材料科学基础期末复习材料科学基础复习1、 正尖晶?， 反尖晶?； 萤?结构， 反萤?结构； 位移型转变， 重建型转变； ???体， 三??体
； 同质多晶， 异质同晶。 正尖晶?答： 在尖晶?AB2O4型结构中， 如果A离?占据四?体空隙， B离?占据??体空隙， 则称为
正尖晶? 。 (A)[B2]O4 反尖晶?型结构答： 如果半数的B离?占据四?体空隙， A离?和另外半数的B离?占据??体空隙，
则称为反尖晶? 。 (B)[AB]O4 萤?结构:答： Ca2+作??紧密堆积,F-充填于全部的四?体空隙,??体空隙全部空着，
因此在?个F-之间存在有较?的空洞， 为阴离?F-的扩散提供条件反萤?结构：答： 晶体结构与萤?完全相同， 只是阴、 阳离?的位置
完全互换。如： Li2O、 Na2O、 K2O 等。 其中Li+、 Na+、 K+离?占有 结构中F-离?的位置， ?O2-或其它
离?占有Ca2+离?的位置。 叫做反同形体。位移型转变：答： 同?系列 （即纵向） 之间的转变不涉及晶体结构中键的破裂和重建， 仅
是键长和键?的调整， 转变迅速且可逆 重建型转变：答： 不同系列 （即横向） 之间的转变， 如α-?英和α-磷?英， α-磷?英和
α-??英之间的转变都涉及键的破裂和重建， 转变速度缓慢???体：答： ??体以共棱?式相连， 但??体中的O2-离?只被两个其它
阳离?所共?， 这种??体称为???体。 三??体：答： ??体仍共棱?式相连， 但??体中的O2-离?被其它三个阳离所共?， 称
为三??体。 同质多晶： 答： 化学组成相同的物质， 在不同的热?学条件下形成不同的晶体的现象。异质同晶：答： 化学组成相似或相近
， 在相同的热?学条件下， 形成的晶体具有相同的结构， 这种现象称为类质同晶现象。 2、 架状结构， 层状结构， 岛状结构。岛状结
构:硅酸盐晶体结构中的硅氧四?体以孤?状态存在,它们之间通过其它正离?的配位多?体连结。层状结构:硅氧四?体通过三个共同氧连接，
在?维平?内延伸成?个硅氧四?体层。架状结构： 架状结构硅酸盐晶体其结构特征是每个硅氧四?体的四个?顶都与相邻的硅氧四?体共顶3、
解释在AX型晶体结构中， NaCl型结构最多？答： 在AX型晶体结构中， ?般阴离?X的半径较?， ?阳离?A的半径较?， 所以
阴离?做紧密堆积， 阳离?填充在其空隙 中。 ?多数AX型化合物的r+/r-?在0.414-0.732之间，应填充在??体空隙中。
即具有NaCl型结构； 并且NaCl型晶体结构的对称性较?， 那么有些在0.732-1.00之间的晶体， 其晶 格能相差很?，
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。4、 ?NaCl结构理论解释?泥熟料中死烧
MgO和CaO结构的不同？答： NaCl结构是?种????格?， 其中阴离?按最紧密?式堆积， 阳离?充填于全部的??体的空隙中，
阴阳离?的配位 数都为6。?泥熟料中死烧MgO和CaO结构与NaCl结构， 结构?常稳定?化速度缓慢， 会影响?泥的安定性。 但
由于Ca2+半 径?Mg2+半径?得多， 因?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?化速度?游离MgO要快些， 游离CaO加热即可?化， ?游离MgO经压蒸才能?化。5、TiO2的性质及应?1.在光学性质上
具有很?的折射率。 为集成光学棱镜材料。2.在电学性质上具有?的介电系数。 因此， 成为制备光学玻璃的原料， 也是?线电陶瓷中需要
得晶相。 3.TiO2的纳?和介孔材料有催化、 净化效果， ?于光催化下的净化功能 6、 为什么对称轴不存在5次和?于6次以上的轴
？1.因为5次和?于6次对称轴的存在都违反晶体的格?构造规律， 它们所构成的???孔均不能?间隙地排满整个平?， 结果在??上就出
现空隙， 这在晶体格?构造中是不可能存在的2.另外， 从基转? α来看， 只有等于360o、 180o、120o、 90o、 60
o、 0o,才能整除360o， 即n=360/α为整数。 3.正五边形上两平??列ad和bc得结点间距不等， 违反空间格?规律，
所以5次对称轴在晶体上是不存在的。7、 ?岛状结构理论解释?泥熟料中γ －C2S和β －C2S结构的不同？镁橄榄?中如果Mg2+离
