【正文】 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。滑石和高嶺石區(qū)別主要是滑石是Mg2+取代Al3+的2:1型結(jié)構(gòu)八面體層為三八面體型結(jié)構(gòu)而高嶺石為1:1型二八面體結(jié)構(gòu)232（1）在硅酸鹽晶體中，Al3＋為什么能部分置換硅氧骨架中的Si4＋；（2）Al3＋置換Si4＋后，對(duì)硅酸鹽組成有何影響？（3）用電價(jià)規(guī)則說明Al3＋置換骨架中的Si4＋時(shí)，通常不超過一半，否則將使結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定。解：位錯(cuò)主要有兩種：刃型位錯(cuò)和螺型位錯(cuò)。由于負(fù)離子缺位和間隙正離子使金屬離子過剩產(chǎn)生金屬離子過剩（n型）半導(dǎo)體，正離子缺位和間隙負(fù)離子使負(fù)離子過剩產(chǎn)生負(fù)離子過剩（p型）半導(dǎo)體。（2）離子價(jià)：電價(jià)相同，形成連續(xù)固熔體。差值大形成化合物。（3）電價(jià)因素：外來雜質(zhì)原子進(jìn)人間隙時(shí)，必然引起晶體結(jié)構(gòu)中電價(jià)的不平衡，這時(shí)可以通過生成空位，產(chǎn)生部分取代或離子的價(jià)態(tài)變化來保持電價(jià)平衡。VCl˙，（VNa39。（2）CaCl2CaNa解：設(shè)有缺陷的MgO晶胞的晶胞分子數(shù)為x，晶胞體積V=（）3，x=ρVN0/M=,單位晶胞的肖脫基缺陷數(shù)=4x=。（答：10－3，10－2）解：n/N=exp（E/2RT），R=，T=1000k：n/N=103；T=1500k：n/N=102。+e’Zn（g）+1/2O2=ZnOZni]/PO21/2=4[OO][VFe’’]3/PO21/2[VFe’’]∝PO21/6，∴PO2[VFe’’]ρ313對(duì)于刃位錯(cuò)和螺位錯(cuò)，區(qū)別其位錯(cuò)線方向、伯氏矢量和位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)方向的特點(diǎn)。315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？解：排斥，張應(yīng)力重疊，壓應(yīng)力重疊。固溶體機(jī)械混合物化合物形成原因以原子尺寸“溶解”生成粉末混合原子間相互反映生成相數(shù)均勻單相多相單相均勻化學(xué)計(jì)量不遵守定比定律遵守定比定律化學(xué)組成不確定有幾種混合物就有多少化學(xué)組成確定以AO溶質(zhì)溶解在B2O3溶劑中為例：比較項(xiàng)固溶體化合物機(jī)械混合物化學(xué)組成（x=0～2）AB2O4AO+B2O3相組成均勻單相單相兩相有界面319試闡明固溶體、晶格缺陷和非化學(xué)計(jì)量化合物三者之間的異同點(diǎn)，列出簡(jiǎn)明表格比較。+MXMX只受溫度控制固溶體無限，有限，置換，間隙攙雜溶解大小，電負(fù)性，電價(jià)，結(jié)構(gòu)無：受溫度控制有：攙雜量固溶度受溫度控制攙雜量固溶度受固溶度控制非化學(xué)計(jì)量化合物陽(yáng)缺陰間陽(yáng)間陰缺環(huán)境中氣氛性質(zhì)和壓力變化Fe1xOUO2+xZn1+xOTiO2X[h試預(yù)計(jì)下列情況的密度變化。322對(duì)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，前者意味著是Fe空位的缺陷結(jié)構(gòu)，后者是Fe被置換。解：（1）晶體中間隙位置是有限的，容納雜質(zhì)質(zhì)點(diǎn)能力10%；（2）間隙式固溶體的生成，一般都使晶格常數(shù)增大，增加到一定的程度，使晶格變得不穩(wěn)定而離解；置換固溶體形成是同號(hào)離子交換位置，不會(huì)對(duì)接產(chǎn)生影響，所以可形成連續(xù)固溶體。雖然也不可能形成連續(xù)固溶體。解：對(duì)于CaOCeO2固溶體來說，從滿足電中性來看，可以形成氧離子空位的固溶體也可形成Ca2+嵌入陰離子間隙中的固溶體，其固溶方程為：對(duì)于置換式固溶體有x=，1x=，2x=。