無機非金屬材料科學(xué)基礎(chǔ)習(xí)題

1、實用標(biāo)準(zhǔn)第一章【習(xí)題】1.1 名詞解釋：等同點、結(jié)點、空間點陣、晶體、對稱、對稱型、晶系、晶類、布拉菲格子、晶胞、晶胞參數(shù)、晶體定向、晶面指數(shù)、晶向指數(shù)、晶帶軸定律1.2 略述從一個晶體結(jié)構(gòu)中抽取點陣的意義和方法？空間點陣與晶體結(jié)構(gòu)有何對應(yīng)關(guān)系？1.3 什么叫對稱性？晶體的對稱性有何特點，為什么？1.4 晶體中有哪些對稱要素，用國際符號表示。1.5 試找出正四面體、正八面體和立方體中的所有對稱元素，并確定其所屬點群、晶系。1.6 根據(jù)什么將14種布拉維點陣分成七個晶系？各晶系特點如何？為什么14種布拉維點陣中有正交底心而無四方底心和立方底心點陣型式？以圖說明。說明七個晶系的對稱特點及晶體幾何常

2、數(shù)的關(guān)系。1.7 什么叫單位平行六面體(或單位)？在三維點陣中選取單位平行六面體應(yīng)遵循哪些原則？為什么？1.8 a，bwc, a =0 =中條9琳屬于什么晶系？a，b，c,鞘晶體190。么晶系？能否據(jù)此確定這二種晶體的布拉維點陣？1.9 一個四方晶系晶體的晶面，其上的截距分別為3a、4 a, 6c,求該晶面的晶面指數(shù)。1.10 四方晶系晶體a=b, c= 1/2a。一晶面在X、Y、Z軸上的截距分別為2a, 3b和6c。給出該晶面的密 勒指數(shù)。1.11 某一晶面在x、v、z三個坐標(biāo)軸上的截距分別為1a, 0b,3c求該晶面符號。1.12 在正交簡單點陣、底心點陣、體心點陣、面心點陣中分別標(biāo)出(1

3、10)、(011)、(101)三組晶面，并指出每個晶面上的結(jié)點數(shù)。1.13 在立方晶系中畫出下列晶面：a) (001) ; b) (110) ; c) ( 111)。在所畫的晶面上分別標(biāo)明下列晶向：a) 210 ; b) 111 ; c) 101。1.14 試說明在等軸晶系中，(111)、( 111)、( 222)、( 110)與(111)面之間的幾何關(guān)系。1.15 在立方晶系晶胞中畫出下列晶面指數(shù)和晶向指數(shù)：(001)與2彳0, (111)與11 2 , (1彳0)與111,( 3 2 2)與236, (257)與11彳,(123)與1 2 1, (102), (112 ), (2 13),

4、 110, 111, 12 0, 3 21。1.16 試解釋又力型4/m及32/m所表示的意義是什么。1.17 試用點的坐標(biāo)表示金剛石的結(jié)構(gòu)，指出結(jié)構(gòu)類型，所屬晶系，并找出金剛石結(jié)構(gòu)中的4次螺旋軸和平移量。1.18 試說明空間群符號 P42/mnm所表達(dá)的意義。1.19 石墨分子為一個個等六邊形并置的無限伸展的層形結(jié)構(gòu)，碳原子處于每個六邊形的角頂。請畫出它的平面結(jié)構(gòu)圖，并從這樣的平面結(jié)構(gòu)中取出晶胞。若已知結(jié)構(gòu)中相鄰碳原子間距離0.142nm,請指出晶胞中基本向量a、b的長度和它們之間的夾角。每個晶胞中含幾個碳原子？包括幾個CC化學(xué)鍵？寫出晶胞中每個碳原子的坐標(biāo)。文檔大全實用標(biāo)準(zhǔn)第二章 【習(xí) 題

5、】2.1 名詞解釋：晶格能，離子半徑，配位數(shù)與配位體，離子極化，同質(zhì)多晶與多晶轉(zhuǎn)變，位移性轉(zhuǎn)變與重 建性轉(zhuǎn)變，晶體場理論與配位場理論。2.2 依據(jù)結(jié)合力的本質(zhì)不同，晶體中的鍵合作用分為哪幾類？其特點是什么？2.3 以 NaCl 晶胞為例，試說明面心立方堆積中的八面體和四面體空隙的位置和數(shù)量。2.4 半徑為R的球，相互接觸排列成體心立方結(jié)構(gòu)，試計算能填入其空隙中的最大小球半徑r。體心立方結(jié)構(gòu)晶胞中最大的空隙的坐標(biāo)為（0， 1/2， 1/4）。2.5 根據(jù)半徑比關(guān)系，說明下列離子與O2-配位時的配位數(shù)各是多少？已知ro2-=0.132nm , rsi4+=0.039nm ,rK+=0.131nm，

6、 rAl3+=0.057nm， rMg2+=0.078nm。2.6 試證明等徑球體六方緊密堆積的六方晶胞的軸比c/a 1.6332.7 計算面心立方、密排六方晶胞中的原子數(shù)、配位數(shù)、堆積系數(shù)。2.8 根據(jù)最密堆積原理，空間利用率越高，結(jié)構(gòu)越穩(wěn)定，金剛石的空間利用率很低（只有34.01%），為什么它也很穩(wěn)定？2.9 證明等徑圓球六方最密堆積的空隙率為25.9%。2.10 試根據(jù)原子半徑R 計算面心立方晶胞、六方晶胞、體心立方晶胞的體積。2.11 面排列密度的定義為：在平面上球體所占的面積分?jǐn)?shù)。畫出Mgo（ NaCl 型） 晶體 （ 111） 、 （ 110）和（100）晶面上的原子排布圖；計算這

