新版无机材料科学基础习题
无机材料科学基础套题
第一套一、判断题1、离子极化的结果，往往使配位数下降。
（）2、杨德尔方程可适用于粉状物料固相反应的全过程。
（）3、在固液界面的润湿中，增加固体表面的粗糙度一定有利于润湿。
（）4、一般来说，晶界是气孔通向烧结体外的主要扩散通道。
（）5、临界晶坯半径R k随△T的增大而减小，相变愈易进行。
（）6、晶界扩散>表面扩散>晶格扩散。
（）7、化合物的离子键性愈强愈容易形成玻璃。
（）8、扩散进行的方向一定是物质从高浓度处流向低浓度处。
（）9、固溶体是一种溶解了杂质原子的非晶态固体。
（）10、在烧结初期，任何扩散传质过程均可导致坯体的收缩。
（）11、n个等径球体作密堆积时，形成2n个四面体空隙，n个八面体空隙。
（）12、金斯特林格方程只适用于粉状料物固相反应初期。
（）13、固体和液体接触后，若润湿则体系的自由能降低。
（）14、一般来说，晶界是杂质的富集之地。
（）15、非均匀成核比均匀成核容易。
（）16、常用r GB/r SV（r GB：晶界能，r SV：表面能）来衡量烧结的难易，若r GB/r SV愈大愈容易烧结。
（）17、化合物的共价键性愈强愈容易形成玻璃。
（）18、扩散进行的方向是从高化学位流向低化学位。
（）19、固溶体可以从溶液、熔体中析晶时形成，但不能通过烧结过程中原子的扩散而形成。
（）20、二次再结晶对材料的性能有利。
（）二、选择题1、高岭石、蒙脱石、伊利石三种粘土矿物的阳离子交换容量顺序是（）。
A 高岭石>蒙脱石>伊利石B蒙脱石>伊利石>高岭石C伊利石>高岭石>蒙脱石D伊利石>蒙脱石>高岭石2、烧结过程中，只改变气孔形状而不引起坯体致密化的传质方式是（）。
A 流动传质B 蒸发—凝聚传质C 溶解—沉淀传质D 扩散传质3、粘土吸附下列阳离子，其§电位最大的是（）。
A、H+B、NH+C、Li+D、Na+4、在硅酸盐晶体结构中硅氧四面体只能以（）相连，否则不稳定。
无机材料科学基础试题(卷)(6~10章)
无机材料科学基础试卷一、名词解释液相独立析晶：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。
二次再结晶：少数巨大晶粒在细晶消耗时成核长大过程。
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。
本征扩散：是指空位来源于晶体结构中本征热缺陷而引起质点的迁移。
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。
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二级相变：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称为二级相变。
液相烧结：凡有液相参加的烧结过程称为液相烧结。
固相烧结：固态粉末在适当的温度、压力、气氛和时间条件下，通过物质与气孔之间的传质，变为坚硬、致密烧结体的过程。
均匀成核：晶核从均匀的单相熔体中产生的过程。
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。
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。
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。
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。
一致熔融化合物：是一种稳定的化合物。
它与正常的纯物质一样具有固定的熔点，熔化时，所产生的液相与化合物组成相同，故称一致熔融化合物。
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。
无机材料科学基础课后习题答案9
1．碳酸钙的加热分解：。
试用一般热力学方程求分解反应的及分解温度？答案：1123K提示：查表获得有关热力学数据，计算800-1400K间的，再作图，=0所对应的温度为即为分解温度。
解：由《硅酸盐热力学》查得下列数据H。
298=∑（△H。
生，298）产物-∑（△H。
生，298）反应物=-151.90×103-94.05×103+288.45×103=42.5×103卡/摩尔△G。
298=∑△G。
生，298）产物-∑△G。
