无机功能材料复习题教学文案
第二章发光材料第四章超硬材料
一，选择题：
1、下列拿一个不是属于影响发光强度的因素（）
A 晶体结构
B 激活剂、敏化剂浓度
C 激发源类型
D 环境的压力
答案：D
2、下列哪个不是影响发光材料的发光强度的因素（）
A.晶体结构
B.激活剂
C.大气压
D.温度答案：C
3、下列不属于超硬材料中碳及其相关化合物的的是：（）
A：金刚砂 B：金刚石 C：刚玉 D：氮化硼
答案：A
4.Stokes 发光与Anti-stokes 发光中吸收光能量与发射光能量的比较分别是（C）
A Stokes 发光中E发>E吸，Anti-stokes 发光中E发>E吸
B Stokes 发光中E发>E吸，Anti-stokes 发光中E发 C Stokes 发光中E发 D Stokes 发光中E发 5.下面那种物质不是超硬材料？（D） A天然金刚石 B人造金刚石 C立方氮化硼 D 二氧化硅 6.、在合成工艺过程中保持氧化气氛的作用是（A） A、维持金属元素的高价态 B、维持金属元素的低价态 C、保持原来价态 7. 下列选项中，不属于超硬材料应用的是（ D ） A．切割压膜 B. 研磨抛光 C. 轴承 D. 装饰品 8.下面不属于超硬材料的特点的是（B） A.强金属键 B.强配位键 C.强共价键 D.强离子键 9.下列哪种物质吸入人体内会成为“尘肺”杀手（D） A.水泥 B.金刚砂 C.刚玉 D.石英粉 10.下面不是超硬材料的类型有（D） A硬质合金B氧化物C碳及其相关化合物D氟化物玻璃 11.现在一般电脑的显示器的灯光是什么灯光呢（A） A LED灯B钨丝灯C紫外灯D钠灯 12.什么颜色的防晒霜好？（B） A.越白越好 B.奶黄色的 C.透明的 D.什么颜色都无所谓 13. 下列哪个不是超硬材料的结构特点?（D） A 强金属键 B 强共价键C强离子键D强氢键 14.下面哪一种物质不是超硬材料？（D） A.刚玉 B.ZrO2 C.碳化硼 D.Fe2O3 二，填空题 1.超硬材料是和硼两种材料的统称。 答案：金刚石，立方氮化硼 2. 当今世界上流行使用的新型电光源大都与金属有关，其中使用最多的电光源是稀土三基色荧光灯。 答案：稀土 3.超硬材料结构特点中有强键、强键、强键 答案：金属共价离子 4.能级劈裂易受，周围离子或原子等外界因素因素的影响。 答案：温度 5.发光材料的发光原理是和非辐射跃迁。 答案：辐射跃迁 6. 陶瓷材料通常由种不同的相组成 答案：三 三，是非题 1.电子材料衬里是超硬材料的一种应用，可以延长其寿命 答案：正确 2. 钱逸泰院士的实验“稻草变黄金”是把稻草经过化学变化成为黄金。 答案：错。应该是CCl4 变成 C（金刚石） 3.发光材料的发光方式主要类型有光致发光、阴极射线发光、电致发光、热释发光、光释发光、辐射发光等（正确） 四，简答题： 1.硬质材料分为哪几种类型？ 答：分为三种硬质合金，氧化物，碳及其相关化合物。 2.影响发光强度因素是什么？ 答：晶体结构、激活剂、激发源类型、杂质种类、温度、使用环境气氛 3.为什么发光材料中一般含有的金属原子是Fe.Co.Ni等？ 答：因为这些原子含有d轨道，d电子数目较多，能级丰富，能级间隙小，发光波长长。五，材料分析题： 1.随着社会的发展，发光材料的应用越来越广泛。请你举例说出发光材料的几种具体示例。 答案：①荧光灯、②图像显示（如彩电、电脑CRT显示器、X-Ray显示屏）、③长余辉发光材料（又称蓄光材料或夜光材料）、④上转换材料（又称红外发光材料、反Stokes发光材料）、⑤X-Ray增感屏等等。 2. 每当进入夏秋季节，可恶的蚊子总要给人们带来不少的烦恼。为了对付这种被世界卫生组织认为是威胁人类健康的主要公敌的小小虫子，多少人为此搅尽脑汁!在人蚊之战中，人们试验采用了各种手段，研制了许多驱蚊灭蚊药物和器具，从原始的稻草熏蚊到各种传统蚊香、蚊香片、喷雾气体灭蚊液、超声波驱蚊器等，近年来又有了效果较好的电热驱蚊器、电蚊拍、电子灭蚊灯和灭蚊磁场发生器等“新式武器”。其中电热驱蚊器、电蚊拍和灭蚊灯的应用已十分广泛，社会拥有量巨大。 问题：电子灭蚊灯灭蚊的原理是？？会不会对人造成伤害？ 答案： 电子灭蚊灯是利用蚊子具有强烈的趋光趋热特性，以紫外荧光灯发出的光源，引诱蚊虫飞入灭蚊灯而被高压电网触电致死的原理制造成的。其高压电网上的直流高压通常为800~1500V，短路电流小于1mA,对正常人没有危险。 第三章纳米材料和纳米加工技术 一、是非判断： 1.将纳米材料作为反应前驱物具有活性高、反应活化能低、所得产品性能独特的优势。 （对） 2.电子由于具有粒子性和波动性，因此存在隧道效应。（对） 3.将金属制成纳米粉末后就变成了黑色，且不导电，机械强度也大幅度提高。在空气中能 自燃的铁粉应该属于纳米材料。（对） 4.纳米铜颗粒一遇到空气就会剧烈燃烧，甚至发生爆炸。原因是因为纳米铜颗粒比普通铜 更容易与氧气发生反应。（对） 5.我国科学家不久前成功合成了3m长的管状定向碳纳米管，长度居世界之首。这种碳纤 维具有强度高、刚度大（抵抗变形的能力）、密度小（只有钢的四分之一）、熔点高、化学稳定性好的特点，因而被称为“超级纤维。”这里的碳纤维复合材料是一种高分子化合物。（错） 二、选择题： 1. 有人曾经预测在21世纪纳米技术将成为超过技术和基因技术的“决定性技术”，由此纳米材料将成为最有前途的材料，纳米材料有很多特殊性质。下列说法不正确的是： A. 应用纳米技术制成纳米晶粒材料刀具时，其韧性、强度、硬度大幅提高，是利用它的力 学性质。 B. 纳米多层膜系统可以用于信息存储的磁电阻读出磁头，具有相当高的灵敏度和低噪音， 是利用纳米材料的磁学性质。 C. 长期饮用“纳米水”，可抗疲劳，耐缺氧，甚至“增强女士防匪徒强暴的能力”。 D. 利用碳纳米管用作催化剂载体、锂离子电池负极材料和电双层电容电极材料的可能性。 答案：C 2. 烧结刚玉的主要成分是什么？ A Al2O3 B MgO C ZrO2 D BeO 答案：A 3. 不久前，日本某一材料研究所的科学家发明了一种“碳纳米管温度计”，这种温度计被认定为是世界上最小的温度计。研究人员在长约10-6m，直径为10-7m的碳纳米管中充入液态的金属镓。当温度升高时，管中的镓就会膨胀，通过电子显微镜就能读取温度值。这种温度计测量的范围可从18℃到490℃，精确度较高，所以它可用于检查电子线路是否异常，测定毛细血管的温度等许多方面。根据以上信息判断下列推测中不正确的是（） A. 碳纳米管的体积在10℃至500℃之间随温度变化很小，可忽略不计 B. 