材料科学基础最新考题总结_百度文库
材料科学基础试题库完整可编辑版

一、单项选择题(请在每小题的4个备选答案中,选出一个最佳答案,共10小题;每小题2分,共20分)1、材料按照使用性能,可分为结构材料和 。
A. 高分子材料;B. 功能材料;C. 金属材料;D. 复合材料。
2、在下列结合键中,不属于一次键的是:A. 离子键;B. 金属键;C. 氢键;D. 共价键。
3、材料的许多性能均与结合键有关,如大多数金属均具有较高的密度是由于:A. 金属元素具有较高的相对原子质量;B. 金属键具有方向性;C. 金属键没有方向性;D.A 和C 。
3、下述晶面指数中,不属于同一晶面族的是:A. (110);B. (101);C. (011-);D. (100)。
4、 面心立方晶体中,一个晶胞中的原子数目为:A. 2;B. 4;C. 6;D. 14。
5、 体心立方结构晶体的配位数是:A. 8;B.12;C. 4;D. 16。
6、面心立方结构晶体的原子密排面是:A. {111};B. {110};C. (100);D. [111]。
7、立方晶体中(110)和(211)面同属于 晶带A. [110];B. [100];C. [211];D. [--111]。
6、体心立方结构中原子的最密排晶向族是:A. <100>;B. [111];C. <111>;D. (111)。
6、如果某一晶体中若干晶面属于某一晶带,则:A. 这些晶面必定是同族晶面;B. 这些晶面必定相互平行;C. 这些晶面上原子排列相同;D. 这些晶面之间的交线相互平行。
7、金属的典型晶体结构有面心立方、体心立方和密排六方三种,它们的晶胞中原子数分别为:A. 4, 2, 6; B. 6, 2, 4; C. 4, 4, 6; D. 2, 4, 67、在晶体中形成空位的同时又产生间隙原子,这样的缺陷称为:A. 肖脱基缺陷;B. 弗兰克缺陷;C. 线缺陷;D. 面缺陷7、两平行螺旋位错,当柏氏矢量同向时,其相互作用力:A. 为零;B. 相斥;C. 相吸;D. 不变8、面心立方结构的滑移系数目为:A. 12;B.8;C. 3;D. 24。
材料科学基础试题及答案

材料科学基础试题及答案一、单项选择题(每题2分,共20分)1. 材料科学中,材料的基本组成单元是()。
A. 分子B. 原子C. 离子D. 电子答案:B2. 金属的塑性变形主要是通过()来实现的。
A. 弹性变形B. 位错运动C. 相变D. 断裂答案:B3. 在材料科学中,硬度的定义是()。
A. 材料抵抗变形的能力B. 材料抵抗磨损的能力C. 材料抵抗压缩的能力D. 材料抵抗拉伸的能力答案:B4. 材料的热处理过程中,淬火的主要目的是()。
A. 提高硬度B. 增加韧性C. 减少变形D. 提高导电性答案:A5. 以下哪种材料不属于复合材料?A. 碳纤维增强塑料B. 钢筋混凝土C. 不锈钢D. 玻璃钢答案:C二、填空题(每空1分,共20分)1. 材料的强度是指材料在受到______作用时,抵抗______的能力。
答案:外力;破坏2. 材料的断裂韧性是指材料在______条件下,抵抗______的能力。
答案:裂纹存在;断裂3. 材料的疲劳是指材料在______作用下,经过______循环后发生断裂的现象。
答案:交变应力;多次4. 材料的导热性是指材料在______条件下,抵抗______的能力。
答案:温度梯度;热量传递5. 材料的电导率是指材料在单位电场强度下,单位时间内通过单位面积的______。
答案:电荷量三、简答题(每题10分,共30分)1. 简述材料的弹性模量和屈服强度的区别。
答案:弹性模量是指材料在弹性范围内,应力与应变的比值,反映了材料抵抗形变的能力。
屈服强度是指材料在受到外力作用下,从弹性变形过渡到塑性变形时的应力值,反映了材料抵抗塑性变形的能力。
2. 描述材料的疲劳破坏过程。
