【正文】 離子半徑大，而且水化陽離子與負電荷之間距離遠，覆網層之間的結合力弱，所以進入層間位置。39 在透輝石CaMg[Si2O6]晶體結構中，O2與陽離子Ca2+、Mg2+、Si4+配位型式有哪幾種，符合鮑林靜電價規(guī)則嗎？為什么？答：透輝石CaMg[Si2O6]，O2與陽離子Ca2+、Mg2+、Si4+配位型式有三種，即2個橋氧和2個非橋氧形成[SiO4]，6個非橋氧形成[MgO6]，4個橋氧和4個非橋氧形成[CaO8]。所以不完全符合鮑林靜電價規(guī)則。原因在于Mg2+和Ca2+兩種離子的離子半徑不同、配位數不同、配位氧離子不同（橋氧或非橋氧）。答：堿土金屬離子Be2+、Mg2+、Ca2+，隨著原子序數的增大，離子半徑逐漸增大，極化性能變化不大。311 金剛石結構中C原子按面心立方排列，為什么其堆積系數僅為34%。但實際上由于C原子之間是共價鍵，具有方向性和飽和性，每個C原子只與4個C原子形成價鍵（緊密相鄰），所以并沒有達到緊密堆積（緊密堆積時每個原子同時與12個原子緊密相鄰），其晶體結構內部存在很多空隙。 第四章 晶體結構缺陷習題與解答 名詞解釋（a）弗倫克爾缺陷與肖特基缺陷；（b）刃型位錯和螺型位錯解：（a）當晶體熱振動時，一些能量足夠大的原子離開平衡位置而擠到晶格點的間隙中，形成間隙原子，而原來位置上形成空位，這種缺陷稱為弗倫克爾缺陷。（b）滑移方向與位錯線垂直的位錯稱為刃型位錯。試舉例寫出CaCl2中Ca2+置換KCl中K+或進入到KCl間隙中去的兩種點缺陷反應表示式。在MX晶體中，間隙原子的表示符號為MI或XI；空位缺陷的表示符號為：VM或VX。當CaCl2中Ca2+置換KCl中K+而出現(xiàn)點缺陷，其缺陷反應式如下：CaCl2++2ClClCaCl2中Ca2+進入到KCl間隙中而形成點缺陷的反應式為：CaCl2+2 +2ClCl，所謂位置平衡、電中性、質量平衡是指什么？解：位置平衡是指在化合物MaXb中，M格點數與X格點數保持正確的比例關系，即M：X=a：b。質量平衡是指方程式兩邊應保持物質質量的守恒。 （b）如果MgO晶體中，含有百萬分之一mol的Al2O3雜質，則在1600℃時，MgO晶體中是熱缺陷占優(yōu)勢還是雜質缺陷占優(yōu)勢？說明原因。而由上式可知：[Al2O3]=[ ]雜質∴當加入106 Al2O3時，雜質缺陷的濃度為[ ]雜質=[Al2O3]=106由（a）計算結果可知：在1873 K，[ ]熱=8109顯然： [ ]雜質＞[ ]熱，所以在1873 K時雜質缺陷占優(yōu)勢。解：根據熱缺陷濃度公式：exp（－）由題意 △G=84KJ/mol=84000J/mol則 exp（）其中R=解：（a）在Al2O3中，%的Cr2O3，生成淡紅寶石的缺陷反應式為：Cr2O3生成置換式雜質原子點缺陷。其缺陷濃度為：%＝ %、壓力大小相關，如果增大周圍氧氣的分壓，非化學計量化合物Fe1xO及Zn1+xO的密度將發(fā)生怎樣變化？增大？減少？為什么？解：（a）非化學計量化合物Fe1xO，是由于正離子空位，引起負離子過剩：2Fe Fe+ O2(g)→2Fe+ V+OOO2(g)→OO + V+2h按質量作用定律，平衡常數K=由此可得[V]﹠ PO1/6即：鐵空位的濃度和氧分壓的1/6次方成正比，故當周圍分壓增大時，鐵空位濃度增加，晶體質量減小，則Fe1xO的密度也將減小。，F(xiàn)e3+/Fe2+=，求FexO中的空位濃度及x值。（b）求其缺陷濃度表達式。（a）缺陷反應式為：2Ti Ti?/FONTO2↑→2++3OOOO→+2e′+O2↑（b）缺陷濃度表達式：[ V] 。 