金属镓的体积在10℃至500℃之间随温度变化很小，可忽略不计 C. 金属镓的体积在10℃至500℃随温度变化比较均匀 D. 金属镓的熔点很低，沸点很高 答案：B 4. 纳米材料的物理本质不包括以下哪一项： A.小尺寸效应 B.表面和界面效应 C.宏观量子隧道效应 D.光学效应 答案：D 5. “纳米材料”是当今材料科学研究的前沿，1纳米(nm)=10-9m，其研究成果广泛应用于催化及军事科学中，“纳米材料”是指研究、开发出的直径从几纳米至几十纳米的材料，如将“纳米材料”分散到液体分散剂中，所得混合物可能具有的性质是（） A．有丁达尔效应 B．能全部透过半 透膜 C．不能透过滤纸 D．所得分散系不稳定 答案：A 6. 可以用作钢琴表面的聚酯漆的涂料增稠剂是因为含有哪种重要成分？ A、碳酸钙 B、白炭黑 C、氧化铁、 D、荧光粉 答案B 7. 无机功能材料的主讲教师（c ） A、汪朝阳 B、王朝阳 C、铁绍龙 D、汤又文 8. 以下哪一项时不是对发光材料的应用的( ) A、显示器 B、荧光棒 C、道路标示 D、白炽灯 答案：d 9. 高温环境下，纳米粉体可以保存在下列哪种气体之中？（） A、氧气 B、氢气 C、氮气 D、惰性气体 答案：D 10. 纳米等于多少个化学键？（） A、1个 B 、10个C、100个D、1000个 答案：B 11. 关于纳米材料的应用，以下说法错误的是： A.纳米材料应用于隐形眼镜领域，能使眼镜透氧性更好； B.纳米材料应用于涂料油漆领域，能使油漆效果更持久； C.纳米材料应用于衣服领域，能使衣服保暖效果更好； D.纳米材料的产品价格普遍比一般材料的产品要高。 答案：C 12. 纳米材料是纳米科技最基本的组成部分。把固体物质加工到纳米级（1nm~100nm）的超细粉末，即可得到纳米材料。该过程主要属于（） A. 物理变化 B. 物理变化和化学变化 C. 化学变化 D. 既不是物理变化也不是化学变化 答案：A 三、填空题： 1.纳米粉体材料的性能包括：量子尺寸效应、表面效应、宏观的量子隧道效应。 2.纳米的加工技术包括纳米刻蚀和纳米组装两种。 3.制备纳米二氧化硅的反应原理是：气相沉积法。 4.纳米粉体主要用来做功能添加剂、反应前驱物。 5.纳米孔材料可以用于超级分离和选择性分离、催化与合成、组装或微型反应器。 四、简答题 1. 说明一下非导体绝缘中的共价化合物的特点。 答案：含有缺电子金属离子，路易斯酸，催化机理与均相催化中酸催化相同。吸收带在近远紫外区，离子型导化，脱水与水合，异构化，烷基化，热裂解。 2. 纳米粉体材料有哪些性能？ 答：量子尺寸效应、表面效应、宏观的量子隧道效应 四、材料分析题 材料一：广东嘉维化工实业有限公司是该县今年7月底引进的项目，计划总投资3.5 亿元，建设5条高技术的纳米碳酸钙生产线，主要生产的纳米碳酸钙系列产品，广泛应用于塑料、橡胶、胶粘剂、高聚化合物等制品中。项目实施以来，该县高度重视，协力配合各项工作，全力保障该项目建设的进度。项目建成后，年产25万吨的纳米碳酸钙，产值高达4.5亿元，广东嘉维化工实业有限公司的入驻对加快六塘工业园区建设，进一步推动该县化工产业发展，加快工业化进程和壮大经济总量具有重要意义。 材料二：山东淄博嘉泽纳米材料有限公司2008年6月落户淄博，今年三月开始施工，短短半年时间就已开始试车，今年9月投产。其生产纳米碳酸钙的主要原料和普通碳酸钙一模一样，正是淄博极其丰富的石灰石。相同的常见原料，相同的化学原理，但工艺不同，热分解、水分解的设备更先进。嘉泽总经理王功波介绍，普通碳酸钙是一种常见的化工原料，而嘉泽生产的纳米碳酸钙却属于新材料范畴。另外，相比普通碳酸钙厂家数千万的投资，嘉泽的投资则是数以亿计。嘉泽应用的是自主研发的拥有独家使用权的国际先进技术，最终产品由此出现天壤之别：普通碳酸钙结构是微米级别，而纳米碳酸钙则细小1000倍，且晶形可控、晶粒大小可控。 问题一：阅读材料一，可知现代纳米碳酸钙工业的生产规模是多大？有哪些应用领域？ 问题二：请简述纳米碳酸钙的工业制备方法、优点，并用化学式表示其制备原理。 问题三：阅读材料二，控制纳米碳酸钙的晶体形貌的主要手段是什么？ 答案： 问题一：万吨级以上；广泛应用于塑料、橡胶、胶粘剂、高聚化合物等高档制品 问题二：碳化法。一定浓度的Ca(OH)2的悬浮液中通入二氧化碳气体进行碳化。优点：添加阴阳离子或螯合剂、表面活性剂、高分子等使其某晶面阴阳离子活性降低。原料成本低、能够均匀沉淀、不引入杂质、不产生工业废水。Ca(OH)2+CO2=CaCO3 问题三：添加阴阳离子或螯合剂、表面活性剂、高分子等使其某晶面阴阳离子活性降低。 第五章精细陶瓷 一、单选题（2分*10=20分） 1、氮化硅有优良的化学稳定性，除了（）外，能耐所有的无机酸和一些碱液，熔融碱和盐的腐蚀。 A王水B氢氟酸C浓硝酸D浓硫酸 答案：B 2、掺杂BaTiO3系陶瓷是下面哪一类热敏陶瓷的典型代表: A、正温度系数热敏陶瓷 B、负温度系数热敏陶瓷 C、临街温度热敏电阻 D、线性阻温特性热敏陶瓷 答案：A 3、结构陶瓷的结构特点是（） A、强的共价键和金属键 B、强的离子键和共价键 C、弱的离子键和强的共价键 D、只有强的共价键 答案：B 4、下列选项中不属于结构陶瓷的特点的是： A熔点低B耐腐蚀C质量比金属轻D工作温度高 答案：A 5、下列关于远红外陶瓷材料的说法，错误的是（） A.远红外陶瓷材料可分为为红外激光材料、红外透射材料和红外辐射材料。 其核心技术是原料的选择、配方的比例以及陶瓷的烧结。 B.远红外陶瓷材料可运用于保健领域，例如外伤伤口的消肿、消炎。 C.远红外陶瓷不能运用于高温区，如锅炉的加热、烤漆、木材、食品的加 热和干燥等等。 D.远红外陶瓷涂料（含纳米氧化钛涂料）具有催化氧化功能，能有效除去 室内的苯、甲醛、硫化物、氨和臭味物质，并具有杀菌功能。 答案：C 6、下来各项属于红外陶瓷特点的是：（） A.硬度大、稳定性高 B.可由短波向长波转化 C.外圈改变时，导电能力改变 D.绝缘、熔点较高 答案：B 7、下面的各种化合物中哪个不属于常用的高温陶瓷？（） A. MgO B. SiC C. Na2O D. ZrSi 答案：C 解析：由于常用的高温结构陶瓷有：第一类是高熔点氧化物，如Al 2O 3 ，ZrO 2 ， MgO，BeO等，它们的熔点一般都在2000℃以上； 第二类是碳化物，如SiC，WC，TiC，HfC，NbC,TaC，B 4 C，ZrC等； 第三类是硼化物，如HfB 2，ZrB 2 等，硼化物具有很强的氧化能力； 第四类是氮化物，如Si 3N4，BN, AlN，ZrN，HfN等以及由Si 3 N4和Al2O 3 复 合而成的Sialon陶瓷，氮化物常具有很高的硬度； 第五类是硅化物，如MoSi 2，ZrSi等，在高温使用中由于制品表面生成SiO 2 或 硅酸盐保护膜，所以抗氧化能力强。 