2022年无机非金属材料科学基础习题 .pdf

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1、第一章【习题】1.1 名词解释：等同点、结点、空间点阵、晶体、对称、对称型、晶系、晶类、布拉菲格子、晶胞、晶胞参数、晶体定向、晶面指数、晶向指数、晶带轴定律1.2 略述从一个晶体结构中抽取点阵的意义和方法？空间点阵与晶体结构有何对应关系？1.3 什么叫对称性？晶体的对称性有何特点，为什么？1.4 晶体中有哪些对称要素，用国际符号表示。1.5 试找出正四面体、正八面体和立方体中的所有对称元素，并确定其所属点群、晶系。1.6 根据什么将14种布拉维点阵分成七个晶系？各晶系特点如何？为什么14 种布拉维点阵中有正交底心而无四方底心和立方底心点阵型式？以图说明。说明七个晶系的对称特点及晶体几何常数的关

2、系。1.7 什么叫单位平行六面体或单位？在三维点阵中选取单位平行六面体应遵循哪些原则？为什么？1.8 abc, =90的晶体属于什么晶系？abc, 90的晶体属什么晶系？能否据此确定这二种晶体的布拉维点阵？1.9 一个四方晶系晶体的晶面，其上的截距分别为3a、4 a，6c，求该晶面的晶面指数。1.10 四方晶系晶体ab，c1/2a。一晶面在 X、Y、Z 轴上的截距分别为2a, 3b 和 6c。给出该晶面的密勒指数。1.11 某一晶面在x、y、z 三个坐标轴上的截距分别为1a，b,3c ，求该晶面符号。1.12 在正交简单点阵、底心点阵、体心点阵、面心点阵中分别标出110、 011、101三组晶

3、面，并指出每个晶面上的结点数。1.13 在立方晶系中画出以下晶面：a 001； b 110； c 111。在所画的晶面上分别标明以下晶向： a210 ；b111 ；c101。1.14 试说明在等轴晶系中，111、111、 222、 110与 111面之间的几何关系。1.15 在立方晶系晶胞中画出以下晶面指数和晶向指数：001与 210，(111)与112，(110)与111 ，3 22与236，(257)与111，(123)与121，(102)，(112)，(213)，110 ，111，120， 321。1.16 试解释对称型4/m 及32/m 所表示的意义是什么。1.17 试用点的坐标表示金

4、刚石的结构，指出结构类型，所属晶系，并找出金刚石结构中的4 次螺旋轴和平移量。1.18 试说明空间群符号P42/mnm 所表达的意义。1.19 石墨分子为一个个等六边形并置的无限伸展的层形结构，碳原子处于每个六边形的角顶。请画出它的平面结构图，并从这样的平面结构中取出晶胞。假设已知结构中相邻碳原子间距离，请指出晶胞中基本向量 a、b 的长度和它们之间的夹角。每个晶胞中含几个碳原子？包括几个CC 化学键？写出晶胞中每个碳原子的坐标。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 24 页第二章【习 题】2.1 名词解释：晶格能，离子半径，

5、配位数与配位体，离子极化，同质多晶与多晶转变，位移性转变与重建性转变，晶体场理论与配位场理论。2.2 依据结合力的本质不同，晶体中的键合作用分为哪几类？其特点是什么？2.3 以 NaCl 晶胞为例，试说明面心立方堆积中的八面体和四面体空隙的位置和数量。2.4 半径为 R 的球，相互接触排列成体心立方结构，试计算能填入其空隙中的最大小球半径r。体心立方结构晶胞中最大的空隙的坐标为0，1/2，1/4。2.5 根据半径比关系，说明以下离子与O2-配位时的配位数各是多少？已知rO2-，rSi4+，rK+，rAl3+，rMg2+。2.6 试证明等径球体六方紧密堆积的六方晶胞的轴比。2.7 计算面心立方、

6、密排六方晶胞中的原子数、配位数、堆积系数。2.8 根据最密堆积原理，空间利用率越高，结构越稳定，金刚石的空间利用率很低只有34.01%，为什么它也很稳定？2.9 证明等径圆球六方最密堆积的空隙率为25.9%。2.10 试根据原子半径R 计算面心立方晶胞、六方晶胞、体心立方晶胞的体积。2.11 面排列密度的定义为：在平面上球体所占的面积分数。画出 MgONaCl 型晶体111、 110和 100晶面上的原子排布图；计算这三个晶面的面排列密度。2.12 设原子半径为R，试计算体心立方堆积结构的100、 110、 111面的面排列密度和晶面族的面间距。2.13 MgO 晶体结构， Mg2+半径为，

