材料科学基础(武汉理工陆佩文)课后习题答案大全.pdf

1 10 临界半径比的定义是 紧密堆积的阴离子恰好互相接触 并与中心的阳离子也恰好接 触的条件下 阳离子半径与阴离子半径之比 即每种配位体的阳 阴离子半径比的下限 计 算下列配位的临界半径比 a 立方体配位 b 八面体配位 c 四面体配位 d 三角形配位 解 1 立方体配位 在立方体的对角线上正 负离子相互接触 在立方体的棱上两个负离子相互接触 因此 2 八面体配位 在八面体中 中心对称的一对阴离子中心连线上正 负离子相互接触 棱上两个负离子 相互接触 因此 3 四面体配位 在四面体中中心正离子与四个负离子直接接触 四个负离子之间相互接触 中心角 因此 底面上对角中心线长为 4 三角体配位 在三角体中 在同一个平面上中心正离子与三个负离子直接接触 三个负离子之间相互 接触 因此 2 10ZnO 是六方晶系 a 0 3242nm c 0 5195nm 每个晶胞中含 2 个 ZnO 分子 测 得晶体密度分别为 5 74 5 606 g cm3 求这两种情况下各产生什么型式的固溶体 解 六方晶系的晶胞体积 V 4 73cm3 在两种密度下晶胞的重量分别为 W1 d1v 5 74 4 73 10 23 2 72 10 22 g W2 d2v 5 606 4 73 10 23 2 65 10 22 g 理论上单位晶胞重 W 2 69 g 密度是 d1时为间隙型固溶体 是 d2时为置换型固溶体 2 11 非化学计量化合物 FexO 中 Fe3 Fe2 0 1 求 FexO 中的空位浓度及 x 值 解 非化学计量化合物 FexO 可认为是 mol 的 Fe2O3溶入 FeO 中 缺陷反应式为 Fe2O32Fe V 3OO 2 此非化学计量化合物的组成为 FeFeO 已知 Fe3 Fe2 0 1 则 0 044 x 2 1 3 1 0 956 又 V 3 0 044 正常格点数N 1 x 1 0 956 1 956 空位浓度为 3 5 玻璃的组成是 13wt Na2O 13wt CaO 74wt SiO2 计算桥氧分数 解 Na2OCaOSiO2 wt 131374 mol0 210 231 23 mol 12 613 873 6 R 12 6 13 8 73 6 2 73 6 2 39 Z 4 X 2R Z 2 39 2 4 0 72 Y Z X 4 0 72 3 28 氧桥 3 28 3 28 0 5 0 72 69 5 3 9 在 SiO2中应加入多少 Na2O 使玻璃的 O Si 2 5 此时析晶能力是增强还是削弱 解 设加入 x mol 的 Na2O 而 SiO2的量为 y mol 则 O Si x 2y y 2 5 x y 2 即二者的物质量比为 1 2 时 O Si 2 5 因为 O Si 增加了 粘度下降 析晶能力增强了 4 2 MgO Al2O3 SiO2系统的低共熔物放在 Si3N4陶瓷片上 在低共熔温度下 液相的表 面张力为 900 10 3N m 液体与固体的界面能为 600 10 3N m 测得接触角为 70 52 求 Si3N4的表面张力 把 Si3N4在低共熔温度下进行热处理 测试其热腐蚀的槽角 60 求 Si3N4的晶界 能 解 已知 LV 900 10 3N m SL 600 10 3N m 70 52 SV SL LVCOS 600 10 3 900 10 3 COS70 25 900 13 10 3N m 已知 60 SS 2 SVCOS 2 2 900 10 3 COS60 2 1 559N m 4 3 氧化铝瓷件中需要被银 已知 1000 时 Al2O3 S 1 0 10 3N m Ag L 0 92 10 3N m Ag L Al2O3 S 1 77 10 3N m 问液态银能否湿润氧化铝瓷件表面 用什么方法改善它们之间 的湿润性 解 由于 SV SL LVCOS COS 0 84 147 90 液态银不能湿润氧化铝瓷件表面 但可以通过降低 SL使其小于 SV 从而达到湿润的 目的 方法如下 加入一些金属降低 SL 4 9用用 Na2CO3和和 Na2SiO3分别稀释同一种黏土分别稀释同一种黏土 以高岭石矿物为主以高岭石矿物为主 泥浆泥浆 试比较电解质加试比较电解质加 入量相同时 两种泥浆的流动性 注浆速率 触变性和坯体致密度有何差别 入量相同时 两种泥浆的流动性 注浆速率 触变性和坯体致密度有何差别 答 阴离子与原土上吸附的 Ca2 Mg2 形成不可溶物或形成稳定的络合物 使 Na 对 Ca2 Mg2 等离子的交换反应更趋完全 由于 CaSiO3的溶解度比 CaCO3低得多 因 此 前一个反应比前一个反应更容易进行 另外 硅酸盐 磷酸盐和有机阴离子在水中发生 聚合 可使泥浆得到充分稀释 因而用 Na2CO3和 Na2SiO3分别稀释同一种黏土 以高岭石矿 物为主 泥浆 当电解质加入量相同时 用后者稀释的泥浆的流动性比前者的好 注浆速率 比前者的快 后者不易形成触变机构 坯体致密度后者较高 4 10 影响黏土可塑性的因素有哪些 生产上可以采用什么措施来提高或降低黏土的可塑性影响黏土可塑性的因素有哪些 生产上可以采用什么措施来提高或降低黏土的可塑性 以满足成型工艺的需要 以满足成型工艺的需要 答 可塑性是指物体在外力作用下 可塑造成各种形状 并保持这形状而不失去物料 颗粒之间联系的性能 粘土种类 含量 颗粒大小 分布和形状 含水量以及电解质种类和 浓度等都会影响可塑性 1 含水量的影响 可塑性只发生在某一最适宜含水量范围 水分过多或过少都会使泥料的流动特性发生 变化 处于塑性状态的泥料不会因自重作用而变形 只有在外力作用下才能流动 2 电解质的影响 加入电解质会改变粘土粒子吸附层中的吸附阳离子 因而颗粒表面形成的水层厚度也 随之变化 并改变其可塑性 3 颗粒大小和形状的影响 颗粒尺寸越小 比表面积越大 接触点也多 变形后形成新的接触点的机会也多 可 塑性就好 颗粒越小 离子交换量提高也会改善可塑性 颗粒形状直接影响粒子间相互接触的状况 对可塑性也是一样 如片状颗粒因具有定 向沉积的特性 可以在较大范围内滑动而不致相互失去联结 因而比粒状颗粒常有较高可塑 性 4 粘土的矿物组成的影响 粘土的矿物组成不同 比表面积相差很大 高岭石的比表面积为 7 30m2 g 而蒙脱 石的比表面积为 810 m2 g 比