7、三個晶面的面排列密度。2.12 設(shè)原子半徑為R,試計算體心立方堆積結(jié)構(gòu)的（100）、（110） （111）面的面排列密度和晶面族 的面間距。2.13 MgO晶體結(jié)構(gòu)，Mg 2+半徑為0.072nm, O2-半徑為0.140nm,計算MgO晶體中離子堆積系數(shù)（球狀離子所占據(jù)晶胞的體積分?jǐn)?shù)）；計算Mgo 的密度。并說明為什么其體積分?jǐn)?shù)小于74.05%？2.14 ThO2具有CaF2結(jié)構(gòu)。Th4+離子半徑為0.100nm, O2離子半徑為0.140nm。（a）實際結(jié)構(gòu)中的 Th4+ 的配位數(shù)與預(yù)計配位數(shù)是否一致？ （b）結(jié)構(gòu)滿足鮑林規(guī)則否？2.15 氟化鋰（LiF ）為NaCl型結(jié)構(gòu)，測得其密度為2

8、.6g/cm3,根據(jù)此數(shù)據(jù)計算晶胞參數(shù)，并將此值與你從 離子半徑得到的數(shù)值進行比較。2.16 有效離子半徑可以通過晶體結(jié)構(gòu)測定算出。在下面NaCl 型結(jié)構(gòu)晶體中，測得MgS 和 MnS 的晶胞參數(shù)均為a=0.520nm （在這兩種結(jié)構(gòu)中，陰離子是相互接觸的）。若CaS（a=0.567nm）、CaO（a=0.480nm）和 MgO（a=0.420nm） 為一般陽離子-陰離子接觸，試求這些晶體中各離子的半徑。2.17 Li2O的結(jié)構(gòu)是O2-作面心立方堆積，Li+占據(jù)所有四面體間隙位置，氧離子半徑為 0.132nm。求：（1） 計算負(fù)離子彼此接觸式，四面體空隙所能容納的最大陽離子半徑，并與書末附表

9、Li+半徑比較，說明 此時O2-能否互相接觸；（2）根據(jù)離子半徑數(shù)據(jù)求晶胞參數(shù)：（3）求Li2。的密度文檔大全第三章 【習(xí) 題】3.1 名詞解釋：螢石型和反螢石型；類質(zhì)同晶和同質(zhì)多晶；二八面體型與三八面體型；同晶取代與陽離子交換；尖晶石與反尖晶石。3.2 在氧離子面心立方密堆積結(jié)構(gòu)中，對于獲得穩(wěn)定結(jié)構(gòu)各需何種價離子，并對每一種堆積方式舉一晶體實例說明之。其中：a.所有八面體間隙位置均填滿；b.所有四面體間隙彳i置均填滿；c.填滿一半八面體間隙位置；d.填滿一半四面體間隙位置。3.3 試解釋：（a） MgAl2O4晶體結(jié)構(gòu)中，按r+/r-與CN關(guān)系，Mg2+、Al3+都填充八面體空隙，但在該結(jié)構(gòu)

10、 中Mg2+進入四面體空隙，Al3+填充八面體空隙；（b）而在MgFezd結(jié)構(gòu)中，Mg2+填充八面體空隙，而 一半Fe3+填充四面體空隙；（c）綠寶石和透輝石中 Si:O都為1:3,前者為環(huán)狀結(jié)構(gòu)，后者為鏈狀結(jié)構(gòu)。3.4 CaF2的晶胞參數(shù)為0.547nm。（1）根據(jù)CaF2晶胞立體圖畫出在 CaF2晶胞在（001）面上的投影圖；（ 2）畫出CaF2（ 110）面上的離子排列簡圖；（3）正負(fù)離子半徑之和為多少？3.5 在螢石晶體中Ca2+半徑為0.112nm, F半徑為0.131nm,求螢石晶體的堆積密度？螢石晶體a= 0.547nm ,求螢石的密度。3.6 Li2O晶體，Li+的半徑為0.0

11、74nm , O2-的半徑為0.140nm,其密度為1.646g/cm3,求晶月常數(shù)a；晶胞中 Li 2O 的分子數(shù)。3.7 尖晶石和反尖晶石區(qū)別是什么？為什么在反尖晶石結(jié)構(gòu)中許多過渡金屬離子填充規(guī)律并不完全按離子半徑比？3.8 金紅石結(jié)構(gòu)中42螺旋軸為什么不在晶胞中心面在四邊的中心？3.9 氯化鈉、立方硫化鋅（ZnS）、金剛石都是二套立方面心格子，交迭在一起為什么空間群有差別，是分析這些差別引起的原因？3.10 同為堿土金屬陽離子 Be2+、Mg2+、Ca2+,其鹵化物BeF?和SiO2結(jié)構(gòu)同，MgF2與TiO2（金紅石型）結(jié) 構(gòu)同，CaF2則有螢石型結(jié)構(gòu)，分析其原因。3.11 金剛石結(jié)構(gòu)中

