無機材料物理化學試題

無機材料物理化學試題5.試驗測得

NaCl

的擴散系數(shù)與LnD度關系如圖所(1示，直線（1）屬

擴散，直線（2）無機材料物理化學試題

5.試驗測得

NaCl

的擴散系數(shù)與LnD度關系如圖所(1示，直線（1）屬

擴散，直線（2）一、填空題（每空

1

分，共

20

分）1.晶體結構中的熱缺陷有 和二類。2.三

T

圖中三個

T

代表 、和 。3.玻璃具有下列通性： 、 、和 。4.固體中質點擴散的推動力是 固相變過程的推動力是 推動力是 。溫lo(2)屬

屬

擴散；如果提高

NaCl

的純度(非化學計量擴1006.

組成

Na2O

6.

組成

Na2O

.

1/2Al2O3

.

2SiO2

的玻璃中氧F1/T多面體平均非橋氧數(shù)為－－－－。7．在硅酸鹽熔體中，當以低聚物為主時，體系的粘度 、析晶能力 。8.

寫出缺陷反應式（負離

子

空 La

Y

Y

分）已知O

溶解在

FeO

晶體中形成貧鐵氧化物

Fe

的反應如下：

? 試用擴散的微觀理論推導

Fe2＋的擴散系數(shù)

D

與氧分壓

P

的關系式。

分）寫出楊德爾模型要點及動力學關系主要在楊德爾模型的基礎上考慮了什么影響？

（10

（1）

（2）

1.劃分副三角形；

2.用箭頭標出界線上溫度下降的方向及界線的性質；3.判斷化合物

S

的性點

熔體的析晶路程。(

在一條直線上)

5.試驗測得

NaCl

的擴散系數(shù)與LnD度關系如圖所(1示，直線（1）屬

本征

擴散，直(2)（2）屬

非本征

NaCl

的純100，5.試驗測得

NaCl

的擴散系數(shù)與LnD度關系如圖所(1示，直線（1）屬

本征

擴散，直(2)（2）屬

非本征

NaCl

的純100，一、填空題（每空

1

分，共

20

分）1.晶體結構中的熱缺陷有弗倫克爾缺陷

和 肖特基缺陷

二類。2.三

T

圖中三個

T

代表

溫度

、時間

和

轉變。3.玻璃具有下列通性：各向同性、介穩(wěn)性、熔融態(tài)向玻璃態(tài)轉化的可逆與漸變性 和熔融態(tài)續(xù)性。4.

固體質點擴散的推動力是化學位梯度，液－力是粉狀物料的表面能與多晶燒結體的能量差。溫lo線度F兩直線的轉折點向 左 方向移動。F6.固體質點擴散的推動力是化學位梯度。

1/T7．在硅酸鹽熔體中，當以低聚物為主時，體系的粘度

小

、析晶能力 大

。8.

寫出缺陷反應式(非化學計量擴散) La

La

??8.

寫出缺陷反應式(非化學計量擴散)

Zr?

i

分）已知O

溶解在

FeO

晶體中形成貧鐵氧化物

Fe

的反應如下：

? 試用擴散的微觀理論推導

Fe

的擴散系數(shù)D

與氧分壓

P

的關系式。

?Fe Fe Fe [V

? Fe

?

Fe Fe

/

RT

/

RT

x

/

分）寫出楊德爾模型要點及動力學關系

主要在楊德爾模型的基礎上考慮了什么影響？答：

F

K

J

J金斯特林格方程：F

()

)

K

K K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金氏模型中考慮在反應進程中反應截面積隨反廣，可以適合反應初、中期。兩個方程都只適用于穩(wěn)定擴散的情況。四

（15

分）說明影響擴散的因素？答：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主。有利擴散。溫度：D=D

exp（-Q/RT）Q

不變，溫度升高擴散系數(shù)增大有利擴散。Q

越大溫度變化對擴散系數(shù)越敏感。

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。擴散物質的性質：擴散質點和介質的性質差異大利于擴散擴散介質的結構：結構緊密不利擴散。五

（15

分）試述熔體粘度對玻璃形成的影響？在硅酸鹽熔體中，分析加入—價堿金屬氧化物、二價金屬氧化物或

B

O

后熔體粘度的變化？為 什么？答：1)

熔體粘度對玻璃形成具有決定性作用。度降低而劇烈地升高時，容易形成玻璃。2)

在硅酸鹽熔體中，加入

R

O，隨著

O/Si比增加，提供游離氧，橋氧數(shù)減小，硅氧網(wǎng)

但是由于

R的場強較大，有一定的集聚作用，降低的幅度較小。加入

B

O

，加入量少 時，B

O

處于三度空間連接的[BO4]四面體 中，使結構網(wǎng)絡聚集緊密，粘度上升。隨著

B

O

開始處于[BO3]三角形中使 結構網(wǎng)絡疏松，粘度下降。六 （10

分）簡要說明：（1）

材料燒結時四種最基本的傳質機理是什么？少量添加劑能促進燒結，其原因是什么？答：固相燒結的主要傳質方式有蒸發(fā)-凝聚傳質和擴散傳質，液相燒結的主要傳質方式有溶解-沉淀傳質和流動傳質。

外加劑與燒結主體形成固溶體使主晶格外加劑與燒結主體形成液相，促進燒結。

外加劑與燒結主體形成化合物，促進燒結。外加劑阻止多晶轉變，促進燒結。外加劑起擴大燒結范圍的作用。（2）

說明晶粒長大和二次再結晶這兩種過程的主要區(qū)別，在工藝上如何防止晶粒異常長大？答：兩者的比較見表格：二次再結晶

晶粒長大不均勻生長

均勻生長不符合

符合D=d/f

D=d/f氣孔被晶粒

氣孔排除包裹界面上有應

界面無應力

力當達到

V

=V

時，應適當保溫，避免出現(xiàn)

V

>V

的情況。七

（20

分）分析下列相圖1.

劃分副三角形；2.

用

箭頭標出界線上溫度下降的方向及界線的性質；3.

