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无机材料科学基础试卷三 一、名词解释（20分）（8*2.5分） 空间群、无规则网络假说、反型尖晶石、网络形成剂、液相独立析晶、非本征扩散、一级相变、固相烧结 空间群：空间群：指在一个晶体结构中所存在的一切对称要素的集合。它由两部分组成，一是平移轴的集合（也就是平移群），另外是除平移轴之外的所有其他对称要素的集合（与对称型相对应）。 无规则网络假说：凡是成为玻璃态的物质和相应的晶体结构一样，也是由一个三度空间网络所构成。这种网络是由离子多面体（三角体或四面体）构筑起来的。晶体结构网是由多面体无数次有规律重复构成，而玻璃中结构多面体的重复没有规律性。 反型尖晶石：二价阳离子分布在八面体空隙中，三价阳离子一半在四面体空隙中，另一半在八面体空隙中的尖晶石。 网络形成剂：这类氧化物单键强度大于335KJ/mol，其正离子为网络形成离子，可单独形成玻璃。 网络形成剂：这类氧化物单键强度大于335KJ/mol，其正离子为网络形成离子，可单独形成玻璃。 液相独立析晶：是在转熔过程中发生的，由于冷却速度较快，被回收的晶相有可能会被新析出的固相包裹起来，使转熔过程不能继续进行，从而使液相进行另一个单独的析晶过程，就是液相独立析晶。 非本征扩散：空位来源于掺杂而引起的质点迁移。 一级相变：体系由一相变为另一相时，如两相的化学势相等但化学势的一级偏微商(一级导数)不相等的称为一级相变 固相烧结：固态粉末在适当的温度、压力、气氛和时间条件下，通过物质与气孔之间的传质，变为坚硬、致密烧结体的过程。ζ电位 （6）泥浆的稳定性 （1）泥浆的流动性 KCl CaCl2（1分） （2）泥浆的触变性 KCl CaCl2 （1分） （3）泥浆的可塑性 KCl l CaCl2 （1分） （4）坯体的致密度 KCl CaCl2 （1分） （5）黏土的ζ电位 KCl l N CaCl2 （1分） （6）泥浆的稳定性 KCl CaCl2 （1分） 4、二次再结晶与晶粒生长有何异同？生产中避免二次再结晶的方法有哪些？（7分） 答：相同点:（1）两者推动力均为界面两侧质点的吉布斯自由能之差；（2）进行方式都是通过界面迁移。（2分） 不同点：（1）前者是个别晶粒异常生长，后者是晶粒尺寸均匀生长；（2）前者气孔被包裹到晶粒内部，后者气孔维持在晶界交汇处。（2分） 生产中避免二次再结晶的方法有：（1）合理选择原料的细度，提高粉料粒度的均匀性；（2）控制温度；（3）引入添加剂。（3分） 5、在硅酸盐晶体结构中， [SiO4]四面体或孤立存在，或共顶连接，而不共棱，更不共面，解释之。（6分） 答：在硅酸盐晶体结构中， [SiO4]四面体中的Si4+是高电价低配位的阳离子，以共棱、共面方式存在时，两个中心阳离子（Si4+）间距离较近、排斥力较大，所以不稳定，而孤立存在，或共顶连接。（6分） 6、MoO3和CaCO3反应时，反应机理受到CaCO3颗粒大小的影响。当MoO3 ：CaCO3＝1：1，MoO3的粒径r1为0.036mm，CaCO3的粒径r2为0.13mm时，反应是扩散控制的；而当CaCO3 ：MoO3＝15：1，r2＜0.03mm时，反应由升华控制，试解释这种现象。（7分） 答：当MoO3的粒径r1为0.036mm，CaCO3的粒径r2为0.13mm时, CaCO3颗粒大于MoO3，由于产物层较厚，扩散阻力较大，反应由扩散控制，反应速率随着CaCO3颗粒度减小而加速，（3.5分）当r2r1时存在过量CaCO3，，反应由MoO3粒径升华控制，并随着MoO3粒径减小而加剧。（3.5分） 7、用图例说明过冷度对核化、晶化速率和晶粒尺寸等的影响，如无析晶区又要使其析晶应采取什么措施？要使自发析晶能力大的熔体形成玻璃应采取什么措施？（8分） 答：过冷度过大或过小对成核与生长速率均不利，只有在一定过冷度下才能有最大成核和生长速率，如下图。（4分） 若ΔT大，控制在成核率较大处析晶，易得晶粒多而尺寸小的细晶；（1分） 若ΔT小，控制在生长速率较大处析晶则容易获得晶粒少而尺寸大的粗晶；（1分） 如果成核与生长两曲线完全分开而不重叠，则无析晶区，该熔体易形成玻璃而不易析晶；若要使其在一定过冷度下析晶，一般采用移动成核曲线的位置，使它向生长曲线靠拢。可以用加人适当的核化剂，使成核位垒降低，用非均匀成核代替均匀成核。使两曲线重叠而容易析晶。（1分） 要使自发析晶能力大的熔体形成玻璃，采取增加冷却速度以迅速越过析晶区的方法，使熔体来不及析晶而玻璃化。（1分）  8、下图为CaO-A12O3-SiO2系统的富钙部分相图，对于硅酸盐水