材料热力学习题集
材料科学基础期末模拟试题集
简答题（每题5分，共30分） 1.已知fcc晶体的致密度比bcc晶体的大，请解释为什么fcc的固溶度仍比 bcc的大？ 答：间隙分为四面体间隙和八面体间隙。在fcc中八面体间隙较大，而bcc中因八面体间隙为扁八面体间隙，故其四面体间隙较大。因此fcc晶体能够容纳更多的溶质原子。 2.请简述影响固溶体固溶度的因素有哪些。 答：1）原子尺寸因素：置换固溶体的溶质与溶剂原子尺寸越相近固溶度越大。 间隙固溶体的溶质原子与溶剂间隙尺寸越相近固溶度越大。 2）晶体结构因素：置换固溶体溶质溶剂的晶体结构相似固溶度越大。 3）电负性因素：溶质与溶剂的电负性越相近固溶度越大。 4）电子浓度因素：电子浓度越低固溶度越大。 3.均匀形核与非均匀形核具有相同的临界晶核半径，非均匀形核的临界形核 功也等于三分之一表面能，为什么非均匀形核比均匀形核容易？ 答：非均匀形核与均匀形核的临界晶核半径相等，但非均匀形核的临界晶核体积小。非均匀形核的临界形核功也等于三分之一表面能，但非均匀形核的表面能小于均形核的表面能，即非均匀形核的临界形核功小。因此非均匀形核比较容易。 4.原子的热运动如何影响扩散？ 答：原子热运动越强烈，原子的跃迁距离增大，跃迁频率增大，跃迁几率增大，将使得扩散系数增大，即促进扩散。 5.如何区分金属的热变形和冷变形？ 答：冷、热变形温度的分界是再结晶温度。 6.基体、增强体和界面在复合材料中各起什么作用？ 答：基体：1）固定和粘附增强体2）保护增强体免受物理化学损伤3）隔离和阻断损伤。 增强体：1）承担载荷；2）阻碍基体变形。 界面：协调变形 二、作图计算题（每题10分，共40分） 1.请分别计算简单立方晶体与面心立方晶体（100）、（110）和（111）晶面 的间距。
材料科学基础-习题集
https://www.360docs.net/doc/5019302171.html,/jxtd/caike/这个网址有很多东西,例如教学录像,你可以上去看看,另 外左下角有个“释疑解惑”，应该很有用 第一章材料结构的基本知识 习题 1．原子中的电子按照什么规律排列?什么是泡利不相容原理? 2．下述电子排列方式中，哪一个是惰性元素、卤族元素、碱族、碱土族元素及过渡金 属? (1) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d7 4s2 (2) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 (3) 1s2 2s2 2p5 (4) 1s2 2s2 2p6 3s2 (5) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d2 4s2 (6) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s1 3．稀土元素电子排列的特点是什么?为什么它们处于周期表的同一空格内? 4．简述一次键与二次键的差异。 5．描述氢键的本质，什么情况下容易形成氢键? 6．为什么金属键结合的固体材料的密度比离子键或共价键固体为高? 7．应用式(1-2)~式(1-5)计算Mg2+O2-离子对的结合键能，以及每摩尔MgO晶体的结合键能。假设离子半径为；；n=7。 8．计算下列晶体的离子键与共价键的相对比例 (1) NaF
(2) CaO 9．什么是单相组织?什么是两相组织?以它们为例说明显微组织的含义以及显微组织 对性能的影响。 10．说明结构转变的热力学条件与动力学条件的意义，说明稳态结构与亚稳态结构之 间的关系。 11．归纳并比较原子结构、原子结合键、原子排列方式以及晶体的显微组织等四个结构 层次对材料性能的影响。 第二章材料中的晶体结构 习题
第三章高分子材料的结构 习题 1．何谓单体、聚合物和链节?它们相互之间有什么关系?请写出以下高分子链节的结构式：①聚乙烯；②聚氯乙烯；③聚丙烯；④聚苯乙烯；⑤聚四氟乙烯。 2．加聚反应和缩聚反应有何不同? 3．说明官能度与聚合物结构形态的关系。要由线型聚合物得到网状聚合物，单体必 须具有什么特征? 4．聚合物的分子结构对主链的柔顺性有什么影响? 5．在热塑性塑料中结晶度如何影响密度和强度，请解释之。 6．为什么聚乙烯容易结晶，而聚氯乙烯则难以结晶? 为什么在热塑性塑料中完全结 晶不大可能?
