【正文】 2NiNiy2y2解：MgOAL2O3：r大r小/ r大=15%，即rMg、rAl半徑相差大，MgO（NaCl型）、AL2O3（剛玉）結(jié)構(gòu)類型差別大，形成有限固溶體；PbTiO3PbZrO3形成無限固溶體，因?yàn)楸M管Ti4+、Zr4+半徑相差較大（15. 28）,但都是（ABO3）鈣鈦礦型結(jié)構(gòu)，Ti4+、Zr4+都填充八面體空隙，該空隙體積較大，可填入的陽離子的半徑r值可在一定范圍內(nèi)變化，而不至于使結(jié)構(gòu)變化。有因?yàn)閆rO2屬于螢石結(jié)構(gòu)，晶胞分子數(shù)Z=4，晶胞中有Ca2+、Zr4+、O2三種質(zhì)點(diǎn)。d置==；（2）對于間隙固溶體，其化學(xué)式Ca2yZr1yO2，O2不同，2/∴2/晶胞質(zhì)量非晶態(tài)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)1.1 、解： 石英晶體 石英熔體 Na2O?2SiO2 結(jié)構(gòu) [SiO4] 按共頂方式對稱有規(guī)律有序排列， 遠(yuǎn)程有序 基本結(jié)構(gòu)單元 [SiO4] 呈架狀結(jié)構(gòu)， 遠(yuǎn)程無序 基本結(jié)構(gòu)單元 [Si6O18]12 呈六節(jié)環(huán)或八節(jié)環(huán)， 遠(yuǎn)程無序 性質(zhì) 固體無流動性，熔點(diǎn)高，硬度大，導(dǎo)電性差，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，化學(xué)穩(wěn)定性好 有流動性，η大，電導(dǎo)率大，表面張力大 有流動性，η較石英熔體小，電導(dǎo)率大，表面張力大 解：根據(jù)lnη=A+B/T，727℃時(shí)，η=108P0，1156℃時(shí)，η=104P0，∴A=，B=13324，當(dāng)η=107P0時(shí)，則t=80℃。解：玻璃的介穩(wěn)性：熔體轉(zhuǎn)變?yōu)椴Ａн^程中，是快速冷卻，使玻璃在低溫下保留了高溫時(shí)的結(jié)構(gòu)狀態(tài)，玻璃態(tài)是能量的介穩(wěn)態(tài)，有自發(fā)放熱而轉(zhuǎn)變?yōu)榫w的趨勢；玻璃無固定熔點(diǎn)：熔體的結(jié)晶過程中，系統(tǒng)必有多個(gè)相出現(xiàn)，有固定熔點(diǎn)；熔體向玻璃體轉(zhuǎn)變時(shí)，其過程是漸變的，無多個(gè)相出現(xiàn)，無固定的熔點(diǎn)，只有一個(gè)轉(zhuǎn)化溫度范圍。解：網(wǎng)絡(luò)變體 Na2O CaO K2O BaO中間體 Al2O3網(wǎng)絡(luò)形成體 SiO2 B2O3 P2O5解：微晶學(xué)說：玻璃結(jié)構(gòu)是一種不連續(xù)的原子集合體，即無數(shù)“晶子”分散在無定形介質(zhì)中；“晶子”的化學(xué)性質(zhì)和數(shù)量取決于玻璃的化學(xué)組成，可以是獨(dú)立原子團(tuán)或一定組成的化合物和固溶體等微晶多相體，與該玻璃物系的相平衡有關(guān)；“晶子”不同于一般微晶，而是帶有晶格極度變形的微小有序區(qū)域，在“晶子”中心質(zhì)點(diǎn)排列較有規(guī)律，愈遠(yuǎn)離中心則變形程度愈大；從“晶子”部分到無定形部分的過渡是逐步完成的，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。解：當(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。表面結(jié)構(gòu)與性質(zhì)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。3 、解：吸附：固體表面力場與被吸附分子發(fā)生的力場相互作用的結(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。7 、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，, N8 、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 高鋁磚(含 Al203 60 ～ 90%) 主要晶相： 60 ～ 72%A3S2 SiO2 熔點(diǎn)為 1723 ℃ ， SiO2 液相很陡，加入少量的 Al203 后，硅磚中會產(chǎn)生大量的液相， SiO2 的熔點(diǎn)劇烈下降。6 、解： Al203 H2O Al203 Al203 (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%= =% (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 (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)。