无机材料物理化学试卷

1、无机资料物理化学试题无机资料物理化学试题1一、填空题（每空1分，共1.晶体构造中的热缺点有20分）和二类。2.三T图中三个T代表、和。玻璃拥有以下通性：、和。4.固体中质点扩散的推动力是，液固相变过程的推动力是，烧结过程的推动力是。5.试验测得NaCl的扩散系数与温度关系如图所LnD示，直线（1）属lo(1扩散，直线（2）(2)属扩散；假如提升NaCl的纯度，(非化学计量扩100两直线的转折点向方向挪动。F构成Na2O.1/2Al2O3.2SiO2的玻璃中氧1/T多面体均匀非桥氧数为。7在硅酸盐熔体中，当以低聚物为主时，系统的粘度、析晶能力。写出缺点反响式（负离第页子空CeO2La2O3ZrO

2、2Y2O3二（10分）已知O2溶解在FeO晶体中形成贫铁氧化物Fe1-X的反响以下：2Fe1O(g)OV2Fe?Fe22oFeFe试用扩散的微观理论推导Fe2的扩散系数DFe2与氧分压PO2的关系式。三（10分）写出杨德尔模型重点及动力学关系式，为安在转变率高时出现误差？金斯特林格主要在杨德尔模型的基础上考虑了什么影响？四（15分）说明影响扩散的要素？五（15分）试述熔体粘度对玻璃形成的影响？在硅酸盐熔体中，剖析加入价碱金属氧化物、二价金属氧化物或B2O3后熔体粘度的变化？为何？六（10分）简要说明：1）资料烧结时四种最基本的传质机理是什么？少许增添剂能促使烧结，其原由是什么？2）说明晶粒长大

3、和二次再结晶这两种过程的主要差别，在工艺上如何防备晶粒异样长大？七（20分）剖析以下相图区分副三角形；2.用箭头标出界限上温度下降的方向及界限的性质；3.判断化合物S的性质；4.写出各无变量点的性质及反响式；5.剖析点1、2熔体的析晶行程。(注：S、1、E3在一条直线上)第页无机资料物理化学试题1答案一、填空题（每空1分，共20分）晶体构造中的热缺点有弗伦克尔缺点和肖特基缺点二类。三T图中三个T代表温度、时间和转变。玻璃拥有以下通性：各向同性、介稳性、熔融态向玻璃态转变的可逆与渐变性和熔融态向玻璃态转变时物理、化学性质随温度变化的连续性。4.固体质点扩散的推动力是化学位梯度，液固相变过程的推动

4、力是过冷度，烧结过程的推动力是粉状物料的表面能与多晶烧结体的能量差。5.试验测得NaCl的扩散系数与温度关系如图所LnD(1示，直线（1）属本征lo扩散，直线（2）(2)属非本征扩散；假如提升NaCl的纯度，100两直线的转折点向左方向挪动。F6.固体质点扩散的推动力是化学位梯度。1/T第页7在硅酸盐熔体中，当以低聚物为主时，系统的粘度小、析晶能力大。CeO22LaCe?3OOLa2O3VOY2O3?Oi3OOZrO22ZrY写出缺点反响式二（10分）已知O2溶解在FeO晶体中形成贫铁氧化物Fe1-X的反响以下：(非化学计量扩散)2Fe1O(g)OV2Fe?Fe22oFeFe试用扩散的微观理论

5、推导Fe2的扩散系数DFe2与氧分压PO2的关系式。1?2FeFe2O2(g)OoVFe2FeFeK0VFeFeF?e2均衡常数PO1exp(-G/RT)22h?2VFe4VFe31PO22exp(G/RT)111)3VFe(PO26exp(G/3RT)41或DFe2/Fe1xOPO26三（10分）写出杨德尔模型重点及动力学关系第页式，为安在转变率高时出现误差？金斯特林格主要在杨德尔模型的基础上考虑了什么影响？1答：杨德尔方程：FJ(G)1(1G)32KJt2G2金斯特林格方程：FK(G)1(1G)3KKt3杨德尔方程在反响早期拥有很好的适应性，但杨氏模型中假定球形颗粒反响截面积一直不变，因此

6、只合用反响早期转变率较低的状况。而金氏模型中考虑在反响进度中反响截面积随反应进度变化这一事实，因此金氏方程合用范围更广，能够合适反响初、中期。两个方程都只合用于稳固扩散的状况。四（15分）说明影响扩散的要素？答：化学键：共价键方向性限制不利空隙扩散，空位扩散为主。金属键离子键以空位扩散为主，空隙离子较小时以空隙扩散为主。缺点：缺点部位会成为质点扩散的快速通道，有益扩散。温度：D=D0exp（-Q/RT）Q不变，温度高升扩散系数增大有益扩散。Q越大温度变化对扩散系数越敏感。第页杂质：杂质与介质形成化合物降低扩散速度；杂质与空位缔合有益扩散；杂质含量大本征扩散和非本征扩散的温度转折点高升。扩散物质

7、的性质：扩散质点和介质的性质差别大利于扩散扩散介质的构造：构造密切不利扩散。五（15分）试述熔体粘度对玻璃形成的影响？在硅酸盐熔体中，剖析加入价碱金属氧化物、二价金属氧化物或B2O3后熔体粘度的变化？为何？答：1)熔体粘度对玻璃形成拥有决定性作用。熔体在熔点时拥有很大粘度，并且粘度随温度降低而强烈地高升时，简单形成玻璃。在硅酸盐熔体中，加入R2O，跟着O/Si比增添，供给游离氧，桥氧数减小，硅氧网络断裂，使熔体粘度明显减小。加入RO，供给游离氧，使硅氧网络断裂，熔体粘度降低，可是因为R2+的场强较大，有必定的集聚作用，降低的幅度较小。加入B2O3，加入量少时，B2O3处于三度空间连结的BO4四

