武漢理工材料科學(xué)基礎(chǔ)考研核心題庫

1

簡答解：晶體的質(zhì)點(diǎn)在三作有規(guī)律的重復(fù)排列，兼具短程有序和長程有序的結(jié)構(gòu)。而玻璃的質(zhì)點(diǎn)則呈近程有序而無序3NaCll（001l離子1（體心位置1個(gè)1個(gè)八面體空隙（棱心位置）66個(gè)球構(gòu)6×1/6=1214（即1/8小立方體的體心位置4848×1/4=2。4、試述晶體結(jié)構(gòu)中點(diǎn)缺陷的類型。以通用的表示法寫出晶體中各種點(diǎn)缺陷的表示符號(hào)。試舉例寫出CaCl2a2l中K或進(jìn)l間隙中去的兩種點(diǎn)缺陷反應(yīng)表示式。MXi或i的表示符號(hào)為：MMX晶體的雜質(zhì)原子是，則其表示符號(hào)可寫成：MX（取代式）i（間隙式）。當(dāng)CaCl2中Ca2+置換KCl中K+而出現(xiàn)點(diǎn)缺陷，其缺陷反應(yīng)式如下：CaCl2 CaCl2中Ca2+進(jìn)入到KCl間隙中而形成點(diǎn)缺陷的反應(yīng)式為：CaCl2 +2+2ClCl5MaXb中，M格點(diǎn)數(shù)與X格點(diǎn)數(shù)保持正確的比例關(guān)系，即M：X=a：b。電中性是指在方程式兩邊應(yīng)具有6與柏格斯矢量的柏格斯矢量與刃性位錯(cuò)線柏格斯矢量與螺型位錯(cuò)線7解：1r1和r22348AO溶質(zhì)溶解在B2O3 (x9MgOAl2O3中和少量YF3摻雜到CaF2中的缺陷方程。(a)判斷方程的合理性。(b)寫出每一方程對(duì)應(yīng)的固溶式。解：3MgO2++3OO（1）2MgO2++2OOYF3Y+F+2FF2YF32Y++6FF書寫缺陷方程首先考慮電價(jià)平衡，如方程（1）和（4）。在不等價(jià)置換時(shí)，3Mg2+→2Al3+；+→3Ca2+（2（322+→2Al3+3+→Ca+（除螢石型（2較合理。當(dāng)然正確的判斷必須用固溶體密度測定法來決定。(3)10MgO、Al2O3Cr2O30.47、0.360.40。Al2O3Cr2O3(a)這個(gè)結(jié)果可能嗎？為什么？(b)MgO－Cr2O3系統(tǒng)中的固溶度是有限還是很大？為什么？解：（a）Al2O3與Cr2O3①=MgO－Cr2O3NaCl11Na2O—SiO2RO—SiO2SiO2解：Na2O-SiO2系統(tǒng)中，SiO2含量增加，η，σSiO2含量增加，聚合離子團(tuán)尺寸增大，遷移阻力增大，ηe/rSiO2，系統(tǒng)中出現(xiàn)聚合離子團(tuán)，SiO2增加，聚合離子團(tuán)尺寸增大，數(shù)目增大，η，σ12、試述石英晶體、石英熔體、Na2O?2SiO2[SiO4]排列，有[SiO4]結(jié)構(gòu)，無[Si6O18]12-環(huán)或八節(jié)環(huán)，無有流動(dòng)性，η有流動(dòng)性，η13、說明在一定溫度下同組成的玻璃比晶體具有較高的內(nèi)能及晶體具有一定的而玻璃體沒有固定的原因熱而轉(zhuǎn)變?yōu)榫w的趨勢；玻璃無固定：熔體的結(jié)晶過程中，系統(tǒng)必有多個(gè)相出現(xiàn)，有固定；熔體向玻璃體轉(zhuǎn)變時(shí)，其程是漸變的，無多個(gè)相出現(xiàn)，無固定的，只有一個(gè)轉(zhuǎn)化溫度范圍1415、試用實(shí)驗(yàn)方法鑒別晶體SiO2、SiO2SiO2SiO2動(dòng)范圍大，使石英玻璃中[SiO4]四面體排列成無規(guī)則網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。