1、一、名詞解釋（20分）（8*2.5分）點群、晶子假說、正尖晶石、網絡變性劑、液相獨立析晶、本征擴散、二級相變、液相燒結點群：又名對稱型，是指宏觀晶體中對稱要素的集合。空間群：空間群：指在一個晶體結構中所存在的一切對稱要素的集合晶子假說：蘇聯學者列別捷夫提出晶子假說，他認為玻璃是高分散晶體（晶子）的結合體，硅酸鹽玻璃的晶子的化學性質取決于玻璃的化學組成，玻璃的結構特征為微不均勻性和近程有序性。正尖晶石；二價陽離子分布在18四面體空隙中，三價陽離子分布在l2八面體空隙的尖晶石。反型尖晶石：二價陽離子分布在八面體空隙中，三價陽離子一半在四面體空隙中，另一半在八面體空隙中的尖晶石。網絡變性劑：單鍵強度

2、250KJ/mol。這類氧化物不能形成玻璃，但能改變網絡結構，從而使玻璃性質改變。網絡形成劑：這類氧化物單鍵強度大于335KJ/mol，其正離子為網絡形成離子，可單獨形成玻璃。液相獨立析晶：是在轉熔過程中發生的，由于冷卻速度較快，被回收的晶相有可能會被新析出的固相包裹起來，使轉熔過程不能繼續進行，從而使液相進行另一個單獨的析晶過程，就是液相獨立析晶。本征擴散：是指空位來源于晶體結構中本征熱缺陷而引起質點的遷移。非本征擴散：空位來源于摻雜而引起的質點遷移。一級相變：體系由一相變為另一相時，如兩相的化學勢相等但化學勢的一級偏微商(一級導數)不相等的稱為一級相變二級相變：相變時兩相化學勢相等，其一級

3、偏微商也相等，但二級偏微商不等的稱為二級相變。液相燒結：凡有液相參加的燒結過程稱為液相燒結。固相燒結：固態粉末在適當的溫度、壓力、氣氛和時間條件下，通過物質與氣孔之間的傳質，變為堅硬、致密燒結體的過程反螢石結構：這種結構與螢石完全相同，只是陰、陽離子的個數及位置剛好與螢石中的相反，即金屬離子占有螢石結構中F的位置，而0離子或其他負離子占Ca的位置，這種結構稱為反螢石結構。（2.5分）晶胞：從晶體結構中取出來的以反映晶體周期性和對稱性的最小重復單元。觸變性：是泥漿從稀釋流動狀態到稠化的凝聚狀態之間存在的介于兩者之間的中間狀態。即泥漿靜止不動時似凝固體，一經擾動或搖動，凝固的泥漿又重新獲得流動。如

4、再靜止又重新凝固，可重復無數次。（2.5分）硼反常現象：硼酸鹽玻璃與相同條件下的硅酸鹽玻璃相比，其性質隨R2O或RO加入量的變化規律相反，這種現象稱硼反常現象線缺陷：指在一維方向上偏離理想晶體中的周期性、規則性排列所產生的缺陷。 面缺陷：指在兩維方向上偏離理想晶體中的周期性、規則性排列所產生的缺陷。可塑性：粘土與適當比例的水混合均勻制成泥團，該泥團受到高于某一個數值剪應力作用后，可以塑造成任何形狀，當去除應力泥團能保持其形狀，這種性質稱為可塑性。（2.5分）晶胞參數：表示晶胞的形狀和大小可用六個參數即三條邊棱的長度a、b、c和三條邊棱22+的夾角、即為晶胞參數。聚沉值：凡能引起溶膠明顯聚沉（如

5、溶膠變色渾濁）所需外加電解質的最小濃度稱為聚沉值。（2.5分）晶面指數：結晶學中經常用（hkl）來表示一組平行晶面，稱為晶面指數。數字hkl是晶面在三個坐標軸（晶軸）上截距的倒數的互質整數比。聚合：由分化過程產生的低聚合物，相互作用，形成級次較高的聚合物，同時釋放出部分Na2O，這個過程稱為縮聚，也即聚合。（2.5分）解聚：在熔融SiO2中，O/Si比為2：1，SiO4連接成架狀。若加入Na2O則使O/Si比例升高，隨加入量增加，O/Si比可由原來的2：1逐步升高到4：1，SiO4連接方式可從架狀變為層狀、帶狀、鏈狀、環狀直至最后斷裂而形成SiO4島狀，這種架狀SiO4斷裂稱為熔融石英的分化過

