無(wú)機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)期末試題及答案

1、無(wú)機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)試卷六一、名詞解釋（20分）1、反螢石結(jié)構(gòu)、晶胞；2、肖特基缺陷、弗倫克爾缺陷；3、網(wǎng)絡(luò)形成體、網(wǎng)絡(luò)改變體；4、觸變性、硼反?，F(xiàn)象；二、選擇題（8分）1、粘土泥漿膠溶必須使介質(zhì)呈（）A、酸性B、堿性C、中性2、硅酸鹽玻璃的結(jié)構(gòu)是以硅氧四面體為結(jié)構(gòu)單元形成的（）的聚集體。A、近程有序，遠(yuǎn)程無(wú)序B、近程無(wú)序，遠(yuǎn)程無(wú)序C、近程無(wú)序，遠(yuǎn)程有序3、依據(jù)等徑球體的堆積原理得出，六方密堆積的堆積系數(shù)（）體心立方堆積的堆積系數(shù)。A、大于B、小于C、等于D、不確定4、某晶體AB,A-的電荷數(shù)為1,AB鍵的S=l/6,則A+的配位數(shù)為（）。TOC o 1-5 h z HYPERLINK l boo

2、kmark8A、4B、12C、8D、65、在單位晶胞的CaF2晶體中，其八面體空隙和四面體空隙的數(shù)量分別為（）。 HYPERLINK l bookmark10A、4，8B、8，4C、1，2D、2，46、點(diǎn)群L6PC屬（）晶族（）晶系。A、高級(jí)等軸B、低級(jí)正交C、中級(jí)六方D、高級(jí)六方7、下列性質(zhì)中（）不是晶體的基本性質(zhì)。A、自限性B、最小內(nèi)能性C、有限性D、各向異性8、晶體在三結(jié)晶軸上的截距分別為1/2a、1/3b、1/6c。該晶面的晶面指數(shù)為（）。A、（236）B、（326）C、（321）D、（123）9、非化學(xué)計(jì)量化合物Cdl+xO中存在（）型晶格缺陷A、陰離子空位B、陽(yáng)離子空位C、陰離子填

3、隙D、陽(yáng)離子填隙10、可以根據(jù)3T曲線求出熔體的臨界冷卻速率。熔體的臨界冷卻速率越大，就（）形成玻璃。A、越難B、越容易C、很快D、緩慢11、晶體結(jié)構(gòu)中一切對(duì)稱要素的集合稱為（）。A、對(duì)稱型B、點(diǎn)群C、微觀對(duì)稱的要素的集合D、空間群12、在ABO3（鈣鈦礦）型結(jié)構(gòu)中，B離子占有（）。A、四面體空隙B、八面體空隙C、立方體空隙D、三方柱空隙晶體三、填空（17分）1、在玻璃形成過(guò)程中，為避免析晶所必須的冷卻速率的確定采用（）的方法。2、a=bca=P=Y=90o的晶體屬（）晶系。3、六方緊密堆積的原子密排面是晶體中的（）面，立方緊密堆積的原子密排面是晶體中的（）面。4、Zn1+xO在還原氣氛中可形

4、成（）型半導(dǎo)體，缺陷濃度與氧分壓的1/6次方成（如果減少周圍氧氣的分壓，Zn1+xO的密度將（V與位錯(cuò)線（）的位錯(cuò)稱為刃位錯(cuò),；b與位錯(cuò)線（形成連續(xù)固溶體的條件是（）。4、Zn1+xO在還原氣氛中可形成（）型半導(dǎo)體，缺陷濃度與氧分壓的1/6次方成（如果減少周圍氧氣的分壓，Zn1+xO的密度將（V與位錯(cuò)線（）的位錯(cuò)稱為刃位錯(cuò),；b與位錯(cuò)線（形成連續(xù)固溶體的條件是（）。)、(),）的位錯(cuò)稱為螺位錯(cuò)，。）和7、在AB2O4型尖晶石結(jié)構(gòu)中，若以氧離子作立方緊密堆積排列，在正尖晶石結(jié)構(gòu)中，A離子占有空隙，B離子占有（晶體的熱缺陷有（）空隙。）兩類，熱缺陷濃度與溫度的關(guān)系式為）。硅酸鹽晶體分類的依據(jù)是（）