8、下列不是制备精细陶瓷的主要原料的是（） A、氧化物 B、碳化物 C、粘土 D、硼化物 答案：C 9、红外辐射陶瓷材料具有下列哪个规律（AD） A、高温下黑体，波长短 B、低温下黑体，波长短 C、高温下黑体，波长长 D、低温下黑体，波长长 10、铁氧体是下列哪种陶瓷的泛称（） A、热释电陶瓷 B、磁性瓷 C、电光性陶瓷 D、导电陶瓷 答案：B 二、判断题（1分*5=5分） 1、对绝缘瓷的基本要求之一是有高的体积电阻率。（正确） 2、远红外陶瓷的特征是与红外辐射相关的过程中具有某种红外特征的无机非功 能材料。（正确） 3、纳米陶瓷电极日光灯，彻底克服了传统钨丝涂电子粉荧光灯的光效低、耗能大、寿命短的弱点。（正确） 4、陶瓷材料形变的一个特点是：压缩时的弹性模量大大高于拉伸时的弹性模量。（正确） 5、结构陶瓷具有良好的机械强度，耐高温、抗氧化等特点，可以用于高速汽车、航天器、导弹与火箭的发动机等领域。（正确） 6、加热用的红外灯用的是800~1000nm。（正确） 三、填空题（每一个空1分，总12分） 1、精细陶瓷又称高性能陶瓷、高技术陶瓷,按其用途可分成________和________两大类。 答案：工程陶瓷功能陶瓷 2、红外陶瓷是将________波红外转换为________波红外。 答案：短，长 3、电子陶瓷的特点是______、________。 （答案：绝缘性较好，熔点较高） 4、保存氢氧化铁胶体的条件是________、________。 答案：密封适合温度 5、结构陶瓷材料多半是________和________化合物。 答案：键和很强的离子键共价键 6、氧化铝瓷通常是指以a-Al2O3为主晶相得一类陶瓷，其中常把Al2O3含量大于85%的瓷称为_______，把Al2O3含量大于99%的瓷称为_______ 答案：高铝瓷刚玉瓷 四、简答题（11分） 1、为什么用红瓦做屋顶，可以起到降温的效果？（3分） 答：因为红色的瓦中含有铁的氧化物Fe2O3，能把吸收得到的短波长红外光转化为长波长的红外光，而空气中的二氧化碳和水蒸气对长波长的红外光较敏感，易吸收，屋顶上的热被空气吸收，故可起到降温的效果。 2、为什么要采用红外陶瓷制作保暖内衣或加热元件？（3分） 答：因为红外陶瓷能将短波的红外线转化为长波的红外线，皮肤、水、空气等对长波红外线比较敏感，所以采用红外陶瓷制作保暖内衣或加热元件。 3、特种陶瓷的半成品主要是粉料经过成形程序加工而成的。请列举出特种陶瓷 的主要成形方法（至少4种）。（5分） 答案：①粉料成性方法，或称粉料压制法，如钢模压制、捣打成形、冷等静压制、干袋式压制等。 ②塑性料团成形方法，或称可塑成形方法，如可塑毛坯挤压、轧膜成形 等。 ③浆料成形方法，或称注浆成形方法，如粉料浇注、离心浇注、流延成 型等。 ④热致密化成形方法，如热压、热等静压、热锻等。 ⑤注射成形。 ⑥其他成形方法，如熔铸法、等离子喷射成型、化学蒸镀等。 五、材料分析题（9+9=18分） 1、请看下面几段文字，日前，一种新型的特种陶瓷煲在德化研制成功。该陶瓷堡在200-400℃之间急冷急热时依旧完好无损。在试验中，陶瓷煲在无盛水下连续旺火慢烧10min，陶瓷煲中的纸冒出阵阵黑烟；20min后，经高煅烧的陶瓷煲底部发红，温度大约500℃左右纸开始燃烧；随后冲水进行急冷，陶瓷煲完好无损。据了解，该项目是在陶瓷配方、烧成技术上不断改进，具有像铁铝等金属材料那样的耐烧、耐急冷性又具有陶瓷的高硬度、耐磨损、抗腐蚀等特点 请回答下面几个问题： （1）特种陶瓷有哪几类？至少举出三个。（3分） （2）上述文字中，特种陶瓷煲指的是哪一类陶瓷？请从题干中总结出该类陶瓷的性能。（3分） （3）特种陶瓷煲与家用普通的电饭锅有哪些优点和那些缺点？（3分） 答案： （1）特种陶瓷有纳米陶瓷、结构陶瓷、功能陶瓷、半导体敏感陶瓷、金属陶瓷等等；举出三个即可。 （2）上述指的是功能陶瓷类的红外陶瓷。红外陶瓷具有耐高温、耐急剧骤冷、发热快、功率大，具有很强的机械强度等等特点。 （3）特种陶瓷电饭锅的优点：耐高温和低温，功率大，省电，环保，质量轻，使用安全，安全性能比普通电饭锅好，发热快，耐急剧骤冷，对一些食物的瞬间加热消毒而保留食物的营养成分，深受广大家庭喜爱。缺点是特种陶瓷锅生产成本高，推广难度大。 2、请阅读以下一则材料，回答问题。 产品特性： 为醇溶性纳米陶瓷涂料，有机挥发物含量低且环保，涂膜本身具有优异的硬度、耐热、耐化、耐磨与不沾、易沾等性能。可应用于铁件，铸铝件与不锈钢上，涂喷前必须对被涂工件做喷砂表面处理，以得到最佳的涂膜性能，陶瓷涂料於高温度使用具有远红外线功能，有关物件的表面处理，请参考产品操作说明资料。 漆膜性能： 室温下储存（20℃-25℃）。其有效储放期限为2个月。 （1）什么是纳米陶瓷材料？（3分） （2）请从材料中提取信息回答纳米陶瓷材料有哪些特性？（不少于5个）（3分）（3）请说出不少于3种的纳米陶瓷粉制备方法。（3分） 答案： （1）纳米陶瓷材料是一种晶粒尺寸极小，晶粒容易在其他晶粒上运动，具有极高的强度和韧性及延展性的材料。 （2）硬度大、耐热、耐磨、耐化、耐候。 （3）①机械粉碎法；②固相反应法；③液相反应沉淀法；④溶胶-凝胶法；⑤气相法；⑥其他液相法。 第六章催化剂 选择题 1、下列选项中，不是催化剂的原理的是（） A. 吸附——表面催化 B. 生成中间化合物（中间体） C. 传递电子 D.加快反应速率 答案：D 2、下列方法中不属于催化剂的制备方法的是( ) A．共沉淀法B．浸渍法C．置换法D．湿式混合 答案：C 3、催化剂毒物数量虽少，但对催化剂影响很大，它的主要作用是（） A. 破坏催化剂的结构 B 增加反应的活化能 C降低催化剂的选择性和活性D破坏催化剂的热稳定性. 答案：D 4、加氢催化剂种类很多，其活性组分主要是第Ⅵ族和第Ⅷ族的过渡元素，催化剂的类型有金属催化剂，骨架催化剂，金属（）催化剂，金属硫化物催化剂和金属配位催化剂五种。A氮化合；B络合物；C氧化物；D网络。 答案：C 5、下列不属于催化剂载体的作用的是（） A降低收缩，使之有一定的物理强度 B固定、安装、支撑、保护、隔离绝缘、电路基极、连接各种电子零件 C是活性组分有较大暴露表面，形成单分子层 D保持活性组分的微小晶体相互隔离 答案：B 6、CO与H2反应选用的最佳催化剂是（） A.Fe B.Cu C.Ni D.Au 答案：C 7、①金属催化剂②半导体催化剂③酸、碱催化剂④配位（络合）催化剂⑤酶催化剂； 对于以上所列，常用催化剂的种类主要包括哪些？