选择题 1 材料结构包括：晶体结构、缺陷结构和显微结构 2 物质状态：气态、液态、固态 3 缺陷的分类：点缺陷、线缺陷、面缺陷、体缺陷 填空题 1按使用材料的水平，划分的人类社会发展历史时期：石器时代→青铜器时代→铁器时代→钢铁时代 2材料、信息和能源称为现代科技的三大支柱 3复合材料由基体和增强剂组成 4材料科学的研究内容：主要研究材料的组成与结构、加工（合成）制备工艺、性能和使用效能之间的相互关系和变化规律 5硬化学反应（方法）：极端条件下进行的化学反应。软化学反应（方法）：温和可控条件下进行的化学反应。 6化学键：分子或晶体中原子或离子之间的结合作用（力）。可分为：离子键、共价键、金属键、范德华键（力） 7六方密堆晶格的原胞晶胞中所含原子个数为6；每个球都直接与12个球接触，配位数为12；空间利用率为74.06%。体心立方晶格晶胞中所含原子个数为2，配位数为8，空间利用率68.02% 8点缺陷的存在(或表现)形式 9 点缺陷可分为：本征缺陷、杂质缺陷、电子缺陷 10 热学性质包括：热膨胀、热传导、热容等材料属性，它们均与温度或热有关。 11 材料电学性质是材料被施加电场时所产生的响应行为。主要包括：导电性、介电性、压电性、铁电性等。 12 通常用电导率σ(电阻率ρ的倒数)来表示。按照ρ值的不同，可将材料分为：超导体、导体、半导体、电介质 13 任何物质都有一定的电导，即在电场作用下都会有电流通过。其电流包括两部分：表面电流、贯穿电流 14 离子晶体的载流子：离子空位、间隙离子、杂质离子；电子或空穴 15 介电性是指在电场作用下, 材料表现出的对静电能的储蓄和损耗的性质,通常用介电常数和介质损耗来表示 16 纳米微粒的四大效应：表面效应、量子尺寸效应、小尺寸效应、宏观量子隧道效应 名词解释 1 材料是具有一定性能和功能、可用于制作或加工成有用物件的物质。 2 复合材料：将上述材料中的两种或两种以上有机地结合在一起，使它们在性能上协同作用、互相取长补短，所得到的全新性能的新型材料。 3 结构材料：利用材料的机械力学性能。以强度、刚度、韧性、耐磨性、硬度、疲劳强度等性能为特征。 4 功能材料：利用材料的物理化学性质和物理化学效应包括光、电、声、磁、热及相互转换。 5 材料工程学：解决如何将固体物质制成可以使用的材料和器件，使之具有指定的形态(如纤维、薄膜、陶瓷体、集成块等)和规定各种结构和性能，如具有特定的热、力、光、电、声、磁、化(学)和生(物)功能。 6 实际晶体因种种原因存在着的偏离理想完整点阵的部位或结构称为晶体缺陷
高中化学--硅酸盐与无机非金属材料练习题 1．生产普通玻璃所用的原料不包括( ) A．石英B．黏土 C．纯碱D．石灰石 答案 B 解析生产普通玻璃所用的原料是石英、纯碱和石灰石，不包括黏土。 2．下列有关水泥的说法不正确的是( ) A．制造水泥的主要原料是石灰石、纯碱和黏土 B．普通水泥的主要成分是钙的硅酸盐和铝酸盐 C．水泥具有水硬性 D．混凝土是指水泥、沙子和碎石的混合物 答案 A 解析制造水泥的原料中没有纯碱，A错误。普通水泥的主要成分是硅酸二钙、硅酸三钙和铝酸三钙等，B正确。混凝土的成分是水泥、沙子和碎石，D正确。 3．唐三彩、秦兵马俑制品的主要材料在成分上属于( ) A．氧化铝B．二氧化硅 C．硅酸盐D．合金 答案 C 解析唐三彩、秦兵马俑制品属于硅酸盐产品。 4．下列关于无机非金属材料的说法不正确的是( ) A．传统无机非金属材料是指玻璃、水泥、陶瓷等硅酸盐材料 B．新型无机非金属材料克服了传统无机非金属材料的缺点，具有极大的强度 C．高温结构材料具有耐高温、耐酸碱腐蚀、硬度大、耐磨损、密度小等优点 D．传统无机非金属材料和新型无机非金属材料的主要成分都是硅酸盐 答案 D 解析新型无机非金属材料的主要成分并不是硅酸盐，如氮化硅陶瓷、碳化硅陶瓷等，故D错误。 5．下列物质是纯净物的是( ) A．玻璃B．水泥 C．纯碱D．水玻璃
答案 C 解析玻璃、水泥均是多种硅酸盐的混合物；水玻璃是Na 2SiO 3 的水溶液，也是混合物； 纯碱是Na 2CO 3 ，为纯净物。 6．中国的瓷器驰名世界，传统陶瓷是以黏土[主要成分为Al 2Si 2 O 5 (OH) 4 ]等天然硅酸盐为 主要原料烧成的制品。下列有关说法不正确的是( ) A．黏土也是制备玻璃的原料之一 B．黏土的主要成分可以表示为Al 2O 3 ·2SiO 2 ·2H 2 O C．陶瓷材料是人类应用最早的硅酸盐材料 D．传统陶瓷材料的成分与新型陶瓷材料的成分不同 答案 A 解析制备玻璃的主要原料是石英、石灰石与纯碱，不包括黏土，A错误。 7．(1)三硅酸镁晶体被用来治疗胃溃疡病患者的胃酸过多症，是因为该物质不溶于水，服用后能中和胃酸，作用持久。 三硅酸镁晶体的化学式为Mg 2Si 3 O 8 ·n H2O。 用氧化物的形式表示三硅酸镁的化学式：________________________。 (2)无机非金属材料分为传统无机非金属材料和新型无机非金属材料两类。下列属于传统无机非金属材料产品的是__________________。 ①玻璃②氮化硅陶瓷③砖瓦④硅芯片⑤光导纤维⑥水泥 答案(1)2MgO·3SiO 2 ·n H2O (2)①③⑥ 解析(1)用氧化物的形式表示硅酸盐时，应注意书写顺序：活泼金属的氧化物、较活泼金属的氧化物、二氧化硅、水。 (2)光导纤维的主要成分是二氧化硅，硅芯片是高纯度的硅。②④⑤都是新型无机非金属材料。 8．下列溶液中①碳酸钠溶液，②氢氟酸，③氢氧化钠溶液，④氯化钠溶液，可以盛放在玻璃试剂瓶中，但不能用磨口玻璃塞的是( ) A．①③ B．②④ C．②③ D．①④ 答案 A 解析①、③中溶液呈碱性，不能与光滑的玻璃反应，但能与磨口玻璃裸露的SiO 2 反应，生成的硅酸钠溶液是一种矿物胶，具有良好的黏结性，易使瓶塞与瓶壁粘在一起而难以开启。氢氟酸能腐蚀玻璃，不能盛放在玻璃试剂瓶中。
