【正文】 步完成的，兩者之間無明顯界限。但玻璃的網(wǎng)絡(luò)與晶體的網(wǎng)絡(luò)不同，玻璃的網(wǎng)絡(luò)是不規(guī)則的、非周期性的，因此玻璃的內(nèi)能比晶體的內(nèi)能要大。微晶學(xué)說強(qiáng)調(diào)了玻璃結(jié)構(gòu)的不均勻性、不連續(xù)性及有序性等方面特征，成功地解釋了玻璃折射率在加熱過程中的突變現(xiàn)象?！　〗猓寒?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，而是使硼氧三角體轉(zhuǎn)變?yōu)橛蓸蜓踅M成的硼氧四面體，致使B2O3玻璃從原來兩度空間的層狀結(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)結(jié)構(gòu)，并使 玻璃的各種物理性能變好。第四章答案1 、解：表面張力：垂直作用在單位長度線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/總長度N/m表面能：恒溫、恒壓、恒組成情況下，可逆地增加物系表面積須對(duì)物質(zhì)所做的非體積功稱為表面能；J/m2 =N/m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；固體：能承受剪切應(yīng)力，外力的作用表現(xiàn)為表面積的增加和部分的塑性形變，表面張力與表面能不等?！　? 、解：吸附：固體表面力場(chǎng)與被吸附分子發(fā)生的力場(chǎng)相互作用的結(jié)果，發(fā)生在固體表面上，分物理吸附和化學(xué)吸附；　　4 、解：1J=107爾格（erg），1卡=，設(shè)方鎂石為正方體邊長為a ，V=a3 ， S表 = 6a2 ，比表面積S表/V= 6a2/ a3 =6/a ，1cm方鎂石顆粒粉碎為1μm顆粒時(shí)，比表面積 增加為:104倍， 增加的表面能為：=。若相鄰晶粒的原子彼此無作用，那么，每單位面積晶界能將等于兩晶粒表面能之和，晶界結(jié)構(gòu)和表面結(jié)構(gòu)不同導(dǎo)致的?！　? 、解：設(shè)水膜厚度為h，水密度1g/cm3，1個(gè)粒度1μ的顆粒水膜重量為6(104)2h1，1g石英可粉碎為N個(gè)1μ的粉末，, N　　8 、解：γ sg = γ lg cos θ + γ ls cosθ= == θ =144 176。 90 176。 　　9 、解：γ lg =500erg/cm 2 ，求氧化物表面張力γ sg ，γsg =γlgcos45 176。=γss γss=1000dyn/cm=102 N/cm=1N/m=1J/m2 =103erg/cm2γsg=500+ 　　10 、解：(1)γgs= 176。γgs= 176。(3) 略。2 、解：(1) KEC 為晶型Ⅰ的相區(qū)， EFBC 過冷液體的介穩(wěn)區(qū)， AGFB 晶型Ⅱ的介穩(wěn)區(qū)， JGA 晶型Ⅲ的介穩(wěn)區(qū)； 3 、解：可逆多晶轉(zhuǎn)變： β石英←→α石英 α石英←→α鱗石英 不可逆多晶轉(zhuǎn)變： β方石英←→β石英 γ鱗石英←→β石英 4 、解：(1) 硅磚(含 SiO2 98%) 主要晶相： SiO2 、 2Al203 粘土磚(含 Al203 35 ～ 50%) 主要晶相： SiO2 、A3S2 72 ～ 90% Al203 、A3S2 SiO2 熔點(diǎn)為 1723 ℃ ， SiO2 液相很陡，加入少量的 Al203 后，硅磚中會(huì)產(chǎn)生大量的液相， SiO2 的熔點(diǎn)劇烈下降。(3)略。 