无机材料工艺学习题参考答案
复习与思考一
1.材料的定义？材料就是能够用以加工有用物质的物质。
2.无机非金属材料的定义？无机非金属材料就是某些元素的氧化物、碳化物、氮化物、卤
素化合物、硼化物以及硅酸盐、铝酸盐、磷酸盐、硼酸盐与非氧化物等物质组成的材料,就是除金属材料与有机高分子材料以外的所有材料的统称。
3.无机非金属材料与金属材料与有机高分子材料区别？⑴一般来说,无机非金属材料在
化学组成以及化学键上与金属材料与有机高分子材料明显不同。无机非金属材料的化学组成主要为元素的氧化物、碳化物、氮化物、卤素化合物、硼化物以及硅酸盐、铝酸盐、磷酸盐、硼酸盐与非氧化物等物质,其化学键主要为离子键或离子-共价混合键;金属材料的化学组成为单质金属元素或一种金属元素与其她元素组成的合金,其化学键为金属键;
有机高分子材料就是以C、H、O为主要元素与其她元素组成的聚合物其化学键为共价键。
⑵从力学性能上,金属材料有延展性,有机高分子材料有弹性,而大多数无机非金属材料却
没有;从电学性能上,金属材料具有导电性,而无机非金属绝大多数就是绝缘体;从结构上,金属材料有自由电子而无机非金属材料没有自由电子且具有复杂的晶体结构;金属材料抗拉强度高,而无机非金属材料抗拉强度低。(以第一点为主)
4.无机非金属的特性？具有复杂的晶体结构;没有自由电子(石墨除外);高硬度;高熔点;
较好的耐化学腐蚀能力;绝大多数就是绝缘体;制成薄膜时大多就是透明的;一般具有低导热性;大多数情况下变形微笑。
5.为什么金属材料有延展性,有机高分子材料有弹性,而大多数无机非金属材料却没有？
金属材料有延展性就是因为其含有自由电子,可以移动;有机高分子材料有弹性就是因为高分子材料多为链状,可以扭曲;大多数无机非金属材料却没有就是因为其化学键主要为离子键或离子-共价混合键,而共价键有方向性。
6.为什么绝大多数原料都需要破碎？无机非金属材料生产所用的主要原料,绝大多数就
是质地坚硬的大块状物料。为了均化、烘干、配料等工艺过程的需要进行破碎。破碎后的好处:好均化、烘干、配料;利于成型;利于热处理,节能;产量高,产品性能好,且稳定。对于玻璃与陶瓷,破碎后更容易除铁;对于水泥破碎后再磨细到一定粒度则更适合窑外分解。
7、水泥、玻璃及陶瓷在成型方面有何区别？水泥的成型除立窑之外,在热加工之前不需成型,其成型过程主要在使用时。如加工混凝土制品等。玻璃的成型就是在高温热加工之后。陶瓷的成型较为特殊,一般就是在高温热加工之前,但若就是热等静压法来使陶瓷成型,成型
与高温加热同时进行。
8、为什么陶瓷成型后必须烘干？烘干就是为了除去物料或坯体中一定量的自由水。若不烘干就拿去烧结,会导致陶瓷产生微裂纹、气泡等影响。
9、水硬性胶凝材料与气硬性胶凝材料材料耐久性(根据定义与碱骨料反应,从多方面思考)？水硬性胶凝材料主要指水泥,气硬性胶凝材料材料主要有石灰、石膏、氢氧化钙,后者易发生碳化反应,造成其耐久性不好。(不太全)
复习与思考二
1、玻璃的定义？传统玻璃的定义:熔融物冷却、硬化而得到的均匀、透明、无缺陷的非晶态固体。广义玻璃的定义:具有各向同性、介稳性、无固定熔点、固态与熔融态间转化的渐变性与可逆性、性质随成分变化的连续性与渐变性的物质。
2、与陶瓷相比较,为什么玻璃能比较容易地制得形状很复杂的部件？主要从制作的工艺工程来考虑:陶瓷先成型后加热,收缩较大;而玻璃就是从液态转变,容易成形。
3、您认为玻璃与水泥哪种更容易制得形状很复杂的部件? (1)大体积部件,特种水泥更容易制得(2)小体积部件,形状复杂,薄型的,玻璃更容易制得
4、玻璃的通性？各向同性;介稳性;无固定熔点;固态与熔融态间转化的渐变性与可逆性;性质随成分变化的连续性与渐变性。
5、Tg、Tf含义？从熔融态转变为固态时有一转变温度Tg;从熔体向固态玻璃转变的温度Tf
6、冕牌玻璃:阿贝数(色散系数)>50的光学玻璃称为冕牌玻璃;
燧石玻璃:阿贝数(色散系数)<50的光学玻璃称为燧石玻璃;
色散:玻璃的折射率随入射光波长不同而不同的现象,叫色散。
复习与思考三
1、隔热玻璃与中空玻璃、真空玻璃的区别？隔热玻璃对红外线有良好的吸收作用;中空玻璃与真空玻璃保温性能都较好,区别在于一个就是空气作为介质,另一个就是真空。
2、什么叫补色？互为补色的光合在一起就是什么光？简述互补原理在玻璃、陶瓷、水泥工业中的应用？补色又称互补色或余色,被吸收光的颜色与观察到的颜色互称补色。互为补色的光合在一起就是白光。在玻璃、陶瓷、水泥工业中,为了得到含某颜色的产品,可以除去显其互补色的离子。(表达的不太好)
3、为什么石英玻璃适合制备军工、激光、冶金、光学仪器、舞台灯光等行业的高温窗口？⑴石英玻璃的热膨胀系数小,热稳定性好;⑵石英玻璃的耐热性好,在1100C下可长期使用,在1400C下可短期使用。
4、比较泡沫玻璃与泡沫塑料的区别与用途？泡沫玻璃就是无机材料,有吸声性,保温性能好;泡沫塑料就是有机材料,耐高温性能差但导热系数小;两者吸水率都小。
5、陶瓷的脆性大,经不起外力撞击,也不能急冷急热以及理论强度高,但实际强度远远低于理论强度的原因就是什么？①陶瓷材料存在很多微裂纹;②微裂纹一旦形成,就会迅速的扩展。对于金属,在外力的作用下可以产生塑性变形,塑性变形可以吸收扩展裂纹的能量,起到止裂纹的作用。对于陶瓷,缺乏塑性变形,裂纹一旦形成,材料内部的应力就会集中在裂纹的尖端,推动裂纹的扩展,直至断裂。如果就是在热冲击的情况下,由于陶瓷材料导热性差,热应力因此增加,促进裂纹迅速扩展。
6、了解几个基本定义:无机非金属材料工艺学、合成与制备、组成、结构？无机非金属材料科学与工艺:就是一门研究材料组成、结构、合成与制备、使用效能四者之间的关系与规律的科学。合成与制备:就是研究如何将原子、分子聚合起来并最终转变为有用产品的一系列连续过程,就是提高材料质量、降低生产成本的关键,也就是开发新材料、新器件的中心环节。组成:就是指构成材料物质的原子、分子、添加剂及其分布。结构:就是指组成原子、分子在不同层次上彼此结合的形式、状态与空间分布。组成与结构就是材料的基本表征。它们一方面就是特定的合成与制备条件下的产物,另一方面又就是决定材料性能与使用效能的内在因数。
7、无机非金属材料工艺学研究的内容,并举例说明为什么？无机非金属材料工艺学的研究内容:了解材料的组成与结构及它们同合成与制备之间、性能与使用效能之间的内在联系。
8、石英玻璃的结构、性能与用途？石英玻璃结构:短程有序,长程无序。性能为:1各向同性;2介稳性3无固定熔点4固态与熔融态间转化的渐变性与可逆性;5性质随成分变化的连续性与渐变性。主要用于建筑玻璃,日用轻攻玻璃,仪器玻璃,光学玻璃,电真空玻璃等。
9、什么石英玻璃比石英晶体的用途更广泛？①玻璃熔融液缓慢冷却结晶后才能形成石英晶体,因此形成玻璃比晶体更容易且能耗小;②晶体在固态随温度变化还会有晶型转变,使结构
不稳定,容易破裂;③石英晶体为各向同性,不适合制作一些仪器(如有些仪器的要求折射率在不同的方向都一样)。
备注:关于8题与9题,老师以后还会给发一个关于石英玻璃的文章,请大家以那个为准。复习与思考四
1.水泥生产中希望得到的就是γ-硅酸二钙,还就是β-硅酸二钙？为什么？(应用已学的硅
酸盐物理化学知识从结构分析) 希望得到β-硅酸二钙。从结构上说,γ-硅酸二钙的结构中,钙离子的配位数就是6,即6个氧离子与钙离子相配位形成【CaO6】八面体,钙离子的配位相当规则,因此比较稳定,在常温下几乎就是惰性的;β-硅酸二钙的结构中,钙离子有6与8两种,配位不规则,因而相当活泼,常温下就能与水反应。所以,水泥生产中更希望得到活性较高的β-硅酸二钙。？鲍林第五规则(节约规则):在一个晶体中,本质不同的结构组元的种类,倾向最少数目。
2、水泥生产中怎样得到尽量多的β-硅酸二钙？(思考,请自己回去查资料) 答:①使石灰饱与系数小一点;②加入矿化剂,例如Ba2+能固溶于C2S晶格,阻止其向γ-硅酸二钙转化,并提高了β-硅酸二钙的活性;③快冷,因为在1250C时,β-硅酸二钙要向γ-硅酸二钙转化。
复习与思考五
1、烧石灰用方解石还就是石灰石好？为什么？石灰石,因为石灰石的分解温度比方解石低,耗能少。
2、在既有石灰石与白垩的情况下,玻璃生产中就是优先使用石灰石,还就是用白垩,为什么？白垩,因为①白垩脆性很大,易于粉磨,且易烧性都较好;②对机械的磨损小,带入原料中的铁少。
