材料科学基础问答

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材料科学基础简答题汇总

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材料科学基础简答题汇总材料科学基础简答题㈠-01-⽰意画出平衡态碳钢的强度随钢含碳量的变化曲线,并从成分—组织—性能的⾓度定性解释。

答:强度随碳含量增加先增⾼后下降,在碳含量约1.0%时为强度极⼤值。

强度的这种变化与平衡态碳钢中的组织随碳含量变化有关:当碳含量⼩于0.77%时,钢中的组织为铁素体+珠光体,且珠光体的分数随碳含量增⾼⽽增⼤,⽽珠光体在钢中起强化作⽤,故强度随碳含量增加⽽增⾼;当碳含量⼤于0.77%后,钢中的组织为⼆次渗碳体+珠光体,⼆次渗碳体以⽹状分割珠光体,且⼆次渗碳体的分数随碳含量增⾼⽽增⼤。

渗碳体硬⽽脆,少量的不连续分布的⼆次渗碳体起强化作⽤,故强度随碳含量增加继续增⾼;但当碳含量⼤于1.0%后,⼆次渗碳体的分数增加到呈连续⽹状分布,则会在外⼒作⽤下⾸先断裂形成微裂纹,故强度下降。

-02-已知727℃时,碳在奥⽒体中的溶解度为WC=0.77%,⽽在铁素体中的极限溶解度仅为WC=0.0218%。

请解释⼆者差别如此明显的原因。

答:奥⽒体为⾯⼼⽴⽅结构,碳原⼦位于其⼋⾯体间隙中;铁素体为体⼼⽴⽅结构,碳原⼦也位于其⼋⾯体间隙中。

⾯⼼⽴⽅的⼋⾯体间隙半径与铁原⼦半径之⽐(0.414)⼤于体⼼⽴⽅的⼋⾯体间隙半径与铁原⼦半径之⽐(0.155),⽽碳原⼦半径⼤于间隙半径,⼀个碳原⼦固溶于奥⽒体中所引起的晶体能量增⾼远⼩于固溶于铁素体中所引起的晶体能量增⾼。

-03-何谓⾦属的形变强化?⽤位错理论说明⾦属形变强化的原因;⾦属的形变强化在材料⼯程上有何利弊?如何克服所引起的弊端?答:⾦属在塑性变形阶段,其流变应⼒随变形程度增加⽽增加的现象。

或⾦属经塑性变形后,其强度、硬度升⾼,⽽塑性、韧性下降的现象。

在变形过程中,位错之间相互作⽤,产⽣交割,阻碍位错运动;反应⽣成固定位错,使位错难以运动;位错增殖,位错密度增⼤,增⼤了位错运动的阻⼒。

利:强化⾦属的重要⼿段;使⾦属材料压⼒加⼯得以顺利进⾏;使⾦属零构件得以抵抗偶然过载。

材料科学基础简答题

材料科学基础简答题

材料科学基础简答题1.如何理解点缺陷是一种热力学平衡缺陷?随着点缺陷数量增加,熵增加导致自由能下降,但是同时内能增加导致自由能增加,所以有一个平衡浓度,此时有最低的自由能值。

2.何谓位错的应变能。

何谓位错的线张力,其估算值为多少。

位错在晶体中引起畸变,使晶体产生畸变能,称之为位错的应变能或位错的能量。

线张力的定义为:位错线增加一个单位长度时,引起晶体能量的增加。

通常用Gb2/2作为位错线张力的估算值。

请问影响合金相结构的因素主要有哪几个。

原子尺寸、晶体结构、电负性、电子浓度。

3.请简要说明:(1)刃型位错周围的原子处于怎样的应力状态(为切应力还是正应力,为拉应力还是压应力);(2)若有间隙原子存在,则间隙原子更容易存在于位错周围的哪些位置(可以以图示的方式说明)。

