材科基期末复习题

复习题：1，氯化钠晶体结构中同种离子等距离相邻的该种离子的数目为12个2，硅酸盐结构中，重复单元为[Si4O11]6-的是双链3，含有4根3次轴的晶体属于立方晶系4，晶体结构中硅氧四面体[SiO4]通过公用顶点的方式连接，而金红石中[TiO6]八面体不仅可以通过公用顶点的方式连接，还可以通过共用棱边的方式连接5，磁铁矿Fe3O4具有磁性，Fe2+占据八面体间隙位置，而Fe3+则占据8个八面体间隙和8个四面体间隙6，晶体结构中多面体相连接时，根据静电价规则，[SiO4]角顶的氧还需连接2个[AlO6]才能稳定7，高岭土具有典型的双层硅酸盐结构，其中一层为[SiO4]四面体层，另一层为[AlO2(OH)4]八面体层8，金红石结构属于四方简单格子的布拉维点阵形式9，硅酸盐晶体结构中，Si—O键为离子和共价混合键。10，各向异性是一切晶体所共有的重要性质。11，等径球无论是作面心立方紧密堆积还是作六方紧密堆积，球体的空间占有率均为74.05%。12，当n个等径球构成面心立方紧密堆积时,其四面体空隙数与八面体空隙数之比为2:1。13，布拉维点阵体现了晶体内部质点排列的周期性特征。14，金刚石结构的空间群符号为Fd3m，F表示面心立方点阵。15，很多金属晶体如锌、镁、铍等就是以六方密堆结构排列的，在这种ABABAB……的六方密堆方式中可以找出一个属于六方晶系的晶胞来，这个晶胞的a0比c0等于26/3。16，钛酸钙属于立方简单格子的布拉维点阵型式。17，空间点阵中面网密度大的面网，其面网间距亦大。1，弗伦克尔缺陷是由于热运动而产生的缺陷2，螺位错的位错线平行于滑移方向3，研究表明，Ni2+和Co2+离子可完全置换MgO晶体中的Mg2+离子，因此可以推测NiO或CoO可与MgO生成连续固溶体4，MgO与Al2O3不可能生成连续性固溶体5，AlN晶格中固溶的氧含量越低，热导率越高6，在氩氢混合气氛下烧结主晶相为金红石陶瓷时，会得到灰黑色的金红石(TiO2-x)陶瓷，随着氢气分压的升高，该陶瓷的密度变小1，硅酸盐熔体是不同聚合程度的各种聚合物的混合物2，在硅酸盐熔体中，当O/Si增高时，桥氧数目的变化是降低3，在RO-SiO2熔体中，若RO的mol﹪固定不变，一般熔体粘度随R2+离子半径增大而降低4，与玻璃形成温度Tg相对应的粘度为1012~1013Pa.s5，气体通过玻璃的渗透率随玻璃中网络形成离子含量的增加而降低6，Na2O.1/3Al2O3.2SiO2的玻璃结构中，Al3+可视为网络形成离子来计算玻璃结构参数7，在T-T-T图中，由于结晶驱动力随温度降低而增加，而原子迁移率随温度降低而降低，从而造成3T曲线弯曲而出现头部突出点，3T曲线对应了析出10-6体积分数晶体时所需的最短时间1，离子晶体通常借助表面离子的极化变形和位移重排降低表面能，因此，下列三种离子晶体的表面能大小顺序为PbF2PbI2CaF22，离子晶体表面离子位移重排的程度主要取决于离子极化性能3，对于具有FCC结构的晶体，真空中各晶面的表面能大小具有如下关系fcc(110)fcc(100)fcc(111)4，在固液两相接触式，为了使液相相对固相润湿，在固气(γsv)、液气(γlv)界面张力不变时，必须使固液界面张力(γsl)降低5，蒙脱石荷电的主要原因是铝氧八面体层中的同晶置换6，伊利石荷电的主要原因是硅氧四面体层中的同晶置换7，粘土颗粒吸附同价阳离子的结合水量随离子半径的增大而减少8，粘土泥浆胶溶的条件之一是必须是介质呈碱性1，水型物质在固态熔融成液态是，其体积发生收缩现象2，在不可逆多晶转变的单元相图中，其特点是晶型转变温度高于两个晶相的熔点3，在常温常压下，100克水中加入10克食盐和10克蔗糖，经过充分搅拌溶解后，体系中存在几个相1个4，在具有一个一致熔化合物的二元相图中，其化合物的组成点在其相应液相线的组成范围内5，在A-B二元系统相图中，当存在某个化合物AmBn时