SiO2是硅酸鹽玻璃中的主要氧化物。硼酸鹽玻璃：B和O交替排列的平面六角環(huán)的B—O是硼酸鹽玻璃的重要基元，這些環(huán)通過B—O—B鏈連成三維網(wǎng)絡(luò)。B2O3是酸鹽玻璃低得多；硼對(duì)中子射線的靈敏度高，硼酸鹽玻璃作為原子反應(yīng)堆的窗口對(duì)材料起中子射線的作用。17、網(wǎng)絡(luò)外體(Na2O)SiO2O/Si≈2.5～3時(shí)，即達(dá)到形成玻璃的極限，O/Si>3時(shí)，則不能形成玻璃，解：在熔體結(jié)構(gòu)中，O/Si比值對(duì)應(yīng)著一定的負(fù)離子團(tuán)結(jié)構(gòu)，如當(dāng)O/Si比值為2時(shí)，熔體中含有大小不等的歪扭的[SiO2]n（即石英玻璃熔體）；隨著O/Si比值的增加，硅氧負(fù)離子不斷變小，當(dāng)O/Si比值增至4時(shí)，硅-氧負(fù)離子全部拆散成為分立18Na2O（R2O）Na2O15%—16%時(shí)，橋氧又開始B2O3玻璃從原來二度空間層狀結(jié)構(gòu)部分轉(zhuǎn)變?yōu)槿瓤臻g的架狀結(jié)構(gòu)，從而加強(qiáng)了網(wǎng)絡(luò)19、試述微晶學(xué)說與無規(guī)則網(wǎng)絡(luò)學(xué)說的主要觀點(diǎn)，并比較兩種學(xué)說在解釋玻璃結(jié)構(gòu)上的共同點(diǎn)和解：微晶學(xué)說：玻璃結(jié)構(gòu)是一種不連續(xù)的原子集合體，即無數(shù)“晶子”分散在無定形介質(zhì)中；“晶子”的化學(xué)性質(zhì)和數(shù)量取決于玻璃而是帶有晶格極度變形的微小有序區(qū)域，在“晶子”中心質(zhì)點(diǎn)排列較有規(guī)律，愈遠(yuǎn)離中心則變形程度愈大；從“晶子”部分到無定形部分的過渡是逐步完成的，兩者之間無明顯界限。無規(guī)則網(wǎng)絡(luò)學(xué)說：玻璃的結(jié)構(gòu)與相應(yīng)的晶體結(jié)構(gòu)相似，同樣形成連續(xù)的三網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。但玻璃的網(wǎng)絡(luò)與晶體的網(wǎng)絡(luò)不同，玻璃的網(wǎng)絡(luò)是不規(guī)則的、非周期性的，因此玻璃的內(nèi)能比晶體的內(nèi)能要大。由于玻璃的強(qiáng)（四面體或三角體不同之處在與排列的周期性。微晶學(xué)說強(qiáng)調(diào)了玻璃結(jié)構(gòu)的不均勻性、不連續(xù)性及有序性等方面特征，成功地解釋了玻璃折射率在加熱過程中的突變現(xiàn)象。