(1)刃型位错不仅有正应力同时还有切应力。

所有的应力与沿位错线的方向无关,应力场与半原子面左右对称,包含半原子面的晶体受压应力,不包含半原子面的晶体受拉应力。

(2)对正刃型位错,滑移面上方的晶胞体积小于正常晶胞,吸引比基体原子小的置换式溶质原子或空位;滑移面下方的晶胞体积大于正常晶胞,吸引间隙原子和比基体原子大的置换式溶质原子。

4.铁素体钢在拉伸过程中很易出现屈服现象,请问:(1)产生屈服的原因?(2)如何可以消除屈服平台?由于碳氮间隙原子钉扎位错,在塑性变形开始阶段需使位错脱离钉扎,从而产生屈服延伸现象;当有足够多的可动位错存在时,或者使间隙原子极少,或者经过预变形后在一段时间内再拉伸。

5.如何提高(或降低)材料的弹性?举例说明,并解释。

选择弹性模量小的材料、或者减小材料的截面积、或者提高材料的屈服强度都可以提高弹性。

6.何谓加工硬化、固溶强化、第二相强化、细晶强化,说明它们与位错的关系加工硬化:晶体经过变形后,强度、硬度上升,塑性、韧性下降的现象称为加工硬化。

随着变形的进行,晶体内位错数目增加,位错产生交互作用,使位错可动性下降,强度上升。

简答题--材料科学基础

简答题--材料科学基础
3377
1、若fcc的Cu中每500个原子会失去一个,其晶格常数为0.3615 nm,试求Cu的密度。
2、在金属中形成一个空位所需要的激活能为0.32×10-18J。800℃ 时,104个原子中有一个空位,求在何种温度时,103个原子含 有一个空位?
3、在Fe中形成1mol空位的能量为104.675kJ,试计算从20℃ 升温至850℃时空位数目增加多少倍?
注:-Fe为fcc结构 , -Fe为bcc结构,C的半径为 0.077nm,而实际的-Fe为fcc结构中八面体间隙半 径为0.054nm
30
1. fcc 八面体 r=0.414R,坐标1/2, 1/2, 1/2 四面体 r=0.225R,坐标3/4, 1/4, 3/4
bcc 八面体 r=0.154R, 坐标1/2, 1/2, 1 四面体 r=0.291R, 坐标1/2, 1/4, 1
17
•N=6,6个正八面体间隙,12个正四面体间隙 •与立方密堆一样,属于紧密堆积,配位数为12 •具有…ABA…的堆积结构 •具有六方密堆结构的金属有:镁、锌、镉、铍 、α锆、α钛等
18
经典考题
对fcc结构的晶体(点阵常数为a,按硬球模型计算) (1)分别计算原子在[100]、[110]和[111]晶向上的原子
例题:某晶体滑移面上有一柏氏矢量为b的位错环,并受到
一均匀切应力的作用:①分析各段位错所受力的大小并
确定其方向。
②在τ作用下,若要使它在晶体中稳
C
定不动,其最小半径为多大?
Ab B
D
下图表示在同一直线上有柏氏矢量相同的2 个同 号刃位错AB 和CD,距离为x,他们作F-R 源开动。
a) 画出这2个F-R 源增殖时的逐步过程,二者发生 交互作用时,会发生什么情况?

材料科学基础简答题

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材料科学基础简答题材料科学基础简答题1.间隙固溶体影响因素只有当溶质与溶剂的原子半径比值为r溶质/r溶剂<0.59时,才有可能形成间隙固溶体。

间隙固溶体的固溶度与溶质原子的大小有关,也与溶剂的晶格类型有关。

2.间隙固溶体和置换固溶体强化效果比较间隙式溶质原子的强化效果一般要比置换式溶质原子列显著。

这是因为间隙式溶质原子往往择优分布位错线上,形成间隙原子“气团”,将位错牢牢地钉扎住,从而造成强化。

相反置换原子往往均匀分布在点阵内,虽然由于溶质和溶剂原子尺寸不同,造成点阵畸变,从而增加位错运动的阻力,但这种阻力比间隙原子气团的钉扎力小的多,因而强化效果也小。

