矿化剂在固相反应中的作用
无机材料科学基础综合测试9
测试九问答与计算1．（5分）Si和Al的原子量非常接近（分别为28.09和26.98），但SiO2及Al2O3的密度相差很大（分别为 2.65 g/cm3及 3.96 g/cm3）试运用晶体结构及鲍林规则说明这一差别。
2．（15分）石墨、云母和高岭石具有相似的结构，请分析它们结构的区别以及由此引起的性质上的差异。
3．（1）（5分）在MgO晶体中，肖特基缺陷的生成能为6 ev，分别计算 25 ℃和 1600℃时热缺陷的浓度。
（2）（5分）如果MgO晶体中，含有百万分之一的Al2O3杂质，则在 1600 ℃时，MgO晶体中是热缺陷占优势还是杂质缺陷占优势？请说明原因。
4．（15分）非化学计量缺陷的浓度与周围气氛的性质、压力大小相关，如果增大周围氧气的分压，非化学计量化合物的密度将发生怎样的变化？为什么？5．（10分）在组成为16Na2O.xB2O3.(84-x)SiO2的熔体中，当x<15 mol％时，增加B2O3的含量使粘度升高；当x> 15mol％时，增加B2O3的含量，反而会使粘度降低，为什么？6．（10分）用Na2CO3和Na2SiO3分别稀释同一粘土泥浆，试比较电解质加入量相同时，两种泥浆的流动性、触变性和坯体致密度的大小。
7．（10分）试说明中各项所代表的意义，并解释同样是间隙扩散机构，为什么在相同的温度下，杂质在介质中的扩散系数比介质本身形成间隙离子的扩散系数大？8．（10分）扩散系数与哪些因素有关？为什么？为什么可以认为浓度梯度大小基本上不影响D值，但浓度梯度大则扩散得快又如何解释？9．（1）（8分）当测量氧化铝－水化物的分解速率时，一个学生发现在等温实验期间，重量损失随时间线性增加到50％左右。
超出50％时重量损失的速率就小于线性规律。
线性等温速率随温度指数地增加，温度从 451℃增加到 493℃时速率增大10倍，试计算反应活化能。
（2）（7分）何谓矿化剂？在固相反应中加入少量矿化剂可促进反应加速进行，解释其原因。
水泥熟料煅烧中矿化剂的作用及种类
水泥熟料煨烧中矿化剂的作用及种类一、何谓矿化剂，矿化剂的作用及种类？矿化剂是指在实验矿物学和硅酸盐生产工艺中，为了加速各种结晶化合物的形成而外加的少量添加剂。
对于硅酸盐水泥熟料来说，矿化剂的主要作用是促进硅酸三钙（C3S）的形成。
在水泥工业中，常用的矿化剂有：萤石（CaF2）、石膏（CaSO4）、氟硅酸钠（N用SiF6）、重晶石（BaSO4）和某些工业废渣（如铜矿渣、钛矿渣、磷石膏和氟石膏等）。
二、矿化剂的作用机理如何？不同的矿化剂其作用机理也不尽相同，但总的来说，在水泥生料中引入矿化剂后，在烧成过程中能起到如下作用：（1）破坏水泥生料中反应物的结晶格子，提高它们的化学活性，加速其固相反应。
（2）在同样的烧成温度下，特别是较低燃烧温度下，掺入矿化剂的水泥物料其液相量要大于未掺矿化剂的液相量，因而有利于水泥熟料矿物的低温形成。
（3）可降低水泥物料液相形成温度，产生低温共溶物。
同时可使液相粘度降低，有利于硅酸二钙（C2S）与游离氧化钙（f-CaO）反应生成硅酸三钙（C3S）。
（4）加入矿化剂可显著扩大熟料的烧成范围，改善熟料煨烧性能，促进熟料的煨烧。
三、何谓复合矿化剂，有何作用？在水泥生产中，可单独使用一种矿化剂，也可将两种（或两种以上）矿化剂配合使用。
这种由两种（或两种以上）矿物组成的矿化剂称为“复合矿化剂”。
实践证明，使用复合矿化剂效果更好。
它不仅可以改善生料的易烧性，加快碳酸钙的分解，降低烧成温度，而且可以降低液相的粘度，有利于Cao的吸收，降低f∙CaO的含量，促进矿物晶体的生长，使熟料具有较高的强度。
复合矿化剂的种类较多，目前应用最为普遍的是萤石+石膏复合矿化剂。
四、萤石、石齐复合矿化剂有何作用？两种或两种以上的矿化剂一起使用时，称为复合矿化剂，最常用的是氟化钙（萤石）和石膏复合矿化剂。
熟料的形成过程比较复杂，影响因素较多，与熟料组成（KH高低，IM大小等）、CaF2/S03比值、烧成温度高低等均有关系。
第七章-固相反应-无机材料科学基础
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9