解：聚合物的形成是以硅氧四面體為基礎(chǔ)單位，組成大小不同的聚合體?？s聚釋放的Na2O又能進(jìn)一步侵蝕石英骨架而使其分化出低聚物，如此循環(huán)，直到體系達(dá)到分化縮聚平衡為止。SiO2熔體——內(nèi)部結(jié)構(gòu)為架狀，近程有序，遠(yuǎn)程無序。解：（1）影響熔體粘度的主要因素：溫度和熔體的組成。這些正離子由于電荷少、半徑大、和O2－的作用力較小，提供了系統(tǒng)中的“自由氧”而使O/Si比值增加，導(dǎo)致原來硅氧負(fù)離子團(tuán)解聚成較簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)單位，因而使活化能減低、粘度變小。s？解：根據(jù)727℃時(shí)，η=107Pa46試述石英晶體、石英熔體、Na2Os。s，=（2）若在在恒容下獲得，活化能不會(huì)改變。s，在800℃是107Pas。s，在840℃是1013Pas，T=1400+273=1673K,①840℃時(shí)，η=1013Pas）至1300℃（η＝s，T=1300+273=1573K,②聯(lián)立（1），（2）式解得：107Pa（2）釉式1熔融溫度釉式2熔融溫度（3）表面張力的差別：釉式1表面張力釉式2表面張力因?yàn)橛允?的O/Si小于釉式2的O/Si，同時(shí)釉式1加入了PbO和B2O3,這些氧化物可以降低表面張力。s，T=544+273=817K,①軟化點(diǎn)為780℃，η=106Pas時(shí)，T==℃所以工作溫度范圍是：℃~℃（3）熔融范圍粘度一般是10~當(dāng)η=10Pa玻璃形成的結(jié)晶化學(xué)因素有：復(fù)合陰離子團(tuán)大小與排列方式，鍵強(qiáng)，鍵型。CaOSiO2；（4）18Na2O418有一種玻璃組成（wt％）為Na2O14％、CaO13％、SiO273％。將熔體和玻璃體過冷可以得到非晶態(tài)固體。421以下三種物質(zhì)，哪個(gè)最容易形成玻璃？哪個(gè)最不容易形成玻璃，為什么？（1）Na2O422查閱下列系統(tǒng)的粘度和Tg/TM等有關(guān)數(shù)據(jù)，試判斷下列系統(tǒng)形成玻璃可能性的順序。解：略。426在SiO2中加入20％B2O3，試計(jì)算熔體的O∶Si比例是多少？解：427在SiO2中應(yīng)加入多少Na2O，使玻璃的O/Si＝，此時(shí)析晶能力是增強(qiáng)還是削弱？解：設(shè)加入xmol的Na2O，而SiO2的量為ymol。實(shí)驗(yàn)觀察到當(dāng)O/Si＝~3時(shí)，即達(dá)到形成玻璃的極限，根據(jù)結(jié)構(gòu)解釋為什么在2＜O/Si＜，而O/Si＝3的堿和硅灰石混合物結(jié)晶而不形成玻璃？解：當(dāng)O/Si＝~3時(shí)，Y=2~3，當(dāng)2＜O/Si＜，3Y4,而當(dāng)O/Si＝3時(shí)，Y=2。因此隨著Y值遞減，出現(xiàn)膨脹系數(shù)增大，電導(dǎo)增加和粘度減小等變化。（2）為什么石英的熔融溫度比方石英的熔融溫度低？第五章答案51略。（2）根據(jù)Laplace公式：可算得△P=（1/+1/5）=106Pa55什么是吸附和粘附？當(dāng)用焊錫來焊接銅絲時(shí)，用挫刀除去表面層，可使焊接更加牢固，請(qǐng)解釋這種現(xiàn)象？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。解：此過程所需作的功應(yīng)等于系統(tǒng)表面能的增加,即==59w58在2080℃的Al2O3（L）內(nèi)有一半徑為10－8m的小氣泡，求該氣泡所受的附加壓力是多大？已知2080℃時(shí)Al2O3（L）。512 17℃時(shí)大顆粒的1，2－，1，2－，計(jì)算直徑為10－8m的1，2－二硝基苯在水中的溶解度。解：，同樣條件下液態(tài)鐵－，問接觸角有多大？液態(tài)鐵能否潤(rùn)濕氧化鋁？解：=，所以不能潤(rùn)濕。是粉末或粉末壓坯加熱到低于其中基本成分的熔點(diǎn)的溫度，然后以一定的方法和速度冷卻到室溫的過程。