無機(jī)非金屬材料科學(xué)基礎(chǔ)答案最終版-預(yù)覽頁
【正文】 0 四面體 [SiO4]4 4 鎂橄欖石Mg2[SiO4] 組群狀 1～2 六節(jié)環(huán) [Si6O18]12 ～3 綠寶石Be3Al2[Si6O18] 鏈狀 2～3 單鏈 [Si2O6]4 3～ 透輝石CaMg[Si2O6] 層狀 3 平面層 [Si4O10]4 滑石Mg3[Si4O10](OH)2 架狀 4 骨架 [SiO2] 2 石英SiO2 37 堇青石與綠寶石有相同結(jié)構(gòu)，分析其有顯著的離子電導(dǎo)，較小的熱膨脹系數(shù)的原因。答：為了分析晶體結(jié)構(gòu)方便起見，金剛石結(jié)構(gòu)中C原子可以看成按面心立方排列。（b）滑移方向與位錯(cuò)線垂直的位錯(cuò)稱為刃型位錯(cuò)。試舉例寫出CaCl2中Ca2+置換KCl中K+或進(jìn)入到KCl間隙中去的兩種點(diǎn)缺陷反應(yīng)表示式。當(dāng)CaCl2中Ca2+置換KCl中K+而出現(xiàn)點(diǎn)缺陷，其缺陷反應(yīng)式如下：CaCl2++2ClClCaCl2中Ca2+進(jìn)入到KCl間隙中而形成點(diǎn)缺陷的反應(yīng)式為：CaCl2+2+2ClCl，所謂位置平衡、電中性、質(zhì)量平衡是指什么？解：位置平衡是指在化合物MaXb中，M格點(diǎn)數(shù)與X格點(diǎn)數(shù)保持正確的比例關(guān)系，即M：X=a：b。 （b）如果MgO晶體中，含有百萬分之一mol的Al2O3雜質(zhì)，則在1600℃時(shí)，MgO晶體中是熱缺陷占優(yōu)勢(shì)還是雜質(zhì)缺陷占優(yōu)勢(shì)？說明原因。而由上式可知：[Al2O3]=[ ]雜質(zhì)∴當(dāng)加入106 Al2O3時(shí)，雜質(zhì)缺陷的濃度為 [ ]雜質(zhì)=[Al2O3]=106由（a）計(jì)算結(jié)果可知：在1873 K，[]熱=8109顯然： [ ]雜質(zhì)＞[ ]熱，所以在1873 K時(shí)雜質(zhì)缺陷占優(yōu)勢(shì)。解：（a）在Al2O3中，%的Cr2O3，生成淡紅寶石的缺陷反應(yīng)式為： Cr2O3生成置換式雜質(zhì)原子點(diǎn)缺陷。，F(xiàn)e3+/Fe2+=，求FexO中的空位濃度及x值。（a）缺陷反應(yīng)式為： 2Ti Ti?/FONTO2↑→2++3OO OO→+2e′+O2↑（b）缺陷濃度表達(dá)式： [ V]。答：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 可分為三個(gè)階段 初期：石英的分化； 中期：縮聚并伴隨變形 后期：在一定時(shí)間和一定溫度下，聚合和解聚達(dá)到平衡。 ⑴ 晶子學(xué)說和無規(guī)則網(wǎng)絡(luò)學(xué)說 ⑵ 單鍵強(qiáng) 這種網(wǎng)絡(luò)是由離子多面體（三角體或四面體）構(gòu)筑起來的。 即凡氧化物的單鍵能/熔點(diǎn)﹥。 64 試用實(shí)驗(yàn)方法鑒別晶體SiOSiO2玻璃、硅膠和SiO2熔體。65 玻璃的組成是13wt%Na2O、13wt%CaO、74wt%SiO2，計(jì)算橋氧分?jǐn)?shù)？ 解： R=(++ 2)/ = ∵Z=4 R1=O/Si= 對(duì)于2：R2= O/Si= ∵Y1﹤Y2 ∴x=y/2 在1197。 n=ρNo/GM=10241023/ =結(jié)構(gòu)參數(shù)： ∴X=2R﹣Z=2﹣4= 由于Si—O—Si鍵角變動(dòng)范圍大，使石英玻璃中[SiO4]四面體排列成無規(guī)則網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。 