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正文內(nèi)容

材料科學(xué)基礎(chǔ)試題庫(kù)答案(留存版)

  

【正文】 相。 。 。而玻璃的內(nèi)部質(zhì)點(diǎn)則呈近程有序而遠(yuǎn)程無(wú)序的無(wú)規(guī)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)或微晶子結(jié)構(gòu)。如果進(jìn)入MX晶體的雜質(zhì)原子是A,則其表示符號(hào)可寫(xiě)成:AM或AX(取代式)以及Ai(間隙式)。、相組成考慮,試比較固溶體與化合物、機(jī)械混合物的差別。 (a) 這個(gè)結(jié)果可能嗎?為什么? (b) 試預(yù)計(jì),在MgO-Cr2O3系統(tǒng)中的固溶度是有限還是很大?為什么?解:(a)Al2O3與Cr2O3有可能形成連續(xù)固溶體。 SiO2玻璃—各向同性。 硼反?,F(xiàn)象原因:當(dāng)數(shù)量不多的堿金屬氧化物同B2O3一起熔融時(shí),堿金屬所提供的氧不像熔融SiO2玻璃中作為非橋氧出現(xiàn)在結(jié)構(gòu)中,而是使硼轉(zhuǎn)變?yōu)橛蓸蜓踅M成的硼氧四面體。 ?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。解:根據(jù)題中所給條件,在濃度三角形中找到三個(gè)配料組成點(diǎn)的位置。而蒙脫石是為2:1型結(jié)構(gòu),復(fù)網(wǎng)層間以范氏鍵相連,層間聯(lián)系較弱,水化陽(yáng)離子容易進(jìn)入復(fù)網(wǎng)層間以平衡多余的負(fù)電荷,因此蒙脫石的陽(yáng)離子交換容量較大。[Si4O11](OH)2具有纖維狀結(jié)晶習(xí)性,而滑石Mg2[Si4O10](OH)2卻具有片狀結(jié)晶習(xí)性,試解釋之。⑵ 玻璃化:過(guò)冷熔體在轉(zhuǎn)變溫度Tg硬化為固態(tài)玻璃的過(guò)程。180。CaCl2溶解到KCI中形成間隙固溶體解: O?VNa 180。D晶內(nèi)?答:晶界上質(zhì)點(diǎn)排列結(jié)構(gòu)不同于內(nèi)部, 較晶體內(nèi)疏松, 原子排列混亂, 存在著許多空位、位錯(cuò)、鍵變形等缺陷, 使之處于應(yīng)力畸變狀態(tài),具有較高能量, 質(zhì)點(diǎn)在晶界遷移所需活化能較晶內(nèi)為小,擴(kuò)散系數(shù)為大。 ,而它們與水作用時(shí)則CaO要比MgO活潑,試解釋之。結(jié)構(gòu)類(lèi)型 共用氧數(shù) 形狀 絡(luò)陰離子 氧硅比 實(shí)例 島狀 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 0030.(a)什么叫陽(yáng)離子交換?答:在粘土礦物中,如果[AlO6]層中部分Al3+被Mg2+、Fe2+代替時(shí),一些水化陽(yáng)離子(如Na+、Ca2+等)進(jìn)入層間,來(lái)平衡多余的負(fù)電荷,在一定條件下這些陽(yáng)離子可以被其它陽(yáng)離子交換,這種現(xiàn)象稱(chēng)為陽(yáng)離子交換。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。 物理吸附:由分子間引力引起的,這時(shí)吸附物分子與吸附劑晶格可看作是兩個(gè)分立的系統(tǒng)。例如:硼酐是唯一能用以制造有吸收慢中子的氧化物玻璃;氧化硼玻璃的轉(zhuǎn)化溫度比硅酸鹽玻璃低得多;硼對(duì)中子射線(xiàn)的靈敏度高,硼酸鹽玻璃作為原子反應(yīng)堆的窗口對(duì)材料起屏蔽中子射線(xiàn)的作用。 、SiO2玻璃、硅膠和SiO2熔體。