【正文】 離子－陰離子接觸，試求這些晶體中各離子的半徑。答：（1）屬于立方晶系（2）Ba2+、Ti4+和O2的配位數(shù)分別為16和6（3）這個(gè)結(jié)構(gòu)遵守鮑林規(guī)則鮑林第一規(guī)則——配位多面體規(guī)則對(duì)于Ti4+配位數(shù)為6對(duì)于Ba2+配位數(shù)為12符合鮑林第一規(guī)則鮑林第二規(guī)則——電價(jià)規(guī)則即負(fù)離子電荷Z=則O2離子電荷=與O2離子電荷相等，故符合鮑林第二規(guī)則，又根據(jù)鈣鈦礦型結(jié)構(gòu)知其配位多面體不存在共棱或共面的情況，結(jié)構(gòu)情況也符合鮑林第四規(guī)則——不同配位體連接方式規(guī)則和鮑林第五規(guī)則——節(jié)約規(guī)則所以鈣鈦礦結(jié)構(gòu)遵守鮑林規(guī)則。硅酸鹽的化學(xué)式表征方法主要有以下兩種：（1）氧化物表示法將構(gòu)成硅酸鹽晶體的所有氧化物按一定的比例和順序全部寫(xiě)出來(lái)，先是1價(jià)的堿金屬氧化物，其次是2價(jià)、3價(jià)的金屬氧化物，最后是SiO2（2）無(wú)機(jī)絡(luò)合鹽表示法構(gòu)成硅酸鹽晶體的所有離子按一定的比例和順序全部寫(xiě)出來(lái)，再把相關(guān)的絡(luò)陰離子用中括號(hào)括起來(lái)即可。229根據(jù)Mg2[SiO4]在（100）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？解：（1）有兩種配位多面體，[SiO4]，[MgO6]，同層的[MgO6]八面體共棱，如59[MgO6]和49[MgO6]共棱75O2和27O2，不同層的[MgO6]八面體共頂，如1[MgO6]和51[MgO6]共頂是22O2，同層的[MgO6]與[SiO4]共頂，如T[MgO6]和7[SiO4]共頂22O2，不同層的[MgO6]與[SiO4]共棱，T[MgO6]和43[SiO4]共28O2和28O2；（2）O2與3個(gè)[MgO6]和1個(gè)[SiO4]，所以O(shè)2飽和（3）z=4；（4）Si4+占四面體空隙=1/8，Mg2+占八面體空隙=1/2。第三章答案32略。2.15%連續(xù)。（2）晶體（基質(zhì)）結(jié)構(gòu)：離子尺寸是與晶體結(jié)構(gòu)的關(guān)系密切相關(guān)的，在一定程度上來(lái)說(shuō)，結(jié)構(gòu)中間隙的大小起了決定性的作用。37寫(xiě)出下列缺陷反應(yīng)式：（l）NaCl溶入CaCl2中形成空位型固溶體；（2）CaCl2溶入NaCl中形成空位型固溶體；（3）NaCl形成肖特基缺陷；（4）Agl形成弗倫克爾缺陷（Ag+進(jìn)入間隙）。解：Mg占據(jù)四面體空隙，Li占據(jù)八面體空隙。]ρO2（g）OO+VFe’’+2h317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？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2個(gè)原子的大小，不適用于大角度晶界。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？解：略。P型半導(dǎo)體；FeS1x中金屬離子過(guò)剩，存在S2空位，存在N型半導(dǎo)體；因Fe1xS、FeS1x分屬不同類(lèi)型半導(dǎo)體，通過(guò)實(shí)驗(yàn)確定其半導(dǎo)體性質(zhì)即可。326在MgO－Al2O3和PbTiO3－PbZrO3中哪一對(duì)形成有限固溶體，哪一對(duì)形成無(wú)限固溶體，為什么？解：MgOAL2O3：，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（）,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。中期：縮聚并伴隨變形一般鏈狀聚合物易發(fā)生圍繞SiO軸轉(zhuǎn)動(dòng)同時(shí)彎曲，層狀聚合物使層本身發(fā)生褶皺、翹曲、架狀聚合物熱缺陷增多，同時(shí)SiOSi鍵角發(fā)生變化。