2.6 无机材料润湿实验 2.6.1 实验目的与要求 1. 了解液相润湿固相时润湿角与表面能的关系。 2. 了解润湿角的测定方法和仪器的使用方法。 2.6.2 实验原理 润湿是固液界面上的重要行为。润湿是近代很多工业技术的基础。例如：陶瓷、搪瓷的 坯釉结合、机械的润滑、注水采油、油漆涂布、金属焊接、陶瓷与金属的封接等工艺和理论 都与润湿作用有密切关系。 润湿的热力学定义是：固体与液体接触后，体系（固体十液体）的自由焓降低时，称为 润湿。 根据润湿程度不同可分为附着润湿、铺展润湿及浸渍润湿三种。本实验主要是陶瓷坯釉 的铺展润湿。如图2-6-1所示。 从热力学观点看，液滴落在清洁平滑的固体表面上，当忽略液体的重力和粘度影响时， 则液滴在固体表面上的铺展是由固-气（SV）、固-液（SL） 和液-气（LV）三个界面张力所决定的，其平衡关系如下 确定。 图2-6-1 陶瓷坯釉的铺展润湿示意 图 γSV=γSL+γLV cosθ F=γLV cosθ=γSV-γSL+γLV 式中：θ是润湿角，F是润湿张力。显然，当θ＞90°则因润湿张力小而不润湿；θ＜90°则润 湿；而θ=0°，润湿张力F最大，可以完全润湿，即液体在固体表面上自由铺展。 从上面公式可以看出，润湿的先决条件是γSV＞γSL，或者γSL十分微小。当固、液两相的 化学性能或化学结合方式很接近时，是可以满足这一要求的。因此，硅酸盐熔体在氧化物固 体上一般会形成小的润湿角，甚至完全将固体润湿。而在金属熔体与氧化物之间，由于结构 不同，界面能γSL很大，γSV<γSL按公式可以计算得θ＞90°。 从公式还可以看到γLV的作用是多方面的，在润湿的系统中（γSV＞γSL），γSL减小会使 θ缩小，而在不润湿的系统中（γSV<γSL）γLV减小使θ增大。 本实验采用在陶瓷坯体（γSV≈800mN/m)表面上，施以硅酸盐熔体的陶瓷釉 （γSV≈300mN/m)，在一定温度下测定θ角，计算润湿张力F和界面能γSL。分析陶瓷坯釉结 合性能。
第一章 1.什么是材料化学？其主要特点是什么？ 答：材料化学是有关于材料的结构、性质、制备及应用的化学。 主要特点：跨学科性，实践性。 2.材料与试剂的主要区别是什么？ 答：试剂在使用过程中通常被消耗并转化为其他物质，而材料通常是可重复的、连续的，除了正常的消耗外，它不会不可逆地转化为其他物质。 3.观察一只灯泡，列举制造灯泡所需的材料。 4.材料按其组成和结构可以分为哪几类？如果按功能和用途对材料分类，列举十种不同功 能或用途的材料。 答：（1）金属材料，无机非金属材料，高分子材料，复合材料 （2）导电材料、绝缘材料、生物医用材料、航天航空材料、能源材料、电子信息材料、感光材料 5.简述材料化学的主要内容。
答：结构：原子和分子在不同层次彼此结合的形式、状态和空间分布。特性：材料固有的化学、物理和力学特性。 制备：将原子和分子结合在一起，并最终将其转化为有用的产品应用。
第二章1.原子间的结合键共有几种？各自特点如何？ （1）体心立方 单位晶胞原子数n = 2 （2）六方密堆
n=6 （3）面心立方 n=4 10. 单质Mn有一种同素异构体为立方结构，其晶胞参数为0.6326nm，密度= 7.26 g cm-3，原子半径r = 0.112nm，计算Mn晶胞中有几个原子，其堆积系数 为多少？ 74 . ) 3 ( 3 8 12 )3 / 4 (6 ) 2 3 2 1 ( 6 )3 / 4 (6 ＝ 3 3 hcp= ? = ?R R R R a a c Rπ π ξ R a a R 2 4 2 4= ? = 74 . ) 2 / 4 ( )3 / 4 (4 )3 / 4 (4 ＝ 3 3 3 3 fcc= = R R a Rπ π ξ
