無機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)試題與答案

1、1螺位錯(cuò)：柏格斯矢量與位錯(cuò)線平行的位錯(cuò)。2同質(zhì)多晶：同一化學(xué)組成在不同熱力學(xué)條件下形成結(jié)構(gòu)不同的晶體的現(xiàn)象。3晶胞：指晶體結(jié)構(gòu)中的平行六面體單位，其形狀大小與對(duì)應(yīng)的空間格子中的單位平行六面 體一致。4肖特基缺陷：如果正常格點(diǎn)上的原子，熱起伏過程中獲得能量離開平衡位置，遷移到晶體的表面，在晶格內(nèi)正常格點(diǎn)上留下空位，即為肖特基缺陷。肖特基缺陷：如果正常格點(diǎn)上的原子，熱起伏過程中獲得能量離開平衡位置，遷移到晶體的表面， 在晶格內(nèi)正常格點(diǎn)上留下空位，即為肖特基缺陷。5聚合：由分化過程產(chǎn)生的低聚合物，相互作用，形成級(jí)次較高的聚合物，同時(shí)釋放出部分 NaQ這個(gè)過程稱為縮聚，也即聚合。6非均勻成核：借助于表

2、面、界面、微粒裂紋、器壁以及各種催化位置而形成晶核的過程。7穩(wěn)定擴(kuò)散：擴(kuò)散質(zhì)點(diǎn)濃度分布不隨時(shí)間變化。8玻璃分相：一個(gè)均勻的玻璃相在一定的溫度和組成范圍內(nèi)有可能分成兩個(gè)互不溶解或部分 溶解的玻璃相（或液相），并相互共存的現(xiàn)象稱為玻璃的分相（或稱液相不混溶現(xiàn)象）。9不一致熔融化合物：是一種不穩(wěn)定的化合物。加熱這種化合物到某一溫度便發(fā)生分解，分 解產(chǎn)物是一種液相和一種晶相，兩者組成與化合物組成皆不相同，故稱不一致熔融化合物。10晶粒生長：無應(yīng)變的材料在熱處理時(shí)，平均晶粒尺寸在不改變其分布的情況下，連續(xù)增 大的過程。11非本征擴(kuò)散：受固溶引入的雜質(zhì)離子的電價(jià)和濃度等外界因素所控制的擴(kuò)散?；蛴刹坏葍r(jià)雜質(zhì)

3、離子取代造成晶格空位，由此而引起的質(zhì)點(diǎn)遷移。（2.5）本征擴(kuò)散：空位來源于晶體結(jié)構(gòu)中本征熱缺陷，由此而引起的質(zhì)點(diǎn)遷移。12穩(wěn)定擴(kuò)散：若擴(kuò)散物質(zhì)在擴(kuò)散層dx內(nèi)各處的濃度不隨時(shí)間而變化，即 dc/dt=0。不穩(wěn)定擴(kuò)散：擴(kuò)散物質(zhì)在擴(kuò)散層dx內(nèi)的濃度隨時(shí)間而變化，即 dc/dt W0。這種擴(kuò)散稱為不穩(wěn)定擴(kuò)散。（2.5分）（2.5 分）13可塑性：粘土與適當(dāng)比例的水混合均勻制成泥團(tuán)，該泥團(tuán)受到高于某一個(gè)數(shù)值剪應(yīng)力作用后，可以塑造成任何形狀，當(dāng)去除應(yīng)力泥團(tuán)能保持其形狀，這種性質(zhì)稱為可塑性。（2.5晶胞參數(shù)：表示晶胞的形狀和大小可用六個(gè)參數(shù)即三條邊棱的長度a、b、c和三條邊棱的夾角a、3、丫即為晶胞參數(shù)。1

4、4 一級(jí)相變：體系由一相變?yōu)榱硪幌鄷r(shí)，如兩相的化學(xué)勢相等但化學(xué)勢的一級(jí)偏微商（一級(jí)導(dǎo)數(shù)）不相等的稱為一級(jí)相變。15二次再結(jié)晶：是液相獨(dú)立析晶：是在轉(zhuǎn)熔過程中發(fā)生的，由于冷卻速度較快，被回收的晶相有可能會(huì)被新析出的固相包裹起來，使轉(zhuǎn)熔過程不能繼續(xù)進(jìn)行， 從而使液相進(jìn)行另一個(gè)單獨(dú)的析晶過程，就是液相獨(dú)立析晶。（2.5）16泰曼溫度：反應(yīng)物開始呈現(xiàn)顯著擴(kuò)散作用的溫度。（2.5）17晶子假說：蘇聯(lián)學(xué)者列別捷夫提出晶子假說，他認(rèn)為玻璃是高分散晶體（晶子）的結(jié)合體，硅酸鹽玻璃的晶子的化學(xué)性質(zhì)取決于玻璃的化學(xué)組成，玻璃的結(jié)構(gòu)特征為微不均勻性和近程有序性。無規(guī)則網(wǎng)絡(luò)假說：凡是成為玻璃態(tài)的物質(zhì)和相應(yīng)的晶體結(jié)構(gòu)一

