无机材料科学基础复习资料
无机材料科学基础学习试题及解答完整版
第一章晶体几何根底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：物体相同局部作有规律的重复。
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那么，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：能够反响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 晶体结构的两个根本特征是什么？哪种几何图形可表示晶体的根本特征？解答：⑴晶体结构的根本特征：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。
⑵ 14 种布拉菲格子的平行六面体单位格子可以表示晶体的根本特征。
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：晶体的根本性质是什么？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，晶体中的任何一局部在结构上是相同的。
胡志强无机材料科学基础笔记
胡志强无机材料科学基础笔记第一章绪论1.1 无机材料科学概述无机材料科学是研究无机材料的组成、结构、性能及其应用的科学，包括金属材料、非金属材料、陶瓷材料、玻璃材料、矿物材料等。
1.2 胡志强无机材料科学的研究背景和意义随着科技的发展，无机材料在各个领域的应用越来越广泛，如建筑、电子、航空、航天、能源、生物医学等。
因此，对无机材料科学的研究具有重要意义。
1.3 笔记内容的目的和方法本笔记的目的在于帮助读者系统地掌握无机材料科学的基础知识，包括无机材料的结构、性质、制备方法、应用等。
笔记采用图文并茂的方式，结合实际案例，使读者能够更好地理解和应用所学知识。
第二章无机材料的结构2.1 晶体结构无机材料的结构包括晶体、非晶体和准晶体。
晶体结构的主要类型有金刚石型、共价型、金属型和离子型。
了解不同类型无机材料的晶体结构是理解其性质的关键。
2.2 无机材料的缺陷无机材料的晶体结构中可能存在缺陷，如点缺陷、线缺陷和面缺陷等。
这些缺陷对材料的性能有重要影响。
第三章无机材料的性质3.1 物理性质物理性质包括密度、熔点、沸点、电导性、热导性等。
这些性质取决于材料的晶体结构、化学键类型等。
3.2 力学性质力学性质包括硬度和强度、塑性和韧性等。
这些性质与材料的晶体结构和缺陷有关。
3.3 化学性质化学性质包括氧化还原性、稳定性等。
无机材料的化学性质取决于其组成元素的化学性质。
第四章无机材料的制备方法4.1 传统的制备方法传统的制备方法包括烧结法、熔融法、电解法等。
这些方法适用于制备具有一定结构和性能的化合物材料。
4.2 先进的制备方法先进的制备方法包括溶胶-凝胶法、微乳液法、喷雾热解法等。
这些方法可以制备具有特殊结构和性能的材料，如纳米材料、生物陶瓷等。
4.3 制备过程中的影响因素和优化策略在制备过程中，温度、压力、时间等因素对材料结构和性能的影响很大。
优化制备过程可以获得具有优异性能的材料。
第五章无机材料的应用领域5.1 建筑领域无机材料在建筑领域的应用广泛，如混凝土、玻璃、陶瓷等。
无机材料科学基础考研题库
无机材料科学基础考研题库无机材料科学基础考研题库无机材料科学是材料科学的重要分支之一，涉及到无机材料的合成、结构、性能和应用等方面。
对于考研学子来说，掌握无机材料科学的基础知识是非常重要的。
下面将为大家提供一些无机材料科学基础的考研题库，以供学习参考。
一、选择题1. 下列哪种无机材料是典型的半导体材料？A. 铜B. 铝C. 硅D. 铁2. 钙钛矿结构是一种常见的无机材料结构，下列哪种材料属于钙钛矿结构？A. 钛酸钠B. 硫化铁C. 氧化铝D. 硫化镉3. 金刚石是一种典型的碳基无机材料，它的晶体结构属于下列哪种结构类型？A. 立方晶系B. 正交晶系C. 单斜晶系D. 六方晶系4. 下列哪种无机材料是属于陶瓷材料？B. 铜合金C. 硅胶D. 氧化铝5. 下列哪种无机材料是属于高分子材料？A. 聚乙烯B. 硅胶C. 硫化镉D. 氧化铝二、判断题1. 氧化铝是一种常见的无机材料，它具有良好的导电性。
A. 正确B. 错误2. 碳纳米管是一种典型的无机材料，具有良好的导电性和导热性。
A. 正确B. 错误3. 陶瓷材料具有良好的耐高温性和耐腐蚀性，适用于制作高温工具和化学容器等。
A. 正确B. 错误4. 金属材料具有良好的导电性和导热性，适用于制作电子元件和散热器等。
A. 正确5. 高分子材料具有良好的柔韧性和可塑性，适用于制作塑料制品和橡胶制品等。
A. 正确B. 错误三、简答题1. 请简要介绍无机材料科学的研究内容和应用领域。
2. 请简要介绍无机材料的合成方法和常见的合成技术。
3. 请简要介绍无机材料的结构分类和晶体结构类型。