表41 刃型位錯和螺型位錯的異同點　刃型位錯螺型位錯與柏格斯矢量的位置關系柏格斯矢量與刃性位錯線垂直柏格斯矢量與螺型位錯線平行位錯分類刃性位錯有正負之分螺形位錯分為左旋和右旋位錯是否引起晶體畸變和形成應力場引起晶體畸變和形成應力場，且離位錯線越遠，晶格畸變越小引起晶體畸變和形成應力場，且離位錯線越遠，晶格畸變越小位錯類型只有幾個原子間距的線缺陷只有幾個原子間距的線缺陷第五章 固溶體習題與解答。若以r1和r2分別代表半徑大和半徑小的兩種離子的半徑。若此值在15～30%時，可以形成有限置換型固溶體。晶體的結構類型形成連續(xù)固溶體的兩個組分必須具有完全相同的晶體結構。離子的電價因素只有離子價相同或復合替代離子價總和相同時，才可能形成連續(xù)置換型固溶體。 從化學組成、相組成考慮，試比較固溶體與化合物、機械混合物的差別。表51 固溶體、化合物和機械混合物比較（以AO溶質溶解在B2O3溶劑中為例）比 較 項固 溶 體化 合 物機 械 混 合 物化學組成B2xAxO(x =0～2)AB2O4AO+B2O3相組成均勻單相單相兩相有界面、晶格缺陷和非化學計量化合物三者之間的異同點。解：固溶體、晶格缺陷和非化學計量化合物都屬晶體結構缺陷，但它們又各有不同，現(xiàn)列表52比較之。（a）判斷方程的合理性。解： 3MgO2+ +3OO （1）2MgO2+ +2OO （2）YF3Y +F+2FF （3）2YF32Y ++6FF （4）（a）書寫缺陷方程首先考慮電價平衡，如方程（1）和（4）。這樣即可寫出一組缺陷方程。這樣又可寫出一組缺陷方程。因而間隙型缺陷在離子晶體中（除螢石型）較少見。當然正確的判斷必須用固溶體密度測定法來決定。試寫出缺陷反應方程（置換型）及化學式。 NiO 、Al2O3和Cr2O3，其正、。 (a) 這個結果可能嗎？為什么？ (b) 試預計，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。（b）對于MgO－Cr2O3系統(tǒng)，由于結構類型相差較大，前者為NaCl型，后者為剛玉型。 Al2O3在MgO中將形成有限固溶體，在低共熔溫度1995℃時，約有18wt% Al2O3溶入MgO中，MgO單位晶胞尺寸減小。(a) Al3+為間隙離子， (b) Al3+為置換離子。 (5)（5） (6)由（6）式得x=（2）（4）式，對（a）有（b）設：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。CaF2是螢石型晶體，單位晶胞內含有4個螢石分子。第六章 熔體和非晶態(tài)固體 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單位，組成大小不同的聚合體。 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。 隨溫度降低，熔體粘度按指數關系遞增。它們分散在無定形介中質，晶子向無定形部分過渡是逐漸完成時，二者沒有明顯界限。這種網絡是由離子多面體（三角體或四面體）構筑起來的。 ⑵單鍵強：單鍵強即為各種化合物分解能與該種化合物配位數的商。 縮聚過程：分化過程產生的低聚化合物相互發(fā)生作用，形成級次較高的聚合物，次過程為縮聚過程。即凡氧化物的單鍵能/熔點﹥。 它們的結構有什么不同？ 答：利用X—射線檢測。 SiO2熔體—內部結構為架狀，近程有序，遠程無序。 硅膠—疏松多孔。 65 玻璃的組成是13wt%Na2O、13wt%CaO、74wt%SiO2，計算橋氧分數？ 解： 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 試用玻璃結構參數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：設加入x mol的Na2O，而SiO2的量為y mol。 