無(wú)機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)綜合測(cè)試3

1、.測(cè)試三一、名詞解釋?zhuān)啃☆} 3 分，共 18 分）1 同質(zhì)多晶現(xiàn)象2 靜電鍵強(qiáng)度3 非均態(tài)核化4 結(jié)構(gòu)馳豫5 重構(gòu)表面6 不一致熔融化合物二 、填空（每小題 2 分，共 20 分）1.在 O2 作面心立方密堆積的晶體中，為獲得穩(wěn)定結(jié)構(gòu) ，正離子將所有八面體空隙均填滿(mǎn)的晶體有_；填滿(mǎn)一半四面體空隙的晶體有_ （請(qǐng)各舉一例 ）。它們分別屬于和 _型結(jié)構(gòu)。2.反尖晶石的表達(dá)式可寫(xiě)成，其中填入的四面體空隙 ，填充的八面體空隙 ，單位結(jié)構(gòu)內(nèi)含有個(gè)分子數(shù) 。3.下列硅酸鹽晶體礦物 ：CaAl 2 Si2O8 、 KAl2AlSi3O 10(OH) 2、 Be3Al2 Si6O 18 、Ca2Mg 5 S

2、i4 O11 (OH) 2分別屬于、和結(jié)構(gòu)。4.已知 MgO 晶體的肖特基缺陷生成能為 6ev，則該晶體在 1600 時(shí)的空位濃度為。5.加 ThF4到 CaF2 中形成間隙型固溶體 ，則缺陷反應(yīng)方程式為，固溶體分子式為。6.化合物 TiO2 X 由于在組成上偏離化學(xué)計(jì)量而產(chǎn)生的晶格缺陷是，屬于型非化學(xué)計(jì)量化合物 ，應(yīng)在氣氛下形成 。7.晶體線(xiàn)缺陷中 ，位錯(cuò)線(xiàn)與滑移方向平行的是，用符號(hào)表示，產(chǎn)生原因?yàn)椤?.粘土粒子破鍵引起的荷電與介質(zhì)的pH 值有關(guān)，高嶺土在酸性介質(zhì)中邊棱帶電荷；在堿性介質(zhì)中邊棱帶電荷。9.一種玻璃的摩爾組成為 30mol Na2 O 10mol Al2 O 360mol Si

3、O2 ，則四個(gè)基本結(jié)構(gòu)參數(shù)分別為Z， R， X， Y。10.三種典型離子化合物PbI2、 PbF2、 CaF2 的比表面能分別為1.310 5 J/m2 、 9.010 5J/m 2 、25.0 10 5 J/m2 ，由此可以預(yù)計(jì)這三種化合物的表面雙電.專(zhuān)業(yè)資料 .層厚度的大小次序?yàn)?。三、選擇（每小題 2 分，共 22 分）1 三元系統(tǒng)相圖中 ，若存在 n 條邊界曲線(xiàn) ，則此系統(tǒng)相圖中能連接出的連結(jié)線(xiàn)數(shù)目必是A. (n 1) 條B. n 條C. (n+1) 條D. 數(shù)目不定2 在 n 個(gè)球構(gòu)成的六方或面心立方最緊密堆積中，存在的八面體空隙數(shù)為A.個(gè)B.個(gè)C. n 個(gè)D. 2n個(gè)3 某離子分合物

4、的正 、負(fù)離子半徑在 r / r 0.562，則正離子的配位數(shù)為A.3B.4C.6D.84 螢石 （CaF2 ）晶體結(jié)構(gòu)中 ，所有 Ca2+ 作面心立方密堆積 ， F 填充A. 全部四面體空隙B.全部八面體空隙C.四面體空隙D.八面體空隙5 鈣鈦礦 (CaTiO3 )結(jié)構(gòu)中，正、負(fù)離子配位數(shù) CaTiO=12 66，其中與每個(gè) O 2 配位的正離子為A. 4 個(gè) Ti4+ ， 2 個(gè) Ca2+B. 4 個(gè) Ca2+ , 2 個(gè) Ti4+C. 3 個(gè) Ca2+ , 3 個(gè) Ti4+D. 6 個(gè) Ca2+6 在 Al 2O 3 中摻入 0.5mol%NiO 和 0.02mol%Cr 2 O3 所制