4. 请简要介绍无机材料的性能表征方法和常见的表征技术。
5. 请简要介绍无机材料的应用领域和发展前景。
四、论述题1. 无机材料科学在能源领域的应用与发展。
2. 无机材料科学在环境保护领域的应用与发展。
3. 无机材料科学在生物医学领域的应用与发展。
4. 无机材料科学在信息技术领域的应用与发展。
无机材料科学基础复习知识点总结
无机材料科学与基础1.名词解释二八面体：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结构。
三八面体：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结构。
稳态扩散：扩散质点浓度不随时间变化。
不稳态扩散：扩散质点浓度随时间变化，扩散通量与位置有关。
互扩散：有浓度差的空间扩散。
自扩散：没有浓度差的扩散。
顺扩散：由高浓度区向低浓度区的扩散叫顺扩散，又称下坡扩散。
逆扩散：由低浓度区向高浓度区的扩散叫逆扩散，又称上坡扩散。
本征扩散：不含有不含有任何杂质的物质中由于热起伏引起的扩散。
非本征扩散：非热能引起，如由杂质引起的扩散。
刃型位错：滑移方向与位错线垂直的位错称为刃型位错。
螺型位错：位错线与滑移方向相互平行的位错称为螺型位错热缺陷：在没有外来原子时，当晶体的热力学温度高于0K时，由于晶格原子热振动，使一部分能量较大的原子离开正常的平衡位置，造成缺陷，这种由于原子热振动而产生的缺陷称为热缺陷。
杂质缺陷：由于杂质进入晶体而产生的缺陷。
点缺陷：在三维方向上尺寸都很小（远小于晶体或晶粒的线度）的缺陷。
线缺陷：是指晶体部结构中沿着某条线（行列）方向上的周围局部围所产生的晶格缺陷。
它的表现形式主要是位错。
弗兰克尔缺陷：在晶格原子振动时，一些能量足够大的原子离开平衡位置后，进入晶格点的间隙位置，变成间隙原子，而在原来的位置上形成一个空位，这样的缺陷称为弗兰克尔缺陷。
肖特基缺陷：如果正常格点上的原子，热起伏过程中获得能量离开平衡位置，跳跃到晶体的表面，在原正常格点上留下空位，这种缺陷称为肖特基缺陷。
类质同晶：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他离子或原子所占有，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。
一致熔融化合物：是一种稳定的化合物，它与正常的纯物质一样具有固定的熔点，熔化时所产生的液相与化合物组成一致，故称一致熔融化合物。
无机材料科学基础-1-6章
第一章一、是非题：1、在物体诸态中，晶体是最稳定的。
2、空间群包含了宏观晶体中全部要素的总和以及它们相互间的结合关系。
3、离子晶体的结构取决于其正负离子半径之比。
4、空间点阵中按平行六面体选取原则所得到的空间格子的基本单位称为晶胞。
5、六方紧密堆积的原子密排面是晶体中的（001）面。
6、聚形均为闭形。
7、在单质晶体中，原子作等大球体的紧密堆积，不论是六方还是立方其每个原子的配位数CN=12。
8、阳离子在配位数相同的情况下，其配位多面体形状都是完全相同的。
9、八面体空隙的空间小于四面体空隙的空间。
10、立方晶系的单位平行六面体参数为a 0≠b 0≠c 0，α=β=900，γ=1200。
二、选择题1、下列性质中 不是晶体的基本性质。
A 、对称性B 、有限性C 、均一性D 、各向异性 2、点群L 6PC 属 晶族 晶系。
A 、高级等轴B 、高级六方C 、中级六方D 、低级正交 3、在Si —O 四面体中，一般采用 方式相连。
A 、共顶 B 、共面 C 、共棱 D 、不确定 4、晶体结构中一切对称要素的集合称为 。
A 、对称性B 、点群C 、微观对称要素的集合D 、空间群5、晶体在三结晶轴上的截距分别为2a 、3b 、6c 。
该晶面的晶面指数为 。
A 、（236） B 、（326） C 、（321） D 、（123）6、依据等径球体的堆积原理得出，六方密堆积的堆积系数 面心立方堆积的堆积系数。
A 、大于 B 、小于 C 、等于 D 、不确定7、晶体中具有方向性的化学键为 。
A 、共价键B 、离子键C 、金属键D 、分子键8、某晶体AB ，A —的电荷数为1，A —B 键的S=1/6，则A +的配位数为 。
A 、4 B 、6 C 、8 D 、129、某晶体ABO 3，B —O 键的S=2/3，在单位晶胞中，A 2+的个数为8，B 4+的个数为1，则A 2+的配位数为 。
A 、4B 、6C 、8D 、1210、在单位晶胞的NaCl 晶体中，其八面体空隙和四面体空隙的数量分别为 。
无机材料科学基础整理重点
非晶态结构与性质1.聚合物理论P119聚合物形成的三个阶段：初期：主要是石英颗粒的分化；中期：缩聚反应并伴随聚合物的变形；后期：在一定温度(高温)和一定时间(足够长)下达到解聚平衡最终熔体组成：不同聚合程的各种聚合体的混合物。
即低聚物、高聚物、三维碎片、游离碱、吸附物。
聚合体的种类、大小和数量随熔体组成和温度而变化。
