为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划上交版材料科学基础第1章原子结构和键合原子结构物质的组成物质由无数微粒聚集而成分子：单独存在保存物质化学特性dH2O=(H2)为2M为百万原子：化学变化中最小微粒原子的结构?质子：正电荷m10-27kg?原子核：电中性m10kg?电子：核外高速旋转，带负电，按能量高低排列，如电子云?m?10-31kg，约为质子的1/1836?原子的电子结构的方向，?取值为1或-1?22核外电子排布遵循以下3个原则：?能量最低原理典型金属原子结构：最外层电子数很少，即价电子极易挣脱原子核之束缚而成为自由电子，形成电子云金属中自由电子与金属正离子之间构成键合称为金属键特点：电子共有化，既无饱和性又无方向性，形成低能量密堆结构性质：良好导电、导热性能，延展性好离子键非金属原子带负电的负离子特点：以离子而不是以原子为结合单元，要求正负离子相间排列，且无方向性，无饱和性性质：熔点和硬度均较高，良好电绝缘体共价键亚金属，聚合物和无机非金属材料实质：由二个或多个电负性差不大的原子间通过共用电子对而成(Polarbonding):共用电子对偏于某成键原子?极性键?非极性键性质：熔点高、质硬脆、导电能力差范德华力极性分子键存在于HF、H2O、NH3中，在高分子中占重要地位，氢原子中唯一的电子被其它原子所共有，裸露原子核将与近邻分子的负端相互吸引氢桥介于化学键与物理键之间，具有饱和性高分子链:加热后变软，甚至流动，可反复加工?线性高分子?热塑性?支链高分子：?交联高分子：线性天然橡胶用S交联后变强韧耐磨?体型高分子高分子链结构，不溶于任何溶剂，也不能熔融，一旦受热固化后不能再改变形状，无法再生3.高分子链的键接方式4.高分子链的构型?间同立构故高分子在空间形态有mn-1(m为每个单键内旋转可取的位置数，n为单键数目)键的内旋转使得高分子存在多种构象统计学角度高分子链取伸直构象几率极小，呈卷曲构象几率极大3.影响高分子链柔性的主要因素高分子链能改变其构象的性质称为柔性?主链结构的影响：起决定性作用,C-O,C-N,Si-O内旋的势垒比C-C低，从而使聚酯，?聚酰胺、聚胺酯，聚二甲基硅氧烷等柔性好?取代基的影响：取代基的极性，沿分子链排布距离，在主链上对称性，体积均有影响?交联的影响：因交联附近的单键内旋转受阻碍，交联度大时，柔性?第2章固体结构晶体学基础晶体结构的基本特征：原子在三维空间呈周期性重复排列，即存在长程有序性能上两大特点：1.固定的熔点,2.各向异性空间点阵和晶胞空间点阵的概念将晶体中原子或原子团抽象为纯几何点，即可得到一个由无数几何点在三维空间排列成规则的阵列空间点阵特征：每个阵点在空间分布必须具有完全相同的周围环境(surrounding)晶胞代表性的基本单元smallrepeatentities选取晶胞的原则：)选取的平行六面体应与宏观晶体具有同样的对称性；）平行六面体内的棱和角相等的数目应最多；）当平行六面体的棱角存在直角时，直角的数目应最多；）在满足上条件，晶胞应具有最小的体积。晶向指数和晶面指数1.晶向指数求法：XX年硕士研究生入学考试模拟试题考试科目：上海交通大学-材料科学基础科目代码：82711由纯A和A-B固溶体形成的互扩散偶，下列表述正确的是：_俣野面两侧的原子扩散化学势相等，AA=A-BA，AB=A-BB该扩散为上坡扩散空位迁移方向与标记面漂移方向一致该过程的扩散机制主要是间隙机制12原子的扩散式一种无规则行走，故扩散距离(x)与扩散时间(t)关系为_xDtxDt2x2DtxD-1t考生姓名：准考证号：13某金属凝固时的形核功为G*，其临界晶核界面能为G，则G*和G的关系为：_G=3G*G=1/3G*G=2/3G*G=G*14凝固过程中，关于界面构造、晶体长大方式和生长速度，下列对应正确的一组是：_一、选择题1同属于面心立方点阵的晶体是_Cu，NaCl，CaF2Al，?Fe，MgAu，Ag，C(石墨)Ti，?Fe，Au0晶向用三指数表示为_2在六方晶系中，四指数101100210110120等同于_3晶体的宏观对称元素44+m44+i独立元素，不可等同4下列晶体中具有最大致密度的是_CrMg?FeNi5非金属原子X填满面心立方金属M组成的八面体间隙时，形成的间隙相是：_M2XMXMX2MX46两个柏氏矢量垂直的刃形位错交割形成的割阶为：_刃型位错螺型位错混合型位错均有可能1)面上运动的柏式矢量为的螺旋位错受阻时，能通过交滑移转到_滑移面继续运动。