5、結(jié)構(gòu)、（）結(jié)構(gòu)。9、鹽礦物分為（）結(jié)構(gòu)、（）結(jié)構(gòu)、（）。按此分類法可將硅酸）結(jié)構(gòu)和10、11、12、四、1、陶瓷元件表面被銀，為提高瓷件與銀層間的潤(rùn)濕性，瓷面表面應(yīng)（同價(jià)陽(yáng)離子飽和的黏土膠粒的E電位隨陽(yáng)離子半徑的增加而（Ca-黏土泥漿膠溶時(shí)，加入NaOH和Na2SiO3電解質(zhì)，（問(wèn)答題（45分）為什么等軸晶系有原始、面心、體心格子，而沒(méi)有單面心格子？）。）。）效果好?（6分）2、3、用KCl和CaCl2分別稀釋同一種黏土泥漿，當(dāng)電解質(zhì)加入量相同時(shí)，試比較兩種泥漿下列性質(zhì)的差異。（102、3、（1）泥漿的流動(dòng)性（2）泥漿的觸變性（3）泥漿的可塑性（4）坯體的致密度（5）黏土的Z電位高嶺石和蒙脫石

6、的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，并解釋為什么蒙脫石具有膨脹性和高的陽(yáng)離子交換容量，而高嶺石則不具有膨脹性、陽(yáng)離子交換容量也很低。（10分）4、說(shuō)明熔體中聚合物形成過(guò)程？從結(jié)構(gòu)上來(lái)說(shuō)明在SiO2熔體中隨著Na2O加入量的不同，熔體粘度、形成玻璃能力如何變化，為什么？（9分）5、出下列反應(yīng)的合理缺陷反應(yīng)式（10分）NaC1溶入CaCl2中形成空位型固溶體CaCl2溶人NaC1中形成空位型固溶體五、計(jì)算題（10分）在CaF2晶體中，肖特基缺陷的生成能為5.5ev，計(jì)算在1600C時(shí)熱缺陷的濃度。如果CaF2晶體中，含有百萬(wàn)分之一的YF3雜質(zhì)，則在1600C時(shí)CaF2晶體中是熱缺陷占優(yōu)勢(shì)還是雜質(zhì)缺陷占優(yōu)勢(shì)？（玻爾茲曼常數(shù)

7、k=1.38x10-23、電子的電荷e=1.602x10-19）無(wú)機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)試卷六答案及評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)二、名詞解釋（20分）1、晶胞、反螢石結(jié)構(gòu)：反螢石結(jié)構(gòu)：這種結(jié)構(gòu)與螢石完全相同，只是陰、陽(yáng)離子的個(gè)數(shù)及位置剛好與螢石中的相反，即金屬離子占有螢石結(jié)構(gòu)中F-的位置，而02-離子或其他負(fù)離子占Ca2+的位置，這種結(jié)構(gòu)稱為反螢石結(jié)構(gòu)。（2.5分）晶胞：從晶體結(jié)構(gòu)中取出來(lái)的以反映晶體周期性和對(duì)稱性的最小重復(fù)單元。（2.5分）2、肖特基缺陷、弗倫克爾缺陷；肖特基缺陷：如果正常格點(diǎn)上的原子，熱起伏過(guò)程中獲得能量離開(kāi)平衡位置遷移到晶體的表面，在晶體內(nèi)正常格點(diǎn)上留下空位，這即是肖特基缺陷。（2.5分）弗倫克爾缺