3、钙质原料在水泥、玻璃、陶瓷中的主要作用？主要作用:提供制成无机非金属材料所需的CaO。硅酸盐水泥:钙质原料就是烧制硅酸盐水泥熟料的主要原料之一;陶瓷:钙质原料在生产中主要起助熔作用,缩短烧成时间,增加陶器的透明度,使坯釉结合牢固;玻璃:作用主要就是稳定剂,即增加玻璃的化学稳定性与机械强度,但含量不宜过高,否则会使玻璃的结晶倾向
增大,而且易使玻璃发脆。CaO(<10-12%)在高温时,能降低玻璃的粘度,促进玻璃的熔化与澄清;但CaO(>10-12%)时增加粘度,而且当温度降低时,粘度增加得很快,使成型困难。
4、粘土的化学组成与主要矿物组成就是什么? ⑴化学组成:主要为SiO2、Al2O3与结晶水;
⑵矿物组成:工业中所用粘土中的主要矿物可分为高岭石类、蒙脱石类及伊利石类三种。
5、粘土的工艺性质？粘土原料的工艺性质主要取决于其化学、矿物与颗粒组成;粘土的工艺性质就是工业生产中合理选择粘土原料的重要指标。①可塑性②结合性③离子交换性④触变性⑤膨化性⑥收缩⑦烧结温度与烧结范围⑧耐火度
6、石英的晶型转变？(详见书23页的图) 多晶转变根据其进行的方向分为:可逆多晶转变与不可逆多晶转变。可逆多晶转变:双向转变。不可逆多晶转变:单向转变。多晶转变根据转变速度与转变时晶体结构变化的不同分为重建性转变与位移型转变。
7、重建性转变、位移性转变的特点？重建性转变:这类转变发生时必须打开原子间的键,质点要重排,形成新的结构。位移型转变:这类转变发生时不需要打开任何键或改变最临近的配位数,只就是原子从它们原先的位置发生少许位移。
8、举例说明石英晶型转变的作用？⑴指导硅砖、陶瓷与玻璃制品的生产。例:为什么生产硅砖需要加入矿化剂？α-石英与β-石英间的转变、α-鳞石英与β-鳞石英之间的转变、β-鳞石英与γ-鳞石英之间的转变、α-方石英与β-方石英之间的转变。由于其转变速度快,较小的体积变化就可能由于不均匀应力而引起制品开裂,影响产品质量。因此,硅砖生产中加入矿化剂的目的就就是为了提高产品中鳞石英含量,减少方石英生成量,以减少位移性转变所引起的体积变化。⑵指导硅砖、陶瓷与玻璃制品的应用。例:窑炉烤窑(升
温)时,在晶型转变时需要保温或放慢升温速度,避免体积效应引起的开裂,又例:石英的破碎:利用热膨胀效应,将石英原料在1000ｏC进行预烧,有利于石英原料的破碎。
复习与思考六
1、生产硅砖时为什么要严格控制Al2O3含量？为什么对石英砂粒度有一定的要求？硅砖的耐火度随Al2O3的含量增加而提高(从SiO2－Al2O3的相图理解);硅砖生产中要提高产品鳞石英含量,减少方石英含量,以减少位移性转变所引起的体积变化。所以,生产硅砖时要严格控制Al2O3的含量。(注意:这个答案就是错的,自己再修改)颗粒大时会使熔化困难,并常常产生结石,条纹等缺陷;细的石英沙熔化速度快,但过细的沙容易飞扬,结块,使配合料不易混合均匀,同时过细的沙常含有较多的黏土,而且比表面积大,附着的有害杂质也较多。细沙在熔制时虽然玻璃的形成阶段可以较快,但在澄清阶段却多费很多时间;当往熔炉里投料时,细沙容
易被燃烧气体带进畜热室,堵塞格子体,同时也使玻璃成分变化。
2.一般情况下,为什么生产玻璃要对原料进行除铁处理,而生产水泥就不需要进行除铁处理？
玻璃原料中铁杂质不但对生产工艺造成不良影响,而且使玻璃着成黄绿色,透明度降低;然而水泥工业生产中,需要铁质校正原料,氧化铁在水泥熟料煅烧中满足熟料矿物组成的要求,
同时降低烧成温度与液相黏度,促进熟料煅烧,所以不需要进行除铁处理。
3、长石原料在陶瓷与玻璃中的作用？在陶瓷中:1、能降低陶瓷产品的烧成温度。2、长石融化后形成的液相能填充体空隙,增大致密度,提高产品的机械强度,透光度与介电性能。3、可提高坯体的干燥速度。在玻璃中:长石在提供Al2O3的同时,也引入了K2O,Na2O,SiO2等成分,减少了纯碱用量。
4、Li2O在玻璃中的作用？网络外体氧化物,当O/Si小时,主要起断键作用,助熔作用强烈,
就是强助熔剂;当O/Si大时,主要起积聚作用。Li2O代替Na2O或K2O使玻璃的膨胀系数降低,结晶倾向变小,过量Li2O又使结晶倾向增加。在一般玻璃中,引入少量Li2O可以降低玻璃的溶质温度,提高玻璃的产量与质量。
5、为什么Li2O在玻璃中的作用比K2O与Na2O特殊？当O/Si小时,主要起段键作用,助熔作用强烈,就是强助熔剂;当O/Si比大时,主要起积聚作用。
6、为什么玻璃生产中不能引入过多的Na2O？Na2O能提供游离氧使玻璃结构中的O/Si
比值增加,发生段键,因而可以降低玻璃的黏度,使玻璃易于熔融,就是玻璃良好的助溶剂。
Na2O增加玻璃的热膨胀系数,降低玻璃的热稳定性、化学稳定性与机械强度,所以不能引入过多Na2O,一般不超过百分之十八。
7、玻璃生产中就是用结晶纯碱还就是煅烧纯碱？纯碱储存应特别注意什么？玻璃工业中采用煅烧纯碱。因为煅烧纯碱易溶于水,极易吸收空气中的水分而潮解,产生结块,因此必须贮存于干燥仓库内。
8、玻璃生产中就是用轻质纯碱还就是重质纯碱？为什么？采用重质纯碱,因为①其不易飞扬,分层倾向也较小,有助于配合料的均匀混合;②对耐火材料的腐蚀小;③化学成分波动小。
9、为什么玻璃生产中对纯碱中NaCl与Na2SO4含量有严格的要求？含NaCl与Na2SO4杂质多的纯碱在溶质玻璃时会形成“硝水”;对熔炉耐火材料的侵蚀较大,并使玻璃制品产生白色的芒硝泡。
10、天然碱的优点及缺点？使用时应注意什么？优点:分布广,成本低,可做纯碱的代用原料。缺点:较纯的天然碱含碳酸钠大约为37％左右,对熔炉耐火材料浸蚀较快,而且其中的硫酸钙,硫酸钠分解困难,易形成硫酸盐气泡,还易产生“硝水”。
注意点:脱水的天然碱可以直接使用;含结晶水的天然碱,一般先溶解于热水,待杂质沉淀后,再将溶液加入配合料中。
复习与思考七
1、为什么玻璃生产中常加还原剂？在玻璃生产过程中,为了引入Na2O加入芒硝,其884C 熔融,热分解温度较高(1120—1220C),加入还原剂后,使其分解温度(500—700C)显著降低,反应速度也相应加快。但应注意对还原剂用量,根据实际情况需要进行必要的调整、
2、为什么说碳就是万能的还原剂？对于化学反应2C+O2=2CO,随着反应温度的上升其吉布斯自由能变减小,而对于大多数化学反应随着温度上升反应吉布斯自由能变增大,因此对于一般化学反应,在温度足够高时,用碳作为还原剂能使反应物得到还原,故碳就是万能的还原剂、
3、A12O3在玻璃中的配位数对玻璃性质的影响? 在钠硅酸盐中Al3+有4配位与6配位;当
Na2O/Al2O3>1时,就是4配位。Al3+位于四面体中。[AIO4]相比于[SIO4],使玻璃的密度降低,从而可以降低玻璃的黏度,使玻璃易于熔融。当Na2O/Al2O3<1时,就是6配位,Al3+位于八面体中,使玻璃的密度增大。
4.什么就是硼反常？(详见书上71页) NA2O—B2O3—SIO2系统玻璃中,如果B2O3的含量超过一定限度时,结构与性质回发生-逆转现象,在性质变化曲线上会出现极大或极小值,这种现象称为“硼反常”现象。
5、铁在玻璃、陶瓷、水泥中的作用？在玻璃工业的生产过程中,原料中的铁主要作为着色剂,使玻璃着黄绿色;但同时使用不当会对玻璃的生产工艺造成不良影响,使玻璃透明度降低,因此在玻璃生产前有必要对原料进行除铁处理。在陶瓷工业生产中所使用的就是氧化铁,用做配制釉料。陶瓷坯料中混有铁杂质会使成品的外观质量受到影响,如降低白度与半透明性,也会产生斑点、因此在原料处理与坯料制备的工序中,除铁就是必要的工序、在水泥工
业生产中,由于所使用的黏土原料中的氧化铁含量不足,因此,绝大部分水泥厂需要使用铁质
校正原料。此时铁质原料中的氧化铁含量应大于40％。氧化铁在水泥熟料煅烧中作用主要就是满足熟料矿物组成的要求,同时降低烧成温度与液相黏度,促进熟料煅烧。熟料中含铁相较复杂,对硅酸盐水泥熟料,多用C4AF代表铁相组成。若熟料中Al2O3/Fe2O3<0、64,则可生成铁酸二钙、此外,含C4AF不高的熟料难于粉磨。
复习与思考八
1.澄清剂概念及作用？凡在玻璃熔制过程中能分解产生气体,或能降低玻璃黏度,促进排除玻璃液
中气泡的物质称为澄清剂。常用的澄清剂有氧化砷与氧化锑、硫酸盐类、氟化物类等。⑴氧化砷与氧化锑单独使用时将升华挥发,仅起鼓泡作用。与硝酸盐组合使用时,能在低温吸收氧气,在高温放出氧气而起澄清作用。由于AS203的粉状与蒸气都就是极毒物质,目前已很少使用,大多改用Sb203。⑵硫酸盐原料主要有硫酸钠,它在高温时分解逸出气体而起澄清作用,平板玻璃厂大都采用此类澄清剂。⑶氟化物类原料。主要有萤石(CaF2)及氟硅酸钠