3. Pauling规则(离子化合物结构)①在正离子周围形成一负离子配位多面体,正负离子之间的距离取决于离子半径之和,而配位数则取决于正负离子半径之比。

②形成一个离子键时正离子给出的价电子数应等于负离子得到的价电子数,因此有Z+/CN+=Z-/CN-③在一个配位结构中,当配位多面体共用棱,特别是共用面时,其稳定性会降低,而且正离子的电价越高、配位数越低,则上述效应越显著。

④在含有一种以上的正离子的晶体中,电价大、配位数小的正离子周围的负离子配位多面体力图共顶连接。

⑤晶体中配位多面体的类型力图最少。

4.典型离子化合物晶体结构(1)AB型化合物结构①NaCl型结构(岩盐结构):面心立方点阵,Cl—占结点,Na+位于八面体间隙。

②CsCl型结构:具有简单立方的布拉菲点阵,一种离子占据晶胞结点,另一种离子占体心。

③闪锌矿(立方ZnS)结构:面心立方,负离子占结点,正离子占不相邻的四面体间隙。

④纤锌矿(六方ZnS)结构:简单六方点阵,负离子占结点,正离子位于5个四面体间隙。

(2)AB2型化合物结构①萤石(CaF2)结构:面心立方,小正离子占结点,大负离子占四面体间隙。

②金结石结构:TiO2简单正方点阵,电容器材料,俗称钛白粉。

(3)A2B3型结构刚玉(а-Al2O3)具有简单六方点阵。

材料科学基础答案

材料科学基础答案

材料科学基础答案1.为什么室温下金属晶粒越细强度,硬度越高,塑性韧性也越好答:金属晶粒越细,晶界面积越大,位错障碍越多,需要协调的具有不同位向的晶粒越多,金属塑性变形的抗力越高,从而导致金属强度和硬度越高。

金属的晶粒越细,单位体积内晶粒数目越多,同时参与变形的晶粒数目也越多,变形越均匀,推迟了裂纹的形成和扩展,使得在断裂前发生较大的塑性变形。

在强度和塑性同时增加的情况下,金属在断裂前消耗的功增大,因而其韧性也比较好。

因此,金属的晶粒越细,其塑性和韧性也越好。

2.冷塑性变形金属产生加工硬化的原因随变形量增加,空密度增加。

④由于晶粒由有利位向而发生几何硬化,因此使变形抗力增加。

随变形量增加,亚结构细化,亚晶界对位错运动有阻碍作用。

答:①晶体内部存在位错源,变形时发生了位错增值,随变形量增加,位错密度增加。

由于位错之间的交互作用,使变形抗力增加。

3.某厂用冷拉钢丝绳吊运出炉热处理工件去淬火,钢丝绳的承载能力远超过工件的质量,但在工件的运送过程中钢丝绳发生断裂,试分析其原因答:冷拉钢丝绳是利用热加工硬化效应提高其强度的,在这种状态下的钢丝中晶体缺陷密度增大,强度增加,处于加工硬化状态。

在淬火的温度下保温,钢丝将发生回复、再结晶和晶粒长大过程,组织和结构恢复软化状态。

在这一系列变化中,冷拉钢丝的加工硬化效果将消失,强度下降,在再次起吊时,钢丝将被拉长,发生塑性变形,横截面积减小,强度将比保温前低,所以发生断裂。

4细化晶粒方法1.在浇注过程中: 1)增大过冷度; 2)加入变质剂; 3)进行搅拌和振动等。

2. 在热轧或锻造过程中: 1)控制变形度; 2)控制热轧或锻造温度。

3. 在热处理过程中:控制加热和冷却工艺参数利用相变重结晶来细化晶粒。

4. 对冷变形后退火态使用的合金: 1)控制变形度; 2)控制再结晶退火温度和时间5、试说明滑移,攀移及交滑移的条件,过程和结果,并阐述如何确定位错滑移运动的方向。

