【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 于硅酸二鈣。(2分)2)影響水泥強(qiáng)度的因素有：熟料的礦物組成；水泥細(xì)度；施工條件包括水灰比及密實(shí)程度、養(yǎng)護(hù)溫度、外加劑等。(2分)燒結(jié)過程中出現(xiàn)晶粒長(zhǎng)大現(xiàn)象可能與哪些因素有關(guān)？其對(duì)燒結(jié)是否有利？為什么？答：晶粒的異常長(zhǎng)大是指在長(zhǎng)大速度較慢的細(xì)晶基體內(nèi)有少部分區(qū)域快速長(zhǎng)大形成粗大晶粒的現(xiàn)象。(2分)在單相和復(fù)相材料中如果混料不均勻就很容易造成晶粒異常長(zhǎng)大，通常情況下，在燒結(jié)過程中發(fā)生異常長(zhǎng)大與以下主要因素有關(guān)：① 材料中含有雜質(zhì)或者第二相夾雜物(2分)② 材料中存在高的各向異性的界面能，例如固/液界面能或者是薄膜的表面能等(2分)③ 材料內(nèi)存在高的化學(xué)不平衡性。(2分)燒結(jié)過程中的晶粒異常長(zhǎng)大同樣會(huì)降低燒結(jié)驅(qū)動(dòng)力，對(duì)燒結(jié)樣品的結(jié)構(gòu)均勻性和性能均勻性都不利，通常提高原始材料的純度及混料均勻性等方法均能避免晶粒異常長(zhǎng)大現(xiàn)象的發(fā)生。(2分)第四篇：無機(jī)非金屬材料專業(yè)畢業(yè)論文新型無機(jī)非金屬材料的發(fā)展與挑戰(zhàn)（李婷 無機(jī)非金屬081班 14號(hào)）無機(jī)非金屬材料、金屬材料、高分子合成材料與人們的衣、食、住、行關(guān)系非常密切。材料是人類生活必不可少的物質(zhì)基礎(chǔ)。沒有感光材料，我們就無法留下青春的回憶；沒有特殊的熒光材料，就沒有彩色電視；沒有高純的單晶硅，就沒有今天的“奔騰IV”；沒有特殊的新型材料，“神舟號(hào)”宇宙飛船就無法上天。隨著科學(xué)和生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展以及人們生活的需要，一些具有特殊結(jié)構(gòu)、特殊功能的新材料相繼研制出來，如半導(dǎo)體材料：超硬材料、耐高溫材料、發(fā)光材料等，我們稱這些材料為新型無機(jī)非金屬材料。水泥、玻璃、陶瓷等都屬于傳統(tǒng)的非金屬材料，像玻璃刀上的人造金剛石、作為手表軸承的人造紅寶石、煤氣爐中用于電子打火的壓電陶瓷、傳輸信息的光導(dǎo)纖維都屬于新型無機(jī)非金屬材料。近20年來，世界各工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)用高溫結(jié)構(gòu)陶瓷復(fù)合材料的研究與開發(fā)—直十分重視，相繼制定了各自的國(guó)家發(fā)展計(jì)劃，并投人了大量的人力、物力和財(cái)力，對(duì)這一新型材料寄予厚望。美國(guó)國(guó)防關(guān)鍵技術(shù)計(jì)劃以及日本的月光計(jì)劃等都把高溫結(jié)構(gòu)陶瓷基復(fù)合材料作為重點(diǎn)研究對(duì)象，其研制目標(biāo)是將發(fā)動(dòng)機(jī)熱端部件的使用溫度提高到1650℃或更高，從而提高發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪進(jìn)口溫度，達(dá)到節(jié)能、減重、提高推重比和延長(zhǎng)壽命的目的，滿足軍事和民用熱機(jī)的需要。此外，有許多陶瓷基復(fù)合材料的發(fā)動(dòng)機(jī)高溫構(gòu)件正在研制之中。如美國(guó)格魯曼公司正研究跨大氣層高超音速飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的陶瓷材料進(jìn)口、噴管和噴口等部件；美國(guó)碳化硅公司用Si34N／SiCw制造導(dǎo)彈發(fā)動(dòng)機(jī)燃?xì)鈬姽埽?杜邦公司研制出能承受1200－1300℃、使用壽命2000h的陶瓷基復(fù)合材料發(fā)動(dòng)機(jī)部件等。