材料热力学习题集
材料热力学习题集 液态铅在1个大气压下的热容量Cp(l)称为Cp(L)= 32.43-3.10×10-3TJ/(mol·k)，固态铅的热容量Cp(s)为Cp(S)= 23.56+9.75×10-3TJ/(mol·k)。众所周知，当液态铅的熔点(600 K)固化成固体时，液态铅释放4811.60 J/mol的热量，并计算了当液态铅过冷到590K并固化成固体时的焓变化。 液态铅固态铅600Kb恒温相变c温升590Ka初始状态相变d最终状态 ？H示意图实施例1-2众所周知，锡在505K(熔点)时的熔化热为7070.96焦耳/摩尔， 厘泊(L) = 34.69-9.20×10-3TJ/(摩尔·K)厘泊(S) = 18.49+26.36×10-3TJ/(摩尔·K) 用于计算锡过冷至495 K时自动凝固的比例 505K恒温，放热b相变c最终状态吸收热上升温度吸收热相变放热495Ka初始状态1摩尔液体d x摩尔固体(1-x)摩尔液体？H图例1-3铅的熔点为600K，凝固热为4811.6 J/mol，计算了铅在600K 凝固时的熵值变化(在一个大气压下)。 例1-4已知在1个大气压下液态铅的比热为32.43-3.10×10-3tj/(mol·k) CP(s)= 23.56+9.75×10-3tj/(mol·k) 液态铅在其熔点(600K)固化成固体时释放4811.6 J/mol的热量。计算了液态铅过冷到590K凝固时(在一个大气压下)熵值的变化。
1 液态铅固态铅恒温相变600Kbc冷却温升590Ka初始相变d最终状态计算？S示意图 实施例2-1已知液态锌的Cp(l)为Cp(L)= 29.66+4.81×10-3TJ/(mol·k)，固态锌的Cp(s)为Cp(S)= 22.13+11.05×10-3TJ/(mol·k)，锌的熔点为692.6K，熔化热δH = 6589.8J/mol，自由能差δG(δ 的实施例2-2使用第一章中的数据计算铅在590 K(过冷10 K)凝固时的自由能变化δg(590 K)，并将其与简单近似计算的结果(铅在590K 凝固时δH =-4811.6J/mol)进行比较 可以从第一章的计算中看出:当铅在590K凝固时，焓变化δH =-4722.56J/mol；熵变化δs =-8.0j/(Mol·k) 例2-3已知γ-铁、δ-铁和液态铁的Cp为 Cp(γ)= 7.70+19.50×10-3 TJ/Mol·kcp(d)= 43.93j/Mol·k(1674 ~ 1809k)Cp(L)= 41.84j/Mol·k(L) G亚稳态？相的理论熔点？第一阶段？1673年？L1809G？g？GLT/K？阶段 2
习题集
※<第一章炼铁概论> 1.试说明以高炉为代表的炼铁生产在钢铁联合企业中的作用和地位。 2.简述高炉冶炼过程的特点及三大主要过程。 3.画出高炉本体剖面图，注明各部位名称和它们的作用。 4.试述焦炭在高炉炼铁中的三大作用及其质量要求。 5.高炉冶炼的产品有哪些？各有何用途？ 6.熟练掌握高炉冶炼主要技术经济指标的表达方式。 ※<第二章铁矿粉造块> 1.高炉冶炼对矿石（天然矿，烧结矿，球团矿）有何要求，如何达到这些要求？ 2.烧结过程中固体燃料燃烧有几种反应，用热力学分析哪一种反应占主导地位？ 3.简述固相反应的特点及其对烧结反应的影响。 4.简述影响烧结矿还原性的因素以及提高还原性的主攻方向。 5.烧结过程蓄热从何而来，为什么高料层厚度作业能提高烧结矿质量，降低燃耗？ 6.简述铁精矿粉的成球机理，并讨论影响其质量的因素。 7.碱度高低对烧结矿各项指标有何影响？ 8.从烧结矿和球团矿性能比较，说明合理炉料结构的组成。 ※<第三章高炉冶炼过程物理化学> 1.结合铁矿石在高炉不同区域内的性状变化（固态、软熔或成渣）阐述铁氧化物还原的全过程，及不同形态下还原的主要特征。 2.在铁氧化物逐级还原的过程中，哪一个阶段最关键，为什么？ 3.何谓“间接”与“直接”还原？在平衡状态、还原剂消耗量及反应的热效应等方面各有何特点？ 4.试比较两种气态还原剂CO和H2在高炉还原过程中的特点。 5.当前世界上大多数高炉在节约碳素消耗方面所共同存在的问题是什么？如何解决？ 6.为什么通常用生铁中的含硅量来表示炉温？ 7从“未反应核模型”以及逆流式散料床的还原过程特点出发如何改善气固相还原过程的条件，提高反应速率，以提高间接还原度？ 8.何谓“耦合反应”，其基本原理是什么？在什么条件下必须考虑其影响？ 9.高炉炉渣是怎样形成的，造渣在高炉冶炼过程中起何作用？ 10.何谓“熔化”及“熔化性温度”？二者的异同及对冶炼过程的意义，是否熔化温度越低越好，为什么？ 11.炉渣“粘度”的物理意义是什么？以液态炉渣的微观结构理论，解释在粘度上的种种行为。
热工测量习题集及答案
