材料物理化学试卷及答案总结.doc

. .模拟试卷一一、解释以下问题30分每题5分 1、   非均相成核：母液中存在某界面空位、杂质、位错，成核会优先在界面上进展，这种成核系统为非均相成核。 2、   非稳定扩散：扩散过程中任一点浓度随时间变化。 3、   无序扩散：无化学位梯度、浓度梯度、无外场推动力，由热起伏引起的扩散。质点的扩散是无序的、随机的。 4、   烧结宏观定义：粉体在一定温度作用下，发生团结，使气孔率下降，致密度提高，强度增大，晶粒增长，这种现象即为烧结。 5、   互扩散推动力：化学位梯度。 二、分析说明：为什么非均相成核比均相成核更易进展？10分 因为：G#c =Gc。f并且：f=(2+COS)(1- COS)2/4，当：=90度时，f=(2+COS)(1- COS)2/4=(2+0)(1- 0)2/4=2/4=1/2，所以：G#c =Gc。f=1/2。Gc，即：非均相成核所需能量是均相成核的一半，杂质存在有利成核。 三、说明以下问题20分 1、相变过程的推动力：相变推动力为过冷度过热度的函数，相平衡理论温度与系统实际温度之差即为相变过程的推动力。 G=H-TH/T0=HT0-T/T0=H.T/T0 式中：T0-相变平衡温度，H-相变热，T-任意温度。 自发反响时：G<0,即H.T/T0<0 相变放热凝聚，结晶：H<0 那么须：T>0，T0>T ，过冷，即实际温度比理论温度要低，相变才能自发进展。 相变吸热蒸发，熔融：H>0 ，T<0 ， T0<T，过热。即实际温度比理论温度要高，相变才能自发进展。 2、说明斯宾那多分解相变和成核-生长相变的主要区别？ 组成变-不变；相分布和尺寸有规律-无规律；相颗粒高度连续性非球型-连续性差的球型 四、说明以下问题20分 1、  什么是马氏体相变？说明其相变的特点？ 钢淬火时得到的一种高硬度构造的变化过程。 特点：具有剪切均匀整齐性、不发生原子扩散、相变速度快可达声速、相变有一定围。 2、  说明影响固相反响的因素？ 反响物化学组成与构造的影响；颗粒度和分布影响；反响温度、压力、气氛影响；矿化剂的影响。 五、说明影响扩散的因素？20分化学键：共价键方向性限制不利间隙扩散，空位扩散为主。金属键离子键以空位扩散为主，间隙离子较小时以间隙扩散为主。 缺陷：缺陷部位会成为质点扩散的快速通道，有利扩散。 温度：D=D0exp-Q/RTQ不变，温度升高扩散系数增大有利扩散。Q越大温度变化对扩散系数越敏感。杂质：杂质与介质形成化合物降低扩散速度；杂质与空位缔合有利扩散；杂质含量大本征扩散和非本征扩散的温度转折点升高。 扩散物质的性质：扩散质点和介质的性质差异大利于扩散 扩散介质的构造：构造严密不利扩散。 模拟试卷二一、解释以下问题30分每题5分 1、   非均相成核：母液中存在某界面空位、杂质、位错，成核会优先在界面上进展，这种成核系统为非均相成核。 2、   非稳定扩散：扩散过程中任一点浓度随时间变化。 3、   无序扩散：无化学位梯度、浓度梯度、无外场推动力，由热起伏引起的扩散。质点的扩散是无序的、随机的。 4、   烧结宏观定义：粉体在一定温度作用下，发生团结，使气孔率下降，致密度提高，强度增大，晶粒增长，这种现象即为烧结。 5、   互扩散推动力：化学位梯度。 二、分析说明：为什么非均相成核比均相成核更易进展？10分 因为：G#c =Gc。f并且：f=(2+COS)(1- COS)2/4，当：=90度时，f=(2+COS)(1- COS)2/4=(2+0)(1- 0)2/4=2/4=1/2，所以：G#c =Gc。f=1/2。Gc，即：非均相成核所需能量是均相成核的一半，杂质存在有利成核。 三、说明以下问题20分 1、相变过程的推动力：相变推动力为过冷度过热度的函数，相平衡理论温度与系统实际温度之差即为相变过程的推动力。 