材料科学基础复习重点.docx

一、名词解释表面改性：是利用固体表面的吸附特性通过各种表面处理改变固体表面的结构和性质以适应各种预期的要求非化学计量化合物：不符合定比定律，正负离子的比例并不是一个简单的固定比例关系的化合物称为非化学计量化合物马氏体相变：一个晶体在外加应力的作用下通过晶体的一个分立体积的剪切作用 以极迅速的速率而进行的相变称为马氏体相变烧结（宏观定义）：一种或多种固体粉末经过成型，在加热到一定温度后开始收 缩，气扎率降低、在低于熔点温度下变成致密、坚硬的烧结体，这种过程称为烧 结相：指系统中具有相同的物理性质和化学性质的均匀部分相变：物质从一个相转变为另一个相的过程肖特基缺陷：正常节点上的原子热起伏后获得能量离开平衡位置迁移到晶体表 而，在原来位置上形成空位费仑克尔缺陷：晶格热振动时一些能量足够大的原子离开平衡位置后，进入间 隙中，形成间隙原子，原来位置上形成空位配位数：品体结构中一个原子周围与它相连的原子的数目，或离子周围与它相 连异号离子的数量称为原子或离子的配位数，用CN来表示吸附：是一种物质的原子或分子附着在另一种物质表而的现象 固溶体：凡在固态条件下，一种组分（溶剂）内“溶解” 了其它组分（溶质）而形 成的单一、均匀的晶态固体称为固溶体。

非均匀成核：指体系在外来质点，容器壁或者原有晶体表而上形成核在此类体系 中，成核几率在空间各点不同，由于模型内模型壁和擦质颗粒的作用，原子依附在 其上而形成核，进而降低了过冷度，使成核更加容易网络变形体：正离子称为网络改变离子，其单键强度小于250KJ/mol.配位多面体：在晶体结构中，与某一个阳离子（或原子）成配位关系而相邻结合的各个阴离子（或原子）它们的中心连线所构成的多面体液相独立析晶：独立析晶通常在回吸过程中发生由于冷却速度快，被回吸的固相 被析出的固相所包裹，回吸过程不能进彳亍，从而使液相进彳亍另--种单独的析晶过程玻璃分相：在一定温度下，玻璃里面的硼、钠等离子出现的一定程度的聚集，形成 了富硼相、富钠相区域这样玻璃材质不再均匀分布，而是形成有较大区别的不同 区域的现象根据键能将不同氧化物分类1、玻璃网络形成体：（其中正离子为网络形成离子）单键强度大于335kJ/molo这 类氧化物能单独形成玻璃2、网络变形体：（止离子称为网络改变离子），其单键强度小于250kj7molo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3、网络中间体：（正离子称为网络中间离子），其单键强度为250-335kj/molo这 类化合物作用介于玻璃形成梯和网络改变体之间。

二、回答下列问题1、简述等径球体的最紧密堆积的形式有哪几种？紧密堆积体中的空隙有哪几种？当n个球作紧密堆积时，说明形成的空隙的类型及数量答：紧密堆积方式有两种：面心立方ABCABC-.和密排六方ABAB….四面体空隙八面体空隙当n个球作紧密堆积时，形成2n个四面体空隙和n个八面体空隙空间利用率二2、根据缺陷相对于晶体尺寸和其影响范围的大小，缺陷可以分为哪几类？简述这几类缺陷的特征1）几何形态：点缺陷（零维）、线缺陷（一维）面缺陷（二维）、体缺陷形成原因（过程）：热缺陷、杂质缺陷、非化学计量缺陷等（2）热缺陷：由原子热振动引起，缺陷浓度与温度有关杂质缺陷：缺陷浓度与杂质含量有关，而与温度无关非化学计量结构缺陷：由气氛或压力变化引起，缺陷浓度与气氛性质、压力有关简述固相反应的特点和机理 特点：1、与大多数气液反应不同，固相反应属非均相反应2、固相反应开始温度远低于反应物熔点或系统低共熔点这一温度与反应物内部开始呈现明显扩散作用的温度相一致机理：反应一开始是反应物颗粒之间的混合接触，并在表面发生化学反应形成细 薄且含大量结构缺陷的新相，随后发生产物新相的结构调整和晶体生长当 反应颗粒间所形成的产物层达到一定厚度后，进一步的反应将依赖于一种或 儿种反应物通过产物层的扩散而得以进行，这种物质的运输过程可以通过晶 体晶格内部、表面、界面、位错或晶体裂纹进行简述反应温度、压力、气氛对固相反应的影响1、温度升高有利于反应进行，这是由于温度升高固体结构中质点热震动动能增大、反应能力和扩散能力均得到增强2、对于纯固相反应，压力的升高可以改善粉料颗粒之间的接触状态，可以提高固相反应速率但对于有液相气相参与的固相反应中并不表现出积极的作用，甚至 会适得其反。

