【正文】 面心立方(~427 ℃ ) 面心立方 Zn Ta W Pt Pd 六方 體心立方 體心立方 面心立方 面心立方 2對(duì)于MgO、Al2O3，和Cr2O3，其正、則A1203和Cr23形成連續(xù)固溶體。 金屬原子半徑(nm)晶體結(jié)構(gòu)金屬原子半徑(nm)晶體結(jié)構(gòu)Ti 如果(1)溶劑和溶質(zhì)原子的原子半徑相差超過(guò)177。1對(duì)磁硫鐵礦進(jìn)行化學(xué)分析：按分析數(shù)據(jù)的Fe／S計(jì)算，得出兩種可能的成分：Fe1xS 和FeS1x。原子 B溶入A晶格的面心位置中，形成置換型固溶體，其成分應(yīng)該是A3B呢還是A2B？為什么?1Al2O3在MgO中形成有限固溶體，在低共熔溫度1995℃時(shí)，約有18重量％Al2O3溶入MgO中，假設(shè)MgO單位晶胞尺寸變化可忽略不計(jì)。　(a)圍繞兩個(gè)位錯(cuò)柏格斯回路，最后得柏格斯矢量若干？　(b)圍繞每個(gè)位錯(cuò)分別作柏氏回路，其結(jié)果又怎樣? 有兩個(gè)相同符號(hào)的刃位錯(cuò)，在同一滑移面上相遇，它們將是排斥還是吸引？1晶界對(duì)位錯(cuò)的運(yùn)動(dòng)將發(fā)生怎么樣的影響？能預(yù)計(jì)嗎？1晶界有小角度晶界與大角度晶界之分，大角度晶界能用位錯(cuò)的陣列來(lái)描述嗎？1試述影響置換型固溶體的固溶度的條件。MgO晶體的肖特基缺陷生成能為84kJ／mol，計(jì)算該晶體在1000K和1500K的缺陷濃度。第三章 晶體結(jié)構(gòu)缺陷 說(shuō)明下列符號(hào)的含義：　　　　VNa，VNa’，VCl?，.(VNa’VCl?)，CaK?，CaCa，Cai??寫(xiě)出下列缺陷反應(yīng)式：　(1)NaCl溶入CaCl2中形成空位型固溶體；　(2)CaCl2溶人NaC1中形成空位型固溶體；　(3)NaCl形成肖脫基缺陷；　(4)AgI形成弗侖克爾缺陷(Ag+進(jìn)入間隙)。2解：透閃石雙鏈結(jié)構(gòu)，鏈內(nèi)的SiO鍵要比鏈5的CaO、MgO鍵強(qiáng)很多，所以很容易沿鏈間結(jié)合力較弱處劈裂成為纖維狀；滑石復(fù)網(wǎng)層結(jié)構(gòu)，復(fù)網(wǎng)層由兩個(gè)[SiO4]層和中間的水鎂石層結(jié)構(gòu)構(gòu)成，復(fù)網(wǎng)層與復(fù)網(wǎng)層之間靠教弱的分之間作用力聯(lián)系，因分子間力弱，所以易沿分子間力聯(lián)系處解理成片狀。1解：rMg2+與rCa2+不同，rCa2+ rMg2+，使CaO結(jié)構(gòu)較MgO疏松，H2O易于進(jìn)入，所以活潑。1解：LiF為NaCl型結(jié)構(gòu)，z=4，V=a3，ρ=m/V=，a=?，根據(jù)離子半徑a1=2(r++r)=?，aa1。6；Mg2+解：ρ=m/V晶=，V=1022。解：體心：原子數(shù) 2，配位數(shù) 8，堆積密度 %；　　　 面心：原子數(shù) 4，配位數(shù) 6，堆積密度 %；　　　 六方：原子數(shù) 6，配位數(shù) 6，堆積密度 %。解：（1）h:k:l=1/2:1/3:1/6=3:2:1,∴該晶面的米勒指數(shù)為（321）；（2）（321）略。2根據(jù)Mg2[SiO4]在(110)面的投影圖回答： 　　(1) 結(jié)構(gòu)中有幾種配位多面體，各配位多面體間的連接方式怎樣?　　(2) O2的電價(jià)是否飽和? 　　(3) 晶胞的分子數(shù)是多少? 　　(4) Si4+和Mg2+所占的四面體空隙和八面體空隙的分?jǐn)?shù)是多少? 2石棉礦如透閃石Ca2Mg5[Si4O11](OH)2具有纖維狀結(jié)晶習(xí)性，而滑石Mg2[Si4O10](OH)2卻具有片狀結(jié)晶習(xí)性，試解釋之。　　(2)計(jì)算四面體空隙數(shù)、八而休空隙數(shù)與O2數(shù)之比。1MgO和CaO同屬NaCl型結(jié)構(gòu)，而它們與水作用時(shí)則CaO要比MgO活潑，試解釋之。　　