最新无机材料科学基础第八章扩散

第7章扩散

一、名词解释

1．扩散：

2．扩散系数与扩散通量：

3．本征扩散与非本征扩散：

4．自扩散与互扩散：

5．稳定扩散与不稳定扩散：

名词解释答案：

一、扩散是指在梯度的作用下，由于热运动而使粒子定向移动的过程

二、扩散通量：单位时间内通过单位面积粒子的数目

扩散系数：单位浓度梯度下的扩散同俩个

三、本征扩散：由热缺陷所引起的扩散

非本征扩散：由于杂质粒子的电引入而引起的扩散

四、自扩散：原子或粒子在本身结构中的扩散

互扩散：两种的扩散通量大小相等，方向相反的扩散

五、稳定扩散：单位时间内通过单位面积的粒子数一定

不稳定扩散：单位面积内通过单位面积的粒子数不一定

二、填空与选择

1.晶体中质点的扩散迁移方式有：、、、和。

2．当扩散系数的热力学因子为时，称为逆扩散。此类扩散的特征

为，其扩散结果为使或。

3．扩散推动力是。晶体中原子或离子的迁移机制主要分为两种：和。

4．恒定源条件下，820℃时钢经1小时的渗碳，可得到一定厚度的表面碳层，同样条件下，要得到两倍厚度的渗碳层需小时.

5．本征扩散是由而引起的质点迁移，本征扩散的活化能由和两部分组成，扩散系数与温度的关系式为。

6．菲克第一定律适用于，其数学表达式为；菲克第二定律适用于，其数学表达式为。

7．在离子型材料中，影响扩散的缺陷来自两个方面：（1）肖特基缺陷和弗仑克尔缺陷（热缺陷），（2）掺杂点缺陷。由热缺陷所引起的扩散称，而掺杂点缺陷引起的扩散称为。（自扩散、互扩散、无序扩散、非本征扩散）

8．在通过玻璃转变区域时，急冷的玻璃中网络变体的扩散系数，一般相同组成但充

分退火的玻璃中的扩散系数。（高于、低于、等于）

9．在UO 2晶体中，O 2－的扩散是按机制进行的。（空位、间隙、掺杂点缺陷）

填空题答案：

1、易位扩散、环形扩散、空位扩散、间隙扩散、准间隙扩散

2、1+（δln γi ）/（δlnNi ）＜0、由低浓度向高浓度扩散、偏聚、分相

3、化学位梯度、空位机制、间隙机制

4、4

5、热缺陷、空位形成能、空位迁移能、）（RT Q D D -=e

0 6、稳定扩散、 x C D J ??-= 、不稳定扩散、22x C D t

C ??=?? 7、本征扩散、非本征扩散

8、高于

9、间隙

四、试分析离子晶体中，阴离子扩散系数－般都小于阳离子扩散系数的原因。

阴离子通常作为堆积结构的基础，而阳离子通常填充于空隙之中，阳离子扩散相对较容易，而阴离子若要扩散则需要破坏堆积结构，所需要的能量更多，故阴离子扩散系数－般都小于阳离子扩散系数

六、碳、氮、氢在体心立方铁中扩散的激活能分别为84、75和13kJ/mol ，试对此差异进行分析和解释。

C-N-O 的半径依次减小，C-N-O 在间隙中扩散的能力逐渐增加，故扩散的激活能越低

七、MgO 、CaO 、FeO 均具有NaCl 结构，在各晶体中，它们的阳离子扩散活化能分别为：Na +在NaCl 中为41kcal/mol ，Mg 2+在MgO 中为83 kcal/mol ，Ca 2+在CaO 中为77 kcal/mol ，Fe 3+在FeO 中为23 kcal/mol ，试解释这种差异的原因。

1、由于FeO 为非化学计量型氧化物故扩散活化能较低

2、NaCl 中的Na 离子电价较低，故NaCl 扩散活化能相对较低

3、Ca 的半径比Mg 离子的半径大，故MgO 的扩散活化能高

八、已知氢和镍在面心立方铁中的扩散系数为：

s cm RT D H 218.410300ex p 0063.0??

? ???-=和cm RT D Ni 218.464000ex p 1.4??? ???-=，试计算1000℃

的扩散系数，并对其差别进行解释。

4-210115.1273314.818.410300ex p 0063.018.410300ex p 0063.0?=??

? ????-=??? ???-=s cm RT D H

11-21033.415.1273314.818.464000ex p 1.418.464000ex p 1.4?=??

? ????-=??? ???-=s cm RT D Ni

其中H 的离子半径明显小于Ni 的半径，故前者更容易扩散，其扩散系数也就越高

九、假定碳在α-Fe （体心立方）和γ-Fe （面心立方）中的扩散系数分别为：

()cm RT D 283600ex p 0079.0-=α；()s cm RT D 2141284exp 21.0-=γ，计算800℃

时各自的扩散系数，并解释其差别。

()cm RT D 283600ex p 0079.0-=α=6.7×10-7

()cm RT D 2141284exp 21.0-=γ=2.8×10-8

α-Fe （体心立方）和γ-Fe （面心立方）相比结构更疏松，粒子在其中更容易扩散、故扩散系数越大

十、在制造硅半导体器体中，常使硼扩散到硅单品中，若在1600K 温度下．保持硼在硅单品表面的浓度恒定(恒定源半无限扩散)，要求距表面10-3cm 深度处硼的浓度是表面浓度的一半，问需要多长时间（已知D 1600℃=8×10-12cm 2/sec ；当5.02==

Dt x erf 时，5.02≈Dt x

）？

s 125000t ;5.010×82105.0010;05.010;01012-3-===--==--t

C C C C C C C C C C C ；起初无浓度，故

十一、Zn 2+在ZnS 中扩散时，563℃时的扩散系数为3×10-14cm 2/sec;450℃时的扩散系数

为1.0×10-14cm 2/sec ，求：（a ）扩散的活化能和D 0；（b ）750℃时的扩散系数；（c ）根据你对结构的了解，请从运动的观点和缺陷的产生来推断活化能的含义；（d ）根据ZnS 和ZnO 相互类似，预测D 随硫的分压而变化的关系。

-15.10238.31448827-11-11

-015.2378.314Q -014-836.158.314Q -014-RT Q -0101.1e 104.3104.3;48827e 101e 10

×3e

?=?=?===?==???）（）（）（）（D D Q D D D D

十二、欲使Ca 2＋

在CaO 中的扩散直至CaO 的熔点（2600℃）都是非本征扩散，要求三价杂质离子有什么样的浓度？试对你在计算中所作的各种特性值的估计作充分说明（已知CaO 肖特基缺陷形成能为6eV ）。

