无机材料科学基础作业习题.doc

第一章 晶 体 结 构 基 础1-1 定义下述术语，并注意它们之间的联系和区别：晶系；点群；空间群；平移群；空间点阵1-2 简述晶体的均一性、各向异性、对称性三者的相互关系。1-3 列表说明七个晶系的对称特点及晶体定向规则。1-4 四方晶系晶体ab，c1/2a。一晶面在X、YZ轴上的截距分别为2a, 3b和6c。给出该晶面的密勒指数。1-5 在立方晶系中画出下列晶面：a）（001）b）（110）c）（111）1-6 在上题所画的晶面上分别标明下列晶向：a(210) b(111) c(101) 1-7 立方晶系组成111单形的各晶面构成一个八面体，请给出所有这些晶面的密勒指数。1-8 试在完整的六方晶系晶胞上画出（1012）晶面的交线及11202113晶向，并列出1012晶面族中所有晶面的密勒指数。 1-9 abc =90的晶体属什么晶系？abc 90的晶体属什么晶系？你能否据此确定这二种晶体的布拉维点阵？1-10 下图示正交面心格子中去掉上下底心后的结点排列情况。以图中的形状在三维空间无限重复，能否形成一空间点阵？为什么？ 1 11 图示单斜格子的(010)面上的结点排布。试从中选出单位平行六面体中的a和c。1 12 为什么等轴晶系有原始、面心、体心而无底心格子？1 13 为什么在单斜晶系的布拉维格子中有底心C格子而无底心B格子？1-14 试从立方面心格子中划分出一三方菱面体格子，并给出其晶格常数。说明为什么造选取单位平行六面体时不选后者而选前者？1 15 写出立方面心格子的单位平行六面体上所有结点的座标，注明其中哪些属于基本点。 1 16 给出(111)面和（111）面交棱的晶棱符号。1 17 试证（123） (112)和(110)诸晶面属于同一晶带，并给出其晶带符号。1-18 证明立方晶系111晶向垂直于（111）晶面。1-19 试求与立方晶系（326）面垂直的晶向。1-20 试解立方晶系中（21的与（130）晶向之间的夹角。1-21 已知某晶体具有四方格子，晶格常数a=b=5.8A，c=3,2A。证明该晶体中（201）方向不垂直于（201）面。1-22 计算上述四方晶体中（201）晶向与（203）晶向之间的夹角。1-23 金刚石单胞结构如图。试指出其所属晶系，晶格类型，点群和空间群。1-24已知具有光学活性的晶体必定没有对称面和和对称中心。问属于空间群P21/c,，P41212和P312的晶体中哪些可能具有光学活性？ 1-25具有热一电性质的晶体必须没有对称中心问属干空何群C2和C2c的晶体何者可能呈现热一电效应？1-25 (a) 半径为R的球，相互接触排列成体心立方(bcc)结构，计算能填入其间隙中的最大球半径r。体心立方结构晶胞中最大的间隙，其坐标为（0、1/2、1/4）。 (b) 对于位于（0、1/2、1/2）的间隙，重复（a）的计算。 （c）若为面心立方（fcc）结构，求其八面体和四面体间隙的半径及其中心位置座标。1-26 证明：对于个密排面中的每个原子，在两个密排面之间有两个四面体空隙和一个八面体空隙。1-27 根据原子半径R以及根据晶胞常数计算面心立方晶胞、理想六方晶胞、体心立方晶胞的体积。1-28 有一个面心立方密堆（fcc）结构的晶体，它的密度是8.94 g/cm3。计算其晶格常数和原子间距。1-29（a）证明六方密堆（hcp）结构晶胞的理想轴比c/a 为（8/3）1/21.633 (b) 说明为什么非理想六方密堆结构(sc/a1.633)晶胞中，原子没有单一的半径。（提示：把密堆面上的原子间距与相邻密排面之间的原子间距进行比较。）