9 、解： M 點(diǎn)所在溫度約 1050 ℃ ， 1050 ℃ 開始析晶。(2) D ，一致熔融二元化合物，高溫穩(wěn)定、低溫分解；M ，不一致熔融三元化合物； (3) E1 ，單轉(zhuǎn)熔點(diǎn)，L+A←→C+M E2 ，低共熔點(diǎn)，L←→C+B+M E3 ，單轉(zhuǎn)熔點(diǎn)，L+A←→B+ME4 ，過渡點(diǎn)，(4)L12 、解：(1) S 組成點(diǎn)在三角形內(nèi)且位于初晶區(qū)外，不一致熔融三元化合物；(2)結(jié)晶過程 2 點(diǎn) 位于 A 初晶區(qū)，在 AS 連線上，結(jié)晶產(chǎn)物為 A 、 S6 點(diǎn) 冷卻過程 (2) 見圖 (5)在 E5 點(diǎn)出現(xiàn)液相，在 N 點(diǎn)所在溫度完全熔融。(2)急冷好， k 點(diǎn)將進(jìn)行轉(zhuǎn)熔過程 L +C3SC2S +C3A 這樣C3S量會減少，急冷使轉(zhuǎn)熔過程來不及進(jìn)行，從而提高C3S含量； 2SiO2 設(shè)配料 100g ，含 66g CaO ， 26g SiO2 ， 8g Al203 66g CaO 化成CaCO3量 66/56 100= 8g Al203 化成 Al203 2H2O 量 8/102 258= AS2 2H2O wt%=% ， SiO2 wt%=% 17 、解：(1)該點(diǎn)位于△NC3S6 NCS 5 SiO2 中， Q 點(diǎn)附近β CS 初晶區(qū) 對應(yīng)無變量點(diǎn) H 點(diǎn) 1:3:6+ α石英 +L 1:1:5 配料在 827 ℃熔化，完全熔化為 1050 ℃左右 (3)NC3S6 加熱是不一致熔融，加熱分解 1:3:6 析晶，先析出αCS ，α CS →βCS ， RQ 線上 L+ βCS→1:3:6 1:3:6 加熱到 RQ 界線與 CS1:3:6 交點(diǎn)溫度開始熔化(1050 ℃左右）分解出βCS 18 、解：組成點(diǎn)確定下來，圖中 M 點(diǎn)，△ MSM 2 Al2S35 SiO2 對應(yīng)無變量點(diǎn) 1 點(diǎn)(1355 ℃）加熱該組成點(diǎn)，于 1 點(diǎn)開始出現(xiàn)液相，液相組成點(diǎn)在 MS 與 SiO2 界線上移動，固相組成點(diǎn)在 MSSiO2 連線上變化，以 M 點(diǎn)為支點(diǎn)連成杠桿，當(dāng) L%=35% 時(shí)，對應(yīng)溫度 1390 ℃， L%=45% 時(shí)，對應(yīng)溫度 1430 ℃，燒成溫度范圍為 1390 ～ 1430 ℃。 30%KAS6A3S2 及 L 相，液相組成點(diǎn)在莫來石與石英界線上（與 1250 ℃等溫線交點(diǎn)），固相組成點(diǎn)在 SiO2 與A3S2 連線上，用杠桿規(guī)則計(jì)算。原始組成點(diǎn)在A3S2 初晶區(qū)，在A3S2 組點(diǎn)與 E 點(diǎn)連線上，在圖中 12 點(diǎn)附近，過原始組成點(diǎn)做△ SiO2 K20Al203 各邊平行線，確定出K2O 、 SiO2 、Al203百分含量 K20: wt%=% Al203 : wt%=% SiO2: wt%=% 長石K2O 6SiO2 (94+102+360=556)僅從長石中獲得K2O100gK2O: Al203: SiO2: 化成長石 556= 長石提供Al203 SiO2 另需加Al203: = SiO2: = 長石 wt%== 擴(kuò)散解：擴(kuò)散的基本推動力是化學(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：根據(jù)恒定源擴(kuò)散深度 ∴要得到兩倍厚度的滲碳層，需4h。 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)；1解：T=800+273=1073K時(shí) Dβ=(141284/RT)=108 cm2/s 擴(kuò)散介質(zhì)結(jié)構(gòu)對擴(kuò)散有很大影響，結(jié)構(gòu)疏松，擴(kuò)散阻力小而擴(kuò)散系數(shù)大，體心較面心疏松；αFe 體心立方，βFe 面心立方。所以陽離子較易擴(kuò)散。從而就會拆散離子晶體的結(jié)構(gòu)骨架。晶體的內(nèi)部質(zhì)點(diǎn)排列有周期性，每個(gè)質(zhì)點(diǎn)力場是對稱的，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)，