上述四個(gè)方程以(2)和(3)較合理。晶體的結(jié)構(gòu)類(lèi)型形成連續(xù)固溶體的兩個(gè)組分必須具有完全相同的晶體結(jié)構(gòu)。以通用的表示法寫(xiě)出晶體中各種點(diǎn)缺陷的表示符號(hào)。 ,若相變過(guò)程是放熱過(guò)程,則該過(guò)程必須________。 △P 總是________曲面的曲率中心。 ,設(shè)D為實(shí)驗(yàn)測(cè)定密度值,D0為計(jì)算的理論密度,若D D0,則固溶體為_(kāi)_______。39。 0096. ________ 鍵型物質(zhì)容易形成玻璃。 。 。w] 種。 。 +反伸,倒轉(zhuǎn)軸的對(duì)稱(chēng)操作是。這個(gè)過(guò)程稱(chēng)為二次再結(jié)晶或異常的晶粒長(zhǎng)大。致使B2O3玻璃從原來(lái)二度空間層狀結(jié)構(gòu)部分轉(zhuǎn)變?yōu)槿瓤臻g的架狀結(jié)構(gòu),從而加強(qiáng)了網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),并使玻璃的各種物理性能變好。 無(wú)規(guī)則網(wǎng)絡(luò)學(xué)說(shuō):凡是成為玻璃態(tài)的物質(zhì)和相應(yīng)的晶體結(jié)構(gòu)一樣,也是由一個(gè)三度空間網(wǎng)絡(luò)所構(gòu)成。0027.重心規(guī)則:如無(wú)變點(diǎn)處于其相應(yīng)副三角形的重心位,則該無(wú)變點(diǎn)為低共熔點(diǎn):如無(wú)變點(diǎn)處于其相應(yīng)副三角形的交叉位,則該無(wú)變點(diǎn)為單轉(zhuǎn)熔點(diǎn);如無(wú)變點(diǎn)處于其相應(yīng)副三角形的共軛位,則該無(wú)變點(diǎn)為雙轉(zhuǎn)熔點(diǎn)。0015.單鍵強(qiáng)即為各種化合物分解能與該種化合物配位數(shù)的商。0003.空間點(diǎn)陣是表示晶體結(jié)構(gòu)中各類(lèi)等同點(diǎn)排列規(guī)律的幾何圖形。 :不對(duì)。都是晶界移動(dòng)的結(jié)果。( )0005.在熱力學(xué)平衡條件下,二元凝聚系統(tǒng)最多可以3相平衡共存,它們是一個(gè)固相、一個(gè)液相和一個(gè)氣相。0002. 對(duì)稱(chēng)面、對(duì)稱(chēng)中心、對(duì)稱(chēng)軸,旋轉(zhuǎn)反伸軸;滑移面、螺旋軸;C、m。后者分相后具有______結(jié)構(gòu),分相開(kāi)始界面____突變。水泥生產(chǎn)中 用_______作礦化劑,可以降低熟料中液相生成溫度和降低液相粘度,提高離子擴(kuò)散速率,加速CaO?SiO2的形成。, _________,和_________。(001)面心的一個(gè)球(Cl離子)為例,屬于這個(gè)球的八面體空隙數(shù)為 ,所以屬于這個(gè)球的四面體空隙數(shù)為 。當(dāng)Na2O含量達(dá)到15%—16%時(shí),橋氧又開(kāi)始 ,熱膨脹系數(shù)重新上升,這種反常現(xiàn)象就是硼反?,F(xiàn)象。 . 1/2Al2O3 . 2SiO2的玻璃中氧多面體平均非橋氧數(shù)為_(kāi)________。:(1) _________; (2)________。0044. MgO具有______型結(jié)構(gòu),其對(duì)稱(chēng)型______,空間群______,屬于______晶族和______晶系,正負(fù)離子配位數(shù)為_(kāi)_____,單個(gè)晶胞占有正負(fù)離子的數(shù)目為_(kāi)_____。0008.(143)0009. 小于90176。