1、6、敘述硅酸鹽晶體結(jié)構(gòu)分類原則及各種類型的特點，并舉一例說明之。解：硅酸鹽礦物按照硅氧四面體的連接方式進(jìn)行分類，具體類型見下表硅酸鹽礦物的結(jié)構(gòu)類型結(jié)構(gòu)類型共用氧數(shù)形狀絡(luò)陰離子氧硅比實例島狀0四面體SiO44-4鎂橄欖石Mg2SiO4組群狀12六節(jié)環(huán)Si6O1812-3.53綠寶石Be3Al2Si6O18鏈狀23單鏈Si2O64-32.5透輝石CaMgSi2O6層狀3平面層Si4O104-2.5滑石Mg3Si4O10(OH)2架狀4骨架SiO22石英SiO27、堇青石與綠寶石有相同結(jié)構(gòu)，分析其有顯著的離子電導(dǎo)，較小的熱膨脹系數(shù)的原因。答：堇青石Mg2Al3AlSi5O18具有綠寶石結(jié)構(gòu)，以（3A

2、l3+2Mg2+）置換綠寶石中的（3Be2+2Al3+）。6個SiO4通過頂角相連形成六節(jié)環(huán)，沿c軸方向上下迭置的六節(jié)環(huán)內(nèi)形成了一個空腔，成為離子遷移的通道，因而具有顯著的離子電導(dǎo)；另外離子受熱后，振幅增大，但由于能夠向結(jié)構(gòu)空隙中膨脹，所以不發(fā)生明顯的體積膨脹，因而熱膨脹系數(shù)較小。8、（1）什么叫陽離子交換？（2）從結(jié)構(gòu)上說明高嶺石、蒙脫石陽離子交換容量差異的原因。（3）比較蒙脫石，伊利石同晶取代的不同，說明在平衡負(fù)電荷時為什么前者以水化陽離子形式進(jìn)入結(jié)構(gòu)單元層，而后者以配位陽離子形式進(jìn)入結(jié)構(gòu)單元層。答：（1）在粘土礦物中，如果A1O6層中部分A13+被Mg2+、Fe2+代替時，一些水化陽離子

3、（如Na+、Ca2+等）進(jìn)入層間，來平衡多余的負(fù)電荷，在一定條件下這些陽離子可以被其它陽離子交換，這種現(xiàn)象稱為陽離子交換。（2）高嶺石的陽離子交換容量較小，而蒙脫石的陽離子交換容量較大。因為高嶺石是1:1型結(jié)構(gòu)，單網(wǎng)層與單網(wǎng)層之間以氫鍵相連，氫鍵強于范氏鍵，水化陽離子不易進(jìn)入層間，因此陽離子交換容量較小。而蒙脫石是為2:1型結(jié)構(gòu)，復(fù)網(wǎng)層間以范氏鍵相連，層間聯(lián)系較弱，水化陽離子容易進(jìn)入復(fù)網(wǎng)層間以平衡多余的負(fù)電荷，因此蒙脫石的陽離子交換容量較大。（3）蒙脫石和伊利石均為2:1型結(jié)構(gòu)。但是蒙脫石的鋁氧八面體層中大約有1/3的鋁離子被鎂離子取代，平衡電荷的水化陽離子半徑大，而且水化陽離子與負(fù)電荷之間距

4、離遠(yuǎn)，覆網(wǎng)層間的結(jié)合力弱，所以進(jìn)入層間位置。伊利石的硅氧四面體層中約1/6的硅離子被鋁離子所取代，鉀離子進(jìn)入覆網(wǎng)層間以平衡多余的負(fù)電荷，鉀離子位于上下二層硅氧層得六邊形網(wǎng)絡(luò)的中心，構(gòu)成【KO12】，鉀離子與硅氧層中的負(fù)電荷距離近，結(jié)合力較強，因此以配位例子形式進(jìn)入結(jié)構(gòu)單元。10.同為堿土金屬陽離子Be2+、Mg2+、Ca2+，其鹵化物BeF2和SiO2結(jié)構(gòu)同，MgF2與TiO（金紅石型）結(jié)構(gòu)同，CaF則有螢石型結(jié)構(gòu)，分析其原因。2答：堿土金屬離子Be2+、Mg2+、Ca2+，隨著原子序數(shù)的增大，離子半徑逐漸增大，極化性能變化不大。當(dāng)陰離子同為F-時，使得其r+/r-增大，配位數(shù)增大，由BeF2

