四川大学新型无机材料习题答案

四川大学材料科学习题

习题第一章晶体学基础1. 在立方点阵中画出下列晶面和晶向：(211)(121)[111][130]。

2. 写出立方晶系中的{123}晶面族所包含的晶面的晶面指数。

3. 画出面心立方晶体中(011)晶面上的原子排列图，在图上标出[111][011][211]晶向。

4. 求面心立方晶体中[112]晶向上的原子间距。

5. 空间点阵与晶体点阵有何区别？试举例说明。

6. 为什么说密排六方点阵不是一种空间点阵？7. 试计算体心立方晶格的{100}、{110}、{111}晶面的原子面密度和<100>、<110>、<111>晶向的原子线密度，并指出其中最密面和最密方向。

8. 作图表示出六方晶系的{101}和{110}晶面族所包括的晶面。

9. 立方晶系的各{111}晶面构成一个八面体，试作图画出该八面体，并注出这些具体晶面的指数。

10. 已知面心立方晶格的晶格常数为a，试求出（100）、（110）和（111）晶面的面间距，并指出面间距最大的晶面。

11. 体心立方晶格的晶格常数为a，试求出（100）、（110）和（111）晶面的面间距，并指出面间距最大的面。

12. 试用刚球模型证明理想密排六方结构的点阵常数的关系为c/a=1.633。

13. 试证明立方晶系的[111]晶向垂直与（111）面。

14. 试求出立方晶系中[231]晶向与[401]晶向的夹角。

习题第二章纯金属的结晶1. 设晶核为立方体，试求临界晶核边长a*及临界晶核形成功。

2. 固态金属熔化时不需过热。

试对此加以解释。

3. 为什么纯金属小液滴结晶时过冷度较大？为什么铸件厚处比薄处晶粒较粗大？4. 比较在相同结晶条件下均匀形核与非均匀形核的过冷度，指出出现这种差异的原因。

5. 试比较过冷度、动态过冷度及临界过冷度的区别。

6. 分析纯金属生长形态与温度梯度的关系。

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. 试分析单晶体形成的基本条件。

无机材料科学基础习题答案.doc

无机材料科学基础习题答案第一章晶体几何基础1-1解释概念:等价点:晶体结构中的一个点，其几何环境和物理环境在同一方向上是相同的。

空间点阵:一种几何图形，通常代表晶体结构中等价点的排列。

节点:空间晶格中的点称为节点。

水晶:内部粒子在三维空间中周期性重复排列的固体。

对称性:物体的相同部分有规律地重复。

对称型:晶体结构中所有点(对称平面、对称中心、对称轴和旋转反延伸轴)的对称元素集是对称的，也称为点群。

晶体:相同对称类型的晶体被归为一类，称为晶体。

晶体取向:将坐标系引入晶体中，以便用数字表示晶体中点、线和平面的相对位置的过程。

空间组:它是指晶体结构中所有对称元素的集合。

Brafi网格:根据晶体结构的顶点群和平移群以及空间晶格的平行六面体的对称性原理，法国学者A .布拉菲将所有晶体结构的空间晶格分为14种类型的空间晶格。

单元电池:能够反映晶体结构特征的最小单位。

单元电池参数:代表晶胞形状和大小的六个参数(A、B、C、α、β、γ)。

1-等效点: 晶体结构中的一个点，其几何环境和物理环境在同一方向上是相同的。

空间点阵:一种几何图形，通常代表晶体结构中等价点的排列。

节点:空间晶格中的点称为节点。

水晶:内部粒子在三维空间中周期性重复排列的固体。

对称性:物体的相同部分有规律地重复。

对称型:晶体结构中所有点(对称平面、对称中心、对称轴和旋转反延伸轴)的对称元素集是对称的，也称为点群。

晶体:相同对称类型的晶体被归为一类，称为晶体。

晶体取向:将坐标系引入晶体中，以便用数字表示晶体中点、线和平面的相对位置的过程。

空间组:它是指晶体结构中所有对称元素的集合。

Brafi网格:根据晶体结构的顶点群和平移群以及空间晶格的平行六面体的对称性原理，法国学者A .布拉菲将所有晶体结构的空间晶格分为14种类型的空间晶格。

单元电池:能够反映晶体结构特征的最小单位。

单元电池参数:代表晶胞形状和大小的六个参数(A、B、C、α、β、γ)。

1: ⑴晶体结构的基本特征:①晶体是一种固体，其内部粒子在三维空间中周期性重复排列。

无机材料科学基础课后答案word资料74页

第二章答案2-1略。

2-2（1）一晶面在x、y、z轴上的截距分别为2a、3b、6c，求该晶面的晶面指数；（2）一晶面在x、y、z轴上的截距分别为a/3、b/2、c，求出该晶面的晶面指数。

