第4章习题及答案_无机材料科学基础

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1、第四章 非晶态结构与性质     4-1名词解释     熔体与玻璃体分化（解聚）与缩聚网络形成体网络中间体网络改变体桥与非桥氧硼反常现象单键强度晶子学说与无规则网络学说     4-2试简述硅酸盐熔体聚合物结构形成的过程和结构特点。     4-3试用实验方法鉴别晶体SiO2、SiO2玻璃、硅胶和SiO2熔体。它们的结构有什么不同？     4-4试述石英晶体、石英熔体、Na2O·2SiO2熔体结构和性质上的区别。     4-5影响熔体粘度的因素有哪些？试分析一价碱金属氧化物降低硅酸盐熔体粘度的原因。     4-6熔体粘度在727

2、℃时是107Pa·s，在1156℃时是103Pa·s，在什么温度下它是106Pa·s？（用lnη＝A＋B/T解之）     4-7SiO2熔体的粘度在1000℃时为1014Pa·s，在1400℃时为107Pa·s。SiO2玻璃粘滞流动的活化能是多少？上述数据为恒压下取得，若在恒容下获得，你认为活化能会改变吗？为什么？     4-8一种熔体在1300℃的粘度是310Pa·s，在800℃是107Pa·s，在1050℃时其粘度为多少？在此温度下急冷能否形成玻璃？     4-9试用logη＝A＋B/（T－T0）方程式，绘出下列两种熔体在13

3、50~500℃间的粘度曲线（logη~1/T）。两种熔体常数如下：序 号ABT011.631422921921.769 4690216     4-10派来克斯（Pyrex）玻璃的粘度在1400℃时是109Pa·s，在840℃是1013Pa·s。请回答：（1）粘性流动活化能是多少？（2）为了易于成形，玻璃达到105Pa·s的粘度时约要多高的温度？     4-11一种玻璃的工作范围是870℃（η＝106Pa·s）至1300℃（η＝102.5Pa·s），估计它的退火点（η＝1012Pa·s）？     4-12一种用于密封照明灯的硼硅酸盐

4、玻璃，它的退火点是544℃，软化点是780℃。求：（1）这种玻璃粘性流动的活化能；（2）它的工作范围；（3）它的熔融范围。     4-13从以下两种釉式中，你能否判断两者的熔融温度、粘度、表面张力上的差别？说明理由。              4-14影响玻璃形成过程中的动力学因素是什么？结晶化学因素是什么？试简要叙述之。     4-15试计算下列玻璃的结构参数及非桥氧分数。（1）Na2O·SiO2；（2）Na2O·CaO·Al2O3·SiO2；（3）Na2O·1/3Al2O3·SiO2；（4）18Na2O·10CaO·72SiO2

5、（wt％）     4-16有两种玻璃其组成（mol％）如下表，试计算玻璃的结构参数，并比较两种玻璃的粘度在高温下何者大？序 号Na2OCaOA12O3SiO2B2O312010106002100206010     4-17有两种不同配比的玻璃其组成（wt％）如下，试用玻璃结构参数说明两种玻璃高温下粘度的大小？序 号Na2OA12O3SiO2181280212880     4-18有一种玻璃组成（wt％）为Na2O14％、CaO13％、SiO273％，其密度为2.5g/cm3。（1）计算该玻璃的原子堆积系数（AFP）及结构参数值？（

6、2）若用纯碱、石灰石和石英砂作原料，用1000kg石英砂熔制该玻璃，问其他两种原料各需多少？     4-19试简述哪些物质可以形成非晶态固体（NCS）？形成（NCS）的手段有哪些？可以用什么实验方法研究NCS结构？     4-20试简述淬火玻璃与退火玻璃在结构与性能上有何差异？     4-21以下三种物质，哪个最容易形成玻璃？哪个最不容易形成玻璃，为什么？（1）Na2O·2SiO2；（2）Na2O·SiO2；（3）NaCl     4-22查阅下列系统的粘度和Tg/TM等有关数据，试判断下列系统形成玻璃可能性的顺序。（1）GeO2

7、·SiO2，以100℃/s冷却；（2）GeO2·SiO2气相沉积在0℃SiO2基板上；（3）金属金气相沉积在0℃铜基板上；（4）A12O3气相沉积在0℃A12O3基板上；（5）液态硫以1℃/s冷却；（6）液态金以106℃/s冷却；（7）气态NaCl在0℃A12O3基板上冷却；（8）液态ZnCl2以100℃/s冷却。     4-23若将10mol％Na2O加入到SiO2中去，计算O∶Si比例是多少？这样一种配比有形成玻璃趋向吗？为什么？     4-24在100gSiO2中要加入多少CaO，才能使O∶Si达2.5？     4-25若将

8、50mol％Na2O加入到SiO2中，计算O∶Si比例是多少？这种配比能形成玻璃吗？为什么？     4-26在SiO2中加入20％B2O3，试计算熔体的O∶Si比例是多少？     4-27在SiO2中应