1-30（a）对于具有面心立方结构和体心立方结构的同质多晶性质的原子晶体，根据面心立方结构的原子半径计算，转变成体心立方结构时的原子半径。假定晶体的体积不变。 (b)纯铁在912由体心立方结构转变成面心立方，晶体体积随之减小1.06%，根据面心立方结构的原子半径计算体心立方结构的原子半径 （c）纯铁在833由六方结构转变成体心立方结构，体积随之减小0.55。其原子半径是增大还是减小？1-31氯化艳 (CsCl)属萤石结构，如果Cs离子半径为0.170n m, Cl离子半径为0.181nm，计算球状离子所占据的空间分数（堆积系数）矿假设Cs+和Cl离子沿立方对角线接触。1-32 （a）MgO具有NaCl结构。根据O2半径为0.140nm 和 Mg2+半径为0.072nm，计算球状离子所占据的空间分数（堆积系数）。 （b）计算MgO的密度。1-33氧化锂（Li2O）的晶胞结构构成：O2呈面心立方堆积，Li离子占据所有四面体空隙。计算：(a) 晶胞常数；(b) Li2O的密度；(c) O2离子密堆积的结构格子，其空隙所能容纳的最大正离子半径是多大？(d) 有0.0molSrO溶于Li2O中的固溶体的密度。（注：Li+离子半径：0.74，O2离子半径：1.40）。1-34面排列密度的定义为：在该面上接触球体所占的面积分数。氧化镁(MgO)具有NaCl结构形式。(a) 画出MgO (111), (110)和（100）晶面上的原子排布图，示出其密排方向；(b) 计算每种晶面排列的面密度；(c) 指出四面体和一八面体蛋隙的位置。1-35临界半径比的定义是：密堆的负离子恰好互相接触，并与中心的正离子也恰好接触的条件下，正离子半径与负离子半径之比。即出现一种形式配位时，正离子与负离子半径比的下限。计算下列各类配位时的临界半径比：（a）立方体配位；（b）八面体配位；(c) 四面体配位；(d)三角形配位。1-36作为AB2型结构的典型晶体氟化钙(CaF2)属Oh5Fm3 m,其晶胞可以这样构成：以一套Ca原子的立方面心格子作为基体，有二套F一原子的立方面心格子，分别错位1/4a+b+c和3/4a+b+c穿插配置入基体格子中。 (a) 画出CaF2晶胞，并标明各种原子及其坐标位置。 (b) 离子的配位数是多少？实际配位数与预计配位数相符合否？（c）比较正、负离子的配位数，存在什么关系？1-37钙铁矿（CaTiO3）是ABO3型结构的典型，属D2h7一Pmna。它是由Ca原子和Ti原子的正交简单格子各一套，O原子的正交简单格子三套相互穿插配置组成其结构晶胞。若以Ca原子的格子作为基体，Ti原子的简单格子错位1/2a+b+c插入，而三套O原子的格子分别配置于（0 1/2 1/2）（1/2 01/2）（1/2 1/2 0）。 (a) 画出钙铁矿的理想晶胞结构。（提示：单位晶胞中含一个分子CaTiO3）。 （b）结构中离子的配位数各为若干？ （c）结构遵守鲍林规则否？ 1-38 ThO2具有CaF2结构。Th4离子半径为0.100nm，O2数是否一致？（a）实际结构中的Th4的配位数与预计配位数是否一致？（b）结构满足鲍林规则否？ 1-39锗（Ge）具有金刚石立方结构，但原子间距（键长）为0.245nm。如果小球按这种形式堆积，堆积系数是多少？1-40砷化稼（GaAs）具有立方ZnS结构，其晶胞可以这样获得：用Ga原子和As原子置换金刚石结构中的原子. 使Ga和As的配位数均为4 。（a）画出其晶胞结构（b）计算其单位晶胞的堆积系数。与上题（215）比较，说明两者的堆积系数为何不同？