12、C 原子按面心立方排列，為什么其堆積系數(shù)僅為34%？3.12 敘述硅酸鹽晶體結(jié)構(gòu)分類原則及各種類型的特點，并舉一例說明之。3.13 堇青石與綠寶石有相同結(jié)構(gòu)，分析其有顯著的離子電導(dǎo)，較小的熱膨脹系數(shù)的原因。3.14 在透輝石CaMgSi2O6晶體結(jié)構(gòu)中，O2-與陽離子Ca2+、Mg2+、Si4+配位型式有哪幾種，符合鮑林靜電價規(guī)則嗎？為什么？3.15 -曲英中哪些方位有二次軸？指出具體位置？其壓電性能為什么與方向有關(guān)？3.16 綠寶石和透輝石中Si： O 都是 1： 3，為什么一個是環(huán)狀結(jié)構(gòu)，一個為鏈狀結(jié)構(gòu)？3.17 參閱教材中鎂橄欖石結(jié)構(gòu)圖，結(jié)合網(wǎng)頁上的模型，討論下列問題：（1 ）結(jié)構(gòu)中有幾

13、種配位多面體，分析各種配位多面體之間的連接方式；（2）計算鎂橄欖石MgaSiO4晶胞的 分子”數(shù)”；（3）計算MgaSiO勾 晶胞中的八面體和四面體空隙數(shù)以及 Mg 2+和Si4+所占四面體和八面體空隙的分?jǐn)?shù)是多少？（4）計算圖中左下方標(biāo)高位75的O2-的電價是否飽和？ （ 5）寫出與標(biāo)高為0和100的Mg2+相配位的O2-的標(biāo)高。3.17 下列硅酸鹽礦結(jié)構(gòu)各屬何種結(jié)構(gòu)類型，有Al 3+離子的要說明其在結(jié)構(gòu)中所處的位置？CaMgSi2O6Ca2AlAlSiO7 MgSi4O10（OH）2KAl Si3O8 Mg2SiO43.18 以綠寶石結(jié)構(gòu)為例說明鮑林五規(guī)則？3.19 試畫出葉臘石、滑石及蒙

14、脫石結(jié)構(gòu)草圖，指出它們的區(qū)別。3.20 要求某一工程師鑒定從一種玻璃熔體結(jié)晶出來的某些片狀晶體，X 射線衍射圖指出它們是單相的（只有一種晶體結(jié)構(gòu)），但化學(xué)分析表明它具有復(fù)雜的化學(xué)式KF?AlF2?BaO?MgO?A2O3?5MgSiO4。若請你當(dāng)顧問，你能告訴他這是白云母（鉀云母）、滑石或葉臘石有關(guān)的晶體嗎？指出這個晶體是在滑石或葉臘石中進行了何種置換而形成的？3.21 對下列現(xiàn)象給以解釋：（a）在層狀硅酸鹽結(jié)構(gòu)中，有一層八面體配位的Al和一層四面體配位的Si。在這些結(jié)構(gòu)中Al經(jīng)常取代Si,但Si不會取代慶1（$產(chǎn)、慶13+和02-的離子半徑分別為 0.041,0.050,和0.140nm）;

15、（ b ）許多氧化物是以陰離子的立方堆積為基礎(chǔ)的，而較少以六方密堆為基礎(chǔ)，盡管兩者排列的密度相等；(c)硅酸鹽結(jié)構(gòu)由SiO4四面體共頂連接成鏈狀、環(huán)狀、層狀等結(jié)構(gòu)。在磷酸鹽PO43-和硫酸鹽SO42-中也有相似的四面體，但常常是孤島狀結(jié)構(gòu)，不過 AlPO4卻具有與石英SiO2類似的結(jié)構(gòu)；(d)堿土金屬氧 化物 MgO、 SrO、 BaO 均為 NaCl 型結(jié)構(gòu)，這些化合物的硬度及熔點是按上述次序降低的。3.22 (a)計算三角配位時正負(fù)離子半徑比的下限；( b)對B3+ (r=0.020nm ) , O2-(r=0.i40nm),試預(yù)言其 配位數(shù)；(c)通常實驗觀察的是三角配位，試作出解釋。3

16、.23 說明下列晶體：CsCk NaCl、立方 ZnS、六方 ZnS、CaF2 TiO2、a-Al2O3、MgAl 2O4、Mg2SiO4所屬 晶系，正負(fù)離子堆積情況，配位數(shù)和配位多面體的類型，連接方式，并指出各靜電鍵強度。3.24 化學(xué)手冊中給出NH4Cl 的密度為1.5g/cm3， X 射線數(shù)據(jù)說明NH4Cl 有兩種晶體結(jié)構(gòu)，一種為NaCl 型結(jié)構(gòu)，a=0.726nm；另一種為 CsCl結(jié)構(gòu)，a=0.387nm。上述密度值是哪一種晶型的？ ( NH4+離子作為一個 單元占據(jù)晶體點陣。)3.25 MnS 有三種多晶體，其中兩種為NaCl 型結(jié)構(gòu)，一種為立方ZnS 型，當(dāng)有結(jié)構(gòu)立方ZnS 轉(zhuǎn)變