8、陷：在晶格熱振動(dòng)時(shí)，一些能量足夠大的原子離開(kāi)平衡位置后，擠到晶格點(diǎn)的間隙中，形成間隙原子，而原來(lái)位置上形成空位，這種缺陷稱為弗倫克爾缺陷。（2.5分）3、網(wǎng)絡(luò)形成體、網(wǎng)絡(luò)改變體；網(wǎng)絡(luò)形成體：?jiǎn)捂I強(qiáng)度大于335KJ/mol的氧化物，可單獨(dú)形成玻璃。（2.5分）網(wǎng)絡(luò)變性體：?jiǎn)捂I強(qiáng)度V250KJ/mol。這類氧化物不能形成玻璃，但能改變網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，從而使玻璃性質(zhì)改變。（2.5分）4、觸變性、硼反?，F(xiàn)象；觸變性：是泥漿從稀釋流動(dòng)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(dòng)時(shí)似凝固體，一經(jīng)擾動(dòng)或搖動(dòng)，凝固的泥漿又重新獲得流動(dòng)。如再靜止又重新凝固，可重復(fù)無(wú)數(shù)次。（2.5分）硼反常現(xiàn)象

9、：硼酸鹽玻璃與相同條件下的硅酸鹽玻璃相比，其性質(zhì)隨R2O或R0加入量的變化規(guī)律相反，這種現(xiàn)象稱硼反?，F(xiàn)象。（2.5分）二、選擇題（8分，3個(gè)空2分）1、B；2、A；3、A；4、D；5、A；6、C、C；7、C；8、A；9、D；10、A；11、D；12、B三、填空（17分，3個(gè)空2分）1、繪制3T曲線2、四方1、（0001）、（111）4、n、反比、增大5、垂直、平行6、|（rr2）/rl|15%、相同的晶體結(jié)構(gòu)類型、離子價(jià)相同或離子價(jià)總和相等7、四面體、八面體8、肖特基缺陷、弗倫克爾缺陷、n/N=expCaCl2（2分）(2)泥漿的觸變性KClCaCl2（2分）(3)泥漿的可塑性KClCaCl2

10、（2分）(5)黏土的Z電位KClCaCl2（2分）3、（10分）答：高嶺石的陽(yáng)離子交換容量較小,而蒙脫石的陽(yáng)離子交換容量較大。因?yàn)楦邘X石是1:1I型結(jié)構(gòu)，離子的取代很少，單網(wǎng)層與單網(wǎng)層之間以氫鍵相連，氫鍵強(qiáng)于范氏鍵，水化陽(yáng)離子不易進(jìn)I|入層間，因此陽(yáng)離子交換容量較小。（5分）而蒙脫石是為2:1型結(jié)構(gòu)，鋁氧八面體層中大約1/3的|AW被Mg2+取代，為了平衡多余的負(fù)電價(jià)，在結(jié)構(gòu)單位層之間有其它陽(yáng)離子進(jìn)入，而且以水化陽(yáng)離子|的形式進(jìn)人結(jié)構(gòu)。水化陽(yáng)離子和硅氧四面體中02-離子的作用力較弱，因而，這種水化陽(yáng)離子在一定|條件下容易被交換出來(lái)。C軸可膨脹以及陽(yáng)離子交換容量大，是蒙脫石結(jié)構(gòu)上的特征。（5分）

11、|打、（9分）答：熔體中聚合物形成分三個(gè)階段。初期：主要是石英顆粒的分化；中期：縮聚并伴隨III|變形；后期：在一定時(shí)間和一定溫度下，聚合和解聚達(dá)到平衡。（3分）ii|在SiO2熔體中隨著Na2O加入量的增加，分化的不斷進(jìn)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(dǎo)致熔體粘度降低、形成玻璃能力下降。（6分）|5、（10分）答：a.NaC1溶入CaC12中形成空位型固溶體(5分)NaClcaci2,NaVCl(5分)CaClCl|b.CaC12溶人NaCl中形成空位型固溶體I(5分)CaClcel,Ca+V+2Cl(5分)2NaNaCliI七、計(jì)算題（10分）I

