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复习题: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1,硅酸盐结构中，重复单元为［-的是双链2,SiQi/含有根次轴的晶体属于立方晶系3,43晶体结构中硅氧四面体［通过公用顶点的方式连接，而金红石中［八面体不仅可4,SiO TiOM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磁铁矿具有磁性，Fe2+占据八面体间隙位置，而Fe3+则占据8个八面体间隙5,Fe3O4和8个四面体间隙晶体结构中多面体相连接时，根据静电价规则，［］角顶的氧还需连接2个［］才能6,SiCU A106稳定高岭土具有典型的双层硅酸盐结构，其中一层为［］四面体层，另一层为［］7,Si A1C2OH4八面体层金红石结构属于四方简单格子的布拉维点阵形式8,硅酸盐晶体结构中，键为离子和共价混合键9,Si—0各向异性是一切晶体所共有的重要性质10,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11,
74.05%o当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12,n2:1o布拉维点阵体现了晶体内部质点排列的周期性特征13,金刚石结构的空间群符号为表示面心立方点阵14,Fd3nb F很多金属晶体如锌、镁、镀等就是以六方密堆结构排列的，在这种的六方密15,ABABAB……堆方式中可以找出一个属于六方晶系的晶胞来，这个晶胞的比等于钛酸钙属于a c2^/316,o立方简单格子的布拉维点阵型式空间点阵中面网密度大的面网，其面网间距亦大17,弗伦克尔缺陷是由于热运动而产生的缺陷1,螺位错的位错线平行于滑移方向2,研究表明，和离子可完全置换晶体中的离子，因此可以推测或3,Ni2+C02+MgO Mg2+NiO CoO可与生成连续固溶体MgO与不可能生成连续性固溶体4,MgO AI2O3晶格中固溶的氧含量越低,热导率越高5,A1N在氤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陶瓷，随着氢6,TiO“气分压的升高，该陶瓷的密度变小硅酸盐熔体是不同聚合程度的各种聚合物的混合物1,在硅酸盐熔体中，当增高时，桥氧数目的变化是降低2,O/Si在熔体中，若的固定不变，一般熔体粘度随离子半径增大而降3,RO-SiCh ROmol%R+低与玻璃形成温度Tg相对应的粘度为IO】1013pa.s4,〜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5,的玻璃结构中，可视为网络形成离子来计算玻璃结构参数6,Na2O.l/3A12O
3.2SiO2AU+在图中，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7,T-T-T造成曲线弯曲而出现头部突出点，曲线对应了析出体积分数晶体时所需的最短3T3T10-6时间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1,表面能大小顺序为PbFPblCaF222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2,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fee110fcc3,100fcc111在固液两相接触式，为了使液相相对固相润湿，在固气、液气界面张力不变时，必4,y$v Y]v须使固液界面张力降低yj蒙脱石荷电的主要原因是铝氧八面体层中的同晶置换5,伊利石荷电的主要原因是硅氧四面体层中的同晶置换6,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7,粘土泥浆胶溶的条件之一是必须是介质呈碱性8,水型物质在固态熔融成液态是，其体积发生收缩现象1,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2,在常温常压下，克水中加入克食盐和克蔗糖，经过充分搅拌溶解后，体系中存在3,1001010几个相个1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4,在二元系统相图中，当存在某个化合物时，则在二元系统相图中不一定有与5,A-B AmBnA-B化合物平衡的液相线AmBn在具有一个固相分解二元化合物的三元系统相图中，存在个三元无变量点，在该三元相图6,3进行冷却析晶时，析晶结束点可以是这个三元无变量点中的其中个32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7,1,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DDDs gb在萤石结构晶体中，一的扩散是按亚间隙机制进行的2,UO2+x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3,的玻璃中的扩散系数在晶体中的扩散机制为间隙4,F CaF2按间隙机制进行扩散的是中阴离子的扩散5,UO2由扩散系数的一般表达式河知，随着温度的升高，扩散活化能会不变6,D=D°exp-Q/RT Q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7,一般而言，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8,离子扩散系数增大在反应温度下，当固相反应的，某一相发生晶型转变时，反应速度会加快1,金斯特林格方程采用的反应截面模型为球壳2,杨德尔方程适用于反应初期3,减小反应物颗粒的半径，会加快固相反应速率4,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5,液固相变时，非均匀成核位垒与接触角有关，当时，非均匀成核位垒比均匀成核位1,08=90垒降低一半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2,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3,是（B）存在习性平面有特定的相变温度无扩散性相变速度非常迅速A