8、周体中，使构造网络齐集密切，粘度上涨。跟着第页B2O3含量增添，B3+开始处于BO3三角形中使构造网络松散，粘度降落。六（10分）简要说明：（1）资料烧结时四种最基本的传质机理是什么？少许增添剂能促使烧结，其原由是什么？答：固相烧结的主要传质方式有蒸发-凝集传质和扩散传质，液相烧结的主要传质方式有溶解-积淀传质和流动传质。1)外加剂与烧结主体形成固溶体使主晶格畸变，缺点增添，有益构造基元挪动而促使烧结。2)外加剂与烧结主体形成液相，促使烧结。3)外加剂与烧结主体形成化合物，促使烧结。4)外加剂阻挡多晶转变，促使烧结。5)外加剂起扩大烧结范围的作用。2）说明晶粒长大和二次再结晶这两种过程的主要差

9、别，在工艺上如何防备晶粒异样长大？答：二者的比较见表格：二次再结晶晶粒长大不均匀生长均匀生长不切合切合Dl=d/f第页Dl=d/f气孔被晶粒气孔清除包裹界面上有应界面无应力力当达到Vb=Vp时，应合适保温，防止出现VbVp的状况。七（20分）剖析以下相图区分副三角形；用箭头标出界限上温度降落的方向及界限的性质；判断化合物S的性质；写出各无变量点的性质及反响式；剖析点1、2熔体的析晶行程。(注：S、1、E3在一条直线上)da第页答：1）以下图；2）温度降落方向以下图；界限性质：单箭头所示为共熔线，双箭头所示为转熔线。3）不一致熔融三元化合物；4）E1:三元低共熔点，LA+S+C；E2：三元低共熔

10、点，LC+S+B；E3：双转熔点，L+A+BS；5)L1A，LALA熔f=CA,A3BEa,A+LSLAE3s,(A+BdS,SLSBS2f=f=BLSE(L2消Ee,S+221f=CBLBf=熔L2B，LA30f=f=fB,B1LAE3h,(A2L+BSBLS消f=2iI,SBS0f=BLSEk,S+E(L消12f=2f=AB01f=0第页无机资料物理化学试题2一、填空题（每空1分，共25分）1.物质在熔点时的粘度越越简单形成玻璃，Tg/Tm2/3(大于，等于，小于)时简单形成玻璃。熔体是物质在液相温度以上存在的一种高能量状态，在冷却的过程中能够出现、和三种不一样的相变过程。从熔体中析晶的过

11、程分二步达成，第一是，而后就是过程。均匀成核的成核速率由因子和因子所决定的。4.固体中质点扩散的推动力是；液固相变过程的推动力是、；烧结过程的推动力是、。烧结的主要传质方式LnD有、和四种。6.一般说来，是气孔通向烧结体外的主要扩散通道。第页7由点缺点（肖特基和弗兰克尔缺点）惹起的扩散为扩散，空位根源于混杂而引起的扩散为扩散。CaOCaOrO2rO28.（低写温）。出缺点反响式二（10分）CeO2为萤石构造，此中加入15mol%CaO形成固溶体，测得固溶体密度=6.45g/cm3，晶格参数a05.417?，问：主要缺点形式如何？三（10分）有两种不一样配比的玻璃，其构成以下：序号Na223wt

12、2wtOAlOSiOwt11020702201070试用玻璃构造参数说明两种玻璃高温下粘度的大小？第页四（10分）写出杨德尔方程动力学关系式，试比较杨德尔方程和金斯特林格方程的优弊端及其合用条件。五（15分）从热力学和动力学角度对照不稳分解和均匀成核成长这两种相变过程，并说明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。六（10分）氧化铝烧结到靠近理论密度时，可使可见光几乎透过100，用它来装钠蒸气（在超出大气压的压力下）作为路灯。为经过烧结实现这一点，请你列出研究方案。七（20分）以下图为CaO-A12O3-SiO2系统的富钙部分相图，关于硅酸盐水泥的生产有必定的参照

13、价值。试：1、画出存心义的付三角形；2、用单、双箭头表示界限的性质；3、说明F、H、K三个化合物的性质和写出各点的相均衡式；4、写出M熔体的冷却均衡结晶过程；5、为安在迟缓冷却到无变量点K（1455）时再要急剧冷却到室温？第页无机资料物理化学试题2答案一、填空题（每空1分，共25分）物质在熔点时的粘度越高越简单形成玻璃，Tg/Tm大于2/3(大于，等于，小于)时简单形成玻璃。熔体是物质在液相温度以上存在的一种高能量状态，在冷却的过程中能够出现结晶化玻璃化和分相三种不一样的相变过程。从熔体中析晶的过程分二步达成，第一是成核，而后就是晶体生长过程。均匀成核的成核速率由受核化位垒影响的成核率因子和受

14、原子扩散影响的成核率因子所决定第页的。固体中质点扩散的推动力是化学位梯度；液固相变过程的推动力是过冷度，过饱和蒸气压、过饱和浓度；烧结过程的推动力是能量差、空位差、压力差。烧结的主要传质方式有蒸LnD发凝集、扩散传质、1/T流动传质和溶解积淀四种。一般说来，晶界是气孔通向烧结体外的主要扩散通道。7由点缺点（肖特基和弗兰克尔缺点）惹起的扩散为本征扩散，空位根源于混杂而惹起的扩散为非本征扩散。写出缺点反响式CaO2CaOrO2rO2（低温）。二（10分）CeO2为萤石构造，此中加入15mol%CaO形成固溶体，测得固溶体密度=6.45g/cm3，晶格参数a05.417?，问：主要缺第页陷形式如何？

15、解：CaO溶入CeO2中可能有两种固溶型式：1、生成氧离子空地点换型固溶体：（2分）缺点反响：CaOCeO2CaCeVO?OO固溶体分子式：Ce1xCaxO2x2、生成阳离子空隙型固溶体：（2分）缺点反响：2CaOCaCe+Cai+2OOCeO2?固溶体分子式：Ce1xCa2xO2当CaO溶入量为15%mol时，则氧离子空地点换型固溶体的分子式为：Ce0.85Ca0.15O1.85阳离子空隙型固溶体的分子式为：Ce0.85Ca0.3O2已知a=0.5417nm，按分别计算氧离子空地点换型和空隙型固溶体的密度为：40.85140.1240.1540.088(1.85/2)1631=6.467（g

