武漢理工材料考研習(xí)題集錦

1、試題一一. 圖1是Na2O的理想晶胞結(jié)構(gòu)示意圖，試回答： 1晶胞分子數(shù)是多少； 2結(jié)構(gòu)中何種離子做何種密堆積；何種離子填充何種空隙，所占比例是多少； 3結(jié)構(gòu)中各離子的配位數(shù)為多少，寫(xiě)出其配位多面體； 4計(jì)算說(shuō)明O2-的電價(jià)是否飽和； 5畫(huà)出Na2O結(jié)構(gòu)在（001）面上的投影圖。二. 圖2是高嶺石(Al2O3·2SiO2·2H2O)結(jié)構(gòu)示意圖，試回答： 1請(qǐng)以結(jié)構(gòu)式寫(xiě)法寫(xiě)出高嶺石的化學(xué)式； 2高嶺石屬于哪種硅酸鹽結(jié)構(gòu)類(lèi)型； 3分析層的構(gòu)成和層的堆積方向； 4分析結(jié)構(gòu)中的作用力； 5根據(jù)其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)推測(cè)高嶺石具有什么性質(zhì)。 三. 簡(jiǎn)答題： 1.晶體中的結(jié)構(gòu)缺陷按幾何尺寸可分為哪幾

2、類(lèi)？ 2.什么是負(fù)擴(kuò)散？ 3燒結(jié)初期的特征是什么？ 4.硅酸鹽晶體的分類(lèi)原則是什么？ 5.燒結(jié)推動(dòng)力是什么？它可憑哪些方式推動(dòng)物質(zhì)的遷移？ 6.相變的含義是什么？從熱力學(xué)角度來(lái)劃分，相變可以分為哪幾類(lèi)？ 四. 出下列缺陷反應(yīng)式： 1.NaCl形成肖特基缺陷； 2.AgI形成弗侖克爾缺陷（Ag+進(jìn)入間隙）； 3.TiO2摻入到Nb2O3中，請(qǐng)寫(xiě)出二個(gè)合理的方程，并判斷可能成立的方程是哪一種？再寫(xiě)出每個(gè)方程的固溶體的化學(xué)式。 4.NaCl溶入CaCl2中形成空位型固溶體 五. 表面力的存在使固體表面處于高能量狀態(tài)，然而，能量愈高系統(tǒng)愈不穩(wěn)定，那么固體是通過(guò)何種方式降低其過(guò)剩的表面能以達(dá)到熱力學(xué)穩(wěn)定

3、狀態(tài)的。 六.粒徑為1的球狀A(yù)l2O3由過(guò)量的MgO微粒包圍，觀(guān)察尖晶石的形成，在恒定溫度下，第一個(gè)小時(shí)有20%的Al2O3起了反應(yīng)，計(jì)算完全反應(yīng)的時(shí)間：用楊德方程計(jì)算；用金斯特林格方程計(jì)算。 七.請(qǐng)分析熔體結(jié)構(gòu)中負(fù)離子團(tuán)的堆積方式、聚合度及對(duì)稱(chēng)性等與玻璃形成之關(guān)系。 八.試從結(jié)構(gòu)和能量的觀(guān)點(diǎn)解釋為什么D晶界>D晶內(nèi)？ 九.試分析二次再結(jié)晶過(guò)程對(duì)材料性能有何影響？工藝上如何防止或延緩二次再結(jié)晶的發(fā)生？十.圖3是A-B-C三元系統(tǒng)相圖，根據(jù)相圖回答下列問(wèn)題：1寫(xiě)出點(diǎn)P，R，S的成分；2設(shè)有2kgP，問(wèn)需要多少何種成分的合金Z才可混熔成6kg成分為R的合金。 十一.圖4是A-B-C三元系統(tǒng)相

4、圖，根據(jù)相圖回答下列問(wèn)題：1在圖上劃分副三角形、用箭頭表示各條線(xiàn)上溫度下降方向及界線(xiàn)的性質(zhì)；2判斷化合物D、F的性質(zhì)；3寫(xiě)出各三元無(wú)變量點(diǎn)的性質(zhì)及其對(duì)應(yīng)的平衡關(guān)系式；4寫(xiě)出組成點(diǎn)G在完全平衡條件下的冷卻結(jié)晶過(guò)程；5寫(xiě)出組成點(diǎn)H在完全平衡條件下的冷卻結(jié)晶過(guò)程，寫(xiě)出當(dāng)液相組成點(diǎn)剛剛到達(dá)E4點(diǎn)和結(jié)晶結(jié)束時(shí)各物質(zhì)的百分含量（用線(xiàn)段比表示）。 參考答案：一、1：4； 2：O2-離子做面心立方密堆積，Na+填全部四面體空隙； 3：=4CN O2-=8 NaO4ONa8； 4：O2-電價(jià)飽和，因?yàn)镺2-的電價(jià)=（Na+的電價(jià)/Na+的配位數(shù)）×O2的配位數(shù)； 5：二、1：Al4Si4O10(OH)

5、8；2：?jiǎn)尉W(wǎng)層狀結(jié)構(gòu)；3：一層硅氧層一層水鋁石層且沿C軸方向堆積；4：層內(nèi)是共價(jià)鍵，層間是氫鍵；5：片狀微晶解理。三、1：點(diǎn)缺陷，線(xiàn)缺陷，面缺陷；2：由低濃度向高濃度的擴(kuò)散；3：坯體間顆粒重排，接觸處產(chǎn)生鍵合，大氣孔消失，但固-氣總表面積變化不大；4：按硅氧比值分類(lèi)或按硅氧聚和體的大小分類(lèi)；5：表面能的降低，流動(dòng)傳質(zhì)、擴(kuò)散傳質(zhì)、氣相傳質(zhì)和溶解-沉淀傳質(zhì)；6：隨自由能的變化而發(fā)生的相的結(jié)構(gòu)的變化，一級(jí)相變、二級(jí)相變和三級(jí)相變。四、 1：OVNa +VCl 2：AgAgAgi+VAg 3：3TiO23TiNb+VNb+6OO2TiO22TiNb+Oi+3O0Nb2-xTi3xO3可能成立Nb2-2

6、xTi2xO3+x 4：NaClNaCa+ClCl+VCl五、一是通過(guò)表面質(zhì)點(diǎn)的極化、變形、重排來(lái)降低表面能，二是通過(guò)吸附來(lái)降低表面能。 1：t=195h2：t=68h七、當(dāng)O/Si由24時(shí)，熔體中負(fù)離子團(tuán)的堆積形式由三維架狀轉(zhuǎn)化為孤立的島狀，負(fù)離子團(tuán)的聚合度相應(yīng)的降至最低。一般情況下，熔體中負(fù)離子團(tuán)的聚合度越高，特別是形成三維架狀的空間網(wǎng)絡(luò)時(shí)，這些大的聚合離子團(tuán)位移、轉(zhuǎn)動(dòng)、重排都比較困難，故質(zhì)點(diǎn)不易調(diào)整成規(guī)則排列的晶體結(jié)構(gòu)，易形成玻璃。熔體中負(fù)離子團(tuán)的對(duì)稱(chēng)性越好，轉(zhuǎn)變成晶體越容易，則形成玻璃愈難，反之亦然。八、晶界上質(zhì)點(diǎn)排列結(jié)構(gòu)不同于內(nèi)部，較晶體內(nèi)疏松，原子排列混亂，存在著許多空位、位錯(cuò)、鍵

