【正文】 P，則總壓力為P=P0+△P。對(duì)于Na2O424在100gSiO2中要加入多少CaO，才能使O∶？解：設(shè)要加入XgCaO，則：解得：X=425若將50mol％Na2O加入到SiO2中，計(jì)算O∶Si比例是多少？這種配比能形成玻璃嗎？為什么？解：，可以形成玻璃。SiO2；（3）NaCl解：（1）最容易形成玻璃，（3）最不容易形成玻璃。3中原子數(shù)為n==10241023/=在1197。SiO2；（3）Na2Os時(shí)，T==℃℃~℃414影響玻璃形成過(guò)程中的動(dòng)力學(xué)因素是什么？結(jié)晶化學(xué)因素是什么？試簡(jiǎn)要敘述之。求：（1）這種玻璃粘性流動(dòng)的活化能；（2）它的工作范圍；（3）它的熔融范圍。s）？解：根據(jù)公式：870℃時(shí)，η=106Pa請(qǐng)回解：（1）粘性流動(dòng)活化能是多少？（2）為了易于成形，玻璃達(dá)到105Pas，由公式得：①800℃時(shí)，η=107Pas，T=1000+273=1273K,①1000℃時(shí)，η=107Pas，由公式得：（2）聯(lián)立（1），（2）式解得∴A=，B=13324當(dāng)η=106Pa隨溫度降低，熔體粘度按指數(shù)關(guān)系遞增。它們的結(jié)構(gòu)有什么不同？解：利用X射線檢測(cè)。晶胞質(zhì)量對(duì)于間隙固溶體，其化學(xué)式Ca2yCe1yO2，O2不同，2/2/∴2/同理可得實(shí)測(cè)密度為d=，接近于d2∴形成間隙固溶體，存在間隙Ca離子第四章答案41略。（1）這個(gè)結(jié)果可能嗎？為什么？（2）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？解：（1）Al2O3與Cr2O3能形成連續(xù)固溶體，原因：1）結(jié)構(gòu)內(nèi)型相同，同屬于剛玉結(jié)構(gòu)。解：（a）Al3+為填隙離子：缺陷反應(yīng)為：?。?）固溶式分子式：（b）Al3+為置換離子：缺陷反應(yīng)為：（2）固溶式分子式：（3）取100g試樣為基準(zhǔn)：（為摩爾數(shù)）（m為摩爾數(shù)）∴MgO中固溶18%wt的Al2O3后的分子式為：熱缺陷——本征缺陷；固溶體——非本征缺陷；分類形成原因形成條件缺陷反應(yīng)化學(xué)式溶解度、缺陷濃度熱缺陷肖特基弗倫克爾熱起伏T0kO+MMMi314圖31是晶體二維圖形，內(nèi)含有一個(gè)正刃位錯(cuò)和一個(gè)負(fù)刃位錯(cuò)。（答：10－5；）解：Fe2O32FeFe（4）AgAgVAg’+Agi解：影響有：（1）穩(wěn)定晶格，阻止某些晶型轉(zhuǎn)變的發(fā)生；（2）活化晶格，形成固溶體后，晶格結(jié)構(gòu)有一定畸變，處于高能量的活化狀態(tài)，有利于進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)；（3）固溶強(qiáng)化，溶質(zhì)原子的溶入，使固溶體的強(qiáng)度、硬度升高；（4）形成固溶體后對(duì)材料物理性質(zhì)的影響：固溶體的電學(xué)、熱學(xué)、磁學(xué)等物理性質(zhì)也隨成分而連續(xù)變化，但一般都不是線性關(guān)系。（4）場(chǎng)強(qiáng)因素。螺型位錯(cuò)特點(diǎn)：滑移方向與位錯(cuò)線平行，與位錯(cuò)線垂直的面不是平面，呈螺施狀，稱螺型位錯(cuò)。