?位置全部换成Ca2+离?， 就是?泥熟料中的γ -C2S的结构,其中Ca2+的配位数为6.结构稳定， 活性 低在?泥中?乎是惰性
的。 但如其中的Ca2+的配位数为8和6两种配位时， 是β-C2S， 则属单斜晶系， 随亦为岛式结构， 由于 其配位不规则， 化学
性质活泼， 能与?发??化反应。8、 分析说明?岭?， 蒙脱?结构特点及其结构差异， 并说明性质和结构的相关性。答： ?岭?： 1
:1层状结构， 有解理性， 层间为氢键。 因此可交换的阳离?容量? 。?分?不易进?单?层之间， 晶体不会因 为?含量增加膨胀，
固具有很好的可塑性。蒙脱?： 2:1层状结构， 有解理性， 层间为范?键， 易吸?， 有膨润性。 具有很?的阳离?交换能? 。对N
a、 Ca、 Mg、Al、 H等正离?均有强的交换性。9、 ?晶体结构理论解释?灰?中?解?的结构答： ?灰?中?解?的结构可看成
是变了形的NaCl结构形式， 只要将NaCl的三次轴竖?并加压， 使棱的夹?由90°变? 101°55′， 然后以Ca2+代替Na
+， CO2-3代替Cl- 。在CO2-3中的C4+在中?， 三个O2- 围绕C在?平?上成?等边三?形。 Ca2+的配位数为6。
10、 ?机化合物晶体结构的表??法有?种？ 1.晶胞结构图:有?体图和投影图两种。可?于结构简单的直观图形。 对于复杂晶体结构，
?不同坐标?的投影图。 2.坐标系： 给出单位晶胞中各个质点的空间坐标， 就能清楚地了解晶体的结构。只适应简单结构。 3.球体紧
密堆积和填充空隙情况： 这是对?属晶体和离?晶体结构描述的最好描述。4.配位多?体及其连接?式： 对结构复杂的晶体， 如硅酸盐类，
?此法。5.晶胞分?数(Z)： 指单位晶胞中所含晶体"分?"个数11、 表征硅酸盐晶体的化学式?法有?种， 分别是什么？ 并进?
?较。答： 表征硅酸盐晶体的化学式?法有两种。?种是所谓的氧化物法， 即把构成硅酸盐晶体的所有氧化物按?定的?例和顺序全部写出来，
先是+1价碱?属氧化物， 其次 是+2价， +3价的?属氧化物， 最后是SiO2。例如， 钾长?的化学式写成K2O·Al2O3·
6SiO2； ?岭?： Al2O3.2SiO2·2H2O另?种是?机络盐表?法， 是把是构成硅酸盐晶体的所有离?按照?定?例和顺序
全部写出来， 再把相关的络阴离??中括号 [ ]括起来即可， 先是+1价、 +2价的?属离?， 其次是Al3+和Si4+离?， 最
后是O2-或OH-离? 。如钾长?为K[AlSi3O8]， ?岭 ?： Al2[Si2O5](OH)4?较： 氧化物表?法的优点在
于? ?了然地反映出晶体的化学组成， 可以按此组成配料来进?晶体的实验室合成。 ?机络盐表 ?法则可以?较直观地反映出晶体所属的结
构类型， 进?可对晶体结构及性质作出?定程度的预测， 两种表??法之间可以相 互转换12.什么是弗伦克尔缺陷？ 其特征如何？答：
由于晶格上原?的热振动， ?部分能量较?的原?离开正常位置， 进?间隙变成填隙原?， 并在原来的位置留下?个空位 1. 空位、 填
隙原?成对出现， 两者数量相等；2. 晶体的体积不发?改变；3. 间隙--六? 、 ????密堆中的四?体和??体空隙;4. 不需
要?由表?；5. ?般情况下， 离?晶体中阳离??阴离??， 即正负离?半径相差?时， 易形成Frenkel 缺陷。 13.什么是
肖特基缺陷？ 其特征如何？答： 正常格点上的原?迁移到表?， 从?在晶体内部留下空位。1. 只有空位， 没有填隙原?；2. 如果是
离?晶体， 阳离?空位和阴离?空位成对出现， 两者数量相等， 保持电中性；3. 需要有?由表?；4. 伴随新表?的产?， 晶体体积
增加；5. 正负离?半径相差不?时， Schottky缺陷为主； 14.?化学计量化合物及特点。答： 实际的化合物中， 有?些化合
物不符合定?定律， 负离?与正离?的?例并不是?个简单的固定的?例关系， 这些化合物称为?化学计量化合物。 】?化学计量化合物的特
点：1） ?化学计量化合物产?及缺陷浓度与?氛性质、 压?有关；2） 可以看作是?价化合物与低价化合物的固溶体；15.为什么?计量
化合物都是N型或P型半导体材料？答： N型半导体： 阴离?空位的产?， 束缚了?由电?， 在电场的作?下， 这些电?发?迁移， ?