（） A. ①③④⑤ B. ①②③ C. ①②③⑤ D. ①②③④⑤ 答案：D 8、下列选项不是非导体型催化剂的应用？（） A、脱水与水合 B、异构化 C、烷基化 D、交联 答案：D 9、以下特点不属于导体催化剂的是：（） A金属原子或离子d轨道未充满 B能强烈吸收可见光，有明显的热电子发射和光电效应 C不能用于加氢、脱氢反应 D半导体性的电导率随温度的升高而增大 答案：C 10、毒药的类型不包括（） A、化学吸附毒药 B、选择性毒药 C、稳定性毒药 D、物理吸附毒药答案：D 11、下列不属于催化剂毒物的是（） A.化学吸附毒物 B.物理吸附毒物 C.选择性毒物 D.稳定性毒物 答案：B 12、催化剂在化学反应前后： ①质量减少②质量不变③化学性质改变 ④化学性质不变⑤二氧化锰可以做化学反应的催化剂。 上述说法中正确的是（） A①③B②④C②③D②④⑤ 答案：D 13、下列关于催化剂催化原理的表述，错误的是（） A.吸附—表面催化 B.生成中间化合物 C.传递电子 D.只是单纯存在于体系，什么反应都没有 答案：D 14下列选项中不属于催化剂制备的方法是（） A.共沉淀法 B.溶胶—凝胶法 C.金属蒸发与发泡 D.湿式结合 答案：B 15属于多孔催化剂载体的是（） A、刚玉粉 B、碳化硅 C、磨细的玻璃 D、多孔金属 答案：D 16关于催化剂的载体，下面哪一个不属于多孔载体呢？ A硅藻土B刚玉粉C耐火砖D多孔金属 答案：B 17、以下均有活化步骤中不需要注意的是（） A。适宜温度B。加热气氛 C。消除催化剂表面吸附的氧气或水蒸气D。适宜pH 答案：D 18、下列关于催化剂的说法错误的是（） A.催化剂在工业上成为触媒 B.催化剂在反应前后自身的组成、化学性质和质量 C.催化剂与化学反应存在一一对应的关系 D.催化剂的三种类型为：均相催化剂、多相催化剂、生物催化剂 答案：C 19、在苯环加氢反应时，一般不用下列那种金属作为催化剂（） A、Ni B、Pd C、Pt D、Pb 答案：D 20、纳米金属催化剂比普通金属催化剂的催化效果高效得多，是因为：（） A纳米金属原子比普通金属原子的活泼性强 B纳米金属的表面积大，使其的吸附作用非常强 C纳米金属是经过特殊处理的 D纳米金属催化剂和普通金属催化剂的催化原理不同 答案：B 填空题 1、在变价金属化合物催化剂中，通常是化合物具有催化活性。（填“高价态”或“低价态”） 答案：低价态 2、催化剂催化原理主要有哪三种： 答案：吸附（物理吸附、化学吸附）生成中间化合物（中间体）传递电子 3、________可以作为催化剂活性组分的基底、骨架或胶粘剂。 答案：载体 4、红宝石呈现红色是因为其中混有少量含________的化合物。 答案：铬 5、变价金属化合物中具有催化活性的通常是价态的化合物（填“高”或“低”）。答案：低 6、在催化原理中，物理吸附和化学吸附可以通过的方法区别开来。 答案：加热 7、低价态变价金属化合物的催化活性通常高价态变价金属化合物。（填大于、等于或小于） 答案：大于 8、催化剂的载体有、、、 答案：助催化剂；加速剂；毒物；抑制剂 判断题 1、催化剂有正催化剂和负催化剂之分。（正确） 2、催化剂中金属原子或金属离子的d轨道一般为全充满。（错） 一般为未充满。 3、催化剂载体不仅可以降低催化剂的收缩，使之有一定的物理强度，也可以使催化剂的活性组分分散在载体表面上,获得较高的比表面积。（正确） 主要考察催化剂载体的作用，在老师的ppt里可找到答案。 4、催化剂会诱导化学反应发生改变，而使化学反应变快或者在较低的温度环境下进行化学反应。（错） 不完全，还会减慢。 简答题 1、Pt、Pd、Ni等金属作为催化剂，有什么样的共同特点呢？ 答：金属原子或离子d轨道未充满。 2、请写出催化剂的特点。 答：催化剂自身的组成、化学性质和质量在反应前后不发生变化；具有高度的选择性（或专一性）。 3、固体催化剂制备方法主要有哪些？试举出三种说明。 答：1浸渍法2沉淀法3混合法 4、常见的催化剂可分为哪几种类型，其共同特点是？ 答：可分为导体、半导体、非导体、变价金属化合物、金属有机化合物。他们都具有空轨道或缺电子的特点 材料分析题 一、 催化剂的催化能力一般称为催化活性。有人认为：由于催化剂在反应前后的化学性质和质量不变，一旦制成一批催化剂之后，便可以永远使用下去。实际上许多催化剂在使用过程中，其活性从小到大，逐渐达到正常水平，这就是催化剂的成熟期。接着，催化剂活性在一段时间里保持稳定，然后再下降，一直到衰老而不能再使用。活性保持稳定的时间即为催化剂的寿命，其长短因催化剂的制备方法和使用条件而异。 催化剂在稳定活性期间，往往因接触少量的杂质而使活性明显下降甚至被破坏，这种现象称为催化剂的中毒。一般认为是由于催化剂表面的活性中心被杂质占据而引起中毒。中毒分为 暂时性中毒和永久性中毒两种。例如，对于合成氨反应中的铁催化剂，O2、CO、CO2和水蒸气等都能使催化剂中毒。但利用纯净的氢、氮混合气体通过中毒的催化剂时，催化剂的活性又能恢复，因此这种中毒是暂时性中毒。相反，含P、S、As的化合物则可使铁催化剂永久性中毒。催化剂中毒后，往往完全失去活性，这时即使再用纯净的氢、氮混合气体处理，活性也很难恢复。催化剂中毒会严重影响生产的正常进行。工业上为了防止催化剂中毒，要把反应物原料加以净化，以除去毒物，这样就要增加设备，提高成本。因此，研制具有较强抗毒能力的新型催化剂，是一个重要的课题。 请回答下列问题 1. 为什么在合成氨反应中，O2、CO、CO2和水蒸气等物质能使催化剂暂时性中毒？ 2. 请说明合成氨反应中，含硫化合物如何使铁催化剂中毒？写出工业上防止催化剂中毒的措施。 答案： 1. 合成氨反应中的铁催化剂，O2、CO、CO2和水蒸气等都能使催化剂中毒。但利用纯净的氢、氮混合气体通过中毒的催化剂时，催化剂的活性又能恢复，因此这种中毒是暂时性中毒。 2. 含硫化合物能跟铁催化剂反应生成硫化物。 解决措施：反应物原料加以净化，以除去毒物。 二、 产品名称：进口铂金催化剂 产品描述：本公司代理原装进口Karstedt铂金催化剂，Karstedt铂金催化剂在发达工业国家已普遍使用，该产品具有活性高、添加量少、性能稳定、性价比高等特点，较国产铂金催化剂更经济实用。一、产品特点高性能铂金催化剂催化效率高，可以抑制Si-Vi 和Si-H反应过程中伴随发生的副反应，避免了黑色物质的生成，克服了其它催化剂使用中产品出现发黄或变黑现象。