[精品]陶瓷材料习题

精品陶瓷材料习题 1陶瓷材料的主要发展阶段，以及各阶段的主要特点；答 （1）8000年前陶瓷出现。 裴李岗文化时期的陶器（距今约8000年）。 出土于河南省郑州市新郑市裴李岗村。 出土的陶器主要以泥质红陶和夹砂红陶为主，红陶在中国出现最早，烧成温度900左右。 （2）在新石器时代，出现彩陶（仰韶文化）。 （3）新石器时代晚期，出现黑陶文化（龙山文化）。 龙山黑陶在烧制技术上有了显著进步，它广泛采用了轮制技术，因此，器形浑圆端正，器壁薄而均匀，将黑陶制品表面打磨光滑，乌黑发亮，薄如蛋壳，厚度仅1mm，人称“蛋壳陶”。 （4）殷商时代的陶器从无釉到有釉，是制陶技术上的重大成就。 为从陶过渡到瓷创造了必要的条件，这一时期釉陶的出现是我国陶瓷发展过程中的“第一次飞跃”。 （5）汉代以后釉陶逐渐发展成瓷器，无论从釉面和胎质来看，瓷器的出现无疑是釉陶的“第二次飞跃”。 （6）唐代陶瓷的工艺技术改进巨大，许多精细瓷器品种大量出现，即使用当今的技术鉴测标准来衡量，它们也算得上是真正的优质瓷器。 陶瓷业至宋代蓬勃发展，并开始对欧洲及南洋诸国大量输出。 元朝建立，枢府窑出现，景德镇开始成为中国陶瓷产业中心，其名声远扬世界各地。 景德镇生产的白瓷与釉下蓝色纹饰形成鲜明对比，青花瓷自此起兴文化在以后的各个历史时期也一直深受人们的喜爱。 明朝统治时期，景德镇的陶瓷制造业在世界上是绝对最好的，在工艺技术和艺术水平上独占突出地位，尤其是青花瓷达到了登峰造极的地步。 2陶瓷材料的键结合方式及其带来的性能特点；答陶瓷材料的化学键主要是离子键和共价键。 离子键是在正负离子的静电作用下形成的，离子键的结合力大，其组成的晶体具有高强度、高硬度，易脆的特点，且热膨胀系数小，是良好的绝缘体。 共价键是通过原子之间的共用电子对的相互作用形成的。 共价键有饱和性和方向性，由于共价键的饱和性，结合力很强，所以共价晶体具有高硬度、高熔点、导电能力差的特点，又由于方向性，共价晶体硬而脆，不能明显弯曲。 在实际陶瓷材料中，绝大多数的陶瓷的化学键都是介于离子键和共价键之间的混合键，为了判断陶瓷材料的离子结合程度，一般用电负性作为衡量的标准，组成元素的电负性相差越大，离子键的比例越高。 3七大晶系及划分标准、十四中布拉菲点阵；答为了描述晶体的形状和大小，常采用平行六面体的三条棱边的边长a，b，c及，棱角夹角6个点阵参数来表达。 根据6个点阵参数间的相互关系，可以将全部空间点阵归属于7中类型，即七大晶系。 按照“每个点阵的周围环境相同”的要求，布拉维（Bravais A）用数学方法推导出能够反映空间点阵全部特征的单位平面六面体只有14种，称布拉菲点阵。 晶系简单底心体心面心4几种典型的MX结构（A:坐标；B各结构可看成是什么结构平移形成的）答MX(M为金属阳离子，X为阴离子)这种化合物组成中阳离子与阴离子个数的比为1:1。 （1）闪锌矿结构(立方ZnS型、CuCl型、金刚石型)如立方系的ZnS，面心立方点阵，S2-的坐标为（3/41/41/4）、（1/43/41/4）、(1/41/43/4)、(3/43/43/4)。 可以看作是两种原子各自的面心立方点阵在体对角线的1/4处互相穿插。 （2）纤锌矿结构(六方ZnS型)，如六方ZnS型，属六方晶系，从图中取的晶胞可看出，晶胞内包含四个离子，坐标为2S2- （000）、（2/31/31/2）;2Zn2+（008/7）、（2/31/33/8）。 可以看成是两个密排六方点阵在c方向上平移1/3得到的。 （3）NaCl结构属立方晶系，面心立方点阵，Na+位于Cl形成的八面体间隙中。 每个晶胞中离子数为8，即4个Na+，4个Cl。 坐标Na+（1/21/21/2）、（1/200）、（01/20）、（001/2）；Cl （000）、（01/21/2）、（1/201/2）、（1/21/20）。 可以看作是两个面心立方相互在棱边上平移半个晶格常数穿插得到的。 （4）CsCl结构属立方晶系简单立方点阵，每个晶胞有两个离子，即1个Cs+，1个Cl。 坐标Cs+（1/21/21/2）；Cl （000）。 可以看做是两个简单立方点阵沿体对角线平移1/2的长度穿插得到的。 5硅酸盐晶体结构的特点；答 （1）所有硅酸盐都衍生自硅酸根离子SiO44-，且构成硅酸盐的基本单元是SiO4四面体，硅氧之间的平均距离为1.60A左右，此值比硅氧离子半径之和要小，这说明硅氧之间并不是全部按纯离子键结合，还存在一定比例的共价键。 （2）每一个氧最多只能被两个SiO4四面体所共有。 （3）SiO4四面体可以是互相孤立地在结构中存在或者通过共顶点互相连接； （4）O-Si-O的结合键并不形成一直线，而是一折线。 在硅酸盐中这个折线的夹角一般在145左右。 （5）在硅酸盐晶体中，除了硅和氧以外，组成中还含有其他阳离子多达50多种，因此其结构十分复杂。 常发生同晶取代。 （6）在硅酸盐晶体中，对于每个硅氧四面体之中的氧，又可分为桥氧和非桥氧。 6硅酸盐晶体结构中SiO4四面体的存在方式；答SiO4四面体的存在方式，可以用O/Si比值来表征 （1）当O/Si=4时，SiO4完全孤立存在，通过其他离子配位多面体连接形成硅酸盐晶体，这时硅酸盐晶体呈岛状； （2）当3O/Si2时，部分SiO4四面体之间通过共用氧相连。 若SiO4四面体通过共用氧相连成硅氧四面体群体，那么由这些群体之间由其它阳离子按一定的配位形式连接的硅酸盐晶体呈组群状；若SiO4四面体通过共用氧离子相连，在一维方向延伸成链状，链与链之间通过其他阳离子按一定的配位关系连接起的硅酸盐结构称为链状结构；若SiO4四面体通过三个共同氧在二维平面内延伸成一个硅氧四面体层，此时的硅酸盐晶体呈层状。 （3）当O/Si=2时，SiO4之间完全相互直接连接形成架状结构。 7非晶态材料的原子结构特点，及其带来的性能特点；答非晶态材料也叫无定形或玻璃态材料，原子的空间排列是长程无序，但短程有序，因此也不呈现周期性和平移性。 性能特点是 （1）无固定熔点； （2）均匀性，即不存在晶界，质地均匀，可以获得平滑表面； （3）各向同性，无内部应力或缺陷时，力学、光学、电学和热学等性质均表现为各向同性； （4）无固定形态。 8非晶态材料的结构表征手段有哪些，简述其机理；答 （1）径向分布函数在无定性固体中，任意一个原子都存在一些比较固定的近邻配位，但不具备晶体中得重复周期，仅有局部的构象。 又由于原子都具有一定的大小和相互之间的合理间距，因