6-6-''a 6

-23

19-''''a a 10

2.7106.322106.315

.2873314.821023.6101.66-exp 3232?=??===?=??????=++??→???Ca C Ca Ca

O C O C V M M V V O M O M ）（

无机材料科学基础答案

1、熔体的概念:不同聚合程度的各种聚合物的混合物硅酸盐熔体的粘度与组成的关系(决定硅酸盐熔体粘度大小的主要因素就是硅氧四面体网络连接程度) 在熔体中加入LiO2、Na2O 、K2O 与BaO 、PbO 等,随加入量增加,粘度显著下降。在含碱金属的硅酸盐熔体中,当Al2O3/Na2O ≤1时,用Al2O3代替SiO2可以起“补网”作用,从而提高粘度。一般加入Al2O3、SiO2与ZrO2有类似的效果。流动度为粘度的倒数,Φ＝粘度的理论解释:绝对速度理论η＝η０exp(ΔE/kT) 自由体积理论η＝B exp ［］＝Ａexp( ) 过剩熵理论η ＝ Cexp ［＝ Cexp( ) 2、非晶态物质的特点 :近程有序,远程无序 3、玻璃的通性 (1)各向同性(若有应力,为各向异性) (2)介稳性 (3)熔融态向玻璃态转化的可逆与渐变性 (4)、熔融态向玻璃态转化时其物化性质随温度变化的连续性 4、 Tg 、Tf , 相对应的粘度与特点钠钙硅酸盐熔体粘度与温度关系表明:熔融温度范围内,粘度为50~500dPa·s 。工作温度范围粘度较高,约103~107dPa·s 。退火温度范围粘度更高,约1012、5~1013、5 dPa·s 。 Tg-脆性温度、退火温度,Tf-软化温度、可拉丝的最低温度 5、单键强度 > 335 kJ/mol(或80 kcal/mol)的氧化物——网络形成体。单键强度 < 250 kJ/mol(或60 kcal/mol)的氧化物——网络变性体。在250～335 kJ/mol 为——中间体,其作用介于玻璃的网络形成体与网络变性体之间。 6、玻璃形成的热力学观点: 熔体就是物质在TM 以上存在的一种高能状态。据随温度降低,熔体释放能量大小不同,冷却途径分为结晶化,玻璃化,分相 ΔGv 越大析晶动力越大,越不容易形成玻璃。 ΔGv 越小析晶动力越小,越容易形成玻璃。玻璃形成的动力学观点: 过冷度增大,熔体质点动能降低,有利于质点相互吸引而聚结与吸附在晶核表面,有利于成核。过冷度增大,熔体粘度增加,使质点移动困难,难于从熔体中扩散到晶核表面,不利于晶核长大。过冷度与成核速率Iv 与晶体生长速率u 必有一个极值。玻璃形成的结晶化学观点: (1)、键强(孙光汉理论) 熔点低的氧化物易于形成玻璃 (2)、键型三种纯键型在一定条件下都不能形成玻璃。 )(00T T KV -α0T T B -)(0T T C D P -?0T T B -η1

无机材料科学基础复习资料.

第三章练习题1 一、填空题 1.玻璃具有下列通性：各向同性、介稳性、熔融态向玻璃态转化的可逆与渐变性、熔融态向玻璃态转化时物理、化学性能随温度变化的连续性。 2.在硅酸盐熔体中，当以低聚物为主时，体系的粘度低、析晶能力大。 3.物质在熔点时的粘度越高越容易形成玻璃，Tg/Tm 大于2/3(大于，等于，小于)时容易形成玻璃。 4.熔体是物质在液相温度以上存在的一种高能量状态，在冷却的过程中可以出现结晶化、玻璃化和分相三种不同的相变过程。 5.当SiO2含量比较高时，碱金属氧化物降低熔体粘度的能力是Li2O < Na2O < K2O。 6. 2Na2O·CaO·Al2O3·2SiO2的玻璃中，结构参数Y为 3 。 7.从三T曲线可以求出为避免析出10-6分数的晶体所需的临界冷却速率，该速率越小，越容易形成玻璃。 8．NaCl和SiO2两种物质中SiO2容易形成玻璃，因其具有极性共价键结构。 9.在Na2O－SiO2熔体中，当Na2O/Al2O3<1时，加入Al2O3使熔体粘度降低。 10. 硅酸盐熔体中聚合物种类，数量与熔体组成（O/Si）有关，O/Si比值增大，则熔体中的高聚体[SiO4]数量减少。 11.硅酸盐熔体中同时存在许多聚合程度不等的负离子团，其种类、大小和复杂程度随熔体的组成和温度而变。当温度不变时，熔体中碱性氧化物含量增加，O/Si比值增大，这时熔体中高聚体数量减少。二、问答题 1.试述熔体粘度对玻璃形成的影响？在硅酸盐熔体中，分析加入—价碱金属氧化物、二价金属氧化物或B2O3后熔体粘度的变化？为什么？答：1) 熔体粘度对玻璃形成具有决定性作用。熔体在熔点时具有很大粘度，并且粘度随温度降低而剧烈地升高时，容易形成玻璃。 2) 在硅酸盐熔体中，加入R2O，随着O/Si比增加，提供游离氧，桥氧数减小，硅氧网络断裂，使熔体粘度显著减小。加入RO，提供游离氧，使硅氧网络断裂，熔体粘度降低，但是由于R2+的场强较大，有一定的集聚作用，降低的幅度较小。加入B2O3，加入量少时，B2O3处于三度空间连接的[BO4]四面体中，使结构网络聚集紧密，粘度上升。随着B2O3含量增加，B3+开始处于[BO3]三角形中使结构网络疏松，粘度下降。 1当我排队等着站上小便池的时候有人已经在大便池先尿了■■■■■■■■■■■■张为政整理■■■■■■■■■■■■勿删■■■■■■■■■■■■