因此可以制备高透明制品，透明度可以超过日本、美国、德国等国外同类产品。二、典型用途1、可以作为液体加成硅橡胶、硅凝胶、高温加成硅橡胶、硅胶油墨加成型橡胶胶粘剂用催化剂。2、聚醚硅油、氨基硅油等合成用催化剂。3、阻燃有机硅制品用高效环保阻燃剂三、使用工艺，本产品与普通铂多催化剂使用方法相同，添加量视具体产品而定。四、注意事项（1）不要接触N、P、S等有机物，Sn、Pb、Hg、As等离子化合物；（2）本产品应贮存于干燥阴凉处；（3）理论上贮存期可达2-3年，但最好在半年内使用完；（4）本品属非危险品，但勿入口和眼，不慎溅入的话，用大量水进行冲洗。 1. 铂金催化剂属于催化剂中的哪一类？还有什么金属属于这一类（举两种）？ 2. 它有什么特点？ 3. 为什么不能接触N、P、S等有机物，Sn、Pb、Hg、As等离子化合物？ 答案： 1.属于导体，Pd Rh Fe等 2. 活性高、添加量少、性能稳定、性价比高等特点 3.避免催化剂中毒 三、在国家自然科学基金及中国人民大学启动基金的资助下，化学系李志平教授研究小组研究发现，铁可以用来实现高效高选择性地苯并呋喃衍生物的合成。该研究结果首次实现了通 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 1螺位错：柏格斯矢量与位错线平行的位错。 2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。 3晶胞：指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单位平行六面体一致。 4肖特基缺陷：如果正常格点上的原子，热起伏过程中获得能量离开平衡位置，迁移到晶体的表面，在晶格内正常格点上留下空位，即为肖特基缺陷。肖特基缺陷：如果正常格点上的原子，热起伏过程中获得能量离开平衡位置，迁移到晶体的表面，在晶格内正常格点上留下空位，即为肖特基缺陷。 5聚合：由分化过程产生的低聚合物，相互作用，形成级次较高的聚合物，同时释放出部分Na2O，这个过程称为缩聚，也即聚合。 6非均匀成核：借助于表面、界面、微粒裂纹、器壁以及各种催化位置而形成晶核的过程。7稳定扩散：扩散质点浓度分布不随时间变化。 8玻璃分相：一个均匀的玻璃相在一定的温度和组成范围内有可能分成两个互不溶解或部分溶解的玻璃相(或液相)，并相互共存的现象称为玻璃的分相(或称液相不混溶现象)。 9不一致熔融化合物：是一种不稳定的化合物。加热这种化合物到某一温度便发生分解，分解产物是一种液相和一种晶相，两者组成与化合物组成皆不相同，故称不一致熔融化合物。10晶粒生长：无应变的材料在热处理时，平均晶粒尺寸在不改变其分布的情况下，连续增大的过程。 11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）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。 12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。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） （2.5分） 13可塑性：粘土与适当比例的水混合均匀制成泥团，该泥团受到高于某一个数值剪应力作用后，可以塑造成任何形状，当去除应力泥团能保持其形状，这种性质称为可塑性。（2.5晶胞参数：表示晶胞的形状和大小可用六个参数即三条边棱的长度a、b、c和三条边棱的夹角α、β、γ即为晶胞参数。 14一级相变：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。 15二次再结晶：是液相独立析晶：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） 16泰曼温度：反应物开始呈现显著扩散作用的温度。（2.5） 17晶子假说：苏联学者列别捷夫提出晶子假说，他认为玻璃是高分散晶体（晶子）的结合体，硅酸盐玻璃的晶子的化学性质取决于玻璃的化学组成，玻璃的结构特征为微不均匀性和近程有序性。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。 18正尖晶石；二价阳离子分布在1／8四面体空隙中，三价阳离子分布在l／2八面体空隙的尖晶石。 19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 无机材料物理性能试题及答案 无机材料物理性能试题及答案 一、填空题（每题2分，共36分） 1、电子电导时，载流子的主要散射机构有中性杂质的散射、位错散射、电离杂质的散射、晶格振动的散射。 2、无机材料的热容与材料结构的关系不大，CaO和SiO2的混合物与CaSiO3 的 热容-温度曲线基本一致。 3、离子晶体中的电导主要为离子电导。可以分为两类：固有离子电导（本征 电导）和杂质电导。在高温下本征电导特别显著，在低温下杂质电导最为显著。 4、固体材料质点间结合力越强，热膨胀系数越小。 5、电流吸收现象主要发生在离子电导为主的陶瓷材料中。电子电导为主的陶瓷材料，因 电子迁移率很高，所以不存在空间电荷和吸收电流现象。 6、导电材料中载流子是离子、电子和空位。 7. 电子电导具有霍尔效应，离子电导具有电解效应，从而可以通过这两种效应检查材料 中载流子的类型。 8. 非晶体的导热率（不考虑光子导热的贡献）在所有温度下都比晶体的 小。在高温下，二者的导热率比较接近。 9. 固体材料的热膨胀的本质为：点阵结构中的质点间平均距离随着温度升高而增 大。 10. 电导率的一般表达式为 ∑ = ∑ = i i i i i q nμ σ σ 。其各参数n i、q i和μi的含义分别 是载流子的浓度、载流子的电荷量、载流子的迁移率。 11. 晶体结构愈复杂，晶格振动的非线性程度愈大。格波受到的 散射大，因此声子的平均自由程小，热导率低。 12、波矢和频率之间的关系为色散关系。 13、对于热射线高度透明的材料，它们的光子传导效应较大，但是在有微小气孔存在时，由于气孔与固体间折射率有很大的差异，使这些微气孔形成了散射中心，导致透明度强烈降低。 14、大多数烧结陶瓷材料的光子传导率要比单晶和玻璃小1～3数量级，其原因是前者有微量的气孔存在，从而显著地降低射线的传播，导致光子自由程显著减小。 15、当光照射到光滑材料表面时，发生镜面反射；当光照射到粗糙的材料表面时，发生漫反射。 