计量化合物有________种类型

A.3 B.4 C.5 D.6

52. 一般情况下，固体的表面能随温度的升高会（ ）

A.增大 B.减小 C.不变 D.先增大再减小

53. 弯曲表面的附加压力△P 总是________曲面的曲率中心。

A.指向 B.背向 C.平行 D.垂直

54. 凸形曲面上的蒸气压会________凹形曲面上的蒸气压。

A.小于 B.等于 C.大于 D.大于等于

55. 相同环境条件下，相同物质小晶粒的溶解度会________大颗粒的溶解度。

A.等于 B.大于 C.小于 D.大于等于

56. 润湿的过程是体系吉布斯自由能________的过程。

A.升高 B.降低 C.不变 D.变化无规律

57. 小角度晶界模型中的倾转晶界是由________组成的。

A.刃型位错 B.螺旋位错 C.混合位错 D.位错中心重叠

58. 小角度晶界模型中的扭转晶界是由________组成的。

A.刃型位错 B.螺旋位错 C.混合位错 D.位错中心重叠

59. 离子晶体中晶界电荷的产生是由________引起的。

A.阴、阳离子的空位形成能不同 B.阴、阳离子的填隙形成能不同

C.溶质 D.两种溶质

60. 在稳态扩散中，任一点的________不随时间变化。

A.温度 B.浓度梯度 C.密度 D.浓度

61. 固体材料中原子扩散的驱动力是（ ）

A.浓度梯度 B.温度梯度 C.化学势梯度 D.活度

62. 在间隙固溶体中，溶质原子的扩散方式一般为（ ）

A.间隙机制 B.原子互换机制 C.空位机制 D.置换机制

63. 在柯肯达尔效应中，惰性标记移动的主要原因是（ ）

A.两组元的原子半径不同 B.两组元的扩散速度不同

C.仅一组元扩散 D.两组元中的空位浓度不同

64. 通常情况下，间隙扩散的激活能要比空位扩散的激活能（ ）

A.一样 B.相等 C.小 D.大

65. Fick第一定律中的负号表示扩散方向与浓度降低方向（ ）

A.垂直 B.一致 C.相反 D.可逆

66. 形成临界晶核时体积自由能的减少只能补偿表面能的（ ）

A.1/3 B.2/3 C.3/4 D.1/2

67. 一级相变的特点是，相变发生时，两平衡相的________相等，但其一阶偏微分不相等。A.熵 B.体积 C.化学势 D.热容

68. 马氏体转变是（ ）

A.扩散型相变 B.二级相变 C.液-固相变 D.无扩散型相变

69. 根据相变过程的温度条件，若相变过程是放热过程，则该过程必须（ ）

A.过热 B.过冷却 C.吸热 D.平衡

70. 下列过程中，能使烧结产物强度增大而不产生致密化过程的是( )

A. 塑性扩散 B. 体积扩散 C. 粘性扩散 D.蒸发－凝聚

71. 面角守恒定律中的守恒指( )

A. 能量守恒 B. 晶面夹角相等 C. 晶面指数相同 D. 晶格常数相同

72. 烧结有蒸发-凝聚、扩散、流动、溶解-沉淀等四种传质方式，若属于溶解－沉淀传质过程，则颗粒颈部相对变化x/r与t的关系可表示为（ ）。

A. B. C. D.

一、填空题

1. 物理学史上把普朗克1900年提出能量子假设作为量子论诞生的标志，并把普朗克能量假设、 和玻尔氢原子理论统称为早期量子论。

2. 普朗克能量假设被认为是为量子论诞生的标志，物理学历史上把普朗克能量假设、爱因斯坦光子理论和 统称为早期量子论。

3. 描述粒子运动的波函数 ，则 表示 ；需要满足的条件为： ；其归一化条件为： 。

4. 若氢原子处在l=3的状态上，则有此时氢原子的能量是 ，角动量在外磁场方向上的分量的可能值是 。

5. 当主量子数n=3时，角量子数l可能有的值是 ；当角量子数l=2 时，磁量子数m可能有的值是 。

6. 一维无限深方势阱宽为a，粒子的波函数 。则粒子出现的概率最大位置是 。

7. 准晶体与晶体的不同之处在于晶体具有 ，而准晶体没有。

8. 非晶体与晶体的不同之处在于晶体具有 ，而非晶体没有。

9. 晶体是指内部质点 排列的固体。

10. 与非晶体比较晶体具有自限性、 、 、 、 和稳定性。

11. 晶体的对称要素中点对称要素种类有_____、_____、_____ 、_____ ，含有平移操作的对称要素种类有_____ 、_____ 。

12. 晶族、晶系、对称型、结晶学单形、几何单形、布拉菲格子、空间群的数目分别是 _____、_____ 、_____ 、_____ 、_____ 、_____ 。