无机材料科学基础习题

1、已知Mg 2+半径为，O 2-半径为，计算MgO 晶体结构的堆积系数与密度。解：MgO 为NaCl 型，O 2-做密堆积，Mg 2+填充空隙。-2o r =，+2Mg r =，Z =4，晶胞中质点体积：22(4/34/3)4o Mg r r ππ-+?+??，)(2-++=r r a ，晶胞体积=3a ，堆积系数=晶胞中MgO 体积/晶胞体积=%，密度=晶胞中MgO 质量/晶胞体积=3.49g/cm 3。 2、（1）一晶面在x 、y 、z 轴上的截距分别为2a 、3b 、6c ，求出该晶面的米勒指数；（2）一晶面在x 、y 、z 轴上的截距分别为a/ 3、b/2、c ，求出该晶面的米勒指数。解：（1）∵ h ：k ：l=1/2：1/3：1/6=3：2：1， ∴ 该晶面的米勒指数为（321）；（2）（321） 3、设原子半径为R ，试计算体心立方堆积结构的（100）、（110）、（111）面的面排列密度和晶面族的面间距。解：在体心立方堆积结构中：R a 3/40= （100）面：面排列密度= ()589.016/323/4/2==ππR R 面间距=R R a 155.13/22/0== （110）面：面排列密度= ()()[]833.028/33/243/4/22==ππR R R 面间距= R R a 633.13/222/20== （111）面：面排列密度=()()2 2/2/4/160.340R π??==???? 面间距=R a 22/30= 4、临界半径比的定义是：紧密堆积的阴离子恰好互相接触，并与中心的阳离子也恰好接触的条件下，阳离子半径与阴离子半径之比。即每种配位体的阳、阴离子半径比的下限。计算下列配位的临界半径比：（a ）立方体配位；（b ）八面体配位；（c ）四面体配位；（d ）三角形配位。解：（1）立方体配位在立方体的对角线上正、负离子相互接触，在立方体的棱上两个负离子相互接触。因此： ]22[2222222）（）（）（）（----+++=+r r r r r 732.0)13(/=-=-+r r

无机材料科学基础陆佩文课后答案

2-1 名词解释（a ）弗伦克尔缺陷与肖特基缺陷；（b ）刃型位错和螺型位错（c ）类质同象与同质多晶解：（a ）当晶体热振动时，一些能量足够大的原子离开平衡位置而挤到晶格点的间隙中，形成间隙原子，而原来位置上形成空位，这种缺陷称为弗伦克尔缺陷。如果正常格点上原子，热起伏后获得能量离开平衡位置，跃迁到晶体的表面，在原正常格点上留下空位，这种缺陷称为肖特基缺陷。（b ）滑移方向与位错线垂直的位错称为刃型位错。位错线与滑移方向相互平行的位错称为螺型位错。（c ）类质同象：物质结晶时，其晶体结构中部分原有的离子或原子位置被性质相似的其它离子或原子所占有，共同组成均匀的、呈单一相的晶体，不引起键性和晶体结构变化的现象。同质多晶：同一化学组成在不同热力学条件下形成结构不同的晶体的现象。 2-6（1）在CaF 2晶体中，弗仑克尔缺陷形成能为2.8eV ，肖特基缺陷的生成能为5.5eV ，计算在25℃和1600℃时热缺陷的浓度？（k ＝1.38×10－23J/K ）（2）如果CaF 2晶体中，含有百万分之一的YF 3杂质，则在1600℃时，CaF 2晶体中时热缺陷占优势还是杂质缺陷占优势？说明原因。解：（1）弗仑克尔缺陷形成能为2.8eV ，小于肖特基缺陷形成能5.5eV ，所以CaF 2晶体中主要是弗仑克尔缺陷，肖特基缺陷可忽略不计。-----------1分当T ＝25℃＝298K 时，热缺陷浓度为： 242319298 1006.2)2981038.1210602.18.2exp()2exp(---?=?????-=?-=??? ??kT G N n f ----2分当T ＝1600℃＝1873K 时，热缺陷浓度为： 423191873 107.1)18731038.1210602.18.2exp()2exp(---?=?????-=?-=??? ??kT G N n f -----2分（2）CaF 2中含百万分之一（10－ 6）的YF 3时的杂质缺陷反应为： Ca F Ca CaF V F Y YF ''++??→??62223 由此可知：[YF3]=2[Ca V '']，所以当加入10－ 6YF3时，杂质缺陷的浓度为： 73105][2 1][-?==''YF V Ca 杂--------------------1分此时，在1600℃下的热缺陷计算为： Ca i Ca V Ca Ca ''+→?? x x ＋5×10－ 7 则：8241089.2)107.1()exp(][]][[--???=?=?-==''kT G k Ca V Ca f Ca Ca i 即：871089.21 )105(--?=?+x x ，x ≈8.1×10－4 热缺陷浓度： 4101.8][-?=≈''x V Ca 热------------------1分

无机材料科学基础复习重点

第二章、晶体结构缺陷 1、缺陷的概念 2、热缺陷（弗伦克尔缺陷、肖特基缺陷）热缺陷是一种本征缺陷、高于0K就存在，热缺陷浓度的计算影响热缺陷浓度的因数：温度和热缺陷形成能（晶体结构）弗伦克尔缺陷肖特基缺陷 3、杂质缺陷、固溶体 4、非化学计量化合物结构缺陷（半导体）种类、形成条件、缺陷的计算等 5、连续置换型固溶体的形成条件 6、影响形成间隙型固溶体的因素 7、组分缺陷（补偿缺陷）：不等价离子取代形成条件、特点（浓度取决于掺杂量和固溶度）缺陷浓度的计算、与热缺陷的比较幻灯片6 8、缺陷反应方程和固溶式 9、固溶体的研究与计算写出缺陷反应方程→固溶式、算出晶胞的体积和重量→理论密度（间隙型、置换型）→和实测密度比较 10、位错概念刃位错：滑移方向与位错线垂直，伯格斯矢量b与位错线垂直螺位错：滑移方向与位错线平行，伯格斯矢量b与位错线平行混合位错：滑移方向与位错线既不平行，又不垂直。幻灯片7 第三章、非晶态固体 1、熔体的结构：不同聚合程度的各种聚合物的混合物硅酸盐熔体的粘度与组成的关系 2、非晶态物质的特点 3、玻璃的通性 4、 Tg 、Tf ,相对应的粘度和特点 5、网络形成体、网络改变（变性）体、网络中间体玻璃形成的结晶化学观点：键强，键能 6、玻璃形成的动力学条件 (相变)，3T图 7、玻璃的结构学说（二种玻璃结构学说的共同之处和不同之处） 8、玻璃的结构参数 Z可根据玻璃类型定，先计算R，再计算X、Y 注意网络中间体在其中的作用。 9、硅酸盐晶体与硅酸盐玻璃的区别 10、硼的反常现象幻灯片8 第四章、表面与界面 1、表面能和表面张力，表面的特征 2、润湿的概念、定义、计算；槽角、二面角的计算改善润湿的方法：去除表面吸附膜（提高固体表面能）、