16、/cm）6.021023(5.417108)3（2分）第页240.85140.1240.340.088(2/2)163）2383=6.819（g/cm=6.0210(5.41710)（2分）明显1=6.467（g/cm3）与实测密度=6.45g/cm3周边，故该固溶体的主要缺点型式为氧离子空位置换型固溶体。（2分）三（10分）有两种不一样配比的玻璃，其构成以下：序号Na223wt2wtOAlOSiOwt11020702201070试用玻璃构造参数说明两种玻璃高温下粘度的大小？答：序号Na2232OAlOmoSiOmolmoll110.5712.8676.57220.36.1773.49（2分）

17、第页关于1：NaO/AlO1,O为网络形成体（1分）Z=4R2=（20.3+36.17+273.49）/（26.17+73.49）=2.17Y2=3.66（2分）YY2序号1的玻璃构成的粘度比1序号2的玻璃小。（2分）四（10分）写出杨德尔方程动力学关系式，试比较杨德尔方程和金斯特林格方程的优弊端及其合用条件。解：杨德尔方程动力学关系式：（2分）1杨德尔方程：FJ(G)1(1G)32KJt杨德尔方程在反响早期拥有很好的适应性，但杨氏模型中假定球形颗粒反响截面积一直不变，因第页而只合用反响早期转变率较低的状况。（3分）而金氏模型中考虑在反响进度中反响截面积随反响进度变化这一事实，因此金氏方程合用

18、范围更广，能够合适反响初、中期。（3分）两个方程都只合用于稳固扩散的状况。（2分）五（15分）从热力学和动力学角度对照不稳分解和均匀成核成长这两种相变过程，并说明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。答：不稳分解：在此地区内，液相会自觉分相，不需要战胜热力学势垒；无成核-长大过程，分相所需时间极短，第二相构成随时间连续变化。在不稳分解分相区内，跟着温度的降低、时间的延伸，析出的第二相在母液中相互贯穿，形成蠕虫状构造。（5分）成核-生成：在此地区内，在热力学上，系统对渺小的构成起伏是亚稳的，形成新相需要做功，即存在成核势垒，新相形成好像结晶过程的成核-长大机理，分

19、相所需时间长，分出的第二第页相构成不随时间变化。跟着温度的降低、时间的延伸，析出的第二相在母液中渐渐长大，形成孤立球状构造。5分）用TEM察看分相此后容貌，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；若两相形成相互交叉的蠕虫状，则为不稳分解相变过程。（2分）在玻璃工业中，利用玻璃分相能够改良构造和玻璃性能，制备新式玻璃。比如经过硼硅酸盐玻璃分相制备微孔玻璃、高硅氧玻璃，经过分相促使锂铝硅微晶玻璃的核化和晶化，经过磷硅酸盐玻璃的分相制备乳浊玻璃等。（3分）六（10分）氧化铝烧结到靠近理论密度时，可使可见光几乎透过100，用它来装钠蒸气（在超出大气压的压力下）作为路灯。为经过烧结实

20、现这一点，请你列出研究方案。答：制备透明氧化铝陶瓷的主要技术举措是：（1）采纳高纯氧化铝原料，Al2O399.9%，无杂质和玻璃相；（2）增添0.10.5%MgO，在晶粒表面生成镁铝尖晶石，降低晶界挪动速度，克制晶粒第页生长；（3）在氢气或真空中烧结，促负气孔扩散；（4）采纳热压烧结，提升制品致密度。（每条2.5分）1、画出存心义的付三角形；（以下图）；4分）2、用单、双箭头表示界限的性质；（以下图）；（4分）3、说明F、H、K三个化合物的性质和写出各点的相均衡式；（4分）点低共熔点，LFC3A+C12A7+C2SH点单转熔点，LH+CaOC3A+C3SK点单转熔点，LK+C3SC3A+C2S

21、4、剖析M#熔体的冷却均衡结晶过程并写出相变式；（4分）M点：LLC2SLC2S/熔MD，ab,CS,CSJbLp=222CSL+CSCS+3kd,32K(液相消逝)M,C2S+C3SCSCf=2p=3233Sp=4f=15、为安在迟缓冷却到无变量点K（1455）时p=3f=0（4分）再要急剧冷却到室温？f=1因为迟缓冷却到K点，能够经过转熔反响L+C2SC3S获取尽可能多的C3S。抵达K点后，第页急剧冷却到室温，能够（1）防备C3S含量降低，因为K点的转熔反响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，能够提升熟料的易磨性。

22、无机资料物理化学试题3一、选择题（每题2分,共20分）当SiO2含量比较高时，碱金属氧化物降低熔体粘度的能力是。ALi2ONa2OK2OBK2ONa2OLi2OCNa2OLi2OK2ODK2OLi2ONa2O离子型化合物中，Ds、Dg、Db分别为表面扩散系数、晶界扩散系数和晶格扩散系数，一般规律是。ADsDbDgBDsDgDbCDbDgDsDDbDsDg第页3今有原料Mg（OH）2、MgO、-Al2O3、-Al2O3用于合成镁铝尖晶石，从提升反响速率的角度出发，选择。AMg（OH）2和-Al2O3BMg（OH）2和-Al23OCMgO和-Al2ODMgO和323-AlO在烧结过程中，只改变气孔

23、形状而不惹起坯体缩短的传质方式是。A扩散传质B蒸发凝集传质C流动传质D溶解积淀传质5二元凝集系统的相律为。AF=1-PBF=2-PCF=3-PDF=4-P6从热力学的角度议论玻璃分相，把分相地区推算出来是依照。A过冷度成核速率曲线B过冷度自由焓曲线C温度时间转变曲线D自由焓组成曲线7结晶相变过程，形成临界半径大小的新相，需物系做功，其值等于新界面能的。第页A2/3B1/3C1/2D1/4ZrO2加入Al2O3中对其进行增韧，固熔体化学式。AAl2-2xZrOBAl2-xZr3x/4OCx33Al2-xZrODAl2-2xZrx/3O2x/333在氧化氛围下，FeO形成非化学计量化合物，铁空位浓