答案:材料的疲劳破坏过程通常包括三个阶段:裂纹的萌生、裂纹的扩展和最终断裂。
在交变应力作用下,材料内部的微裂纹逐渐扩展,当裂纹扩展到一定程度,材料无法承受继续增加的应力时,就会发生断裂。
3. 什么是材料的热处理?请列举几种常见的热处理方法。
《材料科学基础》试题大全

《材料科学基础》试题库一、名词解释1、铁素体、奥氏体、珠光体、马氏体、贝氏体、莱氏体2、共晶转变、共析转变、包晶转变、包析转变3、晶面族、晶向族4、有限固溶体、无限固溶体5、晶胞6、二次渗碳体7、回复、再结晶、二次再结晶8、晶体结构、空间点阵9、相、组织10、伪共晶、离异共晶11、临界变形度12、淬透性、淬硬性13、固溶体14、均匀形核、非均匀形核15、成分过冷16、间隙固溶体17、临界晶核18、枝晶偏析19、钢的退火,正火,淬火,回火20、反应扩散21、临界分切应力22、调幅分解23、二次硬化24、上坡扩散25、负温度梯度26、正常价化合物27、加聚反应28、缩聚反应29、30、二、选择1、在柯肯达尔效应中,标记漂移主要原因是扩散偶中_____。
A、两组元的原子尺寸不同B、仅一组元的扩散C、两组元的扩散速率不同2、在二元系合金相图中,计算两相相对量的杠杆法则只能用于_____。
A、单相区中B、两相区中C、三相平衡水平线上3、铸铁与碳钢的区别在于有无_____。
A、莱氏体B、珠光体C、铁素体4、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5、在置换型固溶体中,原子扩散的方式一般为_____。
A、原子互换机制B、间隙机制C、空位机制6、在晶体中形成空位的同时又产生间隙原子,这样的缺陷称为_____。
A、肖脱基缺陷B、弗兰克尔缺陷C、线缺陷7、理想密排六方结构金属的c/a为_____。
A、1.6B、2×√(2/3)C、√(2/3)8、在三元系相图中,三相区的等温截面都是一个连接的三角形,其顶点触及_____。
A、单相区B、两相区C、三相区9、有效分配系数Ke表示液相的混合程度,其值范围是_____。
(其中Ko是平衡分配系数)A、1<Ke<K0B、Ko<Ke<1C、Ke<K0<110、面心立方晶体的孪晶面是_____。
A、{112}B、{110}C、{111}11、形成临界晶核时体积自由能的减少只能补偿表面能的_____。
材料科学基础试题及答案

材料科学基础试题及答案一、名词解释(每题5分,共25分)1. 晶体缺陷2. 扩散3. 塑性变形4. 应力5. 比热容二、选择题(每题2分,共20分)1. 下列哪种材料属于金属材料?A. 玻璃B. 塑料C. 陶瓷D. 铜2. 下列哪种材料属于陶瓷材料?A. 铁B. 铝C. 硅酸盐D. 聚合物3. 下列哪种材料属于高分子材料?A. 玻璃B. 钢铁C. 聚乙烯D. 陶瓷4. 下列哪种材料属于半导体材料?A. 铜B. 铝C. 硅D. 铁5. 下列哪种材料属于绝缘体?A. 铜B. 铝C. 硅D. 玻璃三、简答题(每题10分,共30分)1. 请简述晶体结构的基本类型及其特点。
2. 请简述塑性变形与弹性变形的区别。
3. 请简述材料的热传导原理。
四、计算题(每题15分,共30分)1. 计算一个碳化硅晶体的体积。
已知碳化硅的晶胞参数:a=4.05 Å,b=4.05 Å,c=8.85 Å,α=β=γ=90°。
2. 计算在恒定温度下,将一个100 cm³的铜块加热100℃所需的热量。
已知铜的比热容为0.39J/(g·℃),铜的密度为8.96 g/cm³。
五、论述题(每题20分,共40分)1. 论述材料科学在现代科技发展中的重要性。
2. 论述材料制备方法及其对材料性能的影响。
答案:一、名词解释(每题5分,共25分)1. 晶体缺陷:晶体在生长过程中,由于外界环境的影响,导致其内部结构出现不完整或不符合理想周期性排列的现象。
2. 扩散:物质由高浓度区域向低浓度区域自发地移动的过程。
