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第二章一名词解释（1） 晶胞：从晶体结构中取出来的以反映晶体周期性和对称性的最小重复单元。(2)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、即为晶胞参数。(3 )米勒指数（晶面指数）：结晶学中经常用（hkl）来表示一组平行晶面，称为晶面指数。数字hkl是晶面在三个坐标轴（晶轴）上截距的倒数的互质整数比。（4）同质多晶：化学组成相同的物质，在不同的热力学条件下结晶成结构不同的晶体的现象，称为同质多晶现象。（5）类质同晶：物质结晶时，其晶体结构中本应由某种离子或原子占有的配位位置，一部分被介质中性质相似的它种离子或原子占有，共同结晶成均匀的呈单一相的混合晶体，但不引起键性或晶体结构型式发生质变的现象称为类质同晶。（6）正尖晶石：在AB2O4尖晶石结构中， A离子占据四面体空隙，B离子占据八面体空隙的尖晶石。（7）反尖晶石：如果半数的B离子占据四面体空隙，A离子和另外半数的B离子占据八面体空隙则称反尖晶石。（8）反萤石结构：这种结构与萤石完全相同，只是阴、阳离子的个数及位置刚好与萤石中的相反，即金属离子占有萤石结构中F的位置，而02离子或其他负离子占Ca2+的位置，这种结构称为反萤石结构。（9）空间群：指在一个晶体结构中所存在的一切对称要素的集合。它由两部分组成，一是平移轴的集合（也就是平移群），另外是除平移轴之外的所有其他对称要素的集合（与对称型相对应）。（10）点群：又名对称型，是指宏观晶体中对称要素的集合。a=bc =900的晶体属（ ）晶系。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（ ）面。硅酸盐晶体结构分类依据是什么？可分为哪几类，每类的结构特点是什么？（9分）答：硅酸盐晶体结构分类依据是：结构中硅氧四面体的连接方式。（1.5分）可分为岛状：硅氧四面体孤立存在；（1.5分）组群状：硅氧四面体以两个、三个、四个或六个，通过共用氧相连成硅氧四面体群体，群体之间由其它阳离子连接；（1.5分）链状：硅氧四面体通过共用氧相连，在一维方向延伸成链状，链与链之间由其它阳离子连接；（1.5分）层状：硅氧四面体通过三个共用氧在两维平面内延伸成硅氧四面体层；（1.5分）架状：每个硅氧四面体的四个顶角都与相邻的硅氧四面体共顶，形成三维空间结构。（1.5分）在AB2O4型尖晶石结构中，若以氧离子作立方紧密堆积排列，在正尖晶石结构中，A离子占有（ ）空隙，B离子占有（ ）空隙。晶体的对称要素中微观对称要素种类有（ ） 、（ ）、（ ）。同价阳离子饱和的黏土胶粒的电位随阳离子半径的增加而（ ）。12、Ca-黏土泥浆胶溶时，加入NaOH和Na2SiO3电解质，（ ）效果好？1、 简述硅酸盐晶体结构分类的原则和各类结构中硅氧四面体的形状。（9分）答：硅酸盐晶体结构分类的原则：结构中硅氧四面体的连接方式。（1.5分）1、 试解释说明为什么在硅酸盐结构中Al3+经常取代SiO4中Si4+，但Si4+一般不会置换AlO6中的Al3+？（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）。（8分）答：CN=4, rAl3+/ro2-=0.4/1.38=0.29,Al3+四配位稳定，故在硅酸盐结构中Al3+经常取代SiO4中Si4+形成AlO4；（4分）CN=6，rSi4+/ro2-=0.4/1.38=0.29,Si4+四配位稳定，六配位不稳定，故在硅酸盐结构中Si4+一般不会置换AlO6中的Al3+，形各类结构中硅氧四面体的形状：岛状结构：四面体；组群状结构；（1.5分）双四面体、三节环、四节环和六节环；（1.5分）链状结构：单链、双链；（1.5分）层状结构：平面层；（1.5分）架状结构：三维空间延伸的骨架。（1.5分）在硅酸盐晶体结构中， SiO4四面体或孤立存在，或共顶连接，而不共棱，更不共面，解释之。（6分）答：在硅酸盐晶体结构中， SiO4四面体中的Si4+是高电价低配位的阳离子，以共棱、共面方式存在时，两个中心阳离子（Si4+）间距离较近、排斥力较大，所以不稳定，而孤立存在，或共顶连接。