17、為 NaCl型結(jié)構(gòu)時，體積變化的百分?jǐn)?shù)是多少？已知CN=6 時， rMn2+=0.08nm， rS2-=0.184nm； CN=4 時，rMn2+=0.073nm，rS2-=0.167nm。實用標(biāo)準(zhǔn)文檔大全第四章4.1. 名詞解釋：弗倫克爾缺陷與肖特基缺陷；固溶體；非化學(xué)計量化合物；刃型 位錯和螺型位錯；伯氏矢量；位錯滑移。4.2. 試述晶體結(jié)構(gòu)中點缺陷的類型。以通用的表示法寫出晶體中各種點缺陷的表 示符號CaCl2中Ca2+置換KCl中K+或進入到KCl間隙中去的兩種點缺陷反應(yīng)表 示式。4.3. 在缺陷反應(yīng)方程式中，所謂位置平衡、電中性、質(zhì)量平衡是指什么？4.4. 對某晶體的缺陷測定生成能為

18、 84kJ/mo1,計算該晶體在1000K和1500K時 的缺陷濃度。4.5. 若已知在NaCl晶體中形成一對正負(fù)離子空位的形成能 Es=2.54eV,試計算 當(dāng)溫度為296K時的肖特基缺陷濃度？4.6. 試寫出在下列兩種情況，生成什么缺陷？缺陷濃度是多少？在 A12O3中, 添加摩爾分?jǐn)?shù)為0.01%的Cr2O3,生成淡紅寶石。在 AI2O3中，添加摩爾分?jǐn)?shù) 為0.5%的NiO,生成黃寶石。4.7. (a)在CaF2晶體中，弗倫克爾缺陷形成能為 2.8eV,肖特基缺陷的生成能 為5.5eV,計算在25和16009時熱缺陷的濃度？ (b)如果 CaF2晶體中，含 有百萬分之一的YF3雜質(zhì)，則在1

19、600c時CaF2晶體中是熱缺陷占優(yōu)勢還是雜質(zhì) 缺陷占優(yōu)勢？說明原因。4.8. 寫出下列缺陷反應(yīng)式：(1) NaCl溶于CaCl中形成空位型固溶體；(2) CaCl溶于NaCl中形成空位型 固溶體；(3) NaCl形成肖特基缺陷；(4) AgI形成弗倫科爾缺陷(Ag+進入間隙)。4.9. 查出MgO、CaO、Al 2。3和TiO 2四種氧化物的正離子半徑，電負(fù)性及晶體 結(jié)構(gòu)類型。(a)按離子大小、電子價、結(jié)構(gòu)類型等因素預(yù)計下列各個二元系統(tǒng)，生成固溶體還是化合物。MgO-CaO; MgO-TiO2； MgO-Al 2O3; CaO-Al2O3； CaO-TiO2；Al 2O3-TiO2。(b)查

20、閱二元相圖，校核預(yù)計結(jié)果的正確性。4.10. 試寫出下列缺陷方程：(a) TiO2-A203T ；(b) CaO-ThO2T ； (c) YO3 - MOT(d)A2O3ZrO24.11. 試寫出少量MgO摻雜到Al2O3中，少量YF3摻雜到CaF2中的缺陷方程。 判斷方程的合理性。寫出每一方程對應(yīng)的固溶式。4.12. ZnO是六方晶系，a=0.3242nm, b = 0.5195nm,每個晶胞中含兩個 ZnO分 子，測得晶體密度分別為5.74g/cm3、5.606g/cm3,求這兩種情況下各產(chǎn)生什么形 式的固溶體？4.13. 對于MgO、CaO、Al2O3和Cr2O3,其正、負(fù)離子半徑比分別

21、為 0.47、0.36 和0.40。Al2O3和Cr2O3形成連續(xù)固溶體。這個結(jié)果可能嗎？為什么？試預(yù)計，在MgO-Cr2O3系統(tǒng)中的固溶度是有限還是很大？為什么？4.14. A12O3在MgO中將形成有限固溶體，在低共熔溫度 1995c時，約有質(zhì)量分 數(shù)為18%Al2O3溶入MgO中，MgO單位晶胞尺寸減小。試預(yù)計下列情況下密度 的變化。A13+為間隙離子；A13+為置換離子。4.15. 用0.2molYF3加入CaF2中形成固溶體，實驗測得固溶體的晶胞參數(shù)a =0.55nm,測得固溶體密度 吁3.64g/cm3,試計算說明固溶體的類型（元素的相對 原子質(zhì)量：M（Y）=88.90； M（Ca

22、）=40.08； M（F）=19.00）。4.16. 對磁硫鐵礦進行化學(xué)分析，按分析數(shù)據(jù)的Fe/S計算，得出兩種可能的成分： Fei-xS和FeSi-x,前者意味著Fe是空位的缺陷結(jié)構(gòu)，后者Fe是被置換。設(shè)計一 種試驗方法以確定該礦物究竟屬于哪一類成分。4.17. YF3添加到CaF2中形成的固溶體，經(jīng)X射線衍射，被證實是屬于負(fù)離填式 缺陷模型。請計算當(dāng)含有10%的YF3時，該固溶體的密度是多少？4.18. 在面心立方空間點陣中，面心位置的原子數(shù)比立方體頂角位置的原子數(shù)多三倍。原子B 溶入 A 晶格的面心位置中，形成置換固溶體，其成分應(yīng)該是A3B還是A2B?為什么？4.19. CeQ為螢石結(jié)構(gòu)

