無機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)試卷六

　　一、名詞解釋(20分)

　　1、反螢石結(jié)構(gòu)、晶胞;

　　2、肖特基缺陷、弗倫克爾缺陷;

　　3、網(wǎng)絡(luò)形成體、網(wǎng)絡(luò)改變體;

　　4、觸變性、硼反常現(xiàn)象;

　　二、選擇題(8分)

　　1、粘土泥漿膠溶必須使介質(zhì)呈()

　　A、酸性

　　B、堿性

　　C、中性

　　2、硅酸鹽玻璃的結(jié)構(gòu)是以硅氧四面體為結(jié)構(gòu)單元形成的()的聚集體。

　　A、近程有序，遠(yuǎn)程無序

　　B、近程無序，遠(yuǎn)程無序

　　C、近程無序，遠(yuǎn)程有序

　　3、依據(jù)等徑球體的堆積原理得出，六方密堆積的堆積系數(shù)()體心立方堆積的堆積系數(shù)。

　　A、大于

　　B、小于

　　C、等于

　　D、不確定

　　4、某晶體AB，A―的電荷數(shù)為1，A―B鍵的S=1/6，則A+的配位數(shù)為()。

　　A、4

　　B、12

　　C、8

　　D、6

　　5、在單位晶胞的CaF2晶體中，其八面體空隙和四面體空隙的數(shù)量分別為()。

　　A、4，8

　　B、8，4

　　C、1，2

　　D、2，4

　　6、點(diǎn)群L6PC屬()晶族()晶系。

　　A、高級等軸

　　B、低級正交

　　C、中級六方

　　D、高級六方

　　7、下列性質(zhì)中()不是晶體的基本性質(zhì)。

　　A、自限性

　　B、最小內(nèi)能性

　　C、有限性

　　D、各向異性

　　8、晶體在三結(jié)晶軸上的截距分別為1/2a、1/3b、1/6c。該晶面的晶面指數(shù)為()。

　　A、(236)

　　B、(326)

　　C、(321)

　　D、(123)

　　9、非化學(xué)計(jì)量化合物Cd1+xO中存在()型晶格缺陷

　　A、陰離子空位

　　B、陽離子空位

　　C、陰離子填隙

　　D、陽離子填隙

　　10、可以根據(jù)3T曲線求出熔體的臨界冷卻速率。熔體的臨界冷卻速率越大，就()形成玻璃。

　　A、越難

　　B、越容易

　　C、很快

　　D、緩慢

　　11、晶體結(jié)構(gòu)中一切對稱要素的集合稱為()。

　　A、對稱型

　　B、點(diǎn)群

　　C、微觀對稱的要素的集合

　　D、空間群

　　12、在ABO3(鈣鈦礦)型結(jié)構(gòu)中，B離子占有()。

　　A、四面體空隙

　　B、八面體空隙

　　C、立方體空隙

　　D、三方柱空隙晶體

　　三、填空(17分)

　　1、在玻璃形成過程中，為避免析晶所必須的冷卻速率的確定采用()的方法。

　　2、a=b≠c

　　α=β=γ=900的晶體屬()晶系。

　　3、六方緊密堆積的原子密排面是晶體中的()面，立方緊密堆積的原子密排面是晶體中的()面。

　　4、Zn1+xO在還原氣氛中可形成()型半導(dǎo)體，缺陷濃度與氧分壓的1/6次方成()，如果減少周圍氧氣的分壓，Zn1+xO的密度將()。

　　5、b與位錯(cuò)線()的位錯(cuò)稱為刃位錯(cuò)，;b與位錯(cuò)線()的位錯(cuò)稱為螺位錯(cuò)，。

　　6、形成連續(xù)固溶體的條件是()、()和()。

　　7、在AB2O4型尖晶石結(jié)構(gòu)中，若以氧離子作立方緊密堆積排列，在正尖晶石結(jié)構(gòu)中，A離子占有()空隙，B離子占有()空隙。

　　8、晶體的熱缺陷有()和()兩類，熱缺陷濃度與溫度的關(guān)系式為()。

　　9、硅酸鹽晶體分類的依據(jù)是()。按此分類法可將硅酸鹽礦物分為()結(jié)構(gòu)、()結(jié)構(gòu)、()結(jié)構(gòu)、()結(jié)構(gòu)和()結(jié)構(gòu)。

　　10、陶瓷元件表面被銀，為提高瓷件與銀層間的潤濕性，瓷面表面應(yīng)()。

　　11、同價(jià)陽離子飽和的黏土膠粒的ξ電位隨陽離子半徑的增加而()。

　　12、Ca-黏土泥漿膠溶時(shí)，加入NaOH和Na2SiO3電解質(zhì)，()效果好?

　　四、問答題(45分)

　　1、為什么等軸晶系有原始、面心、體心格子，而沒有單面心格子?(6分)

　　2、用KCl和CaCl2分別稀釋同一種黏土泥漿，當(dāng)電解質(zhì)加入量相同時(shí)，試比較兩種泥漿下列性質(zhì)的差異。(10分)

　　(1)泥漿的流動(dòng)性

　　(2)泥漿的觸變性

　　(3)泥漿的可塑性

　　(4)坯體的致密度

　　(5)黏土的ζ電位

　　3、高嶺石和蒙脫石的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，并解釋為什么蒙脫石具有膨脹性和高的陽離子交換容量，而高嶺石則不具有膨脹性、陽離子交換容量也很低。(10分)

　　4、說明熔體中聚合物形成過程?從結(jié)構(gòu)上來說明在SiO2熔體中隨著Na2O加入量的不同，熔體粘度、形成玻璃能力如何變化，為什么?(9分)

　　5、出下列反應(yīng)的合理缺陷反應(yīng)式(10分)

　　a.NaCl溶入CaCl2中形成空位型固溶體

　　b.CaCl2溶人NaC1中形成空位型固溶體

　　五、計(jì)算題(10分)

