无机非金属材料试卷2011-.doc

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1、中国矿业大学()《无机非金属材料学》试卷标准答案（01级A型）得分：：　　　　　班级：　　　　　学号：　　　　　题　号一二三四五六…得　分一、填空题（22分）1.玻璃粘度的参考点中，应力能在几分钟消除，大致相当于为粘度1012Pa.s的温度称之__退火__点；应力能在几小时消除，其粘度相当于为1013.6Pa.s-1012的温度称之_应变_点；相当于粘度（3-15）×106Pa.s之间时的温度称之为__软化温度__。2.Sialon陶瓷是__Si___；___Al__；___O___；__N___四种元

2、素组成。3.请填上下列硅酸盐水泥代号的含义：P.0:___普通硅酸盐水泥___；P.S:____矿渣硅酸盐水泥__；P.P:___火山灰质硅酸盐水泥__；P.F:___粉煤灰硅酸盐水泥__。4.石灰在消化过程中的分散可分为①.__吸附分散___；②.__化学分散___。5.在未来燃气轮机用高温结构材料的探求中，__Si3N4___和__Sialon__陶瓷是最有前景的。6.ZrO2陶瓷相变增韧是通过室温下__t-ZrO2__转变成___m-ZrO2___来实现的。7.根据玻璃无规则学说观点，按元素与氧结

3、合的单键能的大小和能否生成玻璃可将氧化物分为：①._网络生成体氧化物___；②._网络外体氧化物_；③._中间体氧化物。8.α-半水石膏是___致密的、完整的、粗大的原生颗粒；β-半水石膏是_片状的、不规则的、由细小的_单个晶粒组成的次生颗粒。二、问答题（42分）1、什么是玻璃结构？典型的玻璃结构有哪几种？其主要结构特征是什么？答：①玻璃结构是指玻璃中原子或离子在空间上的几何配置以及它们在玻璃中形成的结构形成体。（2分）②典型的玻璃结构有：（1）石英玻璃其主要结构特征是硅氧四面体[SiO4]以顶角互相连

4、接，形成一种三维空间架状结构，其Si-O-Si键角分布完全是无序的。（2分）（2）钠钙硅玻璃由于Na2O、CaO的加入硅氧四面体[SiO4]三维空间架状结构中的桥氧断裂，产生非桥氧而Na+、Ca++离子处于非桥氧附近的网隙（穴）中。（1分）（3）硼酸盐玻璃B2O3玻璃由硼氧三角体[BO3]组成二维层状网络，当碱金属或碱土金属氧化物加入到B2O3玻璃中时，使硼氧三角体[BO3]转变成完全由桥氧组成的硼氧四面体三维空间架状结构。即所谓的“硼氧反常性”结构。（1分）（4）其它氧化物玻璃如Al2O3、As2O3

5、、Ga2O3、BeO、TeO2等氧化物均可形成玻璃。这些氧化物玻璃的结构特点是均通过桥氧形成聚合结构。（1分）2、典型玻璃着色剂有哪几类？其着色机理有哪些？答：①典型玻璃着色剂有三类：（1）离子着色剂，如V3-4+、Fe2-3+、Co2+、Ni2+、Ti2-4+、Mn2-3+、Ce3-4+等；（2）硫硒及其化合物着色剂如硫化镉、硒化镉等；金属胶体着色剂，如铜红、金红、银黄玻璃着色剂。（3分）②玻璃的颜色是玻璃对不同波长的光波选择吸收、透射、反射的结果。一种物质之所以能选择性的吸收光波，是由于原子中的电子

6、受到光能的激发，从能量较低的轨道跃迁到能量较高的轨道，也即从基态跃迁到激发态所致。因此只要基态与激发态之间的能量差处于可见光的能量围，相应波长的光波就被吸收，从而显示颜色。（2分）根据上述着色原理可将玻璃着色机理分为：（2分）（1）离子着色机理过渡金属离子的d轨道或f轨道会发生晶体场的分裂，其所产生的能量差大约在25000cm-1到14000cm-1之间与某种波波长相当可被吸收，以及金属离子间发生电子或电荷转移从而显示颜色。（2）硫硒着色机理由于硫硒为透明物质，除透过的颜色以外其它颜色均被吸收而呈透过之

7、色。（3）硫硒化合物着色机理如硫化镉、硒化镉中的S、Se活动电子同过渡金属离子形成п键，它类似于金属键的自由电子，其禁带宽度与可见光能量相等或小时可吸收部分可见光而显示颜色。（4）金属胶体着色机理金属胶体的着色机理是由于胶态金属如铜、金、银颗粒的光散射而引起的。3、为什么高铝水泥可用于抢建修建工程施工？答：①高铝水泥又称矾土水泥，其主要矿物是铝酸一钙（CA），是由Al2O3含量约为50%的水泥熟料磨细而成。（2分）②高铝水泥的水化主要是铝酸一钙（CA）的水化,其水化产物与温度有很大的关系，在室温下产生的

8、水化产物主要为CAH10和C2AH8。CAH10和C2AH8均属六方晶系，结晶形成的针状和片状晶体相互交叉搭连形成了非常坚固的结晶结构网。此外较高温度下（>20℃）水化产物还有氢氧化铝凝胶填充在结晶结构网的空隙中，使结构更加致密，从而导致了高铝水泥可以有很高的机械强度。（3分）③由于高铝水泥的强度提高很快，24小时后可达到最高强度的80%，因此高铝水泥可用来抢修抢建工程施工。（2分）4、什么是水泥的假凝现象？答：①假凝是指水泥的一种不正常的