(2)根據(jù)離子半徑數(shù)據(jù)求晶胞參數(shù)。若CaS(a=)、CaO(a=)和MgO(a=)為一般陽(yáng)離子——陰離子接觸，試求這些晶體中各離子的半徑。 rAl3+= rSi4+=MgO的熔點(diǎn)為2800℃，NaC1為80l℃, 請(qǐng)說(shuō)明這種差別的原因。在立方晶系的晶胞中畫(huà)出下列米勒指數(shù)的晶面和晶向：（001）與[210]，（111）與[112]，（110）與[111]，（322）與[236]，（257）與[111]，（123）與[121]，（102），（112），（213）， [110]，[111]，[120]，[321]寫(xiě)出面心立方格子的單位平行六面體上所有結(jié)點(diǎn)的坐標(biāo)。 描述不同材料常用的加工方法。 敘述金屬材料的類(lèi)型及其分類(lèi)依據(jù)。已知Mg2+，計(jì)算MgO晶體結(jié)構(gòu)的堆積系數(shù)與密度。根據(jù)最密堆積原理，空間利用率越高，結(jié)構(gòu)越穩(wěn)定，金鋼石結(jié)構(gòu)的空間利用率很低(％)，為什么它也很穩(wěn)定? 證明等徑圓球面心立方最密堆積的空隙率為25．9％；金屬鎂原子作六方密堆積，求它的晶胞體積。1氟化鋰(LiF)為NaCl型結(jié)構(gòu)，／cm3，根據(jù)此數(shù)據(jù)汁算晶胞參數(shù)，并將此值與你從離子半徑計(jì)算得到數(shù)值進(jìn)行比較?！　?3)求Li2O的密度。1根據(jù)CaF2晶胞圖畫(huà)出CaF2晶胞的投影圖。 　　(3)根據(jù)電價(jià)規(guī)則，在下面情況下，空隙內(nèi)各需填入何種價(jià)數(shù)的陽(yáng)離子，并對(duì)每一種結(jié)構(gòu)舉出—個(gè)例子。2石墨、滑石和高嶺石具有層狀結(jié)構(gòu)，說(shuō)明它們結(jié)構(gòu)的區(qū)別及由此引起的性質(zhì)上的差異。略。解：u=z1z2e2N0A/r0(11/n)/4πε0，e=1019，ε0=1012，N0=1023，NaCl：z1=1，z2=1，A=，nNa+=7，nCl=9，n=8，r0=，u NaCl=752KJ/mol；MgO：z1=2，z2=2，A=，nO2=7，nMg2+=，n=7，r0=，uMgO=392KJ/mol；∵uMgO uNaCl，∴MgO的熔點(diǎn)高。1解：Si4+6。1解：（1）如圖是一個(gè)四面體空隙，O為四面體中心位置。18.19.（1）略；　 （2）四面體空隙數(shù)/O2數(shù)=2:1，八面體空隙數(shù)/O2數(shù)=1:1；　 （3）(a)CN=4，z+/48=2，z+=1，Na2O，Li2O；(b)CN=6，z+/66=2，z+=2，F(xiàn)eO，MnO；（c）CN=4，z+/44=2，z+=4，ZnS，SiC；(d)CN=6，z+/63=2，z+=4，MnO2。2解：石墨中同層C原子進(jìn)行SP2雜化，形成大Π鍵，每一層都是六邊形網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。／厘米3，計(jì)算單位晶胞MgO的肖脫基缺陷數(shù)。 非化學(xué)計(jì)量化合物FexO中，F(xiàn)e3+／Fe2+=，求FexO中的空位濃度及x值。 1從化學(xué)組成、相組成考慮，試比較固溶體與化合物、機(jī)械混合物的差別。試預(yù)計(jì)下列情況的密度變化。前者意味著是Fe空位的缺陷結(jié)構(gòu)；后者是Fe被置換。15％；(2)兩元素的電負(fù)性相差超過(guò) 177。 Co 　(a)這個(gè)結(jié)果可能嗎?為什么? 　(b)試預(yù)計(jì)，在MgO—Cr2O3系統(tǒng)中的固溶度是有限的還是無(wú)限的?為什么?2某種NiO是非化學(xué)計(jì)量的，如果NiO中Ni3+/Ni2+=104，問(wèn)每m3中有多少載流子。