5、樣，也是由一個(gè)三度空間網(wǎng)絡(luò)所構(gòu)成。這種網(wǎng)絡(luò)是由離子多面體（三角體或四面體）構(gòu)筑起來的。晶體結(jié)構(gòu)網(wǎng)是由多面體無數(shù)次有規(guī)律重復(fù)構(gòu)成，而玻璃中結(jié)構(gòu)多面體的重復(fù)沒有規(guī)律性。18正尖晶石；二價(jià)陽離子分布在1/8四面體空隙中，三價(jià)陽離子分布在l /2八面體空隙的尖晶石。19液相獨(dú)立析晶：是在轉(zhuǎn)熔過程中發(fā)生的，由于冷卻速度較快，被回收的晶相有可能會(huì)被新析出的固相包裹起來，使轉(zhuǎn)熔過程不能繼續(xù)進(jìn)行， 從而使液相進(jìn)行另一個(gè)單獨(dú)的析晶過程, 就是液相獨(dú)立析晶。20觸變性：是泥漿從稀釋流動(dòng)狀態(tài)到稠化的凝聚狀態(tài)之間存在的介于兩者之間的中間 狀態(tài)。即泥漿靜止不動(dòng)時(shí)似凝固體，一經(jīng)擾動(dòng)或搖動(dòng)，凝固的泥漿又重新獲得流動(dòng)。如再靜

6、止又重新凝固，可重復(fù)無數(shù)次。21固相燒結(jié)：固態(tài)粉末在適當(dāng)?shù)臏囟?、壓力、氣氛和時(shí)間條件下，通過物質(zhì)與氣孔之 間的傳質(zhì)，變?yōu)閳?jiān)硬、致密燒結(jié)體的過程。24點(diǎn)缺陷：三維方向上缺陷尺寸都處于原子大小的數(shù)量級(jí)上。（2.5分）熱缺陷：晶體溫度高于絕對(duì)0K時(shí)，由于熱起伏使一部分能量較大的質(zhì)點(diǎn)（原子或離子）離開平衡位置所產(chǎn)生的空位和 /或間隙質(zhì)點(diǎn)。（2.5分）聚合：由分化過程產(chǎn)生的低聚合物，相互作用，形成級(jí)次較高的聚合物，同時(shí)釋放出部分NaQ這個(gè)過程稱為縮聚，也即聚合。（2.5分）25解聚：在熔融 SiO2中，O/Si比為2： 1, SiO 4連接成架狀。若加入 NmO則使O/Si 比例升高，隨加入量增加， O

7、/Si比可由原來的2： 1逐步升高到4： 1, SiO4連接方式可從 架狀變?yōu)閷訝?、帶狀、鏈狀、環(huán)狀直至最后斷裂而形成SiO 4島狀，這種架狀SiO 4斷裂稱為熔融石英的分化過程，也即解聚。 （2.5分）26聚沉值：凡能引起溶膠明顯聚沉（如溶膠變色渾濁）所需外加電解質(zhì)的最小濃度稱為聚 沉值。（2.5分）RO或RO加入量的27硼反?，F(xiàn)象：硼酸鹽玻璃與相同條件下的硅酸鹽玻璃相比，其性質(zhì)隨變化規(guī)律相反，這種現(xiàn)象稱硼反?，F(xiàn)象。28晶面指數(shù)：結(jié)晶學(xué)中經(jīng)常用（hkl）來表示一組平行晶面，稱為晶面指數(shù)。數(shù)字 hkl是晶 面在三個(gè)坐標(biāo)軸（晶軸）上截距的倒數(shù)的互質(zhì)整數(shù)比。1、粘土泥漿膠溶必須使介質(zhì)呈（）A 、酸