24、度与氧分压关系为。A1/6B-1/6C1/4D-1/4102Na2232的玻璃中，构造OCaOAlO2SiO参数Y为。A2.25B2.5C3D3.5二、名词解说（每题3分，共15分）肖特基缺点本征扩散烧结二次再结晶固相反响中的海德华定律三、简单回答以下问题(每题5分，共20分)2+1MgO和FeO同为NaCl型，氧化条件下，Mg第页在MgO中扩散活化能为348KJ/mol，Fe2+在FeO中扩散活化能为96KJ/mol，后者扩散活化能异样的低，为何？试比较杨德方程和金斯特林格方程的优弊端及其合用条件。烧结过程中，晶界碰到夹杂物时会出现几种状况？从实现致密化目的的考虑，晶界应如何移动，如何控制？

25、试从热力学、动力学和容貌等方面比较亚稳分解和不稳分解这两种分相过程的特色。四、计算题(10分)设体积扩散与晶界扩散活化能间关系为Qgb=1/2Qv（Qgb、Qv分别为晶界扩散与体积扩散激活能），试画出lnD1/T曲线，并剖析在哪个温度范围内，晶界扩散超出体积扩散?五、在以下图的相图中达成下边各个问题。25分）直接在给定图中区分副三角形；直接在给定图顶用箭头标出界限上温度降落的方向及界第页线的性质；判断化合物D和M的性质；写出各无变量点的性质及反响式；写出G点的析晶行程；构成为H的液相在完整均衡条件下进行冷却，写出结晶结束时各物质的百分含量（用线段比表示）。六、详尽说明影响烧结的要素。（10分）

26、无机资料物理化学试题3答案一、选择题（每题2分,共20分）当SiO2含量比较高时，碱金属氧化物降低熔体粘度的能力是A。ALi2ONa2OK2OBK2ONa2OLi2OCNa2OLi2OK2ODK2OLi2ONa2O离子型化合物中，Ds、Dg、Db分别为表面扩散系数、晶界扩散系数和晶格扩散系数，一般规律是B。ADsDbDgBDsDgDbCDbDgDsDDbDsDg3今有原料Mg（OH）2、MgO、-Al2O3、-Al2O3用于合成镁铝尖晶石，从提升反响速率的角度出第页发，选择A。AMg（OH）和-AlOBMg（OH）2232和-Al23OCMgO和-Al2O3DMgO和23-AlO在烧结过程中，

27、只改变气孔形状而不惹起坯体缩短的传质方式是B。A扩散传质B蒸发凝集传质C流动传质D溶解积淀传质5二元凝集系统的相律为C。AF=1-PBF=2-PCF=3-PDF=4-P6从热力学的角度议论玻璃分相，把分相地区推算出来是依照D。A过冷度成核速率曲线B过冷度自由焓曲线C温度时间转变曲线D自由焓组成曲线7结晶相变过程，形成临界半径大小的新相，需物系做功，其值等于新界面能的B。A2/3B1/3C1/2D1/4第页8ZrO2加入AlO增韧，固熔体化学式B。23AAl2-2xZrOBAl2-xZr3x/4OCx33Al2-xZrODAl2-2xZrx/3O2x/333在氧化氛围下，FeO形成非化学计量化合

28、物，铁空位浓度与氧分压关系为A。A1/6B-1/6C1/4D-1/4102Na2232的玻璃中，构造OCaOAlO2SiO参数Y为C。A2.25B2.5C3D3.5二名词解说（每题3分，共15分）肖特基缺点：正常晶格上的原子迁徙到晶体表面，在正常结点上留下空位。本征扩散：空位根源于晶体构造中本征热缺点而惹起的质点迁徙。烧结：粉体在必定温度作用下，发生团结，使气孔率降落，致密度提升，强度增大，晶粒增添，这类现象即为烧结。二次再结晶:少量巨大晶粒在细晶耗费时成核长大过程。固相反响中的海德华定律：当反响物之一存在第页有多晶转变时，则此转变温度也常常是反响开始变得明显的温度。三、简单回答以下问题(每题

29、5分，共20分)2+1MgO和FeO同为NaCl型，氧化条件下，Mg在MgO中扩散活化能为348KJ/mol，Fe2+在FeO中扩散活化能为96KJ/mol，后者扩散活化能异样的低，为何？答：因为缺点浓度为本征空位、非本征空位及由氛围惹起的空位三者之和，MgO仅存在前二者，后者存在三者，明显，后者扩散活化能低。试比较杨德方程和金斯特林格方程的优弊端及1杨德尔方程：FJ(G)1(1G)32KJt其合用条件。2G(12金斯特林格方程：FK(G)1G)3KKt3杨德尔方程在反响早期拥有很好的适应性，但杨氏模型中假定球形颗粒反响截面积一直不变，因此只合用反响早期转变率较低的状况。而金氏模型中考虑在反响

30、进度中反响截面积随反响进度变化这一事实，因此金氏方程合用范围更广，能够合适反响初、中期。两个方程都只合用于稳固扩散的状况。烧结过程中，晶界碰到夹杂物时会出现几种情第页况？从实现致密化目的的考虑，晶界应如何挪动，如何控制?答：三种状况：（1）Vb=0(2)Vb=Vp(3)VbVp(Vb、Vp分别为晶界与气孔的挪动速度)。从实现致密化目的的考虑，在烧结中、后期，应控制烧结升温速度，使晶界带动气孔以正常的速度运动，负气孔保持在晶界上，并以晶界作为空位传达的快速通道而快速齐集或消逝，当达到Vb=Vp时，应合适保温，防止出现VbVp的状况。试从热力学、动力学和容貌等方面比较亚稳分解和不稳分解这两种分相过