目前導(dǎo)彈、無人駕駛 飛機(jī)以及其它短壽命的陶瓷渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)正處在最后研制階段，美國(guó)空軍材料實(shí)驗(yàn)室的研究人員認(rèn)為，12O41371℃發(fā)動(dòng)機(jī)陶瓷基復(fù)合材料已經(jīng)研制成功。由于提高了燃燒溫度，取消或減少了冷卻系統(tǒng)，預(yù)計(jì)發(fā)動(dòng)機(jī)熱效率可從目前的26%提高到46%。英國(guó)羅—羅公司認(rèn)為，未來航空發(fā)動(dòng)機(jī)高壓壓氣機(jī)葉片和機(jī)匣、高壓與低壓渦輪盤及葉片、燃燒室、加大燃燒室、火焰穩(wěn)定器及排氣噴管等都將采用陶瓷基復(fù)合材料。預(yù)計(jì)在21世紀(jì)初，陶瓷基復(fù)合材料的使用溫度可提高到1650℃或更高。我知道如果想在無機(jī)非金屬材料領(lǐng)域有一番作為并非易事。因?yàn)榭茖W(xué)在發(fā)展，科技在進(jìn)步，各種新興的材料不斷被研發(fā)出來，所以必須時(shí)時(shí)刻刻關(guān)心當(dāng)今世界材料科學(xué)的最新動(dòng)態(tài)。現(xiàn)在，而我所能做的就是認(rèn)認(rèn)真真的學(xué)好所學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)為將來的發(fā)展打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。此外，材料科學(xué)并不是理論上的，更重要的是實(shí)踐上的！所以，提高自己的動(dòng)手能力，創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)?zāi)芰σ彩潜夭豢缮俚?。既然無機(jī)非金屬材料是一個(gè)前沿學(xué)科，那么單單的本科學(xué)歷顯然是不夠的，是無法滿足社會(huì)對(duì)此領(lǐng)域的需求的，因此，考研成為了我們繼續(xù)深造的基本要求。研究生會(huì)有更多的機(jī)會(huì)參與科學(xué)的研究，會(huì)有更多的機(jī)會(huì)學(xué)習(xí)的最新的理論知識(shí)，會(huì)有更多的機(jī)會(huì)進(jìn)行高水平的實(shí)驗(yàn)，而且研究生再就業(yè)方面更具有競(jìng)爭(zhēng)力，所以考研勢(shì)在必行！此外，我國(guó)的材料水平還沒有達(dá)到世界頂尖，我國(guó)是一個(gè)材料大國(guó)，但是我們不是一個(gè)材料強(qiáng)國(guó)，雖然我國(guó)每年的材料需求都是巨大的，各個(gè)領(lǐng)域都依靠材料，但是我國(guó)的一些先進(jìn)材料基本都是進(jìn)口的，所以我們要趕上其他發(fā)達(dá)國(guó)家比如美國(guó)還需要國(guó)人的不斷努力，不斷去奮斗。如果可能的話我想我會(huì)去國(guó)外繼續(xù)深造，學(xué)習(xí)更先進(jìn)的理論知識(shí)，將來能為祖國(guó)貢獻(xiàn)自己的一份力量??！第五篇：無機(jī)非金屬材料緒論，某結(jié)合力主要包括離子鍵，共價(jià)鍵或離子共價(jià)鍵混合離子。由于這些化學(xué)鍵的特點(diǎn)，例如高的鍵能和強(qiáng)大的鍵極性等，賦予了這一大類材料以高熔點(diǎn)，高強(qiáng)度，耐磨損，高硬度，耐腐蝕及抗氧化的基本屬性和寬廣的導(dǎo)電性，導(dǎo)熱性，透光性以及良好的鐵電性，鐵磁性和壓電性等特殊性能，高溫超導(dǎo)性也是新近在這類材料上發(fā)現(xiàn)的。，隨著無機(jī)新材料的發(fā)展，無機(jī)非金屬材料已不局限于硅酸鹽還包括其他含氧酸鹽，氧化物，氮化物，碳與碳化物，硼化物，氟化物，硫系化合物，硅，鍺，ⅢV族及ⅡVI族化合物等，其形態(tài)和形狀也趨于多樣化，復(fù)合材料，薄膜，纖維，單晶和非晶材料占有越來越重要的地位。