【正文】 式的數(shù)學(xué)表達(dá)式為F＝C－P＋2。 65 圖62是具有多晶轉(zhuǎn)變的某物質(zhì)的相圖，其中DEF線是熔體的蒸發(fā)曲線。67 C2S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？ 為了避免這種情況的發(fā)生，生產(chǎn)上采取急冷措施，將C3S和βC2S迅速越過分解溫度或晶型轉(zhuǎn)變溫度，在低溫下以介穩(wěn)態(tài)保存下來。68 今通過實(shí)驗(yàn)測得如圖63所示的各相圖，試判斷這些相圖的正確性。（3） 固：圖64 液： 點(diǎn)，剛到時 且在達(dá)低共熔點(diǎn)溫度前的冷卻析晶過程中，從該二配料中析出的初晶相含量相等。又該二配料組成不同，而析出的初相含量相等，可知二配料點(diǎn)一定分置于低共溶點(diǎn)E兩側(cè)，析出初相分別為和A。 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=%。611 圖66是一個未完成的具有一個不一致熔化合物并形成固溶體的二元系統(tǒng)相圖。612 已知A和B兩組成構(gòu)成具有低共熔點(diǎn)的有限固溶體的二元系統(tǒng)。含B為50mol％的試樣在同一溫度下凝固完畢，其中含40mol％初晶相SA（B）和60mol％（SA（B）＋SB（A））共生體，而SA（B）相總量占晶相總量的50％。 這樣相圖中C、E、D位置可以找到，從而繪出相圖的草圖如下： 硅磚（含 SiO2 98%）主要晶相： SiO2 、 2Al203 72 ～ 90% Al203 、A3S2 。 為了保持硅磚的耐火度，要嚴(yán)格防止原料中混如 Al203。（3）解：CaO－SiO2系統(tǒng)如下：CaO－SiO2系統(tǒng)相圖2SiO2，繼續(xù)加熱到1595℃時會發(fā)生什么變化？在該溫度下長時間保溫達(dá)到平衡，系統(tǒng)的相組成如何？當(dāng)系統(tǒng)生成40％液相時，應(yīng)達(dá)到什么溫度？在什么溫度下該粘土完全熔融？解：Al2O3 Al2O3 Al2O3 ％；Al2O3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。圖69解：（1）K為一致熔融三元化合物；D為一致熔融二元化合物。（3）如右圖所示。 P解： 對應(yīng)L （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表達(dá)式。（3）加熱組成為M4的混合物，將于E點(diǎn)對應(yīng)的溫度出現(xiàn)液相。 圖613解： （2）E （4）熔體M2液相剛到結(jié)晶結(jié)束點(diǎn)時各相的含量：熔體M2液相到結(jié)晶結(jié)束點(diǎn)后各相的含量：627圖615為生成2個一致熔融二元化合物的三元系統(tǒng)，據(jù)圖回答下列問題： （l）可將其劃分為幾個副三角形？（2）標(biāo)出圖中各邊界及相區(qū)界線上溫度下降方向。 （1）三個副三角形，△AS1S△S1S2B、△S2CB（2）如下圖所示（3）無變量點(diǎn)EEE3都是低共熔點(diǎn)，各向平衡關(guān)系式如下：△AS1S2 設(shè)有組成為35％A、35％B、30％C的熔體，試確定其在圖中的位置。 單轉(zhuǎn)熔點(diǎn) 圖617 低共熔點(diǎn) 過渡點(diǎn) 熔體M在副△BCS內(nèi)，其結(jié)晶結(jié)束點(diǎn)應(yīng)在E點(diǎn)，所以液相離開R點(diǎn)。相轉(zhuǎn)變關(guān)系為，過渡點(diǎn)就是轉(zhuǎn)熔性質(zhì)和共熔性質(zhì)轉(zhuǎn)變的點(diǎn)，無對應(yīng)三角形，相平衡的三晶相組成在一條直線上。 CaOAl2O3SiO2系統(tǒng)高鈣區(qū)部分相圖解：（1） ， （2）今取配料成分恰為無變量點(diǎn)H的組成，在充分平衡條件下，問：（l）加熱該配料混合物，什么溫度開始出現(xiàn)液相？（2）要使物料全部熔融，至少要加熱到多高溫度？