生，298）反应物=-1.44.40×103-94.26×103+269.78×103=31.12×103卡/摩尔因为△a=11.67+10.55-24.98=-2.76△b=1.08×10-3+2.16×10-3-5.24×10-3=-2×10-3△c=-1.56×105-2.04×105+6.20×105=2.6×105△H.=△H.298-△a·298-1/2△b（298）2+△c（298）-=42500+2.76×298+1/2×2×10-3×（298）2+2.6×105×（298）-1=44283.76积分常数I=（△G..298-△H.）（298）-+△aln298+1/2△b·298+1/2△c（298）-2=-44.17-15.72-0.298+1.46=-58.73因为当△G。
〉0时，CaCO3不能自发分解，当△G。
〈0时，CaCO3自发分解，所以，△G。
=0的温度为CaCO3开始分解的温度由热力学方程△GT。
=△H。
-△aTlnT-1/2△bT2-1/2△CT-+IT令△G。
T=0 解得方程得T=1123K2．碳酸钙的加热分解：。
第3章习题及答案 无机材料科学基础
3-6说明下列符号的含义：V Na，V Na'，V Cl˙，（V Na'V Cl˙），Ca K˙，Ca Ca，Ca i˙˙解：钠原子空位；钠离子空位，带一个单位负电荷；氯离子空位，带一个单位正电荷；最邻近的Na+空位、Cl-空位形成的缔合中心；Ca2+占据K.位置，带一个单位正电荷；Ca原子位于Ca原子位置上；Ca2+处于晶格间隙位置。
3-7写出下列缺陷反应式：（l）NaCl溶入CaCl2中形成空位型固溶体；（2）CaCl2溶入NaCl中形成空位型固溶体；（3）NaCl形成肖特基缺陷；（4）Agl形成弗伦克尔缺陷（Ag+进入间隙）。
解：（1）NaCl Na Ca’+ Cl Cl + V Cl·（2）CaCl2CaNa· + 2Cl Cl + V Na’（3）O V Na’ + V Cl·（4）AgAg V Ag’ + Ag i·3-10 MgO晶体的肖特基缺陷生成能为84kJ/mol，计算该晶体1000K和1500K的缺陷浓度。
（答：6.4×10－3，3.5×10－2）解：n/N=exp（-E/2RT），R=8.314，T=1000k：n/N=6.4×10-3；T=1500k：n/N=3.5×10-2。
3-11非化学计量化合物Fe x O中，Fe3+／Fe2+＝0.1，求Fe x O中的空位浓度及x值。
（答：2.25×10－5；0.956）解：Fe2O32Fe Fe· + 3O O + V Fe’’y 2y yFe3+2y Fe2+1-3y O，X=1-y=1-0.0435=0.9565,Fe0.9565O[V Fe’’]===2.22×10-23-12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Fe1-x O及Zn1+x O的密度将发生怎么样的变化？增大还是减小？为什么？解：Zn（g）Zni·+ e’Zn（g）+ 1/2O2 = ZnOZni·+ e’+ 1/2O2ZnO[ZnO]=[e’]∴PO2 [Zni·]ρO2（g）OO + V Fe’’ + 2hk=[OO][ V Fe’’][h·]/PO21/2=4[OO][ V Fe’’]3/ PO21/2[ V Fe’’] ∝PO2-1/6，∴ PO2 [ V Fe’’]ρ3-26在MgO－Al2O3和PbTiO3－PbZrO3中哪一对形成有限固溶体，哪一对形成无限固溶体，为什么？解：MgO-AL2O3：，即r Mg、r Al半径相差大，MgO（NaCl型）、AL2O3（刚玉）结构类型差别大，形成有限固溶体；PbTiO3-PbZrO3形成无限固溶体，因为尽管Ti4+、Zr4+半径相差较大（15. 28）,但都是（ABO3）钙钛矿型结构，Ti4+、Zr4+都填充八面体空隙，该空隙体积较大，可填入的阳离子的半径r值可在一定范围内变化，而不至于使结构变化。
无机材料科学基础课后习题答案7
7-1 分析说明：焊接、烧结、粘附接合和玻璃-金属封接的作用原理？7-2 MgO—Al2O3—SiO2系统的低共熔物放在Si3N4 陶瓷片上，在低共熔温度下，液相的表面张力为900×10-3N/m，液体与固体的界面能为600×10-3N/m，测得接触角为70.52°，⑴求Si3N4的表面张力。