高溫保溫完成燒結(jié)階段:此階段中的擴(kuò)散和流動(dòng)充分的進(jìn)行和接近完成，形成大量閉孔，并繼續(xù)縮小，使孔隙尺寸和孔隙總數(shù)有所減少，燒結(jié)體密度明顯增加。影響封接件最主要的因素有如下四方面：（1）金屬的氧化在玻璃與金屬氣密封接前，通常把金屬適度氧化，健金屬氧化物處于玻璃與金屬之間。當(dāng)玻璃熔體與金屬封接時(shí)，處于高溫下的玻璃有足夠的粘滯流動(dòng)性。通常為方便起見，用一特定溫度TM來表示玻璃固著于金屬時(shí)的狀態(tài)。當(dāng)應(yīng)力超過玻璃的強(qiáng)度極限時(shí)，玻璃即遭到破壞，影響封接件氣密性。當(dāng)金屬和玻璃的膨脹系數(shù)相同時(shí)，這種不同的冷卻速率導(dǎo)致金屬比玻璃收縮大，當(dāng)玻璃失去流動(dòng)性后，金屬就不得不在窄的范圍內(nèi)冷卻，兩者長(zhǎng)度的改變影響到玻璃和金屬的附著能力。一般玻璃的抗壓強(qiáng)度可以很高，達(dá)到600～1500MPa，而抗拉強(qiáng)度極低僅是抗壓強(qiáng)度的1O%左右。溶解在金屬中的氣體在封接加熱時(shí)放出，是產(chǎn)生氣泡的一個(gè)原因，這在鎢、鉬、鉑等金屬是少見的，而鎳、鐵及其合金較多。從面杜絕氣泡的產(chǎn)生。另一類是為便于封接，交界處放入異種材料。（4）封接件的形狀、尺寸以及表面粗糙度封接件內(nèi)的應(yīng)力大小和分布情況，受到封接件形狀與尺寸的影響。與材料間熱收縮差同時(shí)形成的永久應(yīng)力和由各種原因構(gòu)成的暫時(shí)應(yīng)力復(fù)合的結(jié)果，其值是相當(dāng)可觀的。517 MgO－Al2O3－SiO2系統(tǒng)的低共熔物放在Si3N4陶瓷片上，在低共熔溫度下，液相的表面張力為900mN/rn液體與固體的界面能為600mN/m。520試解釋粘土結(jié)構(gòu)水和結(jié)合水（牢固結(jié)合水、松結(jié)合水）、自由水的區(qū)別，分析后兩種水在膠團(tuán)中的作用范圍及其對(duì)工藝性能的影響?？拷鼉?nèi)層形成的定向排列的水分子層稱為牢固結(jié)合水，圍繞在粘土顆粒周圍，與粘土顆粒形成一個(gè)整體，一起在介質(zhì)中運(yùn)動(dòng)，其厚度約為3－10個(gè)水分子厚。粘土和水結(jié)合的數(shù)量可以用測(cè)量潤(rùn)飾熱來判斷。522粘土的很多性能與吸附陽(yáng)離子種類有關(guān)。524用Na2CO3和Na2SiO3分別稀釋同一種粘土（以高嶺石礦物為主）泥漿，試比較電解質(zhì)加入量相同時(shí)，兩種泥漿的流動(dòng)性、注漿速率、觸變性和坯體致密度有何差別？解：不同陰離子的Na鹽電解質(zhì)對(duì)粘土膠溶效果是不相同的。影響因素有：，礦物組成不同，顆粒間的作用力也不同。62什么是吉布斯相律？它有什么實(shí)際意義？解：相律是吉布斯根據(jù)熱力學(xué)原理得出的相平衡基本定律，又稱吉布斯相律，用于描述達(dá)到相平衡時(shí)系統(tǒng)中自由度數(shù)與組分?jǐn)?shù)和相數(shù)之間的關(guān)系。63固體硫有兩種晶型，即單斜硫、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)有無問題？解：有問題，根據(jù)相律，F(xiàn)=CP+2=1P+2=3P，系統(tǒng)平衡時(shí)，F(xiàn)=0，則P=3，硫系統(tǒng)只能是三相平衡系統(tǒng)。（3）正交晶型是介穩(wěn)態(tài)。解：可逆多晶轉(zhuǎn)變：β石英←→α石英α石英←→α鱗石英不可逆多晶轉(zhuǎn)變：β方石英←→β石英γ鱗石英←→β石英67C2S有哪幾種晶型？在加熱和冷卻過程中它們?nèi)绾无D(zhuǎn)變？βC2S為什么能自發(fā)地轉(zhuǎn)變成γC2S？在生產(chǎn)中如何防止βC2S轉(zhuǎn)變?yōu)棣肅2S？解：C2S有、四種晶型，它們之間的轉(zhuǎn)變?nèi)缬覉D所示。68今通過實(shí)驗(yàn)測(cè)得如圖63所示的各相圖，試判斷這些相圖的正確性。第三圖錯(cuò)，析晶過程中，達(dá)到共熔點(diǎn)后，系統(tǒng)進(jìn)入低共熔過程，從液相中析出固溶體α、β，系統(tǒng)進(jìn)入三相平衡狀態(tài)，系統(tǒng)的溫度不能變，因此中間的那條線應(yīng)與AB平行。