7、變形等缺陷，使之處于應(yīng)力畸變狀態(tài)，具有較高能量，質(zhì)點(diǎn)在晶界遷移所需活化能較晶內(nèi)為小，擴(kuò)散系數(shù)為大。九、二次再結(jié)晶出現(xiàn)后，由于個(gè)別晶粒異常長(zhǎng)大，使氣孔不能排除，坯體不在致密，加之大晶粒的晶界上有應(yīng)力存在，使其內(nèi)部易出現(xiàn)隱裂紋，繼續(xù)燒結(jié)時(shí)坯體易膨脹而開(kāi)裂，使燒結(jié)體的機(jī)械、電學(xué)性能下降。工藝上常采用引入適當(dāng)?shù)奶砑觿?，以減緩晶界的移動(dòng)速度，使氣孔及時(shí)沿晶界排除，從而防止或延緩二次再結(jié)晶的發(fā)生。十、 PRSZA2010455B10604585C70301010十一、略試題二一、(1)（12分）根據(jù)CaTiO3晶胞圖（見(jiàn)圖1）回答下列問(wèn)題： 1.晶面BCGF、DEG的晶面指數(shù)；晶向DF、HA的晶向指數(shù)。

8、2.結(jié)構(gòu)中各離子的配位數(shù)為多少，寫(xiě)出其配位多面體； 3.晶胞分子數(shù)是多少？何種離子添何種空隙，空隙利用率是多少？ 4.結(jié)構(gòu)中是否存在TiO32-離子，為什么？(2)（11分）圖2是鎂橄欖石(Mg2SiO4)結(jié)構(gòu)示意圖，試回答： 1鎂橄欖石屬于哪種硅酸鹽結(jié)構(gòu)類(lèi)型； 2計(jì)算說(shuō)明O2-的電價(jià)是否飽和； 3結(jié)構(gòu)中有幾種配位多而體，各配位多面體間的連接方式怎樣? 4鎂橄欖石是否容易形成玻璃，為什么？ 圖1圖2 二、（10分）寫(xiě)出下列缺陷反應(yīng)式： 1.NaCl形成肖脫基缺陷。2.AgI形成弗倫克爾缺陷（Ag+進(jìn)入間隙） 3.TiO2摻入到Nb2O3中，請(qǐng)寫(xiě)出二個(gè)合理的方程，寫(xiě)出固溶體的化學(xué)式，并判斷可能成

9、立的方程是哪一種？ 三、（10分）判斷下列敘述是否正確？若不正確，請(qǐng)改正。 1.Na2O-SiO2系統(tǒng)中隨SiO2含量的增加，熔體的粘度將降低。 2.擴(kuò)散的推動(dòng)力是濃度梯度，所有擴(kuò)散系統(tǒng)中，物質(zhì)都是由高濃度處向低濃度處擴(kuò)散。 3.晶粒正常長(zhǎng)大是小晶粒吞食大晶粒，反常長(zhǎng)大是大晶粒吞食小晶粒。 4.固溶體是在固態(tài)條件下，一種物質(zhì)以原子尺寸溶解在另一種物質(zhì)中形成的單相均勻的固體。 5.在熱力學(xué)平衡條件下，二元凝聚系統(tǒng)最多可以3相平衡共存，它們是一個(gè)固相、一個(gè)液相和一個(gè)氣相。四、（6分）什么叫弛豫表面？NaCl單晶表面具有什么樣的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)？五、（6分）巳知Zn2+和Cr2+在尖晶石ZnCrO4中的自擴(kuò)

10、散系數(shù)與溫度的關(guān)系分別為 1.試求1403K時(shí)Zn2+和Cr2+在尖晶石ZnCrO4中的擴(kuò)散系數(shù)。2.將細(xì)鉑絲涂在兩種氧化物ZnO和Cr2O3的分界線(xiàn)上，然后將這些壓制成型的樣品進(jìn)行擴(kuò)散退火。（標(biāo)記物鉑絲非常細(xì)，不影響離子在不同氧化物之間的擴(kuò)散）。根據(jù)所得數(shù)據(jù)判斷鉑絲將向哪一方向移動(dòng)？六、（6分）為什么在成核一生成機(jī)理相變中，要有一點(diǎn)過(guò)冷或過(guò)熱才能發(fā)生相變?什么情況下需過(guò)冷，什么情況下需過(guò)熱，各舉一個(gè)例子。七、（6分）粒徑為1球狀A(yù)l2O3由過(guò)量的MgO微粒包圍，觀(guān)察尖晶石的形成，在恒定溫度下，第一個(gè)小時(shí)有20%的Al2O3起了反應(yīng)，分別用揚(yáng)德方程、金斯特林格方程計(jì)算完全反應(yīng)的時(shí)間，對(duì)計(jì)算結(jié)果

11、進(jìn)行比較并說(shuō)明為什么？八、（6分）陶瓷材料中晶粒的大小與什么有關(guān)？工藝上如何控制晶粒尺寸（請(qǐng)列出三種途徑）？九、（26分）圖3 是A-B-C三元系統(tǒng)相圖，根據(jù)相圖回答下列問(wèn)題：1在圖上劃分副三角形、用箭頭表示各條界線(xiàn)上溫度下降方向及界線(xiàn)的性質(zhì)；2判斷化合物D、M的性質(zhì)；3寫(xiě)出各三元無(wú)變量點(diǎn)的性質(zhì)及其對(duì)應(yīng)的平衡關(guān)系式；4寫(xiě)出組成點(diǎn)G在完全平衡條件下的冷卻結(jié)晶過(guò)程；5寫(xiě)出組成點(diǎn)H在完全平衡條件下進(jìn)行加熱時(shí)，開(kāi)始出現(xiàn)液相的溫度和完全熔融的溫度；寫(xiě)出完全平衡條件下進(jìn)行冷卻，結(jié)晶結(jié)束時(shí)各物質(zhì)的百分含量（用線(xiàn)段比表示）。 圖3參考答案一、(1)1、（010）（111） 111101；(4分)3、1；Ti4

12、+添八面體空隙，八面體空隙利用率1/4，四八面體空隙全；(3分)4、否，因?yàn)門(mén)i4+和O2-間沒(méi)有明顯的共價(jià)鍵成分。(2分) (2)1、島狀結(jié)構(gòu)；(1分)；2、O2-與一個(gè)SiO4、三個(gè) MgO6配位：4/4×1+26×3=2= O2-的電價(jià)，O2-的電價(jià)(2分)；3、結(jié)構(gòu)中有兩種配位多面體SiO4、MgO6 (2分)；SiO4呈孤立的島狀，中間被MgO6隔開(kāi)，SiO4與 MgO6之間共頂或共棱連接，同層的MgO6之間共棱、不同層的MgO6之間共頂連接；(4分)4、不易，因?yàn)殒V橄欖石的Si/O=1/4，最低，網(wǎng)絡(luò)連接程度弱，結(jié)構(gòu)中絡(luò)陰離子團(tuán)尺寸小，遷移阻力小，熔體的粘度低，