　　在CaF2晶體中，肖特基缺陷的生成能為5.5ev，計(jì)算在1600℃時(shí)熱缺陷的濃度。如果CaF2晶體中，含有百萬分之一的YF3

　　雜質(zhì)，則在1600℃時(shí)CaF2晶體中是熱缺陷占優(yōu)勢還是雜質(zhì)缺陷占優(yōu)勢?(玻爾茲曼常數(shù)k=1.38×10-23、電子的電荷e=1.602×10-19)

　　無機(jī)材料科學(xué)基礎(chǔ)試卷六答案及評分標(biāo)準(zhǔn)

　　二、名詞解釋(20分)

　　1、晶胞、反螢石結(jié)構(gòu)：

　　反螢石結(jié)構(gòu)：這種結(jié)構(gòu)與螢石完全相同，只是陰、陽離子的個(gè)數(shù)及位置剛好與螢石中的相反，即金屬離子占有螢石結(jié)構(gòu)中F―的位置，而02―離子或其他負(fù)離子占Ca2+的位置，這種結(jié)構(gòu)稱為反螢石結(jié)構(gòu)。(2.5分)

　　晶胞：從晶體結(jié)構(gòu)中取出來的以反映晶體周期性和對稱性的最小重復(fù)單元。(2.5分)

　　2、肖特基缺陷、弗倫克爾缺陷;

　　肖特基缺陷：如果正常格點(diǎn)上的原子，熱起伏過程中獲得能量離開平衡位置遷移到晶體的表面，在晶體內(nèi)正常格點(diǎn)上留下空位，這即是肖特基缺陷。(2.5分)

　　弗倫克爾缺陷：在晶格熱振動(dòng)時(shí)，一些能量足夠大的原子離開平衡位置后，擠到晶格點(diǎn)的間隙中，形成間隙原子，而原來位置上形成空位，這種缺陷稱為弗倫克爾缺陷。(2.5分)

　　3、網(wǎng)絡(luò)形成體、網(wǎng)絡(luò)改變體;

　　網(wǎng)絡(luò)形成體：單鍵強(qiáng)度大于335KJ/mol的氧化物，可單獨(dú)形成玻璃。(2.5分)

　　網(wǎng)絡(luò)變性體：單鍵強(qiáng)度<250KJ/mol。這類氧化物不能形成玻璃，但能改變網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，從而使玻璃性質(zhì)改變。(2.5分)

　　4、觸變性、硼反常現(xiàn)象;

　　觸變性：是泥漿從稀釋流動(dòng)狀態(tài)到稠化的凝聚狀態(tài)之間存在的介于兩者之間的中間狀態(tài)。即泥漿靜止不動(dòng)時(shí)似凝固體，一經(jīng)擾動(dòng)或搖動(dòng)，凝固的泥漿又重新獲得流動(dòng)。如再靜止又重新凝固，可重復(fù)無數(shù)次。(2.5分)

　　硼反常現(xiàn)象：硼酸鹽玻璃與相同條件下的硅酸鹽玻璃相比，其性質(zhì)隨R2O或RO加入量的變化規(guī)律相反，這種現(xiàn)象稱硼反常現(xiàn)象。(2.5分)

　　二、選擇題(8分，3個(gè)空2分)

　　1、B;2、A;3、A;4、D;5、A;6、C、C;7、C;8、A;9、D;10、A;11、D;12、B

　　三、填空(17分，3個(gè)空2分)

　　1、繪制3T曲線

　　2、四方

　　1、(0001)、(111)

　　4、n、反比、增大

　　5、垂直、平行

　　6、│(rl-r2)/rl│CaCl2(2分)

　　(2)泥漿的觸變性

　　KClCaCl2(2分)

　　(5)黏土的ζ電位

　　KCl>CaCl2(2分)

　　3、(10分)答：高嶺石的陽離子交換容量較小，而蒙脫石的陽離子交換容量較大。因?yàn)楦邘X石是1:1型結(jié)構(gòu)，離子的取代很少，單網(wǎng)層與單網(wǎng)層之間以氫鍵相連，氫鍵強(qiáng)于范氏鍵，水化陽離子不易進(jìn)入層間，因此陽離子交換容量較小。(5分)而蒙脫石是為2:1型結(jié)構(gòu)，鋁氧八面體層中大約1/3的Al3+被Mg2+取代，為了平衡多余的負(fù)電價(jià)，在結(jié)構(gòu)單位層之間有其它陽離子進(jìn)入，而且以水化陽離子的形式進(jìn)人結(jié)構(gòu)。水化陽離子和硅氧四面體中O2-離子的作用力較弱，因而，這種水化陽離子在一定條件下容易被交換出來。C軸可膨脹以及陽離子交換容量大，是蒙脫石結(jié)構(gòu)上的特征。(5分)

　　4、(9分)答：熔體中聚合物形成分三個(gè)階段。初期：主要是石英顆粒的分化;中期：縮聚并伴隨變形;后期：在一定時(shí)間和一定溫度下，聚合和解聚達(dá)到平衡。(3分)

　　在SiO2熔體中隨著Na2O加入量的增加，分化的不斷進(jìn)行，熔體中高聚合度的聚合物的含量不斷減少，低聚合度的聚合物的含量不斷增加，導(dǎo)致熔體粘度降低、形成玻璃能力下降。(6分)

　　5、(10分)答：a.NaCl溶入CaCl2中形成空位型固溶體(5分)

　　b.CaCl2溶人NaC1中形成空位型固溶體(5分)

　　七、計(jì)算題(10分)

　　解：因?yàn)閚/N=exp(-?Gf/2kT)

　　?Gf=5.5×1.602×10-19=8.817×10-19J

　　T=1600+273=1873K

　　所以

　　n/N=exp(-8.817×10-19/2×1.38×10-23×1873)=

　　exp(-17.056)=3.9×10-8(5分)

