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陕西科技大学无机材料物理化学 试题.doc
陕西科技大学 试题纸 A卷
课程 无机材料物理化学 班级
学号 姓名
题号 一 二 三 四 五 六 七 八 九 十 总分 得分 阅卷人 一、填空题(每空1分,共20分)
1.晶体结构中的热缺陷有 弗伦克尔缺陷和肖特基缺陷二类。热缺陷浓度与温度的关系式为________________。
2. 试写出下列反应的缺陷方程:
3.三T图中三个T代表温度 、时间 和 转变。 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。
4.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。
5.在Na2O-SiO2熔体中,当Na2O/Al2O31时,加入Al2O3使熔体粘度 小 。
6.本征扩散的扩散系数D=_D0exp(-Q/RT),其扩散活化能由_空位形成能_和_质点迁移能__组成。
7. 玻璃分相的两种机理是_成核-长大_机理和__旋节分相__机理。前者分相时质点作___正___扩散,分相速率___慢____,分相后具有___孤立的液滴状___结构。
二.是非题(每题1分,共10分)(正确的打“√”,错误的打“×”)
1、Fick第二定律仅适用于稳态扩散过程。(×)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、浓度梯度是扩散的推动力,物质总是从高浓度处向低浓度处扩散。(×)4、一般来说,晶界是气孔通向烧结体外的主要扩散通道。(√)5、固溶体是一种溶解了杂质组份的非晶态固体。(×)6、液相析晶过程中过冷度的大小会影响材料的显微结构。(√)7、晶胚的临界半径rk随着ΔT的增大而减小,相变愈易进行。(√)8、一般来说二次再结晶对材料的性能有利。(×)
9、液-液相变的不稳分解过程不存在位垒。(√)
10、在烧结后期,提高温度总是可以促进气孔的排除。(×)
三.名词解释(每题2分,共10分)
1、非化学计量化合物:化合物原子数量的比例不符合定比定律,即非简单的固定比例关系。
2、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。
3、无规则网络学说:形成玻璃的物质与相应的晶体类似,形成相似的三维空间网络。网络由离子多面体(四面体或三角体)构筑起来的。
4、网络形成体和网络变性体(1) 反应物是半径为R0的等径球粒;
(2) 反应物A是扩散相,A成分包围B颗粒表面,且A、B和产物完全接触,反应自表面向中心进行;
(3) A在产物层浓度梯度呈线性,而且扩散截面一定。
杨德尔方程在反应初期具有很好的适应性,但杨氏模型中假设球形颗粒反应截面积始终不变,因而只适用反应初期转化率较低的情况。而金氏模型中考虑在反应进程中反应截面积随反应进程变化这一事实,因而金氏方程适用范围更广,可以适合反应初、中期。两个方程都只适用于稳定扩散的情况。
六.简要说明:(每题5分,共10分)
材料烧结时四种最基本的传质机理是什么?少量添加剂能促进烧结,其原因是什么?
答: 固相烧结的主要传质方式有蒸发-凝聚传质和扩散传质,液相烧结的主要传质方式有溶解-沉淀传质和流动传质。
1)外加剂与烧结主体形成固溶体使主晶格畸变,缺陷增加,有利结构基元移动而促进烧结。2)外加剂与烧结主体形成液相,促进烧结。3)外加剂与烧结主体形成化合物,促进烧结。4)外加剂阻止多晶转变,促进烧结。5)外加剂起扩大烧结范围的作用。
(2)、陶瓷材料中晶粒的大小与什么有关?工艺上如何控制晶粒尺寸?
答:陶瓷材料中晶粒的大小与物料的原始粒度、烧结温度和时间等因素有关;
控制晶粒尺寸方法:控制原始粒度均匀细小,控制烧结温度和时间,添加剂等。
七.右图是某二元系统相图,试画出T1、T2温度下的自由能-组成曲线。(10分,每图5分)
八.分析相图(20分):
1 划分付三角形。(如图,3分)2、标出界线的性质(共熔界线用单箭头,转熔界线用双箭头)(如图3分)3、指出化合物S的性质。S是低温稳定、高温分解的二元化合物(2分)
4、说明E、F、R点的性质,并列出相变式。E点是低共熔点,LE→B+C+S
F点是单转熔点,LF+A→C+S
R点是过渡点(双转熔点),LR+A+B→S(6分)
5、分析点1和点2的析晶路程(表明液、固相组成点的变化,并在液相变化的路径中注明各阶段的相变化和自由度数)。(6分)
试题答案及评分标准
第 1 页 共4 页
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