无机非金属思考题解答版12培训讲学.doc

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1、无机非金属思考题解答版201612精品文档《无机非金属材料概论》思考题解答版玻璃：1.名词解释：桥氧：玻璃网络中作为两个成网多面体所共有顶角的氧离子，即起“桥梁”作用的氧离子。非桥氧：仅与一个成网离子相键连，而不被两个成网多面体所共的氧离子则为非桥氧。网络形成体氧化物：能单独形成玻璃，在玻璃中能形成各自特有的网络体系的氧化物。如SiO2，B2O3网络外体氧化物：均不能单独生成玻璃，一般不参加构成玻璃网络而是填充于玻璃网络中的氧化物。如Li2O，Na2O，K2O，CaO网络中间体氧化物：一般不能单

2、独形成玻璃，其作用介于网络形成体和网络外体之间的氧化物。如Al2O3，MgO，ZnO混合碱效应（双碱效应）：在二元碱硅玻璃中，当玻璃中碱金属氧化物的总含量不变，用一种R2O逐步取代另一种R2O时，玻璃性质不是呈直线变化，而是出现明显的极值。2.了解硅酸盐结构形态与桥氧与非桥氧之间的关系。在无机非金属材料中，硅酸盐晶体结构有一个共同的特点，即均具有[SiO4]四面体，并遵循由此导出的硅酸盐结构定律。[PO4]四面体，[BO4]四面体，[BO3]三角体，[AlO4]四面体，[AlO6]八面体。硅酸盐

3、矿物的晶体结构中，最基本的结构单元是Si-O络阴离子。除硅灰石膏结构中Si4+具有6次配位，形成Si-O6配位八面体而属于六氧硅酸盐外，其他所有硅酸盐矿物都属于四氧硅酸盐。其Si4+收集于网络，如有侵权请联系管理员删除精品文档具有4次配位，形成Si-O4配位四面体。这样的硅氧四面体在结构中可以孤立地存在，彼此间由其他金属阳离子来连接。但硅氧四面体间经常还可通过共用角顶上的O2-(称为桥氧)而相互连接，从而构成四面体群、环、链、层和架等不同连接形式的所谓硅氧骨干。硅氧骨干与硅氧骨干之间再借助于其他

4、金属阳离子来连接。1.无机非金属材料与其它材料相比在结构性能上有哪些特点？（1）脆性——具有比金属键和纯共价键稳定的离子键和混合键。（2）.绝大多数是绝缘体,比金属的晶体结构复杂，没有自由电子。（3）熔点高，硬度高，抗化学腐蚀能力强。（4）导热系数低，受热变形小。（5）透明度低。2.什么是玻璃态物质的四个通性？解释之。（1）各向同性：玻璃态物质的质点排列是无规则的，是统计均匀的，所以玻璃中不存在内应力时，其物理化学性质在各方向上是相同的。（2）介稳性：由于玻璃在冷却过程中粘度急剧增大，质点来不及

5、作形成晶体的有规则排列，系统的内能尚未处于最低值，从而处于介稳状态。（3）无固定熔点：玻璃在固态和熔融态间的转化是可逆的，没有固定的熔点。（4）性质变化的连续性和可逆性：性质随温度和组成而变化。3.Tg-Tf玻璃转变温度区域的含义，及对玻璃结构、性质的研究有何意义？1）Tg—Tf区域称为玻璃转变温度范围。Tg—转变温度（转变点），Tf—软化温度（软化点），Tm—熔点2）冷却速度一定，在转变温度区间内的任一温度，温度越低，粘度越大，达到平衡结构的速度越慢，需要的时间越长。收集于网络，如有侵权请联系

6、管理员删除精品文档3）冷却速度越快，玻璃结构偏离平衡结构的程度越大，导致玻璃结构疏松，使玻璃密度、折射率等性质下降，冷却速度减慢，密度、折射率等性质上升，所以说固态玻璃的性质是相对的，并不是一个常数。它与Tg—Tf区域的玻璃冷却速度有关。4）在Tg温度以下或Tf温度以上，一般认为，冷却速度对玻璃结构性能影响不大。5）研究这一温度区域内的玻璃转变，对玻璃的退火、分相、析晶、成型等具有重要的实用意义。1.解释玻璃态结构的晶子学说和无规则网络学说，概括并比较其结构特点。不同：无规则网络学说着重说明了玻

7、璃结构的连续性，无序性和均匀性，而微晶学说则比较强调玻璃的微观不均匀性和有序性。相同：玻璃结构具有短程有序，长程无序的特点。2.氧化钙加入玻璃中一般来说会削弱玻璃的结构，但在钠硅玻璃中加入氧化钙反而加强了玻璃的结构，这是为什么？石英玻璃中，加入R2O使氧的比值增加，玻璃中的氧不可能由两个硅原子所共用，开始出现一个硅原子键合的氧原子，即非桥氧，使硅氧网络发生断裂，结果使玻璃结构减弱、疏松，导致玻璃的物理化学性能下降，如粘度、膨胀系数等。而钠硅玻璃中加入CaO时，使玻璃的结构和性质发生明显的变化，主

8、要表现在结构的加强，一系列物理化学性能变好，成为各种实用的钠硅玻璃的基础。钙的这种特殊作用来源于它本身的特性及其在结构中的地位。Ca2+的离子半径（0.099nm）与Na+（0.095nm）近似，但Ca2+的电荷比Na+大一倍，它的场强比钠大得多。它具有强化玻璃结构和限制钠离子活动的作用。3.Na2O-CaO-SiO2玻璃系统非常实用，为什么？都用于哪些玻璃制品？收集于网络，如有侵权请联系管理员删除精品文档这主要由于该系统的玻璃使用的原料资源丰富，来源广泛，价格低廉，其生产工艺成熟、稳定，玻璃的