解答:滑移:切应力作用、切应力大于临界分切应力;台阶攀移:纯刃位错、正应力、热激活原子扩散;多余半原子面的扩大与缩小交滑移:纯螺位错、相交位错线的多个滑移面;位错增殖位错滑移运动的方向,外力方向与b一致时从已滑移区→未滑移区。

材料科学基础试题库(内附部分自己整理答案)

材料科学基础试题库(内附部分自己整理答案)

《材料科学基础》试题库一、选择1、在柯肯达尔效应中,标记漂移主要原因是扩散偶中 __C___。

A、两组元的原子尺寸不同B、仅一组元的扩散C、两组元的扩散速率不同2、在二元系合金相图中,计算两相相对量的杠杆法则只能用于 __B___。

A、单相区中B、两相区中C、三相平衡水平线上3、铸铁与碳钢的区别在于有无 _A____。

A、莱氏体B、珠光体C、铁素体4、原子扩散的驱动力是 _B____。

A、组元的浓度梯度B、组元的化学势梯度C、温度梯度5、在置换型固溶体中,原子扩散的方式一般为 __C___。

A、原子互换机制B、间隙机制C、空位机制6、在晶体中形成空位的同时又产生间隙原子,这样的缺陷称为 _B____。

A、肖脱基缺陷B、弗兰克尔缺陷C、线缺陷7、理想密排六方结构金属的c/a为 __A___。

A、1.6B、2×√(2/3)C、√(2/3)8、在三元系相图中,三相区的等温截面都是一个连接的三角形,其顶点触及 __A___。

A、单相区B、两相区C、三相区9、有效分配系数Ke表示液相的混合程度,其值范围是 _____。

(其中Ko是平衡分配系数)A、1<Ke<K0B、Ko<Ke<1C、Ke<K0<110、面心立方晶体的孪晶面是 _____。

A、{112}B、{110}C、{111}11、形成临界晶核时体积自由能的减少只能补偿表面能的 ___B__。

A、1/3B、2/3C、3/412、金属结晶过程中( C ):a、临界晶核半径越大,形核越易;b、临界晶核形成功越大,形核越易;c、过冷度越大,形核越易;d、均质形核比非均质形核容易。

13、三元相图中():a、垂直截面图上可应用杠杆定律;b、垂直截面图上三相区域为直边三角形;c、四相共晶反应平面在成份投影图上为曲边四边形;d、四相反应为等温反应。

14、三、判断正误(每小题1分,共10分)正确的在括号内画“√”,错误的画“×”1. 金属中典型的空间点阵有体心立方、面心立方和密排六方三种。

材料科学基础-简答题-答案要点

材料科学基础-简答题-答案要点

《材料科学基础》简答题——答案要点第二章1.硅酸盐晶体结构有何共同特点?答:(1)每一个Si4+存在于4个O2-为顶点的四面体中心,构成[SiO4]4-四面体,它是硅酸盐晶体结构的基础(2)[SiO4]4四面体的每个顶点,即O2-最多只能为两个[SiO4]4-四面体所共有(3)两个邻近的[SiO4]4-四面体之间,如果要联结,只以共顶而不以共棱或共面相联结(4)[SiO4]4-四面体中的Si4+可以被Al3+置换形成硅铝氧骨干,骨干外的金属离子容易被其它金属离子置换,置换不同的离子,对骨干的结构并无多大的变化,但对它的性能却影响很大2.简述硅酸盐晶体的分类依据是什么?可分为几类,每类的结构特点是什么?答:硅酸盐晶体结构是按晶体中硅氧四面体在空间的排列方式分为孤岛状、组群状、链状、层状和架状五类。