⑵把Si3N4在低共熔温度下进行热处理，测试其热腐蚀的槽角60°，求Si3N4的晶界能？解：⑴已知γLV=900×10-3N/m γSL=600×10-3N/m θ=70.52°γSV=γSL+γLV COSθ=600×10-3+900×10-3×COS70.25=900.13×10-3N/m⑵已知φ=60°γSS=2γSV COSФ/2 =2×900×10-3×COS60/2 =1.559N/m7-3 氧化铝瓷件中需要被银，已知1000℃时γ(Al2O3(S))=1.0×10-3N/m,γ(Ag=0.92×10-3N/m, γ(Ag (L) /Al2O3（S）)=1.77×10-3N/m,问液态银能否湿润(L))氧化铝瓷件表面？用什么方法改善它们之间的湿润性？解：由于γSV=γSL+γLV COSθ∴COSθ= -0.84 ∴θ= 147°﹥90°∴液态银不能湿润氧化铝瓷件表面，但可以通过降低γSL使其小于γSV，从而达到湿润的目的。
方法如下：加入一些金属降低γSL。
7-4 影响湿润的因素有那些？答：⑴固体表面粗糙度当真实接触角θ小于90°时，粗糙度越大，表面接触角越小，就越容易湿润；当θ大于90°，则粗糙度越大，越不利于湿润。
⑵吸附膜吸附膜的存在使接触角增大，起着阻碍作用。
7-5 说明吸附的本质？答：吸附是固体表面力场与吸附分子发出的力场相互作用的结果，它是发生在固体上的。
无机材料科学基础_中南大学中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年
无机材料科学基础_中南大学中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年1.在n个球构成的六方或面心立方最紧密堆积中，存在八面体空隙数为（）个。
答案:n2.有M1X、M2X、M3Y三种离子化合物，离子半径分别为：r X＝0.181nm，r Y＝0.13nm，r M1＝0.095nm，r M2＝0.169nm，r M3＝0.034nm，这三种化合物中阳离子配位数（CN）的大小顺序排列是（）。
答案:M2X＞M1X＞M3Y3.MgAl2O4尖晶石晶体中，O2-面心立方最紧密堆积，Al3+填充（）。
答案:八面体空隙的二分之一4.下面四种说法中哪个是正确（）。
答案:α-鳞石英结构中有对称面5.下列硅酸盐矿物中属于链状结构的是（）。
答案:顽火辉石Mg2[Si2O6]6.在Al2O3中掺加0.5mol％NiO和0.02mol％Cr2O3所制成的金黄色人造黄玉，经分析认为是形成了置换型固溶体，于是此人造黄玉的化学式可写成（）。
答案:Al1.9946Ni0.005Cr0.0004O2.99757.非化学计量化合物Cd1+xO，由于在化学组成上偏离化学计量而产生的晶格缺陷是（）。
答案:间隙正离子8.在简单碱金属硅酸盐熔体R2O-SiO2中，正离子R+的含量对熔体的黏度颇具影响。
当R2O含量较高，即O/S比值较大时，降低黏度的次序为：K+>Na+>Li+，这是因为（）。
答案:[SiO4]连接方式已接近岛状，四面体基本靠R-O键相连，R+半径越大，R-O 键力越弱9.从键型考虑，形成玻璃的理想键型为（）。
答案:极性共价键10.高分散度固体表面吸附气体后，可使固体表面能（）。
答案:降低11.为了获得稳定致密的硅砖制品，希望硅砖中有尽可能多的（）。
答案:鳞石英12.在离子型材料中，由热缺陷（肖特基缺陷和弗仑克尔缺陷）引起的扩散称为（）。
答案:本征扩散13.CaCO3-CaO-SiO2系统中所发生的CaCO3＋SiO2＝CaO∙SiO2＋CO2化学反应，在不同温度的自由焓变化（∆G T0）计算值如下，由此可得上述反应的开始温度是（）。
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____________________________。
无机材料科学基础习题与解答
4.1 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。
6-3 名词解释（并比较其异同）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[SiO 4]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。
5.1试述影响置换型固溶体的固溶度的条件。
解：1.离子尺寸因素 ：从晶体稳定性考虑，相互替代的离子尺寸愈相近，则固溶体愈稳定。