6、程，也即解聚。（2.5分）點缺陷：三維方向上缺陷尺寸都處于原子大小的數量級上。（2.5分）熱缺陷：晶體溫度高于絕對0K時，由于熱起伏使一部分能量較大的質點（原子或離子）離開平衡位置所產生的空位和/或間隙質點。（2非均勻成核：借助于表面、界面、微粒裂紋、器壁以及各種催化位置而形成晶核的過程。 玻璃分相：一個均勻的玻璃相在一定的溫度和組成范圍內有可能分成兩個互不溶解或部分溶解的玻璃相(或液相)，并相互共存的現象稱為玻璃的分相(或稱液相不混溶現象)。 不一致熔融化合物：是一種不穩定的化合物。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

7、化合物。 晶粒生長：無應變的材料在熱處理時，平均晶粒尺寸在不改變其分布的情況下，連續增大的過程。泰曼溫度：反應物開始呈現顯著擴散作用的溫度二、問答題（70分）1、試寫出少量MgO摻雜到A12O3中和少量YF3摻雜到CaF2中的缺陷反應方程與對應的固溶式。（7分）解：少量MgO摻雜到A12O3中缺陷反應方程及固溶式為：少量YF3摻雜到CaF2中缺陷反應方程及固溶式如下：， ， （3.5分） （3.5分） 2、試比較楊德爾方程和金斯特林格方程的優缺點及其適用條件。（8分）答：楊德爾方程在反應初期具有很好的適應性，但楊氏模型中假設球形顆粒反應截面積始終不變，因而只適用反應初期轉化率較低的情況。（4分

8、）而金氏模型中考慮在反應進程中反應截面積隨反應進程變化這一事實，因而金氏方程適用范圍更廣，可以適合反應初、中期。兩個方程都只適用于穩定擴散的情況。（4分）3、MoO3和CaCO3反應時，反應機理受到CaCO3顆粒大小的影響。當MoO3 ：CaCO31：1，MoO3的粒徑r1為0.036mm，CaCO3的粒徑r2為0.13mm時，反應是擴散控制的；而當CaCO3 ：MoO315：1，r20.03mm時，反應由升華控制，試解釋這種現象。（7分） 答：當MoO3的粒徑r1為0.036mm，CaCO3的粒徑r2為0.13mm時, CaCO3顆粒大于MoO3，由于產物層較厚，擴散阻力較大，反應由擴散控制

9、，反應速率隨著CaCO3顆粒度減小而加速，（3.5分）當r2r1時存在過量CaCO3，反應由MoO3粒徑升華控制，并隨著MoO3粒徑減小而加劇。（3.5分）4、 什么是潤濕？改善潤濕的方法有那些？（8分）答：潤濕：固體與液體接觸后，體系（固體+液體）的吉布斯自由能降低時，就稱潤濕。（2分）改善潤濕的方法有：降低降低提高LV SV SL S、V 兩相組成盡量接近；（1.5分） 在液相中加表面活性劑；（1.5分） 去除固體表面吸附膜；（1.5分）改變粗糙度。（1.5分）5、為什么等軸晶系有原始、面心、體心格子，而沒有單面心格子？（4分）答：因為從結構分布看，單面心格子不符合立方格子所固有的4L3的

10、對稱性。（4分）6、二次再結晶與晶粒生長有何異同？生產中避免二次再結晶的方法有哪些？（6分）答：相同點:（1）兩者推動力均為界面兩側質點的吉布斯自由能之差；（2）進行方式都是通過界面遷移。（1分）不同點：（1）前者是個別晶粒異常生長，后者是晶粒尺寸均勻生長；（2）前者氣孔被包裹到晶粒內部，后者氣孔維持在晶界交匯處。（2分）生產中避免二次再結晶的方法有：（1）合理選擇原料的細度，提高粉料粒度的均勻性；（2）控制溫度；（3）引入添加劑。（3分）7、說明高嶺石和蒙脫石的結構特點，并解釋為什么蒙脫石具有膨脹性和高的陽離子交換容量，而高嶺石則不具有膨脹性、陽離子交換容量也很低。（10分）答：高嶺石的陽離

