研究生学位课程考试试题材料化学.doc

研究生学位课程考试试题材料化学.doc2013级研究生学位课程考试试题
考试科目：材料化学 考试方式：闭卷
请考生注意：所有答案必须写在答题纸上，做在试题纸或草稿纸上的一律无效。
1. （24分，每题3分）解释下列概念：
（1） 准晶体
准晶体，是一种介于晶体和非晶体之间的固体。准晶体具有与晶体相似的长程有 序的原子排列，但是准晶体不具备晶体的晶格周期性
石墨烯：石墨烯是一种由碳原子构成的单层片状结构的新材料。是一种由碳原子 以sp2杂化轨道组成六角型蜂巢晶格的平面薄膜，只有一个碳原子厚度的二维材 料。
（2） 中微子
是轻子的一种，是组成自然界的最基本的粒子之一，中微子不带电，自旋为1/2, 质量非常轻，以接近光速运动
（3） 费米能级
费米能级就是在绝对Ok时，电子填充的最高能级。也就是电子的平均化学势。
能带中有一半的能级被电子填满。
（4） 纳米材料
指在三维空间中至少有一个维度的尺寸在纳米范围。由于它的尺寸已经接近电子 的相干长度，以及其具有大表面的特殊效应，因此其所表现的特性，往往不同于 该物质在整体状态时所表现的性质。
（6）介孔材料
介孔材料是指孔径介于2-50nm的一类多孔材料。介孔材料具有极高的比表面积、 规则有序的孔道结构、狭窄的孔径分布、孔径大小连续可调等特点，使得它在大 分子的吸附、分离，尤其是催化反应中发挥作用。
（5） 复合材料
是由两种或两种以上不同性质的材料，通过物理或化学的方法，在宏观（微观） 上组成具有新性能的材料。各种材料在性能上互相取长补短，产生协同效应，使 复合材料的综合性能优于原组成材料而满足各种不同的要求。
微纳结构材料
（16分）说出你所知道的材料种类，列出每种材料的几个具体实例并说明其主要用途和 主要特性。
按照材料本身的性质分，主要有金属材料、无机非金属材料、高分子材料、复合材料 按材料的作用分，有结构材料和功能材料。
金属材料:是由众多金属原子通过金属键相互作用而聚集在一起。主要应用其机械性能， 化学性能，物理性能，工艺性能等，如钢筋，电阻丝等
无机非金属材料:以某些元素的氧化物，碳化物，氮化物等与硅酸盐系列等含氧酸盐为主 要组成的无机材料，主要是由离子键和共价键组成。应用诸如水泥陶瓷的耐压强度高、硬 度大、耐高温、抗腐蚀性和某些特殊性能如光纤，半导体等
高分子材料：也称聚合物材料，是以高分子化合物为基体，在配有其他添加剂所构成的 材料。原子间为共价键，分子间以分子键作用。
复合材料:是由两种及以上在物理化学不同的材料组合而成的一种多相固体材料,可通过 材料设计是各组分的性能相互补充与关联，从而获得新的优越性能，其化学键比较复杂。 具有比原材料更加优越的性能。如摩擦材料等
（15分）铅可以吸收电磁辐射，我们采用立方面心（FCC）最紧密堆积的方式将10000 个直径3cm的铅球堆积起来，建了一堵辐射吸收墙。现要改善其吸收性能，拟用直径略 小于3cm的铅球填入其中较大的空隙中。请设计小球的尺寸及所需的数量。你还有更进 一步的改进方案吗？请说明之。
其中较大的空隙为八面体间隙，一个FCC晶胞中含有四个院子，四个八面体间隙，
八个四面体间隙。，求证如下.......
。则至少有10000个小球能填