一、填空： ４６、测量波动剧烈的压力时，压力表前应加装减振装置。 ４７、瞬时流量就是单位时间内通过管道某截面的物质的数量。 ４８、累积流量就是某一段时间内通过管道某截面物质的数量。 ４９、标准节流元件有标准孔板，标准喷嘴、长径喷嘴、文丘利管等。 ５０、标准孔板的取压方式有角接取压和法兰取压等。 ５１、标准喷嘴取压方式只有角接取压一种。 ５２、热电厂主蒸汽流量测量，其节流元件多选用喷嘴。 ５３、热电厂给水流量测量，其节流元件多选用孔板。 ５４、对小流量、低雷诺数流体流量的测量，多选用转子式流量计。 ５５、高压汽包锅炉汽包水位的零点一般定在汽包几何中心线下50毫米。 ５６、常用的界面位置测量方法有静压式、超声波式、核辐射式，还有浮力式、电气式、称重式等。 ５７、静压式测量液位的装置按结构分有连通器、压差式、压力式等几种。 ５８、热电厂中，锅炉汽包水位的测量，使用最广泛的是差压式水位计。 ５９、电接点水位计由水位传感器和电气显示仪表两部分组成。 ６０、电接点水位计的传感器就是一个带有若干电接点的连通器。 二、判断 １、√就分度值来说，1℃等于1K。 ２、×摄氏温度单位“摄氏度”表示的量值应写成“摄氏20度”或“20℃”。 ３、√温度的大小反映物体分子平均动能的大小。 ４、√所谓温标，就是温度的数值表示方法，它是借助于随温度变化而变化的物理量来表示温度数值。 ５、√温标就是温度的标尺。 ６、√摄氏温标又叫百分温标。它规定在标准大气压下纯水的冰点为零度，沸点为百度，在此两点间等分100等分，每等份代表一摄氏度。 ７、×评定测温仪表品质好坏的技术指标主要是看仪表最大绝对误差的大小。 ８、√双金属温度计属于膨胀式温度计。 ９、×动圈式温度计是非接触式测温仪表。 １０、×凡测量湿度在600℃以下者，统称低温计，凡测量温度在600℃以上者，统称高温计。 １１、×压力式温度计属于液体膨胀式温度计。
中南大学材料科学与工程学院材基大二下学期试题集锦
晶带和晶带轴:许多平行于同一晶向的不同的晶面组的总称为晶带,而与这些晶面组平行的晶向称为晶带轴. 图1为简单立方点阵晶胞,其中ABC 面的面指数是(101),AD 的晶向指数是[111]. 标出hcp 晶胞中晶面ABCDEF 面、ABO 面的晶面指数, OC 方向、OC 方向的晶向指数 ABCDEF 面的晶面指数为(0001)或(001);O AB '面的晶面指数为)1110(; OC 方向的晶向指数 为]0121[或[010];C O '方向的晶向指数为]3121[或[011]. 画出fcc 晶胞中(111)晶面上的所有[110]晶向;在hcp 晶胞中画出]0211[晶向和)0011(晶面. 布拉菲点阵:应该是考虑点阵上的阵点的具体排列而得到的点阵具体排列形式，而不是强调是布拉菲数学计算得到的十四种排列. 非晶体:应该是强调组成质点的排列是否规则，而不是强调是一种新的相. 试说明晶界对材料性能及变形的影响. 晶界影响到材料的各个方面,具有晶界能,影响到多晶材料中的第二相的形状,晶界可以运动,有晶界偏聚,晶界电荷变化,承担载荷传递作用,晶界熔点低,易过烧,晶界是易扩散通道,晶界处易形核,晶界易受腐蚀;晶界对金属材料在常温下强化,高温下弱化. 根据等径刚球模型,计算fcc 、bcc 、hcp 晶胞的原子个数,致密度,配位数,原子半径与点阵常数a 的关系,指出晶胞中的密排方向和密排面 考虑hcp 晶胞的配位数,原子半径与点阵常数a 的关系,应该考虑到c/a 的关系 c/a ＝1.633,配位数＝12;原子半径r ＝a/2; c/a ≠1.633,配位数＝6＋6;同一个面,原子半径r ＝a/2,不同原子层面 上r ＝(c 2/3＋a 2/4)1/2 画出一个fcc 晶胞中的{111}面，并画出在（111）面上的<110>方向，指出其晶向指数，在一个晶胞中共有多少这样的{111}<110>组合。（注意晶向要位于晶面上） 面上） 每个晶面上只有三个方向，如（111）上三个方向， 故，四个面，每个面上三个方向，共有组合12个. fcc 结构的密排方向是﹤110﹥,密排面是{111},密排面的堆垛顺序是ABCABC…,致密度为0.74,配位数是12 ,晶胞中原子数为4,把原子视为刚 性球时,原子的半径r 与点阵常数a 的关系是;bcc 结构的密排方向是﹤111﹥,密排面是{110},致密度为0.68,配位数是8,晶胞中原子数为 2,原子的半径r 与点阵常数a 的关系是;hcp 结构的密排方向是﹤1120﹥,密排面是{0001},密排面的堆垛顺序是ABAB…,致密度为0.74, 配位数是12,晶胞中原子数为6,原子的半径r 与点阵常数a 的关系是r=a 2 . Al 的点阵常数为0.4049nm,其结构原子体积是0.01659nm 3 ,每个晶胞中八面体间隙数为4,四面体间隙数为8. 纯铁冷却时在912℃发生同素异晶转变是从FCC 结构转变为BCC 结构,配位数减少 ,致密度降低,晶体体积膨胀,原子半径发生收缩. 在面心立方晶胞中画出晶面和 晶向,指出﹤110﹥中位于(111)平面上的方向.在hcp 晶胞的(0001)面上标出 晶面和 晶 向. 求和 两晶向所决定的晶面.