纳米陶瓷材料的概论 摘要 由于硬度高、耐高温、耐磨损、质量轻和导热性好,陶瓷材料是现代工业三大基本材料之一, 但其脆性大、韧性小而限制了在一些特殊领域的应用。纳米材料及技术运用到陶瓷材料中极大地改善了它的应用性能，对材料的电学、热学、磁学、光学性质产生重要影响，为材料的利用开拓了一个崭新的领域。本文介绍了纳米技术和陶瓷材料结合形成的纳米陶瓷材料的发展历程、性能和种类, 以及制备方法、应用和国内研究现状。 关键词：陶瓷纳米材料纳米陶瓷材料性能制备方法应用现状 Abstract Since hardness, high temperature, wear-resistant, light weight and good thermal conductivity, the ceramic material is one of three basic materials in modern industry, but its brittleness, toughness small and limited in some special areas of application. Nano-materials and technology applied to ceramic materials has greatly improved the performance of its application, the material of the electrical, thermal, magnetic, optical properties have important implications for the use of materials opens up a new frontier. This paper introduces nanotechnology and nano-ceramic material to form ceramic materials development process, performance and types of preparation methods, application and domestic research. Keyword: ceramic nano-materials nano-materials ceramics preparation method application status. 前言 陶瓷是人类最早使用的材料之一，在人类发展史上起着重要的作用。但是, 由于传统的陶瓷材料脆性大，韧性和强度较差、可靠性低，使陶瓷材料的应用领域受到较大限制。随着纳米技术的广泛应用，纳米陶瓷随之产生。所谓纳米陶瓷, 是指陶瓷材料的显微结构中，晶粒尺寸、晶界宽度、第二相分布、气孔尺寸、缺陷尺寸都是在纳米级的水平上。纳米陶瓷复合材料通过有效的分散、复合而使异质纳米颗粒均匀弥散地保留于陶瓷基质结构中，这大大改善了陶瓷材料的韧性、耐磨性和高温力学性能。纳米陶瓷材料不仅能在低温条件象金属材料那样可任意弯曲而不产生裂纹，而且能够象金属材料那样进行机械切削加工甚至可以做成陶瓷弹簧。纳米陶瓷材料的这些优良力学性能，使其在切削刀具、轴承、汽车发动机部件等多方面得到广泛应用并在许多超高温、强腐蚀等苛刻的环境下起着其他材料不可替代的作用。纳米陶瓷在人工关节、人工骨、人工齿以及牙种植体、耳听骨修饰体等人工器官制造及临床应用领域有广阔的应用前景。此外, 纳米陶瓷的高磁化率、高矫顽率、低饱和磁矩、低磁耗, 特别是光吸收效应都将成为材料开拓应用的新领域，是当今材料科学研究的热点。 1.陶瓷的发展历程 中国的陶器可追溯到9000年前，瓷器也早在4000年前出现。最初利用火煅
Synthetic Chemistry of Materials
(MS25203)
Chunhua Chen
Department of Materials Science and Engineering University of Science and Technology of China Fall, 2013 Classroom: 5501 Time: Wednesday 9:45-12:10AM
Department of Materials Science and Engineering
Applying Materials Innovation to Energy and Environmental Problems...
Chapter 1: Introduction 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8 1.9 1.10 This course and me What is SCIENCE? What is MATERIAL? Classification of materials History of materials Five keywords of materials synthesis Examples of inorganic materials synthesis The scope of this course Books, literature and keywords Course assessment
“Beauties of synthesis”
-Nature 443, 1-2(7 September 2006)
“Ask a group of organic chemists why they love their work, however, and most will tell you that it enables them to make things that no one else has made before. ”
It is also true for materials synthesis.