硅膠——疏松多孔。s，在1156℃時(shí)是103Pa石英晶體石英熔體Na2O?2SiO2結(jié)構(gòu)[SiO4]按共頂方式對(duì)稱(chēng)有規(guī)律有序排列，遠(yuǎn)程有序基本結(jié)構(gòu)單元[SiO4]呈架狀結(jié)構(gòu)，遠(yuǎn)程無(wú)序基本結(jié)構(gòu)單元[Si6O18]12呈六節(jié)環(huán)或八節(jié)環(huán)，遠(yuǎn)程無(wú)序性質(zhì)固體無(wú)流動(dòng)性，熔點(diǎn)高，硬度大，導(dǎo)電性差，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，化學(xué)穩(wěn)定性好有流動(dòng)性，η大，電導(dǎo)率大，表面張力大有流動(dòng)性，η較石英熔體小，電導(dǎo)率大，表面張力大47SiO2熔體的粘度在1000℃時(shí)為1014Pa它與熔體組成和熔體[SiO4]聚合程度有關(guān)。49試用logη＝A＋B/（T－T0）方程式，繪出下列兩種熔體在1350~500℃間的粘度曲線(xiàn)（logη~1/T）。s，=（2）當(dāng)η=105Pas時(shí)，1012=107解得t=℃412從以下兩種釉式中，你能否判斷兩者的熔融溫度、粘度、表面張力上的差別？說(shuō)明理由。s，=（2）工作溫度范圍粘度一般為103~根據(jù)公式：當(dāng)η=103Pa（1）Na2O72SiO2（wt％）解：（1）Z=4，R=3/1=3，X=2RZ=64=2，Y=82R=86=2（2）1Al3+被視為網(wǎng)絡(luò)形成離子Z=4，X=2RZ==，Y==（3）1Al3+被視為網(wǎng)絡(luò)形成離子Z=4，X=2RZ==，Y==（4）Na2OCaOSiO2wt%181072molmol%%%%Z=4，X=2RZ=，Y==416有兩種玻璃其組成（mol％）如下表，試計(jì)算玻璃的結(jié)構(gòu)參數(shù)，并比較兩種玻璃的粘度在高溫下何者大？序號(hào)Na2OCaOA12O3SiO2B2O312010106002100206010解：1號(hào)：Z=4，Al3+被視為網(wǎng)絡(luò)形成離子X(jué)1=2RZ=，Y1==2號(hào)：Z=4，Al3+被視為網(wǎng)絡(luò)改變離子X(jué)2=2RZ=，Y2==Y1Y2高溫下1號(hào)玻璃的粘度大。淬火處理是將制品加熱至接近其軟化溫度，使玻璃完全退火，然后進(jìn)行迅速冷卻(淬火處理)。SiO2，以100℃/s冷卻；（2）GeO2因?yàn)镺/Si增加了，粘度下降，析晶能力增強(qiáng)了。所以對(duì)于O/Si＝3的堿和硅灰石混合物結(jié)晶而不形成玻璃。（1）若Al2O3的表面能估計(jì)為1J/m2，此熔融金屬的表面能也與之相似，問(wèn)接觸角是多少？（2）若液相表面能只有Al2O3表面能的一半，而界面能是Al2O3表面張力的2倍，試估計(jì)接觸角的大??？解：（1）根據(jù)Yong方程：將已知數(shù)據(jù)代入上式=，（2）將已知數(shù)據(jù)代入Yong方程=。解：根據(jù)公式，將已知數(shù)據(jù)代入，即=，由此又可算得直徑為10－8m的1，2－513在某一定溫度下，對(duì)H2在Cu（s）上的吸附測(cè)得以下數(shù)據(jù)：PH103Pa）p/V（105Pa/L）其中V是不同壓力下每克Cu上吸附H2的體積（標(biāo)準(zhǔn)狀況），求朗格繆爾公式中的Vs。低溫預(yù)燒階段:在此階段主要發(fā)生金屬的回復(fù)及吸附氣體和水分的揮發(fā)，壓坯內(nèi)成形劑的分解和排除等。金屬的氧化處理，是影響玻璃與金屬封接最重要的因素，其中氧化機(jī)理是探討封接技術(shù)的關(guān)鍵問(wèn)題。當(dāng)T﹤TM，封接玻璃沿著固有的熱收縮曲線(xiàn)收縮，這個(gè)特定溫度TM稱(chēng)為固化溫度，它與玻璃的應(yīng)變溫度甚為接近。為了防止這種拉應(yīng)力的產(chǎn)生以及為了使玻璃略帶壓力，玻璃和金屬封接后，往往在煤氣火焰上單獨(dú)地加熱金屬部分。產(chǎn)生氣泡的另一個(gè)原因是碳，特別是金屬表面層中的碳，在封接時(shí)會(huì)氧化成二氧化碳?xì)怏w而造成氣泡，這在鎳、鐵及其合金中亦較其它金屬為嚴(yán)重。