2.粘度公式P120-1263.玻璃的通性P130-1324.玻璃的形成条件看下面的玻璃形成的热力学条件同组成的晶体和玻璃体的内能差别愈大，玻璃愈容易结晶，即愈难以形成玻璃；内能差别愈小，玻璃愈难结晶，也就愈容易形成玻璃。
玻璃形成的动力学条件从动力学观点看，生成玻璃的关键是熔体的冷却速度。
晶核生成速率与晶体生长速度间温度差值愈大(重叠越小)，愈容易形成玻璃；反之，愈容易析晶。
玻璃形成的结晶化学条件1)复合阴离子团大小与排列方式1．熔体中阴离子集团的大小和聚合程度影响玻璃的形成能力。
2．熔点附近的粘度是玻璃形成能力的重要标志。
3．构成玻璃的多面体间只能以共顶连接，这是形成玻璃的重要条件。
2)键强单键强度越高，熔点越低的氧化物越易于形成玻璃。
3)键型形成玻璃必须具有离子键或金属键向共价键过渡的混合键型。
5.X/Y/Z/R P1456.硅酸盐玻璃、硼酸盐玻璃P144-148（次重点）7.退火玻璃、淬火玻璃的区别与形成过程8.软化→无应力→均匀应力→表层应力固体表面与界面1.黏土的电荷性及带电原因P192-193看书就好产生负电荷的原因：（次）1)由于粘土晶格内离子的同晶置换所产生的。
产生了过剩的负电荷，这种电荷的数量取决于晶格内同晶置换的多少。
2) 由吸附在粘土表面的腐殖质离解而产生。
2.粘土与水的结合有几种情况？P193看下面的1．粘土晶粒表面上氧与羟基可与靠近表面的水分子通过氢键而键合；2．粘土表面负电荷在粘土附近存在静电场，使极性水分子定向排列；3．粘土表面吸附着水化阳离子3.泥浆的稳定性、流动性、滤水性、触变性、可塑性P197-206 具体看书，概括在下1）泥浆的流动性定义：流动性是指泥浆含水量低，粘度小而流动度大的性质流体粘性的大小用粘度η来表征；描述流动难易程度用流动度表示：流动度＝l／η，即粘度越大，流动度越小。
无机材料科学基础考研复习综述
第一章、晶体结构基础1、晶体的基本概念晶体的本质：质点在三维空间成周期性重复排列的固体，或者是具有格子构造的固体。
晶体的基本性质：结晶均一性、各向异性、自限性、对称性、最小内能性。
对称性：同一晶体中，晶体形态相同的几个部分（或物理性质相同的几个部分）有规律地重复出现。
空间格子的要素：结点—空间格子中的等同点。
行列—结点沿直线方向排列成为行列。
结点间距—相邻两结点之间的距离；同一行列或平行行列的结点间距相等。
面网—由结点在平面上分布构成，任意两个相交行列便可以构成一个面网。
平行六面体：结点在三维空间的分布构成空间格子，是空间格子的最小体积单位。
2、晶体结构的对称性决定宏观晶体外形的对称性。
3、对称型（点群）：一个晶体中全部宏观对称要素的集合。
宏观晶体中只存在32种对称型4、对应七大晶系可能存在的空间格子形式：14种布拉维格子三斜：简单；单斜：简单、底心；正交：简单、底心、体心、面心；三方：简单R四方：简单、体心；六方：简单；立方：简单、体心、面心；P(简单点阵） I(体心点阵) C(底心点阵) F(面心点阵)底心点阵：A（100） B (010) C(001) 面心立方晶系中对应的密排面分别为（111）;体心立方（110）;六方晶系（0001）低指数晶面间距较大，间距越大则该晶面原子排列越紧密。
高指数则相反5、整数定律：晶面在各晶轴上的截距系数之比为简单整数比。
6、宏观晶体中独立的宏观对称要素有八种：1 2 3 4 6 i m 4空间点阵：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。
空间点阵有，结点、行列、面网、平行六面体空间点阵中的阵点，称为结点。
7、晶胞：能充分反映整个晶体结构特征最小结构单位。
晶胞参数：表征晶胞形状和大小的一组参数（a0、b0、c0，α、β、γ）与单位平行六面体相对应的部分晶体结构就称为晶胞。
因此，单位平行六面体的大小与形状与晶胞完全一样，点阵常数值也就是晶胞常数值。
无机材料科学基础复习
相律以及相图中的一些基本概念 水型物质相图的特点（固液界线的斜率为负） 单元系统相图中可逆与不可逆多晶转变的特点 SiO2相图中的多晶转变（重建型转变、位移型转变） 一致熔化合物和不一致熔化合物的特点 形成连续固溶体的二元相图的特点（没有二元无变量点） 相图的坐标系统由什么来决定（相平衡系统中的最大自由度） 界线、连线的概念，以及他们的关系
01
等含量规则、线规则、切线规则、重心规则。
03
独立析晶（非平衡析晶）
04
三元相图析晶路径的分析
05
判断化合物的性质
06
划分副三角形
07
标出界线上的温度走向和界线的性质
08
确定无变量点的性质
09
分析具体的析晶路程
第六章、扩散与固相反应
1、固体中扩散的特点 2、菲克定律（宏观现象） 菲克第一定律：稳态扩散 菲克第二定律：不稳态扩散 3、扩散系数是一个什么样的参数 4、扩散推动力（化学位梯度） 5、扩散系数的一般热力学关系式 6、质点的扩散方式（五种、其中空位最常见，所需能量最小） 7、本征扩散、非本征扩散，及其相应的扩散系数D 产生本征扩散与非本征扩散的原因，分析、计算 8、萤石结构的ZrO2中Zr4+和O2-哪个扩散的活化能大？ Zr4+