網(wǎng)絡(luò)學(xué)說強(qiáng)調(diào)了玻璃中離子與多面體相互間排列的均勻性、連續(xù)性及無序性等方面結(jié)構(gòu)特征。速率Iu速速率Iu速率uI原因：低溫熔體粘度大，質(zhì)點(diǎn)移動(dòng)易聚結(jié)在一起而成核，即低溫有利于成核；21、什么叫表面張力和表面能?在固態(tài)下和液態(tài)下這兩者有何差別總長度表面能：恒溫、恒壓、恒組成情況下，可逆地增加物系表面積須對(duì)物質(zhì)所做的非體積功稱為表面能；J/m222解：同一種物質(zhì)，其液體固體的表面結(jié)構(gòu)不同，液體分子可移動(dòng)，總是通過形成球形表面來降低其表面能；固體則不能，固體質(zhì)點(diǎn)不能移動(dòng)，只能通過表面質(zhì)點(diǎn)的極化、變形、重排來降低系統(tǒng)的表面能，固體表面處于高能量狀態(tài)（由于表面力的存在）。23θ90°時(shí)，粗糙度越大，表面接觸角越小，就越容易潤濕；當(dāng)θ90°，則粗糙度越大，越不利于潤濕。⑵吸附膜：吸附膜的存在使接觸角增大，起著阻礙作用。24化學(xué)吸附：伴隨有電子轉(zhuǎn)移的鍵合過程，這時(shí)應(yīng)把吸附分子與吸附劑晶格作為一個(gè)的系統(tǒng)來處理2526SiO2573℃以下的低溫，SiO2的穩(wěn)定晶型為b573℃轉(zhuǎn)變?yōu)楦邷匦偷腶－石英，這種轉(zhuǎn)變較快；冷卻時(shí)在同一溫度a1600870℃轉(zhuǎn)變?yōu)閍－鱗石英。a1670870℃仍可逆地轉(zhuǎn)變?yōu)閍－石英；當(dāng)迅速冷卻時(shí)，沿虛線163℃轉(zhuǎn)變?yōu)榻榉€(wěn)態(tài)的b117℃轉(zhuǎn)變?yōu)榻榉€(wěn)態(tài)的g－鱗石英。加熱時(shí)g－鱗石英仍在原轉(zhuǎn)變溫度以同樣的速度先后轉(zhuǎn)變?yōu)閎－鱗石英和a－鱗石英。a1470℃時(shí)轉(zhuǎn)變?yōu)閍1713℃熔融。當(dāng)緩慢冷卻1470℃時(shí)可逆地轉(zhuǎn)變?yōu)閍180～270℃轉(zhuǎn)變?yōu)榻榉€(wěn)狀態(tài)的b－方石英；當(dāng)加熱b－180～270℃迅速轉(zhuǎn)變?yōu)榉€(wěn)定狀態(tài)的a－方石英。熔融狀態(tài)的SiO2由于粘度很大，冷卻時(shí)往往成為過冷的液相－－石英玻1713℃可逆地轉(zhuǎn)變?yōu)閍SiO2的相圖進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，SiO2的所有處于介穩(wěn)狀態(tài)的熔體的飽和蒸汽27（13kg22kg35kg解：根據(jù)題中所給條件，在濃度三角形中找到三個(gè)配料組成點(diǎn)的位置。連接配料（1）與配料（2）的組成點(diǎn)，按杠桿規(guī)則求其混合后的組成點(diǎn)。再將此點(diǎn)與配料（3）的組成點(diǎn)連接，此連線的中點(diǎn)即為所求的熔體組成點(diǎn)。2829、為什么在成核一生成機(jī)理相變中，要有一點(diǎn)過冷或過熱才能發(fā)生相變?