13、冷卻過(guò)程中結(jié)構(gòu)調(diào)整速率很快。(2分)二、寫(xiě)出下列缺陷反應(yīng)式（10）：1、O?VNa +VCl2、AgAgAAi+VAg3、3TiO23TiNb+VNb+6O0 2TiO22TiNb+Oi+3O0Nb2-xTi3xO3可能成立Nb2-2xTi2xO3+x三、1(2分)粘度增加；2(2分)擴(kuò)散也可以從低濃度向高濃度進(jìn)行；3(2分)都是晶界移動(dòng)的結(jié)果。正常長(zhǎng)大是晶粒平均尺寸增加，反常長(zhǎng)大是個(gè)別大晶粒尺寸異常增加。4(2分)正確5(2分)兩個(gè)固相和一個(gè)液相四、表面上的原子產(chǎn)生相對(duì)于正常位置的上、下位移，稱(chēng)為表面弛豫。(2分)NaCl單晶中處于表面層的負(fù)離子只受到上下和內(nèi)側(cè)正離子的作用，而外側(cè)是不飽和的

14、。電子云將被拉向內(nèi)側(cè)的正離子一方而變形，使該負(fù)離子誘導(dǎo)成偶極子。這樣就降低了晶體表面的負(fù)電場(chǎng)。接著，表面層離子開(kāi)始重排以使之在能量上趨于穩(wěn)定。為此，表面的負(fù)離子被推向外側(cè)，正離子被拉向內(nèi)側(cè)從而形成了表面雙電層。(4分)五、 (2分)(2分)因?yàn)?lt;,所以鉑絲向Cr2O3方向移動(dòng)。(2分)六、由熱力學(xué)可知，在等溫、等壓下有在平衡條件下，則有式中：0是相變的平衡溫度；為相變熱。若在任意溫度的不平衡條件下，則有若與不隨溫度而變化，將上式代入上式得：可見(jiàn)，相變過(guò)程要自發(fā)進(jìn)行，必須有，則。(1)若相變過(guò)程放熱（如凝聚、結(jié)晶等）。要使，必須有，即，這表明系統(tǒng)必須“過(guò)冷”。(2)若相變過(guò)程吸熱（如蒸發(fā)、

15、熔融等），要滿(mǎn)足這一條件則必須，即，這表明系統(tǒng)要自發(fā)相變則必須“過(guò)熱”。七、揚(yáng)德方程1（1G）1/32=K4t t=194.6h(2分)金斯特林格方程12/3G（1-G）2/3=K6t t=68.1t=68.1(2分)揚(yáng)德方程假設(shè)反應(yīng)過(guò)程中擴(kuò)散截面不變，而金斯特林格方程考慮了反應(yīng)中擴(kuò)散截面的變化。隨反應(yīng)的進(jìn)行，反應(yīng)物體積減小，擴(kuò)散截面變小，所需反應(yīng)時(shí)間要比揚(yáng)德假設(shè)所計(jì)算出的時(shí)間短。(2分)八、陶瓷材料中晶粒的大小與物料的原始粒度、燒結(jié)溫度和時(shí)間等因素有關(guān)；(3分)控制晶粒尺寸方法：控制原始粒度均勻細(xì)小，控制燒結(jié)溫度和時(shí)間，添加劑等。(3分)九、1、見(jiàn)圖，付三角形3分，界線(xiàn)性質(zhì)1分，界線(xiàn)上溫度降

16、低的方向4.5分； 2、D，一致熔融二元化合物，高溫穩(wěn)定、低溫分解；(1.5分) M，不一致熔融三元化合物；（1分）3、（4分）E1，單轉(zhuǎn)熔點(diǎn)，E2，低共熔點(diǎn)，E3，單轉(zhuǎn)熔點(diǎn)，E4，過(guò)渡點(diǎn)，4、（6分）L (結(jié)晶結(jié)束)S （產(chǎn)物C+B+M）5、E2溫度（1分），H點(diǎn)所在溫度（1分）；過(guò)H點(diǎn)做副三角形BCM的兩條邊CM、BM的平行線(xiàn)HH1、HH2，C%=BH2/BC×100%，B%=CH1/BC×100%，C%=H1H2/BC×100%（3分）。試題三 一、根據(jù)CaTiO3晶胞圖（見(jiàn)圖1）回答下列問(wèn)題（18）：1、晶面BCGF、HAC的晶面指數(shù)；晶向DF、AH的晶向

17、指數(shù)。2、結(jié)構(gòu)中各離子的配位數(shù)為多少，寫(xiě)出其配位多面體；3、晶胞分子數(shù)是多少？何種離子添何種空隙，空隙利用率是多少？4、計(jì)算說(shuō)明O2-的電價(jià)是否飽和；5、結(jié)構(gòu)中是否存在TiO32-離子，為什么？ 圖 1二、下列硅酸鹽礦物各屬何種結(jié)構(gòu)類(lèi)型（6）：r-Ca2Si04， KAISi3O8， CaMgSi2O6，Mg3Si4O10(OH)2， Ca2AlAlSiO7， Ca2Mg5Si4O11（OH）2 三、1、寫(xiě)出下列缺陷反應(yīng)式（10）：(1) CaCl2溶人NaC1中形成空位型固溶體，并寫(xiě)出固溶體的化學(xué)式；(2) NaCl形成肖脫基缺陷。 2、為什么間隙型固溶體不能形成無(wú)限固溶體？ 四、硅酸鹽熔體

18、的結(jié)構(gòu)特征是什么？從Na2OSiO系統(tǒng)出發(fā)，隨引入B2O3量的增加，系統(tǒng)的粘度如何變化，為什么？（10） 五、固體是如何降低系統(tǒng)的表面能的，為什么相同組成的固體的表面能總是高于液體的表面能？（8） 六、假定碳在Fe(體心立方)和Fe（面心立方）中進(jìn)行擴(kuò)散，碳在Fe中的D0和擴(kuò)散活化能為0.0079、83600J/mol，碳在Fe中的D0和擴(kuò)散活化能為0.21和141284J/mol，計(jì)算800時(shí)各自的擴(kuò)散系數(shù)并解釋其差別。（6） 七、為什么在成核一生成機(jī)理相變中，要有一點(diǎn)過(guò)冷或過(guò)熱才能發(fā)生相變? 什么情況下需過(guò)冷，什么情況下需過(guò)熱，試證明之。（6） 八、如果要合成鎂鋁尖晶石，可供選擇的原料為M

19、g(OH)2、MgO、-Al2O3、-Al2O3，從提高反應(yīng)速率的角度出發(fā)，選擇什么原料較好？請(qǐng)說(shuō)明原因。（6） 九、下列過(guò)程中哪一個(gè)能使燒結(jié)體強(qiáng)度增大，而不產(chǎn)生坯體宏觀(guān)上的收縮? （6分）(a)蒸發(fā)冷凝、 (b) 體積擴(kuò)散、 (c)粘性流動(dòng)、 (d)表面擴(kuò)散、(e)溶解沉淀 十、如圖是A-B-C三元系統(tǒng)相圖，根據(jù)相圖回答下列問(wèn)題（24）：1在圖上劃分副三角形、用箭頭表示各條界線(xiàn)上溫度下降方向及界線(xiàn)的性質(zhì)；2判斷化合物S1、S2、S3的性質(zhì)；3寫(xiě)出各三元無(wú)變量點(diǎn)的性質(zhì)及其對(duì)應(yīng)的平衡關(guān)系式；4寫(xiě)出組成點(diǎn)G在完全平衡條件下的冷卻結(jié)晶過(guò)程；5寫(xiě)出組成為H的混合物在完全平衡條件下進(jìn)行加熱時(shí)，開(kāi)始出現(xiàn)液

