武汉理工大学2011年研究生入学考试试题
课程名称 材料科学基础
一、（30分）立方ZnS是立方晶系，根据其晶胞图（图1）回答下列问题：
1、画出ZnS晶胞在(001)面上的投影图；在晶胞图上画出（111）晶面和[111]晶向（建立坐标系）；
2、何种离子做何种密堆积？晶胞中有哪几种空隙，空隙利用率分别是多少？何种离子填何种空隙？
3、晶胞分子数是多少？结构中各离子的配位数为多少，写出其配位多面体；
4、结构中S2-电价是否饱和，为什么？
6、像立方ZnS这类晶体（质点的堆积可以近似地认为是刚性球体的堆积，服从最紧密堆积原理），如何揭示、理解晶体的微观结构及其与晶体性质的关系？
图1 立方ZnS晶胞结构 图2 成核速率和生长速率与过冷度的关系
三、（15分）比较PbF2，PbI2和CaF2的表面能大小，当用Ca2+和F-依次置换PbI2中的Pb2+和I-离子时，相应的表面能和硬度及表面双电层的厚度该如何变化，为什么？
四、（10分）在A－B二元系中，组元A具有体心立方结构，熔点为1000℃；组元B具有面心立方结构，熔点为800℃。在500℃存在一个恒温转变：
设室温下A、B二个组元互不溶解，试回答：
1、绘出概略的相图。
2、指出SA(B)、SB(A)固溶体的晶体结构类型。
五、（25分）根据图3所示A－B－C三元系统投影图回答下列问题：
1、指出化合物S的性质。
2、用箭头标出各界线的温度下降方向及性质。
3、指出各无变量点的性质，并写出其平衡关系。
4、分析熔体M在平衡条件下的冷却结晶过程（用路径图表示）。
5、图中哪个组成的三元混合物熔点最低？并用线段比表示出其组成。
图3 A－B－C三元系统相图
研究生考试六、（15分）试讨论从室温到熔融温度范围内，氯化锌添加剂（10-6mol%）对NaCl单晶中所有离子（Na和Cl）扩散能力的影响。在什么温度范围内Na的本征扩散占优势？（NaCl的Schttky缺陷形成能E=2.3eV）
七、（10分）已知铜的熔点Tm＝1083℃，熔化热△H＝1628J/cm3，固液界面能γ＝1.77×10－5J/cm2，铜为面心立方晶体，点阵常数a＝0.3615nm。
1、当液态金属铜过冷至853℃进行均态形核时，求临界晶核半径和每个临界晶核的原子数（设晶核为球形）。
2、若为非均态形核，求临界球冠的原子数。（设形成球冠的高度为h＝0.2R，球冠体积，R为球冠半径）
八、（10分）实践证明，少量添加物常会明显地改变烧结速度，其中原因之一可能是因为添加物与烧结物形成固溶体。为什么与烧结物能生成固溶体的添加物能促进烧结？在Al2O3烧结中，通常加入少量TiO2或Cr2O3促进烧结。当加入TiO2时，烧结温度可以更低。请解释原因（用缺陷方程来表示）。
九、（15分）MgO和Al2O3反应制备MgAl2O4时，预先在界面上埋入标志物然后让其进行反应。已知nm，nm。
1、如果反应是由Mg2+和Al3+互扩散进行的，而氧离子不发生迁移，标志物的位置将如何变化？
2、当只有Al3+向MgO扩散时，情况又如何？
3、假设热力学条件允许，在哪些情况下标志物将向MgO移动？（至少答出一种）
十、（10分）对于MX型离子晶体（大球为X离子，1价），由于热起伏可能产生如图4所示的 2 种缺陷，请指出这2种缺陷分别是何种缺陷，各自的特征是什么？写出缺陷反应方程式。
（a） （b）
图4 热缺陷产生示意图
武汉理工大学2010年研究生入学考试试题
课程名称 材料科学基础
一、基本概念（30分）
空间利用率和空隙填充率；位错滑移和位错爬移；玻璃网络形成体和玻璃网络外体；穿晶断裂和蠕变断裂；应力腐蚀和晶间腐蚀；初次在结晶和二次在结晶；均态核化和非均态核化；矿化剂。
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