6 、解： Al203 H2O Al203 2SiO2 相圖中 SiO2 %=33%mol (1)加熱到 1595 ℃ 時(shí)，生成A3S2 (2) 1595 ℃ 長時(shí)間保溫，系統(tǒng)中為液相和A3S2 ， L%= =% (3)略； (4)完全熔融即固相完全消失，應(yīng)為 33% 直線與液相線交點(diǎn)處溫度。B→C→A (2) B 最陡， C 次之， A 最次； (3)在 M 點(diǎn)所在的溫度下開始析晶， 液相組成點(diǎn) M→M→1→E （結(jié)晶結(jié)束） 固相組成點(diǎn) A→ A→ D→ M (4)第一次析晶僅析出晶相 A ，到 M 1 時(shí)第一次析晶結(jié)束，晶相 A 的百分?jǐn)?shù)為 65% ， 結(jié)晶結(jié)束時(shí)，析晶相 A 、 B 、 C ，液相消失，固相組成點(diǎn)在 M 點(diǎn)。 10 、解： (1)見圖，付三角形 3 分，界線性質(zhì) 1 分，界線上溫度降低的方向； (5) E2 溫度，H 點(diǎn)所在溫度；過H點(diǎn)做副三角形BCM的兩條邊CM 、BM的平行線HH1 、HH2，C%=BH2/BC 100% ， B%=CH1/BC100% ， C%=H1H2/BC100% 。3 點(diǎn) 位于 A 初晶區(qū)，在 △ BCS 內(nèi)，結(jié)晶產(chǎn)物為 B 、 C 、 S (3) 5 點(diǎn) 冷卻過程 12 、解：(1) S1 不一致熔融二元化合物，高溫穩(wěn)定，低溫分解 S2 一致熔融二元化合物 S3 不一致熔融二元化合物，低溫穩(wěn)定，高溫分解(3) E1 ，過渡點(diǎn)，E2 ，單轉(zhuǎn)熔點(diǎn)， E3 ，過渡點(diǎn)， E4 ，低共熔點(diǎn)， E5 ，低共熔點(diǎn)，(4) 16 、解：(1) k 點(diǎn)開始出現(xiàn)液相，溫度為 1455 ℃ ,連接 3k 交 CaOC3S 線于 6 點(diǎn) ,線段長度可直接量?。?3)AS2與CaCO3配料，不能得到 3 點(diǎn)礦物組成 3 點(diǎn)組成 66CaO 26SiO2 8Al203 化成 mol% % % % SiO2 mol%/Al203 mol%= 題目中組成點(diǎn) Al203 2H2O 與CaCO3配料， SiO2 mol%/Al203 mol%=2 ：1 二者比較， SiO2 量不夠，所以需加入 SiO2 。 2SiO2 2H2O 提供 SiO2 8/102 2 60= 還需 SiO2 量 = CaCO3 wt%=% ，AS2(2)加熱到 1050 ℃ L→ βCS 1000 ℃ L→1:3:6+ α鱗石英 900 ℃ L→1:3:6+ α石英 800 ℃ 加熱到 800 ℃時(shí)未熔化，冷卻到 800 ℃時(shí)三個(gè)晶相 1:3:6 1:1:5 19 、解： 50%AS2 20%SiO2 組成點(diǎn)在△ QWD 中 3 點(diǎn)， 3 點(diǎn)位于初晶區(qū)，對(duì)應(yīng) E 點(diǎn)結(jié)晶結(jié)束 985 ℃ L SiO2 +A3S2 + KAS 6 ，加熱組成為 3 物質(zhì)，于 E 點(diǎn)開始出現(xiàn)液相 升溫于 1250 ℃時(shí)，固相中有 SiO2 20 、解： 40%A3S2 + 6% 液相 K20: wt%=% Al203 : wt%=% SiO2: wt%=% Al203 僅從長石中獲得K2O 化成長石 556= 另需加Al203: = SiO2: = 長石 wt%== 第六章答案解：擴(kuò)散的基本推動(dòng)力是化學(xué)位梯度，只不過在一般情況下以濃度梯度的方式表現(xiàn)出來；擴(kuò)散是從高化學(xué)位處流向低化學(xué)位處，最終系統(tǒng)各處的化學(xué)位相等。