2017年四川大学生物材料工程研究中心848材料科学基础之材料科学基础考研强化模拟题
● 摘要
一、填空题
1． 晶胞是_____，其_____和_____与对应的单位平行六面体一致。
【答案】能充分反映晶体结构特征的最小单位；形状；大小
【解析】晶胞是构成晶格的最基本的几何单元，其形状、大小与空间格子的平行六面体单位相同，保留了整个晶格的所有特征。晶胞是能完整反映晶体内部原子或离子在三维空间分布之化学-结构特征的平行六面体最小单元。
2． 固态金属中原子扩散的驱动力是_____，其扩散方向是向关_____的方向进行，其扩散机制主要有_____和_____；前者是原子通过_____进行迁移，后者是原子通过_____进行迁移，因此前者的扩散激活能比后者_____；扩散系数比后者_____。
【答案】化学势梯度；化学位降低；空位扩散机制；间隙机制；空位扩散；晶格间隙；小；大
3． 对于刃型位错线，其柏氏矢量_____于位错线，其滑移运动方向_____于柏氏矢量，其攀移运动方向_____于柏氏矢量；对于螺型位错线，其柏氏矢量_____于位错线，其滑移运动方向_____于柏氏矢量，其交滑移运动方向_____于柏氏矢量。
【答案】垂直；平行；垂直；平行；垂直；垂直
4． 通常把晶体的界面分为_____、_____和_____三类。
【答案】晶界；相界；表面
5． 空间群为Fm3m 的晶体结构属于_____晶族，_____晶系。
【答案】尚级；兑方
6． 扩散第一定律适用于稳态扩散，其数学表达式可写成_____。扩散通量的单位是_____, 符号为_____，表示扩散由高浓度向低浓度方向进行。 【答案】
负号
二、简答题
7． 某刊物发表的论文中有这样的论述：“正方点阵
【答案】（410）晶面和（411）晶面的衍射峰突出，因此晶体生长沿<410>和<411>晶向生长较快”。指出其错误所在。 的关系，只有立方点阵中才成立，不能推广到其他点阵。在题目所给的正
方（四方）点阵中，只是特例，不垂直于（411）才是一般情况。即使对于立方晶系来说. （410）晶面和（411）晶面的衍射峰突出，只能说明多晶体中发生（410）晶面和（411）晶面的择优取向。按Wullf 定理，这与晶体生长沿<410>和<411>晶向生长较快并无因果关系。
8． 何谓电子磁矩、原子磁矩及物质固有磁矩? 物质的磁性与原子核外电子的填充情况有何关系？
【答案】（1）电子磁矩是指电子绕核运动的轨道磁矩和电子自旋产生的自旋磁矩；
原子磁矩是指电子的轨道磁矩和自旋磁矩合成的总磁矩；
物质固有磁矩是指无外磁场作用时所有原子磁矩之和。
（2）原子中的电子壳层全部填满的物质为抗磁体；原子中有未填满的电子壳层的物质为顺磁体或铁磁体。
9． 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。
10．请在Mg 的晶胞图中画出任一对可能的双滑移系统，并标出具体指数。
【答案】Mg 为HCP 结构，其滑移系统为
滑移系统： 图中标出一组可能的双
图
11．沿铌单晶（BCC ）的棒轴[213]方向拉伸，使其发生塑性形变，设铌单晶的滑移面为{110}，请确定：
（1）初始滑移系统。
（2）双滑移系统。
（3）双滑移开始时的切变量。
（4）滑移过程中的转动规律和转轴。
（5）试棒的最终取向（假定试棒在达到稳定取向前不发生断裂）。
【答案】（1）铌单晶为BCC 结构，移系统为
（2）
（3）利用设
得
另一方面也转向由此可知
，所以晶体取向为[304], 切变量为（4）双滑移时，试样轴一方面转向[111],
转轴
转轴
|
[001]-[101]边移动。
（5）设稳定时取向为
稳定时最终取向为[101]。
，要使n=[000]，需即故位于取向三角形中，所以初始滑合成转轴为[020]即[010], 所以双滑移后F 点沿
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