这五类的[SiO4]四面体中,桥氧的数目也依次由0增加至4,非桥氧数由4减至0。

硅离子是高电价低配位的阳离子,因此在硅酸盐晶体中,[SiO4]只能以共顶方式相连,而不能以共棱或共面方式相连。

3.什么是同质多晶?简述同质多晶转变的类型及其各自的特点。

答:化学组成相同的物质,在不同的热力学条件下形成结构不同的晶体现象,称为同质多晶。

根据同质多晶转变时速度的快慢和晶体结构变化的不同,可将多晶转变分为位移性转变和重建性转变。

前者仅仅是结构畸变,转变前后结构差异小,转变时并不打开任何键或改变最邻近的配位数,只是原子的位置发生少许位移,使次级配位有所改变;而后者不能简单地通过原子位移来实现,转变前后结构差异较大,必须破坏原子间的键,形成一个具有新键的结构。

4.为什么石英不同系列变体之间的转化温度比同系列变体之间的转化温度高得多?答:由于石英不同系列变体之间转变是重建性转变,涉及晶体结构中键的破裂和重建;而同一系列变体之间的转变是位移性转变,不涉及晶体结构中键的破裂和重建,仅是键长、键角的调整。

5.钛酸钡是一种重要的铁电陶瓷,其晶型是钙钛矿结构,试问:(a)属于什么点阵?(b)这个结构中离子的配位数为多少?(c)这个结构遵守鲍林规则吗?请做讨论。

《材料科学基础》简答题

《材料科学基础》简答题

《材料科学基础》简答题1.简述晶面指数的确定步骤。

2.作图表示立方晶体的(123)、(421)、(21]、[346]。

10)晶面及[023. 作图表示出<02> 晶向族所包括的晶向,并确定(11111),(0001)晶面。

24. 在立方系中绘出{110}、{111}晶面族所包括的晶面及(112),(021)晶面。

5.为什么金属的固溶体凝固时通常总是以树枝晶方式生长?6.为什么金属结晶时一定要有过冷度?影响过冷度的因素是什么?7. 什么叫临界晶核?它的物理意义及与过冷度的定量关系如何?8. 说明过冷度,临界过冷度,动态过冷度等概念的区别。

9. 试述结晶相变的热力学条件,动力学条件,能量即结构起伏。

10. 分析纯金属生长形态与温度梯度的关系?11. 铸锭组织有何特点?12. 根据凝固理论,试述细化晶粒的基本途径。

13. 根据Pb-Sn相图,试分析:1)什么成分的合金适于压力加工,什么成分的合金适于铸造?2)结合所学知识,用什么方法可以提高W Sn<19%铅合金的强度?14. 同样形状和大小的两块铁碳合金,其中一块是低碳钢,一块是白口铸铁。

试问,用什么简便方法可迅速将它们区分开来?15. 试比较45(W C=0.45%)、T8(W C=0.8%)、T12(W C=1.2%)钢的硬度、强度和塑性有何不同?16. 汽车挡泥板应选用高碳钢还是低碳钢来制造?17. 说明碳含量对碳钢的组织和性能的影响。

18. 密排六方金属镁能否产生交滑移?滑移方向如何?19. 体心立方晶体可能的滑移面是{110}、{112}、{123},若滑移方向为{111},具体的滑移系是哪些?20. 试述孪晶与滑移的异同,比较它们在塑性变形过程中的作用。

21. 利用派-纳力公式解释为什么晶体滑移通常发生在原子最密排面和最密排方向。

22. 试用多晶体塑性变形理论解释,室温下金属的晶粒越细强度越高,塑性也就越好的现象。

23. 将一个楔形铜片,置于间距恒定的两个轧辊之间轧制。

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&2.1以NaCl晶胞为例,试说明面心立方紧密堆积中的八面体和四面体空隙的位置和数量。

以NaCl晶胞中(001)面心的一个球(Cl-离子)为例,它的正下方有1个八面体空隙(体心位置),与其对称,正上方也有1个八面体空隙;前后左右各有1个八面体空隙(棱心位置)。