8、性 B 、 堿性 C 、中性2、硅酸鹽玻璃的結(jié)構(gòu)是以硅氧四面體為結(jié)構(gòu)單元形成的（）的聚集體。A、近程有序，遠(yuǎn)程無序 B、近程無序，遠(yuǎn)程無序C、近程無序，遠(yuǎn)程有序（）體心立方堆積的堆積系數(shù)。3、依據(jù)等徑球體的堆積原理得出，六方密堆積的堆積系數(shù)A、大于 B 、小于 C、等于 D 、不確定4、某晶體AB, A的電荷數(shù)為1, A B鍵的S=1/6,則A+的配位數(shù)為（）。A 4 B 、12 C、8 D 、65、在單位晶胞的 CaF2晶體中，其八面體空隙和四面體空隙的數(shù)量分別為（）。A、4, 8 B 、8, 4 C 、1, 2 D 、2, 46、點(diǎn)群L6PC屬（）晶族（）晶系。A高級(jí)等軸 B 、低級(jí)正交C

9、、中級(jí)六方D、高級(jí)六方7、下列性質(zhì)中（）不是晶體的基本性質(zhì)。A自限性B 、最小內(nèi)能性C、有限性D、各向異性8、晶體在三結(jié)晶軸上的截距分別為1/2a、1/3b、1/6c。該晶面的晶面指數(shù)為（）。A （236）B 、 （326） C 、 （321） D 、 （123）9、非化學(xué)計(jì)量化合物 Cd1+xO中存在（）型晶格缺陷A陰離子空位 B、陽離子空位C、陰離子填隙D、陽離子填隙10、可以根據(jù)3T曲線求出熔體的臨界冷卻速率。熔體的臨界冷卻速率越大，就（）形成玻璃。A、越難B、越容易 C很快D、緩慢11、晶體結(jié)構(gòu)中一切對(duì)稱要素的集合稱為（）。A 、對(duì)稱型 B、點(diǎn)群C、微觀對(duì)稱的要素的集合D、空間群12、

10、在ABO（鈣鈦礦）型結(jié)構(gòu)中，B離子占有（）。A 、四面體空隙 B、八面體空隙 C、立方體空隙 D、三方柱空隙晶體三、填空（17分）1、在玻璃形成過程中，為避免析晶所必須的冷卻速率的確定采用（）的方法。2、a=bwc 口 = 3 = 丫 =90 0 的晶體屬（）晶系。3、六方緊密堆積的原子密排面是晶體中的（）面，立方緊密堆積的原子密排面是晶體中的（）面。4、Zm+xO在還原氣氛中可形成（）型半導(dǎo)體，缺陷濃度與氧分壓的1/6次方成（）,如果減少周圍氧氣的分壓，Zni+x O的密度將（）。5、6寫位錯(cuò)線（）的位錯(cuò)稱為刃位錯(cuò)，；b訃錯(cuò)線（）的位錯(cuò)稱為螺位錯(cuò)，。）、（6、形成連續(xù)固溶體的條件是（7、在A

11、BO型尖晶石結(jié)構(gòu)中，若以氧離子作立方緊密堆積排列，在正尖晶石結(jié)構(gòu)中，A離子占有（）空隙，B離子占有（8、晶體的熱缺陷有（）和（為（）。9、硅酸鹽晶體分類的依據(jù)是（可將硅酸鹽礦物分為（）結(jié)構(gòu)、（結(jié)構(gòu)和（）結(jié)構(gòu)。）空隙。）兩類，熱缺陷濃度與溫度的關(guān)系式）。按此分類法）結(jié)構(gòu)、（）結(jié)構(gòu)、（）10、陶瓷元件表面被銀，為提高瓷件與銀層間的潤濕性，瓷面表面應(yīng)（）。11、同價(jià)陽離子飽和的黏土膠粒的E電位隨陽離子半徑的增加而（）。）效果好？ 1、B; 2、12、Ca-黏土泥漿膠溶時(shí)，加入 NaOH NaSiO3電解質(zhì)，（A; 3、A; 4、D; 5、A; 6、C、C; 7、C; 8、A; 9、D; 10、A;

12、11、D; 12、B三、填空（17分，3個(gè)空2分）1、繪制3T曲線2、四方3 （0001）、（111） 4、n、反比、增大 5、垂直、平行6、（ rl-r 2） /r l 15%、相同的晶體結(jié)構(gòu)類型、離子價(jià)相同或離子價(jià)總和相等7、四面體、八面體 8、肖特基缺陷、弗倫克爾缺陷、 n/N=exp （-?G/2kT）9、硅氧四面體的連接方式、島狀結(jié)構(gòu)、組群狀結(jié)構(gòu)、鏈狀結(jié)構(gòu)、層狀結(jié)構(gòu)、架狀結(jié)構(gòu)10、拋光 11、降低 12N%SiO3、2、晶體在三結(jié)晶軸上的截距分別為2a、3b、6c。該晶面的晶面指數(shù)為（）。A、（236）B、（326） C 、（321） D、（123）4、某晶體AB, A的電荷數(shù)為1,