第一章 玻璃的結(jié)構(gòu) 和性質(zhì) 玻璃的結(jié)構(gòu)晶態(tài)：周期性，對(duì)稱性，幾何形態(tài)，質(zhì)點(diǎn)排列，自限性，均一性，異向性，穩(wěn)定性，遠(yuǎn)程有序。非晶態(tài)：進(jìn)程有序，遠(yuǎn)程無序。玻璃的通性1）各向同性2）介穩(wěn)性：玻璃是由熔體急劇冷卻而得，由于在冷卻過程中粘度急劇增大，質(zhì)點(diǎn)來不及形成晶體的有規(guī)則排列，系統(tǒng)的內(nèi)能尚未處于最低值，從而處于介穩(wěn)態(tài)，在一定的外界條件下，它們?nèi)跃哂?自發(fā)轉(zhuǎn)化為內(nèi)能較低的晶體的趨勢(shì)。3）無固定熔點(diǎn)4）性質(zhì)變化的連續(xù)性和可逆性 無規(guī)則網(wǎng)絡(luò)學(xué)說1）玻璃結(jié)構(gòu)與晶體一樣，具有三位方向發(fā)展的連續(xù)無序網(wǎng)架形式，硅氧四面體為最小結(jié)構(gòu)單位，但不象晶體那樣，對(duì)稱均勻地聯(lián)結(jié)成空間網(wǎng)絡(luò)（有序），而是相互不規(guī)則地聯(lián)結(jié)在一起（無序），配位數(shù)小的結(jié)構(gòu)團(tuán)構(gòu)成無限伸展的無序空間網(wǎng)絡(luò)。）玻璃中的質(zhì)點(diǎn)雖然不具有規(guī)則的格子 排列，但在大致固定的平衡位置上震動(dòng)的玻璃網(wǎng)絡(luò)中的正常離子數(shù)與晶體中的配位數(shù) 也應(yīng)該近似。）網(wǎng)絡(luò)外體的離子填充在網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)空隙中，對(duì)于整體來說 是統(tǒng)計(jì)分布的，為了使網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)具有一定的穩(wěn)定性，這些陽離子必須是半徑大而電荷小的。4）形成氧化物玻璃必須滿足的四條規(guī)則: A 每個(gè)氧離子應(yīng)該與不超過兩個(gè)陽離子相聯(lián)。B 在中心陽離子周圍的氧離子 配位數(shù)必須小于或等于4；C 氧多面體相互共角而不共棱或共面。D 每個(gè)多面體至少有三個(gè)頂角是共用的。形成的氧多面體為三角體或四面體RO2,R2O2,R2O5類型氧化物能滿足這一條件，并以玻璃形式出現(xiàn)簡(jiǎn)答題： 石英玻璃堿硅玻璃鈉鈣硅玻璃結(jié)構(gòu)性能發(fā)生很大的變化，分析堿金屬，堿土金屬氧化物在其中的作用：1）熔融石英玻璃其硅氧比值1：2與SiO2分子式相同，可以把它近似的看成是由硅氧網(wǎng)絡(luò)形成的獨(dú)立‘大分子’2）如果在熔融石英玻璃中形成加入堿金屬氧化物(如Na2O).就使原來的大分子發(fā)生解聚 作用，由于氧的比值增大，玻璃中每個(gè)氧已不可能都為兩個(gè)硅原子所共用，開始出現(xiàn)非橋氧，使硅氧網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生斷裂，非橋氧的存在，使【SiO4】四面體失去原有 完整性和對(duì)稱性，結(jié)果使玻璃結(jié)構(gòu)減弱，疏松，并導(dǎo)致一系列物理化學(xué)性質(zhì)的變壞，而且堿金屬含量越高，性能變差越 嚴(yán)重，因此，二元堿硅玻璃一般無使用價(jià)值3）當(dāng)在堿性二元玻璃中加入CaO時(shí)，性能變差情況大為改觀，使玻璃結(jié)構(gòu)和性能發(fā)生明顯變化，主要表現(xiàn) 為使結(jié)構(gòu)加強(qiáng)，從而表現(xiàn)為一系列物化性質(zhì)的加強(qiáng)，從而使鈉鈣硅玻璃性能優(yōu)良，CaO的這種作用，是由鈣離子和鈉離子半徑相似，但電荷比鈉離子大一倍，因此場(chǎng)強(qiáng)比鈉離子大得多，具有強(qiáng)化玻璃結(jié)構(gòu)和限制鈉離子活動(dòng)的作用補(bǔ)網(wǎng)作用：使中間體氧化物全部或部分由6 配位變成4 配位的作用，主要是鋁離子取代硅離子。