无机材料科学基础试卷资料

1. 不一致熔融化合物，连线规则答：不一致熔化合物是一种不稳定的化合物，加热到一定温度会发生分解，分解产物是一种液相和一种固相，液相和固相的组成与化合物组成都不相同。（2.5分）连线规则：将一界线（或其延长线）与相应的连线（或其延长线）相交，其交点是该界线上的温度最高点。（2.5分） 2. 非本征扩散，稳定扩散非本征扩散：受固溶引入的杂质离子的电价和浓度等外界因素所控制的扩散。或由不等价杂质离子取代造成晶格空位，由此而引起的质点迁移。（2.5）稳定扩散：若扩散物质在扩散层dx内各处的浓度不随时间而变化，即dc/dt=0。这种扩散称稳定扩散。（2.5分） 3. 非均匀成核, 一级相变非均匀成核：是指借助于表面、界面、微粒裂纹器壁以及各种催化位置等而形成晶核的过程一级相变：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。（2.5） 4. 晶粒生长，二次再结晶晶粒生长：平衡晶粒尺寸在不改变其分布的情况下，连续增大的过程。（2.5分）二次再结晶：是少数巨大晶粒在细晶消耗时成核长大的过程。（2.5分） 5. 一致熔融化合物，三角形规则答：一致熔融化合物是一种稳定的化合物，与正常的纯物质一样具有固定的熔点，熔化时，产生的液相与化合物组成相同。（2.5分）三角形规则：原始熔体组成点所在副三角形的三个顶点表示的物质即为其结晶产物；与这三个物质相应的初初晶区所包围的三元无变量点是其结晶结束点。（2.5分） 6. 晶粒生长，二次再结晶晶粒生长：平衡晶粒尺寸在不改变其分布的情况下，连续增大的过程。（2.5分）二次再结晶：是少数巨大晶粒在细晶消耗时成核长大的过程。（2.5分） 7.液相独立析晶，切线规则答：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。（2.5）切线规则：将界线上某一点所作的切线与相应的连线相交，如交点在连线上，则表示界线上该处具有共熔性质；如交点在连线的延长线上，则表示界线上该处具有转熔性质，远离交点的晶相被回吸。 8.本征扩散，不稳定扩散，．答：本征扩散：空位来源于晶体结构中本征热缺陷，由此而引起的质点迁移。（2.5）不稳定扩散：扩散物质在扩散层dx内的浓度随时间而变化，即dc/dt≠0。这种扩散称为不稳定扩散。（2.5分） 9.均匀成核，二级相变, 答：均匀成核是晶核从均匀的单相熔体中产生的过程。（2.5分）相变时两相化学势相等，其一级偏微商也相等，但二级偏微商不等的相变。（2.5分）10.烧结，泰曼温度答：烧结：由于固态中分子（或原子）的相互吸引，通过加热，使粉末体产生颗粒粘结，经过物质迁移使粉末体产生强度并导致致密化和再结晶的过程。（2.5）泰曼温度：反应物开始呈现显著扩散作用的温度。（2.5）

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第三章练习题一、填空题 1.玻璃具有下列通性：、态转化时物理、化学性能随温度变化的连续性。 2.在硅酸盐熔体中，当以低聚物为主时，体系的粘度 3.物质在熔点时的粘度越越容易形成玻璃，大于，等于，小于)时容易形成玻璃。 4.熔体是物质在液相温度以上存在的一种高能量状态，在冷却的过程中可以出现和分相三种不同的相变过程。 5.当SiO2含量比较高时，碱金属氧化物降低熔体粘度的能力是Li2Na22O。 6. 2Na2O·CaO·Al2O3·2SiO2的玻璃中，结构参数Y为 3 。 7. 从三T曲线可以求出为避免析出10-6分数的晶体所需的临界冷却速率，该速率越小，越容易形成玻璃。 8．NaCl和SiO2两种物质中SiO2 容易形成玻璃，因其具有极性共价键结构。 9.在Na2O－SiO2熔体中，当Na2O/Al2O3<1时，加入Al2O3使熔体粘度降低。 10. 硅酸盐熔体中聚合物种类，数量与熔体组成（O/Si）有关，O/Si比值增大，则熔体中的高聚体[SiO4]数量减少。 11. 硅酸盐熔体中同时存在许多聚合程度不等的负离子团，其种类、大小和复杂程度随熔体的组成和温度而变。当温度不变时，熔体中碱性氧化物含量增加， O/Si比值增大，这时熔体中高聚体数量减少。二、问答题 1.试述熔体粘度对玻璃形成的影响？在硅酸盐熔体中，分析加入—价碱金属氧化物、二价金属氧化物或B2O3后熔体粘度的变化？为什么？答：1) 熔体粘度对玻璃形成具有决定性作用。熔体在熔点时具有很大粘度，并且粘度随温度降低而剧烈地升高时，容易形成玻璃。 2) 在硅酸盐熔体中，加入R2O，随着O/Si比增加，提供游离氧，桥氧数减小，硅氧网络断裂，使熔体粘度显著减小。加入RO，提供游离氧，使硅氧网络断裂，熔体粘度降低，但是由于R的场强较大，有一定的集聚作用，降低的幅度较小。加入B2O3，加入量少时，B2O3处于三度空间连接的[BO4]四面体中，使结构网络聚集紧密，粘度上升。随着B2O3含量增加，B开始处于[BO3]三角形中使结构网络疏松，粘度下降。 3+2+ 1当我排队等着站上小便池的时候有人已经在大便池先尿了■■■■■■■■■■■■张为政整理■■■■■■■■■■■■勿删■■■■■■■■■■■■ 2.试阐述网络形成体和网络变性体。玻璃网络形成体：其单键强度>335KJ／MOL。这类氧化物能单独形成玻璃。网络变性体：其单键强度<250KJ/MOL。这类氧化物不能形成玻璃,但能改变网络结构，从而使玻璃性质改变。

