1、综 合 练 习（一）.选择题1.晶体结构中一切对称要素的集合称为（）(a)对称型 （b）点群 （c ）微观对称要素的集合 （d）空间群2.金红石晶体中，所以 O2-作稍有变形的六方密堆，Ti 4+填充了（）（a）全部面体空隙 （b）全部八面体空隙 （c）四面体空隙的半数 （d）八面体空隙的半数3.下列硅酸盐矿物属于层状结构的是（） ，属链状结构的是（） ，属于岛状结构的是（）（a）顽火辉石 Mg2Si 2O6 (b)绿宝石 Be3Al2Si 6O18(c)镁橄榄石 Mg2SiO 4 （d）石英SiO 2（e）叶腊石 Al2Si 4O10(OH) 24.若有一个变价金属氧化物 XO，在还原气氛下
2、形成阴离子缺位型非化学计量化合物，金属元素 X 和氧原子数之比为 X:O=1:1,其化学式应为（）（a）X 1.1O (b)XO0.90 (c)XO0.91 (d)XO1.15.在硅酸盐熔体中，当 R=O/Si 增高时，相应熔体组成和性质的变化是：（1）熔体中碱性氧化物含量（）（2）非桥氧百分数（）（3）低聚物数量（）（4）熔体粘度（）（5）熔体析晶倾向（）（a）不变 （b）降低 （c）升高6在固-液两相接触是，为了使液相对固相润湿。在固 -气 (Ysv)、液- 气(Y lv)界面张力不变时，必须使液-固界面张力（）（a）Y sv=Ylv (b)降低 （c）升高7.在 UO2 晶体中，O 2-
3、的扩散是按（）机制进行的。（a）掺杂点缺陷 （b）空位 （c）间隙8.粘土的两性电荷与介质的 pH 值有关，当高岭石在酸性介质中边面带（）电荷。在碱性介质中边面带（）电荷。（a）+1 (b)-1 （c ）+2 (d)-2 (e)09.液-固相变时，非均匀成核位垒与接触角 有关。当 为()时，核化位垒下降一半。（a）=0 (b) =45 (c) =90 （d）=18010.在烧结过程中，只改变气孔形状而不引起胚体致密化得传质方式有（ ） 。（a）晶格扩散 （b）表面扩散 （c）晶界扩散 （d）流动传质 （e）颗粒重排 （f）蒸发凝聚 （g）非本征扩散。II 填空1.晶体的热缺陷有 和 两类。热缺
4、陷浓度与温度的关系式为 。2.试写出下列反应的缺陷方程： 32OFeMnCrNi3.斜长石 与钙长石 可以形成 型固溶体，其中 83AlSia82SiAla和 可以互相取代。4. 玻璃的四个结构参数为 、 、 、 2322ilCON和 。5.在均匀成核时，晶核形成速率 I v 由 和 两项决定。6在 1000的 基片上涂有银浆，若保温时间由 1h 增加到 3h，银层渗透深度将32Al由原来 1mm 增加到 mm。7.粘土荷电原因主要由 、 和 引起的。8属于固相烧结的典型传质有 和 两种，液相烧结的典型传质有 和 。这四种传质颈部增长 x/r 与烧结时间关系分别为 、 、 和 。9.固相反应中
5、最重要的一类是 反应，举一实例是 。III 名词解释1. 非化学计量化合物2. 同质多晶与类质同晶3. 热力学势函数 4. 杨德尔方程IV 问答与计算1. 试简述形成连续置换型固溶体的条件是什么？2.已知某晶体的多晶转变式为 ， 转变的v = -418J/mol ，900时为-2090J mol，并假设v 与温度之间呈线性关系。试计算（a ）1025 (b)850时的临界半径 和v。kr3.为了促进 材料的致密化，当加入32OAl0.0020.005molMgO 做烧结助剂，其作用机理有三种观点：（a） 形成固溶体（写出固溶体式）32lMg（b） 形成化合物（写出固相反应式）OAl（c） 出现