GHG0，則有HT0S

SH/T0H若在任意溫度T

GHTS若H與SGHTH/

HT0

H可見，相變過程要自發(fā)進(jìn)行，必須有G0，則HTT00若相變過程放熱（如凝聚、結(jié)晶等）H0。要使G0，必須有T0TT0T0，即T0T若相變過程吸熱（如蒸發(fā)、熔融等）H0，要滿足G0這一條件則必須T0，即T0T，這表明系統(tǒng)要自發(fā)相變則必須“過04透輝石3423132、從結(jié)構(gòu)上說嶺石、蒙脫石陽離子交換容量差異的原因1:12:1型結(jié)構(gòu)，復(fù)網(wǎng)層間以范氏鍵相連，層間聯(lián)答：蒙脫石和伊利石均為2:1型結(jié)構(gòu)。但是，蒙脫石的鋁氧八面體層中大約有1/3的Al3+被Mg2+所取代，平衡電荷的水化陽離子半徑大，而且水化陽離子與負(fù)電荷之間距離遠(yuǎn)，覆網(wǎng)層之間的結(jié)合力弱，所以進(jìn)入層間位置。伊利石的硅氧四面體層中約1/6的Si4+被Al3+增大，配位數(shù)增大，由BeF24MgF26CaF2835、石結(jié)構(gòu)中C原子按面心立方排列，為什么其堆積系數(shù)僅為34%答為了分析晶體結(jié)構(gòu)方便起見石結(jié)構(gòu)中C原子可以看成按面心立方排列但實(shí)際上由于C原子之間是共價(jià)鍵具有方向性飽和性，每個(gè)C4個(gè)C原子形成價(jià)鍵（緊密相鄰），所以并沒有達(dá)到緊密堆積（12個(gè)原子緊密相鄰），其晶體結(jié)構(gòu)存在很多空隙。所以其堆積系數(shù)僅為34%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于緊密堆積的74.05%。36、MgO和CaONaCl型結(jié)構(gòu)，而它們與水作用時(shí)則CaOMgO活潑，試解釋之。解：rMg2+rCa2+不同，rCa2rMg2+，使CaOMgO疏松，H2O易于進(jìn)入，所以活潑。37、下列硅酸鹽礦物各屬何種結(jié)構(gòu)類型：Mg2[SiO4]，K[AISi3O8]，CaMg[Si2O6]Mg3[Si4O10](OH)2，Ca2Al[AlSiO7]。38Ca2Mg5[Si4O11](OH)2Mg2[Si4O10](OH)2i-Oa-g-O[Si4]沿分子間力聯(lián)系處解理成片狀。39解：石墨中同層CSP2雜化，形成大Π置換骨架中的Si4+解：（1）Al3+可與O2-形成[AlO4]5-；Al3+與Si4+Si4+發(fā)生同晶取代，由于鮑林規(guī)則，只能部分取代；（2）Al3+置換Si4+是部分取代，Al3+Si4+時(shí)，結(jié)構(gòu)單元[AlSiO4][ASiO5]，失去了電中性，有過剩的負(fù)電荷，K+、Ca2+、Ba2+進(jìn)入結(jié)構(gòu)中；（3）Al3+Si4+O2-與一4190o90o42、試從結(jié)構(gòu)和能量的觀點(diǎn)解釋為什么D晶界>D答：晶界上質(zhì)點(diǎn)排列結(jié)構(gòu)不同于，較晶體內(nèi)疏松，原子排列，存在著許多空位、位錯(cuò)、鍵變形等缺陷，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。43、玻璃形成的熱力學(xué)觀點(diǎn)（條件44x隨時(shí)間而向球中心推進(jìn)。⑵楊氏方程僅適4546解：因?yàn)椤鱃#c△Gcf（θ）并且：f（θ）=(2+COSθ)(1當(dāng)：θ=90度時(shí)，f（θ）=(2+COSθ)(1COSθ)2/4=(2+0)(1所以：△G#c△Gcf（θ）=1/2?！鱃cΔG=ΔH-TΔH/T0=ΔHT0-T/T0=ΔH.ΔT/T0式中：T0--相變平衡溫度，ΔH--相變熱，T---任意溫度。相變放熱（凝聚，結(jié)晶）：ΔH<0則須：ΔT>0，T0>T，過冷，即實(shí)際溫度比理論溫度要低，相變才能自發(fā)進(jìn)行。相變吸熱（蒸發(fā)，熔融）：ΔH>0，ΔT<0，T0<T，過熱。即實(shí)際溫度比理論溫度要高，相變才能自發(fā)進(jìn)行。48、說明斯賓那多分解相變和成核-解：組成變-不變；相分布和尺寸有規(guī)律-無規(guī)律；相顆粒高度連續(xù)性非球型-50解：1、粉末的粒度。