7、O2-半径为，计算MgO 晶体中离子堆积系数球状离子所占据晶胞的体积分数；计算MgO 的密度。并说明为什么其体积分数小于74.05%？2.14 ThO2具有 CaF2结构。 Th4+离子半径为， O2-离子半径为。 a实际结构中的Th4+的配位数与预计配位数是否一致？b结构满足鲍林规则否？2.15 氟化锂 LiF 为 NaCl 型结构，测得其密度为3，根据此数据计算晶胞参数，并将此值与你从离子半径得到的数值进行比较。2.16 有效离子半径可以通过晶体结构测定算出。在下面NaCl 型结构晶体中，测得MgS 和 MnS 的晶胞参数均为在这两种结构中，阴离子是相互接触的。假设CaS(a=0.567n

8、m)、CaO(a=0.480nm)和MgO(a=0.420nm) 为一般阳离子 -阴离子接触，试求这些晶体中各离子的半径。2.17 Li2O 的结构是O2-作面心立方堆积，Li+占据所有四面体间隙位置，氧离子半径为。求：1计算负离子彼此接触式，四面体空隙所能容纳的最大阳离子半径，并与书末附表Li+半径比较，说明此时O2-能否互相接触； 2根据离子半径数据求晶胞参数：3求 Li2O 的密度第三章【习 题】精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 24 页3.1 名词解释：萤石型和反萤石型；类质同晶和同质多晶；二八面体型与三八面体型；

9、同晶取代与阳离子交换；尖晶石与反尖晶石。3.2 在氧离子面心立方密堆积结构中，对于获得稳定结构各需何种价离子，并对每一种堆积方式举一晶体实例说明之。其中：a所有八面体间隙位置均填满；b.所有四面体间隙位置均填满；c.填满一半八面体间隙位置； d填满一半四面体间隙位置。3.3 试解释： aMgAl2O4晶体结构中，按r+/r-与 CN 关系， Mg2+、Al3+都填充八面体空隙，但在该结构中 Mg2+进入四面体空隙，Al3+填充八面体空隙；b而在 MgFe2O4结构中， Mg2+填充八面体空隙，而一半 Fe3+填充四面体空隙；c绿宝石和透辉石中Si:O 都为 1:3，前者为环状结构，后者为链状结

10、构。CaF2的晶胞参数为。1根据 CaF2 晶胞立体图画出在CaF2晶胞在 001面上的投影图；2画出CaF2110面上的离子排列简图；3正负离子半径之和为多少？在萤石晶体中Ca2+半径为， F半径为，求萤石晶体的堆积密度？萤石晶体a，求萤石的密度。3.6 Li2O 晶体， Li+的半径为， O2-的半径为，其密度为3，求晶胞常数a；晶胞中 Li2O 的分子数。尖晶石和反尖晶石区别是什么？为什么在反尖晶石结构中许多过渡金属离子填充规律并不完全按离子半径比？金红石结构中42螺旋轴为什么不在晶胞中心面在四边的中心？3.9 氯化钠、立方硫化锌ZnS、金刚石都是二套立方面心格子，交迭在一起为什么空间群

11、有差异，是分析这些差异引起的原因？3.10 同为碱土金属阳离子Be2+、Mg2+、Ca2+，其卤化物 BeF2和 SiO2结构同， MgF2与 TiO2金红石型结构同， CaF2则有萤石型结构，分析其原因。3.11 金刚石结构中C 原子按面心立方排列，为什么其堆积系数仅为34%？3.12 表达硅酸盐晶体结构分类原则及各种类型的特点，并举一例说明之。3.13 堇青石与绿宝石有相同结构，分析其有显著的离子电导，较小的热膨胀系数的原因。3.14 在透辉石CaMgSi2O6晶体结构中， O2-与阳离子Ca2+、Mg2+、Si4+配位型式有哪几种，符合鲍林静电价规则吗？为什么？3.15 -石英中哪些方位

12、有二次轴？指出具体位置？其压电性能为什么与方向有关？3.16 绿宝石和透辉石中Si：O 都是 1：3，为什么一个是环状结构，一个为链状结构？3.17 参阅教材中镁橄榄石结构图，结合网页上的模型，讨论以下问题：1结构中有几种配位多面体， 分析各种配位多面体之间的连接方式；2 计算镁橄榄石Mg2SiO4晶胞的 “ 分子 ” 数” ；3 计算 Mg2SiO4晶胞中的八面体和四面体空隙数以及Mg2+和 Si4+所占四面体和八面体空隙的分数是多少？4计算图中左下方标高位 75 的 O2-的电价是否饱和？5写出与标高为0 和 100的 Mg2+相配位的 O2-的标高。3.17 以下硅酸盐矿结构各属何种结构