（6分）1、 试比较伊利石和蒙脱石的结构特点。（8分）答：伊利石和蒙脱石是2：l型结构（1分），其结构皆属于单斜晶系；都存在同晶取代，蒙脱石同晶取代主要发生在八面体层中（1分），而伊利石是发生在硅氧面体层中（1分）；蒙脱石的电荷不平衡由进入层间的水化阳离子补偿，这种水化阳离子在层间无固定位置，结合力弱，容易被交换出来（2分）；伊利石的电荷不平衡由进入层间的K+离子补偿，K+离子有固定位置和配位数，结合较牢固（2分），因此蒙脱石的阳离子交换能力比伊利石强，蒙脱石结构中有层间水，并有膨胀性，而伊利石没有（1分）。1、 为什么等轴晶系有原始、面心、体心格子，而没有单面心格子？（4分） 答：因为从结构分布看，单面心格子不符合立方格子所固有的4L3的对称性。2、 说明高岭石和蒙脱石的结构特点，并解释为什么蒙脱石具有膨胀性和高的阳离子交换容量，而高岭石则不具有膨胀性、阳离子交换容量也很低。（10分）答：高岭石的阳离子交换容量较小，而蒙脱石的阳离子交换容量较大。因为高岭石是1:1型结构，离子的取代很少，单网层与单网层之间以氢键相连，氢键强于范氏键，水化阳离子不易进入层间，因此阳离子交换容量较小。（5分）而蒙脱石是为2:1型结构，铝氧八面体层中大约1/3的Al3+被Mg2+取代，为了平衡多余的负电价，在结构单位层之间有其它阳离子进入，而且以水化阳离子的形式进人结构。水化阳离子和硅氧四面体中O2-离子的作用力较弱，因而，这种水化阳离子在一定条件下容易被交换出来。C轴可膨胀以及阳离子交换容量大，是蒙脱石结构上的特征。（5分）4、MoO3和CaCO3反应时，反应机理受到CaCO3颗粒大小的影响。当MoO3 ：CaCO31：1，MoO3的粒径r1为0.036mm，CaCO3的粒径r2为0.13mm时，反应是扩散控制的；而当CaCO3 ：MoO315：1，r20.03mm时，反应由升华控制，试解释这种现象。（7分）答：当MoO3的粒径r1为0.036mm，CaCO3的粒径r2为0.13mm时, CaCO3颗粒大于MoO3，由于产物层较厚，扩散阻力较大，反应由扩散控制，反应速率随着CaCO3颗粒度减小而加速，（3.5分）当r2r1时存在过量CaCO3，反应由MoO3粒径升华控制，并随着MoO3粒径减小而加剧。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、不确定某晶体AB，A的电荷数为1，AB键的S=1/6，则A+的配位数为（ ）。A、4 B、12 C、8 D、65、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、2，46、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）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，AB键的S=1/6，则A+的配位数为（ ）。A、4 B、12 C、8 D、65、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、2，46、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1、依据等径球体的堆积原理得出，立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、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4、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金红石晶体中，所有O2-作稍有变形的立方密堆排列，Ti4+填充了（ ）。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、 1/2八面体空隙滑石（3MgO4SiO2H2O）和高岭土（Al2O32SiO22H2O）分别属于（ ）层状结构的硅酸盐矿物。A、 1：1和2：1 B、 2：1和1：1 C、 3：1 和2：1晶体结构中一切对称要素的集合称为（ ）。 