（3）寫出該配合料的加熱過程相平衡表達(dá)式。 640如圖625，配料P的液相在無變量點(diǎn)K發(fā)生獨(dú)立析晶，最終在低共熔點(diǎn)F結(jié)束結(jié)晶。2SiO2（2）急冷好， k 點(diǎn)將進(jìn)行轉(zhuǎn)熔過程 這樣C3S量會減少，急冷使轉(zhuǎn)熔過程來不及進(jìn)行，從而提高C3S含量（3）% 2H2O 提供 SiO2 8/102 2 60=還需 SiO2 量 =，CaCO3 wt%=% ，AS2 1:1:5（3）NC3S6 加熱是不一致熔融，加熱分解 MgO－Al2O3－SiO2系統(tǒng)高硅部分相圖解：組成點(diǎn)確定下來，圖中 M 點(diǎn)，△ MSM 2 Al2S35 SiO2 對應(yīng)無變量點(diǎn) 1 點(diǎn)（1355 ℃）加熱該組成點(diǎn)，于 1 點(diǎn)開始出現(xiàn)液相，液相組成點(diǎn)在 MS 與 SiO2 界線上移動，固相組成點(diǎn)在 MSSiO2 連線上變化，以 M 點(diǎn)為支點(diǎn)連成杠桿，當(dāng) L%=35% 時，對應(yīng)溫度 1390 ℃， L%=45% 時，對應(yīng)溫度 1430 ℃，燒成溫度范圍為 1390 ～ 1430 ℃。 30%KAS6 另需加Al203: = SiO2: =長石 648高鋁水泥的配料通常選擇在CA相區(qū)范圍內(nèi)，生產(chǎn)時常燒至熔融后冷卻制得，高鋁水泥主要礦物為CA，而C2AS沒有水硬性，因此希望水泥中不含C2AS。鋁氧率P，其溶體冷卻經(jīng)過KT2界線時液相要回收C3S，析出C2S和C3A。熟料中C3S的含量便會增加，這對水泥的質(zhì)量有利。71 略已知CaO肖特基缺陷形成能為6eV。解：摻雜M3+引起V’’Ca的缺陷反應(yīng)如下：（2）把T=1023K代入中可得=cm2/s；（1）請判斷該實(shí)驗(yàn)結(jié)果是否符合；（2）請計(jì)算擴(kuò)散活化能，并求出在500℃時碳的擴(kuò)散系數(shù)。解：（1）設(shè)=210－9cm2/s，=510－9cm2/s，=10－8cm2/s，=1009K，=1055K，=1111K。原因：擴(kuò)散介質(zhì)結(jié)構(gòu)對擴(kuò)散有很大影響。如果陰離子進(jìn)行擴(kuò)散，則要改變晶體堆積方式，拆散離子晶體的結(jié)構(gòu)骨架，阻力就會較大。但晶界上質(zhì)點(diǎn)與晶體內(nèi)部相比，由于晶界上質(zhì)點(diǎn)受兩個晶粒作用達(dá)到平衡態(tài)，處于某種過渡的排列方式，其能量較晶體表面質(zhì)點(diǎn)低，質(zhì)點(diǎn)遷移阻力較大因而D晶界D表面。715 試討論從室溫到熔融溫度范圍內(nèi)，氯化鋅添加劑對NaCl單晶中所有離子（Zn、Na、 Cl）解：相變是物質(zhì)系統(tǒng)不同相之間的相互轉(zhuǎn)變。當(dāng)兩個組元混合形成固溶體時，混合后的體系的自由能會發(fā)生變化。應(yīng)變能和表面能可以影響相變驅(qū)動力的大小，和新相的形狀。96 請分析溫度對相變熱力學(xué)及動力學(xué)的影響。解：當(dāng)溫度降低，過冷度增大，成核勢壘下降，成核速率增大，直至達(dá)到最大值；當(dāng)溫度繼續(xù)下降，液相粘度增加，原子或分子擴(kuò)散速率下降。解：調(diào)幅分解通過擴(kuò)散偏聚由一種固溶體分解成與母相結(jié)構(gòu)相同而成分不同的兩種固溶體。脫溶分解是從過飽和固溶體中析出第二相的過程。它們的主要區(qū)別如下：它是一種無熱力學(xué)能壘、無形核的固態(tài)相變。沉淀相與母相曾明細(xì)界面。（６）調(diào)幅分解組織結(jié)構(gòu)規(guī)則，脫溶分解組織的均勻性較差。試證明當(dāng)T＝T0/3時，exp有極大植。解：由 將代入則915 如在液相中形成邊長為a的立方體晶核時，求出“臨界核胚”立方體邊長a*和△G*。 解： 916 銅的熔點(diǎn)Tm＝1385k，在過冷度△T＝，通過均相成核得到晶體銅。 