解：石墨與滑石和高嶺石比較，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)。兩種表示方法之間可以相互轉(zhuǎn)換。（2）[SiO4]四面體的每個(gè)頂點(diǎn)，即O2離子最多只能為兩個(gè)[SiO4]四面體所共用。答：分別為（1）陰陽(yáng)離子價(jià)態(tài)比應(yīng)為1:2如CaF2（2）陰陽(yáng)離子價(jià)態(tài)比應(yīng)為1:1如NaCl（3）陰陽(yáng)離子價(jià)態(tài)比應(yīng)為1:1如ZnS（4）陰陽(yáng)離子價(jià)態(tài)比應(yīng)為1:2如TiO2，X射線數(shù)據(jù)說(shuō)明NH4Cl有兩種晶體結(jié)構(gòu)，一種為NaCl型結(jié)構(gòu)，a＝；另一種為CsCl結(jié)構(gòu)，a＝。求：（1）計(jì)算負(fù)離子彼此接觸時(shí)，四面體空隙所能容納的最大陽(yáng)離子半徑，并與書末附表Li＋半徑比較，說(shuō)明此時(shí)O2－能否互相接觸；（2）根據(jù)離子半徑數(shù)據(jù)求晶胞參數(shù)；（3）求Li2O的密度。答：對(duì)于Si4+、K+、Al3+、Mg2+來(lái)說(shuō)，；依據(jù)正離子配位數(shù)與正負(fù)離子半徑比的關(guān)系知配位數(shù)為：Si4+4；K+8；Al3+6；Mg2+6。答：面心立方格子的單位平行六面體上所有結(jié)點(diǎn)為：（000）、（001）（100）（101）（110）（010）（011）（111）（0）（0）（0）（1）（1）（1）。共價(jià)鍵的特點(diǎn)是具有方向性和飽和性，結(jié)合力也很大。 第二章答案21略。金屬鍵是沒(méi)有方向性和飽和性的的共價(jià)鍵，結(jié)合力是離子間的靜電庫(kù)侖力。29計(jì)算面心立方、密排六方晶胞中的原子數(shù)、配位數(shù)、堆積系數(shù)。214為什么石英不同系列變體之間的轉(zhuǎn)化溫度比同系列變體之間的轉(zhuǎn)化溫度高得多？答：石英同一系列之間的轉(zhuǎn)變是位移性轉(zhuǎn)變，不涉及晶體結(jié)構(gòu)中鍵的破裂和重建，僅是鍵長(zhǎng)、鍵角的調(diào)整、需要能量較低，且轉(zhuǎn)變迅速可逆；而不同系列之間的轉(zhuǎn)變屬于重建性轉(zhuǎn)變，都涉及到舊鍵的破裂和新鍵的重建，因而需要較的能量，且轉(zhuǎn)變速度緩慢；所以石英不同系列之間的轉(zhuǎn)化溫度比同系列變體之間轉(zhuǎn)化的溫度要高的多。解：根據(jù)上圖GO=FO=rmax，AB=BC=AC=AD=BD=CD=2由幾何關(guān)系知：=比Li+的離子半徑rLi+=，所以此時(shí)O2不能互相接觸。上述密度值是哪一種晶型的？（NH4＋離子作為一個(gè)單元占據(jù)晶體點(diǎn)陣）。（3）兩個(gè)相鄰的[SiO4]四面體之間只能共頂而不能共棱或共面連接。227硅酸鹽晶體的分類依據(jù)是什么？可分為那幾類，每類的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是什么？答：硅酸鹽晶體主要是根據(jù)[SiO4]在結(jié)構(gòu)中的排列結(jié)合方式來(lái)分類，具體可以分為五類：島狀、組群狀、鏈狀、層狀和架狀。由于間隙較大，電子可在同層中運(yùn)動(dòng)，可以導(dǎo)電，層間分子間力作用，所以石墨比較軟。33非化學(xué)計(jì)量化合物有何特點(diǎn)？