這種場(chǎng)臺(tái)下產(chǎn)生熔化擴(kuò)散現(xiàn)象。例如在生產(chǎn)實(shí)踐中，為了減輕這種應(yīng)力，可以利用金屬薄邊的可塑性進(jìn)行封接，甚至可以利用金屬的彈性來(lái)進(jìn)行封接。在第一層水分子的外圍形成一個(gè)負(fù)電表面，因而又吸引第二層水分子。在粘土含水量一定的情況下，若結(jié)合水減少，則自由水就多，此時(shí)粘土膠的體積減小，容易移動(dòng)，因而泥漿粘度小，流動(dòng)性好；當(dāng)結(jié)合水量多時(shí)，水膜厚，利于粘土膠粒間的滑動(dòng)，則可塑性好。所以加入Na2CO3基本上對(duì)粘土的各項(xiàng)性能沒(méi)有影響，而加入Na2SiO3后，泥漿的流動(dòng)性升高，注漿速率升高，觸變性降低，坯體致密度升高。其中F為自由度數(shù)，C為組分?jǐn)?shù)，P為相數(shù)，2代表溫度和壓力兩個(gè)變量。KE是晶型I的升華曲線(xiàn)；GF是晶型II的升華曲線(xiàn)；JG是晶型III的升華曲線(xiàn)，回答下列問(wèn)題：（1）在圖中標(biāo)明各相的相區(qū)，并寫(xiě)出圖中各無(wú)變量點(diǎn)的相平衡關(guān)系；（2）系統(tǒng)中哪種晶型為穩(wěn)定相？哪種晶型為介穩(wěn)相？（3）各晶型之間的轉(zhuǎn)變是可逆轉(zhuǎn)變還是不可逆轉(zhuǎn)變？解：（1）KEC為晶型Ⅰ的相區(qū)，EFBC過(guò)冷液體的介穩(wěn)區(qū)，AGFB晶型Ⅱ的介穩(wěn)區(qū)，JGA晶型Ⅲ的介穩(wěn)區(qū)，CED是液相區(qū)，KED是氣相區(qū)；（2）晶型Ⅰ為穩(wěn)定相，晶型Ⅱ、Ⅲ為介穩(wěn)相；因?yàn)榫廷颉ⅱ蟮恼羝麎焊哂诰廷竦?，即它們的自由能較高，有自發(fā)轉(zhuǎn)變?yōu)樽杂赡茌^低的晶型Ⅰ的趨勢(shì)；（3）晶型Ⅰ轉(zhuǎn)變?yōu)榫廷?、Ⅲ是單向的，不可逆的，多晶轉(zhuǎn)變點(diǎn)的溫度高于兩種晶型的熔點(diǎn)；晶型Ⅱ、Ⅲ之間的轉(zhuǎn)變是可逆的，雙向的，多晶轉(zhuǎn)變點(diǎn)溫度低于Ⅱ、Ⅲ的熔點(diǎn)。圖63解：第一圖錯(cuò)，B組元有一個(gè)固定的熔點(diǎn)，因此液相線(xiàn)和固相線(xiàn)在B側(cè)應(yīng)交于一點(diǎn)。且在達(dá)低共熔點(diǎn)溫度前的冷卻析晶過(guò)程中，從該二配料中析出的初晶相含量相等。請(qǐng)根據(jù)已給出的諸點(diǎn)完成此相圖的草圖。由于二個(gè)試樣析出初晶相均為，且在同一溫度下凝固完畢（此溫度顯然即低共熔溫度，可知該二試樣的組成必都落在CE間。SiO2熔點(diǎn)為1723℃，SiO2液相很陡，加入少量的Al203后，硅磚中會(huì)產(chǎn)生大量的液相，SiO2的熔點(diǎn)劇烈下降。2SiO2解：％；％618指出圖67所示一些三元系統(tǒng)相圖中的錯(cuò)誤，并說(shuō)明理由。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）加熱組成為M4的混合物，將于E點(diǎn)對(duì)應(yīng)的溫度出現(xiàn)液相。解：1點(diǎn)冷卻析晶過(guò)程：2點(diǎn)冷卻析晶過(guò)程：3點(diǎn)冷卻析晶過(guò)程：圖611　　　　　　　　　　　　圖612624圖612所示為生成一個(gè)三元化合物的三元系統(tǒng)相圖。圖68解：如下圖所示620在濃度三角形中畫(huà)出下列配料的組成點(diǎn)的位置。H2OAl2O3平衡冷卻不能達(dá)到目的，因?yàn)槠胶饫鋮s得到的是C2S和CaO，為使產(chǎn)物只有C2S和C3S，應(yīng)在溫度降至1250℃急冷。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：613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SiO2＞98％）、粘土磚（含Al2O335％～50％）、高鋁磚（含Al2O360％～90％）、剛玉磚（含Al2O3＞90％）內(nèi)，各有哪些主要的晶相？