31、程的特色。答：不稳分解：在此地区内，液相会自觉分相，不需要战胜热力学势垒；无成核长大过程，分相所需时间极短，第二相构成随时间连续变化。在不稳分解分相区内，跟着温度的降低、时间的延伸，析出的第二相在母液中相互贯穿，形成蠕虫状构造。成核生成：在此地区内，系统对渺小的构成起伏是亚稳的，形成新相需要做功，即存在成核势垒，新相形成好像结晶过程的成核长大机理，分相所需时间长，分出的第二相构成不随时间变化。跟着温度的降低、时间的延伸，第页析出的第二相在母液中渐渐长大，形成孤立球状构造。四、计算题(10分)设体积扩散与晶界扩散活化能间关系为Qgb=1/2Qv（Qgb、Qv分别为晶界扩散与体积扩散激活能），试画

32、出lnD1/T曲线，并剖析在哪个温度范围内，晶界扩散超出体积扩散?解：DD0exp(晶界扩散有体积扩散有欲使即lnDgb0QRT)或lnDlnD0QRTlnDgblnDgb0QgbRTlnDvlnDv0QvRTDgbDvQgbRTlnDv0QvRT又Dgb1Dv2Dgb0Qv0则lnDv02RT移项得：Qv或TQgbT002Rln(D0v)Rln(D0v)DgbDgbQvT00令2Rln(D0v)Dgb则当TDv；当TT0时以体积扩散为主，第页即DvDgb。以下图。五、在以下图的相图中达成下边各个问题。25分）直接在给定图中区分副三角形；直接在给定图顶用箭头标出界限上温度降落的方向及界限的性质

33、；判断化合物D和M的性质；写出各无变量点的性质及反响式；G点的析晶行程；构成为H的液相在完整均衡条件下进行冷却，写出结晶结束时各物质的百分含量（用线段比表示）。1、见图；2、见图；3、D，一致熔融二元化合物，高温稳固、低温分解；，不一致熔融三元化合物；4、E1，单转熔点，LACME2，低共熔点，LCBM第页E3，单转熔点，LABME4，过渡点，DLAB5、LGB，LALA熔f=1B,B3LABLE2,A+3LB2M消2BM消Mf=CBE2(L1f=ff=0=206、过H点做副三角形BCM的两条边CM、BM的平行线HH1、HH2，C%=BH2/BC100%，B%=CH1/BC100%，C%=H1

34、H2/BC100%第页六、详尽说明影响烧结的要素？（10分）1、粉末的粒度。细颗粒增添了烧结推动力，缩短原子扩散距离，提升颗粒在液相中的溶解度，进而致使烧结过程的加快。2、外加剂的作用。在固相烧结中，有少许外加剂可与主晶相形成固溶体，促使缺点增添，在液相烧结中，外加剂改变液相的性质（如粘度，构成等），促使烧结。3、烧结温度：晶体中晶格能越大，离子联合也越坚固，离子扩散也越困难，烧结温度越高。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，不单不惹起致密化，反而会因表面扩散，改变了第页气孔的形状而给制品性能带来伤害，要尽可能快地从低温升到高温，以创建体积扩散条件

35、。4、氛围的影响：氧化，复原，中性。5、成形压力影响：一般说成型压力越大颗粒间接触越密切，对烧结越有益。无机资料物理化学试题4一填空题（每空1分，共20分）1.晶体构造中的热缺点有和二类。热缺点浓度与温度的关系式为_。2.试写出以下反响的缺点方程：NiOCr2O3MnO2Fe2O33三T图中三个T代表、和。从三T曲线能够求出为防止析出10-6分数的晶体所需的临界冷却速率，该速率越，越简单形成玻璃。4NaCl第页和SiO两种物质中简单形成玻璃，2因其拥有键构造。5.在NaOSiO熔体中，当NaO/Al2O1时，加2223入Al2O3使熔体粘度。6.本征扩散的扩散系数D_,其扩散活化能由_和_构成

36、。玻璃分相的两种机理是_机理和_机理。前者分相时质点作_扩散，分相速率_，分相后拥有_构造。二是非题（每题1分，共10分）（正确的打“”，错误的打“”）1、Fick第二定律仅合用于稳态扩散过程。（）2、在硅酸盐熔体中，当以低聚物为主时，系统的粘度低、析晶能力大。（）3、浓度梯度是扩散的推动力，物质老是从高浓度处向低浓度处扩散。（）4、一般来说，晶界是气孔通向烧结体外的主要扩散通道。（）5、固溶体是一种溶解了杂质组份的非晶态固体。第页（）6、液相析晶过程中过冷度的大小会影响资料的显微构造。（）7、晶胚的临界半径rk跟着T的增大而减小，相变愈易进行。（）8、一般来说二次再结晶对资料的性能有益。（）

37、9、液液相变的不稳分解过程不存在位垒。（）10、在烧结后期，提升温度老是能够促负气孔的清除。（）三名词解说（每题2分，共10分）1、非化学计量化合物2、非均匀成核3、无规则网络学说4、网络形成体和网络变性体5、一级相变四说明影响扩散的要素。（10分）五写出杨德尔模型重点及动力学关系式，为安在转变率高时出现误差？金斯特林格主要在杨德尔模型的基础上考虑了什么影响？（10分）六简要说明：（每题5分，共10分）第页1、资料烧结时四种最基本的传质机理是什么？少许增添剂能促使烧结，其原由是什么？2、陶瓷资猜中晶粒的LLLT1T2AB大小与什么相关？工艺上如何控制晶粒尺寸。七右图是某二元系统相图，试画出T1

38、、T2温度下的自由能构成曲线。（10分）八剖析相图（20分）：1、区分付三角形；2、标出界限的性质（共熔界限用单箭头，转熔界限用双箭头）；3、指出化合物S的性质；4、说明E、F、R点的性质，并列出相变式；5、剖析点1和点2的析晶行程。无机资料物理化学试题4答案第页一、填空题（每空1分，共20分）exp(E)N2KT晶体构造中的热缺点有弗伦克尔缺点和肖特基缺点二类。热缺点浓度与温度的关系式为_。试写出以下反响的缺点方程：2NiOCr2O32Ni/V?o2O0Cr3MnOFe2O3?/6Oo23MnFeVFe3三T图中三个T代表温度、时间和转变。从三T曲线能够求出为防止析出10-6分数的晶体所需的