1-41画出矿物绿柱石Be3Al2(SiO3)6的络阴离子团(SiO3)612的平面图。1-42在实验电从一种玻璃熔体结晶出片状晶体，经x射线衍射图谱鉴定，它们是单相（只有一种晶体结构），而化学分析结果表明、它具有复杂的化学式： KFAIF3BaOMgOA12O35MgSiO3 请说明：（a）这与滑石、白云母钾云母或叶蜡石哪一类晶体有关。 （b）这个晶体是在滑石中进行了何种置换而形成的。1-43给出解释：(a) (a) 层状硅酸盐结构中，有一片八面体配位的A1和一片四面体配位的Si。在这 些结构中Al经常取代Si，但Si从来不会置换A1。（配位数为6时，S14、A13和O2的离子半径分别为0.40、0.53和1.40；配位数为4时，一离子半径依次为0.26、0.40和1.38）。 (b) 硅酸盐结构由(SiO4)4一共顶联接成链状、环状、层状等结构形式。在磷酸盐(PO4)3一及硫酸盐(SO4)2一中也有相似的四面体，但常常是孤岛状结构。但是，AlPO4却具有与石英（SiO2）类似的结构，为什么？ （c）许多氧化物是以负离子的立方密堆为基础的，而较少以六方密堆为基础，尽管两者的堆积密度是相等的。1-44 对离子型晶体，位能(J/mol )可以写成在阳离子一阴离子平衡距离ro处，离子之间的作用力由下式给出(a) 将表示位能的公式对r进行微分，并解出n,用4, 和ro表示。(b) 将(a)的答案代入表示位能的公式中，得出晶格能U0（对于r=ro），用,和r0表示。1-45 利用上题（b）的答案计算NaCl晶格能。（对于NaCl, M1.748，0.033nm,ro=0.0282nm, e1.60210-19C）。 (b)MgO的晶格能是多少？（ MgO的晶体结构与NaCl相同；0.039nm, r0=0.210nm）。 (c) MgO的熔点为2800，NaCl为801。说明这种差别的原因。1-46 配位数为6时，K十的半径为1.38，而氧的离子半径为1.40,最近一些测量表明在钾硅酸盐玻璃中K-O半径之和可能为2.40,你能提出一个可以解释这个情况的推测吗？说明你的推测怎样与离子晶体结构的鲍林规则一致或不一致。1-47 石墨、云母和高岭石具有相似的结构。说明它们的结构区别及由此引起的性质上的差异。1-48 画出MgO的(110)及（111)晶面上的原子排布图，示出其密排方向，指出四面体及八面体间隙位置。1-49 （a） 在氧离子立方密堆中，画出适合于阳离子位置的间隙类型及位置，八面体间隙位置数与氧离子数之比为若干？四面体间隙位置数与氧离子数之比又为若干？ (b) 用键强度及鲍林规则来解释，对于获得稳定的结构各需要何种价离子，其中： 1）所有八面体间隙位置均填满， 2）所有四面体间隙位置均填满， 3）填满一半八面体间隙位置， 4）填满一半四面体间隙位置，并对每一种举出一个例子。1-50很简明地说明下列名词的含义：类质同晶现象，同质多象现象，多型现象，反结构（如反萤石结构），倒反结构（如反尖晶石结构）。1-51 Si和Al的原子量非常接近（分别为28.09和26.98），但SiO2及Al2O3的密度相差很大（分别为2.65及3.96）。运用晶体结构及鲍林规则说明这一差别。1-52 （a） 计算三重配位时阳离子与阴离子半径比的下限。 (b) 对B3+（r00.20），O2一（r0=1.40 ），试预言其配位数。 (c) 通常实验中观察到的是三角配位，试作出解释。1-53石榴石Mg3A12(SiO4)3 和Fe3Al2(SiO4)3是类质同晶体，正如Fe2SiO4和Mg2SiO4的关系一样。