11、子交換容量較小，而蒙脫石的陽離子交換容量較大。因為高嶺石是1:1型結構，離子的取代很少，單網層與單網層之間以氫鍵相連，氫鍵強于范氏鍵，水化陽離子不易進入層間，因此陽離子交換容量較小。（5分）而蒙脫石是為2:1型結構，鋁氧八面體層中大約1/3的Al3+被Mg2+取代，為了平衡多余的負電價，在結構單位層之間有其它陽離子進入，而且以水化陽離子的形式進人結構。水化陽離子和硅氧四面體中O2-離子的作用力較弱，因而，這種水化陽離子在一定條件下容易被交換出來。C軸可膨脹以及陽離子交換容量大，是蒙脫石結構上的特征。（5分）4、二次再結晶與晶粒生長有何異同？生產中避免二次再結晶的方法有哪些？（7分）答：相同點:

12、（1）兩者推動力均為界面兩側質點的吉布斯自由能之差；（2）進行方式都是通過界面遷移。（2分）不同點：（1）前者是個別晶粒異常生長，后者是晶粒尺寸均勻生長；（2）前者氣孔被包裹到晶粒內部，后者氣孔維持在晶界交匯處。（2分）生產中避免二次再結晶的方法有：（1）合理選擇原料的細度，提高粉料粒度的均勻性；（2）控制溫度；（3）引入添加劑。（3分）5、在硅酸鹽晶體結構中， 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：在硅酸鹽晶體結構中， SiO4四面體中的Si4+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（Si4+）間距離較近、排斥力較大，所以不穩定

13、，而孤立存在，或共頂連接。（6分）7、用圖例說明過冷度對核化、晶化速率和晶粒尺寸等的影響，如無析晶區又要使其析晶應采取什么措施？要使自發析晶能力大的熔體形成玻璃應采取什么措施？（8分）答：過冷度過大或過小對成核與生長速率均不利，只有在一定過冷度下才能有最大成核和生長速率，如下圖。（4分）若T大，控制在成核率較大處析晶，易得晶粒多而尺寸小的細晶；（1分）若T小，控制在生長速率較大處析晶則容易獲得晶粒少而尺寸大的粗晶；（1分）如果成核與生長兩曲線完全分開而不重疊，則無析晶區，該熔體易形成玻璃而不易析晶；若要使其在一定過冷度下析晶，一般采用移動成核曲線的位置，使它向生長曲線靠攏。可以用加人適當的核化

14、劑，使成核位壘降低，用非均勻成核代替均勻成核。使兩曲線重疊而容易析晶。（1分）要使自發析晶能力大的熔體形成玻璃，采取增加冷卻速度以迅速越過析晶區的方法，使熔體來不及析晶而玻璃化。（1分）8、試解釋說明為什么在硅酸鹽結構中Al3+經常取代SiO4中Si4+，但Si4+一般不會置換AlO6中的Al3+？（配位數為6時，S14、A13和O2的離子半徑分別為0.40、0.53和1.40；配位數為4時，一離子半徑依次為0.26、0.40和1.38）。（8分）3+2-3+3+答：CN=4, rAl/ro=0.4/1.38=0.29,Al四配位穩定，故在硅酸鹽結構中Al經常取代SiO44+4+2-4+中Si

15、形成AlO4；（4分）CN=6，rSi/ro=0.4/1.38=0.29,Si四配位穩定，六配位不穩定，4+3+故在硅酸鹽結構中Si一般不會置換AlO6中的Al，形成SiO69、 網絡變性體（如Na2O）加到石英玻璃中，使硅氧比增加。實驗觀察到當O/Si=2.53時，即達到形成玻璃的極限，根據結構解釋為什么在2O/Si2.5的堿和硅石混合物可以形成玻璃,而O/Si=3的堿和硅石混合物結晶而不形成玻璃? （8分）答：在2O/Si2.5的堿和硅石混合物中，氧硅比較低，在高溫熔體中高聚物含量較高，熔體黏度較高，不易析晶，所以可以形成玻璃；（4分）而在O/Si=3的堿和硅石混合物中，氧硅比較高，在高溫