39、临界冷却速率，该速率越小，越容易形成玻璃。4NaCl和SiO2两种物质中SiO2简单形成玻璃，因其拥有极性共价键构造。5.在Na2OSiO2熔体中，当Na2O/Al2O3bcB.bacC.cbaD.cab某晶体资料的扩散系数lnD与1/T关系曲线在不一样温度区间出现了不一样斜率的直线，这主假如因为（）所致。A.扩散系数不一样C.扩散机构改变D.扩散温度不一样第页熔体析晶按照形核长大机理，I、U曲线峰值大小及地点直接影响析晶过程及制品性质，当U重叠面积大且过冷度大时，简单获取（）。A.不可以析晶，获取玻璃B.晶粒少、尺寸大的粗晶C.晶粒多、尺寸小的细晶D.晶粒多，尺寸大的粗晶(1lni)6.在扩

40、散系数的热力学关系中，lnNi称为扩散系数的热力学因子。在非理想混淆系统中：当扩散系数的热力学因子0时，扩散结果使溶质（）；当扩散系数的热力学因子0时，扩散结果使溶质（）。A发生偏聚B.浓度不改变C.浓度趋于均匀发生析晶现象在烧结过程中只改变坯体中气孔的形状而不惹起坯体致密化的传质方式是（）。A.流动传质B.蒸发凝集传质C.溶解积淀D.扩散传质8.一级相变的典型特色为相变前后（）和第页（）发生突变。特别提示：考试舞弊者，不授与学士学位，情节严重者开除学籍。A.热容B.体积C.热膨胀系数D.吉布斯自由能E.熵（焓）F.压缩系数三.名词解说（每题2分，共20分）弗伦克尔缺点；2.非化学计量缺点；3

41、.无规则网络学说；4网络变性体；5.烧结；一致消融合物；7.稳固扩散；8.马氏体相变；非均匀成核；10.二次再结晶四综合题（14题每题5分，57题10分，共分）1玻璃的通性有哪些？写出杨德尔模型重点及动力学关系式，为安在转变率高时出现误差？金斯特林格主要在杨德尔模型的基础上考虑了什么影响？少许增添剂能促使烧结，其原由是什么？烧结过程中，剖析晶界碰到夹杂物时会出现的状况，从致密化目的考虑，晶界应如何挪动？如何控制？5从热力学和动力学角度对照不稳分解和均匀成核成长这两种相变过程，并说明如何用实验方第页法区分这两种过程？在玻璃工业中，分相有何作用？请举例说明。设体积扩散与晶界扩散活化能间关系为Qgb

42、=1/2Qv（Qgb、Qv分别为晶界扩散与体积扩散激活能），试画出lnD1/T曲线，并剖析在哪个温度范围内，晶界扩散超出体积扩散?7在以下图的相图中达成下边各个问题。1）直接在给定图中划分副三角形；2）直接在给定图顶用箭头标出界限上温度降落的方向及界限的性质；3）判断化合物D和M的性质；4）写出各无变量点的性质及反响式；5）G点的析晶行程；第页无机资料物理化学试题5答案一填空题（每空1分，共20分）1.MgO晶体在25时热缺点浓度为1.921051。（肖特基缺点生成能为6ev，1ev=1.610-19J，k=1.3810-23J/K）YF3加入到CaF2中形成固溶体，其缺点反响式为。3.构成为

43、Na2O1/2Al2O32SiO2的玻璃，其玻璃构造参数Y值为3.66。两种固体形成连续固溶体的条件主要有：结构同样和电价相等等。5.物质在熔点时的粘度越L大越简单形成玻璃，Tg/Tm略大于2/3(略大于，等于，略小于)时简单形成玻璃。相均衡研究方法包含动向法和静态法，其代表剖析方法为冷却曲线和淬冷法等。扩散的根本驱动力是：化学势梯度。固体中扩散的主特色为扩散开始于低于熔点第页的较高温度和受晶体周期性、对称性限制，常常是各向异性。温度对扩散系数的影响依靠关系式：DD0exp（Q/RT）。固相反响合成钴铝尖晶石，从提升反响速度的角度剖析，氧化铝原料采纳轻烧氧化铝更好，这是因为在高温下轻烧氧化铝经

44、过晶型转变，促进了晶格活化，促使固相反响进行。（-Al2O3-Al2O3）11、陶瓷结晶釉中，常加入硅酸锌和氧化锌作为成核剂，这是因为非均匀成核比均匀成核的成核位垒小，析晶过程简单进行。烧结的根本推动力能量差，是指表面能和陶瓷晶界能之间的能量差之差。固相烧结的扩散传质模型中，原子(离子)的迁徙方向由颗粒接触点向颈部迁徙，进而达到气孔填补的结果。lo(114.试验测得NaCl的扩散系数与温度关系如图(2)所100示，假如提升NaCl的纯度，两直线的转折点F向（右）方向挪动。第页烧结过程中，晶粒长大其实不是小晶粒板结的结果，而是晶界挪动的结果。二、选择题（每空1分，共10分）1、硅酸盐熔体中聚合物

45、种类，数目与熔体构成O/Si）相关，O/Si比值增大，则熔体中的B）A.高聚体数目增加B.高聚体数目减少C.高聚体数目不变D.低聚体数目不变在CaOAl2O3SiO2系相图中，有低共熔点8个、双升点7个、鞍形点9个，按相均衡规律该系统最多可区分红（D）分三角形。A.8个B.7个C.9个D.15个E.22个3.3.依据开尔文公式的结论，a平面蒸气压，bL凸面蒸气压和c凹面蒸气压三者的大小关系由大到小为（B）。A.abcB.bacC.cbaD.cab某晶体资料的扩散系数lnD与1/T关系曲线在不一样温度区间出现了不一样斜率的直线，这主假如因为（B）所致。A.扩散系数不一样B.扩散活化能不一样C.扩