為什么非化學(xué)計(jì)量化合物都是n型或p型半導(dǎo)體材料？解：非化學(xué)計(jì)量化合物的特點(diǎn)：非化學(xué)計(jì)量化合物產(chǎn)生及缺陷濃度與氣氛性質(zhì)、壓力有關(guān)；可以看作是高價(jià)化合物與低價(jià)化合物的固溶體；缺陷濃度與溫度有關(guān)，這點(diǎn)可以從平衡常數(shù)看出；非化學(xué)計(jì)量化合物都是半導(dǎo)體。（5）電負(fù)性：差值小，形成固熔體。固溶體的強(qiáng)度與硬度往往高于各組元，而塑性則較低36說(shuō)明下列符號(hào)的含義：VNa，VNa39。，計(jì)算單位晶胞MgO的肖特基缺陷數(shù)。+3OO+VFe’’ y 2y yFe3+2yFe2+13yO，X=1y==,[VFe’’]===102312非化學(xué)計(jì)量缺陷的濃度與周圍氣氛的性質(zhì)、壓力大小相關(guān)，如果增大周圍氧氣的分壓．非化學(xué)計(jì)量化合物Fe1xO及Zn1+xO的密度將發(fā)生怎么樣的變化？增大還是減??？為什么？解：Zn（g）Zni（1）圍繞兩個(gè)位錯(cuò)伯格斯回路，最后得伯格斯矢量若干？（2）圍繞每個(gè)位錯(cuò)分別作伯氏回路，其結(jié)果又怎樣？解：略。（4）（4）（5）由（5）式得x=（2）（3）式，對(duì)（a）有即（b）有設(shè)：固溶前后晶胞體積不變，則密度變化為：（，分別代表固溶前后密度） 所以，固溶后的密度小于固溶前的密度。2）（2）MgO與Cr2O3的固溶度為有限原因:結(jié)構(gòu)類型不同MgO屬于NaCl型結(jié)構(gòu)，Cr2O3屬剛玉結(jié)構(gòu)。42試簡(jiǎn)述硅酸鹽熔體聚合物結(jié)構(gòu)形成的過(guò)程和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。晶體SiO2——質(zhì)點(diǎn)在三維空間做有規(guī)律的排列，各向異性。（2）通常堿金屬氧化物（Li2O、Na2O、K2O、Rb2O、Cs2O）能降低熔體粘度。s時(shí)，解得t=℃。s，T=1400+273=1673K,②聯(lián)立（1），（2）式解得：1016Pas，由公式得：②聯(lián)立（1），（2）式解得∴A=，B=當(dāng)t=1050℃時(shí)，解得η=s的粘度時(shí)約要多高的溫度？解：（1）根據(jù)公式：1400℃時(shí)，η=109Pas，T=870+273=1143K,①1300℃時(shí)，η=解：（1）根據(jù)公式：退火點(diǎn)544℃，η=1012Pa解：影響玻璃形成的關(guān)鍵是熔體的冷卻速率，熔體是析晶還是形成玻璃與過(guò)冷度、粘度、成核速率、晶體生長(zhǎng)速率有關(guān)。1/3Al2O33原子所占體積V=4/3π[2+++（++2）]=∴AFP=結(jié)構(gòu)參數(shù)：Na2OCaOSiO2wt%141373molmol%R=(++2)/=∵Z=4∴X=2RZ=24=Y=ZX==（2）石英砂為1000kg，則需要純堿（Na2CO3）：需要石灰石（CaCO3）：419試簡(jiǎn)述哪些物質(zhì)可以形成非晶態(tài)固體（NCS）？形成（NCS）的手段有哪些？可以用什么實(shí)驗(yàn)方法研究NCS結(jié)構(gòu)？解：熔體和玻璃體可以形成非晶態(tài)固體。