16、作为乳浊剂必须满足：具有与基体显著不同的折射率，能够形成小颗粒。 用高反射率，厚釉层和高的散射系数，可以得到良好的乳浊效果。 17、材料的折射随着入射光的频率的减少（或波长的增加）而减少的性质，称为折射率的色散。 专 业 论 文 学校：天水师范学院 班级：2012级应化1班姓名：汪治华 学号：20122060155 几种新型无机材料简介 材料是人类生存和发展的物质基础，也是一切工程技术的基础。现代科学技术的发展对材料的性能不断提出新的更高的要求。材料科学是当前科学研究的前沿领域之一。以材料科学中的化学问题为研究对象的材料化学成为无机化学的重要学科之一。 材料主要包括金属材料、无机非金属材料、复合材料和高分子材料等各类化学物质。这里简单介绍几种新型无机材料。 ●氮化硅陶瓷材料 氮化硅（Ｓｉ３Ｎ４）陶瓷是一种高温结构陶瓷材料，属于无机非金属材料。在Ｓｉ３Ｎ４中，硅原子和氮原子以共价键结合，使Ｓｉ３Ｎ４具有熔点高、硬度大、机械强度高、热膨胀系数低、导热性好、化学性质稳定、绝缘性能好等特点。它在１２００℃的工作温度下可以维持强度不降低。氮化硅可用于制作高温轴承、制造无冷却式陶瓷发动机汽车、燃气轮机的燃烧室和机械密封环等，广泛应用于现代高科技领域。 工业上普遍采用高硅与纯氮在较高温度下非氧化气氛中反应制取Ｓｉ３Ｎ４： 3Si+2N2 Ｓｉ３Ｎ４ 采用化学气相沉积法也可以得到纯度较高的Ｓｉ３Ｎ４： 3SiCl4 +2N2 +6H2 Si3N4 +12HCl 除Ｓｉ３Ｎ４外，高温结构陶瓷还有SiC，ZrO2，Al2O3等。 ●砷化镓半导体材料 砷化镓（GaAs）是一种多用途的高技术材料。除了硅之外，GaAs已成为最重要的半导体材料。 砷化镓是亮灰色晶体，具有金属光泽，质硬而脆。GaAs的晶体结构与单质硅和金刚石相似。它在常温下比较稳定，不与空气中的氧气和水作用，也不与HCl，H2SO4等反应。 砷化镓是一种本征半导体，其禁带宽度比硅大，工作温度比硅高（50～250）℃，引入惨杂元素的GaAs可用于制作大功率电子元器件。GaAs中电子运动速度快，传递信息块，GaAs可用于制造速度更快、功能更强的计算机。GaAs中的被激发的电子回到基态是以光的形式释放能量，它具有将电能转换为光能的性能，可作为发光二极管的发光组分，也可以制成二极管激光器，用于在光纤光缆中传递红外光。 ●氧化锡气敏材料 气敏陶瓷是一类对气体敏感的陶瓷材料。早在1931年人们就发现Cu2O的电导率随水蒸气吸附而发生改变。现代社会对易燃、易爆、有毒、有害气体的检测、控制、报警提出了越来越高的要求，因此促进了气敏陶瓷的发展。1962年以后，日本、美国等首先对SnO2和ZnO半导体陶瓷气敏元件进行实用性研究，并取得突破性进展。 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 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） 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）、 无机材料物理性能考试试题及答案 一、填空（18） 1. 声子的准粒子性表现在声子的动量不确定、系统中声子的数目不守恒。 2. 在外加电场E的作用下，一个具有电偶极矩为p的点电偶极子的位能U=-p·E，该式表明当电偶极矩的取向与外电场同向时，能量为最低而反向时能量为最高。 3. TC为正的温度补偿材料具有敞旷结构，并且内部结构单位能发生较大的转动。 4. 钙钛矿型结构由 5 个简立方格子套购而成，它们分别是1个Ti 、1个Ca 和3个氧简立方格子 5. 弹性系数ks的大小实质上反映了原子间势能曲线极小值尖峭度的大小。 6. 按照格里菲斯微裂纹理论，材料的断裂强度不是取决于裂纹的数量，而是决定于裂纹的大小，即是由最危险的裂纹尺寸或临界裂纹尺寸决定材料的断裂强度。 7. 制备微晶、高密度与高纯度材料的依据是材料脆性断裂的影响因素有晶粒尺寸、气孔率、杂质等。 8. 粒子强化材料的机理在于粒子可以防止基体内的位错运动，或通过粒子的塑性形变而吸收一部分能量，达从而到强化的目的。 9. 复合体中热膨胀滞后现象产生的原因是由于不同相间或晶粒的不同方向上膨胀系数差别很大，产生很大的内应力，使坯体产生微裂纹。 10.裂纹有三种扩展方式：张开型、滑开型、撕开型 11. 格波：晶格中的所有原子以相同频率振动而形成的波，或某一个原子在平衡位置附近的振动是以波的形式在晶体中传播形成的波 二、名词解释(12) 自发极化：极化并非由外电场所引起，而是由极性晶体内部结构特点所引起，使晶体中的每个晶胞内存在固有电偶极矩，这种极化机制为自发极化。 断裂能：是一种织构敏感参数,起着断裂过程的阻力作用，不仅取决于组分、结构，在很大程度上受到微观缺陷、显微结构的影响。包括热力学表面能、塑性形变能、微裂纹形成能、相变弹性能等。 电子的共有化运动：原子组成晶体后，由于电子壳层的交叠，电子不再完全局限在某一个原子上，可以由一个原子的某一电子壳层转移到相邻原子的相似壳层上去，因而电子可以在整个晶体中运动。这种运动称为电子的共有化运动。 平衡载流子和非平衡载流子：在一定温度下，半导体中由于热激发产生的载流子成为平衡载流子。由于施加外界条件(外加电压、光照)，人为地增加载流子数目，比热平衡载流子数目多的载流子称为非平衡载流子。 三、简答题（13） 1. 玻璃是无序网络结构，不可能有滑移系统，呈脆性，但在高温时又能变形，为什么？ 答：正是因为非长程有序，许多原子并不在势能曲线低谷；在高温下，有一些原子键比较弱，只需较小的应力就能使这些原子间的键断裂；原子跃迁附近的空隙位置，引起原子位移和重排。不需初始的屈服应力就能变形-----粘性流动。因此玻璃在高温时能变形。 2. 有关介质损耗描述的方法有哪些？其本质是否一致？ 答：损耗角正切、损耗因子、损耗角正切倒数、损耗功率、等效电导率、复介电常数的复项。多种方法对材料来说都涉及同一现象。即实际电介质的电流位相滞后理想电介质的电流位相。因此它们的本质是一致的。 3. 简述提高陶瓷材料抗热冲击断裂性能的措施。 答：(1) 提高材料的强度 f，减小弹性模量E。(2) 提高材料的热导率c。(3) 减小材料的热膨胀系数a。(4) 减小表面热传递系数h。(5) 减小产品的有效厚度rm。 1.课堂上主要介绍了哪些无机功能材料？ 答：纳米材料超导材料功能薄膜材料功能转换材料梯度材料生物医用材料 功能陶瓷磁性材料储氢材料 2.纳米材料有哪些基本性质？ 