5、的4配位到MgF2的6配位，再到CaF2的8配位。5.2從化學(xué)組成、相組成考慮，試比較固溶體與化合物、機械混合物的差別。解：從化學(xué)組成、相組成考慮，固溶體、化合物和機械混合物的區(qū)別列下表5-1比較之。表5-1固溶體、化合物和機械混合物比較（以AO溶質(zhì)溶解在B2O3溶劑中為例）比較項固溶體化合物機械混合物化學(xué)組成B2-AO嗔x=02)AB2O4AO+BgOg相組成均勻單相單相兩相有界面6- 1說明熔體中聚合物形成過程？答：聚合物的形成是以硅氧四面體為基礎(chǔ)單位，組成大小不同的聚合體。可分為三個階段初期：石英的分化。中期：縮聚并伴隨變形；后期：在一定時間和一定溫度下，聚合和解聚達(dá)到平衡。6- 2簡述

6、影響熔體粘度的因素？答：影響熔體粘度的主要因素：溫度和熔體的組成。堿性氧化物含量增加，劇烈降低粘度。隨溫度降低，熔體粘度按指數(shù)關(guān)系遞增。6-4試用實驗方法鑒別晶體SiO2、SiO2玻璃、硅膠和SiO2熔體。它們的結(jié)構(gòu)有什么不同？答：利用X射線檢測。晶體SiO2質(zhì)點在三維空間做有規(guī)律的排列，各向異性SiO2熔體一內(nèi)部結(jié)構(gòu)為架狀，近程有序，遠(yuǎn)程無序。SiO2玻璃一各向同性。硅膠疏松多孔。6-9試比較硅酸鹽玻璃與硼酸鹽玻璃在結(jié)構(gòu)與性能上的差異。答：結(jié)構(gòu)差異：硅酸鹽玻璃：石英玻璃是硅酸鹽玻璃的基礎(chǔ)。石英玻璃是硅氧四面體SiO4以頂角相連而組成的三維架狀結(jié)構(gòu)。由于SiOSi鍵角變動范圍大，使石英玻璃中S

7、iO4四面體排列成無規(guī)則網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。SiO2是硅酸鹽玻璃中的主要氧化物。硼酸鹽玻璃：B和0交替排列的平面六角環(huán)的BO集團(tuán)是硼酸鹽玻璃的重要基元，這些環(huán)通過BOB鏈連成三維網(wǎng)絡(luò)。B2O3是網(wǎng)絡(luò)形成劑。這種連環(huán)結(jié)構(gòu)與石英玻璃硅氧四面體的不規(guī)則網(wǎng)絡(luò)不同，任何OB三角體的周圍空間并不完全被臨接的三角體所填充，兩個原子接近的可能性較小。性能差異：硅酸鹽玻璃：試劑和氣體介質(zhì)化學(xué)穩(wěn)定性好、硬度高、生產(chǎn)方法簡單等優(yōu)點。硼酸鹽玻璃：硼酸鹽玻璃有某些優(yōu)異的特性。例如：硼酐是唯一能用以制造有吸收慢中子的氧化物玻璃；氧化硼玻璃的轉(zhuǎn)化溫度比硅酸鹽玻璃低得多；硼對中子射線的靈敏度高，硼酸鹽玻璃作為原子反應(yīng)堆的窗口對材料起屏