BC D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4,过程越容易进行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，5,还取决于质点扩散速率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6,率都与过冷度有关，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AT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处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7,两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”中较低的过冷度处，其析晶现象晶粒少而粗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1,在烧结模型中，对于中心距离可以缩短的双球烧结模型，其颈部生长速率和烧结收缩率2,x/r△L/Lo之间的关系为平方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3,在材料的烧结过程中，当体系中有少量液相存在，并且、该烧结过程中的传质4,LS〉9000,方式是扩散传质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5,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6,Y-=Kr2/3t1/3r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7,△L/L=Kr_6,3/5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8,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9,10,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Di，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加到中生成固溶体在摄氏度，该固溶体具有萤石结构，属立方晶系经b CaOZrCh1600X射线分析测定,当结构中溶入时，晶胞参数实验测定的密度ImolZrCh.15molCaO a=
0.513nm,值为D=
5.477g/cm3o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:9L22,Ca:
40.08,0:
16.0答对于CaO・Zrh固溶体，可以写出两个固溶方程；CaOCa+V+Oo1r o2CaO-z^2-Ca；+Ca；+202r已知萤石结构中每个晶胞应有个阳离子和个阴离子48当溶入结构中时，如按缺陷反应方程形成氧离子空位型固溶体，则
0.15mol CaO1mol ZHh1固溶式可表示为口曰、］nj h4x
0.85x
91.22+4x
0.15x
40.08+8x-^xl6晶胞质量为时而——Zgi;—i=l=
75.18xl0-23g晶胞体积为V=a3=
0.513xl073=
135.1xl024cm3gggg密度为D0==
5.564g/cm3和实验值相比，差D=
5.477g/cm
30.087g/cnA当溶入结构中如按缺陷反应方程形成钙填隙型固溶体，则固溶式可
0.15mol CaO1mol ZrCh2表示为n日且二G.八门4x
0.925x
91.22+
0.15x
40.08+16x
2.__o晶胞质量为Lgi=----------------而布--------------=8L28xlO-23gi=l•晶胞体积为V=a3=
0.513xl073=
135.1xl024cm3密度为D产黑器=
6.016g/cm3和实验值D=
5.477g/cm3相比,差
0.539g/cm3说明在1600℃时，固溶式2「
0.85翻］
501.85更合理，即形成空位型固溶体某样品在氧化气氛中，部分被氧化成最后获得的组成为，试写出其2,NiO Ni2+Ni3+,Nio.97缺陷反应方程式并计算该晶体中与的离子数之比Ni3+Ni2+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，3,非化学计量化合物及的密度将增大还是减小？为什么？Fe-0Zm+xO答氧气分压增大密度减小，的密度也会减小因为及分别为阳离子Fei Zm+xO Fe^O Zn-O空位及阳离子填隙型，当氧分压增大时，非化学计量化合物的阳离子空位浓度增加，故Fei.xO密度减小；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Zm O+x简述玻璃形成的结晶化学条件4,答