G=H-TH/T0=HT0-T/T0=H.T/T0 式中：T0-相变平衡温度，H-相变热，T-任意温度。 自发反响时：G<0,即H.T/T0<0 相变放热凝聚，结晶：H<0 那么须：T>0，T0>T ，过冷，即实际温度比理论温度要低，相变才能自发进展。 相变吸热蒸发，熔融：H>0 ，T<0 ， T0<T，过热。即实际温度比理论温度要高，相变才能自发进展。 2、反响颗粒尺寸对加快固相反响的影响。 德尔方程： Kt=R021-(1-G)1/32 ；金斯特林格动力学方程积分式: Kk.t=(2DC0/R02n.)t=1-2/3G-(1-G)2/3公式中：R0-反响物等径球颗粒半径；G -转化率；Kk-速度常数；t-时间；D-扩散系数；n-分子数；C0-初始气体浓度；-分子量；-产物密度。 由公式可见：速度常数K与R0颗粒半径平方成反比，颗粒越小，反响体系比外表积越大，反响界面和扩散截面也相应增加，因此反响速率增大。威尔外表学说：颗粒尺寸减小，键强分布曲线变平，弱键比例增加，故而使反响和扩散能力增强。 四、答复以下问题 20分1、  什么是马氏体相变？说明其相变的特点？ 钢淬火时得到的一种高硬度构造的变化过程。 特点：具有剪切均匀整齐性、不发生原子扩散、相变速度快可达声速、相变有一定围。 2、  说明影响扩散的因素？ 化学键：共价键方向性限制不利间隙扩散，空位扩散为主。金属键离子键以空位扩散为主，间隙离子较小时以间隙扩散为主。 缺陷：缺陷部位会成为质点扩散的快速通道，有利扩散。 温度：D=D0exp-Q/RTQ不变，温度升高扩散系数增大有利扩散。Q越大温度变化对扩散系数越敏感。 杂质：杂质与介质形成化合物降低扩散速度；杂质与空位缔合有利扩散；杂质含量大本征扩散和非本征扩散的温度转折点升高。 扩散物质的性质：扩散质点和介质的性质差异大利于扩散 扩散介质的构造：构造严密不利扩散。 五、说明影响烧结的因素？20分 1、粉末的粒度。细颗粒增加了烧结推动力，缩短原子扩散距离，提高颗粒在液相中的溶解度，从而导致烧结过程的加速。 2、外加剂的作用。在固相烧结中，有少量外加剂可与主晶相形成固溶体，促进缺陷增加，在液相烧结中，外加剂改变液相的性质如粘度，组成等，促进烧结。 3、烧结温度：晶体中晶格能越大，离子结合也越结实，离子扩散也越困难，烧结温度越高。 保温时间：高温段以体积扩散为主，以短时间为好，低温段为外表扩散为主，低温时间越长，不仅不引起致密化，反而会因外表扩散，改变了气孔的形状而给制品性能带来损害，要尽可能快地从低温升到高温，以创造体积扩散条件。 4、气氛的影响：氧化，复原，中性。 5、成形压力影响：一般说成型压力越大颗粒间接触越严密，对烧结越有利。  模拟试卷三一.完成以下概念题15分1、什么是粘度：单位面积的磨擦力与速度梯度的比例系数。2、什么是粘附：两种物质在界面上产生相互的吸引而粘结在一起的力。3、什么是外表能：当T,P及组成不变的条件下,增加单位外表积对系统所做的功。4、什么是多晶体织构：多晶体的晶界形状,分布称为多晶体的织构,即显微构造中的晶界构型。5、什么是弗仑克尔缺陷：晶体部质点由于热起伏的影响,质点从正常位置位移到晶体部的间隙位置上,正常位置上出现空位。二.给出以下问题的答案20分1、   UO2+x生成间隙固溶体，写出缺陷反响式？答：UO2+1/2O2 -> U4+2h。+Oi+2Oo ，1/2O2-> Oi,+2h。2、   CaF2中添加YF3形成间隙固溶体，写出缺陷反响式？答：YF3 -(CaF2)->+2FF+Fi+YCa。3、   ZrO2中添加CaO形成间隙固溶体，写出缺陷反响式？答：2CaO -(ZrO2)-> Cai。+CaZr+2Oo 4、   计算Na2O.Al2O3.6SiO2的桥氧数. 答：Na2O.Al2O3.6SiO2为钠长石：架状构造；无机络盐形式：NaAlSi3O8。