材料化学第1章练习题
材料化学第1章多晶体
Chapter7 Non-metallic Inorganic Materials
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结构特征
• 离子键：无方向性、无饱和性
– 紧密堆积；键强较高 – 密度大，高强度、高硬度、高脆性、耐热
• 共价键：具有方向性与饱和性
– 键强度较高，具有稳定化学结构 – 密度较小，熔点高，硬度大，脆性大，热膨胀
系数小，绝缘性好。
（1） 填隙型溶质原子的强化效果一般要比置换 型溶质原子更显著。 （2） 溶质和溶剂原子尺寸相差越大或固溶度越 小，固溶强化越显著。
Chapter2 Structure of Materials
26
4. 形成固溶体后对材料物理性质的影响
固溶体的电学、热学、磁学等物理性质也随成分 而连续变化，但一般都不是线性关系。 固溶体的强度与硬度往往高于各组元， 而塑性则较低。
置换型还是填隙型？
比较实际密度 e 和理论密度 c
若 若
<ρ = cc
：填e 隙式 ：e置换式
若 >c ：e空位式
Chapter2 Structure of Materials
21
2.4.3.3 固溶体的形成对晶体材料性质的影响
1. 稳定晶格，阻止某些晶型转变的发生 2. 活化晶格 3. 固溶强化 4. 形成固溶体后对材料物理性质的影响
钛酸钡系、锆钛酸铅系材料等
锰—锌、镍—锌、锰—镁、锂—锰等铁氧体、磁记录 和磁泡材料等 钠、锂、氧离子的快离子导体和碳化硅等 钛酸钡、氧化锌、氧化锡、氧化钒、氧化锆等过滤金 属元素氧化物系材料等 钇铝石榴石激光材料，氧化铝、氧化钇透明材料和石 英系或多组分玻璃的光导纤维等 高温氧化物、碳化物、氮化物及硼化物等难熔化合物 碳化钛、人造金刚石和立方氮化硼等 铝酸锂、钽酸锂、砷化镓、氟金云母等 长石质齿材、氧化铝、磷酸盐骨材和酶的载体材料等 陶瓷基、金属基、碳素基的复合材料
工程材料第二版习题(1-2)章答案
塑性变形的的物理本质： 塑性变形的的物理本质： 滑移和孪生共同产生的塑性变形。 滑移和孪生共同产生的塑性变形。 P24 滑移是晶体的一部分相对另一部分做整 体刚性移动。孪生是在切应力的作用下， 体刚性移动。孪生是在切应力的作用下，晶 体的一部分相对另一部分沿着一定的晶面 孪生面） （孪生面）产生一定角度的切变
2-13、晶粒大小对金属性能有何影响？细化 13、晶粒大小对金属性能有何影响？ 晶粒方法有哪些？ 晶粒方法有哪些？ p17 答： 在一般情况下,晶粒愈小,则金属的强度. 在一般情况下,晶粒愈小,则金属的强度.塑 性和韧性愈好. 性和韧性愈好. 细化晶粒是提高金属性能的重要途径之一， 细化晶粒是提高金属性能的重要途径之一， 晶粒愈细，强度和硬度愈高， 晶粒愈细，强度和硬度愈高，同时塑性韧性 愈好。 愈好。 细化晶粒方法有： 细化晶粒方法有： 增大过冷度； 2.变质处理 变质处理； 3.附加振 增大过冷度； 2.变质处理； 3.附加振 动或搅动等方法； 动或搅动等方法；
5、晶粒 p11 晶粒---每个小晶体具有不规则的颗粒状外形。 ---每个小晶体具有不规则的颗粒状外形 晶粒---每个小晶体具有不规则的颗粒状外形。 何谓空间点阵、晶格、晶体结构和晶胞？ 2-2、何谓空间点阵、晶格、晶体结构和晶胞？ 常用金属的晶体结构是什么？划出其晶胞， 常用金属的晶体结构是什么？划出其晶胞， 并分别计算起原子半径、配位数和致密度？ 并分别计算起原子半径、配位数和致密度？ 1、空间点阵 p9 空间点阵-----为了便于分析各种晶体中的原子 空间点阵---为了便于分析各种晶体中的原子 排列及几何形状, 排列及几何形状,通常把晶体中的原子假想为 几何结点,并用直线从其中心连接起来,使之 几何结点,并用直线从其中心连接起来, 构成一个空间格子。 构成一个空间格子。
材料物理化学作业-热力学第一定律
材料物理化学作业第一章 热力学第一定律1．某体系在压力101.3kPa 下，恒压可逆膨胀，体积增大5L ，计算所做的功。
2. 在300K 的常压下，2mol 的某固体物质完全升华过程的体积功为多少？3．2mol H 2在00C ，压力为101.3kPa 下恒压可逆膨胀至100L ，求W 、Q 、ΔU 、ΔH 。
