材料科學基礎(chǔ)(試題6)

1、材料科學基礎(chǔ)（試題6）無機材料科學基礎(chǔ)試卷六名詞解釋（20分）反螢石結(jié)構(gòu)、晶胞；肖特基缺陷、弗倫克爾缺陷；網(wǎng)絡(luò)形成體、網(wǎng)絡(luò)改變體； 觸變性、硼反?，F(xiàn)象； 二、選擇題（8分）1、粘土泥漿膠溶必須使介質(zhì)呈（）A 、酸性 B 、堿性 C 、中 性2、硅酸鹽玻璃的結(jié)構(gòu)是以硅氧四面體為結(jié)構(gòu)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(jù)等徑球體的堆積原理得出，六方密堆積 的堆積系數(shù)（）體心立方堆積的堆積系數(shù)。A 大于 B、小于 C、等于 D、不確定 4、某晶體AB, A的電荷數(shù)為1 ,A B鍵的S=1/6, 則A+I勺配位數(shù)為（ ）。A 4 B 、

2、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(shù)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R高級六方7、下列性質(zhì)中（）不是晶體的基本性質(zhì)。A、自限性 B 、最小內(nèi)能性 C 、有限性 R各向異性8、晶體在三結(jié)晶軸上的截距分別為1/2a、1/3b、 1/6c。該晶面的晶面指數(shù)為（）。A （236）B、（326）C、（321） D、（123）9、非化學計量化合物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、

3、可以根據(jù)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(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)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。 TOC o 1-5 h z 2、a=b c a = 3 = 丫 =900 的晶體屬（）晶系。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

4、的（）面。4、Zn1+x O在還原氣氛中可形成（）型半導(dǎo)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+xO的密度將（）。5、bb與位錯線（）的位錯稱為螺位錯,形成連續(xù)固溶體的條件是（ ）、（ ） TOC o 1-5 h z 和（）。7、在AB2O理尖晶石結(jié)構(gòu)中，若以氧離子作立 方緊密堆積排列，在正尖晶石結(jié)構(gòu)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(guān)系式為（）。9、 硅酸鹽晶體分類的依據(jù)是 （）。按此分類法可將硅酸鹽礦物分為（）結(jié)構(gòu)、（）結(jié)構(gòu)、（）結(jié)構(gòu)、（）結(jié)構(gòu)和（）結(jié)構(gòu)。10、陶瓷元件表面被銀，為提高瓷件與銀

5、層間的潤濕性，瓷面表面應(yīng)（）。11、同價陽離子飽和的黏土膠粒的E電位隨陽離子半徑的增加而（）。12、Ca-黏土泥漿膠溶時，加入 NaO麗Na2SiO3 電解質(zhì)，（）效果好？問答題（45分）為什么等軸晶系有原始、面心、體心格子，而沒有單面心格子？ （ 6分）2、用KCl和CaCl2分別稀釋同一種黏土泥漿， 當電解質(zhì)加入量相同時，試比較兩種泥漿下列性 質(zhì)的差異。（10分）（1）泥漿的流動性（2）泥漿的觸變性（3）泥漿的可塑性（4）坯體的致密度（5）黏土的（電位3、高嶺石和蒙脫石的結(jié)構(gòu)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）

6、4、說明熔體中聚合物形成過程？從結(jié)構(gòu)上來說 明在SiO2熔體中隨著Na2Oj口入量的不同，熔體 粘度、形成玻璃能力如何變化，為什么？（9分） 5、出下列反應(yīng)的合理缺陷反應(yīng)式（10分）NaCl溶入CaCl2中形成空位型固溶體CaCl2溶入NaC1中形成空位型固溶體計算題（10分）在CaF2晶體中，肖特基缺陷的生成能為 5.5ev , 計算在1600c時熱缺陷的濃度。如果CaF2晶體 中，含有百萬分之一的 YF3雜質(zhì)，則在1600c時CaF2晶體中是熱缺陷占優(yōu)勢還是雜質(zhì)缺陷占 優(yōu)勢？（玻爾茲曼常數(shù)k=1.38 X 10-23、電子的 電荷 e=1.602 X 10-19）無機材料科學基礎(chǔ)試卷六答案

7、及評分標準名詞解釋（20分） 晶胞、反螢石結(jié)構(gòu)：反螢石結(jié)構(gòu)：這種結(jié)構(gòu)與螢石完全相同，只是陰、 陽離子的個數(shù)及位置剛好與螢石中的相反，即金 屬離子占有螢石結(jié)構(gòu)中F一的位置，而02一離子 或其他負離子占Ca2+勺位置，這種結(jié)構(gòu)稱為反 螢石結(jié)構(gòu)。（2.5分）晶胞：從晶體結(jié)構(gòu)中取出來的以反映晶 體周期性和對稱性的最小重復(fù)單元。（2.5分） 肖特基缺陷、弗倫克爾缺陷；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， 在晶體內(nèi)正常格點上留下空位，這即是肖特基缺 陷。（2.5分）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

8、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（2.5 分）網(wǎng)絡(luò)形成體、網(wǎng)絡(luò)改變體；網(wǎng)絡(luò)形成體：單鍵強度大于335KJ/mol的 氧化物，可單獨形成玻璃。（2.5分）網(wǎng)絡(luò)變性體：單鍵強度v 250KJ/mol。這類氧化 物不能形成玻璃，但能改變網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，從而使玻 璃性質(zhì)改變。（2.5分） 觸變性、硼反?，F(xiàn)象；觸變性：是泥漿從稀釋流動狀態(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)。即泥漿靜止不動時似凝固體，一經(jīng)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(fù)無數(shù)次。（2.5分） 硼反?，F(xiàn)象：硼酸鹽玻璃與相同條件下的硅酸鹽 玻璃相比，其性質(zhì)隨R2O或RO

9、加入量的變化規(guī) 律相反，這種現(xiàn)象稱硼反?，F(xiàn)象。（2.5分） 二、選擇題（8分，3個空2分）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（0001）、 （111）4、n、反比、增大5、垂直、平行6、| （rl-r2 ） /rl | CaCl2（2 分）（2）泥漿的觸變性KCl CaCl2（2分）（3）泥漿的可塑性KCl CaCl2（2分）（5 ）黏土的工電位KCl CaCl2（2分）3、（10分）答：高嶺石的陽離子交換容量較小， 而蒙脫石的陽離子交換容量較大。

10、因為高嶺石是 1:1型結(jié)構(gòu)，離子的取代很少，單網(wǎng)層與單網(wǎng)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(jié)構(gòu)，鋁氧八面體層中 大約1/3的A13+被Mg2瞰代，為了平衡多余的 負電價，在結(jié)構(gòu)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入結(jié)構(gòu)。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(jié) 構(gòu)上的特征。（5分）4、（9分）答：熔體中聚合物形成分三個階段。 初期：主要是石英顆粒的分化；中期：縮聚并伴 隨變形；后期：在一定時間和一定溫度下，聚合 和解聚達到平衡。（3分）在SiO2熔體中隨著Na2Oj口入量的增加，分化的 不斷進行，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。（6分）5、（10分）答：a.NaCl溶入CaCl2中形成空位 型固溶體（5分）b. CaCl2溶入NaC1中形成空位型固溶體（5分）計算題（10分）解：因為 n/N=exp （-?Gf/2kT）?Gf=5.5 x 1.602 X1908.817 X-19JT=1600+273=1873K所以 n/N=exp （-8.817 x 10-19/2 x 1.38 x 10-23