13、 A B鍵的S=1/6,則A+的配位數(shù)為（）。A 4 B 、12 C、8 D 、65、在單位晶胞的 CaF2晶體中，其八面體空隙和四面體空隙的數(shù)量分別為（）。A 4, 8 B 、8, 4 C 、1, 2 D 、2, 46、在ABO（鈣鈦礦）型結(jié)構(gòu)中，B離子占有（）。A 、四面體空隙 B、八面體空隙C、立方體空隙D、三方柱空隙晶體7、在硅酸鹽熔體中，當(dāng)R=O/Si減小時(shí)，相應(yīng)熔體組成和性質(zhì)發(fā)生變化，熔體析晶能力（）,熔體的黏度（），低聚物數(shù)量（）。A、增大B 、減小 C 、不變 D 、不確定8、當(dāng)固體表面能為 1.2J/m：液體表面能為 0.9 J/m 2,液固界面能為1.1 J/m 2時(shí)，降低

14、固 體表面粗糙度，（）潤濕性能。A降低B、改善C、不影響9、一種玻璃的組成為 32.8%CaQ 6.0AI2Q% 61.2 SO%此玻璃中的 A13+可視為網(wǎng)絡(luò)（）, 玻璃結(jié)構(gòu)參數(shù)Y=（）。A 變性離子，3.26 B、形成離子，3.26 C、變性離子，2.34 D、形成離子，2.3412、晶體結(jié)構(gòu)中一切對(duì)稱要素的集合稱為（）。A 、對(duì)稱型 B、點(diǎn)群 C、微觀對(duì)稱的要素的集合D、空間群三、填空（15分）1、a=bwc a = 3 = 90 0, 丫 = 1200 的晶體屬（）晶系。2、晶體的對(duì)稱要素中宏觀晶體中可能出現(xiàn)的對(duì)稱要素種類有（）、（）、（ ）、（ ）。3、六方緊密堆積的原子密排面是晶體

15、中的（）面，立方緊密堆積的原子密排面是晶體中的（）面。4、TiO2在還原氣氛中可形成（與氧分壓的1/6次方成（6、晶體的熱缺陷有（為（）型非計(jì)量化合物，可形成（）型半導(dǎo)體，缺陷濃度）,如果減少周圍氧氣的分壓，TiO2-x的密度將（）。）和（）兩類，熱缺陷濃度與溫度的關(guān)系式）。7、Ca-黏土泥漿膠溶時(shí)，加入NaOHm NaSiO3電解質(zhì)，（）效果好？8、黏土帶電荷的主要原因是（）、（）和（）,黏土所帶靜電荷為（）。1、C;2、C;3、C; 4、D;5、A;6、B; 7、B,A,B;8、A;9、B B; 10、B;11、B;12、D 1、六方2、對(duì)稱中心、對(duì)稱面、對(duì)稱軸、倒轉(zhuǎn)軸 3、（0001）、

16、（111）4、陰離子缺位型、n、反比、減小5、（ rl-r 2） /r i 3:1 和 2: 18、在硅酸鹽熔體中，當(dāng)R=O/Si減小時(shí)，相應(yīng)熔體組成和性質(zhì)發(fā)生變化，熔體析晶能力（）,熔體的黏度（），低聚物數(shù)量（）。A 增大 B、減小 C、不變 D、不確定9、當(dāng)固體表面能為1.2J/m 2,液體表面能為 0.9 J/m 2,液固界面能為1.1 J/m 2時(shí)增加固體表面光滑度，（）潤濕性能。A降低B、改善C、不影響1、黏土帶電荷的主要原因是（）、（）和（），黏土所帶靜電荷為（）。2、晶體的對(duì)稱要素中微觀對(duì)稱要素種類有（）、（）、（）。3、由于（）的結(jié)果，必然會(huì)在晶體結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生“組分缺陷”，組分缺

17、陷的濃度主要取決于：（）和（）。4、UO+x在氧化氣氛中可形成（）型非計(jì)量化合物，可形成（）型半導(dǎo)體，缺陷濃度與氧分壓的1/6次方成（），如果減少周圍氧氣的分壓，UO+x的密度將（ ）。5、6一身位錯(cuò)線（）的位錯(cuò)稱為刃位錯(cuò)， 可用符號(hào)（）表示；b與位微（）的位錯(cuò)稱為螺位錯(cuò)，可用符號(hào)（）表示。6、a=bwc a = 3 = 90 , 丫 =120 的晶體屬（）晶系。7、立方緊密堆積的原子密排面是晶體中的（）面，六方緊密堆積的原子密排面是晶體中的（）面。8、為使瘠性料泥漿懸浮，一般常用的兩種方法是（）和（）1、A； 2、C; 3、C; 4、A; 5、D, D; 6、D; 7、B; 8、B、A、B;