8、蔽中子射線的作用。6- 10解釋硼酸鹽玻璃的硼反常現(xiàn)象？答：硼反?，F(xiàn)象：隨著Na2O(R20)含量的增加，橋氧數(shù)增大，熱膨脹系數(shù)逐漸下降。當(dāng)Na2O含量達(dá)到15%16%時，橋氧又開始減少，熱膨脹系數(shù)重新上升，這種反?，F(xiàn)象就是硼反?，F(xiàn)象。硼反?，F(xiàn)象原因：當(dāng)數(shù)量不多的堿金屬氧化物同B2O3一起熔融時，堿金屬所提供的氧不像熔融Si02玻璃中作為非橋氧出現(xiàn)在結(jié)構(gòu)中，而是使硼轉(zhuǎn)變?yōu)橛蓸蜓踅M成的硼氧四面體。致使b2o3玻璃從原來二度空間層狀結(jié)構(gòu)部分轉(zhuǎn)變?yōu)槿瓤臻g的架狀結(jié)構(gòu)，從而加強了網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，并使玻璃的各種物理性能變好。這與相同條件下的硅酸鹽玻璃性能隨堿金屬或堿土金屬加入量的變化規(guī)律相反7- 4影響濕潤的

9、因素有那些？答：固體表面粗糙度當(dāng)真實接觸角0小于90°時，粗糙度越大，表面接觸角越小，就越容易濕潤;當(dāng)0大于90°，則粗糙度越大，越不利于濕潤。吸附膜吸附膜的存在使接觸角增大，起著阻礙作用。7- 5說明吸附的本質(zhì)？答：吸附是固體表面力場與吸附分子發(fā)出的力場相互作用的結(jié)果，它是發(fā)生在固體上的。根據(jù)相互作用力的性質(zhì)不同，可分為物理吸附和化學(xué)吸附兩種。物理吸附：由分子間引力引起的，這時吸附物分子與吸附劑晶格可看作是兩個分立的系統(tǒng)?；瘜W(xué)吸附：伴隨有電子轉(zhuǎn)移的鍵合過程，這時應(yīng)把吸附分子與吸附劑晶格作為一個統(tǒng)一的系統(tǒng)來處理。-7試說明晶粒之間的晶界應(yīng)力的大小對晶體性能的影響？答：兩種不

10、同熱膨脹系數(shù)的晶相，在高溫燃燒時，兩個相完全密合接觸，處于一種無應(yīng)力狀態(tài)，但當(dāng)它們冷卻時，由于熱膨脹系數(shù)不同，收縮不同，晶界中就會存在應(yīng)力。晶界中的應(yīng)力大則有可能在晶界上出現(xiàn)裂紋，甚至使多晶體破裂，小則保持在晶界內(nèi)。二、(10分)分析說明：為什么非均相成核比均相成核更易進(jìn)行？因為：G#c=Gcof(e)并且：f(e)=(2+cose)(i-cose)2/4，當(dāng)：e=90度時，f(e)=(2+cose)(i-COSB)2/4=(2+0)(l-0)2/4=2/4=l/2，所以：厶=Gcof(e)=l/2°AGc，即：非均相成核所需能量是均相成核的一半，雜質(zhì)存在有利成核。1、相變過程的推動

11、力：相變推動力為過冷度(過熱度)的函數(shù)，相平衡理論溫度與系統(tǒng)實際溫度之差即為相變過程的推動力。AG=AH-TAH/T0=AHT0-T/T0=AH.AT/T0式中：T0-相變平衡溫度，AH-相變熱，T-任意溫度。自發(fā)反應(yīng)時：AG<0,艮卩AH.AT/T0<0相變放熱(凝聚，結(jié)晶)：AH<0則須：AT>0，T0>T，過冷，即實際溫度比理論溫度要低，相變才能自發(fā)進(jìn)行。相變吸熱(蒸發(fā)，熔融)：AH>0,AT<0,T0<T,過熱。即實際溫度比理論溫度要高，相變才能自發(fā)進(jìn)行。2、反應(yīng)顆粒尺寸對加快固相反應(yīng)的影響。楊德爾方程：Kt=R02l-(l-G)l/32