由
KCDdC dxx
DC0C
得界面氧浓度:
C
C0 1 K
D
或
V KC
1
1
KC0 DC0
1 1 1 V KC0 DC0
由扩散和化学反应构成的固相反应历程其整体反应速度的倒
数为扩散最大速率倒数和化学反应最大速率倒数之和。
V
1
1 1 1 1
V V V 1max
2max 3max
对上式微分得:
2
dG dt
kJ
1 G3
1
1 1 G3
890℃ 870℃ 830℃
[1-(1-G)1/3]2
0 10 20 30 40 50 60 时间（分）
70 80
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不同温度下BaCO3与SiO2的反应情况
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杨德方程的适用范围
对碳酸盐和氧化物间的一系列反应进行实验研究,发现在反应初 期都基本符合杨德方程式,而后偏差就愈来愈大。
Vnmax
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动力学方程:
V KC
1
1
KC0 DC0
• 讨论:
当扩散速度远大于化学反应速度时,则V = KC=VR最大（式中C0=C）,说明化学反 应速度控制此过程，称为化学动力学范围。
当扩散速度远小于化学反应速度时,即C= 0, VDc0cDc0VD最大
说明扩散速度控制此过程，称为扩散动力学范围。
当扩散速度和化学反应速度可相比拟时,则过程速度由上式确定,称为过渡
范围，即:
V
1
1
1
1
1
Kc0 D0c VR最大 VD最大
由扩散和化学反应构成的固相反应历程其整体反应速度的倒数为扩散最大
浅议水泥矿化剂技术及其应用
浅议水泥矿化剂技术及其应用【摘要】本文阐述了水泥矿化剂定义，矿化剂种类，传统矿化剂的特点，矿化剂的掺加方式，矿化剂使用时应注意的问题。
同时分析了矿化剂的发展趋势，以及矿化剂的选择。
【关键词】水泥；矿化剂；降低能耗1.水泥矿化剂概述水泥熟料的烧成是一个固液反应过程。
开始进行的是固相反应，随着温度的升高和液相的生成，又开始了固液反应过程。
在熟料的生产过程中，CaCO3的分解、液相的形成等过程需要消耗大量的能量，而且在熟料的反应过程中各反应过程速度较慢，从而影响了熟料的产量、质量。
而在生料中加入少量矿化剂，再进行锻烧，就能达到改善生料易烧性、提高熟料的产量、质量、降低能耗的目的。
1.1水泥矿化剂定义在普通硅酸盐熟料在锻烧过程中，加入了一些外加剂，它们在CZS或C3S 相形成过程中能进入这些硅酸盐相的结构中形成固溶体，并且明显的改变这些熟料矿物的热力学稳定性，此类外加剂可定义为矿化剂[2s]。
1.2矿化剂种类矿化剂按其掺加类型分为单矿化剂和复合矿化剂。
单矿化剂，就是单独起矿化作用的矿化剂，单矿化剂主要有碱金属或碱土金属的氟盐和氟硅酸盐。
如:NaF、CaF2、MgF2、BaF2、Na2SiF6、CaSiF6、MgSiF6等，最广泛应用的是萤石(CaF2);硫化物:包括原料燃料带入的硫和矿化剂外加石膏带入的硫。
复合矿化剂，就是两种或两种以上的矿化剂同时使用。
复合矿化剂:石膏(Ca2SO4)和萤石(CaF2)，重晶石(BaSO4)和萤石，氧化锌和以上复合矿化剂，铅锌尾矿、铜矿渣、磷矿渣等。
一般来说，掺加合理配比的复合矿化剂的矿化效果较单矿化剂的为好。
其他可以做矿化剂的物质:碱、氧化镁(MgO)、五氧化二磷(P2O5)，钡、惚、钒、硼等氧化物，稀土等。
2.传统矿化剂的特点在水泥熟料的生产过程中，因地制宜地加入一些矿化剂，可以促进固相反应，降低烧成温度，加速熟料矿物的形成，并可有效地降低熟料中的f—CaO。
特别是新标准出台后，我国水泥水泥强度新旧对比发生很大的变化。
钴蓝色料固相法合成工艺的研究及耐蚀性初探4-20
钴蓝色料固相法合成工艺的研究及耐蚀性初探【摘要】：系统的研究了原料的种类和组成，矿化剂的选择，烧成制度等工艺因素对固相法合成钴蓝色料及其耐蚀性的影响，采用可见光分光光度计、XRD 和化学分析等测试方法对实验结果进行了分析和讨论，结果表明：原料细度，原料的配比、烧成温度对原料合成有重要的影响。