12、解：因?yàn)閚/N=expDgDbB.DsDbDgC.DbDsDgD.DbDgDs下列屬于逆擴(kuò)散過(guò)程的是（）A.二次再結(jié)晶B.A.二次再結(jié)晶B.雜質(zhì)的富集于晶界C.布朗運(yùn)動(dòng)A,B進(jìn)行反應(yīng)生成AmBn,為擴(kuò)散控制的固相反應(yīng)，若DBDA，則在AmBn-A界面上，反應(yīng)物B的濃度CB為（）A.1B.0C.不確定燒結(jié)中晶界移動(dòng)的推動(dòng)力是（）A.表面能B.晶界兩側(cè)自由焓差C.空位濃度差同一種物質(zhì)在晶體中的擴(kuò)散系數(shù)（）在玻璃中的擴(kuò)散系數(shù)A.大于B.等于C.小于D.不確定金斯特林格方程采用的反應(yīng)截面模型為（）A.平板B.球體C.球殼D.圓柱下列過(guò)程中，哪一個(gè)能使燒結(jié)體的強(qiáng)度增加而不引起坯體收縮？A.蒸發(fā)-凝聚B.

13、體積擴(kuò)散C.流動(dòng)傳質(zhì)D.溶解-沉淀純固相反應(yīng)，反應(yīng)過(guò)程是（）A.放熱過(guò)程B.等溫過(guò)程C.吸熱過(guò)程在制造透明Al2O3陶瓷材料時(shí)，原料粉末的粒度為2um,在燒結(jié)溫度下保溫30分鐘，測(cè)得晶粒尺寸為10um。若在同一燒結(jié)溫度下保溫4小時(shí)，晶粒尺寸為（），為抑制晶粒生長(zhǎng)加入0.1%MgO,此時(shí)若保溫4小時(shí)，晶粒尺寸為（）。A.16umB.20umC.24umD.28um燒結(jié)的主要傳質(zhì)方式有蒸發(fā)-凝聚傳質(zhì)、擴(kuò)散傳質(zhì)、流動(dòng)傳質(zhì)和溶解-沉淀傳質(zhì)四種，產(chǎn)生這四種傳質(zhì)的原因依次為（）。均勻成核的成核速率Iv由（決定的。菲克第一定律的應(yīng)用條件是（液-固相變過(guò)程的推動(dòng)力為（這四種傳質(zhì)的原因依次為（）。均勻成核的成核

14、速率Iv由（決定的。菲克第一定律的應(yīng)用條件是（液-固相變過(guò)程的推動(dòng)力為（固體內(nèi)粒子的主要遷移方式有（）、（）、（）和）因子所），菲克第二定律的應(yīng)用條件是（）。）。6.如雜質(zhì)的量增加，擴(kuò)散系數(shù)與溫度關(guān)系曲線中本征與非本征擴(kuò)散的轉(zhuǎn)折點(diǎn)）。7.合成鎂鋁尖晶石，可選擇的原料為MgCO37.合成鎂鋁尖晶石，可選擇的原料為MgCO3,的角度出發(fā)選擇（），（MgO,y-A12O3,a-Al2O3,)原料較好。從提高反應(yīng)速率8.在均勻成核時(shí)，臨界成核位壘AGk=（），其值相當(dāng)于（）時(shí)，非均勻成核具有臨界半徑rk的粒子數(shù)nk/N=（）。）時(shí)，非均勻成核液-固相變時(shí)，非均勻成核位壘與接觸角e有關(guān)，當(dāng)0為（位壘為零

15、。）情成核生長(zhǎng)機(jī)理的相變過(guò)程需要有一定的過(guò)冷或過(guò)熱，相變才能發(fā)生，在（）情況下需要過(guò)冷。在制硅磚時(shí)，加入氧化鐵和氧化鈣的原因（），能否加入氧化鋁（）。在液相線以下的分相區(qū)的亞穩(wěn)區(qū)內(nèi)，其分解機(jī)理為（），新相成（）狀，不穩(wěn)定區(qū)的分解機(jī)理為（），新相成（）狀。1.D2.B3.A4.B5.B6.B7.C8.B9.A10.A11.D,B1.壓力差、空位濃度差、應(yīng)力-應(yīng)變和溶解度；受核化位壘影響的成核率因子、受原子擴(kuò)散影響的成核率因子穩(wěn)定擴(kuò)散、不穩(wěn)定擴(kuò)散4.過(guò)冷度、過(guò)飽和濃度、過(guò)飽和蒸汽壓5.空位機(jī)構(gòu)、間隙機(jī)構(gòu)6.向左7.MgCO3、a-A12O38.l/3AkY、新相界面能的1/3、expCaCl2（1