12、；金斯特林格動力學(xué)方程積分式:Kk.t=(2DgC0/R02pn.)t=1-2/3G-(1-G)2/3公式中：R0-反應(yīng)物等徑球顆粒半徑；G-轉(zhuǎn)化率；Kk-速度常數(shù)；t-時間；D-擴散系數(shù)；n-分子數(shù)；C0-初始?xì)怏w濃度；片-分子量；p-產(chǎn)物密度。由公式可見：速度常數(shù)K與R0顆粒半徑平方成反比，顆粒越小，反應(yīng)體系比表面積越大，反應(yīng)界面和擴散截面也相應(yīng)增加，因此反應(yīng)速率增大。威爾表面學(xué)說：顆粒尺寸減小，鍵強分布曲線變平，弱鍵比例增加,故而使反應(yīng)和擴散能力增強。1、什么是馬氏體相變？說明其相變的特點？鋼淬火時得到的一種高硬度結(jié)構(gòu)的變化過程。特點：具有剪切均勻整齊性、不發(fā)生原子擴散、相變速度快可達(dá)聲

13、速、相變有一定范圍。2、說明影響擴散的因素？化學(xué)鍵：共價鍵方向性限制不利間隙擴散，空位擴散為主。金屬鍵離子鍵以空位擴散為主，間隙離子較小時以間隙擴散為主。缺陷：缺陷部位會成為質(zhì)點擴散的快速通道，有利擴散。溫度：D=D0exp(-Q/RT)Q不變，溫度升高擴散系數(shù)增大有利擴散。Q越大溫度變化對擴散系數(shù)越敏感。雜質(zhì)：雜質(zhì)與介質(zhì)形成化合物降低擴散速度；雜質(zhì)與空位締合有利擴散；雜質(zhì)含量大本征擴散和非本征擴散的溫度轉(zhuǎn)折點升高。擴散物質(zhì)的性質(zhì)：擴散質(zhì)點和介質(zhì)的性質(zhì)差異大利于擴散擴散介質(zhì)的結(jié)構(gòu)：結(jié)構(gòu)緊密不利擴散。五、(20分)說明影響燒結(jié)的因素？1、粉末的粒度。細(xì)顆粒增加了燒結(jié)推動力，縮短原子擴散距離，提高

14、顆粒在液相中的溶解度，從而導(dǎo)致燒結(jié)過程的加速。2、外加劑的作用。在固相燒結(jié)中，有少量外加劑可與主晶相形成固溶體，促進(jìn)缺陷增加，在液相燒結(jié)中，外加劑改變液相的性質(zhì)（如粘度，組成等），促進(jìn)燒結(jié)。3、燒結(jié)溫度：晶體中晶格能越大，離子結(jié)合也越牢固，離子擴散也越困難，燒結(jié)溫度越高。保溫時間：高溫段以體積擴散為主，以短時間為好，低溫段為表面擴散為主，低溫時間越長，不僅不引起致密化，反而會因表面擴散，改變了氣孔的形狀而給制品性能帶來損害，要盡可能快地從低溫升到高溫，以創(chuàng)造體積擴散條件。4、氣氛的影響：氧化，還原，中性。5、成形壓力影響：一般說成型壓力越大顆粒間接觸越緊密，對燒結(jié)越有利。，當(dāng)加入電解質(zhì)濃度一定

15、時，上述離子對泥漿電動電位和泥團(tuán)可塑性的影響規(guī)律。為什么？答：當(dāng)加入電解質(zhì)濃度一定時，不同陽離子對泥漿的E電位和泥團(tuán)的可塑性變化規(guī)律不同，如下所示：H+Al3+Ba2+Sr2+Ca2+Mg2+NH4+K+Na+Li+泥漿的E電位：泥團(tuán)的可塑性：因為當(dāng)粘土顆粒表面負(fù)電荷一定時，E電位主要與擴散雙電層的厚度成正比。而上述陽離子中，電價越低、半徑越小，水化陽離子半徑越大，擴散層越厚（H+例外），所以£電位越高。£電位主要與陽離子與粘土吸引力強弱或者陽離子電價和水化半徑有關(guān)。而吸附不同陽離子粘土泥料的可塑性主要與粘土顆粒之間吸力（毛細(xì)管力）和粘土顆粒間水膜厚度有關(guān)。而吸附的陽離子電