23、，其中加入15% （摩爾分?jǐn)?shù)）CaO形成固溶體，測得固溶 體密度d=7.01g/cm3。晶胞參數(shù)a=0.5417nm,試通過計算判斷生成的是哪一種類 型固溶體，已知原子量Ce=140.2， Ca=40.08， O=16.0。4.20. 非化學(xué)計量缺陷的濃度與周圍氣氛的性質(zhì)、壓力大小相關(guān)，如果增大周圍氧氣的分壓，非化學(xué)計量化合物Fe1-xO 及 Zn1-xO 的密度將發(fā)生怎樣變化？增大還是減少，為什么？4.21. 非化學(xué)計量化臺物FexO中，F(xiàn)e3+/Fe2+ = 0.1（離子數(shù)比），求FexO中的空位 濃度及x值。4.22.非化學(xué)計量氧化物Ti2-xO的制備強烈依賴于氧分壓和溫度。試列出其缺陷

24、反應(yīng)式；求其缺陷濃度表達(dá)式。4.23. 某種 NiO 是非化學(xué)計量的，如果 NiO 中 Ni3+/Ni2+=10-4， 問每立方米中有多少載流子？4.24. 在大多數(shù)簡單氧化物中觀察到位錯，而且事實上難于制備位錯密度小于104cm-2的晶體。在比較復(fù)雜的氧化物中，如石榴石（如鈕鋁石榴石Y3Al5O12、Gd3Ga5O12）卻易于制成無位錯的單晶，為什么？4.25. 晶格常數(shù)等于0.361nm的面心立方晶體，計算2的對稱傾斜晶界中的位錯 間距。實用標(biāo)準(zhǔn)第五章【習(xí)題】5.1 試用實驗方法鑒別晶體 SiO2、SQ2玻璃、硅膠和SiO2熔體。它們的結(jié)構(gòu)有什么不同？5.2 簡述玻璃的通性。5.3 簡述哪

25、些物質(zhì)可以形成非晶態(tài)固體，形成非晶態(tài)固體的手段有哪些？5.4 簡述晶子學(xué)說與無規(guī)則網(wǎng)絡(luò)學(xué)說的主要觀點，并比較兩種學(xué)說在解釋玻璃結(jié)構(gòu)上的相同點和不同點。5.5 在玻璃性質(zhì)隨溫度變化的曲線上有兩個特征溫度Tg和Tf,試說明這兩個特征溫度的含義，及其相對應(yīng)的黏度。5.6 一種熔體在1300OC時的粘度是 310Pa?s在8000c時是107Pa?聒1050OC時其粘度為什么？在此溫度 下急冷能否形成玻璃？5.7 在SiO2中應(yīng)加入多少Na?。，使玻璃的O/Si=2.5 ,此時析晶能力是增強還是削弱？5.8 網(wǎng)絡(luò)變性體（如Na2O）加到石英玻璃中，使氧硅比增加，實驗觀察到O/Si =2-3.0時，即達(dá)

26、到形成玻璃的極限，O/Si3時，則不能形成玻璃，為什么？5.9 試計算下列玻璃的結(jié)構(gòu)參數(shù)：Na2O -SiO2，NazOCaOW 2O3 2SQ2，N為OJ/BAl 2O3 2SiO25.10 玻璃的組成為13Na2O-13CaO-74SiO2 （質(zhì)量分?jǐn)?shù)），計算結(jié)構(gòu)參數(shù)和非橋氧的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。5.11 有一組二元硅酸鹽熔體，其 R值變化為：2、2.5、3、3.5、4。寫出熔體一系列性質(zhì)的變化規(guī)律： 游離堿含量的變化；氧硅摩爾比的變化；低聚物數(shù)量；熔體黏度；形成玻璃的能力；析晶能力。5.12 從以下兩種釉式中，你能否判斷兩者的熔融溫度、黏度、表面張力上的差別？說明理由。0.2 K2O（1） .2

27、Na2O 10.1小卬長度是其厚度的10 倍。試求黏土顆粒平均距離在引力范圍2nm 時，黏土體積濃度？6.37 若粘土顆粒尺寸為1仙處0.10.01以卬每個顆粒的吸附層厚度為100?,試求粘土顆粒在懸浮液中最大的體積分?jǐn)?shù)是多少？（假定粘土視作為立方體）6.38 一個均勻的懸浮液，黏土濃度為30%（體積分?jǐn)?shù)），薄片狀黏土顆粒尺寸是平均直徑0.1仙叫厚度為0.01仙叫求顆粒間平均距離是多少個？6.39 加入稀釋劑影響泥漿流動性和穩(wěn)定性的機制是什么？6.40 說明泥漿可塑性產(chǎn)生的原因，并分析影響泥漿可塑性的因素。6.41 常見的流動類型有哪幾種，各有何特點？6.42 高嶺薄片的平均直徑為0.9仙叫厚

28、度為0.1仙山在其板面上吸附層厚度為 30?， 在邊面上是200?。 試求由于吸附面使顆粒增加的有效體積百分?jǐn)?shù)是多少？6.43 粘土薄片平均直徑為0.5um,厚度是100?。在100c下干燥，僅能除去所 有在顆粒間與氣孔中的水分，尚留下吸附水。如果再加熱至200，每100g 再干燥的粘土蒸發(fā)出2.4g吸附水。試求每個吸附的水分子有多少 ？2?6.44 試說明粘土的細(xì)度、有機質(zhì)含量、結(jié)晶良好程度對粘土c.e.c值的影響。第七章7.1 計算氧化鋁A12O3在下述各個溫度的熱力學(xué)勢函數(shù) 6T的值：298K, 400K, 600K, 800K, 1000K, 1200K, 1400K, 1600K。7