昆明理工大学物理习题集(下)第十一章元答案
第十一章 热力学基础 一．选择题 1．以下是关于可逆过程和不可逆过程的判断，其中正确的是： [ D ] （1）可逆热力学过程一定是准静态过程。 （2）准静态过程一定是可逆过程。 （3）不可逆过程就是不能向相反方向进行的过程。（4）凡有摩擦的过程，一定是不可逆过程。 （A ）（1）、（2）、（3） （B ）（1）、（3）、（4） （C ）（2）、（4） （D ）（1）、（4） 2．如图，一定量的理想气体，由平衡状态A 变到平衡状态)(B A p p B =，则无论经过的是什么过程，系统必然：[ B ] （A ）对外作正功 （B ）内能增加 （C ）从外界吸热 （D ）向外界放热 3．一定量某理想气体所经历的循环过程是：从初态) ,(00T V 开始，先经绝热膨胀使其体积增大1倍，再经等容升温回复到初态温度0T ，最后经等温过程使其体积回复为0V ，则气体在此循环过程中： [ B ] （A ）对外作的净功为正值 （B ）对外作的净功为负值 （C ）内能增加了 （D ）从外界净吸的热量为正值 4．1mol 理想气体从p –V 图上初态a 分别经历如图所示的（1）或（2）过程到达末态b 。已知b a T T <，则这两过程中气体吸收的热量1Q 和2Q 的关系是： [ A ] 0 (A)21>>Q Q 0 (B)12>>Q Q 0 (C)12< 无机材料科学基础试卷一 一、名词解释（20分）（8*2.5分） 点群、晶子假说、正尖晶石、网络变性剂、液相独立析晶、本征扩散、二级相变、液相烧结 二、问答题（70分） 1、试写出少量MgO掺杂到A1 2O 3 中和少量YF 3 掺杂到CaF 2 中的缺陷反应方 程与对应的固溶式。（7分） 2、试比较杨德尔方程和金斯特林格方程的优缺点及其适用条件。（8分） 3、MoO 3和CaCO 3 反应时，反应机理受到CaCO 3 颗粒大小的影响。当MoO 3 ： CaCO 3＝1：1，MoO 3 的粒径r 1 为0.036mm，CaCO 3 的粒径r 2 为0.13mm时， 反应是扩散控制的；而当CaCO 3：MoO 3 ＝15：1，r 2 ＜0.03mm时，反应 由升华控制，试解释这种现象。（7分） 4、什么是润湿？改善润湿的方法有那些？（8分） 5、为什么等轴晶系有原始、面心、体心格子，而没有单面心格子？（4分） 6、二次再结晶与晶粒生长有何异同？生产中避免二次再结晶的方法有哪些？ （6分） 7、说明高岭石和蒙脱石的结构特点，并解释为什么蒙脱石具有膨胀性和高的阳离子交换容量，而高岭石则不具有膨胀性、阳离子交换容量也很低。（10分） 8、相图分析（20分） 右图为生成一个三元化合物的三元相图， （1）判断三元化合物D的性质，说明理由？ （2）标出边界曲线的温降方向 （转熔界限用双箭头）； （3）指出无变量点的性质（E、F、G）； （4）分析点M1，M2的结晶路程； (5) 计算M 2 点液相刚到结晶结束点 和结晶结束后各相的含量。 三、计算题（10分） 在制造透明Al 2O 3 材料时，原始粉料粒度为2μm，烧结至最高温度保 温半小时，测得晶粒尺寸为10μm，试问保温2小时，晶粒尺寸多大？为 专题7 盖斯定律专练 1．三氯氢硅（SiHCl3）是制备硅烷、多晶硅的重要原料。回答下列问题： （2）SiHCl3在催化剂作用下发生反应： 2SiHCl3(g)SiH2Cl2(g)+ SiCl4(g) ΔH1=48 kJ·mol?1 3SiH2Cl2(g)SiH4(g)+2SiHCl3(g) ΔH2=?30 kJ·mol?1 则反应4SiHCl3(g)SiH4(g)+ 3SiCl4(g)的ΔH=__________ kJ·mol?1。 2．联氨（又称肼，N2H4，无色液体）是一种应用广泛的化工原料，可用作火箭燃料，回答下列问题：（1）①2O2(g)+N2(g)=N2O4(l) ΔH1 ②N2(g)+2H2(g)=N2H4(l) ΔH2 ③O2(g)+2H2(g)=2H2O(g) ΔH3 ④2 N2H4(l) + N2O4(l)= 3N2(g)+ 4H2O(g) ΔH 4=-1048.9kJ/mol 上述反应热效应之间的关系式为ΔH4=________________，联氨和N2O4可作为火箭推进剂的主要原因为_________________________________________________。 