答：（1）h:k:l==3:2:1,∴该晶面的晶面指数为（321）；（2）h:k:l=3:2:1，∴该晶面的晶面指数为（321）。

2-3在立方晶系晶胞中画出下列晶面指数和晶向指数：（001）与[]，（111）与[]，（）与[111]，（）与[236]，（257）与[]，（123）与[]，（102），（），（），[110]，[]，[]答：2-4定性描述晶体结构的参量有哪些？定量描述晶体结构的参量又有哪些？答：定性：对称轴、对称中心、晶系、点阵。

定量：晶胞参数。

2-5依据结合力的本质不同，晶体中的键合作用分为哪几类？其特点是什么？答：晶体中的键合作用可分为离子键、共价键、金属键、范德华键和氢键。

离子键的特点是没有方向性和饱和性，结合力很大。

共价键的特点是具有方向性和饱和性，结合力也很大。

金属键是没有方向性和饱和性的的共价键，结合力是离子间的静电库仑力。

范德华键是通过分子力而产生的键合，分子力很弱。

氢键是两个电负性较大的原子相结合形成的键，具有饱和性。

2-6等径球最紧密堆积的空隙有哪两种？一个球的周围有多少个四面体空隙、多少个八面体空隙？答：等径球最紧密堆积有六方和面心立方紧密堆积两种，一个球的周围有8个四面体空隙、6个八面体空隙。

2-7n个等径球作最紧密堆积时可形成多少个四面体空隙、多少个八面体空隙？不等径球是如何进行堆积的？答：n个等径球作最紧密堆积时可形成n个八面体空隙、2n个四面体空隙。

不等径球体进行紧密堆积时，可以看成由大球按等径球体紧密堆积后，小球按其大小分别填充到其空隙中，稍大的小球填充八面体空隙，稍小的小球填充四面体空隙，形成不等径球体紧密堆积。

2-8写出面心立方格子的单位平行六面体上所有结点的坐标。

答：面心立方格子的单位平行六面体上所有结点为：（000）、（001）（100）（101）（110）（010）（011）（111）（0）（0）（0）（1）（1）（1）。

（完整版）无机材料科学基础习题与解答完整版

（完整版）⽆机材料科学基础习题与解答完整版第⼀章晶体⼏何基础1-1 解释概念：等同点：晶体结构中，在同⼀取向上⼏何环境和物质环境皆相同的点。

空间点阵：概括地表⽰晶体结构中等同点排列规律的⼏何图形。

结点：空间点阵中的点称为结点。

晶体：内部质点在三维空间呈周期性重复排列的固体。

对称：物体相同部分作有规律的重复。

对称型：晶体结构中所有点对称要素（对称⾯、对称中⼼、对称轴和旋转反伸轴）的集合为对称型，也称点群。

晶类：将对称型相同的晶体归为⼀类，称为晶类。

晶体定向：为了⽤数字表⽰晶体中点、线、⾯的相对位置，在晶体中引⼊⼀个坐标系统的过程。

空间群：是指⼀个晶体结构中所有对称要素的集合。

布拉菲格⼦：是指法国学者 A.布拉菲根据晶体结构的最⾼点群和平移群对称及空间格⼦的平⾏六⾯体原则，将所有晶体结构的空间点阵划分成14种类型的空间格⼦。

晶胞：能够反应晶体结构特征的最⼩单位。

晶胞参数：表⽰晶胞的形状和⼤⼩的6个参数（a、b、c、α、β、γ）.1-2 晶体结构的两个基本特征是什么？哪种⼏何图形可表⽰晶体的基本特征？解答：⑴晶体结构的基本特征：①晶体是内部质点在三维空间作周期性重复排列的固体。

②晶体的内部质点呈对称分布，即晶体具有对称性。

⑵14种布拉菲格⼦的平⾏六⾯体单位格⼦可以表⽰晶体的基本特征。

1-3 晶体中有哪些对称要素，⽤国际符号表⽰。

解答：对称⾯—m，对称中⼼—1，n次对称轴—n，n次旋转反伸轴—n螺旋轴—ns ，滑移⾯—a、b、c、d1-5 ⼀个四⽅晶系的晶⾯，其上的截距分别为3a、4a、6c，求该晶⾯的晶⾯指数。

解答：在X、Y、Z轴上的截距系数：3、4、6。

截距系数的倒数⽐为：1/3:1/4:1/6=4:3:2晶⾯指数为：（432）补充：晶体的基本性质是什么？与其内部结构有什么关系？解答：①⾃限性：晶体的多⾯体形态是其格⼦构造在外形上的反映。