答：物理性能：表面效应、小尺寸效应、量子尺寸效应、宏观量子隧道效应 化学性能：表面活性及敏感性、催化性能 表面效应：纳米粒子的表面原子数与总原子数之比随着粒子尺寸的减小而显著增加，粒子的表面能及表面张力随 着增加，物理、化学性质发生变 化。 小尺寸效应：随着颗粒尺寸的量变，在一定条件下会 引起颗粒性质的质变。由于颗粒尺寸变小所引起的宏观物理性 质的变化称为小尺寸效应。 量子尺寸效应：当粒子尺寸下降到某一值时，金属费 米能级附近的电子能级由准连续能级变为离散能级的现象和纳 米半导体微粒存在不连续的最高被占据轨道和最低被占据的分 子轨道能级，能隙变宽的现象。 宏观量子隧道效应：颗粒的一些宏观物理量，如微磁化 强度，量子相干器件中的磁通量等亦具有隧道效应，称其为宏 观量子隧道效应。 3.超导材料有哪些特性？以及超导材料的分类？ 超导体主要具有三个特性: 零电阻性超导材料处于超导态时电阻为零,如果用磁场 在超导环中引发感生电流，这一电流可以毫不衰减地维持下去。这种“持续电流”已多次在实验中观察到。 完全抗磁性超导材料处于超导态时，只要外加磁场小于 临界磁场，磁场不能透入超导体内，超导材料内部的磁场恒为零。超导悬浮，就是利用超导体的完全抗磁性。 约瑟夫森效应当两超导体之间有一薄绝缘层（厚度约1nm）而形成低电阻连接时，会有电子对穿过绝缘层形成电流，而绝 缘层两侧没有电压，即绝缘层也成了超导体。当电流超过一定 值后，绝缘层两侧出现电压U（也可加一电压U），同时，直流 电流变成高频交流电，而且频率与电压成正比。 超导体的分类没有唯一的标准，最常用的分类如下： 由物理性质分类：可分成第一类超导体（若超导相变属于 一阶相变）和第二类超导体（若超导相变属于二阶相变）。 由超导理论来分类：可分成传统超导体（若超导机制可用BCS理论解释）和非传统超导体（若超导机制不能用BCS理论 解释）。 由超导相变温度来分类：可分成高温超导体（若可用液态 氮冷却就形成超导体）和低温超导体（若需要其他技术来冷却）。 由材料来分类：它们可以是化学元素（如汞和铅）、合金（如铌钛合金和铌锗合金）、陶瓷（如钇钡铜氧和二硼化镁） 或有机超导体（如富勒烯和碳纳米管，这可能都包括在化学元 素之内，因为它们是由碳组成）。 3.功能薄膜介绍了哪些？哪些类别？以及制造方法？ 答：按化学组成分：无机膜有机膜复合膜 按相组成分为：固体薄膜液体薄膜气体薄膜胶体薄膜 按晶体形态分：单晶膜多晶膜微晶膜纳米晶膜超晶格膜 按薄膜的功能及其应用领域分：电学薄膜光学薄膜硬质 膜、耐蚀膜、润滑膜有机分子膜装饰膜、包装膜 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。 (无机非金属材料专业)试卷 一、单选：（每题1分，共20分） 1、阻碍熟料安定性的要紧因素是（）。 A. 一次游离氧化钙 B.二次游离氧化钙 C.固溶在熟料中的氧化镁 D.固溶在熟料中的氧化钠 2、粉磨水泥时，掺的混合材料为：矿渣16% ，石灰石5%，则这种水泥为（） A. 矿渣硅酸盐水泥 B.一般硅酸盐水泥 C.复合硅酸盐水泥 D.硅酸盐水泥 3、以下哪种措施有利于C3S的形成？（） A.降低液相粘度 B.减少液相量 C.降低烧成温度 D.缩短烧成带 4、国家标准规定，通用硅酸盐水泥中各个品种的初凝时刻均不 得早于（） A. 45分钟 B.55分钟 C. 60分钟 D.390分钟 5、和硅酸盐水泥相比，掺有混合材料的水泥的如下那个性质较差（） A. 耐水性 B.后期强度 C.抗冻性 D.泌水性 6、引起硅酸盐水泥熟料发生快凝要紧缘故是（） A.C3S水化快 B. C3A水化快 C.C4AF水化快 D.C2S水化快 7、水泥产生假凝的要紧缘故是（） A.铝酸三钙的含量过高 B.石膏的掺入量太少 C.磨水泥时石膏脱水 D.硅酸三钙的含量过高 8、依照GB/T175-2007，下列指标中属于选择性指标的是（） A. KH减小，SM减小，铝率增大。 B. KH增大，SM减小，铝率增大。 C. KH减小，SM增大，铝率减小。 D. KH增大，SM增大，铝率增大。 9、硅酸盐水泥熟料的烧结范围一般在（） A.50-80℃ B. 80-100℃ C. 100-150℃ D.150-200℃ 10、国家标准规定矿渣硅酸盐水泥中SO3（） A ＜3.5% B ≤3.5% C ＜4.0% D ≤4.0% 11、复合硅酸盐水泥的代号是（） A P·S B P·O C P·F D P·C 12、国家标准规定骨质瓷的热稳定性为（） A. 140℃ B.160℃ C. 180℃ D.200℃ 13、一般来讲，凡烧成温度降低幅度在( ）以上者，且产品性能与通常烧成的性能相近的烧成方法可称为低温烧成。 A. 40-60 ℃ B.60-80℃ C. 80-100℃ D.100-120℃ 14、炉温为1250-1400℃的电炉，电热体可采纳（）。 A.镍铬丝 B. 铁铬钨丝 C. 硅碳棒 D.二硅化钼棒 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。 无机非金属材料性能 一、绪论（2学时） 1、无机非金属材料的特点 (1)化学组成上为无机化合物或非金属元素单质，包括传统的氧化物、硅酸盐、碳酸盐、硫酸盐等含氧酸盐、氮化物、碳化物、硅化物、硼化物、氟化物、硫系化合物、硅、锗及碳材料等。 (2)形态与形状上包括多晶、单晶、非晶、薄膜、纤维、复合材料等。 (3)晶体结构复杂。单个晶格可能包含多种元素的原子，晶格缺陷种类多。 (4)原子间结合力丰要为离子键、共价键或者离了—共价混合键，具有高的键能、大的极性。 (5)制备上通常要求高纯度、高细度原料，并在化学组成、添加物的数量和分布、晶体结构和材料微观结构上能精确控制。 (6)性能多样。具有高熔点高强度、耐磨损、高硬度、耐腐蚀及抗氧化，宽广的导电性能、导热性、透光件以及良好的铁电性、铁磁性和压电性等待殊性能；但大多数无机材料拉伸强度低，韧性差，脆性大。 (7)应用极其广泛。几乎在所有的领域都有无机材料的应用，尤其新型无机材料更是现代技术的发展基础、在电子信息技术、激光技术、光纤技术、光电子技术、传感技术、超导技术以及空间技术的发展中占有十分重要的地位。 2、传统无机非金属材料与新型无机非金属材料 传统无机材料一般是指以天然的硅酸盐矿物(粘土、石英、长石等)为主要原料，经高温窑烧制而成的一大类材料。故又称窑业材料，主要有陶瓷、玻璃、水泥和耐火材料四种，其化学组成均为硅酸盐，因此也称为硅酸盐材料。