钠长石：m=8-2O/Si=8-2*8/1+3=4 5、在萤石晶体中Rca+=0.112nm,RF-=0.131nm,a=0.547nm,求萤石晶体中离子堆积系数？答：萤石位面心立方构造Z=4，4个Ca+离子，8个F-离子，堆积系数=1/a34*4/3*3.14 *Rca+3+8*4/3*3.14 * RF-3=0.6 三.答复以下各题15分1、   凝聚系统三元相图中液相面其自由度是多少？哪些变量可以改变？答：F=3-2+1=2，温度、组成两个变量可以改变。2、CsCl、NaCl属于何种构造？说明Na+和Cs+离子在构造中的位置？Cl-离子在什么位置，画图说明？答：NaCl为面心立方Cl-离子做严密堆积排列Na+离子充填全部8面体空隙中。CsCll属于体心立方构造，Cl-离子做严密堆积排列，Cs+离子在体心位置。3、说明构造松弛的时间长短对熔体形成玻璃的影响？答：熔体构造调整速率快，粘度小，松弛时间短，那么越易形成晶体平衡构造。反之，易形成玻璃。冷却速度大于构造调整速率那么易形成玻璃。即：冷却速率q大，Tg高，易形成玻璃。四、分析说明以下各题20分1、从SiO4的结合以及Si-O-Si键角等方面说明：-方石英、-鳞石英、-石英的构造特征？答：答：-方石英：以中心对称，Si-O-Si键角180度。-鳞石英：以过中心的平面为对称面，Si-O-Si键角180度。-石英：以中心对称，Si-O-Si键角150度。石英的横向转变缓慢，构造重排困难。纵向转变容易，构造变化不大。2、从构造观点出发说明为什么高岭石具有可塑性而长石和石英没有可塑性？答：Al2O3.2SiO2.2H2O为高岭石；无机络盐形式：Al2Si2O5(OH)4。高岭石：m=8-2O/Si=8-2*5/2=3。高岭石因为是层状构造遇水形成六角片状构造片片之间有毛细管作用，因此，具有可塑性。Na2O.Al2O3.6SiO2为钠长石：架状构造；无机络盐形式：NaAlSi3O8。钠长石：m=8-2O/Si=8-2*8/1+3=4。钠长石和石英均为架状构造。遇水也不会形成片状构造，因此，无可塑性。五、在如下图的相图中完成下面各个问题。 30分 1、画出此相图的副三角形？并说明根据什么？ 答：AEC，AES，BEC，BES。副三角形应该有相应的无变点。 2、画出各个界限的温度下降方向？并说明根据什么？ 答：1->4, 3->6,5->6, 8->5, 7->6,2->>3，4->>3,4->>5。根据连接线规那么。 3、找出一致分界曲线和不一致分界曲线？说明根据什么？ 答：一致分界曲线：单箭头，不一致分界曲线：双箭头。根据切线规那么。 4、判断最低共熔点，双升点单转熔点，双降点双转熔点？并说明根据什么？ 答：最低共熔点：6.双升点：5，3，双降点：4。根据重心、穿插、共轭位规那么。 5、  写出P点的析晶路线？见图   6、P点的最后析晶产物是什么？根据什么判断？答：P点最后析晶产物：B，E，C。即6点。根据三角形规那么判断析晶点。模拟试卷四一.完成以下问题15分1、什么是非化学计量化合物？答：化合物原子数量的比例,不符合定比定律,即非简单的固定比例关系。2、什么是硫型物质？答：物质熔融时体积膨胀，压力升高，熔点升高的物质。3、什么是水型物质？答：象冰一样熔融时体积收缩的物质。压力升高，熔点降低。如：铋、镓、锗、三氯化铁。4、什么是置换固溶体？答：杂质质点置换基质质点形成的固溶体。5、什么是构造松弛？答：熔体冷却到一定温度时,质点(原子,离子,或分子) 相应进展重排或调整,以到达该温度下的平衡构造,同时放出能量,这个过程称构造松弛。二. 给出以下问题的答案20分1、   Fe1-xO形成置换固溶体，写出缺陷反响式？答：2FeO+1/2O2 ->2FeFe2+2h。+VFe+3Oo ，1/2Oo -> VFe+2h。