第七章、相变
1、相变的概念（相的概念等） 2、相变的分类 3、一级相变、二级相变 4、固态相变 马氏体相变、有序－无序相变 5、相变过程中的亚稳态 6、晶核的形成条件、临界晶核rk。（要有△T） 7、影响成核速率的因素：核坯的数目、质点加到核坯上的速率 Iv=P·D 8、均匀成核、非均匀成核，选择成核剂的要求。 9、晶体生长速率 10、成核与晶体生长相比，需要更大的△T
《无机材料科学基础》第九章复习题及答案
12.陶瓷的显微结构主要由哪些基本因子构成？
答：陶瓷是由晶体、玻璃体和气孔组成的多晶多相材料，其显 微结构包括晶体的种类和含量，晶粒尺寸和形状，玻璃相的含 量和分布情况，晶粒之间、晶粒与玻璃相之间的界面，气孔的 数量、尺寸、分布等。
13.氧化铝烧结到接近理论密度时，可使可见光几乎透过100％， 用它来装钠蒸气（在超过大气压的压力下）作为路灯。为通过 烧结实现这一点，请你列出研究方案。
2. 烧结的推动力和晶粒生长的推动力。并比较两者的大小？
解：烧结推动力是粉状物料的表面能（γsv）大于多晶烧结体 的晶界能（γgb），即γsv>γgb。 晶粒生长的推动力是晶界两侧物质的自由焓差，使界面向晶 界曲率半径小的晶粒中心推进。烧结的推动力较大，约为 4~20J/g。晶粒生长的推动力较小，约为0.4~2J/g，因而烧结推 动力比晶粒生长推动力约大十倍。
无机材料科学基础
第断题：（正确的打，错误的打）
1. 烧结中始终可以只有一相是固态。
（×）
2. 液相烧结与固相烧结的推动力都是表面能。
（√）
3. 二次再结晶对坯体致密化有利。
（×）
4. 扩散传质中压应力区空位浓度<无应力区空位浓度<张应力
区空位浓度。
（√）
5. 晶粒长大源于小晶体的相互粘结。
答：制备透明氧化铝陶瓷的主要技术措施是：（1）采用高纯 氧化铝原料，Al2O3>99.9%，无杂质和玻璃相；（2）添加 0.1～0.5%MgO，在晶粒表面生成镁铝尖晶石，降低晶界移动 速度，抑制晶粒生长；（3）在氢气或真空中烧结，促进气孔 扩散；（4）采用热压烧结，提高制品致密度。
6.试说明晶界能总是小于相邻二个晶粒表面能之和？
解：在恒温恒压条件下增加单位表面积时体系自由能的增量称 为表面能，而形成单位新界面所需要的能量称为界面能。表面 能和界面能的本质是处在表面或界面上的质点受到不对称力场 作用，与晶体内部质点相比具有较高的能量。晶粒的表面能指 晶粒与气相接触，界面能通常指两个晶粒相接触。显然，晶粒 与气相接触时，表面质点受到力场的不对称性远远大于两个晶 粒相接触时。因此，界面能总是小于相邻二个晶粒表面能之和。
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第一章、晶体结构基础1、晶体的基本概念晶体的本质：质点在三维空间成周期性重复排列的固体，或者是具有格子构造的固体。
晶体的基本性质：结晶均一性、各向异性、自限性、对称性、最小内能性。
对称性：同一晶体中，晶体形态相同的几个部分（或物理性质相同的几个部分）有规律地重复出现。
空间格子的要素：结点—空间格子中的等同点。
行列—结点沿直线方向排列成为行列。
结点间距—相邻两结点之间的距离；同一行列或平行行列的结点间距相等。
面网—由结点在平面上分布构成，任意两个相交行列便可以构成一个面网。
平行六面体：结点在三维空间的分布构成空间格子，是空间格子的最小体积单位。
2、晶体结构的对称性决定宏观晶体外形的对称性。
3、对称型（点群）：一个晶体中全部宏观对称要素的集合。
宏观晶体中只存在32 种对称型4、对应七大晶系可能存在的空间格子形式：14 种布拉维格子三斜：简单；单斜：简单、底心；正交：简单、底心、体心、面心；三方：简单R 四方：简单、体心；六方：简单；立方：简单、体心、面心；P(简单点阵） I(体心点阵) C(底心点阵) F(面心点阵)底心点阵：（A 100）B (010) C(001) 面心立方晶系中对应的密排面分别为（111） ;体心立方（ 110） ;六方晶系（ 0001）低指数晶面间距较大，间距越大则该晶面原子排列越紧密。
高指数则相反5、整数定律：晶面在各晶轴上的截距系数之比为简单整数比。
6、宏观晶体中独立的宏观对称要素有八种： 1 2 3 4 6 i m 4空间点阵：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。
空间点阵有，结点、行列、面网、平行六面体空间点阵中的阵点，称为结点。
7、晶胞：能充分反映整个晶体结构特征最小结构单位。
晶胞参数：表征晶胞形状和大小的一组参数（a0、 b0、c0，α、β、γ）与单位平行六面体相对应的部分晶体结构就称为晶胞。
因此，单位平行六面体的大小与形状与晶胞完全一样，点阵常数值也就是晶胞常数值。
无机材科基复习提纲
复习提纲-表面界面与动力学1、矿物浮选的原理2、图示说明电动电位的产生机理及Na基粘土和Ca基粘土的电动电位差别。