所以共有6个八面体空隙与其直接相邻,由于每个八面体空隙由6个球构成,所以属于这个球的八面体空隙数为6×1/6=1。

在这个晶胞中,这个球还与另外2个面心、1个顶角上的球构成4个四面体空隙(即1/8小立方体的体心位置);由于对称性,在上面的晶胞中,也有4个四面体空隙由这个参与构成。

所以共有8个四面体空隙与其直接相邻,由于每个四面体空隙由4个球构成,所以属于这个球的四面体空隙数为8×1/4=2。

#2.2试解释说明为什么在硅酸盐结硅酸盐晶体结构分类依据是什么?可分为哪几类,每类的结构特点是什么?(9分)答:硅酸盐晶体结构分类依据是:结构中硅氧四面体的连接方式。

1.岛状:硅氧四面体孤立存在;2.组群状:硅氧四面体以两个、三个、四个或六个,通过共用氧相连成硅氧四面体群体,群体之间由其它阳离子连接;3.链状:硅氧四面体通过共用氧相连,在一维方向延伸成链状,链与链之间由其它阳离子连接;4.层状:硅氧四面体通过三个共用氧在两维平面内延伸成硅氧四面体层(高岭石1:1型,蒙脱石、滑石2:1);5.架状:每个硅氧四面体的四个顶角都与相邻的硅氧四面体共顶,形成三维空间结构。

#2.3鲍林规则:(1)配位体规则,围绕每个阳离子,形成一个阳离子配位多面体,阴、阳离子的距离决定了它们的半径之和,阳离子的配位数取决于它们的半径之比,与电价无关。

(2)静电价规则,在一个稳定的离子化合物结构中,每一个阴离子的电价等于或者近似等于相邻阳离子分配给这个阴离子的静电价强度总和。

3。

阴离子配位数多面体的共顶,共棱和共面规则)在一个配位结构中,两个阴离子配位多面体共棱,特别是共面时,结构稳定会降低。

(4)在一个含有不同阳离子的晶体结构中,电价高,配位数小的阳离子,趋向于不相互共享配位多面体要素。

(5)节约规则,在同一个晶体结构中,本质上不同的结构单元的数目趋向于最小数目。

@2.4MgO具有NaCl结构。

根据O2-半径为0.140nm和Mg2+半径为0.072nm,计算球状离子所占据的体积分数和计算MgO的密度。

并说明为什么其体积分数小于74.05%?(10分)解:在MgO晶体中,正负离子直接相邻,a0=2(r++r-)=0.424(nm)体积分数=4×(4π/3)×(0.143+0.0723)/0.4243=68.52%密度=4×(24.3+16)/[6.023×1023×(0.424×10-7)3]=3.5112(g/cm3)MgO体积分数小于74.05%,原因在于r+/r-=0.072/0.14=0.4235>0.414,正负离子紧密接触,而负离子之间不直接接触,即正离子将负离子形成的八面体空隙撑开了,负离子不再是紧密堆积,所以其体积分数小于等径球体紧密堆积的体积分数74.05%。

2.5影响离子晶体结构的主要因素:1.化学式类型不同,2.阳、阴离子半径比值不同,3.极化性能影响配位数和晶体结构类型。

@4.1试述晶体结构中点缺陷的类型。

以通用的表示法写出晶体中各种点缺陷的表示符号。

试举例写出CaCl2中Ca2+置换KCl中K+或进入到KCl间隙中去的两种点缺陷。

答:晶体结构中的点缺陷类型共分为:间隙原子、空位和杂质原子等三种。

在MX晶体中,间隙原子的表示符号为M I或X I;(2分)空位缺陷的表示符号为:V M或V X。

(2分)如果进入MX晶体的杂质原子是A,则其表示符号可写成:A M或A X(取代式)以及A i(间隙式)。

#5.1试述影响置换型固溶体的固溶度的条件,和固溶体特点1.离子尺寸因素,|(r1-r2)/r1|<15%才可形成连续固溶体2、离子的电价因素,离子价或离子价总和相同才可生成连续置换型固溶体3、晶体的结构类型,晶体结构相同是生成固溶体必要条件4、电负性因素,电负性相近的元素,固溶体才可能具有大的溶解度。