13、类型，有Al3+离子的要说明其在结构中所处的位置？CaMgSi2O6Ca2AlAlSiO7 MgSi4O10(OH)2KAl Si3O8 Mg2SiO43.18 以绿宝石结构为例说明鲍林五规则？3.19 试画出叶腊石、滑石及蒙脱石结构草图，指出它们的区别。要求某一工程师鉴定从一种玻璃熔体结晶出来的某些片状晶体，X 射线衍射图指出它们是单相的只有一种晶体结构 ， 但化学分析说明它具有复杂的化学式KF?AlF2?BaO?MgO?Al2O3?5MgSiO4。 假设请你当参谋，你能告诉他这是白云母钾云母、滑石或叶腊石有关的晶体吗？指出这个晶体是在滑石或叶腊石中进行了何种置换而形成的？3.21 对以下现

14、象给以解释：a在层状硅酸盐结构中，有一层八面体配位的Al 和一层四面体配位的Si。在这些结构中Al 经常取代 Si，但 Si 不会取代 AlSi4+、Al3+和 O2-的离子半径分别为，和；b许多氧化物是以阴离子的立方堆积为基础的，而较少以六方密堆为基础，尽管两者排列的密度相等；c硅酸盐结构由 SiO4四面体共顶连接成链状、环状、层状等结构。在磷酸盐PO43-和硫酸盐 SO42-中也有相似的四面体，但常常是孤岛状结构， 不过 AlPO4却具有与石英SiO2类似的结构；d 碱土金属氧化物MgO 、 SrO、BaO 均为 NaCl 型结构，这些化合物的硬度及熔点是按上述次序降低的。精选学习资料 -

15、 - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 24 页3.22 a计算三角配位时正负离子半径比的下限；b对B3+， O2-(r=0.140nm) ，试预言其配位数；c通常实验观察的是三角配位，试作出解释。3.23 说明以下晶体： CsCl、NaCl、立方ZnS、六方 ZnS、CaF2、TiO2、 -Al2O3、MgAl2O4、Mg2SiO4所属晶系，正负离子堆积情况，配位数和配位多面体的类型，连接方式，并指出各静电键强度。3.24 化学手册中给出NH4Cl 的密度为3，X 射线数据说明NH4Cl 有两种晶体结构， 一种为 NaCl 型结构，；另一种为

16、 CsCl 结构，。上述密度值是哪一种晶型的？NH4+离子作为一个单元占据晶体点阵。3.25 MnS 有三种多晶体，其中两种为NaCl 型结构，一种为立方ZnS 型，当有结构立方ZnS 转变为 NaCl型结构时，体积变化的百分数是多少？已知CN=6 时， rMn2+， rS2-；CN=4 时， rMn2+，rS2-。第四章4.1. 名词解释：弗伦克尔缺陷与肖特基缺陷；固溶体；非化学计量化合物；刃型位错和螺型位错；伯氏矢量；位错滑移。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 24 页4.2. 试述晶体结构中点缺陷的类型。 以通用的表

17、示法写出晶体中各种点缺陷的表示符号 CaCl2中 Ca2+置换 KCl 中 K+或进入到 KCl 间隙中去的两种点缺陷反应表示式。4.3. 在缺陷反应方程式中，所谓位置平衡、电中性、质量平衡是指什么？4.4. 对某晶体的缺陷测定生成能为84kJ/mo1，计算该晶体在 1000K 和 1500K 时的缺陷浓度。4.5. 假设已知在 NaCl 晶体中形成一对正负离子空位的形成能，试计算当温度为296K 时的肖特基缺陷浓度？4.6. 试写出在以下两种情况，生成什么缺陷？缺陷浓度是多少？在Al2O3中，添加摩尔分数为的Cr2O3，生成淡红宝石。在Al2O3中，添加摩尔分数为的 NiO，生成黄宝石。4.

18、7. a在 CaF2晶体中，弗伦克尔缺陷形成能为，肖特基缺陷的生成能为，计算在 25o C 和 1600o C 时热缺陷的浓度？如果CaF2晶体中，含有百万分之一的 YF杂质，则在 1600时 CaF2晶体中是热缺陷占优势还是杂质缺陷占优势？说明原因。4.8. 写出以下缺陷反应式：1NaCl 溶于 CaCl 中形成空位型固溶体； 2CaCl 溶于 NaCl 中形成空位型固溶体；3NaCl 形成肖特基缺陷； (4) AgI 形成弗伦科尔缺陷 Ag+进入间隙。4.9. 查出 MgO、CaO、AlO和 TiO四种氧化物的正离子半径，电负性及晶体结构类型。按离子大小、电子价、结构类型等因素预计以下各个