16、分）2）泥漿的觸變性KClCaCl2（1分）3）泥漿的可塑性KCllCaCl2（1分）5）黏土的z電位KCllNCaCl2（1分）（6）泥漿的穩(wěn)定性KClCaCl2（1分3在擴(kuò)散傳質(zhì)的燒結(jié)過(guò)程中，使坯體致密的推動(dòng)力是什么？哪些方法可促進(jìn)燒結(jié)？說(shuō)明原因。（8分）答：在擴(kuò)散傳質(zhì)的燒結(jié)過(guò)程中，系統(tǒng)內(nèi)不同部位（頸部、顆粒接觸點(diǎn)、顆粒內(nèi)部）空位濃度不同，導(dǎo)致原子或質(zhì)點(diǎn)由顆粒接觸點(diǎn)向頸部遷移，填充到氣孔中。因此使坯體致密化的推動(dòng)力是空位濃度差。（4分）對(duì)于擴(kuò)散傳質(zhì)：（1）控制原料的起始粒度非常重要，顆粒細(xì)小的原料可促進(jìn)燒結(jié)，因?yàn)轭i部增長(zhǎng)速率x/r與原料起始粒度r的3/5次方成反比；（2）溫度對(duì)燒結(jié)過(guò)程有決

17、定性作用，擴(kuò)散系數(shù)與溫度呈指數(shù)關(guān)系，因此提高溫度可加速燒結(jié)。4試解釋說(shuō)明為什么在硅酸鹽結(jié)硅酸鹽晶體結(jié)構(gòu)分類依據(jù)是什么？可分為哪幾類，每類的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是什么？（9分）答：硅酸鹽晶體結(jié)構(gòu)分類依據(jù)是：結(jié)構(gòu)中硅氧四面體的連接方式。（1.5分）可分為島狀：硅氧四面體孤立存在；（1.5分）組群狀：硅氧四面體以兩個(gè)、三個(gè)、四個(gè)或六個(gè)，通過(guò)共用氧相連成硅氧四面體群體，群體之間由其它陽(yáng)離子連接；（1.5分）鏈狀：硅氧四面體通過(guò)共用氧相連，在一維方向延伸成鏈狀，鏈與鏈之間由其它陽(yáng)離子連接；（1.5分）層狀：硅氧四面體通過(guò)三個(gè)共用氧在兩維平面內(nèi)延伸成硅氧四面體層；（1.5分）架狀：每個(gè)硅氧四面體的四個(gè)頂角都與相鄰的硅

18、氧四面體共頂，形成三維空間結(jié)構(gòu)。（1.5分）5、構(gòu)中A13+經(jīng)常取代SiO4中Si4+,但Si4+般不會(huì)置換A106中的A13+?（配位數(shù)為6時(shí),S14+、A13+和02-的離子半徑分別為0.40入、0.53A和1.40入；配位數(shù)為4時(shí)，一離子半徑依次為0.26A、0.40A和1.38A）。（7分）答：CN=4,rAl3+/ro2-=0.4/1.38=0.29,Al3+四配位穩(wěn)定，故在硅酸鹽結(jié)構(gòu)中A13+經(jīng)常取代SiO中Si4+形成Al04；（3.5分）CN=6,rS.4+/r2-=0.4/1.38=0.29,Si4+四配位穩(wěn)定，六配位不穩(wěn)定，4Sio故在硅酸鹽結(jié)構(gòu)中Si4+一般不會(huì)置換AlO