3．催化还原CO2是解决温室效应及能源问题的重要手段之一，研究表明，在Cu/ZnO催化剂存在下，CO2和H2可发生两个平行反应，分别生成CH3OH和CO，反应的热化学方程式如下： CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) △H1=－53.7kJ?mol-1I CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g) △H2 II 某实验室控制CO2和H2初始投料比为1︰2.2，在相同压强下，经过相同反应时间测得如下实验数据： [备注]Cat.1：Cu/ZnO纳米棒；Cat.2：Cu/ZnO纳米片；甲醇选择性：转化的CO2中生成甲醇的百分比 已知：①CO和H2的标准燃烧热分别为-283.0kJ?mol-1和-285.8kJ?mol-1。 ②H2O(l)=H2O(g) △H3=+44.0kJ?mol-1 复习题(材料热力学) 1、体系与环境之间的关系？体系分为几种类型？其划分依据是什么？ 2、状态变数与状态函数？状态函数的特点是什么？ 3、分别阐述热力学第一定律、第二定律和第三定律？ 4、推导可逆过程体积功的表达式？ 5、设有64×10－3 kg氧气，在25℃下极缓慢地膨胀，使其体积由0.05 m3变为0.1 m3。 计算该过程气体所做的体积功。 6、设有10 mol氢气，在25 ℃下可逆压缩，使其压力增大3倍。计算该过程气体所 做的体积功。 7、推导焓的表达式？并解释其物理意义？ 8、在1大气压下，1 mol的水从25℃加热至150 ℃，计算该过程中的Q，W以及△ U和△H。 9、推导基尔霍夫定律，并说明反应热与比热容变△Cp之间的关系。 10、熵的定义及其统计意义是什么？ 11、熵变计算： A．1 mol理想气体，在恒温T下体积增大10倍，求其熵变(1)设为可逆过程；(2) 设向真空膨胀。 B. 铅的熔点为600 K，凝固热为4811.6 J/mol，求铅在600 K凝固时熵值的变化(1 atm) C. 求液体铅过冷至590 K凝固时熵值的变化(1 atm)。 12、简述Richard和Trouton规则 13、自由能和自由焓的表达式分别是什么？ 14、简述最小自由能原理？ 15、推导热力学基本关系式： V P S T U d d d -=P V S T H d d d +=V P T S F d d d --=P V T S G d d d +-=⎛⎛⎛⎛⎛⎛⎛⎛P V U T S U S V ＝－，⎪⎭⎫ ⎝∂∂=⎪⎭⎫ ⎝∂∂V P H T S H S P ＝，⎪⎭⎫ ⎝∂∂=⎪⎭⎫ ⎝∂∂P V F S T F T V -⎪⎭⎫ ⎝∂∂-=⎪⎭⎫ ⎝∂∂＝，V P G S T G T P ＝，⎪⎭⎫ ⎝∂∂-=⎪⎭⎫ ⎝∂∂ 16、 什么是饱和蒸汽压？蒸汽压与体系自由能之间关系的表达式是什么？ 17、 推导Gibbs-Helmholtz 方程，并简述相变自由能与温度关系的计算过程。 18、 推导麦克思维关系式： ∂=⎝=⎫⎛∂=⎭∂=⎛⎛⎝=⎛V S U S P V T V S ∂∂⎪⎭⎫ ⎛∂∂-⎪⎭ ⎝∂∂2P S H S V P T P S ∂∂⎪⎫ ⎝⎛∂⎪⎭⎫ ⎝∂∂2T V F T P V S V T ∂∂∂-=⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂=⎪⎭⎫ ⎝∂∂2T P G T V P S P T ∂∂∂-=⎪⎭⎫ ⎛∂∂-⎪⎭⎫ ⎝∂∂2 ∂=⎭∂=⎫⎛∂=⎫⎝=⎛V S U S P V T V S ∂∂∂= ⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂-=⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂2P S H S V P T P S ∂∂∂=⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂=⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂2T V F T P V S V T ∂∂-⎪⎫ ⎝⎛∂⎪⎭ ⎝∂∂2T P G T V P S P T ∂∂-⎪⎭ ⎛∂∂-⎪⎭⎫ ⎝∂∂2 19、 利用麦克思维关系式证明： a. 