发布时间 : 星期五 文章无机材料物理化学(贺蕴秋) 答案更新完毕开始阅读74945a06cc1755270722086b
子的扩散能力影响不大,在高温条件下,本征扩散为主要形式, ZnCl2 的 加入影响可忽略. 6. 略 7. 答:①Q=48.9kJ,D0=0.39cm2/s ②质点处于其他质点作用的三位势阱中作周期性振动,若要摆脱其他质点的 束缚,必须具有克服势阱作用的能量,这部分能量称为激活能,激活能包括迁移能 和缺陷形成能. ③D∝PS2-1/4,硫分压越小,D 越大,硫分压增大,D 减小. 8. 9. 答:面心立方(fcc), = ,P= ,D= ,体心立方(bcc),D= 答:①扩散流的产生需要一个推动力,但在宏观上不存在扩散流,只要有一定温 度,原子之间存在杂乱无章的自扩散. ②当有外力作用,如处于电场中,扩散流量不为零,只有在平衡状态下,扩散流 量为零. ③晶界上原子所受束缚力低,其能量/振动频率搞,迁移能力强,其原子迁移到 内部相党羽空位的反向扩散,不仅存在扩散,其扩散能力还比内部强. ④对扩散系数的影响可以忽略. 10.答:不正确.扩散系数是宏观值不是单个原子跳动机理的简单叠加.
第八章 固相反应
8-1 MgO 和 SiO2 固相反应生成 Mg 2SiO4,反应时扩散离子是什么?写出界面反 应方程. 8-2 MoO3 和 CaCO3 反应时, 反应机理受到 CaCO3 颗粒大小的影响. MoO3 : 当 CaCO3 =1:1,MoO3 的粒径 r1 为 0.036mm,CaCO3 的粒径 r2 为 0.13mm 时,反应是 扩散控制的;而当 CaCO3 :MoO3=15:1,r2<0.03 时,反应由升华控制, 试解释这种现象. 8-3 试比较杨德方程和金斯特林格方程的优缺点及其适用条件. 8-4 当测量氧化铝-水化物的分解速率时,发现在等温试验期间,质量损失随 时间线性增加到 50%左右,超过 50%时,质量损失的速率就小于线性规 律.线性等温速率随温度指数地增加,温度从 451℃增大到 493℃时速率 增大 10 倍,试计算激活能,并说明这是一个扩散控制的反应?还是一般 反应或是界面控制的反应. 8-5 1 平均粒径为 1μm 的 MgO 粉料与 Al2O3 粉料以 1: 摩尔比配料并均匀混合. 将原料在 1300℃恒温 3600h 后,有 0.3mol 的粉料发生反应生成 Mg Al2O4, 该固相反应为扩散控制的反应.试求在 300h 后,反应完成的摩尔分数以 及反应全部完成所需的时间. 答:扩散离子是 Mg2+和 Si4+,界面反应方程为: g 2+ +SiO4 Mg2SiO4+Si4+ Si4++4MgO Mg2SiO4+2 Mg2+ 2.答:当 MoO3 的粒径 r1 为 0.036mm,CaCO3 的粒径 r2 为 0.13mm 时, CaCO3 颗粒大 于 MoO3,反应由扩散控制,反应速率随着 CaCO3 颗粒度减小而加速,当 r2 第九章 相 变 9-1 名词解释: 一级相变,二级相变,玻璃析晶,玻璃分相,均态成核,非均态成核,马 氏体相变,亚稳分解,不稳分解. 9-2 为什么成核生长机理的相变过程需要有一定的过冷或过热, 相变才能发生, 在什么情况下需要过冷, 什么情况下需要过热?一般物质具有的最大成核 速率的过冷度应该如何求得? 9-3 当一个球形晶核在液态中形成时,其自由能的变化△G=4πr2γ+ 4/3 r3△GV.式中 r 为球形晶核的半径;γ为液态中晶核的表面能;△GV 为单 位体积晶核形成时释放的体积自由能,求临界半径 rk 和临界核化自由能 △Gk. 8-4 如果液态中形成一个边长为 a 的立方体晶核时, 其自由能△G 将写出什么形 式?