材料科学基础习题1.doc

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1、第一章相平衡1.简述SiO2的多晶转变现象，为什么在硅酸盐产品中SiO2经常以介稳状态存在？2.图1-1示意表示出生成一个不一致熔融化合物AmBn和形成固溶体SB(A)的二元系统，试完成此相图的草图。3.对于图1-2所示的相图，试进行：（1）标出初晶区；（2）画出温度下降方向；（3）确定相界线性质；（4）确定无变量点性质；（5）分析1，2，3点的结晶过程。C熔点液相固溶体熔点1低共熔点23AAmBnBAAmBnB图1-1图1-2CACBC123AABB图1-34.对于图1-3所示的相图，试进行：（1）标出初晶区；（2）画出温度下降方向；（3）确定相

2、界线性质；（4）确定无变量点性质；（5）分析1，2，3点的结晶过程。5.某种陶瓷制品以长石K2O×Al2O3×6SiO2和高岭土Al2O3×2SiO2×2H2O配料，在12000C烧成。观察烧成制品的显微结构，发现由莫来石晶体和玻璃相组成，问：（1）配料中，长石和高岭土各为多少？（2）制品结构中，莫来石和玻璃相各为多少？6.氧化物AO和SiO2以一定配比混合成均匀的粉状配合物，加热至熔融状态，并按不同方式冷却，所得的试样经过观察得到以下结果冷却方式观察结果（1）迅速冷却单相，无析晶迹象（1）熔融态保留1小时，在液相线以下800C保温2小时，然后淬冷

3、（2）熔融态保留3小时，在液相线以下800C保温2小时，然后淬冷（3）熔融态保留2小时，迅速冷却到液相线以下2000C保温1小时，在迅速冷却至室温表面有析晶，初晶相是SiO2，还有玻璃相表面有析晶，初晶相是AO×SiO2，同时有玻璃相没有析晶，但所得玻璃体呈雾状请解释观察到的现象。C23D1AB1.右图为含有一个三元化合物D（AmBnCq）的三元系统相图，试判断：（1）图中各界线的温度走向和性质；（2）该三元化合物是一致熔融还是不一致熔融化合物？（3）确定各无变量点的性质；（4）分析图中1、2、3点的析晶过程。2.为什么在硅砖生产中Al2O3是很有

4、害的杂质，而加入少量CaO能促进鳞石英的形成而又不明显降低其耐火度。第二章固相反应1.镍（Ni）在0.1大气压的氧气中氧化，测得其重量增量（mg）如下表：温度0C时间1hr2hr3hr4hr55091315106001723293665029415065700567588106（1）推导出合适的反应方程；（2）计算活化能2.试比较杨得方程、卡特方程和金斯特林格方程的优缺点及适用条件。3.为观察尖晶石的形成，用过量的MgO粉包围1m的Al2O3球形颗粒。在固定温度实验中的第一个小时有20%的Al2O3反应成尖晶石。试根据（1）无球形几何校正；（2）用

5、杨得方程作球形校正，计算完全反应的时间。4.要合成镁铝尖晶石，可供选择原料为MgCO3、Mg(OH)2、MgO、Al2O3×3H2O、g-Al2O3、a-Al2O3。从提高反应速率角度出发，应选择什么原料？1.设固相反应CaO+SiO2=2CaO×SiO2符合杨得方程，并测得不同温度下的反应速度常数（K）如下，试求该反应的活化能。反应温度0CK值8006.1x10-412004.1x10-214003.1x10-1第三章烧结过程1.烧结的推动力是什么？晶体生长的推动力是什么？试比较两者的大小。2.烧结过程中，晶粒生长能使陶瓷致密吗？为什么？晶粒生长

6、能影响烧结速率吗？为什么？3.在15000CMgO正常晶粒长大期间，观察到晶体在1小时内从1mm直径长大到10mm。已知晶界扩散能为60Kcal/mol，试预测在16000C下4小时后晶粒的大小。你估计杂质对MgO晶粒生长速率会有什么影响，为什么？4.试解释下列名词：（1）熔融温度，烧结温度；（2）烧结与烧成；（3）液相烧结与固相烧结；（4）晶粒生长与二次再结晶。5.晶界移动遇到夹杂物时会出现几种情况，从实现烧结致密化目的考虑，晶界应如何移动，工艺上应采取什么措施？6.有两个相同试样分别加热到6000C和7000C，第一个试样加热到6000C经过3

7、0小时后其晶粒从0.05mm增加一倍变化到0.10mm，第二个试样加热到7000C发生同样变化用了30分钟，试问加热到7500C时晶粒尺寸发生这样的变化需要多少时间？第四章熔融态与玻璃通性1.试用lgh=E+F/(T-T0)方程式，绘出下列两种熔体在13500C~5000C间的粘度-温度曲线(lgh~1/T)：EFT0No.11.6314229219No.21.76946902162.一种熔体在13000C的粘度是3100泊，在8000C是108泊，在10500C时其粘度是多少？在此粘度下急冷，是否形成玻璃？3.决定玻璃熔体中复合阴离子团大小和结构

8、的主要因素是什么？试从熔体结构概念比较以下玻璃成分的粘度大小顺序：玻璃成分SiO2Al2O3CaONa2O1750.58.