【正文】 在該溫度下出現(xiàn)的最大液相量為，在M4點(diǎn)對(duì)應(yīng)的溫度下完全熔融。解：（1）E為低共熔點(diǎn)P為單轉(zhuǎn)熔點(diǎn)（2）①熔體M1的冷卻析晶過程：②熔體M2的冷卻析晶過程：③熔體M3的冷卻析晶過程：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)所包圍的無變量點(diǎn)為結(jié)晶結(jié)束點(diǎn)。（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)晶過程，寫出結(jié)晶過程的相平衡表達(dá)式。（4）無變量點(diǎn)M、N、O、P均為低共熔點(diǎn)，向平衡關(guān)系如下：MNOP623試分析圖611上配料點(diǎn)3的結(jié)晶過程，寫出結(jié)晶過程的相平衡表達(dá)式（表明液、固相組成點(diǎn)的變化及結(jié)晶過程各階段系統(tǒng)中發(fā)生的相變化和自由度數(shù)的變化）。（2）如圖所示。解：如圖所示621圖69是最簡單的三元系統(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？析晶過程怎樣？（表明液、固相組成點(diǎn)的變化及結(jié)晶過程各階段中發(fā)生的變化過程）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）判斷各無變量點(diǎn)的性質(zhì)，并寫出相平衡關(guān)系式。M：A＝10％、B＝70％、C＝20％；N：A＝10％、B＝20％、C＝70％；P：A＝70％、B＝20％、C＝10％。圖67619請(qǐng)劃分圖68所示四個(gè)相圖中的副三角形。解：（a）此相圖上等界線相應(yīng)的連線可將圖面劃分成五個(gè)副三角形，但是只有四個(gè)無變量點(diǎn)，這是不可能的。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。2SiO2+H2OAl2O32SiO22H2O）至600℃時(shí)，高嶺石分解為水蒸氣和Al2O3616加熱粘土礦物高嶺石（Al2O3615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。（2）若要求產(chǎn)物中只有C2S和C3S，據(jù)相圖可知，配料范圍應(yīng)選在含CaO65%～74%之間。如加入1wt%Al203，在低共熔點(diǎn)（1595℃）時(shí)產(chǎn)生的液相量為1/=%，會(huì)使硅磚的耐火度大大下降；（3）根據(jù)相圖，當(dāng)出現(xiàn)40%液相時(shí)，由桿杠規(guī)則可知，得x=,在相圖中作出析晶路線，可以估計(jì)出粘土磚的最高溫度約為1670℃。（2）為了保持硅磚的耐火度，要嚴(yán)格防止原料中混如Al203。解：（1）硅磚（含SiO298%）主要晶相：SiO2Al203解上述聯(lián)立方程，得x=,y=,z=,據(jù)此，,。設(shè)C點(diǎn)含B量為x,E點(diǎn)含B量為z。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。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％。已知A的熔點(diǎn)為1000℃，B熔點(diǎn)為700℃。解：草圖如下：圖66612已知A和B兩組成構(gòu)成具有低共熔點(diǎn)的有限固溶體的二元系統(tǒng)。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。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。和兩種配料量均為G（kg）。試計(jì)算C1和C2的組成。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)。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。第四圖錯(cuò)，具有低共熔點(diǎn)的有限固溶體二元系統(tǒng)相圖中γ固溶體不可能存在。第二圖錯(cuò)，A、B組元具有一個(gè)低共熔點(diǎn)，因此A、B的兩條液相線應(yīng)交于一點(diǎn)。如果有錯(cuò)，請(qǐng)指出錯(cuò)在何處？并說明理由。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。由于βC2S是一種熱力學(xué)非平衡態(tài)，沒有能穩(wěn)定存在的溫度區(qū)間，因而在相圖上沒有出現(xiàn)βC2S的相區(qū)。66在SiO2系統(tǒng)相圖中，找出兩個(gè)可逆多晶轉(zhuǎn)變和兩個(gè)不可逆多晶轉(zhuǎn)變的例子。65圖62是具有多晶轉(zhuǎn)變的某物質(zhì)的相圖，其中DEF線是熔體的蒸發(fā)曲線。