16、價越高、半徑越大，粘土顆粒間水膜厚度越薄，粘土的屈服值越大，可塑性越好，所以具有以上規(guī)律。1、試述晶體中質(zhì)點的擴散機構(gòu)及方式。解：1、晶體中質(zhì)點的遷移機構(gòu)主要有兩種：空位機構(gòu)和間隙機構(gòu)。（1）空位機構(gòu)：晶格結(jié)點上的質(zhì)點躍遷到鄰近空位，空位則反向躍遷。（2）間隙機構(gòu)：處于間隙位置的質(zhì)點從一個間隙位置遷移到另一個間隙位置。其它在亞間隙機構(gòu)中，處于間隙位置的質(zhì)點將晶格結(jié)點上的質(zhì)點彈入間隙位置并占據(jù)該位置，其晶格變形程度介于空位機構(gòu)與間隙機構(gòu)之間。1、試述燒結(jié)的推動力和晶粒生長的推動力，并比較兩者之大小。解：1、燒結(jié)推動力是粉狀物料的表面能（YSV）大于多晶燒結(jié)體的晶界能（Ygb），即YSv>Y

17、gb。晶粒生長的推動力是晶界兩側(cè)物質(zhì)的自由焓差，使界面向晶界曲率半徑小的晶粒中心推進(jìn)。燒結(jié)的推動力較大，約為420J/g。晶粒生長的推動力較小，約為0.42J/g，因而燒結(jié)推動力比晶粒生長推動力約大十倍。1、請說明玻璃形成的熱力學(xué)和動力學(xué)條件。熱力學(xué)條件：同種物質(zhì)，玻璃態(tài)內(nèi)能與晶態(tài)內(nèi)能差越小，越易形成玻璃。動力學(xué)條件:形成玻璃要避免析晶，過冷度大，冷卻速度快，防止成核并變大。2、為什么氣孔彎曲表面會出現(xiàn)過剩空位濃度。與平表面比較，彎曲表面有附加壓力。在附加壓力作用下，質(zhì)點易于移出，而出現(xiàn)空位。3、什么是粘附功？粘附性越好，粘附功越小，對嗎？答：粘附功：分開單位面積的粘附表面所需的功。即W=Y+

18、Y-Y。不對。粘附性越好，粘附功越大。ABABAB4、.敘述鮑林二規(guī)則內(nèi)容，并舉例說明應(yīng)用。鮑林二規(guī)則：在一個穩(wěn)定的離子化合物結(jié)構(gòu)中，每一個負(fù)離子的電價等于或近似等于相鄰正離子分配給這個離子的靜電鍵強度總和。譬如：Mg。八面體中，Mg離子分給每一個。離子靜電鍵強度為36=1/3。5、彎曲表面的附加壓力是如何產(chǎn)生的？數(shù)學(xué)表達(dá)式?產(chǎn)生：彎曲表面上表面張力分力產(chǎn)生附加壓力。表達(dá)式：“站/現(xiàn)球形，Ap=Y（1/ri+1/r2）（非球形）。2、說明影響置換型固溶體形成的因素有哪些?影響因素：(1)離子尺寸：15%規(guī)律：l.(R-R)/Rl15%不連續(xù)。2.15%連續(xù)。3.40%不能形成固熔體。12(2)

19、離子價：電價相同，形成連續(xù)固熔體。(3)晶體結(jié)構(gòu)因素：基質(zhì)，雜質(zhì)結(jié)構(gòu)相同，形成連續(xù)固熔體。(4)場強因素。(5)電負(fù)性：差值小，形成固熔體。差值大形成化合物。8-1試說明粘土結(jié)構(gòu)水，結(jié)合水，自由水的區(qū)別。分析兩種水在膠團(tuán)中的作用范圍及對工藝性能的影響。結(jié)構(gòu)水結(jié)構(gòu)水自由水牢固結(jié)構(gòu)水松結(jié)構(gòu)水含義以0H基形式存在于黏土晶格結(jié)構(gòu)內(nèi)的水吸附在黏土礦物層間及表面的定向水分子層，它與黏土膠粒形成整體并一起移動黏土表面定向排列過度到非定向排列的水層，它處于膠粒的擴散層內(nèi)黏土膠團(tuán)外的非定向水分子層作用范圍在黏土結(jié)構(gòu)的310水分子層<200A>200A特點脫水后黏土結(jié)構(gòu)破壞密度小，熱容小介電常數(shù)小，冰