判斷化合物

S

的性質；4.寫出各無變量點的性質及反應式；5.分析點

1、2

熔體的析晶路程。(

注：S、1、E

在一條直線上)da

熔

1[A，

f=

C[A,A

LA＋BL＋A

＋

E

[s,(A+B

d[S,S

LS2f=熔

1[A，

f=

C[A,A

LA＋BL＋A

＋

E

[s,(A+B

d[S,S

LS2f= ＋BE

[e,S+L

S＋

E

(L

2 消f=f=

C＋B

L

2[B，

f= f[B,B

LA

E

[g,A+L＋A＋LSf=2

i[I,SE

[h,(A2

消

B

S＋Bf=f=12）溫度下降方向如圖所示；界線性質：單箭頭所示為共熔線，雙箭頭所示為轉熔線。3）不一致熔融三元化合物；4）E1:三元低共熔點，L→A+S+C；E2：三元低共熔點，L→C+S+B；E3：雙轉熔點，L+A+B→S；5) L

E

[a,A+

f=B

S 1

f= 1＋B f=E

[k,S+L

S＋

E

(L A＋B0f=0

無機材料物理化學試題

一、填空題（每空

1

分，共

25

分）1.物質在熔點時的粘度越 越容易形成玻璃，Tg/Tm 2/3(

大于，等于，小于)時容易形成玻璃。2.熔體是物質在液相溫度以上存在的一種高能量狀態(tài)，在冷卻的過程中可以出現(xiàn) 、和 三種不同的相變過程。3.從熔體中析晶的過程分二步完成，首先是 ，然后就是 過程。均勻成核的成核速率由 因子和因子所決定的。4.固體中質點擴散的推動力是 固 相 變 過 程 的 推 動 力是 、 、 ；燒結過程的推動力是 、 、 。5. 燒 結 的 主 要

傳LnD

質

方

式傳有 、 、 和四種。6.一般說來， 是氣孔通向燒結體外的主要擴散通道。

7．由點缺陷（肖特基和弗蘭克爾缺陷）引起的擴散為 擴散，

空位來源于摻雜而引起的擴散為 擴散。8.

缺陷反應式

（低

寫溫）。

出二．（10

分）

為螢石結構，其中加入

ρ，晶格參數(shù)

＝，問：主要缺陷形式如何？三．（

分）有兩種不同配比的玻璃，其組成如下：序號

％

Al％

％試用玻璃結構參數(shù)說明兩種玻璃高溫下粘度的大??？

四（10

分）寫出楊德爾方程動力學關系式，試比較楊德爾方程和金斯特林格方程的優(yōu)缺點及其適用條件。五

（

分）從熱力學和動力學角度對比不穩(wěn)分如何用實驗方法區(qū)分這兩種過程？在玻璃工業(yè)中，分相有何作用？請舉例說明。

（10

可見光幾乎透過

超過大氣壓的壓力下）作為路燈。為通過燒結實現(xiàn)這一點，請你列出研究方案。七

（

分）下圖為

系統(tǒng)的富定的參考價值。試：、畫出有意義的付三角形；、用單、雙箭頭表示界線的性質；、說明

F、H、K

三個化合物的性質和寫出各點的相平衡式；、寫出

熔體的冷卻平衡結晶過程；

K（℃）時再要急劇冷卻到室溫？

無機材料物理化學試題

答案一、填空題（每空

1

分，共

25

分）1.物質在熔點時的粘度越 高 越容易形成玻璃，Tg/Tm 大于 2/3(大于，等于，小于)時容易形成玻璃。2.

熔體是物質在液相溫度以上存在的一種高能量狀態(tài)，在冷卻的過程中可以出現(xiàn)

結晶化 玻璃化

和 分相 三種不同的相變過程。 成核 ，然后就是 晶體生長 過程。均勻成核的成核速率由 受核化位壘影響的成核率

因子和 受原子擴散影響的成核率 因子所決定

的。4.固體中質點擴散的推動力是

化學位梯度

；液－固相變過程的推動力是

過冷度

，

過飽和蒸氣壓

、

過飽和濃度

；燒結過程的推動力是能量差

、 空位差 、 壓力差 。5.燒結的主要傳質方式有

蒸

LnD發(fā)－凝聚 、

擴散傳質

、

1/T流動傳質 和

溶解－沉淀四種。6.一般說來，

晶界 是氣孔通向燒結體外的主要擴散通道。7．由點缺陷（肖特基和弗蘭克爾缺陷）引起的擴散為 本征 擴散，空位來源于摻雜而引起的擴散為 非本征 擴散。8.

寫出缺陷反應式

（低溫）。二．（10

分）

為螢石結構，其中加入

形成固溶體，測得固溶體密度ρ，晶格參數(shù)

＝，問：主要缺

陷形式如何？解：

溶入

中可能有兩種固溶型式：、

生成氧離子空位置換型固溶體：（

分）

缺陷反應：

V

固溶體分子式：

、

生成陽離子間隙型固溶體：（

分）

i缺陷反應：

i固溶體分子式：

當

溶入量為

時，則氧離子空位置換型固溶體的分子式為：Ca陽離子間隙型固溶體的分子式為：Ca已知

間隙型固溶體的密度為：ρ=

/

=6.467（g/cm）（

分）

ρ=

/

=6.819（g/cm）

（

分）顯然ρ置換型固溶體。（

分）三．（

分）有兩種不同配比的玻璃，其組成如下：序號

％

Al％

％試用玻璃結構參數(shù)說明兩種玻璃高溫下粘度的大??？答：序號

Al

％

l％

％（2

分）

對于

O/Al

O

<1,所以

Al

O

為網(wǎng)絡變 性體 （1

分）Z=4 R

=（10.57+3×12.86+2×76.57）/76.57=2.64∴Y

=2.72（2

分）對于

O/Al

O

>1,所以

Al

O

為網(wǎng)絡 形成體 （1

分）Z=4 R

=（20.3+3×6.17+2×73.49）/（2×6.17+73.49）=2.17∴

Y

=

3.66（2

分）∵Y﹤Y ∴序號

的玻璃組成的粘度比序號

的玻璃小。 （

分）四（10

分）寫出楊德爾方程動力學關系式，試比較楊德爾方程和金斯特林格方程的優(yōu)缺點及其適用條件。解

：

楊

德

爾

方

程

動

力

學

關

系

式

：（

分）F

K

J J

而只適用反應初期轉化率較低的情況。（

分）而金氏模型中考慮在反應進程中反應截面積隨更

廣

，

可

以

適

合

反

應

初

、

中

期

。（

分）兩個方程都只適用于穩(wěn)定擴散的情況。（

分）五

（

分）從熱力學和動力學角度對比不穩(wěn)分相有何作用？請舉例說明。答：不穩(wěn)分解：在此區(qū)域內(nèi)，液相會自發(fā)分相，不需要克服熱力學勢壘；無成核

