無機材料化學復(fù)習題

1、選擇題1 材料結(jié)構(gòu)包括：晶體結(jié)構(gòu)、缺陷結(jié)構(gòu)和顯微結(jié)構(gòu)2 物質(zhì)狀態(tài)：氣態(tài) 、液態(tài) 、固態(tài)3 缺陷的分類：點缺陷、線缺陷、面缺陷、體缺陷填空題1按使用材料的水平，劃分的人類社會發(fā)展歷史時期：石器時代青銅器時代鐵器時代鋼鐵時代2材料、信息和能源稱為現(xiàn)代科技的三大支柱3復(fù)合材料由基體和增強劑組成4材料科學的研究內(nèi)容：主要研究材料的組成與結(jié)構(gòu)、加工（合成）制備工藝、性能和使用效能之間的相互關(guān)系和變化規(guī)律5硬化學反應(yīng)（方法）： 極端條件下進行的化學反應(yīng)。軟化學反應(yīng)（方法）： 溫和可控條件下進行的化學反應(yīng)。6化學鍵：分子或晶體中原子或離子之間的結(jié)合作用（力）?？煞譃椋弘x子鍵、共價鍵、金屬鍵、范德華鍵（力）7

2、六方密堆晶格的原胞 晶胞中所含原 子個數(shù)為6；每個球都直接與12個球接觸，配位數(shù)為12；空間利用率為74.06%。體心立方晶格 晶胞中所含原子個數(shù)為2，配位數(shù)為8，空間利用率68.02%8點缺陷的存在(或表現(xiàn))形式9 點缺陷可分為：本征缺陷、雜質(zhì)缺陷、電子缺陷10 熱學性質(zhì)包括：熱膨脹、熱傳導(dǎo)、熱容等材料屬性，它們均與溫度或熱有關(guān)。11 材料電學性質(zhì)是材料被施加電場時所產(chǎn)生的響應(yīng)行為。主要包括：導(dǎo)電性、介電性、壓電性、鐵電性等。12 通常用電導(dǎo)率 (電阻率的倒數(shù))來表示。按照值的不同，可將材料分為：超導(dǎo)體、導(dǎo)體、半導(dǎo)體、電介質(zhì) 13 任何物質(zhì)都有一定的電導(dǎo)，即在電場作用下都會有電流通過。其電流

3、包括兩部分：表面電流、貫穿電流14 離子晶體的載流子：離子空位、間隙離子、雜質(zhì)離子；電子或空穴 15 介電性是指在電場作用下, 材料表現(xiàn)出的對靜電能的儲蓄和損耗的性質(zhì),通常用介電常數(shù)和介質(zhì)損耗來表示16 納米微粒的四大效應(yīng)：表面效應(yīng)、量子尺寸效應(yīng)、小尺寸效應(yīng)、宏觀量子隧道效應(yīng) 名詞解釋1 材料是具有一定性能和功能、可用于制作或加工成有用物件的物質(zhì)。2 復(fù)合材料：將上述材料中的兩種或兩種以上有機地結(jié)合在一起，使它們在性能上協(xié)同作用、互相取長補短，所得到的全新性能的新型材料。3 結(jié)構(gòu)材料：利用材料的機械力學性能。以強度、剛度、韌性、耐磨性、硬度、疲勞強度等性能為特征。 4 功能材料：利用材料的物理

4、化學性質(zhì)和物理化學效應(yīng)包括光、電、聲、磁、熱及相互轉(zhuǎn)換。5 材料工程學：解決如何將固體物質(zhì)制成可以使用的材料和器件，使之具有指定的形態(tài)(如纖維、薄膜、陶瓷體、集成塊等)和規(guī)定各種結(jié)構(gòu)和性能，如具有特定的熱、力、光、電、聲、磁、化(學)和生(物)功能。6 實際晶體因種種原因存在著的偏離理想完整點陣的部位或結(jié)構(gòu)稱為晶體缺陷7 缺陷化學：研究點缺陷的生成、點缺陷的平衡、點缺陷間的作用、點缺陷的存在對固體性質(zhì)的影響及如何控制固體中點缺陷的種類和濃度等。8 電介質(zhì)在外電場作用下，雖不發(fā)生電荷遷移而導(dǎo)電，但會發(fā)生極化，這種現(xiàn)象稱為介電性。9 在石英X、Y軸方向上施加機械應(yīng)力（拉力或壓力）時，在力方向的垂直