16、熔體中低聚物含量較高，熔體黏度較低，所以易析晶，而不形成玻璃。（4分10、 試述B2O3中加入Na2O后,結構發生的變化,解釋硼酸鹽玻璃的硼反常現象？答：B2O3中加入Na2O后, Na2O所提供的氧使BO3三角體變成BO4四面體，導致B2O3玻璃結構由兩度空間的層狀結構部分轉變為三維的架狀結構，從而加強了網絡，并使玻璃的各種物理性質變好，這與相同條件下的硅酸鹽玻璃相比，其性質隨R2O或RO加入量的變化規律相反， 出現硼酸鹽玻璃的硼反常現象。四、 計算題（10分）試用玻璃結構參數說明兩種玻璃高溫下粘度的大小？解：1#玻璃：Na2O/ Al2O3=10/121，所以Al3+在玻璃中起網絡形成離子

17、的作用（1分） R2=（20+6 *3+74*2）/（74+6*2）=2.16 X2=2*2.16-4=0.32 Y2=4-0.32=3.68（3分） 因而Y1R2 即2#玻璃橋氧分數大于1#, O/Si比小于1#玻璃,所以在高溫下1#熔體黏度小于2#. （2分）五：試比較楊德爾方程和金斯特林格方程的優缺點及其適用條件。楊德爾方程在反應初期具有很好的適應性，但楊氏模型中假設球形顆粒反應截面積始終不變，因而只適用反應初期轉化率較低的情況。（4分）而金氏模型中考慮在反應進程中反應截面積隨反應進程變化這一事實，因而金氏方程適用范圍更廣，可以適合反應初、中期。兩個方程都只適用于穩定擴散的情況。（4分）

18、六、相圖分析（20分）1、 如圖所示；（3分）2、 如圖所示（7分）3、F點低共熔點，LFC3A+C12A7+C2S （1分）H點單轉熔點，LH+CaOC3A+C3S （1分）K點單轉熔點，LK+C3SC3A+C2S （1分）4、M點：LC2S LC2S+C3S L+C2SC3S液：M-a-y-K始(LK+C3SC2S+C3A)K終（2分）f=2 f=1 f=1 f=0C2S C2S+C3S C2S+C3S C2S+C3S+C3A固：D-D-b-d-M （1分）5、因為硅酸鹽水泥熟料中三個主要礦物是C3S、C2S、C3A。根據三角形規則，只有當組成點落在C3S-C2S-C3A付三角形中，燒成以

19、后才能得到這三種礦物。從早期強度和后期強度、水化速度、礦物的形成條件等因素考慮，水泥熟料C3S的含量應當最高，C2S次之，C3A最少。根據杠桿規則，水泥熟料的組成點應當位于C3S-C2S-C3A付三角形中小圓圈內。（2分）6、因為緩慢冷卻到K點，可以通過轉熔反應L+C2SC3S得到盡可能多的C3S。到達K點后，急劇冷卻到室溫，可以（1）防止C3S含量降低，因為K點的轉熔反應LK+C3SC2S+C3A；（2）使C2S生成水硬性的-C2S，而不是非水硬性的-C2S；（3）液相成為玻璃相，可以提高熟料的易磨性7、在擴散傳質的燒結過程中，使坯體致密的推動力是什么？哪些方法可促進燒結？說明原因。（8分）

20、答：在擴散傳質的燒結過程中，系統內不同部位（頸部、顆粒接觸點、顆粒內部）空位濃度不同，導致原子或質點由顆粒接觸點向頸部遷移，填充到氣孔中。因此使坯體致密化的推動力是空位濃度差。（4分）對于擴散傳質：（1）控制原料的起始粒度非常重要，顆粒細小的原料可促進燒結，因為頸部增長速率x/r與原料起始粒度r的3/5次方成反比；（2）溫度對燒結過程有決定性作用，擴散系數與溫度呈指數關系，因此提高溫度可加速燒結。（4分1螺位錯：柏格斯矢量與位錯線平行的位錯。2同質多晶：同一化學組成在不同熱力學條件下形成結構不同的晶體的現象。3晶胞：指晶體結構中的平行六面體單位，其形狀大小與對應的空間格子中的單位平行六面體一致