19、二元系统，生成固溶体还是化合物。 MgO-CaO；MgO-TiO2；MgO-Al2O3；CaO-Al2O3；CaO-TiO2；Al2O3-TiO2。查阅二元相图，校核预计结果的正确性。4.10. 试写出以下缺陷方程：322OAlTiO；2ThOCaO；MgOOY32232ZrOOAl4.11. 试写出少量 MgO 掺杂到 Al2O3中， 少量 YF3掺杂到 CaF2中的缺陷方程。 判断方程的合理性。写出每一方程对应的固溶式。4.12. ZnO是六方晶系， a，b，每个晶胞中含两个ZnO 分子，测得晶体密度分别为 /cm3、/cm3，求这两种情况下各产生什么形式的固溶体？4.13. 对于 MgO

20、、CaO、Al2O3和 Cr2O3，其正、负离子半径比分别为、和。 Al2O3和 Cr2O3形成连续固溶体。这个结果可能吗？为什么？试预计， 在 MgO-Cr2O3系统中的固溶度是有限还是很大？为什么？4.14. Al2O3在 MgO 中将形成有限固溶体，在低共熔温度1995时，约有质量分数为 18Al2O3溶入 MgO 中，MgO 单位晶胞尺寸减小。试预计以下情况下密度的变化。 A13+为间隙离子； A13+为置换离子。4.15. 用3加入 CaF2中形成固溶体，实验测得固溶体的晶胞参数a，测得固溶体密度 /cm3， 试计算说明固溶体的类型 (元素的相对原子质量： ； ； M(F)=19.0

21、0)。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 24 页4.16. 对磁硫铁矿进行化学分析， 按分析数据的 Fe/S计算， 得出两种可能的成分：Fe1-xS 和 FeS1-x，前者意味着 Fe是空位的缺陷结构，后者Fe是被置换。设计一种试验方法以确定该矿物究竟属于哪一类成分。4.17. YF3添加到 CaF2中形成的固溶体，经X 射线衍射，被证实是属于负离填式缺陷模型。请计算当含有10%的 YF3时，该固溶体的密度是多少？4.18. 在面心立方空间点阵中，面心位置的原子数比立方体顶角位置的原子数多三倍。原子 B 溶入 A 晶格的面

22、心位置中，形成置换固溶体，其成分应该是 A3B还是 A2B？为什么？4.19. CeO2为萤石结构，其中加入15%摩尔分数 CaO形成固溶体，测得固溶体密度3。 晶胞参数，试通过计算判断生成的是哪一种类型固溶体，已知原子量， 。4.20. 非化学计量缺陷的浓度与周围气氛的性质、压力大小相关，如果增大周围氧气的分压，非化学计量化合物Fe1-xO 及 Zn1-xO 的密度将发生怎样变化？增大还是减少，为什么？4.21. 非化学计量化台物 FexO 中，Fe3+Fe2+0.1(离子数比 )，求 FexO 中的空位浓度及 x值。4.22. 非化学计量氧化物Ti2-xO 的制备强烈依赖于氧分压和温度。试

23、列出其缺陷反应式；求其缺陷浓度表达式。4.23. 某种 NiO 是非化学计量的， 如果 NiO 中 Ni3+/Ni2+=10-4，问每立方米中有多少载流子？4.24. 在大多数简单氧化物中观察到位错，而且事实上难于制备位错密度小于104cm-2的晶体。在比较复杂的氧化物中，如石榴石如钇铝石榴石Y3Al5O12、Gd3Ga5O12却易于制成无位错的单晶，为什么？. 晶格常数等于的面心立方晶体，计算2 的对称倾斜晶界中的位错间距。第五章【习题】5.1 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？5.2 简述玻璃的通性。5.3 简述哪些物质可以形成非晶态固体

24、，形成非晶态固体的手段有哪些？5.4 简述晶子学说与无规则网络学说的主要观点，并比较两种学说在解释玻璃结构上的相同点和不同点。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页，共 24 页5.5 在玻璃性质随温度变化的曲线上有两个特征温度Tg和 Tf，试说明这两个特征温度的含义，及其相对应的黏度。一种熔体在1300oC 时的粘度是 310Pa?s ，在 800oC 时是 107Pa?s, 在 1050o C 时其粘度为什么？在此温度下急冷能否形成玻璃？5.7 在 SiO2中应加入多少Na2O，使玻璃的，此时析晶能力是增强还是削弱？5.8 网络

25、变性体 如 Na2O加到石英玻璃中， 使氧硅比增加，实验观察到时，即到达形成玻璃的极限，O/Si3 时，则不能形成玻璃，为什么？5.9 试计算以下玻璃的结构参数：Na2O SiO2，Na2O CaO Al2O3 2SiO2，Na2O 1/3Al2O3 2SiO25.10 玻璃的组成为13Na2O-13CaO-74SiO2质量分数，计算结构参数和非桥氧的质量分数。5.11 有一组二元硅酸盐熔体，其R 值变化为： 2、3、4。写出熔体一系列性质的变化规律：游离碱含量的变化；氧硅摩尔比的变化；低聚物数量；熔体黏度；形成玻璃的能力；析晶能力。5.12 从以下两种釉式中，你能否判断两者的熔融温度、黏度、