長大過程，分相所需時間極短，第二相組成隨時間連續(xù)變化。蟲狀結構。 （

分）成核

生成：在此區(qū)域內(nèi)，在熱力學上，系成核

長大機理，分相所需時間長，分出的第二

立 球 狀 結 構 。（

分）用

TEM

觀察分相以后形貌，若兩相無明顯的連續(xù)性，第二相呈孤立球狀，則為成核

生長"蠕蟲狀"穩(wěn)分解相變過程。 （

分）鹽

玻

璃

的

分

相

制

備

乳

濁

玻

璃

等

。（

分）

（10

可見光幾乎透過

％，用它來裝鈉蒸氣（在超這一點，請你列出研究方案。（）（采用高純氧化鋁原料，）添加～，在晶粒表面

點： ＋C+C

SC

S+

K(

液 消

失

點： ＋C+C

SC

S+

K(

液 消

失

)[M,p=2Sp=3C

SCAf=1、為何在緩慢冷卻到無變量點

K（℃）時因為緩慢冷卻到K

CS

CS熔 M[D

， a[b,C

S

＋ J[b

,

CS

再要急劇冷卻到室溫？ （

分）（（）采用熱壓燒結，提高制品致密度。（每條

分）七

（

分）（、用單、雙箭頭表示界線的性質；（（

分）

F、H、K

三個化合物的性質和寫出各點的相平衡式； （

分）F

點低共熔點，LF→CAH

點單轉熔點，→CK

點單轉熔點，LK+C→C

#熔體的冷卻平衡結晶過程并寫出相變式； （

分）L L L ＋

k[d, C

S+C

S

相 S p=4p=3 f=0f=1→

得到盡可能多的

。到達

K

點后，

急劇冷卻到室溫，可以（）防止

含量降低，因為

K

點的轉熔反應

LK+C3S→（（；

生成水硬性的β，（（而不是非水硬性的γ；

相，可以提高熟料的易磨性。無機材料物理化學試題

一、

選擇題（每題

2

分,共

20

分）1

當

SiO

粘度的能力是 。A Li

O>Na

O>K

O B K

O>Na

O>Li

O C Na

O>Li

O>K

O D

K

O>Li

O>Na

O 2

離子型化合物中，D

、D

、D

分別為表面擴散 是 。A

D

>D

>D

B

D

>D

>D

C

D

>D

>D

D

D

>D

>D

3

今有原料

O

O

發(fā)，選擇 。A Mg（OH）

和γ-Al

O

B

Mg（OH）

和α-Al

O

C

MgO

和γ-Al

O-Al

O

D

MgO

和α4

收縮的傳質方式是 。A

擴散傳質 B

蒸發(fā)－凝聚傳質 C

流動傳質 D

溶解－沉淀傳質5

二元凝聚系統(tǒng)的相律為 。A

F=1-P B

F=2-P C

F=3-PD

F=4-P6

算出來是依據(jù) 。A

過冷度－成核速率曲線 B

過冷度－自由焓曲線C

溫度－時間－轉變曲線 D

自由焓－組成曲線7

物系做功，其值等于新界面能的 。

A 2/3 B 1/3 C 1/2D 1/48 ZrO

加入

Al

O

中對其進行增韌，固熔體化學 式 。A Al

Zr

O

B

Al

Zr

O

CAl

Zr

O

D

Al

Zr

O

9

形成非化學計量化合物，鐵空位濃度與氧分壓關系為 。A 1/6 B -1/6 C1/4 D -1/410 2Na

O

的玻璃中，結構 參數(shù)

Y

為 。A 2.25 B 2.5 C3 D 3.5二、名詞解釋（每題

3

分，共

15

分）1

肖特基缺陷2

本征擴散3

燒結4

二次再結晶5

固相反應中的海德華定律三、簡略回答下列問題(每題

5

分，共

20

分)1

MgO

和

FeO

同為

NaCl

型，氧化條件下，Mg

在

MgO

中擴散活化能為

348KJ/mol

，F(xiàn)e在

FeO中擴散活化能為

常的低，為什么？2

試比較楊德方程和金斯特林格方程的優(yōu)缺點及其適用條件。3

況？從實現(xiàn)致密化目的的考慮，晶界應如何移動，怎樣控制？4

試從熱力學、動力學和形貌等方面比較亞穩(wěn)分解和不穩(wěn)分解這兩種分相過程的特點。四、計算題(10

分)設體積擴散與晶界擴散活化能間關系為gb=1/2（gb、

分別為晶界擴散與體積擴

～T

曲線，并分析在哪個溫度范圍內(nèi)，晶界擴散超過體積擴散

?五、在如圖所示的相圖中完成下面各個問題。（

分）1.

直接在給定圖中劃分副三角形；2.

直接在給定圖中用箭頭標出界線上溫度下降的方向及界

線的性質；3.

判斷化合物

D

和

M

的性質；4.

寫出各無變量點的性質及反應式；5.

寫出

G

點的析晶路程；6.

組成為

H

的液相在完全平衡條件下進行冷六、詳細說明影響燒結的因素。（10

分）無機材料物理化學試題

答案一、

選擇題（每題

2

分,共

20

分）1

當

SiO

粘度的能力是 A 。A Li

O>Na

O>K

O B K

O>Na

O>Li

O C Na

O>Li

O>K

O D

K

O>Li

O>Na

O 2

離子型化合物中，D

、D

、D

分別為表面擴散 是 B 。A

D>

D>D

B

D>D

>D

C

D

>D

>

D

D

D

>D

>D

3

今有原料

O

O

發(fā)，選擇 A 。A Mg（OH）

和γ-Al

O

B

Mg（OH）

和α-Al

O

C

MgO

和γ-Al

O-Al

O

D

MgO

和α4

收縮的傳質方式是 B 。A

擴散傳質 B

蒸發(fā)－凝聚傳質 C

流動傳質 D

溶解－沉淀傳質5

二元凝聚系統(tǒng)的相律為 C 。A

F=1-P B

F=2-P C

F=3-PD

F=4-P6

算出來是依據(jù) D 。A

過冷度－成核速率曲線 B

過冷度－自由焓曲線C

溫度－時間－轉變曲線 D

自由焓－組成曲線7

物系做功，其值等于新界面能的 B 。A 2/3 B 1/3 C 1/2D 1/4

8 ZrO

加入Al

O

B 。 A Al

Zr

O

B

Al

Zr

O

CAl

Zr

O

D

Al

Zr

O

9

形成非化學計量化合物，鐵空位濃度與氧分壓關系為 A 。A 1/6 B -1/6 C1/4 D -1/410 2Na

O

的玻璃中，結構 參數(shù)

Y

為 C 。A 2.25 B 2.5 C3 D 3.5二

名詞解釋（每題

3

分，共

15

分）1

肖特基缺陷：正常晶格上的原子遷移到晶體表面，在正常結點上留下空位。2

本征擴散：空位來源于晶體結構中本征熱缺陷而引起的質點遷移。3

燒結：粉體在一定溫度作用下，發(fā)生團結，使這種現(xiàn)象即為燒結。4

二次再結晶:少數(shù)巨大晶粒在細晶消耗時成核長大過程。5

其適用條件。F

其適用條件。F

K

變得顯著的溫度。三、簡略回答下列問題(每題

5

分，共

20

分)1

MgO

和

FeO

同為

NaCl

型，氧化條件下，Mg在

MgO

中擴散活化能為

在

FeO中擴散活化能為

常的低，為什么？答：因為缺陷濃度為本征空位、非本征空位及由氣氛引起的空位三者之和，MgO

僅存在前兩2試比較楊德方程和金斯特林格方程的優(yōu)缺點及

J J金斯特林格方程：F

()

)

K

K K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。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(wěn)定擴散的情況。3

況？從實現(xiàn)致密化目的的考慮，晶界應如何移動，怎樣控制?