（2）為了保持較高的耐火度，在生產(chǎn)硅磚時(shí)應(yīng)注意什么？（3）若耐火材料出現(xiàn)40％的液相便軟化不能使用，試計(jì)算含40mol％Al2O3的粘土磚的最高使用溫度。含B為25mol％的試樣在500℃完全凝固，％初晶相SA（B）％（SA（B）＋SB（A））共生體。據(jù)題意，初相在低共溶點(diǎn)前析出，則和二配料組成必在AP之間（若在PB之間，初相比在轉(zhuǎn)熔點(diǎn)P前析出）。第五圖錯(cuò)，具有轉(zhuǎn)熔點(diǎn)的有限固溶體二元系統(tǒng)相圖中γ固溶體不可能存在。C3S和βC2S是硅酸鹽水泥中含量最高的兩種水硬性礦物，但當(dāng)水泥熟料緩慢冷卻時(shí)，C3S將會(huì)分解，βC2S將轉(zhuǎn)變?yōu)闊o(wú)水硬活性的γC2S。（2）三斜與六方晶型的轉(zhuǎn)變是可逆的。顆粒越細(xì)，比表面積越大，顆粒間的接觸點(diǎn)越多，則可塑性增加。長(zhǎng)度分別為，長(zhǎng)度是其厚度的10倍。在松結(jié)合水以外的水叫自由水。519根據(jù)圖513和表52可知，具有面心立方晶格不同晶面（110）、（100）、（111）上，原子密度不同，試回答，那一個(gè)晶面上固－氣表面能將是最低的？為什么？解：根據(jù)公式表面能，其中為固體表面能，為晶格能，為阿弗加德羅常數(shù)，為1m2表面上的原子數(shù)目。一般地說(shuō)，封接后，如果封接件僅僅作為電子管或電真空器件的一個(gè)組成部分，尚需繼續(xù)進(jìn)行加工，或者用來(lái)和同樣的電子管或電子器件的封接部進(jìn)行封接，則需再一次熱處理或經(jīng)受機(jī)械力的作用。在封接界面附近有兩類(lèi)情況：一類(lèi)是兩種不同材料之間的封接，在交界面直接產(chǎn)生相互擴(kuò)散。如有可能，采用結(jié)晶化破璃封接，這是提高玻璃抗拉強(qiáng)度的有效途徑，它通?？梢赃_(dá)到原始玻璃抗拉強(qiáng)度的3～5倍，甚至5倍以上。為了使玻璃消除永久應(yīng)力，封接件需經(jīng)退火，良好的退火對(duì)封接質(zhì)量有著重要的意義。然而，隨著溫度的降低，玻璃逐漸失去其流動(dòng)性，以致跟不上金屬的熱收縮而逐漸從金屬的收縮曲線(xiàn)上分離開(kāi)來(lái)。粘附作用可通過(guò)兩相相對(duì)滑動(dòng)時(shí)的摩擦、固體粉末的聚集和燒結(jié)等現(xiàn)象表現(xiàn)出來(lái)。焊件坡口及表面如果有油（油漆）、水、銹等雜質(zhì)，熔入焊縫中會(huì)產(chǎn)生氣孔、夾雜、夾渣、裂紋等缺陷，給焊接接頭帶來(lái)危害和隱患。解：（1）根據(jù)公式，可算得△P=2－6=104N（2）根據(jù)開(kāi)爾文方程，簡(jiǎn)化為查得苯的密度為879kg/m3將已知數(shù)據(jù)代入公式右邊===苯滴上的蒸氣壓與平面上苯液飽和蒸氣壓之比==510 20℃時(shí)，水的飽和蒸氣壓力為2338Pa，求半徑為10－9m的水滴在20℃時(shí)的飽和蒸氣壓為多少？解：根據(jù)公式，可算得△P=2－9=108N/m2根據(jù)開(kāi)爾文方程，簡(jiǎn)化為，將已知條件代入可算得：=P=6864Pa最后算得半徑為10－9m的水滴在20℃時(shí)的飽和蒸氣壓P為6864Pa511若在101325Pa，100℃的水中產(chǎn)生了一個(gè)半徑為10－8m的小氣泡，問(wèn)該小氣泡能否存在并長(zhǎng)大？此時(shí)水的密度為958kg/m3。53在石英玻璃熔體下20cm處形成半徑510－8m的氣泡，熔體密度為2200kg/m3，105Pa，求形成此氣泡所需最低內(nèi)壓力是多少？解：P1（熔體柱靜壓力）=hρg=2200=附加壓力=2108=107Pa故形成此氣泡所需壓力至少為P=P1+△P+P大氣=+107+105=105Pa54（1）什么是彎曲表面的附加壓力？其正負(fù)根據(jù)什么劃分？（2），、5μm的曲面附加壓力？解：（1）由于表面張力的存在，使彎曲表面上產(chǎn)生一個(gè)附加壓力，如果平面的壓力為P0，彎曲表面產(chǎn)生的壓力差為△