无机材料科学基础习题与解答完整版

第一章晶体几何基础 1-1 解释概念：等同点：晶体结构中，在同一取向上几何环境和物质环境皆相同的点。空间点阵：概括地表示晶体结构中等同点排列规律的几何图形。结点：空间点阵中的点称为结点。晶体：内部质点在三维空间呈周期性重复排列的固体。对称：物体相同部分作有规律的重复。对称型：晶体结构中所有点对称要素（对称面、对称中心、对称轴和旋转反伸轴）的集合为对称型，也称点群。晶类：将对称型相同的晶体归为一类，称为晶类。晶体定向：为了用数字表示晶体中点、线、面的相对位置，在晶体中引入一个坐标系统的过程。空间群：是指一个晶体结构中所有对称要素的集合。布拉菲格子：是指法国学者A.布拉菲根据晶体结构的最高点群和平移群对称及空间格子的平行六面体原则，将所有晶体结构的空间点阵划分成14种类型的空间格子。晶胞：能够反应晶体结构特征的最小单位。晶胞参数：表示晶胞的形状和大小的6个参数（a、b、c、α 、β、γ ）. 1-2 晶体结构的两个基本特征是什么？哪种几何图形可表示晶体的基本特征？解答：⑴晶体结构的基本特征： ①晶体是内部质点在三维空间作周期性重复排列的固体。

②晶体的内部质点呈对称分布，即晶体具有对称性。 ⑵14种布拉菲格子的平行六面体单位格子可以表示晶体的基本特征。 1-3 晶体中有哪些对称要素，用国际符号表示。解答：对称面—m，对称中心—1，n次对称轴—n，n次旋转反伸轴—n 螺旋轴—ns ，滑移面—a、b、c、d 1-5 一个四方晶系的晶面，其上的截距分别为3a、4a、6c，求该晶面的晶面指数。解答：在X、Y、Z轴上的截距系数：3、4、6。截距系数的倒数比为：1/3:1/4:1/6=4:3:2 晶面指数为：（432）补充：晶体的基本性质是什么？与其内部结构有什么关系？解答：①自限性：晶体的多面体形态是其格子构造在外形上的反映。 ②均一性和异向性：均一性是由于内部质点周期性重复排列，晶体中的任何一部分在结构上是相同的。异向性是由于同一晶体中的不同方向上，质点排列一般是不同的，因而表现出不同的性质。 ③对称性：是由于晶体内部质点排列的对称。 ④最小内能和最大稳定性：在相同的热力学条件下，较之同种化学成分的气体、液体及非晶质体，晶体的内能最小。这是规则排列质点间的引力和斥力达到平衡的原因。晶体的稳定性是指对于化学组成相同，但处于不同物态下的物体而言，晶体最为稳定。自然界的非晶质体自发向晶体转变，但晶体不可能自发地转变为其他物态。

无机材料科学基础课后习题答案(6)

6-1 说明熔体中聚合物形成过程？答：聚合物的形成是以硅氧四面体为基础单位，组成大小不同的聚合体。可分为三个阶段初期：石英的分化；中期：缩聚并伴随变形；后期：在一定时间和一定温度下，聚合和解聚达到平衡。6-2 简述影响熔体粘度的因素？答：影响熔体粘度的主要因素：温度和熔体的组成。碱性氧化物含量增加，剧烈降低粘度。随温度降低，熔体粘度按指数关系递增。 6-3 名词解释（并比较其异同） ⑴晶子学说和无规则网络学说 ⑵单键强 ⑶分化和缩聚 ⑷网络形成剂和网络变性剂

答：⑴晶子学说：玻璃内部是由无数“晶子”组成，微晶子是带有晶格变形的有序区域。它们分散在无定形介中质，晶子向无定形部分过渡是逐渐完成时，二者没有明显界限。无规则网络学说：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。 ⑵单键强：单键强即为各种化合物分解能与该种化合物配位数的商。 ⑶分化过程：架状[SiO4]断裂称为熔融石英的分化过程。缩聚过程：分化过程产生的低聚化合物相互发生作用，形成级次较高的聚合物，次过程为缩聚过程。 ⑷网络形成剂：正离子是网络形成离子，对应氧化物能单独形成玻璃。即凡氧化物的单键能/熔点﹥0.74kJ/mol.k 者称为网络形成剂。网络变性剂：这类氧化物不能形成玻璃，但能改变网络结构，从而使玻璃性质改变，即单键强/熔点﹤0.125kJ/mol.k者称为网络变形剂。

6-4 试用实验方法鉴别晶体SiO2、SiO2玻璃、硅胶和SiO2熔体。它们的结构有什么不同？答：利用X—射线检测。晶体SiO2—质点在三维空间做有规律的排列，各向异性。 SiO2熔体—内部结构为架状，近程有序，远程无序。 SiO2玻璃—各向同性。硅胶—疏松多孔。 6-5 玻璃的组成是13wt%Na2O、13wt%CaO、74wt%SiO2，计算桥氧分数？解： Na2O CaO SiO2 wt% 13 13 74 mol 0.21 0.23 1.23 mol% 12.6 13.8 73.6 R=(12.6+13.8+73.6 ×2)/ 73.6=2.39 ∵Z=4 ∴X=2R﹣Z=2.39×2﹣4=0.72 Y=Z﹣X= 4﹣0.72=3.28 氧桥%=3.28/（3.28×0.5+0.72） =69.5%

无机材料科学基础答案..

1、熔体的概念：不同聚合程度的各种聚合物的混合物硅酸盐熔体的粘度与组成的关系（决定硅酸盐熔体粘度大小的主要因素是硅氧四面体网络连接程度）在熔体中加入LiO2、Na2O 、K2O 和BaO 、PbO 等，随加入量增加，粘度显著下降。在含碱金属的硅酸盐熔体中，当Al2O3/Na2O ≤1时，用Al2O3代替SiO2可以起“补网”作用，从而提高粘度。一般加入 Al2O3、SiO2和ZrO2有类似的效果。流动度为粘度的倒数，Φ＝粘度的理论解释：绝对速度理论 η＝η０exp(ΔE/kT) 自由体积理论＝B exp ［］＝Ａexp( ) 过剩熵理论＝Cexp ［］＝Cexp （）2、非晶态物质的特点：近程有序，远程无序3、玻璃的通性 (1)各向同性（若有应力，为各向异性）（2）介稳性（3）熔融态向玻璃态转化的可逆与渐变性 (4)、熔融态向玻璃态转化时其物化性质随温度变化的连续性 4、Tg 、Tf , 相对应的粘度和特点钠钙硅酸盐熔体粘度与温度关系表明：熔融温度范围内，粘度为 50~500dPa ·s 。工作温度范围粘度较高，约103~107dPa ·s 。退火温度范围粘度更高，约 1012.5~1013.5 dPa ·s 。 Tg-脆性温度、退火温度，Tf-软化温度、可拉丝的最低温度5、单键强度 > 335 kJ/mol(或80 kcal/mol)的氧化物——网络形成体。单键强度< 250 kJ/mol(或60 kcal/mol)的氧化物——网络变性体。在250～335 kJ/mol 为——中间体，其作用介于玻璃的网络形成体和网络变性体之间。 6、玻璃形成的热力学观点：熔体是物质在 TM 以上存在的一种高能状态。据随温度降低，熔体释放能量大小不同，冷却途径分为结晶化,玻璃化，分相 ΔGv 越大析晶动力越大，越不容易形成玻璃。 ΔGv 越小析晶动力越小，越容易形成玻璃。玻璃形成的动力学观点：＝单键强度正离子的配位数氧化物分解能 )(00T T KV 0T T B )(0T T C D P 0 T T B 1