21、。4肖特基缺陷：如果正常格點上的原子，熱起伏過程中獲得能量離開平衡位置，遷移到晶體的表面，在晶格內正常格點上留下空位，即為肖特基缺陷。肖特基缺陷：如果正常格點上的原子，熱起伏過程中獲得能量離開平衡位置，遷移到晶體的表面，在晶格內正常格點上留下空位，即為肖特基缺陷。5聚合：由分化過程產生的低聚合物，相互作用，形成級次較高的聚合物，同時釋放出部分Na2O，這個過程稱為縮聚，也即聚合。6非均勻成核：借助于表面、界面、微粒裂紋、器壁以及各種催化位置而形成晶核的過程。 7穩定擴散：擴散質點濃度分布不隨時間變化。8玻璃分相：一個均勻的玻璃相在一定的溫度和組成范圍內有可能分成兩個互不溶解或部分溶解的玻璃相(

22、或液相)，并相互共存的現象稱為玻璃的分相(或稱液相不混溶現象)。9不一致熔融化合物：是一種不穩定的化合物。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。 10晶粒生長：無應變的材料在熱處理時，平均晶粒尺寸在不改變其分布的情況下，連續增大的過程。11非本征擴散：受固溶引入的雜質離子的電價和濃度等外界因素所控制的擴散。或由不等價雜質離子取代造成晶格空位，由此而引起的質點遷移。（2.5）本征擴散：空位來源于晶體結構中本征熱缺陷，由此而引起的質點遷移。12穩定擴散：若擴散物質在擴散層dx內各處的濃度不隨時間而變化，即dc/dt=0

23、。不穩定擴散：擴散物質在擴散層dx內的濃度隨時間而變化，即dc/dt0。這種擴散稱為不穩定擴散。（2.5分）（2.5分）13可塑性：粘土與適當比例的水混合均勻制成泥團，該泥團受到高于某一個數值剪應力作用后，可以塑造成任何形狀，當去除應力泥團能保持其形狀，這種性質稱為可塑性。（2.5晶胞參數：表示晶胞的形狀和大小可用六個參數即三條邊棱的長度a、b、c和三條邊棱的夾角、即為晶胞參數。14一級相變：體系由一相變為另一相時，如兩相的化學勢相等但化學勢的一級偏微商(一級導數)不相等的稱為一級相變。15二次再結晶：是液相獨立析晶：是在轉熔過程中發生的，由于冷卻速度較快，被回收的晶相有可能會被新析出的固相包

24、裹起來，使轉熔過程不能繼續進行，從而使液相進行另一個單獨的析晶過程，就是液相獨立析晶。（2.5）16泰曼溫度：反應物開始呈現顯著擴散作用的溫度。（2.5）17晶子假說：蘇聯學者列別捷夫提出晶子假說，他認為玻璃是高分散晶體（晶子）的結合體，硅酸鹽玻璃的晶子的化學性質取決于玻璃的化學組成，玻璃的結構特征為微不均勻性和近程有序性。無規則網絡假說：凡是成為玻璃態的物質和相應的晶體結構一樣，也是由一個三度空間網絡所構成。這種網絡是由離子多面體（三角體或四面體）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的重復沒有規律性。18正尖晶石；二價陽離子分布在18四面體空隙中，三價陽離

25、子分布在l2八面體空隙的尖晶石。19液相獨立析晶：是在轉熔過程中發生的，由于冷卻速度較快，被回收的晶相有可能會被新析出的固相包裹起來，使轉熔過程不能繼續進行，從而使液相進行另一個單獨的析晶過程，就是液相獨立析晶。20觸變性：是泥漿從稀釋流動狀態到稠化的凝聚狀態之間存在的介于兩者之間的中間狀態。即泥漿靜止不動時似凝固體，一經擾動或搖動，凝固的泥漿又重新獲得流動。如再靜止又重新凝固，可重復無數次。21固相燒結：固態粉末在適當的溫度、壓力、氣氛和時間條件下，通過物質與氣孔之間的傳質，變為堅硬、致密燒結體的過程。24點缺陷：三維方向上缺陷尺寸都處于原子大小的數量級上。（2.5分）熱缺陷：晶體溫度高于絕