18、 9、B; 10、B; 11、D; 12、A1黏土晶格內(nèi)離子的同晶置換、黏土邊面斷裂、黏土內(nèi)腐殖質(zhì)離解、負(fù)2平移軸、像移面、螺旋軸3不等價(jià)置換、攙雜量（溶質(zhì)數(shù)量）、固溶度4陰離子間隙型、P、正比、增大5垂直、工、平行、6六方7 （111）、（0001） 8、控制料漿 的pH值、有機(jī)表面活性物質(zhì)的吸附1、什么是1.陶瓷經(jīng)燒結(jié)后在宏觀上的變化表述不正確的是（）A.強(qiáng)度增加 B.體積收縮C.氣孔率降低D.致密度減少2 .在反應(yīng)溫度下，當(dāng)固相反應(yīng)的某一相發(fā)生晶型轉(zhuǎn)變時(shí)，反應(yīng)速度是（）A.無影響 B. 加快 C. 減慢3 .表面擴(kuò)散系數(shù)Ds,界面擴(kuò)散系數(shù) Dg,晶格擴(kuò)散系Db的關(guān)系是（）A.DsDg D

19、bB. Ds Db DgC.Db Ds DgD. Db Dg Ds4 .下列屬于逆擴(kuò)散過程的是（）A.二次再結(jié)晶 B.雜質(zhì)的富集于晶界C.布朗運(yùn)動(dòng)5. A, B進(jìn)行反應(yīng)生成AmBn為擴(kuò)散控制的固相反應(yīng)，若Db CA,則在AmBn-A界面上，反應(yīng)物B的濃度CB為（）A.1B.0 C.不確定）C. 空位濃度差）在玻璃中的擴(kuò)散系數(shù)6 .燒結(jié)中晶界移動(dòng)的推動(dòng)力是（A.表面能 B.晶界兩側(cè)自由烙差7 .同一種物質(zhì)在晶體中的擴(kuò)散系數(shù)（A.大于 B .等于 C .小于 D .不確定8 .金斯特林格方程采用的反應(yīng)截面模型為（）A.平板 B. 球體 C. 球殼 D. 圓柱9 .下列過程中，哪一個(gè)能使燒結(jié)體的強(qiáng)度

20、增加而不引起坯體收縮？A.蒸發(fā)-凝聚 B.體積擴(kuò)散C.流動(dòng)傳質(zhì)D. 溶解-沉淀10 .純固相反應(yīng)，反應(yīng)過程是（）A.放熱過程 B. 等溫過程 C. 吸熱過程11 .在制造透明Al 203陶瓷材料時(shí)，原料粉末的粒度為2科項(xiàng) 在燒結(jié)溫度下保溫30分鐘，測得晶粒尺寸為10 dmi若在同一燒結(jié)溫度下保溫 4小時(shí)，晶粒尺寸為（），為抑制晶粒生長加入0.1 %MgO此時(shí)若保溫4小時(shí)，晶粒尺寸為（）。A. 1611 m B. 2011 m C. 24 dm D. 28”1 .燒結(jié)的主要傳質(zhì)方式有蒸發(fā)-凝聚傳質(zhì)、擴(kuò)散傳質(zhì)、流動(dòng)傳質(zhì)和溶解-沉淀傳質(zhì)四種，產(chǎn)生這四種傳質(zhì)的原因依次為（）、（）、（）和（ ）。2 .

21、均勻成核的成核速率Iv由（）和（）因子所決定的。3 .菲克第一定律的應(yīng)用條件是（），菲克第二定律的應(yīng)用條件是（）4 .液-固相變過程的推動(dòng)力為（）、（）和（）。5 .固體內(nèi)粒子的主要遷移方式有（）、（）。6 .如雜質(zhì)的量增加，擴(kuò)散系數(shù)與溫度關(guān)系曲線中本征與非本征擴(kuò)散的轉(zhuǎn)折點(diǎn) （ ）。7 .合成鎂鋁尖晶石，可選擇的原料為MgCO, MgO, T -Al 2O3, a-Al 2Q,從提高反應(yīng)速率的角度出發(fā)選擇（），（）原料較好。8 .在均勻成核時(shí)，臨界成核位壘AGk=（具有臨界半徑rk的粒子數(shù)nk/N=（），其值相當(dāng)于（9 .液-固相變時(shí)，非均勻成核位壘與接觸角。有關(guān)，當(dāng)。為）時(shí)，非均勻成核位壘為