5、成的金黃色人造黃玉，經(jīng)分析認(rèn)為是形成了置換型固溶體，于是此人造黃玉的化學(xué)式可寫(xiě)成A. Al 1.9946 Ni0.005 Cr0.0002 O 2.9975B. Al1.9948 Ni 0.005 Cr0.0004 O 3C. Al 1.9946 Ni0.005 Cr0.0004 O 2.9975D. Al1.9948 Ni 0.005 Cr0.0002O37 若有一個(gè)變價(jià)金屬氧化物MO ，在還原性氣氛下形成缺氧型非化學(xué)計(jì)量化合物，金屬正離子 M 和氧離子數(shù)之比為M:O=1.1 1，則：其化學(xué)式為.專(zhuān)業(yè)資料 .A. MO 0.91B. M 1.1 OC. MO0.89D. MO1.18 多種聚

6、合程度不等的負(fù)離子團(tuán)同時(shí)并存而不是一種獨(dú)存，是硅酸鹽熔體結(jié)構(gòu)遠(yuǎn)程無(wú)序的實(shí)質(zhì)。當(dāng)熔體的組成不變時(shí) ，熔體中各級(jí)聚合體的數(shù)量與溫度的關(guān)系是 ：溫度升高，A. 高聚體的數(shù)量多于低聚體的數(shù)量B. 高聚體的數(shù)量少于低聚體的數(shù)量C. 高聚體的數(shù)量增加D. 高聚體的數(shù)量減少9 在簡(jiǎn)單堿金屬硅酸鹽熔體R2O SiO2 中，正離子 R+ 的含量對(duì)熔體的粘度頗具影響當(dāng)R2O 含量較高，即 O/Si 比值較大時(shí) ，降低粘度的次序?yàn)?：K+ Na + Li + ，這是因?yàn)锳. K 2O 引入的游離氧最多 ，則降低粘度的作用最大B. SiO 4連接方式已接近島狀 ，四面體基本上靠 RO 鍵相連， R+ 半徑越大 ， R

7、 O 鍵力越弱C. 因 r Li+ r Na+ PbF2CaF2三、選擇（每小題 2 分，共 20 分）1 三元系統(tǒng)相圖中 ，若存在 n 條邊界曲線(xiàn) ，則此系統(tǒng)相圖中能連接出的連結(jié)線(xiàn)數(shù)目必是（B）A. (n 1) 條B. n 條C. (n+1) 條D. 數(shù)目不定2 在幾個(gè)球構(gòu)成的六方或面心立方最緊密堆積中，存在的八面體空隙數(shù)為（C）A.個(gè)B.個(gè)C. n 個(gè)D. 2n 個(gè)3 某離子分合物的正 、負(fù)離子半徑在 r / r 0.573，則正離子的配位數(shù)為 （C）A.3B.4C.6D.84 螢石 （CaF2 ）晶體結(jié)構(gòu)中 ，所有 Ca2+ 作面心立方密堆積 ， F 填充（ A）A. 全部四面體空隙B.