20、相的溫度和完全熔融的溫度；寫(xiě)出組成H的混合物在完全平衡條件下進(jìn)行冷卻，結(jié)晶結(jié)束時(shí)各物質(zhì)的百分含量（用線(xiàn)段比表示）。參考答案一、1 （100） （111） 111 0-11 各1分2 CNTi4+=6 TiO6 CNCa2+=12 CaO12 CNO2-=6 OTi2Ca4 各1分3 Z=1(1分) Ti4+ (1分)占據(jù)1/4八面體空隙(1分)4 因?yàn)椋篫+=2/12*4+4/6*2=2=Z- 所以：飽和 (3分)5 不存在，因?yàn)槭菑?fù)合氧化合物。(2分)二、島狀、架狀、鏈狀、層狀、組群狀、鏈狀 各1分三、（1）CaCl2VNa+2ClCl+CaNa(2分) NaC1-2xCaxCl(1分)（2

21、）OVNa +VCl(2分)（3）一是因?yàn)榫w中的間隙位置有限，二是因?yàn)殚g隙質(zhì)點(diǎn)超過(guò)一定的限度會(huì)不破壞晶體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。四、SiO4為基本結(jié)構(gòu)單元，四面體組成形狀不規(guī)則大小不同的聚合力子團(tuán)，絡(luò)陰離子團(tuán)之間依靠金屬離子連接。（4分）；從Na2OSiO2系統(tǒng)出發(fā)，隨引入B2O3量的增加， BO3與游離氧結(jié)合，轉(zhuǎn)變?yōu)锽O4，使斷裂的網(wǎng)絡(luò)重新連接，系統(tǒng)粘度增加（3分）；繼續(xù)引入B2O3，B2O3以層狀或鏈狀的BO3存在，系統(tǒng)的粘度降低（3分）。五、固體表面通過(guò)表面質(zhì)點(diǎn)的極化、變形、重排降低固體的表面能（3分）；液體分子可自由移動(dòng)，通過(guò)形成球形表面來(lái)降低表面能（2分）；固體質(zhì)點(diǎn)不能自由移動(dòng)，只能通過(guò)表面

22、質(zhì)點(diǎn)的極化、變形、重排降低表面能，因此表面能總是高于同組成的液體的表面能（3分）。六、由公式D=D0exp(-Q/RT)；（1分）計(jì)算D=6.72*10-7；（1分） D=2.7*10-8（1分）；DD；（1分）因?yàn)轶w心結(jié)構(gòu)較面心結(jié)構(gòu)疏松（2分）。七、由熱力學(xué)可知,在等溫、等壓下有 在平衡條件下, =0，則有 式中： 0是相變的平衡溫度； 為相變熱。若在任意溫度T 的不平衡條件下，則有 若 與 不隨溫度而變化，將上式代入上式得： 可見(jiàn)，相變過(guò)程要自發(fā)進(jìn)行，必須有<0,則<0 。（3） 若相變過(guò)程放熱（如凝聚、結(jié)晶等）<0。要使<0，必須有>0，即T0>T，這

23、表明系統(tǒng)必須“過(guò)冷”。（4） 若相變過(guò)程吸熱（如蒸發(fā)、熔融等）>0,要滿(mǎn)足<0這一條件則必須<0，即T0<T，這表明系統(tǒng)要自發(fā)相變則必須“過(guò)熱”。八、選擇Mg(OH)2、-Al2O3（3分）；因?yàn)榉磻?yīng)活性高，結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定（3分）。九、蒸發(fā)冷凝、表面擴(kuò)散十、1見(jiàn)圖（6分）； 2S1二元不一致熔融化合物，S2二元不致熔融化合物，S3三元不一致熔融化合物；（各1分）3P1：過(guò)渡點(diǎn)A+BS；P2：雙轉(zhuǎn)熔點(diǎn)L+B+S1=S3；P3：低共熔點(diǎn)L=B+C+S3；P4：?jiǎn)无D(zhuǎn)熔點(diǎn)L+A =S2+S1；P5單轉(zhuǎn)熔點(diǎn)L+S1= S2+S3；P6低共熔點(diǎn) L=C+S2+S3；（各1分）4（4分）

24、L: (結(jié)晶結(jié)束)S:（產(chǎn)物S1+ S2+S3）5P3,H,B：C：S3=CC1：BB1：B1C1 （5分）試題四一、填空題（2×10=20分）1、依據(jù)（ ）之間關(guān)系的不同，可以把所有晶體的空間點(diǎn)陣劃歸為七類(lèi)，即（ ）晶系、單斜晶系、（ ）晶系、三方晶系、正方晶系、六方晶系和（ ）晶系。2、擴(kuò)散的基本推動(dòng)力是（ ），一般情況下以（ ）等形式（列出一種即可）表現(xiàn)出來(lái)，擴(kuò)散常伴隨著物質(zhì)的（ ）。3、晶面族是指（ ）的一組晶面，同一晶面族中，不同晶面的指數(shù)的（ ）相同，只是（ ）不同。4、向MgO、沸石、TiO2、螢石中，加入同樣的外來(lái)雜質(zhì)原子，可以預(yù)料形成間隙型固溶體的固溶度大小的順序?qū)?/p>

25、是（ ）。5、燒結(jié)過(guò)程可以分為（ ）三個(gè)階段，在燒結(jié)的中后期，與燒結(jié)同時(shí)進(jìn)行的過(guò)程是（ ）。6、液體表面能和表面張力數(shù)值相等、量綱相同，而固體則不同，這種說(shuō)法（ 是/否 ）正確，因?yàn)椋?）。7、馳豫表面是指（ ），NaCl單晶的表面是（ ）。8、一般的固態(tài)反應(yīng)包括（ ）兩個(gè)過(guò)程，化學(xué)動(dòng)力學(xué)范圍是指（ ）。9、從熔體結(jié)構(gòu)角度，估計(jì)長(zhǎng)石、輝石(MgO?SiO2)、鎂橄欖石三種礦物的高溫熔體表面張力大小順序（ ）。 10、刃性位錯(cuò)的柏氏矢量與位錯(cuò)線(xiàn)呈（ ）關(guān)系，而螺位錯(cuò)兩者呈（ ）關(guān)系。 二、Zn2+在ZnS中擴(kuò)散時(shí)，563時(shí)的擴(kuò)散系數(shù)為3×10-14cm2/sec，450時(shí)的擴(kuò)散系數(shù)為1