3、形象说明粘土为什么粘，粘土为何具有可塑性(动而变形，静而定形的原因)4、Fick第一定律在求解球形氧气罐氧气泄露问题时的模型建立方法及求解过程。
5、硅酸盐体系扩散系数的一般表达式（涉及空位浓度和运动频率）6、硅酸盐体系的扩散为何通常是空位扩散。
图示CaCl2掺杂NaCl的空位扩散系数随扩散系数随温度变化的趋势。
7、图示非化学计量氧化物空位扩散系数随温度变化而变化的趋势及原因。
8、如何根据扩散系数随温度变化求扩散活化能。
从整个课程体系而言，如让你充分挖掘，书中关于表面扩散、晶界扩散和晶粒内扩散的扩散系数和温度的关系图中包含了哪些信息？9、从普遍联系的角度，谈谈你对泰曼温度和海德华定律在课程中的地位和意义。
10、为何陶瓷要用细粉成形。
11、为何硅酸盐工业是高温行业？12、为何“泥菩萨过河，自身难保”，而几百年前沉入海底的瓷菩萨安然无恙。
13、固相反应中扩散控制的反应动力学方程-抛物线方程、杨德方程和金斯特林格方程推导过程中的假设以及近似处理技巧。
14、二氧化硅的晶型转变，难易程度和温度的关系。
15、熔体（液体）析晶的障碍和克服障碍的机制-临界成核半径的求法及其和温度（过冷度）的关系。
16、图示说明均匀成核机制下成核速度-温度（过冷度）曲线和晶体长大速度-温度（过冷度）关系曲线。
均匀成核机制下的成核速度-温度（过冷度）曲线和晶体长大速度-温度（过冷度）关系曲线。
17、二液分相产生的原因。
稳定分相，亚稳分相的意义。
18、图示说明二液分相区的自由焓组成曲线上某一组成涨落对体系变化趋势的影响。
19、碱金属(碱土金属)氧化物-二氧化硅体系熔体随温度下降的分相趋势的变化规律。
亚稳分相区域的存在对上部液相线形状的影响规律。
20、玻璃是一种过冷液体，可通过成核-晶体长大的过程制造微晶玻璃。
也可以通过亚稳分相制造多孔玻璃，请分别说明他们的制造原理。
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⽆机材料科学基础复习资料第三章练习题1⼀、填空题1.玻璃具有下列通性：各向同性、介稳性、熔融态向玻璃态转化的可逆与渐变性、熔融态向玻璃态转化时物理、化学性能随温度变化的连续性。
2.在硅酸盐熔体中，当以低聚物为主时，体系的粘度低、析晶能⼒⼤。
3.物质在熔点时的粘度越⾼越容易形成玻璃，Tg/Tm ⼤于2/3(⼤于，等于，⼩于)时容易形成玻璃。
4.熔体是物质在液相温度以上存在的⼀种⾼能量状态，在冷却的过程中可以出现结晶化、玻璃化和分相三种不同的相变过程。
5.当SiO2含量⽐较⾼时，碱⾦属氧化物降低熔体粘度的能⼒是Li2O < Na2O < K2O。
6. 2Na2O·CaO·Al2O3·2SiO2的玻璃中，结构参数Y为 3 。
7.从三T曲线可以求出为避免析出10-6分数的晶体所需的临界冷却速率，该速率越⼩，越容易形成玻璃。
8．NaCl和SiO2两种物质中SiO2容易形成玻璃，因其具有极性共价键结构。
9.在Na2O－SiO2熔体中，当Na2O/Al2O3<1时，加⼊Al2O3使熔体粘度降低。
10. 硅酸盐熔体中聚合物种类，数量与熔体组成（O/Si）有关，O/Si⽐值增⼤，则熔体中的⾼聚体[SiO4]数量减少。
11.硅酸盐熔体中同时存在许多聚合程度不等的负离⼦团，其种类、⼤⼩和复杂程度随熔体的组成和温度⽽变。
当温度不变时，熔体中碱性氧化物含量增加，O/Si⽐值增⼤，这时熔体中⾼聚体数量减少。
⼆、问答题1.试述熔体粘度对玻璃形成的影响？在硅酸盐熔体中，分析加⼊—价碱⾦属氧化物、⼆价⾦属氧化物或B2O3后熔体粘度的变化？为什么？答：1) 熔体粘度对玻璃形成具有决定性作⽤。
熔体在熔点时具有很⼤粘度，并且粘度随温度降低⽽剧烈地升⾼时，容易形成玻璃。
2) 在硅酸盐熔体中，加⼊R2O，随着O/Si⽐增加，提供游离氧，桥氧数减⼩，硅氧⽹络断裂，使熔体粘度显著减⼩。
加⼊RO，提供游离氧，使硅氧⽹络断裂，熔体粘度降低，但是由于R2+的场强较⼤，有⼀定的集聚作⽤，降低的幅度较⼩。
无机材料科学基础资料整理版汇编
第三章熔体和玻璃一，玻璃的结构参数晶子学说：硅酸盐玻璃是由无数“晶子”组成，“晶子”的化学性质取决于玻璃的化学组成。
所谓“晶子”不同于一般微晶，而是带有晶格变形的有序区域，在“晶子”中心质点排列较有规律，愈远离中心则变形程度愈大。
“晶子”分散在无定形部分的过渡是逐步完成的，两者之间无明显界线。
晶子学说的核心是结构的不均匀性及进程有序性。
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。
试述微晶学说与无规则网络学说的主要观点，并比较两种学说在解释玻璃结构上的共同点和分歧。
解：微晶学说：玻璃结构是一种不连续的原子集合体，即无数“晶子”分散在无定形介质中；“晶子”的化学性质和数量取决于玻璃的化学组成，可以是独立原子团或一定组成的化合物和固溶体等微晶多相体，与该玻璃物系的相平衡有关；“晶子”不同于一般微晶，而是带有晶格极度变形的微小有序区域，在“晶子”中心质点排列较有规律，愈远离中心则变形程度愈大；从“晶子”部分到无定形部分的过渡是逐步完成的，两者之间无明显界限。
