无机非习题及解答

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1、第一章绪论习题与解答1.无机非金属材料的定义是什么？它有何那些特点？2.无机非金属材料研究的内容有哪些？3.效能的定义？4.什么叫硅酸盐工业？主要产品有哪些？以含硅物质为原料经加热制成硅酸盐材料的制造工业叫硅酸盐工业，如制水泥、玻璃、陶瓷。5.简述非金属材料在人类社会中的地位。第二章无机非金属材料的科学基础习题与解答1.解释下列名词结构；宏观结构；微观结构；亚微观结构；显微结构；晶胞；位错（原子行列相互滑移而成的线状缺陷）；凝聚系统（不含气相或气相可以忽略的系统）；水型物质（融化时体积收缩的物质，压力升高，熔点降低）；硫型物质（融化时体积膨胀，熔点曲线向右倾斜，压力增加，熔点升

2、高的这类物质）；晶界（相邻的晶粒位向不同，其交界面叫晶粒界，简称晶界）；相界具有不同晶体结构的两相之间的分界）2.描述位错对材料性质的影响。位错会在外力作用下发生移动，这种现象使无机非金属固体易于热塑变形和蠕变；位错存在区域原子活动性大，加速物质在固体中的扩散，有利于固相反应和烧结。螺旋位错的存在会加速晶体的生长。位错堆积导致微裂纹和微楔口的形成，最终导致脆性破坏。3.简单描述硅酸盐结构定律。硅离子周围有足够的氧离子，优先满足形成独立的[SiO4]四面体的屏蔽条件；硅离子周围没有足够的氧离子，则必须两个或两个以上四面体共顶点连接；硅氧四面体连接方式可分为岛状、组群状、链状、层状

3、、和架状五种；4.什么是Frenkel缺陷？什么是肖特基缺陷？在晶体中，原子一般在其平衡位置作热运动，但当温度升高时，某些原子会脱离其平衡位置进入结构间隙中，原来的位置变成空位，这时空位与间隙原子成对出现，数量相等。这种缺陷称之为Frenkel缺陷。在晶体内部只有空位而无间隙原子的本征缺陷称为肖特基缺陷。5.晶界的种类有哪些？按晶粒之间夹角的大小来分有：小角度晶界和大角度晶界。按晶界两边原子排列的连贯性来分有：共格晶界（晶界两侧的晶体具有非常相似的结构和类似取向，越过界面的原子应是连续的）、半共格晶界和非共格晶界（晶格参数不同时，通过位错形成半共格晶界；晶格参数相差太大时，相邻

4、晶体间有畸变的原子排列而形成非共格晶界）。6.7.试述玻璃和晶体的差别。晶体的内部质点在三维空间作有规律的重复排列，兼具短程有序和长程有序的结构。而玻璃的内部质点则呈近程有序而远程无序的无规网络结构或微晶子结构。与非晶体比较晶体具有自限性、均一性、异向性、对称性、最小内能和稳定性。8.孔结构包括哪些内容？孔的存在对材料的使用性能有何影响？孔结构包括孔隙率、孔径分布（孔级配）和孔几何学（形貌）。孔壁和所有界面一样都不同程度地存在晶格缺陷，这种缺陷产生的微应力大小与孔的尺寸成正比，孔壁上的杂质密度会影响材料的力学和热学性能，如孔可使弹性模量下降，而明显降低强度；同时，少量微孔却使强

5、度得到一定的提高，原因是孔能使楔口上的应力集中降低，并减少裂纹扩展前沿的弹性应力。9.简要论述缺陷与材料的关系。非化学计量缺陷的晶体具半导体性能；热缺陷使陶瓷及半导体绝缘材料在外电场作用下会导电；空位密度影响到材料的制备工艺和负荷使用行为；热缺陷会使晶体变色；间隙离子能阻止晶格面相互滑移，使晶体强度增加；在没有液相参与的情况下，原材料的晶格位置缺陷密度越高，固体的烧结越好。10.二元凝聚系统相图的基本类型有哪些？①具有低共熔点的二元系统；②生成一致熔融化合物的二元系统；③生成不一致熔融化合物的二元系统；④固相中有化合物形成或分解的系统；⑤具有多晶转变的系统；⑥具有液相分层的系统

6、；⑦形成连续固溶体的系统；⑧形成不连续固溶体的系统。11.硅酸盐系统相平衡是否是一种平衡状态？硅酸盐熔体即使处于高温熔融状态，其粘度也很大，其扩散能力很有限，因而硅酸盐体系的高温物理化学过程要达到一定条件下的热力学平衡状态，所需的时间是比较长的，所以实际选用的是一种近似状态。三元系统组成中有那些关系？①等含量规则：（在等边三角形中，平行于一条边的直线上的所有各点均含有相等的对应顶点的组成）；②定比例规则：（从等边三角形的某一顶点向对边作一直线，则在线上的任一点表示对边两组分含量之比不变，而顶点组分的含量则随着远离顶点而降低）；③背向规则：（在三角形中任一混合物M，若从M中不断析

7、出某一顶点的成分，则剩余物质的成分也不断改变<相对含量不变>，改变的途径在这个顶点和这个混合物的连线上，改变的方向背向顶点）；④杠杆规则：（在三元系统中，一种混合物分解为两种物质<或两种物质合成为一种混合物>时，它们的组成点在一条直线上，它们的重量比与其它组成点之间的距离成反比。物质的分解和合成实际上就是物相的变化。对于三元系统中有混合物分解为三种物质，或有三种物质生成一种物质，其重量比需用两次杠杆规则求出。⑤重心规则：（在三元系统中，若有三种物质M1、M2、M3合成混合物M，则混合物M的组