硼氧反常性：堿金屬或堿土金屬氧化物加入B203玻璃中，將產(chǎn)生硼氧四面體[B04],而形成硼酸鹽玻璃。在一定范圍內(nèi)，堿金屬氧化物提供的氧使硼氧三角體[B03]轉(zhuǎn)變?yōu)橥耆蓸蜓踅M成的硅氧四面體，導(dǎo)致B203玻璃從原來的兩度空間的層狀結(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)，使玻璃的各種物理性質(zhì)與相同條件下的硅酸鹽玻璃相比，相應(yīng)地向著相反的方向變化。玻璃結(jié)構(gòu)中的陽離子的分類1）按元素與氧結(jié)合的單鍵能（即化合物分解能與配位數(shù)之商）的大小和能否生成玻璃，將氧化物分成：網(wǎng)絡(luò)生成體氧化物，網(wǎng)絡(luò)外體氧化物和中間體氧化物。2）網(wǎng)絡(luò)生成體氧化物應(yīng)滿足以下的條件：A 每個(gè)氧化物應(yīng)與不超過兩個(gè)陽離子相連；B 在中心陽離子周圍的 氧離子配位數(shù)必須小于或等于4；C氧多面體相互共角而不共棱或共面；D 每個(gè)多面體至少有三個(gè)頂角共用。3）這類氧化物主要有SiO2,B2O3,BO5,GeO2,As2O5等。網(wǎng)絡(luò)外體或網(wǎng)絡(luò)修飾體：某些氧化物不能單獨(dú)生成玻璃，不參加網(wǎng)絡(luò)而使其陽離子分布在四面體之間的空隙中，以保持網(wǎng)絡(luò)中局部地區(qū)的電中性，因?yàn)樗麄兊闹饕饔檬翘峁╊~外的氧離子，從而改變網(wǎng)絡(luò)，故稱為網(wǎng)絡(luò)外體或網(wǎng)絡(luò)修飾體。如Li2O,Na2O,K2O,CaO,SrO,BaO等。1）中間體氧化物:比堿金屬和堿土金屬化合價(jià)高而配位數(shù)小的陽離子，可以部分地參加網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，如BeO,MgO,ZnO, Al2O3等。各種氧化物在玻璃中的作用：1）堿金屬氧化物A 堿金屬氧化物加入到熔融石英玻璃何總，促使硅氧四面體間連接斷裂，出現(xiàn)非橋氧，使玻璃結(jié)構(gòu)疏松，導(dǎo)致一系列性能變化，但由于堿金屬離子的斷網(wǎng)作用使它具有了高溫助熔，加速玻璃融化的性能。B 混合堿效應(yīng)：在二元堿硅玻璃中，當(dāng)堿金屬氧化物的總量不變，用 一種堿金屬 氧化物取代另一種時(shí)，玻璃的性質(zhì)不是呈直線變化的，而出現(xiàn)明顯的極值。2）二價(jià)金屬氧化物：CaO是網(wǎng)絡(luò)外體氧化物，Ca2+離子的配位數(shù)一般為6，有極化橋氧和減弱硅氧鍵的作用，CaO的引入可以降低玻璃的高溫粘度，玻璃中CaO含量過多，一般會(huì)使玻璃的料性變短，脆性增大。MgO在硅酸鹽礦物中存在著兩種配位狀態(tài)（4或6），但多數(shù)位于八面體中，屬于網(wǎng)絡(luò)外體，在鈉鈣硅玻璃中，若以MgO取代CaO，將使玻璃結(jié)構(gòu)疏松，導(dǎo)致玻璃的 密度，硬度下降，但卻可以降低玻璃的析晶能力和調(diào)節(jié)玻璃的料性，含鎂玻璃在水和堿液的作用下，易在表面形成硅酸鹽薄膜，在一定條件下剝落進(jìn)入溶液，產(chǎn)生脫片現(xiàn)象。PbO 鉛離子位八個(gè)氧離子所包圍，其中四個(gè)氧離子與鉛離子距離較遠(yuǎn)（）,另外四個(gè)較近（）.形成不對(duì)稱配位鉛離子外層的 惰性電子對(duì)，受較近的四個(gè)氧的排斥，推向另外四個(gè)氧離子的一邊，因此在晶態(tài) PbO中組成一種四方錐體[PbO4]的結(jié)構(gòu)單元，一般 認(rèn)為，在高鉛玻璃中均存在這種四方錐體，它形成一種螺旋形的網(wǎng)絡(luò)，這種網(wǎng)絡(luò)使PbOSiO2系統(tǒng)具有很大的 玻璃形成區(qū)，同時(shí)也決定了PbO在硅酸鹽熔體中的高度助熔性。