材料化学习题课之习题

名词

1. 鲍林第一规则 (配位多面体规则)

── 在离子晶体中，正离子周围形成一个负离子多面体，正负离子之间的距离取决于离子半径之和，正离子的配位数取决于正负离子半径比。 2. 晶体缺陷：

──实际晶体中原子偏离理想的周期性排列的区域 3. 肖特基空位：

──原子或离子移动到晶体表面或晶界的格点位上,在晶体内部留下相应的空位

4. 弗仑克尔（Frenkel）缺陷

──原子或离子离开平衡位置后挤入晶格间隙中,形成间隙原子离子,同时在原来的位置上留下相应的空位 5. 顺磁性

──感应磁化的方向与外磁场的方向相同，具有正的磁化率 6. 铁磁性

──一些固体材料即使在没有外磁场的情况下也能自发磁化，而在外磁场作用下能沿磁场的方向被强烈的磁化 7. 磁畴

──在无外磁场的情况下，它们的自旋磁矩能在一个个微小区域内“自发的”整齐排列起来而自发的磁化小区域，而相邻的不同区域之间磁矩排列的方向不同，这些小区域称为磁畴 8. 无机非金属材料

──某些元素的氧化物、碳化物、氮化物、硼化物、硫系化合物和硅酸盐、钛酸盐、铝酸盐、磷酸盐等含氧酸盐为主要组成的无机材料 9. 正压电性

──对铁电材料施加压力，导致极化发生改变，从而在样品两侧产生小电压，

1

当外力消失，又恢复不带电原状 10. 电致伸缩

──当在材料两侧施加电压，可引起变形，电场去掉后，材料的变形随之消失

选择

1、金属铜为A1型结构，其晶胞形式和结构基元分别是（ B ） A. 立方面心，4个Cu原子 B. 立方体心，2个Cu原子 C. 立方面心，1个Cu原子 D. 立方体心，1个Cu原子 2、晶体结构最基本的特征是（ B ）。

A. 自范性 B. 各向异性 C. 周期性 D. 均匀性 3、所有硅酸盐结构的基本特征是以（ B ）作为结构单元。

A. (SiO3)2- B. (SiO4)4- C. (SiO3)n2n- D. (SiO2)n

填空

1、Pauling第二规则的内容是 在一个稳定的离子晶体结构中，每一个负离子

电荷数等于相邻正离子分配给这个负离子的静电键强度的总和。

2、若CaCl2在NaCl中溶解时，Ca占据Na了的位置，用缺陷符号表示为 。

3、 在晶体的等径圆球体密堆积中，出现的空隙种类有 四面体空隙 和 八面体空隙。

4、离子晶体的近似模拟——不等径圆球密堆积： 大球密堆积、小球填空隙 5、金属单质结构的近似模拟——等径圆球密堆积中，密置层抽象为点阵后其结

构基元为

一个球

2

6、鲍林第一规则 (配位多面体规则) ── 在离子晶体中，正离子周围形成一

个负离子多面体，正负离子之间的距离取决于离子半径之和 ，正离子的配位数取决于 正负离子半径比

7、CsCl型结构中，负离子按简单立方排列；正离子处于立方体的中心，同样形成正离子的 简单立方 阵列；每个晶胞中有 一 个负离子和 一 个正离子

8、闪锌矿型结构中，负离子按 面心立方 排列， 正负离子配位数均为 4 。 9、下列硅酸盐矿物γ-Ca2[SiO4]、K[AlSi3O8]、CaMg[Si2O6]、Mg2Al[AlSiO7]

Mg2[Si4O10](OH)2分别属于 岛状、架状、链状、成对、层状 结构类型。

10、原子或离子迁移到晶体表面或晶界的结点位置上，在晶体内部留下相应的

空位，这种缺陷称为 肖特基缺陷 11、原子或离子离开平衡位置后，挤入晶格间隙中，形成间隙原子或离子，同

时在原来的位置留下空位，由此产生的缺陷称为 弗伦克尔缺陷 12、铁原子的原子序数为26，电子层排布为：1s22s22p63s23p63d64s2。 除3d电子层外各层均被电子填满，自旋磁矩被抵消。根据洪特规则，4个轨道

均只有一个电子，且自旋方向平行，因此总的电子自旋磁矩为4 μB 。 1、

通常，碱金属采用A2型密堆积，计算A2型密堆积结构中圆球的空间占有率。

2(4?R3/3)2(4?R3/3)?bcc＝??0.68a3(4R/3)3

3

2、 简单说明缺陷反应方程式要遵循的基本原则。并写出CaCl2溶解在KCl中各种可能的缺陷反应式。

'CaCl2 ?KCl??? Ca?K ? VK ? 2ClCl'CaCl2 ?KCl??? Ca?K ? ClCl ? Cli?'CaCl2 ?KCl??? Ca?i ? 2VK ? 2ClCl

3、说明下来符号的含义。

'.,VCl,Ca.K,CaCa,Ca.. VNa,VNai

（1） 钠原子空位 （2） 钠离子空位 （3） 氯离子空位

（4） 钙取代了钾的位置并带有一个单位的正电荷 （5） 钙取代了钙的位置

（6） 钙进入间隙位置带有两个单位的正电荷 3、

简述形成置换固溶体的影响因素。 答：（1）原子或离子尺寸差

（2）电价因素，两种固体只有在离子价相同或同号离子的离子价总和相同时，才可能满足电中性的要求，生成连续固溶体。

（3）键性影响，化学键性质相近，即取代前后离子周围离子间键性相近，容易形成连续固溶体。

（4）晶体结构因素，另一必要条件是晶体结构类型相同。

4

5、简述软磁材料和硬磁材料的磁化曲线特征及这两种材料的用途。

答:软磁材料在较弱的磁场下,易磁化也易退磁,在磁滞回线上表现为有较小的矫顽力,磁滞回线呈狭长形,所包面积小,磁滞损耗低.主要用作各种电感元件,如滤波器,变压器,磁带录音,录像磁头.也适用于各种交流线圈的铁芯.

硬磁材料剩余磁化强度和矫顽力均很大,在磁化后不易退磁而能长期保留磁性.可用作电信器件如录音机,电话机及各种仪表的磁铁.

6、简述铁磁性材料的磁滞回线。

答:随着外磁场的增大，磁畴内的磁矩取向一致，成为单一磁畴区（磁化方向与外磁场方向不完全一致），继续增大外磁场到一定程度，所有磁畴中磁矩的磁化方向才与外磁场方向完全一致，此时，铁磁体达到磁饱和状态，即饱和磁化，称为饱和磁感应强度。当外磁场为0 时，介质中的磁场并不为0，有一残余磁感应强度 Br;矫顽力Hc——加反向磁场，使介质内部的磁感应强度为 0，继续增加反向磁场，介质达到反向磁饱和状态；改变外磁场为正向磁场，不断增加外磁场，介质又达到正向磁饱和状态。

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