新版无机材料科学基础习题

1.12.3NiNiNi原子0.125nm，其晶胞的边长为多少？Ni161841 1224r a22r2.4Al0.405nm2.70g/cm3，试确定其晶胞的布拉菲格Al原子的个数va3(0.405)3nm30.06643nm36.6431023mv2.706.6431023g1.7941022nm

27/(6.021023 （001（110（111 912℃条件下，由体心立方结构转变为面心立方结构，晶0.55%，其原子间距是增大还是减小？1na3na31V2V12

1.06%，则a1)3 na3 24r222/3

2a1，r123a2，r22

/3/3

3a2 3a2

11.255

2/0.0252/

33 nFen/6V1，Fer2，n/2V2Fer2，则：nVn6 n

0.55%6(3(32r)2(1 32r21 1

a，VSh242r3对体心立方：4r 3a，r

3/4a，Va3 3r33

24 64

1

4 1 2 24 2416

1

氯化铯（CsCl）Cs+Cl—Cs+0.170nm，Cl—0.181nm，试计算氯化铯晶体结构中离子的堆积密度，并结合紧密堆积结构的堆积密度对其2(rr) 3a,a=0.405nm,Va 1nCl881nCs二者体积为V4

3

)VCl-68配位，晶体结构也由面心立方变成体心立方。氧化锂（Li2O）O2-按面心立方密堆，Li+Li+0.074nm，O2-半径为0.140nm，试计算（1）Li2O的晶胞常数（2）Li2O晶体质量密度（3）O2-密堆1。Li2O是反萤石结构（萤石结构中阴、阳离子的位置完全互换O2-按面心立方密堆，则88个锂离子形成的小立方体体心位置。

a32320.07420.140a

a323单个晶胞体积为：Va30.121nm3m4mO8mLiLi2Om1.65gv（3）OO离子接触的话，则，3.1

3 13003100dPa.S800108dPa.S1050℃其粘度为多少？在此温度

A ln108

1050

12.256，即2.09105围（1012～1013dPa﹒sNa2O加入量的增加，SiO2熔体的粘度将如何变化？并根据熔体结构理论解释其原因。Na2OONaSi-O-NaSi-OSi-O—Sixmol%Na2O，剩下(100-x)mol%SiO2，则

211X2RZ234桥氧离子平均数：YZX421288，，3.13答：硅酸盐玻璃以[SiO4]Si-OO-O间距Si-O-Si键角分布范围比晶体宽，使石英玻璃中[SiO4]四面体排列成无规则网络结构。R2O（RO）O/Si升高，三维网络被破坏，结构由架状→层状→链状→环状→岛状。通常硅酸B-OSi-O键强，但层间由分子键相连，是一种（1）3TiO3TiV6O

（3）YO2YV2 AlO2Al'V2 2AlO3Al'Al2 （a）FVF'V VCaV"（根据萤石的结构特点，这种可能性较小 [F][V

GKF FFi][VFFi]K0exp f，近似地K0

kT

2.81.6021019J[Fi][VF]2[Fi]2exp21.3801023J/KT2exp1.3801023JT 3.25104 F0VCaFK[V"][V21[V3KexpGf，近似地K

kT 3

G

5.51.6021019[VCa][VF]3/2[VF] exp f 23 23

31.381023T4.6Al2O3MgO1995℃时，MgO18wt%Al2O3且MgOO2-Al3+为置换离子时，MgO晶体质量密度的变答：Al3+为置换离子时,AlO2AlV3O2 nAl

0.079

14(0.079270.8652416)4(2416)4(24

Al

O'' 2

0.0794(0.079270.921241.03916)4(2416)4(244.8NiONi0.97ONi3+3NiO2NiV 所以Ni3Ni255.25.9陶瓷原料球磨时，湿磨的效率往往高于干磨，如果再加入表面活性剂，则可进一步提高球磨效率，2080℃的Al2O3熔体内有一个半径为10-8m0.9N/m1.72N/m，同样条件下，液态铁-解：根据液-固界面的受力平衡：SVSLLVcos可得接触角公式cosSV

