1、無機材料科學基礎試題一、填空題（每空1分，共15分）1、硅酸鹽晶體結構分為島狀結構、組群狀結構、鏈狀結構、層狀結 擔、架狀結構。2、晶體的宏觀對稱要素有：對稱中心、對稱面、對稱軸、倒轉軸、 映轉軸。3、常見的玻璃類型：硅酸鹽玻璃、硼酸鹽玻璃。4、影響析晶能力的因素：熔體組成、熔體的結構、界面情況、外加5、化學位梯度的降低是擴散過程的推動力。6、影響固體材料的因素有：晶體組成的復雜性、化學鍵的影響、結 構缺陷的影響。7、按相變方式可以分為兩類：成核長大型、連續型。&非穩態擴散的特點是J隨時間和位置的變化而變化。二、名詞解釋：（每題3分，共15分）1、熱缺陷：當晶體的溫度高于絕對 0K時，

2、由于晶格內原子熱振動， 使一部分能量較大的原子離開平衡位置造成熱缺陷，這種缺陷稱為熱 缺陷。2、無規則網絡學說：凡是成為玻璃態的物質與和應的晶體結構一樣 也是由一個三度空間網絡所構成。這種網絡是離子多面體構筑起來 的。晶體結構網是由多面體無數次有規律重復構成，而玻璃中結構多面體重復沒有規律性。3、粘度：使和聚怎距離的兩個平行平面以足的速度相對移動所需的力。4、相變：物質從個相轉變為.另個相的過程。般相變前后相的化學組成不變，因而相變是個物理過程不涉及化學反應。從狹義上講，相變僅限于同組成的兩相之間的結構變化。但廣義上講，相變反應包括過程前后相組成發生變化的情況。5、不一致熔融化合物：是一種不穩

3、定的化合物。加熱這種化合物到 某一溫度便發生分解，分解產物是一種液相和一種晶相，兩者組成與 化合物組成皆不相同，故稱不一致熔融化合物。三、問答題（35分）1、晶體的基本性質并簡述。（6分）a結品均一性：市于品體內部結構的特征，以此品體在其任意一部位 上都具何相同的性質。b各和杲性：晶體在不同方向上表現出的差異。c自限性：晶體能自發的形成封閉的凸幾何多面體外形的特征。d對稱性：晶體中的相同部分以及晶體的性質能夠在不同的方向或位置上有規律的重復出現，稱為晶體的對稱,生，匕也疋晶體內部質點按周期: e最小內重復排列的纟5能, '生：在相吉果。同熱力學條件、，晶體本與同組成的氣體，液體及非晶質

4、固體相比其內能為最小。f固定熔點性：晶體有固定的熔點。2、簡耍描述肖特基缺陷、弗倫克爾缺陷的區別。（5分）肖特基缺陷：如果正常格點上的原子，熱起伏過程屮獲得能量離開平衡位置遷移到晶體的表面，在晶體內正常格點上留下空位，這即是肖特基缺陷。弗倫克爾缺陷：在晶格熱振動時，一些能量足夠大的原子離開平衡位置后，擠到晶格點的間隙中，形成間隙原子，而原來位置上形成空位，這種缺陷稱為弗倫克爾缺陷。3、 影響固相反應的因索有哪些。（6分）反應物化學組成與結構的影響；顆粒度和分布影響；反應物溫度；壓力；氣氛影響；礦化劑的影響。4、解釋說明為什么在硅酸鹽結硅酸鹽晶體結構分類依據是什么？可分為哪兒類，每類的結構特點是

5、什么？（ 9分）硅酸鹽晶體結構分類依據是：結構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、三個、四個或六個，通過共用氧相連成硅氧四面體群體，群體之間由其它陽離了連接；（1? 5分）鏈狀：硅氧四面體通過共用氧相連，在一維方向延伸成鏈狀，鏈與鏈之間由其它陽離子連接；（1.5分）層狀：硅氧四面體通過 -:個共用氧在兩維平面內延伸成硅氧四面體層；（1? 5分）架狀：每個硅氧四面體的四個頂角都與相鄰的硅氧四面體共頂，形成三維空間結構。 （1? 5分）5、出下列反應的合理缺陷反應式。 (3 個，9分)NaCI溶入CsC12中形成空位型固溶體

6、；(2) CaCh溶入NaCI中形成空位型固溶體； (3) NaCl 形成肖特基缺陷；CM2解' (1) NaCI Nac/ +CIc：+%Nad(2) CaCI2>CaNa'+2CIci+V y/(3) 00VJ +VJ五、計算題 (第一題 1 5分，第二題 20分，共 35分)1 、試計算下列玻璃的結構參數及非橋氧分數。 (I)Na20 ? Si02； (2)Na20 ? 1/3A1203 ? Si02 ；(3) 18Na20 ? IOCaO ? 72S102 (wt%)解：(1) Z=4, R=3/I=3, X=2R-Z=6-4=2, Y=8-2R=8-6=2 y

7、0非橋氧 =: 66.7%工+X1+2竺理=3（3） V如2°>1: . A廣被視為網絡形成離子Ra2Ad 17.4+10.7+71.9x2K =z=4,71.9,X=2R-Z=4. & 4=0. 8, Y=4-0. 8=3. 2 非Na: 0CaOSi02wt%181072mol0. 2900.仃91.200mol%17.4%10. 7%71.9%、/、,X=2R-Z=0. 78, 丫=4-0. 78=3. 22非橋曙藩蠱曲2、相圖分析（20分）右圖為生成一個三元化合物的三元相圖，（1） 判斷三元化合物D的性質，說明理由？（2分）（2） 標出邊界曲線的溫降方向（熔界限用雙箭頭）；（3）指出無變量點的性質（E、F、G ；（ 3分）（4）分析點Ml, M2的結晶路程；（5）計算M2點液相剛到結晶結束點和結晶結束后各相的含量。答案:右圖為生成一個三元化合物的三元相圖，（1）判斷三元化合物D的性質，說明理由？彳、一致熔融二兀化合物，因其組成點不在其初晶區內（2）標岀邊界曲線的溫降方向（轉熔界限用雙箭頭）； 圖（3分）（3）指岀無變量點的性質 （E、F、G）;（ 3分）E :單轉熔點F :低共溶點G :單轉熔點（4）分析點M., M :的結晶路程；（6分）? 6 ?於%匕竺纟F （乙“TP