26、對0K時，由于熱起伏使一部分能量較大的質點（原子或離子）離開平衡位置所產生的空位和/或間隙質點。（2.5分）聚合：由分化過程產生的低聚合物，相互作用，形成級次較高的聚合物，同時釋放出部分Na2O，這個過程稱為縮聚，也即聚合。（2.5分）25解聚：在熔融SiO2中，O/Si比為2：1，SiO4連接成架狀。若加入Na2O則使O/Si比例升高，隨加入量增加，O/Si比可由原來的2：1逐步升高到4：1，SiO4連接方式可從架狀變為層狀、帶狀、鏈狀、環狀直至最后斷裂而形成SiO4島狀，這種架狀SiO4斷裂稱為熔融石英的分化過程，也即解聚。（2.5分）26聚沉值：凡能引起溶膠明顯聚沉（如溶膠變色渾濁）所需

27、外加電解質的最小濃度稱為聚沉值。（2.5分）27硼反常現象：硼酸鹽玻璃與相同條件下的硅酸鹽玻璃相比，其性質隨R2O或RO加入量的變化規律相反，這種現象稱硼反常現象。28晶面指數：結晶學中經常用（hkl）來表示一組平行晶面，稱為晶面指數。數字hkl是晶面在三個坐標軸（晶軸）上截距的倒數的互質整數比。1、 粘土泥漿膠溶必須使介質呈（ ）A、酸性 B、 堿性 C、 中性2、硅酸鹽玻璃的結構是以硅氧四面體為結構單元形成的（ ）的聚集體。A、近程有序，遠程無序 B、近程無序，遠程無序 C、近程無序，遠程有序3、依據等徑球體的堆積原理得出，六方密堆積的堆積系數（ ）體心立方堆積的堆積系數。A、大于 B、小

28、于 C、等于 D、不確定4、某晶體AB，A的電荷數為1，AB鍵的S=1/6，則A+的配位數為（ ）。 A、4 B、12 C、8 D、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量分別為（ ）。A、4，8 B、8，4 C、1，2 D、2，46、點群L6PC屬（ ）晶族（ ）晶系。A、高級等軸 B、低級正交 C、中級六方 D、高級六方7、下列性質中（ ）不是晶體的基本性質。A、自限性 B、最小內能性 C、有限性 D、各向異性8、晶體在三結晶軸上的截距分別為1/2a、1/3b、1/6c。該晶面的晶面指數為（ ）。A、（236） B、（326） C、（321） D、（123）9、非化

29、學計量化合物Cd1+xO中存在（ ）型晶格缺陷A、陰離子空位 B、陽離子空位 C、陰離子填隙 D、陽離子填隙10、可以根據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、晶體結構中一切對稱要素的集合稱為（ ）。A、對稱型 B、點群 C、微觀對稱的要素的集合 D、空間群12、在ABO3(鈣鈦礦)型結構中，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=bc =900的晶體屬（ ）晶系。3、六方

30、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+x O在還原氣氛中可形成（ ）型半導體，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+x O的密度將（ ）。5 ）的位錯稱為刃位錯，；b 與位錯線（ ）的位錯稱為螺位錯，。6、形成連續固溶體的條件是（ ）、（ ）和（ ）。7、在AB2O4型尖晶石結構中，若以氧離子作立方緊密堆積排列，在正尖晶石結構中，A離子占有（ ）空隙，B離子占有（ ）空隙。8、晶體的熱缺陷有（ ）和（ ）兩類，熱缺陷濃度與溫度的關系式為（ ）。9、硅酸鹽晶體分類的依據是（ ）。按此分類法可將硅酸鹽礦物分為

31、（ ）結構、（ ）結構、（ ）結構、（ ）結構和（ ）結構。10、陶瓷元件表面被銀，為提高瓷件與銀層間的潤濕性，瓷面表面應（ ）。11、同價陽離子飽和的黏土膠粒的電位隨陽離子半徑的增加而（ ）。12、Ca-黏土泥漿膠溶時，加入NaOH和Na2SiO3電解質，（ ）效果好？ 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個空2分）1、繪制3T曲線2、四方3（0001）、（111）4、n、反比、增大5、垂直、平行6、（rl-r2）/rl15、相同的晶體結構類型、離子價相同或離子價總和相等7、四面體、八面體8、肖特基缺陷、

