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华南理工大学
2017 年攻读硕士学位研究生入学考试试卷
（试卷上做答无效，请在答题纸上做答，试后本卷必须与答题纸一同交回）
科目名称：材料物理化学 适用专业：生物医学工程（理学）；材料学；材料工程（专硕)；生物医学工程（专硕） 共 页
一、选择题（每题 2 分，共 30 分） 1.空间点阵是对晶体结构中的（ ）抽象而得的。 A. 原子 B. 离子 C. 几何点 D. 等同点 2. 钙钛矿结构中，Ca2+、Ti4+的静电键强度分别为（ ）
A. 1/6, 2/3 B. 1/4, 1/2
C. 1/2, 2/3 D. 1/4, 2/3
3. Al、Mg、O 元素电负性分别为 1.5、1.2 和 3.5，则 MgO 和 Al2O3 晶体的离子键成 分为（ ）
A. 50%, 63% B. 73%, 82%
C. 73%, 63% D. 50%, 44%
4.关于化合物 A（KF·AlF3·BaO·6MgO·Al2O3·5SiO2）和 B（3MgO·4SiO2·H2O） 的结构，下列说法正确的是（ ）
A. 两者都属于层状结构
B. 两者都与云母结构有关
C. 两者属于类质同晶体
D. 化合物 A 与云母有关，而 B 与高岭石有关
5. 在简单碱金属硅酸盐熔体 R2O-SiO2 中，正离子 R+含量对熔体粘度有影响，当 O/Si
值较低时，粘度按 Li+>Na+>K+次序增加，这是因为（ ） A. (SiO4)连接方式接近岛状，四面体基本靠 R-O 键力相连 B. 因为 rLi+<rNa+<rK+, Li+键力最强
C. R+半径愈小，对(SiO4)间的 Si-O 键削弱能力增加
D.由于离子极化使离子变形，共价键成分增加，减弱了 Si-O 键力
6. 离子晶体通常借助表面离子的极化变形和重排来降低其表面能，对于下列离子晶 体的表面能，最小的是（ ）
A.CaF2 B. PbF2 C. PbI2 D. CaCl2
7. 将高表面能的组分加入低表面能的组分中，则前者在表面层的浓度将（ ）其在 体系内部的浓度。
A. 低于 B. 高于 C. 等于 D. 无明确关系
8.在小角度晶界上测得位错腐蚀坑的间距为 6.87μm，晶界夹角为 0.084o，则伯氏矢
量的长度是（ | ） | |
A.8 Ǻ | B. 10 Ǻ | C. 15 Ǻ | D. 10 Ǻ |
| | | |
9.当用焊锡焊接铜丝时，往往先用挫刀除去表面层，这样做的目的不包括（ ）
A. 降低表面能 B. 增加表面能 C. 增加粗糙度
D. 增加吸附牢固度
10.MgO、Al2O3、Cr2O3 的正负离子半径比分别为 0.47、0.36 和 0.40，下列说法正确 的是（ ）
A. MgO 和 Al2O3 可以形成连续固溶体 B. Cr2O3 和 Al2O3 可以形成连续固溶体 C. MgO 和 Cr2O3 可以形成连续固溶体 D. Cr2O3 和 Al2O3 可以形成有限固溶体
11.合成镁铝尖晶石，选择以下（ ）组原料反应速度最快。
A. MgCO3，γ-Al2O3 B. MgO， α-Al2O3
C. MgCO3， α-Al2O3 D. MgCO3， Al2O3·3H2O
12.从熔体中析晶的相变通常发生在（ ）
A. 平衡相变温度 B. 低于平衡相变温度
C. 高于平衡相变温度 D. 没有一定规律
13.在 BaO 和 TiO2 合成 BaTiO3 时，在一定条件下可以生成 2BaO·TiO2、BaO·TiO2、 BaO·2TiO2、BaO·3TiO2、BaO·4TiO2 五种化合物，在此系统中独立组元数是（ ） A. 2 B. 3 C. 4 D. 5
14.在烧结中、后期，往往伴随着晶粒生长过程，晶粒的长大对物料烧结致密的影响
是（ ）
A. 没有影响 B. 阻碍烧结致密
C. 促进烧结致密 D. 先促进、后阻碍烧结致密
15.为了促进 Si3N4 的烧结，常在配料中加入 3%的 MgO 和 2%的 Y2O3，这时的烧结机 理是（ ）
A. 蒸发-凝聚 B. 溶解-沉淀
C. 扩散传质 D. 粘性流动
二、填空题（每空 1 分，共 30 分）
1.反尖晶石型晶体（B(AB)O3）中 A 离子填充了 空隙，CsCl 晶体中 Cs+
离子占据的是 空隙，萤石中 F-离子占据全部 空隙。
2.在硅酸盐结构分类中，矿物 Ca(Al2Si2O8)、CaMg(Si2O6)、β-Ca2SiO4 和 Ca2Al(AlSiO7)
分别属于 、 、 和 结构类型。
3.氧化物的键强是形成玻璃的重要条件，根据单键强度的大小可以把氧化物的正离子 分为三类： 、 和 ，其单键强度数值范围 分别为 、 和 。
4.一种玻璃的化学组成为 15.5wt%Na2O、14wt%CaO、25.5wt%Al2O3 和 45wt%SiO2， 这种玻璃的结构参数 R 和 Y 分别为 和 。
5.有一个变价金属氧化物 XO，在还原气氛下形成非化学计量化合物，X 和 O 原子数 之比为 1.1：1，则其化学式应为 ，产生的晶格缺陷类型为 ， 缺陷反应方程式为 ，随氧分压 增大，晶体的电导率是 ，这类晶体的导电机理为 。
6.菲克第一定律适用于求解 ； 菲克第二定律适用于求解 。
7.固相反应一般由扩散过程控制，描述其动力学过程的方程众多，其中抛物线方程、 杨德方程和金斯特林格方程最具代表性，抛物线方程的表达式为 ； 杨德方程的表达式为 ；金斯特林格方程的 表达式为 。
；
5.在 Al2O3 烧结中，加入少量 Cr2O3 或 TiO2 可促进烧结，且后者效果更好，请说明原 因。
6.掺入少量 Li2O 的 CdO 的氧离子扩散系数与温度的关系如图，请分析：（1）氧离子 扩散系数出现折线的原因；（2）各段折线的扩散系数表达式及扩散激活能的差异。
7.脆性是无机材料主要的性能特征，材料的结构决定性能，请说明无机材料呈现脆性 的原因，并举例说明如何通过显微结构设计改善无机材料的脆性。
四、（20 分）下图为 K2O-Al2O3-SiO2 三元系统相图（重量%），有四个三元化合物， 钾长石 KAS6（K2O·Al2O3·6SiO2）1170˚C 分解，白榴石 KAS41680˚C 一致熔融， 钾霞石 KAS21800˚C 一致熔融，和 KAS，请回答下列问题：
1）试画出图 2 中各相界线的温度下降的方向，并说明图中点 a，b，c 的性质（用式 子表示）。
2）配料点 M 的组成（重量%）为：煅烧过的高岭土 AS250，石英 SiO230，钾长石 20， 试在图上画出 M 点，并求出在平衡条件下，出现液相的最低温度？此温度下可出现 的最大液相量？液相的组成及百分含量？
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