=0(2)V

=V

(3)V

>V

(V

分別為晶界與氣孔的移動速度)。從實現(xiàn)致密化目的的考慮，在燒結中、后期，應控制燒結升溫通道而迅速匯集或消失，當達到

V

=V

時，應適 當保溫，避免出現(xiàn)

V

>V

的情況。 4

試從熱力學、動力學和形貌等方面比較亞穩(wěn)分解和不穩(wěn)分解這兩種分相過程的特點。不需要克服熱力學勢壘；無成核－長大過程，分相所需時間極短，第二相組成隨時間連續(xù)變化。在不穩(wěn)分解分相區(qū)內(nèi)，隨著溫度的降低、時間的延長，析出的第二相在母液中相互貫通，形成蠕蟲狀結構。成核－生成：在此區(qū)域內(nèi)，系統(tǒng)對微小的組成起伏是亞穩(wěn)的，形成新相需要做功，即存在成核勢壘，新相形成如同結晶過程的成核－長大機理，分相所需時間長，分出的第二相組成不隨時間變化。隨著溫度的降低、時間的延長，

析出的第二相在母液中逐漸長大，形成孤立球狀結構。四、計算題(10

分)設體積擴散與晶界擴散活化能間關系為gb=1/2（gb、

分別為晶界擴散與體積擴

～T

曲線，并分析在哪個溫度范圍內(nèi)，晶界擴散超過體積擴散

?解：

)

或

)

或

晶界擴散有

gb

gb

gb

體積擴散有欲使

gb

即

gb

gb

又 gb

則

gb

移項得：

gb

gb

gb

gb則當

T<T

時以晶界擴

散為主，

gb

>

；當

T>T

時以體積擴散為主，

即

>

gb。如圖所示。E2，低共熔點，E2，低共熔點，L

C

M（

分）1.

直

接在給定圖中劃分副三角形；2.

直

接在給定圖中用箭頭標出界線上溫度下降的方向及界線的性質；3.

判斷化合物

D

和

M的性質；4.

寫出各無變量點的性質及反應式；5.G

點的析晶路程；組成為

H

的液相在完全平衡條件下進行冷卻，表示）。、

見圖；、

見圖；、 ，一致熔融二元化合物，高溫穩(wěn)定、低溫分解；，不一致熔融三元化合物；、

E1，單轉熔點，L

C

M

E3，單轉熔點，L

M熔

E

E3，單轉熔點，L

M熔

E

[2,A+G[B，

f=

1[B,B＋BE

[4,

B＋L

M＋E

[3,A 消

2f=B＋M

MC＋B1f= ff=

LE4，過渡點，

LL

LAL

＋

A

B＋

E

(L

消

0

=2

0

H

點做副三角形

BCM

的兩條邊

CM、BM的平行線

HH、HH，C%=BH×，B%=CH×，C%=HH×

六、詳細說明影響燒結的因素？（10

分）、粉末的粒度。細顆粒增加了燒結推動力，縮短原子擴散距離，提高顆粒在液相中的溶解度，從而導致燒結過程的加速。、外加劑的作用。在固相燒結中，有少量外加相燒結中，外加劑改變液相的性質（如粘度，組成等），促進燒結。、燒結溫度：晶體中晶格能越大，離子結合也越牢固，離子擴散也越困難，燒結溫度越高。保溫時間：高溫段以體積擴散為主，以短時

地從低溫升到高溫，以創(chuàng)造體積擴散條件。、氣氛的影響：氧化，還原，中性。、成形壓力影響：一般說成型壓力越大顆粒間接觸越緊密，對燒結越有利。

Cr

Cr

一．填空題（每空

1

分，共

20

分）1.晶體結構中的熱缺陷有 和二類。熱缺陷濃度與溫度的關系式為________________

。2.試寫出下列反應的缺陷方程：Fe

Fe3．三

T

圖中三個

T

代表 、和 。

從三

T

曲線可以求出為避免析出

10-6

分數(shù)的晶體所需的臨界冷卻速率，該速率越

和

SiO

兩種物質中 容易形成玻璃，因其具有 鍵結構。5.在

Na

O－SiO

熔體中，當

Na

O/Al

O

<1

時，加 入

Al

O

使熔體粘度 。 6.本征擴散的擴散系數(shù)

D＝____________,

其擴散活化能由__________和____________

組成。7.玻璃分相的兩種機理是____________

機理和____________

機理。前者分相時質點作____________

擴散，分相速率_____________

，分相后具有____________

結構。（

分，共

分）

（、Fick

）、在硅酸鹽熔體中，當以低聚物為主時，體系 ）、濃度梯度是擴散的推動力，物質總是從高濃 ）、一般來說，晶界是氣孔通向燒結體外的主要 ）

（ ）、液相析晶過程中過冷度的大小會影響材料的 ）、晶胚的臨界半徑

rk

隨著ΔT

的增大而減小， ）（（

）（（

）排除。（ ）三．名詞解釋（每題

2

分，共

10

分）1、

非化學計量化合物2、

非均勻成核3、

無規(guī)則網(wǎng)絡學說4、

網(wǎng)絡形成體和網(wǎng)絡變性體5、

一級相變四．說明影響擴散的因素。（10

分）么在轉化率高時出現(xiàn)偏差？金斯特林格主要在楊德爾模型的基礎上考慮了什么影響？（10

分）

5

分，共

10

分）

1、材料燒結時四種最基本的傳質機理是什

L么？么？少量添加劑能促 T么？進燒結，其原因是什T

L

L

、陶瓷材料中晶粒的

A

B大小與什么有關？工藝上如何控制晶粒尺寸。

T、T溫度下的自

分）

1、劃分付三角形；界線用雙箭頭）；3、指出化合物

S

的性質；4、說明

E、F、R

點的性質，并列出相變式；5、分析點

1

和點

2

的析晶路程。無機材料物理化學試題

答案

1.晶體結構中的熱缺陷有

弗倫克爾缺陷和肖特一、填空題（每空

1

分，共

20

分）1.晶體結構中的熱缺陷有

弗倫克爾缺陷和肖特 －E KT基缺陷二類。熱缺陷濃度與溫度的關系式為________________

。2.

