15无机材料科学基础试题

1、无机材料科学基础试题一、填空题（每空1分，共15分）1、硅酸盐晶体结构分为岛状结构、组群状结构、链状结构、层状结 担、架状结构。2、晶体的宏观对称要素有：对称中心、对称面、对称轴、倒转轴、 映转轴。3、常见的玻璃类型：硅酸盐玻璃、硼酸盐玻璃。4、影响析晶能力的因素：熔体组成、熔体的结构、界面情况、外加5、化学位梯度的降低是扩散过程的推动力。6、影响固体材料的因素有：晶体组成的复杂性、化学键的影响、结 构缺陷的影响。7、按相变方式可以分为两类：成核长大型、连续型。&非稳态扩散的特点是J随时间和位置的变化而变化。二、名词解释：（每题3分，共15分）1、热缺陷：当晶体的温度高于绝对 0K时，

2、由于晶格内原子热振动， 使一部分能量较大的原子离开平衡位置造成热缺陷，这种缺陷称为热 缺陷。2、无规则网络学说：凡是成为玻璃态的物质与和应的晶体结构一样 也是由一个三度空间网络所构成。这种网络是离子多面体构筑起来 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重复没有规律性。3、粘度：使和聚怎距离的两个平行平面以足的速度相对移动所需的力。4、相变：物质从个相转变为.另个相的过程。般相变前后相的化学组成不变，因而相变是个物理过程不涉及化学反应。从狭义上讲，相变仅限于同组成的两相之间的结构变化。但广义上讲，相变反应包括过程前后相组成发生变化的情况。5、不一致熔融化合物：是一种不稳

3、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。三、问答题（35分）1、晶体的基本性质并简述。（6分）a结品均一性：市于品体内部结构的特征，以此品体在其任意一部位 上都具何相同的性质。b各和杲性：晶体在不同方向上表现出的差异。c自限性：晶体能自发的形成封闭的凸几何多面体外形的特征。d对称性：晶体中的相同部分以及晶体的性质能够在不同的方向或位置上有规律的重复出现，称为晶体的对称,生，匕也疋晶体内部质点按周期: e最小内重复排列的纟5能, '生：在相吉果。同热力学条件、，晶体本与同组成的气体，液体及非晶质

4、固体相比其内能为最小。f固定熔点性：晶体有固定的熔点。2、简耍描述肖特基缺陷、弗伦克尔缺陷的区别。（5分）肖特基缺陷：如果正常格点上的原子，热起伏过程屮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。弗伦克尔缺陷：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。3、 影响固相反应的因索有哪些。（6分）反应物化学组成与结构的影响；颗粒度和分布影响；反应物温度；压力；气氛影响；矿化剂的影响。4、解释说明为什么在硅酸盐结硅酸盐晶体结构分类依据是什么？可分为哪儿类，每类的结构特点是

5、什么？（ 9分）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了连接；（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 -: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）5、出下列反应的合理缺陷反应式。 (3 个，9分)NaCI溶入CsC12中形成空位型固溶体

6、；(2) CaCh溶入NaCI中形成空位型固溶体； (3) NaCl 形成肖特基缺陷；CM2解' (1) NaCI Nac/ +CIc：+%Nad(2) CaCI2>CaNa'+2CIci+V y/(3) 00VJ +VJ五、计算题 (第一题 1 5分，第二题 20分，共 35分)1 、试计算下列玻璃的结构参数及非桥氧分数。 (I)Na20 ? Si02； (2)Na20 ? 1/3A1203 ? Si02 ；(3) 18Na20 ? IOCaO ? 72S102 (wt%)解：(1) Z=4, R=3/I=3, X=2R-Z=6-4=2, Y=8-2R=8-6=2 y

7、0非桥氧 =: 66.7%工+X1+2竺理=3（3） V如2°>1: . A广被视为网络形成离子Ra2Ad 17.4+10.7+71.9x2K =z=4,71.9,X=2R-Z=4. & 4=0. 8, Y=4-0. 8=3. 2 非Na: 0CaOSi02wt%181072mol0. 2900.仃91.200mol%17.4%10. 7%71.9%、/、,X=2R-Z=0. 78, 丫=4-0. 78=3. 22非桥曙藩蛊曲2、相图分析（20分）右图为生成一个三元化合物的三元相图，（1） 判断三元化合物D的性质，说明理由？（2分）（2） 标出边界曲线的温降方向（熔界限用双箭头）；（3）指出无变量点的性质（E、F、G ；（ 3分）（4）分析点Ml, M2的结晶路程；（5）计算M2点液相刚到结晶结束点和结晶结束后各相的含量。答案:右图为生成一个三元化合物的三元相图，（1）判断三元化合物D的性质，说明理由？彳、一致熔融二兀化合物，因其组成点不在其初晶区內（2）标岀边界曲线的温降方向（转熔界限用双箭头）； 图（3分）（3）指岀无变量点的性质 （E、F、G）;（ 3分）E :单转熔点F :低共溶点G :单转熔点（4）分析点M., M :的结晶路程；（6分）? 6 ?於%匕竺纟F （乙“TP