无机材料科学基础测试1Word格式文档下载.docx
《无机材料科学基础测试1Word格式文档下载.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《无机材料科学基础测试1Word格式文档下载.docx（12页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
1．二元系统相图中，液相线平坦，这表明
A.随温度变化，液相量变化小
B.随温度变化，液相量变化大
C.出现液相的温度降低
D.出现液相的温度升高
2．在几个球构成的六方或面心立方最紧密堆积中，存在的八面体空隙数为
A.
个
B.
C.
n个
D.2n个
3．萤石（CaF2）晶体结构中，所有Ca2+作面立方密堆积，F－填充
A.全部四面体空隙
B.全部八面体空隙
C.
四面体空隙
D.
八面体空隙
4．多种聚合程度不等的负离子团同时并存而不是一种独存，是硅酸盐熔体结构远程无序的实质。
当熔体的组成不变时，熔体中各级聚合体的数量与温度的关系是：
温度升高
A.高聚体的数量多于低聚体的数量
B.高聚体的数量少于低聚体的数量
C.高聚体的数量增加
D.高聚体的数量减少
5．在简单碱金属硅酸盐熔体R2O－SiO2中，正离子R+的含量对熔体的粘度颇具影响。
当R2O含量较高，即
比值较大时，降低粘度的次序为：
K+>
Na+>
Li+，这是因为
A.
K2O引入的游离氧最多，则降低粘度的作用最大
B.
[SiO4]连接方式已接近岛状，四面体基本上靠R－O键相连，R+半径越大，R－O键力越弱。
因rLi+<
rNa+<
rk+，Li+极化能力最强
D.
[SiO4]间的Si－O键是粘度的主要表征，R+半径越小，对Si－O键的削弱能力越强
6．粘土的许多性能与所吸附的阳离子种类有关。
当粘土吸附不同阳离子后，其性能的变化规律以箭头（大®
小）表示的是
A.泥浆的稳定性
B.泥浆的流动性
C.泥浆的滤水性
D.泥浆的ζ电位
7．当液体（L）与固体（S）相接触，固体不被液体所润湿，则两相的表面张力关系应为
A.σSV－σSL<
σLV
B.σSV－σSL>
σLV
C.σSV
>
σSL
D.σSV
<
σSL
8．在不稳定扩散条件下，描述介质中各点作为时间函数的扩散物质聚积过程的
菲克第二定理，其基本数学表达式为
B.J=
9．气体通过玻璃的渗透率随玻璃中以下物质含量的增加而增加
A.网络形成离子
B.网络中间离子
C.网络改变离子
D.杂质离子
10．以体积扩散传质为主的烧结过程，烧结初期线收缩率与时间t的（
）次方成正比
四、计算与问答（共45分）
1．（5分）玻璃与金属封接，为什么要预先在金属表面作氧化处理，其作用如何？
2．（5分）在组成为16Na2O·
xB2O3·
（84－x）SiO2的熔体中，当x<
15mol%时，增加B2O3的含量，使粘度增大；
当x>
15mol%时，增加B2O3的含量，则反而会使粘度降低，请解释原因。
3．（5分）在注浆成型的泥浆中常搭配一些回坯泥（回坯泥中含有少量石膏屑CaSO4），结果使泥浆变稠，为什么？
欲降低泥浆粘度应采取什么措施？
4．（10分）由A向B的液固相变中，单位体积自由焓变化DGV在1000℃时是－100卡/cm3，在900℃时是－500卡/cm3，设A－B间的界面能为500尔格/cm2，求：
（1）在900℃和1000℃时的临界半径；
（2）在1000℃时进行相变时所需的能量。
5．（10分）由SiO2和Al2O3粉反应生成莫来石的过程是由扩散控制的反应，符合杨德方程，如果活化能为50千卡/mol，反应在1400℃进行1小时，只完成10％，那么1500℃下进行4小时，反应将完成多少？
为加快反应进程可采取哪些有效措施？
（气体常数R＝1.987卡/mol·
k）
6．（10分）如图为ABC三元系统相图，存在两个化合物S1S2，
（1）说明化合物S1与S2的性质；
（2）划分三角形，判断各三元无变量点E、G、F的性质，并写出相平衡方程；
（3）用箭头标出DABC边上及各界线上的温降方向，并判断各界线性质；
（4）写出熔体M的固体混合物的的加热过程表达式，并计算液相
成点刚要离开三元无变量点时和相
的百分含量（用线段表示）；
（5）若熔体组成点在DABC内，最后析晶产物能否同时获得A、B、C，为什么？
答案一
一、名词解释
【解】熔体在冷却时，熔体内的质点（分子、原子、离子）进行位移、重排、结构调整以达到该温度下的平衡态，并放出能量。