(3)存在多晶轉(zhuǎn)變時(shí),此轉(zhuǎn)變也常是反應(yīng)開(kāi)始變得明顯的溫度。( )0010.燒結(jié)過(guò)程中,如果晶界移動(dòng)速率等于氣孔擴(kuò)散速率,可達(dá)到燒結(jié)體致密化。0006.答:正確。螺型位錯(cuò)只能滑移。表示晶體結(jié)構(gòu)特征的參數(shù)(a、b、c,α(b∧c)、β(a∧c)、γ(a∧b))稱(chēng)為晶胞常數(shù),晶胞參數(shù)也即晶體常數(shù)。 網(wǎng)絡(luò)變性體:?jiǎn)捂I強(qiáng)度<250kJ/mol,這類(lèi)氧化物不能形成玻璃,但能改變網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),從而使玻璃性質(zhì)改變,即稱(chēng)為網(wǎng)絡(luò)變形體。配位體:晶體結(jié)構(gòu)中與某一個(gè)陽(yáng)離子直接相鄰、形成配位關(guān)系的各個(gè)陰離子中心連線(xiàn)所構(gòu)成的多面體。0040.螢石型:CaF2型結(jié)構(gòu)中,Ca2+按面心立方緊密排列,F(xiàn)占據(jù)晶胞中全部四面體空隙。質(zhì)點(diǎn)的擴(kuò)散是無(wú)序的、隨機(jī)的。 ,青銅器時(shí)代,陶器時(shí)代,鐵器時(shí)代。 : ≠ b ≠ c,α=β=γ= 90176。 ,將有________個(gè)八面體空隙存在。 +1 +1 。 。 (高溫型)晶胞中有________套等同點(diǎn)。 ,Z=________。 ,當(dāng)超過(guò)固溶限度時(shí),固溶體是________。 ,上標(biāo)不寫(xiě)表示帶________個(gè)電荷。 。與非晶體比較晶體具有自限性、均一性、異向性、對(duì)稱(chēng)性、最小內(nèi)能和穩(wěn)定性。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。解:從化學(xué)組成、相組成考慮,固溶體、化合物和機(jī)械混合物的區(qū)別以AO溶質(zhì)溶解在B2O3溶劑中為例列下表比較之 。因?yàn)椋孩?=10%<15%②結(jié)構(gòu)類(lèi)型相同,均屬剛玉型結(jié)構(gòu)。 硅膠—疏松多孔。致使B2O3玻璃從原來(lái)二度空間層狀結(jié)構(gòu)部分轉(zhuǎn)變?yōu)槿瓤臻g的架狀結(jié)構(gòu),從而加強(qiáng)了網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),并使玻璃的各種物理性能變好。如果加熱速度過(guò)快,則a -石英過(guò)熱而在1600℃時(shí)熔融。連接配料(1)與配料(2)的組成點(diǎn),按杠桿規(guī)則求其混合后的組成點(diǎn)。、伊利石同晶取代的不同,說(shuō)明在平衡負(fù)電荷時(shí)為什么前者以水化陽(yáng)離子形式進(jìn)入結(jié)構(gòu)單元層,而后者以配位陽(yáng)離子形式進(jìn)入結(jié)構(gòu)單元層。解:透閃石雙鏈結(jié)構(gòu),鏈內(nèi)的SiO鍵要比鏈間的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。⑶ 分相:質(zhì)點(diǎn)遷移過(guò)程使熔體內(nèi)某些組成偏聚,從而形成互不混溶的組成不同的兩個(gè)玻璃相。+6OO Nb24xTi3xO3 可能成立 2TiO22TiNb˙+Oi180。NaCl溶入CaCl2中形成空位型固溶體。時(shí),則粗糙度愈大,愈不利于潤(rùn)濕。所以其堆積系數(shù)僅為34%,%。解:硅酸鹽礦物按照硅氧四面體的連接方式進(jìn)行分類(lèi),具體類(lèi)型見(jiàn)下表。