生物无机化学姓名：崔慧慧 学号：C14201008 专业：无机化学
碳酸钙的仿生合成 摘要：碳酸钙矿物材料广泛分布于大自然，具有环境协调性和相容性。生物矿化过程形成的材料具有特定的生物学功能，因此人们通过不同途径进行仿生合成，尤其是碳酸钙的仿生合成。本文主要介绍了碳酸钙仿生合成的方法，如加入添加剂、双模板法等，制备得到不同形貌和不同晶型的的碳酸钙晶体。通过研究不同方法合成碳酸钙为真正意义上的生物矿化提供一定的理论依据。 关键字：生物矿化碳酸钙仿生合成 Abstract:The materials through Biomineralization have a specific biological function, so people try to synthesis it by finding different ways, especially the biomimetic synthesis of calcium carbonate. In this paper, many methods of biomimetic synthesis of calcium carbonate are mainly introduced, such as adding additives, dual template method and so on, to obtained different morphogenesis and polymorphism of calcium carbonate. We study the different methods of calcium carbonate, in order to provide certain theoretical basis for biomineralization. Key words: biomineralization calcium carbonate 一、生物矿化及仿生合成 生物矿化广泛存在于大自然中，生物体经过长时间进化，会在身体的某些部位生成矿物组织，这些矿物组织在某些方面形成了性能优异的生物材料。生物矿化的种类已超过60种，它们的组成各异，并赋有特定的生物学功能。生物矿化的优点是它的过程是一个天然存在的高度控制过程，受生物机体内在机制调制，可以实现从分子水平到介观水平上对晶体形状、大小、结构、位向和排列的精确控制和组装，从而形成复杂的分级结构。生物矿化的一个重要特点就是自组装的有机聚集体或超分子模板通过材料复制而转变为有序化的无机结构，因此有机基质在生物矿化过程中具有非同寻常的作用，有机基质在水溶液环境中通过自组装过程形成胶束、反胶束、囊泡、微乳液、泡沫、溶致液晶等结构，为生物矿物的形成提供微环境或模板；有机基质也可以作为可溶性添加剂，在晶体生长过程中，能吸附在特定的晶面上或能结合与其电荷相反的游离离子，从而改变晶体的生长速[1]。生物矿化可分为四个阶段，有机大分子预组织。在矿物沉积前构造一个有组织的反应环境，该环境决定无机物成核的位置；界面分子识别。在已形成的有
材料化学 第一章 5．试叙述划分正当点阵单位所依据的原则。平面点阵有哪几种类型与型式? 请 论证其中只有矩形单位有带心不带心的两种型式，而其它三种类型只有不带心的 型式? 答：划分正当点阵单位所依据的原则是：在照顾对称性的条件下，尽量选取含点 阵点少的单位作正当点阵单位。平面点阵可划分为四种类型，五种形式的正当平 面格子：正方，六方，矩形，带心矩形，平行四边形。 （a）（b）（c）（d）（a）若划分为六方格子中心带点，破坏六重轴的对称性，实际上该点阵的对称 性属于矩形格子。（b）（c）分别划分为正方带心和平行四边形带心格子时，还可 以划分成更小的格子。（d）如果将矩形带心格子继续划分，将破坏直角的规则性，故矩形带心格子为正当格子。 6．什么叫晶胞，什么叫正当晶胞，区别是什么? 答：晶胞即为空间格子将晶体结构截成的一个个大小，形状相等，包含等同内容 的基本单位。在照顾对称性的条件下，尽量选取含点阵点少的单位作正当点阵单位，相应的晶胞叫正当晶胞。
9.什么叫晶面指标，标出下图所示点阵单位中各阴影面的晶面指标。 答：晶面指标（hkl）是平面点阵面在三个晶轴上的倒易截数之比，它是用来标 记一组互相平行且间距相等的平面点阵面与晶轴的取向关系的参数。 （001）（1 10） （11 1）（0 1 1） （1 11）（101） 12、什么是晶体衍射的两个要素?它们与晶体结构有何对应关系？晶体衍射两要 素在衍射图上有何反映? 答：晶体衍射的两个要素：衍射方向和衍射强度 关系：晶胞大小、形状衍射方向衍射（点、峰）的位置 晶胞内原子种类和位置衍射强度衍射点（线）的黑度、宽度峰的高度、高度 13、阐明劳埃方程各符号的物理意义，并说明为何摄取劳埃图时需用白色射线，