3. 塑性变形:材料在受到外力作用下,能够产生永久变形而不恢复原状的性质。
4. 应力:单位面积上作用于材料上的力。
5. 比热容:单位质量的物质温度升高1℃所吸收的热量。
二、选择题(每题2分,共20分)1. D2. C3. C4. C5. D三、简答题(每题10分,共30分)1. 晶体结构的基本类型及其特点:晶体结构的基本类型有立方晶系、四方晶系、六方晶系和单斜晶系。
材料科学基础最新考题总结

#名词解释(5*4)1、萤石结构:Ca2+作立方紧密堆积 ,F-充填于全部的四面体空隙,八面体空隙全部空着,因此在八个F-之间存在有较大的空洞,为阴离子F-的扩散提供条件。
2、反萤石结构:晶体结构与萤石完全相同,只是阴、阳离子的位置完全互换。
3、正尖晶石答:在尖晶石AB2O4型结构中,如果A离子占据四面体空隙,B离子占据八面体空隙,则称为正尖晶石。
(A)[B2]O4。
4、反尖晶石型结构答:如果半数的B离子占据四面体空隙,A离子和另外半数的B离子占据八面体空隙,则称为反尖晶石。
(B)[AB]O4。
5、二八面体:在层状结构硅酸盐晶体中,二八面体以共棱方式相连,但八面体中的离子被其他两个阳离子所共用,因而称为二八面体。
6、三八面体:仍共棱方式相连,但八面体中的离子被其他三个阳离子所共用,因此成为三八面体。
7、位移性转变:这种改变不打开任何键,也不改变原子最邻近的配位数,仅仅使结构发生畸变,原子位置发生少许位移。
是高低温转变,所需能量低,属于可逆转变,转变速度快。
8、重建性转变:是破坏原有原子间的化学键,改变原子最邻近的配位数,是晶体结构完全改变。
使晶体结构完全改变原样的一种多晶转变形式。
需要破坏化学键,所需能量高,有些是不可逆转变,转变速率慢。
9、同质多晶现象:相同的化学组成,在不同的热力学条件下却能形成不同的晶体的结构,表现出不同的物理、化学性质。
10、类质同晶现象:化学组成相似或相近,在相同的热力学条件下,形成的晶体具有相同的结构。
11、弗仑克尔缺陷:正常格点离子和间隙位置反应生成间隙离子和空位的过程。
特征:当晶体中剩余空隙比较大时,如萤石CaF2型结构等,容易产生弗仑克尔缺陷。
12、肖特基缺陷:正常格点位置的离子跃迁到晶体表面的位置上,在原来的各点留下空位。
特征:当晶体中剩余空隙比较小,如NaCl型结构,容易形成肖特基缺陷。
13、置换式固溶体:亦称替代固溶体,其溶质原子位于点阵结点上,替代(置换)了部分溶剂原子。
2023材料科学基础考卷

专业课原理概述部分一、选择题(每题1分,共5分)1. 材料的四大基本性能中,下列哪一项是指材料在外力作用下抵抗破坏的能力?A. 塑性B. 硬度C. 韧性D. 耐磨性2. 下列哪种晶体结构类型不具有滑移系?A. 面心立方B. 体心立方C. 六方最密D. 简单立方A. 钢铁B. 铝合金C. 玻璃D. 橡胶4. 下列哪个过程是纯金属凝固过程中原子排列从不规则到规则的过程?A. 凝固B. 凝固前沿C. 枝晶生长D. 偏析A. X射线衍射B. 扫描电镜C. 热分析D. 拉曼光谱二、判断题(每题1分,共5分)1. 材料的强度是指材料在外力作用下发生塑性变形的能力。
(错)2. 陶瓷材料的断裂韧性一般较低,因此容易发生断裂。
(对)3. 材料的熔点越高,其热稳定性越好。
(对)4. 晶体中的位错密度越高,材料的强度越高。
(错)5. 材料的疲劳寿命与加载频率成正比。
(错)三、填空题(每题1分,共5分)1. 材料的四大基本性能包括:____、____、____、____。
2. 晶体中原子排列的最小重复单元称为:____。
3. 金属材料在塑性变形过程中,位错的运动方式主要有:____、____、____。
4. 陶瓷材料的烧结过程主要包括:____、____、____。
5. 材料的热处理工艺主要包括:____、____、____。
四、简答题(每题2分,共10分)1. 简述晶体与非晶体的区别。