固溶体的特点:1)是单一均匀相;2)晶体的结构类型仍保持基质(溶剂组分)结构特点;3)两组分的组成可在一定范围内变化,其性质随组成呈线性变化。

固溶体性质:1.活化晶格,促进烧结。

2.稳定晶形。

3.催化剂。

4.固溶体的电性能。

5.透明陶瓷及人造宝石,达到透明度关键在于消除气孔,烧结过程中气孔消除主要靠扩散6.1硼反常现象:试述B2O3中加入Na2O后,结构发生的变化,答:B2O3中加入Na2O后, Na2O所提供的氧使[BO3]三角体变成[BO4]四面体,导致B2O3玻璃结构由两度空间的层状结构部分转变为三维的架状结构,从而加强了网络,并使玻璃的各种物理性质变好,这与相同条件下的硅酸盐玻璃相比,其性质随R2O或RO加入量的变化规律相反,出现硼酸盐玻璃的硼反常现象。

##硼反常现象:硼酸玻璃随着Na2O(R2O)含量的增加,桥氧数增大,热膨胀系数逐渐下降。

当Na2O含量达到15%—16%时,桥氧又开始减少,热膨胀系数重新上升,。

##原因:当数量不多的碱金属氧化物同B2O3一起熔融时,碱金属所提供的氧不像熔融SiO2玻璃中作为非桥氧出现在结构中,而是使硼转变为由桥氧组成的硼氧四面体。

致使B2O3玻璃从原来二度空间层状结构部分转变为三度空间的架状结构,从而加强了网络结构,并使玻璃的各种物理性能变好。

这与相同条件下的硅酸盐玻璃性能随碱金属或碱土金属加入量的变化规律相反。

双碱效应:当一种碱金属氧化物被另一种置换时电阻率不随置换量起直线变化6.2表面张力的影响因素:1.温度,随温度升高而降低2.化学键,具有金属键的熔体表面张力>共价键>离子键>分子键3.与化学组成的关系,B2O3是陶瓷釉中降低表面张力的首选组分,4.离子晶体结构类型的影响,熔体内部质点之间的相互作用越大,表面张力越大。

5.两种熔体混合时,表面张力不具加和性。

6.3玻璃通性(特性):1.各向同性,2.介稳性3.熔融态向玻璃态转化的可逆与渐变性4.物理化学性质变化的连续性6.4玻璃形成条件:1.热力学条件,随温度降低,熔体释放能量大小不同,可有三种冷却途径:结晶化、玻璃化、分相。

2.动力学条件,成核速率与生长速率的极大值所处的温度范围很靠近,熔体易析晶不易形成玻璃;若玻璃形成温度附近粘度很大,易形成过冷液体而不易析晶;临界冷却速率大,则形成玻璃困难而析晶容易。

3.结晶化学条件,氧化物的键强是决定它能否形成玻璃的重要条件;形成玻璃必须具有极性共价键或金属共价键型。

ClKKKClClVCaCaCl2'2++→∙ClKiKClClVCaCaCl22'2++→∙∙6.5晶子学说和无规则网络学说:晶子学说:玻璃内部是由无数“晶子”组成,微晶子是带有晶格变形的有序区域。