②均⼀性和异向性：均⼀性是由于内部质点周期性重复排列，晶体中的任何⼀部分在结构上是相同的。

四川大学新型无机材料习题答案

第一部分1．Sol-Gel(水解聚合)法制备材料的工艺过程（1）均相溶液的制备；（2）溶胶的形成；（3）凝胶化过程；（4）凝胶的干燥；（5）干凝胶的热处理；2．Sol-Gel技术的特点和优势Sol-Gel法的实质是采用介观层次上性能受到控制的源物质(Sol)取代传统工艺中的生原料，可在材料制备的初期就对其化学状态、几何构型、粒级和均匀性等进行控制。

它具有下列特点和优势：（1）合成温度低●比传统方法低400～500℃●可在熔化、析晶或分相温度以下制备均匀玻璃，使一些含难熔或高温易分解组分的特殊性能玻璃的制备成为可能●烧结温度大幅降低，可制备一些用常规方法难以制备的高温陶瓷材料（2）制品形式多样●纤维、薄膜、多孔陶瓷分离膜、纳米复合材料；超微粉体、气凝胶；致密（多孔）陶瓷/玻璃、高分子复合陶瓷/玻璃。

（3）特别适于薄膜和纤维制备；（4）在制备复合材料、特别是纳米复合材料方面具有独到的优势；（5）设备简单，工艺灵活，制品纯度高。

3．低温等离子体有哪些类型？热等离子体、冷等离子体、低压等离子体、高压等离子体、平衡等离子体和非平衡等离子体之间是什么关系？低温等离子体包括两类:平衡等离子体＝高压等离子体＝热等离子体非平衡等离子体＝低压等离子体＝冷等离子体4．激光的主要特点1）单向性：方向完全一致的轴向光2）单色性：频率只对应ν21＝(E2-E1)/h3）超高光强：能在几微米至几十微米直径范围内，产生几万乃至几百万度高温第二部分1．何为超微粉、表面效应、小尺寸效应？超微粒子的粒径介于原子团簇(＜1nm)和机械粉碎极限粒径(～1μm)之间，是纳米粒子(1～100nm)和亚微米粒子(0.1～1μm)的统称，其集合体即为超微粉体，涵盖了纳米粉和亚微米粉两类物性差异明显的粉体材料表面效应：表面原子的特性与内部原子炯异,普通粉体由于比表面小,表面原子所占比例和其对粉体物性的影响均可忽略不计; 但粉体超微化至纳米尺度后,表面原子所占比例急上升,从而使物性发生巨大变化,此即表面效应。

胡志强主编_无机材料基础教程习题答案1-13章

一、名词解释①晶体、②等同点、③空间点阵、④结点、⑤对称、⑥对称型、⑦晶类、⑧单形、⑨聚形、⑩晶体定向、○11晶体常数、○12布拉菲格子、○13晶胞、○14晶胞参数、○15空间群。

解答：①晶体是内部质点在三维空间成周期性重复排列的固体。

或晶体是具格子构造的固体。

②晶体结构中在同一取向上几何环境和物质环境皆相同的点称为等同点。

③空间点阵是表示晶体结构中各类等同点排列规律的几何图形。

或是表示晶体内部结构中质点重复规律的几何图形。

④空间点阵中的阵点，称为结点。

⑤对称是指物体相同部分作有规律的重复。

⑥晶体结构中所有点对称要素（对称面、对称中心、对称轴和旋转反伸轴）的集合称为对称型，也称点群。

⑦将对称型相同的晶体归为一类，称为晶类。

⑧单形是由一组同形等大的晶面所组成，这些晶面可以借助其所属对称型的对称要素彼此实现重复。

也就是说，单形是由对称要素联系起来的一组晶面的集合。

⑨含有两个或两个以上单形的晶形称为聚形。

⑩晶体定向就是在晶体中确定坐标轴（称晶轴）及轴单位或轴率（轴单位之比）。

○11晶体常数：晶轴轴率或轴单位，轴角。

○12所有晶体结构的空间点阵可划分成十四种类型的空间格子，这14种空间格子称布拉菲格子。

○13任何晶体都对应一种布拉菲格子，因此任何晶体都可划分出与此种布拉菲格子平行六面体相对应的部分，这一部分晶体就称为晶胞。

晶胞是能够反映晶体结构特征的最小单位。

○14表示晶体结构特征的参数（a、b、c，α(b∧c)、β(a∧c)、γ(a∧b)）称为晶胞常数，晶胞参数也即晶体常数。

○15空间群是指一个晶体结构中所有对称要素集合。

二、（1）根据对称型国际符号写出对称型，并指出各对称要素的空间方位关系。

①2/m；②mm2；③422；④6/mmm。

（2）写出下列对称型的国际符号①3L23pc、②L4PC、③Li4、④L33P（3）下列晶形是对称型为L4PC的理想形态，判断其是单形或是聚形，并说明对称要素如何将其联系起来的。