无机材料科学基础

萤石型和反萤石型:萤石型：CaF2型结构中， Ca2+按面心立方紧密排列，F-占据晶胞中全部四面体空隙。反萤石型：阳离子和阴离子的位置与 CaF2型结构完全相反，即碱金属离子占据F-的位置，O2-占据Ca2+的位置。类质同晶和同质多晶:类质同象：物质结晶时，其晶体结构中部分原有的离子或原子位置被性质相似的其它离子或原子所占有，共同组成均匀的、呈单一相的晶体，不引起键性和晶体结构变化的现象二八面体型与三八面体型:二八面体型：在层状硅酸盐矿物中，若有三分之二的八面体空隙被阳离子所填充称为二八面体型结构三八面体型：在层状硅酸盐矿物中，若全部的八面体空隙被阳离子所填充称为三八面体型结构同晶取代与阳离子交换：同晶取代：杂质离子取代晶体结构中某一结点上的离子而不改变晶体结构类型的现象。阳离子交换：在粘土矿物中，当结构中的同晶取代主要发生在铝氧层时，一些电价低、半径大的阳离子（如K+、Na+等）将进入晶体结构来平衡多余的负电荷，它们与晶体的结合不很牢固，在一定条件下可以被其它阳离子交换。叙述硅酸盐晶体结构分类原则及各种类型的特点，并举一例说明之。结构类型共用氧数形状络阴离子氧硅比实例岛状0 四面体[SiO4]4- 4 镁橄榄石Mg2[SiO4] 组群状1～2 六节环[Si6O18]12- 3.5～3 绿宝石Be3Al2[Si6O18] 链状2～3 单链[Si2O6]4-3～2.5 透辉石CaMg[Si2O6] 层状 3 平面层[Si4O10]4- 2.5 滑石Mg3[Si4O10](OH)2架状 4 骨架[SiO2] 2 石英SiO2 从结构上说明高岭石、蒙脱石阳离子交换容量差异的原因：高岭石的阳离子交换容量较小，而蒙脱石的阳离子交换容量较大。因为高岭石是1:1 型结构，单网层与单网层之间以氢键相连，氢键强于范氏键，水化阳离子不易进入层间，因此阳离子交换容量较小。而蒙脱石是为2:1型结构，复网层间以范氏键相连，层间联系较弱，水化阳离子容易进入复网层间以平衡多余的负电荷，因此蒙脱石的阳离子交换容量较大。什么叫阳离子交换：在粘土矿物中，如果[AlO6]层中部分Al3+ 被Mg2+、Fe2+代替时，一些水化阳离子（如Na+、 Ca2+等）进入层间，来平衡多余的负电荷，在一定条件下这些阳离子可以被其它阳离子交换，这种现象称为阳离子交换。从结构上说明高岭石、蒙脱石阳离子交换容量差异的原因。高岭石的阳离子交换容量较小，而蒙脱石的阳离子交换容量较大。因为高岭石是1:1型结构，单网层与单网层之间以氢键相连，氢键强于范氏键，水化阳离子不易进入层间，因此阳离子交换容量较小。而蒙脱石是为2:1型结构，复网层间以范氏键相连，层间联系较弱，水化阳离子容易进入复网层间以平衡多余的负电荷，因此蒙脱石的阳离子交换容量较大。弗伦克尔缺陷与肖特基缺陷；当晶体热振动时，一些能量足够大的原子离开平衡位置而挤到晶格点的间隙中，形成间隙原子，而原来位置上形成空位，这种缺陷称为弗伦克尔缺陷。如果正常格点上原子，热起伏后获得能量离开平衡位置，跃迁到晶体的表面，在原正常格点上留下空位，这种缺陷称为肖特基缺陷。刃型位错和螺型位错：滑移方向与位错线垂直的位错称为刃型位错。位错线与滑移方向相互平行的位错称为螺型位错。在缺陷反应方程式中，所谓位置平衡、电中性、质量平衡是指什么？解：位置平衡是指在化合物MaXb中，M格点数与X格点数保持正确的比例关系，即M：X=a：b。电中性是指在方程式两边应具有相同的有效电荷。质量平衡是指方程式两边应保持物质质量的守恒。说明熔体中聚合物形成过程：聚合物的形成是以硅氧四面体为基础单位，组成大小不同的聚合体，可分为三个阶段初期：石英的分化，中期：缩聚并伴随变形；后期：在一定时间和一定温度下，聚合和解聚达到平衡。简述影响熔体粘度的因素：影响熔体粘度的主要因素：温度和熔体的组成，随温度升高粘度降低，温度降低粘度升高，硅含量多粘度高。合物配位数的商。缩聚过程：分化过程产生的低聚化合物相互发生作用，形成级次较高的聚合物，次过程为缩聚过程。网络形成剂：正离子是网络形成离子，对应氧化物能单独形成玻璃。即凡氧化物的单键能/熔点﹥0.74kJ/mol.k 者称为网络形成剂。网络变性剂：这类氧化物不能形成玻璃，但能改变网络结构，从而使玻璃性质改变，即单键强/熔点﹤ 0.125kJ/mol.k者称为网络变形剂。解释硼酸盐玻璃的硼反常现象？硼反常现象：随着Na2O（R2O）含量的增加，桥氧数增大，热膨胀系数逐渐下降。当Na2O含量达到15%—16%时，桥氧又开始减少，热膨胀系数重新上升，这种反常现象就是硼反常现象。硼反常现象原因：当数量不多的碱金属氧化物同B2O3一起熔融时，碱金属所提供的氧不像熔融SiO2玻璃中作为非桥氧出现在结构中，而是使硼转变为由桥氧组成的硼氧四面体。致使B2O3玻璃从原来二度空间层状结构部分转变为三度空间的架状结构，从而加强了网络结构，并使玻璃的各种物理性能变好。这与相同条件下