20、點低流動性結(jié)構(gòu)水/自由水比例小，流動性好可朔性黏土膠粒水膜厚度在100A(約30水分子層)時朔性最好8- 2什么是電動電位，它是怎樣產(chǎn)生的，有什么作用？黏土膠粒分散在水中時，因吸附層與擴散層各帶有相反的電荷，所以相對移動時兩者之間就存在著電位差，這個電位差稱電動電位或Z-電位。其數(shù)值對黏土泥漿的穩(wěn)定性有重要的作用。8- 3粘土的很多性能與吸附陽離子種類有關(guān)，之處粘土吸附下列不同陽離子后的性能變化規(guī)律HAlBeSrCaMgNH4KNaLi大小(1) 離子置換能力(2) 黏土的Z-電位(3) 泥漿的流動性(4) 泥漿的穩(wěn)定性(5) 黏土的結(jié)合水8-4解釋泥漿的流動性和觸變性。泥漿的流動性是指泥漿含

21、水量低，黏度小而流動度大的性質(zhì)。泥漿的觸變性是泥漿靜止不動時似凝固體，一經(jīng)擾動或搖動，凝固的泥漿又重新獲得流動性。如再靜止又重新凝固，這樣可以重復(fù)無數(shù)次。泥漿從流動狀態(tài)到觸變狀態(tài)是逐漸的，非突變的，并伴隨著黏度的增高。8-5用碳酸鈉和硅酸鈉分別稀釋同一種粘土(以高嶺石礦物為主)泥漿，試比較電解質(zhì)加入量相同時，兩種泥漿的流動性注漿速率，觸變性和胚體致密度有何差別。Na2CO3稀釋的泥漿對黏土邊面結(jié)合的結(jié)構(gòu)拆散的得不完全，因而泥漿流動差而注漿速度高，觸變性大，坯體致密度低。8-6影響粘土可塑性的因素有哪些。生產(chǎn)上采用什么措施來提高或降低粘土的可塑性以滿足成型工藝的需要影響因素：1)含水量，2)電解

22、質(zhì)，3)顆粒大小，4)黏土的礦物組成，5)泥料處理工藝，6)腐殖質(zhì)含量，添加劑。泥料經(jīng)過真空練泥排除氣體；經(jīng)過一定時間陳腐使水分均勻；適宜的腐殖質(zhì)含量；添加朔化劑等方法提高瘠性物料的朔化。8-7解釋粘土表面帶電的原因。黏土層面上的負(fù)電荷：黏土晶格內(nèi)離子的同晶置換造成電價不平衡使之面板上帶負(fù)電；在一定條件下，黏土的邊棱由于從介質(zhì)中接受質(zhì)子而使邊棱帶正電荷。由于黏土的負(fù)電荷一般都大于正電荷，因此黏土是帶有負(fù)電荷的。8-8為什么非粘土瘠性料要塑化，常用的塑化劑有哪些？為使非黏土瘠性材料呈現(xiàn)可朔性而解決制品成型得其進(jìn)行朔化。天然朔化劑：黏土。有機朔化劑：聚乙烯醇，羥甲基纖維素，聚醋酸乙烯脂等。3、Mo

23、O3和CaCO3反應(yīng)時，反應(yīng)機理受到CaCO3顆粒大小的影響。當(dāng)MoO3:CaCO3=1：1,MoO3的粒徑片為0.036mm,CaCO3的粒徑r2為0.13mm時，反應(yīng)是擴散控制的；而當(dāng)CaCO3:MoO3=15：1,r2<0.03mm時，反應(yīng)由升華控制，試解釋這種現(xiàn)象。（7分）答：當(dāng)MoO3的粒徑r1為0.036mm,CaCO3的粒徑r2為0.13mm時,CaCO3顆粒大于MoO3,由于產(chǎn)物層較厚，擴散阻力較大，反應(yīng)由擴散控制，反應(yīng)速率隨著CaCO3顆粒度減小而加速，（3.5分）當(dāng)r2<r1時存在過量CaCO3,反應(yīng)由MoO3粒徑升華控制，并隨著MoO3粒徑減小而加劇。（3.5

