無機材料科學(xué)基礎(chǔ)習(xí)題與解答(編輯修改稿)
2025-04-21 03:29 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 參數(shù)a=，測得固溶體密度ρ=，試計算說明固溶體的類型？（元素的相對原子質(zhì)量：Y=；Ca=；F=）解：YF3加入CaF2的缺陷反應(yīng)方程如下：YF3Y +F+2FF (1)2YF32Y +V +6FF (2)方程（1）和（2）的固溶式：(1)Ca1xYxF2+x (2) Ca(13/2x)YxF2按題意x=：..2；它們的密度分別設(shè)為ρ1和ρ2。CaF2是螢石型晶體，單位晶胞內(nèi)含有4個螢石分子。ρ1==（g/cm3）ρ2==（g/cm3）由ρ1與ρ2計算值與實測密度ρ=， YF3加入CaF2中形成間隙型固溶體。61 說明熔體中聚合物形成過程？ 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體。 可分為三個階段 初期：石英的分化； 中期：縮聚并伴隨變形； 后期：在一定時間和一定溫度下，聚合和解聚達(dá)到平衡。 62 簡述影響熔體粘度的因素？ 答：影響熔體粘度的主要因素：溫度和熔體的組成。 堿性氧化物含量增加，劇烈降低粘度。 隨溫度降低，熔體粘度按指數(shù)關(guān)系遞增。 64 試用實驗方法鑒別晶體SiOSiO2玻璃、硅膠和SiO2熔體。它們的結(jié)構(gòu)有什么不同？ 答：利用X—射線檢測。 晶體SiO2—質(zhì)點在三維空間做有規(guī)律的排列，各向異性。 SiO2熔體—內(nèi)部結(jié)構(gòu)為架狀，近程有序，遠(yuǎn)程無序。 SiO2玻璃—各向同性。 硅膠—疏松多孔。 65 玻璃的組成是13wt%Na2O、13wt%CaO、74wt%SiO2，計算橋氧分?jǐn)?shù)？ 解： Na2O CaO SiO2 wt% 13 13 74 mol mol% R=(++ 2)/ = ∵Z=4 ∴X=2R﹣Z=2﹣4= Y=Z﹣X= 4﹣= 氧橋%=（+） =% 66 有兩種不同配比的玻璃，其組成如下： 序號 Na2O(wt%) Al2O3(wt%) SiO2(wt%) 1 8 12 80 2 12 8 80 試用玻璃結(jié)構(gòu)參數(shù)說明兩種玻璃高溫下粘度的大??？ 解：對于1：Z=4 R1=O/Si= ∴ X1=2R1﹣4= Y1=Z﹣X1= 4﹣= 對于2：R2= O/Si= ∴ X2=2R2﹣4= Y2= 4﹣X2= 4﹣= ∵Y1﹤Y2 ∴序號1的玻璃組成的粘度比序號2的玻璃小。 67 在SiO2中應(yīng)加入多少Na2O，使玻璃的O/Si=，此時析晶能力是增強還是削弱？ 解：設(shè)加入x mol的Na2O，而SiO2的量為y mol。 則O/Si=（x+2y）/ y = ∴x=y/2 即二者的物質(zhì)量比為1:2時，O/Si=。 因為O/Si增加了，粘度下降，析晶能力增強了。 68 有一種平板玻璃組成為14Na2O—13CaO—73SiO2（wt%重量百分比），, 計算玻璃的原子堆積系數(shù)（AFP）為多少？計算該玻璃的結(jié)構(gòu)參數(shù)值？ 解：該玻璃的平均分子量 GM=62+56+= 在1197。3中原子數(shù)為 n=ρNo/GM=10241023/ = 在1197。3原子所占體積 V=4/3π[2+++（++2）] = ∴ AFP= 結(jié)構(gòu)參數(shù)： Na2O CaO SiO2 wt% 14 13 73 mol mol% R=(++ 2)/ = ∵Z=4 ∴X=2R﹣Z=2﹣4= Y=Z﹣X= 4﹣= 69 試比較硅酸鹽玻璃與硼酸鹽玻璃在結(jié)構(gòu)與性能上的差異。 答：結(jié)構(gòu)差異：硅酸鹽玻璃：石英玻璃是硅酸鹽玻璃的基礎(chǔ)。石英玻璃是硅氧四面體[SiO4]以頂角相連而組成的三維架狀結(jié)構(gòu)。由于Si—O—Si鍵角變動范圍大，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)。SiO2是硅酸鹽玻璃中的主要氧化物。 硼酸鹽玻璃：B和O交替排列的平面六角環(huán)的B—O集團是硼酸鹽玻璃的重要基元，這些環(huán)通過B—O—B鏈連成三維網(wǎng)絡(luò)。B2O3是網(wǎng)絡(luò)形成劑。這種連環(huán)結(jié)構(gòu)與石英玻璃硅氧四面體的不規(guī)則網(wǎng)絡(luò)不同，任何O—B三角體的周圍空間并不完全被臨接的三角體所填充，兩個原子接近的可能性較小。 性能差異：硅酸鹽玻璃：試劑和氣體介質(zhì)化學(xué)穩(wěn)定性好、硬度高、生產(chǎn)方法簡單等優(yōu)點。 硼酸鹽玻璃：硼酸鹽玻璃有某些優(yōu)異的特性。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；硼對中子射線的靈敏度高，硼酸鹽玻璃作為原子反應(yīng)堆的窗口對材料起屏蔽中子射線的作用。 610 解釋硼酸鹽玻璃的硼反常現(xiàn)象？ 答：硼反?，F(xiàn)象：隨著Na2O（R2O）含量的增加，橋
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