+Oo。2、   ZrO2中添加CaO形成置换固溶体，写出缺陷反响式？答：CaO -(ZrO2)-> Cazr+Vo。+Oo 3、    ZrO2中参加Y2O3置换固溶体，写出缺陷反响式？答：Y2O3 -(2ZrO2)-> 2Yzr+3Oo+Vo。，Y2O3 -(2ZrO2)-> 2YZr3+2e+3Oo+Vo。4、   计算Al2O3.2SiO2.2H2O的桥氧数？答：桥氧数为3 5、在萤石晶体中Rca+=0.112nm,RF-=0.131nm,a=0.547nm,求萤石晶体中离子堆积系数？答：萤石位面心立方构造Z=4，4个Ca+离子，8个F-离子，堆积系数=1/a34×4/3×3.14 ×Rca+3+8×4/3×3.14 ×RF-3=0.6 三.答复以下各题15分1、凝聚系统三元相图中的分界曲线其自由度是多少？哪些变量可以改变？答：F=3-3+1=1，一个变量可以改变。2、为什么在石英中参加Na2O能够降低石英的熔点从构造上来说明？答：高聚物变成低聚物使熔点降低。3、什么是刃位错、螺旋位错？他们的根本区别是什么？答：刃位错：在位错线附近原子失去正常有规律排列，并滑移一段距离，由此产生的缺陷即是。螺旋位错：在位错线附近原子失去正常有规律排列，产生螺旋位移，这种缺陷即是。根本区别：刃位错：滑移方向与位错线垂直，位错增加了半片原子面。螺旋位错：滑移方向与位错线平行。质点以位错线为轴做螺旋状排列。四、分析说明以下各题20分1、纯物质在任意指定温度下，固、液、气三相可以平衡共存，请用相律说明这个结论是否正确？请举例说明。答：这个结论不正确。因为，固、液、气三相平衡时，相律为：F=C-P+2，其中，C=1，P=3，那么F=0，即自由度为0温度和压力均不可以变化。这时不能够指定温度。例如：水在0度时是三相共存，温度一变固、液、气三相就不平衡了。所以温度不能任意指定温度。2、写出高岭石、钠长石的化学式及无机络盐形式，并说明其构造特征，计算其桥氧数？并说明为什么在煅烧后烧失量不同？答：Al2O3.2SiO2.2H2O为高岭石：层状构造；无机络盐形式：Al2Si2O5(OH)4。高岭石：m=8-2O/Si=8-2*5/2=3。高岭石煅烧后构造水排除，烧失量较大。Na2O.Al2O3.6SiO2为钠长石：架状构造；无机络盐形式：NaAlSi3O8。钠长石：m=8-2O/Si=8-2*8/1+3=4。钠长石构造部无构造水煅烧后，烧失量较小。五、在如下图的相图中完成下面各个问题。 30分 1、画出此相图的副三角形？并说明根据什么？ 答：AEC，AES，BEC，BES。副三角形应该有相应的无变点。 2、画出各个界限的温度下降方向？并说明根据什么？答：1->4, 3->6,5->6, 8->5, 7->6,2->>3，4->>3,4->>5,根据连接线规那么。 3、找出一致分界曲线和不一致分界曲线？说明根据什么？答：一致分界曲线：单箭头，不一致分界曲线：双箭头。根据切线规那么。 4、判断最低共熔点，双升点单转熔点，双降点双转熔点？并说明根据什么？ 答：最低共熔点：6.双升点：5，3，双降点：4。根据重心、穿插、共轭位规那么。 5、写出P点的析晶路线？ 6、P点的最后析晶产物是什么？根据什么判断？答：P点最后析晶产物：B，E，C。即6点。根据三角形规那么判断析晶点。   模拟试卷九一、 图1是Na2O的理想晶胞构造示意图，试答复：1晶胞分子数是多少；2构造中何种离子做何种密堆积；何种离子填充何种空隙，所占比例是多少；3构造中各离子的配位数为多少，写出其配位多面体；4计算说明O2-的电价是否饱和; 5画出Na2O构造在001面上的投影图。二、 图2是高岭石(Al2O3·2SiO2·2H2O)构造示意图，试答复： 图 11请以构造式写法写出高岭石的化学式； 2高岭石属于哪种硅酸盐构造类型；3分析层的构成和层的堆积方向； 4分析构造中的作用力；5根据其构造特点推测高岭石具有什么性质。