四川大学无机材料物理性能

大？
塑性形变的位错运动理论
• 实际晶体中存在位错缺陷，当受剪应力作用时，并不是晶体内两部分整体相互错动，而是位错在沿移面上沿滑移方向运动。使位错运动所需的力比使晶体两部分整体相互滑移所需的力小得多。所以实际晶体的滑移是位错运动的结属0.1-0.2eV；无机材料1eV • 有外力：滑移系统少，分剪切力小 • 晶界塞积 • 温度升高，利于塑性形变
四、影响蠕变的因素
• 1、温度； • 2、应力； • 3、显微结构的影响：气孔、晶粒大小、
玻璃相（与润湿程度有关） • 4、组成：Al2O3和SiO2 • 5、晶体结构：单晶比多晶；共价键程
度高
粘性形变（Viscous Deformation）
• 粘性物体在剪切应力作用下发生不可逆转的流动变形，该形变随时间增加而增大。理想粘性形变行为遵循牛顿粘性定律，即剪切应力与应变率或流动速度梯度成正比
• 横向变形：泊松比:横向变形系数μ=y /x = z / /x 剪切应变：1.10式引入剪切模量G • 体积变化引入体积模量K。 • 杨氏模量E；剪切模量G；体积模量K的相互
关系各向同性材料：E=2G(1+μ) =3K(1-2μ)
•弹性模量 E 实际上和原子间结合力曲线上
d dv
dt dx
• 称为粘性系数（单位：Pa·S） • 简称为粘度（Viscosity）
1.4 高温下玻璃相的粘性流动
• 玻璃或陶瓷材料中的玻璃相在高温下，粘度降低，同时又有剪应力的作用就会发生粘性流动。在粘性流动中，剪应力与速度梯度成正比。
位错形成能E=aGb2
金属3A,无机材料>5A
复习
• 陶瓷的离子键、共价键-----滑移困难（理想材料：滑移系统少、分剪切力小、其它晶粒；实际材料：分剪切力不够大，晶界阻碍位错运动）-----没有塑性形变

四川大学材料答案

馆藏书目上各种书都有并且可在线阅读其网站地址是: 该书的详细地址在: 该书的相关信息是: 高等数学(工本)习题详解／陈兆斗,邢永丽编著,清华大学出版社,7-302-13912-1,详细信息高等数学全程导学及习题全解：同济大学第五版·上册／周珑主编,中国时代经济出版社,7-80221-122-0,O13/Z750.1/1高等数学全程导学及习题全解：同济大学第五版·下册／周珑主编,中国时代经济出版社,7-80221-123-9,O13/Z750.1/2高等数学全程导学及习题全解：合订本：同济大学第五版／周珑主编,中国时代经济出版社,7-80221-121-2,O13/Z750.1a高等数学习题集：同济·五版／苏志平主编；九章系列课题组编写,中国工商出版社,7-80012-688-9,O13-44/S915高等数学习题解答与自我测试／邱忠文主编,国防工业出版社,7-118-04025-8,O13-44/Q817c高等数学学习指导与习题解答／翟秀娜主编,中国水利水电出版社,7-5084-3156-1,O13-44/Z254高等数学习题与精解／上海交通大学数学系编,上海交通大学出版社,7-313-03855-0,详细信息高等数学习题课28讲／苏德矿, 吴明华, 卢兴江主编,浙江大学出版社,7-308-04373-8,O13-44/S913高等数学例题与习题／龚成通, 李红英, 王刚主编,华东理工大学出版社,7-5628-1795-2,O13-44/G536(2)高等数学辅导及习题精解·上册／彭辉, 徐峰, 张永凤主编,新华出版社,7-5011-7166-1,O13/P430.1/1高等数学(同济五版)习题详解与考研训练／王瑞林, 黄璞生主编,陕西科学技术出版社,7-5369-3962-0,O13-44/W354高等数学例题与习题集·四，常微分方程／(俄)A.K.博亚尔丘克,Г.П.戈洛瓦奇编著；郑元禄译,清华大学出版社,7-302-09628-7,O13-44/L376/4高等数学习题课指导／阎章杭,李朝霞,刘好增主编,化学工业出版社,7-5025-6807-7,O13-44/Y173b高等数学习题与精解／上海交通大学数学系编,上海交通大学出版社,7-313-03855-0,O13-44/S316.1高等数学自学辅导与习题选解·上册／刘浩荣, 郭景德编著,同济大学出版社,7-5608-2623-7,O13-44/G941/1高等数学习题全解·下册：同济高等数学(三版、四版、五版)／陈小柱, 陈敬佳编著,大连工学院出版社,7-5611-1990-9,O13/C489b/2高等数学习题课教程：配同济《高等数学》第四、五版／蒋福民,徐建平编,同济大学出版社,7-5608-2888-4,O13/J614高等数学学习指导与习题全解：配同济高等数学·少学时／赵振海编著,大连理工大学出版社,7-5611-2771-5,O13-44/Z483高等数学习题课教程·下册／龚漫奇主编,科学出版社,7-03-008720-8,O13-44/G535/2高等数学习题全解／陈小柱,陈敬佳编著,大连理工大学出版社,7-5611-1520-2,详细信息概率统计习题集／章昕主编；双博士高等数学课题组编写,机械工业出版社,7-111-09821-8,O21-44/Z290高等数学习题解析：同济四版《高等数学》配套习题解析／田勇主编；双博士数学课题组编写,机械工业出版社,7-111-09819-6,O13-44/T580高等数学习题解答：同济五版《高等数学》配套习题解答·下册／汪国柄主编,当代世界出版社,7-80115-687-0,O13-44/W271/2高等数学习题课教程／李伟主编,天津大学出版社,7-5618-2043-7,O13-44/L350高等数学(下册)习题解答与测试／邱忠文, 蔡高厅主编,天津大学出版社,7-5618-2029-1,O13-44/Q817a高等数学(同济四版)习题全解·上册／刘国志,张彩华,王学理主编,东北大学出版社,7-81054-948-0,O13/L719.1/1高等数学(上册)习题解答与测试／邱忠文, 蔡高厅主编,天津大学出版社,7-5618-2008-9,O13-44/Q817b高等数学简明教程习题指导／秦昌明, 张文忠主编,西南。