无规则网络学说：玻璃的结构与相应的晶体结构相似，同样形成连续的三维空间网络结构。
但玻璃的网络与晶体的网络不同，玻璃的网络是不规则的、非周期性的，因此玻璃的内能比晶体的内能要大。
由于玻璃的强度与晶体的强度属于同一个数量级，玻璃的内能与相应晶体的内能相差并不多，因此它们的结构单元（四面体或三角体）应是相同的，不同之处在与排列的周期性。
微晶学说强调了玻璃结构的不均匀性、不连续性及有序性等方面特征，成功地解释了玻璃折射率在加热过程中的突变现象。
网络学说强调了玻璃中离子与多面体相互间排列的均匀性、连续性及无序性等方面结构特征。
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。
无机材料科学基础复习题
无机材料科学基础复习题一、选择题1. 无机材料的分类包括以下哪些选项？A. 金属材料B. 陶瓷材料C. 玻璃材料D. 所有以上选项答案：D2. 陶瓷材料的主要成分是什么？A. 金属元素B. 非金属元素C. 有机元素D. 金属和非金属元素答案：B3. 玻璃材料的制造过程中，以下哪个步骤是必不可少的？A. 熔融B. 冷却C. 固化D. 所有以上步骤答案：D二、填空题1. 无机材料的强度通常与其______结构有关。
答案：晶体2. 陶瓷材料的硬度通常比金属材料______。
答案：高3. 玻璃材料的透光性是由其______结构决定的。
答案：无定形三、简答题1. 简述无机材料的一般特性。
答案：无机材料通常具有高硬度、高熔点、良好的化学稳定性和热稳定性等特点。
2. 描述陶瓷材料在现代工业中的应用。
答案：陶瓷材料在现代工业中广泛应用于电子、化工、航空航天、医疗等领域，如电子器件的绝缘体、化工设备的耐腐蚀材料、航空航天器的热防护材料以及医疗领域的人工骨骼等。
3. 阐述玻璃材料的制造过程。
答案：玻璃材料的制造过程主要包括原料的混合、高温熔融、成型、退火和冷却等步骤。
四、论述题1. 论述无机材料科学在新材料研究中的重要性。
答案：无机材料科学是研究无机材料的组成、结构、性能及其加工工艺的科学，它在新材料研究中具有重要的地位。
无机材料的广泛应用推动了材料科学的发展，同时新材料的不断涌现也为无机材料科学提供了新的研究领域和挑战。
2. 分析无机材料在环境友好型材料开发中的作用。
答案：无机材料在环境友好型材料开发中起着至关重要的作用。
例如，陶瓷材料和玻璃材料可以替代一些对环境有害的材料，减少污染。
此外，无机材料的回收和再利用也是环境友好型材料开发的重要组成部分。
无机材料科学基础复习
⽆机材料科学基础复习结晶学基础晶体与⾮晶体晶体（crystal）是内部质点(原⼦、离⼦或分⼦)在三维空间周期性地重复排列构成的固体物质。
内部质点不作规则排列，不具有格⼦构造的固体，称为⾮晶体对称要素和对称型及其表⽰在进⾏对称操作时所借助的⼏何要素——点、线、⾯等，称为对称要素。
微观对称要素主要有以下三种平移轴：是⼀直线⽅向，相应的对称变换为沿此直线⽅向平移⼀定的距离。
螺旋轴：也是⼀种复合的对称要素，其辅助⼏何要素为⼀根假想的直线及与之平⾏的直线⽅向。
相应的对称变换是绕此直线旋转⼀定⾓度和沿此直线⽅向平移的结合（左旋和右旋）。
滑移⾯（象移⾯）：是⼀种复合的对称要素，其辅助⼏何要素有两个，⼀个假想的平⾯和平⾏此平⾯的某⼀直线⽅向。
相应的对称变换是对此平⾯的反映和沿此直线⽅向平移的联合。
对称型：对称要素的组合（集合），包含了晶体中全部对称要素的总和及其相互间的组合，⼜称为点群。
晶体的对称分类（原则和分类体系）分类原则晶族的划分：根据有⽆⾼次轴及其数⽬分为⾼级、中级和低级晶族。
晶系的划分：根据对称型的具体特点（Ln、Lin的轴次和数⽬）分为七个晶系。
具体分类（见表）晶体定向原则及结晶符号晶体的定向就是选择结晶轴、建⽴坐标轴，通常有三轴定向（⽶⽒定向）和四轴定向（布拉维定向）结晶符号结晶符号：表⽰晶⾯、晶棱等在晶体上⽅位的简单的数字符号。
晶⾯符号（⽶⽒符号）：由晶⾯在三个坐标轴的截距系数p、q、r的倒数⽐，经简化后按a、b、c轴次序连写在⼀起，再加⼩括号⽽得。
其通式(hkl)，其中h、k、l称为晶⾯的⽶⽒指数。
结晶轴与对称轴结晶轴⼜称之为晶轴，按⼀定法则在晶体中⼈为地选择的三根（或四根）坐标轴。
通常，具有最⾼对称次数之轴，选作结晶轴之⼀。
对称轴(symmetry axis) （Ln）：是⼀假想的直线，相应的对称操作为围绕此直线的旋转后，可使相同部分重复。
旋转⼀周重复的次数称为轴次n。
重复时所旋转的最⼩⾓度称基转⾓α。
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第三章练习题1一、填空题1.玻璃具有下列通性：各向同性、介稳性、熔融态向玻璃态转化的可逆与渐变性、熔融态向玻璃态转化时物理、化学性能随温度变化的连续性。
2.在硅酸盐熔体中，当以低聚物为主时，体系的粘度低、析晶能力大。