3、气氛对固相反应也有重耍影响，他可以通过固体吸附特性而影响表面反应活 性，对于一系列能形成非化学计量的化合物氧化锌、氧化铜等，气氛可以直接影 响晶体表面缺陷浓度和扩散机构与速度简述连线规则的作用及要点；简述切线规则的作用及要点连线规则：用来判断界线温度的走向将一界线（或其延长线）与相应的连线（或其延长线）相交，其交点是该界线上的温度最高点 切线规则：切线规则用于判断三元相图上界线的性质；“界线上某一点所做的切 线与相应的连线相交，如交点在连线上，则表示界线上该处具有共熔性质；如交 点在连线延长线上，则表示界线上该处具有转熔性质，远离交点的品相被回吸”3、什么是离子极化？离子极化对晶体结构产生什么影响?离子在外电场作用下发生的变形由于离子极化，变形的电子云相互穿插，缩小了 阴、阳离子间距离，使离子配位数降低，使键性由离子键向共价键过渡，最终使 晶体结构类型发生变化4、 以紧密堆积的方式描述CaTiO3> MgA1204> NaCl晶体的结构NaCl： Cl-按立方最紧密堆积方式堆积，N&+充填于全部八面体空隙中，阴、阳 离子配位数均为6 oCaTiO3： Ca2+占有立方面心的角顶位置，02-占有面心位置，可看成Ca2+和02- 共同组成立方紧密堆积,Ti4+充填于1/4的八面体空隙中,位于立方体中心，Ti4+ 的 CN=6, 52+的 CN=12, 02-配位数为 6。

MgA1203： 02-按立方紧密堆积排列，二价离子A充填1/8四面体空隙，三价离子 B充填1/2八面体空隙5、 写出少量的X掺加到Y中可能的缺陷反应方程，并写出对应的固溶式1) 写出少量的Y3F掺加到CaF2 +可能的缺陷反应方程，并写出阴离子填隙的 方程及对应的固溶分子式2) 将0. ISmolCaO引入到lmolZr02中形成固溶体,写出可能的缺陷反应及固 溶分子式6、简述NaCl晶体的表面结构？简述其表面结构处于表而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极化变形，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7、试比较硅酸盐玻璃与硼酸盐玻璃在结构和性能上的差异答：结构差异：硅酸盐玻璃：石英玻璃是硅酸盐玻璃的基础石英玻璃是硅氧四 面体［S104］以顶角相连而组成的三维架状结构由于Si—0—Si键角变动范围大, 使石英玻璃中［Si04］四面体排列成无规则网络结构Si02是硅酸盐玻璃中的主要 氧化物硼酸盐玻璃：B和0交替排列的平面六角环的B-0集团是硼酸盐玻璃的重要基 元，这些环通过B—0—B链连成三维网络。