試寫出下列反應的缺陷方程：

Cr

/Cr

??

o

Fe

?

///

Fe Fe Fe

o3．三

T

圖中三個

T

代表溫度

、時間

和

轉變。從三

T

曲線可以求出為避免析出

10-6

分數(shù)的晶體所需的臨界冷卻速率，該速率越 小

，越容

和

SiO

兩種物質中 SiO

容易形成玻璃，因其具有 極性共價 鍵結構。5.在

Na

O－SiO

熔體中，當

Na

O/Al

O

<1

時，加 入

Al

O

使熔體粘度 小 。 6.本征擴散的擴散系數(shù)

D＝_

（）,其擴散活化能由_空位形成能_和_質點遷移能__組成。7.

玻璃分相的兩種機理是_成核－長大_機理和

）

）的液滴狀___結構。（

分，共

分）

（、Fick

、在硅酸鹽熔體中，當以低聚物為主時，體系

）、濃度梯度是擴散的推動力，物質總是從高濃、一般來說，晶界是氣孔通向燒結體外的主要）（×）、液相析晶過程中過冷度的大小會影響材料的）、晶胚的臨界半徑

rk

隨著ΔT

的增大而減小，）（×）（

三．名詞解釋（每題

2

分，共

10

分）1、非化學計量化合物：化合物原子數(shù)量的比例不符合定比定律,即非簡單的固定比例關系。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。3、無規(guī)則網(wǎng)絡學說：形成玻璃的物質與相應的子多面體（四面體或三角體）構筑起來的。4、網(wǎng)絡形成體和網(wǎng)絡變性體網(wǎng)絡形成體：單鍵強度大于

，能單獨形成玻璃的氧化物。網(wǎng)絡變性體：單鍵強度小于

，不能單化物。5、一級相變：相變時兩相化學勢相等但化學勢體積的變化。四

（10

分）說明影響擴散的因素？答：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主。

有利擴散。溫度：D=D

exp（-Q/RT）Q

不變，溫度升高擴散系數(shù)增大有利擴散。Q

越大溫度變化對擴散系數(shù)越敏感。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。擴散物質的性質：擴散質點和介質的性質差異大利于擴散擴散介質的結構：結構緊密不利擴散。五（10

分）寫出楊德爾模型要點及動力學關系主要在楊德爾模型的基礎上考慮了什么影響？答：

R

A

A

B

AB

A

F

K

J J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

金氏模型中考慮在反應進程中反應截面積隨反廣，可以適合反應初、中期。兩個方程都只適用于穩(wěn)定擴散的情況。

5

分，共

10

分）（1）

材料燒結時四種最基本的傳質機理是什么？少量添加劑能促進燒結，其原因是什么？答：固相燒結的主要傳質方式有蒸發(fā)-凝聚傳質和擴散傳質，液相燒結的主要傳質方式有溶解-沉淀傳質和流動傳質。

外加劑與燒結主體形成固溶體使主晶格外加劑與燒結主體形成液相，促進燒結。

外加劑與燒結主體形成化合物，促進燒結。外加劑阻止多晶轉變，促進燒結。外加劑起擴大燒結范圍的作用?？刂凭Я３叽?？答：陶瓷材料中晶粒的大小與物料的原始粒度、燒結溫度和時間等因素有關；控制燒結溫度和時間，添加劑等。

T、T溫度下的自

分，每圖

分）

G

e

L

hf

gA

BT

G

m

L

nA

B

熔的相變化和自由f=度數(shù)）。

LS

E1[B，a[B,B段＋B熔

2[A，

P

＝

2熔的相變化和自由f=度數(shù)）。

LS

E1[B，a[B,B段＋B熔

2[A，

P

＝

2，d[A,AL L

＋

s[e,A+LSg[h,(A消

E[k,S+

L

S＋、標出界線的性質（共熔界線用單箭頭，轉熔

分）、指出化合物

的性質。

是低溫穩(wěn)定、高溫分解的二元化合物（

分）、說明

E、F、R

點的性質，并列出相變式。E

點是低共熔點，LE→F

點是單轉熔點，LF→R

LR+A+B→S

（分）5、分析點

1

和點

2

的析晶路程（表明液、固相L

（6

L

S＋

E (L 消

ASP＝3，E (L 消

5.

物質在熔點時的粘度越 越容無機材料物理化學試題

5.

物質在熔點時的粘度越 越容一．填空題（每空

1

分，共

20

分）1.

MgO

晶體在25℃時熱缺陷濃度為 。（肖特基缺陷生成能為6ev，1ev=1.6×10J，K=1.38×10J/K）2.

YF

加入到CaF

中形成固溶體，其缺陷反應 式為 。3.

組成為

Na

O·1/2Al

O

·2SiO

的玻璃，其玻 璃結構參數(shù)

Y

值為 。4.

兩種固體形成連續(xù)固溶體的條件主要有：和 等。L 1易形成玻璃，Tg/Tm 2/3(

略大于，等于，略小于)時容易形成玻璃。6.

相平衡研究方法包括動態(tài)法和靜態(tài)法，其代表分析方法為 和等。7.

擴散的根本驅動力是： 。

(18.

固體中擴散的主要特點為(1和 。9.

溫度對擴散系數(shù)的影響依賴關系式： 。10.

的角度分析，氧化鋁原料采取輕燒氧化鋁更好，這是由于。（γ-Al

O

→α-Al

O

） 11、陶瓷結晶釉中，常加入硅酸鋅和氧化鋅作為 ，這是因為非均勻成核比均勻成核的 ，析晶過程容易進行。12.

燒結的根本推動力能量差，是指之差。13.

固相燒結的擴散傳質模型中，原子(離子)的遷移方向由顆粒接觸點向 遷移，從而達到氣孔填充的結果。lo14.

試驗測得

NaCl

的擴散系數(shù)與溫度關系如圖(2)所100F示，如果提高

NaCl

的純度，兩直線的轉折點F向方向移動。

L15.

L結果，而是 的結果。二、選擇題（每空1分，共10分）1、硅酸鹽熔體中聚合物種類，數(shù)量與熔體組成 ）A.