3.物质在熔点时的粘度越高越容易形成玻璃，Tg/Tm 大于2/3(大于，等于，小于)时容易形成玻璃。
4.熔体是物质在液相温度以上存在的一种高能量状态，在冷却的过程中可以出现结晶化、玻璃化和分相三种不同的相变过程。
5.当SiO2含量比较高时，碱金属氧化物降低熔体粘度的能力是Li2O < Na2O < K2O。
6. 2Na2O·CaO·Al2O3·2SiO2的玻璃中，结构参数Y为 3 。
7.从三T曲线可以求出为避免析出10-6分数的晶体所需的临界冷却速率，该速率越小，越容易形成玻璃。
8．NaCl和SiO2两种物质中SiO2容易形成玻璃，因其具有极性共价键结构。
9.在Na2O－SiO2熔体中，当Na2O/Al2O3<1时，加入Al2O3使熔体粘度降低。
10. 硅酸盐熔体中聚合物种类，数量与熔体组成（O/Si）有关，O/Si比值增大，则熔体中的高聚体[SiO4]数量减少。
11.硅酸盐熔体中同时存在许多聚合程度不等的负离子团，其种类、大小和复杂程度随熔体的组成和温度而变。
当温度不变时，熔体中碱性氧化物含量增加，O/Si比值增大，这时熔体中高聚体数量减少。
二、问答题1.试述熔体粘度对玻璃形成的影响？在硅酸盐熔体中，分析加入—价碱金属氧化物、二价金属氧化物或B2O3后熔体粘度的变化？为什么？答：1) 熔体粘度对玻璃形成具有决定性作用。
熔体在熔点时具有很大粘度，并且粘度随温度降低而剧烈地升高时，容易形成玻璃。
2) 在硅酸盐熔体中，加入R2O，随着O/Si比增加，提供游离氧，桥氧数减小，硅氧网络断裂，使熔体粘度显著减小。
加入RO，提供游离氧，使硅氧网络断裂，熔体粘度降低，但是由于R2+的场强较大，有一定的集聚作用，降低的幅度较小。
加入B2O3，加入量少时，B2O3处于三度空间连接的[BO4]四面体中，使结构网络聚集紧密，粘度上升。
随着B2O3含量增加，B3+开始处于[BO3]三角形中使结构网络疏松，粘度下降。
1当我排队等着站上小便池的时候有人已经在大便池先尿了■■■■■■■■■■■■张为政整理■■■■■■■■■■■■勿删■■■■■■■■■■■■2.试阐述网络形成体和网络变性体。
玻璃网络形成体：其单键强度>335KJ／MOL。
这类氧化物能单独形成玻璃。
网络变性体：其单键强度<250KJ/MOL。
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。
网络中间体：其单键强度介于250～335KJ/MOL。
这类氧化物的作用介于玻璃形成体和网络改变体两者之间。
3. 无规则网络学说的要点。
学说要点：玻璃的结构与相应的晶体结构相似，同样形成连续的三维空间网络结构。
这种网络是离子多面体构筑起来的。
晶体结构网是由多面体无数次有规律重复而构成，而玻璃中结构多面体重复没有规律性。
4.晶子假说要点学说要点：硅酸盐玻璃是由无数“晶子”组成，“晶子”的化学性质取决于玻璃的化学组成。
所谓“晶子”不同于一般微晶，而是带有晶格变形的有序区域，在“晶子”中心质点排列较有规律，愈远离中心则变形程度愈大。
“晶子”分散在无定形介质中，并从“晶子”部分到无定形部分的过渡是逐步完成的，两者之间无明显界限。
5. 试从结构上比较硅酸盐晶体与硅酸盐玻璃的区别。
(1)在晶体中，硅氧骨架按一定的对称规律排列；在玻璃中是无序的；(2)在晶体中，骨架外的金属阳离子占据点阵中的固定位置；在玻璃中，他们均匀地分布在骨架的空腔内，并起着平衡氧电荷的作用；(3)在晶体中，只有当骨架外阳离子半径相近时，才能发生同晶置换；在玻璃中，不论半径如何，只要遵循电价规则，骨架外的阳离子均能发生互相置换；(4)在晶体中，氧化物有固定的化学计量；在玻璃中氧化物可以非化学计量的任意比例混合。
三、计算题1．有两种不同配比的玻璃，其组成如下：试用玻璃结构参数说明两种玻璃高温下粘度的大小？答：对于1：Na2O/Al2O3<1,所以Al2O3为网络变性体Z=4 R1=（10.57+3×12.86+2×76.57）/76.57=2.64∴Y1=2.72 对于2：Na2O/Al2O3>1,所以Al2O3为网络形成体Z=4 R2=（20.3+3×6.17+2×73.49）/（2×6.17+73.49）=2.17∴ Y2= 3.66 ∵Y1﹤Y2∴序号1的玻璃组成的粘度比序号2的玻璃小。
2. 熔体粘度在727℃时是108dp·s，在1156℃时是104dp·s，在什么温度下它是107dp·s(用logη=A+B/T解之)？求该熔体的粘性流动活化能？第四章一、填空题1、在固－液两相接触时，为了使液相对固相润湿，在固－气(γSV)、液－气(γLV)界面张力不变时，必须使液－固(γLS)界面张力减小。
2、在粘土颗粒周围吸附着定向水分子层和水化阳离子，这部分水称为牢固结合水。
3、按晶界两边排列原子的连贯性，可将晶界分为共格晶界、半共格晶界和非共格晶界4、粘土带负电荷的原因主要由同晶置换、高岭石中破键和吸附在粘土表面的腐殖质离解而产生。
5、同价阳离子饱和的粘土其ζ电位随离子半径增大而降低。