无机材料科学基础课后习题答案3

3-1 名词解释（a）萤石型和反萤石型（b）类质同晶和同质多晶（c）二八面体型与三八面体型（d）同晶取代与阳离子交换（e）尖晶石与反尖晶石答：（a）萤石型：CaF2型结构中，Ca2+按面心立方紧密排列，F-占据晶胞中全部四面体空隙。

反萤石型：阳离子和阴离子的位置与CaF2型结构完全相反，即碱金属离子占据F-的位置，O2-占据Ca2+的位置。

（b）类质同象：物质结晶时，其晶体结构中部分原有的离子或原子位置被性质相似的其它离子或原子所占有，共同组成均匀的、呈单一相的晶体，不引起键性和晶体结构变化的现象。

同质多晶：同一化学组成在不同热力学条件下形成结构不同的晶体的现象。

（c）二八面体型：在层状硅酸盐矿物中，若有三分之二的八面体空隙被阳离子所填充称为二八面体型结构三八面体型：在层状硅酸盐矿物中，若全部的八面体空隙被阳离子所填充称为三八面体型结构。

（d）同晶取代：杂质离子取代晶体结构中某一结点上的离子而不改变晶体结构类型的现象。

阳离子交换：在粘土矿物中，当结构中的同晶取代主要发生在铝氧层时，一些电价低、半径大的阳离子（如K+、Na+等）将进入晶体结构来平衡多余的负电荷，它们与晶体的结合不很牢固，在一定条件下可以被其它阳离子交换。

（e）正尖晶石：在AB2O4尖晶石型晶体结构中，若A2+分布在四面体空隙、而B3+分布于八面体空隙，称为正尖晶石；反尖晶石：若A2+分布在八面体空隙、而B3+一半分布于四面体空隙另一半分布于八面体空隙，通式为B(AB)O4，称为反尖晶石。

3-2 （a）在氧离子面心立方密堆积的晶胞中，画出适合氧离子位置的间隙类型及位置，八面体间隙位置数与氧离子数之比为若干？四面体间隙位置数与氧离子数之比又为若干？（b）在氧离子面心立方密堆积结构中，对于获得稳定结构各需何种价离子，其中：（1）所有八面体间隙位置均填满；（2）所有四面体间隙位置均填满；（3）填满一半八面体间隙位置；（4）填满一半四面体间隙位置。