　　在CaF2晶體中，含有百分之一的YF3雜質(zhì)，缺陷方程如下：

　　此時(shí)產(chǎn)生的缺陷為，=10-6大于熱缺陷濃度3.9×10-8，故在1873K時(shí)雜質(zhì)缺陷占優(yōu)勢或)

　　此時(shí)產(chǎn)生的缺陷為，=5.5×10-7大于熱缺陷濃度3.9×10-8，故在1873K時(shí)雜質(zhì)缺陷占優(yōu)勢(5分)

　　1螺位錯(cuò)：柏格斯矢量與位錯(cuò)線平行的位錯(cuò)。

　　2同質(zhì)多晶：同一化學(xué)組成在不同熱力學(xué)條件下形成結(jié)構(gòu)不同的晶體的現(xiàn)象。

　　3晶胞：指晶體結(jié)構(gòu)中的平行六面體單位，其形狀大小與對應(yīng)的空間格子中的單位平行六面體一致。

　　4肖特基缺陷：如果正常格點(diǎn)上的原子，熱起伏過程中獲得能量離開平衡位置，遷移到晶體的表面，在晶格內(nèi)正常格點(diǎn)上留下空位，即為肖特基缺陷。肖特基缺陷：如果正常格點(diǎn)上的原子，熱起伏過程中獲得能量離開平衡位置，遷移到晶體的表面，在晶格內(nèi)正常格點(diǎn)上留下空位，即為肖特基缺陷。

　　5聚合：由分化過程產(chǎn)生的低聚合物，相互作用，形成級次較高的聚合物，同時(shí)釋放出部分Na2O，這個(gè)過程稱為縮聚，也即聚合。

　　6非均勻成核：借助于表面、界面、微粒裂紋、器壁以及各種催化位置而形成晶核的過程。

　　7穩(wěn)定擴(kuò)散：擴(kuò)散質(zhì)點(diǎn)濃度分布不隨時(shí)間變化。

　　8玻璃分相：一個(gè)均勻的玻璃相在一定的溫度和組成范圍內(nèi)有可能分成兩個(gè)互不溶解或部分溶解的玻璃相(或液相)，并相互共存的現(xiàn)象稱為玻璃的分相(或稱液相不混溶現(xiàn)象)。

　　9不一致熔融化合物：是一種不穩(wěn)定的化合物。加熱這種化合物到某一溫度便發(fā)生分解，分解產(chǎn)物是一種液相和一種晶相，兩者組成與化合物組成皆不相同，故稱不一致熔融化合物。

　　10晶粒生長：無應(yīng)變的材料在熱處理時(shí)，平均晶粒尺寸在不改變其分布的情況下，連續(xù)增大的過程。

　　11非本征擴(kuò)散：受固溶引入的雜質(zhì)離子的電價(jià)和濃度等外界因素所控制的擴(kuò)散。或由不等價(jià)雜質(zhì)離子取代造成晶格空位，由此而引起的質(zhì)點(diǎn)遷移。(2.5)本征擴(kuò)散：空位來源于晶體結(jié)構(gòu)中本征熱缺陷，由此而引起的質(zhì)點(diǎn)遷移。

　　12穩(wěn)定擴(kuò)散：若擴(kuò)散物質(zhì)在擴(kuò)散層dx內(nèi)各處的濃度不隨時(shí)間而變化，即dc/dt=0。不穩(wěn)定擴(kuò)散：擴(kuò)散物質(zhì)在擴(kuò)散層dx內(nèi)的濃度隨時(shí)間而變化，即dc/dt≠0。這種擴(kuò)散稱為不穩(wěn)定擴(kuò)散。(2.5分)

　　(2.5分)

　　13可塑性：粘土與適當(dāng)比例的水混合均勻制成泥團(tuán)，該泥團(tuán)受到高于某一個(gè)數(shù)值剪應(yīng)力作用后，可以塑造成任何形狀，當(dāng)去除應(yīng)力泥團(tuán)能保持其形狀，這種性質(zhì)稱為可塑性。(2.5晶胞參數(shù)：表示晶胞的形狀和大小可用六個(gè)參數(shù)即三條邊棱的長度a、b、c和三條邊棱的夾角α、β、γ即為晶胞參數(shù)。

　　14一級相變：體系由一相變?yōu)榱硪幌鄷r(shí)，如兩相的化學(xué)勢相等但化學(xué)勢的一級偏微商(一級導(dǎo)數(shù))不相等的稱為一級相變。

　　15二次再結(jié)晶：是液相獨(dú)立析晶：是在轉(zhuǎn)熔過程中發(fā)生的，由于冷卻速度較快，被回收的晶相有可能會被新析出的固相包裹起來，使轉(zhuǎn)熔過程不能繼續(xù)進(jìn)行，從而使液相進(jìn)行另一個(gè)單獨(dú)的析晶過程，就是液相獨(dú)立析晶。(2.5)

　　16泰曼溫度：反應(yīng)物開始呈現(xiàn)顯著擴(kuò)散作用的溫度。(2.5)

　　17晶子假說：蘇聯(lián)學(xué)者列別捷夫提出晶子假說，他認(rèn)為玻璃是高分散晶體(晶子)的結(jié)合體，硅酸鹽玻璃的晶子的化學(xué)性質(zhì)取決于玻璃的化學(xué)組成，玻璃的結(jié)構(gòu)特征為微不均勻性和近程有序性。無規(guī)則網(wǎng)絡(luò)假說：凡是成為玻璃態(tài)的物質(zhì)和相應(yīng)的晶體結(jié)構(gòu)一樣，也是由一個(gè)三度空間網(wǎng)絡(luò)所構(gòu)成。這種網(wǎng)絡(luò)是由離子多面體(三角體或四面體)構(gòu)筑起來的。晶體結(jié)構(gòu)網(wǎng)是由多面體無數(shù)次有規(guī)律重復(fù)構(gòu)成，而玻璃中結(jié)構(gòu)多面體的重復(fù)沒有規(guī)律性。