24、分）4、什么是潤濕？改善潤濕的方法有那些？（8分）答：潤濕：固體與液體接觸后，體系（固體+液體）的吉布斯自由能降低時，就稱潤濕。（2分）改善潤濕的方法有：降低YslS、V兩相組成盡量接近；（1.5分） 降低YLV在液相中加表面活性劑；（1.5分） 提高YSV去除固體表面吸附膜；（1.5分） 改變粗糙度。（1.5分）6、二次再結(jié)晶與晶粒生長有何異同？生產(chǎn)中避免二次再結(jié)晶的方法有哪些？（6分）答：相同點:（1）兩者推動力均為界面兩側(cè)質(zhì)點的吉布斯自由能之差；（2）進(jìn)行方式都是通過界面遷移。（1分）不同點：（1）前者是個別晶粒異常生長，后者是晶粒尺寸均勻生長；（2）前者氣孔被包裹到晶粒內(nèi)部，后者氣孔維

25、持在晶界交匯處。（2分）生產(chǎn)中避免二次再結(jié)晶的方法有：（1）合理選擇原料的細(xì)度，提高粉料粒度的均勻性；（2）控制溫度；（3）引入添加劑。（3分）7、說明高嶺石和蒙脫石的結(jié)構(gòu)特點，并解釋為什么蒙脫石具有膨脹性和高的陽離子交換容量，而高嶺石則不具有膨脹性、陽離子交換容量也很低。（10分）答：高嶺石的陽離子交換容量較小，而蒙脫石的陽離子交換容量較大。因為高嶺石是1:1型結(jié)構(gòu)，離子的取代很少，單網(wǎng)層與單網(wǎng)層之間以氫鍵相連，氫鍵強于范氏鍵，水化陽離子不易進(jìn)入層間，因此陽離子交換容量較小。（5分）而蒙脫石是為2:1型結(jié)構(gòu)，鋁氧八面體層中大約1/3的A13+被Mg2+取代，為了平衡多余的負(fù)電價，在結(jié)構(gòu)單位層

26、之間有其它陽離子進(jìn)入，而且以水化陽離子的形式進(jìn)人結(jié)構(gòu)。水化陽離子和硅氧四面體中O2-離子的作用力較弱，因而，這種水化陽離子在一定條件下容易被交換出來。C軸可膨脹以及陽離子交換容量大，是蒙脫石結(jié)構(gòu)上的特征。（5分）4、二次再結(jié)晶與晶粒生長有何異同？生產(chǎn)中避免二次再結(jié)晶的方法有哪些？（7分）答：相同點:（1）兩者推動力均為界面兩側(cè)質(zhì)點的吉布斯自由能之差；（2）進(jìn)行方式都是通過界面遷移。（2分）不同點：（1）前者是個別晶粒異常生長，后者是晶粒尺寸均勻生長；（2）前者氣孔被包裹到晶粒內(nèi)部，后者氣孔維持在晶界交匯處。（2分）生產(chǎn)中避免二次再結(jié)晶的方法有：（1）合理選擇原料的細(xì)度，提高粉料粒度的均勻性；（

27、2）控制溫度；（3）引入添加劑。（3分）5、在硅酸鹽晶體結(jié)構(gòu)中，SiO4四面體或孤立存在，或共頂連接，而不共棱，更不共面，解釋之。（6分）答：在硅酸鹽晶體結(jié)構(gòu)中，SiO4四面體中的Si4+是高電價低配位的陽離子，以共棱、共面方式存在時，兩個中心陽離子CSi4+）間距離較近、排斥力較大，所以不穩(wěn)定，而孤立存在，或共頂連接。（6分）7、用圖例說明過冷度對核化、晶化速率和晶粒尺寸等的影響，如無析晶區(qū)又要使其析晶應(yīng)采取什么措施？要使自發(fā)析晶能力大的熔體形成玻璃應(yīng)采取什么措施？（8分）答：過冷度過大或過小對成核與生長速率均不利，只有在一定過冷度下才能有最大成核和生長速率，如下圖。（4分）若AT大，控制在