解：（1）相區(qū)如圖所示：（2）轉(zhuǎn)熔點(diǎn)P：低共熔點(diǎn)E：（3）液：固：圖64液：固：（4）點(diǎn)，剛到時(shí)離開時(shí)，點(diǎn)，剛到時(shí)離開時(shí)，610圖65為具有一個(gè)不一致熔融化合物的二元系統(tǒng)，在低共熔點(diǎn)E發(fā)生如下析晶的過程：LA＋AmBn。圖65解：設(shè)A－B二元相圖中組成以質(zhì)量百分?jǐn)?shù)表示。設(shè)含B的量為x%,含B量為y%,則根據(jù)桿杠規(guī)則可以建立下面方程：解聯(lián)立方程，得x=26%,y=%。試根據(jù)下列實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪制粗略相圖。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)均在達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)測(cè)定。根據(jù)題意借助杠桿規(guī)則可以獲得下面關(guān)系式。2SiO3固溶體（莫來石），粘土磚（含Al20335～50%）主要晶相：SiOA3S2，高鋁磚（含Al20360～90%）主要晶相：60～72%A3S272～90%Al20A3S2。Al2O3－SiO2系統(tǒng)相圖614根據(jù)CaO－SiO2系統(tǒng)相圖回答下列問題：（1）若以含CaO80％的熔體1000g冷卻到2150℃以后（溫度即將離開2150℃時(shí)），會(huì)獲得何種產(chǎn)物？這些產(chǎn)物的量各為多少？（2）若以CaO、SiO2二組元配料，加熱至熔融后再冷卻，要求產(chǎn)物中只有C2S和C3S，則配料范圍應(yīng)選在哪里？若平衡冷卻能達(dá)到目的嗎？為什么？應(yīng)采取什么措施？解：CaO－SiO2系統(tǒng)如下：CaO－SiO2系統(tǒng)相圖（1）根據(jù)上圖，可知，含CaO80％的熔體1000g冷卻到即將離開轉(zhuǎn)熔點(diǎn)M時(shí)（2150℃），產(chǎn)物為C3S和CaO，根據(jù)桿杠規(guī)則可知：C3S為，CaO為。解：SiO2中加入少量的CaO，在低共熔點(diǎn)1436℃時(shí)，液相量為2/37=%，液相量增加不多，不會(huì)降低硅磚的耐火度，故可加少量CaO作礦化劑。2SiO2，繼續(xù)加熱到1595℃時(shí)會(huì)發(fā)生什么變化？在該溫度下長(zhǎng)時(shí)間保溫達(dá)到平衡，系統(tǒng)的相組成如何？當(dāng)系統(tǒng)生成40％液相時(shí)，應(yīng)達(dá)到什么溫度？在什么溫度下該粘土完全熔融？解：Al2O32SiO2相圖中SiO2%=33%mol（1）加熱到1595℃時(shí)，生成A3S2（2）1595℃長(zhǎng)時(shí)間保溫，系統(tǒng)中為液相和A3S2，L%==%（3）完全熔融即固相完全消失，應(yīng)為33%直線與液相線交點(diǎn)處溫度。事實(shí)上三元化合物XYZ的初晶區(qū)不可能延伸到Y(jié)Z邊上。若將3kgM、2kgN和5kgP混合，試根據(jù)杠桿規(guī)則用作圖法找出新配料Q的組成點(diǎn)位置。（3）如圖所示。解：（1）N為不一致熔融三元化合物（2）如圖所示（3）副△ACN對(duì)應(yīng)M低共熔點(diǎn)副△BCN對(duì)應(yīng)L低共熔點(diǎn)副△ABN對(duì)應(yīng)K單轉(zhuǎn)熔點(diǎn)（4）1的結(jié)晶過程：2的結(jié)晶過程：625根據(jù)圖613三元系統(tǒng)相圖：（1）判斷無變量點(diǎn)E、P的性質(zhì)，并寫出相平衡關(guān)系式；（2）分析熔體MM2和M3的冷卻析晶過程，并總結(jié)判斷結(jié)晶產(chǎn)物和結(jié)晶結(jié)束點(diǎn)的規(guī)則；（3）加熱組成為M4的混合物，將于什么溫度出現(xiàn)液相？在該溫度下出現(xiàn)的最大液相量是多少？在什么溫度下完全熔融？寫出其加熱過程相平衡