29、.2 已知氣態(tài)的H2O的生成熱AH298 =242.6kJ/mol ,絕對嫡S098 =188.4J/K mol。計算H2O （氣）的生成自由能 黑。（已知H2的S098 =31.21J/K mol , O2 的 S098 =205.16J/K mol）7.3 硅酸鹽的生成熱、溶解熱、熔化熱、晶型轉(zhuǎn)變熱、水化熱對耐火材料有什么 意義？7.4 分別應(yīng)用熱力學(xué)經(jīng)典法和熱力學(xué)勢函數(shù) T法，求算菱鎂礦（MgCO3）的理論分解溫度。并比較兩種方法計算的準(zhǔn)確性及各自的優(yōu)點。7.5 已知物質(zhì)相對熱函的計算式H； -H 298 二 aT bT2 cTd石英（SiO2）的兩種變體的有關(guān)系數(shù)值為abcd溫度范圍為

30、 SiO243.9219.39 10-39.67 o-SiO258.95-35.02 100-186118471666K已知低溫型變體,石英的生成熱AH298 =911.5kJ/mol。求高溫型變體 g石英的生成熱。7.6 按熱力學(xué)計算Ca（OH）2的脫水溫度時多少？實測的脫水溫度為 823K,計算 值與實測值的誤差是多少？7.7 石英玻璃反玻璃化過程有以下反應(yīng)（1） SiO2 （玻璃）-SiO2 （石英）（2） SiO2 （玻璃）-SiO2 （方石英）（3） SiO2 （玻璃）-SiO2 （鱗石英）計算各反應(yīng)的AG；在2981000K區(qū)間內(nèi)的變化值，并作AG；

31、-T系統(tǒng)圖，從熱力學(xué)的觀點分析石英玻璃反玻璃化反應(yīng)。石英玻璃反玻璃化的最初生成物事實上 是方石英，這與熱力學(xué)計算結(jié)果事都矛盾，為什么？7.8 由氧化鋁粉與石英粉，以 Al 2O3:SiO2 = 3:2配比混合成原始料來合成莫來石3Al2O3 2SiO2,應(yīng)在固相反應(yīng)形式下進行，應(yīng)將系統(tǒng)加溫到多少合適？7.9 碳酸鈣的加熱分解：CaCO3- CaO+CO2。試用熱力學(xué)勢函數(shù)法求分解反應(yīng)的也與及分解溫度？7.10 試用熱力學(xué)的方法從理論上分析 LiCO3的分解溫度？7.11 氮化硅粉可用于制造性能極好的氮化硅陶瓷，由硅粉與氮氣在1623K劇烈反應(yīng)而生成氮化硅粉，試計算硅粉氮化時的熱效應(yīng)？7.12

32、計算固體SiC在2000K下是否具有顯著的揮發(fā)？齒C在2000K時，可能出現(xiàn)如下四種情況:牙c陋)您” clX)竽c(ja) =就(4)中仃佃)竽。佃)=您(液)-c(液)7.13 SiC是高溫導(dǎo)體、金屬陶瓷、磨料等不可缺少的原料，以硅石和焦碳為原料制備碳化硅，反應(yīng)方程：“+3dC 2C0 o試川國-5 - W的方法計算A3及平衡常數(shù)，從理論上分析該反應(yīng)在什么溫度下才能進行？7.14 丫 A12O3轉(zhuǎn)變?yōu)?- A12O3的多晶轉(zhuǎn)變溫度為1273K,試計算 次AI2O3和午 AI2O3在轉(zhuǎn)變點(1273K)的t俏，并分析計算結(jié)果說明什么？7.15 白云石(CaMgCO32)分解反應(yīng)有下述四種可能

33、：(1) (Ca, Mg) (CO3) =CaO+MgO+2CO2(2) (Ca, Mg) (CO3) = MgO+ CO2+ CaCO3(3) (Ca, Mg) (CO3) = CaO+ CO2+MgCO3(4) (Ca, Mg) (CO3) = MgCO3+ CaCO3根據(jù)熱力學(xué)數(shù)據(jù)(或熱化學(xué)數(shù)據(jù))，計算在 25800c溫度區(qū)間內(nèi)的上述四種反 應(yīng)的自由能的變化，以此分析四種可能發(fā)生的反應(yīng)中，實際發(fā)生分解過程的是哪 個反應(yīng)？文檔大全第八章8.1 從SiO2的多品轉(zhuǎn)變現(xiàn)象說明硅酸鹽制品中為什么經(jīng)常出現(xiàn)介穩(wěn)態(tài)晶相。8.2 SiO2具有很高的熔點，硅酸鹽玻璃的熔制溫度也很高?，F(xiàn)要選擇一種氧化 物與

34、SiO2在800c的低溫下形成均一的二元氧化物玻璃。請問，選何種氧化物？加入量是多少？8.3 具有不一致熔融二元化合物的二元相圖如圖1012(c)在低共熔點量發(fā)生 如下析晶過程：L= A十C,已知E點的B含量為20%,化合物C的B含量 為64%。今有Ci, C2兩種配料，已知Ci中B含量是C2中B含量的1.5倍，且 在高溫熔融冷卻析晶時，從該兩配料中析出的初相(即達(dá)到低共熔溫度前析出的第一種晶體)含量相等。請計算C1, C2的組成。8.4已知A、B兩組分構(gòu)成具有低共熔點的有限固溶體二元相圖如圖10 12(i)0試根據(jù)下列實驗數(shù)據(jù)繪制 相圖的大致形狀。A的熔點為1000C , B的熔點為700C