解：看成一維穩(wěn)定擴(kuò)散，根據(jù)菲克第一定律 擴(kuò)散系數(shù)宏觀表達(dá)式 D=D0exp(Q/RT) D0=1014m2/s Q=103104J/mol R=， T=300+273=573K D=1014exp()=1014=1017m2/s cx=1017/106=1023 c2=1019=1023解： 20個(gè)Fe的晶胞體積：20a3m3 ， 30個(gè)Fe的晶胞體積：30a3m3 濃度差： J=1019個(gè)/S?m2 1個(gè)晶胞面積a2， n=Jx60a2=82個(gè)解：根據(jù)恒定源擴(kuò)散深度 ∴要得到兩倍厚度的滲碳層，需4h。 解：不穩(wěn)定擴(kuò)散中恒定源擴(kuò)散問題 已知x不變， ∴D1t1=D2t2 已知D1，D2，t1，則可求t2=480s 解：(1) D=D0exp(Q/RT) T=563+273=836K時(shí)，D=31014cm2/s T=450+273=723K時(shí)，D=1014cm2/s 代入上式可求 Q=48875J，D0=1015cm2/s 體擴(kuò)散 DV=104exp(38200/T) T減小，exp(19100/T)增大，Dgb增大，DV增大； T，DgbDV，高溫時(shí)，體積擴(kuò)散占優(yōu)； Dα=(83600/RT)=107cm2/s Dα Dβ13 解：離子晶體一般為陰離子作密堆積，陽離子填充在四面體或八面體空隙中。如果陰離子進(jìn)行擴(kuò)散，則要改變晶體堆積方式，阻力大。晶體的內(nèi)部質(zhì)點(diǎn)排列有周期性，每個(gè)質(zhì)點(diǎn)力場(chǎng)是對(duì)稱的，質(zhì)點(diǎn)在表面遷移所需活化能較晶體內(nèi)部小，則相應(yīng)的擴(kuò)散系數(shù)大。 但晶界上質(zhì)點(diǎn)與晶體內(nèi)部相比，由于晶界上質(zhì)點(diǎn)受兩個(gè)晶粒作用達(dá)到平衡態(tài)，處于某種過渡的排列方式，其能量較晶體表面質(zhì)點(diǎn)低，質(zhì)點(diǎn)遷移阻力較大因而D晶界D表面。 區(qū)別：成核－生長過程中存在擴(kuò)散相變，母相與晶相組成可相同可不同，轉(zhuǎn)變速度較慢，無明顯的開始和終了溫度。 ： : Tm:相變平衡溫度；ΔＨ相變熱 對(duì)方熱過程如結(jié)晶，凝聚ΔＨ０則ΔT0 ,Tm0，必須過冷 ： 均勻成核——在均勻介質(zhì)中進(jìn)行，在整體介質(zhì)中的核化可能性相同，與界面，缺陷無關(guān) 非均勻成核——在異相界面上進(jìn)行，如容器壁，氣泡界面或附著于外加物（雜質(zhì)或晶核劑） : : :兩種相變機(jī)理的主要差別成核 生長機(jī)理 斯賓納多機(jī)理 1 、溫度不變時(shí)，第二相組成不隨時(shí)間而改變 1 、組成發(fā)生連續(xù)的變化，直至達(dá)到平衡為止 2 、成核相與基質(zhì)之間的界面始終是清除的 2 、界面起初是很散亂的，最后才明顯起來 3 、平衡相的尺寸和位置存在著混亂傾向 3 、相的尺寸和分布有一定的規(guī)律性 4 、第二相分離成孤立的球形顆粒 4 、第二相分離成有高度連續(xù)性的非球形顆粒 5 、分相所需時(shí)間長，動(dòng)力學(xué)障礙大 5 、分相所需時(shí)間極短，動(dòng)力學(xué)障礙小 14解：登山擴(kuò)散負(fù)擴(kuò)散，爬坡擴(kuò)散，擴(kuò)散的結(jié)果是增大濃度梯度。：在后期是無法區(qū)分的。 對(duì)于成核生長機(jī)理的相變，在相分離早期，由于新相核的產(chǎn)生必須達(dá)到臨界尺寸，因此在形態(tài)上就看不到同相之間的連接性，新相傾向于以球形析出。在中期，顆粒產(chǎn)生聚結(jié)，在后期，可能呈現(xiàn)高度的連續(xù)性