2. 什么是位错?它在材料中的作用是什么?3. 简述纯金属凝固过程中晶粒长大的驱动力。
4. 什么是材料的疲劳?影响材料疲劳寿命的因素有哪些?5. 简述材料表面改性的目的和方法。
五、应用题(每题2分,共10分)1. 已知某金属的屈服强度为200MPa,求在拉伸过程中,当应力达到150MPa时,该金属的塑性应变是多少?2. 一块玻璃在室温下受到外力作用,为什么容易发生脆性断裂?3. 有一块铝合金,其熔点为660℃,现将其加热至700℃,请分析其组织结构可能发生的变化。
鲍魏涛材料科学基础考试重点总结

材料科学基础总结一、名词解释1、空间点阵:由周围环境相同的阵点在空间排列的三维列阵称为空间点阵。
2、晶体结构:由实际原子、离子、分子或各种原子集团,按一定规律的具体排列方式称为晶体结构,或称为晶体点阵。
3、晶格常数:(为了便于分析晶体中的粒子排列,可以从晶体的点阵中取一个具有代表性的基本单元作为点阵的基本单元,称为晶胞。
)晶格常数就是指晶胞的边长。
4、晶向指数:(在晶格中,穿过两个以上结点的任一直线,都代表晶体中一个原子阵列在空间的位向,称为晶向。
)为了确定晶向在晶体中的相对取向,需要一种符号,这种符号称为晶向指数。
5、晶面指数:(在晶格中,由结点组成的任一平面都代表晶体的原子平面,称为晶面)为了确定晶面在晶体中的相对取向,需要一种符号,这种符号称为晶面指数。
6、晶向族:原子排列相同但空间位向不同的所有晶向称为晶向族。
7、配位数:每个原子周围最近邻且等距离的原子的数目称为配位数。
8、致密度:计算单位晶胞中原子所占体积与晶胞体积之比,比值称为致密度。
9、各向异性:晶体的某些物理和力学性能在不同方向上具有不同的数值,此为晶体的各向异性。
10、晶体缺陷:通常把晶体中原子偏离其平衡位置而出现不完整性的区域称为晶体缺陷。
11、点缺陷:在三维方向上尺寸都有很小的缺陷。
12、线缺陷:在两个方向上尺寸很小、令一个尺寸上尺寸较大的缺陷。
(指各种类型的位错,是晶体中某处一列或若干列原子发生了有规律的错排现象)13、面缺陷:在一个方向上尺寸很小,令两个方向上尺寸较大的缺陷。
14、刃型位错:位错线与滑移方向垂直的位错。
15、螺型位错:位错线与滑移方向平行的位错。
16、混合型位错:位错线与滑移方向既不垂直也不平行而成任意角度的位错。
17、位错的滑移:在切应力的作用下,位错沿滑移面的运动称为位错的滑移。
18、位错的攀移:刃型位错在正应力的作用下,位错垂直于滑移面的运动。
19、单位位错:柏氏矢量的模等于该晶向上原子的间距的位错则为单位位错。
材料科学基础复习试题和部分答案解析

材料科学基础复习试题和部分答案解析单项选择题:第1章原子结构与键合1.高分子材料中的C-H化学键属于。
(A)氢键(B)离子键(C)共价键2.属于物理键的是。
(A)共价键(B)范德华力(C)离子键3.化学键中通过共用电子对形成的是。
(A)共价键(B)离子键(C)金属键第2章固体结构4.以下不具有多晶型性的金属是。
(A)铜(B)锰(C)铁5.fcc、bcc、hcp三种单晶材料中,形变时各向异性行为最显著的是。
(A)fcc (B)bcc (C)hcp6.与过渡金属最容易形成间隙化合物的元素是。
(A)氮(B)碳(C)硼7.面心立方晶体的孪晶面是。
(A){112} (B){110} (C){111}8.以下属于正常价化合物的是。
(A)Mg2Pb (B)Cu5Sn (C)Fe3C第3章晶体缺陷9.在晶体中形成空位的同时又产生间隙原子,这样的缺陷称为。
(A)肖特基缺陷(B)弗仑克尔缺陷(C)线缺陷10.原子迁移到间隙中形成空位-间隙对的点缺陷称为。
(A)肖脱基缺陷(B)Frank缺陷(C)堆垛层错11.刃型位错的滑移方向与位错线之间的几何关系是?(A)垂直(B)平行(C)交叉12.能进行攀移的位错必然是。