6、液相（读出温度）32OAlMg图 10-1 MgO-Al2O3 相图（1）请你根据 相图判断这 4 种观点是否正确，并说明这三种机理促进烧结的32OAlMg原因。 （2）画出 1700 度时的自由焓组成曲线。4. 有一个三元相图 A-B-C。（a）标明各条界线的性质（共熔用单箭头，转熔用双箭头表示） 。（b）写出 E、F、G、H 点的性质及相变式。（c）分析 M 点的析晶路程，写出刚达析晶结束点时各相含量，（d）如果冷却速率非常快，M 点析晶路程将如何变化。（二）I 选择题1.一晶面在三结晶轴上的截距分别为 2a,3b,6c, 该晶面的晶面指数为（ ） 。（a）(236) (b) (326)
7、(c) (321) (d) (123)2.NiO-MgO、MgO-CaO、 PbZr -PbTi 、CaO-Ti 、Ca -Y 以上五个系统3O32o2F3分别形成（） （a） 化合物； （b）低共熔物； （c）连续置换型固溶体；（d）有限置换型固溶体；（e）间隙型固溶体；（f）非化学计量化合物。已知离子半径（nm）图 10-2 A-B-C 相图N 0.072 C 0,100 M 0.0722i2a2gZ 0.072 T 0.053 0.0894r4i3Y3,从热力学观点讨论玻璃分相，可以用（ ）把分相区域推算出来。（a）过冷度成核速率曲线 （b） 过冷度自由焓曲线(c)温度-时间- 转变曲线
8、 (d)自由焓-组成曲线若把上述曲线的 (a)转变点；（ b）最高点；(c) 最低点；（ d）G=0 的点；（e ）切点；（f）拐点；（g） 的点相连可以分别得到：/G亚稳分相区范围（ ） ，不稳分相区范围（ ） 。4.粘土颗粒周围吸附着定向水分子层和水化阳离子，这部分水称为（ ） 。（a）结构水 (b)结合水 （c）自由水同价阳离子饱和的粘土其 电位随离子半径增大， 电位（ ） 。（a）降低 （b）升高 （c）变号5实验测得 NaCl 的扩散系数与温度关系如图10-3 所示。直线（1）和（2）分别发生下列扩散过程：（a）晶格扩散 （b）示综原子扩散 （c）本证扩散 （d）晶界扩散 （e）非本
9、征扩散 （f）互扩散直线（1） （ ） ，直线（2） （ ） 。如果提高 NaCl 晶体的纯度，两直线的转折点变化规律为（ ） 。（a）升高 （b）降低 （c）不变6.伯格斯矢量 与位错线（ ）的位错称为刃位错。 与位错线（ ）的位错线称为螺位错。b（a）垂直 （b）平行 （c）相交刃位错用符号（ ）表示，螺位错用（ ）符号表示。（a） (b) （c ） （d） (e)Vx7.UO 在氧化气氛中可能形成（ ）型非化学计量化合物。2（a）阳离子填隙 （b）阳离子空位 （c）阴离子填隙 （d）阴离子空位。这种非化学计量化合物可以形成（ ）型半导体。（a）n 型 （b）p 型8.在 BaO 和 Ti
10、O 合成 BaTiO 时，在一定条件下可以生成232BaO.TiO ；BaO.TiO ；BaO.2TiO ；BaO.3TiO ；BaO.4TiO 五种化合物，在此系统中222组分数应是（ ） 。（a）1 （b）2 （c ）3 （d）4 （e ）59.R O- SiO 系统中， （1）Li O- SiO （2）Na O- SiO （3）K O- SiO （4）22222Rb O- SiO （5）Cs O- SiO 分相范围大小次序为（ ） 。22图 10-3 logD 随 1/T 的变化（a） （1）（2）（3）（4）（5） （b） （5）（4）（3）（2）（1）（c） （1）（2）（4（3）（
11、5）10气体通过玻璃的渗透随玻璃中（ ）含量的增加而增加。（a）网络形成离子 （b）网络变性离子 （c）网络填空1. 晶体分_三个晶族_晶系。三方、四方、六方晶系的特征要素分别是_、_、_，等轴晶系的特征要素_。2. 等径球体的紧密堆积方式有_和_两种，前者的堆积方式是_,后者的堆积方式是_.3.范式力由_力_力和_力所组成，这三种力均与分子距离_次方成反比。范式力的作用范围约为_.4.熔体是_的混合物。_,_和_随熔体的组成和温度而变化。5.试写出下列反应的缺陷反应式： 32OAlTi6.某物质在 1000时，扩散系数 D= ,在 1500时为 ,试求该物质的扩scm/1025 scm/10
