无机非金属材料科学基础答案最终版 联系客服

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3+

又: ∵[V

]=α = 0.044

正常格点数 N=1+x=1+0.956=1.956

∴空位浓度为

4.9 非化学计量氧化物TiO2-x的制备强烈依赖于氧分压和温度:(a)试列出其缺陷反应式。(b)求其缺陷浓度表达式。

解:非化学计量氧化物TiO2-x,其晶格缺陷属于负离子缺位而使金属离子过剩的类型。 (a)缺陷反应式为:

2Ti Ti?/FONT>O2↑→2 OO→(b)缺陷浓度表达式: [ V]

+

+3OO

+2e′+O2↑

4.10试比较刃型位错和螺型位错的异同点。

解:刃型位错和螺型位错的异同点见表4-1所示。 表4-1 刃型位错和螺型位错的异同点

与柏格斯矢量的位置关系 位错分类 刃型位错 柏格斯矢量与刃性位错线垂直 螺型位错 柏格斯矢量与螺型位错线平行 刃性位错有正负之分 引起晶体畸变和形成应力场,且离位错线越远,晶格畸螺形位错分为左旋和右旋 引起晶体畸变和形成应力场,且离位错线越远,晶格畸位错是否引起晶体畸变和形成应力 word格式.整理版

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场 位错类型 变越小 只有几个原子间距的线缺陷 变越小 只有几个原子间距的线缺陷

第六章

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

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。

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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、SiO2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—内部结构为架状,近程有序,远程无序。 SiO2玻璃—各向同性。 硅胶—疏松多孔。

6-5 玻璃的组成是13wt%Na2O、13wtêO、74wt%SiO2,计算桥氧分数?

解:

wt% mol mol%

Na2O 13 0.21 12.6

CaO 13 0.23 13.8

SiO2 74 1.23 73.6

R=(12.6+13.8+73.6 ×2)/ 73.6=2.39

∵Z=4 ∴X=2R﹣Z=2.39×2﹣4=0.72 Y=Z﹣X= 4﹣0.72=3.28

氧桥%=3.28/(3.28×0.5+0.72)

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=69.5%

6-6 有两种不同配比的玻璃,其组成如下: 序号 1 2 Na2O(wt%) Al2O3(wt%) SiO2(wt%) 8 12 80

12 8 80 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 Y1=Z﹣X1= 4﹣1.1=2.9 对于2:R2= O/Si=2.45

∴ X2=2R2﹣4=0.9 Y2= 4﹣X2= 4﹣0.9=3.1

∵Y1﹤Y2 ∴序号1的玻璃组成的粘度比序号2的玻璃小。 6-7 在SiO2中应加入多少Na2O,使玻璃的O/Si=2.5,此时析晶能力是

增强还是削弱?

解:设加入x mol的Na2O,而SiO2的量为y mol。 则O/Si=(x+2y)/ y =2.5

∴x=y/2 即二者的物质量比为1:2时,O/Si=2.5。 因为O/Si增加了,粘度下降,析晶能力增强了。

6-8 有一种平板玻璃组成为14Na2O—13CaO—73SiO2(wt%重量百分比),其密度为2.5g/cm3,

计算玻璃的原子堆积系数(AFP)为多少?计算该玻璃的结构参数值?

解:该玻璃的平均分子量

GM=0.14×62+0.13×56+0.73×60.02=59.77 在1?3中原子数为

n=ρNo/GM=2.5×10-24×6.02×1023/59.77 =0.252个/?3

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