32、弗倫克爾缺陷、n/N=exp（-Gf/2kT）9、硅氧四面體的連接方式、島狀結構、組群狀結構、鏈狀結構、層狀結構、架狀結構10、拋光11、降低12Na2SiO3、2、晶體在三結晶軸上的截距分別為2a、3b、6c。該晶面的晶面指數為（ ）。A、（236） B、（326） C、（321） D、（123）4、某晶體AB，A的電荷數為1，AB鍵的S=1/6，則A+的配位數為（ ）。 A、4 B、12 C、8 D、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量分別為（ ）。A、4，8 B、8，4 C、1，2 D、2，46、在ABO3(鈣鈦礦)型結構中，B離子占有（ ）。A、四面體空隙

33、B、八面體空隙 C、立方體空隙 D、三方柱空隙晶體7、在硅酸鹽熔體中，當R=O/Si減小時，相應熔體組成和性質發生變化，熔體析晶能力（ ），熔體的黏度（ ），低聚物數量（ ）。A、增大 B、減小 C、不變 D、不確定8、當固體表面能為1.2J/m2，液體表面能為0.9 J/m2，液固界面能為1.1 J/m2時，降低固體表面粗糙度，（ ）潤濕性能。A、降低 B、改善 C、不影響9、一種玻璃的組成為32.8%CaO，6.0 Al2O3%，61.2 SiO2%，此玻璃中的Al3+可視為網絡（ ），玻璃結構參數Y=（ ）。A、變性離子，3.26 B、形成離子，3.26 C、變性離子，2.34 D、形成

34、離子，2.34 12、晶體結構中一切對稱要素的集合稱為（ ）。A、對稱型 B、點群 C、微觀對稱的要素的集合 D、空間群三、填空（15分）1、a=bc = 900，=1200的晶體屬（ ）晶系。2、晶體的對稱要素中宏觀晶體中可能出現的對稱要素種類有（ ）、（ ）、（ ）、（ ）。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、TiO2在還原氣氛中可形成（ ）型非計量化合物，可形成（ ）型半導體，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，TiO2-x的密度將（ ）。6、晶體的熱缺陷有（ ）和（ ）兩類，熱缺陷濃度與溫度的關系式為

35、（ ）。7、Ca-黏土泥漿膠溶時，加入NaOH和Na2SiO3電解質，（ ）效果好？8、黏土帶電荷的主要原因是（ ）、（ ）和（ ），黏土所帶靜電荷為（ ）。1、C；2、C；3、C；4、D；5、A；6、B；7、B，A，B；8、A；9、B、B；10、B；11、B；12、D 1、六方2、對稱中心、對稱面、對稱軸、倒轉軸3、（0001）、（111）4、陰離子缺位型、n、反比、減小5、（rl-r2）/rlCaCl2（1分）（2）泥漿的觸變性 KCl CaCl2 （1分）（3）泥漿的可塑性 KCl l CaCl2 （1分）（5）黏土的電位 KCl l N CaCl2 （1分）（6）泥漿的穩定性 KCl

36、CaCl2 （1分3在擴散傳質的燒結過程中，使坯體致密的推動力是什么？哪些方法可促進燒結？說明原因。（8分）答：在擴散傳質的燒結過程中，系統內不同部位（頸部、顆粒接觸點、顆粒內部）空位濃度不同，導致原子或質點由顆粒接觸點向頸部遷移，填充到氣孔中。因此使坯體致密化的推動力是空位濃度差。（4分）對于擴散傳質：（1）控制原料的起始粒度非常重要，顆粒細小的原料可促進燒結，因為頸部增長速率x/r與原料起始粒度r的3/5次方成反比；（2）溫度對燒結過程有決定性作用，擴散系數與溫度呈指數關系，因此提高溫度可加速燒結。4試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？可分為哪幾類，每類的結構特點是什么

37、？（9分）答：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子連接；（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：硅氧四面體通過三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、構中Al3+經常取代SiO4中Si4+，但Si4+一般不會置換AlO6中的Al3+？（配位數為6時，S1