此外，适当提高颜料的彩烤温度对颜料的耐蚀性也有一定的提高。
【关键词】：钴蓝色料固相合成工艺因素耐蚀性Study on the synthesis of cobalt blue material solid phase method and the corrosion resistance【Abstract】：Systematic study of the types and composition of the raw materials , the choice of mineralizer , firing system technology elements of solid-phase synthesis of cobalt- blue material , its corrosion resistance , such as visible light spectrophotometer , XRD and chemical analysis test the experimental results were analyzed and discussed , the results showed that : raw material fineness ratio of raw materials , firing temperature on the raw materials synthesis has important implications . In addition, an appropriate increase in pigment color bakingtemperature improve the corrosion resistance of the pigment .【Keywords】：cobalt blue pigments synthesis of solid phase method Factors of techniques corrosion resistance1 引言钴蓝作为一种传统的尖晶石类型色料，因其呈色能力强、发色稳定，在坯和釉中加入少量即能呈现出较深的蓝色，故一直都是市场上销量最大的色料品种之一。
第四章-固相反应与烧结
VR
d(Cdt
x)
Kn (C x)n
x d(Cx)
t
0 (Cx)n 0 Kndt
n 1 1[(C 1 x)n 1C 1 n 1]K n t
讨论：
当n＝0 ，x＝K0t；
x d(Cx) t
n1,
0
(Cx)
K1dt
0
lnCC xK1t
n＝2 ,
x C(Cx) K2t
2） 非均相固相反应系统
F 2(R 0 x )l 2R 0 l(1 G )2
N
1
R02l
F F.N
2
1
(1G)2
R0
1
ddG tKnF(1G)n
n0时F ， 0(G)1(1G)2 K0t n1时F ， 1(G)(1G)1 21K1t
(4) 、 设颗粒为立方体时，
a 3 (a x )3
1
G
a x a (1 G )3
AB
设经dt通过AB层单位截面的A的量为dm
A
B
x dx
由Fick第一定律得
dm dC dtD.(dx)|x
CA=C0 0
设反应产物AB密度为，分子量为dm dx
且为稳定扩散
dC (dx)|x
＝C0 x
dxDC0 dt x
x22D0C tKt
_______抛物线速度方程
而实际通常以粉状物料为原料，因而又作下列假设：
3、 固相反应的分类
纯固相反应
( 1) 按物质状态分 有液相参加的反应 有气体参加的反 应
加成反应 置换反应 (2) 按反应性质分 热分解反应 还原反应
(3) 按反应机理
化学反应速率控制过程 晶体长大控制过程 扩散控制过程
矿化剂在固相反应中的作用
矿化剂在固相反应中的作用
矿化剂在固相反应中是一种重要的催化剂，它可以促进反应速率，提高反应产率和选择性。
矿化剂的作用主要有以下几个方面：
一、矿化剂可以改变反应物的物理性质，如降低反应物的熔点、增加反应物的晶格缺陷等，从而降低反应活化能，促进反应的进行。