它们与Ca3A12(SiO4)3不是同晶型的，而Mg2SiO4或Fe2SiO4均与Ca2SiO4不同晶型。试用离子尺寸和配位数加以解释。按你的说法请分别预言一种本题中未提到的与Mg2SiO4 Ca2SiO4；Mg3A12(SiO4)3和Ca3A12(SiO4)3同晶型的矿物。第二章 晶 体 结 构 缺 陷2-1 (a) 在MgO晶体中，肖特基缺陷的生成能为6 ev,计算在25和1600时热缺陷的浓度。（b） 如果MgO晶体中，含有百万分一的Al2O3杂质，则在1600时，MgO晶体中是热缺陷占优势还是杂质占优势？说明原因。2-2 对某晶体的缺陷测定生成能为84千焦摩尔，计算该晶体在1000K和1500K时的缺陷浓度。2-3 非化学计量化合物FexO中，Fe3/Fe20.1，求FexO中空位浓度及x值。2-4 非化学计量缺陷的浓度与周围气氛的性质、压力大小相关，如果增大周围氧气的分压，非化学计量化合物Fe1xO及Zn1xO的密度将发生怎样的变化？增大？减小？为什么？2-5 对于刃位错和螺位错，区别其位错线方向、柏氏矢量和位错运动方向。2-6 图2-1是晶体二维图形，内含有一个正刃型位错和一个负刃型位错。(a) (a) 围绕两个位错作柏格斯回路，最后得柏氏矢量若干？ (b) (b) 围绕每个位错作柏格斯回路扩其结果又怎样？ 2-7 有两个相同符号的刃位错，在同一滑移面上相遇，它们将排斥抑或吸引？2-8 在简单立方结构中，在同一滑移面上画出柏格斯矢量相反的两个平行的螺位错。并说明这些位错为什么能够吸引在一起而相互抵消。2-9 研究在同一水平面上的两个滑移区A和A（图2-2）。随着滑移的进展，当和点接合时，两个滑移区开始合并。（a） （a） 指出靠近和点的两段刃型件错按照反应式 合并。提示：对于在和点起源的两条位错线，若以进入晶体的方向作为位错线的正向，则柏氏回路给出（b） 说明当两段螺型位错靠近S和S点最后合并起来的时候，为什么它们被认为具有相同的（而不是相反的）柏氏矢量。 提示：对这两个位错进行比较时，考虑对无方向的要求。（c） 画一个与图2-2相似的图，但表示两个滑移过程的联合相当于位错反应2-10 晶界对位错的运动将发生怎样的影响？能预计吗？2-11 晶界有小角度晶界与大角度晶界之分，大角度晶界能用位错的陈列来描述吗？请解释。2-12晶格常数等于0.361nm的面心立方晶体计算其20的对称倾斜晶界中的位错间距。2-13 试阐明固溶体、晶格缺陷和非化学计量化合物三者间的异同点。列出简明表格比较。2-14 在面心立方空间点阵中，面心位置的原子数比立方体顶角位置的原子数多三倍。原子B溶入原子A的面心立方晶格中形成置换型固溶体，其成分应该是A3B呢还是A2B？为什么？2-15 Al2O3在MgO中将形成有限固溶体，在低共熔温度（1995）时，约有18wtAl2O3溶入MgO，MgO单位晶胞减小。试预计下列情况下密度的变化。 (a)A13+为该隙离子， (b) A13为置换离子。2-16 对磁硫铁矿进行化学分析，按分析数据的Fe/S计算，得出两种可能的成分：Fe1S和FeS1，前者意味着是Fe空位的缺陷结构，后者是Fe被置换。设想一种实验方法以确定该矿物究竟属于哪一类成分。2-17 如果（1）溶剂和溶质原子的原子半径相差超过15，（2）两元素的电负性相差超过0.4，通常这一对元素不利于形成置换型周溶体，其中前一因素往往起主导作用。（a） 仅根据提供的资料（右表）提出哪一对金属大概不会形成连续固溶体： TaW，PtPb，CoNi，CoZn，TiTa。