13. 晶体有两种理想形态，分别是 _____和 _____。

14. 一个立方晶系晶胞中，一晶面在晶轴X、Y、Z上的截距分别为2a、1/2a 、2/3a，

其晶面的晶面指数是 。

15. 以NaCl晶胞中（001）面心的一个球（Cl-离子）为例，属于这个球的八面体空隙数为 ，所以属于这个球的四面体空隙数为 。

16. MgO具有 为主的混合键，其晶体结构的对称型为 ，属于 ______晶系，氧离子配位数为 ，单位晶胞占有正负离子的数目为___。

17. FeO晶胞中O2-离子作 最紧密堆积，Fe2+填充 空隙的100%，单个晶胞分子数为_____。四面体、八面体空隙数与O2-数之比分别为_____、____。

18. CaF2属于_____晶系，其空间群为 ，单位晶胞分子数目为_____，Ca2+离子配为数为______，F-离子占据Ca2+堆积形成四面体空隙的_____﹪。

19. NaCl晶胞其对称型为 ，属于______晶族和______晶系，正负离子配位数为_____，单个晶胞占有正负离子的数目为______。

20. 硅酸盐晶体结构类型可以根据结构中Si/O数目比分为岛状、______ 、______、层状、______；层状结构中[SiO4]4-共用O2-离子数为______，Si/O比为______，滑石具有复网层结构，其无机络盐表示式为 。

21. 硅酸盐晶体结构类型可以根据结构中Si/O数目比分为岛状、组群状、______、______ 、______；组群状结构中[SiO4]4-共用O2-离子数为______，Si/O比为2:7或______，绿宝石具有组群状结构，其无机络盐表示式为 。

22. 硅酸盐晶体结构类型可以根据结构中Si/O数目比分为岛状、_____、链状、______、

______；链状结构中[SiO4]4-共用O2-离子数为___或3，Si/O比为1:3或______，透辉石具有链状结构，其无机络盐表示式为 。

23. 硅酸盐晶体结构类型可以根据结构中Si/O数目比分为岛状、______ 、______、______、架状；架状结构中[SiO4]4-共用O2-离子数为______，Si/O比为______，钾长石具有架状结构，其无机络盐表示式为 。

24. 高分子是指其分子主链上的原子都直接以 键连接，且链上的成键原子都共享成键电子的化合物。

25. 高分子材料的结构是指组成高分子的不同尺寸的结构单元在空间的相对排列，包括 、 和聚集态结构。

26. 晶体产生Frankel缺陷时，晶体体积_________，晶体密度_________；而有Schtty缺陷时，晶体体积_________,晶体密度_________。一般说离子晶体中正、负离子半径相差不大时，_________缺陷是主要的；两种离子半径相差大时，________缺陷是主要的。

27. 少量CaCl2在KCl中形成固溶体后，实测密度值随Ca2+离子数/K＋离子数比值增加而减少，由此可判断其缺陷反应式为_________。

28. 离子晶体生成Schttky缺陷时，正离子空位和负离子空位是同时成对产生的，同时伴随_________的增加。

29. 晶体结构中的点缺陷类型共分 、 和 三种，CaCl2中Ca2+进入到KCl间隙中而形成点缺陷的反应式为 。

30. CaO加入到ZrO2中形成间隙式固溶体的的缺陷反应式

为 ，固溶式分子式： 。形成置换式固溶体的的缺陷反应式为 ，固溶式分子式： 。

31. Al2O3加入到MgO中形成间隙式固溶体的的缺陷反应式

为 ，固溶式分子式： 。形成置换式固溶体的的缺陷反应式为 ，固溶式分子式： 。

32. 面心立方晶体在 滑移系统滑移时，伯格斯矢量 为 。

33. 面心立方晶体在 滑移系统滑移时，伯格斯矢量 为 。

34. 硼酸盐玻璃中，随着Na2O（R2O）含量的增加，桥氧数 ，热膨胀系数逐渐下降。当Na2O含量达到15%—16%时，桥氧又开始 ，热膨胀系数重新上升，这种反常现象就是硼反常现象。

35. Tg是_________,它与玻璃形成过程的冷却速率有关，同组分熔体快冷时Tg比慢冷时_________，淬冷玻璃比慢冷玻璃的密度_________，热膨胀系数_________。

36. 同温度下，组成分别为：(1) 0.2Na2O－0.8SiO2 ；(2) 0.1Na2O－0.1CaO－0.8SiO2；(3) 0.2CaO－0.8SiO2 的三种熔体，其粘度大小的顺序为_________。