高聚體數(shù)量增多 B.高聚體數(shù)量減少 C.高聚體數(shù)量不變 D.低聚體數(shù)量不變2.在CaO—Al

O

—SiO

系相圖中，有低共熔點8 統(tǒng)最多可劃分成（ ）分三角形。A.

8

個 B.

7

個 C.

9

個 D.

15

個E.

22

個蒸氣壓和c凹面蒸氣壓三者的大小關系由大到小為（ ）。A.

a>b>c B.

b>a>c C.

c>b>a D.c>a>b4.某晶體材料的擴散系數(shù)lnD與1/T關系曲線在由于（ ）所致。A.

擴散系數(shù)不同 B.擴散活化能不同 C.擴散機構改變 D.擴散溫度不同

5.

曲線峰I－U重疊面積大且過冷度大時，容易得到（ ）。A.

不能析晶，得到玻璃 B.晶粒少、尺寸大的粗晶 D.

大的粗晶

i

)

N

稱為擴i散系數(shù)的熱力學因子。在非理想混合體系中：當擴散系數(shù)的熱力學因子＞0時，擴散結果使溶質（ ）；當擴散系數(shù)的熱力學因子＜0時，擴散結果使溶質（ ）。 B.濃度不改變 C.濃度趨于均勻D.發(fā)生析晶現(xiàn)象7.在燒結過程中只改變坯體中氣孔的形狀而不引起坯體致密化的傳質方式是（ ）。A.流動傳質 B.

蒸發(fā)—凝聚傳質 C.溶解—沉淀 D.

擴散傳質8.

一級相變的典型特征為相變前后（ ）和

（ ）發(fā)生突變。特別提示：考試作弊者，不授予學士學位，情節(jié)嚴重者開除學籍。A.熱容 B.體積 C.熱膨脹系數(shù) D.吉布斯自由能 E.熵（焓） F.壓縮系數(shù)三.

名詞解釋（每題2分，共20分）網(wǎng)絡學說；4．網(wǎng)絡變性體；5.

燒結；

8.馬氏體相變；9.非均勻成核；10.

二次再結晶四．綜合題（1－4題每題5分，5－7題10分，共50

分）1．玻璃的通性有哪些？2.

寫出楊德爾模型要點及動力學關系式，為什么在轉化率高時出現(xiàn)偏差？金斯特林格主要在楊德爾模型的基礎上考慮了什么影響？3.少量添加劑能促進燒結，其原因是什么？4.

燒結過程中，分析晶界遇到夾雜物時會出現(xiàn)的情況，從致密化目的考慮，晶界應如何移動？怎樣控制？．從熱力學和動力學角度對比不穩(wěn)分解和均勻

用？請舉例說明。6 設體積擴散與晶界擴散活化能間關系為gb=1/2（gb、

分別為晶界擴散與體積擴

～T

曲線，并分析在哪個溫度范圍內(nèi)，晶界擴散超過體積擴散

?．在如圖所示的相圖中完成下面各個問題。1

）直接在給定圖中劃分副三角形；2）

直接在給定圖中用箭頭標出界線上溫度下降的方向及界線的性質；3）判斷化合物

D

和

M的性質；4）寫出各無變量點的性質及反應式；5）G

點的析晶路程；

無機材料物理化學試題

答案一．填空題（每空

1

分，共

20

分）1.

MgO

晶體在25℃時熱缺陷濃度為

。（肖特基缺陷生成能為6ev，1ev=1.6×10J，k=1.38×10J/K）2.

YF

加入到CaF

中形成固溶體，其缺陷反應 式為 。3.

組成為

Na

O·1/2Al

O

·2SiO

的玻璃，其玻 璃結構參數(shù)

Y

值為 3.66 。4.

兩種固體形成連續(xù)固溶體的條件主要有：結構相同 和 電價相等 等。5.

物質在熔點時的粘度越 L大 越容易形成玻璃，Tg/Tm 略大于 2/3(

略大于，等于，略小于)時容易形成玻璃。6.

相平衡研究方法包括動態(tài)法和靜態(tài)法，其代表分析方法為 冷卻曲線

和 淬冷法

等。7.

擴散的根本驅動力是：

化學勢梯度 。8.

固體中擴散的主特點為擴散開始于低于熔點

是各向異性。9.

溫度對擴散系數(shù)的影響依賴關系式：

D＝D

exp（－Q/RT）

。10.

的角度分析，氧化鋁原料采取輕燒氧化鋁更好，進了晶格活化，促進固相反應進行。（γ-Al

O

(1→α-Al

O

）(1 成核劑 核位壘小，析晶過程容易進行。12.

表面能和陶瓷晶界能之間的能量差之差。13.

固相燒結的擴散傳質模型中，原子(離子)的遷移方向由顆粒接觸點向

頸部

到氣孔填充的結果。lo14.

試驗測得

NaCl

的擴散系數(shù)與溫度關系如圖(2)所100F示，如果提高

NaCl

的純度，兩直線的轉折點F向（ 右 ）方向移動。

15.

結果，而是 晶界移動

的結果。二、選擇題（每空1分，共10分）1、硅酸鹽熔體中聚合物種類，數(shù)量與熔體組成（O/Si

）有關，

O/Si

比值增大，則熔體中的（ B ）A.

高聚體數(shù)量增多 B.高聚體數(shù)量減少 C.高聚體數(shù)量不變 D.低聚體數(shù)量不變2.在CaO—Al

O

—SiO

系相圖中，有低共熔點8 統(tǒng)最多可劃分成（

D ）分三角形。A.

8

個 B.

7

個 C.

9

個 D.

15

個E.

22

個凸面蒸氣壓和c凹面蒸氣壓三者的大小關系由大到小為（

B ）。A.

a>b>c B.

b>a>c C.

c>b>a D.c>a>b4.某晶體材料的擴散系數(shù)lnD與1/T關系曲線在由于（ B

）所致。A.

擴散系數(shù)不同 B.擴散活化能不同 C.擴

6.在擴散系數(shù)的熱力學關系中，

6.在擴散系數(shù)的熱力學關系中，

N

稱為擴5.

曲線峰I－U重疊面積大且過冷度大時，容易得到（

B ）。 的粗晶 D.

大的粗晶 i

)i散系數(shù)的熱力學因子。在非理想混合體系中：當擴散系數(shù)的熱力學因子＞0時，擴散結果使溶質（

C ）；當擴散系數(shù)的熱力學因子＜0時，擴散結果使溶質（

A ）。 B.濃度不改變 C.濃度趨于均勻D.發(fā)生析晶現(xiàn)象7.在燒結過程中只改變坯體中氣孔的形狀而不引起坯體致密化的傳質方式是（

B ）。A.流動傳質 B.