細(xì)顆粒增加了燒結(jié)推動(dòng)力，縮短原子擴(kuò)散距離，提高顆粒在液相中的溶解度，從而導(dǎo)致燒結(jié)過程的加速。2、外（組成等），促進(jìn)燒結(jié)。3、燒結(jié)溫度：晶體中晶格能越大，離子結(jié)合也越牢固，離子擴(kuò)散也越，燒結(jié)溫度越高。保溫時(shí)間：高溫段以體積擴(kuò)散為主，以短時(shí)間為好，低溫段為表面擴(kuò)散為主，低溫時(shí)間越長，不僅不引起致密化，反而會(huì)因表面擴(kuò)散，改變了氣孔的形狀而給制品性能帶來損害，要盡可能快地從低溫升到高溫，以創(chuàng)造體積擴(kuò)散條件。4、氣氛的影響：氧化，還原，中性。5、成形壓力影響：一般說成型壓力越大顆粒間接觸越緊密，對(duì)燒結(jié)越有利。51、在三元系統(tǒng)中，分界曲線有幾種，各有什么特點(diǎn)2種：一致分界曲線，特點(diǎn)是兩個(gè)固相一致熔融或兩個(gè)固相一致析出。不一致分界曲線，兩個(gè)固相一致析出后有一個(gè)5355、簡述燒結(jié)過程的推動(dòng)力是什么56、簡述固體內(nèi)粒子的遷移方式有幾種57、說明外加劑對(duì)燒結(jié)的影響58、影響固相反應(yīng)因素有哪些答：1)反應(yīng)物化學(xué)組成與結(jié)構(gòu)的影響；2)反應(yīng)物顆粒度及分布的影響；3)反應(yīng)溫度、壓力、氣氛的影響；4)答：楊德爾方程：Kt=R02[1-(1-G)1/3]2；Kk.t=(2DμC0/R02ρn.)t=1-2/3G-(1-公式中：R0---反應(yīng)物等徑球顆粒半徑；G轉(zhuǎn)化率；Kk---速度常數(shù)；t---時(shí)間；D---擴(kuò)散系數(shù)；n---分子數(shù)；C0---初始?xì)怏w濃度；μ分子量；ρ---由公式可見：速度常數(shù)KR0顆粒半徑平方成反比，顆粒越小，反應(yīng)體系比表面積越大，反應(yīng)界面和擴(kuò)散截面也相應(yīng)增加，因此反60、SiO2Na2O加入量的不同，粘度如何變化，為什么答：SiO2Na2O,Na2OO/Si值上升，m下降，[SiO4]61關(guān)系：晶胞內(nèi)球體個(gè)數(shù)n2n個(gè)，八面體有n個(gè)。62動(dòng)力學(xué)條件:6364總和。譬如：[MgO6]八面體中，Mg離子分給每一個(gè)O離子靜電鍵強(qiáng)度為S=2/6=1/3。65、彎曲表面的附加壓力是如何產(chǎn)生的？數(shù)學(xué)表達(dá)式答：產(chǎn)生：彎曲表面上表面張力分力產(chǎn)生附加壓力。表達(dá)式：△p=2γ/r(球形)p=γ(1/r1+1/r2)(非球形)66、說明影響置換型固溶體形成的因素有哪些答：影響因素：(1)離子尺寸：15%1.(R1-R2)/R1>15%2.<15%連續(xù)。3.>40%(2)離子價(jià)：電價(jià)相同，形成連續(xù)固熔體。(3)晶體結(jié)構(gòu)因素：基質(zhì)，雜質(zhì)結(jié)構(gòu)相同，形成連續(xù)固熔體。(4)場強(qiáng)因素。(5)電負(fù)性：差值小，形成固熔體。差67686958BaTi6個(gè)面心的O32個(gè)O3組3套。70、部分微晶玻璃也含有金屬元素，它與金屬玻璃有何區(qū)別，和普通玻璃又有何區(qū)別阿？如何來理，也許會(huì)有少許氧化物被還原析出金屬。它與金屬玻璃（全部是金屬原子作無序排列）717273、柯肯達(dá)爾效應(yīng)747576、試從結(jié)構(gòu)和能量的觀點(diǎn)解釋為什么D>D>D于某種過渡的排列方式，其能量較晶體表面質(zhì)點(diǎn)低，質(zhì)點(diǎn)遷移阻力較大因而DD7778r*非均勻成核——在異相界面上進(jìn)行，如容器壁，氣泡界面或附著于外加物（雜質(zhì)或晶核劑79燒結(jié)初期：顆粒僅發(fā)生重排和鍵和,顆粒和空隙形狀變化很小,頸部相對(duì)變化x/r<0.30.06燒結(jié)中期:(1)且氣孔是的。(2)晶界開始移動(dòng),顆粒正常長大。