26、.0×10-14cm2/sec,（10分） 求:(1) 擴(kuò)散的活化能和D0；(2) 750時(shí)的擴(kuò)散系數(shù)。 三、根據(jù)Mg2SiO4在(110)面的投影圖回答（10分）： (1) 結(jié)構(gòu)中有幾種配位多面體，各配位多面體間的連接方式怎樣?(2) O2-的電價(jià)是否飽和? (3) 晶胞的分子數(shù)是多少?(4) Si4+和Mg2+所占的四面體空隙和八面體空隙的分?jǐn)?shù)是多少?黑球：Si4+小白球：Mg2+大白球：O2-圖 2 四、銅在過(guò)冷的液體中均勻形核，設(shè)晶胚為球狀，半徑為r。已知Gv=3.6×106J/cm3；液固界面的界面能為=0.15J/cm2；銅為面心立方結(jié)構(gòu)，其點(diǎn)陣常數(shù)a=0.36

27、1nm,1nm=10-7cm。（10分） 求:(1) 根據(jù)能量方程導(dǎo)出臨界晶核半徑r*的表達(dá)式，并計(jì)算其大??；(2) 求出臨界晶核中的原子個(gè)數(shù)。 五、熔體結(jié)晶時(shí)（10分）：(1) 討論溫度對(duì)總結(jié)晶速率的影響；(2) 指出在哪一溫度范圍內(nèi)對(duì)形成玻璃有利，為什么？ 六、1寫(xiě)出下列缺陷方應(yīng)方程式。（5分） 1）TiO2加入到A12O3中（寫(xiě)出兩種）； 2）NaCl形成肖脫基缺陷。 2畫(huà)出體心立方點(diǎn)陣的晶胞結(jié)構(gòu)圖，并在圖中作出(112)晶面和 晶向。（5分） 3實(shí)驗(yàn)室要合成鎂鋁尖晶石，可供選擇的原料為Mg(OH)2、MgO、Al2O3·3H2O、-Al2O3、-Al2O3。從提高反應(yīng)速率的角

28、度出發(fā)，選擇什么原料較好？請(qǐng)說(shuō)明原因。（5分） 七、如圖A-B-C三元系統(tǒng)相圖，根據(jù)相圖回答下列問(wèn)題（25分）：1在圖上劃分副三角形、用箭頭表示各條界線(xiàn)上溫度下降方向及界線(xiàn)的性質(zhì)；2判斷化合物F、G、H 的性質(zhì)；3寫(xiě)出各三元無(wú)變量點(diǎn)的性質(zhì)及其對(duì)應(yīng)的平衡關(guān)系式；4寫(xiě)出組成點(diǎn)M1在完全平衡條件下的冷卻結(jié)晶過(guò)程；5寫(xiě)出組成點(diǎn)M2在完全平衡條件下進(jìn)行加熱時(shí)，開(kāi)始出現(xiàn)液相的溫度和完全熔融的溫度；寫(xiě)出完全平衡條件下進(jìn)行冷卻，結(jié)晶結(jié)束時(shí)各物質(zhì)的百分含量（用線(xiàn)段比表示）。圖 2參考答案一、填空題（第1題每空0.5分，其它每空1分，總計(jì)20分）1. 晶胞參數(shù)，三斜，正交（斜方），立方。2. 化學(xué)位梯度，濃度梯度

29、的，定向遷移。3. 原子排列狀況相同但位向不同，數(shù)字相同、數(shù)序和正負(fù)號(hào)不同。4. 沸石>螢石>TiO2>MgO。5. 燒結(jié)初期、燒結(jié)中期和燒結(jié)后期，再結(jié)晶和晶粒長(zhǎng)大。6. 是，固體質(zhì)點(diǎn)不能自由移動(dòng)。7. 在垂直于表面的方向上原子間距不同于該方向上晶格內(nèi)部原子間距的表面，馳豫表面。8. 相界面上的化學(xué)反應(yīng)和反應(yīng)物通過(guò)產(chǎn)物層的擴(kuò)散，相界面上的化學(xué)反應(yīng)速率遠(yuǎn)小于反應(yīng)物通過(guò)產(chǎn)物層的擴(kuò)散速率。9. 鎂橄欖石>輝石>長(zhǎng)石。10. 垂直 平行。二、（10分）解：(1) D=D0exp(-Q/RT) 2分T=563+273=836K時(shí)，D=3×10-14cm2/s 2分

30、T=450+273=723K時(shí)，D=1.0×10-14cm2/s 2分代入上式可求 Q=48875J，D0=0.34×10-11cm2/s 2分(2) D=D0exp(-Q/RT) =1.1×10-14 cm2/s 2分三、（10分）解：（1）有兩種配位多面體，SiO4，MgO6，同層的MgO6八面體共棱，如59MgO6和49MgO6共棱75O2-和27O2-，不同層的MgO6八面體共頂，如1MgO6和51MgO6共頂是22O2-，同層的MgO6與SiO4共頂，如TMgO6和7SiO4共頂22O2-，不同層的MgO6與SiO4共棱，TMgO6和43SiO4共28O

31、2-和28O2-；2.5分（3）z=4(2.5分)；（4）Si4+占四面體空隙=1/8，Mg2+占八面體空隙=1/2。（2.5分） 四、 1、 G·GV·令 則已知：GV3.6×106J/cm3；0.15 J/cm2 8.33×108cm（5分） 2、個(gè) （5分）五、1如右圖，I表示核化速率，u表示晶化速率（5分）；2在陰影部分以外的溫度對(duì)形成玻璃有利，因?yàn)榇藭r(shí)核化速率與晶化速率都較小或只存在一種情況（5分）。六、1 1）（2分）（2分）2）（1分）2 體心立方點(diǎn)陣的晶胞結(jié)構(gòu)圖 （2分），(112)晶面和 晶向 （各1.5分）。3 選擇Mg(OH)2、-

32、Al2O3；因?yàn)榉磻?yīng)活性高，結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定。（3+2）七、1、見(jiàn)圖；（6分） 2、G，一致熔融二元化合物； F，不一致熔融二元化合物；H，不一致熔融三元化合物 （3分）3、E1，單轉(zhuǎn)熔點(diǎn)，E2，低共熔點(diǎn)， E3，低共熔點(diǎn)， E4，單轉(zhuǎn)熔點(diǎn)， E5，單轉(zhuǎn)熔點(diǎn)， E6，多晶轉(zhuǎn)變點(diǎn)，（6分）4、L：(結(jié)晶結(jié)束)（B消失）（4分）S： （產(chǎn)物A+F+H） （2分）5、E2溫度，M2點(diǎn)所在溫度；過(guò)M2點(diǎn)做副三角形CGH的兩條邊GH、GC的平行線(xiàn)M2X、M2Y，C%=YH/HC×100%，H%=CX/HC×100%，G%=XY/HC×100%。（4分）試題五一、填空題（1