蒸發(fā)—凝聚傳質 C.溶解—沉淀 D.

擴散傳質

8.

B （ E ）發(fā)生突變。特別提示：考試作弊者，不授予學士學位，情節(jié)嚴重者開除學籍。A.熱容 B.體積 C.熱膨脹系數(shù) D.吉布斯自由能 E.熵（焓） F.壓縮系數(shù)三.

名詞解釋（每題2分，共20分）網(wǎng)絡學說；4．網(wǎng)絡變性體；5.

燒結；6.一致熔化合物；7.穩(wěn)定擴散；8.馬氏體相變；9.非均勻成核；10.

二次再結晶1.

弗倫克爾缺陷－正常位置原子（離子）受熱置上留下空位所形成的點缺陷。2.

非化學計量缺陷-由于氣氛等外界條件的影學計量而產(chǎn)生的缺陷，稱為非化學計量缺陷。3.

無規(guī)網(wǎng)絡學說－認為玻璃體的結構與晶體結構類似，也是由氧（負）離子多面體以頂角相連絡中多面體的排列是拓撲無序的。4．網(wǎng)絡變性體:

玻璃結構中，不能夠單獨形成

玻璃，但可以改變玻璃的某一結構的物質。5．燒結：即經(jīng)過成型后的固體粉末，在加熱到程；在此過程中由于固態(tài)分子（原子）的相互吸遷移使粉末體產(chǎn)生強度并導致致密化和再結晶的過程。6．一致熔化合物:

熔融后，液相組成與固相組成相同的化合物。7.

穩(wěn)定擴散擴散質點濃度分布不隨時間變化的擴散。即dc/dx

不隨時間t

變化8.馬氏體相變：無擴散型相變，相變數(shù)度快，相定溫度點的轉變。9.非均勻成核：借助于表面、界面、器壁、位錯等首先析出晶核的過程。晶粒成為二次再結晶的核心，晶粒迅速長大。四．綜合題（1－4題每題5分，5－7題10分，共50

分）

1．玻璃的通性有哪些？答：⑴各向同性；

分⑵介穩(wěn)性；

分⑶由熔融態(tài)向玻璃態(tài)轉化時凝固的漸變性和可逆性；

分質隨溫度變化的連續(xù)性。

分2.

寫出楊德爾模型要點及動力學關系式，為什么在轉化率高時出現(xiàn)偏差？金斯特林格主要在楊德爾模型的基礎上考慮了什么影響？答：(1) 反應物是半徑為

R0

的等徑球粒；分(2) 反應物

A

是擴散相，A

成分包圍

B

顆粒表面，且

A、B

和產(chǎn)物完全接觸，反應自表面向中心進行；

分(3) A

在產(chǎn)物層濃度梯度呈線性，而且擴散截面一定。

分F

K

J J1

分)

(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金氏模型中考慮在反應進程中反應截面積隨反廣，可以適合反應初、中期。兩個方程都只適用于穩(wěn)定擴散的情況。(1

分)3.少量添加劑能促進燒結，其原因是什么？答：

外加劑與燒結主體形成固溶體使主晶格

分

分外加劑與燒結主體形成化合物，促進燒結。

分外加劑阻止多晶轉變，促進燒結。

分外加劑起擴大燒結范圍的作用。

分4.

燒結過程中，分析晶界遇到夾雜物時會出現(xiàn)的情況，從致密化目的考慮，晶界應如何移動？怎樣控制？答：當溫度較低，燒結初期，晶界上氣孔較多，阻礙晶界移動，晶界移動速度為；分燒結中后期，溫度升高，燒結驅動力增大，氣孔

使氣孔保持在晶界上，而晶界上原子排列不規(guī)可實現(xiàn)＝，氣孔迅速排除，分孔難以排除，致密化程度差。分界抑制劑，防止晶界移動過快。分．從熱力學和動力學角度對比不穩(wěn)分解和均勻用？請舉例說明。答：不穩(wěn)分解：在此區(qū)域內(nèi)，液相會自發(fā)分相，不需要克服熱力學勢壘；無成核

長大過程，分相所需時間極短，第二相組成隨時間連續(xù)變化。蟲狀結構。 （

分）成核

生成：在此區(qū)域內(nèi)，在熱力學上，系

成核

長大機理，分相所需時間長，分出的第二立 球 狀 結 構 。（

分）用

TEM

觀察分相以后形貌，若兩相無明顯的連續(xù)性，第二相呈孤立球狀，則為成核

生長"蠕蟲狀"穩(wěn)分解相變過程。 （

分）鹽

玻

璃

的

分

相

制

備

乳

濁

玻

璃

等

。（

分）6 設體積擴散與晶界擴散活化能間關系為gb=1/2（gb、

分別為晶界擴散與體積擴

～T

曲線，并分析在哪個溫度范圍內(nèi)，晶界擴散超過體積擴散

?解：

)

或

)

或

分

晶界擴散有體積擴散有欲使

gb

gb

gb

gb

即

gb

gb

圖

分又 gb=1/2則

gb

gb令

gb

gb

gb則當

T<T時以晶界擴散為主，

gb

>

；當

T>T

時以體積擴散為主，即

>

gb。如圖所示。

分完成下面各個問題。

1）直接在給定圖中劃分副三角形；2）直接在給定圖中用箭頭標出界線上溫度下降的方向及界線的性質；3）判斷化合物

D

和

M

的性質；4）寫出各無變量點的性質及反應式；5）G

點的析晶路程；答：

、

見圖；

分、

見圖；

分、 ，一致熔融二元化合物，高溫穩(wěn)定、低溫分解；，不一致熔融三元化合物；

分、

E1，單轉熔點，L

C

ME2，低共熔點，L

C

ME3，單轉熔點，L

ME4，過渡點，

L

L

分G[B，

f=

1[B,B

G[B，

f=

1[B,B

LA熔

LE

[2,A+＋BE

[4,

B＋L

M＋E

[3,A 消

L

＋

A

B＋

E

(L

分)

消

無機材料物理化學試題

一．填空題（每空

分，共

分）

在Al中添加了少量生成黃體分子式為 。

常用的相平衡研究方法有 、和 三種。

一種玻璃的摩爾組成為％，％Al，％，其四個基本結構參數(shù)中R＝ ，非橋氧百分數(shù)為＝ 。

固體質點擴散的推動力是 ，液－固相變過程的推動力是 過程的推動力是 。

少量添加物能促進燒結，其原因有四個：（） ；（） ；（） ；（） 。

馬氏體相變的特征有__________________、_______________、________________和________________。

根據(jù)三元系統(tǒng)相圖上等溫線分布的疏密可相面越 ，則溫度變化時，液相量變化越 。

在—Al—系相圖中，有低共熔點個、雙升點個、鞍形點個，按相平衡規(guī)律該系統(tǒng)最多可劃分成 分三角形。二、選擇題（每空分，共分）、若有一個變價金屬氧化物

，在還原性子

和氧離子之比為

：＝：組成為 。A

．

B.

