無機材料習題(已修改)
2025-08-17 08:54 本頁面
【正文】 ？ 【解】傳統(tǒng)無機材料是指以SiO2及其硅酸鹽化合物為主要成分制成的材料，因此亦稱硅酸鹽材料，主要有陶瓷、玻璃，水泥和耐火材料。此外，搪瓷，磨料，鑄石（輝綠巖，玄武巖等）‘碳素材料’、非金屬礦（石棉、云母、大理石等）也屬于傳統(tǒng)的無機材料。新型無機材料是用氧化物、氮化物、碳化物、硼化物、硫化物、硅化物以及各種無機非金屬化合物經(jīng)特殊的先進工藝制成的材料。主要包括新型陶瓷、特種玻璃、人工晶體、半導體材料、薄膜材料、無機纖維、多孔材料等?！窘狻刻沾稍现饕獮殚L石、粘土、高嶺土、石英等，為典型的硅酸鹽材料。陶瓷材料大多是氧化物、氮化物、硼化物和碳化物等，一般為離子晶體，離子晶體中很難產(chǎn)生可以自由運動的電子，而導電需要有能夠自由移動的電子，因此陶瓷材料一般不導電，是絕緣體。，為什么不用來做鐵錘？ 【解】Al2O3陶瓷主要成分為α Al2O3 ，離子間以強力的AlO鍵連接，AlO鍵結合力很大，結構非常穩(wěn)定,反映在宏觀性質上硬度大，所以Al2O3陶瓷堅硬且耐磨。如果發(fā)生相對移動，將失去電平衡，離子鍵遭到破壞，其在受到?jīng)_擊原子間不能產(chǎn)生滑移錯位，能量無法分散，受力過大時離子間的距離增大，導致作用力急劇下降，晶體結構被破壞，宏觀上表現(xiàn)為脆性，韌性差，抗壓強度小。而鐵錘需要承受巨大沖擊力，故Al2O3陶瓷不能用來制造錘子?！窘狻浚?）無機材料的特點：在晶體結構上，無機材料中質點間結合力主要為離子鍵、共價鍵或離子—共價混合鍵。這些化學鍵具有高建能、高鍵強、大極性的特點，賦予材料以高熔點、高強度、耐磨損、耐腐蝕、高硬度和抗氧化的基本屬性。同時具有寬廣的導電性、導熱性和透光性以及優(yōu)良的鐵電性、鐵磁性和壓電；在化學組成上，隨著無機新材料的發(fā)展，無機材料已不局限于硅酸鹽，還包括其他含氧酸鹽、氧化物、氮化物、碳與碳化物、硼化物、氟化物、硫系化合物、硅、鍺、ⅢⅥ族化合物等；在形態(tài)上和顯微結構上，也日益趨于多樣化，薄膜（二維）、纖維（一維）、納米（零維）材料，多孔材料，單晶和非晶材料占有越來越重要的地位；在合成與制備上，為了取得優(yōu)良的材料性能，新型無機材料在制備上普遍要求高純度、高細度的原料，并在化學組成、添加物的數(shù)量和分布、晶體結構和材料微觀結構上能精確加以控制；在應用領域上已成為傳統(tǒng)工業(yè)技術改造和現(xiàn)代高新技術、新興產(chǎn)業(yè)以及發(fā)展現(xiàn)代國防和生物醫(yī)學所不可或缺的重要組成部分，廣泛應用于化工、冶金、信息、通訊、能源、環(huán)境、生物、空間、軍事、國防等各方面。（2）地位與作用：傳統(tǒng)無機材料是工業(yè)技術和基本建設所必須的基礎材料，新型無機材料則是現(xiàn)代高新術、新興產(chǎn)業(yè)和傳統(tǒng)工業(yè)技術改造的物質基礎，也是發(fā)展現(xiàn)代國防和生物醫(yī)學所不可缺少的重要部分，它本身也被視為當代新技術的核心而普遍受到重視。① 促進科學技術的發(fā)展 在科學技術發(fā)展中，無機材料占有十分重要的地位。② 推動工業(yè)及社會的進步 無機材料對建立和發(fā)展新技術產(chǎn)業(yè)、改造傳統(tǒng)工業(yè)、節(jié)約資源、節(jié)約能源和發(fā)展新能源都起著十分重要的作用。③ 鞏固國防和發(fā)展軍用技術 當今世界的軍備競爭早已不著眼于武器數(shù)量上的增加，而是武器性能和軍用技術的抗衡。在武器和軍用技術的發(fā)展上，無機新材料及以之為基礎的新技術占有舉足輕重的地位。④ 推動生物醫(yī)學的發(fā)展 用于生物醫(yī)學的無機材料統(tǒng)稱為生物陶瓷，它的性能一方面必須滿足人體相應組織或器官功能的需要，另一方面又必須與周圍組織的生理、生化特征相容。碳、氧化鋁、氧化鉭羥基磷酸鈣、磷酸鈉、玻璃、復合材料及涂層等無機材料已應用于人工心瓣、人工膝關節(jié)和髖關節(jié)、牙齒植入等。據(jù)調查，20世紀90年代日本生物陶瓷市場年增長率為30%，居各種無機材料之首。這是因為隨著人們生活的改善，對生物陶瓷的需求將日益增加的緣故。4. 定性描述晶體結構的參量有哪些？定量描述晶體結構的參量又有哪些？答： 定性：對稱軸、對稱中心、晶系、點陣。定量：晶胞參數(shù)。，晶體中的鍵合作用分為哪幾類？其特點是什么？答： 晶體中的鍵合作用可分為離子鍵、共價鍵、金屬鍵、范德華鍵和氫鍵。離子鍵的特點是沒有方向性和飽和性，結合力很大。共價鍵的特點是具有方向性和飽和性，結合力也很大。金屬鍵是沒有方向性和飽和性的的共價鍵，結合力是離子間的靜電庫侖力。范德華鍵是通過分子力而產(chǎn)生的鍵合，分子力很弱。氫鍵是兩個電負性較大的原子相結合形成的鍵，具有飽和性。？一個球的周圍有多少個四面體空隙、多少個八面體空隙？答：等徑球最緊密堆積有六方和面心立方緊密堆積兩種，一個球的周圍有8個四面體空隙、6個八面體空隙。7 .n個等徑球作最緊密堆積時可形成多少個四面體空隙、多少個八面體空隙？不等徑球是如何進行堆積的？答：n個等徑球作最緊密堆積時可形成n個八面體空隙、2n個四面體空隙。1
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