2007级材料化学专业《无机材料科学基础教程》试卷（A ） 一 名词解释（共20分） 1玻璃的晶子学说和无规则网络学说 2 均匀成核与非均匀成核 二、问答题：（共50分） 1什么是亚稳分解和旋节分解？试从成分、形貌、有序性、界面、能量、扩散方向及所需时间等方面进行对比。（10分） 2 用Na 2CO 3和Na 2SiO 3分别稀释同一种粘士（以高岭石矿物为主）泥浆，试比较电解质加入量相同时，两种泥浆的流动性、注浆速率、触变性和坯体致密度有何差别？（10分） 3 影响烧结的因素有哪些？最易控制的因素是哪几个？（10分） 4氧化铝瓷件中需要被银，已知1000℃时γ(Al 2O 3(S))=1.0×10-3N/m,γ(Ag (L))=0.92×10-3N/m, γ(Ag (L) /Al 2O 3（S ）)=1.77×10-3N/m ，问液态银能否湿润氧化铝瓷件表面？用什么方法改善它们之间的湿润性？（10分） 5 MgO 具有NaCl 结构。根据O 2-半径为0.140nm 和Mg 2+半径为0.072nm ，计算球状离子所占据的体积分数和计算MgO 的密度。并说明为什么其体积分数小于74.05%？ 三 判断题：（共10分，每题2分）（凡正确的用“√”，不正确或不完善的用“×”表示） 1 实际固体的表面即使是超细研磨、抛光，从微观角度看也 是粗糙不平的。 （ ） 2阳离子交换容量测定实验表明：高岭石的阳离子交换容量大于蒙脱石的。（ ） 3在离子晶体中，原子或离子在晶界上扩散远比在晶粒内部扩散快。 （ ） 4固态烧结的扩散传质过程中，烧结产物强度增加而密度不增加。 （ ） 5 玻璃的结构参数Y 值越大，则玻璃的粘度也越大。 （ ） 班级 考号 姓名 景 班级 考号 名 景德镇陶
1.什么是材料化学？其主要特点是什么？ 答：材料化学是有关于材料的结构、性质、制备及应用的化学。 主要特点：跨学科性，实践性。 2.材料与试剂的主要区别是什么？ 答：试剂在使用过程中通常被消耗并转化为其他物质，而材料通常是可重复的、连续的，除了正常的消耗外，它不会不可逆地转化为其他物质。 3.观察一只灯泡，列举制造灯泡所需的材料。 4.材料按其组成和结构可以分为哪几类？如果按功能和用途对材料分类，列举十种不同功 能或用途的材料。 答：（1）金属材料，无机非金属材料，高分子材料，复合材料 （2）导电材料、绝缘材料、生物医用材料、航天航空材料、能源材料、电子信息材料、感光材料 5.简述材料化学的主要内容。 答：结构：原子和分子在不同层次彼此结合的形式、状态和空间分布。 特性：材料固有的化学、物理和力学特性。 制备：将原子和分子结合在一起，并最终将其转化为有用的产品应用。
1.原子间的结合键共有几种 ？各自特点如何？ 3.计算体心立方及六方密堆的的堆积系数。 74 .0) 2/4()3/4(4) 3/4(4＝ 3 33 3fcc == R R a R ππξ
10. 单质Mn有一种同素异构体为立方结构，其晶胞参数为0.6326nm，密度 -3，原子半径r = 0.112nm，计算Mn晶胞中有几个原子，其堆积系数为多少？ 11. 固溶体与溶液有何异同？固溶体有几种类型？ 固体溶液与液体溶液的共同点：均具有均一性、稳定性，均为混合物，均存在溶解性问题（对固态溶液称为固溶度，对液体溶液称为溶解度）； (1)均一性：溶液各处的密度、组成和性质完全一样； (2)稳定性：温度不变，溶剂量不变时，溶质和溶剂长期不会分离； (3)混合物：溶液一定是混合物。 固体溶液与液体溶液的不同点：固溶体的溶质和溶剂均以固体形式出现，而液体溶体的溶质和溶剂均以液体形式出现； 固溶体：又称固体溶液，指由一种或多种溶质组元溶入晶态溶剂，并保持溶剂晶格类型所形成的单相晶态固体。 固溶体按固溶度分可两种类型：有限固溶体与无限固溶体；按溶质原子在晶格中的位置可分为置换固溶体与填隙固溶体。 12.试述影响置换固溶体的固溶度的因素? 答：有原子或离子半径大小，电价，化学键性质，晶体结构等因素。
第一章 1.什么是材料化学其主要特点是什么 答：材料化学是有关于材料的结构、性质、制备及应用的化学。 主要特点：跨学科性，实践性。 2.材料与试剂的主要区别是什么 答：试剂在使用过程中通常被消耗并转化为其他物质，而材料通常是可重复的、连续的，除了正常的消耗外，它不会不可逆地转化为其他物质。 3.观察一只灯泡，列举制造灯泡所需的材料。 4.材料按其组成和结构可以分为哪几类如果按功能和用途对材料分 类，列举十种不同功能或用途的材料。 答：（1）金属材料，无机非金属材料，高分子材料，复合材料（2）导电材料、绝缘材料、生物医用材料、航天航空材料、能源材料、电子信息材料、感光材料 5.简述材料化学的主要内容。