液相燒結(jié) 二次再結(jié)晶在煅燒時，固體粒子在塔曼溫度之前主要是離子或分子沿晶體表面遷移，在晶格內(nèi)部空間擴(kuò)散（容積擴(kuò)散）和再結(jié)晶。（6）初次再結(jié)晶：初次再結(jié)晶是在已發(fā)生塑性變形的基質(zhì)中出現(xiàn)新生的無應(yīng)變晶粒的成核和長大過程。103 下列過程中，哪一個能使燒結(jié)體強(qiáng)度增大，而不產(chǎn)生坯體宏觀上的收縮? 試說明理由。 塑性變形和蠕變174。如果不考慮晶粒生長，若燒結(jié)至x/r ＝。初期x/r109 試就（1）推動力來源；（2）推動力大??；（3）在陶瓷系統(tǒng)的重要性來區(qū)別初次再結(jié)晶、晶粒長大和二次再結(jié)晶。二次再結(jié)晶——（晶粒異常生長或晶粒不連續(xù)生長）少數(shù)巨大晶體在細(xì)晶消耗時成核長大過程。 均勻生長不符合Dl=d/f高溫短時間燒結(jié)是制造致密陶瓷材料的好方法。 其中為時晶粒的平均尺寸。在 1200℃和 1400℃時Ni2＋和Cr3＋離子的擴(kuò)散系數(shù)分別為：Ni2＋在NiO中D1473＝110－11；D1673＝310－ 10cm2/s；Cr3＋在Cr2O3中D1473＝710－ 11 cm2/s，D1673＝10－ 9cm2/s；求在 1200℃和 1400℃燒結(jié)時，開始1h的線收縮率是多少？（）解：線收縮率：1200℃,對NiO和Cr2O3粉末,其則可求出K1473,同理,可求出 K1673,代入上式,即可求出式中g(shù)=600erg/cm2,243。1016 材料的許多性能如強(qiáng)度、光學(xué)性能等要求其晶粒尺寸微小且分布均勻，工藝上應(yīng)如何控制燒結(jié)過程以達(dá)到此目的?解：（1） 晶粒的大小取決于起始晶粒的大小,燒結(jié)溫度和燒結(jié)時間 。（2）晶界具有一定的能量，晶界帶動雜質(zhì)或氣孔繼續(xù)移動，這時氣孔利用晶界的快速通道排除，坯體不斷致密。1018 在燒結(jié)時，晶粒生長能促進(jìn)坯體致密化嗎？晶粒生長會影響燒結(jié)速率嗎？試說明之。推動晶粒長大的是晶界的自由能，隨著晶粒的長大，使界面面積減小，從而促進(jìn)坯體致密化。其總體的推動力由系統(tǒng)表面能提供。這些燒結(jié) 過程除了常規(guī)燒結(jié)中由系統(tǒng)表面能提供的驅(qū)動力之外,還由特殊工藝條件增加了系統(tǒng)燒結(jié)的驅(qū)動力,因此提高了坯體的燒結(jié)速率,大大增加了坯體的致密化程度。1021 （1）燒結(jié)MgO時加入少量FeO，在氫氣氛和氧分壓低時都不能促進(jìn)燒結(jié)，只有在氧分壓高的氣氛下才促進(jìn)燒結(jié)；（2）燒結(jié)Al2O3時，氫氣易促進(jìn)致密化而氮?dú)夥恋K致密化。當(dāng)顆粒尺寸增大超出1μm的平均尺寸時，則磁性和強(qiáng)度等性質(zhì)就變壞。m,12（）2=kt=∴ t=1023 分析添加物是如何影響燒結(jié)的。 兩者離子產(chǎn)生的晶格畸變程度越大，越有利于燒結(jié)。 例：Al2O3中加入3％Cr2O3可在 1860℃燒結(jié)；（2） 外加劑與燒結(jié)主體形成液相 例：制95％Al2O3材料，加入CaO、SiO2， 例：ZrO2中加入5％CaO。1024為了減少燒結(jié)收縮，可把直徑1μm的細(xì)顆粒（約30％）和直徑50μm的粗顆粒進(jìn)行充分混合，試問此壓塊的收縮速率如何？如將1μm和50μm以及兩種粒徑混合料制成的燒結(jié)體log（△L/L）的logt和的曲線分別繪入適當(dāng)位置，將得出什么結(jié)果？解：燒結(jié)收縮有：………………………………各曲線可明顯的分為三段，初期斜率接近于1,中期粗略的接近于，至于后期，曲線十分的平坦，說明在后期致密化速度減慢了。在固相燒結(jié)中，有少量外加劑可與主晶相形成固溶體，促進(jìn)缺陷增加，在液相燒結(jié)中，外加劑改變液相的性質(zhì)（如粘度，組成等），促進(jìn)燒結(jié)。煅燒時條件：煅燒溫度愈高，燒結(jié)活性愈低的原因是由于MgO的結(jié)晶良好，活化能增高所造成的。