无机材料科学基础综合测试2

测试二

一、名词解释（每小题3分，共15分）

1．结构弛豫

2．阳离子交换容量

3．本征扩散

4．非均态成核

5．二次再结晶

二、填空（每小题2分，共20分）

1．常用的相平衡实验研究方法有__________、_________和__________三种。

2．化合物TiO2－X由于在组成上偏离化学计量而产生的晶格缺陷是________________，缺陷形成反应式为_____________________________，属于_________型非化学计量化合物，应在_________气氛下形成。

3．一种玻动的摩尔组成为24mol％Na2O，12mol％Al2O3，64mol％SiO2，其四个基本结构参数为Z＝__________，R＝___________, X＝___________, Y＝_________，非桥氧百分数X％＝____________。

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；在碱性介质中边棱带____电荷。

6．某物质在800°C时扩散系数为10－10cm2/s，在1200°C时为10－4cm2/s，则该物质的扩散活化能为__________________kJ/mol。

7．固液相变时，非均态成核势垒与接触角q有关。当q角分别为__________、_________和_________时，（1）非均态成核势垒与均态成核势垒相等；（2）不存在非均态成核势垒；（3）非均态成核势垒为均态成核势垒的一半。

8．归纳起来，固相反应中相界面上的化学反应通常包括以下三个过程：____________________________、___________________________和____________________________。

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。

10．少量添加物能促进烧结，其原因有四个：

（1）________________________（2）_________________________

（3）________________________（4）_________________________

三、选择（每小题2分，共20分）

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. 个 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。

C. 因rLi+

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<σ

LV

B. σSV－σSL>σLV

C. σ

SV

>σ

SL

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

A. B. J=

C. D.

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

A. B. C. D.

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？