形成电?导电， 可以看作N 型半导体。P型半导体： 结构中产?正离?孔?， 引?电?孔?， 在电场作?下运动?导电， 可以看作P型
半导体。在?计量化合物中， 有阴离?缺位型、 阳离?填隙型， 这两种缺陷都产?电?导电， 所以是N型半导体材料。还有阴离?间隙型、
阳离?空隙型， 这两种缺陷都产?电?空?， 在电场作?下运动?导电， 所以是P型半导体材料。 16.试写出下列缺陷?程及化学式(
1) TiO2 Al2O3 (2) CaO ThO2(3) Y2O3 MgO (4) Al2O3 ZrO2(解题规律： 低价阳离?
置换?价阳离?时， 以阳离?为配平， 阴离?空位?价阳离?置换低价阳离?时， 以阴离?为配平， 阳离?空位)17. 影响形成置换固
溶体的因素有哪些？1. 原?或离?尺?的影响2. 晶体结构类型的影响3. 离?类型和键性4. 电价因素18. 形成固溶体后对晶体性
质的影响？1、 稳定晶格， 阻?某些晶型转变的发?2、 活化晶格3、 固溶强化4、 形成固溶体后对材料物理性质的影响 （固溶体的电
学、 热学、磁学等物理性质也随成分?连续变化， 但?般都不是线性关 系。 固溶体的强度与硬度往往?于各组元， ?塑性则较低）5、催
化剂 （固溶体由于具有可变价阳离?， 可随不同?氛?变化， 使得在其晶格结构不变的情况下容易做到对还原性?体赋 予其晶格中的氧，
从氧化性?体中取得氧溶?晶格中， 从?起到催化消除有害?体的作? 。）6、 固溶体电性能 （固溶体形成对材料电学性能有很?影响，
?乎所有功能陶瓷材料均与固溶体有关）7、 透明陶瓷及?造宝? （利?加?杂质离?可以对晶体的光学性能进?调节或改变。） 19.写出
缺陷反应及固溶体的化学式（1） 氧化钛固溶在氧化铝中（2） 氧化钇固溶在氧化镁中（3） 氯化钙固溶在氯化钾中20、 玻璃的分相。熔
体在冷却过程中， 在?定的温度和组成范围内， 质点迁移使熔体内某些组成偏聚， 从?形成两个互不混容的， 组成不同的玻 璃相。21、
形成氧化物玻璃的规则？1、 ?络中每个氧离?最多与两个?络形成离?相联。2、 氧多?体中， 阳离?配位数必须是最?的， 即为4或
3。3、 ?定是共顶连接， 不能共棱或共?， 使能量最低。4、 每个氧多?体?少有三个顶?是与相邻多?体公共有以形成连续的?规则空
间结构?络。22、 解释硼酸盐玻璃的硼反常现象引?断?离?， 使三?体变成四?体， 由层状变成架状， 由于四?体的存在有补?作?，
出现硼反常现象， 有个极值变化。这与相同条件下的硅酸盐玻璃相?， 其性能刚好相反。 所以称为硼反常现象23、有两种玻璃组成 （m
ol%） 如下：? 序号Na2O CaO Al2O3 SiO2? 1 20 10 10 60? 2 10 18 72? 试计算玻璃
的结构参数， 并?较两种玻璃的?温下粘度何者?？24.硅酸盐晶体与硅酸盐玻璃在结构上的区别？答： （1） 在硅酸盐晶体中， [Si
O4]?架按?定的对称规律有序排列； 在硅酸盐玻璃中[SiO4]?架的排列是?序的。（2） 在硅酸盐晶体中， [SiO4]?架外的
?络外离?占据了点阵中的?定位置； ?在硅酸盐玻璃中， ?络变性离?统计地分布在[SiO4]?架的空腔内， 使氧的负电荷得以平衡。
（3） 在硅酸盐晶体中， 只有当外来阳离?半径与晶体中的阳离?半径相近时， 才能发?同晶置换； ?在硅酸盐玻璃中， ?架 外阳离?