三、 简答题：1 晶体中的构造缺陷按几何尺寸可分为哪几类？2 什么是负扩散？ 3烧结初期的特征是什么？4 硅酸盐晶体的分类原那么是什么？5 烧结推动力是什么？它可凭哪些方式推动物质的迁移？6 相变的含义是什么？从热力学角度来划分，相变可以分为哪几类？四、 写出以下缺陷反响式：1 NaCl形成肖特基缺陷； 2AgI形成弗仑克尔缺陷Ag+进入间隙；3 TiO2掺入到Nb2O3中，请写出二个合理的方程，并判断可能成立的方程是哪一种？再写出每个方程的固溶体的化学式。4 NaCl溶入CaCl2中形成空位型固溶体五、 外表力的存在使固体外表处于高能量状态，然而，能量愈高系统愈不稳定，那么固体是通过何种方式降低其过剩的外表能以到达热力学稳定状态的。六、粒径为1的球状Al2O3由过量的MgO微粒包围，观察尖晶石的形成，在恒定温度下，第一个小时有20%的Al2O3起了反响，计算完全反响的时间：用德方程计算；用金斯特林格方程计算。七、请分析熔体构造中负离子团的堆积方式、聚合度及对称性等与玻璃形成之关系。八、试从构造和能量的观点解释为什么D晶界>D晶？九、试分析二次再结晶过程对材料性能有何影响？工艺上如何防止或延缓二次再结晶的发生？十、图3是A-B-C三元系统相图，根据相图答复以下问题：1写出点P，R，S的成分；2设有2kgP，问需要多少何种成分的合金Z才可混熔成6kg成分为R的合金。十一、图4是A-B-C三元系统相图，根据相图答复以下问题：1在图上划分副三角形、用箭头表示各条线上温度下降方向及界限的性质；2判断化合物D、F的性质；3写出各三元无变量点的性质及其对应的平衡关系式；4写出组成点G在完全平衡条件下的冷却结晶过程；5写出组成点H在完全平衡条件下的冷却结晶过程，写出当液相组成点刚刚到达E4点和结晶完毕时各物质的百分含量用线段比表示。图2a 高岭石的构造 在010面上的投影图图2b 高岭石的构造 在001面上的投影图图3答案一、1：4；2：O2-离子做面心立方密堆积，Na+填全部四面体空隙；3： Na+=4 O2-=8 NaO4 ONa8；4：O2-电价饱和，因为O2-的电价=Na+的电价/Na+的配位数×O2的 配位数；5：二、1：Al4Si4O10(OH)8；2：单网层状构造；3：一层硅氧层一层水铝石层且沿C轴方向堆积；4：层是共价键，层间是氢键；5：片状微晶解理。三、1：点缺陷，线缺陷，面缺陷；2：由低浓度向高浓度的扩散；3：坯体间颗粒重排，接触处产生键合，大气孔消失，但固-气总外表积变化不大；4：按硅氧比值分类或按硅氧聚和体的大小分类；5：外表能的降低，流动传质、扩散传质、气相传质和溶解-沉淀传质；6：随自由能的变化而发生的相的构造的变化，一级相变、二级相变和三级相变。四、 1：OVNa ´+VCl2：AgAgAgi+VAg´3：3TiO23TiNb+VNb´´´+6OO 2TiO22TiNb+Oi´´+3OO Nb2-xTi3xO3可能成立 Nb2-2xTi2xO3+x4：NaClNaCa´+ClCl+VCl五、一是通过外表质点的极化、变形、重排来降低外表能，二是通过吸附来降低外表能。六、根据1-1-G2=k1t 和 1-G-(1-G)=k2t 来计算 1：t=195h 2：t=68h 七、当O/Si由24时，熔体中负离子团的堆积形式由三维架状转化为孤立的岛状，负离子团的聚合度相应的降至最低。一般情况下，熔体中负离子团的聚合度越高，特别是形成三维架状的空间网络时，这些大的聚合离子团位移、转动、重排都比拟困难，故质点不易调整成规那么排列的晶体构造，易形成玻璃。熔体中负离子团的对称性越好，转变成晶体越容易，那么形成玻璃愈难，反之亦然。 