理想气体的内能与体积无关； b. 理想气体的焓与压强无关 20、 简述一级相变和二级相变？并举例说明常见的一级相变和二级相变过程？ 21、 推导出Clausius-Clapeyron 方程，并给出其积分解。 22、 画出单组元物质状态与温度和压力之间的关系示意图(单组元相图)，并利用 Clausius-Clapeyron 方程分析和解释单组元相图中的两相平衡线？ 23、 什么是溶液？有哪些种类？ 24、 简述什么是理想溶体？推导两组元理想熔体体系的混合熵的计算公式，并画出混 合熵与组元浓度之间的关系示意图。 25、 给出二组元理想熔体摩尔自由能的计算公式，并指出公式中各符合的物理意义。 并画出二组元理想熔体摩尔自由能－成分关系示意图。 26、 简述什么是规则熔体？并指出其与理想熔体的区别和联系。 27、 给出两组元规则熔体中摩尔自由能的计算公式，指出各符合的物理意义，并分析 其推导过程。 28、 画出两组元规则熔体的摩尔自由能随相互作用系数I AB 变化的示意图（I AB ＝－ 16.7、0、16.7、30KJ/mol ）。 《纺织材料学》习题集 宗亚宁编 2008年6月目录 绪论 (1) 第1章天然纤维素纤维 (1) 第2章天然蛋白质纤维 (2) 第3章化学纤维 (2) 第4章纤维形态特征 (3) 第5章纤维的结构特征 (3) 第6章纺织材料的吸湿性 (4) 第7章纤维力学性质 (4) 第8章纺织材料的热学、光学及电学性能 (5) 第9章纱线的分类与基本特征参数 (6) 第10章纱线的力学性质 (7) 第11章织物的分类及基本结构 (7) 第12章织物基本力学性质 (8) 第13章织物的保形性 (8) 第14章织物的舒适性 (9) 第15章织物的风格与评价................................................. 绪论 一、名词解释 (1) 纺织材料(2)纺织纤维(3)化学纤维 (4)天然纤维(5)再生纤维(6)合成纤维 二、问答题 试述纺织纤维的主要类别，并分别举例。 第1章天然纤维素纤维 一、名词解释 1. 丝光 2. 皮棉 3. 棉纤维天然转曲 4. 皮辊棉 5. 锯齿棉 6. 原棉疵点 7. 成熟度 8. 衣分率 9. 原棉品级10. 工艺纤维11. 主体长度12. 平均长度 13. 品质长度14. 短绒率15. 跨越长度 二、问答题 1. 简述正常成熟的棉纤维纵向、横截面的形态特征。 2. 简述棉纤维天然转曲的影响因素。 3. 简述棉纤维截面结构层次、各层次的特点及各层次与纤维性能的关系。 4. 简述棉纤维长度及其分布与纺纱工艺、纱线性能之间的关系。 5. 简述棉纤维细度及其分布与纺纱工艺、纱线性能之间的关系。 6. 棉纤维成熟度与纺纱工艺及产品性能之间的关系 7. 中国细绒棉品级评定的分级情况及主要依据是什么。 8. 原棉品质评定（商业检验）的内容。 9. 简述麻纤维的种类。 10. 简述苎麻、亚麻纤维的形态特征、性能特点及检测方法。 11. 试述细绒棉与长绒棉、锯齿棉与皮辊棉的特点 12. 原棉标志的含义。试述327A、231B和527代表什么样的原棉 第2章天然蛋白质纤维 一、名词解释 1. 品质支数 2. 加权主体长度 3. 加权主体基数 4. 短毛率 5.卷曲度 高分子物理习题集 第一章高聚物的结构 1．简述高聚物结构的主要特点。2．决定高分子材料广泛应用的基本分子结构特征是什么？3．高分子凝聚态结构包括哪些内容？ 4．高分子的构型和构象有何区别？如果聚丙烯的规整度不高，是否可以通过单键的内旋转提高它的规整度？ 5．试写出线型聚异戊二烯加聚产物可能有那些不同的构型。6．分子间作用力的本质是什么？影响分子间作用力的因素有哪些？试比较聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚酰胺（尼龙-66）、聚丙烯酸各有那些分子间作用力？ 7．下列那些聚合物没有旋光异构，并解释原因。 A. 聚乙烯B .聚丙烯 C .1,4-聚异戊二烯D .3,4-聚丁二烯 E .聚甲基丙烯酸甲酯F .硫化橡胶 8. 何谓大分子链的柔顺性？试比较下列高聚物大分子链的柔顺性,并简要说 明理由。 9. 