（b） 参考有关金属手册校核预计的正确性。2-18 对于MgO、AI2O3和Cr2O3，其正、负离子半径比分别为0.47,0.36和0.40。AI2O3和Cr2O3形成连续固溶体。（a）这个结果可能吗？为什么？（b）试预计，在MgOCr2O3系统中的固溶度是有限还是很大的？为什么？2-19 列出MgO, CaO，Al2O3和TiO2四种氧化物的正离子半径、电负性及晶体结构类型。（a） 按离子大小、离子价、结构类型、电负性以及场强等因素，预计下列各个由氧化物构成的二元系统中，生成固溶体及中间相（化合物的状况：MgOCaO，MgOTiO2，MgOAl2O3、CaOAl2O3，CaOTiO2，AI2O3TiO2。（b） 查阅各个二元系统相图，校核预计结果的正确性。2-20 计算各个晶体结构中的最大空隙。（a）萤石（CaF2）结构（b）金红石(TiO2)结构（c）钙钛矿(CaTiO3)结构。2 -21 A原子半径为0.07nm，X原子半径为0.125nm，Y原子半径为0.180nm。A原子分别溶入X原子晶格（面心立方）及Y原子晶格（体心立方）中，均形成填隙型固溶。经X射线分析证实，A原子只进入两种晶格的八面体空隙中，试回答，A原子在哪个原子晶格中溶解得多？（提示：面心立方结构的最大间隙是八面体空隙，体心立方结构的最大间隙是四面体空隙，其八面体空隙半径为0.155r）。2-22 一块金黄色的人造黄玉，化学分析结果认为，是在Al2O3中添加了0.5molNiO和0.02molCr2O3试写出缺陷反应方程（置换型）及化学式。2-23 ZnO是六方晶系，a=3.242，c=5.195，每个晶胞中含2个ZnO分子，测得晶体密度分别为5.74,5.606g/cm3,求这两种情况下各产生什么型式的固溶体？2-24 CeO2为萤石结构，其中加入15mol % CaO形成固溶体，测得固溶体密度=6.45g/cm3，晶格参数a05.417，问：主要缺陷形式如何？2-25 假定空位周围没有晶格弛豫如何预测PO2和T与（a）Fe1-xO，（b）UO2+x及（c）Zn1+xO的密度的关系。2-26 预计1000时在ZrO2掺入12mo1CaO的缔合物浓度（H 30，H是静态介电常数）2-27 将晶态固体中发生的结构不完整性列成表格。不必考虑由两个或多个基本缺陷相互作用而引起的二次不完整性如F中心。在表格中用一句话写出定义，以使教员能估价你对不完整性的理解程度。在第三栏指出该不完整性是否是热力学稳定的。2-28 估计500时1厘米3的 (a) 纯AgBr和 (b) AgBr+104molCdBr中自由空位，填隙和缔合缺陷的数量。2-29 估计在金红石TiO2中反应的电子结合能（H100）2-30 在图2-3的示意数据上迭加非中性缔合曲线（）。假定形成阳离子填隙，（）缔合的数量将比（）大吗？2-31 试绘出CaF2中的刃型位错2-32 在大多数简单氧化物中观察到位错，而且事实上难于制备位错密度小于104/cm3的晶体。在较复杂的氧化物中，如石榴石（例如钇铝石榴石Y3Al5O12，钆镓石榴石Gd3Ga5O12）却易于制成无位错的单晶。为什么？第三章 非 晶 态 固 体3-1 试述石英晶体、石英熔体、Na2O2 SiO2熔体结构和性质上的区别。如何用实验方法来区分它们？表3-1在二元硅酸盐熔体中各种阳离子的K11值阳离子Ca2+Pb2+Mn2+Fe2+Co2+Kn0.0030.20.751.43.33-2 已知二元硅酸盐熔体中各种阳离子的Kn值如表3-1所示。