33、0;10=10分） 1、密排六方結(jié)構(gòu)（等徑球堆積）單位晶胞中分子數(shù)是（ ），配位數(shù)是（ ）。 2、Fick擴(kuò)散第二定律的一維表達(dá)式為（ ）。 3、當(dāng)晶核劑和晶核具有（ ）時(shí)，對(duì)核化最有利。 4、廣義材料腐蝕是指材料由于（ ）而引起的破壞和變質(zhì)過(guò)程。 5、燒結(jié)中后期所伴隨的（ ）等，決定了材料顯微結(jié)構(gòu)的形成，也決定了材料最終的性質(zhì)或性能。 6、固態(tài)物質(zhì)的反應(yīng)活性通常（ ），當(dāng)反應(yīng)物之一存在多晶轉(zhuǎn)變時(shí)則轉(zhuǎn)變溫度通常也是（ ）。 7、從熔融態(tài)向玻璃態(tài)轉(zhuǎn)化的過(guò)程是可逆的和漸變的，是在（ ）范圍內(nèi)完成，無(wú)固定熔點(diǎn)。 8、刃位錯(cuò)的柏氏矢量與位錯(cuò)線(xiàn)呈（ ）關(guān)系。 二、晶體結(jié)構(gòu)-性質(zhì)關(guān)系（20分） 1、根據(jù)下

34、圖的螢石結(jié)構(gòu)圖回答下列問(wèn)題（14分）： 1）指出螢石結(jié)構(gòu)中正負(fù)離子的堆積方式（兩種方式）； 2）寫(xiě)出結(jié)構(gòu)中正負(fù)離子的配位數(shù)及其配位多面體； 3）Ca2+離子的配位多面體之間是如何連接的？ 4）在結(jié)構(gòu)圖中用和標(biāo)示相互平行的同號(hào)離子層，分析螢石晶體的解理性。 2、根據(jù)Si/O比例不同劃分硅酸鹽晶體結(jié)構(gòu)類(lèi)型。（6分）三、晶體結(jié)構(gòu)缺陷（10分） 1、晶體A屬于體心立方空間點(diǎn)陣，若原子B溶入A晶格的頂點(diǎn)位置形成置換型固溶體（全部取代），那么其成分可能是AB還是AB3？為什么？(4分) 2、Al2O3摻入到MgO中，請(qǐng)寫(xiě)出二個(gè)合理的方程，并寫(xiě)出對(duì)應(yīng)的固溶體化學(xué)式(6分)。 四、從熔體結(jié)構(gòu)角度，估計(jì)長(zhǎng)石、輝

35、石(MgO·SiO2)、鎂橄欖石三種礦物的高溫熔體表面張力 大小順序，并分析它們形成玻璃的能力。（10分） 五、 1、氧化鋁瓷件表面上涂銀后，燒到1000時(shí)，巳知(Al2O3，固)1J/m2；(Ag，液)0.92J/m2；(Ag，液/ Al2O3，固)1.77 J/m2，試問(wèn)液態(tài)銀能否潤(rùn)濕氧化鋁瓷件表面？可以用什么方法改善它們之間的潤(rùn)濕性？請(qǐng)?zhí)岢鲆环N最有可能實(shí)現(xiàn)的措施。(6分) 2、根據(jù)威爾的表面雙電層理論，某些化合物表面可能由負(fù)離子組成，正離子被負(fù)離子所屏蔽。已知PbI2的表面能為1.3×105J/cm2，CaF2的表面能為2.5×104J/cm2，請(qǐng)判斷PbI

36、2和CaF2的表面雙電層厚度的大小，并解釋產(chǎn)生的原因。(4分) 六、已知銅的熔點(diǎn)Tm1083，熔化熱H1628J/cm3，固液界面能1.77×105J/cm2，銅為面心立方晶體，點(diǎn)陣常數(shù)a0.3615nm。（10分） 1、當(dāng)液態(tài)金屬銅過(guò)冷至853進(jìn)行均態(tài)形核時(shí)，求臨界晶核半徑和每個(gè)臨界晶核的原子數(shù)（設(shè)晶核為球形）。 2、若為非均態(tài)形核，求臨界球冠的原子數(shù)。（設(shè)形成球冠的高度為h0.2R，球冠體積，R為球冠半徑） 七、經(jīng)過(guò)計(jì)算可知1000下氫在面心立方鐵中的擴(kuò)散系數(shù)為1.08×104cm2/s，同等條件下鎳在面心立方鐵中的擴(kuò)散系數(shù)為4.27×1011cm2/s，請(qǐng)對(duì)

37、這種差別進(jìn)行解釋。（5分） 八、實(shí)驗(yàn)室要合成鎂鋁尖晶石，可供選擇的原料為MgCO3、MgO、Al2O3、Al2O3。從提高反應(yīng)速率的角度出發(fā)，選擇什么原料較好？請(qǐng)說(shuō)明原因。（5分） 九、如圖A-B-C三元系統(tǒng)相圖，根據(jù)相圖回答下列問(wèn)題（20分）： 1、在圖上劃分副三角形、用箭頭表示各條界線(xiàn)上溫度下降方向及界線(xiàn)的性質(zhì)； 2、判斷化合物D 的性質(zhì)； 3、寫(xiě)出各三元無(wú)變量點(diǎn)的性質(zhì)及其對(duì)應(yīng)的平衡關(guān)系式； 4、寫(xiě)出組成點(diǎn)M1在完全平衡條件下的冷卻結(jié)晶過(guò)程，結(jié)晶結(jié)束時(shí)各物質(zhì)的百分含量（用線(xiàn)段比表示）； 5、寫(xiě)出組成點(diǎn)M2在完全平衡條件下的冷卻結(jié)晶過(guò)程，在M2熔體的液相組成點(diǎn)剛剛到達(dá)J1時(shí)，求其相組成（用線(xiàn)

38、段比表示）。在J1的反應(yīng)哪個(gè)晶相先消失，為什么？ 參考答案一、填空題（1´10=10分）1. 6 ，12 。2. 。3. 結(jié)構(gòu)相同或相似，或具有相似的原子排列，或接觸角為0，或接觸角較小。4. 環(huán)境的作用。5. 晶粒長(zhǎng)大和再結(jié)晶。6. 較低，速度較慢；反應(yīng)開(kāi)始明顯進(jìn)行的溫度或較高。7.一定的溫度。8. 垂直。二、晶體結(jié)構(gòu)分析（20分）1、 1）Ca2+面心立方堆積，簡(jiǎn)單立方堆積；（4分）2） 鈣的配位數(shù)為8，CaF8立方體；F的配位數(shù)為4，F(xiàn)Ca4四面體；（4分）3） CaF8立方體之間共棱（共用2個(gè)頂點(diǎn)）連接；（2分）4） 見(jiàn)圖（1分），平行（111）面存在同號(hào)離子層，外力作用下沿

39、平行（111）面方向有解理現(xiàn)象（3分）。2、Si/O=1/2，架狀結(jié)構(gòu)；Si/O=4/10，層狀結(jié)構(gòu)；Si/O=4/11，雙鏈結(jié)構(gòu)；Si/O=2/6，單鏈結(jié)構(gòu)；Si/O=2/7，組群狀（雙四面體）結(jié)構(gòu)；Si/O=2/7，組群狀（雙四面體）結(jié)構(gòu)；Si/O=1/3，組群狀（環(huán)狀）結(jié)構(gòu)；Si/O=1/4，島狀結(jié)構(gòu)；（6分）三、晶體結(jié)構(gòu)缺陷（10分）1、都不對(duì)(2分)。若B進(jìn)入頂點(diǎn)位置，則形成固溶體化學(xué)式為，簡(jiǎn)化后得， x取1到8的整數(shù)，全部取代頂點(diǎn)位置的質(zhì)點(diǎn)，得AB(4分)2、間隙型固溶體： (2分)Al2xMg12xO1x或 Al2xMg22xO2x (1分)置換型固溶體： (2分) Al2xMg