写出下列各组高聚物的结构单元,比较各组内几种高分子链的柔性大小并说明理由: 1）聚乙烯,聚丙烯,聚苯乙烯； 2）聚乙烯,聚乙炔,顺式1,4聚丁二烯； 3）聚丙烯,聚氯乙烯,聚丙烯腈； 4）聚丙烯,聚异丁稀； 5）聚氯乙烯,聚偏氯乙烯； 6）聚乙烯,聚乙烯基咔唑,聚乙烯基叔丁烷； 7）聚丙烯酸甲酯,聚丙烯酸丙脂,聚丙酸戌酯； 8）聚酰胺6.6,聚对苯二甲酰对苯二胺； 9）聚对苯二甲酸乙二醇酯,聚对苯二甲酸丁二醇酯。 10．为什么真实的内旋高分子链比相应的高斯链的均方末端距要大些？11．分子量不相同的聚合物之间用什么参数比较其大分子链的柔顺性？12．试从统计热力学观点说明高分子链柔顺性的实质。 ~\：CH 2~C —CH —CH Cl CH — 化+ CN “ CH 3 n 《材料科学基础》考试大纲 一、考试内容 1．工程材料中的原子排列 （1）原子键合，工程材料种类； （2）原子的规则排列：晶体结构与空间点陈，晶向及晶面的特点及表示，金属的晶体结构，陶瓷的晶体结构。 （3）原子的不规则排列：点、线、面缺陷的类型及特征，位错的弹性性质，实际晶体中的位错。 2．固体中的相结构 （1）固溶体的分类、性能及特征 （2）金属间化合物的分类、性能及特征； （3）玻璃相性能及特征。 3．凝固与结晶 （1）结晶的基本规律、基本条件； （2）晶核的形成与长大； （3）结晶理论的应用。 4．二元相图 （1）相图的基本知识； （2）二元匀晶相图及固溶体的结晶，共晶相图及共晶转变，包晶相图及包晶转变； （3）二元相图的分析方法，其他类型二元相图及其应用，相图的热力学基础。5．固体中的扩散： （1）扩散定律及其应用； （2）扩散的微观机理，影响扩散的因素； （3）扩散的热力学理论； （4）反应扩散。 6．塑性变形： （1）单晶体的塑性变形； （2）多晶体的塑性变形； （3）合金的塑性变形； （4）冷变形金属的组织与性能，超塑性。 7．回复与与结晶： （1）冷变形金属在加热时的变化； （2）回复机制； （3）再结晶及再结晶后的晶粒长大； （4）金属的热变形。 二、参考书目 1. 《材料科学基础》（第二版），刘智恩，西北工业大学出版社，2003 2. 《材料科学基础》，胡庚祥，蔡珣，上海交通大学出版社，2000 3. 《材料科学基础》，石德珂，西安交通大学出版社，2000 4. 《材料科学基础》，潘金生，仝健民，清华大学出版社，1998 2004年西北工业大学硕士研究生入学试 题 一、简答题：（共40分，每小题8分） 1、请简述间隙固溶体、间隙相、间隙化合物的异同点？ 2、请简述影响扩散的主要因素有哪些。 3、临界晶核的物理意义是什么？形成临界晶核的充分条件是什么？ 4、有哪些因素影响形成非晶态金属？为什么？ 5、合金强化途径有哪些？各有什么特点？ 二、计算、作图题：（共60分，每小题12分） 1、求[11]和[20]两晶向所决定的晶面，并绘图表示出来。 2、氧化镁（MgO）具有NaCl型结构，即具有O2-离子的面心立方结构。问： （1）若其离子半径Mg=0.066nm，＝0.140nm，则其原子堆积密度 为多少？ （2）如果＝0.41，则原子堆积密度是否改变？ 3、已知液态纯镍在1.013×105 Pa（1大气压），过冷度为319 K时发生均匀形核，设临界晶核半径为1nm，纯镍熔点为1726 K，熔化热ΔHm＝ 18075J/mol，摩尔体积Vs＝6.6cm3/mol，试计算纯镍的液－固界面能和临 界形核功。 4、图示为Pb-Sn-Bi相图投影图。问： （1）写出合金Q（wBi＝0.7，wSn＝0.2）凝固过程及室温组织； （2）计算合金室温下组织组成物的相对含量。 材料物理习题集 第一章 固体中电子能量结构和状态（量子力学基础） 1. 一电子通过 5400V 电位差的电场，（1）计算它的德布罗意波长； （2）计算它的波数；（ 3） 计算它对 Ni 晶体（ 111）面（面间距 d=2.04× 10-10 m ）的布拉格衍射角。 （P5） 解：( 1) = h h 1 p (2mE) 2 = 6.6 10 34 = 1 ( 2 9.1 10 31 5400 1.6 10 19) 2 11 =1.67 10 11m 2)波数 K=2 3.76 1011 3) 2d sin sin 2o 18' 2d 2. 