无机材料科学基础试卷3.doc

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1、无机材料科学基础试卷三一、名词解释（20分）（8*2.5分）空间群、无规则网络假说、反型尖晶石、网络形成剂、液相独立析晶、非本征扩散、一级相变、固相烧结空间群：空间群：指在一个晶体结构屮所存在的一切对称要素的集合。它由两部分组成，一是平移轴的集合（也就是平移群），另外是除平移轴Z外的所有其他对称要素的集合（与对称型相对应）。无规则网络假说：凡是成为玻璃态的物质和相应的晶体结构一样，也是由一个三度空间网络所构成。这种网络是由离子多面体（三角体或四面体）构筑起来的。晶体结构网是由多面体无数次有规律重复构成，而玻璃屮结构多面体

2、的重复没有规律性。反型尖晶石：二价阳离子分布在八面体空隙屮，三价阳离子一半在四面体空隙中，另一半在八面体空隙中的尖晶石O网络形成剂：这类氧化物单键强度大于335KJ/U1O1,其正离子为网络形成离子，可单独形成玻璃。网络形成剂：这类氧化物单键强度大于335KJ/mol,其正离子为网络形成离子，可单独形成玻璃。液相独立析晶：是在转熔过稈屮发生的，由于冷却速度较快，被冋收的品相有可能会被新析出的固相包裹起来，使转熔过程不能继续进行，从而使液相进行另一个单独的析晶过稈，就是液相独立析晶。非本征扩散：空位来源于掺杂而引起的质点迁

3、移。一级相变：体系由一相变为另一相时，如两相的化学势相等但化学势的一级偏微商（一级导数）不相等的称为一级相变固相烧结：固态粉末在适当的温度、压力、气氛和时间条件下，通过物质与气孔Z间的传质，变为坚硬、致密烧结体的过程。二、问答题（70分）1、简述硅酸盐晶体结构分类的原则和各类结构小硅氧四面体的形状。（9分）答：硅酸盐晶体结构分类的原则：结构屮硅氧四面体的连接方式。（1.5分）各类结构屮硅氧四面体的形状：岛状结构：四面体；组群状结构；（1.5分）双四血体、三节环、四节环和六节环；（1.5分）链状结构：单链、双链；（1.5分

4、）层状结构：平面层；（1.5分）架状结构：三维空间延伸的骨架。（1.5分）2、试述加入Ne^O后，结构发生的变化，解释硼酸盐玻璃的硼反常现象？（7分）答、B2O3中加入N&0后,N&0所提供的氧使［B03］三角体变成［B04］四面体,导致玻璃结构由两度空间的层状结构部分转变为三维的架状结构，从而加强了网络，并使玻璃的各种物理性质变好，这与相同条件下的硅酸盐玻璃相比，其性质随R20或R0加入量的变化规律相反，出现硼酸盐玻璃的硼反常现象。（7分）3、用KC1和CaCl2分别稀释同一种黏土泥浆，当电解质加入量相同时，试比较两种

5、泥浆下列性质的羌异。（6分）（1）泥浆的流动性（2）泥浆的触变性（3）泥浆的可幫性（4）坯体的致密度（5）黏土的C电位（6）泥浆的稳定性（1）泥浆的流动性KC1>CaCl2(1分)(2)泥浆的触变性KC1CaCl2（1分）(5)黏十的匚电位KC11>NCaCl2（1分）(6)泥浆的稳定性KC1>CaCl2（1分）4、二次再结晶与晶粒生长有何异同？生产中避免二次再结晶的方法有哪些？（7分）答：相同点：（1）两者推动力均为界面两侧质点

6、的吉布斯白由能Z差；（2）进行方式都是通过界面迁移。（2分）不同点：（1）前者是个别晶粒异常生长，后者是晶粒尺寸均匀生长；（2）前者气孔被包裹到晶粒内部，后者气孔维持在晶界交汇处。（2分）生产屮避免二次再结晶的方法有：（1）合理选择原料的细度，提高粉料粒度的均匀性；（2）控制温度；（3）引入添加剂。（3分）5、在硅酸盐晶体结构中，［SiO.］四面体或孤立存在，或共顶连接，而不共棱，更不共面，解WZo（6分）答：在硅酸盐晶体结构屮，［SiOj四面体屮的Si'“是高电价低配位的阳离了，以共棱、共面方式存在时，两个屮心阳离子（

7、SiT间距离较近、排斥力较大，所以不稳定，而孤立存在，或共顶连接。（6分）6、M0O3和CaCO3R应时，反应机理受到CaCOs颗粒大小的影响。当M0O3:CaCO3=l：1,M0O3的粒径□为0.036mm,CaCO3的粒径"为0.13mm时,反应是扩散控制的;而当CaCO3:MoOa=15：1,r2<0.03mm时，，反应由升华控制，试解释这种现象。（7分）答：当M0O3的粒径□为0.036mm,CaCO3的粒径门为0.13mm时，CaCO3颗粒大于M0O3,由于产物层较厚，扩散阻力较大，反应由扩散控制，反应速率随着

8、CaC03颗粒度减小而加速，（3.5分）当r2