(A)刃型位错(B)螺型位错(C)混合位错13.以下材料中既存在晶界、又存在相界的是(A)孪晶铜(B)中碳钢(C)亚共晶铝硅合金14.大角度晶界具有____________个自由度。
(A)3 (B)4 (C)5第4章固体中原子及分子的运动15.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16.在置换型固溶体中,原子扩散的方式一般为。
(A)原子互换机制(B)间隙机制(C)空位机制17.固体中原子和分子迁移运动的各种机制中,得到实验充分验证的是(A)间隙机制(B)空位机制(C)交换机制18.原子扩散的驱动力是。
(4.2非授课内容)(A)组元的浓度梯度(B)组元的化学势梯度(C)温度梯度19.A和A-B合金焊合后发生柯肯达尔效应,测得界面向A试样方向移动,则。
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#名词解释(5*4)1、萤石结构:Ca2+作立方紧密堆积 ,F-充填于全部的四面体空隙,八面体空隙全部空着,因此在八个F-之间存在有较大的空洞,为阴离子F-的扩散提供条件。
2、反萤石结构:晶体结构与萤石完全相同,只是阴、阳离子的位置完全互换。
3、正尖晶石答:在尖晶石AB2O4型结构中,如果A离子占据四面体空隙,B离子占据八面体空隙,则称为正尖晶石。
(A)[B2]O4。
4、反尖晶石型结构答:如果半数的B离子占据四面体空隙,A离子和另外半数的B离子占据八面体空隙,则称为反尖晶石。
(B)[AB]O4。
5、二八面体:在层状结构硅酸盐晶体中,二八面体以共棱方式相连,但八面体中的离子被其他两个阳离子所共用,因而称为二八面体。
6、三八面体:仍共棱方式相连,但八面体中的离子被其他三个阳离子所共用,因此成为三八面体。
7、位移性转变:这种改变不打开任何键,也不改变原子最邻近的配位数,仅仅使结构发生畸变,原子位置发生少许位移。
是高低温转变,所需能量低,属于可逆转变,转变速度快。
8、重建性转变:是破坏原有原子间的化学键,改变原子最邻近的配位数,是晶体结构完全改变。
使晶体结构完全改变原样的一种多晶转变形式。
需要破坏化学键,所需能量高,有些是不可逆转变,转变速率慢。
9、同质多晶现象:相同的化学组成,在不同的热力学条件下却能形成不同的晶体的结构,表现出不同的物理、化学性质。
10、类质同晶现象:化学组成相似或相近,在相同的热力学条件下,形成的晶体具有相同的结构。
11、弗仑克尔缺陷:正常格点离子和间隙位置反应生成间隙离子和空位的过程。
特征:当晶体中剩余空隙比较大时,如萤石CaF2型结构等,容易产生弗仑克尔缺陷。
12、肖特基缺陷:正常格点位置的离子跃迁到晶体表面的位置上,在原来的各点留下空位。
特征:当晶体中剩余空隙比较小,如NaCl型结构,容易形成肖特基缺陷。
13、置换式固溶体:亦称替代固溶体,其溶质原子位于点阵结点上,替代(置换)了部分溶剂原子。
14、间隙式固溶体,亦称填隙式固溶体,其溶质原子位于点阵的间隙中15、稳定扩散:是指扩散物质的浓度分布不随时间变化的扩散过程,使用菲克第一定律可解决稳定扩散问题。
16、不稳定扩散:是指扩散物质浓度分布随时间变化的一类扩散,这类问题的解决应借助于菲克第二定律。
17、本征扩散:不含有任何杂质的物质中由于热起伏引起的扩散。
18、非本征扩散:由于杂质引入引起的扩散。
19、一级相变:相变前后两相的化学位相等,化学位的一级偏微商不等。
特点:有相变潜热,有体积变化例:晶体的熔化、升华;液体的凝固、气化;气体的凝聚以及晶体中的多数晶型转变等。
20、二级相变:相变时两相化学势相等,其一级偏微熵相等,而二级偏微熵不等。
特点:无相变潜热,无体积的不连续性,只有热容、等压膨胀系数、等温压缩系数的不连续。
21、均匀成核:组成一定,熔体均匀一相,在温度下析晶,发生在整个熔体内部,析出物质与熔体一致。