A、对称型 B、点群 C、微观对称的要素的集合 D、空间群高岭石和蒙脱石的结构特点，并解释为什么蒙脱石具有膨胀性和高的阳离子交换容量，而高岭石则不具有膨胀性、阳离子交换容量也很低。 答：高岭石的阳离子交换容量较小，而蒙脱石的阳离子交换容量较大。因为高岭石是1:1型结构，离子的取代很少，单网层与单网层之间以氢键相连，氢键强于范氏键，水化阳离子不易进入层间，因此阳离子交换容量较小。（5分）而蒙脱石是为2:1型结构，铝氧八面体层中大约1/3的Al3+被Mg2+取代，为了平衡多余的负电价，在结构单位层之间有其它阳离子进入，而且以水化阳离子的形式进人结构。水化阳离子和硅氧四面体中O2-离子的作用力较弱，因而，这种水化阳离子在一定条件下容易被交换出来。C轴可膨胀以及阳离子交换容量大，是蒙脱石结构上的特征。a=bc = 900，=1200的晶体属（ ）晶系。晶体的对称要素中宏观晶体中可能出现的对称要素种类有（ ）、（ ）、（ ）、（ ）。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（ ）面。立方紧密堆积的原子密排面是晶体中的（ ）面，六方紧密堆积的原子密排面是晶体中的（ ）面。在硅酸盐晶体结构中， SiO4四面体或孤立存在，或共顶连接，而不共棱，更不共面，解释之。答：在硅酸盐晶体结构中， SiO4四面体中的Si4+是高电价低配位的阳离子，以共棱、共面方式存在时，两个中心阳离子（Si4+）间距离较近、排斥力较大，所以不稳定，而孤立存在，或共顶连接。 第三章一名词解释（1） 点缺陷：三维方向上缺陷尺寸都处于原子大小的数量级上。（2） 线缺陷:指在一维方向上偏离理想晶体中的周期性、规则性排列所产生的缺陷。（3） 面缺陷：指在两维方向上偏离理想晶体中的周期性、规则性排列所产生的缺陷。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，在晶体内正常格点上留下空位，这即是肖特基缺陷。（4） 弗伦可尔缺陷：在晶格热振动时，一些能量足够大的原子离开平衡位置后，挤到晶格点的间隙中，形成间隙原子，而原来位置上形成空位，这种缺陷称为弗伦克尔缺陷。 （5） 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。热缺陷：晶体温度高于绝对0K时，由于热起伏使一部分能量较大的质点（原子或离子）离开平衡位置所产生的空位和/或间隙质点。Zn1+x O在还原气氛中可形成（ ）型半导体，缺陷浓度与氧分压的1/6次方成（ ），如果减少周围氧气的分压，Zn1+x O的密度将（ ）。5、b 与位错线（ ）的位错称为刃位错，；b 与位错线（ ）的位错称为螺位错，。形成连续固溶体的条件是（ ）、（ ）和（ ）。晶体的热缺陷有（ ）和（ ）两类，热缺陷浓度与温度的关系式为（ ）。TiO2在还原气氛中可形成（ ）型非计量化合物，可形成（ ）型半导体，缺陷浓度与氧分压的1/6次方成（ ），如果减少周围氧气的分压，TiO2-x的密度将（ ）。晶体的热缺陷有（ ）和（ ）两类，热缺陷浓度与温度的关系式为（ ）。由于（ ） 的结果，必然会在晶体结构中产生“组分缺陷”， 组分缺陷的浓度主要取决于：（ ） 和 （ ） 。b 与位错线（ ）的位错称为刃位错，可用符号（ ）表示；b 与位错线（ ）的位错称为螺位错，可用符号（ ）表示。CeO2为萤石结构，其中加入0.15molCaO形成固溶体,实验测得固溶体晶胞参数a0=0.542nm,测得固溶体密度=6.54g/cm3,试计算说明固溶体的类型？(其中Ce=140.12,Ca=40.08,O=16) （1） （4分） （2） （4分）（1）式固溶式为： （1.5分） （1.5分）（2）式固溶式为： （1.5分） （1.5分）实测D6.54g/cm3 ，接近D01，说明方程(1)合理， （1分） 固溶体化学式 ：Ce0.85Ca0.15O1.85 为氧空位型固溶体。二、问答题1、 试写出少量MgO掺杂到A12O3中和少量YF3掺杂到CaF2中的缺陷反应方程与对应的固溶式。解：少量MgO掺杂到A12O3中缺陷反应方程及固溶式为：， （3.5分）少量YF3掺杂到CaF2中缺陷反应方程及固溶式如下：， 2 在硅酸盐晶体结构中，SiO4四面体或孤立存在，或共顶存连接，而不共棱更不共面，解释之。