新型无机材料则是指应用于高科技领域的用氧化物、氮化物、碳化物、硼化物、硫化物、硅化物以及各种无机非属化合物经持殊的先进工艺制成的具有优异性能的无机新材料，包括特种陶瓷、特种玻璃、特性水泥、新型耐火材料、人工晶体、增导体材料等。 3、无机非金属材料的分类 无机材料种类繁多、性能各异。从传统硅酸盐材料到新型无机材料，众多门类的无机材料已经渗透到人类生活、生产的各个领域，需从多个角度对无机材料进行分类。无机材料按成分特点、可分为单质和化合物两大类；按结构特征，可 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% 期末复习题参考答案 一、填空 1.一长30cm的圆杆，直径4mm，承受5000N的轴向拉力。如直径拉成3.8 mm，且体积保持不变，在此拉力下名义应力值为，名义应变值为。 2.克劳修斯—莫索蒂方程建立了宏观量介电常数与微观量极化率之间的关系。 3．固体材料的热膨胀本质是点阵结构中质点间平均距离随温度升高而增大。 4．格波间相互作用力愈强，也就是声子间碰撞几率愈大，相应的平均自由程愈小，热导率也就愈低。 5．电介质材料中的压电性、铁电性与热释电性是由于相应压电体、铁电体和热释电体都是不具有对称中心的晶体。 6．复介电常数由实部和虚部这两部分组成，实部与通常应用的介电常数一致，虚部表示了电介质中能量损耗的大小。 7．无机非金属材料中的载流子主要是电子和离子。 8．广义虎克定律适用于各向异性的非均匀材料。 ?（1-m）2x。9．设某一玻璃的光反射损失为m，如果连续透过x块平板玻璃，则透过部分应为 I 10．对于中心穿透裂纹的大而薄的板，其几何形状因子Y= 。 11．设电介质中带电质点的电荷量q，在电场作用下极化后，正电荷与负电荷的位移矢量为l，则此偶极矩为 ql 。 12．裂纹扩展的动力是物体内储存的弹性应变能的降低大于等于由于开裂形成两个新表面所需的表面能。 13.Griffith微裂纹理论认为，断裂并不是两部分晶体同时沿整个界面拉断，而是裂纹扩展的结果。14．考虑散热的影响，材料允许承受的最大温度差可用第二热应力因子表示。 15．当温度不太高时，固体材料中的热导形式主要是声子热导。 16．在应力分量的表示方法中，应力分量σ,τ的下标第一个字母表示方向，第二个字母表示应力作用的方向。 17．电滞回线的存在是判定晶体为铁电体的重要根据。 18．原子磁矩的来源是电子的轨道磁矩、自旋磁矩和原子核的磁矩。而物质的磁性主要由电子的自旋磁矩引起。 19. 按照格里菲斯微裂纹理论，材料的断裂强度不是取决于裂纹的数量，而是决定于裂纹的大小，即是由最危险的裂纹尺寸或临界裂纹尺寸决定材料的断裂强度。 20.复合体中热膨胀滞后现象产生的原因是由于不同相间或晶粒的不同方向上膨胀系数差别很大，产生很大的内应力，使坯体产生微裂纹。 21.晶体发生塑性变形的方式主要有滑移和孪生。 22.铁电体是具有自发极化且在外电场作用下具有电滞回线的晶体。 23.自发磁化的本质是电子间的静电交换相互作用。 二、名词解释 自发极化：极化并非由外电场所引起，而是由极性晶体内部结构特点所引起，使晶体中的每个晶胞内存在固有电偶极矩，这种极化机制为自发极化。 断裂能：是一种织构敏感参数,起着断裂过程的阻力作用，不仅取决于组分、结构，在很大程度上受到微观缺陷、显微结构的影响。包括热力学表面能、塑性形变能、微裂纹形成能、相变弹性 能等。 滞弹性：当应力作用于实际固体时，固体形变的产生与消除需要一定的时间，这种与时间有关的弹性称为滞弹性。 格波：处于格点上的原子的热振动可描述成类似于机械波传播的结果，这种波称为格波，格波的一个 2015-2016学年无机材料科学基础试题名词解释（） 1.晶体： 2.固溶体: 3.粘度： 4.热缺陷： 5.对称：物体中相同部分之间的有规律重复。P3 6.木征扩散 7.非木征扩散 &马氏体相变 二?填空题（）为填空所填 0.硅酸盐种类繁多，是水泥，（），（）,耐火材料。 1晶体的基本性质有;结晶均一性，（），（），（），最小内能性。P3 2晶体结构的基木特征，包括（）种晶系，（）种不拉维格了。P15 3.热缺陷有两种基木形式：（）缺陷和（）缺陷P59 4.哥尔徳希密特定律：一个晶体的结构，取决于其组成单位的数目，（）以及（） 5.硅酸盐晶体结构：岛状结构，组群状结构，（），（），（） 6.玻璃的通性：（），（，熔融态向玻璃态转化的可逆与渐变性，和熔融态向玻璃态转化时物理化学性质随温度变化的连续性 7.晶体的微观对称要素有:（）,像移面和（）P18 ）的宏观规律9.引起扩散的推动&菲克第一定律与第二定律分别描述了（）和（ 力是（），（）是扩散的驱动力 10.原了或离了的迁移机构分（）和（） 11.影响扩散的因素有（）（）（）、（） 12.析晶过稈是由（）过稈和（）过程所共同构成的。 13.由相变过稈屮质点的迁移请况，可以将相变分为（）和（）两大类。 14.影响村「晶能力的因素侑熔体组成，（），（）和外加剂。 三.简答 1简述鲍林规则P26 2影响置换固体中溶质原子溶解度的因素是什么？P67 3聚合物形成过程 4?浓度差会引起扩散，扩散是否总是从高浓度处向低浓度处进行？为什么? 四，将题 1 ?假定碳在a -Fe(体心立方)和Y -Fe (面心立方)屮的扩散系数分别为：D a 二0. 0079exp[-83600 (J/mol/RT)cm2/sec； D Y二0. 21exp[-141284(J/mol/RT)cm2/sec HW-800o C时备白的扩散系数并解释其差别 T二800+273二1073K Da 二0. 0079exp[-83600/RT]=6. 77*1 (T (-7)cm2/s D Y二0. 21exp[-141284/RT]二2.1*1(T (-8) cm2/s Da >D Y 扩散介质结构对扩散有很大的煤响，结构疏松，扩散阻力小而扩散系数犬，体心较血心疏松; a -Fe体心立方Y _Fe面心立方 3朴也比帀、址珂并s眸(吉“疾埒理用字珞^J z 土却 W勿柯*)-債你j线屈歸社.cq 3绘煲应八&冋糾七折j甘门巧折禺i步角晚旳彳-.e他0筑遥力2qZ人禺知 4 % p仙兰W今％Z 岔c,氽乙和琢智,在纽乙、冬陀龙少、十H 究唸声歹 爪辰-蒂可j翌仏氏了狂i略心r,从、衣丙国屮、十柿力*)羽斗侈壤:和声-?讨■円■域二界忌/，-打> 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－沉淀无机材料科学基础答案
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