與氣孔接觸的顆粒表面為空位源,質(zhì)點(diǎn)擴(kuò)散以體積擴(kuò)散和晶界擴(kuò)散為主而擴(kuò)散到氣孔表面,空位返鄉(xiāng)擴(kuò)散而。(3)坯體氣孔率降為5%左右,收縮達(dá)90%。要的,質(zhì)點(diǎn)通過晶界擴(kuò)散和體積擴(kuò)散,進(jìn)入晶界間近似球狀的氣孔中。(3)90~100%,95%以上。解：(1)對(duì)FeO,MgO81解：二次再結(jié)晶發(fā)生后,由于個(gè)別晶粒異常長大,氣孔進(jìn)入晶粒,成為孤立閉氣孔,不易排除,使燒結(jié)速率降低甚至停止,肧體不再致密；加之大晶粒的晶界上有應(yīng)力存在,使其易出現(xiàn)隱裂紋,繼續(xù)燒結(jié)時(shí)肧體易膨脹而開裂,使燒結(jié)體的機(jī)械,電學(xué)性能下降?；|(zhì)塑性變形而于基質(zhì)中的能小基質(zhì)塑性變形而于基質(zhì)中的能小8384計(jì)算與證明1、一個(gè)立方晶系晶胞中，一晶面在晶軸X、Y、Z2a、1/2a、2/3a，求此晶面的晶面指數(shù)。解答：在X、Y、Z軸上的截距系數(shù)：2、1/2、2/3。1/2︰2︰3/2=1︰4︰晶面指數(shù)為2、一個(gè)四方晶系晶體的晶面，在X、Y、Z3a、4a、6c3、一晶面在x、y、z2a、3b、6c，求出該晶面的米勒指數(shù)。4、一晶面在x、y、z軸上的截距分別為a/3、b/2、c，求出該晶面的米勒指數(shù)。體，：625.9解答：設(shè)球半徑為a，則球的體積為4/3πa3，求的z=4，則球的總體積（晶胞）4×4/3πa3，立方體晶胞體積：(2a)3=16a3，空間利7Mg2+0.072nm，O2-0.140nm，計(jì)算MgO解答：MgO為NaCl型，O2-做密堆積，Mg2+填充空隙。rO2-=0.140nm，rMg2+=0.072nm，z=4，晶胞中質(zhì)點(diǎn)體積 3)×4，a=2(r++r-)，晶胞體積=a3，堆積系數(shù)=MgO體積/晶胞體積=68.5%，密度=MgO質(zhì)量/晶胞體積=3.49g/cm38CdI2晶體中的I-及CaTiO3晶體中O2-9、面排列密度的定義為：在平面上球體所占的面積分?jǐn)?shù)。（a）MgO（NaCl型）晶體（111）、（110）和（100）晶面上的原子解答：MgO晶體中O2-做緊密堆積，Mg2+（a）（111）、（110）和（100）（b）在面心立方緊密堆積的單位晶胞中，（111）面：面排列密度=（110）面：面排列密度=（100）面：面排列密度=10Mg2+0.072nm，O2-0.140nm，計(jì)算MgO解答：MgO為NaCl型，O2-做密堆積，Mg2+填充空隙。rO2-=0.140nm，rMg2+=0.072nm，z=4，晶胞中質(zhì)點(diǎn)體積 3)×4，a=2(r++r-)，晶胞體積=a3，堆積系數(shù)=MgO體積/晶胞體積=68.5%，密度=MgO質(zhì)量/晶胞體積=3.49g/cm311、設(shè)原子半徑為R，試計(jì)算體心立方堆積結(jié)構(gòu)的（100）、（110）、（111）面的面排列密度和晶面族的面間距。解答：在體心立方堆積結(jié)構(gòu)中：（100）面：面排列密度=面間距=面：面排列密度=面間距=面：面排列密度=面間距原子間距=解答：體心：原子數(shù)2，配位數(shù)8，堆積密度55.5%；4674.04%；66，堆積密度74.04%14、試根據(jù)原子半徑R計(jì)算面心立方晶胞、六方晶胞、體心立方晶胞的體積。解答：面心立方晶胞：六方晶胞（1/3）：體心立方晶胞：(2)O2-數(shù)之比。根據(jù)電價(jià)規(guī)則，在下面情況下，空隙內(nèi)各需填入何種價(jià)數(shù)的陽離子，并對(duì)每一種結(jié)構(gòu)舉出—填滿—解：(1)O2-（2）n2n個(gè)，八面體空隙數(shù)為nO2-（3）(a)CN=4，z+/4×8=2，z+=1，Na2O，Li2O；(b) (d)CN=6，z+/6×3=2，z+=4，MnO2)SiO2Al2O3的堆積密度，并用晶體結(jié)構(gòu)及鮑林規(guī)則說明密度相差大多的原因。解：首先計(jì)算SiO2的堆積系數(shù)。每中cm3SiO2SiO2/cm3