（6分）答：根据鲍林规则，高电价低配位的阳离子与阴离子形成的配位多面体以共棱，特别是共面方式存在时，结构的稳定性降低。在硅酸盐晶体结构中，SiO4四面体以共棱、共面方式相连时，中心阳离子间距较孤立存在或共顶存连接时小，中心阳离子间的斥力大，尤其是共面时斥力更大，结构不稳定，因此在硅酸盐晶体结构中，SiO4四面体或孤立存在，或共顶存连接，而不共棱更不共面。出下列反应的合理缺陷反应式（10分）aNaCl溶入CaCl2中形成空位型固溶体bCaCl2溶人NaC1中形成空位型固溶体答：a.NaCl溶入CaCl2中形成空位型固溶体（5分）bCaCl2溶人NaC1中形成空位型固溶体 三、计算题（10分）在CaF2晶体中，肖特基缺陷的生成能为5.5ev，计算在1600时热缺陷的浓度。如果CaF2晶体中，含有百万分之一的YF3 杂质，则在1600时CaF2晶体中是热缺陷占优势还是杂质缺陷占优势？（玻尔兹曼常数k=1.3810-23、电子的电荷e=1.60210-19）解：因为n/N=exp（-Gf/2kT）Gf=5.51.60210-19=8.81710-19J T=1600+273=1873K所以 n/N=exp（-8.81710-19/21.3810-231873）= exp（-17.056）=3.910-8 （5分）在CaF2晶体中，含有百万分之一的YF3 杂质，缺陷方程如下： 此时产生的缺陷为，=10-6大于热缺陷浓度3.910-8，故在1873K时杂质缺陷占优势或 此时产生的缺陷为 ，=5.510-7大于热缺陷浓度3.910-8，故在1873K时杂质缺陷占优势 （5分）试写出少量MgO掺杂到A12O3中和少量YF3掺杂到CaF2中的缺陷反应方程与对应的固溶式。（7分）解：少量MgO掺杂到A12O3中缺陷反应方程及固溶式为：， （3.5分）少量YF3掺杂到CaF2中缺陷反应方程及固溶式如下：， 出下列反应的合理缺陷反应式（7分）aNaCl溶入CaCl2中形成空位型固溶体bCaCl2溶人NaC1中形成空位型固溶体答：a.NaCl溶入CaCl2中形成空位型固溶体 （3.5分） bCaCl2溶人NaC1中形成空位型固溶体 完成下列缺陷反应式 或 或 四、 计算题（10分）在CaF2晶体中，肖特基缺陷的生成能为5.5ev，计算在1600时热缺陷的浓度。如果CaF2晶体中，含有百万分之一的YF3 杂质，则在1600时CaF2晶体中是热缺陷占优势还是杂质缺陷占优势？（玻尔兹曼常数k=1.3810-23、电子的电荷e=1.60210-19）解：因为n/N=exp（-Gf/2kT）Gf=5.51.60210-19=8.81710-19J T=1600+273=1873K所以 n/N=exp（-8.81710-19/21.3810-231873）= exp（-17.056）=3.910-8 （5分）在CaF2晶体中，含有百分之一的YF3 杂质，缺陷方程如下： 此时产生的缺陷为，=10-6大于热缺陷浓度3.910-8，故在1873K时杂质缺陷占优势或 ）此时产生的缺陷为 ，=5.510-7大于热缺陷浓度3.910-8，故在1873K时杂质缺陷占优势非化学计量化合物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 第四章一名词解释缩聚（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。解聚：在熔融SiO2中，O/Si比为2：1，SiO4连接成架状。若加入Na2O则使O/Si比例升高，随加入量增加，O/Si比可由原来的2：1逐步升高到4：1，SiO4连接方式可从架状变为层状、带状、链状、环状直至最后断裂而形成SiO4岛状，这种架状SiO4断裂称为熔融石英的分化过程，也即解聚。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。晶子学说、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。硼反常现象：硼酸盐玻璃与相同条件下的硅酸盐玻璃相比，其性质随R2O或RO加入量的变化规律相反，这种现象称硼反常现象。