无机材料科学基础答案

1、熔体的概念:不同聚合程度的各种聚合物的混合物硅酸盐熔体的粘度与组成的关系(决定硅酸盐熔体粘度大小的主要因素是硅氧四面体网络连接程度）在熔体中加入LiO2、Na2O 、K2O 和BaO 、PbO 等，随加入量增加，粘度显著下降。

在含碱金属的硅酸盐熔体中，当Al2O3/Na2O ≤1时,用Al2O3代替SiO2可以起“补网”作用，从而提高粘度。

一般加入Al2O3、SiO2和ZrO2有类似的效果。

流动度为粘度的倒数，Φ＝粘度的理论解释:绝对速度理论η＝η０exp(ΔE/kT)自由体积理论η＝B exp[ ］＝Ａexp （）过剩熵理论η ＝ Cexp[ ］＝ Cexp （）2、非晶态物质的特点 :近程有序，远程无序3、玻璃的通性(1）各向同性（若有应力，为各向异性) (2)介稳性（3）熔融态向玻璃态转化的可逆与渐变性 (4）、熔融态向玻璃态转化时其物化性质随温度变化的连续性4、 Tg 、Tf , 相对应的粘度和特点钠钙硅酸盐熔体粘度与温度关系表明：熔融温度范围内，粘度为50~500dPa·s 。

工作温度范围粘度较高，约103~107dPa·s 。

退火温度范围粘度更高，约1012.5～1013。

5 dPa·s 。

Tg-脆性温度、退火温度，Tf-软化温度、可拉丝的最低温度 5、单键强度 > 335 kJ/mol(或80 kcal/mol ）的氧化物——网络形成体。

单键强度 < 250 kJ/mol(或60 kcal/mol)的氧化物——网络变性体。

在250～335 kJ/mol 为—-中间体，其作用介于玻璃的网络形成体和网络变性体之间。

6、玻璃形成的热力学观点:熔体是物质在TM 以上存在的一种高能状态。

据随温度降低，熔体释放能量大小不同，冷却途径分为结晶化，玻璃化，分相ΔGv 越大析晶动力越大,越不容易形成玻璃. ΔGv 越小析晶动力越小，越容易形成玻璃.玻璃形成的动力学观点：)(00T T KV -α0T T B-)(0T T C D P -∆0T T B-η1过冷度增大，熔体质点动能降低，有利于质点相互吸引而聚结和吸附在晶核表面，有利于成核。

无机材料习题答案汇总

第一章习题答案（二）6. 从结合键的角度分析金属、陶瓷、高分子材料的主要性能特点。

答案（要点）：金属材料：以金属键为主；大多数金属强度和硬度较高，塑性较好。

陶瓷材料：以共价键和离子键为主(对于玻璃材料而言,更常见的是兼有共价键和离子键的“混合键”)；强度、硬度和熔点一般比金属材料高；但比金属材料脆性大，不易变形。

高分子材料：分子内部价键以共价键为主，分子间为分子间力和氢键为主。

高分子材料的主要性能特点：硬度、熔点都比陶瓷材料和金属低一些，某些高分子材料韧性好、塑性好，成型较容易；耐热比较差，高温易分解挥发。

7.请从颗粒（晶粒）尺寸的角度，讨论普通（传统）陶瓷和精细陶瓷的主要区别是什么？（注：最好再从陶瓷材料的化学组成，所使用的原料、制备方法和主要设备，材料的性质等方面，进行较全面的讨论）。

答案（要点）: 普通陶瓷颗粒尺寸一般为100微米以上；精细陶瓷颗粒尺寸一般为亚微米至几十微米之间。

其他：（1）化学组成上，突破了传统陶瓷为硅酸盐的界限，精细陶瓷一般是氧化物、氮化物、碳化物，等。

（2）在原料上，传统陶瓷以天然粘土为主要原料、与产地关系极大；精细陶瓷一般以化工原料为主要，原料的成分与产地关系不大。

（3）在制备方法上，传统陶瓷常采用液相烧结，以模压和炉窑为主要生产手段；而精细陶瓷常采用固相烧结，广泛采用冷等静压，真空烧结，气氛烧结、热（等静压）压等手段。

（4）在性能上，特种陶瓷有比传统陶瓷优越的高强度、高硬度、高韧性、耐高温、耐腐蚀性等，还有磁、电、光、声、生物等方面具有的特殊性质。

8. 参考本章正文和所列出的相关文献，试简答:（1）一次颗粒的概念和英文名称；（2）二次颗粒的概念；（3）粉末团聚的概念和英文名称；（4）团聚参数的概念；（5）硬团聚和软团聚的基本概念；（6）粉末团聚所带来的危害。