46、第页散机构改变D.扩散温度不一样熔体析晶按照形核长大机理，I、U曲线峰值大小及地点直接影响析晶过程及制品性质，当U重叠面积大且过冷度大时，简单获取（B）。A.不可以析晶，获取玻璃B.晶粒少、尺寸大的粗晶C.晶粒多、尺寸小的细晶D.晶粒多，尺寸大的粗晶6.在扩散系数的热力学关系中，(1lni)lnNi称为扩散系数的热力学因子。在非理想混淆系统中：当扩散系数的热力学因子0时，扩散结果使溶质（C）；当扩散系数的热力学因子0时，扩散结果使溶质（A）。A发生偏聚B.浓度不改变C.浓度趋于均匀发生析晶现象在烧结过程中只改变坯体中气孔的形状而不惹起坯体致密化的传质方式是（B）。A.流动传质B.蒸发凝集传质C

47、.溶解积淀D.扩散传质第页一级相变的典型特色为相变前后（B）和（E）发生突变。特别提示：考试舞弊者，不授与学士学位，情节严重者开除学籍。A.热容B.体积C.热膨胀系数D.吉布斯自由能E.熵（焓）F.压缩系数三.名词解说（每题2分，共20分）弗伦克尔缺点；2.非化学计量缺点；3.无规则网络学说；4网络变性体；5.烧结；一致消融合物；7.稳固扩散；8.马氏体相变；非均匀成核；10.二次再结晶弗伦克尔缺点正常地点原子（离子）受热激发，离开均衡地点进入周边空隙地点，在原位置上留下空位所形成的点缺点。非化学计量缺点-因为氛围等外界条件的影响，一些化合物的正、负离子构成偏离正常的化学计量而产生的缺点，称为

48、非化学计量缺点。无规网络学说以为玻璃体的构造与晶体结构近似，也是由氧（负）离子多面体以顶角相连的形式在三维空间形成网络；晶体构造网络是由多面体规律性的周期摆列而成，而玻璃体构造网络中多面体的摆列是拓扑无序的。4网络变性体:玻璃构造中，不可以够独自形成第页玻璃，但能够改变玻璃的某一构造的物质。5烧结：即经过成型后的固体粉末，在加热到低于熔点的温度下变为致密、坚硬的烧结体的过程；在此过程中因为固态分子（原子）的相互吸引，经过加热使粉末产生颗粒粘结，经过物质的迁徙使粉末体产生强度并致使致密化和再结晶的过程。6一致消融合物:熔融后，液相构成与固相组成同样的化合物。稳固扩散扩散质点浓度散布不随时间变化的

49、扩散。即dc/dx不随时间t变化马氏体相变：无扩散型相变，相变数度快，相变后习惯平面与原晶面间仍存在定向关系，无特定温度点的转变。非均匀成核：借助于表面、界面、器壁、位错等第一析出晶核的过程。10二次再结晶看法：当正常晶粒生长因为气孔等阻挡而停止时，在均匀基相中少量大晶粒在界面能作用下向周边小晶粒曲率中心推动，而使大晶粒成为二次再结晶的核心，晶粒快速长大。四综合题（14题每题5分，57题10分，共分）第页1玻璃的通性有哪些？答：各向同性；(1分)介稳性；(1分)由熔融态向玻璃态转变时凝结的渐变性和可逆性；(1.5分)由熔融态向玻璃态转变时，物理、化学性质随温度变化的连续性。(1.5分)写出杨德

50、尔模型重点及动力学关系式，为安在转变率高时出现误差？金斯特林格主要在杨德尔模型的基础上考虑了什么影响？答：(1)反响物是半径为R0的等径球粒；(1分)反响物A是扩散相，A成分包围B颗粒表面，且A、B和产物完整接触，反响自表面向中心进行；(1分)A在产物层浓度梯度呈线性，并且扩散截面必定。(1分)1杨德尔方程：FJ(G)1(1G)32KJt(1分)杨德尔方程在反响早期拥有很好的适应性，第页但杨氏模型中假定球形颗粒反响截面积一直不变，因此只合用反响早期转变率较低的状况。而金氏模型中考虑在反响进度中反响截面积随反应进度变化这一事实，因此金氏方程合用范围更广，能够合适反响初、中期。两个方程都只合用于稳

51、固扩散的状况。(1分)少许增添剂能促使烧结，其原由是什么？答：1)外加剂与烧结主体形成固溶体使主晶格畸变，缺点增添，有益构造基元挪动而促使烧结。(1分)2)外加剂与烧结主体形成液相，促使烧结。(1分)3)外加剂与烧结主体形成化合物，促使烧结。(1分)4)外加剂阻挡多晶转变，促使烧结。(1分)5)外加剂起扩大烧结范围的作用。(1分)烧结过程中，剖析晶界碰到夹杂物时会出现的状况，从致密化目的考虑，晶界应如何移动？如何控制？答：当温度较低，烧结早期，晶界上气孔许多，阻挡晶界挪动，晶界挪动速度为0；(1分)烧结中后期，温度高升，烧结驱动力增大，气孔渐渐减小，可负气孔和晶界挪动速度一致，此时第页负气孔保

52、持在晶界上，而晶界上原子摆列不规则，构造基元略微调整即可负气孔清除，系统能量降低从头达均衡。此时控制温度和保温时间即可实现VbVp，气孔快速清除，(1分)实现致密化烧结后期，若温度持续高升，晶界挪动速率呈指数增大，大于气孔挪动速率，使得晶界穿越气孔前移，将气孔包裹在晶体内，此时气孔难以清除，致密化程度差。(1分)烧结过程中应严格控制烧结温度制度，并增添晶界克制剂，防备晶界挪动过快。(2分)5从热力学和动力学角度对照不稳分解和均匀成核成长这两种相变过程，并说明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。答：不稳分解：在此地区内，液相会自觉分相，不需要战胜热力学势垒；无成

53、核-长大过程，分相所需时间极短，第二相构成随时间连续变化。在不稳分解分相区内，跟着温度的降低、时间的延伸，析出的第二相在母液中相互贯穿，形成蠕虫状构造。（3分）成核-生成：在此地区内，在热力学上，系统对渺小的构成起伏是亚稳的，形成新相需要做第页功，即存在成核势垒，新相形成好像结晶过程的成核-长大机理，分相所需时间长，分出的第二相构成不随时间变化。跟着温度的降低、时间的延伸，析出的第二相在母液中渐渐长大，形成孤立球状构造。3分）用TEM察看分相此后容貌，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；若两相形成相互交叉的蠕虫状，则为不稳分解相变过程。（2分）在玻璃工业中，利用玻璃分相