二、 问答题（70分）说明熔体中聚合物形成过程？从结构上来说明在SiO2熔体中随着Na2O加入量的不同，熔体粘度、形成玻璃能力如何变化，为什么? 答：熔体中聚合物形成分三个阶段。初期：主要是石英颗粒的分化；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。（3分） 在SiO2熔体中随着Na2O加入量的增加，分化的不断进行，熔体中高聚合度的聚合物的含量不断减少，低聚合度的聚合物的含量不断增加，导致熔体粘度降低、形成玻璃能力下降。4、 对比不稳分解和均匀成核成长这两种相变过程。讨论热力学和动力学特性以及过冷度和时间对产物组织的影响。如何用实验方法区分这两种过程？在玻璃工业中，分相有何作用？请举例说明。（9分）答：不稳分解：在此区域内，液相会自发分相，不需要克服热力学势垒；无成核-长大过程，分相所需时间极短，第二相组成随时间连续变化。在不稳分解分相区内，随着温度的降低、时间的延长，析出的第二相在母液中相互贯通，形成蠕虫状结构。（4分）成核-生成：在此区域内，在热力学上，系统对微小的组成起伏是亚稳的，形成新相需要做功，即存在成核势垒，新相形成如同结晶过程的成核-长大机理，分相所需时间长，分出的第二相组成不随时间变化。随着温度的降低、时间的延长，析出的第二相在母液中逐渐长大，形成孤立球状结构。用TEM观察分相以后形貌，若两相无明显的连续性，第二相呈孤立球状，则为成核-生长分相；若两相形成互相交织的蠕虫状，则为不稳分解相变过程。（4分）在玻璃工业中，利用玻璃分相可以改进结构和玻璃性能，制备新型玻璃。例如通过硼硅酸盐玻璃分相制备微孔玻璃、高硅氧玻璃，通过分相促进锂铝硅微晶玻璃的核化和晶化，通过磷硅酸盐玻璃的分相制备乳浊玻璃等。2、 试述B2O3中加入Na2O后,结构发生的变化,解释硼酸盐玻璃的硼反常现象？（7分）答、B2O3中加入Na2O后, Na2O所提供的氧使BO3三角体变成BO4四面体，导致B2O3玻璃结构由两度空间的层状结构部分转变为三维的架状结构，从而加强了网络，并使玻璃的各种物理性质变好，这与相同条件下的硅酸盐玻璃相比，其性质随R2O或RO加入量的变化规律相反， 出现硼酸盐玻璃的硼反常现象2、 试解释说明为什么在硅酸盐结构中Al3+经常取代SiO4中Si4+，但Si4+一般不会置换AlO6中的Al3+？（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）。（7分）答：CN=4, rAl3+/ro2-=0.4/1.38=0.29,Al3+四配位稳定，故在硅酸盐结构中Al3+经常取代SiO4中Si4+形成AlO4；（3.5分）CN=6，rSi4+/ro2-=0.4/1.38=0.29,Si4+四配位稳定，六配位不稳定，故在硅酸盐结构中Si4+一般不会置换AlO6中的Al3+，形成SiO3、 网络变性体（如Na2O）加到石英玻璃中，使硅氧比增加。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在2O/Si2.5的碱和硅石混合物可以形成玻璃,而O/Si=3的碱和硅石混合物结晶而不形成玻璃? （7分）答：在2O/Si2.5的碱和硅石混合物中，氧硅比较低，在高温熔体中高聚物含量较高，熔体黏度较高，不易析晶，所以可以形成玻璃；（3.5分）而在O/Si=3的碱和硅石混合物中，氧硅比较高，在高温熔体中低聚物含量较高，熔体黏度较低，所以易析晶，而不形成玻璃。 说明影响烧结的因素？ （6分）（1）、粉末的粒度。细颗粒增加了烧结推动力，缩短原子扩散距离，提高颗粒在液相中的溶解度，从而导致烧结过程的加速。 （2）、外加剂的作用。在固相烧结中，有少量外加剂可与主晶相形成固溶体，促进缺陷增加，在液相烧结中，外加剂改变液相的性质（如粘度，组成等），促进烧结。 （3）、烧结温度：晶体中晶格能越大，离子结合也越牢固，离子扩散也越困难，烧结温度越高。 （4）、 保温时间：高温段以体积扩散为主，以短时间为好，低温段为表面扩散为主，低温时间越长，不仅不引起致密化，反而会因表面扩散，改变了气孔的形状而给制品性能带来损害，要尽可能快地从低温升到高温，以创造体积扩散条件。 （5）、气氛的影响：氧化，还原，中性。 （6）、成形压力影响：一般说成型压力越大颗粒间接触越紧密，对烧结越有利。硅酸盐晶体分类的依据是（ ）。按此分类法可将硅酸盐矿物分为（ ）结构、（ ）结构、（ ）结构、（ ）结构和（ ）结构。TiO2在还原气氛中可形成（ ）型非计量化合物，可形成（ ）型半导体，缺陷浓度与氧分压的1/6次方成（ ），如果减少周围氧气的分压，TiO2-x的密度将（ ）。晶体的热缺陷有（ ）和（ ）两类，热缺陷浓度与温度的关系式为（ ）。一种玻璃的组成为Na2O.1/3Al2O3.2SiO2，此玻璃中的Al3+可视为（ ），玻璃结构参数 Y= （ ）。A、 变性离子；2 B、 形成离子；2 C、 变性离子；3.5 D、形成离子；3.5粘土泥浆胶溶必须使介质呈（ ） A、酸性 B、碱性 C、 中性可以根据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、缓慢四、 计算题（10分）有两种不同配比的玻璃，其组成如下：序号Na2O molAl2O3molSiO2mol1101278220674试用玻璃结构参数说明两种玻璃高温下粘度的大小？解：1#玻璃：Na2O/ Al2O3=10/121，所以Al3+在玻璃中起网络形成离子的作用（1分） R2=（20+6 *3+74*2）/（74+6*2）=2.16 X2=2*2.16-4=0.32 Y2=4-0.32=3.68（3分）因而Y1R2 即2#玻璃桥氧分数大于1#, O/Si比小于1#玻璃,所以在高温下1#熔体黏度小于2#. （2分）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，2.3410、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、缓慢陶瓷元件表面被银，为提高瓷件与银层间的润湿性，瓷面表面应（ ）。 黏土带电荷的主要原因是（ ）、（ ）和（ ），黏土所带静电荷为（ ）。 第五章4、 什么是润湿？改善润湿的方法有那些？（8分）答：润湿：固体与液体接触后，体系（固体+液体）的吉布斯自由能降低时，就称润湿。（2分）改善润湿的方法有：降低SL S、V 两相组成尽量接近；（1.5分）降低LV 在液相中加表面活性剂；（1.5分）提高SV 去除固体表面吸附膜；（1.5分）改变粗糙度。（1.5分）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时增加固体表面光滑度，（）润湿性能。A、降低B、改善C、不影响 第六章一名词解释 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。 一致熔融化合物：是一种稳定的化合物。它与正常的纯物质一样具有固定的熔点，熔化时，所产生的液相与化合物组成相同，故称一致熔融化合物。 二次再结晶：少数巨大晶粒在细晶消耗时成核长大过程。固相烧结：固态粉末在适当的温度、压力、气氛和时间条件下，通过物质与气孔之间的传质，变为坚硬、致密烧结体的过程。 液相烧结：凡有液相参加的烧结过程称为液相烧结。 不一致熔融化合物：不一致熔化合物是一种不稳定的化合物，加热到一定温度会发生分解，分解产物是一种液相和一种固相，液相和固相的组成与化合物组成都不相同。连线规则：将一界线（或其延长线）与相应的连线（或其延长线）相交，其交点是该界线上的温度最高点。三角形规则：原始熔体组成点所在副三角形的三个顶点表示的物质即为其结晶产物；与这三个物质相应的初初晶区所包围的三元无变量点是其结晶结束点。切线规则：将界线上某一点所作的切线与相应的连线相交，如交点在连线上，则表示界线上该处具有共熔性质；如交点在连线的延长线上，则表示界线上该处具有转熔性质，远离交点的晶相被回吸。 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二级相变：相变时两相化学势相等，其一级偏微商也相等，但二级偏微商不等的称为二级相变。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 下图为CaO-A12O3-SiO2系统的富钙部分相图，对于硅酸盐水泥的生产有一定的参考价值。