　　18正尖晶石;二價(jià)陽離子分布在1/8四面體空隙中，三價(jià)陽離子分布在l/2八面體空隙的尖晶石。

　　19液相獨(dú)立析晶：是在轉(zhuǎn)熔過程中發(fā)生的，由于冷卻速度較快，被回收的晶相有可能會被新析出的固相包裹起來，使轉(zhuǎn)熔過程不能繼續(xù)進(jìn)行，從而使液相進(jìn)行另一個(gè)單獨(dú)的析晶過程，就是液相獨(dú)立析晶。

　　20觸變性：是泥漿從稀釋流動(dòng)狀態(tài)到稠化的凝聚狀態(tài)之間存在的介于兩者之間的中間狀態(tài)。即泥漿靜止不動(dòng)時(shí)似凝固體，一經(jīng)擾動(dòng)或搖動(dòng)，凝固的泥漿又重新獲得流動(dòng)。如再靜止又重新凝固，可重復(fù)無數(shù)次。

　　21固相燒結(jié)：固態(tài)粉末在適當(dāng)?shù)臏囟取毫Α夥蘸蜁r(shí)間條件下，通過物質(zhì)與氣孔之間的傳質(zhì)，變?yōu)閳?jiān)硬、致密燒結(jié)體的過程。

　　24點(diǎn)缺陷：三維方向上缺陷尺寸都處于原子大小的數(shù)量級上。(2.5分)

　　熱缺陷：晶體溫度高于絕對0K時(shí)，由于熱起伏使一部分能量較大的質(zhì)點(diǎn)(原子或離子)離開平衡位置所產(chǎn)生的空位和/或間隙質(zhì)點(diǎn)。(2.5分)

　　聚合：由分化過程產(chǎn)生的低聚合物，相互作用，形成級次較高的聚合物，同時(shí)釋放出部分Na2O，這個(gè)過程稱為縮聚，也即聚合。(2.5分)

　　25解聚：在熔融SiO2中，O/Si比為2：1，[SiO4]連接成架狀。若加入Na2O則使O/Si比例升高，隨加入量增加，O/Si比可由原來的2：1逐步升高到4：1，[SiO4]連接方式可從架狀變?yōu)閷訝睢睢㈡湢睢h(huán)狀直至最后斷裂而形成[SiO4]島狀，這種架狀[SiO4]斷裂稱為熔融石英的分化過程，也即解聚。(2.5分)

　　26聚沉值：凡能引起溶膠明顯聚沉(如溶膠變色渾濁)所需外加電解質(zhì)的最小濃度稱為聚沉值。(2.5分)

　　27硼反常現(xiàn)象：硼酸鹽玻璃與相同條件下的硅酸鹽玻璃相比，其性質(zhì)隨R2O或RO加入量的變化規(guī)律相反，這種現(xiàn)象稱硼反常現(xiàn)象。

　　28晶面指數(shù)：結(jié)晶學(xué)中經(jīng)常用(hkl)來表示一組平行晶面，稱為晶面指數(shù)。數(shù)字hkl是晶面在三個(gè)坐標(biāo)軸(晶軸)上截距的倒數(shù)的互質(zhì)整數(shù)比。

　　1、粘土泥漿膠溶必須使介質(zhì)呈()

　　A、酸性

　　B、堿性

　　C、中性

　　2、硅酸鹽玻璃的結(jié)構(gòu)是以硅氧四面體為結(jié)構(gòu)單元形成的()的聚集體。

　　A、近程有序，遠(yuǎn)程無序

　　B、近程無序，遠(yuǎn)程無序

　　C、近程無序，遠(yuǎn)程有序

　　3、依據(jù)等徑球體的堆積原理得出，六方密堆積的堆積系數(shù)()體心立方堆積的堆積系數(shù)。

　　A、大于

　　B、小于

　　C、等于

　　D、不確定

　　4、某晶體AB，A―的電荷數(shù)為1，A―B鍵的S=1/6，則A+的配位數(shù)為()。

　　A、4

　　B、12

　　C、8

　　D、6

　　5、在單位晶胞的CaF2晶體中，其八面體空隙和四面體空隙的數(shù)量分別為()。

　　A、4，8

　　B、8，4

　　C、1，2

　　D、2，4

　　6、點(diǎn)群L6PC屬()晶族()晶系。

　　A、高級等軸

　　B、低級正交

　　C、中級六方

　　D、高級六方

　　7、下列性質(zhì)中()不是晶體的基本性質(zhì)。

　　A、自限性

　　B、最小內(nèi)能性

　　C、有限性

　　D、各向異性

　　8、晶體在三結(jié)晶軸上的截距分別為1/2a、1/3b、1/6c。該晶面的晶面指數(shù)為()。

　　A、(236)

　　B、(326)

　　C、(321)

　　D、(123)

　　9、非化學(xué)計(jì)量化合物Cd1+xO中存在()型晶格缺陷

　　A、陰離子空位

　　B、陽離子空位

　　C、陰離子填隙

　　D、陽離子填隙

　　10、可以根據(jù)3T曲線求出熔體的臨界冷卻速率。熔體的臨界冷卻速率越大，就()形成玻璃。

　　A、越難

　　B、越容易

　　C、很快

　　D、緩慢

　　11、晶體結(jié)構(gòu)中一切對稱要素的集合稱為()。

　　A、對稱型

　　B、點(diǎn)群

　　C、微觀對稱的要素的集合

　　D、空間群

　　12、在ABO3(鈣鈦礦)型結(jié)構(gòu)中，B離子占有()。

　　A、四面體空隙

　　B、八面體空隙

　　C、立方體空隙

　　D、三方柱空隙晶體

　　三、填空(17分)