C.

硅酸鹽熔體中同時存在許多聚合程度不等化物含量增加，

比值增大，這時熔體中 。

A.

高聚體數(shù)量增多 B.

高聚體數(shù)量減少C.

高聚體數(shù)量多于低聚物數(shù)量

高聚體數(shù)量少于低聚物數(shù)量

硅磚與高鋁磚不能砌筑在一起，其原因是 。A.

的熔點比Al的熔點低 B.

中混入少量的

Al會導致

的熔點降低C.

兩者形成的莫來石晶體的液相線比較平坦莫來石的熔點太低，不能用作耐火材料

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是 。A.

本征擴散 B.非本征擴散 C.正擴散 逆擴散

從熱力學觀點討論玻璃分相，可以用 把分相區(qū)域推算出來。A.過冷卻-成核速率曲線 B.過冷度-自由焓曲線C.溫度-時間-轉變曲線 曲線若把上述曲線的 和 點相連

在擴散系數(shù)的熱力學關系中，

在擴散系數(shù)的熱力學關系中，

N

稱為圍。A.轉變點 B.最高點 C.最低點D.

G＝

的點E.切點 F.拐點 G.

的點 i

)i擴散系數(shù)的熱力學因子。在非理想混合體系中：當擴散系數(shù)的熱力學因子＞時，擴散結果使溶質（ ）；當擴散系數(shù)的熱力學因子＜時，擴散結果使溶質（ ）。A B.濃度不改變 C.濃度趨于均勻發(fā)生析晶現(xiàn)象在燒結過程中只改變坯體中氣孔的形狀而不引起坯體致密化的傳質方式是（ ）。A.流動傳質 B.

蒸發(fā)—凝聚傳質 C.溶解—沉淀

擴散傳質三.

名詞解釋（每題分，共分）非化學計量化合物； 一致熔融化合物；

無序擴散：

均勻成核；5.固相反應中的海德華定律； 置換型固溶體； 溶解－沉淀傳質；

一級相變；

肖特基缺陷； 晶子學說。特別提示：考試作弊者，不授予學士學位，情節(jié)嚴重者開除學籍。

每題

分，共

分1.

非化學計量化合物的組成與配料時稱量的精度有關。( )2.

臨界冷卻速度大，則意味著析晶困難，容易形成玻璃體。

( )3.

濃度梯度是擴散的推動力，物質總是從高濃度處向低濃度處擴散。( )4.

液－液相變的不穩(wěn)分解過程不存在位壘( )5.

相變過程是—個化學變化過程。( )6.

粉體顆粒直徑越小，其所對應的溶解度和蒸汽壓也越大。

( )7.

擴散傳質中壓應力區(qū)空位濃度

<

無應力區(qū)空位濃度<張應力區(qū)空位濃度。( )8.

晶粒長大源于小晶體的相互粘結。( )

9.

在燒結后期，提高溫度總是可以促進氣孔的排除。( )10.一般來說，晶界是氣孔通向燒結體外的主要擴散通道。( )五．綜合題（1－4

題每題

5

分，5

題

10

分，共30

分）1．如果要合成鎂鋁尖晶石，可供選擇的原料為Mg(OH)

O

O

，從提高反應 因。2）試比較楊德爾方程和金斯特林格方程的優(yōu)缺點及其適用條件。2.

請說明非化學計量化合物與無限固溶體的異同。3．填寫下列表格來對比不穩(wěn)分解和均勻成核成長這兩種相變過程。成核－長大分相

旋節(jié)分相熱力學成分形貌有序界面

能量擴散時間4．說明影響擴散的因素。5．分析相圖，完成下列問題。1）劃分副三角形；2）用箭頭標出界線上溫度下降的方向及界線的性質；3）判斷化合物

S

的性質；4）寫出各無變量點的性質及反應式；5）分析點

1、2

熔體的析晶路程。(

注：S、1、E3

在一條直線上)特別提示：考試作弊者，不授予學士學位，情節(jié)嚴重者開除學籍。無機材料物理化學試題

答案

一．填空題（每空

分，共

分）

在Al中添加了少量生成黃

寶石，式為 AlＯ 。

常用的相平衡研究方法有熱分析法，淬冷法，差熱分析法

三種。一種玻璃的摩爾組成為％，％Al，％，其四個基本結構參數(shù)中R＝ ，非橋氧百分數(shù)為＝％ 。

固體質點擴散的推動力是

化學位梯度 ，液－固相變過程的推動力是

過冷度 ，燒結過程的推動力是 粉狀物料的表面能與多晶燒結體的能量差 。少量添加物能促進燒結，其原因有四個：（） 形成液相 ）

阻止晶形轉變 ；（） 形成化合物 ；（）

形成固溶體 。

馬氏體相變的特征有（）相變前后存在習）快速?？蛇_聲速；（）無擴散

和（）無特定溫度，而是發(fā)生在

一定溫度段內(nèi)。根據(jù)三元系統(tǒng)相圖上等溫線分布的疏密可相面越 陡峭 ，則溫度變化時，液相量變化越 小 。 在—Al—點個、雙升點個、鞍形點個，按相平衡規(guī)律該系統(tǒng)最多可劃分成 分三角形。二、選擇題（每空分，共分）、若有一個變價金屬氧化物

，在還原性子

和氧離子之比為

：＝：組成為 A 。A． B.

C.

硅酸鹽熔體中同時存在許多聚合程度不等化物含量增加，

比值增大，這時熔體中B 。A.

高聚體數(shù)量增多 B.高聚體數(shù)量減少C.高聚體數(shù)量多于低聚物數(shù)量

高聚體數(shù)

量少于低聚物數(shù)量

硅磚與高鋁磚不能砌筑在一起，其原因是B 。的熔點比Al的熔點低 B.SiO中混入少量的

Al會導致

的熔點降低C.

兩者形成的莫來石晶體的液相線比較平坦莫來石的熔點太低，不能用作耐火材料

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是

B 。A.本征擴散 B.非本征擴散 C.正擴散 逆擴散

從熱力學觀點討論玻璃分相，可以用 把分相區(qū)域推算出來。A.過冷卻-成核速率曲線 B.過冷度-自由焓曲線C.溫度-時間-轉變曲線 曲線若把上述曲線的 E 和 F 點相連可以