(Na2SiF6)。它们以降低玻璃液黏度而起澄清作用。对耐火材料侵蚀大,产生的气体(HF、SiF4)污染环境,目前已限制使用。⑷复合澄清剂多为砷、锑、硫等的化合物,具有高效、低毒的优点。
2、着色剂概念、分类及着色机理？使物质着色的物质,称为物质的着色剂。在玻璃生产中,根据着色剂在玻璃中呈现的状态不同,分为三类:①离子着色剂离子着色剂的作色机理就是:钛、钒、铁等过渡金属,在玻璃中以离子状态存在,它们的价电子在不同能级间跃迁,由此引起对可见光的选择吸收,导致玻璃着色;②胶体着色剂,金属胶体着色剂的着色机理就是:玻璃可以通过细分散的金属对光的选择性吸收而着色。一般认为,选择性吸收就是由于胶态金属颗粒的光散射而引起的;③硫硒化物着色剂硫硒化镉着色机理:硒红一类玻璃的着色与CdS、CdSe单晶的半导体性有关。根据半导体的能带理论,由于硒原子量比硫大,其激活能必然小于硫,即硒原子中满带的电子比硫原子容易激发到导带。所以在玻璃中形成的CdSx?CdSe(1-x)微晶禁带宽度,随CdSe含量的增大而逐渐下降,导致玻璃的吸收极限逐渐向长波方向移动,颜色由黄色到橙色、红色、深红转变。光吸收都就是由于一定能量的光激发阴离子(O2-、S2-、Se2-、Te2-)上的价电子到激发态所致。因为S2-、Se2-、Te2-的亲电势比O2-小,故能量较小的光就能激发它们的价电子到激发态,使其截短波极限进入可见光区,导致玻璃的着色。
3、金属胶体着色剂主要有哪几种化合物？根据金属胶体着色机理,分析胶体着色一般有那几过程。
金属胶体着色剂主要有以下几类:①金化合物②银化合物③铜化合物
金属胶体着色一般分下列几个过程:①金属离子的溶解②金属离子的还原③金属原子的成核与长大
4、金属胶体着色为什么常加氧化亚锡？⑴为了使金的胶态粒子均匀分布,常在配合料中加入0、2％--2％的二氧化锡,使金发生分散作用;⑵在银化合物着色剂配合料中加入二氧化锡可以改善银黄的着色;⑶在头化合物着色剂加入二氧化锡作为还原剂。
5、化学脱色剂与物理脱色剂的脱色原理？化学着色剂的脱色原理:化学脱色就是主要就是借助于脱色剂的氧化作用,使着色能力强的低价铁氧化物变成为着力能力较弱的三价铁氧化物,以便使用物理脱色法进一步使颜色中与,接近于无色,使玻璃的透光度增加。物理脱色剂的脱色原理:物理脱色就是在玻璃中加入一定数量的能产生互补色的着色剂,使玻璃由于FeO、Fe2O3、Cr2O3、Ti02所产生的黄绿色到蓝绿色得到互补而消色。
复习与思考九
1、原料预烧的目的(参考P42预烧1,3段)? a、水泥原料不需要预烧;b、在玻璃生产中预烧的目的:为了减小粗碎时,它们对于机械设备的磨损,降低机械铁的引入;c在陶瓷生产中预
烧的目的:消除多晶转变与特殊结构带来不利的影响。
2、阿利特(A矿)、贝利特(B矿)概念、特点及怎样应用各自的特点来指导生产与应用? a、阿利特或A矿:在硅酸盐水泥熟料中,C3S并不就是以纯的形式出现,总含有少量的MgO、Al2O
3、Fe2O3等形成固溶液,称为阿利特或A矿。硅酸三钙加水调与后,初凝时间大于或等于45min,终凝时间小于或等于12h。它水化较快。粒径为40～45um的硅酸三钙颗粒加水28d后,有70％左右与水反应。所以硅酸三钙可产生较高的强度,且强度发展比较快,早期强度较高,且强度增进率较大,28d强度可以达到它一年强度的70％～80％。但硅酸三钙水化热较高,抗水性较差。适用于抢修等工程。b、贝利特或B矿:C2S与少量MgO、Al2O3、Fe2O3、R2O等氧化物形成固溶体,称为贝利特或B矿。硅酸二钙水化速率慢,早期强度低,后期强度高,水化热较小,耐水性好,适用于持久耐久的工程。
3、游离氧化钙与方镁石对混凝土的危害及怎样减小其对混凝土的危害？游离氧化钙与游离氧化镁就是高温下生成的,属于过烧,水化很慢,在水泥己硬化后才进行水化,并产生体积膨胀,使己硬化的水泥石裂开,引起体积安定性不良。应尽量使游离氧化钙游离氧化镁的粒径减小。(答的不太全,自己再查点资料吧！)
4、根据水泥、玻璃、陶瓷生产工艺对产品质量的影响来说明水泥、玻璃、陶瓷生产中那种材料生产要求对原料进行预烧,那些不需要预烧？水泥原料不需要预烧,玻璃原料中砂岩或石英岩需要预烧,陶瓷原料中石英、三氧化二铝、二氧化钛、滑石等需要预烧。(参考
P42--43)
复习与思考十
1、您对石灰饱与系数就是怎样理解的,石灰饱与系数的大小的选择对水泥性能有什么影响? 熟料中四个主要氧化物就是:CaO、Si0
2、A120
3、Fe2O3。其中:CaO为碱性氧化物,其余三个为酸性氧化物,两者相互化合形成C2S、C3S、C3A、C4AF四个主要熟料矿物。从理论上讲,酸性氧
化物应形成碱性最高的熟料矿物—C 3S 、C 3A 、C 4AF 、CaO 。CaO 含量一旦超过所有酸性氧化物的需求,必然以游离氧化钙形态存在,含量高时将引起水泥安定性不良,造成危害。因此,从理论上说,存在一个极限石灰含量。据此,古特曼与杰耳提出了她们的石灰理论极限含量的观点。为便于计算,将C 4AF 瞧作为“C 3A”与“CF”,并把“C3A”与C3A 视为同一相。灰饱与系数KH 就是熟料中全部氧化硅生成硅酸钙(C3S 与C2S)所需要的氧化物与全部二氧化硅理论上全部生成硅酸三钙(C3S)所需要的氧化钙的比值,即KH 表示熟料中二氧化硅被氧化钙饱与形成硅酸三钙的程度。 KH=23232
1.650.35
2.8CaO Al O Fe O SiO -- CaO,SiO 2,Al 2O 3与Fe 2O 3分别代表熟料中各氧化物的质量百分数在正常硅酸盐水泥熟料中,石灰饱与系数KH 应控制在0、667—1、0之间。在实际生产中,为了使水泥具有较好的力学性能,应适当提高C 3S 在熟料中的含量,KH 一般控制在0、82—0、94。当需要水泥早期强度高时,石灰饱与系数应提高,增加C 3S 的含量;当需要水化热较小时,降低石灰饱与系数,增加C 2S 的含量。
2、硅率或硅酸率? 硅率又称为硅酸率,就是表示熟料中氧化硅含量与氧化铝、氧化铁之与的质量比,也表示了熟料中硅酸盐矿物与熔剂矿物的比例。 SM=22323
SiO Al O Fe O + 式中SiO 2,Al 2O 3,Fe 2O 3分别代表熟料中该氧化物的质量百分数。
3、铝率或铁率？ 铝率又称为铁率,表示熟料中氧化铝与氧化铁含量的质量比,也表示熟料熔剂矿物中铝酸三钙与铁铝酸四钙的比例。 IM=2323
Al O Fe O 4、推导出石灰饱与系数的计算公式推导。(P52)
《材料合成与制备方法》教学大纲
《无机材料合成》实验教学大纲 课程名称：无机材料合成 课程编号：0 总学时：36 适用对象：材料化学本科专业 一、教学目的和任务： 《无机材料合成》是材料化学专业的一门必修课。本课程的任务是通过各种教学环节，使学生掌握单晶材料的制备、薄膜的制备、非晶态材料制备、复合材料的制备、功能陶瓷的合成与制备、结构陶瓷的制备、功能高分子的制备、催化材料制备、低维材料制备等，使学生获得先进材料合成与制备的基础知识，毕业后可适应化工材料的科学研究与技术开发工作。 二、教学基本要求： 在全部教学过程中，应始终坚持对学生进行实验室安全和爱护公物的教育；简单介绍有效数字和误差理论；介绍正确书写实验记录和实验报告的方法以及基本操作和常规仪器的使用方法。无机材料的制备方法、薄膜制备的溶胶-凝胶法、纳米晶的水热合成法、纳米管的气相沉积法的原理和基本操作方法，材料结构表征和性能测试的结果的正确分析，并在此基础上研究材料结构和性能的关系。培养学生的实际动手操作能力；深刻领会课本所学的理论知识，具有将理论知识应用于实践中的能力。 三、教学内容及要求 实验一无机材料合成(制备)方法与途径 实验仪器：计算机 实验内容：认识无机材料合成中的各种元素、化学反应；相关中外文摘、期刊的查阅方法。 实验要求：了解无机材料合成的基本方法、途径与制约条件 实验二晶体合成 实验仪器：磁力搅拌器、烧杯 实验内容：晶体的生长 实验要求：了解晶体的基本分类与应用；熟悉晶体生长的基本原理；重点掌握晶体合成的技术与方法。 实验三薄膜制备 实验仪器：压电驱动器、磁力搅拌器、烧杯 实验内容：薄膜材料的制备 实验要求：掌握薄膜材料的分类与应用；薄膜与基材的复合方法、途径以及制约条件； 实验四胶凝材料的制备
无机材料合成与制备复习纲要