试计算当熔体中的SiO2的摩尔分数分别为0.1，0.2，0.3，0.4时，各级聚合物的负离子分数，并绘制聚合物分布图（n=1,2,3,4）和氧化物活度与N SiO2关系图。3-3 试证明下面两式相等； 3-4 熔体粘度在727时是108泊，在1156时是10泊，在什么温度下它是104泊？（用）3-5 试用方程式，绘出下列两种熔体在1350500间的粘性曲线（）。两种熔体常数如下：EFT0N0.11.6314229219N0.21.76946902164-6 一种熔体在1300的粘度是3100泊，在800是108泊，在1050时其粘度为多少？在此粘度下急冷，是否形成玻璃？3-7 从以下两种釉式中，你能否判断两者的熔融温度、粘度、表面张力上的差别？说明理由。（1） （2）3-8 SiO2熔体的粘度在1000时为108泊，在1400时为108泊。SiO2玻璃粘滞流动的活化能是多少？上述数据是在恒压下取得，如果在恒容下得到，你预计活化能会不同吗？为什么？3-9 名词解释（并比较其异同）（1）玻璃体和熔体（2）Tg和Tf（3）玻璃分相和玻璃析晶（4）亚稳分解与不稳分解（5）硅酸盐玻璃和硼酸盐玻璃3-10 试用实验方法鉴别晶体SiO2, SiO2玻璃、硅胶和熔融二氧化硅。并从结构角度来解释这些同质异构体。3-11 结构上比较硅酸盐晶体与硅酸盐玻璃的区别。3-12 一种玻璃组成为80wtSiO2和20wtNa2O数，试计算非桥氧百分数？3-13 玻璃的组成是13wtNa2O, 13wtCaO 和74wtSiO2,若用纯碱、石灰石和石英砂作原料，用1000公斤石英砂熔制该玻璃，问其它两种原料各需多少公斤？3-14 玻璃的组成是13wt% Na2O、13wtCaO和74wtSiO2,计算非桥氧分数。3-15 淬火玻璃与退火玻璃在结构与性能上有何差异？3-16 有两种不同配比的玻璃，其组成如下：序号Na2O wtAl2O3wtSiO2wt11020702201070试用玻璃结构参数说明两种玻璃高温下粘度的大小？3-17 已知石英玻璃的密度为2.3g/cm3，假定玻璃中原子尺寸与晶体SiO2相同。试计算玻璃的原子堆积系数（APF）是多少？ 3-18 有一种平板玻璃组成为14 Na2O-13CaO-72SiO2,其密度为2.5 g/cm3,计算该玻璃的原子堆积系数（AFP）为多少？3-19 高硼硅酸盐耐热玻璃的主要组成是96wt% SiO2和4wt%B2O3，原子堆积系数是0.44，计算它的密度？3-20 正硅酸铅玻璃密度为7.38g/cm3;求这个玻璃中氧的密度为若干？试把它与熔融石英（密度为2.29 g/cm3）中的氧密度比较声试指出铅离子所在位置？3-21 已发现很多多组分氧化物破璃在50500尺度范围内的结构是不均匀的。（a） 如何才能探测并观察到这种不均匀性,（b） 试讨论这种玻璃结构的不均匀性与无规则网络结构模型之间的关系。（c） 怎样用液液不相溶性来解释这种不均匀结构？试给出一个假设的温度组成图和在几种温度的自由焓组成图。3-22 （a） 假如要求在800时得到一种具有最高的SiO2摩尔百分比的熔体，而且只能在二氧化硅中加入一种别的氧化物，那么应选择什么氧化物作外加剂？说明理由。（b） 为什么石英的熔融温度比方石英的熔融温度低？3-23 网络变性体（如Na2O）加到石英玻璃中，使氧硅比增加。实验观察到当O/Si=2.53时，即达到形成玻璃的极限。根据结构解释，为什么2O/SiSS,VVV.试画示该物质在兰相点附近的P-T图。5-3 对于二元凝聚系统，在三相平衡时（即系统处于无变点温度下）能否应用杠杆规则？为什么？ 