28、成核率較大處析晶，易得晶粒多而尺寸小的細(xì)晶；（1分）若AT小，控制在生長速率較大處析晶則容易獲得晶粒少而尺寸大的粗晶；（1分）如果成核與生長兩曲線完全分開而不重疊，則無析晶區(qū)，該熔體易形成玻璃而不易析晶；若要使其在一定過冷度下析晶，一般采用移動成核曲線的位置，使它向生長曲線靠攏?？梢杂眉尤诉m當(dāng)?shù)暮嘶瘎钩珊宋粔窘档?，用非均勻成核代替均勻成核。使兩曲線重疊而容易析晶。（1分）要使自發(fā)析晶能力大的熔體形成玻璃，采取增加冷卻速度以迅速越過析晶區(qū)的方法，使熔體來不及析晶而玻璃化。（1分）8、試解釋說明為什么在硅酸鹽結(jié)構(gòu)中A13+經(jīng)常取代SiO4中Si4+，但Si4+一般不會置換A1O中的A13+?（

29、配位數(shù)為6時，S14+、A13+和02-的離子半徑分別為0.40入、0.53A和1.40入；配位數(shù)為4時，一離子半徑依次為0.26A、0.40A和1.38A）。（8分）答:CN=4,r3+/r2-=0.4/1.38=0.29,Al3+四配位穩(wěn)定，故在硅酸鹽結(jié)構(gòu)中AW經(jīng)常取代SiOAlo4中Si4+形成AlO；（4分）CN=6,r4+/r2-=0.4/1.38=0.29,Si4+四配位穩(wěn)定，六配位不穩(wěn)定，4Sio故在硅酸鹽結(jié)構(gòu)中Si4+一般不會置換AlO中的A13+，形成SiO669、網(wǎng)絡(luò)變性體（如Na2O）加到石英玻璃中，使硅氧比增加。實驗觀察到當(dāng)O/Si=2.53時，即達(dá)到形成玻璃的極限，根

30、據(jù)結(jié)構(gòu)解釋為什么在2vO/Siv2.5的堿和硅石混合物可以形成玻璃,而0/Si=3的堿和硅石混合物結(jié)晶而不形成玻璃?（8分）答：在20/Si2.5的堿和硅石混合物中，氧硅比較低，在高溫熔體中高聚物含量較高，熔體黏度較高，不易析晶，所以可以形成玻璃；（4分）而在O/Si=3的堿和硅石混合物中，氧硅比較高，在高溫熔體中低聚物含量較高，熔體黏度較低，所以易析晶，而不形成玻璃。3在擴散傳質(zhì)的燒結(jié)過程中，使坯體致密的推動力是什么?哪些方法可促進(jìn)燒結(jié)?說明原因。（8分）答：在擴散傳質(zhì)的燒結(jié)過程中，系統(tǒng)內(nèi)不同部位（頸部、顆粒接觸點、顆粒內(nèi)部）空位濃度不同，導(dǎo)致原子或質(zhì)點由顆粒接觸點向頸部遷移，填充到氣孔中。

31、因此使坯體致密化的推動力是空位濃度差。（4分）對于擴散傳質(zhì)：（1）控制原料的起始粒度非常重要，顆粒細(xì)小的原料可促進(jìn)燒結(jié)，因為頸部增長速率x/r與原料起始粒度r的3/5次方成反比；（2）溫度對燒結(jié)過程有決定性作用，擴散系數(shù)與溫度呈指數(shù)關(guān)系，因此提高溫度可加速燒結(jié)。5、構(gòu)中A13+經(jīng)常取代SiO4中Si4+，但Si4+一般不會置換AlO6中的A13+?（配位數(shù)為6時，S14+、A13+和02-的離子半徑分別為0.40A、0.53A和1.40A；配位數(shù)為4時，一離子半徑依次為0.26A、0.40A和1.38A）O（7分）答：CN=4,rA3+/ro2-=0.4/1.38=0.29,A13+四配位穩(wěn)定，故在硅酸鹽結(jié)構(gòu)中A13+經(jīng)常取代SiO中Si4+形成A10,（3.5分）CN=6,rS.4+/r2-=0.4/1.38=0.29,Si4+四配位穩(wěn)定，六配位不穩(wěn)定，4Sio故在硅酸鹽結(jié)構(gòu)中