19、6中的Al3+，形成SiO6。6、說(shuō)明影響擴(kuò)散的因素?答：（1）化學(xué)鍵：共價(jià)鍵方向性限制不利間隙擴(kuò)散，空位擴(kuò)散為主。金屬鍵離子鍵以空位擴(kuò)散為主，間隙離子較小時(shí)以間隙擴(kuò)散為主。（2分）（2）缺陷：缺陷部位會(huì)成為質(zhì)點(diǎn)擴(kuò)散的快速通道，有利擴(kuò)散。（2分）（3）溫度：D=D0exp（-Q/RT）Q不變，溫度升高擴(kuò)散系數(shù)增大有利擴(kuò)散。Q越大溫度變化對(duì)擴(kuò)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(kuò)散速度；雜質(zhì)與空位締合有利擴(kuò)散；雜質(zhì)含量大本征擴(kuò)散和非本征擴(kuò)散的溫度轉(zhuǎn)折點(diǎn)升高。（2分）（5）擴(kuò)散物質(zhì)的性質(zhì)和擴(kuò)散介質(zhì)的結(jié)構(gòu)：擴(kuò)散質(zhì)點(diǎn)和介質(zhì)的性質(zhì)差異大利于擴(kuò)散。（2分）7、試比較楊德?tīng)柗匠毯徒鹚固?/p>

20、林格方程的優(yōu)缺點(diǎn)及其適用條件。（8分）答：楊德?tīng)柗匠淘诜磻?yīng)初期具有很好的適應(yīng)性，但楊氏模型中假設(shè)球形顆粒反應(yīng)截面積始終不變，因而只適用反應(yīng)初期轉(zhuǎn)化率較低的情況。（4分）而金氏模型中考慮在反應(yīng)進(jìn)程中反應(yīng)截面積隨反應(yīng)進(jìn)程變化這一事實(shí)，因而金氏方程適用范圍更廣，可以適合反應(yīng)初、中期。兩個(gè)方程都只適用于穩(wěn)定擴(kuò)散的情況。（4分）8相變過(guò)程的推動(dòng)力是什么?（8分）答：總的推動(dòng)力：相變過(guò)程前后自由能的差值1、相變過(guò)程的溫度條件在等溫等壓下，ag=ah-tas在平衡條件下，ag=o,則as=ah/to式中：T0相變的平衡溫度；ah相變熱。在任意一溫度了的不平衡條件下，則有AG=AH-TASH0若ah與as不隨

21、溫度而變化，ag=ah-tah/t=ah（t-t）/t=ahat/t0000相變過(guò)程放熱AHO,要使AGO,須有ATO,TT0,過(guò)冷；相變過(guò)程吸熱AHO,要使AG0,須有ATO,TT0,過(guò)熱。因此相平衡理論溫度與系統(tǒng)實(shí)際溫度之差即為該相變過(guò)程的推動(dòng)力。（2分）2相變過(guò)程的壓力和濃度條件氣相，恒溫下AG=RTlnP/P欲使AG0,須PP0即汽相過(guò)飽和。（2分）溶液AG=RTlnCo/C欲使AGCo即液相過(guò)飽和。（2分）綜上所述，相變過(guò)程的推動(dòng)力應(yīng)為過(guò)冷度、過(guò)飽和濃度、過(guò)飽和蒸汽壓。即相變時(shí)系統(tǒng)溫度、濃度和壓力與相平衡時(shí)溫度、濃度和壓力之差值。（2分）9影響固相反應(yīng)的因素有那些？答：影響固相反應(yīng)的

22、因素有反應(yīng)物化學(xué)組成與結(jié)構(gòu)的影響；顆粒度和分布影響；反應(yīng)溫度、壓力、氣氛影響；礦化劑的影響。（6分10燒結(jié)的主要傳質(zhì)方式有那些?分析產(chǎn)生的原因是什么?（8分）答：燒結(jié)初期，晶界上氣孔數(shù)目很多，此時(shí)氣孔阻止晶界移動(dòng)，Vb=o。（1分）燒結(jié)中、后期，溫度控制適當(dāng)，氣孔逐漸減少?？梢猿霈F(xiàn)Vb=Vp,此時(shí)晶界帶動(dòng)氣孔以正常速度移動(dòng),使氣孔保持在晶界上，氣孔可以利用晶界作為空位傳遞的快速通道而迅速匯集或消失。（2分）繼續(xù)升溫導(dǎo)致VbVp,晶界越過(guò)氣孔而向曲率中心移動(dòng)，氣孔包入晶體內(nèi)部，只能通過(guò)體積擴(kuò)散排除，這是十分困難的。（2分）從實(shí)現(xiàn)致密化目的考慮，晶界應(yīng)帶動(dòng)氣孔以正常速度移動(dòng)，使氣孔保持在晶界上，氣