5、平面上會出現(xiàn)數(shù)量相等，符號相反的束縛電荷，且在一定范圍內(nèi)電荷面密度與作用力成正比，作用力反向時，表面荷電性質(zhì)也反號。這種現(xiàn)象稱之為壓電效應(yīng)。10 在壓電晶體中有部分晶體當溫度改變或有溫度作用時也可使極化發(fā)生變化，產(chǎn)生表面荷電現(xiàn)象，這就是熱釋電性。簡答題1化學參與材料科學的優(yōu)勢： 材料制備是材料表征和性能及應(yīng)用研究的基礎(chǔ)；新材料制備中存在著大量的化學問題；化學家對于物質(zhì)結(jié)構(gòu)和成鍵的復(fù)雜性有著深刻的理解；化學家掌握著精湛的化學反應(yīng)實驗技術(shù)；2 晶體和非晶體的特性區(qū)別： 晶體具有各向異性，即不同方向上的電（熱）導(dǎo)率、折光率、解理性等不同；而非晶體表現(xiàn)為各向同性； 晶體有固定的熔點；而非晶體沒有，只有

6、熔化溫度范圍； 晶體能使X射線發(fā)生衍射，而非晶體則不能； 從熱力學講，晶態(tài)結(jié)構(gòu)處于平衡態(tài)（相對穩(wěn)定的狀態(tài)），非晶態(tài)結(jié)構(gòu)則處于非平衡狀態(tài)（亞穩(wěn)態(tài)），非晶態(tài)有向晶態(tài)轉(zhuǎn)變的趨勢，但通常由于動力學原因，此轉(zhuǎn)變非常緩慢，實際上難以實現(xiàn)。3 離子晶體特點：結(jié)構(gòu)穩(wěn)定；硬度大、熔點高，膨脹系數(shù)?。粺o延展性、脆性較大； 通常為電的絕緣體 ，溶液或熔體中可導(dǎo)電； 純的離子晶體通常為無色透明的。 4 鮑林（Pauling）規(guī)則：第一規(guī)則（負離子配位多面體規(guī)則） 在離子晶體中，正離子的周圍形成一個負離子配位多面體，正負離子間的平衡距離取決于離子半徑之和，正離子的配位數(shù)取決于正負離子的半徑比。第二規(guī)則（電價規(guī)則） 在一

7、個穩(wěn)定的離子晶體結(jié)構(gòu)中，每個負離子的電價Z等于或接近等于相鄰各正離子至該負離子的靜電強度S的總和。5 間隙相具有明顯的金屬特征，表現(xiàn)在：有金屬光澤； 有接近金屬的導(dǎo)電性； 硬度高，間隙相具有比金屬高得多的硬度； 熔點高，一般都在2000以上； 與金屬一樣，電阻率隨溫度的降低而降低； 在溫度接近OK時，已研究過的間隙相都具有超導(dǎo)現(xiàn)象。6 位錯是指晶體中某處有一列或若干列原子發(fā)生有規(guī)律的錯排現(xiàn)象。位錯存在影響晶體的力、電、光學等性質(zhì)，對相變和擴散等過程也有重大的影響。位錯有兩種基本類型：刃型位錯和螺型位錯。7 無機非金屬材料熱傳導(dǎo)機制：當材料某處受熱時，則受熱部位質(zhì)點的熱振動得以增強，并由于質(zhì)點間

8、的相互作用，影響到附近振動較弱的質(zhì)點，使其振動加劇，振動能得以提高。于是，就形成振動能量高的格波向振動能量低的方向移動，即熱量得到傳遞。8（12分） 溫度會影響載流子的濃度及運動，從而影響材料的導(dǎo)電能力。溫度升高時：金屬導(dǎo)電能力()降低, 增大。（電子同聲子碰撞幾率增加，電子定向流動受阻增大，遷移速率下降）本征半導(dǎo)體導(dǎo)電能力() 增大,降低。 （有更多的電子獲得能量進入導(dǎo)帶，載流子濃度增大）晶體材料導(dǎo)電能力() 增大,降低。（對摻雜或非摻雜的晶體材料，溫度升高，本征缺陷濃度增大，使載流子濃度增大）9 固體電解質(zhì)主要可分為三類：（a）銀和銅的鹵族化合物和硫族化合物例如： AgI、Ag3SI、CuS（b）具有氧化鋁結(jié)構(gòu)的高遷移率的單價陽離子氧化物；例如：Na2O11Al2O3（c）具有氟化鈣結(jié)構(gòu)的高濃度缺陷的氧化物。例如：ZrO2(CaO) 或 ZrO2（Y2O3）10 固體氧化物燃料電池(SOFC)電解質(zhì)SOFC的組成：