求出此时晶核的临界立方体边长 ak 和临界核化自由能△Gk, 并比较球 状晶核时,哪一种形状的△G 值更大,为什么? 9-5 由 A 向 B 转变的相变过程中, 单位体积能变化△GV 在 1000℃时为-419J/cm3, 在 900℃时为-2093J/cm3,设 A-B 间界面能为 5×10-5J/ cm3,求: (1) (2) 在 900℃和 1000℃时的临界半径; 在 1000℃进行相变时所需的能量. 9-6 试从热力学,动力学和形貌等方面比较亚稳分解和不稳分解这两种分相过 程的特点. 9-9 某物质从熔体析晶,当时间分别为 1s 和 5s 时,测得晶相的体积分数分别 为 0.1%与 11.8%,试用 Vβ/V=1-exp(-Ktn)式计算 Avrami 指数及其速率常数 K. 9-10 如果直径为 20μm 的液滴,测得成核速率 IV=10 S cm ,如果锗能够过 冷 227℃,试计算锗的晶-液界面能?(TM=1231K,△H=34.8kJ/mol,ρ =5.35g/cm ) 9-11 举例说明相变理论在科学研究和生产实际中的应用. 1. 2. 答:略 答: ,当 ,过热,过冷度 为扩散活化能. 3. 4. 答: 答: , , ,显然立方体晶核形成 , ,球形晶核 较大. ,过冷;当 , 3 -1 -1 -3 5. 答:900℃, ×10-17J =4.778, 1000℃, =2.387nm, 6. 9. 10. 11. 答:略 答:n=3,K=10-3 答: 答:略 第十章 烧结过程 10-1 名词解释: 熔融温度,烧结温度,烧结,烧成,液相烧结,固相烧结,晶粒生长,二次 再结晶,晶粒极限尺寸,晶粒平均尺寸. 10-2 烧结的模型主要有哪几种?各适用于哪些典型的传质过程? 10-3 若固-气界面能为 0.1J/m ,如果用直径为 1μm 的粒子组成压块的体积为 1cm ,试计算由烧结推动力而产生的能量是多少? 10-4 设有粉料粒度为 5μm,若经 2h 烧结后,x/r=0.1.如果不考虑晶粒的生 长,若烧结至 x/r=0.2.并分别通过蒸发-凝聚;体积扩散;粘性流动; 溶解-沉淀传质,则各需要多少时间?若烧结 8h,则各传质过程的颈部增 长 x/r 又是多少? 10-5 如上题粉料的粒度改为 16μm,烧结至 x/r=0.2,各传质需要多少时间? 若烧结时间为 8h,各个过程的 x/r 又是多少?从两题计算的结果,讨论 粒度与烧结时间对四种传质过程的影响程度? 10-6 下列过程中, 哪些能使烧结强度增加, 而不产生致密化过程?试说明理由. (1) 蒸发-凝聚(2)体积扩散(3)粘性流动(4)晶界扩散(5)表面扩 散(6)溶解-沉淀. 10-7 制造透明 Al2O3 材料时, 原始粉料粒度为 2μm, 烧结至最高温度保温 0.5h, 测得晶粒尺寸 10μm,试问若保温时间为 2h,晶粒尺寸多大?为抑制晶粒 生长加入 0.1%MgO,此时若保温时间为 2h,晶粒尺寸又有多大? 10-8 晶界遇到夹杂物时会出现几种情况,从实现致密化目的考虑,晶界应该如 何移动?怎样控制? 10-9 在烧结时,晶粒生长能够促进坯体致密化吗?晶粒生长会影响烧结速率 吗?试说明之. 10-10 影响烧结的因素有哪些?最易控制的因素是哪几个? 1.答:名词解释略. 2.答:略. 3.答:烧结推动力而产生的能量是 0.6J.提示,先算出粒子个数,再算出气固界 面消失的面积. 4.答:根据查得各传质方式公式可得: 时间分别为 16h,64h,8h,128h,若只烧 结 8h,则 X/R 分别为 0.1×41/3,0.1×4 1/5,0.2,0.1×41/6. 5.答:略 6.答:略. 7.答:略 3 2