B203是网络形成剂这种连环结构与 石英玻璃硅氧四面体的不规则网络不同，任何0—B三角体的周围空间并不完全 被临接的三角体所填充，两个原子接近的可能性较小8、试比较硅酸盐玻璃与硅酸盐晶体结构上的异同石英晶体:［S104］有着严格的规则排列石英玻璃:各［Si04］都通过顶点连接成为三维空间网络，而且［Si04］的排列是无序的，缺乏对称性和周期性的重复9、硅酸盐晶体是如何分类的？分为哪几种类型？判断下列化合物各属于哪种类型？并写出化合物的矿物名称Mg2[SiO4] Be3A12[Si6018] A14[Si4010] (OH)8 Na[AlSi308]Mg2A13[AlSi5018] Mg3[Si4010] (OH)2CaMg[Si206] Mg2[SiO4]K[AlSi308] CaMg[Si206]分为岛状、组群状、链状、层状、架状五类；Mg2【SiO4】岛状 镁橄榄石Be3A12[S16OI8]组群状绿宝石;A14 [Si4010] (OH)8 高岭石 层状 Na[AlSi308]架状钠长石结构类 型[SiOj-共 用-数形状络阴离子Si/O实例岛状0四面体isioj4-1： 4镁橄榄石Mg2[SiO4]组群状1双四面体|Si2O7|f>2： 7硅钙石 Ca3[Si2O7]2三节环fSi-Ai6-1： 3蓝锥矿 BaTi[Si3O9]四节环[Si4OI2]8-1： 3Ca2A12(Fe,Mn)BO3[Si4Oi2](OH)六节环[Si6OI8l，2-1： 3绿宝石 Be3Al2[Si6Ol8l链状2单链|Si2O6]4-1： 3透辉石 CaMg[Si2O6]2, 3双链【SiQF4： 11透闪石 Ca2Mg5[Si4OII]2(OH)2层状3平面层[SiQ(F4： 10滑石 Mg3fSi4O10l(OH)2架状4骨架|SiO2|1： 2石英SiO2[AlSiaOd1-钾长石KfAISiAl10、试用实验方法鉴别晶体Si02、Si02玻璃、硅胶和Si02熔体。

它们的结构有什么不同？答：利用X—射线检测晶体Si02—质点在三维空间做有规律的排列，各向异性Si02熔体一质点在三维空间排列没有规律性，近程有序，远程无序Si02玻璃一质点在三维空间排列没有规律性，内部结构微不均匀性，近程有序,远程无序，各向同性硅胶一疏松多孔11、什么是硼反常现象？为什么会产生这些现象?答：当数量不多的碱金属氧化物同B203 -起熔融时，碱金属所提供的氧不像 熔融SiO2玻璃中作为非桥氧出现在结构中，而是使硼氧三角体转变为由桥氧组 成的硼氧四面体，致使B203玻璃从原来两度空间的层状结构部分转变为三度空 间的架状结构，从而加强了网络结构，并使玻璃的各种物理性能变好这与相 同条件下的硅酸盐玻璃相比，其性能随碱金属或碱土金属加入量的变化规律相 反，所以称之为硼反常现象12、按照在形成氧化物玻璃中的作用，把下列氧化物分为网络变体，中间体和网络形成体：SiO2, Na20, B203, CaO, A1203, P205, K20, BaO网络变体Na2O CaO K20 BaO 中间体Al203 网络形成体Si02 B203 P20513、简述影响置换型固溶体形成的因素有哪些?1、离子尺寸(决定因素)2、品体结构类型3、离子的电价4、电负性14、晶界应力是如何产生的？与哪些因素有关？晶界应力的存在对材料产生怎样的影响？如何减小多晶材料的应力，以提高强度？多晶材料中，如果有两种不同热膨胀系数的晶相组成，在加热与冷却过程中， 由于两相膨胀系数的差别，在晶界上会有应力T存在。

最终会在晶界上出现裂纹, 甚至使多晶体破裂1)晶界应力与热膨胀系数差、温度变化及复合层厚度 成正比2） 若热膨胀系数是各向同性，晶界应力不会产生3） 若产生品界应力，则厚度愈厚，应力愈大结论：在多晶材料中，细而长的针状晶粒的强度与抗冲击性能较好15、根据威尔的表面双电层理论，某些化合物表面可能由负离子组成，。