37. 三T图中三个T代表_________, _________,和_________。

38. 粘滞活化能越_________ ,粘度越_________ 。硅酸盐熔体或玻璃的电导主要决定于_________ 。

39. 0.2Na2O-0.8SiO2组成的熔体，若保持Na2O含量不变，用CaO置换部分SiO2后，电导_________。

40. 在Na2O－SiO2熔体中加入Al2O3(Na2O/Al2O3<1)，熔体粘度_________。

41. 组成Na2O . 1/2Al2O3 . 2SiO2的玻璃中氧多面体平均非桥氧数为_________。

42. 多种聚合物同时并存而不是一种独存这就是熔体结构_________的实质。在熔体组成不变时，各级聚合物的数量还与温度有关，温度升高，低聚物浓度增加。

43. KCl,AgCl和Cu2S极化程度的大小顺序是______，极化结果改变配位数的是______，不极化结果改变配位数的是______。

44. 硅酸盐熔体的粘度随温度的升高而 ，但是，不同组成的玻璃，粘度随温度的变化速率不同，即玻璃的料性。在相同的粘度范围，所对应的温度范围大即为 料性玻璃。

45. 固体表面粗糙度直接影响液固湿润性，当真实接触角＜90°时，粗糙度越大，表面接触角_____，就越容易湿润；当＞90，则粗糙度_____，越不利于湿润。

46. 在弯曲表面效应中，附加压力ΔP总是指向曲面的_________，当曲面为凸面时，ΔP为正值。

47. 矿化剂在硅酸盐工业中使用普遍，其作用机理各异，例在硅砖中加入1-3％[Fe2O3＋Ca2(OH)2]做矿化剂，能使大部分a-石英不断溶解同时不断析出a-磷石英，从而促进a-石英向磷石英的转化。水泥生产中用_______作矿化剂，可以降低熟料中液相生成温度和降低液相粘度，提高离子扩散速率，加速CaO•SiO2的形成。

48. 系统中每一个能单独分离出来并_________的化学均匀物质，称为物种或组元，即组份。例如，对于食盐的水溶液来说，NaCl与H2O都是组元。而Na+、Cl-、H+、OH- 等离子却不能算是组元，因为它们都不能作为独立的物质存在。

49. 一级相变是指体系由一相变为另一相时，两相的化学势相等但化学势的________不相等，有相变潜热，并伴随有体积改变。

50. 在固体介质中，做无规则布朗运动的大量质点的扩散系数取决于质点的_________和迁移自由程r平方的乘积。

51. 烧结的推动力是_________，它可凭下列方式推动物质的迁移：蒸发-凝聚传质，扩散传质，流动传质，溶解-沉淀传质。

52. 固体质点扩散的推动力是_________。

53. 固相分解反应的特点是：(1) _________；(2)________；(3)________。

54. 在MoO3+CaCO3CaMoO4+CO2反应中，当 CaCO3:MoO3＝15，时，由于产物层_______和扩散阻力______，反应由____________控制，并随___________减小而加速。

55. 本征扩散是指：__________，其扩散系数D＝___________, 其扩散活化能由

__________和____________组成。

56. 杂质原子在其它晶格中扩散时的推动力为_______，同种原子在自己晶格中自扩散的推动力为_____。

57. 晶体中五种扩散机制为_______、_______、_______、_______和_______，其中___是离子晶体中最常见的扩散机制，其扩散活化能包括_______和_______。

58. 析晶过程分两个阶段，先_______后______。在析晶作用曲线上_______速率曲线在高温区。

59. 玻璃分相的两种机理是__________机理和__________机理。前者分相时质点作___扩散，分相速率____；后者分相后具有______结构，分相开始界面____突变。

60. 液－固相变中的非均匀成核是指_____________形成晶核的过程。它的成核位垒随接触角的_______而降低，当由0～90°时，成核位垒GK*与均匀成核位垒GK的关系为______。

61. 液相烧结与固相烧结相同的是其过程都由____，____，____等三个阶段组成，不同点是____，_____，_____。

62. 烧结有______，______，______，______等四种传质方式，产生的原因分别是______，______，______，______。

63. 在烧结初期，若x/r与t1/3成正比，其属于______传质过程，这种烧结的推动力是______，收缩率为______。

64. 一种扩散过程：lnD与1/T的变化关系如图所示，该扩散属于______扩散过程，图中各部分线段的斜率分别是（1）______（2）______（3）______，各部分线段所表示的扩散类型是（1）______（2）______（3）______。

65. 造成二次再结晶的原因主要是______，及______，其次是______，及______等。