4．计算1mol 铅由250C 加热到3000C 时所吸收的热。
已知铅的C p =23.55+9.74×10-3T/K J ·K -1·mol -15．1mol 单原子理想气体，温度为250C ，压力为101.3kPa ，经两种过程达到同一末态：Ⅰ、恒压加热，温度上升到12170C ，然后再经恒容降温到250C 。
Ⅱ、恒温可逆膨胀到20.26kPa 。
分别计算两个过程的W 、Q 、ΔU 和ΔH 。
6．已知250C 时下列反应的热效应：2Pb+O 2=2PbO ΔH 1=－438.56kJ ·mol -1 S+O 2=SO 2 ΔH 2=－296.90kJ ·mol -1 2SO 2+ O 2=2SO 3 ΔH 3=－197.72kJ ·mol -1 Pb+S+2O 2=PbSO 4 ΔH 4=－918.39kJ ·mol -1 求反应PbO+SO 3= PbSO 4的热效应。
7．已知250C 时下列反应的热效应：Ag 2O+2HCl （g ）=2Agl+H 2O （l ） ΔH 1=－324.71kJ ·mol -12 Ag+21O 2= Ag 2O ΔH 2=－30.57kJ ·mol -1 21H 2+21Cl 2=HCl （g ） ΔH 3=－92.31kJ ·mol -1 H 2+21O 2= H 2O （l ） ΔH 4=－285.84kJ ·mol -1 求AgCl 的生成热。
材料化学导论练习与思考题
《材料化学导论》练习与思考题第一章 绪论1. 讨论新材料与材料加工新技术的出现对现代工业的影响。
2. 举例说明新材料如何引导科技进步。
3. 列举几种你常见到过的和心目中的复合材料。
4. 列举几种正处于发展期的新材料。
5. 简述材料的不同分类方法。
6. 何谓航天高聚物?试举例说明之。
7. 我国在东汉制造出了（），她是中国文化的象征，极大地促进了世界文明。
（A）陶瓷（B）瓷器（C）青铜器（D）丝绸8. 从我国河南商遗址出土的司母戊鼎重8750N，是世界上最古老的大型（）。
（A）石器（B）瓷器（C）青铜器（D）铁器9. 工程材料一般可分为（）等四大类。
（A）金属、陶瓷、塑料、复合材料（B）金属、陶瓷、塑料、非金属材料（C）钢、陶瓷、塑料、复合材料（D）金属、陶瓷、高分子材料、复合材料判断题：10. 金属材料韧性好，应用广泛，是重要的工程材料。
（）11. 材料的加工性能有铸造性、压力加工性、焊接性、热处理性能、切削性能、硬度、强度等。
（）第二章 晶体学基础1. 为什么14种种点阵型式中有正交底心，而无四方底心，也没有立方底心型式？2. 0℃时，水和冰的密度分别是1.0005 g/cm3和0.95g/cm3，如何解释这一现象？3. 方向为[111]的直线通过1/2，0，1/2点，则在此直线上的另外两点的坐标是什么？4. 画出立方晶系中下列晶面和晶向：（010），（011），（111），（231），（321）；[010]，[011]，[111]，[231]，[321]。
5. 在六方晶体中，绘出常见晶面：（1120），（0110），（1012），（1100），（1012）。
6. (a)在立方体系中，[100]方向和[211]方向的夹角是多少？(b)[011]方向和[111]方向的夹角是多少？7. 一平面与晶体两轴的截距为a=0.5,b=0.75,并且与Z轴平行，则此平面的米勒指标是什么？8. 一平面与三轴的截距为a=1,b=-2/3,c=2/3, 则此平面的米勒指标是什么？9. 立方晶体中的[001]方向是（）（A）二次对称轴（B）四次对称轴（C）六次对称轴10. 晶体的特性是（）（A）有确定的熔点，无各向异性；（B）有确定的熔点，有各向异性；（B）无确定的熔点，有各向异性；（D）无确定的熔点，无各向异性；11. 名词解释：（1）点群和空间群；（2）空间格子和晶胞第三章金属材料1. 当CN=6时，K+离子的半径为0.133nm(a)当CN=4时，半径是多少？(b)CN=8时，半径是多少？若(按K+半径不变) 求负离子半径。
材料化学课后题答案第一章
第一章绪论
1.什么是材料化学？其主要特点是什么？
答：材料化学是关于材料的结构，性能，制备和应用的化学；其主要特点是跨学科性和实践性。
2.新石器时代的标志是什么？