答：结构：原子和分子在不同层次彼此结合的形式、状态和空间分布。 特性：材料固有的化学、物理和力学特性。 制备：将原子和分子结合在一起，并最终将其转化为有用的产品应用。
第二章 1.原子间的结合键共有几种各自特点如何
3.计算体心立方及六方密堆的的堆积系数。 （1）体心立方 单位晶胞原子数 n = 2 74 .0) 2/4()3/4(4) 3/4(4＝ 3 33 3fcc == R R a R ππξ
10. 单质Mn有一种同素异构体为立方结构，其晶胞参数为，密度 = g cm-3，原子半径r = ，计算Mn晶胞中有几个原子，其堆积系数为多少 11. 固溶体与溶液有何异同固溶体有几种类型 固体溶液与液体溶液的共同点：均具有均一性、稳定性，均为混合物，均存在溶解性问题（对固态溶液称为固溶度，对液体溶液称为溶解度）； (1)均一性：溶液各处的密度、组成和性质完全一样； (2)稳定性：温度不变，溶剂量不变时，溶质和溶剂长期不会分离； (3)混合物：溶液一定是混合物。
一、杂化材料。P10 1、20世纪80年代初，日本有人首先提出把化学中的杂化概念与材料联系在一起，他们把不同种类的有机、无机、金属材料在原子、分子水平上杂化，从而产生具有新型原子、分子集合结构的物质，含有这种结构元素的物质称为杂化材料。 2、杂化材料可分为三类： ①功能杂化材料 ②结构杂化材料 ③医用杂化材料 二、 1.3.2看书P10 三、LB膜 LB膜是一个有序紧密排列的分子组合系统。这种分子可以是有机化合物，也可以是生物分子。 四、新高科技领域的发展与结构化学和新材料的应用密切相关P11 1、信息存储方式与结构新材料 2、磁记录、光盘存储及其材料 3、智能材料 4、高温超导材料 五、仿生结构材料设计 在珍珠层中，霰(xiàn)石含量为99%，以蛋白质为主的有机质不到1%。 六、点阵 晶胞：能完整反映晶体内部原子或离子在三维空间分布之化学-结构特征的平行六面体单元。 点阵：是在空间任何方向上均为周期排布的无限个全同点的集合。 法国晶体学家布拉维于1850年提出了著名的布拉维空间点阵，他规定每个阵点必须具有相同的周围环境，用数学方法推导出点阵只有14种。 根据其对称特点可分为7大晶系。 表3-1 P42 空间群：晶体内部结构中全部对称要素的集合。 七、晶体结构的基本类型 特点：为了增加晶体的稳定性，即降低系统的内能，都是选择密堆程度高、对称性高、配位数高的晶体结构。 1、离子晶体 2、共价晶体 3、金属晶体 金属晶体堆积类型： ①面心立方密堆积②体心立方密堆积③密排六角密堆积 致密度分别为(%)：74、68、74
八、非晶体的结构特征 物理性质在各个方向上是相同的，叫“各向同性” 晶体和非晶体的区别： 晶体是内部质点在三维空间成周期性重复排列的固体，具有长程有序，并成周期性重复排列。 非晶体是内部质点在三维空间不成周期性重复排列的固体，具有近程有序，但不具有长程有序。外形为无规则形状的固体。 晶体有各向异性，非晶体是各向同性 晶体有固定的熔点，非晶体无固定的熔点，它的熔化过程中温度随加热不断升高。 非晶体结构特征： 1、非晶态固体（无定形体、玻璃体）结构完全不具有长程有序。 2、非晶态固体中存在着短程有序。 3、从热力学上讲，晶体结构处于平衡状态，而非晶态固体的结构则处于亚稳态（非平衡状 态），后者有向平衡态转变的趋势。 九、无机玻璃的结构 1、微晶子学说（P46，全部看看） 2、无规则网络学说 同种物质在晶体和非晶体中扩散系数不同。非晶体（玻璃）大于晶体。 十、TiO2（金红石）
第一章习题答案（二） 6. 从结合键的角度分析金属、陶瓷、高分子材料的主要性能特点。 答案（要点）： 金属材料：以金属键为主；大多数金属强度和硬度较高，塑性较好。 陶瓷材料：以共价键和离子键为主(对于玻璃材料而言,更常见的是兼有共价键和离子键的“混合键”)；强度、硬度和熔点一般比金属材料高；但比金属材料脆性大，不易变形。 高分子材料：分子内部价键以共价键为主，分子间为分子间力和氢键为主。高分子材料的主要性能特点：硬度、熔点都比陶瓷材料和金属低一些，某些高分子材料韧性好、塑性好，成型较容易；耐热比较差，高温易分解挥发。 7.请从颗粒（晶粒）尺寸的角度，讨论普通（传统）陶瓷和精细陶瓷的主要区别是什么？ （注：最好再从陶瓷材料的化学组成，所使用的原料、制备方法和主要设备，材料的性质等方面，进行较全面的讨论）。 答案（要点）: 普通陶瓷颗粒尺寸一般为100微米以上；精细陶瓷颗粒尺寸一般为亚微米至几十微米之间。 其他： （1）化学组成上，突破了传统陶瓷为硅酸盐的界限，精细陶瓷一般是氧化物、氮化物、碳化物，等。 （2）在原料上，传统陶瓷以天然粘土为主要原料、与产地关系极大；精细陶瓷一般以化工原料为主要，原料的成分与产地关系不大。。 （3）在制备方法上，传统陶瓷常采用液相烧结，以模压和炉窑为主要生产手段；而精细陶瓷常采用固相烧结，广泛采用冷等静压，真空烧结，气氛烧结、热（等静压）压等手段。 （4）在性能上，特种陶瓷有比传统陶瓷优越的高强度、高硬度、高韧性、耐高温、耐腐蚀性等，还有磁、电、光、声、生物等方面具有的特殊性质。 8. 参考本章正文和所列出的相关文献，试简答: （1）一次颗粒的概念和英文名称；（2）二次颗粒的概念； （3）粉末团聚的概念和英文名称；（4）团聚参数的概念； （5）硬团聚和软团聚的基本概念；（6）粉末团聚所带来的危害。 （1）一次颗粒是指粉末团聚前的颗粒。一次颗粒的英文名称：primary particles （2）二次顆粒是指粉末团聚后的颗粒。 （3）粉体团聚是指一次颗粒在制备、分离、处理及存放过程中相互连接形成较大二次颗粒的现象。 团聚的英文名称：agglomeration ，agglomerates （4）团聚参数：团聚体平均包含粉末一次颗粒的数目，可以通过二次颗粒粒径与一次颗粒粒径之比求得。 （5）软团聚能用化学法或一般的机械方法打开。硬团聚能不用化学法或一般的机械方法打开。 （6）在陶瓷烧结过程中，粉末团聚形成的气孔或空穴通常无法完全排除，从而形成微裂纹，根据改进的格里菲斯（Griffith ）微裂纹理论： L Y K IC =σ 造成材料断裂所需要的临界应力σ与微裂纹的长度2L 有极大的关系，式中常数Y ，所以，微裂纹的存在会导致材料强度的降低。此外，粉末团聚还会影响材料的其他性能。 9. 请简答： （1）陶瓷、硅酸盐的英文名称；（1）陶瓷:ceramics;硅酸盐:silicate （2）适用于“精细陶瓷”的至少3种英文名称；（2）fine ceramics ；advanced ceramics ；high performance ceramics;high tech. ceramics （3）XRD ，SEM 和TEM 的英文全称和中文名称。 （3）XRD: X-ray diffraction X 射线衍射 SEM: scanning electronic microscope/-copy 扫描电子显微镜/法 TEM: transmission electronic microscope/-copy 透射电子显微镜/法
厦门大学“材料化学导论（一）”作业 材料学院材料科学与工程系2010 级材料科学与工程专业 主讲教师：曾人杰；助教：彭杰、范尚青 2011年6~8月 ●交作业的时间 作业可在相关的“课后第2次（隔次）”交齐，也可由班长和学习委员在征求大部分同学的意见后，“统一”制定时间交齐；但一般不要拖过相关课后的第4次。 ●对抄袭作业的处理 如发现同学间有明显的“抄袭”行为，两个相关同学的该次作业成绩，“皆”以零分计入期末总分；如发现有同学“抄袭”以前学长的作业，处理的原则同上。 ●作业题的顺序、标题、内容和总数量 下面有些作业题在正课前先列出，目的是为同学们的学习提供个线索和参考。但是，相关的内容在讲课后，先前列出的作业题的顺序、标题和具体内容，都会做适当的调整；所以，同学们不必费时先做后面的题目。此外，由于是开卷考，并且一年级的“导论”课，最后的考题必然与作业会有一定的联系；所以，为保证“国家精品课程”的教学质量，作业的总题数为40题左右。 ●本课程的主要参考书 [1] 曾人杰.无机材料化学（上）.厦门:厦门大学出版社.2001（获省优秀教学成果二等奖） [2] 曾人杰. 无机材料化学（下）. 2003（胶印本）[全书（含上、下册）为国家精品课程“材料化学导论”配套用书，将由“科学出版社”出版；曾被评为十一·五国家级教材] (可按该书目录找到相应的参考文献，或相应的教科书) ●第一次课后的作业 1、试评述：有人认为用液相烧结制备结构陶瓷，会比用固相烧结获得性能更好的材料。 [注：结构陶瓷的概念、液相烧结和固相烧结的一般概念，课堂上已介绍过；更严格、详细的概念，请同学们从网上查看或参考本课程的教材下册（胶印本，或按其目录找到相应的参考文献）或相关的教科书] ●第二次课后的作业 2、请给出“f ine ceramics”适当的中文翻译，并写出对应该中文的至少另外2种英文名称？ 3、试解释与“中国科学院上海硅酸盐研究所”相关的3个学术名称之间的联系：（1）硅酸盐研究所；（2）Inst. of Ceramics；（3）《无机材料学报》。 4、中国科学院上海硅酸盐研究所与原中国科学院上海冶金研究所（现为上海微系统与信息技术研究所）为邻居，试从学科和技术的角度理解这些现象。 5、试讨论：早在上世纪80年代后期，发达国家如英国便已在高校的材料学院或材料系取消了“传统陶瓷”专业；而着重发展“特种陶瓷”专业。 ●第三次课后的作业 7、福建的陶瓷生产基地主要有3个：泉州的德化（日用瓷）、福州的闽清（电瓷）和泉州晋江的磁灶（瓷砖，等）。磁灶在历史上就是陶瓷生产基地，试讨论其地名的由来，和瓷砖与磁砖的不同写法。 8、在无机非金属材料领域（如日用陶瓷、氧化铝陶瓷、碳化硼陶瓷、特种玻璃，等）里，常见一些的企业家，虽然没有机会受到过本专业的正规训练；但是事业却非常成功，而且还亲自掌握了该企业的核心技术。试从学科的特点和技术的角度评述这一现象；也可以厦门及其周边地区的知名企业为例。 ●第四次课后的作业 10、试简答： （1）一次颗粒的概念； （2）二次颗粒的概念；