54、能够改良构造和玻璃性能，制备新式玻璃。比如经过硼硅酸盐玻璃分相制备微孔玻璃、高硅氧玻璃，经过分相促使锂铝硅微晶玻璃的核化和晶化，经过磷硅酸盐玻璃的分相制备乳浊玻璃等。（2分）设体积扩散与晶界扩散活化能间关系为Qgb=1/2Qv（Qgb、Qv分别为晶界扩散与体积扩散激活能），试画出lnD1/T曲线，并剖析在哪个温度范围内，晶界扩散超出体积扩散?解：分)DD0exp(QRT)或lnDlnD0QRT(3第页晶界扩散有体积扩散有欲使lnDgblnDgb0QgbRTlnDvlnDv0QvRTDgbDv即lnDgb0QgbRTlnDv0QvRT(图5分)又Qgb=1/2Q则Dgb0Qv0ln2RTDv0移

55、项得：Qv或TQgbT0Rln(D02Rln(D0v)0v)DgbDgbQvT0D02Rln(0v)令Dgb则当TD；当TT0时以体积扩散为主，即DvDgb。以下图。(2分)7在以下图的相图中达成下边各个问题。第页1）直接在给定图中区分副三角形；2）直接在给定图顶用箭头标出界限上温度降落的方向及界限的性质；3）判断化合物D和M的性质；4）写出各无变量点的性质及反响式；5）G点的析晶行程；答：第页1、见图；(2分)2、见图；(2分)3、D，一致熔融二元化合物，高温稳固、低温分解；M，不一致熔融三元化合物；(2分)4、E1，单转熔点，E2，低共熔点，E3，单转熔点，E4，过渡点，LACMLCBML

56、ABMLDAB(2分)5、LGB，LALA熔f=1B,B3LABLE2,A+E3,A消LB2M32消E(L(2分)第页无机资料物理化学试题6一填空题（每空1分，共20分）在Al2O3中增添了少许(xmol%)NiO生成黄宝石，经剖析以为是形成置换型固溶体，则固溶体分子式为。2.常用的相均衡研究方法有、和三种。一种玻璃的摩尔构成为24molNa2O，12molAl2O3，64molSiO2，其四个基本构造参数中R，非桥氧百分数为。4.固体质点扩散的推动力是，液固相变过程的推动力是，烧结过程的推动力是。少许增添物能促使烧结，其原由有四个：（1）；（2）；（3）；（4）。第页马氏体相变的特色有_、_

57、、_和_。依据三元系统相图上等温线散布的疏密能够判断液相面的陡势。等温线散布越密，说明液相面越，则温度变化时，液相量变化越。在CaOAl2O3SiO2系相图中，有低共熔点8个、双升点7个、鞍形点9个，按相均衡规律该系统最多可区分红分三角形。二、0.0选择题（每空2分，共20分）1、如有一个变价金属氧化物MO，在复原性氛围下形成缺氧型非化学计量化合物，金属正离子M和氧离子之比为M：O1.1：1，则其化学构成为。AMO0.91B.MOC.MO0.891.1D.MO1.1硅酸盐熔体中同时存在很多聚合程度不等的负离子团，其种类、大小和复杂程度随熔体的构成和温度而变。当温度不变时，熔体中碱性氧化物含量增

58、添，O/Si比值增大，这时熔体中。第页A.高聚体数目增加B.高聚体数目减少C.高聚体数目多于低聚物数目D.高聚体数目少于低聚物数目硅砖与高铝砖不可以砌筑在一同，其原由是。A.SiO的熔点比AlO的熔点低B.SiO中2232混入少许的Al232的熔点降低O会致使SiO二者形成的莫来石晶体的液相线比较平展D.莫来石的熔点太低，不可以用作耐火资料受固溶引入的杂质离子的电价和浓度等外界要素所控制的扩散是。A.本征扩散B.非本征扩散C.正扩散D.逆扩散从热力学看法议论玻璃分相，能够用把分相地区计算出来。A.过冷却-成核速率曲线B.过冷度-自由焓曲线C.温度-时间-转变曲线D.自由焓-构成曲线若把上述曲线

59、的和点相连第页能够分别获取亚稳分相区范围和不稳分相区范围。A.转变点B.最高点C.最低点D.G0的点E.切点F.拐点G.GT0的点(1lni)6.在扩散系数的热力学关系中，lnNi称为扩散系数的热力学因子。在非理想混淆系统中：当扩散系数的热力学因子0时，扩散结果使溶质（）；当扩散系数的热力学因子0时，扩散结果使溶质（）。A发生偏聚B.浓度不改变C.浓度趋于均匀D.发生析晶现象7.在烧结过程中只改变坯体中气孔的形状而不惹起坯体致密化的传质方式是（）。A.流动传质B.蒸发凝集传质C.溶解沉淀D.扩散传质三.名词解说（每题2分，共20分）1.非化学计量化合物；2.一致熔消融合物；第页3.无序扩散：4

60、.均匀成核；5.固相反响中的海德华定律；6.置换型固溶体；7.溶解积淀传质；8.一级相变；9.肖特基缺点；10.晶子学说。特别提示：考试舞弊者，不授与学士学位，情节严重者开除学籍。四判断题(正确打，错误打)(每题1分，共10分)非化学计量化合物的构成与配料时称量的精度相关。()临界冷却速度大，则意味着析晶困难，简单形成玻璃体。()浓度梯度是扩散的推动力，物质老是从高浓度处向低浓度处扩散。()液液相变的不稳分解过程不存在位垒()相变过程是个化学变化过程。()粉体颗粒直径越小，其所对应的溶解度和蒸汽压也越大。()扩散传质中压应力区空位浓度无应力区空位浓度张应力区空位浓度。()晶粒长大源于小晶体的相