23、孔可以利用晶界作為空位傳遞的快速通道而迅速匯集或消失。（1分）控制方法：控制溫度，加入外加劑等。（2分）11、試寫出少量MgO摻雜到A12O3中和少量YF3摻雜到CaF2中的缺陷反應(yīng)方程與對(duì)應(yīng)的固溶式。（7分）解：少量MgO摻雜到A12O3中缺陷反應(yīng)方程及固溶式為：2毗皿+2,川堆口”（3.5分）少量YF3摻雜到CaF2中缺陷反應(yīng)方程及固溶式如下：12、在擴(kuò)散傳質(zhì)的燒結(jié)過(guò)程中，使坯體致密的推動(dòng)力是什么？哪些方法可促進(jìn)燒結(jié)？說(shuō)明原因。（8分）答：在擴(kuò)散傳質(zhì)的燒結(jié)過(guò)程中，系統(tǒng)內(nèi)不同部位（頸部、顆粒接觸點(diǎn)、顆粒內(nèi)部）空位濃度不同，導(dǎo)致原子或質(zhì)點(diǎn)由顆粒接觸點(diǎn)向頸部遷移，填充到氣孔中。因此使坯體致密化的

24、推動(dòng)力是空位濃度差。（4分）對(duì)于擴(kuò)散傳質(zhì)：（1）控制原料的起始粒度非常重要，顆粒細(xì)小的原料可促進(jìn)燒結(jié)，因?yàn)轭i部增長(zhǎng)速率x/r與原料起始粒度r的3/5次方成反比；（2）溫度對(duì)燒結(jié)過(guò)程有決定性作用，擴(kuò)散系數(shù)與溫度呈指數(shù)關(guān)系，因此提高溫度可加速燒結(jié)。13二次再結(jié)晶與晶粒生長(zhǎng)有何異同？生產(chǎn)中避免二次再結(jié)晶的方法有哪些？（7分）答：相同點(diǎn):（1）兩者推動(dòng)力均為界面兩側(cè)質(zhì)點(diǎn)的吉布斯自由能之差；（2）進(jìn)行方式都是通過(guò)界面遷移。（2分）不同點(diǎn)：（1）前者是個(gè)別晶粒異常生長(zhǎng)，后者是晶粒尺寸均勻生長(zhǎng)；（2）前者氣孔被包裹到晶粒內(nèi)部，后者氣孔維持在晶界交匯處。（2分）生產(chǎn)中避免二次再結(jié)晶的方法有：（1）合理選擇原料

25、的細(xì)度，提高粉料粒度的均勻性；（2）控制溫度；（3）引入添加劑。（3分）14在硅酸鹽晶體結(jié)構(gòu)中，SiO4四面體或孤立存在，或共頂連接，而不共棱，更不共面，解釋之。（6分）答：在硅酸鹽晶體結(jié)構(gòu)中，Sio4四面體中的Si4+是高電價(jià)低配位的陽(yáng)離子，以共棱、共面方式存在時(shí)，兩個(gè)中心陽(yáng)離子（Si4+）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。l、CeO2為螢石結(jié)構(gòu)，其中加入0.15molCaO形成固溶體，實(shí)驗(yàn)測(cè)得固溶體晶胞參數(shù)a0=O.542nm,測(cè)得固溶體密度p=6.54g/cm3,試計(jì)算說(shuō)明固溶體的類型？（其中Ce=140.12,Ca=40.08,O=16）CaOc,2CaVO2CeOO1）CaOz,Ca+Ca+2O2CeiO2）由（2）式知其固溶（1體）的式化固學(xué)溶式式為CeCaO0.850.151.854分）4分）（1.5分）014x(0.85x140.12+0.15x40.08+1.85x16)(0.542x10-7)3x6.02x1023=6.456gcm31.5分）1.51.5分）由（1）式知固溶（體2）的式