35、o含B為0.25mo1的試樣在500c完全凝固,其中含0.733mo1初相。和0. 267mo1+P)共生體。含B為0.5mo1的試樣在同一溫度下完全凝固，其中含0.4mo1初相a和0.6mo1(a +P)共生體，而a相總量占晶相總量的50%。實驗數(shù)據(jù)均在達(dá)到平衡狀態(tài)時測定。8.5 在三元系統(tǒng)的濃度三角形上面出下列配料的組成點，并注意其變化規(guī)律。 C(A)=10%, C(B)=70%, C(C) = 20%;(質(zhì)量分?jǐn)?shù)，下同) C(A)=10% , C(B)=20%, C(C) = 70%;C(A) = 70% , C(B)=20%, C(C) = 10%。今有配料3kg,配料2kg,配料5k

36、g,若將此三配料混合加熱至完全熔融， 試根據(jù)杠桿規(guī)則用作圖法求熔體的組成。8.6 圖8-43(e)是具有雙降升點的生成一個不一致熔融三元化合物的三元相因。 請分析1、2、3點的析晶路程的各自特點，并在圖中用陰影標(biāo)出析品時可能發(fā)生 穿相區(qū)的組成范圍。組成點n在SC連線上，請分析它的析晶路程。8.7 在圖1中，劃分副三角形；用箭頭標(biāo)出界線上溫度下降的方向及界線的性質(zhì)；判斷化合物S的性質(zhì)；寫出各無變量點的性質(zhì)及反應(yīng)式；分析 M點的析晶 路程，寫出剛到達(dá)析晶終點時各晶相的含量。8.8 分析相圖(如圖2)中點1、2熔體的析晶路程(注：S、1、E1在一條直線上)8.9 在N%O-CaO-SiO2相圖中，劃

37、分出全部的副三角形；判斷界線的溫度變化 方向及界線的性質(zhì)；寫出無變量點的平衡關(guān)系式；分析并寫出 M點的析晶路程(M點在CS與NC3s6連線的延長線上，注意穿相區(qū)的情況)。8.10 一個陶瓷配方，含長石(K2OAI2O36 SiO2)39%,脫水高嶺土(Al2O3 2SiO2)61%,在1200c燒成。問：瓷體中存在哪幾相？所含各相的質(zhì) 量分?jǐn)?shù)是多少？8.11 圖3是一個三元相圖，根據(jù)此圖：判斷三元化合物N的性質(zhì)。標(biāo)出界線的溫度方向及性質(zhì)。指出無變量點K、I、M的性質(zhì)，并寫出平衡關(guān)系式。(4)分析熔體1、2的冷卻析品過程。8.12 根據(jù)K2O-A12O3-SQ2系統(tǒng)相圖。如果要使瓷囂中僅合有40

38、%莫來石晶相及 60%的玻璃相，原料中應(yīng)合K2O為多少 陪僅從長石中獲得，K2O原料中長石的 配比應(yīng)是多少？8.13 分折A-B-C三元相圖(圖4):(1)劃分分三角形；指出界線的性質(zhì)(共焙界線用單箭頭，轉(zhuǎn)焙界線用雙箭頭)；指出化合物S和S2的性質(zhì)；說明E、F、H點的性質(zhì)，并列出相變式；(5)分析M點的析晶路程(表明液、固相組成點的變化，并在液相變化的路徑中8.14 根據(jù)N%O-CaO-SiO2系統(tǒng)相圖回答：(1)組成為13% Na2。、13%CaO、74% SiO2玻璃配合料將于什么溫度熔化 ？在什么 溫度完全熔融？(2)上述組成的玻璃，當(dāng)加熱到1050C , 1000C, 900C , 8

39、00c時，可能會析出 什么晶體？實用標(biāo)準(zhǔn)(3)NC2s6晶體加熱時是否會不一致熔化？將分解出什么晶體，熔化溫度如何？8.15 如果將組成為13%NmO、13%CaO 74%SiO2的均質(zhì)玻璃加熱到l 050C, l 000，900和800。問：可能生成的晶態(tài)產(chǎn)物將是什么?試予以解釋。文檔大全實用標(biāo)準(zhǔn)第九章【習(xí)題】9-1名詞解釋一級相變與二級相變；玻璃析晶與玻璃分相；均勻成核與非均勻成核； 馬氏體相變.9-2當(dāng)一個球形晶核在液態(tài)中形成時， 其自由能的變化 AG=4/Y+4/3nr%Gv。式 中r為球形晶核的半徑；？為液態(tài)中晶核的表面能；AGv為單位體積晶核形成時釋 放的體積自由能，求臨界半徑rk

40、和臨界核化自由能AGko9-3如果液態(tài)中形成一個邊長為a的立方體晶核時，其自由能 4G將寫成什么形 式？求出此時晶核的臨界立方體邊長 球和臨界核化自由能 出口并與9-2題比較， 哪一種形狀的 心 大，為什么？9-4在析晶相變時，若固相分子體積為 v,試求在臨界球形粒子中新相分子數(shù)i 應(yīng)為何值？9-5由A向B轉(zhuǎn)變的相變中，單位體積自由能變化zGv在1000c時為-419kJ/mol; 在900c時為-2093kJ/mol,設(shè)A-B間界面能為0.5N/m,求：在900c和1000c 時的臨界半徑；在1000 c進行相變時所需的能量。9-6使用圖例說明過冷度對核化、晶化速率、析晶范圍、析晶數(shù)量和晶粒

