2020—2021學年第1學期大二材料工程專業(yè)《無機材料》考試試卷(附答案)

1、無機材料考試試卷（a）卷（閉卷時間120分鐘）一、名詞解釋 點群、晶子假說、一致熔融化合物、觸變性、硼反?，F(xiàn)象二、簡答題1、試寫出少量mgo摻雜到ai2o3中和少量yf3摻雜到caf2中的缺陷 反應方程與對應的固溶式。2、說明熔體中聚合物形成過程？從結(jié)構(gòu)上來說明在si02熔體中隨著 na20加入量的不同，熔體粘度、形成玻璃能力如何變化，為什么？（6 分）3、試比較伊利石和蒙脫石的結(jié)構(gòu)特點。4、說明影響擴散的因素？5、完成下列缺陷反應式（10分）2feo >yf、處->6、在硅酸鹽晶體結(jié)構(gòu)中，si04四面體或孤立存在，或共頂連接，而不 共棱，更不共面，解釋之。三、計算題在kcl晶體中

2、摻入10 - 5mol%cacl,低溫時kc1中的k+離子擴散以非 本征擴散為主，試回答在多高溫度以上,k離子擴散以熱缺陷控制的本 征擴散為主？（kc1 的肖特基缺陷形成能 h=251 kj/mo 1,r=8. 314j/mo 1k）參考答案一、名詞解釋點群:又名對稱型，是指宏觀晶體中對稱要素的集合品子假說:蘇聯(lián)學者列別捷大提出品子假說，他認為玻璃是高分散品體（品子）的結(jié)合體,硅酸鹽 玻璃的晶子的化學性質(zhì)取決于玻璃的化學組成,玻璃的結(jié)構(gòu)特征為微不均勻性和近程有序 性。一致熔融化合物:是一種穩(wěn)定的化合物。它與正常的純物質(zhì)一樣具有固定的熔點,熔化時，所產(chǎn) 生的液相與化合物組成相同，故稱一致熔融化合

3、物。觸變性:是泥漿從稀釋流動狀態(tài)到稠化的凝聚狀態(tài)之間存在的介于兩者之間的中間狀態(tài)。即 泥漿靜止不動時似凝固體，一繹擾動或搖動，凝d的泥漿又重新獲得流動。如冉靜止又重新凝 固，可重復尢數(shù)次。硼反?，F(xiàn)象:硼酸鹽玻璃與相條件下的硅酸鹽玻璃相比，其性質(zhì)隨r?；騬。加入量的變化 規(guī)律相反，這種現(xiàn)象稱硼反?，F(xiàn)象。二、簡答題1、少量mgo摻雜到a12o3中缺陷反應方程及固溶式為既+片+2劣,新2-x也皿“少量yf3摻雜到caf2中缺陷反應方程及固溶式如下：涉3+ f； + 2f； , ca#fw2、熔體中聚合物形成分三個階段。初期:主要是石英顆粒的分化;中期:縮聚并伴隨變形;后期: 在一定時間和一定溫度下，

4、聚合和解聚達到平衡。在sio2熔體中隨著na20加入量的增加，分化的不斷進行，熔體中高聚合度的聚合物的含量不斷減少，低聚合度的聚合物的含量不斷增加,導致熔體粘度降低、形成玻璃能力下降。3、伊利石和蒙脫石是2:1型結(jié)構(gòu)（1分），其結(jié)構(gòu)皆屬于單斜晶系;都存在同晶取代，蒙脫石同晶 取代主要發(fā)生在八面體層中（1分），而伊利石是發(fā)生在硅氧面體層中（1分）;蒙脫石的電荷不平 衡由進入層間的水化陽離子補償,這種水化陽離子在層間無固定位置，結(jié)合力弱，容易被交換 出來（2分）:伊利石的電荷不平衡由進入層間的k+離子補償,k+離子有固定位置和配位數(shù)，結(jié)合 較牢固（2分），因此蒙脫石的陽離子交換能力比伊利石強，蒙脫

5、石結(jié)構(gòu)中有層間水，并有膨脹性，而伊利石沒 有（1分）。4、（1）化學鍵:共價鍵方向性限制不利間隙擴散，空位擴散為主。金屬鍵離子鍵以空位擴散為主,間隙離子較小時以間隙擴散為主。（2分）（2）缺陷:缺陷部位會成為質(zhì)點擴散的快速通道，有利擴散。（2分）溫度:d=doexp（-q/rt）q不變,溫度升高擴散系數(shù)增大有利擴散。q越大溫度變化對擴散系 數(shù)越敏感。（2分）（4）雜質(zhì):雜質(zhì)與介質(zhì)形成化合物降低擴散速度;雜質(zhì)與窄位締合有利擴散;雜質(zhì)含量大本征擴散和非本征擴散的溫度轉(zhuǎn)折點升高。（2分）（2分）擴散物質(zhì)的性質(zhì)和擴散介質(zhì)的結(jié)構(gòu):擴散質(zhì)點和介質(zhì)的性質(zhì)差異大利于擴散。5、完成下列缺陷反應式（10分）2feo - >2fefe +；+ 2（）o3feo->2fef（, + fel+3oo（5分）（5分）6、在硅酸鹽品體結(jié)構(gòu)中,sio4四面體中的si，*；是高電價低配位的陽離子，以共棱、共面方式存在時，兩個中心陽離子心）間距離較近、排斥力較大，所以不穩(wěn)定，而孤立存在，或共頂連接。 （6分）三、計算題解:在kci晶體中摻入10mol%caci,缺陷方程為：cacl2 一皿心k + 弓 + 2c7&則摻雜引起的空位濃度jvm=io-7（