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二 O 一 O 年招收硕士研究生入学考试试题 考试科目及代码： 805 材料科学基础 A 卷 适用专业： 材料物理与化学、材料学 可使用的常用工具：计算器 答题内容写在答题纸上，写在试卷或草稿纸上一律无效考完后试题随答题纸交回。 考试时间 3 小时，总分值 150 分。 一、填空题（每空 2 分，共计 30 分） 1. 硅酸盐熔体中各种聚合物的聚合物浓度（数量）受 和 两个因素的影响。 2. 固体表面产生物理吸附和气体凝聚的主要原因是 。 3 形成玻璃必须具有离子键或金属键向 过渡的混合键型。 4. 在烧结过程中物质传递的机理主要有 、 、 、 。 ’’ 5. 在液-液相变的亚稳区，系统自由能对组成的二阶导数 G 0；而在不稳区， ’’ ’’ G 0；在 Spinodal 线上，G 0。 6. 单位接触面积、单位速度梯度下两层液体之间的内摩擦力叫 。 4+ 7. Si－O 网络中，与一个 Si 相连的氧称为 。 8. 常见的扩散机制中比较容易进行的扩散形式是 和 。 二、名词解释（每题 5 分，共计 20 分） 1. 固相烧结 2. 泰曼温度 3. 硼反常现象 4. 初次再结晶 三、简答题 （每题 10 分，共计 30 分） 1. 浓度差会引起扩散，扩散是否总是从高浓度处向低浓度处进行？为什么？ 2. 按照在形成氧化物玻璃中的作用，把下列氧化物分为网络变体，中间体和网络形成体： SiO2，Na2O，B2O3，CaO，Al2O3，P2O5，K2O，BaO。 3．烧结过程可分为哪些阶段？其各自的特征是什么？ 四、计算题（每题 10 分，共计 40 分） （常数 R=8.31） 1. 假定碳在 α-Fe（体心立方）和 γ-Fe（面心立方）中的扩散系数分别为： 准考证号码： 报考学科、专业： 密 封 线 内 不 要 写 题 Dα = 0.0079 exp(−83600 / RT )cm 2 / s Dγ = 0.21exp(−141284 / RT )cm 2 / s 计算 800℃时各自的扩散系数，并解释其差别。 姓名： 第 1 页 共 2 页

2. 在 SiO2 中应加入多少 Na2O，使玻璃的 O/Si＝2.5，此时析晶能力是增强还是削弱？ 3. 已知 4Al(l) + 3O2(g) = 2Al2O3(s) △Go1 = -3359.8 + 0.642T (kJ/mol) （1） o 2C(s) + O2(g) = 2CO(g) △G 2 = -232.5 - 0.168T (kJ/mol) （2） o Al(l) → [Al]1% △G 3 = -43.07 - 0.0322T (kJ/mol) （3） 5 当[Al]在钢液中浓度为 0.025% 时， 求 Al2O3（P 外总 = 1.01×10 Pa)与碳发生激烈反应的温度？ 4. 在 1500℃， MgO 正常的晶粒长大期间， 观察到晶体在 1 小时内从直径从 1µm 长大到 10µm。 （1）在以上条件下，要得到直径 20µm 的晶粒，需烧结多长时间? （2）如已知晶界扩散活 化能为 250.8kJ／mol，试计算在 1600℃下 4 小时后晶粒的大小?（3）为抑制晶粒长大，加入 少量杂质，在 1600℃下保温 4 小时，晶粒大小又是多少? 五、作图题（共计 30 分） 已知三角形 ABC 三元系统中有六种化合物，图中 D1、M、F 三点成一条直线，如下图所示： （1）写出无变点 E、F、G、H 的平衡方程。 （2）说明六种化合物的性质。 （3）M 点熔体冷却首先析出何固相？最后一滴液相消失在哪个点？M 熔体在平衡冷却过程 中，还有哪些固体曾出现？ 第 2 页 共 2 页