6、当润湿角小于90度时，固体表面越粗糙，固液表面润湿性越好。
7、润湿的类型有附着润湿、铺展润湿和浸渍润湿三类，其中铺展润湿是润湿的最好境界。
8、粘土表面吸附的阳离子的电价越高，其ζ电位越小。
9、凸面的蒸汽压大于平面。
10、在离子晶体表面，表面双电层越厚，表面能越小，硬度越低。
二、名词解释1、维尔威学说松弛过程：处于表面层的负离子外侧是不饱和的，电子云将拉向内侧的正离子一方而发生极化变形，表面质点通过电子云极化变形来降低表面能的这一过程称为松弛。
松弛在瞬间完成，其结果改变了表面层的键性。
重排过程：从晶格点阵的稳定性考虑，作用力较大、极化率小的正离子处于稳定的晶格位置。
为降低表面能，各离子周围作用能应尽量趋于对称，因而正离子在内部质点作用下向晶体靠拢，而易极化的负离子受诱导极化偶极子排斥而被推向外侧，从而形成表面双电子层。
随着重排过程的进行，表面层中离子键性逐渐过渡为共价键性，固体表面好像被一层负离子所屏蔽并导致表面层在组成上成为非化学计量。
2、泥浆的触变性泥浆静止时内部的网状结构会稠化成胶状物质，当再进行搅拌或振荡时，又会恢复其原有的流动性的性质3、泥浆的可塑性当粘土与适当比例的水混合均匀制成泥团，该泥团受到高于某一个数值剪应力作用后，可以塑造成任何形状，当去除应力泥团能保持其形状，这种性质称为可塑性。
4、ζ电位双电层中吸附层和扩散层之间的电位差。
5、晶界凡结构相同而取向不同的晶体相互接触，其接触面称为晶界三、简答题1、固体是如何降低系统的表面能的，为什么相同组成的固体的表面能总是高于液体的表面能？固体表面通过表面质点的极化、变形、重排降低固体的表面能；液体分子可自由移动通过形成球形表面来降低表面能；固体质点不能自由移动只能通过表面质点的极化、变形、重排降低表面能因此表面能总是高于同组成的液体的表面能。
2、什么叫弛豫表面？NaCl单晶表面具有什么样的结构特点？表面上的原子产生相对于正常位置的上、下位移，称为表面弛豫。
NaCl 单晶中处于表面层的负离子只受到上下和内侧正离子的作用，而外侧是不饱和的。
电子云将被拉向内侧的正离子一方而变形，使该负离子诱导成偶极子。
这样就降低了晶体表面的负电场。
接着，表面层离子开始重排以使之在能量上趋于稳定。
为此，表面的负离子被推向外侧，正离子被拉向内侧从而形成了表面双电层。
3、表面力的存在使固体表面处于高能量状态，然而，能量愈高系统愈不稳定，那么固体是通过何种方式降低其过剩的表面能以达到热力学稳定状态的。
一是通过表面质点的极化、变形、重排来降低表面能，二是通过吸附来降低表面能。
4、何谓表面张力和表面能？在固态和液态这两者有何差别？表面张力：垂直作用在单位长度线段上的表面紧缩力或将物体表面增大一个单位所需作的功；σ=力/总长度（N/m）表面能：恒温、恒压、恒组成情况下，可逆地增加物系表面积须对物质所做的非体积功称为表面能；J/ m2=N/m液体：不能承受剪应力，外力所做的功表现为表面积的扩展，因为表面张力与表面能数量是相同的；固体：能承受剪切应力，外力的作用表现为表面积的增加和部分的塑性形变，表面张力与表面能不等。
四、计算题1、在石英玻璃熔体下20cm处形成半径为5×10-8m的气泡，熔体密度ρ=2200kg/m3，表面张力γ=0.29N/m，大气压力维1.01×105Pa，求形成此气泡所需最低内压力是多少？解：P1（熔体柱静压力）＝hρg＝0.2×2200×9.81＝4316.4kg/m·s2＝4316.4N/m2＝4316.4Pa附加压力△P＝2γ/r＝2×0.29/5×10-8＝1.16×107Pa，故形成此气泡所需压力至少为P＝P1+△P+P大气＝4.16+1.16×107+1.01×105＝117.04×105第七章 练习题一、填空题1. 固体质点扩散的推动力是 化学位梯度 。
2. 由点缺陷（肖特基和弗兰克尔缺陷）引起的扩散为 本征 扩散， 空位来源于掺杂而引起的扩散为 非本征 扩散。
3. 今有原料Mg （OH ）2、MgO 、γ-Al 2O 3、α-Al 2O 3用于合成镁铝尖晶石，从提高反应速率的角度出发，选择 Mg （OH ）2、γ-Al 2O 3 。
4. 在氧化气氛下，FeO 形成非化学计量化合物，铁空位浓度与氧分压关系为 PO 21/6 (注：网上答案为1/6) 。
5. 本征扩散的扩散系数 )ln ln 1(i i i i N RTB D ∂∂+=γ ,其扩散活化能由 空位形成能 和质子迁移能 组成。
6. 固体中扩散的主特点为各向异性，速度小，高温固体质点之间的作用力较强，开始扩散温度较高，但远低于熔点。
固体是凝聚体，质点以一定方式堆积，质点迁移必须越过势垒，因而扩散速率较低，迁移的自由程约为晶格常数大小。
由于晶体的对称性和周期性限制了质点迁移的方向，因而晶体中质点扩散有各向异性。
7. 温度对扩散系数的影响依赖关系式： D=D 0 exp(-Q/RT) 。
8．固相反应合成钴铝尖晶石，从提高反应速度的角度分析，氧化铝原料采取轻烧氧化铝更好，这是由于 晶形转变能够提高活性 。