第8章扩散

第8章扩散物质中原子（分子）通过热运动发生迁移，使系统能量降低的过程称扩散。本章我们只讨论固体中的扩散。 8-1 扩散的宏观规律扩散问题可从两个方面来讨论，一是扩散的宏观规律，如扩散物质的浓度分布与时间的关系；二是扩散的微观机制，即扩散过程中原子迁移的具体方式。扩散的宏观规律有两个定律。一、扩散第一定律（菲克第一定律）将纯铁加工成空心圆筒，放入高温炉中加热保温，若筒内通渗碳气体，其碳浓度始终保持C 0不变。这样，碳原子就从内壁渗入，从外壁益出，形成碳原子扩散流。经过一定时间后，达到平衡，筒壁内各点的碳浓度不再随时间变化，此时，圆筒不再吸碳。此后的扩散称稳态扩散。菲克的研究结果表明，在稳态扩散时，单位时间内，通过垂直于扩散方向的单位截面积的扩散物质量J 与该截面处的浓度梯度呈正比。这个规律称扩散第一定律，或菲克第一定律。其数学表达式为： dx dC D J -= 式中，D 为扩散系数；C 是体积浓度。负号表示扩散方向与浓度梯度方向相反。用扩散第一定律可测量材料的扩散系数。研究表明，D 是随浓度变化的，看见，在筒壁内不同点具有不同的D 。二、扩散第二定律（菲克第二定律）扩散第二定律也称菲克第二定律，是描述非稳态扩散的，其表达式为： ?? ? ??????=??x C D x t C 实际上，固溶体中溶质原子的扩散系数是随浓度改变的，但这使解方程困难，因此往往是近似把D 作为常数，这时： 22x C D t C ??=?? （阅读扩散第一、二定律的应用举例）

8-2 扩散的微观机制一、间隙扩散在间隙固溶体中，溶质原子的扩散只能从一个间隙位置迁移到相邻的另一间隙位置，称间隙扩散。扩散的驱动力是系统的能量降低。即当溶质原子从间隙位置1迁移到位置2时，能量降低G ?，但是中间有一个能量升高的过程，称势垒。所以要完成这一迁移，间隙原子需要获得一定的能量克服势垒，这一能量称激活能Q 。这就是我们前面说的晶界移动是靠扩散进行的，而扩散过程需要热激活。二、空位扩散在置换固溶体中，溶质原子较大，很难通过间隙来扩散。曾经有人提出换位模型，但之后发现的柯肯达尔效应又将换位模型彻底否定。将纯Cu 棒和纯Ni 棒对焊，经高温长时间保温后，发现焊缝向纯Ni 侧移动，即Cu 棒变长，Ni 棒变短，这一现象称柯肯达尔效应。它告诉我们在置换固溶体中溶质原子是通过空位扩散的。空位扩散也需要激活能，且其激活能比间隙扩散激活能大。纯金属发生固态相变时，结构重组的过程也是通过空位扩散进行的，这种扩散并无浓度变化，称自扩散。固溶体发生扩散型固态相变时，溶剂的结构重组也称自扩散，同样靠空位扩散进行，但溶质原子的扩散伴有浓度的变化。 8-3 影响扩散的因素由扩散第一定律可知，扩散取决于扩散系数和浓度梯度。浓度梯度取决于有关条件，条件一定时，扩散的快慢主要取决于D 。扩散系数与温度和激活能有关，可表示为： RT Q e D D /0-= 式中，D 0是扩散常数。一、温度温度越高扩散系数越大，扩散速度越大。二、固溶体类型间隙固溶体的扩散激活能较小，扩散速度较快。三、晶体结构

无机材料科学基础答案第十章

10-1 名词解释：烧结烧结温度泰曼温度液相烧结固相烧结初次再结晶晶粒长大二次再结晶（1）烧结：粉末或压坯在低于主要组分熔点的温度下的热处理，目的在于通过颗粒间的冶金结合以提高其强度。（2）烧结温度：坯体在高温作用下，发生一系列物理化学反应，最后显气孔率接近于零，达到致密程度最大值时，工艺上称此种状态为"烧结"，达到烧结时相应的温度，称为"烧结温度"。（3）泰曼温度：固体晶格开始明显流动的温度，一般在固体熔点（绝对温度）的2/3处的温度。在煅烧时，固体粒子在塔曼温度之前主要是离子或分子沿晶体表面迁移，在晶格内部空间扩散（容积扩散）和再结晶。而在塔曼温度以上，主要为烧结，结晶黏结长大。（4）液相烧结：烧结温度高于被烧结体中熔点低的组分从而有液相出现的烧结。（5）固相烧结：在固态状态下进行的烧结。（6）初次再结晶：初次再结晶是在已发生塑性变形的基质中出现新生的无应变晶粒的成核和长大过程。（7）晶粒长大：是指多晶体材料在高温保温过程中系统平均晶粒尺寸逐步上升的现象. （8）二次再结晶：再结晶结束后正常长大被抑制而发生的少数晶粒异常长大的现象。 10-2 烧结推动力是什么？它可凭哪些方式推动物质的迁移，各适用于何种烧结机理? 解：推动力有：（1）粉状物料的表面能与多晶烧结体的晶界能的差值，烧结推动力与相变和化学反应的能量相比很小，因而不能自发进行，必须加热!! （2）颗粒堆积后，有很多细小气孔弯曲表面由于表面张力而产生压力差，（3）表面能与颗粒之间形成的毛细管力。传质方式：（1）扩散（表面扩散、界面扩散、体积扩散）；（2）蒸发与凝聚；（3）溶解与沉淀；（4）黏滞流动和塑性流动等，一般烧结过程中各不同阶段有不同的传质机理，即烧结过程中往往有几种传质机理在起作用。 10-3 下列过程中，哪一个能使烧结体强度增大，而不产生坯体宏观上的收缩? 试说明理由。（1）蒸发－冷凝；（2）体积扩散；（3）粘性流动；（4）晶界扩散；（5）表面扩散；（6）溶解－沉淀