（1）一次颗粒是指粉末团聚前的颗粒。

一次颗粒的英文名称：primary particles（2）二次顆粒是指粉末团聚后的颗粒。

无机材料科学习题分析解析

无机材料科学习题分析解析1、已知Mg 2+半径为0.072nm ，O 2-半径为0.140nm ，计算MgO 晶体结构的堆积系数与密度。

解：MgO 为NaCl 型，O 2-做密堆积，Mg 2+填充空隙。

-2o r =0.140nm ，+2Mg r =0.072nm ，Z =4，晶胞中质点体积：22(4/34/3)4o Mg r r ππ-+?+??，)(2-++=r r a ，晶胞体积=3a ，堆积系数=晶胞中MgO 体积/晶胞体积=68.5%，密度=晶胞中MgO 质量/晶胞体积=3.49g/cm 3。

2、（1）一晶面在x 、y 、z 轴上的截距分别为2a 、3b 、6c ，求出该晶面的米勒指数；（2）一晶面在x 、y 、z 轴上的截距分别为a/3、b/2、c ，求出该晶面的米勒指数。

解：（1）∵ h ：k ：l=1/2：1/3：1/6=3：2：1，∴ 该晶面的米勒指数为（321）；（2）（321）3、设原子半径为R ，试计算体心立方堆积结构的（100）、（110）、（111）面的面排列密度和晶面族的面间距。

解：在体心立方堆积结构中：R a 3/40=（100）面：面排列密度= ()589.016/323/4/2==ππR R面间距=R R a 155.13/22/0==（110）面：面排列密度= ()()[]833.028/33/243/4/22==ππR R R面间距= R R a 633.13/222/20==（111）面：面排列密度=()()22/2/4/160.340R π??== 面间距=R a 22/30=4、临界半径比的定义是：紧密堆积的阴离子恰好互相接触，并与中心的阳离子也恰好接触的条件下，阳离子半径与阴离子半径之比。

即每种配位体的阳、阴离子半径比的下限。

计算下列配位的临界半径比：（a ）立方体配位；（b ）八面体配位；（c ）四面体配位；（d ）三角形配位。

解：（1）立方体配位在立方体的对角线上正、负离子相互接触，在立方体的棱上两个负离子相互接触。

新型无机材料思考题答案

1、材料的分类及特点分类：按材料的发展过程来分，可分为传统材料和新型材料特点：传统材料：需求量大，生产规模大，但环境污染严重新型材料：建立在新思路、新概念、新工艺、新检测技术的基础上，以材料的优异性能、高品质、高稳定性参与竞争，属高新技术的一部分；投资强度高，更新换代快，风险性大，知识和技术密集程度高增补信息：般将材料分为传统材料与新型材料两大类。

传统材料：是指那些已经成熟且在工业中已批量生产并大量应用的材料，如钢铁、水泥、塑料等。

这类材料由于用量大、产值高、涉及面广泛，又是很多支柱产业的基础，所以又称为基础材料。

新型材料(或称为先进材料)：是指那些正在发展，且具有优异性能和应用前景的一类材料。

从原子结合键类型，或者说从物理化学属性来分，可分为金属材料、无机非金属材料、有机高分子材料和不同类型材料组成的复合材料。

金属材料的结合键主要是金属键，无机非金属材料的结合键主要是共价键或离子键，而高分子材料的结合键主要是共价键、分子键、氢键。

按材料用途或者性能要求的特点来分，又可分为结构材料和功能材料两大类。

2、新型材料的定义及特点新型材料是指新出现的或正在发展中的，具有传统材料所不具备的优异性能和特殊功能的材料；或采用新技术(工艺,装备)，使传统材料性能有明显提高或产生新功能的材料；一般认为满足高技术产业发展需要的一些关键材料也属于新型材料的范畴。

特点：高附加值、低碳环保、功能性强（比如导电导热率高、比强度比模量高等）等等。

3、临界条件下新型材料制备特征临界技术包括：低温技术，超低温技术,冷冻干燥,超高压技术,元件工作速度的高速化技术,超纯、超净、超精细加工技术，超临界萃取技术，强磁场技术。

材料在普通条件下难以实现所需性能，为了达到特定要求，研究了各种临界技术，开发临界条件下新型材料。

该技术开发的新型材料往往具备一些特定性能，比如超导、超纯等等。

4、论材料科学中的矛盾运动材料在人类物质生活巾的重要性早已为人们所熟知。

无机材料科学基础课后习题答案(6)