22、非均匀成核:有外加界面参加的成核。
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#简答题(5*5)1、NaCl型晶体由负离子(Cl-)构成面心立方最紧密堆积,形成四面体和八面体空隙,而正离+子(Na)占据其全部八面体间隙。
Na-Cl八面体以共棱的方式相连而成。
正负离子的配位数均为 6。
一个晶胞含4个NaCL分子。
2、解释在AX型晶体结构中,为什么NaCl型结构最多?答:在AX型晶体结构中,一般阴离子X的半径较大,而阳离子A的半径较小,所以阴离子做紧密堆积,阳离子填充在其空隙中。
大多数AX型化合物的r+/r-比在 0.414—0.732之间,应填充在八面体空隙中。
即具有NaCl型结构;并且NaCl 型晶体结构的对称性较高,那么有些在0.732—1.00之间的晶体,其晶格能相差很小,且由于极化结果,也趋向于NaCl型结构,所以AX型晶体结构中,NaCl 型结构最多。
3、用NaCl结构理论解释水泥熟料中死烧MgO和CaO结构的不同?答:NaCl结构是一种立方面心格子,其中阴离子按最紧密方式堆积,阳离子充填于全部的八面体的空隙中,阴阳离子的配位数都为6。
水泥熟料中死烧MgO和CaO结构与NaCl结构,结构非常稳定水化速度缓慢,会影响水泥的安定性。
但由于Ca2+半径比Mg2+半径大得多,因而在CaO结构中,O2-被“撑开”,这样,CaO结构不如MgO的结构稳定,游离CaO水化速度比游离MgO要快些,游离CaO加热即可水化,而游离MgO经压蒸才能水化。
4、表征硅酸盐晶体的化学式方法有几种,分别是什么?并进行比较。
答:表征硅酸盐晶体的化学式方法有两种。
1)氧化物法,即把构成硅酸盐晶体的所有氧化物按一定的比例和顺序全部写出来,先是+1价碱金属氧化物,其次是+2价,+3价的金属氧化物,最后是SiO2。
例如,钾长石的化学式写成K2O·Al2O3·6SiO2;高岭石: Al2O3.2SiO2·2H2O 2)无机络盐表示法,是把是构成硅酸盐晶体的所有离子按照一定比例和顺序全部写出来,再把相关的络阴离子用中括号[ ]括起来即可,先是+1价、+2价的金属离子,其次是Al3+和Si4+离子,最后是O2-或OH-离子。
如钾长石为K[AlSi3O8],高岭石:Al2[Si2O5](OH)4。
5、硅酸盐结构的共同特点如下:1).结构中基本结构单元是[SiO4]四面体,Si—O—Si键夹角为145o。
2).[SiO4]四面体的每个顶点上的O2-离子最多只能为两个[SiO4]四面体所共用。
3).两个相邻的[SiO4]四面体只能共顶相连,不能共棱或共面连接。
4). [SiO4]四面体中心的Si4+离子可以部分的被Al3+离子所取代,取代后结构本身不发生大的变化,即所谓同晶取代,但晶体的性质却可以发生很大的变化。
这为材料改性提供了可能。
6、岛状结构——硅酸盐晶体结构中的硅氧四面体以孤立状态存在,它们之间通过其它正离子的配位多面体连结。
特点:硅氧四面体之间没有共用的氧。
氧离子除了和一个硅离子相连外,剩下的一价将于其它金属离子相连。
结构中Si/O比为1:47、组群状结构:2、3、4或6个【SiO4】四面体通过共用氧连接形成单独的络阴离子团。
9、层状结构:层状结构是每个硅氧四面体通过3个桥氧连接,构成向二维方向伸展的六节环状的硅氧层。
化学式可写为【】8、高岭石结构特点:高岭石结构是1:1 型:一层硅氧四面体和一层铝氧八面体相连。
在铝氧八面体层中,每一个Al离子和四个OH-离子以及二个O2-离子相连.这种两层型结构单位在 ab平面内无限伸展,在c轴方向是两层的结构单位重复排列.高岭石结构中,离子的取代很少,化学组成较纯净。
由于是1:l 型结构,在组成中氧化铝和氧化硅含量的比值较高(46.33%, 39.49%)。
结构中,每两层与两层之间的联系主要是氢键,因为在铝氧八面体层中有一层是OH-离子。