有两种原子，基态电子壳层是这样填充的 1)1s 2、2s 22p 6、3s 23p 3; 2)1s 2、2s 22p 6、3s 23p 63d 10、 子数的可能组态。 4s 24p 64d 10;，请分别写出 4s 4p 4d ; n=3 的所有电子的四个量 3. 如电子占据某一能级的几率是 1/4，另一能级被占据的几率为 3/4，分别计算两个能级 的能量比费米能级高出多少 kT ？（ P15） 解：由 f(E) E E exp[E kT E F ] 1 4. 已知 Cu 的密度为 8.5 ×103kg/m 3，计算其 E 0 F 。（P16） 解： h 2 2 由E F 0 h (3n/8 )3 2m = (6.63 10 3341)2 (3 8.5 106 6.02 1023/8 )32 2 9 10 31 63.5 18 =1.09 10 18 J 6.83eV 33 5. 计算 Na 在 0K 时自由电子的平均动能。 （Na 的摩尔质量 M=22.99 ， =1.013 103kg/m 3 ） P16) E E F kT ln[ 1 f(E) 1] 将 f (E) 1/ 4代入得 E E F 将 f (E) 3/ 4代入得 E E F ln3 kT ln 3 kT 习题集 第一章 概论 1－1 假定A 与B 两聚合物试样中都含有三个组分，其相对分子质量分别为1万、10万和20万，相应的重量分数分别为：A 是0.3、0.4和0.3，B 是0.1、0.8和 0.1，计算此二试样的n M 、w M ，并求其分布宽度指数2n σ和多分散系数d 。 解：（1）对于A 281691023.0104.0103.01 15 54=⨯++== ∑i i n M W M 1030001023.0104.0103.0554=⨯⨯+⨯+⨯==∑i i w M W M 66.3==n w M M d ()922 21090.266.3281691⨯=⨯=-=d M n n σ （2）对于B 54054=n M 101000=w M 87.1=d 921054.2⨯=n σ 1－2 假定某聚合物试样中含有三个组分，其相对分子质量分别为1万、2万和3万，今测得该试样的数均相对分子质量n M 为2万、重均相对分子质量w M 为2.3万，试计算此试样中各组分的摩尔分数和重量分数。 解：（1）22 1n i i i i i i i i w n i i i i i M N M N M W M N M M n M W M M N ⎧=⎪⎪=== ⎨⎪ ⎪=⎩∑∑∑∑∑ ⎪⎩⎪⎨⎧=++⨯=⨯+⨯+⨯=⨯+⨯+1 106.41091041010210310210321 8382818 4342414N N N N N N N N N 解得 3.01=N ，4.02=N ，3.03=N （2）⎪⎪⎪ ⎩ ⎪ ⎪⎪⎨⎧ ====∑∑∑∑11 1i i i w n i i i i n W M W M M M W M W M 或 ⎪⎪⎪⎩ ⎪ ⎪⎪⎨⎧=++⨯=⨯+⨯+⨯=⨯+⨯+1 103.2103102101021103102103 2143424144 434241 W W W W W W W W W 解得 15.01=W ，4.02=W ，45.03=W 1－3 一个聚合物样品由相对分子质量为10000、30000和100000三个单分散组份组成，计算下述混合物的W M 和n M (1)每个组份的分子数相等 (2)每个组份的重量相等 (3)只混合其中的10000和100000两个组份，混合的重量比分别为0.145：0.855：0.5：0.5：0.855：0.145，评价d 值. 解：（1）()4666731000003000010000=++=N N M n 22i i i w i i i n M N M M n M N M = = ∑∑∑∑ 78571140000 101.110=⨯= （2）∑∑ ∑∑∑= = = i i i i i i n M M W w M w w M 131 20930= 46667 3 == = ∑∑∑i i i i w M w M w M （3）当比例为0.145:0.855时 43384=n M ， 86950=w M ，2=d 当比例为0.5:0.5时，无机材料习题集(1)
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