7在(11粗糙界面，垂直长大，vTk光滑界面，垂直长大，vexp光滑界面，螺型位错生长，vexp粗糙界面，螺型位错生长，vbTk315某二元合金，当第二组元的含金量增大，其凝固温度范围增大，在相同凝固条件下，含量增大有利于形成_平直界面胞状组织树晶枝曲折界面16金属在凝固的过程中为了获得细小的晶粒，可通过一定的手段实现，下列不合适的是：_加入形核剂合理控制热学条件振动、搅拌增大温度梯度17包申格效应属于：_塑性变形效应弹性不完全效应粘弹性现象应力滞后现象18高分子材料存在不同构想的主要原因是主链上的碳原子可以：_键的自由旋转键的自旋转氢键的自旋转原子的扩散19室温下橡胶与塑料不同柔顺性表明：_塑料的链段可动性比橡胶低塑料的链接比橡胶长塑料比橡胶分子量大塑料内部结合键比橡胶强20三元相图，三相区与单相区是：_点接触线接触面接触无法接触21包晶成分的合金在平衡凝固时：_高熔点组元向扩散高熔点组元L向扩散高熔点组元向扩散高熔点组元向扩散22在单元系的pT相图内，当高温相向低温相转变体积收缩，根据Clausius-Clapeyron方程，下列正确的是：_dp/dT0dp/dT=0dp/dT上交版材料科学基础)展位错，试写出可能的位错反应。2已知：Cs和Cl的离子半径分别为、，Cs和Cl相对原子量133和。请回答下列关于氯化铯晶体的问题：每秒钟通过MgO层的Ni原子数。a求Ni原子层减少一微米厚度所需的时间5.50%结晶高分子的模量与随温度的变化，如图所示。21。CsCl属于哪类点阵结构？请在晶胞中画出和3在氯化铯内离子在或方向是否相接触？计算各离子的配位数和单位晶胞内离子数目。计算氯化铯晶体的密度和致密度K。若CsCl晶体的111滑移系的临界分切力为60MPa，试问在001和010方向必须施加多少的应力才会产生滑移？3根据Fe-Fe3C相图回答下列问题：写出相图中三个等温反应式和反应类型。分析含碳量为%的合金的平衡冷却过程；计算其在室温下的各组织的相对百分数。试分析含碳量为2%的合金快冷，不平衡状态下结晶过程和组织变化。画出Fe-Fe3C合金在1180是的成分-自由能曲线示意图。如果800渗碳气氛下长期扩散，根据相图画出等温扩散后和冷却至室温的组织。在图中粗略画出玻璃态，皮革态，橡胶态和粘流态的位置，并说明原因。在该图上，粗略画出完全非晶态和完全晶态的模量曲线，并说明原因。解释高分子材料熔融升温的现象。XX年硕士研究生入学考试模拟827材料科学基础3XX年硕士研究生入学考试模拟827材料科学基础4第一章原子结构与键合1-1.原子中一个电子的空间位置和能量可用哪4个量子数来决定？1-2.在多电子的原子中，核外电子的排布应遵循哪些原则？1-3.在元素周期表中，同一周期或同一主族元素原子结构有什么共同特点？从左到右或从上到下元素结构有什么区别？性质如何递变？1-4.何谓同位素？为什么元素的相对原子质量不总为正整数？1-5.铬的原子序数为24，它共有四种同位素：w(Cr)=%的Cr原子含有26个中子，w(Cr)%的Cr含有28个中子，w(Cr)%的Cr含有29个中子，且w(Cr)%的Cr含有30个中子。试求铬的相对原子质量。1-6.铜的原子序数为29，相对原子质量为，它共有两种同位素Cu63和Cu65，试求两种铜的同位素之含量百分比。1-7.锡的原子序数为50，除了4f亚层之外,其它内部电子亚层均已填满。试从原子结构角度来确定锡的价电子数。1-8.铂的原子序数为78，它在5d亚层中只有9个电子，并且在5f层中没有电子，请问在Pt的6s亚层中有几个电子？1-9.已知某元素原子序数为32，根据原子的电子结构知识，试指出它属于哪个周期？哪个族？并判断其金属性强弱。1-10.原子间的结合键共有几种？各自特点如何？1-11.图1-1绘出三类材料金属、离子晶体和高分子材料之能量与距离关系曲线，试指出它们各代表何种材料。图111-12.已知Si的相对原子质量为，若100g的Si中有51010个电子能自由运动，试计算：(a)能自由运动的电子占价电子总数的比例为多少？(b)必须破坏的共价键之比例为多少？1-13.S的化学行为有时象6价的元素，而有时却象4价元素。试解释S这种行为的原因。1-14.A和B元素之间键合中离子特性所占的百分比可近似的用下式表示：这里xA和xB分别为A和B元素的电负性值。已知Ti、O、In和Sb的电负性分别为，和，试计算TiO2和InSb的IC%。1-15.Al2O3的密度为/cm3，试计算a)1mm3中存在多少原子？b)1g中含有多少原子？1-16.尽管HF的相对分子质量较低，请解释为什么HF的沸腾温度()要比HCl的沸腾温度(-85)高？1-17.高分子链结构分为近程结构和远程结构。他们各自包括内容是什么？1-18.高分子材料按受热的表现可分为热塑性和热固性两大类，试从高分子链结构角度加以解释。1-19.分别绘出甲烷(CH4)和乙烯(C2H4)之原子排列与键合.1-20.高密度的聚乙烯可以通过氯化处理即用氯原子来取代结构单元中氢原子的方法实现。若用氯取代聚乙烯中8%的氢原子，试计算需添加氯的质量分数。1-21.高分子材料相对分子质量具有多分散性。表1-1为聚乙烯相对分子质量分布表表1-1以及试计算该材料的数均相对分子质量数均聚合度nn。，重均相对分子质量1-22.有一共聚物ABS，每一种单体的质量分数均相同，求各单体的摩尔分数。1-23.嵌镶金相试样用的是酚醛树脂类的热固性塑料。若酚醛塑料的密度为/cm3，试求10cm3的圆柱形试样含的分子量为多少？1-24.一有机化合物，其组成的w(C)为%，