5-4 为了避免差热曲线的基线出现较大漂移, 有人采取的措施是将试样和标准样品等重称量，有人则是按照试样和标准样品的比热大小，采取等热容的原则分别称量试样和标准样品。哪一种措施是对的？为什么？5-5 绘出在低共熔点以上有多晶转变的二元系统（图5-5）的不同组成试样的冷却曲线，并在冷却曲线的不同阶段标明系统中所存在的平衡各相。5-6具有一个不一致熔融化合物的二元系统（图5-6），在低共熔点E发生如下析晶过程： E点B会量为20。化合物AmBn。含B量为64。今有C1和C2二种配料，其配料点分置E点两侧。已知C1含量是C2中B量的1.5倍，且在达低共熔温度前的冷却5-7 析晶过程中，从该二配料中析出的初晶相含量相等。试计算C1和C2的组成。今通过实验测得如图5-7所示各相图。试判断这些实验结果的正确性。是错的，指出错误所在，说明理由。5-8 图5-8示意地表示出生成一个不一致熔化合物AmBn，和形成固溶体的二元系统，请完成此相图的草图。5-9 已知A和B两组份构成具有低共熔点的有限固溶体二元系统。试根据下列实验数据绘制概略相图：A的熔点为1000，B的熔点为700。含B25的试样在500完全凝固，其中含初相和共生体。含写的试样在同一温度下凝固完毕，其中含40初相和60共生体，而相总量占晶相总量的50。实验数据均在达到平衡时态时测。5-10 参阅图5-6,请用蓝线标出熔体M冷却结晶过程中液相状态点的变化途径。用红线标出周相状态点的变化途径。说明结晶过程备阶段系统所发生的相变化。5-11 在三元系统的浓度三角形上画出下列配料的组成点，并注意其变化规律。（1）A=10，B=70，C=20（2）A=10，B=20，C=70（3）A=70，B=20，C=10 今有配料（1）3公斤，配料（2）2公斤，配料（3）5公斤，若将此毛配料混合加热至完全熔融，试依据杠杆规则用作图方法求熔体的组成。5-12 试完成图5-12上配料点1，2，3的结晶路程（表明液、固相组成点的变化及结晶过程各阶段系统中发生的相变化）。5-13 图5-13示生成二个三元化合物的三元相图。1判断三元化合物N的熔融性质2标出边界曲线的温降方向（转熔界线用双箭头）3指出无变点K、L、M的性质4分析点1，2的结晶路程（表明液固相组成点的变化及个各阶段的相变化）。5-14 指出5-14所示三元系统相图中的错误。5-15 见图5-15，若系统的组成W以各个氧化物配料，试计算氧化物的配合比，组成C又怎样？5-16 图5-15所示再一个二元系统（钠长石钙长石）内生成连续固熔体（斜长石）的三元系统相图。透辉石和斜长石初晶区的界线温度下降方向如箭头所示。配料C冷却析晶时，液相组成从C点沿CA曲致到达A点，与液相汉平衡共存的斜长石组成相当于结线另一端的B点。试问，在液相组成达A点瞬时析出的斜长石组成应如何确定？其含钠量是多少？5-17 试计算图5-15上熔体W和熔体C在冷却析晶过成中：(1) 液相组成到达A点时，平衡各相的含量。(2) 析晶结束最终所得两相共生体中的透辉石和斜长石的含量。5-18 图5-18所示CaOAl2O3SiO2系统的富钙部份。若配料P的液相在无变点k发生独立析晶，最终在低共熔点F结束结晶。向此时所获得的C3S、C2S、C3A、C12A7四种晶相的含量各为多少？如果在F点仍未达到充分平衡，残留液相能否离开F点向其它无变点继续转移？为什么？5-19 一名学生在实验室工怅某日下午用高温炉熔融由K2O、CaO和SiO2配合均匀的混合料。到傍晚，配合料已呈完全熔融状态，正在保温时，由于电源事故停电，高温炉在晚间缓慢自然冷却。