　　1、在玻璃形成過程中，為避免析晶所必須的冷卻速率的確定采用()的方法。

　　2、a=b≠c

　　α=β=γ=900的晶體屬()晶系。

　　3、六方緊密堆積的原子密排面是晶體中的()面，立方緊密堆積的原子密排面是晶體中的()面。

　　4、Zn1+x

　　O在還原氣氛中可形成()型半導(dǎo)體，缺陷濃度與氧分壓的1/6次方成()，如果減少周圍氧氣的分壓，Zn1+xO的密度將()。

　　5、b與位錯(cuò)線()的位錯(cuò)稱為刃位錯(cuò)，;b與位錯(cuò)線()的位錯(cuò)稱為螺位錯(cuò)，。

　　6、形成連續(xù)固溶體的條件是()、()和()。

　　7、在AB2O4型尖晶石結(jié)構(gòu)中，若以氧離子作立方緊密堆積排列，在正尖晶石結(jié)構(gòu)中，A離子占有()空隙，B離子占有()空隙。

　　8、晶體的熱缺陷有()和()兩類，熱缺陷濃度與溫度的關(guān)系式為()。

　　9、硅酸鹽晶體分類的依據(jù)是()。按此分類法可將硅酸鹽礦物分為()結(jié)構(gòu)、()結(jié)構(gòu)、()結(jié)構(gòu)、()結(jié)構(gòu)和()結(jié)構(gòu)。

　　10、陶瓷元件表面被銀，為提高瓷件與銀層間的潤濕性，瓷面表面應(yīng)()。

　　11、同價(jià)陽離子飽和的黏土膠粒的ξ電位隨陽離子半徑的增加而()。

　　12、Ca-黏土泥漿膠溶時(shí)，加入NaOH和Na2SiO3電解質(zhì)，()效果好?

　　1、B;2、A;3、A;4、D;5、A;6、C、C;7、C;8、A;9、D;10、A;11、D;12、B

　　三、填空(17分，3個(gè)空2分)

　　1、繪制3T曲線

　　2、四方

　　3(0001)、(111)

　　4、n、反比、增大

　　5、5、垂直、平行

　　6、│(rl-r2)/rl│CaCl2(1分)

　　(2)泥漿的觸變性

　　KClCaCl2(1分)

　　(5)黏土的ζ電位

　　KCll>N

　　CaCl2(1分)

　　(6)泥漿的穩(wěn)定性

　　KCl>CaCl2

　　(1分

　　3在擴(kuò)散傳質(zhì)的燒結(jié)過程中，使坯體致密的推動(dòng)力是什么?哪些方法可促進(jìn)燒結(jié)?說明原因。(8分)

　　答：在擴(kuò)散傳質(zhì)的燒結(jié)過程中，系統(tǒng)內(nèi)不同部位(頸部、顆粒接觸點(diǎn)、顆粒內(nèi)部)空位濃度不同，導(dǎo)致原子或質(zhì)點(diǎn)由顆粒接觸點(diǎn)向頸部遷移，填充到氣孔中。因此使坯體致密化的推動(dòng)力是空位濃度差。(4分)

　　對于擴(kuò)散傳質(zhì)：(1)控制原料的起始粒度非常重要，顆粒細(xì)小的原料可促進(jìn)燒結(jié)，因?yàn)轭i部增長速率x/r與原料起始粒度r的3/5次方成反比;(2)溫度對燒結(jié)過程有決定性作用，擴(kuò)散系數(shù)與溫度呈指數(shù)關(guān)系，因此提高溫度可加速燒結(jié)。

　　4試解釋說明為什么在硅酸鹽結(jié)硅酸鹽晶體結(jié)構(gòu)分類依據(jù)是什么?可分為哪幾類，每類的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是什么?(9分)

　　答：硅酸鹽晶體結(jié)構(gòu)分類依據(jù)是：結(jié)構(gòu)中硅氧四面體的連接方式。(1.5分)

　　可分為島狀：硅氧四面體孤立存在;(1.5分)組群狀：硅氧四面體以兩個(gè)、三個(gè)、四個(gè)或六個(gè)，通過共用氧相連成硅氧四面體群體，群體之間由其它陽離子連接;(1.5分)鏈狀：硅氧四面體通過共用氧相連，在一維方向延伸成鏈狀，鏈與鏈之間由其它陽離子連接;(1.5分)層狀：硅氧四面體通過三個(gè)共用氧在兩維平面內(nèi)延伸成硅氧四面體層;(1.5分)架狀：每個(gè)硅氧四面體的四個(gè)頂角都與相鄰的硅氧四面體共頂，形成三維空間結(jié)構(gòu)。(1.5分)

　　5、構(gòu)中Al3+經(jīng)常取代[SiO4]中Si4+，但Si4+一般不會置換[AlO6]中的Al3+?((配位數(shù)為6時(shí)，S14+、A13+和O2-的離子半徑分別為0.40?、0.53?和1.40?;配位數(shù)為4時(shí)，一離子半徑依次為0.26?、0.40?和1.38?))。(7分)

　　答：CN=4,rAl3+/ro2-=0.4/1.38=0.29,Al3+四配位穩(wěn)定，故在硅酸鹽結(jié)構(gòu)中Al3+經(jīng)常取代[SiO4]中Si4+形成[AlO4];(3.5分)CN=6，rSi4+/ro2-=0.4/1.38=0.29,Si4+四配位穩(wěn)定，六配位不穩(wěn)定，故在硅酸鹽結(jié)構(gòu)中Si4+一般不會置換[AlO6]中的Al3+，形成[SiO6]。

　　6、說明影響擴(kuò)散的因素?