40、13xO或Al2xMg33xO3 (1分)四、（10分）長(zhǎng)石<輝石(MgO·SiO2)<鎂橄欖石（2分）長(zhǎng)石輝石(MgO·SiO2)鎂橄欖石（2分）| 理由：從長(zhǎng)石、輝石(MgO·SiO2)到鎂橄欖石，熔體結(jié)構(gòu)從架狀、鏈狀到島狀，絡(luò)陰離子團(tuán)尺寸減小，作用力矩減小，因此表面張力增大；同理，長(zhǎng)石熔體具有架狀結(jié)構(gòu)，氧硅比2，網(wǎng)絡(luò)連接程度好，冷卻過(guò)程中不易規(guī)則排列而容易形成玻璃，鎂橄欖石具有島狀，氧硅比4，硅氧四面體孤立存在，冷卻過(guò)程中易規(guī)則排列而最不容易形成玻璃，輝石形成玻璃的能力居中。（6分）五（10分）、1、(2分)接解角大于90°，所以液態(tài)銀

41、不能潤(rùn)溫氧化鋁瓷件表面(2分)最有可能實(shí)現(xiàn)的措施：在液態(tài)銀中加入表面活性劑，降低(Ag，液/ Al2O3，固)，可使其潤(rùn)濕。(2分) 2、PbI2> CaF2(2分)。與Ca2和F相比，Pb2與I具有較大的極化性能，因此表面雙電層的厚度較厚(2分)。六、（10分）1、Tm10831356K 1分T1356（853273）230K 1分2分（個(gè)） 2分2、R*r*1.28×107cm 1分h0.2R*=0.2×1.28×107=0.256×107cm 1分1分（個(gè)） 1分七、（5分）固溶體類(lèi)型不同，擴(kuò)散機(jī)制不同，導(dǎo)致擴(kuò)散系數(shù)差別很大。1分氫在面心立方

42、鐵中形成間隙固溶體，按間隙擴(kuò)散機(jī)制進(jìn)行擴(kuò)散，其擴(kuò)散活化能比較小，故擴(kuò)散系數(shù)大； 2分而鎳在面心立方鐵中形成置換固溶體，按空位擴(kuò)散機(jī)制進(jìn)行擴(kuò)散，其擴(kuò)散活化能比較大，故擴(kuò)散系數(shù)小。2分或答原子半徑小，在相同的擴(kuò)散基質(zhì)中進(jìn)行擴(kuò)散，阻力小，活化能低，擴(kuò)散系數(shù)大。（5分）八、（5分）選擇MgCO3、Al2O3較好。 3分MgCO3在加熱到350400分解為MgO和CO2，具有比較高的反應(yīng)活性； 1分Al2O3在加熱到950時(shí)轉(zhuǎn)變?yōu)锳l2O3，由于發(fā)生晶格重排，會(huì)使晶格活化，具有比較高的反應(yīng)活性。 1分九、（20分）1 見(jiàn)圖。三個(gè)副三角形，各0.5分，計(jì)1.5分；溫降箭頭和性質(zhì)各0.5分，計(jì)3分。合計(jì)4.

43、5分；2 不一致熔融二元、低溫穩(wěn)定高溫分解的化合物，各0.5分，合計(jì)1.5分；3 E：三元低共熔點(diǎn) J1：過(guò)渡點(diǎn) J2：?jiǎn)无D(zhuǎn)熔點(diǎn) 各1分，合計(jì)3分；4（液相消失，結(jié)晶結(jié)束，產(chǎn)物C+B+D），3分。B%=xy/CD, C%=yD/CD, B%=Cx/CD，1.5分。合計(jì)4.5分5（液相消失，結(jié)晶結(jié)束，產(chǎn)物C+B+D），3分。L%=fM2/f J1, A%= J1M2/f J1*Bf/AB, B%= J1M2/f J1*Af/AB，1.5分。A先消失，因?yàn)榇藭r(shí)系統(tǒng)中A與B的比小于化合物D中A與B的比，2分。合計(jì)6.5分。試題六一、填空（0.530=15分）1、六方最緊密堆積的晶胞中共有（ ）個(gè)原子

44、，配位數(shù)為（ ），有（ ）和（ ）兩種空隙。2、硅酸鹽晶體按化學(xué)式中（ ）的不同，可以對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行分類(lèi)，Al2Si4O10(OH)2·n H2O屬于（ ）結(jié)構(gòu)類(lèi)型。3、（ ）的大小表征了位錯(cuò)的單位滑移距離，其方向與滑移方向（）。4、小角度晶界相鄰兩晶粒位向差小，為使原子的排列盡可能接近原來(lái)的完整晶格，可用（ ）模型來(lái)描述原子的排列；大角度晶界的晶界能比小角度晶界的晶界能（ ）（高或低）。5、硅酸鹽熔體中各種聚合程度的聚合物濃度受（ ）和（ ）的影響。玻璃體由熔融態(tài)向玻璃態(tài)轉(zhuǎn)化的過(guò)程是（ ）。6、對(duì)于固體來(lái)說(shuō)，由于固體的表面自由能中包含了（ ），表面張力在（ ）不等于表面自由能。7、吉

45、布斯相律的數(shù)學(xué)表達(dá)式是（ ），研究凝聚系統(tǒng)相平衡的主要方法有差熱分析和（ ）。8、擴(kuò)散是固體內(nèi)物質(zhì)傳遞的基本方式，擴(kuò)散的本質(zhì)是（ ），擴(kuò)散的基本推動(dòng)力是（ ），負(fù)擴(kuò)散是指（ ）。9、從熱力學(xué)觀(guān)點(diǎn)，相變可分為（ ）、（ ）等，前者舉例如（ ），后者舉例如（ ）。10、固體質(zhì)點(diǎn)間具有很大的作用鍵力，故固態(tài)物質(zhì)的反應(yīng)活性低，速度慢，固態(tài)反應(yīng)一般包括（ ）和（ ）兩個(gè)過(guò)程。11、燒結(jié)的推動(dòng)力是（ ），它可憑流動(dòng)傳質(zhì)、（ ）、（ ）、（ ）等四種方式推動(dòng)物質(zhì)的遷移。二、作圖題（10分）1、 作圖表示立方晶系的晶體中晶面和晶向（標(biāo)出坐標(biāo)系）。2、作圖表示NaCl單晶表面的結(jié)構(gòu)，并說(shuō)明其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。三、右圖是

46、CaF2的理想晶胞結(jié)構(gòu)示意圖(白球是Ca離子，黑球是F離子)，試回答（12分）： 1、晶胞分子數(shù)是多少；2、結(jié)構(gòu)中何種離子做何種密堆積；結(jié)構(gòu)中有幾種空 隙，空隙利用率是多少；3、結(jié)構(gòu)中各離子的配位數(shù)為多少，寫(xiě)出其配位多面體； 4、計(jì)算說(shuō)明F-的電價(jià)是否飽和； 5、分析其解理性 四、寫(xiě)出下列缺陷反應(yīng)式（10分）1、FeCl3進(jìn)入CaCl2晶體2、CaCl2形成肖脫基缺陷3、非化學(xué)計(jì)量化合物TiO2-x五、試述熔體粘度對(duì)玻璃形成的影響？在硅酸鹽熔體中，分析加入價(jià)堿金屬氧化物、B2O3后熔體粘度的變化？為什么？（10分）六、粒徑為1.5m球狀A(yù)l2O3由過(guò)量的MgO微粒包圍，觀(guān)察尖晶石的形成，在恒定