26、外表张力上的差异？说明理由。10.2PbO0.4CaOONa0.2OK0.2220.3 Al2O32CaO0.60.2MgOOK0.221.1 Al2O3 10.0 SiO2正硅酸铅 PbSiO4玻璃的密度为 /cm3，求这种铅玻璃中氧的密度为多少？如果将它与熔融石英玻璃密度为/cm3中的氧密度相比较， 试指出在这种铅玻璃中铅离子所在的位置。其中原子量分别为O:16，Si:28，Pb:207。5.14 已知石英玻璃的密度为cm3，假定玻璃中原子尺寸与晶体SiO2相同，试计算该玻璃的原子堆积系数是多少？高硼硅酸盐耐热玻璃的主要组成是96wt%SiO2和 4wt%B2O3。原子堆积系数是，计算它的

27、密度。什么是硼反常现象? 为什么会产生这些现象? 第六章何谓外表张力与外表能，对于固态和液态这两者有何差异？试说明晶界能总小于两个相邻晶粒的外表能之和的原因。1什么是弯曲外表的附加压力，其正负根据什么划分？2.1 SiO20.5 B2O3精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页，共 24 页2设外表张力为，计算曲率半径为、5m 的曲面附加压力。6.4 考虑四种连接作用：焊接、 烧结、黏附结合和玻璃 -金属的封接，试从原子尺度考虑解释这些连接作用相互间有何差异？影响润湿的因素有哪些 ? 什么是吸附和黏附？当用焊锡来焊接铜丝时，用锉刀除去

28、外表层，可使焊接更加牢固，试解释这种现象。6.7 试述玻璃与金属封接时，预先在金属外表进行外表氧化处理的作用。6.8 在石英玻璃熔体下20cm 处形成半径为 5 10-8m 的气泡，熔体密度=2200Kg/m3，外表张力 =0.29 N/m ，大气压力为 1.01 105Pa ，求形成此气泡所需的最低内应力。6.9 大块状的石英材料经煅烧后易于破碎，这是为什么？1g 石英当它粉碎在湿空气中成每颗粒半径为1m 的粉末时，质量增加到，它的吸附水膜厚度为多少石英密度为3在真空中和在空气中将云母片剥离后再合上，会出现什么现象？说明理由？什么是黏附功？黏附性越好是否就意味着黏附功越小，为什么？一般来说，

29、不同的物质，其固体的外表能要比液体的外表能大，说明原因。在晶体中， 不同的结晶面上， 外表上原子的密度往往是不一样的见表6-13。你认为原子密度大得晶面的外表能大呢还是密度小的大？试用式6-18 解释。表 6.13 结晶面、外表原子密度及邻近原子数构造结晶面外表密度外表最近邻原子次近邻原子简立方(100) (110) (111) 4 2 0 1 2 3 体心立方(110) (100) (111) 4 0 0 2 4 4 面心立方(111) (100) (110) 6 4 2 3 4 5 以 r2面积上的密度为单位r 是原子半径MgO-A12O3-SiO2系统的低共熔物放在Si3N4陶瓷片上，在

30、低共熔温度下，液相的外表张力为 900 103Nm，液体与固体的界面能为600 103Nm，测得接触角为 70.52。(1)求 Si3N4的外表张力。(2)把 Si3N4在低共熔温度 F 进行热处理，测试其热腐蚀的槽角为60 ，求 Si3N4的晶界能。6.16 氧化铝瓷件中需要被银， 已知 l000时(Al2O3,S)1.0 103Nm， (Ag，L)0.92 103Nm，(Ag，L)(A12O3,S)177 103Nm，问液态银能否润湿氧化铝瓷件外表？可以用什么方法改善它们之间的润湿性。在真空条件下 Al2O3的外表张力约为，液态铁的外表张力为1.723 N/m，同样条件下氧化铝 -液态铁的

31、界面张力约为2.3 N/m，问接触角有多大，液态铁能否润湿氧化铝，怎样可以改变其润湿性？外表张力为 500 尔格厘米2的某液态硅酸盐与某种多晶氧化物外表相接触，接触角45 ，假设与此氧化物相混合，则在三晶粒交界处形成液态小球。平精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页，共 24 页均的二面角为 90 。假定没有液态硅酸盐时氧化物氧化物界面的界面张力为1000达因厘米，计算此种氧化物的外表张力。在小角度晶界上测得位错腐蚀坑的间距为平均微米。X 线衍射说明晶界间角为 30 秒(弧度)，问柏氏矢量的长度是多少？注：1 秒000028氮化锂晶