2.641022個(gè)28.0932.0/6.0310Si4/cm32.641022個(gè)O2cm32.64102225.281022個(gè)每中cm3Si4＋和O2－VVOVO

/cm342.641022(0.26107)30.00195/cm345.281022(0.138107)30.5809SiO2晶體中離子堆積系數(shù)＝0.00195+0.5809=0.5829Al2O3VAlV

/cm344.681022(0.053107)30.0292/cm347.021022(0.14107)3Al2O3中離子的堆積系數(shù)＝0.0292+0.8070=0.8362計(jì)算中 RAl3+ RO2- (六配位Al2O383.62SiO2Al2O3SiO2Al2O3AlOAlO2/3SiO2晶體中，Si與O是四配位，Si僅填1/4，Si－O四面體以頂角相連成骨架結(jié)構(gòu)，堆積疏松，空隙率大，故密度低。17、（a）MgO6ev251600（b）MgO晶體中，含有百萬分之一molAl2O31600℃時(shí)，MgO晶體中是熱缺陷占優(yōu)勢還是雜質(zhì)缺陷占優(yōu)勢？說明原因。解答：（a）exp（－G=6ev=6×1.602×10-19=9.612×10-19JK=1.38×10-23J/KT1=25+273=298K exp MgOAl2O3此時(shí)產(chǎn)生的缺陷為 ]雜質(zhì)而由上式可知：[Al2O3]=[]雜10-6Al2O3[]雜質(zhì)=[Al2O3]=10-由（a）計(jì)算結(jié)果可知：在1873K，[]熱=8×10-顯然：[]雜質(zhì)＞[]熱，所以在1873K時(shí)雜質(zhì)缺陷占優(yōu)勢1884KJ/mol1000K1500K時(shí)的缺陷濃度。則exp（）其中R=8.314J/mol·K當(dāng)T1=1000K時(shí)，exp（）=exp=6.4×10-當(dāng)T2=1500K時(shí)，exp（）=exp=3.45×10-190.2molYF3加入CaF2a=0.55nmρ=3.64g/cm3，試計(jì)算說明固溶體解：YF3加入CaF2YF3Y+F+2FF2YF32Y+V+6FF方程（1）和（2）的固溶式：(1)Ca1-xYxF2+x(2)Ca(1-按題意x=0.2Ca08Y02F2Ca07Y02F2ρ1和ρ2。CaF24由ρ1與ρ2ρ=3.64g/cm3比較，ρ13.64g/cm30.2molYF3CaF2解：（a）Al2O30.01mol%Cr2O3，生成淡紅寶石的缺陷反應(yīng)式為：生成置換式雜質(zhì)原子點(diǎn)缺陷。其缺陷濃度為：0.01%×＝0.004%＝4×10-3（b）0.5mol%NiOAl2O3 ＋生成置換式的空位點(diǎn)缺陷。其缺陷濃度為：0.5%×＝0.321Fe1-xO及Zn1+xO的密解：（a）非化學(xué)計(jì)量化合物Fe1-xO，是由于正離子空位，引起負(fù)離子過剩：2FeFe+O2(g)→2Fe +V O2(g)→OO+V[V]﹠PO1/6Fe1-xO（b）非化學(xué)計(jì)量化合物Zn1+xO，由于正離子填隙，使金屬離子過剩： +2e′+O2(g) ]得 22FexO中，F(xiàn)e3+/Fe2+=0.1FexO中的空位濃度及xFexOα(mol)Fe2O3FeOFe2O32Fe+V FeFe∴α＝又：∵[V3+]＝α＝0.044正常格點(diǎn)數(shù)23、非化學(xué)計(jì)量氧化物TiO2-x的強(qiáng)烈依賴于氧分壓和溫度：（a）試列出其缺陷反應(yīng)式。（b）求其缺陷濃度表達(dá)式。解：非化學(xué)計(jì)量氧化物TiO2-x，其晶格缺陷屬于負(fù)離子而使金屬離子過剩的類型。2TiTi+4OO ][ ]解：NiOCr2O3Al2O3 固溶體分子式為 1molm＝0.005；m＝0.0002；m∵2NiO→2Al2O3Cr2O3→Al2O3Al2O30.9948＋0.005/2＋0.0002＝0.9975mol Cr2 0.9973Al2O3·0.005NiO·0.0002Cr2O3Al19946Ni0005Cr00004O29975∴x=0.005,Y=0.000425、ZnO是六方晶系，a=0.3242nm，c=0.5195nm2個(gè)ZnO5.74，5.606g/cm3，求這兩種情∴密度是d1時(shí)為間隙型固溶體，是d226MgO、Al2O3Cr2O30.47、0.360.40。Al2O3Cr2O3(a)這個(gè)結(jié)果可能嗎？為什么？(b)MgO－Cr2O3系統(tǒng)中的固溶度是有限還是很大？為什么？Al2O3Cr2O3①=27、Al2O3在MgO199518wt%Al2O3MgO中，MgO單位晶胞尺寸減小。試預(yù)計(jì)下列情況下密度的變化。(a)Al3+為間隙離子，(b)Al3+為置換離子。缺陷反應(yīng)為 固溶式分子式 缺陷反應(yīng)為 +固溶式分子式 100g試樣為基準(zhǔn)：（為摩爾數(shù) ＝＝0.176(m為摩爾數(shù)) ∴MgO18%wtAl2O32.035MgO·0.176Al2O3或Mg2035Al0352O2 （5）式各項(xiàng)除以2.563得Mg0794Al0137O 由（6）式得x=0.137代入（2）（4）式，對(duì)（a）即Mg0794Al0 （b）有Mg0794Al0 280.2molYF3加入CaF2a=0.55nmρ=3.64g/cm3，試計(jì)算說明固溶體解：YF3加入CaF2YF3Y+F 2YF32Y+V 方程（1）和（2）的固溶式：(1)Ca1-xYxF2+x(2)Ca(1-按題意x=0.2Ca08Y02F2Ca07Y02F2ρ1和ρ2。CaF24 由ρ1與ρ2ρ=3.64g/cm3比較，ρ13.64g/cm30.2molYF3CaF2、某窗玻璃含解 對(duì)＝0exp(E/kT)取對(duì)數(shù)得Ln＝Ln0＋ A＝Ln B＝ 則Ln＝A＋將、T 15 8A