8、 全部八面體空隙C.四面體空隙D.八面體空隙5 鈣鈦礦 (CaTiO 3)結(jié)構(gòu)中，正、負(fù)離子配位數(shù) CaTiO=12 66，其中與每個(gè) O 2 配位的正離子為 （ B）A. 4 個(gè) Ti4+ ， 2 個(gè) Ca2+B. 4 個(gè) Ca2+ , 2 個(gè) Ti4+C. 3 個(gè) Ca2+ , 3 個(gè) Ti4+D. 6 個(gè) Ca2+6 在 Al 2O3 中摻入 0.5mol%NiO 和 0.02mol%Cr 2 O 3 所制成的金黃色人造黃玉，經(jīng)分析認(rèn)為是形成了置換型固溶體，于是此人造黃玉的化學(xué)式可寫(xiě)成（C）A. Al 1.9946 Ni0.005 Cr0.0002 O 2.9975B. Al1.9948

9、Ni0.005 Cr0.0004 O 3.專(zhuān)業(yè)資料 .C. Al1.9946 Ni0.005 Cr0.0004 O 2.9975D. Al1.9948 Ni 0.005 Cr0.0002 O 37 若有一個(gè)變價(jià)金屬氧化物MO ，在還原性氣氛下形成缺氧型非化學(xué)計(jì)量化合物，金屬正離子 M 和氧離子數(shù)之比為M:O=1.1 1，則：其化學(xué)式為 （ A）A. MO 0.91B. M 1.1 OC. MO 0.89D. MO 1.18 多種聚合程度不等的負(fù)離子團(tuán)同時(shí)并存而不是一種獨(dú)存，是硅酸鹽熔體結(jié)構(gòu)遠(yuǎn)程無(wú)序的實(shí)質(zhì)。當(dāng)熔體的組成不變時(shí) ，熔體中各級(jí)聚合體的數(shù)量與溫度的關(guān)系是：溫度升高 （D）A.高聚體的數(shù)

10、量多于低聚體的數(shù)量B.高聚體的數(shù)量少于低聚體的數(shù)量C.高聚體的數(shù)量增加D.高聚體的數(shù)量減少9 在簡(jiǎn)單堿金屬硅酸鹽熔體 R2O SiO2 中，正離子 R+ 的含量對(duì)熔體的粘度頗具影響當(dāng) R2O 含量較高，即 O/Si 比值較大時(shí) ，降低粘度的次序?yàn)?：K+ Na + Li + ，這是因?yàn)?（ B）A. K2O 引入的游離氧最多 ，則降低粘度的作用最大B. SiO 4連接方式已接近島狀 ，四面體基本上靠 R O 鍵相連， R+ 半徑越大， R O 鍵力越弱C. 因 rLi+ r Na+ r k+ ，Li + 極化能力最強(qiáng)D. SiO 4間的 Si O 鍵是粘度的主要表征 ， R+ 半徑越小，對(duì) S

11、i O 鍵的削弱能力越強(qiáng)10 粘土的許多性能與所吸附的陽(yáng)離子種類(lèi)有關(guān)。當(dāng)粘土吸附下列不同陽(yáng)離子后，其性能的變化規(guī)律以箭頭（大? 小）表示的是 （ C）H 、Al 3 、Ba2 、Sr2 、 Ca2 、Mg 2 、 NH 3 、 K 、Na 、LiA. 泥漿的穩(wěn)定性B. 泥漿的流動(dòng)性C. 泥漿的濾水性D. 泥漿的 電位11 當(dāng)液體（L ）與固體（ S）相接觸，固體不被液體所潤(rùn)濕 ，則兩相的表面張力關(guān)系應(yīng)為 （D ）A.B.C.D.四、計(jì)算與問(wèn)答 （共 40 分）1 氯化銫 （ CsCl）結(jié)構(gòu)中，已知離子半徑 ： Cs 為 0.182nm ， Cl 為 0.155nm ；原子量： Cs 為 132