八、晶界上质点排列构造不同于部，较晶体疏松，原子排列混乱，存在着许多空位、位错、键变形等缺陷，使之处于应力畸变状态，具有较高能量，质点在晶界迁移所需活化能较晶为小，扩散系数为大。九、二次再结晶出现后，由于个别晶粒异常长大，使气孔不能排除，坯体不在致密，加之大晶粒的晶界上有应力存在，使其部易出现隐裂纹，继续烧结时坯体易膨胀而开裂，使烧结体的机械、电学性能下降。 工艺上常采用引入适当的添加剂，以减缓晶界的移动速度，使气孔及时沿晶界排除，从而防止或延缓二次再结晶的发生。十、 P R S Z A 20 10 45 5 B 10 60 45 85C 70 30 10 10十一、略模拟试卷十一、12分根据CaTiO3晶胞图见图1答复以下问题：晶面BCGF、DEG的晶面指数；晶向DF、HA的晶向指数。1、 构造中各离子的配位数为多少，写出其配位多面体；2、 晶胞分子数是多少？何种离子添何种空隙，空隙利用率是多少？3、 构造中是否存在TiO32-离子，为什么？二、11分图2是镁橄榄石(Mg2SiO4)构造示意图，试答复：1镁橄榄石属于哪种硅酸盐构造类型； 2计算说明O2-的电价是否饱和；3构造中有几种配位多而体，各配位多面体间的连接方式怎样"4镁橄榄石是否容易形成玻璃，为什么？三、10分写出以下缺陷反响式：1、NaCl形成肖脱基缺陷。 2、AgI形成弗伦克尔缺陷Ag+进入间隙3、TiO2掺入到Nb2O3中，请写出二个合理的方程，写出固溶体的化学式，并判断可能成立的方程是哪一种？四、10分判断以下表达是否正确？假设不正确，请改正。1 Na2O-SiO2系统中随SiO2含量的增加，熔体的粘度将降低。2 扩散的推动力是浓度梯度，所有扩散系统中，物质都是由高浓度处向低浓度处扩散。3 晶粒正常长大是小晶粒吞食大晶粒，反常长大是大晶粒吞食小晶粒。4 固溶体是在固态条件下，一种物质以原子尺寸溶解在另一种物质中形成的单相均匀的固体。5 在热力学平衡条件下，二元凝聚系统最多可以3相平衡共存，它们是一个固相、一个液相和一个气相。五、6分什么叫弛豫外表？NaCl单晶外表具有什么样的构造特点？ 六、6分巳知Zn2+ 和Cr2+在尖晶石ZnCrO4中的自扩散系数与温度的关系分别为1） 试求1403K时Zn2+ 和Cr2+在ZnCrO4中的扩散系数。2） 如将细铂丝涂在两种氧化物ZnO和Cr2O3的分界限上，然后将这些压制成型的样品进展扩散退火。标记物铂丝非常细，不影响离子在不同氧化物之间的扩散。根据所得数据判断铂丝将向哪一方向移动？七、6分为什么在成核一生成机理相变中，要有一点过冷或过热才能发生相变"什么情况下需过冷，什么情况下需过热，各举一个例子。八、6分粒径为1球状Al2O3由过量的MgO微粒包围，观察尖晶石的形成，在恒定温度下，第一个小时有20%的Al2O3起了反响，分别用扬德方程、金斯特林格方程计算完全反响的时间，对计算结果进展比拟并说明为什么？ 九、6分瓷材料中晶粒的大小与什么有关？工艺上如何控制晶粒尺寸请列出三种途径？ 十、26分图3 是A-B-C三元系统相图，根据相图答复以下问题：1在图上划分副三角形、用箭头表示各条界限上温度下降方向及界限的性质；2判断化合物D、M的性质；3写出各三元无变量点的性质及其对应的平衡关系式；4写出组成点G在完全平衡条件下的冷却结晶过程；5写出组成点H在完全平衡条件下进展加热时，开场出现液相的温度和完全熔融的温度；6写出完全平衡条件下进展冷却，结晶完毕时各物质的百分含量用线段比表示。图1图2图3答案一、11、010 111 1 101；(4分) 2、Ti4+=6，O2-=6，Ca4+=12； TiO6 OCa4Ti2 CaO12；3分 3、1；Ti4+添八面体空隙，八面体空隙利用率1/4，四八面体空隙全；(3分) 4、否，因为Ti4+和O2-间没有明显的共价键成分。