　　答：(1)化學(xué)鍵：共價(jià)鍵方向性限制不利間隙擴(kuò)散，空位擴(kuò)散為主。金屬鍵離子鍵以空位擴(kuò)散為主，間隙離子較小時(shí)以間隙擴(kuò)散為主。(2分)

　　(2)缺陷：缺陷部位會成為質(zhì)點(diǎn)擴(kuò)散的快速通道，有利擴(kuò)散。(2分)

　　(3)溫度：D=D0exp(-Q/RT)Q不變，溫度升高擴(kuò)散系數(shù)增大有利擴(kuò)散。Q越大溫度變化對擴(kuò)散系數(shù)越敏感。(2分)

　　(4)雜質(zhì)：雜質(zhì)與介質(zhì)形成化合物降低擴(kuò)散速度;雜質(zhì)與空位締合有利擴(kuò)散;雜質(zhì)含量大本征擴(kuò)散和非本征擴(kuò)散的溫度轉(zhuǎn)折點(diǎn)升高。(2分)

　　(5)擴(kuò)散物質(zhì)的性質(zhì)和擴(kuò)散介質(zhì)的結(jié)構(gòu)：擴(kuò)散質(zhì)點(diǎn)和介質(zhì)的性質(zhì)差異大利于擴(kuò)散。(2分)

　　7、試比較楊德爾方程和金斯特林格方程的優(yōu)缺點(diǎn)及其適用條件。(8分)

　　答：楊德爾方程在反應(yīng)初期具有很好的適應(yīng)性，但楊氏模型中假設(shè)球形顆粒反應(yīng)截面積始終不變，因而只適用反應(yīng)初期轉(zhuǎn)化率較低的情況。(4分)而金氏模型中考慮在反應(yīng)進(jìn)程中反應(yīng)截面積隨反應(yīng)進(jìn)程變化這一事實(shí)，因而金氏方程適用范圍更廣，可以適合反應(yīng)初、中期。兩個(gè)方程都只適用于穩(wěn)定擴(kuò)散的情況。(4分)

　　8相變過程的推動(dòng)力是什么?(8分)

　　答：總的推動(dòng)力：相變過程前后自由能的差值

　　1、相變過程的溫度條件

　　在等溫等壓下，ΔG=ΔH-TΔS

　　在平衡條件下，ΔG=0，則ΔS=ΔH/T0式中：T0――相變的平衡溫度;ΔH――相變熱。

　　在任意一溫度了的不平衡條件下，則有ΔG=ΔH-TΔS≠0

　　若ΔH與ΔS不隨溫度而變化，ΔG=ΔH-TΔH/T0=ΔH(T0-T)/T0=ΔHΔT/T0

　　相變過程放熱ΔHO，TO，要使ΔGT0,過熱。

　　因此相平衡理論溫度與系統(tǒng)實(shí)際溫度之差即為該相變過程的推動(dòng)力。(2分)

　　2.相變過程的壓力和濃度條件

　　(1)氣相，恒溫下ΔG=RTlnP0/P

　　欲使ΔGP0

　　即汽相過飽和。(2分)

　　(2)溶液

　　ΔG=RTlnC0/C

　　欲使ΔG

　　C0即液相過飽和。(2分)

　　綜上所述，相變過程的推動(dòng)力應(yīng)為過冷度、過飽和濃度、過飽和蒸汽壓。即相變時(shí)系統(tǒng)溫度、濃度和壓力與相平衡時(shí)溫度、濃度和壓力之差值。(2分)

　　9影響固相反應(yīng)的因素有那些?

　　答：影響固相反應(yīng)的因素有反應(yīng)物化學(xué)組成與結(jié)構(gòu)的影響;顆粒度和分布影響;反應(yīng)溫度、壓力、氣氛影響;礦化劑的影響。(6分.

　　10燒結(jié)的主要傳質(zhì)方式有那些?分析產(chǎn)生的原因是什么?(8分)

　　答：燒結(jié)初期，晶界上氣孔數(shù)目很多，此時(shí)氣孔阻止晶界移動(dòng)，Vb=0。(1分)燒結(jié)中、后期，溫度控制適當(dāng)，氣孔逐漸減少。可以出現(xiàn)Vb=Vp，此時(shí)晶界帶動(dòng)氣孔以正常速度移動(dòng)，使氣孔保持在晶界上，氣孔可以利用晶界作為空位傳遞的快速通道而迅速匯集或消失。(2分)繼續(xù)升溫導(dǎo)致Vb》Vp，晶界越過氣孔而向曲率中心移動(dòng)，氣孔包入晶體內(nèi)部，只能通過體積擴(kuò)散排除，這是十分困難的。(2分)

　　從實(shí)現(xiàn)致密化目的考慮，晶界應(yīng)帶動(dòng)氣孔以正常速度移動(dòng)，使氣孔保持在晶界上，氣孔可以利用晶界作為空位傳遞的快速通道而迅速匯集或消失。(1分)

　　控制方法：控制溫度，加入外加劑等。(2分)

　　11、試寫出少量MgO摻雜到A12O3中和少量YF3摻雜到CaF2中的缺陷反應(yīng)方程與對應(yīng)的固溶式。(7分)

　　解：少量MgO摻雜到A12O3中缺陷反應(yīng)方程及固溶式為：，(3.5分)

　　少量YF3摻雜到CaF2中缺陷反應(yīng)方程及固溶式如下：，

　　12、在擴(kuò)散傳質(zhì)的燒結(jié)過程中，使坯體致密的推動(dòng)力是什么?哪些方法可促進(jìn)燒結(jié)?說明原因。(8分)

　　答：在擴(kuò)散傳質(zhì)的燒結(jié)過程中，系統(tǒng)內(nèi)不同部位(頸部、顆粒接觸點(diǎn)、顆粒內(nèi)部)空位濃度不同，導(dǎo)致原子或質(zhì)點(diǎn)由顆粒接觸點(diǎn)向頸部遷移，填充到氣孔中。因此使坯體致密化的推動(dòng)力是空位濃度差。(4分)