（2）CaCl2CaNa解：（a）根據(jù)熱缺陷濃度公式 n/N=exp(E/2RT)，E=6eV=61019=1019J,T=298k：n/N=1051，T=1873k：n/N=109；（b）在MgO中加入百萬(wàn)分之一的AL2O3，AL2O32ALMg + 3OO + VFe’’yFe3+2yFe2+13yO，X=1y==,[VFe’’]===102解：Zn(g)Zni]/PO21/2=4[OO][ VFe’’]3/ PO21/2 , [ VFe’’] ∝PO21/6，∴PO2[ VFe’’]ρ解：刃位錯(cuò)：位錯(cuò)線垂直于位錯(cuò)線垂直于位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)方向；螺位錯(cuò)：位錯(cuò)線平行于 位錯(cuò)線平行于位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)方向。1解：不能，在大角度晶界中，原子排列接近于無(wú)序的狀態(tài)，而位錯(cuò)之間的距離可能只有一、兩個(gè)原子的大小，不適用于大角度晶界。熱缺陷——本征缺陷；固溶體——非本征缺陷；] ∝PO21/6[VO固溶體化學(xué)式：Al2xMg12xO1+x將化學(xué)式與組成式一一對(duì)應(yīng)，求出待定參數(shù)x，由于O2的量不同，將O2的量化為1+xMg12x/1+xOx=，xAl2xMg13xOx==1解：Fe1xS中存在Fe空位，VFe’’非化學(xué)計(jì)量，存在h2解：設(shè)非化學(xué)計(jì)量化合物為NixO，Ni2O32NiNi2解：MgOAL2O3：r大r小/ r大=15%，即rMg、rAl半徑相差大，MgO（NaCl型）、AL2O3（剛玉）結(jié)構(gòu)類(lèi)型差別大，形成有限固溶體；PbTiO3PbZrO3形成無(wú)限固溶體，因?yàn)楸M管Ti4+、Zr4+半徑相差較大（15. 28）,但都是（ABO3）鈣鈦礦型結(jié)構(gòu)，Ti4+、Zr4+都填充八面體空隙，該空隙體積較大，可填入的陽(yáng)離子的半徑r值可在一定范圍內(nèi)變化，而不至于使結(jié)構(gòu)變化。d置==；（2）對(duì)于間隙固溶體，其化學(xué)式Ca2yZr1yO2，O2不同，2/∴2/晶胞質(zhì)量4．說(shuō)明在一定溫度下同組成的玻璃比晶體具有較高的內(nèi)能及晶體具有一定的熔點(diǎn)而玻璃體沒(méi)有固定熔點(diǎn)的原因。9．試述微晶學(xué)說(shuō)與無(wú)規(guī)則網(wǎng)絡(luò)學(xué)說(shuō)的主要觀點(diǎn)，并比較兩種學(xué)說(shuō)在解釋玻璃結(jié)構(gòu)上的共同點(diǎn)和分歧。5.解：在熔體結(jié)構(gòu)中，不O/Si比值對(duì)應(yīng)著一定的聚集負(fù)離子團(tuán)結(jié)構(gòu)，如當(dāng)O/Si比值為2時(shí)，熔體中含有大小不等的歪扭的[SiO2]n聚集團(tuán)（即石英玻璃熔體）；隨著O/Si比值的增加，硅氧負(fù)離子集團(tuán)不斷變小，當(dāng)O/Si比值增至4時(shí)，硅氧負(fù)離子集團(tuán)全部拆散成為分立狀的[SiO4]4，這就很難形成玻璃。但玻璃的網(wǎng)絡(luò)與晶體的網(wǎng)絡(luò)不同，玻璃的網(wǎng)絡(luò)是不規(guī)則的、非周期性的，因此玻璃的內(nèi)能比晶體的內(nèi)能要大。解：當(dāng)數(shù)量不多的堿金屬氧化物同B2O3一起熔融時(shí)，堿金屬所提供的氧不像熔融SiO2玻璃中作為非橋氧出現(xiàn)在結(jié)構(gòu)中，而是使硼氧三角體轉(zhuǎn)變?yōu)橛蓸蜓踅M成的硼氧四面體，致使B2O3玻璃從原來(lái)兩度空間的層狀結(jié)構(gòu)部分轉(zhuǎn)變?yōu)槿瓤臻g的架狀結(jié)構(gòu)，從而加強(qiáng)了網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，并使 玻璃的各種物理性能變好。 4 ．方鎂石的表面能為1000爾格/cm2，求將其粉碎為1u顆粒時(shí)，每克需能量多少卡 ? 5 ．