答：其标志为陶器和农业的出现。
3.材料与试剂的主要区别是什么？
答：试剂在使用过程中通常被消耗并转化成别的物质，而材料则一般可重复，持续使用，除了正常消耗，它不会不可逆的转变成别的物质。
4.材料按其组成和结构可以分为哪几类？
答：金属材料，无机非金属材料，聚合物材料和复合材料。
5、简述材料化学的主要研究内容
结构：组成原子、分子在不同层次上彼此结合的形式、状态和空间分布
性能：材料固有的化学、物理及力学方面的性能
制备：将原子、分子聚合起来并最终转变为有用产品的一系列连续的过程
应用。
材料化学作业题答案
材料化学作业第一章1、晶体的一般特点是什么？点阵和晶体的结构有何关系？晶态固体具有长程有序的点阵结构，即其中组成单元是处于一定格式空间排列的状态。
1、晶体的周期性：晶体是一种内部粒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。
结构基元和大小方向为二个要素。
2、点阵结构与点阵：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，就可构成点阵。
2、什么是同质多晶？什么是类质同晶？一些组成固定的化合物，由于其内部微粒可以以不同的方式堆积，因而产生不同种类的晶体，我们把这种同一化合组成存在两种或两种以上晶体结构形式的现象为同质多晶现象。
同种化合物的不同晶型，在其物理、化学性质上可能差别很大，如金刚石与石墨。
3、产生晶体缺陷的原因是什么？晶体缺陷对晶体的物理化学性质的影响如何？（1）实际晶体中的微粒数量是有限的；（2）晶体中所有的微粒并非处在晶格中相应位置静止不动，而是在其平衡位置附近不停的振动；（3）实际晶体中多少存在一定的缺陷。
这些缺陷是指偏离理想的点阵结构情况。
晶体的结构缺陷包括点缺陷、线缺陷、面缺陷和体缺陷等情况。
在实际晶体中缺陷和畸变的存在使正常的点阵结构受到了一定程度的破坏或扰乱，对晶体的生长，晶体的力学性能、电学性能、磁学性能和光学性能等到都有很大的影响，在生产和科研中非常重要，是固体物理、固体化学和材料科学等领域的重要内容。
第二章１、晶体的结构特性是什么？这些特性是什么原因引起的？答１、晶体的均匀性、２、晶体的各向异性、３、晶体的自范性、４、晶体的熔点、５、晶体的对称性。
晶态物质有别于气体、液体的最典型特征是具有点阵结构，正是由于本身结构的特殊性，使晶体呈现出与其它物质完全不同的特殊性质。
２、简述产生非整比化合物的原因，当二元氧化物AB中某原子被氧化，则此原子的组成系数将向什么方向变化？当晶体中出现空位或填隙原子,从而使化合物的成份偏离整数比，这在晶体中是很普遍的现象。
材料化学复习
第一章（绪论）（1）材料的分类：金属、无机非金属、高分子、复合（2）材料四特性：结构、性能、制备和应用第三章（1）水热法原理：通过对高压釜加热、加压产生相对高温、高压的反应环境，使难溶或不溶物质溶解而达到不饱和，从而析出晶体。
（2）溶胶-凝胶法（sol-gel）原理：通过凝胶前驱体的水解缩聚制备金属氧化物材料。
前驱体：一般是无机盐和金属醇盐步骤：前驱体的水解、缩合——形成三维空间网络结构的凝胶——干燥、烧结固化应用：制备颗粒、纤维、表面涂膜和块状材料（3）液相沉淀法类型：直接沉淀法：在金属盐溶液中直接加入沉淀剂共沉淀法：在含有多种阳离子的溶液中加入沉淀剂，全部沉淀。
均匀沉淀法：利用化学反应使构晶离子缓慢均匀的释放出来。
（4）固相反应（凡是有固相参与的化学反应都称作固相反应）特点：固态直接参与化学反应。
一般包括相界面上的反应和物质迁移反应开始温度常常远低于反应物熔点。
矿化剂的影响（作用）1、改变反应机制，降低反应活化能。
2、影响晶核的生产速率。
3、影响结晶速率及晶格结构。
4、降低系统的共熔点，改善液相性质。
（5）插层法与反插层法插层法：把一些新原子导入晶体材料的空位。
反插层法：将晶体材料的某些原子有选择性的移除。
应用：固态锂离子电池的阴极材料石墨基质（石墨层间化合物GIC）（6）自蔓延高温合成法原理：利用反应物间化学反应热的自加热和自传导作用来合成材料。
平衡机制：燃烧反应与结构化同步进行。
非平衡机制：化学反应与结构化不同步。
（7）非晶材料的制备制备需解决的两个问题：1、形成原子或分子混乱排列的状态：2、将热力学的亚稳态在一定的温度范围保存下来，使之不发生晶态转变。