0.92.30.81490o，液态铁不能润湿氧化铝表面。根据表观接触角与润湿角的关系：connncos，欲减小n，可采用表面抛光的方法，去除吸附膜、减小粗糙度，提高液态铁对氧化铝的润湿性；将MgO-Al2O3-SiO2系统的低共熔物放在Si3N40.9N/m，0.6J/m370.52ºSi3N4的表面张力。

γSi

3

cos

5.16试解释粘土结构水、结合水（牢固结合水、疏松结合水、自由水的区别，分析后两种水对泥浆流OH基形式3～10<20>20加水量一定时结合水/10nm（30水分子层5.17. Mg2┾ K┾ ←→→→→→←66.10AmBnEEBC2B1.5倍，且在到达低共熔点温度前的冷却析晶过程中，从这两种配料中析出的初C1C2的组成。解：设C2中B含量为x，则C1中B含量为1.5x，由题意得： C1B26％，C2B17.3N1：2：D、MH在完全平衡条件下进行加热时，开始出现液相的温度和完全熔融的温度；写出完E1E2为低共熔点：E3为单转熔点：E4为过渡点：Ca2+CaOCaO的熔点（2600℃）都是非本征扩散，要求三价杂质离子有什么6eV解：Ca2+CaOSchottky缺陷浓度为：M3+离子产生的

7.3试讨论从室温到熔融温度范围内，氯化锌添加剂（1×10-4mol%）NaCl单晶中所有离子（ZnNaCl）

V)Na+扩散系数影响是主要的；而当温度较高时，热缺陷产生的远大于杂质产生的空位浓度，本征扩散将占优势。在整个温度范围内，Cl-Zn2+Cl-73613m2/s782℃（1）835D0QQ=127KJ/mol7.8Co2+CoO中、Fe2+FeOMg2+MgO中、Ca2+CaO中的扩散活化能低得答：FeO、CoO、MgO、CaONaClFe2+FeOCo2+在CoOMg2+、CaO2+FeCoFe2+、Co2+Fe3+、Co3+，从而在晶格点阵中引入阳离子空位，缺陷反应2Fe22FeV 2Co22CoV 1O2Fe

V

[O

K P1/O [V″] 2 2 7.8已知Al在AlO中的扩散系数D2.8×10-3m2/s477kJ/molO在2 2 （MgAl2O4，MgCO3Al2O3·3H2OMgCO3650MgO；同Al2O3·3H2O600℃可脱水形成Al2O3，其活性也较大。两个活性大的新生相形成温度比较匹配，MgAl2O4Mg(OH)2也可分解形成较高活性的新生相MgO，但其分解温度较低（约450℃Al2O3·3H2OMgO、Al2O3、Al2O3都不是新生相，其活性较低，8.7MoO3CaCO3反应时，反应机理受到CaCO3颗粒大小的影响，当MoO3:CaCO3=1:1，9.1

非均匀成核：优先发生在母液中的界面﹑容器壁﹑9.3某材料在发生由A结构向BΔGV在1000℃时为- =-2093J/cm3， VrkV

24192

109109

VGk3G2V

3(419106

hh Ivu的最大速率都对应一定的最佳过冷度Ivu的重叠区域为析晶区。析晶区大，表明系统在一定⊿T时，统在的晶核形成速率与晶体长大速率所对应的最佳⊿T值差别较在⊿T较大的细晶区，核化速率大，而晶化速率小，易形成尺寸较小的细晶粒。在这二个区域，总VV V∴rkV 2

2

)

)GV 1231K34.71KJ/cm3200K时可以均10-9m，问锗的晶-液表面能为多少？rk

10934.71200103

2.82J100.1J/m21μm1cm3的压块，试计算烧结推动力产生的解：已知：=0.1J/m2，r=1/2um=0.5×10-4cmP2r

20.5104

4105J/8hx/r又各是多少？解：(1)已知：x/r1=0.1，x/r2=0.2x/r1(t1)1/x/ x/r1(t1)1/x/ x/r1(t1)1/x/ x/r1(t1)1/x/ 0.1(2)1/ 0.1(2)1/ 0.1(2)1/ 0.1(2)1/ 2h8h0.1(2)1/ 0.1(2)1/ 0.1(2)1/x/ 0.1(2)1/x/ 2μm0.5h2h0.1%MgO2h解：(1)已知：D0=2um，D=10um，t1=0.5h，t2