材料合成与制备复习纲要 我们不是抄答案，我们只做知识的搬运工。 ——无机复习提纲编辑协会宣言试卷构成：填空：15 分 选择：7*2=14 分（共7 题，一题2 分） 名词解释：5*3=15 分（共5 题，一题3分） 问答题：8+12*4=56（第一题8 分，其余四道题每题12 分）注：划线知识点为李老师审阅后所加，疑为重点，望各位复习时多加注意第1 章：经典合成方法 1实验室常用的加热炉为：高温电阻炉 2电炉分为：电阻炉，感应炉，电弧炉，电子束炉 3电阻发热材料的最高工作温度：硅碳棒1400C、硅化钼棒1700C、钨丝1700C 真空、 5氧化物发热体：在氧化气氛中，氧化物发热体是最为理想的加热材料。 6影响固相反应的因素: （1）反应物化学组成与结构，反应物结构状态（2）反应物颗粒尺寸及分布影响。 7化学转移反应：把所需要的沉积物质作为反应源物质，用适当的气体介质与之反应，形成一种气态化合物，这种气态化合物通过载气输运到与源区温度不同的沉积区，再发生逆反应，使反应源物质重新沉积出来，这样的反应过程称为化学转移反应。 8化学转移反应条件源区温度为T2,沉积区温度为T1:如果反应是吸热反应，则 r H m为正，当T2>T1时，温度越高，平衡常数越大，即从左往右反应的平衡常数增大，反应容易进行，物质由热端向冷端转移，即源区温度应大于沉积区温度，物质由源区转移至沉积区。如果反应为放热反应，r H m为负，则应控制源区温度T2 小于沉积区温度T1,这样才能实现物质由源区向沉积区得转移。如果r H m近似为0, 则不能用改变温度的方法来进行化学转移。 9低温合成中，低温的控制主要有两种方法：①恒温冷浴②低温恒温器 10高压合成：就是利用外加的高压力，使物质产生多型相转变或发生不同物质间的化合，从而得到新相，新化合物或新材料。 种类：①静态高温高压合成方法②动态高温高压合成方法 第2 章：软化学合成方法 1软化学合成方法: 通过化学反应克服固相反应过程中的反应势垒，在温和的反应条件下和缓慢的反应进程中，以可控制的步骤逐步地进行化学反应，实现制备新材料的方法。2软化学法分类：溶胶——凝胶法，前驱物法，水热/ 非水溶剂热合成法，沉淀法，支撑接枝工艺法，微乳液法，微波辐射法，超声波法，淬火法，自组装技术，电化 3绿色化学：主要特点是“原子经济性” ，即在获取新物质的转换过程中充分利用原料中的每个原子，实现化学反应中废物的“零排放” 。因此，既可充分利用资源又不污染环境。 4软化学与绿色化学的关系：两者关系密切，但又有区别。软化学强调的是反应条件的温
无机材料科学基础试题及答案
1螺位错：柏格斯矢量与位错线平行的位错。 2同质多晶：同一化学组成在不同热力学条件下形成结构不同的晶体的现象。 3晶胞：指晶体结构中的平行六面体单位，其形状大小与对应的空间格子中的单位平行六面体一致。 4肖特基缺陷：如果正常格点上的原子，热起伏过程中获得能量离开平衡位置，迁移到晶体的表面，在晶格内正常格点上留下空位，即为肖特基缺陷。肖特基缺陷：如果正常格点上的原子，热起伏过程中获得能量离开平衡位置，迁移到晶体的表面，在晶格内正常格点上留下空位，即为肖特基缺陷。 5聚合：由分化过程产生的低聚合物，相互作用，形成级次较高的聚合物，同时释放出部分Na2O，这个过程称为缩聚，也即聚合。 6非均匀成核：借助于表面、界面、微粒裂纹、器壁以及各种催化位置而形成晶核的过程。7稳定扩散：扩散质点浓度分布不随时间变化。 8玻璃分相：一个均匀的玻璃相在一定的温度和组成范围内有可能分成两个互不溶解或部分溶解的玻璃相(或液相)，并相互共存的现象称为玻璃的分相(或称液相不混溶现象)。 9不一致熔融化合物：是一种不稳定的化合物。加热这种化合物到某一温度便发生分解，分解产物是一种液相和一种晶相，两者组成与化合物组成皆不相同，故称不一致熔融化合物。10晶粒生长：无应变的材料在热处理时，平均晶粒尺寸在不改变其分布的情况下，连续增大的过程。 11非本征扩散：受固溶引入的杂质离子的电价和浓度等外界因素所控制的扩散。或由不等价杂质离子取代造成晶格空位，由此而引起的质点迁移。（2.5）本征扩散：空位来源于晶体结构中本征热缺陷，由此而引起的质点迁移。 12稳定扩散：若扩散物质在扩散层dx内各处的浓度不随时间而变化，即dc/dt=0。不稳定扩散：扩散物质在扩散层dx内的浓度随时间而变化，即dc/dt≠0。这种扩散称为不稳定扩散。（2.5分） （2.5分） 13可塑性：粘土与适当比例的水混合均匀制成泥团，该泥团受到高于某一个数值剪应力作用后，可以塑造成任何形状，当去除应力泥团能保持其形状，这种性质称为可塑性。（2.5晶胞参数：表示晶胞的形状和大小可用六个参数即三条边棱的长度a、b、c和三条边棱的夹角α、β、γ即为晶胞参数。 14一级相变：体系由一相变为另一相时，如两相的化学势相等但化学势的一级偏微商(一级导数)不相等的称为一级相变。 15二次再结晶：是液相独立析晶：是在转熔过程中发生的，由于冷却速度较快，被回收的晶相有可能会被新析出的固相包裹起来，使转熔过程不能继续进行，从而使液相进行另一个单独的析晶过程，就是液相独立析晶。（2.5） 16泰曼温度：反应物开始呈现显著扩散作用的温度。（2.5） 17晶子假说：苏联学者列别捷夫提出晶子假说，他认为玻璃是高分散晶体（晶子）的结合体，硅酸盐玻璃的晶子的化学性质取决于玻璃的化学组成，玻璃的结构特征为微不均匀性和近程有序性。无规则网络假说：凡是成为玻璃态的物质和相应的晶体结构一样，也是由一个三度空间网络所构成。这种网络是由离子多面体（三角体或四面体）构筑起来的。晶体结构网是由多面体无数次有规律重复构成，而玻璃中结构多面体的重复没有规律性。 18正尖晶石；二价阳离子分布在1／8四面体空隙中，三价阳离子分布在l／2八面体空隙的尖晶石。 19液相独立析晶：是在转熔过程中发生的，由于冷却速度较快，被回收的晶相有可能会被
无机硅酸盐耐高温材料的制备
实验名称：无机硅酸盐耐高温材料的制备为适应石油化工、冶金、化肥等工业的发展，研制耐高温涂料已成为一项重要课题。一般涂料在高温条件下会发生热降解和碳化作用，导致涂层破坏，不能起到保护作用。而耐高温涂料则具有相当的优势，其在高温条件下，涂层不龟裂、不起泡、不剥落，仍能保持一定的物理机械性能，使物件免受高温化学腐蚀、热氧化、延长使用寿命。耐高温涂料被广泛应用于烟囱、高温蒸汽管道、热交换器、高温炉、石油裂解设备等方面，乃至应用于航空、航天等领域。 耐高温涂料品种较多，目前国内多使用有机硅耐高温涂料、酚醛树脂、改性环氧涂料、聚氨酯等高分子化学材料，其耐热温度一般都低于600℃，并且易燃烧，成本较高。相对而言，无机耐高温涂料却具有耐热温度高、耐热性好、硬度高、寿命长、污染小、成本低等特点，但是涂层一般较脆，在未完全固化之前耐水性不好，对底材的处理要强求较高。一．实验目的 1．了解无机耐高温涂料的性能和应用。 2．掌握无机硅酸盐耐高温材料的方法和操作的注意事项。 3．通过实验方案设计，提高分析问题和解决问题的能力。 二．实验原理 本实验所制备的硅酸盐耐高温无机涂料是使用无机物硅酸钠、二氧化硅、二氧化钛等耐酸耐碱性好的氧化物，按一定比例混合均匀，涂于需要的底材上，在一定温度下烘烤后，可形成致密、均匀、耐高温、抗氧化、耐老化、耐酸耐碱性能较好的涂层。 它是以硅酸钠和二氧化钛为成膜物质，通过水分蒸发和分子间硅氧键的结合所形成的无机高分子聚合物来实现成膜，对光、热和放射性具有稳定性，同时二氧化钛具有很好的着色力、遮盖力以及化学稳定性，故该涂料有优良的耐热和耐老化性能以及良好的附着力。三．实验试剂及器材： 实验仪器：马弗炉；胶头滴管；烧杯（100mL）；电子天平；铁片；研钵；玻璃棒；钢尺；小刀；测试专用胶带。 实验试剂：Na2SiO3·9H2O（A.R）；SiO2(A.R)；TiO2(A.R)；蒸馏水；6mol/L的HCl溶液；40%的NaOH溶液。
无机材料科学基础习题答案