2）其他金屬氧化物：玻璃中Al3+離子與在硅酸鹽礦物中一樣，有兩種配位狀態(tài)，在鈉硅酸鹽玻璃中，當(dāng)Na2O/Al2O3大于1 時(shí)，Al3+均位于四面體中，小于1時(shí)，則作用為網(wǎng)絡(luò)外體位于八面體中，當(dāng)Al3+位于鋁氧四面體[AlO4]中時(shí)，則與硅氧四面體組成了統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)，在一般的鈉鈣硅玻璃中，引入少量的Al2O3，Al3+就可以?shī)Z取非橋氧形成鋁氧四面體，進(jìn)入硅氧網(wǎng)絡(luò)中，把由于Na+的引入而產(chǎn)生的斷裂網(wǎng)絡(luò)通過[AlO4]重新連接起來，使玻璃結(jié) 構(gòu)趨向緊密，并使玻璃的許多性能得以改善，但它對(duì)玻璃的電學(xué)性能有不良影響，在硅酸樣玻璃中，當(dāng)以Al2O3取代SiO2時(shí)，介電損耗和導(dǎo)電率升高，故在真空玻璃中，有良好的助熔性，可降低玻璃的高溫粘度和提高玻璃的低溫粘度，但使用B2O3時(shí)要注意硼反?，F(xiàn)象。玻璃的生成規(guī)律及其相變簡(jiǎn)答題： 怎樣避免在降溫過程中玻璃析晶？為了避免玻璃析晶，關(guān)鍵是從動(dòng)力學(xué)角度研究以多快速度冷卻給定熔體，以避免出現(xiàn)可探測(cè)的晶體，卡曼認(rèn)為：A 晶核生成速率。B 晶體生長(zhǎng)速度起主要作用。隨著典型玻璃熔體過冷度增加，粘度迅速增大，而成核速率和過冷度關(guān)系曲線，晶核生長(zhǎng)速率與過冷關(guān)系曲線都是具有限量最大值，對(duì)典型玻璃熔體，其兩個(gè)極大值所在的過冷度，分開越大時(shí)，越容易冷卻成玻璃，因此成速率出現(xiàn)極大值時(shí)，熔體在此溫度設(shè)有適宜的結(jié)晶條件，當(dāng) 兩個(gè)極大值重合在一個(gè)過冷度時(shí)，熔體即具有最大的成核速率，又具有最大的生長(zhǎng)速率，熔體較易析出晶體而不形成玻璃。影響玻璃生成的因素：1）熱力學(xué)條件 2）動(dòng)力學(xué)條件 3）結(jié)晶化學(xué)條件:①鍵強(qiáng)元素與氧結(jié)合的單鍵強(qiáng)度，負(fù)離子團(tuán)[SiO4] 4,[Si2O7] 6A 。~。C 網(wǎng)絡(luò)外體（修飾體）。②鍵型A 離子鍵化合物離子， 金屬鍵物質(zhì)—電子，正離子狀態(tài)，無方向性。C 共價(jià)鍵化合物分子結(jié)構(gòu)分子間范德華力。D 離子鍵金屬鍵共價(jià)鍵過度時(shí)或極性過渡鍵具有離子共價(jià)的雙重性質(zhì)，構(gòu)成進(jìn)程有序性而離子成分促使配位多面體不按一定方向連接，造成不對(duì)稱變形，構(gòu)成遠(yuǎn)程無序的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，形成玻璃的傾向大。③熔體結(jié)構(gòu)[SiO4] 4,[Si2O7] 6,[Si6O8]12,[SiO3]2nn,[Si4O14]6nn。O/Si從2到4，聚合程度降低，粘度變小，結(jié)晶易，形成玻璃難。O/Si決定著負(fù)離子團(tuán)的大小和聚合度。負(fù)離子團(tuán)結(jié)構(gòu)越大，越易形成玻璃。熔體和玻璃體的成核過程1）均勻成核定義：指在宏觀均勻的玻璃中，在沒有外來物質(zhì)參與下相界、結(jié)構(gòu)缺陷等無關(guān)的成核過程，又稱為本征成核或自發(fā)成核。當(dāng)玻璃熔體處于過冷態(tài)時(shí)，由于熱運(yùn)動(dòng)引起組成和結(jié)構(gòu)上的起伏，一部分變成晶相。晶相內(nèi)質(zhì)點(diǎn)的有規(guī)則排列導(dǎo)致體積自由能減小。然而在新相產(chǎn)生的同時(shí)，又將在新生相和液相之間形成新的界面，引起界面自由能的增加，對(duì)成核造成勢(shì)壘。當(dāng)新相顆粒太小時(shí)，界面對(duì)體積的比例增大，整個(gè)體系自由能增大。當(dāng)新相達(dá)到一定大?。ㄅR界值）時(shí)，界面對(duì)體積的比例就減小，系統(tǒng)的自由能減小，這時(shí)新生相