38、4、A13和O2的離子半徑分別為0.40、0.53和1.40；配位數為4時，一離子半徑依次為0.26、0.40和1.38）。（7分）3+2-答：CN=4, rAl/ro=0.4/1.38=0.29,Al3+四配位穩定，故在硅酸鹽結構中Al3+經常取代SiO4中Si4+形成AlO4；（3.5分）CN=6，rSi4+/ro2-=0.4/1.38=0.29,Si4+四配位穩定，六配位不穩定，故在硅酸鹽結構中Si4+一般不會置換AlO6中的Al3+，形成SiO6。6、說明影響擴散的因素？答：（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

39、主。（2分）（2）缺陷：缺陷部位會成為質點擴散的快速通道，有利擴散。（2分）（3）溫度：D=D0exp（-Q/RT）Q不變，溫度升高擴散系數增大有利擴散。Q越大溫度變化對擴散系數越敏感。（2分）（4）雜質：雜質與介質形成化合物降低擴散速度；雜質與空位締合有利擴散；雜質含量大本征擴散和非本征擴散的溫度轉折點升高。（2分）（5）擴散物質的性質和擴散介質的結構：擴散質點和介質的性質差異大利于擴散。（2分）7、試比較楊德爾方程和金斯特林格方程的優缺點及其適用條件。（8分）答：楊德爾方程在反應初期具有很好的適應性，但楊氏模型中假設球形顆粒反應截面積始終不變，因而只適用反應初期轉化率較低的情況。（4分）而

40、金氏模型中考慮在反應進程中反應截面積隨反應進程變化這一事實，因而金氏方程適用范圍更廣，可以適合反應初、中期。兩個方程都只適用于穩定擴散的情況。（4分）8相變過程的推動力是什么？（8分）答：總的推動力：相變過程前后自由能的差值1、相變過程的溫度條件在等溫等壓下，G=H-TS在平衡條件下，G0，則S=H/T0式中：T0相變的平衡溫度；H相變熱。 在任意一溫度了的不平衡條件下，則有G=H-TS0若H與S不隨溫度而變化，G=H-TH/T0=H（T0-T）/T0=HT/T0相變過程放熱HO，要使GO，TO，要使G0，須有TT0,過熱。因此相平衡理論溫度與系統實際溫度之差即為該相變過程的推動力。 (2分)

41、2相變過程的壓力和濃度條件(1)氣相，恒溫下G=RTlnP0/P 欲使G P0 即汽相過飽和。(2分)(2)溶液 G=RTlnC0/C 欲使G C0 即液相過飽和。 (2分)綜上所述，相變過程的推動力應為過冷度、過飽和濃度、過飽和蒸汽壓。即相變時系統溫度、濃度和壓力與相平衡時溫度、濃度和壓力之差值。(2分)9影響固相反應的因素有那些？答：影響固相反應的因素有反應物化學組成與結構的影響；顆粒度和分布影響；反應溫度、壓力、氣氛影響；礦化劑的影響。（6分10燒結的主要傳質方式有那些?分析產生的原因是什么? （8分）答：燒結初期，晶界上氣孔數目很多，此時氣孔阻止晶界移動，Vb=0。（1分）燒結中、后期

42、，溫度控制適當，氣孔逐漸減少。可以出現Vb=Vp，此時晶界帶動氣孔以正常速度移動，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）繼續升溫導致VbVp，晶界越過氣孔而向曲率中心移動，氣孔包入晶體內部，只能通過體積擴散排除，這是十分困難的。（2分）從實現致密化目的考慮，晶界應帶動氣孔以正常速度移動，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。（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中的缺陷反應方程與對應的固溶式。（7分）解：少量MgO摻雜到A12O3中缺陷反應方程及固溶式為：少量YF3摻雜到CaF2中缺陷反應方程及固溶式如下：， （3.5分）在擴散傳質的燒結過程中，使坯體致密的推動力是什么？哪些方法可促進燒結？說明原 12因。（8分）答：在擴散傳質的燒結過程中，系統內不同部位（頸部、顆粒接觸點、顆粒內部）空位濃度不同，導致原子或質點由顆粒接觸點向頸部遷移，填充到氣孔中。因此使坯體致密化的推動力是空位濃度差。（4分）對于擴散傳質：（1）控制原