第一章晶体几何基础 1-1 解释概念： 等同点：晶体结构中，在同一取向上几何环境和物质环境皆相同的点。 空间点阵：概括地表示晶体结构中等同点排列规律的几何图形。 结点：空间点阵中的点称为结点。 晶体：内部质点在三维空间呈周期性重复排列的固体。 对称：物体相同部分作有规律的重复。 对称型：晶体结构中所有点对称要素（对称面、对称中心、对称轴和旋转反伸轴）的集合为对称型，也称点群。 晶类：将对称型相同的晶体归为一类，称为晶类。 晶体定向：为了用数字表示晶体中点、线、面的相对位置，在晶体中引入一个坐标系统的过程。 空间群：是指一个晶体结构中所有对称要素的集合。 布拉菲格子：是指法国学者 A.布拉菲根据晶体结构的最高点群和平移群对称及空间格子的平行六面体原则，将所有晶体结构的空间点阵划分成14种类型的空间格子。 晶胞：能够反应晶体结构特征的最小单位。 晶胞参数：表示晶胞的形状和大小的6个参数（a、b、c、α 、β、γ ）. 1-2 晶体结构的两个基本特征是什么？哪种几何图形可表示晶体的基本特征？ 解答：⑴晶体结构的基本特征： ①晶体是内部质点在三维空间作周期性重复排列的固体。 ②晶体的内部质点呈对称分布，即晶体具有对称性。 ⑵14种布拉菲格子的平行六面体单位格子可以表示晶体的基本特征。 1-3 晶体中有哪些对称要素，用国际符号表示。 解答：对称面—m，对称中心—1，n次对称轴—n，n次旋转反伸轴—n 螺旋轴—ns ，滑移面—a、b、c、d 1-5 一个四方晶系的晶面，其上的截距分别为3a、4a、6c，求该晶面的晶面指数。 解答：在X、Y、Z轴上的截距系数：3、4、6。 截距系数的倒数比为：1/3:1/4:1/6=4:3:2 晶面指数为：（432） 补充：晶体的基本性质是什么？与其内部结构有什么关系？ 解答：①自限性：晶体的多面体形态是其格子构造在外形上的反映。 ②均一性和异向性：均一性是由于内部质点周期性重复排列，晶体中的任何一部分在结构上是相同的。异向性是由于同一晶体中的不同方向上，质点排列一般是不同的，因而表现出不同的性质。 ③对称性：是由于晶体内部质点排列的对称。 ④最小内能和最大稳定性：在相同的热力学条件下，较之同种化学成分的气体、液体及非晶质体，晶体的内能最小。这是规则排列质点间的引力和斥力达到平衡的原因。 晶体的稳定性是指对于化学组成相同，但处于不同物态下的物体而言，晶体最为稳定。自然界的非晶质体自发向晶体转变，但晶体不可能自发地转变为其他物态。
无机材料的制备与应用研究发展
无机材料的制备与应用研究发展 摘要：本文主要介绍了无机材料的制备，主要有金属材料、陶瓷、高分子材料、晶体生长技术。这些材料的制备都与我们生活最密切相关。介绍每一种材料的性质、应用、前景。并将一些新的金属材料进行了综述。 关键词：金属材料；陶瓷；高分子材料；晶体生长技术；应用 引言 随着社会和经济的发展，无机材料在原有的基础上越来越重要，无机材料不再是传统的用法，各种新型的方法得到应用。例如，金属材料的制备、陶瓷工艺应用、高分子材料、晶体生长技术等。越来越多的材料使用新技术来研究，不只是无机材料这一方面。通常金属材料是指金属元素或以金属元素为主构成的具有金属特性的材料的统称[1]。包括纯金属、合金、金属材料金属间化合物和特种金属材料等。继石器时代之后出现的铜器时代、铁器时代，均以金属材料的应用为其时代的显著标志。现代，种类繁多的金属材料已成为人类社会发展的重要物质基础。 近些年来，我国的陶瓷工业有很大发展，可从以下3方面说明:一是新技术与新工艺不断采用，例如高梯度磁场选矿及其它选矿技术的应用，使陶瓷生产使用的天然原料质量得到保证。二是对陶瓷材料的性能与本质有了更深入的了解，这主要是因为一些研究材料组分和结构技术与仪器的出现，使人们对陶瓷的认识进入了更高层次。三是新品种的开发[2]。由于科学技术的推动和需要，使得能充分利用陶瓷的物理与化学特性开发出许多高科技领域中应用的功能材料与结构材料。例如人造骨骼或器官的生物陶瓷，耐高温、高强度、高韧性的陶瓷部件等。 高分子材料是由相对分子质量比一般有机化合物高得多的高分子化合物为主要成分制成的物质。一般有机化合物的相对分子质量只
有几十到几百，高分子化合物是通过小分子单体聚合而成的相对分子质量高达上万甚至上百万的聚合物。巨大的分子质量赋予这类有机高分子以崭新的物理、化学性质：可以压延成膜；可以纺制成纤维；可以挤铸或模压成各种形状的构件；可以产生强大的粘结能力；可以产生巨大的弹性形变；并具有质轻、绝缘、高强、耐热、耐腐蚀、自润滑等许多独特的性能。于是人们将它制成塑料、橡胶、纤维、复合材料、胶粘剂、涂料等一系列性能优异、丰富多彩的制品，使其成为当今工农业生产各部门、科学研究各领域、人类衣食住行各个环节不可缺少、无法替代的材料。 当今，在高新技术材料领域中，人工晶体作为一种特种功能材料，在材料学、光学、光电子、医疗生物领域有着广泛的作用。用于人工晶体生长的方法有多种，如：物理气相沉淀、水热法、低温溶液生长、籽晶提拉、坩埚下降等。其中水热法晶体生长可以使晶体在非受限的条件下充分生长，可以长出形态各异、结晶完好的晶体而受到广泛应用。水热法可用于生长各种大的人工晶体，制备超细、无团聚或少团聚、结晶完好的微晶。适合生长熔点较高，具有包晶反应或非同成分融化，而在常温下又不溶解各种溶剂或溶解后即分解，不能再结晶的晶体材料。与其他的合成方法相比，水热法合成的晶体具有纯度高、缺陷少，热应力小质量好等特点。近年来随着科学技术的不断发展，水热法合成技术得到广泛应用，该技术已成功地应用于人工水晶的合成、陶瓷粉末材料的制备和人工宝石的合成等领域。 1金属材料 1.1金属材料的性能 一般分为工艺性能和使用性能两类。所谓工艺性能是指机械零件在加工制造过程中，金属材料在所定的冷、热加工条件下表现出来的性能。金属对各种加工工艺方法所表现出来的适应性称为工艺性能，主要有以下四个方面：⑴切削加工性能；⑵可锻性；⑶可铸性；金属材料工艺性能的好坏，决定了它在制造过程中加工成形的适应能力。所谓使用性能是指机械零件在使用条件下，金属材料表现出来的性
2015无机材料合成与制备试卷A
中南林业科技大学课程考试试卷 课程名称：无机材料合成与制备；试卷编号：A 卷；考试时间：100分钟 一、是非题（1分×23=23分，选全对或全错，计零分） 1 生长驱动力在数值上等于生长单位体积的晶体所引起的吉布斯自由能的降低。（ √ ） 2 微波有很强的穿透力，微波加热时能深入到样品内部，其燃烧波首先从样品的表面向内部传播，最终完成微波烧结。（ × ） 3 提拉法中旋转籽晶的目的是获得更好的温度和浓度的均匀性。（ √ ） 4 热电偶是接触式温度传感器，可直接与被测物质接触，不受环境介质如烟雾、尘埃、CO 2、水蒸气等影响，准确度较高。（ √ ） 5 等离子体在CVD 中的作用是将反应气体激活成活性离子，提高低沉积温度；加速反应物表面的扩散作用，降低成膜速率。（ × ） （提高） 6 降低到-150 ℃(123K)称为普通制冷或普冷，降低到-150 ℃至4.2K 之间称为深度冷冻或深冷，降低到4.2K 以下称为极冷。（ √ ） 7 相比溅射成膜，蒸发法时，沉积原子的能量很低，一般不易形成形态3型的薄膜组织。（ × ）（T ） 8 在形态2和形态3型低温薄膜沉积组织的形成过程中，原子的扩散能力不足，因而这两类生长又称为低温抑制型生长。（ × ）（1和T ） 9 磁控溅射的缺点是靶材的利用率不高，一般低于40%。（ √ ） 10 过冷度越大,越容易非均匀成核；凸面杂质形核效率最高，平面次之，凹面最差。（ × ） 11直接凝固成型是依靠有机单体交联形成高聚物，温度诱导絮凝成型是依靠分散剂的分散特性。（ × ） 12 不具挥发性FeO 和WO 3在HCl 存在时，生成FeCl 2 、WOCl 4、水蒸气，就可以通过相转移反应制得完美的钨酸铁晶体。（ ） 13气体的低温分级冷凝就是气体混合物通过不同低温的冷阱而分离，气体通过冷阱后其蒸汽压小于13.33 Pa —冷凝彻底；大于13.33 Pa —认为不能冷凝，穿过了冷阱。 （ × ） 14 流动法比降温法有利于生长大尺寸单晶，蒸发法适合溶解度较大而温度系数很小的物质，凝胶法可在室温下生长一些难溶的或对热敏感而不便使用其他方法的晶体。（ √ ） 15用单相共沉淀法制备出单一尺寸的球形氢氧化铝颗粒的关键是通过尿素，在水溶液中缓慢分解释放出OH-，使溶液中碱性均匀地、缓慢地上升，从而使氢氧化物沉淀在整个溶液中同时生成。（ × ） 16 大块非晶合金的制备思路是非均匀形核的推迟和均匀形核的避免。（ √ ） 17 非晶态材料衍射花样是由较宽的晕和弥散的环组成，没有表征结晶态的任何斑点和条纹，用电镜看不到 学院 专业班 年 姓名 学 装订线(答题不得超过此线)
无机材料科学基础第九章习题