【解】表征阳离子交换能力的指标，以PH＝7时，100克干粘土吸附某种阳离子的毫克当量数表示。
【解】依靠热缺陷（即：
弗氏缺陷与肖特基缺陷所产生的空位）进行的扩散。
【解】在异相界面进行的成核过程（异相界面：
表面、容器壁、气泡杂质及晶核剂表面）。
【解】当正常晶粒长大过程被杂质或气孔阻止后，当基质相中存在一些晶粒大得多，晶面多得多的晶粒，以致晶粒可以越过杂质或气孔继续推移，从而大晶粒为晶核不断吞并周围小晶粒，而迅速长大成更大晶粒的过程。
二、填空
4.三种典型离子化合物PbI2、PbF2、CaF2的比表面能分别为130尔格/cm2、900尔格/cm2、2500尔格/cm2，由此可以预计这三种化合物的表面双电层厚度的大小次序为_________________________________。
5．粘土粒子破键引起的荷电与介质的PH值有关，高岭土在酸性介质中边棱带______电荷；
9.烧结是基于粉体颗粒间的_____________，以及在___________作用下的______________而完成致密化过程。
【解】
1．差热分析法
加热或冷却曲线法
淬冷却
2．氧离子空位
2Ti
Ti
+4O
Ti′+Vo．．+3Oox
缺氧
还原性
3．4
2.14
0.27
3.73
12.65%
4．PbI2>
PbF2>
CaF2
5．正
负
6．
453.857KJ/mol
7．
180°
0°
90°
8．
反应物混合接触并产生表面效应
化学反应及新相生成
晶体生长和结为核子
9．
接触和键合
表面张力
物质的传递
10．形成液相
阻止晶型转变
抑制晶粒生长
形成固液体
三、选择
B.全部八面体空隙
B.高聚体的数量少于低聚体的数量
D.高聚体的数量减少
A.泥浆的稳定性
D.泥浆的ζ电位
7．当液体（L）与固体（S）相接触，固体不被液体所润湿，则两相的表面张力关系应为
B.J=
D.杂质离子
1．B
2.C
3.A
4.D
5.B
6.C
7.D
8.C
9.A
10.B
【解】降低金属－玻璃界面能
【解】B2O3<
15mol%
Na2O/B2O3>
1
生成了[BO4]
粘度增大
B2O3>
Na2O/B2O3<
生成了[BO3]
粘度减小
【解】Ca-粘土＋Na2SiO3+CaSO4
Na-粘土+CaSiO3↓+Na2SO4
使离子交换不完全，粘度增加，应加适量BaCO3
Ca-粘土+Na2SiO3
+CaSO4
Na-粘土+CaSiO3↓+CaCO3↓
交换完全形成Na-粘土
但是如果BaCO3过多会形成Ba-粘土，流动性更差
如果过少，不能消除[SO4]4-的影响
【解】r*=–2γ/△Gv
（1）1000℃：
r1＝－（2×
500）/（－100×
107×
4.18）=2.39×
10－7cm=23.9Ǻ
900℃：
r2＝－（2×
500）/（－500×
4.18）=4.78×
10－8cm=4.78Ǻ
（2）△G=－（16×
3.14×
5003）/[3×
（100×
4.18×
10×
107）2=1.198×
10-10尔格＝2.866×
10-18卡
【解】[1－（1－G）1/3]2=kt=k0exp（－Q/RT）t
因为G＝0.1
t=1h
Q=50千卡＝50×
103×
4.18J/mol
T=1673K
代入上式
得k0=3995.5h-1
所以
T＝1773K
t=4h
有[1－（1－G）1/3]2＝3995.5[exp（-50×
4.18）/（8.314×
1773）]×
4
得G＝28.4%
加速反应进程：
（1）提高温度
（2）减少物料细度及提高均匀度
（3）加矿化剂
（4）加压力
（5）利用SiO2的多晶转变
（1）S1：
二元一致熔
S2：
（2）E：
低熔点LE↔B+S2+C
F、G都是单转熔点
F：
LF+S1↔S2+C
G：
LG+A↔S1+S2
（3）e2T
转熔线
L+B↔S2
（4）固相（a）
液相E
液相量％＝aM/aE×
100%
固相量B量％＝（aM/aE）×
（S2a/S2B）×
固相量S2量％＝（EM/aE）×
（Ba/S2B）×
B+S2+C
L
B+S2
S2
B+L
B
L
固相：
M
a
b
B
B消失
F=0
（消失）
F=1
（S2消失）
F=2
液相：
E
E
T
C
M
（5）、不能同时得到A、B、C
因为无以A、B、C为顶角的副三角形。
升级会员 