(2分) 21、岛状构造；(1分)； 2、O2-与一个SiO4、三个 MgO6配位：+=2= O2-的电价，O2-的电价(2分)；3、构造中有两种配位多面体SiO4、MgO6 (2分)；SiO4呈孤立的岛状，中间被MgO6隔开，SiO4与 MgO6之间共顶或共棱连接，同层的MgO6之间共棱、不同层的MgO6之间共顶连接；(4分)4、不易，因为镁橄榄石的Si/O=1/4，最低，网络连接程度弱，构造中络阴离子团尺寸小，迁移阻力小，熔体的粘度低，冷却过程中构造调整速率很快。(2分)二、写出以下缺陷反响式10：1、 OVNa ´+VCl 2、AgAgAgi+VAg´3、3TiO23TiNb+VNb´´´+6OO 2TiO22TiNb+Oi´´+3OO Nb2-xTi3xO3可能成立 Nb2-2xTi2xO3+x三、1(2分)粘度增加；2(2分)扩散也可以从低浓度向高浓度进展；3(2分)都是晶界移动的结果。正常长大是晶粒平均尺寸增加，反常长大是个别大晶粒尺寸异常增加。4(2分)正确5(2分)两个固相和一个液相 四、外表上的原子产生相对于正常位置的上、下位移，称为外表弛豫。(2分)NaCl单晶中处于外表层的负离子只受到上下和侧正离子的作用，而外侧是不饱和的。电子云将被拉向侧的正离子一方而变形，使该负离子诱导成偶极子。这样就降低了晶体外表的负电场。接着，外表层离子开场重排以使之在能量上趋于稳定。为此，外表的负离子被推向外侧，正离子被拉向侧从而形成了外表双电层。(4分)五、(2分)(2分)因为<,所以铂丝向Cr2O3方向移动。(2分)六、由热力学可知，在等温、等压下有在平衡条件下，那么有式中：0是相变的平衡温度；为相变热。假设在任意温度的不平衡条件下，那么有假设与不随温度而变化，将上式代入上式得：可见，相变过程要自发进展，必须有，那么。（1） 假设相变过程放热如凝聚、结晶等。要使，必须有，即，这说明系统必须“过冷。（2） 假设相变过程吸热如蒸发、熔融等，要满足这一条件那么必须，即，这说明系统要自发相变那么必须“过热。七、扬德方程 11G1/32=K4tt=194.6h (2分)金斯特林格方程12/3G1-G2/3=K6tt=68.1 (2分)扬德方程假设反响过程中扩散截面不变，而金斯特林格方程考虑了反响中扩散截面的变化。随反响的进展，反响物体积减小，扩散截面变小，所需反响时间要比扬德假设所计算出的时间短。(2分)八、瓷材料中晶粒的大小与物料的原始粒度、烧结温度和时间等因素有关；(3分) 控制晶粒尺寸方法：控制原始粒度均匀细小，控制烧结温度和时间，添加剂等。(3分)九、1、见图，付三角形3分，界限性质1分，界限上温度降低的方向4.5分；2、D，一致熔融二元化合物，高温稳定、低温分解；(1.5分) M，不一致熔融三元化合物；1分3、4分E1，单转熔点，E2，低共熔点，E3，单转熔点，E4，过渡点，4、6分L (结晶完毕) S 产物C+B+M5、E2温度1分，H点所在温度1分；过H点做副三角形BCM的两条边CM、BM的平行线HH1、HH2，C%=BH2/BC×100%，B%=CH1/BC×100%，C%=H1H2/BC×100%3分。模拟试卷十一一、根据CaTiO3晶胞图见图1答复以下问题18分：1、晶面BCGF、HAC的晶面指数；晶向DF、AH的晶向指数。2、构造中各离子的配位数为多少，写出其配位多面体；3、晶胞分子数是多少？何种离子添何种空隙，空隙利用率是多少？4、计算说明O2-的电价是否饱和；5、构造中是否存在TiO32-离子，为什么？二、以下硅酸盐矿物各属何种构造类型6分： r-Ca2Si04， KAISi3O8， CaMgSi2O6，Mg3Si4O10(OH)2， Ca2AlAlSiO7， Ca2Mg5Si4O11OH2三、1、写出以下缺陷反响式10分：(1) CaCl2溶人NaC1中形成空位型固溶体，并写出固溶体的化学式；(2) NaCl形成肖脱基缺陷。 