12、28散激活能_.7.析晶相变过程的推动力是_.在均匀成核时，临界成核位垒Gk=_,其值相当于_,具有临界半径 的粒子数 /N=_.krkn8.有一金属粉末，其粒径为 ,表面张力 =1.5J/m,计划烧结推动力为_,若cm4102该粉末体积为 7.1 /mol,计算体系每摩尔自由焓变化为_.3c9.固相反应一般包括_和_两个过程，在硅酸盐工业中最重要的固相反应类型是_反应。10.在 型尖晶石结构中，若以氧离子做立方紧密堆积排列，在正尖晶石结构中 A 离子42OAB占有_空隙，B 离子占有_空隙。而在反尖晶石结构中 A 离子占有_空隙，B离子占有_空隙。.名词解释。1. 无规则网络假说2. 均匀成
13、核与非均匀成核3. 弗仑克尔缺陷与肖特基缺陷4. 液相烧结与固相烧结.问答与计算1. 试简述硅酸盐晶体结构分类的特点，并对每一类举一实例说明之。2. 试述在无机材料研究与制造过程中从相图能获得哪些有用的启示。3. 固溶体（Zr Ca） 是由 CaO 溶入 晶体中形成的。已知：2O2ZnO=3.5 exp 4ZrD10RT3870scm/=4.4 exp 2Ca24/2=1.8 exp 2OD210RT306scm/2在 1600如果 CaO 溶入量为 0.12 摩尔百分数，试问这是什么类型的固溶体，写出缺陷反应式与固溶式，哪种离子扩散速率最大？x 随什么因素而变化？4. 试以晶体，玻璃两种不同
14、状态为例，简单说明无机材料组成，结构和性能之间的关系。（三）1.示意画出粘土和滑石的结构单元并解释下列名词：(1)层状硅酸盐矿物（2）二层型和三层型（3）二八面体和三八面体2.试比较高岭，蒙脱，伊利三种粘土矿物结构的特点。由此说明粘土组成，结构，工艺性能之间的关系3 试问什么化学取代物可以得到以下缺陷结构，写出缺陷式和反应式，并比较形成缺陷结构以后对材料制造和材料性质将发生什么样的影响。（1） 在 MgO 中阳离子空位（2） SrTiO3 中阳离子填隙（3） BaTiO3中阴离子空位（4） Al2O3中阴离子填隙4 为什么 MgO,SrO,BaO 的硬度及熔点依次减小，试解释之5 在 Na2O
15、-SiO2和 Na2O-CaO-SiO2相图中如何合理确定生产上实用的玻璃配方，考虑的出发点和根据是什么？6 试举例说明 Fick 定律在相变，固相反应和烧结传质过程中的具体应用7 试说明如何用较简单的实验方法测定尖晶石晶体中阳离子的互扩散系数和自扩散系数8 试讨论各种不同的固相反应动力学式如何体现与反应物的组成，结构和键性等结晶化学参数的关系9（1）MgO-SiO 2,CaO-SiO2,SrO-SiO2,BaO-SiO2系统中，分相范围大小次序如何排列，为什么？（2）NaO-B 2O3-SiO2玻璃分相区在系统的什么范围？分相的析出物尺度约是多少？如何鉴别分相是发生在亚稳区或稳区？这两个区分
16、相特点有何不同？10.A-B 二元相图如图 10-4 所示（1）图中虚线 范围表示什么？（2）T k是什么点？（3）画出 T1 ,T2时的自由焓-组成图（4）当组成为 C 点时从 TB温度急冷到 T2，并保温约10h 会出现什么相，各相的量是多少？11 试从缺陷形成，缺陷反应和缺陷的移动讨论缺陷如何促进多晶体材料致密化，并对材料组成，结构，性能产生什么影响？可举 1-2 个实例讨论之12 已知 Al2O3在 MgO 中的溶解度：1500 0%； 1700 3%1800 7%； 1900 12%试问：（1） 当 Al2O3含量为 5%时，该系统煅烧至 1800 ，自然冷却和强制冷却，材料的相组成和显微结构将有什么不同？如果有析出相，是按什么机制析晶？（2） 掺杂 5% Al2O3的 MgO 系统与纯 MgO 系统相比较，如果都按常规工艺，两种材料在烧结传质，晶粒生长，材料显微结构与材料性能上有什么不同？为什么？图 10-4 第 10 题附图