試說(shuō)明晶界能總小于兩個(gè)相鄰晶粒的表面能之和的原因。假如沒(méi)有液態(tài)硅酸鹽時(shí)，氧化物－氧化物界面的界面張力為 1000dyn/cm ，試計(jì)算氧化物的表面張力。求Si3N4的晶界能。3 、解：吸附：固體表面力場(chǎng)與被吸附分子發(fā)生的力場(chǎng)相互作用的結(jié)果，發(fā)生在固體表面上，分物理吸附和化學(xué)吸附；粘附：指兩個(gè)發(fā)生接觸的表面之間的吸引，發(fā)生在固液界面上；銅絲放在空氣中，其表面層被吸附膜（氧化膜）所覆蓋，焊錫焊接銅絲時(shí)，只是將吸附膜粘在一起，錫與吸附膜粘附的粘附功小，銼刀除去表面層露出真正銅絲表面（去掉氧化膜），錫與銅相似材料粘附很牢固。但實(shí)際上，兩個(gè)相鄰晶粒的表面層上的原子間存在相互作用，且很強(qiáng)（兩者都力圖使晶界上質(zhì)點(diǎn)排列符合于自己的取向，所以晶界上原子形成某種過(guò)渡的排列方式，與晶格內(nèi)卻不同，晶界上原子排列疏松，處于應(yīng)力畸變狀態(tài)，晶界上原子比晶界內(nèi)部相同原子有較高的能量），這種作用部分抵消了表面質(zhì)點(diǎn)的剩余的鍵力。 739。cos45 176。+γls+600=900erg/cm2 第六章 相平衡與相圖1 ．固體硫有兩種晶型 ( 單斜硫、斜方硫 ) ，因此硫系統(tǒng)可能有四個(gè)相，如果某人實(shí)驗(yàn)得到這四個(gè)相平衡共存，試判斷這個(gè)實(shí)驗(yàn)有無(wú)問(wèn)題。 4 ．根據(jù)Al2O3—SiO2 系統(tǒng)相圖說(shuō)明： (1) 鋁硅質(zhì)耐火材料，硅磚 ( 含 SiO298 ％ ) 、粘土磚 ( 含 Al2O3 35 ～50 ％) 、高鋁磚 ( 含 Al2O3 60 ～ 90 ％ ) 、剛玉磚 ( 含 Al2O390 ％ ) 內(nèi)，各有哪些主要的晶相。 2SiO2 (4) 計(jì)算第一次析晶過(guò)程析出晶相的百分?jǐn)?shù)是多少 ? 第二次析晶過(guò)程 結(jié)束時(shí)，系統(tǒng)的相組成如何 ? 結(jié)晶結(jié)束時(shí)系統(tǒng)的相組成又如何 ? 8 ．圖 (3) 為生成二個(gè)一致熔融二元化合物的三元系統(tǒng)，據(jù)圖回答下列問(wèn)題： (1) 可將其劃分為幾個(gè)簡(jiǎn)單的三元系統(tǒng) ? (2) 標(biāo)出圖中各邊界及相區(qū)界線上溫度下降方向， (3) 判斷各無(wú)變量點(diǎn)的性質(zhì)，并將它們的平衡特征式子表示出來(lái)。 10 ．如圖(5) ABC 三元系統(tǒng)相圖，根據(jù)相圖回答下列問(wèn)題： 1 ．在圖上劃分副三角形、用箭頭表示各條界線上溫度下降方向及界線的性質(zhì)； 2 ．判斷化合物 D 、 M 的性質(zhì)； 3 ．寫(xiě)出各三元無(wú)變量點(diǎn)的性質(zhì)及其對(duì)應(yīng)的平衡關(guān)系式； 4 ．寫(xiě)出組成點(diǎn) G 在完全平衡條件下的冷卻結(jié)晶過(guò)程； 5 ．寫(xiě)出組成點(diǎn) H 在完全平衡條件下進(jìn)行加熱時(shí)，開(kāi)始出現(xiàn)液相的溫度和完全熔融的溫度；寫(xiě)出完全平衡條件下進(jìn)行冷卻，結(jié)晶結(jié)束時(shí)各物質(zhì)的百分含量（用線段比表示）。 14 ． 比較各種三元無(wú)變量點(diǎn) ( 低共熔點(diǎn)，雙升點(diǎn)，雙降點(diǎn)，過(guò)渡點(diǎn)和多晶轉(zhuǎn)變點(diǎn) ) 的特點(diǎn)。 (2) 為了得到較高的 C2S 含量，題 (1) 組成的水泥燒成后急冷好，還是緩冷讓其充分結(jié)晶好 ? (3) 欲得到題 (1) 組成的水泥，若只用高嶺土和石灰石 (Al2O3而當(dāng)液相達(dá)到 45 ％時(shí)，將使瓷坯變形，成為過(guò)燒。如果要使瓷器中僅含有 40 ％莫來(lái)石晶相及 60 ％的玻璃相、原料中應(yīng)含 K2O 若干 ? 若僅從長(zhǎng)