2、为什么间隙型固溶体不能形成无限固溶体？四、硅酸盐熔体的构造特征是什么？从Na2OSiO2系统出发，随引入B2O3量的增加，系统的粘度如何变化，为什么？10分五、固体是如何降低系统的外表能的，为什么一样组成的固体的外表能总是高于液体的外表能？8分六、假定碳在Fe(体心立方)和Fe面心立方中进展扩散，碳在Fe中的D0和扩散活化能为0.0079、83600J/mol，碳在Fe中的D0和扩散活化能为0.21和141284J/mol，计算800C时各自的扩散系数并解释其差异。6分七、为什么在成核一生成机理相变中，要有一点过冷或过热才能发生相变" 什么情况下需过冷，什么情况下需过热，试证明之。6分八、如果要合成镁铝尖晶石，可供选择的原料为Mg(OH)2、MgO、-Al2O3、-Al2O3，从提高反响速率的角度出发，选择什么原料较好？请说明原因。6分九、以下过程中哪一个能使烧结体强度增大，而不产生坯体宏观上的收缩" 6分(a) 蒸发冷凝、 (b) 体积扩散、 (c)粘性流动、(d)外表扩散、 (e)溶解沉淀 十、图2是A-B-C三元系统相图，根据相图答复以下问题24分：1在图上划分副三角形、用箭头表示各条界限上温度下降方向及界限的性质；2判断化合物S1、S2、S3的性质；3写出各三元无变量点的性质及其对应的平衡关系式；4写出组成点G在完全平衡条件下的冷却结晶过程；5写出组成为H的混合物在完全平衡条件下进展加热时，开场出现液相的温度和完全熔融的温度；写出组成H的混合物在完全平衡条件下进展冷却，结晶完毕时各物质的百分含量用线段比表示。图 1图 2答案一、1 100 111 111 0-11 各1分 2 Ti4+=6 TiO6 Ca2+=12 CaO12 O2-=6 OTi2Ca4 各1分 3 Z=1(1分) Ti4+(1分)占据1/4八面体空隙(1分)4 因为：Z+=2/12*4+4/6*2=2=Z- 所以：饱和 (3分)5 不存在，因为是复合氧化合物。(2分)二、岛状、架状、链状、层状、组群状、链状 各1分三、1CaCl2VNa´+2ClCl+CaNa(2分) Na1-2xCaxCl(1分) 2OVNa ´+VCl(2分) 3一是因为晶体中的间隙位置有限，二是因为间隙质点超过一定的限度会不破坏晶体构造的稳定性。四、SiO4为根本构造单元，四面体组成形状不规那么大小不同的聚合力子团，络阴离子团之间依靠金属离子连接。4分； 从Na2OSiO2系统出发，随引入B2O3量的增加， BO3与游离氧结合，转变为BO4，使断裂的网络重新连接，系统粘度增加3分；继续引入B2O3，B2O3以层状或链状的BO3存在，系统的粘度降低3分。五、固体外表通过外表质点的极化、变形、重排降低固体的外表能3分；液体分子可自由移动，通过形成球形外表来降低外表能2分；固体质点不能自由移动，只能通过外表质点的极化、变形、重排降低外表能，因此外表能总是高于同组成的液体的外表能3分。六、由公式D=D0exp(-Q/RT)1分，计算D=6.72*10-71分；D=2.7*10-81分；DD1分，因为体心构造较面心构造疏松2分。七、由热力学可知，在等温、等压下有在平衡条件下，那么有式中：0是相变的平衡温度；为相变热。假设在任意温度的不平衡条件下，那么有假设与不随温度而变化，将上式代入上式得：可见，相变过程要自发进展，必须有，那么。（3） 假设相变过程放热如凝聚、结晶等。要使，必须有，即，这说明系统必须“过冷。（4） 假设相变过程吸热如蒸发、熔融等，要满足这一条件那么必须，即，这说明系统要自发相变那么必须“过热。八、选择Mg(OH)2、-Al2O33分；因为反响活性高，构造不稳定3分。九、蒸发冷凝、外表扩散十、1见图6分； 2S1二元不一致熔融化合物，S2二元不致熔融化合物，S3三元不一致熔融化合物；各1分 3P1：过渡点；P2：双转熔点