22、零。10 .成核生長機(jī)理的相變過程需要有一定的過冷或過熱,相變才能發(fā)生，在（況下需要過冷。11 .在制硅磚時(shí)，加入氧化鐵和氧化鈣的原因（),能否加入氧化鋁（12 .在液相線以下的分相區(qū)的亞穩(wěn)區(qū)內(nèi),其分解機(jī)理為（）狀，不穩(wěn)定區(qū)的分解機(jī)理為）,新相成（）狀。1. D 2.B 3. A 4.B 5.B 6.B 7.C8.B 9.A 10.A11.D, B2.3.穩(wěn)定擴(kuò)散、不穩(wěn)定擴(kuò)散4.過冷度、過飽和濃度、過飽和蒸汽壓5.空位機(jī)構(gòu)、間隙機(jī)構(gòu)6.向左 7. MgCQ、a -Al 2Q1.壓力差、空位濃度差、應(yīng)力 -應(yīng)變和溶解度;受核化位壘影響的成核率因子、受原子擴(kuò)散影響的成核率因子8. 1/3A卜丫、新

23、相界面能的1/3、exp ( - A G/RT) _9. 0 o 10.相變過程放熱11.作為礦化劑，產(chǎn)生不同晶型石英溶解度不同的液相，不能 12.成核-生長機(jī)理、孤立的球形顆粒、旋節(jié)分解區(qū)（ Spinodale ）、高度連續(xù)性的非球形顆1潤濕？改善潤濕的方法有那些？ （10分）答：潤濕：固體與液體接觸后，體系（固體+液體）的吉布斯自由能降低時(shí)，就稱潤濕。改善潤濕的方法有：降低丫 sl S、V兩相組成盡量接近；（2分）降低丫 LV在液相中加表面活性劑；.提高丫 sv去除固體表面吸附膜；改變粗糙度。（2分）2.、用KCl和CaCl2分別稀釋同一種黏土泥漿,(2分)(2分)當(dāng)電解質(zhì)加入量相同時(shí)，試

24、比較兩種泥漿下列性質(zhì)的差異。（1）泥漿的流動(dòng)性（4）坯體的致密度（6分）（2）泥漿的觸變性（3）泥漿的可塑性(1)(2)(3)(4)(5)泥漿的流動(dòng)性 泥漿的觸變性 泥漿的可塑性 坯體的致密度 黏土的 Z電位（6）泥漿的穩(wěn)定性3在擴(kuò)散傳質(zhì)的燒結(jié)過程中,(5)黏土的KCl CaClKCl CaClKCl l CaClKCl l N CaClKCl CaClZ電位 （6）泥漿的穩(wěn)定性2 （1 分）2 （ 1 分）（1分）（1分）（1分）（1分使坯體致密的推動(dòng)力是什么？哪些方法可促進(jìn)燒結(jié)？說明原因。（8分）答：在擴(kuò)散傳質(zhì)的燒結(jié)過程中，系統(tǒng)內(nèi)不同部位（頸部、顆粒接觸點(diǎn)、顆粒內(nèi)部）空位濃度不同，導(dǎo)致原子

25、或質(zhì)點(diǎn)由顆粒接觸點(diǎn)向頸部遷移，填充到氣孔中。因此使坯體致密化的推動(dòng)力是空位濃度差。（4分）對(duì)于擴(kuò)散傳質(zhì)：（1）控制原料的起始粒度非常重要，顆粒細(xì)小的原料可促進(jìn)燒結(jié)，因?yàn)轭i部增長速率x/r與原料起始粒度r的3/5次方成反比；（2）溫度對(duì)燒結(jié)過程有決定性作用， 擴(kuò)散系數(shù)與溫度呈指數(shù)關(guān)系，因此提高溫度可加速燒結(jié)。4試解釋說明為什么在硅酸鹽結(jié)硅酸鹽晶體結(jié)構(gòu)分類依據(jù)是什么？可分為哪幾類，每類的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是什么？ （ 9分）答：硅酸鹽晶體結(jié)構(gòu)分類依據(jù)是：結(jié)構(gòu)中硅氧四面體的連接方式。（1.5分）可分為島狀：硅氧四面體孤立存在；（1.5分）組群狀：硅氧四面體以兩個(gè)、三個(gè)、四個(gè)或六個(gè)，通過共用氧相連成硅氧四面體群