6-1说明熔体中聚合物形成过程？答：聚合物的形成是以硅氧四面体为基础单位，组成大小不同的聚合体。

可分为三个阶段初期：石英的分化；中期：缩聚并伴随变形；后期：在一定时间和一定温度下，聚合和解聚达到平衡。

6-2简述影响熔体粘度的因素？答：影响熔体粘度的主要因素：温度和熔体的组成。

碱性氧化物含量增加，剧烈降低粘度。

随温度降低，熔体粘度按指数关系递增。

6-3名词解释（并比较其异同）⑴晶子学说和无规则网络学说⑵单键强⑶分化和缩聚⑷网络形成剂和网络变性剂答：⑴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。

它们分散在无定形介中质，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。

⑵单键强：单键强即为各种化合物分解能与该种化合物配位数的商。

⑶分化过程：架状［SiO4］断裂称为熔融石英的分化过程。

缩聚过程：分化过程产生的低聚化合物相互发生作用，形成级次较高的聚合物，次过程为缩聚过程。

⑷网络形成剂：正离子是网络形成离子，对应氧化物能单独形成玻璃。

即凡氧化物的单键能/熔点＞0.74kJ/mol .k者称为网络形成剂。

网络变性剂：这类氧化物不能形成玻璃，但能改变网络结构，从而使玻璃性质改变，即单键强/熔点＜0.125kJ/mol k者称为网络变形剂。

6-4试用实验方法鉴别晶体SiO2、SQ2玻璃、硅胶和SiO2熔体。

它们的结构有什么不同？答：利用X—射线检测。

晶体SiO2 —质点在三维空间做有规律的排列，各向异性。

SiO2熔体一内部结构为架状，近程有序，远程无序。

SiO2玻璃一各向同性。

硅胶一疏松多孔。

6-5 玻璃的组成是13wt%Na2。

、13wt%CaO、74wt%SiO 2,计算桥氧分数？解：Na2O CaO SQ2wt% 13 13 74mol 0.21 0.23 1.23mol% 12.6 13.8 73.6R=(12.6+13.8+73.6 X 2)/ 73.6=2.39••Z=4.-X=2R - Z=2.39 X^ 4=0.72Y=Z - X= 4 - 0.72=3.28氧桥%=3.28/ (3.28 X0.5+0.72 )=69.5%试用玻璃结构参数说明两种玻璃高温下粘度的大小？解：对于1：Z=4 R1=O/Si=2.55••• X1=2R1- 4=1.1 Y 1=Z - X1= 4 - 1.1=2.9 对于2: R2= O/Si=2.45••• X2=2R2- 4=0.9 丫2二 4 - X2= 4 - 0.9=3.1 ••丫1 < 丫2 ••序号1的玻璃组成的粘度比序号2的玻璃小。

无机材料物理化学课后习题与答案

第一章几何结晶学基础1-1.晶体、晶胞的定义；空间格子构造的特点；晶体的基本性质。

1-2.参网页上的模型，运用对称要素组合定律，写出四方柱、六方柱、四方四面体、斜方双锥、六八面体、三方柱、复三方三角面体、四六面体的点群符号，并写出其所属的晶系和晶族。

1-3.参阅网页上的模型，请确定单型中的六八面体、复三方偏三角面体、复六方双锥、和聚型中2、3、4号模型在晶体定向中，各晶体的晶轴分别与哪些对称轴重或晶棱方向平行？1-4.请写出单型三方柱、四方柱、四方双锥、六方柱、菱面体、斜方双锥各晶面的主要晶面符号。

1-5.请写出下列聚型模型各晶面的晶面符号：1、2、3、4。

两个对称面相互成1）60°、2）90°、3）45°、4）30°，可组合成什么点群？1-6.由两根相交的二次轴互成1）90°、2）60°、3）45°、4）30°，可以组合成什么点群？试在面心立方格子中画出菱面体格子1-7.一晶面在X、Y、Z轴分别截得2、4、6个轴单位，请写出此晶面符号。

1-8.作图表示立方晶体的（123）、（012）、（421）晶面。

1-9.在六方晶体中标出晶面（0001）、（2110）、（1010）、（1120）、（1210）的位置。

1. 答：晶体最本质的特点是其部的原子、离子、或原子集团在三维空间以一定周期性重复排列而成, 晶体的空间格子构造有如下特点：结点空间格子中的点，在实际晶体中它们可以代表同种质点占有的位置，因此也称为晶体结构中的等同点位置。

行列结点在一维方向上的排列 . 空间格子中任意两个结点连接的方向就是一个行列方向。

面网结点在平面上的分布构成面网。

空间格子中，不在同一行列上的任意三个结点就可联成一个面网。

平行六面体空间格子中的最小单位。

它由六个两两平行且大小相等的面组成。

晶体的基本性质是指一切晶体所共有的性质，这些性质完全来源于晶体的空间格子构造。

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