无机合成化学课后习题 第一章 1.现代无机合成的内容和方法与旧时代相比有哪些变化？ 2. 为什么说无机合成化学往往是一个国家工业发展水平的 标志？ 3. 为什么说合成化学是化学学科的核心，是化学家改造世界、创造社会财富的最有力的手段？ 4.您能举出几种由p区元素合成的无机材料吗？ 5.为什么从某种意义上讲,合成化学的发展史就是化学的发 展史？ 6.您或您的朋友的研究课题属于无机合成领域吗？如果是，属于哪个热点领域？举例说明。 7. 什么是极端条件下的合成？能否举一例说明。 8. 查阅文献，找出一例绿色合成原理在无机合成化学中的应用。 9. 何谓软化学合成方法？与所谓的“硬化学法”相比有什么 特点？ 10.在研究工作中，您最喜欢利用哪种工具查阅化合物的合成方法 第二章 1. 化学热力学在无机合成中的起着什么样的重要的作用？
2. Bartlett是怎样从吉布斯-亥姆霍兹方程分析，确立稀有气体第一个化合物制备的热力学根据？ 3. Ellingham 图建立的依据是什么？ 4. 查阅Ellingham 图，看MnO被C还原为金属的最低温度是多少？写出该温度下的总反应方程式。 5. 偶合反应在无机合成中应用的原理何在？请举例说明。 6. 10.Pourbaix图(pH-E)的实质是什么？它都有哪些方面的应用？ 第三章 1.温度与物性有怎样的关系？什么是物质的第五态？ 2.实验室中，获得低温的方法或低温源装置有哪几种？各举 一例。 3.为什么任何碱金属与液氨反应后溶液都具有同一吸收波长 的蓝光？核心物种是什么？如何证明？ 4. 什么是金属陶瓷？有什么特殊性质？用在哪些方面？它们是如何在高温下制备的？ 5. 获得高温有哪些手段？高温合成技术有哪些广泛应用？ 6.何谓高温下的化学转移反应？它主要应用在无机合成的哪些方面？ 7.什么是等离子体超高温合成？它主要有哪些方面的用途？ 8.什么是自蔓延高温合成？该法有什么特点？其关键技术是什么？
《无机材料化学分析》教学大纲 课程编号：00003884 课程中文名称：无机材料化学分析 课程英文名称：Inorganic Materials Chemistry Analytical 总学时：56 实验学时：16 上机学时：0 学分：3.5 适用专业：无机非金属材料专业 一、课程性质、目的和任务《无机材料化学分析》是研究物质构 成的分析方法及有关理论的一门学科，它主要包括成份分析和 结构分析，成份分析主要可以分为定性分析和定量分析。分析 化学是一门实践性很强的学科，通过无机材料化学分析的授课 和实验课，学生们可以把无机化学所学的理论进一步运用到分 析化学中来，使理论更密切联系实际。通过无机材料化学分析 的教学，还能培养学生严格、认真和实事求是的科学态度，观 察分析和判断问题的能力，精密、细致的进行科学实验的技能，使学生具有科学技术工作者应具备的素质。 二、课程教学内容及学时分配 第一章绪论 教学内容：分析化学的任务、作用、进展简况，分析方法分类 基本要求：了解分析化学的任务、作用，掌握分析方法分类 重点、难点：分析方法分类 学时分配：3学时
第二章误差及分析数据的统计处理 教学内容：定量分析中的误差，分析结果的数据处理，有效数字及其运算规则 基本要求：掌握误差的分类及减免误差的方法，学会对分析结果进行数据处理，掌握有效数字及其运算规则 重点：分析结果的数据处理，有效数字及其运算规则 难点：分析结果的数据处理 学时分配：2学时 第三章滴定分析 教学内容：滴定分析的概述、标准溶液的配制及表示方法 滴定分析结果的计算 基本要求：了解滴定分析法的分类，掌握标准溶液的配制，能够对滴定分析结果进行准确计算 重点：标准溶液的配制，滴定分析结果的计算 难点：滴定分析结果的计算 学时分配：3学时 第四章酸碱滴定法 教学内容：酸碱平衡的理论基础，酸碱溶液PH值的计算，酸碱滴定终点的指示方法，非水溶液中的酸碱滴定 基本要求：深入了解酸碱平衡的理论，掌握酸碱溶液PH值的计算，重点：解酸碱平衡的理论，酸碱溶液PH值的计算 难点：酸碱溶液PH值的计算