新版無機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)習(xí)題

1.12.3NiNiNi原子0.125nm，其晶胞的邊長為多少？Ni161841 1224r a22r2.4Al0.405nm2.70g/cm3，試確定其晶胞的布拉菲格Al原子的個(gè)數(shù)va3(0.405)3nm30.06643nm36.6431023mv2.706.6431023g1.7941022nm

27/(6.021023 （001（110（111 912℃條件下，由體心立方結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)槊嫘牧⒎浇Y(jié)構(gòu)，晶0.55%，其原子間距是增大還是減小？1na3na31V2V12

1.06%，則a1)3 na3 24r222/3

2a1，r123a2，r22

/3/3

3a2 3a2

11.255

2/0.0252/

33 nFen/6V1，F(xiàn)er2，n/2V2Fer2，則：nVn6 n

0.55%6(3(32r)2(1 32r21 1

a，VSh242r3對(duì)體心立方：4r 3a，r

3/4a，Va3 3r33

24 64

1

4 1 2 24 2416

1

氯化銫（CsCl）Cs+Cl—Cs+0.170nm，Cl—0.181nm，試計(jì)算氯化銫晶體結(jié)構(gòu)中離子的堆積密度，并結(jié)合緊密堆積結(jié)構(gòu)的堆積密度對(duì)其2(rr) 3a,a=0.405nm,Va 1nCl881nCs二者體積為V4

3

)VCl-68配位，晶體結(jié)構(gòu)也由面心立方變成體心立方。氧化鋰（Li2O）O2-按面心立方密堆，Li+Li+0.074nm，O2-半徑為0.140nm，試計(jì)算（1）Li2O的晶胞常數(shù)（2）Li2O晶體質(zhì)量密度（3）O2-密堆1。Li2O是反螢石結(jié)構(gòu)（螢石結(jié)構(gòu)中陰、陽離子的位置完全互換O2-按面心立方密堆，則88個(gè)鋰離子形成的小立方體體心位置。

a32320.07420.140a

a323單個(gè)晶胞體積為：Va30.121nm3m4mO8mLiLi2Om1.65gv（3）OO離子接觸的話，則，3.1

3 13003100dPa.S800108dPa.S1050℃其粘度為多少？在此溫度

A ln108

1050

12.256，即2.09105圍（1012～1013dPa﹒sNa2O加入量的增加，SiO2熔體的粘度將如何變化？并根據(jù)熔體結(jié)構(gòu)理論解釋其原因。Na2OONaSi-O-NaSi-OSi-O—Sixmol%Na2O，剩下(100-x)mol%SiO2，則

211X2RZ234橋氧離子平均數(shù)：YZX421288，，3.13答：硅酸鹽玻璃以[SiO4]Si-OO-O間距Si-O-Si鍵角分布范圍比晶體寬，使石英玻璃中[SiO4]四面體排列成無規(guī)則網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。R2O（RO）O/Si升高，三維網(wǎng)絡(luò)被破壞，結(jié)構(gòu)由架狀→層狀→鏈狀→環(huán)狀→島狀。通常硅酸B-OSi-O鍵強(qiáng)，但層間由分子鍵相連，是一種（1）3TiO3TiV6O

（3）YO2YV2 AlO2Al'V2 2AlO3Al'Al2 （a）FVF'V VCaV"（根據(jù)螢石的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，這種可能性較小 [F][V

GKF FFi][VFFi]K0exp f，近似地K0

kT

2.81.6021019J[Fi][VF]2[Fi]2exp21.3801023J/KT2exp1.3801023JT 3.25104 F0VCaFK[V"][V21[V3KexpGf，近似地K

kT 3

G

5.51.6021019[VCa][VF]3/2[VF] exp f 23 23

31.381023T4.6Al2O3MgO1995℃時(shí)，MgO18wt%Al2O3且MgOO2-Al3+為置換離子時(shí)，MgO晶體質(zhì)量密度的變答：Al3+為置換離子時(shí),AlO2AlV3O2 nAl

0.079

14(0.079270.8652416)4(2416)4(24

Al

O'' 2

0.0794(0.079270.921241.03916)4(2416)4(244.8NiONi0.97ONi3+3NiO2NiV 所以Ni3Ni255.25.9陶瓷原料球磨時(shí)，濕磨的效率往往高于干磨，如果再加入表面活性劑，則可進(jìn)一步提高球磨效率，2080℃的Al2O3熔體內(nèi)有一個(gè)半徑為10-8m0.9N/m1.72N/m，同樣條件下，液態(tài)鐵-解：根據(jù)液-固界面的受力平衡：SVSLLVcos可得接觸角公式cosSV

0.92.30.81490o，液態(tài)鐵不能潤濕氧化鋁表面。根據(jù)表觀接觸角與潤濕角的關(guān)系：connncos，欲減小n，可采用表面拋光的方法，去除吸附膜、減小粗糙度，提高液態(tài)鐵對(duì)氧化鋁的潤濕性；將MgO-Al2O3-SiO2系統(tǒng)的低共熔物放在Si3N40.9N/m，0.6J/m370.52oSi3N4的表面張力。