，则在A-B二元系统相图中不一定有与化合物AmBn平衡的液相线6，在具有一个固相分解二元化合物的三元系统相图中，存在3个三元无变量点，在该三元相图进行冷却析晶时，析晶结束点可以是这3个三元无变量点中的其中2个7，在三元系统相图中某个配料组成点的冷却析晶过程中，液相和固相的总相数是由相律来确定1，在离子型化合物中晶粒内部扩散系数Db，晶界区域扩散系数Dg和表面区域扩散系数Ds之间的关系应为DsDgDb2，在UO2+x萤石结构晶体中，O2-的扩散是按亚间隙机制进行的3，在通过玻璃转变区域时，急冷的玻璃种网络变体的扩散系数，一般高于相同组成但充分退火的玻璃中的扩散系数4，F-在CaF2晶体中的扩散机制为间隙5，按间隙机制进行扩散的是UO2中阴离子的扩散6，由扩散系数的一般表达式D=D0exp(-Q/RT)可知，随着温度的升高，扩散活化能Q会不变7，随着不同材料熔点的逐渐升高，其扩散的活化能常常会变大8，一般而言，高价阳离子的引入可造成晶格中出现阳离子空位并产生晶格畸变，从而使阳离子扩散系数增大1，在反应温度下，当固相反应的，某一相发生晶型转变时，反应速度会加快2，金斯特林格方程采用的反应截面模型为球壳3，杨德尔方程适用于反应初期4，减小反应物颗粒的半径，会加快固相反应速率5，固相反应中的转化率定义为参与反应的反应物在反应过程中被反应了的体积分数。1，液固相变时，非均匀成核位垒与接触角θ有关，当θ=90°时，非均匀成核位垒比均匀成核位垒降低一半2，在相变过程中当发生一级相变时，伴随着相变过程有相变热的产生3，发生马氏体转变时，在热力学和动力学上都有其特点，下列特征中不属于马氏体转变特征的是(B)A存在习性平面B有特定的相变温度C无扩散性D相变速度非常迅速4，在熔体析晶相变时，存在临界晶核半径，在析晶相变过程中临界晶核半径越小，则析晶相变过程越容易进行5，在熔体冷却析晶相变过程中发生均匀成核时，均匀成核速率的大小除了受核化位垒影响外，还取决于质点扩散速率6，熔体的冷却析晶相变，主要通过成核、晶体生长等二个过程来实现，成核速率和晶体生长速率都与过冷度△T有关，只有在一定的过冷度下才能有最大的成核和生长速率。与晶体生长速率曲线的峰值相比，成核速率曲线的峰值一般位于较大过冷度△T处7，熔体的冷却析晶相变，主要通过成核、晶体生长等二个过程实现，成核速率与晶体生长速率两曲线的重叠区通常称为“析晶区”。当析晶热处理温度设在“析晶区”中较低的过冷度△T处，其析晶现象晶粒少而粗1，烧结的目的是把粉状物料转变为致密体，烧结过程是一种物理过程2，在烧结模型中，对于中心距离可以缩短的双球烧结模型，其颈部生长速率x/r和烧结收缩率△L/L0之间的关系为平方3，在材料的烧结过程中，凡是有液相存在的烧结过程就称之为液相烧结。这个说法错误4，在材料的烧结过程中，当体系中有少量液相存在，并且θLS90°、C=0，该烧结过程中的传质方式是扩散传质5，在材料的烧结过程中，不会发生晶粒生长的烧结阶段是烧结初期6，在固相烧结中，当发生蒸发-凝聚传质的烧结过程时，其颗粒接触面积颈部生长速率为Krrx-2/3t1/37,在材料的烧结过程中，当物质的传质过程机理以扩散方式进行烧结时，其坯体的收缩率为△L/L=Kr-6/5t3/58，在材料的烧结过程中，到烧结的中后期晶粒要逐渐长大，这种晶粒生长过程是平均晶粒尺寸在不改变其分布的情况下，连续长大的过程，这种晶粒长大属于晶界移动的结果9，在材料的烧结过程发生二次再结晶时，表现出来的特征是少数晶粒的异常长大10，在材料的烧结过程中，晶粒的正常生长过程中存在一个极限尺寸D1，这个极限尺寸的存在是由于夹杂物和气孔等对晶界移动的牵制1，CaO加到ZrO2中生成固溶体。在1600摄氏度，该固溶体具有萤石结构，属立方晶系。经X射线分析测定，当1molZrO2结构中溶入0.15molCaO时，晶胞参数a=0.513nm，实验测定的密度值为D=5.477g/cm3。