32、体经多边形化、 抛光和腐蚀后， 观察到沿某一直线的位措腐蚀坑的间距为 10 微米，在外加剪应力作用下观察到小角度晶界垂直于晶界平面移动，为什么会发生这种现象 ?假设柏氏矢量为，穿过晶界的倾斜角是多少？6.21 在高温将某金属熔于A12O3片上。 (1) 假设 A12O3的外表能估计为 1J/m2，此熔融金属的外表能也与之相似，界面能估计约为 3J/m2，间接触角是多少 ? (2) 假设在同一高温下热处理，测得热腐蚀槽角为157 ，求 ss即 Al2O3之间的晶界自由焓 。 (3) 假设液相外表能只有A12O3外表能的一半， 而界面能是 A12O3外表张力的两倍，试估计接触角的大小? (4) 在

33、(1)所述的条件下，混合30金属粉末与 A12O3成为金属陶瓷， 并加热到此金属熔点以上。 试描述并作图示出金属与 A12O3之间的显微结构。6.22 在 20及常压下，将半径为10-3m 的汞分散成半径为10-9m 的小汞滴，求此过程所需做的功是多少？已知20 C 时汞的外表张力在 2080的 Al2O3(L)内有一半径为 10-8m 的小气泡，求该气泡所受的附加压力是多大？已知 Al2O3的外表张力是。6.24 具有面心立方晶格不同晶面 100、110、 111上，原子密度不同，试答复哪一个晶面上固 -气外表能将是最低的？为什么？6.25 外表张力为的某硅酸盐熔体与某种多晶氧化物外表相接触

34、，接触角 =45；假设与此氧化物相混合，则在三晶粒交界处，形成液态球粒，二面角平均为90 ，假设没有液态硅酸盐时，氧化物-氧化物界面的界面张力为1N/m，试计算氧化物的外表张力。6.26 黏土薄片平均 “ 直径” 为，厚度为 10nm，已知真密度为3，求黏土的外表积是多少 cm2/g？6.27 试说明黏土结构水、结合水(牢固结合水、松结合水 )、自由水的区别，分析后两种水在胶团中的作用范围及其对工艺性能的影响。6.28 什么是电动电位，它是怎样产生的，有什么作用? 黏土的很多性能与吸附阳离子种类有关，指出黏土吸附以下不同阳离子后的性能变化规律，(以箭头 表示大小 )，阳离子置换能力；黏土的-电

35、位；黏土的结合水；泥浆的流动性；泥浆的稳定性；泥浆的触变性；泥团的可塑性；泥浆的滤水性；泥浆的浇注时间；坯体形成速率。H十A13十Be2十Sr2十Ca2十Mg2十NH4十K十Na十Li十6.30 用 Na2CO3和 Na2Si4分别稀释同一种黏土 (以高岭石矿物为主 )泥浆，试比较电解质加入量相同时， 两种泥浆的流动性、 注浆速率。 触变性和坯体致密度有何差异。影响黏土可塑性的因素有哪些。 生产上可以采用什么措施来提高或降低黏土的可塑性以满足成型工艺的需要。6.32 解释黏土带电的原因，为什么大部分是带负电？分别列出泥浆胶溶的机理和泥浆胶溶条件。为什么非黏土瘠性料要塑化，常用的塑化剂有哪些。精

36、选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页，共 24 页如果在蒙脱石中有 1/10 的离子被离子取代， 那么每 100g黏土将有多少离子被吸附到黏土上？6.35 实验测得平均粒径小于1m 的高岭土 -水溶液在 10V/cm 的直流电场中，黏土胶粒以 2.79 10-3cm/s的速度向正极移动， 1试求此时的 电位值水介质的黏土为 0.01dPa?s ，介电常数为 80；2假设在该胶体悬浮液中分别加入微量的 NaCl 和(NaPO3)6电解质后，又测得胶粒的运动速度为3.58 10-3cm/s 和，试求加入两种不同电解质后胶粒的 电位值。计

37、算结果说明什么问题？假设黏土粒子是片状的方形粒子。长度分别为10m 、1m 、，长度是其厚度的 10 倍。试求黏土颗粒平均距离在引力范围2nm 时，黏土体积浓度？假设粘土颗粒尺寸为1m 、，每个颗粒的吸附层厚度为100?，试求粘土颗粒在悬浮液中最大的体积分数是多少？假定粘土视作为立方体一个均匀的悬浮液， 黏土浓度为 30%体积分数，薄片状黏土颗粒尺寸是平均直径，厚度为，求颗粒间平均距离是多少个？6.39 加入稀释剂影响泥浆流动性和稳定性的机制是什么？6.40 说明泥浆可塑性产生的原因，并分析影响泥浆可塑性的因素。6.41 常见的流动类型有哪几种，各有何特点？6.42 高岭薄片的平均直径为，厚度