47、溫度下，反應(yīng)初期的第1h有15%的Al2O3起了反應(yīng)。（8分）1、推導(dǎo)出此階段的速度方程（屬擴(kuò)散動(dòng)力學(xué)范圍）2、計(jì)算完全反應(yīng)的時(shí)間七、設(shè)體積擴(kuò)散與晶界擴(kuò)散活化能間關(guān)系為Qgb=Qv/2（Qgb、Qv分別為晶界擴(kuò)散與體積擴(kuò)散活化能），根據(jù)擴(kuò)散系數(shù)的宏觀(guān)表達(dá)式，畫(huà)出lnDl/T曲線(xiàn)，并分析在哪個(gè)溫度范圍內(nèi)，晶界擴(kuò)散超過(guò)體積擴(kuò)散？（5分）八、 銅的原子量為63.55，密度為8.94g/cm3，熔點(diǎn)為1112，熔化熱為1628J/mol，固-液界面能1.7710-5 J/ cm2，試求在過(guò)冷度為30時(shí)的臨界晶核大小，并估算這些晶核中有多少個(gè)銅原子組成。（已知銅為面心立方晶體，a=0.3615nm）（1

48、0分）九、如圖A-B-C三元系統(tǒng)相圖，根據(jù)相圖回答下列問(wèn)題：(20分)1、在圖上劃分副三角形、用箭頭表示各條界線(xiàn)上溫度下降方向及界線(xiàn)的性質(zhì)；2、判斷化合物D、E的性質(zhì)；3、寫(xiě)出各三元無(wú)變量點(diǎn)的性質(zhì)及其對(duì)應(yīng)的平衡關(guān)系式；4、寫(xiě)出組成點(diǎn)M在完全平衡條件下的冷卻結(jié)晶過(guò)程；5、寫(xiě)出組成點(diǎn)N在完全平衡條件下進(jìn)行加熱時(shí)，開(kāi)始出現(xiàn)液相的溫度和完全熔融的溫度；寫(xiě)出完全平衡條件下進(jìn)行冷卻，結(jié)晶結(jié)束時(shí)各物質(zhì)的百分含量（用線(xiàn)段比表示）參考答案一、填空（0.530=15分）：1、6 12 四面體 八面體 2、硅氧比（或Si/O或O/Si） 層狀3、柏氏矢量（或柏格斯矢量或） 一致（或相同或平行）4、位錯(cuò) 高5、溫度

49、組成 可逆的與漸變的 6、彈性能 數(shù)值上7、F=C-P+n（或F=C-P+2） 淬冷法（或其他方法）8、 質(zhì)點(diǎn)的熱運(yùn)動(dòng) 化學(xué)位梯度 質(zhì)點(diǎn)由低濃度區(qū)域向高濃度區(qū)域遷移9、一級(jí)相變 二級(jí)相變 如析晶 如熔融態(tài)向玻璃態(tài)的轉(zhuǎn)變（舉例正確即可）10、 相界面上的化學(xué)反應(yīng) 反應(yīng)物通過(guò)產(chǎn)物層的擴(kuò)散11、系統(tǒng)的表面張力 擴(kuò)散傳質(zhì) 氣相傳質(zhì) 溶解-沉淀傳質(zhì)二、作圖題（10分） 1、4分2、圖4分，馳豫表面（或雙電層結(jié)構(gòu)）2分三、（12分）1、 4；（2分）2、Ca2+離子做面心立方密堆積（2分）；四面體空隙100%（1分）、八面體空隙全空（1分） 3、CNF-=4 CN Ca2+=8 Ca F8 FCa 4；（

50、2分）4、F -電價(jià)飽和，因?yàn)镕 -的電價(jià)= （Ca2+的電價(jià)/ Ca2+的配位數(shù)）×F - 的配位數(shù)；（2分）5、111面網(wǎng)上存在相互毗鄰的同號(hào)離子層，靜電斥力將起主要作用，在平行于111面網(wǎng)的方向上易發(fā)生解理，呈八面體解理（2分）四、（10分）1、 兩個(gè)方程寫(xiě)出一種即可，4分2、 3分3、 或 3分五、（10分）答：熔體粘度對(duì)玻璃形成具有決定性作用。熔體在熔點(diǎn)時(shí)具有很大粘度，并且粘度隨溫度降低而劇烈地升高時(shí)，容易形成玻璃。（4分）在硅酸鹽熔體中，加入R2O，隨著O/Si比增加，提供游離氧，橋氧數(shù)減小，硅氧網(wǎng)絡(luò)斷裂，使熔體粘度顯著減小。（3分）加入B2O3，加入量少時(shí)，B2O3處于

51、三度空間連接的BO4四面體中，使結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)聚集緊密，粘度上升。隨著B(niǎo)2O3含量增加，B3+開(kāi)始處于BO3三角形中使結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)疏松，粘度下降。（3分）六、（8 分）1（5分）、此階段適用于楊德方程轉(zhuǎn)化率 2分1分代入拋物線(xiàn)方程，得 1分 1分2（3分）、方法1 其中G1=15%,t1=1h; G2=100%,t2=? 代入得t2=367h方法2：金斯特林格方程解 t2=123h七、（5分）（1分） 以下三種情況，答出一種即可1、圖2分，說(shuō)明當(dāng)1/T1/Tc時(shí)以晶界擴(kuò)散為主2分2、圖3分，說(shuō)明在整個(gè)溫度范圍內(nèi)以晶界擴(kuò)散為主1分。 3、圖3分，說(shuō)明在整個(gè)溫度范圍內(nèi)以晶界擴(kuò)散為主1分八、（10分） （r*

52、表達(dá)式4分，自由能表達(dá)式2分）個(gè)（公式2分）九、1、見(jiàn)圖一6.5分（附三角形0.5*5=2.5，箭頭加性質(zhì)0.25*16=4）2、D:不一致熔融三元化合物 E:一致熔融三元化合物2分（0.5*4）3、（3分）E1，低共熔點(diǎn)， E2，低共熔點(diǎn)E3，單轉(zhuǎn)熔點(diǎn) E4，低共熔點(diǎn)E5，多晶轉(zhuǎn)變點(diǎn)， E6，單轉(zhuǎn)熔點(diǎn)，4、見(jiàn)圖二（5分）L： (結(jié)晶結(jié)束)（B消失） S：（產(chǎn)物C+D+E） 5、E3溫度（1分），N點(diǎn)所在溫度（1分）；過(guò)N點(diǎn)做副三角形CBD的兩條邊BD、CD的平行線(xiàn)NG、NH，C%=GB/BC×100%，B%=CH/BC×100%，D%=HG/BC×100%（1.5分）。 圖一 圖二試題七一、 填空