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中国科学技术大学
2010年硕士学位研究生入学考试试题参考答案
(材料科学基础)
一、单项选择题
1、C *玻璃淬火时表面降温快先定型,之后内部继续冷却并收缩因而牵拉着表面使表面受到压应力。
2、B *裂纹拓展时释放弹性应变能用来形成新的裂纹表面,所以当然要大于表面能了(详见清华版《材料物理性能》p33#以下用“清物”代表此书)
3、B
4、B *体积膨胀是由于非简谐振动引起的不对称力使质点平衡位置移动,质点平均距离增大,简谐振动不引起体积膨胀。(详见清物p97)
5、B
6、B *常见物质硬度比较:金刚石>SiC>Al2O3>SiO2。
7、B
8、A
9、B
10、B *热导率受化学组成等因素的影响,质点原子质量越小,密度越小,杨氏模量E越大,德拜温度高,热导率大,Be原子质量比Zr小,所以BeO热导率大。(详见清物p113、p116)
11、B
12、C *根据公式σ=(ε)m,敏感系数m越小,屈服应力σ越小,越容易屈服。
13、C
14、C
15、C *抗热应力损伤因子R''''=E×2γσ2(1-μ)。E:弹性模量,γ:表面能。
16、B *柔度λ=δP,δ:形变量,P:载荷,柔度大即同样载荷下更容易变形,单向压缩要比扭转难变形因而柔度小。(见清物p50)
17、B
18、B *相同体积的材料,气孔率高的密度小、质量小、热容小。
19、C *表面热传递系数小热量不易散失,则材料表面与内部温度均匀,热稳定性好。
20、B
二、
三、
(1) X 射线衍射实验,电子显微分析。
(2) L1、L2 、L4、P。
(3) 金刚石立方晶体结构, 石墨晶体六边形层状结构, 石墨烯单原子层二维晶体结构, C60。
(4) 立方、面心立方结构、 6/6。
四、
(1)不可以
(2)II型TiO2的密度大, 根据Clapeyron(克拉贝龙)方程:dpdT=ΔHT×ΔVm,从II型TiO2到金红石,两相共存线的斜率 dpdT >0 →ΔV>0 →Δρ<0 →ρTiO2>ρ金红石
五、
(1)1840℃, 是
(2)①多晶转变:αL 1727℃β
②共晶转变:L1670℃TiO2+Al2TiO5
(3)当两者形成固溶体时, 由于Al2O3中的原子加入到TiO2, 使TiO2得晶体结构遭到破坏, 晶格内发生点阵畸变,导致体系能量增大,稳定性降低,熔点降低。
(4)Al2O3TiO2 2AlTi'+V0∙∙+3Oo×
*关于缺陷平衡方程式的书写,建议参考武汉理工版《材科基》p97-99,p149-159
六、
(1)Al2O3与TiO2液相区分界线,L→SiO2+Al2O3
(2)三元共晶点。
(3)Al2O3 *由Mul的化学式Al6Si2O13得,其中Al2O3与SiO2的比为3:2,故Mul成分点与Al2O3和SiO2点
的距离比为2:3,(成分点距哪点越近,那个点代表的成分就越多)。
七、
(1)根据Griffith微裂纹理论,实际材料中存在微裂纹,当受到应力时,这些微裂纹处会产生应力集中导致裂纹扩展,因而材料断裂强要低于理论断裂强度。
(2)强度提高措施:①微晶,提高密度和纯度,②对材料预加应力,③各种增韧。
八、
(1)根据公式:Cx,t=MπDtexp⁡(-X24Dt) → lnC=MπDt-X24Dt
由题:-14Dt=-1 → 4Dt=1
D=14t=×10-5μm²/s
(2)根据公式:D=PΓλ²
Γ=DPλ²=×10³
九、*详见北工大版《材料科学基础》p85-86。
十、
1、多晶硅(太阳能电池材料),制备:气相沉积法(用SiH4+H2制膜)
2、Li2Mn2O4(锂电极材料),制备:固相法(Li2CO3与MnO2按1:4混合,分段加热焙烧)
中国科学技术大学
2011年硕士学位研究生入学考试试题参考答案
(材料科学基础)
一、判断题
1、F *人工制备的准晶体有五次对称轴。
2、F *石墨晶体层与层之间由范德华力连接。
3、F
4、F *氢气可穿过(粒子半径超小)。
5、T
6、F
7、F *主要通过晶格振动导热。
8、F
9、T
10、T
二、名词解释
1、晶格滑移:晶体的一部分相对于另一部分发生的平移滑动。
2、霍尔效应:沿式样x轴方向通入电流,Z轴方向加一磁场,那么在Y轴方向将产生一电场,这一现象称为霍尔效应。
3、铁电体:在一定温度范围内含有能自发极化,并且极化方向可随外加电场作可逆转动的晶体。
4、反铁磁性:指由于交换作用为负值,电子自旋反向平行排列,在同一子晶格中有自发磁化强度,电子磁距是同向排列,在不同晶格