38、为。在其板面上吸附层厚度为30?，在边面上是 200?。试求由于吸附面使颗粒增加的有效体积百分数是多少？6.43 粘土薄片平均直径为，厚度是100?。在 100下干燥，仅能除去所有在颗粒间与气孔中的水分，尚留下吸附水。如果再加热至200，每 100g再干燥的粘土蒸发出吸附水。试求每个吸附的水分子有多少?2？6.44 试说明粘土的细度、有机质含量、结晶良好程度对粘土值的影响。第七章7.1 计算氧化铝 Al2O3在下述各个温度的热力学势函数T的值： 298K，400K，600K，800K，1000K，1200K，1400K，1600K。7.2 已知气态的 H2O 的生成热mol/kJ6.24202

39、98H，绝对熵molK/J4.1880298S。计算 H2O气的生成自由能0298G。已知 H2的molK/J21.310298S，O2的molK/J16.2050298S7.3 硅酸盐的生成热、溶解热、熔化热、晶型转变热、水化热对耐火材料有什么意义？精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页，共 24 页7.4 分别应用热力学经典法和热力学势函数T法，求算菱镁矿 MgCO3的理论分解温度。并比较两种方法计算的准确性及各自的优点。7.5 已知物质相对热函的计算式dcTbTaTHHT1202980石英 SiO2的两种变体的有关系数值为a

40、 b c d 温度范围 - SiO219.39 10-39.67 10518054 298847K -SiO25.02 10-30 18611 8471666K 已知低温型变体 -石英的生成热mol/kJ5.9110298H。求高温型变体 -石英的生成热。7.6 按热力学计算 Ca(OH)2的脱水温度时多少？实测的脱水温度为823K，计算值与实测值的误差是多少？7.7 石英玻璃反玻璃化过程有以下反应1SiO2玻璃 SiO2石英2SiO2玻璃 SiO2方石英3SiO2玻璃 SiO2鳞石英计算各反应的0TG 在 2981000K 区间内的变化值，并作TGT0系统图，从热力学的观点分析石英玻璃反玻璃

41、化反应。石英玻璃反玻璃化的最初生成物事实上是方石英，这与热力学计算结果事都矛盾，为什么？7.8 由氧化铝粉与石英粉，以Al2O3:SiO2 = 3:2 配比混合成原始料来合成莫来石3Al2O3 2SiO2，应在固相反应形式下进行，应将系统加温到多少合适？7.9 碳酸钙的加热分解： CaCO3CaO+CO2。试用热力学势函数法求分解反应的及分解温度？7.10 试用热力学的方法从理论上分析LiCO3的分解温度？7.11 氮化硅粉可用于制造性能极好的氮化硅陶瓷，由硅粉与氮气在 1623K 剧烈反应而生成氮化硅粉，试计算硅粉氮化时的热效应？7.12 计算固体 SiC 在 2000K 下是否具有显著的挥

42、发？在 2000K 时， 可能出现如下四种情况：7.13 SiC 是高温导体、金属陶瓷、磨料等不可缺少的原料，以硅石和焦碳为原精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页，共 24 页料制备碳化硅， 反应方程：。试用的方法计算及平衡常数，从理论上分析该反应在什么温度下才能进行？7.14 - Al2O3转变为 - Al2O3的多晶转变温度为1273K，试计算 - Al2O3和 - Al2O3在转变点 1273K的 T 值，并分析计算结果说明什么？7.15白云石 CaMgCO32分解反应有下述四种可能：(1)Ca，MgCO3=CaO+MgO

43、+2CO2 (2) (Ca，MgCO3= MgO+ CO2+ CaCO33Ca，MgCO3= CaO+ CO2+MgCO34Ca，MgCO3= MgCO3+ CaCO3根据热力学数据或热化学数据，计算在25800温度区间内的上述四种反应的自由能的变化， 以此分析四种可能发生的反应中，实际发生分解过程的是哪个反应？第八章8.1 从 SiO2的多晶转变现象说明硅酸盐制品中为什么经常出现介稳态晶相。8.2 SiO2具有很高的熔点，硅酸盐玻璃的熔制温度也很高。现要选择一种氧化物与 SiO2在 800的低温下形成均一的二元氧化物玻璃。请问，选何种氧化物?加入量是多少 ? 8.3 具有不一致熔融二元化合物