不论半径是否相近， 均能发?置换， 只要求遵守静电价规则。（4） 在晶体中 （如这种晶体不是固溶体） ， 原始组份 （氧化物） 相
互间有简单的固定?例， 即符合化学计量； ?在玻璃中，氧化物可以以任意的?例混合， 即不符合化学计量。25. ?络形成体， ?络变
性体。答： ?络形成体(其中正离?为?络形成离?)， 其单键强度?于335kJ/mo1。这类氧化物能单独形成玻璃。?络变性体(正离
?称为?络变性离?)， 其单键强度?于250kJ/mol。这类氧化物不能单独形成玻璃， 但能改变?络结构， 从 ?使玻璃性质改变。
??章26.稳定扩散， ?稳定扩散稳定扩散： 稳定扩散是指在垂直扩散?向的任?平?上， 单位时间内通过该平?单位?积的粒?数?定，
即任?点的浓度不随时间?变化， 扩散通量不随位置变化。 ........ （公式）?稳定扩散： 不稳定扩散是指扩散物质在扩散介质
中浓度随时间发?变化。 扩散通量与位置有关。 （公式写上）27.本正扩散与?本正扩散本征扩散： 本征扩散： 由肖特基和弗仑克尔缺陷
引起的扩散为本征扩散?本征扩散： 掺杂点缺陷引起的扩散为?本征扩散。28.顺扩散， 逆扩散顺扩散： 由?浓度区向低浓度区的扩散叫顺
扩散， ?称下坡扩散逆扩散： 由低浓度区向?浓度区的扩散叫逆扩散， ?称上坡扩散。29.固体扩散的特点答： 1、 固体粒? （原?
或分?） 扩散是远低于熔点以下既开始的。2、 固体是凝聚体， 并有?定的结构， 粒?迁移必须克服?定势垒。所以， 扩散迁移是?分缓
慢的。30.影响扩散系数的因素答： 扩散介质结构的影响 （通常， 扩散介质结构越紧密， 扩散越困难， 反之亦然）扩散相与扩散介质的
性质差异 （?般说来， 扩散相与扩散介质性质差异越? ,扩散系数也越? 。）结构缺陷的影响 （实验表明， 在?属材料和离?晶体中，
原?或离?在晶界上扩散远?在晶粒内部扩散来得快。 ）温度与杂质的影响 （对于?多数实?晶体材料， 由于其或多或少地含有?定量的杂
质以及具有?定的热历史， 因?温度对其扩 散系数的影响往往不完全象图所?的那样， 1nD～1／T间均成直线关系， ?可能出现曲线或
者不同温度区间出现不同斜率的 直线段。 这?差别主要是由于活化能随温度变化所引起的。 ?般??， ?价阳离?的引?可造成晶格中出现
阳离?空位和造成晶格畸变， 从?使阳离? 扩散系数增? 。且当杂质含量增加， ?本征扩散与本征扩散温度转折点升? .反之， 若杂质
原?与结构中部分空位发?缔合， 往往会使结构中总空位增加?有利于扩散。 ） ??章31.?级相变， 均匀成核， ?均匀成核?级相变
： 在临界温度、 压?时， 两相化学位相等， 但化学位的? 阶偏导数不相等的相变。 ?级相变： 在临界温度、 临界压? 时， 两相
化学势相等， 其化学位的? 阶偏导数相等， ??阶偏导数不相等的相变。均匀成核 （核化） ： 晶核从均匀的单相熔体中产?的?率处处
是相同的?均匀成核 （核化） ： 借助于表? 、界? 、微粒裂纹、 器壁以及各种催化位置等?形成晶核的过程32.什么是?级相变？
特点是什么？ 哪些变化是?级相变？?级相变： 在临界温度、 压?时， 两相化学位相等， 但化学位的? 阶偏导数不相等的相变。特点：
化学势的? 阶偏微商不相 等， 相变前后两相的体积和熵发?突变举例： 晶体的熔化、 升华、 液体的凝固、 汽化、 ?体的凝聚以及
晶体中?多数晶型转变都属于?级相变， 这是最普遍的相变类 型。?级相变： 在临界温度、 临界压?时， 两相化学势相等， 其化学位的
? 阶偏导数相等， ??阶偏导数不相等的相变特点： 相变时两相化学势相等， 其?级偏微熵也相等， ??级偏微熵不等举例： ?般合?