它们分在无定形介中质,晶子向无定形部分过渡是逐渐完成时,二者没有明显界限。

无规则网络学说:凡是成为玻璃态的物质和相应的晶体结构一样,也是由一个三度空间网络所构成。

这种网络是由离子多面体(三角体或四面体)构筑起来的。

晶体结构网是由多面体无数次有规律重复构成,而玻璃中结构多面体的重复没有规律性。

同:玻璃是具有近程有序、远程无序结构特点的无定形物质。

异:无规则-强调离子与多面体相互间排列的均匀性、连续性及无序性,晶子-说明结构的不均匀性和有序性是所有硅酸盐玻璃的共性。

7.1影响湿润的因素有那些?⑴固体表面粗糙度的影响当真实接触角θ小于90°时,粗糙度越大,表面接触角越小,就越容易湿润;当θ大于90°,则粗糙度越大,越不利于湿润。

⑵吸附膜的影响吸附膜的存在使接触角增大,起着阻碍作用。

7.2说明吸附的本质?吸附是固体表面力场与吸附分子发出的力场相互作用的结果,它是发生在固体上的。

根据相互作用力的性质不同,可分为物理吸附和化学吸附两种。

物理吸附:由分子间引力引起的,这时吸附物分子与吸附剂晶格可看作是两个分立的系统。

化学吸附:伴随有电子转移的键合过程,这时应把吸附分子与吸附剂晶格作为一个统一的系统来处理。

7.3黏附的表面化学具体条件:1.湿润性,2.黏附功,3.黏附面的界面张力4.相溶性或亲和性7.3、什么是润湿?改善润湿的方法有那些?(8分)润湿:固体与液体接触后,体系(固体+液体)的吉布斯自由能降低时,就称润湿。

改善润湿的方法有:①降低γSL S、V两相组成尽量接近;(1.5分)②降低γLV在液相中加表面活性剂;(1.5分)③提高γSV去除固体表面吸附膜;(1.5分)④改变粗糙度。

(1.5分)7.4简述固体表面粗糙度对湿润性的影响?当真实接触角小于90度时,粗糙度越大,表面接触角越小,就越容易湿润;当真实接触角大于90度,则粗糙度越大,越不利于湿润。

什么是晶界结构?晶界结构是指晶界在多晶体中的形状、结构和分布。

7.5氧化铝瓷件中需要被银,已知1000℃时γ(Al2O3(S))=1.0×10-3N/m,γ(Ag (L))=0.92×10-3N/m, γ(Ag (L) /Al2O3(S))=1.77×10-3N/m、(10分)解:由于γSV=γSL+γLV cosθ ∴cosθ=-0.84 ∴θ= 147°﹥90°∴液态银不能湿润氧化铝瓷件表面,但可以通过降低γSL使其小于γSV,从而达到湿润目的。

方法:加入一些金属降低γSL。

必须现将陶瓷表面磨平并抛光。

保持陶瓷表面清洁,去除吸附膜(2分)。

胶体性质:泥浆流动性、稳定性,触变性,黏土膨胀性,可塑性8.1影响粘土可塑性的因素,采用什么措施来提高的可塑性:1)含水量的影响,2)电解质,3)颗粒大小和形状,4)黏土的矿物组成,5)泥料处理工艺,6)腐殖质含量,添加剂。

工艺措施: 泥料经过真空练泥排除气体;经过一定时间陈腐使水分均匀;适宜的腐殖质含量;添加塑化剂等方法提高瘠性物料的塑化。

影响粘土触变性的因素:是泥浆静止不动时似凝固体,一经扰动或摇动,凝固的泥浆又重新获得流动性。

如再静止又重新凝固,这样可以重复无数次。

1.黏土泥浆含水量,2.粘土矿物组成,3.粘土胶粒大小与形状,4,电解质种类与数量,5.温度8.2粘土带负电的主要原因。

①粘土层面上的负电荷,粘土晶格内离子的同晶置换。

②吸附在粘土表面的腐殖质物质的解离,产生负电荷③粘土边面断裂,使得颗粒边面带负电,这是高岭石类粘土带负电的主要原因。

4.粘土的负电荷一般都远大于正电荷。

8.3用KCl和CaCl2分别稀释同一种黏土泥浆,当电解质加入量相同时,试比较两种泥浆下列性质的差异。

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