44、的二元相图如图 1012(c)在低共熔点量发生如下析晶过程： LA 十 C，已知 E 点的 B 含量为 20，化合物 C 的 B 含量为 64。今有 Cl，C2两种配料，已知 C1中 B 含量是 C2中 B 含量的倍，且在高温熔融冷却析晶时，从该两配料中析出的初相(即到达低共熔温度前析出的第一精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 12 页，共 24 页种晶体 )含量相等。请计算 C1，C2的组成。8.4 已知 A、B 两组分构成具有低共熔点的有限固溶体二元相图如图 1012(i)。试根据以下实验数据绘制相图的大致形状。 A 的熔点为 10

45、00，B 的熔点为 700。含 B 为的试样在 500完全凝固，其中含初相。和0267mo1(+)共生体。含 B 为的试样在同一温度下完全凝固，其中含初相和 0.6mo1(+)共生体，而相总量占晶相总量的50。实验数据均在到达平衡状态时测定。8.5 在三元系统的浓度三角形上面出以下配料的组成点，并注意其变化规律。C(A)10，C(B)70，C(C)20；(质量分数，下同 ) C(A)10，C(B)20，C(C)70；C(A)70，C(B)20，C(C)10。今有配料 3kg， 配料 2kg， 配料5kg， 假设将此三配料混合加热至完全熔融，试根据杠杆规则用作图法求熔体的组成。8.6 图8-43

46、(e)是具有双降升点的生成一个不一致熔融三元化合物的三元相因。请分析 1、2、3 点的析晶路程的各自特点， 并在图中用阴影标出析晶时可能发生穿相区的组成范围。组成点n 在 SC 连线上，请分析它的析晶路程。8.7 在图 1 中，划分副三角形；用箭头标出界线上温度下降的方向及界线的性质；判断化合物 S 的性质；写出各无变量点的性质及反应式；分析M 点的析晶路程，写出刚到达析晶终点时各晶相的含量。8.8 分析相图 (如图 2)中点 1、2 熔体的析晶路程 (注：S、1、E1在一条直线上 )。图 1 图 2 8.9 在 Na2O-CaO-SiO2相图中，划分出全部的副三角形；判断界线的温度变化方向及

47、界线的性质；写出无变量点的平衡关系式；分析并写出M 点的析晶路程(M 点在 CS 与 NC3S6连线的延长线上，注意穿相区的情况)。8.10 一个陶瓷配方，含长石 (K2O A12O3 6 SiO2)39，脱水高岭土(A12O3 2SiO2)61，在 1200烧成。问：瓷体中存在哪几相?所含各相的质量分数是多少 ? 图 3 是一个三元相图，根据此图：精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 13 页，共 24 页图 3 (1)判断三元化合物 N 的性质。(2)标出界线的温度方向及性质。(3)指出无变量点 K、I、M 的性质，并写出平衡关系式。

48、(4)分析熔体 1、2 的冷却析晶过程。8.12 根据 K2O-A12O3-SiO2系统相图。如果要使瓷嚣中仅合有40莫来石晶相及60的玻璃相，原料中应合K2O 为多少 ?假设仅从长石中获得， K2O 原料中长石的配比应是多少 ? 8.13 分折 A-B-C 三元相图 (图 4)：(1)划分分三角形；(2)指出界线的性质 (共焙界线用单箭头，转焙界线用双箭头)；(3)指出化合物 Sl和 S2的性质；(4)说明 E、F、H 点的性质，并列出相变式；(5)分析 M 点的析晶路程 (说明液、固相组成点的变化，并在液相变化的路径中注明各阶段的相变化和自由度数)。图 4 8.14 根据 Na2O-CaO

49、-SiO2系统相图答复：(1)组成为 13Na2O、13CaO、74SiO2玻璃配合料将于什么温度熔化?在什么温度完全熔融 ? (2)上述组成的玻璃，当加热到1050，1000，900，800时，可能会析出什么晶体 ? (3)NC2S6晶体加热时是否会不一致熔化?将分解出什么晶体，熔化温度如何? 8.15 如果将组成为 13Na2O、13CaO、74SiO2的均质玻璃加热到l 050，l 000，900和 800。问：可能生成的晶态产物将是什么?试予以解释。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 14 页，共 24 页第九章【习题】9-1

50、名词解释一级相变与二级相变； 玻璃析晶与玻璃分相； 均匀成核与非均匀成核； 马氏体相变 . 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 15 页，共 24 页9-2 当一个球形晶核在液态中形成时，其自由能的变化 G=4r2+4/3 r3GV。式中 r 为球形晶核的半径；为液态中晶核的外表能；Gv为单位体积晶核形成时释放的体积自由能，求临界半径rk和临界核化自由能Gk。9-3 如果液态中形成一个边长为a的立方体晶核时，其自由能 G 将写成什么形式？求出此时晶核的临界立方体边长ak和临界核化自由能 Gk， 并与 9-2 题比较，哪一种形状的 G 大