當(dāng)Na2O含量達(dá)到15%—16%時(shí)，橋氧又開始減少，熱膨脹系數(shù)重新上升，這種反?，F(xiàn)象就是硼反常現(xiàn)象。 第七章72求Si3N4的晶界能？ γSL=600103N/m γSS=2γSV COSФ/2 =2900103COS60/2 = ∴θ= 147176。 則粗糙度越大，越不利于濕潤。 77 試說明晶粒之間的晶界應(yīng)力的大小對(duì)晶體性能的影響？ 晶界中的應(yīng)力大則有可能在晶界上出現(xiàn)裂紋，甚至使多晶體破裂，小則保持在晶界內(nèi)。低共熔點(diǎn)：是一種無變量點(diǎn)，系統(tǒng)冷卻時(shí)幾種晶相同時(shí)從熔液中析出，或加熱時(shí)同時(shí)融化。連線規(guī)則：將一界線（或其延長線）與相應(yīng)的連線（或其延長線）相交，其交點(diǎn)是該界線上的溫度最高點(diǎn)。 2. 從SiO2的多晶轉(zhuǎn)變現(xiàn)象說明硅酸鹽制品中為什么經(jīng)常出現(xiàn)介穩(wěn)態(tài)晶相？解：在573℃以下的低溫，SiO2的穩(wěn)定晶型為b －石英，加熱至573℃轉(zhuǎn)變?yōu)楦邷匦偷腶 －石英，這種轉(zhuǎn)變較快；冷卻時(shí)在同一溫度下以同樣的速度發(fā)生逆轉(zhuǎn)變。當(dāng)緩慢冷卻時(shí)，在870℃仍可逆地轉(zhuǎn)變?yōu)閍 －石英；當(dāng)迅速冷卻時(shí)，沿虛線過冷，在163℃轉(zhuǎn)變?yōu)榻榉€(wěn)態(tài)的b －鱗石英，在117℃轉(zhuǎn)變?yōu)榻榉€(wěn)態(tài)的g －鱗石英。熔融狀態(tài)的SiO2由于粘度很大，冷卻時(shí)往往成為過冷的液相－－石英玻璃。對(duì)SiO2的相圖進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，SiO2的所有處于介穩(wěn)狀態(tài)的熔體的飽和蒸汽壓都比相同溫度范圍內(nèi)處于熱力學(xué)穩(wěn)定態(tài)的熔體的飽和蒸汽壓高?，F(xiàn)要選擇一種氧化物與SiO2在800℃的低溫下形成均一的二元氧化物玻璃，請(qǐng)問，選何種氧化物？加入量是多少？解：根據(jù)Na2O－SiO2系統(tǒng)相圖可知最低共熔點(diǎn)為799℃。請(qǐng)計(jì)算C1，C2的組成。℃完全凝固， （α＋β）共生體。解得： A=70%, B=20%, C=10% 今有配料（1）3kg，配料（2）2kg，配料（3）5kg，若將此三配料混合加熱至完全熔融，試根據(jù)杠桿規(guī)則用作圖法求熔體的組成?！?. 圖〔1024（e）〕是具有雙降升點(diǎn)的生成一個(gè)不一致熔融三元化合物的三元相圖。 解：（1）、（2）見圖解；（3）S1不一致熔融化合物，S2一致熔融化合物，S3不一致熔融化合物，S4不一致熔融化合物，S5一致熔融化合物，S6一致熔融化合物。 S3＋S4H為單轉(zhuǎn)熔點(diǎn)：L＋S4174。熔體2液相在E3點(diǎn)反應(yīng)完，固相剩S和B兩個(gè)相，無穿相區(qū)情況，最終在E2點(diǎn)結(jié)束?！?1. 一個(gè)陶瓷配方，含長石（K2O問：(1) 瓷體中存在哪幾相？(2) 所含各相的重量百分?jǐn)?shù)是多少？解：在K2OAl2O3SiO2系統(tǒng)相圖的配料三角形（圖1032）中根據(jù)長石與脫水高嶺土的含量確定配料組成點(diǎn)，然后在產(chǎn)物三角形（圖1032）找最終平衡相，根據(jù)杠桿規(guī)則計(jì)算各相
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