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。　　圖61　　　　　　　　　　　　　圖6264如圖61是鈣長石（CaAl2Si2O）的單元系統(tǒng)相圖，請(qǐng)根據(jù)相圖回解：（1）六方、正交和三斜鈣長石的熔點(diǎn)各是多少？（2）三斜和六方晶型的轉(zhuǎn)變是可逆的還是不可逆的？你是如何判斷出來的？（3）正交晶型是熱力學(xué)穩(wěn)定態(tài)？還是介穩(wěn)態(tài)？解：（1）六方鈣長石熔點(diǎn)約1300℃（B點(diǎn)），正鈣長石熔點(diǎn)約1180℃（C點(diǎn)），三斜鈣長石的熔點(diǎn)約為1750℃（A點(diǎn)）。應(yīng)用相率可以很方便地確定平衡體系的自由度數(shù)。一般形式的數(shù)學(xué)表達(dá)式為F＝C－P＋2。生產(chǎn)上可以增大礦物組分的比表面積來增大電細(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)來增大粘土的可塑性；第六章答案61略。,陽離子的電價(jià)越高可塑性越好。525影響粘土可塑性的因素有那些？生產(chǎn)上可以來用什么措施來提高或降低粘土的可塑性以滿足成形工藝的需要？解：當(dāng)粘土與適當(dāng)?shù)乃旌暇鶆蛑瞥赡鄨F(tuán)，該泥團(tuán)受到高于某一個(gè)數(shù)值剪應(yīng)力作用后，可以塑造成任何形狀，當(dāng)去處應(yīng)力泥團(tuán)能保持其形狀，這種性質(zhì)稱為可塑性。含有聚合陰離子的鈉鹽能使粘土的ζ電位值升至60mV。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。指出粘土吸附下列不同陽離子后的性能變化規(guī)律，（以箭頭表示：）H＋Al3＋Ba2＋Sr2＋Ca2＋Mg2＋NH4＋K＋Na＋Li＋（l）離子交換能力；（2）粘土的ζ電位；（3）粘土的結(jié)合水量；（4）泥漿穩(wěn)定性；（5）泥漿流動(dòng)性；（6）泥漿觸變性；（7）泥團(tuán)可塑性；（8）泥漿濾水性；（9）泥漿澆注時(shí)間（10）坯體形成速率解：（l）離子交換能力：Li＋Na＋K＋NH4＋Mg2＋Ca2＋Sr2＋Ba2＋Al3＋H＋（2）粘土的ζ電位：H＋Ba2＋Sr2＋Ca2＋Mg2＋NH4＋K＋Na＋Al3＋Li＋（3）粘土的結(jié)合水量：NH4＋Al3＋Ba2＋Sr2＋Ca2＋Mg2＋K＋Na＋Li＋H＋（4）泥漿穩(wěn)定性：H＋Al3＋Ba2＋Sr2＋Ca2＋Mg2＋NH4＋K＋Na＋Li＋（5）泥漿流動(dòng)性：H＋Al3＋Ba2＋Sr2＋Ca2＋Mg2＋NH4＋K＋Na＋Li＋（6）泥漿觸變性：H＋Li＋Na＋K＋Mg2＋Ca2＋Sr2Ba2＋Al3＋NH4＋（7）泥團(tuán)可塑性：Li＋Na＋K＋NH4＋Mg2＋Ca2＋Sr2＋Ba2＋Al3＋H＋（8）泥漿濾水性：H＋Al3＋Ba2＋Sr2＋Ca2＋Mg2＋NH4＋K＋Na＋Li＋（9）泥漿澆注時(shí)間：Li＋Na＋K＋NH4＋Mg2＋Ca2＋Sr2＋Ba2＋Al3＋H＋（10）坯體形成速率：H＋Al3＋Ba2＋Sr2＋Ca2＋Mg2＋NH4＋K＋Na＋Li＋523若粘土粒子是片狀的方形粒子。521一個(gè)均勻的懸浮液，粘土濃度為30vol％，求顆粒間平均距離是多少個(gè)？解：略。粘土與這三種水結(jié)合的狀態(tài)與數(shù)量將會(huì)影響粘土－水系統(tǒng)的工藝性能。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。在牢固結(jié)合水的外圍吸引著一部分定向程度較差的水分子層稱為松結(jié)合水，由于離開粘土顆粒表面較遠(yuǎn)，他們之間的結(jié)合力較小。負(fù)電場對(duì)水分子的引力作用，隨著離開粘土表面距離的增加而減弱，因此水分子的排列也有定向逐漸過渡到混亂。解：粘土結(jié)構(gòu)水是粘土結(jié)構(gòu)中的水；由于粘土顆粒一般帶負(fù)電，又因水是極性分子，當(dāng)粘土顆粒分散于水中時(shí)，在粘土表面負(fù)電場的作用下，水分子以一定取向分布在粘土顆粒周圍以氫鍵與其表面上的氧和氫氧基結(jié)合，負(fù)電端向外。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。（1）求Si3N4的表面張力；（2）把Si3N4在低共熔溫度下進(jìn)行熱處理，測試其熱腐蝕的槽角為60℃，求Si3N4的晶界能？解：（1）=+600=900mN/M（2）=2900cos300=518氧化鋁瓷件中需要披銀，已知1000℃時(shí)mN/m；mN/m；mN/m，問液態(tài)銀能否潤濕氧化鋁瓷件表面？可以用什么方法改善它們之間的潤濕性？解：=不能潤濕，陶瓷元件表面披銀，必須先將瓷件表面磨平并拋光，才能提高瓷件與銀層之間的潤濕性。此外，在粘附性試驗(yàn)中也發(fā)現(xiàn)，如果底料上凹凸均勻，則粘附性良好，必然對(duì)封接產(chǎn)生有利的影響。