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（AFP）為多少？計算該玻璃的結構參數值？ 3中原子數為 n=ρNo/GM=10241023/ = 在1197。 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構與性能上的差異。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構。SiO2是硅酸鹽玻璃中的主要氧化物。B2O3是網絡形成劑。 性能差異：硅酸鹽玻璃：試劑和氣體介質化學穩(wěn)定性好、硬度高、生產方法簡單等優(yōu)點。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堆的窗口對材料起屏蔽中子射線的作用。當Na2O含量達到15%—16%時，橋氧又開始減少，熱膨脹系數重新上升，這種反常現(xiàn)象就是硼反?，F(xiàn)象。致使B2O3玻璃從原來二度空間層狀結構部分轉變?yōu)槿瓤臻g的架狀結構，從而加強了網絡結構，并使玻璃的各種物理性能變好。 第七章 固體表面與界面 71 分析說明：焊接、燒結、粘附接合和玻璃金屬封接的作用原理？ 72 MgO—Al2O3—SiO2系統(tǒng)的低共熔物放在Si3N4 陶瓷片上，在低共熔溫度下，液相的表面張力為900103N/m，液體與固體的界面能為600103N/m，176。 ⑵ 把Si3N4在低共熔溫度下進行熱處理，測試其熱腐蝕的槽角60176。 γSV=γSL+γLVCOSθ=600103+900103=103N/m ⑵已知φ=60176。 73 氧化鋁瓷件中需要被銀，已知1000℃時γ(Al2O3(S))=103N/m,γ(Ag (L))=103N/m, γ(Ag (L) /Al2O3（S）)=103N/m,問液態(tài)銀能否濕潤氧化鋁瓷件表面？用什么方法改善它們之間的濕潤性？ 解：由于γSV=γSL+γLVCOSθ ∴COSθ= ∴θ= 147176。 ∴液態(tài)銀不能濕潤氧化鋁瓷件表面，但可以通過降低γSL使其小于γSV，從而達到濕潤的目的。 74 影響濕潤的因素有那些？ 答：⑴ 固體表面粗糙度 當真實接觸角θ小于90176。則粗糙度越大，越不利于濕潤。 根據相互作用力的性質不同，可分為物理吸附和化學吸附兩種。 化學吸附：伴隨有電子轉移的鍵合過程，這時應把吸附分子與吸附劑晶格作為一個統(tǒng)一的系統(tǒng)來處理。 76 什么是晶界結構？ 答：晶界結構是指晶界在多晶體中的形狀、結構和分布。 77 試說明晶粒之間的晶界應力的大小對晶體性能的影響？ 答：兩種不同熱膨脹系數的晶相，在高溫燃燒時，兩個相完全密合接觸，處于一種無應力狀態(tài)，但當它們冷卻時，由于熱膨脹系數不同，收縮不同，晶界中就會存在應力。 第八章 漿體的膠體化學原理81　結構水結 構 水自由水牢固結構水松結構水含義以OH基形式存在于黏土晶格結構內的水吸附在黏土礦物層間及表面的定向水分子層，它與黏土膠粒形成整體并一起移動黏土表面定向排列過度到非定向排列的水層，它處于膠粒的擴散層內黏土膠團外的非定向水分子層作用范圍在黏土結構的 3~10水分子層 200197。特點脫水后黏土結構破壞密度小，熱容小 介電常數小，冰點低　　流動性結構水/自由水 比例小，流動性好可朔性黏土膠粒水膜厚度在100197。其數值對黏土泥漿的穩(wěn)定性有重要的作用。 大 ?。?）離子置換能力（2）黏土的ζ電位（3）泥漿的流動性（4）泥漿的穩(wěn)定性（5）黏土的結合水84 泥漿的流動性是指泥漿含水量低，黏度