发布时间 : 星期四 文章武汉理工大学考研习题及答案--材料科学基础科目更新完毕开始阅读
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淀
4．某氧化物粉末的表面能是1000erg/cm2，烧结后晶界能是550erg/cm2今用粒径为1μm的粉料(假定为立方体)压成1cm3的压块进行烧结，试计算烧结时的推动力。
5．试就 (a) 推动力来源； (b) 推动力大小； (c) 在陶瓷系统的重要性来区别初次再结晶，晶粒长大和二次再全结晶。
6．有人试图用延长烧结时间来提高产品致密度，你以为此法是否可行,为什么了？ 7．假如直径为5μm的气封闭在表而张力为280达因／厘米的玻璃内，气孔内氮气压力是0.8大气压，当气体压力与表面张力产生的负压平衡时，气孔尺寸是多少?
8. 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 ，在此条件下，要得到直径20μm的晶粒，需烧结多长时间? 如已知晶界扩散活化能为60KCal／mol，试计算在1600℃下4小时后晶粒的大小，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?
9．假定NiCr2O4 的表面能为600erg／cm2，由半径 0.5μm 的NiO和Cr2O3粉末合成尖晶石。在1200℃和1400℃时Ni2+和Cr3+离子的扩散系数分别为：Ni2+在 NiO中D1473=1×10-11；D1673=3×10-10cm2/s ；Cr3+在Cr2O3中D1473 =7×10-11；D1673=10-10cm2/s ，求在1200℃和1400℃烧结时，开始1秒的线收缩率是多少？（假定扩散粒子的半径为 0.59?)
10．材料的许多性能如强度、光学性能等要求其晶粒尺寸微小且分布均匀，工艺上应如何控制烧结过程以达到此目的?
11．试分析二次再结晶过程对材料性能有何种效应? 12．特种烧结和常规烧结有什么区别? 试举例说明。
13.(a) 烧结MgO时加入少量FeO，在氢气氛和氧分压低时都不能促进烧结，只有在氧分压高的气氛下才促进烧结；
(b) 烧结Al2O3时，氢气易促进致密化而氮气妨碍致密化。试分析其原因。
14．某磁性氧化物材料被认为是遵循正常晶粒长大方程。当颗粒尺寸增大超出1μm的平均尺寸时，则磁性和强度等性质就变坏，未烧结前的原始颗粒大小为0.1μm 。烧结30分钟使晶粒尺寸长大为原来的3倍。因大坯件翘曲，生产车间主任打算增加烧结时间。你想推荐的最长时间是多少?
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答案
1 、解：有问题，根据相律，F=C-P+2=1-P+2=3-P，系统平衡时，F=0 ，则P=3 ，硫系统只
能是三相平衡系统。
2 、解：(1) KEC 为晶型Ⅰ的相区， EFBC 过冷液体的介稳区， AGFB 晶型Ⅱ的介稳区， JGA
晶型Ⅲ的介稳区；
(2)晶型Ⅰ为稳定相，晶型Ⅱ、Ⅲ为介稳相；因为晶型Ⅱ、Ⅲ的蒸汽压高于
晶型Ⅰ的，即它们的自由能较高，有自发转变为自由能较低的晶型Ⅰ的趋势；
多晶转变点的温度高于两种晶型的熔点； Ⅱ、Ⅲ转变可逆的，双向的，
多晶转变点温度低于Ⅱ、Ⅲ的熔点。
3 、解：可逆多晶转变： β-石英←→α-石英 α-石英←→α-鳞石英
不可逆多晶转变： β-方石英←→β-石英 γ-鳞石英←→β-石英 4 、解：(1) 硅砖(含 SiO2 >98%) 主要晶相： SiO2 、 2Al203 · 2SiO 3 固溶体（莫来
石）
粘土砖(含 Al203 35 ～ 50%) 主要晶相： SiO2 、A3S2 高铝砖(含 Al203 60 ～ 90%) 主要晶相： 60 ～ 72￡S2
72 ～ 90% Al203 、A3S2
(2)为了保持硅砖的耐火度，要严格防止原料中混如 Al203 。 SiO2 熔点为 1723 ℃ ， SiO2 液相很陡，加入少量的 Al203 后，硅砖中会产生大量的液相， SiO2
的熔点剧烈下降。如加入 1wt% Al203 ，在低共熔点(1595 ℃)时产生的液相量为
1/5.5=18.2% ，会使硅砖的耐火度大大下降；
5 、解： SiO2 中加入少量的 CaO ，在低共熔点 1436 ℃ 时，液相量为 2/37=5.4% ，液
相量增加不多，不会降低硅砖的耐火度，故可加少量 CaO 作矿化剂。
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6 、解： Al203 · 2SiO2 · H2O Al203 · 2SiO2 + H2O Al203 · 2SiO2 相图中 SiO2 %=33%mol
(1)加热到 1595 ℃ 时，生成A3S2
(2) 1595 ℃ 长时间保温，系统中为液相和A3S2 ， L%= =21.8%
(4)完全熔融即固相完全消失，应为 33% 直线与液相线交点处温度。
7 、解：(1)高→ 低 B→C→A
(2) B 最陡， C 次之， A 最次； (3)在 M 点所在的温度下开始析晶，
液相组成点 M→M→1→E （结晶结束）
固相组成点 A→ A→ D→ M
(4)第一次析晶仅析出晶相 A ，到 M 1 时第一次析晶结束，晶相 A 的百分数为 65% ，
结晶结束时，析晶相 A 、 B 、 C ，液相消失，固相组成点在 M 点。 8 、解：
9 、解： M 点所在温度约 1050 ℃ ， 1050 ℃ 开始析晶。
10 、
(1)见图，付三角形 3 分，界线性质 1 分，界线上温度降低的方向；
解：
(2) D ，一致熔融二元化合物，高温稳定、低温分解；M ，不一致熔融三元化合物；
(3) E1 ，单转熔点，L+A←→C+M E2 ，低共熔点，L←→C+B+M E3 ，单转熔点，L+A←→B+M E4 ，过渡点，
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(4)L
(5) E2 温度，H 点所在温度；过H点做副三角形BCM的两条边CM 、BM的平行线HH1 、
HH2，C%=BH2/BC ×100% ， B%=CH1/BC×100% ， C%=H1H2/BC×100% 。
12 、解：(1) S 组成点在三角形内且位于初晶区外，不一致熔融三元化合物；
结晶过程 2 点 位于 A 初晶区，在 AS 连线上，结晶产物为 A 、 S
3 点 位于 A 初晶区，在 △ BCS 内，结晶产物为 B 、 C 、
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(2) S