第九章习题与答案 一、判断正误 1、烧结中始终可以只有一相是固态。（对） 2、液相烧结与固相烧结的推动力都是表面能。（对） 3、二次再结晶对坯体致密化有利。（错） 4、扩散传质中压应力区空位浓度<无应力区空位浓度<张应力区空位浓度。（对） 5、晶粒长大源于小晶体的相互粘结。（错） 6、一般来说，晶界是气孔通向烧结体外的主要扩散通道。一般来说，晶界是杂质的富集之 地。（对） 二、填空 1、烧结的主要传质方式有：蒸发-凝聚传质、扩散传质、流动传质和溶解-沉淀传质四种，这四种传质过程的坯体线收缩ΔL/L与烧结时间的关系依次为ΔL/L=0、ΔL/L～t2/5、ΔL/L～t和ΔL/L～t1/3。 三、选择 1、在烧结过程中，只改变气孔形状不引起坯体收缩的传质方式是（a、c）。 a．表面扩散 b．流动传质 c．蒸发-凝聚 d．晶界扩散 2、在烧结过程中只改变坯体中气孔的形状而不引起坯体致密化的传质方式是（b）。 a. 流动传质 b. 蒸发—凝聚传质 c. 溶解—沉淀 d. 扩散传质 四、问答题 1、典型的传质过程有哪些？各采用什么烧结模型？分析产生的原因是什么？ 答：典型的传质过程有：固相烧结的蒸发-凝聚传质、扩散传质，液相烧结的流动传质、溶解-沉淀传质。 固相烧结的蒸发-凝聚传质过程采用中心距不变的双球模型。 固相烧结的扩散传质、液相烧结的流动传质、溶解-沉淀传质过程采用中心距缩短的双球模型。 原因：蒸发—冷凝：压力差ΔP；扩散传质：空位浓度差ΔC；流动传质：应力—应变； 溶解—沉淀：溶解度ΔC（大、小晶粒溶解度不同；自由表面与点接触溶解度）。 2、试述烧结的推动力和晶粒生长的推动力。并比较两者的大小。 答：烧结推动力是粉状物料的表面能（γsv）大于多晶烧结体的晶界能（γgb），即γsv>γgb。 晶粒生长的推动力是晶界两侧物质的自由焓差，使界面向晶界曲率半径小的晶粒中心推进。 烧结的推动力较大，约为4~20J/g。晶粒生长的推动力较小，约为0.4~2J/g，因而烧结推动力比晶粒生长推动力约大十倍。 3、在制造透明Al2O3材料时，原始粉料粒度为2μm，烧结至最高温度保温0.5h，测得晶粒尺寸为10μm，试问保温2h，晶粒尺寸多大？为抑制晶粒生长加入0.1％MgO，此时若保温2h，晶粒尺寸又有多大？ 解：1、G 2-G02 = kt = 2 μm, G = 10 μm, t = 0.5 h，得 代入数据：G
无机材料科学基础题库_选择题
选择题 1．NaCl 型结构中，Cl - 按立方最紧密方式堆积，Na +充填于（ B ）之中。 A 、全部四面体空隙 B 、全部八面体空隙 C 、1/2四面体空隙 D 、1/2八面体空隙 2．在析晶过程中，若?T 较大，则获得的晶粒为（ A ） A 、数目多而尺寸小的细晶 B 、数目少而尺寸大的粗晶 C 、数目多且尺寸大的粗晶 D 、数目少且尺寸小的细晶 3．在熔体中加入网络变性体会使得熔体的析晶能力（ c ）： a.不变 b. 减弱 c. 增大 4．在烧结过程的传质方式中，不会使坯体致密的是（ a ） a. 扩散传质 b. 溶解-沉淀传质 c. 蒸发-凝聚传质 d. 流动传质 5．过冷度愈大，临界晶核半径（ c ）相应的相变（ e ） a. 不变 b. 愈大 c. 愈小 d. 愈难进行 e. 愈易进行 f. 不受影响 6．从防止二次再结晶的角度考虑，起始粒径必须（ c ） a. 细 b. 粗 c. 细而均匀 d. 粗但均匀 7．根据晶界两边原子排列的连贯性来划分，在多晶体材料中主要是( B ) A 、共格晶界 B 、非共格晶界 C 、半共格晶界 8．玻璃结构参数中的Z 一般是已知的，请问硼酸盐玻璃的Z =（ B ） A 、2 B 、3 C 、4 D 、5 9．石英晶体结构属于（ d ） a. 岛状结构 b. 链状结构 c. 层状结构 d. 架状结构 10. 在离子型化合物中，晶粒内部扩散系数D b ，晶界区域扩散系数D g 和表面区域扩散系数D s 三者中（ C ）最大 A 、D b B 、D g C 、 D s 11. 系统2222CaO + SiO 2CaO SiO + CaO SiO + 3CaO 2SiO →???中的独立组分数为（ d ） a. 5 b. 4 c. 3 d. 2 12. 熔体系统中组成越简单，则熔体析晶（ B ） A 、不受影响 B 、越容易 C 、越难 13. 过冷度越大，相应的成核位垒（ b ），临界晶核半径（ b ），析晶能力（ a ） a. 越大 b. 越小 c. 不变 14. 下列选项中不属于马氏体相变的特征的是（ B ） A 、相变后存在习性平面 B 、属扩散型相变 C 、新相与母相间有严格的取向关系 D 、在一个温度范围内进行 E 、速度很快 15. 颗粒不同部位的空位浓度存在差异，下列区域中（ b ）处的空位浓度最大 A 、晶粒内部 B 、颈部表面张应力区 C 、受压应力的颗粒接触中心 16. 塑性泥团中颗粒之间最主要的吸力为（ B ） A 、范德华力 B 、毛细管力 C 、局部边-面静电引力 17. CaTiO 3（钛酸钙）型结构中，Ca 2+和O 2-共同组成立方紧密堆积，Ca 2+占据立方面心的角顶位置，O 2-占据立方面
无机材料科学基础期末试题及答案
无机材料科学基础试卷六 一、名词解释（20分） 1、反萤石结构、晶胞； 2、肖特基缺陷、弗伦克尔缺陷； 3、网络形成体、网络改变体； 4、触变性、硼反常现象； 二、选择题（8分） 1、粘土泥浆胶溶必须使介质呈（） A、酸性 B、碱性 C、中性 2、硅酸盐玻璃的结构是以硅氧四面体为结构单元形成的（）的聚集体。 A、近程有序，远程无序 B、近程无序，远程无序 C、近程无序，远程有序 3、依据等径球体的堆积原理得出，六方密堆积的堆积系数（）体心立方堆积的堆积系数。 A、大于 B、小于 C、等于 D、不确定 4、某晶体AB，A—的电荷数为1，A—B键的S=1/6，则A+的配位数为（）。 A、4 B、12 C、8 D、6 5、在单位晶胞的CaF2晶体中，其八面体空隙和四面体空隙的数量分别为（）。 A、4，8 B、8，4 C、1，2 D、2，4 6、点群L6PC属（）晶族（）晶系。 A、高级等轴 B、低级正交 C、中级六方 D、高级六方 7、下列性质中（）不是晶体的基本性质。 A、自限性 B、最小内能性 C、有限性 D、各向异性 8、晶体在三结晶轴上的截距分别为1/2a、1/3b、1/6c。该晶面的晶面指数为（）。 A、（236） B、（326） C、（321） D、（123） 9、非化学计量化合物Cd1+xO中存在（）型晶格缺陷 A、阴离子空位 B、阳离子空位 C、阴离子填隙 D、阳离子填隙 10、可以根据3T曲线求出熔体的临界冷却速率。熔体的临界冷却速率越大，就（）形成玻璃。 A、越难 B、越容易 C、很快 D、缓慢 11、晶体结构中一切对称要素的集合称为（）。 A、对称型 B、点群 C、微观对称的要素的集合 D、空间群 12、在ABO3(钙钛矿)型结构中，B离子占有（）。 A、四面体空隙 B、八面体空隙 C、立方体空隙 D、三方柱空隙晶体 三、填空（17分） 1、在玻璃形成过程中，为避免析晶所必须的冷却速率的确定采用（）的方法。 2、a=b≠c α=β=γ=900的晶体属（）晶系。 3、六方紧密堆积的原子密排面是晶体中的（）面，立方紧密堆积的原子密排面是晶体中的
新材料合成制备技术知识点
第一部分无机合成的基础知识 知识点：溶剂的作用与分类 例如：根据溶剂分子中所含的化学基团，溶剂可以分为水系溶剂和氨系溶剂根据溶剂亲质子性能的不同，可将溶剂分为碱性溶剂、酸性溶剂、两性溶剂和质子惰性溶剂。 例如：丙酮属于（）溶剂：A 氨系溶剂 B 水系溶剂 C 酸性溶剂 D 无机溶剂 进行无机合成，选择溶剂应遵循的原则： （1）使反应物在溶剂中充分溶解，形成均相溶液。 （2）反应产物不能同溶剂作用 （3）使副反应最少 （4）溶剂与产物易于分离 （5）溶剂的纯度要高、粘度要小、挥发要低、易于回收、价廉、安全等 试剂的等级及危险品的管理方法 例如酒精属于（） A 一级易燃液体试剂B二级易燃液体试剂C三级易燃液体试剂D四级易燃液体试剂 真空的基本概念和获得真空的方法
低温的获得及测量 高温的获得及测量 第二部分溶胶-凝胶合成 溶胶－凝胶法：用含高化学活性组分的化合物作前驱体，在液相下将这些原料均匀混合，并进行水解/醇解、缩聚化学反应，在溶液中形成稳定的透明溶胶体系，溶胶经陈化胶粒间缓慢聚合，形成三维空间网络结构的凝胶，凝胶网络间充满了