第八章扩散

第八章扩散 (一）填空 1.扩散系数D的物理意义是_____________________________。 2.菲克第一定律的数学表达式为___________________________。 3.菲克第二定律的数学表达式为_______________。 4.扩散系数与温度之间关系的表达式是_______________。 5.上坡扩散是指_______________。下坡扩散是指 ______________________________ 。反应扩散是 ____________________________ 原子扩散是 _____________________________ 6.扩散通量为 ____________________________________ （）判断题 (二)选择题 1．菲克第一定律描述了稳态扩散的特征，即浓度不随( )变化 A 距离 B 时间 C 温度 2.原子扩散的驱动力是( ) A 组元的浓度梯度 B 组元的化学势梯度 C 温度梯度（三）问答题 1 何谓扩散，固态扩散有哪些种类? 2 何谓上坡扩散和下坡扩散?试举几个实例说明之。 3 扩散系数的物理意义是什么?影响因素有哪些？ 4 固态金属中要发生扩散必须满足哪些条件。 5 铸造合金均匀化退火前的冷塑性变形对均匀化过程有何影响?是加速还是减缓? 为什么。 6 巳知铜在铝中的扩散常数D ＝0.84×10-5m2／s，Q＝136×103J／mol，试计算在477℃和497℃时铜在铝中的扩散系数。

7 有一铝—铜合金铸锭，内部存在枝晶偏析，二次枝晶轴间距为0．01cm，试计算该铸锭在477℃和497℃均匀化退火时使成分偏析振幅降低到1％所需的保温时间。 8 可否用铅代替铅锡合金作对铁进行钎焊的材料，试分析说明之。 9 铜的熔点为1083℃，银的熔点为962℃，若将质量相同的一块纯铜板和一块纯银板紧密地压合在一起，置于900℃炉中长期加热，问将出现什么样的变化，冷至室温后会得到什么样的组织(图8-37为Cu-Ag相图)。 10 渗碳是将零件置于渗碳介质中使碳原子进入工件表面，然后以下坡扩散的方式使碳原子从表层向内部扩散的热处理方法。试问： (1) 温度高低对渗碳速度有何影响? (2) 渗碳应当在r-Fe中进行还是应当在α-Fe中进行? (3) 空位密度、位错密度和晶粒大小对渗碳速度有何影响？ 11.试说明公式D＝d2PΓ的物理意义；并比较间隙扩散和空位扩散两者D表达式的区别。 12.含碳量为0.8％的碳钢，在900℃的脱碳气氛中保温，此时与气氛相平衡的表面碳浓度为0.2％, 13.已知在保温3小时后，脱碳层厚度为0.3mm，若保温时间改为7小时，试问脱碳层厚度应是多少？ 14.有一块含碳量0.1％的碳钢，在930℃渗碳，渗到0.05cm处时，碳浓度为0.45％，且t >0的全部时间内，渗碳气氛始终保持表面成分含碳量为1％，今设D＝1.4×10－7cm2／s ① 试计算渗碳所需的时间。 ② 计算渗碳层增加一倍所需的时间。 15.工业渗碳温度常选择在奥氏体相区（920～930℃），而不在铁素体相区（700～ 900℃），这说明D c γ> D c α。这一结论是否正确？为什么? 试分析工业渗碳常选择在奥氏体相区不在铁素体相区的原因。（工业渗碳是使含碳量0.1~0.2％的碳钢表面达到 0.8~1.0％C） 17.现对纯铁在540℃进行普通渗氮，炉内氮势足以形成ε相（Fe2~3N），试根据Fe －N相图，画出渗层的氮浓度分布曲线。并说明钢的渗N与钢的渗C在扩散类型上有何不同。

无机材料科学基础名词解释

名词解释肖特基缺陷：正常格点上的原子，热起伏过程中获得能量离开平衡位置迁移到晶体表面，晶体内正常格点上留下空位弗伦克尔缺陷：晶格热振动时，能量足够大的原子离开平衡位置，挤到晶格间隙中，形成间隙原子，原来位置上形成空位空间群：晶体结构中一切对称要素的集合称为空间群。本征扩散:指空位来源于晶体结构中本征热缺陷而引起质点的迁移的扩散方式；非本征扩散是由不等价杂质离子取代造成晶格空位，由此而引起的质点迁移。固溶体：在固态条件下，一种组分（溶剂）内“溶解”了其它组分（溶质）而形成的单一、均匀的晶态固体称为固溶体。烧结与熔融：烧结是在远低于固态物质的熔融温度下进行的，熔融时全部组元都转变为液相，而烧结时至少有一组元是固态的。等同点：在晶体结构中占据相同的位置和具有相同的环境的点点阵（空间点阵）：空间点阵，一系列在三维空间按周期性排列的几何点结点间距：行列中两个相邻结点间的距离晶体：内部质点在三维空间按周期性重复排列的固体，具有格子构造的固体基本性质：结晶均一性、各向异性、自限性、对称性、最小内能性对称：物体中相同部分之间的有规律的重复宏观晶体的对称要素：对称轴、对称中心、对称面、倒转轴对称变换（对称操作）:使对称物体中各相同部分作有规律重复的变换动作对称型（点群）：宏观晶体中对称要素的集合，包含了宏观晶体中全部对称要素的总和以及它们相互间的组合关系晶胞：晶体结构中的平行六面体单位，其形状大小与对应的空间格子中的平行六面体一致。单位晶胞：能够充分反映整个晶体结构特征的最小结构单位，其形状大小与对应的单位平行六面体完全一致。配位数：晶体结构中，原子或离子的周围，与它直接相邻结合的原子个数或所有异号离子的个数。固相反应：广义：固相参与的化学反应；狭义：固体与固体发生化学反应生成新的固体。固相反应速度较慢、需要高温烧结：一种或多种固体粉末经过成型，在加热到一定温度后开始收缩，在低于熔点的温度下变成致密、坚硬的烧结体的过程，包括粉末颗粒表面的粘结和粉末内部物质的传递与迁移。固溶体:凡在固态条件下，一种组分（溶剂）内“溶解”了其它组分（溶质）而形成的单一、均匀的晶态固体取代（置换）型固溶体：溶质原子进入晶体中正常格点位置有限固溶体：溶质只能以一定的限量溶入溶剂位错及其分类位错：原子行列间相互滑移，不再符合理想晶格的有秩序的排列，形成的线状缺陷。分类：刃位错、螺位错一级相变：体系由一相变为另一相时，两相的化学势相等但化学势的一阶偏导数不相等的相变称为一级相变；二级相变：相变时化学势及其一阶偏导数相等，而二阶偏导数不相等的相变称为二级相变。扩散：实际晶体中产生的热缺陷从热涨落的过程中重新获得能量，在晶体结构中不断地改变位置，而出现稳定扩散：扩散质点的浓度分布不随时间变化的扩散称为稳定扩散；