解之得： 粘滯的活化能=1.18×10-R＝O＝12.613.873.62＝2.36

非橋氧數(shù)

0.7232 Na2O1828 1828對(duì) 1玻璃 Al對(duì) R＝8.187.48384.322.00727.4884.3

對(duì) 2玻璃，Na2O/Al2O3＝12.1/4.87 Al對(duì) R＝12.14.87383.03283.034.87 Y=Z－X＝4－0.156＝3.： ：1玻璃Y1＝3.986,2玻璃Y2＝即有：Y1> 所以在高溫下1＃玻璃粘度>2＃玻璃粘解：aM＝0.14620.13560.7260.021nm3 0 1nm3

25.4個(gè)AFP＝V＝25.44/3[0.1420.09930.130.1030.730.02630.140.14230.130.14030.7320.1353

141373＝

70.52Si3N4已知＝0.9J/m2

SVSL((AlO.S35、氧化鋁瓷件中需要被銀，已知1000℃ 2

(AgL/Al(AgL/AlOS

=1.77mN/m,(AlO(AlOS解：已 2cosSV

(AgL(AgL/AlOS1.001.770.837改善方法：1、去除固體表面的吸附膜，提高SV2SL336Fe3O4Fe2+(1)Fe3O4FeOFe2O3，其結(jié)構(gòu)式可寫成：Fe1-xO2Fe1O

V 2

][Fe平衡常

K0＝ Fe＝exp(-1212

O]3O2

2exp(G/RT1

()3P6exp(G/3RTO O或DFe/

OPO2PEA+D37、具有不一致熔融二元化合物的二元相圖如下圖，在低共E發(fā)生如下析晶過程：LA+C，已知E點(diǎn)的B含量為20%，化合物C的B64%。今有C1，C2兩種配料，已知C1B含量是C2B含量的1.5倍，且在高溫PEA+DbTaA

解：設(shè)C2B含量為x,則C1中B1.5x解得x1.5xC1B26％，C2B17.338、已知A和B兩組份構(gòu)成具有低共的有限固溶體二元系統(tǒng)。試根據(jù)下列實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪制概略相圖：A的為1000℃，B的700B2550073SA(B)26％SA(B)+SB(A)B5