12、.91 ， Cl 為 35.45。 1）請(qǐng)計(jì)算球狀離子所占據(jù)的空間分?jǐn)?shù)（ 即空間利用率 ）； 2 ）CsCl 晶體的密度 。 假設(shè) Cs 離子和 Cl 離子沿立方對(duì)角線(xiàn)接觸 。（ 10 分）.專(zhuān)業(yè)資料 .【解】2 圖 1 為 Al 2O 3 料漿 電位和粘度與pH 值的關(guān)系，請(qǐng)分析該實(shí)驗(yàn)結(jié)果并說(shuō)明在實(shí)際Al 2O 3 陶瓷生產(chǎn)中的意義 。（ 12 分）圖 1【解】從圖 1 可見(jiàn)，當(dāng) pH 從 115 時(shí)，料漿 電位出現(xiàn)兩次最大值 。pH 3 時(shí)，電位 183mV ；pH 12 時(shí)，電位 70.4mV 。 對(duì)應(yīng)于 電位最大值時(shí) ，料漿粘度最低 。 而且在酸性介質(zhì)中料漿粘度更低。原因：Al 2 O

13、 3 為水溶性?xún)尚匝趸?，在酸性介質(zhì)中例如加入HCl， Al2 O3 呈堿性，其反應(yīng)如下 ：Al 2 O 3 在酸性介質(zhì)中生成AlCl 2 、 AlCl2 和 OH 離子， Al2 O3 膠粒優(yōu)先吸附含鉛的AlCl2 和 AlCl2 離子，使 Al2 O3 成為一個(gè)帶正電的膠粒 ，然后吸附 OH 而形成一個(gè)龐大的膠團(tuán)如圖3（ a）示。當(dāng) pH 較低時(shí)，即 HCl 濃度增加，液體中 Cl 增多而逐漸進(jìn)入吸附層取代OH 。 由于 Cl 的水化能力比 OH 強(qiáng)，Cl水化膜厚，因此 Cl 進(jìn)入吸附層的個(gè)數(shù)減少而留在擴(kuò)散層的數(shù)量增加，致使膠粒正電荷升高和擴(kuò)散層增厚，結(jié)果導(dǎo)致膠粒 電位升高 。料漿粘度降

14、低 。 如果介質(zhì) pH再降低，由于大量 Cl 壓入吸附層 ，致使膠粒正電荷降低和擴(kuò)散層變薄，電位隨之下降 。 料漿粘度升高 。在堿性介質(zhì)中例如加入NaOH ， Al2 O3 呈酸性，其反應(yīng)如下 ：.專(zhuān)業(yè)資料 .這時(shí) Al2O 3 膠料優(yōu)先吸附 AlO 2 ，使膠粒帶負(fù)電 ，然后吸附 Na 形成一個(gè)膠團(tuán) ，這個(gè)膠團(tuán)同樣隨介質(zhì)pH 變化而有 電位的升高或降低 ，導(dǎo)致料漿粘度的降低和增高。Al 2 O 3 陶瓷生產(chǎn)中應(yīng)用此原理來(lái)調(diào)節(jié)Al2 O3 料漿的 pH 值，使之懸浮或聚沉 。3 圖 2 為 ABC 三元系統(tǒng)相圖 。（ 1）說(shuō)明化合物 D 1、 D2 和 D3 的性質(zhì)；（ 2）劃分副三角形 ，判斷各三元無(wú)變量點(diǎn) E、F、G 、H、I 的性質(zhì)，并寫(xiě)出相平衡方程；（ 3）用箭頭標(biāo)出 DABC 邊上及各界線(xiàn)上的溫降方向，并判斷各界線(xiàn)性質(zhì) ；（ 4 ）寫(xiě)出組成為 M 熔體的析晶過(guò)程相平衡表達(dá)式，并計(jì)算液相組成點(diǎn)剛達(dá)到結(jié)晶結(jié)束點(diǎn)時(shí)所存在的各相的百分含量（用線(xiàn)段表示 ）；（ 5 ）請(qǐng)畫(huà)出 AB、 BC、AC 二元系統(tǒng)相圖 ，并注明各相區(qū) 。（ 18 分）【解】1） D1 為不一致熔融二元化合物，D 2 為一致熔融二元化合物D 3 為不一致熔融三元化合物（3 分）2 ）如圖劃分副三角形 ，可得：E 為低共熔點(diǎn) ，LEAD3