①键强玻璃网络形成体，单键强〉这类氧化物可以单独形成玻璃网络变形335kJ/mol,体，单键强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250kJ/mol,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长石和镁橄榄石的熔体哪一种更易形成玻璃？说明原因5,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6,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-氧八面体的堆积而成，层间由氢键结合，同晶置换很少，主1:1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-氧八面体堆积成的三层型，伊利层间结合力较强，只有四面体中取代为平衡电荷层间由处2:1AF+Si4+,K+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的被取代而平衡1/3AF+Mg2+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改善固/液界面的润湿有哪些放法？7,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-液之间组成接近；改变固体表面粗糙度，当润湿角＜，粗糙度大，有利于润湿，90当＞，粗糙度大，不利于润湿；止匕外，清洗固体表面等都能够改善固-液界面润湿908,泥浆胶溶应具备哪些条件？为什么？答
①泥浆呈碱性，因为在碱性介质中粘土边面与板面均带负电，增加颗粒间排斥力
②一价阳离子交换原来吸附的阳离子，因为一价阳离子电位高，增加排斥力
③阴离子作用阴离子与原土中钙，镁离子形成络合物，使一价离子交换彻底聚合阴离子使电位升高，有利泥浆稀释根据系统相图与系统相图的特点，说明在硅砖的生产中可以采用作9,Ca0-Si02AkOLSiOz CaO为矿化机，而则是硅砖生产中的有害杂质AU3若由和球形颗粒之间的反应生成是通过产物层的扩散进行的若在10,MgO AI2O3MgAkO,1300摄氏度时，-基本不动，那么哪一种离子的扩散控制着的生成？DQDvg,gA124M答
①MgO和AI2O3反应形成MgAkO」的动力学过程有扩散控制
②动力学过程由扩散快的离子扩散控制
③由于＞所以反应由的扩散控制D iD,A1A Mg如果要合成镁铝尖晶石,可以选择的原料有、、、、11,MgC03Mg0H2MgO AI2O3Al
0.3H0232＞、从提高反应速率的角度出发，选择什么原料最好？Y-AI2O3a-ALO3,答
①MgCO
3、Y-ALO3
②MgC3分解反应形成活性MgO的晶体结构，MgO晶体缺陷与反应活性的关系
③Y—A123和a—A123的相变；海德尔定律在恒定源条件下摄氏度时，钢经的渗碳，可得到一定厚度的表面渗碳层，若在同样12,820lh条件下，要得到倍厚度的渗碳层需要几个小时？2答设表面渗碳厚度为X,则:X=Kti1/2,2X=Kt1/2；t=4h22何为相变过程中的亚稳区？13,何为晶粒生长于二次再结晶？简述造成二次再结晶的原因和防止二次再结晶的方法14,固相烧结与液相烧结的主要传质方式有哪些？发生传质的原因或条件15,晶粒生长时在烧结的中后期进行的这个说法是否正确？为什么？16,相图分析17,A-B-C三元相图如图所示
1.判断化合物NAmBn的性质
2.标出边界曲线的温降方向及性质
3.指出无变量点的性质，并说明在无变点温度下系统所发生的相变化分析点
1、点
2、点3的结晶路程（表明液固相组成点的变化及各阶段的相变化）Am Bn⑴分别求出和时，的和25℃1000C Mg*Din Dex⑵试求在Mg，的InD-l/T图中，由非本征扩散转变为本征扩散的转折点温度？⑶若欲使Mg，在MgO中的扩散直至MgO熔点2800C时仍是非本征扩散，试求三价杂质；izi应有什么样的浓度金属铝为面心立方结构，已知铝的相对原子质量为其原子半径为求铝晶体的6,
26.97,
0.143nm,晶胞参数和金属铝的体积密度I—4x2697晶胞参数a=2V2r=
0.405nm P=-----------g—=
2.969g/cm3N.a3具有型结构，已知镁离子的半径为阳离子的半径为求:⑴氧化7,MgO NaCl
0.072nm,
0.140nm,镁的晶格常数？
（2）氧化镁的密度？/486000J/m254500J/mo/Din=
0.249exp-cm12/s D=
1.2X10-6exp-cm2/sexRT RT一种用于制造灯泡的苏打-石灰-石英玻璃的脆性点是软化点是计算这种玻璃的3520C,695℃,熔融温度范围和正常温度范围4,具有面心立方晶格的晶体，其
（110）,
（100）,
（111）面上表面原子密度分别为试通过计算说明哪一晶面上固-气表面能将是最低的，为什么？
0.555,
0.785,
0.907,已知多晶材料中十离子本征扩散系数（瓦）和非本征扩散系数（由下式给出5,MgO MgzDe4Ma=2rwg+ro=
0.424nm P=-----等二3・51g/cm3Na已知金刚石晶胞中最邻近的原子间距为试求金刚石的晶胞参数8,C
0.1544nm,面心立方结构，空间群为晶胞中有个碳原子碳原子位于面心立方格子的所有结点位Fd3m,8置和集体分布在立方体内的四个小立方体的中心，所以最邻近的两个原子在体对角线上，时C角顶位置的原子与体对角线处的原子之间则C1/4C旦=皿
0.15444丫a=b=c=O.3566nm a=B==90°
9.相图分析三元相图如下图所示A-B-C在图中画出副三角，并写出副三角个数指出、、、哪几个是二元哪几个是三
4.DI D2D3D4元化合物，以及是否是一致熔化合物（8分）
5.标出边界曲线的温降方向及性质（6分）指出无变量点、、、的性质，并说明在无变量点温度下系统所发生的相变化（分）
6.E FG H4分析配料点处于点的结晶路程（表明液固相组成点的变化及各阶段的相变化）（分）
7.17B具有结构，根据-半径为和•半径为计算晶体的离子1,MgO NaClo.I32nm Mg
0.080nm,MgO空间利用率及密度的密度是其晶格参数计算单位晶胞的肖特基缺陷数2,MgO
3.58g/cm:
0.42nm,MgO。
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