第二天，该生由于好奇，将已冷却在高温炉中的试料作X线射分析，所得结果使他大惑不解，因为发现试样中存在有五种矿物晶相：-CaSiO3、 2K2OCaO3SiO2、2K2OCaO6SiO2、K2O3CaO6SiO2和K2O2CaO6SiO2.请你帮助回答：1.为什么试样中存在的晶相多于三个？2.原始配合料的组成点在哪个付三角形内？3.电源出事故前，高温炉已达到的（最低）温度是多少度？4.在分析X线射图谱时，这位学生开始认为有K2OCaOSiO2晶相存在的可疑迹象，但经过考虑后，确认该晶相是不会从试样中析晶的。他为什么能得出这个结论？（K2OCaOSiO2富钙部份相图见图5-19）5-20 见图5-18，若原始液相组成位于波特兰水泥的配料圈内，并恰好在CaO和C3S初相区的边界典线上。（1） 说明此液相组成的结晶登程。、（） 在缓慢冷却到无变点k的温度1455时急剧冷却到室温，则最终获得哪些相？各相含量如何？5-21 见图5-18，已知h点温度1470从点温度1455，F在温度1335。今取配料成分恰为各变点h的组成，在充分平衡条件下，问:（1） 加热该配合料，什么温度开始出现液相？（2） 要使物料全部熔融，至少要加热到多高温度？（3） 写出配合料加热开始出现液相时和全部熔融时的反应过程。5-22 某种陶瓷制品以长石K2OAl2O36SiO2和高岭土Al2O32SiO22H2O配料，在1200烧成，观察烧成制品的显微结构，发现由莫来石晶体和玻璃相组成。问： （1）瓷坯的配料中，长石与高岭土各为若干？（2）瓷体结构中，莫来石晶体和玻璃相的含量各多少？5-23 图5-23（a）所示一个二元系统生成连续固溶体的三元系统状态图。图5-23（b）是其T2等温截面图。试画出：（1）温度T：的等温截面图；（2）T3等温截面图；（3）液相面的投影图。5-24 根据阿伯尔（Alper），麦克纳利（McNally）,里伯(Ribbe)和多曼(Doman)的资料，在1995时Al2O3在MgO中的最大溶解度是18（重量百分比），而MgO和Al2O3在MgAl2O4中的溶解度是39MgO, 51Al2O3假设NiOAl2O3二元系统和MgOAl2O3二元系统相似，试建立一个三元系，画出这个三元系在2200，1900和1700等温图。5-25 在你工作的实验中，实验室的指导者指定你研究硅酸钙的电学性能。假如你用合成的方法，试给出一个生料配方，所用原料是通常可以得到的高纯材料。从生产观点出发，10的液相可以增加反应和烧结的速率。试据此调整你的配方。问预期的烧成温度是多少？如果要你研究降低缎烧温度和保持瓷体白度的可能性，试提出研究进行的方向。在研究上述系统时你将想到哪些同质多象转变？5-26 试讨论耐火制品在生产和使用中液相形成的重要性。研究MgOSiO2系统的相图，试讨论50MgO50SiO2（按重量计）60-40SiO2（按重量计）两个组成中，哪一个相对地较为合用。在耐火制品的使用中，还有哪些重要的特性？5-27 氧化物AO和SiO2以一定配合比混合成均匀的粉状配合料，加热至熔融状态，并按不同方式冷却，所得碎冷试料经过观察得以下结果:冷却方式观察结果（a）迅速冷却（b）熔融态保留1小时，在液相线以下80保温2小时，然后淬冷（c）熔融态保温3小时，在液相线以下80保温2小时，然后淬冷（d）熔融状态保温2小时，迅速冷却到液相线以下200保温1小时，再迅速冷却至室温单相，无析晶迹象表面有析晶，初相是二氧化硅，还有玻璃相表面有析晶，初相是二元化合物AOSiO2，同时有玻璃相没有析晶，但所得玻璃体呈雾状请解释观察到的现象。5-28 三组分瓷（