　　對于擴(kuò)散傳質(zhì)：(1)控制原料的起始粒度非常重要，顆粒細(xì)小的原料可促進(jìn)燒結(jié)，因?yàn)轭i部增長速率x/r與原料起始粒度r的3/5次方成反比;(2)溫度對燒結(jié)過程有決定性作用，擴(kuò)散系數(shù)與溫度呈指數(shù)關(guān)系，因此提高溫度可加速燒結(jié)。

　　13二次再結(jié)晶與晶粒生長有何異同?生產(chǎn)中避免二次再結(jié)晶的方法有哪些?(7分)

　　答：相同點(diǎn):(1)兩者推動(dòng)力均為界面兩側(cè)質(zhì)點(diǎn)的吉布斯自由能之差;(2)進(jìn)行方式都是通過界面遷移。(2分)

　　不同點(diǎn)：(1)前者是個(gè)別晶粒異常生長，后者是晶粒尺寸均勻生長;(2)前者氣孔被包裹到晶粒內(nèi)部，后者氣孔維持在晶界交匯處。(2分)

　　生產(chǎn)中避免二次再結(jié)晶的方法有：(1)合理選擇原料的細(xì)度，提高粉料粒度的均勻性;(2)控制溫度;(3)引入添加劑。(3分)

　　14在硅酸鹽晶體結(jié)構(gòu)中，

　　[SiO4]四面體或孤立存在，或共頂連接，而不共棱，更不共面，解釋之。(6分)

　　答：在硅酸鹽晶體結(jié)構(gòu)中，

　　[SiO4]四面體中的Si4+是高電價(jià)低配位的陽離子，以共棱、共面方式存在時(shí)，兩個(gè)中心陽離子(Si4+)間距離較近、排斥力較大，所以不穩(wěn)定，而孤立存在，或共頂連接。

　　1、CeO2為螢石結(jié)構(gòu)，其中加入0.15molCaO形成固溶體,實(shí)驗(yàn)測得固溶體晶胞參數(shù)a0=0.542nm,測得固溶體密度ρ=6.54g/cm3,試計(jì)算說明固溶體的類型?(其中Ce=140.12,Ca=40.08,O=16)

　　(1)(4分)

　　(2)(4分)

　　(1)式固溶式為：(1.5分)(1.5分)

　　(2)式固溶式為：(1.5分)(1.5分)

　　實(shí)測D=6.54g/cm3，接近D01，說明方程(1)合理，(1分)

　　固溶體化學(xué)式：Ce0.85Ca0.15O1.85為氧空位型固溶體

　　2、右圖為生成一個(gè)三元化合物的三元相圖，

　　1.判斷三元化合物N的性質(zhì)，說明理由?

　　不一致熔融三元化合物，因其組成點(diǎn)不在其初晶區(qū)內(nèi)。(1分)

　　2.標(biāo)出邊界曲線的溫降方向(轉(zhuǎn)熔界限用雙箭頭);

　　見圖(3分)

　　3.指出無變量點(diǎn)的性質(zhì)(L、K、M);(3分)

　　M：低共溶點(diǎn)

　　L：低共溶點(diǎn)

　　K：單轉(zhuǎn)熔點(diǎn)

　　4.析點(diǎn)1，2的結(jié)晶路程;(6分)

　　(2分)(1分)(2分)(1分)

　　5.計(jì)算2點(diǎn)液相剛到結(jié)晶結(jié)束點(diǎn)和結(jié)晶結(jié)束后各相的含量。

　　2點(diǎn)液相剛到結(jié)晶結(jié)束點(diǎn)時(shí)存在B、N、液相L

　　L%=fM2/FL

　　N%=(L2/Lf)(Bf/NB)

　　B%=(L2/Lf)(Nf/NB)(3分)

　　結(jié)晶結(jié)束后存在N、B、C，各相的含量過2點(diǎn)作平行線或用雙線法求得，

　　N%=hc

　　C%=gn

　　B%=gh

　　3相圖分析(20分)右圖為生成一個(gè)三元化合物的三元相圖，

　　(1)判斷三元化合物D的性質(zhì)，說明理由?不一致熔融三元化合物，因其組成點(diǎn)不在其初晶區(qū)內(nèi)。(2分)

　　(2)標(biāo)出邊界曲線的溫降方向(轉(zhuǎn)熔界限用雙箭頭);

　　見圖(3分)

　　(3)指出無變量點(diǎn)的性質(zhì)(E、F、G);(3分)

　　E：單轉(zhuǎn)熔點(diǎn)

　　F：低共溶點(diǎn)

　　G：單轉(zhuǎn)熔點(diǎn)

　　(4)分析點(diǎn)M1，M2的結(jié)晶路程;(6分)

　　(5)計(jì)算M2點(diǎn)液相剛到結(jié)晶結(jié)束點(diǎn)和結(jié)晶結(jié)束后各相的含量。

　　M2點(diǎn)液相剛到結(jié)晶結(jié)束點(diǎn)時(shí)存在C、D、液相L

　　L%=fM2/Ff

　　C%=(FM2/Ff)(Df/DC)

　　D%=(FM2/Ff)(Cf/DC)(3分)

　　結(jié)晶結(jié)束后存在A、D、C，各相的含量過M2點(diǎn)作平行線或用雙線法求得，

　　C%=Ag

　　A%=Ch

　　D%=gh(3分)

篇2:材料科學(xué)崗位職責(zé)

電路板材料科學(xué)家Scientist,Electro-Laminate亨斯邁化工貿(mào)易(上海)有限公司亨斯邁化工貿(mào)易(上海)有限公司,亨斯邁職責(zé)描述:

Makesignificantcontributionsinthedevelopmentoftechnologyplatformsornewconceptsinchemicalbuildingblocksforelectro-laminateformulationandapplication

Organizeprojectwork,setschedulesandpriorities

Todevelopormodifyproductstofitnewapplicationandperformancerequirement.