γSi

3

cos

5.16試解釋粘土結(jié)構(gòu)水、結(jié)合水（牢固結(jié)合水、疏松結(jié)合水、自由水的區(qū)別，分析后兩種水對(duì)泥漿流OH基形式3～10<20>20加水量一定時(shí)結(jié)合水/10nm（30水分子層5.17. Mg2┾ K┾ ←→→→→→←66.10AmBnEEBC2B1.5倍，且在到達(dá)低共熔點(diǎn)溫度前的冷卻析晶過程中，從這兩種配料中析出的初C1C2的組成。解：設(shè)C2中B含量為x，則C1中B含量為1.5x，由題意得： C1B26％，C2B17.3N1：2：D、MH在完全平衡條件下進(jìn)行加熱時(shí)，開始出現(xiàn)液相的溫度和完全熔融的溫度；寫出完E1E2為低共熔點(diǎn)：E3為單轉(zhuǎn)熔點(diǎn)：E4為過渡點(diǎn)：Ca2+CaOCaO的熔點(diǎn)（2600℃）都是非本征擴(kuò)散，要求三價(jià)雜質(zhì)離子有什么6eV解：Ca2+CaOSchottky缺陷濃度為：M3+離子產(chǎn)生的

7.3試討論從室溫到熔融溫度范圍內(nèi)，氯化鋅添加劑（1×10-4mol%）NaCl單晶中所有離子（ZnNaCl）

V)Na+擴(kuò)散系數(shù)影響是主要的；而當(dāng)溫度較高時(shí)，熱缺陷產(chǎn)生的遠(yuǎn)大于雜質(zhì)產(chǎn)生的空位濃度，本征擴(kuò)散將占優(yōu)勢(shì)。在整個(gè)溫度范圍內(nèi)，Cl-Zn2+Cl-73613m2/s782℃（1）835D0QQ=127KJ/mol7.8Co2+CoO中、Fe2+FeOMg2+MgO中、Ca2+CaO中的擴(kuò)散活化能低得答：FeO、CoO、MgO、CaONaClFe2+FeOCo2+在CoOMg2+、CaO2+FeCoFe2+、Co2+Fe3+、Co3+，從而在晶格點(diǎn)陣中引入陽離子空位，缺陷反應(yīng)2Fe22FeV 2Co22CoV 1O2Fe

V

[O

K P1/O [V″] 2 2 7.8已知Al在AlO中的擴(kuò)散系數(shù)D2.8×10-3m2/s477kJ/molO在2 2 （MgAl2O4，MgCO3Al2O3·3H2OMgCO3650MgO；同Al2O3·3H2O600℃可脫水形成Al2O3，其活性也較大。兩個(gè)活性大的新生相形成溫度比較匹配，MgAl2O4Mg(OH)2也可分解形成較高活性的新生相MgO，但其分解溫度較低（約450℃Al2O3·3H2OMgO、Al2O3、Al2O3都不是新生相，其活性較低，8.7MoO3CaCO3反應(yīng)時(shí)，反應(yīng)機(jī)理受到CaCO3顆粒大小的影響，當(dāng)MoO3:CaCO3=1:1，9.1

非均勻成核：優(yōu)先發(fā)生在母液中的界面﹑容器壁﹑9.3某材料在發(fā)生由A結(jié)構(gòu)向BΔGV在1000℃時(shí)為- =-2093J/cm3， VrkV

24192

109109

VGk3G2V

3(419106

hh Ivu的最大速率都對(duì)應(yīng)一定的最佳過冷度Ivu的重疊區(qū)域?yàn)槲鼍^(qū)。析晶區(qū)大，表明系統(tǒng)在一定⊿T時(shí)，統(tǒng)在的晶核形成速率與晶體長大速率所對(duì)應(yīng)的最佳⊿T值差別較在⊿T較大的細(xì)晶區(qū)，核化速率大，而晶化速率小，易形成尺寸較小的細(xì)晶粒。在這二個(gè)區(qū)域，總VV V∴rkV 2

2

)

)GV 1231K34.71KJ/cm3200K時(shí)可以均10-9m，問鍺的晶-液表面能為多少？rk

10934.71200103

2.82J100.1J/m21μm1cm3的壓塊，試計(jì)算燒結(jié)推動(dòng)力產(chǎn)生的解：已知：=0.1J/m2，r=1/2um=0.5×10-4cmP2r

20.5104

4105J/8hx/r又各是多少？解：(1)已知：x/r1=0.1，x/r2=0.2x/r1(t1)1/x/ x/r1(t1)1/x/ x/r1(t1)1/x/ x/r1(t1)1/x/ 0.1(2)1/ 0.1(2)1/ 0.1(2)1/ 0.1(2)1/ 2h8h0.1(2)1/ 0.1(2)1/ 0.1(2)1/x/ 0.1(2)1/x/ 2μm0.5h2h0.1%MgO2h解：(1)已知：D0=2um，D=10um，t1=0.5h，t2