經(jīng)計(jì)算可知R1=，R2=3，Y1=3，Y2=2Y1Y2，高溫下（1）粘度大，容易形成玻璃，NaCl不具備網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，為典型的離子晶體很難形成玻璃。當(dāng)加入50mol%Na2O時(shí)，連續(xù)網(wǎng)狀SiO2骨架雖然松弛化，但依然是三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，可以形成玻璃。SiO2玻璃，Y越大，網(wǎng)絡(luò)連接越緊密，強(qiáng)度越大；反之，Y愈小，網(wǎng)絡(luò)空間上的聚集也愈小，結(jié)構(gòu)也變得較松，并隨之出現(xiàn)較大的空隙，結(jié)果使網(wǎng)絡(luò)改變離子的運(yùn)動(dòng)，不論在本身位置振動(dòng)或從一位置通過(guò)網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)隙躍遷到另一位置都比較容易。附加壓力的正負(fù)取決于曲面的曲率，凸面為正，凹面為負(fù)。解：根據(jù)公式，可算得附加壓力為△P=2－8=107Pa對(duì)于液體中的氣泡，氣泡的壓力為P=P0—△P=101325—107﹤0所以該小氣泡不能存在。燒結(jié)：是賦予材料性能的一種高溫處理工藝，原子向接觸點(diǎn)的擴(kuò)散使顆粒間行形成粘結(jié)，進(jìn)一步擴(kuò)散最終填滿各種剩下的孔隙并使材料的致密度提高。玻璃和金屬的封接，受許多因素的支配。該變化既連續(xù)，又取決于冷卻速率，因而無(wú)法確定哪一點(diǎn)溫度是玻璃從金屬收縮曲線上分出來(lái)的特定溫度。退火后的封接件不應(yīng)快速冷卻，因?yàn)榻饘俦炔ＡУ膶?dǎo)熱性好，因而金屬比玻璃冷得快。必須指出，封接處大量氣泡（尤其是成串氣泡）的存在是很有害的，因?yàn)樗芙档蜋C(jī)械強(qiáng)度和造成慢性漏氣。例如玻璃和玻璃光學(xué)研磨封接，以及金屬之間的熔接。外力造成的暫時(shí)應(yīng)力將與材料相互間的熱收縮應(yīng)力復(fù)合在一起。和分別為表示第i個(gè)原子在晶體體積內(nèi)和表面上時(shí)，最鄰近的原子的數(shù)目，在面心立方體晶體中在（111）面上為6，在（100）面上為4，在（110），得則：因而，（111）原子密排面上原子能最低。結(jié)合水的密度大，熱容小，界電常數(shù)小，冰點(diǎn)低等，在物理性質(zhì)上與自由水不同。試求粘土顆粒平均距離是在引力范圍2nm時(shí)，粘土體積濃度？解：略。生產(chǎn)上可以增大礦物組分的比表面積來(lái)增大電細(xì)管力，從而增大可塑性；也可增大或減小吸附的陽(yáng)離子的電價(jià)，從而改變粘土可塑性；或者將礦物的顆粒減小增大接觸點(diǎn)來(lái)增大粘土的可塑性；第六章答案61略。因?yàn)榱骄图訜岬睫D(zhuǎn)變溫度會(huì)轉(zhuǎn)變成三斜晶型，而高溫穩(wěn)定的三斜晶型冷卻到轉(zhuǎn)變溫度又會(huì)轉(zhuǎn)變成六方晶型。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(guò)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(lái)。69根據(jù)圖64所示的二元系統(tǒng)相圖回解：（1）注明各相區(qū)；（2）寫出無(wú)變量點(diǎn)的性質(zhì)及其相平衡關(guān)系；（3）寫出M1和M2熔體的平衡冷卻析晶過(guò)程；（4）計(jì)算從熔體剛冷至TP溫度及離開TP溫度時(shí)系統(tǒng)中存在各相的百分含量。