二、矿化剂可以提供活性中心，通过与反应物形成键，增强反应的发生。
三、矿化剂可以调节反应物的反应性和选择性，通过改变反应物的电子结构和空间结构，使得反应物更容易发生选择性的反应。
四、矿化剂可以降低反应物之间的相互作用力，从而促进反应物的相互作用和反应。
总之，矿化剂在固相反应中的作用是多方面的，可以通过多种方式促进反应的进行和改善反应的产率和选择性。
因此，在实际应用中，矿化剂的选择和设计非常关键，需要根据反应体系的特点和要求来选择最适合的矿化剂。
- 1 -。
昆明理工大学材料科学基础考研真题(2016-2020)
昆明理工大学材料科学基础考研真题集(2016～2020)真题集内容:2020年昆明理工大学材料科学基础考研真题A卷2019年昆明理工大学材料科学基础考研真题A卷2018年昆明理工大学材料科学基础考研真题A卷2017年昆明理工大学材料科学基础考研真题A卷2016年昆明理工大学材料科学基础考研真题A卷2020年昆明理工大学材料科学基础考研真题A卷一、名词解释（任选10个作答，每个3分，共30分）晶胞；配位数；肖特基缺陷；组织；孪晶；克根达尔效应；重构型相变；固相反应；弹性形变；N型半导体；扩散通量；热压烧结二、简答题（共11题，任选9题作答，每题6分，共54分）1.试从内部质点排列情况分析SiO2晶体及SiO2玻璃的结构及特点有何异同。
2.试说明间隙固溶体和间隙化合物有什么区别。
3.什么是柯氏气团，解释其引起体心立方金属的明显屈服现象。
4.金属铸件能否通过再结晶退火来细化晶粒?5.试根据结合键的特点分析离子晶体及金属晶体的性质差异。
6.解释为什么铜和黄铜焊接件在高温环境中经一段时间后，在焊接点附近发生了断裂。
7.比较孪生与滑移的相同点和不同点。
8.试从热力学的角度说明菲克定律的局限性。
9.简述液相烧结过程。
10.简要分析位错运动过程中碰到第二相颗粒时可产生那些情况。
11.简要分析包晶转变在非平衡冷却条件下产生的现象和原因。
三、作图分析题（每题10分，共30分）1.画出[SiO4]四面体共顶、共棱、共面连接示意图，并根据鲍林规则分析何种连接方式最稳定。
2.在简单立方晶胞中分别画出晶面(212)、(111)和晶向[212]、[111]，并分析在立方晶系中(hkl)和[hkl]的关系，同时写出{111}和<111>所包含的晶面和晶向。
3.判断下列位错反应能否进行？若能进行，试在晶胞图上画出各位错反应矢量关系图。
（1）（2）四、计算及综合题（每题12分，共36分）1.870℃和927℃渗碳，两种温度下碳在γ-Fe中的扩散系数分别为8×10-12和1.67×10-11m2/s.(R=8.314J/mol·K)。
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矿化剂在固相反应中的作用
固相反应是指在固体物质之间进行的化学反应，它是一种重要的化学反应方式。
在固相反应中，矿化剂起着至关重要的作用。
矿化剂是指在化学反应中起催化作用的物质，它能够促进反应的进行，提高反应速率和产率。
矿化剂在固相反应中的作用主要有以下几个方面：
1. 促进反应的进行
矿化剂能够降低反应的活化能，使反应更容易进行。
在固相反应中，矿化剂能够使反应物之间的化学键更容易断裂，从而促进反应的进行。
例如，在氧化铝和氢气的反应中，加入少量的氯化铝作为矿化剂，可以使反应速率大大提高。
2. 提高反应速率和产率
矿化剂能够提高反应速率和产率，使反应更加完全。
在固相反应中，矿化剂能够使反应物更加均匀地分布在反应体系中，从而提高反应速率和产率。
例如，在硅酸盐的热解反应中，加入少量的氟化钠作为矿化剂，可以使反应速率和产率大大提高。
3. 改变反应机理
矿化剂能够改变反应机理，使反应更加顺利。
在固相反应中，矿化
剂能够改变反应物之间的相互作用，从而改变反应机理。
例如，在氧化铝和氢气的反应中，加入少量的氯化铝作为矿化剂，可以改变反应机理，使反应更加顺利。
矿化剂在固相反应中起着至关重要的作用。
它能够促进反应的进行，提高反应速率和产率，改变反应机理，从而使反应更加完全。
因此，在进行固相反应时，选择合适的矿化剂是非常重要的。