41、尺寸等 的影響。9-7某物質(zhì)從熔體析品，當(dāng)時間分別為1s和5s時，測得晶相的體積分?jǐn)?shù)分別為0.1%與11.8%,試用(9-32)式計算Avrami指數(shù)及速率常數(shù)K。并判斷可能的 相變機構(gòu)？9-8如果直徑為20叩的液滴，測得成核速率Iv=10-1個/秒厘米3,如果錯能夠 過冷227C,試計算錯的晶-液表面能？(Tm = 123lK,小=34.8kJ/mol, P =_3、5.35g/cm )9-9下列多晶轉(zhuǎn)變中，哪一個轉(zhuǎn)變需要的激活能最少？哪一個最多？為什么？(兩組分別討論之)bccFeffccFe；石墨一金剛石；立方BaTiO3一四方BaTiO3 a-石英一ct-鱗石英；a-石英一P-石英。9

42、-10試討論SiO2相變對含SiO2材料的制備工藝過程和所得材料的性能或使用范 圍的影響：SiO2磚；普通磚。9-11兩種玻璃在結(jié)晶時，成核速率和生長速率與溫度的關(guān)系如圖9.26所示：(a)哪種玻璃可以形成玻璃陶瓷？為什么？(b)列出能得到良好力學(xué)性能的熱處理工序，并說明理由。圖 9.26第十章【習(xí)題】10-1、名詞解釋（1）無序擴散和晶格擴散；（2）本征擴散和非本征擴散；（3）自擴散和互擴 散；（4）穩(wěn)定擴散和不穩(wěn)定擴散；（5）表面擴散；（6）擴散活化能；（7）空 位擴散和間隙擴散；10-2、欲使Mg2+在MgO的陽離子擴散直到MgO熔點（2825C）都是非本征擴 散，要求三價雜質(zhì)離子有什么

43、樣的濃度？試對你在計算中所做的各種特性值的估 計做充分說明。（已知 MgO肖特基缺陷形成能為6eV）。10-3、試根據(jù)圖10-16查取：CaO在1145c和1650c的擴散系數(shù)值；Al 2O3在1393c和1716c的擴散系數(shù)值；并計算CaO和Al 2O3中Ca2+和Al3+ 擴散激活能和D0值。10-4、試從擴散介質(zhì)的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、晶粒尺寸、擴散物濃度、雜質(zhì)等方面分析影 響擴散的因素。210-5、已知鋁往單晶硅中擴散時 Q=305.432kJ/mol, D0=1.55cm/s。求當(dāng)溫度為多 少時，其擴散系數(shù)為1X10-10cm2/s?10-6、根據(jù)ZnS燒結(jié)的數(shù)據(jù)測定了擴散系數(shù)。在 450c和

44、563c時，分別測得擴 散系數(shù)為10X10-4cm2/s和3M0-4cm2/s。（1）確定激活能Q和D0； （2）根據(jù)你對結(jié)構(gòu)的了解，請從運動的觀點和缺陷的產(chǎn)生來推斷激活能的含義；（3）根據(jù)ZnS和ZnO相互類似，預(yù)測D隨硫的分壓而變化的關(guān)系。10-7、試討論從室溫到熔融溫度范圍內(nèi)，氯化鋅添加劑（10-4 mol%）對NaCl單 品中所有離子（Zn、Na和Cl）的擴散能力的影響。10-8、試推測在貧鐵的Fe3O4中鐵離子的擴散系數(shù)與氧分壓的關(guān)系。推測在鐵過剩的F&O3中氧分壓與氧擴散的關(guān)系。10-9、已知CaO的肖特基缺陷生成能是6eV,欲使Ca2+在CaO中的擴散直至CaO 的熔點（ 260

45、0C）都是非本征擴散，要求三價雜質(zhì)離子的濃度是多少？10-10、在氧化物MO中摻入微量R2O后，M2+的擴散增強，試問M2+通過何種 缺陷發(fā)生擴散？要抑制M2+擴散應(yīng)采取什么措施？為什么？10-11、試分析在具有肖特基缺陷的晶體中的陰離子擴散系數(shù)小于陽離子擴散系 數(shù)的原因。10-12、以空位機制進行擴散時，原子每次跳動一次就相當(dāng)于空位反向跳動一次， 并未形成新的空位，而擴散活化能中卻包含空位形成能，此說法正確嗎？請給出說明。10-13、如果有一種給定的氧化物，你應(yīng)安排何種實驗來確定： 在給定的溫度 范圍內(nèi)，擴散速率是由本征機制還是由非本征機制產(chǎn)生的？在給定的多品氧化物試樣中，擴散是沿晶界還是通過品格進行的？10-14、實驗測量并計算得Zn2+和Cr3+在尖晶石ZnCr2O4中自擴散系數(shù)與溫度依賴關(guān)系可以由下列方程表示：DZn0C.204 =60exp（-357732） cm2/s；D Cr nCr2O4=8.5exp(338904RTcm2/s文檔大全試求在1403K時Zn2+和Cr2+在ZnCr2O4中的擴散系數(shù)。若將薄鋁箔細(xì)條涂在兩 種氧化物ZnO和Cr2O3的分界面上，然后這些壓制的樣品經(jīng)受擴散退火。標(biāo)記實用標(biāo)準(zhǔn)細(xì)條做得十分狹窄，不妨礙離子從一種