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。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％。解：（1）硅磚（含SiO298%）主要晶相：SiO2Al203615在CaO－SiO2和Al2O3－SiO2系統(tǒng)中，SiO2的液相線都很陡，解釋為什么在硅磚生產(chǎn)中可摻入少量CaO做礦化劑不會(huì)降低硅磚的耐火度，而在硅磚中卻要嚴(yán)格防止混入Al2O3，否則便會(huì)使硅磚耐火度大大下降。2SiO2+H2OAl2O3M：A＝10％、B＝70％、C＝20％；N：A＝10％、B＝20％、C＝70％；P：A＝70％、B＝20％、C＝10％。（1）判斷三元化合物N的性質(zhì)；（2）標(biāo)出界線上的溫降方向（轉(zhuǎn)熔界線用雙箭頭）；（3）指出無(wú)變量點(diǎn)K、L、M的性質(zhì)，并寫出相平衡方程；（4）分析點(diǎn)l、2的結(jié)晶過(guò)程，寫出結(jié)晶過(guò)程的相平衡表達(dá)式。解：（1）E為低共熔點(diǎn)P為單轉(zhuǎn)熔點(diǎn)（2）①熔體M1的冷卻析晶過(guò)程：②熔體M2的冷卻析晶過(guò)程：③熔體M3的冷卻析晶過(guò)程：熔體組成點(diǎn)所在副三角形三個(gè)頂點(diǎn)所代表的晶相違結(jié)晶產(chǎn)物；三晶相對(duì)應(yīng)的初晶區(qū)所包圍的無(wú)變量點(diǎn)為結(jié)晶結(jié)束點(diǎn)。解：如圖所示621圖69是最簡(jiǎn)單的三元系統(tǒng)投影圖，圖中等溫線從高溫到低溫的次序是：t5＞t4＞t3＞t2＞t1，根據(jù)此投影圖回解：（1）三個(gè)組元A、B、C熔點(diǎn)的高低次序是怎樣排列的？（2）各液相面的陡勢(shì)排列如何？哪個(gè)最陡？哪個(gè)最平坦？（3）指出組成為65％A、15％B、20％C的熔體在什么溫度下開始析晶？析晶過(guò)程怎樣？（表明液、固相組成點(diǎn)的變化及結(jié)晶過(guò)程各階段中發(fā)生的變化過(guò)程）解：（1）熔點(diǎn)：TB＞TA＞TC（2）B最陡，C次之，A最平坦；（3）如圖所示，在M點(diǎn)所在的溫度下開始析晶，析晶過(guò)程如下：圖69　　　　　　　　　圖610622圖610為ABC三元系統(tǒng)相圖，根據(jù)此相圖：（l）判斷化合物K和D的性質(zhì)；（2）標(biāo)出各條界線上的溫度下降方向；（3）劃分副三角形；（4）判斷各無(wú)變量點(diǎn)的性質(zhì)，并寫出相平衡關(guān)系式。617將含有MgO和Al2O3的熔體冷卻到一定溫度，然后濾去析出的晶體并對(duì)剩下的液相進(jìn)行分析，得知液相中含MgO為65％，而且知道液相量是物系總量的70％，求原始熔體的組成。616加熱粘土礦物高嶺石（Al2O3（2）為了保持硅磚的耐火度，要嚴(yán)格防止原料中混如Al203。解：因a、b點(diǎn)溫度及低共熔溫度已知，欲繪此相圖之草圖，關(guān)鍵是求出C、E、D三點(diǎn)之組成。所以，組成為含B的量26%，%611圖66是一個(gè)未完成的具有一個(gè)不一致熔化合物并形成固溶體的二元系統(tǒng)相圖。E點(diǎn)B含量為20％，化合物AmBn含B量為64％，今有C1和C2兩種配料，其配料點(diǎn)分置于E點(diǎn)兩側(cè)。如果有錯(cuò)