由于氢键较分子键强,因此高岭石结构中,结构单位层之间的水分子不易进入,可以交换的阳离于容量也小。
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。
9、蒙脱石的结构特点:蒙脱石是2:1型结构:即两层硅氧四面体中夹一层铝氧八面体层。
在铝氧八面体层中大约有三分之一的Al3+被Mg2+离子所取代,为了平衡多余的负电价,在结构单位之间有其它阳离子来平衡。
蒙脱石 (Mx nH2O)(Al2-x Mgx) (Si4O10)(OH)2化学式中的M为其它阳离子。
在蒙脱石中,一般是Na+和Ca2+离子,而且以水化阳离子的形式入结构。
蒙脱石中,硅氧四面体的Si4+很少被取代。
水化阳离子和硅氧四面体中O2-离子的作用力较弱,是分子健连接,因而这种水化阳离子一定条件下容易被交换出来。
c轴可膨胀以及阳离子交换容量大,是蒙脱石结构上的特征。
结构与性能的关系蒙脱石层间是分子健连接,晶胞C轴长度随含水量而变化,所以晶体易于膨胀和压缩。
所以通常称为膨润土。
具有很高的阳离子交换能力。
对Na、Ca、Mg、Al、H等正离子均有强的交换性。
10、架状结构:硅氧四面体的每个顶点均为桥氧,硅氧四面体之间以共顶方式连接,形成三维“骨架”结构。
结构的重复单元为SiO2,Si/O为1:212、非化学计量化合物及特点。
1)非化学计量化合物产生及缺陷浓度与气氛性质、压力有关;2)可以看作是高价化合物与低价化合物的固溶体3)缺陷浓度与温度有关,这点可以从平衡常数看出;4)非化学计量化合物都是半导体。
13、为什么非计量化合物都是N型或P型半导体材料?N型半导体:阴离子空位的产生,束缚了自由电子,在电场的作用下,这些电子发生迁移,而形成电子导电,可以看作N型半导体。
P型半导体:结构中产生正离子孔穴,引入电子孔穴,在电场作用下运动而导电,可以看作P型半导体。
在非计量化合物中,有阴离子缺位型、阳离子填隙型,这两种缺陷都产生电子导电,所以是N型半导体材料。
还有阴离子间隙型、阳离子空隙型,这两种缺陷都产生电子空穴,在电场作用下运动而导电,所以是P型半导体材料。
14、影响熔体粘度的主要因素是温度和化学组成。
硅酸盐熔体在不同温度下的粘度相差很大,可以从10-2变化至1015 Pa·s;组成不同的熔体在同一温度下的粘度也有很大差别。
1)0/Si比 2)一价金属氧化物 3)二价金属氧化物 4)高价金属氧化物5)阳离子配位数——硼反常现象 6)混合碱效应 7)离子极化的影响8)其他化合物15、表面张力影响因素:1)温度升高,质点热运动增加,体积膨胀,相互作用变为松弛,表面张力降低。
温度反常现象对硼酸盐熔体,随着碱含量减少,表面张力的温度系数由负逐渐接近零值,当碱含量再减少时dσ/dT也将出现正值。
这是由于温度升高时,熔体中各组分的活动能力增强,扰乱了熔体表面[BO3]平面基团的整齐排列,致使表面张力增大。
B2O3熔体在1000℃左右的dσ/dT≈0.04×10-3N/m。
2)表面张力与组成的关系结构类型相同的离子晶体,其晶格能越大,则其熔体的表面张力也越大;其单位晶胞边长越小,熔体的表面张力也越大。
总的说来,熔体内部质点之间的相互作用力愈大,则表面张力也愈大。
A)O/Si比,一般说O/Si愈小,熔体中复合阴离子团愈大,e/r值变小(e是复B)合阴离子团所化学键对表面张力的影响:16、两种假说1)微晶学说:玻璃结构是一种不连续的原子集合体,即无数“微晶”分散在无定形介质中;“微晶”的化学性质和数量取决于玻璃的化学组成,可以是独立原子团或一定组成的化合物和固溶体等微观多相体,与该玻璃物系的相平衡有关;“微晶”不同于一般微晶,而是晶格极度变形的微小有序区域,在“微晶”中心质点排列较有规律,愈远离中心则变形程度愈大;从“微晶”部分到无定形部分的过渡是逐步完成的,两者之间无明显界线。