26、體，群體之間由其它陽離子連接；（1.5分）鏈狀：硅氧四面體通過共用氧相連，在一維方向延伸成鏈狀，鏈與鏈之間由其它陽離子連接；（1.5分）層狀：硅氧四面體通過三個(gè)共用氧在兩維平面內(nèi)延伸成硅氧四面體層；（1.5分）架狀：每個(gè)硅氧四面體的四個(gè)頂角都與相鄰的硅氧四面體共頂，形成三維空間結(jié)構(gòu)。（1.5分）5、構(gòu)中Al3+經(jīng)常取代SiO 4中Si4+,但Si4+一般不會(huì)置換A1O6中的A13+?（配位數(shù)為6時(shí), S14 +、A13+和C2一的離子半徑分別為 0.40?、0.53?和1.40?;配位數(shù)為 4時(shí)，一離子半徑依 次為 0.26?、0.40?和 1.3 8?）。（7 分）答：CN=4, rAl3+

27、/r o2-=0.4/1.38=0.29,Al3+四配位穩(wěn)定，故在硅酸鹽結(jié)構(gòu)中Al3+經(jīng)常取代SiO 4中 Si4+形成AlO4 ； （3.5 分）CN=6，rJ/r o2-=0.4/1.38=0.29,Si4+ 四配位穩(wěn)定，六配位不穩(wěn)定，故在硅酸鹽結(jié)構(gòu)中Si4+一般不會(huì)置換AlO 6中的Al3+,形成SiO 6。6、說明影響擴(kuò)散的因素？答： （1）化學(xué)鍵：共價(jià)鍵方向性限制不利間隙擴(kuò)散，空位擴(kuò)散為主。金屬鍵離子鍵以空位擴(kuò)散為主，間隙離子較小時(shí)以間隙擴(kuò)散為主。（2分）（2）缺陷：缺陷部位會(huì)成為質(zhì)點(diǎn)擴(kuò)散的快速通道，有利擴(kuò)散。（2分）（3）溫度:D=D0exp （-Q/RT） Q不變，溫度升高擴(kuò)散系

28、數(shù)增大有利擴(kuò)散。Q越大溫度變化對(duì)擴(kuò)散系數(shù)越敏感。（2分）（4）雜質(zhì)：雜質(zhì)與介質(zhì)形成化合物降低擴(kuò)散速度；雜質(zhì)與空位締合有利擴(kuò)散；雜質(zhì)含量大本征擴(kuò)散和非本征擴(kuò)散的溫度轉(zhuǎn)折點(diǎn)升高。（2分）（5）擴(kuò)散物質(zhì)的性質(zhì)和擴(kuò)散介質(zhì)的結(jié)構(gòu)：擴(kuò)散質(zhì)點(diǎn)和介質(zhì)的性質(zhì)差異大利于擴(kuò)散。（2分）7、試比較楊德爾方程和金斯特林格方程的優(yōu)缺點(diǎn)及其適用條件。（8分）答：楊德爾方程在反應(yīng)初期具有很好的適應(yīng)性，但楊氏模型中假設(shè)球形顆粒反應(yīng)截面積始終不變，因而只適用反應(yīng)初期轉(zhuǎn)化率較低的情況。（4分）而金氏模型中考慮在反應(yīng)進(jìn)程中反應(yīng)截面積隨反應(yīng)進(jìn)程變化這一事實(shí)，因而金氏方程適用范圍更廣，可以適合反應(yīng)初、中期。兩個(gè)方程都只適用于穩(wěn)定擴(kuò)散的情

29、況。（4分）8相變過程的推動(dòng)力是什么？ （8分）答：總的推動(dòng)力：相變過程前后自由能的差值1、相變過程的溫度條件在等溫等壓下，A G=A H-T A S在平衡條彳下，A G= 0,則A S=A H/To式中：To相變的平衡溫度；A H-一相變熱。在任意一溫度了的不平衡條件下，則有AG=A H-TASW0若A H 與 AS 不隨溫度而變化，A G=A H-TAH/To=AH （To-T）/To=AHA T/To相變過程放熱A HO要使A GQ TO要使A G0,須有A TTo,過熱。因此相平衡理論溫度與系統(tǒng)實(shí)際溫度之差即為該相變過程的推動(dòng)力。（2分）2.相變過程的壓力和濃度條件 氣相，恒溫下A G