有序 －?序转变、 铁磁性 －顺磁性转变、 超导态转变等33能否说明过冷度ΔT越?， 相变成核速率就越?， 为什么？答： 不能，
???， 当过冷度增?， 温度降低， 熔体粒?动能下降， 吸引?相对增?， 因?容易聚结和附在晶粒表?上， 有利 于晶核形成和晶体
?长。另???， 由于过冷度增?， 熔体粘度增加， 粒?移动困难， 即从熔体中扩散到晶核表?也困难， 对 晶核形成和晶体长?都不利
， ?且对晶体?长影响更?。（这道题不确定答案）34.相具有的特点？（1） 相与相之间有分界?， 可?机械?法将它们分开。 （2）
系统中存在的相可以是稳定、 亚稳或不稳定的。（3） 系统在某?热?学条件下， 只有当能量具有最?值的相才是最稳定的。（4） 系统
的热?学条件改变时， ?由能会发?变化， 相的结构也相应发?变化?三章35.固相反应的特点答： 1、 反应是在界?上进?的。2、
反应必须在?温下才能进?， 但在低于物质的熔点及低共熔点即开始的反应。3、 反应速度与浓度?关， 但与反应物的结构有关。4、 反应
是分阶段进?的， ?般分为初期、 中期、 后期。36.写出杨德尔?程？ 在推导公式时的假设条件及公式适?范围？假设： a、 反应物
是半径为R的等径球粒；b、 反应物A 是扩散相， 即A 成分总是包围着B的颗粒， ?且A、 B同产物C是完全接触的， 反应?球表?
向中?进?； c、A在产物层中的浓度是线性的， ?扩散层截?积?定。范围： 杨德尔?程的适?范围--反应初期、 G较?时37. ?
较杨德尔?程与?斯特林格?程上课照的图?38.矿化剂及对固相反应的作?？1、矿化剂能影响晶核形成和晶体长?的速度；2、矿化剂与反应
物形成固溶体， 使其晶格活化， 反应能?增强；3、 降低液相粘度， 提?扩散速度；4、 与反应物形成低共熔物， 降低体系共熔点，
改善液相性质；5、有定向矿化作? 。 39.影响固相反应的因素？反应物化学组成的影响反应物颗粒及均匀性的影响反应温度的影响压?和?
氛的影响反应物活性的影响矿化剂及其他影响因素?四章40.烧结的定义、 固态烧结、 液态烧结。烧结定义： 压制成型后的粉状物料在低于
熔点的?温作?下、 通过坯体间颗粒相互粘结和物质传递， ?孔排除， 体积收缩， 强 度提? 、 逐渐变成具有?定的?何形状和坚固整
体的过程固态烧结 （固相） ： 是指在烧结温度下基本上?液相出现的烧结， 如 ?纯氧化物之间的烧结过程液态烧结 （液相） ： 是指
有液相参与下的烧结， 如多组分物系在烧结温度下常有液相出现。41. ?较液态烧结与固态烧结的特点？答： 共同点： 液相烧结与固态烧
结的推动?都是表?能。 烧结过程也是由颗粒重排、 ?孔充填和晶粒?长等阶段组成。不同点： 由于流动传质速率?扩散传质快， 因?液相
烧结致密化速率?， 可使坯体在?固态烧结温度低得多的情况下获得致密的烧结体。42.试说明?氛对Al2O3材料的烧结影响？ 答： 由于Al2O3材料是由阴离? （O2-） 扩散速度控制烧结过程。 当它在还原?氛中烧结时， 晶体中的氧从表?脱离， 从? 在晶格表?产?很多氧离?空格， 使O2-扩散系数增?导致烧结过程加速。 特别是在烧透明的Al2O3材料时， 还原?氛更为重 要。43.影响烧结的因素？烧结温度、 时间和物料粒度是三个直接的因素。? 、 原始物料的粒度和物料活性的影响? 、 添加物的影响三、 烧结温度和保温时间四、 盐类的选择及其煅烧条件五、 ?氛的影响六、 压?的影响44.试说明烧结与固相反应区别1） 两个过程的相同之处： 他们都在低于材料熔点或熔融温度之下进?的， 并且在过程中?始?终都?少有?相是固态， 这就 是它们的相同之处。2） 两个过程的不同之处： 是固相反应必须?少有两组元参加， 如A和B， 并发?化学反应， 最后?成化合物AB， AB结构与性 能不同于A与B。?烧结可以只有单组元， 或者两组元参加， 但两组元并不发?化学反应， 仅仅是在表?能驱动下， 由粉状变成致密体。【百度搜索】莹果学习网 领取站内vip会员 万种考研考证大学专业课，电子书，题库，视频课程免费学 |
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