失去流动性的溶剂，形成凝胶。凝胶经过干燥、烧结固化制备出分子乃至纳米亚结构的材料。 金属醇盐是介于无机化合物和有机化合物之间的金属有机化合物的一部分，可用通式M(OR)n来表示。M是价态为n的金属，R代表烷基。 *金属醇盐可看作是醇ROH中羟基的H被金属M置换而形成的一种诱导体 *金属氢氧化物M（OH）n中羟基的H被烷基R置换而成的一种诱导体。 *金属醇盐具有很强的反应活性，能与众多试剂发生化学反应，尤其是含有羟基的试剂。 例如：关于溶胶-凝胶合成法中常用的金属醇盐，以下说法错误的是(D ) A金属醇盐可看作是醇ROH中羟基的H被金属M置换而形成的一种诱导体 B金属醇盐可看作是金属氢氧化物M(OH)n中羟基的H被烷基R置换而成的一种诱导体。 C金属醇盐具有很强的反应活性，能与众多试剂发生化学反应，尤其是含有羟基的试剂。 D 异丙醇铝不属于金属醇盐 溶胶-凝胶合成法的应用 溶胶一凝胶法作为低温或温和条件下合成无机化合物或无机材料的重要方法，在软化学合成中占有重要地位。在制备玻璃、陶瓷、薄膜、纤维、复合材料等方面获得重要应用，更广泛用于制备纳米粒子。 溶胶与凝胶结构的主要区别： 溶胶（Sol）是具有液体特征的胶体体系，分散的粒子是固体或者大分子，粒子自由运动，分散的粒子大小在1～1000nm之间，，具有流动性、无固定形状。凝胶（Gel）是具有固体特征的胶体体系，被分散的物质形成连续的网状骨架，骨架空隙中充有液体或气体，无流动性，有固定形状。 溶胶-凝胶合成法的特点： （1）能与许多无机试剂及有机试剂兼容，通过各种反应物溶液的混合，很容易获得需要的均相多组分体系。反应过程及凝胶的微观结构都较易控制，大大减少了副反应，从而提高了转化率，即提高了生产效率。 （2）对材料制备所需温度可大幅降低，形成的凝胶均匀、稳定、分散性好，从
第十四章 无机材料的制备
第十四章无机材料的制备 传统无机非金属材料包括水泥、陶瓷、玻璃和耐火材料，将无机材料科学基础的基本理论和它们的制备工艺原理结合起来，从而加深对理论的理解，进一步培养科学的思维方法。 第一节水泥的制备 主要讲授硅酸盐水泥的生产方法、制备原理和工艺过程。 一．生产方法 水泥的生产方法可归纳为：两磨一烧。 硅酸盐水泥的生产分为三个阶段：石灰质原料、粘土质原料与少量校正原料经破碎后，按一定比例配合、磨细，并配合为成分合适、质量均匀的生料，称为生料的制备；生料在水泥窑内煅烧至部分熔融所得以硅酸盐为主要成分的硅酸盐水泥熟料，称为熟料煅烧；熟料加适量石膏，有时还加适量混合材料或外加剂共同磨细为水泥，称为水泥粉磨。 二．硅酸盐水泥熟料的煅烧 1．生料在煅烧过程中的物理与化学变化 1.干燥与脱水 干燥即物料中自由水的蒸发，而脱水则是粘土矿物分解放出结晶水。 粘土矿物—高岭土在500-600℃下失去结晶水，主要形成非晶质的偏高岭土，因此高岭土脱水后活性较高，其反应式为： Al2O3.2SiO2.2H2O→Al2O3.2SiO2+2H2O 2.碳酸盐分解 生料中的碳酸钙在煅烧过程中发生分解放出二氧化碳，其反应式如下：
CaCO3→CaO+CO2 吸热反应 影响碳酸钙分解的因素： a.温度：高，分解速度增加 b.窑系统的CO2分压：通风良好，CO2分压低，有利于分解 c.生料细度、悬浮分散程度 d.原料的种类和性质。 3.固相反应 在碳酸钙分解的同时，石灰质和粘土质组分间，通过质点的相互扩散，进行固相反应，过程如下： ~800℃：CaO.Al2O3、CaO.Fe2O3、与2CaO.SiO2（C2S）开始形成800~900℃：开始形成12CaO.7Al2O3。 900~1100℃：2CaO.Al2O3.SiO2(C2AS)形成后又分解。开始形成3CaO.AlO3(C3A)和4CaO.Al2O3.Fe2O3(C4AF)。 1100~1200℃：大量形成C3A和C4AF,C2S含量达到最大值。 固相反应一般包含相界面上的反应和物质迁移两个过程。提高质点的迁移速率、颗粒粒度的控制（窄分布，避免少量大颗粒的存在）；生料的混合均匀，可以增大各组分间接触，也有利于加速固相反应；矿化剂的引入可以加速固相反应。 4.液相和熟料的烧结 通常水泥熟料在出现液相以前，硅酸三钙不会大量生成。到达最低共熔温度（约1250℃）后，开始出现液相。液相主要由氧化铁、氧化铝、氧化钙所组成，还会有氧化镁、碱等其它组分。在高温液相作用下，水泥熟料逐渐烧结，并伴随着体积收缩。同时，硅酸二钙与游离氧化钙都逐步溶解于液相中，以钙离子扩散与硅酸根离子、硅酸二钙反应，形成硅酸盐水泥的主要矿物硅酸三钙。反应式如下：
无机材料科学基础课后习题答案(6)
6-1 说明熔体中聚合物形成过程？答：聚合物的形成是以硅氧四面体为基础单位，组成大小不同的聚合体。 可分为三个阶段初期：石英的分化； 中期：缩聚并伴随变形； 后期：在一定时间和一定温度下，聚合和解聚达到平衡。 6-2 简述影响熔体粘度的因素？ 答：影响熔体粘度的主要因素：温度和熔体的组成。 碱性氧化物含量增加，剧烈降低粘度。 随温度降低，熔体粘度按指数关系递增。 6-3 名词解释（并比较其异同） ⑴ 晶子学说和无规则网络学说 ⑵ 单键强 ⑶ 分化和缩聚 ⑷ 网络形成剂和网络变性剂答：⑴晶子学说：玻璃内部是由无数“晶子”组成，微晶子是带有晶
格变形的有序区域。它们分散在无定形介中质，晶子向无定形部 分过渡是逐渐完成时，二者没有明显界限。 无规则网络学说：凡是成为玻璃态的物质和相应的晶体结构一样，也是由 一个三度空间网络所构成。这种网络是由离子多面体（三 角体或四面体）构筑起来的。晶体结构网是由多面体无数次 有规律重复构成，而玻璃中结构多面体的重复没有规律 性。 ⑵单键强：单键强即为各种化合物分解能与该种化合物配位数的商。 ⑶分化过程：架状［SQ4］断裂称为熔融石英的分化过程。 缩聚过程：分化过程产生的低聚化合物相互发生作用，形成级次较 高的聚合物，次过程为缩聚过程。 ⑷网络形成剂：正离子是网络形成离子，对应氧化物能单独形成玻 璃。即凡氧化物的单键能/熔点〉0.74kJ/molk者称为网 络形成剂。 网络变性剂：这类氧化物不能形成玻璃，但能改变网络结构，从而 使玻璃性质改变，即单键强/熔点＜ 0.125kJ/molk者称 为网络变形剂。 6-4试用实验方法鉴别晶体 Si。?、SQ2玻璃、硅胶和SiO2熔体。它们的 结构有什么不同？
无机合成制备技术
1.高温合成（怎么获得高温，电阻发热材料有哪些，测量高温仪器，使用电阻发热体注意事项？） ①高温获得的方法电阻炉是最常用的加热炉，优点是设备简单、温度控制精确 ②几种重要的电阻发热材料 a.石墨发热体：在真空下可以获得相当高的温度（2500℃），但吸附、和周围气体结合形成挥发性物质，使加热物质污染，石墨本身在使用中损耗。b.金属发热体：在真空和还原性气氛下，钽、钨、钼适用产生高温（1650~1700℃）。在惰性气氛下钨管的工作温度可达3200℃。c.氧化物发热体：氧化物发热体是最理想的加热材料，但存在发热体和通电导线连接问题。 ③使用电阻发热体注意事项根据不同的需要选择发热体、数目设计电阻炉；氧化物发热体的电阻温度系数是负的；若各发热体并联使用，其中的发热体电阻值不同，电阻稍低的发热体会产生更多热量，被烧毁。因此，每个发热体尽量分开使用。例如：高温箱式电阻炉、碳化硅电炉、碳管炉、钨管炉、感应炉、电弧炉④测温仪表的主要类型：接触式：膨胀式温度计：液体、固体；压力表式温度计：充液体、冲气体；热电阻式：铂热、铜热、半导体热敏；热电偶：铂铑－铂、镍铬－镍硅（镍铝）、镍铬－康铜；非接触式：光学高温计、辐射高温计、比色高温计 ⑤热电偶高温计优缺点及注意事项 热电偶高温计：①体积小、重量轻、结构简单、易装配维护、使用方便②热惰性很小、热感度良好③可与被测量物体直接接触，不受环境介质影响，误差可控制在预期范围内④测量范围较广2000℃左右⑤测量信号可远距离传送，能自动记录和集中管理⑥注意环境气氛⑦避免侵蚀、污染和电磁干扰⑧不能在较高温度环境中长时间工作 光学高温计：①利用受热体的单波辐射强度随温度升高而增加原理进行高温测量。 ②不须与被测物质接触，不影响被测物质的温度场③测量温度高，范围广，７００～６０００℃④精确度高，±１０℃⑤使用简便、测量迅速 ⑥还原剂的选择:根据G-T图选择还原能力强的金属；容易处理；不能和生成的金属形成合金；可以制得高纯度金属；副产物容易和制备的金属分离；成本尽可能低 2.高温下的固相反应 固相反应的机制和特点：该反应从热力学角度讲完全可以进行，但实际上在１２００℃下几乎不能进行，在１５００℃下反应须数天才能完成。 影响该反应的主要因素①反应物固体表面积和反应物间接触面积②生成物相的成核速率③相界面间特别是通过生成物相层的离子扩散速率 固相反应合成的几个问题①反应物固体的表面积和接触面积②固体反应物的反应性③固相反应产物的性质 3.低温合成与分离 低温测量：低温热电偶、电阻温度计、蒸汽压温度计
无机材料合成与制备复习纲要