30、=RTlnP0/P欲使A G R即汽相過飽和。（2分）（2）溶液 AG=RTlnG/C欲使A G C 即液相過飽和。 （2分）綜上所述，相變過程的推動(dòng)力應(yīng)為過冷度、過飽和濃度、過飽和蒸汽壓。即相變時(shí)系統(tǒng)溫度、濃度和壓力與相平衡時(shí)溫度、濃度和壓力之差值。（2分）9影響固相反應(yīng)的因素有那些？答：影響固相反應(yīng)的因素有反應(yīng)物化學(xué)組成與結(jié)構(gòu)的影響；顆粒度和分布影響； 反應(yīng)溫度、壓力、氣氛影響；礦化劑的影響。（6分.10燒結(jié)的主要傳質(zhì)方式有那些 ？分析產(chǎn)生的原因是什么 ？ （8分）答：燒結(jié)初期，晶界上氣孔數(shù)目很多，此時(shí)氣孔阻止晶界移動(dòng)，Vb=0o （1分）燒結(jié)中、后期，溫度控制適當(dāng)，氣孔逐漸減少?？梢猿霈F(xiàn)

31、Vb=Vp,此時(shí)晶界帶動(dòng)氣孔以正常速度移動(dòng)， 使氣孔保持在晶界上，氣孔可以利用晶界作為空位傳遞的快速通道而迅速匯集或消失。（2分）繼續(xù)升溫導(dǎo)致 VbVp,晶界越過氣孔而向曲率中心移動(dòng)，氣孔包入晶體內(nèi)部，只能通 過體積擴(kuò)散排除，這是十分困難的。（2分）從實(shí)現(xiàn)致密化目的考慮，晶界應(yīng)帶動(dòng)氣孔以正常速度移動(dòng)，使氣孔保持在晶界上， 氣孔可以利用晶界作為空位傳遞的快速通道而迅速匯集或消失。（1分）控制方法：控制溫度，加入外加劑等。（2分）11、試寫出少量 MgO摻雜到A12O3中和少量YR摻雜到CaE中的缺陷反應(yīng)方程與對(duì)應(yīng)的固溶 式。（7分）解：少量MgO摻雜到A12Q中缺陷反應(yīng)方程及固溶式為：（3.5

32、分）少量YH摻雜到CaE中缺陷反應(yīng)方程及固溶式如下：12在擴(kuò)散傳質(zhì)的燒結(jié)過程中，使坯體致密的推動(dòng)力是什么？哪些方法可促進(jìn)燒結(jié)？說明原因。（8分）答：在擴(kuò)散傳質(zhì)的燒結(jié)過程中，系統(tǒng)內(nèi)不同部位（頸部、顆粒接觸點(diǎn)、顆粒內(nèi)部）空位濃度不同，導(dǎo)致原子或質(zhì)點(diǎn)由顆粒接觸點(diǎn)向頸部遷移，填充到氣孔中。因此使坯體致密化的推動(dòng)力是空位濃度差。（4分）對(duì)于擴(kuò)散傳質(zhì)：（1）控制原料的起始粒度非常重要，顆粒細(xì)小的原料可促進(jìn)燒結(jié)，因?yàn)轭i部增長速率x/r與原料起始粒度r的3/5次方成反比；（2）溫度對(duì)燒結(jié)過程有決定性作用， 擴(kuò) 散系數(shù)與溫度呈指數(shù)關(guān)系，因此提高溫度可加速燒結(jié)。13二次再結(jié)晶與晶粒生長有何異同？生產(chǎn)中避免二次再結(jié)

33、晶的方法有哪些？ （7分）答：相同點(diǎn)：（1）兩者推動(dòng)力均為界面兩側(cè)質(zhì)點(diǎn)的吉布斯自由能之差；（2）進(jìn)行方式都是通過界面遷移。（2分）不同點(diǎn)：（1）前者是個(gè)別晶粒異常生長，后者是晶粒尺寸均勻生長；（2）前者氣孔被包裹到晶粒內(nèi)部，后者氣孔維持在晶界交匯處。（2分）生產(chǎn)中避免二次再結(jié)晶的方法有：（1）合理選擇原料的細(xì)度，提高粉料粒度的均勻性；（2）控制溫度；（3）引入添加劑。（3分）14在硅酸鹽晶體結(jié)構(gòu)中，SiO 4四面體或孤立存在，或共頂連接，而不共棱，更不共面，解釋之。（6分）答：在硅酸鹽晶體結(jié)構(gòu)中，SiO 4四面體中的Si4+是高電價(jià)低配位的陽離子，以共棱、共面方式存在時(shí)，兩個(gè)中心陽離子（ Si4+）間距離較近、排斥力較大，所以不穩(wěn)定，而孤立存在，或共頂連接。1、CeO為螢石結(jié)構(gòu)，其中加入0.15molCaO形成固溶體，實(shí)驗(yàn)測得固溶體晶胞參數(shù)a0=0.542nm,計(jì)算說明固溶體的類型？（其