熔融狀態(tài)的SiO2,只有極其緩慢的冷卻,才會(huì)在1713℃可逆地轉(zhuǎn)變?yōu)閍 -方石英。根據(jù)相互作用力的性質(zhì)不同,可分為物理吸附和化學(xué)吸附兩種。液體:不能承受剪應(yīng)力,外力所做的功表現(xiàn)為表面積的擴(kuò)展,因?yàn)楸砻鎻埩εc表面能數(shù)量是相同的; ? 在固態(tài)下和液態(tài)下這兩者有何差別 ?解:表面張力:垂直作用在單位長(zhǎng)度線(xiàn)段上的表面緊縮力或?qū)⑽矬w表面增大一個(gè)單位所需作的功;σ=力/總長(zhǎng)度N/m 硼酸鹽玻璃:硼酸鹽玻璃有某些優(yōu)異的特性。隨溫度降低,熔體粘度按指數(shù)關(guān)系遞增。因而間隙型缺陷在離子晶體中(除螢石型)較少見(jiàn)。而此值30%時(shí),不能形成固溶體。 。 ,固體的表面能隨溫度的升高會(huì)________。 “組分缺陷”有________種。 ,上標(biāo)39。 250kJ/mol,這類(lèi)氧化物屬于。 B. 六方 。 。 : A.(hkl) B.[uvw] C.{hkl} D.[uvw]。 ,對(duì)稱(chēng)中心的對(duì)稱(chēng)操作是。晶粒的進(jìn)一步生長(zhǎng),增大了晶界的曲率使生長(zhǎng)過(guò)程不斷加速,直到大晶粒的邊界相互接觸為止。0048.鐵電效應(yīng)0049.壓電效應(yīng)0050.當(dāng)數(shù)量不多的堿金屬氧化物同B2O3一起熔融時(shí),堿金屬所提供的氧不像熔融SiO2玻璃中作為非橋氧出現(xiàn)在結(jié)構(gòu)中,而是使硼轉(zhuǎn)變?yōu)橛蓸蜓踅M成的硼氧四面體。它們分散在無(wú)定形介中質(zhì),晶子向無(wú)定形部分過(guò)渡是逐漸完成時(shí),二者沒(méi)有明顯界限。0026.三角形規(guī)則:原始熔體組成點(diǎn)所在副三角形的三個(gè)頂點(diǎn)表示的物質(zhì)即為其結(jié)晶產(chǎn)物;與這三個(gè)物質(zhì)相應(yīng)的初初晶區(qū)所包圍的三元無(wú)變量點(diǎn)是其結(jié)晶結(jié)束點(diǎn)。0014.空間群是指一個(gè)晶體結(jié)構(gòu)中所有對(duì)稱(chēng)要素集合。0002.等同點(diǎn)晶體結(jié)構(gòu)中在同一取向上幾何環(huán)境和物質(zhì)環(huán)境皆相同的點(diǎn)稱(chēng)為等同點(diǎn)。0011答:不對(duì),是化學(xué)位梯度。0003.答:不正確。( )0004.固溶體是在固態(tài)條件下,一種物質(zhì)以原子尺寸溶解在另一種物質(zhì)中形成的單相均勻的固體。填空題答案-冷凝,擴(kuò)散,溶解-沉淀,流動(dòng);1/3,1/5,1/6,1/2。前者分相時(shí)質(zhì)點(diǎn)作___擴(kuò)散,分相速率____。,其作用機(jī)理各異,例在硅磚中加入13%[Fe2O3+Ca2(OH)2]做礦化劑,能使大部分a石英不斷溶解同時(shí)不斷析出a磷石英,從而促進(jìn)a石英向磷石英的轉(zhuǎn)化。(3) - 的三種熔體,其粘度大小的順序?yàn)開(kāi)________。 排列的固體。 、 和 三種,CaCl2中Ca2+進(jìn)入到KCl間隙中而形成點(diǎn)缺陷的反應(yīng)式為 。,六方最緊密堆積與六方格子相對(duì)應(yīng),立方最緊密堆積與_______ 相對(duì)應(yīng)。 (3)________。,AgCl和Cu2S極化程度的大小順序是___,極化結(jié)果改變配位數(shù)的是___,不極化結(jié)果改變配位數(shù)的是___。越小;大于9017
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