2018 年江西东华理工大学材料科学基础考研真题
一、名词解释(共 5 题,每题 4 分,共 20 分)
(1)光电效应
(2)晶态结构与无定型结构
(3)弗伦克尔缺陷与肖特基缺陷
(4)均匀成核与非均匀成核
(5)本征扩散与非本征扩散
二、简答题(共 2 题,每题 10 分,共 20 分)
(1)列举一种铁电材料并简述其晶体结构特征以及铁电效应。
(2)试述微晶学说与无规则网络学说的主要观点。
三、分析与证明题(共 2 题,每题 10 分,共 20 分)
(1)半导体材料二氧化钛的非化学计量缺陷的浓度与周围气氛的性质、压力大小相关,如
果增大周围气氛的分压,非化学计量化合物 TiO2-x 的电导率将发生怎样的变化?增大还是减
小?为什么?
(2)液-固相变过程在液相中形成边长为 a 的立方体晶核时,系统的自由焓 G 将写成什么
形式?求出立方体“临界核胚”的边长 a*和临界核化自由焓ΔG*。与形成球形晶核(假设
临界核坯半径为 rp,临界核化自由焓ΔGp)相比较,哪一种形状核胚的临界核化自由焓更大,
为什么?
四、计算题(共 2 题,每题 20 分,共 40 分)
(1)计算 CaTiO3 晶体中 O2-的电价是否饱和?
(2)已知 MgO 多晶材料中 Mg2+的本征扩散系数 D本征和非本征扩散系数 D非本征分别为:D 本征=
0.29exp(-486000/RT)cm2/s,D 非本征=1.2×10-5exp(-254500/RT)cm2/s。试求:
1)在 Mg2+的 lnD~1/T 图中,由非本征扩散转变为本征扩散的转折温度;
2)欲使 Mg2+在 MgO 中的扩散直至 MgO 熔点 2800ºC 时仍为非本征扩散,三价杂质离子的浓度
范围是多少?
五、相图题(共 1 题,每题 30 分,共 30 分)
某学生进行 PbO-TiO2-ZrO2 系统试验,某日下午用高温炉熔融由 PbO、TiO2 和 ZrO2 配合均匀
的混合料,到傍晚,配合料已呈完全熔融状态,正在按缓慢的速率冷却时,由于停电,高温
炉在夜间自然冷却。第二天,该生由于好奇,将已冷却在高温炉中的试样作 X 射线衍射分析,
结果他发现试样中只存在两种晶相:PbO 和 TiZrO4,请你帮他解决以下问题:
(1)判断化合物 TiZrO4 的性质?
(2)写出三元无变点 E、P 的性质和相平衡反应式?
(3)在图一上标出边界曲线的温降方向(转熔界线用双箭头)?
(4)在图一上绘制 A-B 二元系统的相图。
(5)停电时,结晶路程在该相图的何处终止?
(6)原始配料组成点可能在哪个副三角形内?标出组成点可能的区域,列出具有代表性的
组成点,并分析其结晶路程?
注:图一为 PbO-TiO2-ZrO2 的假想三元相图,其中 A:ZrO2,B:TiO2,C:PbO,
S:TiZrO4;图二是图一中富 TiO2 部分的局部放大图;TiO2 的熔点高于 TiZrO4 的熔
点。
六、案例分析及应用题(共 1 题,共 20 分)
氧化铝瓷件需要被银,已知 1000℃时(Al2O3.S)=1.00mN/m,(Ag,L)=0.92mN/m;
(Ag.L/Al2O3.S)=1.77mN/m,问液态银能否润湿氧化铝瓷件表面?可以用什么方法改善它们之间的
润湿性,请提出具体的方法?