料合成与制 备复习纲要 我们不是抄答案，我们只做知识的搬运工。 ——无机复习提纲编辑协会宣言 试卷构成： 填空：15 分 选择：7*2=14 分（共7 题，一题2 分）名词解释：5*3=15 分（共5 题，一题3 分）问答题：8+12*4=56（第一题8 分，其余四道题每题12 分）注：划线知识点为李老师审阅后所加，疑为重点，望各位复习时多加注意第1 章：经典合成方法 1实验室常用的加热炉为：高温电阻炉 2电炉分为：电阻炉，感应炉，电弧炉，电子束炉 3电阻发热材料的最高工作温度：硅碳棒1400C、硅化钼棒1700 C、钨丝1700C 真空、 5氧化物发热体：在氧化气氛中，氧化物发热体是最为理想的加热材料。 6影响固相反应的因素: （1）反应物化学组成与结构，反应物结构状态物颗粒尺 2）反应寸及分布影响。 7化学转移反应：把所需要的沉积物质作为反应源物质，用适当的气体介质与之反应，形成一种气态化合物，这种气态化合物通过载气输运到与源区温度不同的沉积区，再发生逆反应，使反应源物质重新沉积出来，这样的反应过程称为化学转移反应。 8化学转移反应条件源区温度为T2,沉积区温度为T1 :如果反应是吸热反应， 则r H m为正，当T2> T1时，温度越高，平衡常数越大，即从左往右反应的平衡常数增大，反应容易进行，物质由热端向冷端转移，即源区温度应大于沉积区温度，物质由源区转移至沉积区。如果反应为放热反应，r H m为负，则应控制源 区温度T2小于沉积区温度T1，这样才能实现物质由源区向沉积区得转移。如果r H m近似为0,则不能用改变温度的方法来进行化学转移。 9低温合成中，低温的控制主要有两种方法：①恒温冷浴②低温恒温器 10高压合成：就是利用外加的高压力，使物质产生多型相转变或发生不同物质间的化合，从而得到新相，新化合物或新材料。 种类：①静态高温高压合成方法②动态高温高压合成方法第2章：软化学合成方法 1软化学合成方法: 通过化学反应克服固相反应过程中的反应势垒，在温和的反应条件下和缓慢的反应进程中，以可控制的步骤逐步地进行化学反应，实现制备新材料的方法。 2软化学法分类：溶胶——凝胶法，前驱物法，水热/ 非水溶剂热合成法，沉淀
陆佩文-无机材料科学基础-习题
第七章 扩散与固相反应 1、名词解释： 非稳定扩散：扩散过程中任一点浓度随时间变化； 稳定扩散：扩散质点浓度分布不随时间变化。 无序扩散：无化学位梯度、浓度梯度、无外场推动力，由热起伏引起的扩散。 质点的扩散是无序的、随机的。 本征扩散：主要出现了肖特基和弗兰克尔点缺陷，由此点缺陷引起的扩散为 本征扩散（空位来源于晶体结构中本征热缺陷而引起的质点迁 移）； 非本征扩散：空位来源于掺杂而引起的质点迁移。 正扩散和逆扩散： 正扩散：当热力学因子时，物质由高浓度处流向低浓度处，扩散结果使溶质 趋于均匀化，D i >0。 逆扩散：当热力学因子 时，物质由低浓度处流向高浓度处，扩散结果使溶质 偏聚或分相，D i <0。 2、简述固体内粒子的迁移方式有几种? 答 易位，环转位，空位扩散，间隙扩散，推填式。 3、说明影响扩散的因素？ 化学键：共价键方向性限制不利间隙扩散，空位扩散为主。金属键离子键以 空位扩散为主，间隙离子较小时以间隙扩散为主。 缺陷：缺陷部位会成为质点扩散的快速通道，有利扩散。 温度：D=D 0exp （-Q/RT ）Q 不变，温度升高扩散系数增大有利扩散。Q 越大 温度变化对扩散系数越敏感。 杂质：杂质与介质形成化合物降低扩散速度；杂质与空位缔合有利扩散；杂 质含量大本征扩散和非本征扩散的温度转折点升高。 扩散物质的性质：扩散质点和介质的性质差异大利于扩散； 扩散介质的结构：结构紧密不利扩散。 4、在KCl 晶体中掺入10-5mo1％CaCl 2，低温时KCl 中的K +离子扩散以非本征 扩散为主，试回答在多高温度以上，K +离子扩散以热缺陷控制的本征扩散为主？（KCl 的肖特基缺陷形成能ΔH s =251kJ/mol ，R=8.314J/mo1·K ） 解：在KCl 晶体中掺入10-5mo1％CaCl 2，缺陷方程为： 则掺杂引起的空位浓度为'710K V -??=?? 欲使扩散以热缺陷为主，则''K K V V ????>????肖 即7exp()102s H RT -?->
无机材料科学基础教程考试题库
无机材料科学基础试卷7 一、名词解释（20分） 1、正尖晶石、反尖晶石； 2、线缺陷、面缺陷； 3、晶子学说、无规则网络学说； 4、可塑性、晶胞参数； 二、选择题（10分） 1、下列性质中（）不是晶体的基本性质。 A、自限性 B、最小内能性 C、有限性 D、各向异性 2、晶体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） C、（321） D、（123） 3、依据等径球体的堆积原理得出，六方密堆积的堆积系数（）立方密堆积的堆积系数。 A、大于 B、小于 C、等于 D、不确定 4、某晶体AB，A—的电荷数为1，A—B键的S=1/6，则A+的配位数为（）。 A、4 B、12 C、8 D、6 5、在单位晶胞的CaF2晶体中，其八面体空隙和四面体空隙的数量分别为 （）。 A、4，8 B、8，4 C、1，2 D、2，4 6、在ABO3(钙钛矿)型结构中，B离子占有（）。 A、四面体空隙 B、八面体空隙 C、立方体空隙 D、三方柱空隙晶体 7、在硅酸盐熔体中，当R=O/Si减小时，相应熔体组成和性质发生变化，熔体析晶能力（），熔体的黏度（），低聚物数量（）。 A、增大 B、减小 C、不变 D、不确定 8、当固体表面能为1.2J/m2，液体表面能为0.9 J/m2，液固界面能为1.1 J/m2时， 降低固体表面粗糙度，（）润湿性能。 A、降低 B、改善 C、不影响 9、一种玻璃的组成为32.8%CaO，6.0 Al2O3%，61.2 SiO2%，此玻璃中的Al3+可视为网络（），玻璃结构参数Y=（）。 A、变性离子，3.26 B、形成离子，3.26 C、变性离子，2.34 D、形成离子，2.34 10、黏土泥浆胶溶必须使介质呈（）。 A、酸性 B、碱性 C、中性 11、可以根据3T曲线求出熔体的临界冷却速率。熔体的临界冷却速率越小，就 （）形成玻璃。 A、越难 B、越容易 C、很快 D、缓慢
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第一章晶体几何基础 1- 1 解释概念： 等同点：晶体结构中，在同一取向上几何环境和物质环境皆相同的点。空间点阵：概括地表示晶体结构中等同点排列规律的几何图形。结点：空间点阵中的点称为结点。 晶体：内部质点在三维空间呈周期性重复排列的固体。对称：物体相同部分作有规律的重复。 对称型：晶体结构中所有点对称要素（对称面、对称中心、对称轴和旋转反伸轴）的集合为对称型，也称点群。 晶类：将对称型相同的晶体归为一类，称为晶类。 晶体定向：为了用数字表示晶体中点、线、面的相对位置，在晶体中引入一个坐标系统的过程。 空间群：是指一个晶体结构中所有对称要素的集合。 布拉菲格子：是指法国学者A. 布拉菲根据晶体结构的最高点群和平移群对称及空间格子的平行六面体原则，将所有晶体结构的空间点阵划分成14 种类型的空间格子。 晶胞：能够反应晶体结构特征的最小单位。 晶胞参数：表示晶胞的形状和大小的6个参数（a、b、c、a、B、丫）? 1- 2 晶体结构的两个基本特征是什么？哪种几何图形可表示晶体的基本特征？解答：⑴晶体结构的基本特征： ①晶体是内部质点在三维空间作周期性重复排列的固体。 ②晶体的内部质点呈对称分布，即晶体具有对称性。 ⑵14种布拉菲格子的平行六面体单位格子可以表示晶体的基本特征。 1- 3 晶体中有哪些对称要素，用国际符号表示。 解答：对称面一m对称中心一1，n次对称轴一n，n次旋转反伸轴一n 螺旋轴—ns ，滑移面—a、b、c、d 1- 5 一个四方晶系的晶面，其上的截距分别为3a、4a、6c,求该晶面的晶面指 数。 解答：在X、Y、Z 轴上的截距系数：3、4、6。 截距系数的倒数比为：1/3:1/4:1/6=4:3:2 晶面指数为：（432） 补充：晶体的基本性质是什么？与其内部结构有什么关系？ 解答：①自限性：晶体的多面体形态是其格子构造在外形上的反映。 ②均一性和异向性：均一性是由于内部质点周期性重复排列，晶体中的任何一部分在结构上是相同的。异向性是由于同一晶体中的不同方向上，质点排列一般是不同的，因而表现出不同的性质。 ③对称性：是由于晶体内部质点排列的对称。 ④最小内能和最大稳定性：在相同的热力学条件下，较之同种化学成分的气体、液体及非晶质体，晶体的内能最小。这是规则排列质点间的引力和斥力达到平衡的原因。 晶体的稳定性是指对于化学组成相同，但处于不同物态下的物体而言，晶体最为稳定。