Todrivepositivefieldtrialresultandeffectiveexternalcommunication.

Identifyandevaluateneworalternativematerialsforrelatedproducts

Co-ordinatestudiesinowndepartmentforspecificexperimentstoaddressprojectsgoalsandenlargeknow-how

任職要求:

Minimum8yearsinatechnical/researchlaboratoryand/orproductdevelopmentenvironmentfocusingonpolymersynthesisofepoxy,siliconehybridor/andpolyimidechemistryforelectronicsindustries.

TechnologyCompetencies:

Demonstrateanintermediatetoadvancedlevelofpracticeinpolymersynthesisforachievingspecificproductfunctionalities

Demonstrateanintermediatetoadvancedlevelofpracticeinselectingspecificmonomersandcatalystforsyntheticreaction

Demonstrateanintermediatetoadvancedlevelofpracticeinthecontrolledkineticreactionofthermosettingmaterials

Demonstrateanintermediatetoadvancedlevelofpracticeincuringandcrosslinkingtechnologiesespeciallythermalanioniccurechemistryandthermalfreeradicalpolymerization(Tempcure:HT,MT,RT,LT,radiationcure:UV,IR.)

Demonstrateanintermediatelevelofpracticeintheanalyticalcharacterization

Demonstrateanintermediatetoadvancedlevelofpracticeinstructure-property-performancerelationshipsandstructurepropertymapping

Demonstrateabasictointermediatelevelofpracticeofrheologyandchemo-rheologyanditsuseinthermosetmaterialsprocessing

Demonstrateanintermediatelevelofpracticeinchemicalhazardclassificationandtoxicology

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篇3:豐富感性實(shí)驗(yàn)材料提高學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)興趣

豐富感性實(shí)驗(yàn)材料，提高學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)的興趣

“興趣是最好的老師。”小學(xué)生好奇心很強(qiáng)，即使是高年級的孩子，他們也不喜歡枯燥的講解，都希望課堂上能有盡可能多的時(shí)間親自動(dòng)手實(shí)驗(yàn)。要想提高學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)的興趣，就要在教學(xué)中讓學(xué)生行動(dòng)起來，要讓孩子們自己去活動(dòng)、去操作，讓孩子們親歷探究活動(dòng)或者讓他們自己親自動(dòng)手實(shí)驗(yàn)。在親身實(shí)踐中感知，會讓孩子們記憶深刻。例如，在教學(xué)“區(qū)分純凈水、白醋、白酒”這個(gè)實(shí)驗(yàn)時(shí)，讓學(xué)生用看一看、聞一聞、嘗一嘗的方法，學(xué)生興趣盎然，學(xué)習(xí)積極性也被調(diào)動(dòng)起來。

在培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的同時(shí)，也要注重培養(yǎng)他們能夠在活動(dòng)過程中通過自己的觀察、思考、發(fā)現(xiàn)，得出結(jié)論。很多學(xué)生認(rèn)為科學(xué)比較難學(xué)，對于一些抽象的概念、復(fù)雜的推理判斷，他們總是記不牢，而且難以理解。這時(shí)教師就可以在課堂中利用趣味實(shí)驗(yàn)，吸引學(xué)生的注意，調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，同時(shí)也可以幫助學(xué)生更好地理解強(qiáng)化科學(xué)知識，達(dá)到提高興趣、認(rèn)識自然現(xiàn)象的目的。例如在教學(xué)《太陽系》一課時(shí)，為了讓學(xué)生更了解太陽系的家族成員和它們的大小，如果只是用簡單的文字說明，學(xué)生可能不感興趣，也比較難理解，于是，我借助多媒體技術(shù)設(shè)計(jì)了一個(gè)動(dòng)畫的模擬太陽系家族，這樣，學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣一下子就提高了，而且各大行星的大小，與太陽的距離等都一目了然。

充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的探究積極性，培養(yǎng)和提高學(xué)生的探究興趣是科學(xué)教學(xué)的一個(gè)重要任務(wù)。而注意是學(xué)生獲得知識的前提，只有把注意力集中到學(xué)習(xí)的對象上去，才能產(chǎn)生求知的欲望，這種強(qiáng)烈的求知欲正是學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)和學(xué)習(xí)興趣。而計(jì)算機(jī)多媒體技術(shù)，集語言、文字、聲音、圖形、動(dòng)畫和視頻圖像于一體，創(chuàng)設(shè)悅耳、悅目、悅心的情境，直觀形象地感性材料，其生動(dòng)性、趣味性深深吸引學(xué)生的注意，調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)，從而提高教學(xué)效率。傳統(tǒng)教學(xué)方式主要靠粉筆、黑板、掛圖或模型，學(xué)生興趣小，而網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中的科學(xué)課堂生動(dòng)、形象、直觀，學(xué)生興趣濃厚。例如教學(xué)《鯽魚與青蛙》一課，在學(xué)生掌握了兩棲類和魚類的區(qū)別以后，訓(xùn)練學(xué)生能否在眾多的動(dòng)物中判斷哪些是兩棲類，哪些是魚類。這時(shí)可以在電腦上出示“把它們送回家”的題目，讓學(xué)生以游戲的形式“拖拽”兩棲類和魚類到相應(yīng)的欄里，同時(shí)，對學(xué)生容易分錯(cuò)的動(dòng)物大鯢（娃娃魚），配上了生動(dòng)的文字、圖片加以介紹，這樣，既引發(fā)了學(xué)生的興趣，又強(qiáng)化了科學(xué)知識，一舉兩得，何樂而不為呢。

太陽系,小學(xué)生,多媒體,純凈水,好奇心