试：1、画出有意义的付三角形；2、用单、双箭头表示界线的性质；3、说明F、H、K三个化合物的性质和写出各点的相平衡式；4、分析M#熔体的冷却平衡结晶过程并写出相变式；5、并说明硅酸盐水泥熟料落在小圆圈内的理由；6、为何在缓慢冷却到无变量点K（1455）时再要急剧冷却到室温？（20分）解：1、如图所示；（1.5分）2、如图所示；（4分） 3、F点低共熔点，LFC3A+C12A7+C2S （1.5分）H点单转熔点，LH+CaOC3A+C3S（1.5分）K点单转熔点，LK+C3SC3A+C2S（1.5分）4、M点： LC2S LC2S+C3S L+C2SC3S液：M-a-y-K始(LK+C3SC2S+C3A)K终 f=2 f=1 f=1 f=0C2S C2S+C3S C2S+C3S C2S+C3S+C3A固：D-D-b-d-M （4分）5、因为硅酸盐水泥熟料中三个主要矿物是C3S、C2S、C3A。根据三角形规则，只有当组成点落在C3S-C2S-C3A付三角形中，烧成以后才能得到这三种矿物。从早期强度和后期强度、水化速度、矿物的形成条件等因素考虑，水泥熟料C3S的含量应当最高，C2S次之，C3A最少。根据杠杆规则，水泥熟料的组成点应当位于C3S-C2S-C3A付三角形中小圆圈内。（3分）6、因为缓慢冷却到K点，可以通过转熔反应L+C2SC3S得到尽可能多的C3S。到达K点后，急剧冷却到室温，可以（1）防止C3S含量降低，因为K点的转熔反应LK+C3SC2S+C3A；（2）使C2S生成水硬性的-C2S，而不是非水硬性的-C2S；（3）液相成为玻璃相，可以提高熟料的易磨性。（3分） 用图例说明过冷度对核化、晶化速率和晶粒尺寸等的影响，如无析晶区又要使其析晶应采取什么措施？要使自发析晶能力大的熔体形成玻璃应采取什么措施？（8分）答：过冷度过大或过小对成核与生长速率均不利，只有在一定过冷度下才能有最大成核和生长速率，如下图。（4分）若T大，控制在成核率较大处析晶，易得晶粒多而尺寸小的细晶；（1分）若T小，控制在生长速率较大处析晶则容易获得晶粒少而尺寸大的粗晶；（1分）如果成核与生长两曲线完全分开而不重叠，则无析晶区，该熔体易形成玻璃而不易析晶；若要使其在一定过冷度下析晶，一般采用移动成核曲线的位置，使它向生长曲线靠拢。可以用加人适当的核化剂，使成核位垒降低，用非均匀成核代替均匀成核。使两曲线重叠而容易析晶。（1分）要使自发析晶能力大的熔体形成玻璃，采取增加冷却速度以迅速越过析晶区的方法，使熔体来不及析晶而玻璃化。（1分）8、下图为CaO-A12O3-SiO2系统的富钙部分相图，对于硅酸盐水泥的生产有一定的参考价值。试：（1）画出有意义的付三角形；（2）用单、双箭头表示界线的性质；（3）说明F、H、K三个化合物的性质和写出各点的相平衡式；（4）分析M#熔体的冷却平衡结晶过程并写出相变式；（5）并说明硅酸盐水泥熟料落在小圆圈内的理由；（6）为何在缓慢冷却到无变量点K（1455）时再要急剧冷却到室温？（20分）解：1、如图所示；（1.5分）2、如图所示；（4分） 3、F点低共熔点，LFC3A+C12A7+C2S （1.5分）H点单转熔点，LH+CaOC3A+C3S（1.5分）K点单转熔点，LK+C3SC3A+C2S（1.5分）4、M点： LC2S LC2S+C3S L+C2SC3S液：M-a-y-K始(LK+C3SC2S+C3A)K终 f=2 f=1 f=1 f=0C2S C2S+C3S C2S+C3S C2S+C3S+C3A固：D-D-b-d-M （4分）5、因为硅酸盐水泥熟料中三个主要矿物是C3S、C2S、C3A。根据三角形规则，只有当组成点落在C3S-C2S-C3A付三角形中，烧成以后才能得到这三种矿物。从早期强度和后期强度、水化速度、矿物的形成条件等因素考虑，水泥熟料C3S的含量应当最高，C2S次之，C3A最少。根据杠杆规则，水泥熟料的组成点应当位于C3S-C2S-C3A付三角形中小圆圈内。（3分）6、因为缓慢冷却到K点，可以通过转熔反应L+C2SC3S得到尽可能多的C3S。到达K点后，急剧冷却到室温，可以（1）防止C3S含量降低，因为K点的转熔反应LK+C3SC2S+C3A；（2）使C2S生成水硬性的-C2S，而不是非水硬性的-C2S；（3）液相成为玻璃相，