通过计算和分析说明这种固溶体的类型(其中原子质量分别为Zr:91.22，Ca:40.08，O:16.0)答：对于CaO-ZrO2固溶体，可以写出两个固溶方程：OOZrZrOOVaCCaO2（1）OiZrZrOO2CaaCCaO22（2）已知萤石结构中每个晶胞应有4个阳离子和8个阴离子。当0.15molCaO溶入1molZrO2结构中时，如按缺陷反应方程（1）形成氧离子空位型固溶体，则固溶式可表示为Zr0.85Ca0.15O1.85。晶胞质量为：23285.11002.616808.4015.0422.9185.04n1iig=75.18×10-23g晶胞体积为：V=a3=(0.513×10-7)3=135.1×10-24cm3密度为：D0=3101.1351018.75cm/g564.52423和实验值D＝5.477g／cm3相比，差0.087g／cm3。当0.15molCaO溶入1molZrO2结构中如按缺陷反应方程（2）形成钙填隙型固溶体，则固溶式可表示为Zr0.925Ca0.15O2。晶胞质量为：==2310×023.6)2×16+08.40×15.0+22.91×925.0(×41=∑niig81.28×10-23g晶胞体积为：V=a3=(0.513×10-7)3=135.1×10-24cm3密度为：D0=310×1.13510×28.81/016.6=2423cmg--和实验值D＝5.477g／cm3相比，差0.539g／cm3。说明在1600℃时，固溶式Zr0.85Ca0.15O1.85更合理，即形成空位型固溶体。2，某NiO样品在氧化气氛中，部分Ni2+被氧化成Ni3+，最后获得的组成为Ni0.97O，试写出其缺陷反应方程式并计算该晶体中Ni3+与Ni2+的离子数之比。3，非化学计量化合物的缺陷浓度与周围气氛的性质、压力大小相关，如果增大周围氧气的分压，非化学计量化合物Fe1-xO及Zn1+xO的密度将增大还是减小？为什么？答：氧气分压增大Fe1-xO密度减小，Zn1+xO的密度也会减小。因为Fe1-xO及Zn1+xO分别为阳离子空位及阳离子填隙型，当氧分压增大时，Fe1-xO非化学计量化合物的阳离子空位浓度增加，故密度减小；Zn1+xO非化学计量化合物的阳离子填隙也会随之减小，故密度也随之减小。4，简述玻璃形成的结晶化学条件答：①键强：玻璃网络形成体，单键强335kJ/mol，这类氧化物可以单独形成玻璃。网络变形体，单键强250kJ/mol，这类氧化物可以改变网络结构与性能。网络中间体是键强介于以上两类之间的氧化物。②键型：形成玻璃必须具有极性共价键或金属共价键5，长石和镁橄榄石的熔体哪一种更易形成玻璃？说明原因答：长石。因为镁橄榄石为岛状结构，不易形成大的阴离子团，熔体冷却时粘度小，容易析晶；而长石为架状结构，容易形成大的阴离子团，熔体粘度大，冷却时质点迁移受阻，故不易析晶而容易形成玻璃。6，试根据高岭土、伊利土、蒙脱土三种粘土矿物的晶体结构分析，比较三者在阳离子交换能力上的差别？为什么阳离子交换容量波动在一个范围而不是定值？答:高岭土由硅-氧四面体与铝-氧八面体的1:1堆积而成，层间由氢键结合，同晶置换很少，主要是破键出现部分阳离子交换。伊利土与蒙脱土都是上下硅-氧四面体，中间铝-氧八面体堆积成2:1的三层型，伊利层间结合力较强，只有四面体中Al3+取代Si4+，为平衡电荷层间由K+处于上下四面体的六节环，层间结合力较强。而蒙脱土八面体中有1/3的Al3+被Mg2+取代而平衡电荷，层间由其它水化阳离子进入，层间结合力最弱。因此三种土的阳离子交换容量蒙脱土伊利土高岭土粘土阳离子交换容量除了与矿物组成有关，还与粘土细度、含腐殖质量、交换浓度、溶液的pH值等众多因素有关，因此没有定值，而是波动在一个范围。7，改善固/液界面的润湿有哪些放法？答：改善固/液界面润湿主要取决于固-液、液-气之间表面张力的相对大小，通过调节固液组成，使固-液之间