2020—2021學(xué)年第1學(xué)期大二材料工程專業(yè)《無機(jī)材料》考試試卷(附答案)

1、無機(jī)材料考試試卷（a）卷（閉卷時(shí)間120分鐘）一、名詞解釋 點(diǎn)群、晶子假說、一致熔融化合物、觸變性、硼反常現(xiàn)象二、簡答題1、試寫出少量mgo摻雜到ai2o3中和少量yf3摻雜到caf2中的缺陷 反應(yīng)方程與對應(yīng)的固溶式。2、說明熔體中聚合物形成過程？從結(jié)構(gòu)上來說明在si02熔體中隨著 na20加入量的不同，熔體粘度、形成玻璃能力如何變化，為什么？（6 分）3、試比較伊利石和蒙脫石的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。4、說明影響擴(kuò)散的因素？5、完成下列缺陷反應(yīng)式（10分）2feo >yf、處->6、在硅酸鹽晶體結(jié)構(gòu)中，si04四面體或孤立存在，或共頂連接，而不 共棱，更不共面，解釋之。三、計(jì)算題在kcl晶體中

2、摻入10 - 5mol%cacl,低溫時(shí)kc1中的k+離子擴(kuò)散以非 本征擴(kuò)散為主，試回答在多高溫度以上,k離子擴(kuò)散以熱缺陷控制的本 征擴(kuò)散為主？（kc1 的肖特基缺陷形成能 h=251 kj/mo 1,r=8. 314j/mo 1k）參考答案一、名詞解釋點(diǎn)群:又名對稱型，是指宏觀晶體中對稱要素的集合品子假說:蘇聯(lián)學(xué)者列別捷大提出品子假說，他認(rèn)為玻璃是高分散品體（品子）的結(jié)合體,硅酸鹽 玻璃的晶子的化學(xué)性質(zhì)取決于玻璃的化學(xué)組成,玻璃的結(jié)構(gòu)特征為微不均勻性和近程有序 性。一致熔融化合物:是一種穩(wěn)定的化合物。它與正常的純物質(zhì)一樣具有固定的熔點(diǎn),熔化時(shí)，所產(chǎn) 生的液相與化合物組成相同，故稱一致熔融化合

3、物。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，一繹擾動(dòng)或搖動(dòng)，凝d的泥漿又重新獲得流動(dòng)。如冉靜止又重新凝 固，可重復(fù)尢數(shù)次。硼反常現(xiàn)象:硼酸鹽玻璃與相條件下的硅酸鹽玻璃相比，其性質(zhì)隨r。或r。加入量的變化 規(guī)律相反，這種現(xiàn)象稱硼反?，F(xiàn)象。二、簡答題1、少量mgo摻雜到a12o3中缺陷反應(yīng)方程及固溶式為既+片+2劣,新2-x也皿“少量yf3摻雜到caf2中缺陷反應(yīng)方程及固溶式如下：涉3+ f； + 2f； , ca#fw2、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:縮聚并伴隨變形;后期: 在一定時(shí)間和一定溫度下，

4、聚合和解聚達(dá)到平衡。在sio2熔體中隨著na20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。3、伊利石和蒙脫石是2:1型結(jié)構(gòu)（1分），其結(jié)構(gòu)皆屬于單斜晶系;都存在同晶取代，蒙脫石同晶 取代主要發(fā)生在八面體層中（1分），而伊利石是發(fā)生在硅氧面體層中（1分）;蒙脫石的電荷不平 衡由進(jìn)入層間的水化陽離子補(bǔ)償,這種水化陽離子在層間無固定位置，結(jié)合力弱，容易被交換 出來（2分）:伊利石的電荷不平衡由進(jìn)入層間的k+離子補(bǔ)償,k+離子有固定位置和配位數(shù)，結(jié)合 較牢固（2分），因此蒙脫石的陽離子交換能力比伊利石強(qiáng)，蒙脫

5、石結(jié)構(gòu)中有層間水，并有膨脹性，而伊利石沒 有（1分）。4、（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）溫度:d=doexp（-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)與窄位締合有利擴(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）（2分）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。5、完成下列缺陷反應(yīng)式（10分）2feo - >2fefe +；+ 2（）o3feo->2fef（, + fel+3oo（5分）（5分）6、在硅酸鹽品體結(jié)構(gòu)中,sio4四面體中的si，*；是高電價(jià)低配位的陽離子，以共棱、共面方式存在時(shí)，兩個(gè)中心陽離子心）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。 （6分）三、計(jì)算題解:在kci晶體中摻入10mol%caci,缺陷方程為：cacl2 一皿心k + 弓 + 2c7&則摻雜引起的空位濃度jvm=io-7（