如果忽視了形狀與尺寸對(duì)應(yīng)力的影響，則有可能影響到封接件的穩(wěn)定性。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。當(dāng)應(yīng)力超過封接材料的強(qiáng)度極限時(shí)，勢必?fù)p傷封接制品。然而，無論是相互擴(kuò)散或是熔化擴(kuò)散界面附近的組成、性質(zhì)和材質(zhì)內(nèi)部的組成、性質(zhì)是不同的，這種變化對(duì)封接件的穩(wěn)定性有很大的影響。例如玻璃和金屬、陶瓷與金屬難以直接發(fā)生相互擴(kuò)散的封接。例如玻璃和玻璃光學(xué)研磨封接，以及金屬之間的熔接。遇火溫度一般在900～I(xiàn)100℃，時(shí)間根據(jù)金屬的厚度而定。解決過個(gè)問題的方法是把金屬放在濕氫或真空中退火，以去掉氣體和碳。為此，除選用真空治煉法制得的金屬外，通?？衫迷谡婵罩谢驓錃庵屑訜峤饘兕A(yù)先去氣來消除此因素。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。實(shí)際上只是抗拉強(qiáng)度會(huì)出現(xiàn)問題。（3）玻璃的強(qiáng)度和界面擴(kuò)散在考慮到玻璃和金屬膨脹系數(shù)匹配的基礎(chǔ)上，提高破璃的機(jī)械強(qiáng)度、尤其是抗拉強(qiáng)度，這對(duì)于封接件受到熱沖擊或者因溫度梯度引起的熱應(yīng)力乃至受到使用中的外力時(shí)都是有利的。如果開始快速冷卻的溫度超過玻璃的影響退火溫度下限，玻璃將處于拉伸狀態(tài)。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。在固化溫度TM以下，兩者熱收縮曲線的相對(duì)關(guān)系實(shí)質(zhì)上反映了膨脹系數(shù)的匹配程度，即從TM起始的玻璃與金屬的收縮差應(yīng)為：⊿d=（agam）（TMT）（11）式11中ag與am分別表示各種玻璃和金屬從TM到兩者匹配溫度T的膨脹系數(shù)。在任意溫度T時(shí)，產(chǎn)生與金屬間的收縮差⊿d，并在封接件內(nèi)產(chǎn)生與⊿d成比例的應(yīng)力。這就是說，當(dāng)T﹥TM，玻璃具有完全的流動(dòng)性，且不產(chǎn)生應(yīng)力。該變化既連續(xù)，又取決于冷卻速率，因而無法確定哪一點(diǎn)溫度是玻璃從金屬收縮曲線上分出來的特定溫度。它一面變形，一面隨著金屬的熱收縮曲線而收縮。（2）玻璃和金屬的膨脹系數(shù)玻璃和金屬膨脹系數(shù)的一致性，是形成良好封接的宏觀調(diào)控手段。這一步驟對(duì)封接是十分必要的，也是玻璃封接的一種微觀調(diào)控手段。玻璃和金屬的封接，受許多因素的支配。粘附現(xiàn)象的本質(zhì)和吸附一樣都是兩種物質(zhì)之間表面力作用的結(jié)果。中溫升溫?zé)Y(jié)階段:此階段開始出現(xiàn)再結(jié)晶，在顆粒內(nèi)，變形的晶粒得以恢復(fù)，改組為新晶粒，同時(shí)表面的氧化物被還原，顆粒界面形成燒結(jié)頸。燒結(jié)的結(jié)果是粉末顆粒之間發(fā)生粘結(jié)，燒結(jié)體的強(qiáng)度增加，把粉末顆粒的聚集體變成為晶粒的聚結(jié)體，從而獲得所需的物理、機(jī)械性能的制品或材料。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。516考慮四種聯(lián)接作用：焊接、燒結(jié)、粘附接合和玻璃－金屬的封接，請(qǐng)從原子尺度考慮，解釋這些聯(lián)接作用相互間有何差異？解：焊接：兩種或兩種以上材質(zhì)（同種或異種）,通過加熱或加壓或二者并用,，包括：母材材質(zhì)、板厚、坡口形狀、接頭形式、拘束狀態(tài)、環(huán)境溫度及濕度、清潔度以及根據(jù)上述諸因素而確定的焊絲（或焊條）種類及直徑、焊接電流、電壓、焊接速度、焊接順序、熔敷方法、運(yùn)槍（或運(yùn)條）方法等。解：根據(jù)朗格繆爾公式公式兩邊乘以p,得以p/v對(duì)p做圖，則斜率為1/vs所作圖基本為直線，證明符合朗格繆爾等溫式，則Vs=514 20℃時(shí)，乙醚－水、汞－乙醚及汞－、在乙醚與汞的界面上滴一滴水，求其接觸角。1，2－二硝基苯固體的密度為1565kg/m3。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。解：根據(jù)公式，可算得△P=2－8=108N59 20℃，其飽和蒸氣壓為10013Pa，若在20℃時(shí)將苯分散成半徑為10－6m的小滴，計(jì)算：（1）苯滴上的附加壓力；（2）苯滴上的蒸氣壓與平面上苯液飽和蒸氣壓之比。57在20℃及常壓下，將半徑為10－3m的汞分散成半徑為10－9m的小汞滴，求此過程所需作的功是多少？已知20℃。56在高溫將某金屬熔于Al2O3片上。附加壓力的正負(fù)取決于曲面的曲率，凸面為正