液相骤冷制备原理：使熔体急速降温，使晶体生长来不及成核，从而把熔体中无序结构保留下来，得到无序的固体材料。
主要方法：喷枪法、活塞法、抛射法。
第四章（1）耐氧化性1、化学腐蚀：金属与接触到的物质直接发生氧化还原反应而被氧化损耗。
电化学腐蚀：金属和电解质组成两个电极，组成腐蚀原电池，损耗材料。
材料科学基础复习题与部分答案
单项选择题：第 1 章原子结构与键合1.高分子材料中的 C-H 化学键属于。
（A）氢键（B ）离子键（ C）共价键2.属于物理键的是。
（ A ）共价键（ B）范德华力（ C）离子键3.化学键中通过共用电子对形成的是。
（ A ）共价键（ B）离子键（ C）金属键第 2章固体结构4.以下不具有多晶型性的金属是。
（A）铜（ B）锰（ C）铁5.fcc 、 bcc 、hcp 三种单晶材料中，形变时各向异性行为最显著的是。
（ A ） fcc（ B） bcc（ C） hcp6.与过渡金属最容易形成间隙化合物的元素是。
（A）氮（ B）碳（ C）硼7.面心立方晶体的孪晶面是。
（ A ） {112}（B ） {110}（ C） {111}8.以下属于正常价化合物的是。
（ A ） Mg 2Pb（B ） Cu5Sn（ C） Fe3C第 3章晶体缺陷9.在晶体中形成空位的同时又产生间隙原子，这样的缺陷称为。
（ A ）肖特基缺陷（B ）弗仑克尔缺陷（ C）线缺陷10.原子迁移到间隙中形成空位 -间隙对的点缺陷称为。
（ A ）肖脱基缺陷（B ） Frank 缺陷（ C）堆垛层错11.刃型位错的滑移方向与位错线之间的几何关系是？（ A ）垂直（B）平行（C）交叉12.能进行攀移的位错必然是。
（ A ）刃型位错（B）螺型位错（C）混合位错13.以下材料中既存在晶界、又存在相界的是（ A ）孪晶铜（B）中碳钢（C）亚共晶铝硅合金14.大角度晶界具有 ____________ 个自由度。
（A）3（B）4（C）5第 4 章固体中原子及分子的运动15.菲克第一定律描述了稳态扩散的特征，即浓度不随变化。
（ A ）距离（B）时间（C）温度16.在置换型固溶体中，原子扩散的方式一般为。
（ A ）原子互换机制（B）间隙机制（C）空位机制17.固体中原子和分子迁移运动的各种机制中，得到实验充分验证的是（ A ）间隙机制（B）空位机制（C）交换机制18.原子扩散的驱动力是。
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10. 晶面间距 对于正交晶系： 1
dhkl
h2 k2 l2 a2 b2 c2
立方晶系
dhkl
a0 h2 k2 l2
Chapter5 Preparation of Materials
3
晶体和非晶体 .
6.晶体:
是一种内部粒子（原子、分子或离子）或粒子集团 在空间Байду номын сангаас照一定规律周期性重复排列而形成的固体 物质。 特点：长程有序
非晶体:原子、分子或离子无规则地堆积在一起所形成。 特点：短程有序、长程无序。
7. 晶胞（unit cell）： 构成晶格的最基本的几何单元 晶胞二要素：
(1) 晶胞的大小和形状——用晶胞参数来表示。
a、b、c : 确定晶胞大小；、、 : 确定晶胞形状. (2) 晶胞所含内容——晶胞内原子的种类、数量、位置.
晶胞中原子的位置，用原子的分数坐标来表示 .
Chapter5 Preparation of Materials
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8.晶向指数的确定：[uvw] 9.晶面指数的确定：（hkl） 数字hkl是晶面在三个坐标轴（晶轴）上截距（r, s, t)的 倒数的互质整数比。
1.材料化学是关于材料 结构、性能、制备和应用 的化学. 2.材料化学的特点是： 跨学科性 和实践性 . 3.材料按照按组成、结构特点分为 金属材料、无机非金属材料、高分子材料 、复合材料。
4. 金属键的特点是： ①电子共有化 , ②既无方向性又无饱和性
离子键的特点： 无饱和性和无定向性 共价键的特点：饱和性和定向性 5. 根据固态物质原子或分子聚集态的不同，可以分为