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2017年宁夏大学光伏材料重点实验室853材料科学基础考研题库

  摘要

一、简答题

1. 简述高聚物的结构特点。

【答案】(1)高分子是由很大数目的结构单元组成,每一结构单元相当于一个小分子,这些结构

,也可以是几种(共聚物),它们以共价链相连接,形成线形分子、支单元可以是一种(均聚物)

化分子或网状分子等。

(2)—般高分子主链都有一定的内旋转自由度,可以使主链弯曲而具有柔性。

(3)高分子结构的一个显著特点是不均一性,或者称多分散性。即使是相同条件下的反应产物,各个分子的分子量、单体单元的键合顺序、空间构型的规整性、支化度、交联度以及共聚物的组成及序列结构等都或多或少的差异。

(4)由于高分子链包含很多结构单元,每一结构单元相当于一个小分子,因此高分子链间有很强

,此作用力对其结构和性能有着十分重要的影响。 的相互作用(范德华力、氢键等)

(5)高分子的聚集态有晶态和非晶态之分。高分子的晶态比小分子晶态的有序程度差得多,存在许多缺陷。但高聚物的非晶态却比小分子液态的有序程度高,这是因为高分子的长链是由结构单元通过化学键连接而成的,所以沿着主链方向的有序程度必然高于垂直于主链方向的有序程度,尤其是经过受力变形后的高聚物更是如此。

(6)要使高聚物加工成有用的材料,往往需要在其中加入填料、各种助剂、色料等。有时用两种或两种以上的高聚物共混改性。这些添加剂与高聚物之间以及不同的高聚物之间是如何堆砌成整块高分子材料的,又存在着所谓的织态结构问题。织态结构也是决定高聚物性能的重要因素。

2. 原子的热运动如何影响扩散?

【答案】热运动增强将使原子的跃迁距离、跃迁几率和跃迁频率均増大,即増大扩散系数。

3. 在晶体中插入附加的柱状半原子面能否形成位错环?为什么?

【答案】不能形成位错环。假设能形成位错环,由于插入的是附加的柱状半原子面,则该位错环各处均为刃型位错,根据刃型位错的则该位错环每一线元对应的b 应沿着径向,也就是说环上各线元对应的b 不同,这与一条位错线只有一个b 相矛盾。

4. 简述原子间四种结合键各自的特点,并从结合键的角度讨论金属的力学特性。

【答案】各种键的特点如表所示。

金属键由于没有方向性和饱和性,对原子也没有选择性,在受外力作用下原子发生相对移动时,金属正离子仍处于电子气的包围中,金属键不会受到破坏,因此金属能够经受变形而不断裂,具有较好的塑性变形性能。

5. 画出体心立方晶体的晶胞示意图。

【答案】如图所示。

6. 在面心立方晶胞中,分别画出(101)、

方向;就图中情况能否构成滑移系?

【答案】见图。

并指出哪些是滑移面、滑移

7. 试绘出体心立方晶胞示意图,在晶胞中画出体心立方晶体的一个滑移系,标出指数;说明体心立方结构的单相固溶体合金在冷塑性变形中的特点。

【答案】(1)体心立方晶胞示意于图,晶胞中的一个滑移系为

效。

(2)体心立方结构的单相固溶体合金在冷塑性变形表现出的特点为加工硬化、屈服现象和应变时

8. 示意画出n 型半导体电导率随温度的变化曲线,并用能带理论定性解释上述曲线。

【答案】(1)如图所示。

(2)n 型半导体中的载流子包括掺杂的施主电子及本征半导体固有的电子和空穴,但施主电子跃迁所需克服的能垒小于本征电子和空穴跃迁所需克服的能垒

①温度较低时,本征电子和空穴的热激活跃迀几率很小,而施主电子跃迁几率较大且随温度升高而呈指数增大,此时电导率主要由掺杂的施主电子提供。